CN111328332A - 用于制备胆汁酸类的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法，以及例如，在方法1、1A、1B、2、3、3A和4中描述的有用的新型合成中间体。所述方法可以植物来源的类固醇例如脱氢表雄酮(DHEA)或乙酰基‑脱氢表雄酮(Ac‑DHEA)作为起始材料开始。所述方法可以植物来源的类固醇例如脱氢表雄酮(DHEA)或乙酰基‑脱氢表雄酮(Ac‑DHEA)作为起始材料开始。另外，本公开提供一种包括高纯度的，例如不含动物来源杂质的至少一种胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的药学或化妆品学组合物及其用途。

Description

用于制备胆汁酸类的方法
交叉引用
本申请要求于2017年8月3日提交的国际专利申请PCT/CN2017/095784的优先权和权益，其通过引用合并于此用于所有目的，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本公开一般涉及类固醇合成领域，例如，从植物来源类固醇制备胆汁酸(例如胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸)的方法，以及新型合成中间体。本公开进一步涉及包括胆汁酸(例如胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸)或其酯或盐的药学或化妆品学组合物，以及药学或化妆品学用途。
背景技术
诸如脱氧胆酸、胆酸等的胆汁酸为药学上和化妆品学上有用的化合物。参见例如Mukhopadhyay，S.and U.Maitra.，Current Science 87∶1666-1683(2004)(″Chemistryand Biology of Bile Acids″)。最近，已提出了将至少一种胆酸盐和鹅脱氧胆酸盐用于非手术去除个体中的局部脂肪沉积物(localized fat deposit)。参见例如WO2015/198150。胆汁酸通常从牛和羊来源获得。如朊病毒的病原体可能污染此类原料。因此，监管机构要求对哺乳动物来源胆汁酸有严格的条件。参见例如WO2008/157635和WO2011/075701。例如，在美国的管理体制下，只要所述动物保持隔离状态且没有可观察到的病原体，则来自新西兰动物的脱氧胆酸是供人使用的胆汁酸原料。这些严格条件限制合适的哺乳动物来源胆汁酸的量，并且不排除胆汁酸不含这些病原体的可能性。
鉴于对所述哺乳动物来源胆汁酸的严格条件，需要适合用于人类药品或化妆品的合成胆汁酸，例如胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸。这些合成胆汁酸将从诸如植物原料或合成起始材料的非动物来源开始合成。所以合成胆汁酸可能是有利的，因为从一开始就已知其至少不包含如可以对人体产生有害影响的病原体的动物来源杂质以及其他有害物质，例如包括如动物或微生物代谢物、热原(pyrogens)的细菌毒素的毒素。
发明内容
在各种实施例中，本公开涉及一种胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法。在一些实施例中，所述方法可以包括以下针对方法1、1A、1B、2、3、3A和4中任一项所述的任何实施例、由其组成或必须由其组成。在一些实施例中，所述方法进一步可以包括根据反应式1至8中任一项的任何实施例、由其组成或必须由其组成。在一些实施例中，所述方法将非动物来源类固醇(例如植物来源或合成的)作为起始材料。在一些实施例中，所述方法可以植物来源的类固醇例如脱氢表雄酮(DHEA)或乙酰基-脱氢表雄酮(Ac-DHEA)作为起始材料开始。在一些实施例中，所述方法以不含任何动物来源杂质的类固醇起始材料开始。在一些实施例中，所述方法产生不含任何动物来源杂质的胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐。因此，本公开的某些实施例进一步涉及一种通过本说明书所述的任何方法产生的胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐。
在一些实施例中，本公开进一步提供一种可用于制备胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的新型合成中间体。
在一些实施例中，本发明进一步提供一种高纯度胆酸组合物。在一些实施例中，高纯度胆酸组合物包括胆酸或其盐以及选自化合物32至35的至少一种化合物或其盐、由其组成或必须由其组成。在一些实施例中，根据情况，按胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计，化合物32至35以及其盐的总量小于5％(例如小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)。在一些实施例中，根据情况，按胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计，化合物32至35各自及其每一个盐的总量小于5％(例如小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)。在一些实施例中，胆酸或其盐按重量和/或HPLC面积计至少具有95％(例如至少96％、至少97％、至少98％或至少99％)的纯度。在一些实施例中，高纯度胆酸组合物不含或基本上不含动物来源杂质。
在一些实施例中，本公开进一步提供一种包括至少一种高纯度胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的药学或化妆品学组合物。在一些实施例中，所述药学或化妆品学组合物包括有效量的高纯度(例如按重量计为至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐或本说明书所述的高纯度胆酸组合物以及药学上或化妆品学上可接受的赋形剂。在一些实施例中，所述药学或化妆品学组合物进一步包括有效量的高纯度(例如按重量计为至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐。在本说明书中描述的任何实施例中，高纯度胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸或其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的特征还可以在于不含任何动物来源杂质。
本公开的一些实施例涉及一种施用本说明书中描述的药学或化妆品学组合物的方法。在一些实施例中，所述方法用于非手术去除个体中的局部脂肪沉积物。在一些实施例中，所述方法包括：将包括脂解有效量的高纯度(例如，按重量计至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)胆酸、鹅脱氧胆酸、其药学上或化妆品学上可接受的盐或其组合以及药学上或化妆品学上可接受的赋形剂的药学或化妆品学组合物施用于个体。
本公开的另外实施例和优点将在以下描述中部分地阐述，并且可以从该描述中得出，或者可以通过本公开的实施来理解。本公开的实施例和优点将尤其通过所附权利要求书中指出的元件和组合来实现和获得。
应当理解，以上概述和以下详细描述仅是示例性和说明性的，并不限制要求保护的本发明。
附图说明
图1为化合物35的X射线结构图。
图2为一实施例的HPLC迹线(trace)，其显示通过本说明书的方法(例如，如实施例1和2所示)来合成的胆酸的杂质分布。在HPLC迹线中，化合物32被指定为5.02分钟保留时间的杂质1，化合物33被指定为9.17分钟保留时间的杂质2，化合物34被指定为12.10分钟保留时间的杂质3，以及化合物35被指定为15.73分钟保留时间的杂质4。
具体实施方式
定义
应该理解，对于所有部分及其组合保持适当的化合价(Valence)。
另外，应该理解，本说明书中可变部分的具体实施例可以与具有相同标识符(identifier)的另一具体实施例相同或不同。例如，在各种化学式中，R1被独立地选择并且可以相同或不同。在各种化学式中，如R30的其他变量也可以被独立选择并且可以相同或不同。
在本说明书中使用的术语“动物来源杂质(animal derived impurities)”是指具有“动物来源(animal origin)”的杂质，其意味着源自包括多细胞有机体和单细胞有机体的生物体的系统(动物界，Animalia)。在一些实施例中，术语“动物来源杂质”可以为包括诸如病原体、动物或微生物代谢产物和热原的细菌毒素的毒素。
在本说明书中使用的术语“胆酸(cholic acid，CA)”是指具有以下结构的3α，7α，12α-三羟基-5β-胆烷-24-羧酸化合物。
Figure BDA0002379539940000041
在本说明书中使用的术语“类固醇起始材料(steroid starting material)”是指具有如下类固醇环骨架的化合物：
Figure BDA0002379539940000042
在整个本公开中，本说明书中化合物的类固醇骨架的原子和环数遵循以下规则：
Figure BDA0002379539940000043
在本说明书中使用的术语“鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholic acid，CDCA)”是指具有以下结构的3α，7α-二羟基-5β-胆烷-24-羧酸化合物：
Figure BDA0002379539940000044
在本说明书中使用的术语“脱氧胆酸(deoxycholic acid，DCA)”是指具有以下结构的3α，12α-二羟基-5β-胆烷-24-羧酸化合物：
Figure BDA0002379539940000045
在本说明书中使用的术语“药学上可接受的盐(pharmaceutically acceptablesalt)”是指适合于药学用途并且相应于合理的收益/风险比的盐。药学上可接受的盐是本领域已知的。例如，本说明书中胆汁酸(例如，CA、DCA或CDCA)可以为钠、钾、锂、钙、镁、铵或四烷基铵盐的形态。合适的盐包括在P.Heinrich Stahl，Camille G.Wermuth(Eds.)，Handbook of Pharmaceutical Salts Properties，Selection，and Use；2002中描述的。这些药学上可接受的盐可以通过将胆汁酸(例如，CA、DCA或CDCA)与适当的碱反应来制备。为了示例的目的，这些碱的实例包括氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。可替代地，可以通过用碱水解胆汁酸(例如，CA、DCA或CDCA)的酯并省略导致胆汁酸的酸形态的酸性后处理来制备盐。
在本说明书中使用的术语“化妆品学上可接受的盐(cosmetically acceptablesalt)”是指适合于化妆品学用途并且相应于合理的收益/风险比的盐。化妆品学上可接受的盐是本领域已知的，其包括例如选自钠(Na+)、钾(K+)、锂(Li+)、镁(Mg2+)、钙(Ca2+)、钡(Ba2 +)、锶(Sr2+)和铵(NH4 +)的阳离子的碱加成盐。
在本说明书中使用的术语“个体(subject)”是指在体外(in Vitro)或体内(inVivo)适合于本说明书中描述的方法的任何动物或其细胞。在优选实施例中，所述个体为人。
在本说明书中使用的术语“烷基(alkyl)”是指具有1至10个碳原子的直链或支链饱和烃基的自由基(“C1-10烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至9个碳原子(“C1-9烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至8个碳原子(“C1-8烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至7个碳原子(“C1-7烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至6个碳原子(“C1-6烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至5个碳原子(“C1-5烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至4个碳原子(“C1-4烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至3个碳原子(“C1-3烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至2个碳原子(“C1-2烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1个碳原子(“C1烷基”)。在一些实施例中，烷基具有2至6个碳原子(“C2-6烷基”)。C1-6烷基的实例包括甲基(C1)、乙基(C2)、丙基(C3)(例如正丙基、异丙基)、丁基(C4)(例如正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基)、戊烷基(pentyl)(C5)(例如正戊基、3-戊烷基、戊基(amyl)、新戊基、3-甲基-2-丁烷基、叔戊基)和己基(C6)(例如正己基)。烷基的其他实例包括正庚基(C7)、正辛基(C8)等。
在本说明书中使用的术语“任选取代的烷基(optionally substituted alkyl)”是指未取代的或至少一个取代基(例如本说明书中描述的，例如卤素，诸如F)取代的(“取代的烷基(substituted alkyl)”)烷基。
在本说明书中使用的术语“羟基保护剂(hydroxyl protecting agent)”是指在适当的反应条件下与羟基反应以形成羟基保护基的试剂。
在本说明书中使用的术语“羟基保护基(hydroxyl protecting group)”是指形成在预定反应中稳定的羟基的衍生物的所有官能团，并随后可以选择性地除去所述羟基保护基。所述羟基衍生物可以通过羟基保护剂与羟基的选择性反应而获得。本领域技术人员可以根据保护基团和预定反应的的性质选择合适的羟基保护基。例如，可以在“ProtectiveGroups in Organic Synthesis”4Tth ed.P.G.M.Wuts；T.W.Greene，John Wiley，2007和P.J.Kocienski，″Protecting Groups，3rded.G.Thieme，2003中找到引入和除去各种羟基保护基的方法，在本说明书将其全文引入作为参考。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例包括：形成羟基的醚，例如甲基醚、烯丙基醚、异戊二烯基醚、对甲氧基苄基醚、三苯甲基醚、2-三甲基硅基乙基醚、叔丁基醚、肉桂基醚、炔丙基(propargyl)醚、对甲氧基苯基醚、苄基醚、3，4-二甲氧基苄基醚、2，6-二甲氧基苄基醚、邻硝基苄基醚、对硝基苄基醚、4-(三甲基硅基甲基)-苄基醚、2-萘甲基醚、二苯甲基醚、(4-甲氧基苯基)-苯基甲基醚、(4-苯基-苯基)-苯基甲基醚、p，p′-二硝基二苯甲基醚、5-二苯并环庚基(dibenzosuberyl)醚、三(4-叔丁基苯基)甲基醚、(α-萘基)-二苯基甲基醚、对甲氧基苯基二苯基甲基醚、二(对甲氧基苯基)苯基甲基醚、三(对甲氧基苯基)甲基醚和9-(9-苯基)呫吨基(xanthenyl)醚。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例进一步包括：形成羟基的烷氧基烷基醚(例如缩醛和缩酮)，例如1-乙氧基乙基醚、1-甲基-1-甲氧基乙基醚、[(3，4-二甲氧基苄基)氧基]甲基醚、愈创木酚(guaiacol)甲基醚、2-甲氧基乙氧基甲基醚、2-(三甲基硅基)乙氧基甲基醚、四氢吡喃基醚、四氢呋喃基醚，甲氧基甲基醚、苄氧基甲基醚、对甲氧基苄氧基甲基醚、邻硝基苄氧基甲基醚、(4-甲氧基苯氧基)甲基醚、叔丁氧基甲基醚、4-戊烯氧基甲基醚、甲硅烷氧基甲基、1-甲氧基环己基醚、4-甲氧基四氢吡喃基醚、1-[(2-氯-4-(甲基)苯基]-4-甲氧基哌啶-4-基醚、1-(2-氟苯基)-4-甲氧基哌啶-4-基醚、1-(4-氯苯基)-4-甲氧基哌啶-4-基醚或1-甲基-1-苄氧基乙基醚。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例进一步包括：形成羟基的硫缩醛或硫缩酮，例如四氢噻喃基醚、4-甲氧基四氢噻喃基醚、四氢噻吩基醚或1，3-苯并二硫戊环-2-基醚。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例进一步包括：形成羟基的甲硅烷基醚，例如三甲基甲硅烷基醚、三乙基甲硅烷基醚、三异丙基甲硅烷基醚、叔丁基二甲基甲硅烷基醚、二甲基异丙基甲硅烷基醚、二乙基异丙基甲硅烷基醚、二苯基甲基甲硅烷基醚、三苯基甲硅烷基醚、二甲基己基甲硅烷基、2-降冰片基(norbornyl)二甲基甲硅烷基醚、叔丁基二苯基甲硅烷基醚、(2-羟基苯乙烯基)二甲基甲硅烷基醚、(2-羟基苯乙烯基)二异丙基甲硅烷基醚、叔丁基甲氧基苯基甲硅烷基醚或叔丁氧基二苯基甲硅烷基醚。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例进一步包括：形成羟基的酯，例如乙酸酯、氯乙酸酯、三氟乙酸酯、苯氧基乙酸酯、甲酸酯、苯甲酰基甲酸酯、二氯乙酸酯、三氯乙酸酯、甲氧基乙酸酯、对氯苯氧基乙酸酯、苯基乙酸酯、3-苯基丙酸酯、4-戊烯酸酯、4-氧代戊酸酯、新戊酸(pivaloate)酯、巴豆酸(crotonate)酯、4-甲氧基巴豆酸酯、当归酸酯(angelate)、苯甲酸酯或对苯基苯甲酸酯。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例进一步包括：形成羟基的碳酸酯，例如甲氧基甲基碳酸酯、9-芴基甲基碳酸酯、甲基碳酸酯、乙基碳酸酯、2，2，2-三氯乙基碳酸酯、2-(三甲基甲硅烷基)乙基碳酸酯、乙烯基碳酸酯、烯丙基碳酸酯或对硝基苯基碳酸酯。
适用于本公开的羟基保护基的非限制性实例进一步包括：形成羟基的亚磺酸盐，例如2，4-二硝基苯基亚磺酸酯。
在本说明书中使用的术语“烯烃形成试剂(olefin forming reagent)”是指在适当条件下与酮或醛反应以形成烯烃键的试剂。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以为Wittig试剂。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以为磷叶立德或其前体，例如可以在适当条件下(例如，使用碱)形成磷叶立德的磷盐。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以包括有机金属试剂(例如，诸如Reformatsky试剂的有机锌试剂)，其中酮或醛通过首先与所述有机金属试剂形成醇中间体，然后进行脱水来转化为烯烃。
在本说明书中使用的术语“叶立德(ylide)”是指包括形式上直接键合于带正电的杂原子(通常为氮、磷或硫)的形式上带负电的原子(通常为碳阴离子)的中性偶极分子。因此，当所述杂原子为膦时，所述叶立德为“磷叶立德(phosphorous ylide)”。例如，亚甲基三苯基膦(Ph3P＝CH2)为磷叶立德。
在本说明书中使用的术语“路易斯酸(Lewis acid)”是指电子对受体(electronpair acceptor)。路易斯酸包括如BF3(例如BF3Et2O)的硼试剂和如卤化烷基铝(例如Et2AlCl和MeAlCl2)的有机金属试剂。
胆酸、脱氧胆酸和鹅脱氧胆酸的合成
胆酸在类固醇骨架的3、7和12位包括三个羟基。
胆酸的合成方法可以从3，7，12-三加氧、3，7-二加氧、3，12-二加氧或3-加氧类固醇作为起始材料开始。在一些实施例中，胆酸可以由3，12-二加氧类固醇起始材料合成。在一些实施例中，胆酸可以由3，7，12-三加氧类固醇起始材料合成。在一些实施例中，胆酸可以由3，7-二加氧类固醇起始材料合成。在本说明书中描述的任何实施例中，胆酸可以由包括3-羟基或3-OAc官能团的DHEA或Ac-DHEA合成。另外，由DHEA或Ac-DHEA制备胆酸的方法可以包括例如两种广泛的策略：(1)引入12-羟基或其保护形式，随后引入7-羟基或其保护形式，或(2)引入7-羟基或其保护形式，随后引入12-羟基或其保护形式。
脱氧胆酸在3和12位具有两个羟基，可以由3，12-二加氧或3-加氧类固醇作为起始材料合成。在一些实施例中，由DHEA或Ac-DHEA合成胆酸的策略(1)也可以应用于脱氧胆酸的合成。
另一方面，脱氧胆酸在3和7位具有两个羟基，可以由3，7-二加氧或3-加氧类固醇作为起始材料合成。因此，由DHEA或Ac-DHEA合成胆酸的策略(2)也可以应用于鹅脱氧胆酸的合成。
在一些实施例中，本公开进一步提供一种通过本说明书所述的任何方法产生的胆酸、脱氧胆酸或鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐。
方法1：由3，12-二加氧类固醇合成胆酸
本公开的一些实施例涉及一种从3，12-二加氧类固醇起始材料制备胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的方法。3，12-二加氧类固醇起始材料是指具有在3和12位具有羟基或其保护形式，或酮基或其保护形式的类固醇骨架的化合物。例如，在一些实施例中，所述3，12-二加氧类固醇可以为具有以下环结构的3，12-二酮化合物、3，12-二羟基化合物或羟基酮化合物(省略侧链和其他官能团)：
Figure BDA0002379539940000081
在一些实施例中，所述3，12-二加氧类固醇为3，12-二酮化合物。例如，可以包括反应式1所示的反应顺序：
反应式1
Figure BDA0002379539940000091
其中，R1为H或任选取代的烷基。
在一些实施例中，所述方法包括：
a)将化学式I-1的化合物转化为化学式I-2的化合物，
【化学式I-1】
Figure BDA0002379539940000101
【化学式I-2】
Figure BDA0002379539940000102
其中，R1为H或任选取代的烷基；
b)氧化化学式I-2的化合物以形成化学式I-3的化合物；
【化学式I-3】
Figure BDA0002379539940000103
c)将化学式I-3的化合物与环氧化物形成试剂反应以形成化学式I-4的环氧化物；
【化学式I-4】
Figure BDA0002379539940000104
d)在氢化条件下还原化学式I-4的环氧化物以形成化学式I-5的二酮；
【化学式I-5】
Figure BDA0002379539940000105
e)将化学式I-5的二酮与酮还原试剂接触以形成化学式I-6的化合物；
【化学式I-6】
Figure BDA0002379539940000111
以及
f)任选地，当R1不是H，水解化学式I-6的化合物以提供胆酸。
在一些实施例中，R1为氢。但是，为了易于纯化，在优选实施例中，R1为C1-6烷基(例如甲基或乙基)。在一些实施例中，R1也可以为任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)。例如，R1可以为1至3个(例如1、2或3个)取代基任选取代的烷基，其中所述1至3个取代基独立地为C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-6碳环基、3至6元杂环基、5或6元杂芳基、苯基、取代的苯基(例如对甲氧基苯基)、羟基、C1-6烷氧基(例如甲氧基，乙氧基等)、卤素(例如F或Cl)或一个或两个独立地选自C1-6烷基的官能团任选取代的氨基。在优选实施例中，R1为C1-6烷基(例如甲基或乙基)。化学式I-1至I-6中的R1可以相同或不同。在一些实施例中，化学式I-1至I-6中的R1可以相同，例如，C1-6烷基(例如甲基或乙基)。
