CN110294783B - 一种16烯甾体化合物的制备方法 - Google Patents

一种16烯甾体化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种16烯甾体化合物的制备方法，以式I化合物为底物，三甲基卤硅烷为脱水剂，在非质子反应溶剂中脱水反应生成16烯甾体式II化合物，所述三甲基卤硅烷选自三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷、三甲基碘硅烷中的一种或多种。本发明的有益效果是供一种反应条件温和，环境友好，易操作，成本低，摩尔收率高的16烯甾体化合物的制备方法，用三甲基卤硅烷作为脱水剂，便宜易得，该发明新工艺更具产业化价值，能够有效控制副反应，提高反应收率和质量。

Description

一种16烯甾体化合物的制备方法
技术领域
本发明属于化学医药合成领域，尤其是涉及一类甾体中间体的制备方法。
背景技术
传统制备地塞米松系列产品16,17-双键中间体的方法，需要经过三步化学反应，反应条件剧烈，使用了大量易燃、易爆、危险性高的试剂，如叠氮化法，用脱氮制备，易发生爆炸，环境污染严重，并且收率很低，所得还原物的质量情况也不理想。因此，找到理想的合成16,17位甾体烯的方法是发明的重点。
除了地塞米松的合成，16，17位甾体烯是甾体药物的一个重要中间体，该双键的反应活性好，可以被很好地改造成各种基团，现有的文献中制备16，17位甾体烯有多种反应，包括以下几种方法：
三氯氧磷/吡啶法，氯氧磷/吡啶法脱水相对简单易行，后处理操作简单，收率相对较高，实例较多，但其脱水机里主要为α消除，所以对一些β结构的消除无法反应。
氯化亚砜/吡啶法脱水反应活性比三氯氧磷/吡啶高，一些三氯氧磷/吡啶不反应的底物，该方法可以反应，有些文献提及该反应为β消除，所以该反应是对三氯氧磷/吡啶脱水的一个有力补充，其反应条件要求低温，故条件相对苛刻。
DMF/醋酐/质子酸/回流，该反应条件相对简单，后处理也相对简单；但是由于反应条件需要DMF回流，反应温度较高，对反应底物的热稳定性有一定的要求，同时该反应需要一定酸，碱条件，所以要求反应底物在酸碱性同时高温条件下稳定。
还有p-TSA/二氯甲烷/回流，KH/PhNCS/THF，三氯氧磷/DBU，4N HCl/dioxane，Amberlyst-15/二氯甲烷，KOAc/DMSO/Toluene，氨基尿/醋酸，[Ru(h3-2-C3H4Me)2(dppe)](催化剂)/THF/三氟乙酸等方法。
以上16，17位甾体烯的制备方法中都是适合16位无取代基的甾体的脱水反应，对于16位有烷基取代时由于受空间位阻影响，以上方法并不能形成16，17位甾体烯，或只有少量的16,17甾体烯生成。
已报道的16-烷基，16,17双键的形成的相关文献：
专利CN105254697A公开了制备△16甾体化合物的制备方法，在SO2存在的情况下用氧化剂氧化制备，根据其记载的实施例可知，其主要的反应底物为16H的甾体化合物，且反应温度在0℃以下，要求环境为低温，不利于工业化生产。本申请的发明人分别在-20℃，-10℃，10℃和30℃重复CN105254697A的实施例5，均未得到相应的产物。
文献Journal ofOrganic Chemistry；vol.51；nb.12；(1986)；p.2315–2328介绍了使用，TEA、FTMP，高氯酸方法形成带有16甲基的16,17双键，此方法的缺点是产物较杂，收率极低，仅有8％～34％。文献Steroids；vol.66；nb.8；(2001)；p.623–635的方法反应时间长，反应步骤多，收率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种16烯甾体化合物的制备方法，以三甲基卤硅烷为脱水剂，该方法工艺简单，易于工业化，所用脱水剂价格低廉。
本发明的技术方案是：
一种16烯甾体化合物的制备方法，以式I化合物为底物，三甲基卤硅烷为脱水剂，在非质子反应溶剂中脱水反应生成16烯甾体式II化合物，所述三甲基卤硅烷选自三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷、三甲基碘硅烷中的一种或多种。
Figure BDA0001604377470000021
Figure BDA0001604377470000022
为单键或双键
R1、R2、R3、R4、R5彼此独立地选择且其中：
R1＝α构型的-Cl，-Br，-F，-I或-H；
R2＝α，或β构型的-CH3，-Cl，-F，-Br，或＝CH2，或＝O,或-H；
R3＝α，或β构型的-C1-3烷基，或-H；
R4＝α，或β构型的-OH，或＝O，或-H；
或R1和R4可一起形成9β，11β-环氧；或R1和R4形成双键；
R5＝-C1-3烷基，-CH2-X，或-CH2-O-CO-R6，所述X为卤素，R6为C1-6烷基。
为了取得更好的技术性果，以上16烯甾体化合物的制备方法，R1、R2、R3、R4、R5彼此独立地选择且其中：
R1＝α构型的-Cl，-Br，-F，或-H；
R2＝α，或β构型的-CH3，-Cl，-F，-Br，或＝CH2，或＝O,或-H；
R3＝α，或β构型的-CH3；
R4＝α，或β构型的-OH，或＝O，或-H；
或R1和R4可一起形成9β，11β-环氧；或R1和R4形成双键；
R5＝--CH3，-CH2-X，或-CH2-O-CO-R6，所述X为卤素，R6为C1-3烷基。
为了取得更好的技术性果，以上16烯甾体化合物的制备方法，R1、R2、R3、R4、R5彼此独立地选择且其中：
R1＝-H；
R2＝α，或β构型的-CH3，-F，或-H；
R3＝α，或β构型的-CH3；
R4＝＝O或-H；
或R1和R4可一起形成9β，11β-环氧；或R1和R4形成双键；
R5＝-CH3，-CH2-Cl，-CH2-I，或-CH2-O-CO-CH3。
