CN112940069B - 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种孕甾类化合物，名称为5α‑孕甾‑18,20β‑氧化‑3α‑醇，还提供了其制备方法。本发明具有如下技术效果：1)本发明的发明人意外地发现了新的能够抑制肿瘤性能的孕甾类化合物，特别是对肺癌细胞、卵巢癌细胞、胃癌细胞和乳腺癌高转移细胞具有较好的抑制效果，丰富了肿瘤药物的种类。2)本发明提供了孕甾类化合物的新合成方法，与现有孕甾类化合物的合成方法相比，技术路线比较缩短、合成方法简单可推广，反应条件容易控制，总收率提高，可以用于这类化合物的大量制备。

Description

5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇及其制备方法
技术领域
本发明涉及孕甾类化合物、其制备方法及其应用，属于药物化学技术领域。
背景技术
天然甾体化合物具有重要的生理活性，而通过对天然甾体化合物的改造和结构修饰往往能够获得具有独特生物活性的甾体化合物，在甾体骨架环上引入另一个环成五环甾体是天然甾体化合物结构修饰和改造的重要途径之一，越来越多的研究表明五环甾体及其衍生物具有潜在抗癌活性。药物构效关系表明内酯骨架在甾体母核的生物活性中起着重要作用。例如目前临床使用的氧甲氢龙(氧杂雄酮 Oxandrolone):作为雄性激素，主要作用为蛋白同化作用。用于治疗高胆固醇和三酸甘油酯症。也用于促进体重增加和缓解骨质疏松引起的骨质疼痛[J.E.Cabaj, D.Kairys,and T.R.Benson,Org.Process Res.Dev.2007,11,378.]。
近年来，研究发现含有多羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯的天然化合物具有重要的生物活性，如从柳珊瑚Isis hippuris分离到的5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯衍生物 (式1)具有抗癌活性[C.-H.Chao,L.-F.Huang,Y.-L.Yang,J.-H.Su,G.-H.Wang,M.Y. Chiang,Y.-C.Wu,C.-F.Dai,J.-H.Sheu,Polyoxygenated Steroids from the Gorgonian Isishippuris,J.Nat.Prod.2005,68,880-885.]。
Figure BDA0002955572080000011
而2011年，Phi等人从Kibatalia laurifolia的叶子中分离出的孕甾-18-羧酸-γ- 内酯衍生物(式2)，结构经NMR分析确证，毒性测试表明，此化合物对人口腔表皮样癌KB细胞的体外增殖表现出良好的抑制作用[T.D.Phi,V.C.Pham,H.D.T. Mai,M.Litaudon,F.Gueritte,V.H.Nguyen,V.M.Chau,Cytotoxic Steroidal Alkaloids from Kibatalialaurifolia J.Nat.Prod.2011,74(5),1236-1240.]。
Figure BDA0002955572080000021
同样许多5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯化合物也具有盐皮质激素的生理活性[J.F.Weet,G.R.Lenz,Mineralocorticoid Properties of Potential Metabolites of 18-Hydroxydeoxycorticosterone and 18-Hydroxy progesterone,J.Med.Chem.1985, 28,233-239.]。
而最近研究者从具有治疗利什曼病的Pentalinon andrieuxii根部提取物中分离到多羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯孕甾衍生物[A.Yam-Puc,L.Chee-Gonzalez,F.Escalante-Erosa,A,Arunachalampillai,O.F.Wendt,O.Sterner,G.Godoy-Hernandez,L.Manuel
Figure BDA0002955572080000022
Steroids from the root extract of Pentalinonandrieuxii, Phytochemistry Letters 2012,5,45–48.]。
研究表明，在甾体刚性骨架上键链18-羧酸-γ-内酯结构单元对生物活性有着重要的作用，是一类新型的具有潜在抗癌活性的甾体衍生物。
但是这类甾体衍生物的结构修饰方法，文献报道不多。
1959年，O.Jeger课题组使用孕酮为原料，通过C20羰基还原成羟基后四醋酸铅和三氧化铬氧化给出具有孕甾-18-羧酸-γ-内酯骨架的化合物，但该路线收率比较低，难有实用价值[G.Cainelli,M.Lj.Mihailovi,D.Arigoni,O.Jeger,112. über Steroide undSexualhormone Direkte Einfuhrung einer Sauerstoffunktion in die MethylgruppeC-18im intakten Steroidgerust,Helv.Chim.Acta,1959,1124-1127.O. Jeger,D.Arigoni,G.Anner,C.Meystre,A.Wettstein,18-oxygenated steroids and processfor their manufacture,US 3040040,June,19,1962.]。随后该课题组又报道使用相同原料孕酮先构建关键中间体C18-C20双键的四元碳环，在臭氧化成C18 醛，最后进一步转化成孕甾-18-羧酸-γ-内酯衍生物。