可以使用用于进行根据反应式1或a)、b)、c)、d)、e)和f)的上述修改的各种条件，其在以下实施例中举例说明。其他有用的条件和细节包括本领域已知的类似修改的条件和细节。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式I-1的化合物转化为化学式I-2的化合物的方法。可用于该转化的化学式I-1化合物可具有5-α氢或5-β氢。在一些实施例中，可以使用具有5-α氢或5-β氢的基本上纯的(例如按重量计至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％)化学式I-1的非对映异构体。在一些实施例中，可以使用化学式I-1的非对映异构体的混合物，例如5-α氢化合物与5-β氢化合物之比例在50∶1至1∶50范围内。在一些实施例中，所述转化包括：将化学式I-1的化合物与卤化剂接触以形成卤化中间体，随后在去除条件下处理所述卤化中间体以形成化学式I-2的化合物。适用的卤化剂用于将α-卤素引入酮中，其包括本领域已知的。在一些实施例中，所述卤化剂为溴。在一些实施例中，所述卤化剂为N-溴代丁二酰亚胺(NBS)。所述形成的卤化中间体可以具有α或β构型：
Figure BDA0002379539940000121
所述卤化中间体的5位的立体化学取决于作为起始材料的化学式I-1的该立体化学，并可以具有α或β氢。在一些实施例中，X为溴，R1为任选取代的烷基，例如C1-6烷基(例如甲基或乙基)。然后可以在去除条件下处理所述卤化中间体(例如溴化中间体)以形成作为化学式I-2化合物的α-β-不饱和酮。在一些实施例中，在除去条件下处理的步骤之前，纯化所述卤化中间体。然而，优选地，在除去条件下处理的步骤之前，不纯化所述卤化中间体。适当的去除条件包括用于去除α-卤化酮的HX(其中X是卤素，例如Br)的本领域已知的。例如，在一些实施例中，所述去除条件包括：在适当溶剂(例如DMF、DMSO)中的碱(例如Li2CO3)和用于去除的试剂(例如LiBr)的存在下，例如在120℃至180℃范围(例如120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或所述数值之间的所有范围)加热卤化中间体。为了将化学式I-1的化合物转化为化学式I-2的化合物，也可以使用将酮转化为α-β-不饱和酮的本领域已知的其他方法。
本公开的某些实施例涉及例如，一种使用氧化剂将化学式I-2的化合物转化为化学式I-3的化合物的方法。在一些实施例中，所述氧化剂为诸如四氯苯醌(四氯-1，4-苯醌)或2，3-二氯-5，6-二氰基-1，4-苯醌(DDQ)的苯醌类氧化剂。在一些实施例中，所述方法包括：将化学式I-2的化合物与四氯苯醌或DDQ接触以形成化学式I-3的化合物。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式I-3的化合物转化为化学式I-4的环氧化物的方法。化学式I-3的化合物在6、7位和4、5位包括烯烃双键，其可以使用环氧化物形成试剂转化为化学式I-4的环氧化物。在一些实施例中，所述环氧化物形成试剂为过氧羧酸。在一些实施例中，所述环氧化物形成试剂为间氯过氧苯甲酸。其他合适的环氧化物形成试剂包括可以保留在4、5位的烯烃而在6、7位选择性地产生环氧化物的本领域已知的。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式I-4的环氧化物转化为化学式I-5的二酮的方法。可以使用各种还原环氧化物的方法。优选地，所述方法包括氢化化学式I-4的环氧化物的步骤。在一些实施例中，所述氢化通过非均相催化剂，例如包括Pd、Ni、Pt、PtO2、Rh或Ru的非均相金属催化剂而催化。在一些实施例中，所述非均相金属催化剂为Pd/C。所述氢化可以在各种H2压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在1atm或与此接近的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在大于1atm(例如，约2atm、约3atm、约5atm、约10atm、约15atm或所述数值之间的所有范围)的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在约15psi至约100psi(例如，约50psi)的氢气压力下进行。
本公开的某些实施例涉及例如，一种使用酮还原试剂将化学式I-5的二酮转化为化学式I-6的化合物的方法。在一些实施例中，所述酮还原试剂为硼氢化物(例如，NaBH4、NaCNBH3等)或三烷氧基氢化铝(例如，三异丙氧基氢化铝，三叔丁氧基氢化铝)。在优选实施例中，所述酮还原试剂为三叔丁氧基氢化铝锂(LiAlH(O-tBu)3)。
当R1不为氢时，例如当R1是C1-6烷基时，为了合成胆酸，所述方法进一步包括水解化学式I-6的化合物的步骤。因此，在一些实施例中，当R1不为氢时，所述方法包括水解化学式I-6的化合物的步骤。适当的水解条件包括本领域已知的。例如，所述水解可以通过将化学式I-6的化合物在酸介导(例如，BF3介导)、碱介导(例如，使用碱金属氢氧化物(例如，NaOH或LiOH))或亲核试剂介导(例如，I-介导)的水解条件下反应来进行。
在一些实施例中，胆酸的酯，例如R1为任选取代的烷基的化学式I-6的化合物为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种胆酸的药学上或化妆品学上可接受的酯的合成。在这些实施例中，对于序列a)至e)的优选反应条件为在每种反应条件下最少发生或不发生酯(即，-CO2R1)的水解。然而，如果需要，胆酸的酯也可以通过用所需的醇酯化胆酸来制备。
在一些实施例中，胆酸的盐为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐的合成。因此，在一些实施例中，所述方法包括：例如将胆酸与适当的碱如金属或氢氧化铵(例如钠、钾、锂、钙、镁、铵或四烷基铵)反应以形成胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
在本说明书所述的方法中使用的化学式I-1化合物可以通过其他方法来制备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式I-1的化合物可以通过本说明书所述的方法，例如以下方法1A来制备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式I-1的化合物也可以为没有任何动物来源杂质的合成材料。
方法1A：化学式I-1的3，12-二加氧类固醇的合成
本公开的某些实施例涉及一种R1为H或任选取代的烷基的化学式I-1的化合物的合成。化学式I-1可以具有5-α氢或5-β氢。在一些实施例中，化学式I-1的化合物以具有5-a氢或5-β氢的基本上纯的(例如按重量计至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％)非对映异构体存在。在一些实施例中，化学式I-1化合物以如5-α氢化合物与5-β氢化合物的比例为50∶1至1∶50范围的各种比例的非对映异构体混合物存在：
【化学式I-1】
Figure BDA0002379539940000141
在一些实施例中，化学式I-1的化合物可以根据反应式2合成，其中每个变量和转化(transformations)如本说明书所述。
反应式2
Figure BDA0002379539940000142
特定实施例涉及一种氧化化学式I-7的二醇以提供化学式I-1的化合物的方法。
【化学式I-7】
Figure BDA0002379539940000151
化学式I-7可以具有5-α氢或5-β氢。在一些实施例中，化学式I-7的化合物以具有5-a氢或5-β氢的基本上纯的(例如按重量计至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％)非对映异构体存在。在一些实施例中，化学式I-7化合物以如5-α氢化合物与5-β氢化合物的比例为50∶1至1∶50范围的各种比例的非对映异构体混合物存在。在一些实施例中，所述氧化包括基于三氧化铬或铬酸盐的氧化或其修饰。在一些实施例中，所述氧化包括Swern氧化或其修饰。在一些实施例中，所述氧化包括高价碘(hypervalent iodine)介导的氧化。在一些实施例中，所述氧化包括将化学式I-7的二醇与适当的氧化剂接触的步骤。在一些实施例中，所述氧化剂为铬类氧化剂，例如，Jones试剂(稀硫酸中的三氧化铬溶液)；PCC(氯铬酸吡啶盐)等。在一优选实施例中，所述氧化剂为Jones试剂。在一些实施例中，所述氧化剂为Swern氧化剂。在本说明书中使用的术语“Swern氧化剂”是指在有机碱如三乙胺或二异丙基乙胺的存在下可以将醇氧化为酮或醛的如氯硫活性物质的所有活化形式的DMSO。各种Swern氧化剂系统是已知的。例如，典型的Swern氧化可以包括使用基于DMSO/草酰氯的系统的，其中DMSO首先与草酰氯反应生成氯(二甲基)氯化锍，随后在有机碱(例如，Et3N)的存在下将醇转化为醛或酮基。另一种示例性的有用氧化剂包括使用氰尿酰氯(cyanuric chloride)、三氟乙酸酐、碳二亚胺(carbodiimides)、三氧化硫吡啶复合物(pyridine-sulfur trioxide complex)来活化DMSO，或使用二甲基硫和N-氯代丁二酰亚胺来生成氯硫活性物质的用于Swern氧化或其修饰的试剂。在一些实施例中，所述氧化剂可以为2-碘酰基苯甲酸(IBX)或戴斯-马丁高碘烷(Dess-Martin periodinane，(1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮)。
在一些实施例中，化学式I-7的二醇使化学式I-8或化学式I-8a的化合物或其几何异构体氢化，
【化学式I-8】
Figure BDA0002379539940000152
【化学式I-8a】
Figure BDA0002379539940000161
其中，Pg1和Pg1独立地为羟基保护基；以及可以选择性地通过除去所述羟基保护基来合成。合适的羟基保护基包括本领域已知的，例如本说明书所述的。在一些实施例中，Pg1与Pg2相同。在一些实施例中，Pg1与Pg2不同。在优选实施例中，Pg1和Pg2均为形成羟基与酯的羟基保护基，例如Pg1和Pg2均为乙酰基。在一些实施例中，化学式I-7的二醇通过氢化化学式I-8a的化合物来合成。在一些实施例中，化学式I-7的二醇通过氢化化学式I-8a的化合物并除去羟基保护基来合成。在一些实施例中，化学式I-7的二醇通过除去化学式I-8的化合物的羟基保护基以产生化学式I-8a的化合物并将化学式I-8a的化合物氢化来合成。
由于化学式I-8或化学式I-8a的烯烃双键被氢化以形成化学式I-7的二醇，所以也可以使用化学式I-8和I-8a的化合物的几何异构体。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式I-8或化学式I-8a的化合物的步骤。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式I-8或化学式I-8a化合物的几何异构体的步骤。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式I-8或化学式I-8a化合物以及其几何异构体的步骤。
可以使用氢化化学式I-8或化学式I-8a的化合物的各种方法。优选地，所述方法包括：在非均相催化剂如包含Pd、Ni、Pt、PtO2、Rh或Ru的非均相金属催化剂的存在下用H2氢化化学式I-8或化学式I-8a的化合物。在一些实施例中，所述非均相金属催化剂为Pd/C。所述氢化可以在各种H2压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在1atm或与此接近的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在大于1atm(例如，约2atm、约3atm、约5atm、约10atm、约15atm或所述数值之间的所有范围)的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在约15psi至约100psi(例如，约50psi)的氢气压力下进行。
化学式I-8的化合物可以例如通过将化学式I-9的醛与烯烃形成试剂反应来获得：
【化学式I-9】
Figure BDA0002379539940000162
其中，Pg1和Pg2独立地为本说明书所述的羟基保护基。各种烯烃形成试剂适用于这些修饰。优选地，控制反应和后处理条件以使在C20位置的差向异构化不发生或最小化。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括膦酸酯取代的乙酸盐。
Figure BDA0002379539940000171
其中，在每种情况下，G1和R1a各自独立地为任选取代的烷基(例如任选取代的C1-6烷基，例如乙基)。可以去质子化所述膦酸酯取代的乙酸酯以形成膦酸酯稳定的碳阴离子，其与化学式I-9的醛基反应形成α-β-不饱和酯。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂为乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂为磷叶立德(例如，乙氧甲酰基亚甲基三苯基膦)或其前体。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以包括有机金属试剂，例如与化学式I-9的醛基反应形成仲醇并在脱水后形成α-β-不饱和酯的有机锌试剂。例如，在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括二碳Reformatsky试剂
Figure BDA0002379539940000172
其中，X为卤素如Cl、Br或I，R1a为任选取代的烷基(例如任选取代的C1-6烷基，例如乙基)。在优选实施例中，烯烃形成试剂的酯基(例如膦酸酯或Reformatsky试剂中的R1a)等于COO R1，并R1不为H。然而，在一些实施例中，例如当R1为H时，R1a与R1不同。在这些实施例中，所述方法可以进一步包括将化学式I-8b的-CO2R1a任选转化为化学式I-8的-CO2R1。
【化学式I-8b】
Figure BDA0002379539940000173
化学式I-9的醛可以通过氧化化学式I-11的相应醇来形成。
【化学式I-11】
Figure BDA0002379539940000174
其中，Pg1和Pg2独立地为本说明书所述的羟基保护基。在一些实施例中，所述氧化包括基于三氧化铬或铬酸盐的氧化或其修饰。在一些实施例中，所述氧化包括Swern氧化或其修饰。在一些实施方案中，所述氧化包括高价碘介导的氧化。在一些实施例中，所述氧化包括将化学式I-11的化合物与适当的氧化剂接触的步骤。各种氧化剂是合适的。在一些实施例中，所述氧化剂为铬类氧化剂，例如PCC(氯铬酸吡啶盐)。在一些实施例中，所述氧化剂为Swern氧化剂。各种Swern氧化剂系统是已知的。例如，典型的Swern氧化可以包括使用基于DMSO/草酰氯的系统的，其中DMSO首先与草酰氯反应生成氯(二甲基)氯化锍，随后在有机碱(例如，Et3N)的存在下将醇转化为醛或酮基。另一种示例性的有用氧化剂包括使用氰尿酰氯、三氟乙酸酐、碳二亚胺、三氧化硫吡啶复合物来活化DMSO，或使用二甲基硫和N-氯代丁二酰亚胺来生成氯硫活性物质的用于Swern氧化或其修饰的试剂。在一些实施例中，所述氧化剂可以为2-碘酰基苯甲酸(IBX)或戴斯-马丁高碘烷(1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮)。
优选地，控制反应和后处理条件以使在C20位置的差向异构化不发生或最小化。
各种方法可以应用于化学式I-11化合物的合成。在优选实施例中，化学式I-11的化合物可以由化学式I-10的化合物或其几何异构体合成。
【化学式I-10】
Figure BDA0002379539940000181
其中，Pgl和Pg2独立地为本说明书所述的羟基保护基。
在一些实施例中，所述方法包括在路易斯酸的存在下将化学式I-10的化合物与甲醛或多聚甲醛反应的步骤。各种路易斯酸，例如基于硼或铝的路易斯酸可用于所述修饰。各种路易斯酸，例如基于硼或铝的路易斯酸可用于所述修饰。其他合适的路易斯酸包括可以通过促进烯烃与醛的类似反应来提供醇的本领域已知的。
在本说明书所述的方法中使用的化学式I-10化合物可以通过其他方法来制备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式I-10的化合物可以通过本说明书所述的方法，例如以下方法1B来制备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式I-10的化合物也可以为没有任何动物来源杂质的合成材料。
方法1B：化学式I-10的3，12-二加氧类固醇的合成
本公开的某些实施例涉及一种化学式I-10的化合物或其几何异构体的制备方法，其中Pg1和Pg2独立地为羟基保护基。在一些实施例中，所述方法包括如反应式3所示，从DHEA或保护的DHEA(例如，乙酰基-DHEA)获得化学式I-10的化合物的步骤，其中R2、R3、Pg1和Pg2在本说明书定义：
反应式3
Figure BDA0002379539940000191
在一些实施例中，所述方法包括：
a)将化学式I-13的化合物与胺反应以形成化学式I-14的亚胺，其中R2为H或Pg1，Pg1为羟基保护基(例如，如本说明书所述的)，M为0、1或2，R3为C1-6烷基(例如，4′位的甲基)；
【化学式I-13】
Figure BDA0002379539940000192
【化学式I-14】
Figure BDA0002379539940000201
b)在铜盐的存在下，将化学式I-14的亚胺用O2氧化以形成化学式I-15的化合物，
【化学式I-15】
Figure BDA0002379539940000202
c)将化学式I-15的化合物与烯烃形成试剂反应以形成化学式I-16的化合物或其几何异构体，
【化学式I-16】
Figure BDA0002379539940000203
以及
d)保护化学式I-16中的羟基以提供化学式I-10的化合物或其几何异构体。
在一些实施例中，化学式I-15中的12-羟基的保护可以在17-酮官能团的烯化之前发生。因此，在一些实施例中，所述方法可以进一步包括以下步骤：
c′)保护化学式I-15化合物中的羟基以形成化学式I-15a化合物
【化学式I-15a】
Figure BDA0002379539940000204
以及
d′)将化学式I-15a的化合物与烯烃形成试剂反应以提供化学式I-10的化合物或其几何异构体。
a)的亚胺形成，b)的铜介导的氧化和c)的烯化反应不需要保护3-羟基。因此，在一些实施例中，所述方法可以由DHEA开始，即，R2为H。在一些实施例中，所述方法可以由DHEA的受保护形式开始，其中R2为Pg1，例如乙酰基。
化学式I-14的各种亚胺适合于化学式I-10化合物的制备方法。在一些实施例中，化学式I-14的吡啶环为未取代的，即，m为0。在一些实施例中，化学式I-14的吡啶环被一个或两个C1-6烷基取代。例如，在一些实施例中，化学式I-14的吡啶环在4′-位被甲基取代。a)的亚胺形成通常由酸，例如对甲苯磺酸催化。
b)的合适的铜盐包括本领域已知的用于类似修饰的任何铜盐。在一些实施例中，所述铜盐为铜(II)盐，例如Cu(OTf)2。在一些实施例中，所述铜盐为铜(I)盐，例如Cu(MeCN)4PF6。
在一些实施例中，c)或d′)的烯烃形成试剂可以为磷叶立德。在一些实施例中，c)或d′)的烯烃形成试剂可以为亚乙基三苯基磷烷或其前体亚乙基三苯基膦盐。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括二碳有机金属试剂(例如，有机锌试剂)，其中化学式I-15或化学式I-15a的17-酮通过首先与有机金属试剂形成醇中间体，然后进行脱水来转化为烯烃。
各种保护基可用于保护3-和/或12-羟基。3-和12-羟基的保护基不必相同。但是，在优选实施例中，Pg1和Pg2为相同，例如Pg1和Pg2均为乙酰基。
方法2：由3，12-二加氧类固醇合成脱氧胆酸
脱氧胆酸(DCA)在3、12位包括两个羟基，因此可以通过还原反应从如化学式I-1的化合物(具有5-β氢的β形式，化学式I-1b)的中间体制备。在一些实施例中，本公开涉及一种从3，12-二加氧类固醇制备脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的方法。在一些实施例中，所述方法包括根据反应式4的反应序列。
反应式4
Figure BDA0002379539940000221
在一些实施例中，所述脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法包括以下步骤：
a)在路易斯酸的存在下，通过将化学式I-10的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式I-11的化合物，
【化学式I-10】
Figure BDA0002379539940000222
【化学式I-11】
Figure BDA0002379539940000223
其中，Pg1和Pg2独立地为羟基保护基；
b)氧化化学式I-11的化合物以提供化学式I-9的醛；
【化学式I-9】
Figure BDA0002379539940000231
c)将化学式I-9的醛与烯烃形成试剂反应以形成化学式I-8的化合物或其几何异构体，
【化学式I-8】
Figure BDA0002379539940000232
其中，R1为H或任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)；
d)将化学式I-8的化合物氢化，然后将羟基保护基除去或将化学式I-8的化合物脱保护，随后将脱保护的化合物氢化以提供化学式I-7b，
【化学式I-7b】
Figure BDA0002379539940000233
e)氧化化学式I-7b的化合物以提供化学式I-1b的化合物，
【化学式I-1b】
Figure BDA0002379539940000234
f)将化学式I-1b的化合物与酮还原试剂接触以形成化学式I-12的化合物
【化学式I-12】
Figure BDA0002379539940000241
以及
g)任选地，当化学式I-12中的R1不是H，水解化学式I-12的化合物以提供脱氧胆酸。
化学式I-8、I-7b、I-1b和I-12中的R1基可以相同或不同。在一些实施例中，化学式I-8、I-7b、I-1b和I-12中的R1基可以与例如C1-6烷基(例如，甲基或乙基)相同。
在本说明书针对方法2所述的任何实施例中，化学式I-1的化合物可以通过本说明书所述的任何方法，例如方法1A，从化学式I-10的化合物来制备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式I-10的化合物可以通过本说明书描述的任何方法，例如以下方法1B来制备。
本公开的某些实施例涉及例如，一种使用酮还原试剂将化学式I-1的化合物转化为化学式I-12的化合物的方法。在一些实施例中，所述酮还原试剂为硼氢化物(例如，NaBH4、NaCNBH3等)或三烷氧基氢化铝(例如，三异丙氧基氢化铝，三叔丁氧基氢化铝)。在优选实施例中，所述酮还原试剂为三叔丁氧基氢化铝锂(LiAlH(O-tBu)3)。
当R1不为氢时，例如当R1是C1-6烷基时，为了合成脱氧胆酸，所述方法进一步包括水解化学式I-12的化合物的步骤。因此，在一些实施例中，当R1不为氢时，所述方法包括水解化学式I-12的化合物的步骤。适当的水解条件包括本领域已知的。例如，所述水解可以通过将化学式I-12的化合物在酸介导(例如，BF3介导)、碱介导(例如，使用碱金属氢氧化物(例如，NaOH或LiOH))或亲核试剂介导(例如，I-介导)的水解条件下反应来进行。在优选实施例中，所述水解包括将化学式I-12的化合物与碱金属氢氧化物(例如NaOH或LiOH)接触的步骤。
在一些实施例中，脱氧胆酸的酯，例如R1为任选取代的烷基的化学式I-12的化合物为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的酯的合成。在这些实施例中，对于序列a)至f)的优选反应条件为在每种反应条件下最少发生或不发生酯(即，-CO2R1)的水解。然而，如果需要，脱氧胆酸的酯也可以通过用所需的醇酯化脱氧胆酸来制备。
