CN111072746B - 一种6-α-乙基-7-酮基胆石酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种6‑α‑乙基‑7‑酮基胆石酸的制备方法，属于合成化学应用和生物医药技术领域。其合成路线如下式所示，包括以下步骤：(1)化合物1与甲醛或多聚甲醛发生缩合反应，得化合物2；(2)化合物2与甲基铜试剂发生1，4加成反应，得6‑α‑乙基‑7‑酮基胆石酸。这个方法避免了强酸强碱以及一些极易挥发难以放大操作的试剂(例如三甲基氯硅烷、三氟化硼)的使用，生产环境安全友好，反应条件温和，操作简便，各步骤收率均优秀，副产物少，后处理及纯化简单，非常适合工业化应用，

Description

一种6-α-乙基-7-酮基胆石酸的制备方法

技术领域

本发明属于合成化学应用和生物医药技术领域，具体涉及一种6-α-乙基-7-酮基胆石酸的制备方法。

背景技术

奥贝胆酸(6-α-乙基鹅去氧胆酸)可以促进胆酸合成，用于治疗原发性胆汁性肝硬化和非酒精性脂肪性肝病，目前还未能大规模投入生产应用。

最近数年，国内外专利和公开文献公布的奥贝胆酸合成方法的新路线，有一多半是对原研厂家专利路线的改进，如硅醚保护基种类的调整优化，硅醚保护基保护方法和策略的调整改进，羟基、羧基保护的新方法等，这些新的路线和方法，虽有一定的创新性，但是不能完全避开原研厂家的专利技术。

中国专利申请201810031192.0公开了一种一种制备奥贝胆酸的方法，其合成路线如下：

其步骤包括：羰基还原反应：将起始物1、硼氢盐溶于极性有机溶剂1中混合反应，反应温度为-10℃～10℃；反应完成后淬灭反应，萃取分离、浓缩或打浆洗涤得到中间体2；双键还原反应：将中间体2溶于极性有机溶剂2中，使用氢气、甲酸铵为氢源，Pd/C催化剂，60℃～100℃，相对压力0.5MPa～1.5MPa下进行加氢双键还原反应，反应完成后过滤、浓缩得到中间体3。此方法过程需要使用较为危险的氢气，并需要在一定的压力下操作，具有一定的危险性。

现有的合成奥贝胆酸的路线，最有价值的的是基于Mukiyama-Aldol缩合反应的合成路线。该反应以7-酮基胆石酸为关键原料，先保护7-酮基胆石酸的羧基及羟基，然后利用三甲基硅基保护基活化7-羰基为烯醇硅醚，烯醇硅醚在低温下与无水乙醛发生Mukiyama-Aldol缩合反应，去除保护基得到生成6-亚乙基-7-酮基胆石酸，经过催化氢化，得到6-乙基-7-酮基胆石酸，再经过化学还原将7-酮基还原为羟基得到奥贝胆酸。因此，6-α-乙基-7-酮基胆石酸是从7-酮基胆石酸合成奥贝胆酸(6-α-乙基鹅去氧胆酸)的关键中间体，其使用化学还原剂如硼氢化钠、氢化铝锂等还原，可以很方便的以几乎定量的收率得到奥贝胆酸。这个合成方法，但是反应选择性好，杂质较少，相对易于纯化，最终合格产品的实际收率较高，缺点是合成路线比较长。

一些新的专利，采用了较为新颖的方法，使用乙基亲电试剂在金属催化下直接与7-酮基胆石酸反应制备6-乙基-7-酮基胆石酸，这样的方法实际上副反应过多，产物体系复杂，纯化后能获得的实际收率很低，在生产中难以应用。

有鉴于此，本发明提供的方案是7-酮基胆石酸或其羧基得到保护的衍生物先与甲醛或者多聚甲醛发生缩合反应，生成6-亚甲基胆石酸或者其衍生物；6-亚甲基胆石酸(或者其衍生物)再与甲基铜试剂发生1，4加成反应，直接得到6-α-乙基-7-酮基胆石酸。这个方法避免了强酸强碱以及一些极易挥发难以放大操作的试剂(例如三甲基氯硅烷、三氟化硼)的使用，生产环境安全友好，反应条件温和，操作简便，各步骤收率均优秀，副产物少，后处理及纯化简单，非常适合工业化应用。