但路线仍然存在步骤多，转化率比较低的缺点[M.Cereghetti,H.Wehrli,K.Schaffner,O.Jeger,46.über Steroide und SexualhormoneZur Darstellung und Konfigurations bestimmung der 20-Hydroxy-18,20-cyclo-pregnan-Verbindungen,Helv.Chim.Acta,1960,354-366.]。而通过孕酮光反应产物中间体C18-肟转化成C18-醛，关环成半缩醛后氧化也能够给出孕甾-18-羧酸-γ-内酯衍生物。此合成方法路线太长、合成步骤较多，需要使用特殊的试剂氯化亚硝酰，而且反应条件极难控制，总收率也偏低，难以用于这类化合物的大量制备[D.H.R,Barton,J.M.Beaton,L.E.Geller and.M.Pechet, A New Photochemical Reaction,J.Am.Chem.Soc.,1961,83,4076-4082.]。
从已有关于孕甾-18-羧酸-γ-内酯衍生物的合成方法的文献报道可以看出，这些方法路线比较长、合成步骤较多，需要使用贵重的化学试剂，反应条件不容易控制，总收率也偏低，难以用于这类化合物的大量制备。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供新的孕甾类化合物、其制备方法及其应用。
本发明提供的第一种孕甾类化合物，名称为5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇，结构式如下：
Figure BDA0002955572080000031
本发明提供的第二种孕甾类化合物，名称为3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α- 孕甾-18-羧酸-γ-内酯，结构式如下：
Figure BDA0002955572080000032
本发明提供的第三种孕甾类化合物，名称为3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18- 羧酸-γ-内酯，结构式如下：
Figure BDA0002955572080000041
本发明中，所述第一种孕甾类化合物的制备方法，包括如下步骤：
1)以3α-羟基-5α-孕甾-20-酮和硼氢化钠为原料，在有机溶剂存在下，发生还原反应，得到产物5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)；
2)以5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)、碘苯乙酸酯和碘为原料，在有机溶剂存在下，发生光化碘代反应，得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
3)以18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)和碱为原料，在有机溶剂存在下，发生分子内Williamson醚合成反应，得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)。
所述的步骤1)中，所用的有机溶剂为甲醇；
所述的步骤2)中，所用的有机溶剂为无水石油醚；
所述的步骤3)中，所用的有机溶剂为无水四氢呋喃或无水二噁烷；
所述的步骤3)中，所用的碱为叔丁醇钾、氢氧化钾、叔丁醇钠或氢化钠。
优选地，
本发明中，所述第一种孕甾类化合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)，室温下将3α-羟基-5α-孕甾-20-酮(1)溶于甲醇中，然后冷却到-5℃, 慢慢地分四次加入硼氢化钠，所得混合物-5℃下搅拌2h；得到产物5α-孕甾 -3α,20β-二醇(2)；
步骤2)，室温下将步骤1)制备的化合物(2)溶于无水石油醚中，然后慢慢加入碘苯乙酸酯，所得悬浮液通氮气脱空气15分钟；随后慢慢滴加碘到反应体系中，在反应温度25℃下，300W钨灯辐照反应体系1小时，然后70℃下， 300W钨灯辐照反应体系30分钟；得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
步骤3)，将步骤2)制备的化合物(3)溶于无水四氢呋喃，慢慢加入叔丁醇钾；然后加热搅拌12小时；得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)。
所述的步骤1)中，化合物(1)与硼氢化钠的摩尔比为1:3。
所述的步骤2)中，化合物(2)、碘苯乙酸酯和碘的摩尔比为4:6:5。
所述的步骤3)中，化合物(3)与叔丁醇钾的摩尔比为1:1。
本发明中，所述第二种孕甾类化合物的制备方法，包括如下步骤：
1)以3α-羟基-5α-孕甾-20-酮和硼氢化钠为原料，在有机溶剂存在下，发生还原反应，得到产物5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)；
2)以5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)、碘苯乙酸酯和碘为原料，在有机溶剂存在下，发生光化碘代反应，得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
3)以18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)和碱为原料，在有机溶剂存在下，发生分子内Williamson醚合成反应，得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)；