在一些实施例中，脱氧胆酸的盐为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐的合成。因此，在一些实施例中，所述方法包括：例如将脱氧胆酸与适当的碱如金属或氢氧化铵(例如钠、钾、锂、钙、镁、铵或四烷基铵)反应以形成脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
从方法1、1A、1B和2的新型合成中间体
本公开的某些实施例涉及一种用于制备胆酸和/或脱氧胆酸的新型合成中间体。在一些实施例中，所述合成中间体为化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的化合物，或其几何异构体或其盐。
【化学式II-1】
Figure BDA0002379539940000251
【化学式II-2】
Figure BDA0002379539940000252
【化学式II-3】
Figure BDA0002379539940000253
【化学式II-4】
Figure BDA0002379539940000254
其中，每个化学式中的R10和R11各自独立地为H或羟基保护基，并R12为H或任选取代的烷基。
在一些实施例中，R10与R11相同。在一些实施例中，R10与R11不同。在一些实施例中，R10与R11均为H。在一些实施例中，R10和R11中的一个为H，R10和R11中的另一个为羟基保护基(例如本说明书所述的，例如乙酰基)。在一些实施例中，R10和R11均为羟基保护基(例如本说明书所述的，例如乙酰基)。
在一些实施例中，R12为H。在一些实施例中，R12为任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)。在一些实施例中，R12为甲基。在一些实施例中，R12为乙基。
在一些实施例中，分离化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的化合物。在一些实施例中，所述化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的分离的化合物为基本上纯的(例如按重量计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度)。在一些实施例中，所述化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的分离的化合物的纯度按重量计为约80％、约85％、约90％、约95％、98％或指定值之间的任何范围值，是纯的。在一些实施例中，所述化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的分离的化合物基本上不含其他非对映异构体和/或几何异构体(例如，按重量计小于5％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％或小于0.1％)。在一些实施例中，所述化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的分离的化合物具有按重量计约5％、约3％、约2％、约1％、约0.5％、约0.1％或指定值之间的任何范围值的其他非对映异构体和/或几何异构体。在一些实施例中，所述化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的分离的化合物不含其他非对映异构体和/或几何异构体(即，使用当前分析工具无法检测到的)。
在一些实施例中，本公开进一步提供一种具有以下结构的化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7、化学式II-8的化合物或其盐：
【化学式II-5】
Figure BDA0002379539940000261
【化学式II-6】
Figure BDA0002379539940000262
【化学式II-7】
Figure BDA0002379539940000271
或
【化学式II-8】
Figure BDA0002379539940000272
其中，R20和R23各自独立地为任选取代的烷基，但R20和R23不为甲基；以及
R21和R22各自独立地为H或任选取代的烷基。
在一些实施例中，R20为任选取代的C2-6烷基。在一些实施例中，R20为C2-4烷基，例如乙基、异丙基等。
在一些实施例中，R23为任选取代的C2-6烷基。在一些实施例中，R23为C2-4烷基，例如乙基、异丙基等。
在一些实施例中，R21为H。在一些实施例中，R21为任选取代的烷基，例如，任选取代的C1-6烷基。在一些实施例中，R21为C2-4烷基，例如乙基、异丙基等。
在一些实施例中，R22为H。在一些实施例中，R22为任选取代的烷基，例如，任选取代的C1-6烷基。在一些实施例中，R22为C2-4烷基，例如乙基、异丙基等。
在一些实施例中，分离化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7或化学式II-8的化合物。在一些实施例中，所述化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7或化学式II-8的分离的化合物为基本上纯的(例如按重量计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度)。在一些实施例中，所述化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7或化学式1I-8的分离的化合物的纯度按重量计为约80％、约85％、约90％、约95％、98％或指定值之间的任何范围值，是纯的。在一些实施例中，所述化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7或化学式II-8的分离的化合物基本上不含其他非对映异构体和/或几何异构体(例如，按重量计小于5％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％或小于0.1％)。在一些实施例中，所述化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7或化学式II-8的分离的化合物具有按重量计约5％、约3％、约2％、约1％、约0.5％、约0.1％或指定值之间的任何范围值的其他非对映异构体和/或几何异构体。在一些实施例中，所述化学式II-5、化学式II-6、化学式II-7或化学式II-8的分离的化合物不含其他非对映异构体和/或几何异构体(即，使用当前分析工具无法检测到的)。
化学式II-1至化学式II-8中任一项的化合物可以通过本说明书，例如实施例部分中所述的方法来制备和纯化。
方法3：由3，7-二加氧或3，7，12-三加氧类固醇合成胆酸
如上所述，胆酸的合成可以从3，7-二加氧或3，7，12-三加氧类固醇开始。在一些实施例中，所述3，7-二加氧或3，7，12-三加氧类固醇首先从3-羟基类固醇起始材料(例如，DHEA)引入7-羟基，然后可以通过引入12-羟基而获得。在各种实施例中，本公开进一步提供一种胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法，其包括将3，7-二加氧或3，7，12-三加氧类固醇转化为胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的步骤。例如，在一些实施例中，所述方法包括反应式5中所示的反应序列，其中R30、Pg10、Pg11和Pg12在本说明书定义：
反应式5
Figure BDA0002379539940000291
在一些实施例中，胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法包括以下步骤：
a)在路易斯酸的存在下，通过将化学式III-1的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式III-2的化合物，
【化学式III-1】
Figure BDA0002379539940000301
【化学式III-2】
Figure BDA0002379539940000302
其中，Pg10、Pg11和Pg12各自独立地为羟基保护基；
b)氧化化学式III-2的化合物以提供化学式III-3的醛；
【化学式III-3】
Figure BDA0002379539940000303
c)将化学式III-3的醛与烯烃形成试剂反应以形成化学式III-4的化合物或其几何异构体，
【化学式III-4】
Figure BDA0002379539940000304
其中，R30为H或任选取代的烷基；
d)在金属催化剂的存在下用H2气将化学式III-4的化合物氢化，然后除去羟基保护基或除去化学式III-4的羟基保护基，随后在金属催化剂的存在下用H2气将所述脱保护的化合物氢化以提供化学式III-5的三醇，
【化学式III-5】
Figure BDA0002379539940000311
e)氧化化学式III-5的化合物以提供化学式III-6的化合物，
【化学式III-6】
Figure BDA0002379539940000312
f)将化学式III-6的化合物与酮还原试剂接触以形成化学式III-7的化合物，
【化学式III-7】
Figure BDA0002379539940000313
以及
g)任选地，当化学式III-7中的R30不是H，水解化学式III-7的化合物以提供胆酸。
在一些实施例中，R30为氢。但是，为了易于纯化，在优选实施例中，R30为烷基(例如甲基或乙基)。在一些实施例中，R30也可以为任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)。例如，R30可以为1至3个(例如1、2或3个)取代基取代的烷基，其中所述1至3个取代基独立地为C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-6碳环基、3至6元杂环基、5或6元杂芳基、苯基、取代的苯基(例如对甲氧基苯基)、羟基、C1-6烷氧基(例如甲氧基，乙氧基等)、卤素(例如F或Cl)或一个或两个独立地选自C1-6烷基的官能团任选取代的氨基。在优选实施例中，R30为C1-6烷基(例如甲基或乙基)。化学式III-4至III-7中的R30可以相同或不同。在一些实施例中，化学式III-4至III-7中的R30可以相同，例如，C1-6烷基(例如甲基或乙基)。
Pg10、Pg11和Pg12各自独立地为羟基保护基(例如，如本说明书所述)。在一些实施例中，Pg10、Pg12和Pg12各自为乙酰基。
可以使用用于进行根据反应式5或a)、b)、c)、d)、e)、f)和g)的上述修改的各种条件，其在以下实施例中举例说明。其他有用的条件和细节包括本领域已知的类似修改的条件和细节。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式III-1的化合物或其几何异构体转化为化学式III-2的化合物的方法。在一些实施例中，所述方法包括在路易斯酸的存在下将化学式III-1的化合物与甲醛或多聚甲醛反应的步骤。各种路易斯酸，例如基于硼或铝的路易斯酸可用于所述修饰。各种路易斯酸，例如基于硼或铝的路易斯酸可用于所述修饰。其他合适的路易斯酸包括可以通过促进烯烃与醛的类似反应来提供醇的本领域已知的。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式III-2的化合物氧化为化学式III-3的化合物的方法。在一些实施例中，所述氧化包括基于三氧化铬或铬酸盐的氧化或其修饰。在一些实施例中，所述氧化包括Swern氧化或其修饰。在一些实施方案中，所述氧化包括高价碘介导的氧化。在一些实施例中，所述氧化包括将化学式I-11的化合物与适当的氧化剂接触的步骤。各种氧化剂是合适的。在一些实施例中，所述氧化剂为铬类氧化剂，例如PCC(氯铬酸吡啶盐)。在一些实施例中，所述氧化剂为Swern氧化剂。各种Swern氧化剂系统是已知的。例如，典型的Swern氧化可以包括使用基于DMSO/草酰氯的系统的，其中DMSO首先与草酰氯反应生成氯(二甲基)氯化锍，随后在有机碱(例如，Et3N)的存在下将醇转化为醛或酮基。另一种示例性的有用氧化剂包括使用氰尿酰氯、三氟乙酸酐、碳二亚胺、三氧化硫吡啶复合物来活化DMSO，或使用二甲基硫和N-氯代丁二酰亚胺来生成氯硫活性物质的用于Swern氧化或其修饰的试剂。在一些实施例中，所述氧化剂可以为2-碘酰基苯甲酸(IBX)或戴斯-马丁高碘烷(1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮)。优选地，控制反应和后处理条件以使在C20位置的差向异构化不发生或最小化。
本公开的某些实施例涉及一种使用烯烃形成试剂将化学式III-3的化合物转化为化学式III-4的化合物的方法。优选地，控制反应和后处理条件以使在C20位置的差向异构化不发生或最小化。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括膦酸酯取代的乙酸盐。
Figure BDA0002379539940000321
其中，在每种情况下，G10和R30a各自独立地为任选取代的烷基(例如任选取代的C1-6烷基，例如乙基)。可以去质子化所述膦酸酯取代的乙酸酯以形成膦酸酯稳定的碳阴离子，其与化学式III-3的醛基反应形成α-β-不饱和酯。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂为乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂为磷叶立德(例如，乙氧甲酰基亚甲基三苯基膦)或其前体。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以包括有机金属试剂，例如与化学式III-3的醛基反应形成仲醇并在脱水后形成α-β-不饱和酯的有机锌试剂。例如，在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括二碳Reformatsky试剂
Figure BDA0002379539940000331
其中，X为卤素如Cl、Br或I，R30a为任选取代的烷基(例如任选取代的C1-6烷基，例如乙基)。在优选实施例中，烯烃形成试剂的酯基(例如膦酸酯或Reformatsky试剂中的R30a)等于COOR30，并R30不为H。然而，在一些实施例中，例如当R30为H时，R30a与R30不同。在这些实施例中，所述方法可以进一步包括将化学式III-4a的-CO2R30a任选转化为化学式III-4的-CO2R30.
【化学式III-4a】
Figure BDA0002379539940000332
本公开的某些实施例涉及一种将化学式III-4的化合物转化为化学式III-5的化合物的方法。在一些实施例中，所述方法包括：金属催化剂的存在下用H2气体将化学式III-4的化合物氢化，然后除去羟基保护基。在一些实施例中，所述方法包括：去除化学式III-4中的羟基保护基以提供三醇类似物，然后在金属催化剂的的存在下用H2气体将所述脱保护的三醇类似物氢化。
由于在形成化学式III-5的三醇的所述修饰过程中，烯烃双键在化学式III-4或化学式III-4的三醇类似物中被氢化，因此也可以使用化学式III-4或化学式III-4的三醇类似物化合物的几何异构体。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式III-4或化学式III-4的三醇类似物化合物的步骤。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式III-4或化学式III-4的三醇类似物化合物的几何异构体的步骤。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式III-4的化合物和化学式III-4的三醇类似物化合物的步骤。
可以使用氢化化学式III-4的化合物或化学式III-4的三醇类似物化合物的各种方法。优选地，所述方法包括：在非均相催化剂如包含Pd、Ni、Pt、PtO2、Rh或Ru的非均相金属催化剂的存在下用H2氢化化学式III-4的化合物或化学式III-4的三醇类似物。在一些实施例中，所述非均相金属催化剂为Pd/C。所述氢化可以在各种H2压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在1atm或与此接近的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在大于1atm(例如，约2atm、约3atm、约5atm、约10atm、约15atm或所述数值之间的所有范围)的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在约15psi至约100psi(例如，约50psi)的氢气压力下进行。
在一些实施例中，化学式III-4的化合物通过氢化、脱保护和酯水解的过程以任何顺序转化为化学式III-5a：
【化学式III-5a】
Figure BDA0002379539940000341
在这些实施例中，所述方法包括：将化学式III-5a，例如根据反应式5a的反应顺序转化为胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐。
反应式5a
Figure BDA0002379539940000342
用于反应式5a的修饰的合适条件包括本说明书，例如，实施例部分中所述的。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式III-5的化合物氧化为化学式III-6的化合物的方法。在一些实施例中，所述氧化包括基于三氧化铬或铬酸盐的氧化或其修饰。在一些实施例中，所述氧化包括Swern氧化或其修饰。在一些实施方案中，所述氧化包括高价碘介导的氧化。在一些实施例中，所述氧化包括将化学式III-5的三醇与适当的氧化剂接触的步骤。在一些实施例中，所述氧化剂为铬类氧化剂，例如，Jones试剂(稀硫酸中的三氧化铬溶液)；PCC(氯铬酸吡啶盐)等。在一优选实施例中，所述氧化剂为Jones试剂。在一些实施例中，所述氧化剂为Swern氧化剂。各种Swern氧化剂系统是已知的。例如，典型的Swern氧化可以包括使用基于DMSO/草酰氯的系统的，其中DMSO首先与草酰氯反应生成氯(二甲基)氯化锍，随后在有机碱(例如，Et3N)的存在下将醇转化为醛或酮基。另一种示例性的有用氧化剂包括使用氰尿酰氯、三氟乙酸酐、碳二亚胺、三氧化硫吡啶复合物来活化DMSO，或使用二甲基硫和N-氯代丁二酰亚胺来生成氯硫活性物质的用于Swern氧化或其修饰的试剂。在一些实施例中，所述氧化剂可以为2-碘酰基苯甲酸(IBX)或戴斯-马丁高碘烷(1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮)。
本公开的某些实施例涉及例如，一种使用酮还原试剂将化学式III-6的化合物转化为化学式III-7的化合物的方法。在一些实施例中，所述酮还原试剂为硼氢化物(例如，NaBH4、NaCNBH3等)或三烷氧基氢化铝(例如，三异丙氧基氢化铝，三叔丁氧基氢化铝)。在优选实施例中，所述酮还原试剂为三叔丁氧基氢化铝锂(LiAlH(O-tBu)3)。
当R30不为氢时，例如当R30为C1-6烷基时，为了合成胆酸，所述方法进一步包括水解化学式III-7的化合物的步骤。因此，在一些实施例中，当R30不为氢时，所述方法包括水解化学式III-7的化合物的步骤。适当的水解条件包括本领域已知的。例如，所述水解可以通过将化学式III-7的化合物在酸介导(例如，BF3介导)、碱介导(例如，使用碱金属氢氧化物(例如，NaOH或LiOH))或亲核试剂介导(例如，I-介导)的水解条件下反应来进行。在优选实施例中，所述水解包括将化学式III-7的化合物与碱金属氢氧化物(例如NaOH或LiOH)接触的步骤。
在一些实施例中，胆酸的酯，例如R30为任选取代的烷基的化学式III-7的化合物为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种胆酸的药学上或化妆品学上可接受的酯的合成。在这些实施例中，对于序列a)至f)的优选反应条件为在每种反应条件下最少发生或不发生酯(即，-CO2R30)的水解。然而，如果需要，胆酸的酯也可以通过用所需的醇酯化胆酸来制备。
在一些实施例中，胆酸的盐为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐的合成。因此，在一些实施例中，所述方法包括：例如将胆酸与适当的碱如金属或氢氧化铵(例如钠、钾、锂、钙、镁、铵或四烷基铵)反应以形成胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
在所述方法中使用的化学式III-1的化合物或其几何异构体可以通过不同的方法制备。例如，在一些实施例中，化学式式III-1的化合物或其几何异构体可以通过将化学式III-8的化合物与烯烃形成试剂反应来合成：
【化学式III-8】
Figure BDA0002379539940000361
其中，R31为H或Pg10；R32为H或Pg11；以及R33为H或Pg12当R31、R32和R33中至少一个为H时，在化学式III-8的化合物与烯烃形成试剂反应之后进行保护步骤。然而，在一些实施例中，当R31、R32和R33中的至少一个为H时，所述保护步骤也可以在与烯烃形成试剂反应之前进行。各种烯烃形成试剂适用于这些修饰。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以为磷叶立德。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以为亚乙基三苯基磷烷或其前体亚乙基三苯基膦盐。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括二碳有机金属试剂(例如，有机锌试剂)，其中化学式III-8的17-酮通过首先与有机金属试剂形成醇中间体，然后进行脱水来转化为烯烃。
在一些实施方案中，R31、R32和R33均为H(化学式III-8a的化合物)，并所述保护步骤可以在与烯烃形成试剂反应之前或之后进行：
【化学式III-8a】
Figure BDA0002379539940000362
化学式III-8a的化合物也可以用于化学式III-8化合物的合成起始材料，其中R31、R32和R33中的至少一个不为H。例如，在一些实施例中，R31、R32和R33各自为乙酰基，并化学式III-8的化合物可以通过将化学式III-8a的化合物与合适的乙酰基供体(donor)(例如，乙酸酐)反应来制备。
在本说明书中描述的任何实施例中，化学式III-8a的化合物可以通过本说明书所述的方法，例如以下方法3A来制备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式III-8a的化合物可以为没有任何动物来源杂质的合成材料。
方法3A：通过3，7-二加氧类固醇从DHEA合成化学式III-8a的化合物
本公开的某些实施例涉及一种化学式III-8a的化合物的制备方法。在一些实施例中，所述方法包括如反应式6所示从DHEA获得化学式III-8a的化合物的步骤：
反应式6
Figure BDA0002379539940000371
其中，n为0、1或2，R34为C1-6烷基。
在一些实施例中，所述方法包括：
a)将脱氢表雄酮(DHEA)氧化为化学式III-9的化合物，
【DHEA】
Figure BDA0002379539940000381
【化学式III-9】
Figure BDA0002379539940000382
b)将化学式III-9的化合物与环氧化物形成试剂反应以形成化学式III-10的环氧化物，
【化学式III-10】
Figure BDA0002379539940000383
c)在氢化条件下还原化学式III-10的环氧化物以形成化学式III-11的二酮，
【化学式III-11】
Figure BDA0002379539940000384
d)将化学式III-11的二酮与酮还原试剂接触以形成化学式III-12的化合物，
【化学式III-12】
Figure BDA0002379539940000385
e)将化学式III-12的化合物与胺反应以形成化学式III-13的亚胺，
【化学式III-13】
Figure BDA0002379539940000391
