CN111410675A - 一种低成本高收率3,7-二酮基胆烷酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本高收率3,7‑二酮胆烷酸的制备方法，其特征在于，将鹅去氧胆酸加入到有机溶剂与水的混合溶液中，搅拌溶解；加入溴化盐和酸，搅拌溶解；加入溴酸盐，进行反应；加入终止剂，搅拌终止反应；加入水，使产物析晶；液分离，固体产物用水多次洗涤后，用有机溶液洗涤，再离心或过滤，最后将固体产物干燥，得到3,7‑二酮胆烷酸。本发明选用的试剂价格便宜，操作简单，工艺重现性高，后处理简单，产品纯度高且收率高，为我国化学药品的质量控制提供了有关物质杂质对照品，实现零的突破。

Description

一种低成本高收率3,7-二酮基胆烷酸的制备方法

技术领域

本发明涉及一种低成本高收率的3,7-二酮胆烷酸的制备方法，属于化学合成技术领域。

背景技术

鹅去氧胆酸，化学名3α，7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸，以下简称CDCA，是第一代溶石药，用于胆固醇性胆结石症，对胆色素性结石和混合性结石也有一定疗效。近年来研究发现，该化合物具有一定的肝毒性，目前逐渐被熊去氧胆酸取代。

熊去氧胆酸化学名3α，7β-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸，以下简称UDCA，是一种常见的溶石药，其制剂常用于胆囊胆固醇结石必须是X射线能穿透的结石，同时胆囊收缩功能须正常；胆汁淤积性肝病(如：原发性胆汁性肝硬化)；胆汁反流性胃炎。

奥贝胆酸，化学名6-乙基鹅去氧胆酸，主要成分6α-乙基-3α，7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸，可以抑制胆酸合成，用于治疗原发性胆汁性肝硬化(PBC)和非酒精性脂肪性肝病(NASH)。

7-酮石胆酸化学名3α-羟基-7-氧代-5β-胆甾烷-24-酸，以下简称7K-LCA，是合成熊去氧胆酸和奥贝胆酸的重要中间体，常常使用鹅去氧胆酸在氧化和酶的条件下生成。

3,7-二酮胆烷酸化学名3,7-二酮-5β-胆甾烷-24-酸，是合成鹅去氧胆酸或熊去氧胆酸的过氧化产物。在鹅去氧胆酸氧化生成7-酮石胆酸的过程中，会生成3,7-二酮胆烷酸副产物，在合成过程中做杂质除去，且其具有较强的肝毒性，危害人体健康，影响产品纯度和质量。为控制产品中间体的质量和成品中杂质的含量，需要对产生的副产物3,7-二酮胆烷酸进行研究。目前未发现有3,7-二酮胆烷酸的合成报告，也未看到目标产物为3,7-二酮胆烷酸的合成报告。

目前，已报到的7-酮基石胆酸的合成方式几种：

CN201710224278报道了一种奥贝胆酸的中间体7-酮石胆酸的合成方法，以胆酸为起始原料，经过7α-羟基的选择性氧化、侧链羧基的酯化、3α-羟基的醚化、12α-羟基的甲磺酸酯化，消除、加氢、水解等反应合成所述奥贝胆酸的中间体7-酮石胆酸。

CN201810434944报道了一种奥贝胆酸，熊去氧胆酸及7-酮石胆酸的制备方法，采用胆酸为原料，经过3α-羟基的选择性保护，7α-羟基的选择性氧化，24位羧基的酯化，12α-羟基的甲磺酸酯化，消除，水解，硅醚化，缩合，再经水解，催化氢化制备得到所述7-酮石胆酸，羰基还原制备得到所述熊去氧胆酸。

CN200610029416公开了一种7-酮石胆酸的制备方法，其主要步骤是：将鹅去氧胆酸溶于有机溶剂构成电解液，在有氧化介质(溴化钾)存在的条件下，恒电流电解所说的电解液获得7-酮石胆酸。