发明内容

本发明的6-α-乙基-7-酮基胆石酸的制备方法可以满足生产环境安全友好，反应条件温和，操作简便，各步骤收率均优秀，副产物少，后处理及纯化简单的要求，非常适合工业化应用。

本发明提供一种6-α-乙基-7-酮基胆石酸的制备方法，6-α-乙基-7-酮基胆石酸的结构通式如式3所示，其合成路线为：

式中，R1为H或羧基保护基，R2为H或羟基保护基；其反应包括如下步骤：

(1)化合物1与甲醛或多聚甲醛发生缩合反应，得化合物2；

(2)化合物2与甲基铜试剂发生1，4加成反应，得6-α-乙基-7-酮基胆石酸。

其中，

所述步骤(1)中，甲醛的形式可以是20％-37％的甲醛水溶液或20％-37％的甲醛醇溶液、无水的甲醛气体中的一种或多种。

所述步骤(1)中，缩合反应在有机溶剂中进行，优选地，有机溶剂为芳烃溶剂、醚类溶剂、极性非质子溶剂和烃类溶剂中的一种或多种；进一步优选地，芳烃溶剂选自甲苯、乙基苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯中的一种或多种，醚类溶剂选自四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚中的一种或多种，极性非质子溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，N,N-二甲基乙酰胺，二甲亚砜中的一种或多种，烃类溶剂选自以及正己烷、环己烷、正庚烷中的一种或多种；再进一步地，优选为甲苯或N,N-二甲基甲酰胺。

所述步骤(1)中，缩合反应需要加入适量的合适的碱来促进反应，碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯中的一种或多种，优选为碳酸钾和碳酸铯的混合物；碱的用量是化合物1物质的量的1-4倍。使用碳酸铯有利于提升反应速率和反应的选择性，但是碳酸铯的价格较贵，完全使用碳酸铯经济上很不划算，因此使用碳酸钾和碳酸铯的混合物促进反应，可以降低成本，适合应用到大规模工业化生产，使用碱的混合物的情况下，碳酸铯的质量分数在1％-20％，优选为5％-15％。

所述步骤(1)中，缩合反应的反应温度是20℃-150℃，优选为50℃-110℃，进一步地，优选为60℃。温度过低时，反应速度缓慢；温度过高则会导致聚合、焦化等副反应增加。

所述步骤(1)中，缩合反应通过薄层层析或者液相色谱等分析手段监控，原料1基本消耗完全时停止反应。

所述步骤(2)中，甲基铜试剂可以是市售的甲基铜试剂或现场制备的甲基铜试剂，二者在反应能力上差异不大。其中，市售的甲基铜，最常见易得的形式是以乙醚溶液形式保存的的二甲基铜锂试剂，现场制备的甲基铜试剂是指在乙醚、丁醚、四氢呋喃或者甲基四氢呋喃等醚类溶剂中，使用甲基锂试剂或者甲基格式试剂与溴化亚铜或者氯化亚铜反应制备的甲基铜试剂。在通常情况下，新制备的甲基铜试剂在溶剂中不完全溶解，为黄色的悬浮体系，隔绝空气和水分，在-10摄氏度以下可以保存数天。

所述步骤(2)中，加成反应在烃类溶剂或醚类溶剂中进行，烃类溶剂可以是正己烷、正庚烷中的一种或多种，醚类溶剂可以是乙醚、四氢呋喃、正丙醚、正丁醚、甲基叔丁基醚中的一种或多种；烃类溶剂或醚类溶剂的含水量控制在0.01％以下，优选无水。

所述步骤(2)中，加成反应的反应温度是-30℃-10℃，最佳反应温度依据溶剂不同而稍有所差异，本发明证明溶剂是乙醚或者四氢呋喃以及反应温度为-20℃-0℃时达到最佳的反应效果。