其中，n为0、1或2，R34为C1-6烷基；以及
f)在铜盐的存在下，将化学式III-13的亚胺用O2氧化以形成化学式III-8a的化合物。
各种条件适合于反应式6或a)至f)中所述的修饰，其在以下实施例和举例说明。其他有用的条件和细节包括本领域已知的类似修改的条件和细节。
例如，DHEA可以通过氧化转化为化学式III-9的化合物。在一些实施例中，所述氧化可以通过苯醌类氧化剂(例如，DDQ或四氯苯醌)和氧化胺(例如，TEMPO((2，2，6，6-四甲基哌啶-1-基)氧自由基))进行。
可以使用环氧化物形成试剂将化学式III-9的化合物转化为化学式III-10的化合物。在一些实施例中，所述环氧化物形成试剂为过氧羧酸。在一些实施例中，所述环氧化物形成试剂为间氯过氧苯甲酸。其他合适的环氧化物形成试剂包括可以保留在4、5位的烯烃而在6、7位选择性地产生环氧化物的本领域已知的。
在一些实施例中，将化学式III-10的化合物转化为化学式III-11的化合物可以通过氢化反应进行。例如，在一些实施例中，所述方法包括：在非均相催化剂如包含Pd、Ni、Pt、PtO2、Rh或Ru的非均相金属催化剂的催化作用下用H2氢化化学式III-10的化合物。在一些实施例中，所述非均相金属催化剂为Pd/C。所述氢化可以在各种H2压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在latm或与此接近的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在大于latm(例如，约2atm、约3atm、约5atm、约10atm、约15atm或所述数值之间的所有范围)的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在约15psi至约100psi(例如，约50psi)的氢气压力下进行。
在一些实施例中，将化学式III-11的化合物转化为化学式III-12的化合物可以通过还原反应进行。各种酮还原试剂可用于进行这些修饰。在一些实施例中，所述酮还原试剂为硼氢化物(例如，NaBH4、NaCNBH3等)或三烷氧基氢化铝(例如，三异丙氧基氢化铝，三叔丁氧基氢化铝)。在优选实施例中，所述酮还原试剂为三叔丁氧基氢化铝锂(LiAlH(O-tBu)3)。
在一些实施例中，化学式III-12的3，7-二羟基化合物可以与相应的胺转化为化学式III-13的亚胺。化学式III-13的各种亚胺适用于本说明书所述的方法。在一些实施例中，化学式III-13的吡啶环为未取代的，即，n为0。在一些实施例中，化学式III-13的吡啶环被一个或两个C1-6烷基取代。例如，在一些实施例中，化学式III-13的吡啶环在4′-位被甲基取代。所述亚胺形成通常由酸，例如对甲苯磺酸催化。
合适用于将化学式III-13的化合物修饰为化学式III-8a的化合物的铜盐包括本领域已知的用于类似修饰的任何铜盐。在一些实施例中，所述铜盐为铜(II)盐，例如Cu(OTf)2。在一些实施例中，所述铜盐为铜(I)盐，例如Cu(MeCN)4PF6。
化学式III-11的化合物的还原、化学式III-12的化合物的亚胺形成以及化学式III-13的亚胺的铜介导的氧化不需要保护或不存在羟基。因此，在一些实施例中，根据目的产物，可以通过适当的保护或脱保护来保护化学式III-11、化学式III-12和化学式III-13中的至少一个并将其用于合成化学式III-8a或化学式III-8的化合物。在一些实施例中，本公开提供一种根据反应式7的制备化学式III-8的化合物的方法，其中R31、R32、R33和R34如上所述。
反应式7
Figure BDA0002379539940000401
除了化学式III-11a、化学式III-12a和化学式III-13a的R33以及化学式III-12a和化学式III-13a的R31可以为H或本说明书所述的羟基保护基外，反应式7中所述的修饰类似于反应式6中所述的。
方法4：由3，7-二加氧类固醇合成鹅脱氧胆酸
鹅脱氧胆酸(CDCA)在3，7位包括两个羟基，可以通过如化学式III-12的化合物或其羟基保护衍生物的中间体来制备。在一些实施例中，本公开涉及一种从3，7-二加氧类固醇制备鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的方法。在一些实施例中，所述方法包括根据反应式8的反应序列，其中Pg20和Pg21各自独立地为羟基保护基，R40为H或任选取代的烷基：
反应式8
Figure BDA0002379539940000411
在一些实施例中，所述方法包括：
a)在路易斯酸的存在下，通过将化学式IV-1的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式IV-2的化合物，
【化学式IV-1】
Figure BDA0002379539940000421
【化学式IV-2】
Figure BDA0002379539940000422
其中，Pg20和Pg21各自独立地为羟基保护基；
b)氧化化学式IV-2的化合物以提供化学式IV-3的醛，
【化学式IV-3】
Figure BDA0002379539940000423
c)将化学式IV-3的醛与烯烃形成试剂反应以形成化学式IV-4的化合物或其几何异构体，
【化学式IV-4】
Figure BDA0002379539940000424
其中，R40为H或任选取代的烷基；
d)在金属催化剂的存在下用H2气将化学式IV-4的化合物氢化，然后除去羟基保护基或除去化学式IV-4的羟基保护基，随后在金属催化剂的存在下用H2气将所述脱保护的化合物氢化以提供化学式IV-5的二醇，
【化学式IV-5】
Figure BDA0002379539940000431
以及
e)任选地，当化学式IV-5中的R40不是H，将化学式IV-5的化合物水解为鹅脱氧胆酸。
Pg20和Pg21的合适的羟基保护基包括本领域已知的，例如本说明书所述的。在一些实施例中，Pg20与Pg21相同。在一些实施例中，Pg20与Pg21不同。在优选实施例中，Pg20和Pg21均为形成羟基与酯的羟基保护基，例如Pg20和Pg21均为乙酰基。
在一些实施例中，R40为氢。但是，为了易于纯化，在优选实施例中，R40为C1-6烷基(例如甲基或乙基)。在一些实施例中，R40也可以为任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)。例如，R40可以为1至3个(例如1、2或3个)取代基取代的烷基，其中所述1至3个取代基独立地为C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-6碳环基、3至6元杂环基、5或6元杂芳基、苯基、取代的苯基(例如对甲氧基苯基)、羟基、C1-6烷氧基(例如甲氧基，乙氧基等)、卤素(例如F或Cl)或一个或两个独立地选自C1-6烷基的官能团任选取代的氨基。在优选实施例中，R40为C1-6烷基(例如甲基或乙基)。化学式IV-4至IV-5中的R40可以相同或不同。在一些实施例中，化学式IV-4至IV-5中的R40可以相同，例如，C1-6烷基(例如甲基或乙基)。
可以使用用于进行方法4的反应式5或a)、b)、c)、d)和e)的修改的各种条件，其在以下实施例中举例说明。其他有用的条件和细节包括本领域已知的类似修改的条件和细节。
本公开的某些实施例涉及一种将化学式IV-1的化合物转化为化学式IV-2的化合物的方法。在一些实施例中，所述转化包括在路易斯酸的存在下将化学式IV-1的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应的步骤。各种路易斯酸，例如基于硼或铝的路易斯酸可用于所述修饰。各种路易斯酸，例如基于硼或铝的路易斯酸可用于所述修饰。其他合适的路易斯酸包括可以通过促进烯烃与醛的类似反应来提供醇的本领域已知的。
本公开的某些实施例涉及一种使用氧化剂将化学式IV-2的化合物转化为化学式IV-3的化合物的方法。在一些实施例中，所述氧化包括基于三氧化铬或铬酸盐的氧化或其修饰。在一些实施例中，所述氧化包括Swern氧化或其修饰。在一些实施方案中，所述氧化包括高价碘介导的氧化。在一些实施例中，所述氧化包括将化学式IV-2的化合物与适当的氧化剂接触的步骤。在一些实施例中，所述氧化剂为铬类氧化剂，例如PCC(氯铬酸吡啶盐)。在一些实施例中，所述氧化剂为Swern氧化剂。各种Swern氧化剂系统是已知的。例如，典型的Swern氧化可以包括使用基于DMSO/草酰氯的系统的，其中DMSO首先与草酰氯反应生成氯(二甲基)氯化锍，随后在有机碱(例如，Et3N)的存在下将醇转化为醛或酮基。另一种示例性的有用氧化剂包括使用氰尿酰氯、三氟乙酸酐、碳二亚胺、三氧化硫吡啶复合物来活化DMSO，或使用二甲基硫和N-氯代丁二酰亚胺来生成氯硫活性物质的用于Swern氧化或其修饰的试剂。在一些实施例中，所述氧化剂可以为2-碘酰基苯甲酸(IBX)或戴斯-马丁高碘烷(1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮)。优选地，控制反应和后处理条件以使在C20位置的差向异构化不发生或最小化。
本公开的某些实施例涉及一种使用烯烃形成试剂将化学式IV-3的化合物转化为化学式IV-4的化合物的方法。各种烯烃形成试剂适用于这些修饰。优选地，控制反应和后处理条件以使在C20位置的差向异构化不发生或最小化。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括膦酸酯取代的乙酸盐：
Figure BDA0002379539940000441
其中，在每种情况下，G40和R40a各自独立地为任选取代的烷基(例如任选取代的C1-6烷基，例如乙基)。可以去质子化所述膦酸酯取代的乙酸酯以形成膦酸酯稳定的碳阴离子，其与化学式IV-3的醛基反应形成α-β-不饱和酯。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂为乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂为磷叶立德(例如，乙氧甲酰基亚甲基三苯基膦)或其前体。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以包括有机金属试剂，例如与化学式IV-3的醛基反应形成仲醇并在脱水后形成α-β-不饱和酯的有机锌试剂。例如，在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括二碳Reformatsky试剂：
Figure BDA0002379539940000442
其中，X为卤素如Cl、Br或I，R40a为任选取代的烷基(例如任选取代的C1-6烷基，例如乙基)。在优选实施例中，烯烃形成试剂的酯基(例如膦酸酯或Reformatsky试剂中的R40a)等于COOR40，并R40不为H。然而，在一些实施例中，例如当R40为H时，R40a与R40不同。在这些实施例中，所述方法可以进一步包括将化学式IV-4a的-CO2R40a任选转化为化学式IV-4的-CO2R40。
【化学式IV-4a】
Figure BDA0002379539940000451
本公开的某些实施例涉及一种将化学式IV-4的化合物转化为化学式IV-5的化合物的方法。在一些实施例中，化学式IV-5的二醇通过氢化化学式IV-4的化合物并除去羟基保护基来合成。在一些实施例中，化学式IV-5的二醇通过除去化学式IV-4的羟基保护基并氢化双键来合成。由于在形成化学式IV-5的二醇的所述修饰过程中，化学式IV-4的烯烃双键被氢化，因此也可以使用化学式IV-4化合物的几何异构体。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式IV-4化合物的步骤。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式IV-4化合物的几何异构体的步骤。在一些实施例中，所述方法包括氢化化学式IV-4的化合物和其几何异构体的混合物的步骤。
各种方法可以应用于氢化化学式IV-4的化合物。优选地，所述方法包括：在非均相催化剂如包含Pd、Ni、Pt、PtO2、Rh或Ru的非均相金属催化剂的存在下用H2氢化化学式IV-4的化合物。在一些实施例中，所述非均相金属催化剂为Pd/C。所述氢化可以在各种H2压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在1atm或与此接近的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在大于latm(例如，约2atm、约3atm、约5atm、约10atm、约15atm或所述数值之间的所有范围)的氢气压力下进行。在一些实施例中，所述氢化在约15psi至约100psi(例如，约50psi)的氢气压力下进行。
各种方法可以用于合成化学式IV-1的化合物或其几何异构体。在一些实施例中，化学式IV-1的化合物或其几何异构体可以通过与化学式IV-6的化合物和烯烃形成试剂的反应而获得，
【化学式IV-6】
Figure BDA0002379539940000452
其中，当R41为H或Pg20；R42为H或Pg21；R41和R42中至少一个或均为H时，在化学式IV-6的化合物与烯烃形成试剂反应之后进行保护步骤。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以为磷叶立德。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂可以为亚乙基三苯基磷烷或其前体亚乙基三苯基膦盐。在一些实施例中，所述烯烃形成试剂包括二碳有机金属试剂(例如，有机锌试剂)，其中化学式IV-6的17-酮通过首先与有机金属试剂形成醇中间体，然后进行脱水来转化为烯烃。
当R40不为氢时，例如当R40为C1-6烷基时，为了合成鹅脱氧胆酸，所述方法进一步包括水解化学式IV-5的化合物的步骤。因此，在一些实施例中，当R40不为氢时，所述方法包括水解化学式IV-5的化合物的步骤。适当的水解条件包括本领域已知的。例如，所述水解可以通过将化学式IV-5的化合物在酸介导(例如，BF3介导)、碱介导(例如，使用碱金属氢氧化物(例如，NaOH或LiOH)或亲核试剂介导(例如，I-介导)的水解条件下反应来进行。
在一些实施例中，脱氧胆酸的酯，例如R40为任选取代的烷基的化学式IV-5的化合物为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种鹅脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的酯的合成。在这些实施例中，对于序列a)至d)的优选反应条件为在每种反应条件下最少发生或不发生酯(即，-CO2R40)的水解。然而，如果需要，鹅脱氧胆酸的酯也可以通过用所需的醇酯化胆酸来制备。
在一些实施例中，鹅脱氧胆酸的盐为所需产物。例如，在一些实施例中，所述方法涉及一种鹅脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐的合成。因此，在一些实施例中，所述方法包括：例如将鹅脱氧胆酸与适当的碱如金属或氢氧化铵(例如钠、钾、锂、钙、镁、铵或四烷基铵)反应以形成鹅脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
化学式IV-6的化合物可以容易地从化学式III-11或化学式III-12使用。例如，当R41和R42均为H时，化学式IV-6与化学式III-12相同。当R41和R42为相同的羟基保护基时，具有适当的保护基的化学式III-12的双重保护可以提供化学式IV-6的化合物。另外，当R41和R42不同时，结合保护/脱保护和还原步骤，可以通过化学式III-11的化合物提供化学式IV-6的化合物，以便区分两个3-和7-羟基，而不管其固有反应性如何。
在本说明书针对方法4所述的任何实施例中，化学式IV-6的化合物可以由化学式III-11或化学式III-12的化合物制备，然后可以通过本说明书所述的任何方法，例如方法3来准备。在本说明书中描述的任何实施例中，化学式III-11或化学式的化合物III-12可以为没有任何动物来源杂质的合成材料。
另外，如对本领域普通技术人员显而易见的，可以需要常规的保护基以免特定官能团引起不希望的反应。各种官能团的合适的保护基以及保护和脱保护特定官能团的合适的条件为本领域众所周知的。例如，在“Protective Groups in Organic Synthesis”，4thed.P.G.M.Wuts；T.W.Greene，John Wiley，2007及其引用的参考文献中描述了许多保护基。用于本说明书所述反应的试剂为众所周知的化合物，或可以通过已知方法或其明显的修饰来制备。例如，许多试剂可从商业供应商获得，诸如Aldrich Chemical(美国威斯康星州密尔沃基)、Bachem(美国加利福尼亚州托伦斯)、Emka-Chem或Sigma(美国密苏里州圣路易斯)。其他可以通过标准参考文献中描述的方法或其明显的修饰来制备，诸如“Fieser andFieser′s Reagents for Organic Synthesis”，Volumes 1-15(John Wiley and Sons。1991)、“Rodd′s Chemistry of Carbon Compounds”，Volumes 1-5and Supplemental(Elsevier Science Publishers，1989)、“Organic Reactions”，Volumes 1-40(JohnWiley and Sons，1991)、“March′s Advanced Organic Chemistry”，(Wiley，7th Edition)以及“Larock′s Comprehensive Organic Transformations″(Wiley-VCH，1999)。
从方法3和4的新型合成中间体
本公开的某些实施例涉及例如，一种用于制备胆酸和/或鹅脱氧胆酸的新型合成中间体。在一些实施例中，所述合成中间体为化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的化合物，或其几何异构体或其盐：
【化学式V-1】
Figure BDA0002379539940000471
【化学式V-2】
Figure BDA0002379539940000472
【化学式V-3】
Figure BDA0002379539940000473
【化学式V-4】
Figure BDA0002379539940000481
其中，R50、R51和R52各自独立地为H或羟基保护基，并R53为H或任选取代的烷基。
可以独立地选择每个化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3和化学式V-4的R50、R51和R52。在一些实施例中，R50、R51和R52各自为H。在一些实施例中中，R50、R51和R52各自独立地为羟基保护基(例如，本说明书所述的)。在一些实施例中，R50、R51和R52为相同的羟基保护基。在一些实施例中，R50、R51和R52中的至少两个为相同的羟基保护基。在一些实施例中，R50、R51和R52中的至少两个不同。例如，R50、R51和R52中的一个为氢，R50、R51和R52中的另一个为相同或不同的羟基保护基。合适的羟基保护基包括本说明书所述的任何保护基。在一些实施例中，羟基保护基为乙酰基。
一些实施例涉及一种化学式V-3的化合物、其几何异构体或其盐。化学式V-3的R50、R51和R52如上所述。在一些实施例中，R53为H。在一些实施例中，R53为任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)。在一些实施例中，R53为甲基。在一些实施例中，R53为乙基。
在一些实施例中，分离化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的化合物。在一些实施例中，所述化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的分离的化合物为基本上纯的(例如按重量计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度)。在一些实施例中，所述化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的分离的化合物的纯度按重量计为约80％、约85％、约90％、约95％、98％或指定值之间的任何范围值。在一些实施例中，所述化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的分离的化合物基本上不含其他非对映异构体和/或几何异构体(例如，按重量计小于5％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％或小于0.1％)。在一些实施例中，所述化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的分离的化合物具有按重量计约5％、约3％、约2％、约1％、约0.5％、约0.1％或指定值之间的任何范围值的其他非对映异构体和/或几何异构体。在一些实施例中，所述化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的分离的化合物不含其他非对映异构体和/或几何异构体(即，使用当前分析工具无法检测到的)。
在一些实施例中，所述合成中间体为化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7的化合物或化学式V-8的化合物，或其几何异构体或其盐：
【化学式V-5】
Figure BDA0002379539940000491
【化学式V-6】
Figure BDA0002379539940000492
【化学式V-7】
Figure BDA0002379539940000493
【化学式V-8】
Figure BDA0002379539940000494
其中，每个R54和R55独立地为H或羟基保护基，R56为H或任选取代的烷基，并当R54和R55均为乙酰基时，R56不为甲基。
可以独立地选择每个化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7和化学式V-8的R54和R55。在一些实施例中，R54与R55均为H。在一些实施例中，R54和R55各自独立地为羟基保护基(例如，本说明书所述的)。在一些实施例中，R54和R55为相同的羟基保护基。在一些实施例中，R54和R55不同。例如，R54和R55中的一个可以为氢，R54和R55中的另一个可以为羟基保护基。合适的羟基保护基包括本说明书所述的任何保护基。在一些实施例中，羟基保护基为乙酰基。
一些实施例涉及一种化学式V-8的化合物、其几何异构体或其盐。化学式V-8的R54、R55和R56如上所述。在一些实施例中，R56为H。在一些实施例中，R56为任选取代的烷基(例如，任选取代的C1-6烷基)，并当R54和R55均为乙酰基时，R56不为甲基。在一些实施例中，R56为乙基。
在一些实施例中，分离化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的化合物。在一些实施例中，所述化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的分离的化合物为基本上纯的(例如，按重量计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度)。在一些实施例中，所述化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的分离的化合物的纯度按重量计为约80％、约85％、约90％、约95％、98％或指定值之间的任何范围值，是纯的。在一些实施例中，所述化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的分离的化合物基本上不含其他非对映异构体和/或几何异构体(例如，按重量计小于5％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％或小于0.1％)。在一些实施例中，所述化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的分离的化合物具有按重量计约5％、约3％、约2％、约1％、约0.5％、约0.1％或指定值之间的任何范围值的其他非对映异构体和/或几何异构体。在一些实施例中，所述化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的分离的化合物不含其他非对映异构体和/或几何异构体(即，使用当前分析工具无法检测到的)。