CN201710223915公开了一种7-酮石胆酸的化学合成方法，该方法采用胆酸为原料，经过7α-羟基的选择性氧化、侧链羧基的苄基酯化、3α-羟基的酯化、12α-羟基的甲磺酸酯化、消除、加氢、水解等反应合成所述熊去氧胆酸的中间体7-酮基石胆酸。其中胆酸的氧化使用的氧化剂为N-溴代丁二酰亚胺(NBS)，反应条件温和，但价格较贵。

CN2010105303375提供一种从猪胆膏或下脚料中直接提取合成鹅去氧胆酸和熊去氧胆酸的制备方法。用低含量15-35％的猪胆膏或下脚料，经过预处理去除非胆酸类杂质；液溴或三氧化铬氧化，去除薄层层析中鹅去氧胆酸以下胆酸类杂质；常规还原去除薄层层析中鹅去氧胆酸或熊去氧胆酸以上胆酸类杂质；来直接制备鹅去氧胆酸或熊去氧胆酸。

CN201610969854公开了一种利用N-溴代丁二酰亚胺(NBS)氧化丙酮溶解的鹅去氧胆酸生成7-酮石胆酸，结合生物酶催化将7-酮石胆酸(7k-LCA)催化合成熊去氧胆酸(UDCA)的制备方法。

CN201810195150公开了一种酶促法合成熊去氧胆酸的方法，该方法以鹅去氧胆酸为底物，在50mM的磷酸缓冲液中溶解，首先在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NOX2)以及通入氧气的情况下，利用7-α类固醇脱氢酶催化氧化鹅去氧胆酸得到7-酮石胆酸；然后在NAD、L-苹果酸以及苹果酸脱氢酶存在的情况下，利用7-β类固醇脱氢酶催化还原7-酮石胆酸得到熊去氧胆酸。

CN201110217907公开了一种以鹅去氧胆酸为原料生产高纯度熊去氧胆酸的方法。将鹅去氧胆酸经过选择氧化得到7-酮石胆酸，7-酮石胆酸选择还原得到含有一定量鹅去氧胆酸的熊去氧胆酸产品，然后与硅化剂反应，将过滤得到的熊去氧胆酸硅化物酸化水解，得到高纯度熊去氧胆酸产品。该发明使用的氧化剂仍为N-溴代丁二酰亚胺(NBS)。

在以鹅去氧胆酸为底物合成7-酮石胆酸的过程中，由于鹅去氧胆酸分子结构中含有两个羟基，在氧化剂的作用下，不可避免的会生成3,7-二酮-5β-胆甾烷-24-酸或者3-酮-7α-羟基-5β-胆甾烷-24-酸等杂质。产生的副产物会在后续的反应过程中，发生更复杂的反应，造成目标产品成分复杂。

故需要对产物7-酮石胆酸中的杂质3,7-二酮胆烷酸进行控制。根据ICHQ3A新原料药中的杂质等相关的药品研究指导原则，当含量超过0.1％的杂质需要鉴定结构并报告。经查阅文献和专利，并未发现有报道有低成本、高纯度3,7-二酮胆烷酸的制备方法。因此对工艺产生的杂质3,7-二酮胆烷酸进行制备，并鉴定结构，对于控制产品的质量有着重要的实用意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低成本、高收率且高纯度的3,7-二酮胆烷酸的生产制备方法，为7-酮石胆酸的质量控制提供有关物质对照品，也为后续的熊去氧胆酸或奥贝胆酸的合成提供有关物质对照品。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低成本高收率3,7-二酮胆烷酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将鹅去氧胆酸加入到有机溶剂与水的混合溶液中，搅拌溶解；

步骤2)：在步骤1)得到的溶液中加入溴化盐和酸，搅拌溶解；其中，鹅去氧胆酸与溴化盐加入量的摩尔比为0.2～1，酸的加入量为使鹅去氧胆酸与酸中氢离子的摩尔比为0.2～1.2；