所述步骤(2)中，加成反应完成之后，还包括以下步骤：通过有机合成后处理工艺进行后处理，得所述6-α-乙基-7-酮基胆石酸，优选为以下处理方式：加入酸的水溶液淬灭反应，将反应体系经过过滤、分层处理，除去铜盐；加入氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾水溶液与有机层激烈搅拌，将产物的羧基保护基水解除去，使产物溶解于水相中；分层，水层加入酸，产物以白色固体形式析出，过滤，即可得到纯度较高的6-α-乙基-7-酮基胆石酸。所述酸的水溶液可以是稀盐酸、稀硫酸、磷酸中的一种或多种配制的水溶液，酸的浓度为1-20％，优选为5％。氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾水溶液的质量分数为1-20％，优选为5％。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

(1)避免了强酸强碱以及一些极易挥发难以放大操作的试剂(例如三甲基氯硅烷、三氟化硼)的使用，简化工艺；

(2)生产环境安全友好，反应条件温和；

(3)各步骤收率均优，副产物少，后处理及纯化简单，非常适合工业化应用。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下述实施例中，若无特殊说明，所用的操作方法均为常规操作方法，所用设备均为常规设备。

下述实施例中，多聚甲醛购自阿拉丁试剂公司。货号为C104188；二甲基铜锂试剂购自湖北博尔化工公司，为0.5mol/L的二甲基铜锂乙醚溶液；甲基格氏试剂使用自制的1mol/L甲基溴化镁乙醚溶液，通过将溴甲烷与镁屑加入乙醚溶剂中制得。

下述实施例中溶液的浓度若无特殊说明，均为质量分数。

实施例1

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸甲酯(化合物1)，加入到5L反应瓶中，加入多聚甲醛150g(5mol)，甲苯2.5L，碳酸钾276g(约2mol)，在60℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料基本消失，停止反应。将反应体系冷却之后过滤，甲苯溶液过滤出来之后，蒸干，得到6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯(化合物2)。6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯用硅胶柱层析纯化。

将2mol甲基格式试剂MeMgBr，溶解于无水四氢呋喃2L中，降温到-20℃，氮气保护下加入氯化亚铜217g(2.2mol)，搅拌10分钟至半小时，黄色的固体悬浮物出现，这就是现场制备的甲基铜镁试剂。将化合物2溶解于800ml四氢呋喃中，预先冷却到-20℃，然后加入到刚制备好的甲基铜镁试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到0℃，继续搅拌反应1小时，滴加入冷的5％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，然后过滤，滤液弃去，黑褐色的滤渣使用水2L洗涤，然后悬浮在5％氢氧化钠水溶液4L中，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，再次过滤，黑褐色的滤渣过滤除去，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为97.5％，得率为81％。

实施例2

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸甲酯，加入到5L反应瓶中，加入DMF 2.5L，多聚甲醛150g(5mol)，碳酸铯357g(1.1mol)，在60℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料已经消失，停止反应。

减压蒸去过量的DMF溶剂，残余的物料使用乙醚(1.2L)提取两次，乙醚溶液使用水洗涤，无水硫酸钠干燥。干燥合格之后，降温到-20℃，在此温度下加入预先冷却的二甲基铜锂试剂的乙醚溶液(11mol)，在自然升温到0℃，继续在0℃左右反应1小时，滴加入冷的5％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，搅拌2小时，然后分层，水层使用乙醚1L洗涤，合并乙醚层，水洗，然后乙醚层与5％氢氧化钠水溶液2L激烈搅拌2小时，再次分层，乙醚层使用氢氧化钠水溶液再次搅拌洗涤，合并氢氧化钠水溶液层，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为98.5％，得率为92％。

实施例3

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸乙酯(化合物1)，加入到5L反应瓶中，通入无水甲醛气体5mol，加入四氢呋喃2.5L，碳酸钾207g(约1.5mol)，在20℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料基本消失，停止反应。将反应体系冷却之后过滤，蒸干，得到6-亚甲基-7-酮基胆石酸乙酯(化合物2)。6-亚甲基-7-酮基胆石酸乙酯用硅胶柱层析纯化。