在一些实施例中，所述合成中间体为具有以下结构的化合物，
【化学式III-8】
Figure BDA0002379539940000501
其中，R31，R32和R33各自独立地为H或羟基保护基。在一些实施例中，R31、R32和R33各自为H。在一些实施例中中，R31、R32和R33各自独立地为羟基保护基(例如，本说明书所述的)。在一些实施例中，R31、R32和R33为相同的羟基保护基。在一些实施例中，R31、R32和R33中的至少两个为相同的羟基保护基。在一些实施例中，R31、R32和R33中的至少两个不同。例如，R31、R32和R33中的一个可以为氢，R31、R32和R33中的另一个可以为相同或不同的羟基保护基。化学式III-8的合适的羟基保护基包括本说明书所述的任何保护基。在一些实施例中，羟基保护基为乙酰基。
在一些实施方案中，分离化学式III-8的化合物。在一些实施例中，所述化学式III-8的分离的化合物为基本上纯的(例如，按重量计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度)。在一些实施例中，所述化学式III-8的分离的化合物的纯度按重量计为约80％、约85％、约90％、约95％、98％或指定值之间的任何范围值，是纯的。在一些实施例中，所述化学式III-8的分离的化合物基本上不含其他非对映异构体和/或几何异构体(例如，按重量计小于5％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％或小于0.1％)。在一些实施例中，所述化学式III-8的分离的化合物以按重量计约5％、约3％、约2％、约1％、约0.5％、约0.1％或指定值之间的任何范围值具有其他非对映异构体。在一些实施例中，所述化学式III-8的分离的化合物不含其他非对映异构体(即，使用当前分析工具无法检测到的)。
药学或化妆品学组合物
本公开的某些实施例涉及一种不含动物来源杂质的包括至少一种CA、DCA、CDCA及其酯和盐的药学或化妆品学组合物。
在一些实施例中，所述药学或化妆品学组合物包括有效量的高纯度(例如按重量计具有至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐或本说明书所述的高纯度胆酸组合物以及药学上或化妆品学上可接受的赋形剂。在一些实施例中，所述胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐具有按重量计至少99％的纯度，例如按重量计大于99.2％、99.5％、99.9％或99.9％的纯度。在本说明书中描述的任何实施例中，所述胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐的特征还可以在于不含动物来源杂质。在一些实施例中，所述药学或化妆品学组合物进一步包括有效量的高纯度(例如，按重量计为至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)鹅脱氧胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐。在本说明书中描述的任何实施例中，所述鹅脱氧胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐的特征还可以在于不含动物来源杂质。在一些实施例中，所述药学或化妆品学组合物进一步包括有效量的高纯度(例如，按重量计为至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)脱氧胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐。在本说明书中描述的任何实施例中，所述脱氧胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐的特征还可以在于不含动物来源杂质。
所述高纯度胆酸可以例如，通过本说明书提供的合成方法而获得。在一些实施例中，本发明进一步提供一种高纯度胆酸组合物。通常，本说明书的所述高纯度胆酸组合物包括至少一种工艺杂质和胆酸或其盐。例如，在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物包括胆酸或其盐以及选自化合物32至35(参见实施例6)的至少一种(例如1个、2个、3个或全部)的化合物或其盐、由其组成或必须由其组成。在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物可以包括化合物32至35中的任何一个或其盐、化合物32至35中的任何两个或其盐、化合物32至35中的任何三个或其盐、化合物32至35全部或其盐。在一些实施例中，根据情况，按胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计，化合物32至35以及其盐的总量小于5％(例如小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)，更优选地小于2％、小于1％(例如小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)。为了避免疑问，当以重量百分比表示纯度水平时，考虑每个化合物及其所有盐形式，然后将游离酸(free acid)形式的当量(equivalent weight)用于重量百分比计算。例如，当化合物32和盐的重量百分比据称小于胆酸及其盐的1％时，应当理解为，考虑到所述组合物中可能存在的化合物32的所有盐形式的作为游离酸的化合物32的当量小于同样考虑到所述组合物中可能存在的胆酸的所有盐形式的以作为游离酸的当量表示的胆酸重量的1％。本领域技术人员已知组合物纯度的确定方法。例如，可以基于重量、HPLC面积或两者来分析本说明书的胆酸组合物的纯度。本领域技术人员可能知道在确定这些纯度水平时如何验证分析方法。在本说明书中描述的任何实施例中，本说明书中所述胆酸组合物的纯度可以基于重量百分比。
当存在于高纯度胆酸组合物时，化合物32至35的每一种或其盐按所述胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计应优选小于5％(例如小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)，更优选地小于2％、小于1％(例如小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)。例如，在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物以按所述胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计小于1％(例如，小于0.5％、小于0.2％、0.1％)的量包括化合物32或其盐。在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物以按所述胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计小于5％(例如，小于0.5％、小于0.2％、0.1％)，更优选地小于2％、小于1％(例如小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)的量包括化合物33或其盐。在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物以按所述胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计小于1％(例如，小于0.5％、小于0.2％、0.1％)的量包括化合物34或其盐。在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物以按所述胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计小于5％(例如，小于0.5％、小于0.2％、0.1％)，更优选地小于2％、小于1％(例如小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％)的量包括化合物35或其盐。在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物以至少95％(例如至少96％、至少97％、至少98％或至少99％)的纯度包括胆酸或其盐。在一些实施例中，所述高纯度胆酸组合物以按重量和/或HPLC面积计至少99％，例如按重量、HPLC面积或两者计99.2％、99.5％、99.9％或大于99.9％的纯度包括胆酸或其盐。
可以调节本说明书的高纯度胆酸组合物中化合物32至35的水平。例如，如果需要，通过进一步纯化本说明书的胆酸组合物，可以减少或甚至除去至少一个化合物32至35的水平。例如，如图2所示，这些杂质可以通过具有基线分离(baseline separation)的HPLC容易地分离。参见实施例6，其中，分别通过反相HPLC来进行分离、表征和种属鉴定化合物32至35。尽管通常不是优选的，可以通过将每个基本上纯的(例如，按重量计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度)化合物32至35添加于高纯度胆酸组合物来增加至少一个化合物32至的水平。化合物32至35本身也有用，例如，可用于制备胆酸的质量控制、确定胆酸的原料或确定通往这种胆酸的潜在合成途径。
包括所述胆酸或其其药学上或化妆品学上可接受的盐的药学或化妆品学组合物可以各种形式与合适的赋形剂一起配制。合适的赋形剂可以为本领域技术人员通常可获得的任何固体、液体、半固体，或用于气雾剂组合物的气体赋形剂。固体赋形剂包括淀粉、纤维素、滑石粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、大米、面粉、白垩(chalk)、硅胶、硬脂酸镁、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、氯化钠、干脱脂乳(dried skim milk)等。液体和半固体赋形剂的实例可以包括各种油，所述各种油包括甘油、丙二醇、水、乙醇以及石油、植物性或合成来源的油的各种油，例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。尤其用于注射溶液的液体载体(carriers)的例子包括水、盐水(saline)、右旋糖水溶液和乙二醇。
在一些实施例中，所述药学或化妆品学组合物优选适合于水溶性溶液，例如皮下注射。在一些实施例中，所述水溶性溶液包括：(i)高纯度胆酸、鹅脱氧胆酸、其药学上或化妆品学上可接受的盐或其组合；例如，本说明书所述的高纯度胆酸组合物；以及(ii)药学、兽医学或化妆品学赋形剂。在一些实施例中，所述溶液进一步包括选自以下的第二治疗剂：抗微生物剂、血管收缩剂、抗血栓剂、抗凝剂、物质使用障碍抑制剂、抗炎剂、镇痛剂、分散剂、抗分散剂、促渗剂(penetration enhancers)、类固醇、镇静剂、肌肉松弛剂和抗腹泻剂。在一些实施例中，溶液在包括达500mL溶液的容器中。这样的容器可以为注射器或可安装注射器的容器。
配制所述胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的盐的非限制性和示例性的方法包括在标题为“Methods and Compositions of Bile Acids and Salts for Reductionof Fat”的WO2015/198150中描述的，在本说明书将其全文引入作为参考。
使用方法
已知胆酸、脱氧胆酸和鹅脱氧胆酸具有医学和/或化妆品学用途。例如，WO2015/198150描述了胆酸盐和/或鹅脱氧胆酸盐通过局部施用于靶部位来减少哺乳动物中皮下脂肪积聚的用途。WO2015/198150进一步描述了胆酸盐和/或鹅脱氧胆酸盐组合物可用于溶解脂肪瘤(lipomas)和脂肪、中胚层疗法(mesotherapy)、分离组织、减少肿瘤、减少癌症、治疗癌症，以及可能希望用于松动、移除、辅助身体消耗或溶解来自身体局部或区域的蜡、脂质、蛋白质或碳水化合物的任何其他临床情况。例如，在脂肪瘤的治疗中，所述胆酸盐和/或鹅脱氧胆酸盐组合物可以通过皮下注射与脂肪瘤接触以溶解脂肪瘤。脱氧胆酸的使用方法描述于，例如美国专利号7,622,130和美国专利申请公开号2005-0267080A1和2006-0127468A1等。
本说明书所述的CA、DCA、CDCA及其酯和盐也可用于任何已知的医学和/或化妆品学用途。在一些实施例中，本公开进一步提供一种非手术去除个体中的局部脂肪沉积物(localized fat deposit)的方法。在一些实施例中，所述方法包括：将所述任何药学或化妆品学组合物，例如包括脂解有效量的高纯度(例如，按重量计至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的纯度)胆酸、鹅脱氧胆酸、其药学上或化妆品学上可接受的盐或其组合，例如本说明书所述的高纯度胆酸组合物以及药学上或化妆品学上可接受的赋形剂的药学或化妆品学组合物施用于个体。
实施例
在适当时，可以使用诸如沉淀、过滤、结晶、蒸发、蒸馏和色谱法的常规技术来分离和纯化优选实施例的各种起始材料、中间体和化合物。这些化合物的表征分析(characterization)可以使用常规方法进行，例如熔点、质谱、核磁共振和各种其他光谱分析。下文更详细地描述用于进行本说明书所述产物的合成的步骤的示例性实施方案。表1描述在以下实施例和整个说明书中描述的示例反应式和合成途径中用于表达各种化合物/部分(moieties)/装置/过程/属性的缩写。
表1、缩写列表
Figure BDA0002379539940000541
Figure BDA0002379539940000551
Figure BDA0002379539940000561
实施例1
从DHEA合成胆酸：途径1
Figure BDA0002379539940000562
Figure BDA0002379539940000571
步骤1
Figure BDA0002379539940000581
在15℃下，将DHEA(50.00g，173.36mmol，1.00eq)和DCM(1.00L)添加于烧瓶。加下来，在将其冷却至0℃后，向其添加TEMPO(2.73g，17.34mmol，0.10eq)，并在0℃下部分添加DDQ(86.58g，381.39mmol，2.20eq)。将反应混合物加热至25℃并在25℃下搅拌48小时，TLC显示已经形成了一个新的主要斑点(main spot)。过滤反应物，并用饱和Na2SO3(100mL*2)和盐水(200mL*2)洗涤滤液。合并的有机相(organic phase)经无水Na2SO4干燥并真空浓缩。通过用柱色谱法(PE/EA＝50/1至10/1)纯化残余物来获得白色固体化合物1(39.0g，135.35mmol，78.08％产率)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)；δ＝6.21(s，2H)，5.78-5.71(m，1H)，2.66-2.55(m，1H)，2.53-2.46(m，1H)，2.46-2.35(m，2H)，2.22-2.13(m，2H)，2.08-2.01(m，1H)，1.92(td，J＝3.1，13.0Hz，1H)，1.80-1.69(m，3H)，1.56-1.50(m，1H)，1.48-1.42(m，1H)，1.39-1.32(m，1H)，1.32-1.24(m，1H)，1.16(s，3H)，0.99(s，3H)。
步骤2
Figure BDA0002379539940000582
向DCM(400.00mL)中的化合物1(39.00g，137.14mmol，1.00eq)溶液滴加溶于DCM(50.00mL)的m-CPBA(61.25g，301.71mmol，87％纯度，2.20eq)，并在5℃下反应。将所产生的溶液在5℃下搅拌24小时，TLC显示起始材料被完全消耗且形成一个新的主要斑点。接下来，过滤反应物，并将滤液用饱和Na2SO3(200mL)在25℃洗涤0.5小时。分离有机相并真空浓缩。通过用柱色谱法(PE/EA＝20/1至5/1)纯化残余物来获得白色固体化合物2(16.12g，51.79mmol，37.76％产率)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝6.16(s，1H)，3.55(d，J＝3.8Hz，1H)，3.48(d，J＝3.6Hz，1H)，2.63-2.50(m，3H)，2.30-2.22(m，2H)，2.21-2.14(m，1H)，1.98(ddd，J＝2.3，5.3，13.2Hz，2H)，1.91-1.85(m，2H)，1.80-1.72(m，4H)，1.43-1.33(m，3H)，1.30-1.25(m，2H)，1.15(s，3H)，0.97(s，3H)。
步骤3
Figure BDA0002379539940000591
在25℃的N2保护下，向Py(160.00mL)中的化合物2(16.12g，53.66mmol，1.00eq)溶液添加Pd/C(10％，1.70g)。将悬浮液在真空下脱气并用H2吹扫(purge)几次。将反应物在H2气体下于25℃搅拌24小时(50psi)，TLC显示起始材料被完全消耗且形成一个新的主要斑点。用硅藻土(celite)过滤反应混合物，将滤液用5％HCl(100mL)洗涤，并用EA(150mL)提取。分离有机相并真空浓缩，得到16.34g浅黄色固体的粗化合物3。
步骤4
Figure BDA0002379539940000592
在5℃下，向THF(150.00mL)中的化合物3(16.34g，53.68mmol，1.00eq)溶液滴加溶于THF(30.00mL)的LiAlH(t-BuO)3(16.99g，67.10mmol，18.88mL，1.25eq)。将所产生的溶液在5℃下搅拌0.5小时。TLC显示形成了一个主要斑点。将反应混合物用5％HCl(50ml)终止反应，用EA(50ml*2)提取，分离有机相并真空浓缩。通过用硅胶色谱法(PE/EA＝5∶1至2∶1)纯化残余物来获得无色油化合物4(6.20g，35.62％产率)。
步骤5
Figure BDA0002379539940000593
在25℃下向甲苯(50.00mL)中的化合物4(6.00g，19.58mmol，1.00eq)和2-吡啶基甲胺(10.59g，97.90mmol，9.99mL，5.00eq)混合物添加PTSA(101.15mg，0.58mmol，0.03eq)，并使用迪安-斯达克(Dean-Stark)设备在120℃下将混合物搅拌2小时。然后将反应混合物用EA(100ml)稀释，并用饱和NaHCO3(20ml)和水(50ml)洗涤。分离有机相并真空浓缩。通过在25℃下用EA(10ml)研磨残余物来获得白色固体化合物5(4.12g，10.13mmol，51.73％产率和96.5％纯度)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝8.45(br d，J＝4.5Hz，1H)，7.63-7.56(m，1H)，7.34(d，J＝7.8Hz，1H)，7.10-7.04(m，1H)，4.61-4.47(m，2H)，3.91(br s，1H)，3.47-3.36(m，2H)，2.46-2.36(m，1H)，2.31-2.20(m，1H)，2.18-2.07(m，2H)，2.01-1.92(m，2H)，1.91-1.78(m，3H)，1.68-1.62(m，2H)，1.48-1.39(m，2H)，1.38-1.25(m，5H)，1.20-1.11(m，2H)，0.98-0.93(m，1H)，0.88(s，3H)，0.83(s，3H)。
步骤6
Figure BDA0002379539940000601
在25℃下，向丙酮(10.00mL)和MeOH(10.00mL)中的化合物5(2.00g，5.04mmol，1.00eq)溶液依次添加抗坏血酸钠(2.00g，10.09mmol，2.0eq)和Cu(MeCN)4PF6(2.63g，7.06mmol，1.40eq)。在25℃下搅拌5分钟后，将氧气(15psi)鼓泡通过整个反应混合物10分钟。然后，将反应物加热至50℃，并在O2气体下于50℃搅拌2小时。TLC显示形成了一个新的主要斑点。在冷却至25℃后，添加EA(100mL)和饱和EDTA-Na4(50mL)，并将混合物在25℃下搅拌30分钟。分离有机相并真空浓缩。通过用柱色谱法(PE/EA＝3/1至1/2)纯化残余物来获得浅黄色固体化合物6(0.25g，0.75mmol，14.95％产率)。
步骤7
Figure BDA0002379539940000602
将烧瓶中的EtPPh3Br(2.41g，6.50mmol，5.00eq)在高真空下于70℃干燥1小时。在添加干燥THF(3.00mL)后，在N2下添加t-BuOK(0.73g，6.50mmol，5.00eq)。将整个混合物在N2下于70℃继续搅拌0.5小时。在70℃下，向所述反应物添加干燥THF(2.00mL)中的化合物6(0.42g，1.30mmol，1.00eq)溶液，并将反应物在70℃下进一步搅拌2小时。TLC显示所有起始材料都被消耗且形成了一个新的主要斑点。在冷却至室温后，将溶液用EA(40mL)稀释，并用饱和NaCl溶液(10mL)终止反应。用EA(20mL)提取水溶液，经Na2SO4干燥并真空浓缩，得到0.48g浅黄色油。
将所获得的黄色油(0.48g，1.45mmol，1.00eq)在25℃下溶于DCM(5.00mL)，然后在25℃下添加Ac2O(621.97mg，6.05mmol，570.62uL，4.2eq)、Et3N(0.88g，8.70mmol，1.21mL，6.00eq)和DMAP(35.44mg，290.11umol，0.20eq)。将反应物在25℃下搅拌7小时。TLC显示起始材料已被完全消耗且形成了一个新的主要斑点。用EA(50ml)稀释反应物，用H2O(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥，进行过滤，并将有机层真空浓缩。通过用柱色谱法(PE/EA＝50/1至20/1)纯化残余物来获得无色油化合物7(0.18，0.38mmol，26.28％产率)。
步骤8
Figure BDA0002379539940000611
向50ml烧瓶添加化合物7(50.00mg，108.55umol，1.00eq)和DCM(5.00mL)。将反应物冷却至0℃。在0℃下向反应物添加多聚甲醛(48.89mg，542.77umol，5.00eq)，然后在0℃下向反应物添加BF3 Et2O(1.54mg，10.86umol，1.34uL，0.10eq)。将反应物加热至15℃，并在15℃下搅拌2小时。TLC显示形成了一个新的主要斑点。用DCM(50ml)稀释反应物，并用水(30ml)终止反应。将有机层真空浓缩。通过用pre-TLC(PE/EA＝1/1)纯化残余物来获得无色油残余物(40mg)。
向10ml管添加(COCl)2(61.84mg，487.18umol，42.65uL，2.40eq)和DCM(6.00mL)。将混合物冷却至-78℃。在-78℃下向反应混合物滴加DMSO(63.44mg，811.96umol，63.44uL，4.00eq)。在添加后，将反应物在-78℃下搅拌0.5小时。将先前制备的无色油残留物(2批次，100mg)在-78℃下添加于反应物。将其在-78℃下搅拌0.5小时。在-78℃下滴加TEA(205.41mg，2.03mmol，281.38uL，10.00eq)。在添加后，将反应物加热至15℃，并在15℃下搅拌0.5小时。TLC显示形成了一个新的主要斑点。用DCM(50ml)稀释反应物，并用水(30ml)终止反应。将所分离的有机层真空浓缩。通过用pre-TLC纯化残余物来获得化合物8(50mg，50％产率)。
步骤9