步骤3)：在步骤2)得到的混合物中加入溴酸盐，进行反应；其中，鹅去氧胆酸与溴酸盐的摩尔比为0.9～1.2；

步骤4)：在步骤3)得到的混合物中加入终止剂，搅拌终止反应；

步骤5)：在步骤4)得到的混合物中加入水，使产物析晶；

步骤6)：将步骤5)得到的混合物固液分离，固体产物用水多次洗涤后，用有机溶液洗涤，再离心或过滤，最后将固体产物干燥，得到3,7-二酮胆烷酸。

优选地，所述步骤1)中鹅去氧胆酸与混合溶液的比例为1kg：(12～30)L。

优选地，所述步骤1)中有机溶剂与水的体积比为(3～10)：1；所述有机溶剂为丙酮、乙腈和四氢呋喃中的任意一种或几种的混合溶剂。

优选地，所述步骤2)中的溴化盐为溴化钠、溴化钾、溴化锂、溴化铵和溴化铝中的任意一种或几种；酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和甲酸中的任意一种或几种。

优选地，所述步骤3)的反应条件为：在不超过60℃，反应1～24h。

优选地，所述步骤3)中溴酸盐为溴酸钠、溴酸钾和溴酸铝中的任意一种或几种。

优选地，所述步骤4)中鹅去氧胆酸与终止剂的摩尔比为0.7～1.6；所述终止剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸钾和亚硫酸氢钾中的任意一种或几种。

优选地，所述步骤5)中鹅去氧胆酸与水的比例为1kg：(5～20)。

优选地，所述步骤6)中固体产物用水多次洗涤的终点为滤液pH值为5.5-7；所述有机溶液为质量浓度50-70％的丙酮、四氢呋喃和乙腈溶液中的一种或几种；所述干燥的温度为40～120℃。

优选地，所述步骤6)得到的3,7-二酮胆烷酸的纯度大于96％。

鹅去氧胆酸的结构式为：

3,7-二酮-5β-胆甾烷-24酸的结构式为：

本发明的反应方程式如下：

本发明成功制备了3,7-二酮胆烷酸，为7-酮石胆酸的质量控制提供了杂质对照品，也为开建立熊去氧胆酸、奥贝胆酸高标准的质量标准提供了基础，提高了国内化药合成过程控制的医药水平。本发明解决了大生产中氧化剂难以管理的难题，所选试剂均为常见试剂，环境友好。本发明工艺重现性高，操作简单，环境友好，适合于规模化生产，后续处理简单，本发明制备的产品纯度高，收率高，成本低。

本发明的有益效果在于：本发明成功制备了高纯度的3,7-二酮胆烷酸，提供了一种安全温和高收率的制备方法。采用常见且安全的试剂，“溴酸盐-溴化盐-酸”复配体，在比较温和的条件下，将鹅去氧胆酸选择性的氧化成3,7-二酮胆烷酸，产物纯度大于96.0％，收率大于85％。所述路线选用的试剂价格便宜，操作简单，工艺重现性高，后处理简单，产品纯度高且收率高，为我国化学药品的质量控制提供了有关物质杂质对照品，实现零的突破。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。

实施例1

取鹅去氧胆酸100g，溶解到丙酮-水(体积比5:1)混合溶剂1.5L中，加入溴化铵5.2g，加入10wt％硫酸50mL，搅拌均匀后，加入15wt％溴酸钠溶液300mL，室温搅拌反应24h，用HPLC监测反应程度；后加入20wt％亚硫酸氢钾溶液200mL以终止反应，搅拌10min后，加入水1.0L，搅拌均匀；室温搅拌析晶0.5h，抽滤，结晶用蒸馏水多次洗涤至中性，固体产物再用60wt％四氢呋喃300mL打浆洗涤，过滤，得白色固体，转移至40～60℃烘箱干燥20h，得3,7-二酮胆烷酸白色粉末86.5g，高效液相-蒸发光检测器(HPLC-ELSD)测定纯度96.7wt％，收率86.5％。