4)以5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)和无水乙酸酐为原料，在有机溶剂存在下，发生酯化反应，得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)；
5)以5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)和氧化试剂为原料，在有机溶剂存在下，发生选择性氧化反应，得到产物3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾 -18-羧酸-γ-内酯(6)。
所述的步骤1)中，所用的有机溶剂为甲醇；
所述的步骤2)中，所用的有机溶剂为无水石油醚；
所述的步骤3)中，所用的有机溶剂为无水四氢呋喃或无水二噁烷；
所述的步骤3)中，所用的碱为叔丁醇钾、氢氧化钾、叔丁醇钠或氢化钠；
所述的步骤4)中，所用的有机溶剂为吡啶；
所述的步骤5)中，所用的有机溶剂为四氯化碳；
所述的步骤5)中，所述的氧化试剂为三氯化铑三水合物/高碘酸钠反应体系、2-碘酰基苯甲酸IBX、过硫酸氢钾复合盐Oxone或三氧化铬/三氯化铑反应体系。
优选地，
本发明中，所述第二种孕甾类化合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)，室温下将3α-羟基-5α-孕甾-20-酮(1)溶于甲醇中，然后冷却到-5℃, 慢慢地分四次加入硼氢化钠，所得混合物-5℃下搅拌2h；得到产物5α-孕甾 -3α,20β-二醇(2)；
步骤2)，室温下将步骤1)制备的化合物(2)溶于无水石油醚中，然后慢慢加入碘苯乙酸酯，所得悬浮液通氮气脱空气15分钟；随后慢慢滴加碘到反应体系中，在反应温度25℃下，300W钨灯辐照反应体系1小时，然后70℃下， 300W钨灯辐照反应体系30分钟；得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
步骤3)，将步骤2)制备的化合物(3)溶于无水四氢呋喃，慢慢加入叔丁醇钾；然后加热搅拌12小时；得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)；
步骤4)，将步骤3)制备的化合物(4)溶于吡啶中，然后加入无水乙酸酐；室温下搅拌反应12小时；得到5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)；
步骤5)，将步骤4)制备的化合物(5)溶于干燥的四氯化碳中，加入三氯化铑三水合物/高碘酸钠反应体系；室温下，剧烈搅拌12小时，得到3α-乙酰氧基 -20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)。
所述的步骤1)中，化合物(1)与硼氢化钠的摩尔比为1:3；
所述的步骤2)中，化合物(2)、碘苯乙酸酯和碘的摩尔比为4:6:5；
所述的步骤3)中，化合物(3)与叔丁醇钾的摩尔比为1:1；
所述的步骤4)中，化合物(4)与无水乙酸酐的摩尔比为1：13；
所述的步骤5)中，化合物(5)与三氯化铑三水合物、高碘酸钠的摩尔比为1： 0.56：7.5。
本发明中，所述第三种孕甾类化合物的制备方法，包括如下步骤：
1)以3α-羟基-5α-孕甾-20-酮和硼氢化钠为原料，在有机溶剂存在下，发生还原反应，得到产物5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)；
2)以5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)、碘苯乙酸酯和碘为原料，在有机溶剂存在下，发生光化碘代反应，得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
3)以18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)和碱为原料，在有机溶剂存在下，发生分子内Williamson醚合成反应，得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)；
4)以5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)和无水乙酸酐为原料，在有机溶剂存在下，发生酯化反应，得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)；
5)以5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)和氧化试剂为原料，在有机溶剂存在下，发生选择性氧化反应，得到产物3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾 -18-羧酸-γ-内酯(6)；
6)以3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)和碱为原料，在有机溶剂存在下，发生水解反应，得到产物3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18-羧酸 -γ-内酯(7)。
所述的步骤1)中，所用的有机溶剂为甲醇；
所述的步骤2)中，所用的有机溶剂为无水石油醚；
所述的步骤3)中，所用的有机溶剂为无水四氢呋喃或无水二噁烷。
所述的步骤3)中，所用的碱为叔丁醇钾、氢氧化钾、叔丁醇钠或氢化钠。
所述的步骤4)中，所用的有机溶剂为吡啶。
所述的步骤5)中，所用的有机溶剂为四氯化碳。
所述的步骤5)中，所述的氧化试剂为三氯化铑三水合物/高碘酸钠反应体系、2-碘酰基苯甲酸IBX、过硫酸氢钾复合盐Oxone或三氧化铬/三氯化铑反应体系。
所述的步骤6)中，所用的有机溶剂为甲醇。
所述的步骤6)中，所述的碱为碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸氢钠水溶液或氢氧化钠水溶液。