为了取得更好的技术性果，所述三甲基卤硅烷与式I化合物的摩尔比为大于2.5。
为了取得更好的技术性果，所述三甲基卤硅烷为三甲基碘硅烷。
为了取得更好的技术性果，所述三甲基卤硅烷选自三甲基氯硅烷或三甲基溴硅烷中的一种或两种时，所述脱水反应还包括催化剂，所述催化剂选自NaI、KI。
为了取得更好的技术性果，所述脱水反应的反应温度为-10～70℃。反应温度优选30～70℃。
为了取得更好的技术性果，所述非质子反应溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、丙酮、二甲基亚砜、乙醚、四氢呋喃中的一种或几种。
为了取得更好的技术性果，所述脱水反应结束后，用终止反应试剂进行终止，所述终止反应试剂为具有还原性的碱性试剂，选自Na2S2O3、Na2SO3或Na2S。
为了取得更好的技术性果，所述脱水反应的反应时间为1～3h。
本发本发明的目的在于提供一种反应条件温和，环境友好，易操作，成本低，摩尔收率高的16烯甾体化合物的制备方法，用三甲基卤硅烷作为脱水剂，便宜易得，在16位存在烷基的空间位阻效应时，仍能够得到高纯度和高摩尔收率的16,17烯甾体化合物。该发明新工艺更具产业化价值，能够有效控制副反应，提高反应收率和质量；工艺设计中不涉及高危反应，易于实现工业化；不存在高污染反应，减轻了环保处理压力。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明的技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
实施例1
Figure BDA0001604377470000041
实施例1-1
将化合物1(5g，13.5mmol)溶解于乙腈(100ml)中，加入三甲基碘硅烷(5.8ml，40.5mmol)，50℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(300ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml乙酸乙酯萃取分液，合并有机相减压蒸馏后通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体2(4.4g)，纯度98.5％，摩尔收率92％，经检测，母液中有少量物质2-1生成。
实施例1-2
将化合物1(5g，13.5mmol)溶解于乙腈(100ml)中，加入三甲基碘硅烷(3.8ml，27.0mmol)，50℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(300ml，10％w/v)终止反应后，加入200ml乙酸乙酯萃取分液，减压蒸馏后通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体2-1(4.4g)，纯度99.2％，摩尔收率92％，经检测，母液中有少量物质2生成。
实施例1-3
将化合物1(5g，13.5mmol)溶解于乙腈(100ml)中，加入三甲基碘硅烷(4.8ml，33.8mmol)，50℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(300ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml乙酸乙酯萃取分液，合并有机相减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体2(4.3g)，纯度96％，摩尔收率89％。经检测母液中有少量化合物2-1生成。
三甲基卤硅烷与化合物1的摩尔比在1-2之间时，产物为化合物2-1，摩尔比在2.5以上时产物为化合物2。可通过控制脱水剂的量和监测反应进程得到目标化合物。
实施例2
Figure BDA0001604377470000051
实施例2-1
将化合物3(10g，22.1mmol)溶解于三氯甲烷(300ml)中，加入三甲基氯硅烷(11.4ml，90.0mmol)，NaI(13.3g，90.0mmol)，40℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(500ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏后通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体4(8.8g)，纯度98.2％，摩尔收率98％，经检测，母液中有少量物质4-1生成。
实施例2-2
将化合物3(10g，22.1mmol)溶解于三氯甲烷(300ml)中，加入三甲基氯硅烷(5.1ml，40.5mmol)，NaI(6.0g，40.5mmol)，40℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(500ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏后通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体4-1(8.6g)，纯度98.9％，摩尔收率90％，经检测，母液中有少量物质4生成。
实施例2-3
将化合物3(10g，22.1mmol)溶解于三氯甲烷(300ml)中，加入三甲基氯硅烷(7ml，55.5mmol)，NaI(8.2g，55.5mmol)，40℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(500ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体4(8.3g)，纯度96.2％，摩尔收率92％。经检测母液中有少量化合物4-1生成。