Figure BDA0002379539940000621
向10ml管添加NaH(32.75mg，818.64umol，60％纯度，4.00eq)和THF(2.00mL)，然后在15℃下向烧瓶添加乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯(229.41mg，1.02mmol，203.02uL，5.00eq)。将所产生的混合物在15℃下搅拌10分钟。在15℃下将化合物8(100.00mg，204.66umol，1.00eq)添加于烧瓶，在15℃下搅拌0.5小时，并TLC显示形成了一个新的主要斑点。将反应物用水(5ml)终止反应，并用DCM(2*30ml)提取。将有机层真空浓缩。通过用pre-TLC纯化残余物来获得无色油化合物9(100mg，87.46％收率)。Mass(m/z)：581.4(M++23)。
步骤10
Figure BDA0002379539940000622
在25℃下向35ml压力管添加化合物9(100.00mg，178.99umol，1.00eq)、EtOH(4.00mL)和Pd/C(10.00mg)。用H2气体(50psi)吹扫混合物，并在25℃下搅拌4小时。TLC显示形成了一个新的主要斑点。过滤所产生的混合物，并将滤液真空浓缩，得到无色油化合物10(60mg，粗物质)。Mass(m/z)：585.4(M++23)。
步骤11
Figure BDA0002379539940000631
在25℃下向MeOH(4.00mL)中的化合物10(60.00mg，106.62umol，1.00eq)溶液添加NaOH(51.18mg，1.28mmol，12.00eq)。然后，将反应物加热至60℃，并在60℃下搅拌2小时。TLC显示形成了一个新的主要斑点。将反应物冷却至室温，真空浓缩以除去溶剂，将所产生的残余物溶解于水(5ml)，并用HCl氧化至pH 3。用EA(3*15ml)提取所得水性层(aqueouslayer)。通过真空浓缩有机层来获得白色固体化合物10(70mg，粗物质)。Mass(m/z)：431.1(M++23)，839.1(2M++23)。
步骤12
Figure BDA0002379539940000632
在20℃下，向丙酮(3mL)中的化合物11(70mg，160.32umol，1.00eq)溶液滴加Jones试剂(95.27mg，480.96umol，3eq)。在添加后，将反应在20℃下搅拌10分钟，并TLC显示形成了一个新的主要斑点。将反应物用异丙醇(0.5ml)终止反应，并用水(5ml)稀释。用EA(3*15ml)提取所得的水性混合物。将有机层真空浓缩。通过用pre-TLC纯化残余物来获得白色固体化合物12(20mg，48umol，29.9％收率)。Mass(m/z)：403.3(M++1)。
步骤13
Figure BDA0002379539940000633
在20℃下，向THF(5mL)中的化合物12(10.00mg，24.84umol，1eq)溶液添加LiAlH(t-BuO)3(94.38mg，372.65umol，104.40uL，15eq)。将其在20℃下搅拌1小时，在40℃下搅拌16小时，并TLC显示形成了一个新的主要斑点。用EA(50ml)稀释反应物，并用HCl(30ml，1M)终止反应。将所分离的有机层真空浓缩。通过用pre-TLC纯化来获得白色固体CA(3mg，29.6％收率)。
1H NMR，(400MHz，DMSO-d6)：δ＝11.91(br s，1H)，4.30(d，J＝4.39，1H)，4.10(d，J＝3.51，1H)，3.99(d，J＝3.26，1H)，3.79(br d，J＝2.64，1H)，3.62(br s，1H)，3.23-3.14(m，1H)，2.27-2.06(m，5H)，1.82-1.63(m，6H)，1.41-1.13(m，11H)，1.01-0.96(m，1H)，0.92(d，J＝6.4，3H)，0.88-0.84(m，1H)，0.81(s，3H)，0.59(s，3H)。13C NMR，(100MHz，DMSO-d6)：δ＝175.45，71.45，70.90，66.71，46.56，46.22，41.99，41.84，35.78，35.52，35.34，34.86，31.31，31.27，30.88，29.01，27.75，26.68，23.27，23.10，17.41，12.81。
实施例2
从DHEA合成胆酸：途径2
Figure BDA0002379539940000651
Figure BDA0002379539940000661
步骤1
Figure BDA0002379539940000662
在25℃下向甲苯(250.00mL)中的DHEA(20.00g，69.34mmol，1.00eq)和2-吡啶基甲胺(37.49g，346.70mmol，35.37mL，5.00eq)的混合物添加PTSA(358.23mg，2.08mmol，0.03eq)，并使用迪安-斯达克设备在120℃下将混合物搅拌2小时。然后将反应混合物用EA(400ml)稀释，并用饱和NaHCO3(100ml*2)和水(100ml*2)洗涤。浓缩有机层。通过在25℃下用EA(30ml)研磨残余物来获得白色固体化合物13(23.40g，57.80mmol，83.36％产率和93.5％纯度)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝8.54(d，J＝4.1Hz，1H)，7.67(dt，J＝1.7，7.7Hz，1H)，7.45(d，J＝7.8Hz，1H)，7.19-7.11(m，1H)，5.40(br d，J＝4.9Hz，1H)，4.70-4.53(m，2H)，3.63-3.48(m，1H)，2.54-2.43(m，1H)，2.38-2.25(m，3H)，2.15-2.03(m，2H)，1.96-1.85(m，3H)，1.75-1.70(m，1H)，1.64-1.36(m，6H)，1.26-1.10(m，2H)，1.07(s，3H)，1.03(br d，J＝4.5Hz，1H)，0.94(s，3H)。
步骤2
Figure BDA0002379539940000671
在25℃下，向丙酮(60.00mL)和MeOH(60.00mL)中的化合物13(6.00g，15.85mmol，1.00eq)溶液依次添加抗坏血酸钠(6.28g，31.70mmol，2.00eq)和Cu(MeCN)4PF6(8.27g，22.19mmol，1.40eq)。在25℃下搅拌5分钟后，将氧气(15psi)鼓泡通过整个反应混合物10分钟。然后，将反应物加热至50℃，并在O2气体下于50℃搅拌2小时。在冷却至25℃后，添加EA(300mL)和饱和EDTA-Na4(100mL)，并将混合物在25℃下搅拌30分钟。分离有机相并真空浓缩。通过用柱色谱法(PE/EA＝15/1至5/1)纯化残余物来获得白色固体化合物14(2.40g，7.88mmol，49.74％产率)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝5.43-5.38(m，1H)，3.88-3.79(m，1H)，3.59-3.51(m，1H)，3.09(s，1H)，2.51(dd，J＝8.4，19.4Hz，1H)，2.40-2.33(m，1H)，2.31-2.22(m，1H)，2.20-2.09(m，2H)，2.08-1.97(m，1H)，1.93-1.86(m，2H)，1.76-1.63(m，3H)，1.56-1.45(m，3H)，1.33-1.24(m，1H)，1.20-1.09(m，2H)，1.07(s，3H)，0.99(s，3H)。
步骤3
Figure BDA0002379539940000672
将烧瓶中的EtPPh3Br(12.18g，32.80mmol，10.00eq)在高真空下于70℃干燥1小时。在添加干燥THF(100.00mL)后，在N2下添加t-BuOK(3.68g，32.80mmol，10.00eq)。将整个混合物在N2下于70℃继续搅拌0.5小时。在70℃下，向反应物添加干燥THF(5.00mL)中的化合物14(1.00g，3.28mmol，1.00eq)溶液，并将反应物在70℃下进一步搅拌2小时。TLC显示起始材料都被消耗且形成了一个新的主要斑点。在冷却至室温后，将溶液用EA(100mL)稀释，并用饱和NH4Cl溶液(30mL)终止反应。用EA(50mL*2)提取水溶液，并用盐水(40mL)洗涤合并的有机层，经Na2SO4干燥，进行过滤并真空浓缩，得到1.04g浅黄色油。
将所获得的浅黄色油(1.04g，3.29mmol，1.00eq)在25℃下溶于DCM(20.00mL)，然后在25℃下添加Ac2O(752.36mg，7.37mmol，690.24uL，2.24eq)、Et3N(2.00g，19.74mmol，2.74mL，6.00eq)和DMAP(80.39mg，658.00umol，0.20eq)。将反应物在25℃下搅拌3小时。TLC显示起始材料已被完全消耗且形成了一个新的主要斑点。用EA(100ml)稀释反应物，用H2O(50mL)洗涤，经Na2SO4干燥，进行过滤，并将有机层真空浓缩。通过用柱色谱法(PE/EA＝30/1至20/1)纯化残余物来获得灰白色油化合物15(0.14，2.62mmol，79.59％产率，92％纯度)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝5.41(d，J＝5.0Hz，1H)，5.31-5.19(m，1H)，4.91(dd，J＝5.0，10.9Hz，1H)，4.68-4.57(m，1H)，2.46-2.19(m，4H)，2.12-2.08(m，3H)，2.07-2.04(m，3H)，1.98(td，J＝4.9，13.0Hz，1H)，1.91-1.81(m，2H)，1.72-1.65(m，1H)，1.65-1.61(m，3H)，1.60-1.41(m，5H)，1.37-1.12(m，4H)，1.05(s，3H)，1.02(s，3H)。Mass(m/z)：423.2(M++23)。
步骤4
Figure BDA0002379539940000681
在0℃下，向DCM(100.00mL)中的化合物15(1.12g，2.80mmol，1.00eq)溶液一次添加多聚甲醛(2.7g，29.96mmol，10.7eq)，然后在0℃下添加BF3Et2O(39.74mg，280.00umol，34.56uL，0.10eq)。将混合物加热至25℃，并在25℃下搅拌2小时。TLC显示形成了一个新的斑点。将反应混合物用H2O(15ml)终止反应，用DCM(10ml*3)提取，用无水Na2SO4干燥，进行过滤并真空浓缩。通过用硅胶色谱法(PE/EA＝30∶1至15∶1)纯化残余物来获得860mg白色固体。
在15℃下向烧瓶添加草酰氯(278.87mg，2.20mmol，192.32uL，1.10eq)和DCM(20.00mL)。将反应物冷却至-78℃，并在-78℃下搅拌15分钟。接下来，在-78℃下将DMSO(312.10mg，3.99mmol，312.10uL，2.00eq)滴加于反应物。将混合物在-78℃下搅拌15分钟。在-78℃下，将DCM(3.00mL)的先前获得的白色固体(860.00mg，2.00mmol，1.00eq)溶液添加于反应器。将混合物在-78℃下进一步搅拌15分钟。然后，在-78℃下滴加TEA(1.01g，9.99mmol，1.38uL，5.00eq)。将所产生的混合物在-78℃下搅拌15分钟，在15℃下搅拌30分钟，并TLC显示形成了一个新的斑点。将反应物用H2O(5mL)终止反应，并用DCM(15mL)提取。用盐水(50mL*2)洗涤有机相，经无水Na2SO4干燥，过滤，真空浓缩，并通过用柱色谱法(SiO2，PE∶EA＝60∶1至30∶1)纯化来获得白色固体化合物16(510mg，59.5％产率)。
步骤5
Figure BDA0002379539940000691
在25℃下，向THF(10.00ml)中的NaH(476.00mg，11.90mmol，60％纯度，10.00eq)溶液添加乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯(2.67g，11.90mmol，2.36mL，10.00eq)。将反应混合物在25℃下搅拌30分钟。在25℃下，向反应物添加THF(2.00mL)中的化合物16(510.00g，1.19mmol，1.00eq)溶液，并在25℃下搅拌2小时。TLC显示起始材料已被消耗。向反应器添加饱和NH4Cl(15mL)以终止反应。用EA(50mL*3)提取混合物，用盐水(100mL*2)洗涤有机层，用无水Na2SO4干燥，进行过滤并真空浓缩。通过用柱色谱法(PE∶EA＝50∶1至30∶1)纯化残余物来获得无色油化合物17(720.00mg，929.00umol，78.07％产率，64.34％1H NMR纯度)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝7.01(dd，J＝6.9，15.7Hz，1H)，5.80(dd，J＝1.3，15.7Hz，1H)，5.45(br s，1H)，5.42(br d，J＝5.0Hz，1H)，4.93(dd，J＝5.1，10.7Hz，1H)，4.67-4.58(m，1H)，4.21(q，J＝7.2，14.7Hz，2H)，3.12(q，J＝6.7Hz，1H)，2.42-2.27(m，2H)，2.19-2.12(m，1H)，2.10(s，3H)，2.05(s，3H)，2.04-1.77(m，5H)，1.69-1.64(m，1H)，1.60-1.52(m，1H)，1.51-1.39(m，2H)，1.37(t，J＝7.1，3H)，1.29-1.27(m，1H)，1.26-1.17(m，2H)，1.14(d，J＝6.8Hz，3H)，1.07(s，3H)，0.95(s，3H)。Mass(m/z)：521.2(M++23)。
步骤6
Figure BDA0002379539940000701
在15℃下，向MeOH(150.00mL)中的化合物17(660.00mg，1.32mmol，1.00eq)溶液添加Pd/C(10％，70mg)。将悬浮液在真空下脱气并用H2吹扫几次。将反应物加热至25℃，并在H2(50psi)下于25℃搅拌12h。LCMS显示起始材料被完全消耗。通过过滤反应混合物并浓缩滤液来获得450.00mg白色固体。
在15℃和N2下，向在EtOH(10.00mL)中获得的白色固体(350.00mg，693.48umol，1.00eq)的混合物一次添加NaOH(332.87mg，8.32mmol，12.00eq)。将混合物加热至30℃，并在30℃下搅拌2小时。LCMS显示起始材料都被消耗但未检测到目标质量。在15℃下添加另一批NaOH(221.92mg，5.55mmol，8.00eq)，并将混合物在30℃下进一步搅拌4小时。LCMS显示所有起始材料被消耗且检测到所需质量。将混合物减压浓缩以除去溶剂。将HCl水溶液(1N，10ml)添加于残留物以将pH值调节至4，然后用EA(50mL*3)提取。用盐水(10mL*2)洗涤有机层，经无水Na2SO4干燥，进行过滤并真空浓缩，得到白色固体(260.00mg，662.30umol，95.50％产率)。
在15℃下将所得白色固体(260.00mg)溶解于EtOH(15.00mL)，然后在15℃下添加HCl(153.00mg，4.20mmol，150.00uL，6.34eq)。将反应混合物加热至80℃，并在80℃下搅拌30分钟。TLC显示起始材料都被消耗且形成了两个新的斑点。将反应物真空浓缩，并将其用柱色谱法(SiO2，PE∶EA＝4∶1至2∶1)纯化，从而得到白色固体化合物18(176mg)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝4.14(q，J＝7.1Hz，2H)，3.66-3.54(m，1H)，3.41(dd，J＝4.7，11.0Hz，1H)，2.44-2.33(m，1H)，2.31-2.18(m，1H)，1.99-1.89(m，1H)，1.88-1.79(m，2H)，1.76-1.67(m，4H)，1.64-1.59(m，2H)，1.54-1.42(m，4H)，1.33-1.30(m，3H)，1.30-1.27(m，5H)，1.26-1.16(m，3H)，1.15-1.09(m，1H)，1.03(d，J＝6.8Hz，3H)，0.98-0.86(m，2H)，0.83(s，3H)，0.74(s，3H)。Mass(m/z)：443.3(M++23)。
步骤7
Figure BDA0002379539940000711
在15℃下将化合物18(50mg，118.87umol，1.0eq)溶解于丙酮(2.50mL)，然后向溶液中滴加Jones试剂(150.00uL)直至黄色持续存在。将混合物在15℃下进一步搅拌15分钟。TLC显示形成了所需产物。通过滴加i-PrOH(10ml)并搅拌10分钟来除去残留的Jones试剂。接下来，向反应混合物添加H2O(10mL)，将其用EA(50mL*2)提取。用盐水(15mL)洗涤合并的有机相，经无水Na2SO4干燥，进行过滤并真空浓缩。通过用柱色谱法(PE：EA＝50/1至10/1)纯化残余物来获得白色固体化合物19(30.0g，72.01mmol，60.58％产率)。
1H NMR，(400MHz，DMSO)：δ＝4.05(q，J＝7.2Hz，2H)，2.55(t，J＝12.7Hz，1H)，2.36-2.23(m，3H)，2.22-2.10(m，3H)，2.10-2.03(m，1H)，2.00-1.85(m，2H)，1.85-1.63(m，5H)，1.50-1.42(m，1H)，1.38-1.25(m，7H)，1.21-1.16(m，4H)，1.15-1.09(m，1H)，1.03(s，3H)，0.99(s，3H)，0.92-0.84(m，1H)，0.79(d，J＝6.5Hz，3H)。Mass(m/z)：417.3(M++1)。
步骤8
Figure BDA0002379539940000712
向1000ml烧瓶添加化合物19(20.00g，48.01mmol，1.00eq)和AcOH(300.00mL)。将反应物冷却至0℃后，立即向反应物滴加制备的AcOH(60.00mL)中的Br2(7.67g，48.01mmol，2.47mL，1.00eq)。在添加后，将反应物加热至20℃，并在20℃下搅拌0.5小时。接下来，将反应物用EA(200ml)稀释，并用水(200ml)和饱和NaHCO3(3×200ml)洗涤。通过真空浓缩有机层来获得20g粗油(crude oil)残余物。
将油残余物(20.00g)添加于1000ml烧瓶，并将DMF(500.00mL)添加于烧瓶以制备溶液，然后将Li2CO3(12.61g，170.72mmol，4.23eq)和LiBr(6.20g，71.44mmol，1.79mL，1.77eq)添加于反应混合物。接下来，将反应物加热至150℃，并将其在150℃下搅拌2小时。在TLC(PE/EA＝2/1)显示反应终止后，将反应物真空浓缩，用EA(500ml)稀释，用水(500ml)洗涤，并通过真空浓缩有机层来获得油残余物。通过用柱色谱法纯化所述残余物来获得化合物20(5.4g，32％产率)。
1H NMR，(400MHz，MeOD)：δ＝5.69(s，1H)，4.06(q，J＝7.1Hz，2H)，2.58(t，1H)，2.43-2.09(m，7H)，1.99-1.61(m，8H)，1.35-1.24(m，6H)，1.20(s，3H)，1.09(t，J＝8.0Hz，3H)，1.02(s，3H)，1.06-0.93(m，1H)，0.80(d，J＝6.4Hz3H)。Mass(m/z)：415.1(M++1)。
步骤9
Figure BDA0002379539940000721
向100ml烧瓶添加化合物20(1.00g，2.41mmol，1.00eq)、AcOH(10.00mL)和甲苯(1.00mL)。在室温下将2，3，5，6-四氯-1，4-苯醌(889.62mg，3.62mmol，1.50eq)添加于反应混合物。将反应物加热至120℃，并将其在120℃下搅拌2小时。在LCMS显示反应终止后，将其用EA(100ml)稀释，并用水(100ml)和饱和NaHCO3(2*100ml)洗涤。通过真空浓缩有机层来获得黄色油残余物。通过用柱色谱法纯化所述残余物来获得白色固体的化合物21(650mg，纯度89％，产率58％)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3):δ＝6.20-6.12(m，2H)，5.74(s，1H)，5.41(s，1H)，4.16(q，J＝7.1，2H)，2.73-1.32(m，19H)，1.28(t，J＝7.1，3H)，1.22(s，3H)，1.15(s，3H)，0.90(d，J＝6.3，3H)。Mass(m/z)：413.1(M++1)。
步骤10
Figure BDA0002379539940000722
向100ml烧瓶添加化合物21(2.50g，6.06mmol，1.00eq)和DCM(60.00mL)。将反应物冷却至0℃，在0℃下将m-CPBA(2.09g，8.48mmol，70％纯度，1.40eq)添加于烧瓶，并在0℃下搅拌48小时。在TLC(PE/EA＝2/1)显示反应终止后，将其用DCM(100ml)稀释，用饱和Na2SO3(2*60ml)洗涤，并真空浓缩有机层。通过用柱色谱法(用TEA碱化)纯化残余物来获得白色固体化合物22(1.0g，38％产率)。
1H NMR，(400MHZ，CDCl3)：δ＝6.08(s，1H)，4.06(q，J＝7.09，2H)，3.43(d，J＝3.67，1H)，3.36(d，J＝3.55，1H)，2.53-1.25(m，19H)，1.19(t，J＝7.15，3H)，1.11(s，3H)，1.03(s，3H)，0.81(d，J＝7.15，3H)。Mass(m/z)：429.2(M++1)1。
步骤11
Figure BDA0002379539940000731
向压力管添加化合物22(110.00mg，256.67umol，1.00eq)、Py(6.00mL)和Pd/C(50.00mg，256.67umol，1.00eq)。用H2气体(50psi)吹扫反应物，并在20℃下搅拌16小时。LCMS显示反应终止。过滤反应物，并将滤液真空浓缩，从而获得黄色油化合物23(100mg，粗物质)。Mass(m/z)：433.3(M++1)。
步骤12
Figure BDA0002379539940000732
向35ml烧瓶添加化合物23(100mg，粗物质)和THF(10ml)。在20℃下向烧瓶添加LiAlH(t-OBu)3(117.09mg，462.33umol，130.10uL，2.00eq)，并将其在20℃下搅拌5小时。在TLC(PE/EA＝1/3)显示反应终止后，用饱和NH4Cl(20ml)终止反应，用EA(100ml)稀释并用水(50ml)洗涤。通过真空浓缩有机层来获得无色油化合物24(100mg，粗物质)。Mass(m/z)：459.3(M++23)。
步骤13
Figure BDA0002379539940000741
向35ml管添加化合物24(100mg，粗物质)和EtOH(2ml)，然后在30℃下向反应物添加NaOH(36.64mg，916.12umol，4.00eq)。将所产生的混合物在30℃下搅拌1小时。在TLC(AcOH/EA＝1/50)显示所需产物之后，将反应物真空浓缩以除去溶剂，将残余物用水(5ml)稀释，并用浓缩HCl酸化至pH3，然后用EA(3*20ml)提取。真空浓缩有机层，并通过用pre-TLC(AcOH/EA＝1/50)纯化所产生的残余物来获得白色固体CA(15mg)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝11.94(br s，1H)，4.33(d，J＝4.27，1H)，4.13(d，J＝3.51，1H)，4.02(d，J＝3.39，1H)，3.79(br d，J＝2.76，1H)，3.62(br s，1H)，3.22-3.16(m，1H)，2.27-2.02(m，5H)，1.78-1.44(m，6H)，1.47-1.13(m，11H)，1.01-0.96(m，1H)，0.93(d，J＝6.4，3H)，0.88-0.84(m，1H)，0.81(s，3H)，0.59(s，3H)。Mass(m/z)：817.6(2M++1)。