实施例2

取鹅去氧胆酸100g，溶解到四氢呋喃-乙腈-水(体积比6:1:1)混合溶剂2L中，加入溴化钾11.9g，加入10wt％磷酸50mL，搅拌均匀后，降温至室温，加入17wt％溴酸钾溶液250mL，室温搅拌反应3h，用HPLC监测反应程度；后加入10wt％亚硫酸钠溶液320mL以终止反应，搅拌10min后，加入水2.0L，搅拌均匀；室温搅拌析晶2h，抽滤，结晶用蒸馏水多次洗涤至中性，抽滤，固体产物再用60wt％四氢呋喃200mL打浆30min，过滤，得白色固体，转移至60～80℃烘箱干燥5h，得3,7-二酮胆烷酸白色粉末90.6g，高效液相-蒸发光检测器(HPLC-ELSD)测定纯度97.4％，收率90.6％。

实施例3

取鹅去氧胆酸100g，溶解到30倍乙腈-水(体积比3:1)混合溶剂3.0L中，加入13wt％溴化钠溶液200mL(约1.0摩尔倍量)，加入10wt％盐酸90mL(约1.0摩尔倍量)，搅拌均匀后，40-50℃下加入10wt％溴酸钠溶液240mL(约0.9摩尔倍量)，40-50℃下搅拌反应2h，用HPLC监测反应程度；后加入20wt％亚硫酸氢钠溶液100mL(约0.75摩尔倍量)以终止反应，搅拌10min后，加入5体积倍量的水(0.5L)，搅拌均匀；室温搅拌析晶1h，抽滤，结晶用蒸馏水多次洗涤至中性，离心，固体产物再用60wt％丙酮200mL打浆30min，过滤得白色固体，转移至100℃烘箱干燥4h，得3,7-二酮胆烷酸白色粉末88.1g，高效液相-蒸发光检测器(HPLC-ELSD)测定纯度98.0％，收率88.1％。

Claims (10)

1.一种低成本高收率3,7-二酮胆烷酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将鹅去氧胆酸加入到有机溶剂与水的混合溶液中，搅拌溶解；

步骤2)：在步骤1)得到的溶液中加入溴化盐和酸，搅拌溶解；其中，鹅去氧胆酸与溴化盐加入量的摩尔比为0.2～1，酸的加入量为使鹅去氧胆酸与酸中氢离子的摩尔比为0.2～1.2；

步骤3)：在步骤2)得到的混合物中加入溴酸盐，进行反应；其中，鹅去氧胆酸与溴酸盐的摩尔比为0.9～1.2；

步骤4)：在步骤3)得到的混合物中加入终止剂，搅拌终止反应；

步骤5)：在步骤4)得到的混合物中加入水，使产物析晶；

步骤6)：将步骤5)得到的混合物固液分离，固体产物用水多次洗涤后，用有机溶液洗涤，再离心或过滤，最后将固体产物干燥，得到3,7-二酮胆烷酸。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中鹅去氧胆酸与混合溶液的比例为1kg：(12～30)L。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中有机溶剂与水的体积比为(3～10)：1；所述有机溶剂为丙酮、乙腈和四氢呋喃中的任意一种或几种的混合溶剂。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的溴化盐为溴化钠、溴化钾、溴化锂、溴化铵和溴化铝中的任意一种或几种；酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和甲酸中的任意一种或几种。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的反应条件为：在不超过60℃，反应1～24h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中溴酸盐为溴酸钠、溴酸钾和溴酸铝中的任意一种或几种。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中鹅去氧胆酸与终止剂的摩尔比为0.7～1.6；所述终止剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸钾和亚硫酸氢钾中的任意一种或几种。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中鹅去氧胆酸与水的比例为1kg：(5～20)。

9.如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中固体产物用水多次洗涤的终点为滤液pH值为5.5-7；所述有机溶液为质量浓度50-70％的丙酮、四氢呋喃和乙腈溶液中的一种或几种；所述干燥的温度为40～120℃。

10.如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6)得到的3,7-二酮胆烷酸的纯度大于96％。