三甲基卤硅烷与化合物2的摩尔比在1-2之间时，产物为化合物4-1，摩尔比在2.5以上时产物为化合物4。可通过控制脱水剂的量和监测反应进程得到目标化合物。
实施例3
Figure BDA0001604377470000061
实施例3-1
将化合物5(12g，25.4mmol)溶解于二氯甲烷/乙腈(150/7.5ml)中，加入三甲基溴硅烷(4.7ml，35.3mmol)，加入催化剂KI(11.7g，70.5mmol)，30℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(400ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体6-1(10.3g)，纯度98.5％，摩尔收率90.0％。经检测母液中有少量化合物6生成。
实施例3-2
将化合物5(12g，25.4mmol)溶解于二氯甲烷/乙腈(150/7.5ml)中，加入三甲基溴硅烷(9.3ml，70.5mmol)，加入催化剂KI(11.7g，70.5mmol)，30℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(400ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体6(10.4g)，纯度98.9％，摩尔收率93％。经检测母液中有少量化合物6-1生成。
实施例3-3
将化合物5(12g，25.4mmol)溶解于二氯甲烷/乙腈(150/7.5ml)中，加入三甲基溴硅烷(8.4ml，63.5mmol)，加入催化剂KI(11.7g，70.5mmol)，30℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(400ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体6(10g)，纯度91％，摩尔收率88％。经检测母液中有少量化合物6-1生成。
三甲基卤硅烷与化合物5的摩尔比在1-2之间时，产物为化合物6-1，摩尔比在2.5以上时产物为化合物6。可通过控制脱水剂的量和监测反应进程得到目标化合物。
实施例4
Figure BDA0001604377470000071
实施例4-1
将化合物7(10g，27.4mmol)溶解于二氯甲烷/乙腈(150/7.5ml)中，加入三甲基碘硅烷(14.3ml，100.0mmol)，30℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(600ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后，减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体8(9.2g)，纯度99.1％，摩尔收率97％。
实施例4-2
将化合物7(10g，27.4mmol)溶解于二氯甲烷/乙腈(150/7.5ml)中，加入三甲基碘硅烷(7.1ml，50.0mmol)，30℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(600ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后，减压蒸馏通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体8(8.0g)，纯度98.5％，摩尔收率84％。
实施例5
Figure BDA0001604377470000081
实施例5-1
将化合物9(10g，29.2mmol)溶解于丙酮(150ml)中，加入三甲基碘硅烷(18.1ml，127.0mmol)，45℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(600ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体10(9.1g)，纯度98.1％，摩尔收率96％。
实施例5-2
将化合物9(10g，29.2mmol)溶解于丙酮(150ml)中，加入三甲基碘硅烷(10.2ml，73.0mmol)，45℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(600ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体10(8.9g)纯度96.2％，摩尔收率90％。
实施例5-3
将化合物9(10g，29.2mmol)溶解于丙酮(150ml)中，加入三甲基碘硅烷(3.8ml，27.0mmol)，45℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(600ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体10(5g)，纯度92.9％，摩尔收率53％。
通过实施例5可以得出，当脱水剂三甲基卤硅烷的量与反应物之比小于1时，16烯的化合物10的收率只有50％左右；大于2.5时收率和纯度都在90％以上；
实施例6
Figure BDA0001604377470000091
将化合物11(10g，29.2mmol)溶解于丙酮(150ml)中，加入三甲基氯硅烷(5.7ml，44.8mmol)，NaI(6.0g，40.5mmol)，45℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S aq(600ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体12(9.2g)，纯度94.6％，摩尔收率98％。