将化合物2溶解于800ml四氢呋喃中，预先冷却到-30℃，然后加入到二甲基铜锂试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到10℃，继续搅拌反应1小时，滴加入冷的3％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，然后过滤，滤液弃去，黑褐色的滤渣使用水2L洗涤，然后悬浮在3％氢氧化钠水溶液4L中，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，再次过滤，黑褐色的滤渣过滤除去，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为97.5％，得率为79％。

实施例4

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸(化合物1)，加入到5L反应瓶中，通入无水甲醛气体5mol，加入正己烷2.5L，碳酸钾552g(约4mol)，在150℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料基本消失，停止反应。将反应体系冷却之后过滤，蒸干，得到6-亚甲基-7-酮基胆石酸(化合物2)。6-亚甲基-7-酮基胆石酸用硅胶柱层析纯化。

将化合物2溶解于800ml四氢呋喃中，预先冷却到-30℃，然后加入到2L二甲基铜锂试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到10℃，继续搅拌反应1小时，滴加入冷的10％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，然后过滤，滤液弃去，黑褐色的滤渣使用水2L洗涤，然后悬浮在10％氢氧化钠水溶液4L中，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，再次过滤，黑褐色的滤渣过滤除去，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为97％，得率为81％。

实施例5

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸甲酯(化合物1)，加入到5L反应瓶中，加入多聚甲醛150g(5mol)，甲苯2.5L，碳酸钾276g(约2mol)，在50℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料基本消失，停止反应。将反应体系冷却之后过滤，甲苯溶液过滤出来之后，蒸干，得到6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯(化合物2)。6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯用硅胶柱层析纯化。

将2mol甲基格式试剂MeMgBr，溶解于无水四氢呋喃2L中，降温到-20℃，氮气保护下加入氯化亚铜217g(2.2mol)，搅拌10分钟至半小时，黄色的固体悬浮物出现，这就是现场制备的甲基铜镁试剂。将化合物2溶解于800ml正己烷中，预先冷却到-20℃，然后加入到刚制备好的甲基铜镁试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到0℃，继续搅拌反应1小时，滴加入冷的5％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，然后过滤，滤液弃去，黑褐色的滤渣使用水2L洗涤，然后悬浮在5％氢氧化钠水溶液4L中，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，再次过滤，黑褐色的滤渣过滤除去，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为98.5％，得率为82％。

实施例6

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸甲酯(化合物1)，加入到5L反应瓶中，加入多聚甲醛150g(5mol)，甲苯2.5L，碳酸钾276g(约2mol)，在110℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料基本消失，停止反应。将反应体系冷却之后过滤，甲苯溶液过滤出来之后，蒸干，得到6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯(化合物2)。6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯用硅胶柱层析纯化。

将2mol甲基格式试剂MeMgBr，溶解于无水四氢呋喃2L中，降温到-20℃，氮气保护下加入氯化亚铜217g(2.2mol)，搅拌10分钟至半小时，黄色的固体悬浮物出现，这就是现场制备的甲基铜镁试剂。将化合物2溶解于800ml四氢呋喃中，预先冷却到-20℃，然后加入到刚制备好的甲基铜镁试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到0℃，继续搅拌反应1小时，滴加入冷的5％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，然后过滤，滤液弃去，黑褐色的滤渣使用水2L洗涤，然后悬浮在5％氢氧化钠水溶液4L中，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，再次过滤，黑褐色的滤渣过滤除去，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为97.5％，得率为85％。

实施例7

390g(约1mol)的7-酮基胆石酸甲酯(化合物1)，加入到5L反应瓶中，加入多聚甲醛150g(5mol)，甲苯2.5L，碳酸钾276g(2mol)和碳酸铯32.5g(0.1mol)，在60℃激烈搅拌反应，TLC点板跟踪(石油醚：乙酸乙酯＝1:1，磷钼酸铵烘版显色)，原料基本消失，停止反应。将反应体系冷却之后过滤，甲苯溶液过滤出来之后，蒸干，得到6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯(化合物2)。6-亚甲基-7-酮基胆石酸甲酯用硅胶柱层析纯化。