实施例3
从Ac-DHEA合成胆酸
Figure BDA0002379539940000751
步骤1
Figure BDA0002379539940000752
向烧瓶添加Ac-DHEA(50g，151.30mmol，1.0eq)和甲苯(1L)，在15℃下向反应物添加2-吡啶基甲胺(37.49g，346.72mmol，35.37ml，5.0eq)，然后在15℃下添加PTSA(781.64mg，4.54mmol，0.03eq)。用迪安-斯达克设备将反应物加热至110℃并保持2小时。将反应物冷却至15℃，并向反应物添加EA(1L)。用饱和NaHCO3(2*100ml)和水(2*100ml)洗涤所产生的混合物。将有机层真空浓缩。通过用EA(65ml)重结晶残余物来获得浅黄色固体化合物25(54.0g，84.86％产率)。
步骤2
Figure BDA0002379539940000761
在25℃下，向100ml烧瓶添加化合物25(10g，23.78mmol，1.00eq)、抗坏血酸钠(9.42g，47.55mmol，2.00eq)和Cu(OTf)2(19.78g，54.69mmol，2.30eq)。将丙酮(90mL)和MeOH(90mL)添加于烧瓶以制备溶液。在25℃下搅拌5分钟后，将O2(15psi)鼓泡通过整个反应混合物5分钟。接下来，将反应物加热至50℃，并将其在50℃下搅拌1.5小时。TLC(PE/EA＝2/1)显示大部分起始材料已被消耗且检测到新的主要斑点。将反应物冷却至25℃。将EA(100ml)和饱和EDTA-Na4(100ml)添加于反应物并搅拌1小时。将所产生的混合物真空浓缩以除去有机溶剂。用EA(3*150ml)提取水性层。将所合并的有机层真空浓缩。通过用快速柱色谱法(PE/EA＝20∶1至2∶1)纯化残余物来获得白色固体化合物26(6.2g，71.5％产率)。
1H NMR，(400MHz，CDCl3)：δ＝5.43(d，J＝5.2，1H)，4.66-4.59(m，1H)，3.87-3.79(m，1H)，3.08(s，1H)，2.50(dd，J＝8.8，19.5Hz，1H)，2.46-2.37(m，2H)，2.15-2.05(m，2H)，2.05(s，3H)，2.03-2.01(m，1H)，1.91-1.85(m，3H)，1.71-1.60(m，3H)，1.52-1.30(m，1H)，1.29-1.13(m，3H)，1.08(s，3H)，0.98(s，3H)。
步骤3
Figure BDA0002379539940000762
在20℃下向250ml管添加EtPPh3Br(26.63g，71.74mmol，5.00eq)，并用N2气体吹扫。在20℃下将t-BuOK(8.05g，71.74mmol，5.00ea)和THF(100mL)添加于烧瓶。将混合物加热至70℃，并将其在70℃下搅拌0.5小时。在70℃下将化合物26(5g，14.35mmol，1.00eq)添加于反应物，并在70℃下进一步搅拌2小时。TLC(PE/EA＝2/1)显示所有起始材料被消耗且形成新的斑点。用EA(250ml)稀释反应物，用水(100ml)终止反应并分离。用EA(2*50ml)提取水性层。通过将合并的有机层真空浓缩来获得9g黄色油状的粗产物。
向250ml烧瓶添加先前获得的黄色油(9g，粗物质)。通过向烧瓶添加DCM(75mL)来制备溶液。在20℃下将Ac2O(2.80g，27.46mmol，2.57mL，2eq)添加于烧瓶。在20℃下将DMAP(167.74mg，1.37mmol，0.1eq)和Et3N(5.56g，54.92mmol，7.64mL，4eq)添加于烧瓶。将反应物在20℃下搅拌16小时。TLC(PE/EA＝5/1)显示所有起始材料被消耗且形成新的斑点。用DCM(100ml)稀释反应物，并用水(50ml)洗涤并分离。将有机层真空浓缩。通过用快速柱色谱法(PE/EA＝20/1至10/1)纯化残余物来获得化合物15(3.7g，66.9％产率)，可以根据实施例2中所述的顺序将其转化为胆酸。
实施例4
脱氧胆酸的合成
Figure BDA0002379539940000771
向35ml烧瓶添加化合物19和THF(10ml)。在20℃下将LiAlH(t-OBu)3(2.00eq)添加于烧瓶，并将其在20℃下搅拌5小时。在TLC(PE/EA＝1/3)1显示反应终止后，用饱和NH4Cl(20ml)终止反应，用EA(100ml)稀释并用水(50ml)洗涤。然后通过将有机层真空浓缩来获得化合物27。
向35ml烧瓶添加化合物27和EtOH(2ml)，然后在30℃下向反应物添加NaOH(4.00eq)。将所产生的混合物在30℃下搅拌1小时。在TLC(AcOH/EA＝1/50)显示所需产物之后，将反应物真空浓缩以除去溶剂，将残余物用水(5ml)稀释，并用浓缩HCl酸化至pH3，然后用EA(3*20ml)提取。真空浓缩有机层，并通过用pre-TLC(AcOH/EA＝1/50)纯化所产生的残余物来获得脱氧胆酸。
实施例5
鹅脱氧胆酸的合成
Figure BDA0002379539940000781
步骤1
Figure BDA0002379539940000782
首先将可根据实施例1所述的方法从DHEA获得的化合物4转化为化合物28。
具体地，将烧瓶中的EtPPh3Br(5.00eq)在高真空下于70℃干燥1小时。在添加干燥THF(3.00mL)后，在N2下添加t-BuOK(5.00eq)。将整个混合物在N2下于70℃继续搅拌0.5小时。在70℃下将干燥THF(2.00mL)中的化合物4(1.00eq)溶液添加于反应物中，并在70℃下将反应物进一步搅拌2小时。TLC显示起始材料都被消耗且形成了一个新的斑点。在冷却至室温后，将溶液用EA(40mL)稀释，并用饱和NaCl溶液(10mL)终止反应。用EA(20mL)提取水溶液，经Na2SO4干燥并真空浓缩，得到中间产物。将中间产物(1.00eq)在25℃下溶解于DCM(5.00mL)，然后在25℃下添加Ac2O(4.2eq)、Et3N(6.00eq)和DMAP(0.20eq)。将反应物在25℃下搅拌7小时。用EA(50ml)稀释反应物，用H2O(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥，进行过滤，并将有机层真空浓缩。通过用柱色谱法纯化残留物来获得化合物28。
步骤2
Figure BDA0002379539940000791
向50ml烧瓶添加化合物28(1.00eq)和DCM(5.00mL)。将反应物冷却至0℃，在0℃下将多聚甲醛(5.00eq)添加于反应物，然后在0℃下向反应物添加BF3 Et2O(0.10eq)。将反应物加热至15℃，并在15℃下搅拌2小时。用DCM(50ml)稀释反应物，并用水(30ml)终止反应。将有机层真空浓缩。纯化残余物以得到中间产物。向10ml管添加(COCl)2(2.40eq)和DCM(6.00mL)。将混合物冷却至-78℃。在-78℃下将DMSO(4.00eq)滴加于反应混合物。在添加后，将反应物在-78℃下搅拌0.5小时。接下来，将中间产物在-78℃下添加于反应物。将其在-78℃下搅拌0.5小时。在-78℃下滴加TEA(10.00eq)。在添加后，将反应物加热至15℃，并在15℃下搅拌0.5小时。用DCM(50ml)稀释反应物，并用水(30ml)终止反应。将所分离的有机层真空浓缩。纯化残余物以得到化合物29。
步骤3
Figure BDA0002379539940000792
向10ml管添加NaH(4.00eq)和THF(2.00mL)，然后在15℃下向烧瓶添加乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯(5.00eq)。将所产生的混合物在15℃下搅拌10分钟。在15℃下向烧瓶添加化合物29(1.00eq)，并在15℃下搅拌0.5小时。接下来，将反应物用水(5ml)终止反应，并用DCM(2*30ml)提取。将有机层真空浓缩。纯化残余物以得到化合物30。
步骤4
Figure BDA0002379539940000801
在25℃下向35ml压力管添加化合物30(1.00eq)、EtOH(4.00mL)和Pd/C(以Pd为准0.1eq)。用H2气体(50psi)吹扫混合物，并在25℃下搅拌4小时。过滤所产生的混合物，并将滤液真空浓缩，从而得到化合物31。
步骤5
Figure BDA0002379539940000802
在25℃下向MeOH(4.00mL)中的化合物31(1.00eq)溶液添加NaOH(12.00eq)。然后，将反应物加热至60℃，并在60℃下搅拌2小时。随后，将反应物冷却至室温。在将其真空浓缩后，将所产生的残余物溶解于水(5ml)，并用HCl将pH调节至3。用EA(3*15ml)提取所产生的水性层。真空浓缩有机层以得到鹅脱氧胆酸。
实施例6
合成胆酸的特性
通过使用洗脱液为H2O(0.1％TFA)和乙腈、色谱柱为Luna C18 300*50mm，10u、检测器为ELSD的制备型HPLC(例如，Shimadzu LC-20AP prep HPLC系统)来分离在实施例1或2中产生的最终胆酸中的一些工艺杂质(例如，参见图2的杂质1至4)，并如下确认为化合物32、33、34和35。本领域技术人员知道如何调节流量和梯度(gradients)以获得最佳分离。所分离的产物的纯度可以通过使用例如洗脱液为H2O(0.1％TFA)和乙腈、色谱柱为Luna C18100*30mm，5um的分析型HPLC来进行分析。
使用Bruker AV 400(400MHz)获得以下1H-NMR光谱；使用Bruker AV 400(100MHz)获得13C NMR光谱。当表示NMR光谱时，使用以下规则：s＝单重态(singlet)，d＝双重态(doublet)，t＝三重态(triplet)，m＝多重态(multiplet)，br s＝宽单重态，ov＝重叠(overlapped)；a和b显示前手性亚甲基中的两个不同的质子。
化合物32为具有以下结构的工艺杂质：
Figure BDA0002379539940000811
化合物32，例如，可以通过对实施例1的步骤8(a部分)中形成的产物进行氢化和脱保护而获得。质谱分析显示在733.5处有一个峰(正扫描，2M+1)。质子和碳的化学位移(ppm)分布示于表2A。
表2A、化合物32在DMSO-d6(25℃)中的化学位移分布
Figure BDA0002379539940000812
Figure BDA0002379539940000821
化合物32的1H-NMR光谱显示作为类固醇之一的胆甾酸(cholesteric acid)衍生物的结构特性。所有质子在光谱的脂肪族区域发生共振，在高场(high field)中可以观察到三个甲基信号：0.59ppm(3H，s，H-18)、0.81ppm(3H，s，H-19)和0.98ppm(3H，d，J＝6.48Hz，H-21)。在脂肪族区域的低场(lower field)中可以发现与氧原子相邻的三个次甲基：3.79ppm(1H，m，H-12)、3.60ppm(1H，br.s，H-7)和3.18ppm(1H，m，H-3)。另一方面，与作为类固醇骨架的C17侧链的官能团的氧原子相邻的一个亚甲基在低场区域3.01ppm(1H，m)和3.40ppm(1H，m)处发生共振。
在COSY光谱中，3.01ppm和3.40ppm的亚甲基与1.33ppm(H-20)的次甲基和4.22ppm(1H，t，J＝5.26Hz)的活性质子有关。另外，1.33ppm的次甲基也与0.98ppm的甲基(H-21)和1.78ppm的次甲基(H-17)有关。这些信号证明C17侧链为‘1-羟基丙烷-2-基’。在HMBC光谱中，H-19与C-1、C-10、C-5和C-9有关；H-18与C-12、C-13、C-14和C-17有关；H-21与C-20、C-22和C-17有关。这些相关信号支持几个官能团的正确组合。在NOESY光谱中，由于0.81ppm(H-19)的甲基与1.23ppm(H-5)的次甲基有关，因此A/B环的相对构型为“顺式”；由于甲基H-19与1.32ppm(H-8)的次甲基有关，而不与2.14ppm(H-9)的次甲基有关，因此B/C环的相对构型为“反式”；由于0.59ppm(H-18)的甲基与1.95ppm(H-14)的次甲基无关，而与H-8有关，因此C/D环的相对构型为“反式”；0.59ppm的甲基与1.33ppm(H-20)的次甲基有关，而不与1.78ppm(H-17)的次甲基有关，因此C-17的相对构型为‘β’；3.18ppm(H-3)的次甲基和H-5、3.60ppm(H-7)的次甲基和H-8/H-6(1.36ppm和1.78ppm)、3.79ppm的次甲基和H-19的相关信号可以支持3α(OH)、7α(OH)和12α(OH)的结论。但是，由于手性中心位于环的外部，因此无法根据NMR研究保证C-20的构型。总之，可以确定化合物32的构型为3α、5β、7α、8β、9α、10β、12α、13β、14α、17β、20(R或S)。
化合物33为具有以下结构的工艺杂质：
Figure BDA0002379539940000831
化合物33为胆酸C20位的非对映异构体，例如，其可以衍生自通过合成至胆酸来进行的实施例1的步骤8(或差向异构化)中形成的次要异构体(minor isomer)。质谱分析显示在817.6处有一个峰(正扫描，2M+1)。质子和碳的化学位移(ppm)分布示于表2B。
表2B、化合物33在DMSO-d6(25℃)中的化学位移分布
Figure BDA0002379539940000832
Figure BDA0002379539940000841
化合物33的1H-NMR光谱显示作为类固醇之一的胆甾酸衍生物的结构特性。所有质子在光谱的脂肪族区域发生共振，在高场中可以观察到三个甲基信号：0.59ppm(3H，s，H-18)、0.80ppm(3H，s，H-19)和0.78ppm(3H，d，J＝5.50Hz，H-21)。在脂肪族区域的低场中，可以发现与氧原子相邻的三个次甲基：3.80ppm(1H，br.s，H-12)、3.61ppm(1H，br.s，H-7)和3.18ppm(1H，tt，J1＝10.3Hz，J2＝4.0Hz，H-3)。
在COSY光谱中，0.78ppm(H-21)的甲基与1.34ppm(H-20)的次甲基有关，而H-20与1.79ppm(H-17)的次甲基有关。根据HMBC光谱，H-21与46.3ppm(C-17)和39.3ppm(C-22)的碳有关。两个亚甲基H22和H23与175.2ppm(C-24)的羰基有关。这些信号证明C17侧链为“1-n-正戊酸-4-基”。
在HMBC光谱中，H-19与C-1、C-5、C-9和C-10有关；H-18与C-12、C-13、C-14和C-17有关。这些相关信号支持几个官能团的正确组合。
在NOESY光谱中，由于0.80ppm(H-19)的甲基与1.23ppm(H-5)的次甲基有关，因此A/B环的相对构型为“顺式”；由于甲基H-19与1.33ppm(H-8)的次甲基有关，而不与2.14ppm(H-9)的次甲基有关，因此B/C环的相对构型为“反式”；由于0.59ppm(H-18)的甲基与1.99ppm(H-14)的次甲基无关，而与H-8有关，因此C/D环的相对构型为“反式”；0.59ppm的甲基与1.34ppm(H-20)的次甲基有关，而不与1.78ppm(H-17)的次甲基有关，因此C-17的相对构型为‘β’；3.18ppm(H-3)的次甲基和H-5、3.61ppm(H-7)的次甲基和H-8/H-6(1.36ppm和1.79ppm)、3.80ppm的次甲基和H-19可以支持3α(OH)、7α(OH)和12α(OH)的结论。但是，由于手性中心位于环的外部，因此无法根据NMR保证C-20的构型。总之，可以确定所述构型为3α、5β、7α、8β、9α、10β、12β、13β、14α、17β、20(R或S)。由于化合物33在3、5、7、8、9、10、12、13、14和17位与胆酸具有相同的立体化学，胆酸在C20位具有“R”构型，因此化合物33的C20立体化学定义为“S”。
化合物34为具有以下结构的工艺杂质：
Figure BDA0002379539940000851
化合物34为胆酸C17位的非对映异构体，例如，其可以衍生自通过合成至胆酸来进行的实施例1的步骤10中形成的次要异构体。质谱分析显示在407.3处有一个峰(负扫描，M-1)。质子和碳的化学位移(ppm)分布示于表2C。
表2C、化合物34在氯仿-d(25℃)中的化学位移分布
Figure BDA0002379539940000852
Figure BDA0002379539940000861
化合物34的1H-NMR光谱显示作为类固醇之一的胆甾酸衍生物的结构特性。所有质子在光谱的脂肪族区域发生共振，在高场中可以观察到三个甲基信号：0.77ppm(3H，s，H-18)、0.88ppm(3H，s，H-19)和0.80ppm(3H，d，J＝6.48Hz，H-21)。在脂肪族区域的低场中，可以发现与氧原子相邻的三个次甲基：4.27ppm(1H，br.s，H-12)、3.94ppm(1H，br.s，H-7)和3.47ppm(1H，m，H-3)。
在COSY光谱中，0.80ppm(H-21)的甲基与1.90ppm(H-20)的次甲基有关，而H-20与1.40ppm(H-17)的次甲基有关。根据HMBC光谱，H-21与55.9ppm(C-17)和31.9ppm(C-22)的碳有关。两个亚甲基H22和H23与178.5ppm(C-24)的羰基有关。这些信号证明C17侧链为“1-n-正戊酸-4-基”。
在HMBC光谱中，H-18与C-1、C-10、C-5和C-9有关；H-19与C-12、C-13、C-14和C-17有关；H-21与C-20、C-22和C-17有关。这些相关信号支持几个官能团的正确组合。
在NOESY光谱中，由于0.88ppm(H-19)的甲基与1.39ppm(H-5)的次甲基有关，因此A/B环的相对构型为“顺式”；由于甲基H-19与1.62ppm(H-8)的次甲基有关，而不与2.27ppm(H-9)的次甲基有关，因此B/C环的相对构型为“反式”；由于0.78ppm(H-18)的甲基与2.00ppm(H-14)的次甲基无关，而与H-8有关，因此C/D环的相对构型为“反式”；0.78ppm的甲基与1.39ppm(H-17)的次甲基有关，而不与1.90ppm(H-20)的次甲基有关，因此C-17的相对构型为‘α’；H-3和H-5、H-7和H-8/H-6(1.57ppm和1.92ppm)、H-12和H-19之间的相关信号可以支持3α(OH)、7α(OH)和12α(OH)的结论。
但是，由于手性中心位于环的外部，因此无法根据NMR研究保证C-20的构型。总之，可以确定所述构型为3α、5β、7α、8β、9α、10β、12α、13β、14α、17α、20(R或S)。尽管如此，化合物34为化合物35的非对映异构体(参见下文)，C20立体化学为唯一的不同点，化合物35的X射线晶体结构表明其具有C20 S构型，化合物34的C20位的立体化学由R构型确定。
化合物35为具有以下结构的工艺杂质：
Figure BDA0002379539940000871
化合物35为化合物34的C17位的非对映异构体，例如，其可以衍生自通过合成至胆酸来进行的实施例1的步骤8至10中形成的次要异构体。质谱分析显示在407.2处有一个峰(负扫描，M-1)。质子和碳的化学位移(ppm)分布示于表2D。
表2D、化合物35在氯仿-d(25℃)中的化学位移分布
Figure BDA0002379539940000872
Figure BDA0002379539940000881
化合物35的1H-NMR光谱显示作为类固醇之一的胆甾酸衍生物的结构特性。所有质子在光谱的脂肪族区域发生共振，在高场中可以观察到三个甲基信号：0.75ppm(3H，s，H-18)、0.89ppm(3H，s，H-19)和0.91ppm(3H，d，J＝6.48Hz，H-21)。在脂肪族区域的低场中，可以发现与氧原子相邻的三个次甲基：4.06ppm(1H，br.s，H-12)、3.94ppm(1H，br.s，H-7)和3.48ppm(1H，m，H-3)。
在COSY光谱中，0.91ppm(H-21)的甲基与1.99ppm(H-20)的次甲基有关，而H-20与1.57ppm(H-17)的次甲基有关。根据HMBC光谱，H-21与55.7ppm(C-17)和29.5ppm(C-22)的碳有关。两个亚甲基H22和H23与178.5ppm(C-24)的羰基有关。这些信号证明C17侧链为“1-n-正戊酸-4-基”。
在HMBC光谱中，H-18与C-1、C-10、C-5和C-9有关；H-19与C-12、C-13、C-14和C-17有关；H-21与C-20、C-22和C-17有关。这些相关信号支持几个官能团的正确组合。
在NOESY光谱中，由于0.89ppm(H-19)的甲基与1.41ppm(H-5)的次甲基有关，因此A/B环的相对构型为“顺式”；由于甲基H-19与1.61ppm(H-8)的次甲基有关，而不与2.25ppm(H-9)的次甲基有关，因此B/C环的相对构型为“反式”；由于0.75ppm(H-18)的甲基与2.01ppm(H-14)的次甲基无关，而与H-8有关，因此C/D环的相对构型为“反式”；0.75ppm的甲基与1.57ppm(H-17)的次甲基有关，而不与1.99ppm(H-20)的次甲基有关，因此C-17的相对构型为‘α’；H-3和H-5、H-7和H-8/H-6(1.57ppm和1.92ppm)、H-12和H-19之间的相关信号可以支持3α(OH)、7α(OH)和12α(OH)的结论。
但是，由于手性中心位于环的外部，因此无法根据NMR研究保证C-20的构型。总之，可以确定化合物32的构型为3α、5β、7α、8β、9α、10β、12α、13β、14α、17α、20(R或S)。
尽管如此，仍获得化合物35晶体的X射线结构，其结论是化合物35的C20位置的立体化学为S构型。参照图1。
X射线结构分析：将化合物35试料溶解于丙酮，并保存在半密封的小瓶中。溶剂在室温下缓慢蒸发。在第二天获得适当大小的晶体。在显微镜下确认透明度后，通过使用采用石墨单色(graphite monochromated)Mo Kα辐射
Figure BDA0002379539940000892
的Rigaku Saturn衍射仪来将晶体送至X射线测试。
辐射单色仪(Radiation monochromator)：人工多层膜聚焦镜；准直管：φ＝0.50mm；晶体与CCD检测器的距离为：d＝45mm；管压：50kV；管流(flow)：16mA。在2.303至31.246°的θ范围内收集了总计27071个反射点。极限指数：-12≤h≤12，-12≤k≤12，-42≤1≤43；其产生了7098个唯一反射点(unique reflections)(Rint＝0.0650)。使用直接方法解析结构，并通过F2值的全矩阵最小二乘法来进行精修。各向异性地(anisotropically)精修非氢原子。将氢原子固定于计算出的位置并使用骑式模型(riding mode)精修。与7098数据相比，精修参数的总数为310。精修包括所有反射。对F2的拟合优度为1.031，[I＞2σ(I)]的最终R值为R＝0.0668和Rw＝0.1664。最大差值的峰顶和峰谷(hole)分别为0.391和
Figure BDA0002379539940000893
晶体为0.20×0.18×0.12mm3大小的无色棱晶。晶体结构的对称性由具有以下参数的正交空间群P2(1)2(1)2(1)确定：
Figure BDA0002379539940000894
α＝β＝γ＝90°，
Figure BDA0002379539940000895
Z＝4，Dc＝1.240Mg/m3，F(000)＝968，μ(MoKα)＝0.088mm-1，T＝113(2)K。参见下面表3。
表3、化合物35的X射线晶体学数据汇总
Figure BDA0002379539940000891
Figure BDA0002379539940000901
关于描述为属(genus)的本发明的方面，所有个体物种(species)被认为是本发明的独立方面。如果本发明的一方面被描述为“包括”特征，则实施例也被考虑为“由该特征组成”或“必须由该特征组成”。
特定实施例的前述描述将充分揭示本发明的一般特性，以至于其他人可以在没有过多的实验且不背离本发明的一般概念的情况下，通过应用在本领域技术内的知识，容易地修改和/或调整上述特定实施例的各种应用。因此，基于本文提出的教导和指导，该些修改和调整视为在公开的实施例的等效物的含义和范围内。由于本说明书中的句子或术语是出于说明性目的而非限制性的，因此本领域技术人员应根据教导和指导来解释本说明书中的句子或术语。