在16位无烷基取代时，三甲基卤硅烷作为脱水剂制备16烯甾体化合物，其收率和纯度都在90％以上。
实施例7
Figure BDA0001604377470000092
将化合物13(5g，14.1mmol)溶解于四氢呋喃(100ml)中，加入三甲基碘硅烷(5.8ml，40.5mmol)，55℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2S2O3aq(400ml，10％w/v)终止反应后，分液，200ml乙酸乙酯萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体14(4.5g)，纯度92.8％，摩尔收率95％。
实施例8
Figure BDA0001604377470000101
将化合物15(6.6g，14.0mmol)溶解于乙腈(100ml)中，加入三甲基碘硅烷(9.1ml，65.0mmol)，60℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(300ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体16(5.9g)，纯度93.5％，摩尔收率93％。
实施例9
Figure BDA0001604377470000102
将化合物17(5g，14.0mmol)溶解于乙腈(100ml)中，加入三甲基碘硅烷(9.1ml，65.0mmol)，60℃搅拌反应，TLC监测反应进程，直至反应完全，加入Na2SO3aq(300ml，10％w/v)终止反应后，分液，300ml氯仿萃取水相，合并有机相后减压蒸馏，通过乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色固体18(4.5g)，纯度95.5％，摩尔收率94％。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：以式I化合物为底物，三甲基卤硅烷为脱水剂，在非质子反应溶剂中脱水反应生成16烯甾体式II化合物，所述三甲基卤硅烷选自三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷、三甲基碘硅烷中的一种或多种，所述三甲基卤硅烷选自三甲基氯硅烷或三甲基溴硅烷中的一种或两种时，所述脱水反应还包括催化剂，所述催化剂选自NaI、KI；
所述三甲基卤硅烷与式I化合物的摩尔比为大于2.5；
Figure FDA0003626851870000011
Figure FDA0003626851870000012
为单键或双键
R1、R2、R3、R4、R5彼此独立地选择且其中：
R1＝α构型的-Cl，-Br，-F，-I或-H；
R2＝α，或β构型的-CH3，-Cl，-F，-Br，或＝CH2，或＝O,或-H；
R3＝α，或β构型的-C1-3烷基，或-H；
R4＝α，或β构型的-OH，或＝O，或-H；
或R1和R4可一起形成9β，11β-环氧；或R1和R4形成双键；
R5＝-C1-3烷基，-CH2-X，或-CH2-O-CO-R6，所述X为卤素，R6为C1-6烷基。
2.根据权利要求1所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：R1、R2、R3、R4、R5彼此独立地选择且其中：
R1＝α构型的-Cl，-Br，-F，或-H；
R2＝α，或β构型的-CH3，-Cl，-F，-Br，或＝CH2，或＝O,或-H；
R3＝α，或β构型的-CH3；
R4＝α，或β构型的-OH，或＝O，或-H；
或R1和R4可一起形成9β，11β-环氧；或R1和R4形成双键；
R5＝--CH3，-CH2-X，或-CH2-O-CO-R6，所述X为卤素，R6为C1-3烷基。
3.根据权利要求1或2所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：R1、R2、R3、R4、R5彼此独立地选择且其中：
R1＝-H；
R2＝α，或β构型的-CH3，-F，或-H；
R3＝α，或β构型的-CH3；
R4＝＝O或-H；
或R1和R4可一起形成9β，11β-环氧；或R1和R4形成双键；
R5＝-CH3，-CH2-Cl，-CH2-I，或-CH2-O-CO-CH3。
4.根据权利要求3所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：所述三甲基卤硅烷为三甲基碘硅烷。
5.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：所述脱水反应的反应温度为-10～70℃。
6.根据权利要求5所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：所述非质子反应溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、丙酮、二甲基亚砜、乙醚、四氢呋喃中的一种或几种。
7.根据权利要求1、2、4或6任一项所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：所述脱水反应结束后，用终止反应试剂进行终止，所述终止反应试剂为具有还原性的碱性试剂，选自Na2S2O3、Na2SO3或Na2S。
8.根据权利要求7所述的一种16烯甾体化合物的制备方法，其特征在于：所述脱水反应的反应时间为1～3h。
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CN105254697A (zh) * 2015-11-17 2016-01-20 湖南成大生物科技有限公司 △16甾体类化合物的制备方法

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