优选地，
本发明中，所述第三种孕甾类化合物的制备方法，反应路线如下：
Figure BDA0002955572080000081
所述的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)，室温下将3α-羟基-5α-孕甾-20-酮(1)溶于甲醇中，然后冷却到-5℃, 慢慢地分四次加入硼氢化钠，所得混合物-5℃下搅拌2h；得到产物5α-孕甾 -3α,20β-二醇(2)；
步骤2)，室温下将步骤1)制备的化合物(2)溶于无水石油醚中，然后慢慢加入碘苯乙酸酯，所得悬浮液通氮气脱空气15分钟；随后慢慢滴加碘到反应体系中，在反应温度25℃下，300W钨灯辐照反应体系1小时，然后70℃下，300W 钨灯辐照反应体系30分钟；得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
步骤3)，将步骤2)制备的化合物(3)溶于无水四氢呋喃，慢慢加入叔丁醇钾；然后加热搅拌12小时；得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)；
步骤4)，将步骤3)制备的化合物(4)溶于吡啶中，然后加入无水乙酸酐；室温下搅拌反应12小时；得到5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)；
步骤5)，将步骤4)制备的化合物(5)溶于干燥的四氯化碳中，加入三氯化铑三水合物/高碘酸钠反应体系；室温下，剧烈搅拌12小时，得到3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)；
步骤6)，将步骤5)制备的化合物(6)溶于甲醇中，然后加入碳酸钠水溶液；所的混合物加热回流12小时，得到产物3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(7)。
所述的步骤1)中，化合物(1)与硼氢化钠的摩尔比为1:3。
所述的步骤2)中，化合物(2)、碘苯乙酸酯和碘的摩尔比为4:6:5。
所述的步骤3)中，化合物(3)与叔丁醇钾的摩尔比为1:1。
所述的步骤4)中，化合物(4)与无水乙酸酐的摩尔比为1：13。
所述的步骤5)中，化合物(5)与高碘酸钠的摩尔比为为1：7.5。
本发明还提供了所述第一种孕甾类化合物，即5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇在制备抑制肿瘤药物方面的应用。
优选地，
所述肿瘤为肺癌、卵巢癌、胃癌或者乳腺癌。
本发明还提供了所述第二种孕甾类化合物，即3α-乙酰氧基-20,20-二羟基 -5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯在制备抑制肿瘤药物方面的应用。
优选地，
所述肿瘤为肺癌、卵巢癌、胃癌或者乳腺癌。
本发明还提供了所述第三种孕甾类化合物，即3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18- 羧酸-γ-内酯在制备抑制肿瘤药物方面的应用。
优选地，
所述肿瘤为肺癌、卵巢癌、胃癌或者乳腺癌。
本发明具有如下技术效果：
1)本发明的发明人意外地发现了新的能够抑制肿瘤性能的孕甾类化合物，特别是对肺癌细胞、卵巢癌细胞、胃癌细胞和乳腺癌高转移细胞具有较好的抑制效果，丰富了肿瘤药物的种类。
2)本发明提供了孕甾类化合物的新合成方法，与现有孕甾类化合物的合成方法相比，技术路线比较缩短、合成方法简单可推广，反应条件容易控制，总收率提高，可以用于这类化合物的大量制备。
具体实施方式
下列实施例中所用材料来源如下：
“3α-羟基-5α-孕甾-20-酮(1)”购自浙江仙琚制药股份有限公司。
“A549:人肺癌细胞,SKOV3:人卵巢癌细胞,MKN-45:人胃癌细胞, MDA-MB-435:人乳腺癌高转移细胞”购自北京索莱宝生物科技有限公司。
体外抗癌活性的测试方法参考：廖莉,焦艳晓,姚秋翠,等.甾体含氮化合物的合成及抗肿瘤活性研究[J].化学试剂,2012,34(03):211-215。
实施例1-1：5α-孕甾--3α,20β-二醇(2)的合成
Figure BDA0002955572080000101
合成方法如下：室温下0.62g 3α-羟基-5α-孕甾-20-酮(1)(2mmol)溶于15 mL甲醇中，然后溶液冷却到-5℃,慢慢地分四次加入0.25mg硼氢化钠(6.0 mmol)，所得混合物-5℃下搅拌2h。随后慢慢滴加1.5mL 4M HCl到反应体系中中止反应，然后使用乙酸乙酯(2x10mL)萃取,乙酸乙酯有机相使用10毫升饱和食盐水洗涤后使用5g无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去掉溶剂后获得粗产物，使用柱色谱分离(硅胶，洗脱液：35％乙酸乙酯-石油醚(60-90℃))纯化给出产物 0.45g 5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)，收率为69％。1H NMR(CDCl3,400MHz):δ，4.04(s, 1H,C3β-H),3.73-3.71(m,1H,C20-H),2.04(dd,1H,J＝8.1Hz,2.5Hz,C17-H),1.13(d,1H, J＝6Hz,C21-CH3),0.79(s,3H,C19-CH3),0.75，(s,3H,C18-CH3)；13C NMR(CDCl3,100MHz):δ：70.61,66.60,58.62,56.04,54.34,42.51,40.16,39.15,36.12,35.86,35.34,32.20,32.04,29.08,28.52,25.62,24.42,23.57,20.70,12.58,11.20；HR-MS(ESI)calcd.for C21H37O2[(M+H)+]:321.2794；Found:321.2792.