将2mol甲基格式试剂MeMgBr，溶解于无水四氢呋喃2L中，降温到-20℃，氮气保护下加入氯化亚铜217g(2.2mol)，搅拌10分钟至半小时，黄色的固体悬浮物出现，这就是现场制备的甲基铜镁试剂。将化合物2溶解于800ml四氢呋喃中，预先冷却到-20℃，然后加入到刚制备好的甲基铜镁试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到0℃,继续搅拌反应1小时，滴加入冷的5％稀盐酸水溶液2L淬灭反应，然后过滤，滤液弃去，黑褐色的滤渣使用水2L洗涤，然后悬浮在5％氢氧化钠水溶液4L中，搅拌加热到水沸腾，在沸水中搅拌2小时之后降温到室温，再次过滤，黑褐色的滤渣过滤除去，滤液中加入磷酸，调整pH值为6.5，析出白色固体，过滤出来，即为6-α-乙基-7-酮基胆石酸3。纯度为98.0％，得率为89％。

实施例8

与实施例7不同的是，碳酸钾276g(2mol)和碳酸铯130g(0.4mol)，其余皆与实施例7相同。纯度为97.5％，得率为88％

实施例9

与实施例7不同的是，碳酸钾276g(2mol)和碳酸铯65g(0.2mol)，其余皆与实施例7相同。纯度为96％，得率为86％。

实施例10

与实施例7不同的是，相同物质的量和比例的碳酸钠和碳酸铯混合溶液替代碳酸钾和碳酸铯的混合溶液，其余皆与实施例7相同。纯度为97.0％，得率为30％。

实施例11

与实施例7不同的是，将化合物2溶解于800ml正丙醚中，其余皆与实施例7相同。纯度为98.5％，得率为88％。

对比例1

与实施例7不同的是，将化合物2溶解于800ml四氢呋喃中，预先冷却到-40℃，然后加入到刚制备好的甲基铜镁试剂中，搅拌0.5小时，然后缓慢升温到15℃，其余皆与实施例7相同。纯度为96.5％，得率为88％。

对比例2

与实施例7不同的是，用相同物质的量的氢氧化钠替代碳酸钾和碳酸铯的混合溶液，其余皆与实施例7相同。纯度为92％，得率小于10％。

对比例3

与实施例1不同的是，碳酸钾加入量为0.5mol，其余皆与实施例1相同。纯度为91％，得率为15％。

对比例4

与实施例1不同的是，碳酸钾加入量为5mol，其余皆与实施例1相同。纯度为98.5％，得率为91％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种6-α-乙基-7-酮基胆石酸的制备方法，6-α-乙基-7-酮基胆石酸的结构通式如式3所示，其合成路线为：

式中，R₁为甲基，R₂为H；其反应包括如下步骤：

(1)化合物1与甲醛或多聚甲醛发生缩合反应，得化合物2；

(2)化合物2与甲基铜试剂发生1，4加成反应，得6-α-乙基-7-酮基胆石酸；步骤(1)中：

缩合反应需要加入碱来促进反应，碱的用量是化合物1物质的量的1-4倍，碱为碳酸钾和碳酸铯的混合物，混合物中碳酸铯的质量分数在1％-20％；缩合反应的反应温度是20℃-150℃；缩合反应在有机溶剂中进行，有机溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、正己烷中的一种或多种；

步骤(2)中：

加成反应在有机溶剂中进行，有机溶剂为四氢呋喃、正丙醚中的一种或多种，有机溶剂的含水量控制在0.01％以下，加成反应的反应温度是-30℃-10℃；加成反应完成之后，还包括以下步骤：加入酸的水溶液淬灭反应，将反应体系经过过滤、分层处理，除去铜盐；加入氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾水溶液与有机层激烈搅拌，将产物的羧基保护基水解除去，使产物溶解于水相中；分层，水层加入酸，产物以白色固体形式析出，过滤，即可得到6-α-乙基-7-酮基胆石酸。