本公开的广度和范围不应受到任何前述示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。
本说明书描述的所有各个方面、实施例和选项可在任何和所有变型中进行组合。
本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请均通过引用而并入本说明书，其程度如同具体地和单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用而并入。

Claims (76)

1.一种胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法，
【胆酸】
Figure FDA0002379539930000011
所述方法包括以下步骤：
a)将化学式I-1的化合物转化为化学式I-2的化合物，
【化学式I-1】
Figure FDA0002379539930000012
【化学式I-2】
Figure FDA0002379539930000013
其中，R1为H或任选取代的烷基；
b)氧化化学式I-2的化合物以形成化学式I-3的化合物；
【化学式I-3】
Figure FDA0002379539930000014
c)将化学式I-3的化合物与环氧化物形成试剂反应以形成化学式I-4的环氧化物；
【化学式I-4】
Figure FDA0002379539930000021
d)在氢化条件下还原化学式I-4的环氧化物以形成化学式I-5的二酮；
【化学式I-5】
Figure FDA0002379539930000022
e)将化学式I-5的二酮与酮还原试剂接触以形成化学式I-6的化合物；
【化学式I-6】
Figure FDA0002379539930000023
以及
f)任选地，当化学式I-6中的R1不是H，水解化学式I-6的化合物以提供胆酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：形成胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，R1为C1-6烷基。
4.根据权利要求3的方法，其中，R1为甲基或乙基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，
步骤a)包括：将化学式(I-1)的化合物与卤化剂接触以形成卤化中间体；以及，接下来，在去除条件下处理卤化中间体以形成化学式I-2的化合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述卤化剂为溴或N-溴代丁二酰亚胺。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述卤化中间体用溴化锂和碳酸锂处理以形成化学式I-2的化合物。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，在除去条件下处理的步骤之前，不纯化所述卤化中间体。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，步骤b)包括：将化学式I-2的化合物与苯醌氧化剂接触。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述苯醌氧化剂为四氯苯醌或2，3-二氯-5，6-二氰基-1，4-苯醌(DDQ)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，步骤c)的环氧化物形成试剂为过氧羧酸。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述环氧化物形成试剂为间氯过氧苯甲酸。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，步骤d)的还原包括：在金属催化剂的存在下用H2气体处理化学式I-4的环氧化物。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，以约15psi至约100psi的压力提供所述H2气体。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述金属催化剂为包括Pd、Ni、Pt、PtO2、Rh或Ru的非均相催化剂。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，步骤e)的酮还原试剂为三叔丁氧基氢化铝锂(LiAlH(O-tBu)3)。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，步骤f)包括将化学式I-6的化合物与氧化钠或氢氧化锂接触。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，通过氧化化学式I-7的二醇而获得所述化学式I-1的化合物：
【化学式I-7】
Figure FDA0002379539930000031
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
氧化所述化学式I-7的二醇包括：将化学式I-7的二醇与铬类氧化剂、Swem氧化剂、IBX或DMP接触。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，
化学式I-7的二醇通过以下方法获得：
1)氢化化学式I-8或化学式I-8a的化合物或其几何异构体，
【化学式I-8】
Figure FDA0002379539930000041
【化学式I-8a】
Figure FDA0002379539930000042
其中，Pg1和Pg2独立地为羟基保护基；以及
2)任选地除去一个或两个羟基保护基。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述Pg1和Pg2为乙酰基。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，通过将化学式I-9的醛与烯烃形成试剂反应而获得所述化学式I-8的化合物：
【化学式I-9】
Figure FDA0002379539930000043
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为膦酸酯取代的乙酸盐、磷叶立德或Reformatsky试剂。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法，其中，
化学式I-9的醛通过以下方法获得：
1)在路易斯酸的存在下，通过将化学式I-10的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式I-11的化合物，
【化学式I-10】
Figure FDA0002379539930000051
【化学式I-11】
Figure FDA0002379539930000052
以及
2)氧化化学式I-11的化合物以提供化学式I-9的醛。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述路易斯酸包括BF3。
27.根据利要求25或26所述的方法，其中，氧化所述化学式I-11的化合物包括：将化学式I-11的化合物与Swern氧化剂接触。
28.一种脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法，
【脱氧胆酸】
Figure FDA0002379539930000053
所述方法包括以下步骤：
a)在路易斯酸的存在下，通过将化学式I-10的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式I-11的化合物，
【化学式I-10】
Figure FDA0002379539930000054
【化学式I-11】
Figure FDA0002379539930000061
其中，Pg1和Pg2独立地为羟基保护基；
b)氧化化学式I-11的化合物以提供化学式I-9的醛，
【化学式I-9】
Figure FDA0002379539930000062
c)将化学式I-9的醛与烯烃形成试剂反应以形成化学式I-8的化合物或其几何异构体，
【化学式I-8】
Figure FDA0002379539930000063
其中，R1为H或任选取代的烷基；
d)将化学式I-8的化合物氢化，然后将羟基保护基除去或将化学式I-8的化合物脱保护，随后将脱保护的化合物氢化以提供化学式I-7b，
【化学式I-7b】
Figure FDA0002379539930000064
e)氧化化学式I-7b的化合物以提供化学式I-1b的化合物，
【化学式I-1b】
Figure FDA0002379539930000071
f)将化学式I-1b的化合物与酮还原试剂接触以形成化学式I-12的化合物，
【化学式I-12】
Figure FDA0002379539930000072
以及
g)任选地，当化学式I-12中的R1不是H，水解化学式I-12的化合物以提供脱氧胆酸。
29.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括：形成脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
30.一种化学式I-10的化合物或其几何异构体的制备方法，
【化学式I-10】
Figure FDA0002379539930000073
其中，Pg1和Pg2独立地为羟基保护基，所述方法包括以下步骤：
a)将化学式I-13的化合物与胺反应以形成化学式I-14的亚胺，
【化学式I-13】
Figure FDA0002379539930000074
其中，R2为H或Pg1，
【化学式I-14】
Figure FDA0002379539930000081
其中，m为0、1或2，R3为C1-6烷基；
b)在铜盐的存在下，将化学式I-14的亚胺用O2氧化以形成化学式I-15的化合物，
【化学式I-15】
Figure FDA0002379539930000082
c)将化学式I-15的化合物与烯烃形成试剂反应以形成化学式I-16的化合物或其几何异构体，
【化学式I-16】
Figure FDA0002379539930000083
以及
d)保护化学式I-16中的羟基以提供化学式I-10的化合物或其几何异构体。
31.如权利要求30所述的方法，其中，所述R2为H。
32.如权利要求30所述的方法，其中，所述R2和Pg1为乙酰基。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，其中，步骤c)的烯烃形成试剂为磷叶立德或其前体。
34.一种化学式II-1、化学式II-2、化学式II-3或化学式II-4的化合物或其几何异构体或其盐，
【化学式II-1】
Figure FDA0002379539930000084
【化学式II-2】
Figure FDA0002379539930000091
【化学式II-3】
Figure FDA0002379539930000092
【化学式II-4】
Figure FDA0002379539930000093
其中，各化学式的R10和R11各自独立地为H或羟基保护基；以及
R12为H或任选取代的烷基。
35.一种具有以下结构的化合物或其盐，
Figure FDA0002379539930000094
其中，R20和R23各自独立地为任选取代的烷基，R20和R23不为甲基；以及
R21和R22各自独立地为H或任选取代的烷基。
36.一种包括合成胆酸或其药学上或化妆品学上可接受的酯或盐以及药学上或化妆品学上可接受的赋形剂的药学或化妆品学组合物，其不含动物来源杂质。
37.根据权利要求36所述的组合物，其中，所述合成胆酸具有至少99重量％的纯度。
38.一种胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法，
【胆酸】
Figure FDA0002379539930000101
所述方法包括以下步骤：
a)在路易斯酸的存在下，通过将化学式III-1的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式III-2的化合物，
【化学式III-1】
Figure FDA0002379539930000102
【化学式III-2】
Figure FDA0002379539930000103
其中，Pg10、Pg11和Pg12各自独立地为羟基保护基；
b)氧化化学式III-2的化合物以提供化学式III-3的醛；
【化学式III-3】
Figure FDA0002379539930000104
c)将化学式III-3的醛与烯烃形成试剂反应以形成化学式III-4的化合物或其几何异构体，
【化学式III-4】
Figure FDA0002379539930000111
其中，R30为H或任选取代的烷基；
d)在金属催化剂的存在下用H2气将化学式III-4的化合物氢化，然后除去羟基保护基或除去化学式III-4的羟基保护基，随后在金属催化剂的存在下用H2气将所述脱保护的化合物氢化以提供化学式III-5的三醇；
【化学式III-5】
Figure FDA0002379539930000112
e)氧化化学式III-5的化合物以提供化学式III-6的化合物；
【化学式III-6】
Figure FDA0002379539930000113
f)将化学式III-6的化合物与酮还原试剂接触以形成化学式III-7的化合物；
【化学式III-7】
Figure FDA0002379539930000114
以及
g)任选地，当化学式III-7中的R30不是H，水解化学式III-7的化合物以提供胆酸。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，形成胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
40.根据权利要求38或39所述的方法，其中，Pg10、Pg11和Pg12分别为乙酰基。
41.根据权利要求38至40中任一项所述的方法，其中，步骤a)的路易斯酸包括BF3。
42.根据权利要求38至41中任一项所述的方法，其中，步骤b)的氧化包括：将化学式III-2的化合物与Swern氧化剂接触。
43.根据权利要求38至42中任一项所述的方法，其中，步骤c)的烯烃形成试剂为膦酸酯取代的乙酸盐、磷叶立德或Reformatsky试剂。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯。
45.根据权利要求38至44中任一项所述的方法，其中，
步骤d)的氢化包括：在Pd/C的存在下，在约15psi至约100psi的压力下将化学式III-4的化合物与H2反应。
46.根据权利要求38至45中任一项所述的方法，其中，
步骤e)的氧化包括：将化学式III-5的三醇与铬类氧化剂、Swem氧化剂、IBX或DMP接触。
47.根据权利要求38至46中任一项所述的方法，其中，步骤f)的酮还原试剂为三叔丁氧基氢化铝锂(LiAlH(O-tBu)3)。
48.根据权利要求38至47中任一项的所述方法，其中，
化学式III-7的R30不是H，并所述方法包括：将化学式III-7的化合物与氧化钠或氢氧化锂接触。
49.根据权利要求38至48中任一项所述的方法，其中，
通过将化学式III-8的化合物与烯烃形成试剂反应而获得所述化学式III-1的化合物或其几何异构体：
【化学式III-8】
Figure FDA0002379539930000121
其中，R31为H或Pg10；R32为H或Pg11；R33为H或Pg12，
当至少一个R31、R32和R33为H，在将化学式III-8的化合物与烯烃形成试剂反应的步骤之后存在保护步骤。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为磷叶立德或其前体。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为乙基三苯基膦溴化物。
52.一种化学式III-8a的化合物的制备方法，
【化学式III-8a】
Figure FDA0002379539930000131
所述方法包括以下步骤：
a)用化学式III-9的化合物氧化脱氢表雄酮(DHEA)；
【DHEA】
Figure FDA0002379539930000132
【化学式III-9】
Figure FDA0002379539930000133
b)将化学式III-9的化合物与环氧化物形成试剂反应以形成化学式III-10的环氧化物；
【化学式III-10】
Figure FDA0002379539930000134
c)在氢化条件下还原化学式III-10的环氧化物以形成化学式III-11的二酮；
【化学式III-11】
Figure FDA0002379539930000141
d)将化学式III-11的二酮与酮还原试剂接触以形成化学式III-12的化合物；
【化学式III-12】
Figure FDA0002379539930000142
e)将化学式III-12的化合物与胺反应以形成化学式III-13的亚胺，
【化学式III-13】
Figure FDA0002379539930000143
其中，n为0、1或2，R34为C1-6烷基；
f)在铜盐的存在下，将化学式III-13的亚胺用O2氧化以形成化学式III-8a的化合物。
53.一种鹅脱氧胆酸、其酯或其药学上或化妆品学上可接受的盐的制备方法，
【鹅脱氧胆酸】
Figure FDA0002379539930000144
所述方法包括以下步骤：
a)在路易斯酸的存在下，通过将化学式IV-1的化合物或其几何异构体与甲醛或多聚甲醛反应来形成化学式IV-2的化合物，
【化学式IV-1】
Figure FDA0002379539930000151
【化学式IV-2】
Figure FDA0002379539930000152
其中，Pg20和Pg21各自独立地为羟基保护基；
b)氧化化学式IV-2的化合物以提供化学式IV-3的醛；
【化学式IV-3】
Figure FDA0002379539930000153
c)将化学式IV-3的醛与烯烃形成试剂反应以形成化学式IV-4的化合物或其几何异构体，
【化学式IV-4】
Figure FDA0002379539930000154
其中，R40为H或任选取代的烷基；
d)在金属催化剂的存在下用H2气将化学式IV-4的化合物氢化，然后除去羟基保护基或除去化学式IV-4的羟基保护基，随后在金属催化剂的存在下用H2气将所述脱保护的化合物氢化以提供化学式IV-5的二醇，
【化学式IV-5】
Figure FDA0002379539930000161
以及
e)任选地，当化学式IV-5中的R40不是H，水解化学式IV-5的化合物以提供鹅脱氧胆酸。
54.根据权利要求53所述的方法，其进一步包括：形成鹅脱氧胆酸的药学上或化妆品学上可接受的盐。
55.根据权利要求53或54所述的方法，其中，所述Pg20和Pg21分别为乙酰基。
56.根据权利要求53至55中任一项所述的方法，其中，步骤a)的路易斯酸BF3。
57.根据权利要求53至56中任一项所述的方法，其中，步骤b)的氧化包括：将化学式IV-2的化合物与Swem氧化剂接触。
58.根据权利要求53至57中任一项所述的方法，其中，步骤c)的烯烃形成试剂为膦酸酯取代的乙酸盐或磷叶立德。
59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为乙基2-二乙氧基磷酰基乙酸酯。
60.根据权利要求53至59中任一项所述的方法，其中，
步骤d)的氢化包括：在Pd/C的存在下，在约15psi至约100psi的压力下将化学式IV-4的化合物与H2反应。
61.根据权利要求53至60中任一项所述的方法，其中，
化学式IV-5的R40不是H，并所述方法包括：将化学式IV-5的化合物与氢氧化钠或氢氧化锂接触。
62.根据权利要求53至61中任一项所述的方法，其中，
通过将化学式IV-6的化合物与烯烃形成试剂反应而获得所述化学式IV-1的化合物或其几何异构体，
【化学式IV-6】
Figure FDA0002379539930000162
其中，在R41为H或Pg20；R42是H或Pg21；
一个或两个R41和R42为H的情况下，在将化学式IV-6的化合物与烯烃形成试剂反应的步骤之后存在保护步骤。
63.根据权利要求62所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为磷叶立德或其前体。
64.根据权利要求63所述的方法，其中，所述烯烃形成试剂为乙基三苯基膦溴化物。
65.一种化学式V-1、化学式V-2、化学式V-3或化学式V-4的化合物或其几何异构体或其盐，
【化学式V-1】
Figure FDA0002379539930000171
【化学式V-2】
Figure FDA0002379539930000172
【化学式V-3】
Figure FDA0002379539930000173
【化学式V-4】
Figure FDA0002379539930000174
其中，R50，R51和R52各自独立地为H或羟基保护基，
R53为H或任选取代的烷基。
66.一种具有化学式III-8结构的化合物，
【化学式III-8】
Figure FDA0002379539930000181
其中，R31，R32和R33各自独立地为H或羟基保护基。
67.一种化学式V-5、化学式V-6、化学式V-7或化学式V-8的化合物或其几何异构体或其盐，
【化学式V-5】
Figure FDA0002379539930000182
【化学式V-6】
Figure FDA0002379539930000183
【化学式V-7】
Figure FDA0002379539930000184
【化学式V-8】
Figure FDA0002379539930000191
其中，R54和R55各自独立地为H或羟基保护基，
R56为H或任选取代的烷基，
当R54和R55都是乙酰基时，R56不是甲基。
68.一种包括胆酸或其盐以及选自化合物32至35的至少一种化合物或其盐的高纯度胆酸组合物，
【化合物32】
Figure FDA0002379539930000192
【化合物33】
Figure FDA0002379539930000193
【化合物34】
Figure FDA0002379539930000194
以及
【化合物35】
Figure FDA0002379539930000201
69.根据权利要求68所述的高纯度胆酸组合物，其中，
根据情况，按胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计，化合物32至35以及其盐的总量小于5％，例如小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％。
70.根据权利要求68或69所述的高纯度胆酸组合物，其中，
根据情况，按胆酸及其盐的重量和/或HPLC面积计，化合物32至35各自及其每一个盐的总量小于5％，例如小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％。
71.根据权利要求68至70中任一项所述的高纯度胆酸组合物，其中，所述胆酸或其盐按重量和/或HPLC面积计至少具有99％的纯度。
72.根据权利要求68至71中任一项所述的高纯度胆酸组合物，其中，所述组合物基本上不含或不含动物来源杂质。
73.一种包括权利要求68至72中任一项所述的高纯度胆酸组合物的药学或化妆品学组合物。
74.一种非手术去除局部脂肪沉积物的方法，其包括将有效量的根据权利要求68至72中任一项所述的高纯度胆酸组合物或根据权利要求36、37或73所述的药学或化妆品学组合物施用于个体。
75.一种选自化合物32至35的化合物或其盐。
76.根据权利要求75所述的化合物或其盐，其中，
所述化合物或盐为基本上纯的，例如按重量和/或HPLC面积计具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少98％的纯度。
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