实施例2-1：18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)的合成
Figure BDA0002955572080000111
室温下，0.65g 5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)(2mmol)溶于180mL无水石油醚中，然后溶液中慢慢地加入1.02g碘苯乙酸酯(3mmol)，所得悬浮液通氮气脱空气15分钟。随后慢慢滴加626mg碘(2.5mmol)到反应体系中，在反应温度25℃下，300W钨灯辐照反应体系1小时，然后70℃下，300W钨灯辐照反应体系30分钟。反应结束后，冷却到室温，转移到分液漏斗中，依次使用 6毫升10％硫代硫酸钠，10毫升饱和食盐水洗涤后使用5g无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去掉溶剂后获得粗产物，使用柱色谱分离(硅胶，洗脱液：50％乙酸乙酯-石油醚(60-90℃))纯化给出产物0.61g 18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)，收率为69％。
实施例3-1：5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)的合成
Figure BDA0002955572080000112
0.89g 18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)(2mmol)溶于10mL无水四氢呋喃，慢慢加0.22g叔丁醇钾(2mmol)。然后加热(油浴温度76℃)搅拌12小时。反应结束后蒸去溶剂，残留物中加入10mL蒸馏水，然后使用乙酸乙酯(2x10 mL)萃取,乙酸乙酯有机相使用10毫升饱和食盐水洗涤后使用6g无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去掉溶剂后获得粗产物，使用柱色谱分离(硅胶，洗脱液：35％乙酸乙酯-石油醚(60-90℃))纯化给出产物0.45g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇 (4)，收率为71％。1H NMR(CDCl3,400MHz)δ：4.04(d,1H,J＝2.5Hz,C3β-H),3.74(d, 1H,J＝3Hz,C20-H),3.71(d,2H J＝9Hz,C18-2H),2.02(dd,1H,J＝9Hz,2.5Hz,C17-H),1.22(d,3H,J＝6Hz,C21-CH3),0.74，(s,3H,C19-CH3)；13C NMR(CDCl3,100MHz) δ：11.08,21.50,22.69,25.87,28.25,28.90,31.95,32.09,32.37,35.78,36.06,36.85, 37.45,38.96,53.72,55.02,55.66,66.36,71.79,84.42；Anal.Calcd for C21H34O2:C, 79.19；H,10.76.Found:C,79.33；H,10.68；HR-MS(ESI)calcd.for C21H35O2[(M+H)+]: 319.2637；Found:319.2632.
实施例3-2：
使用0.11g氢氧化钾(2mmol)代替实施例3-1的叔丁醇钾，其它条件与实施例3-1的一样，给出产物0.30g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)，收率为47％。
产物定性检测结果与实施例3-1一致。
实施例3-3：
使用0.34g叔丁醇钠(2mmol)代替实施例3-1的叔丁醇钾，其它条件与实施例3-1的一样，给出产物0.42g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)，收率为67％。
产物定性检测结果与实施例3-1一致。
实施例3-4：
使用10mL无水二噁烷代替实施例3-1的无水四氢呋喃，其它条件与实施例3-1的一样，给出产物0.44g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)，收率为70％。
产物定性检测结果与实施例3-1一致。
实施例3-5：
使用0.12g氢化钠(40％矿物油，2mmol)代替实施例3-1的叔丁醇钾，其它条件与实施例3-1的一样，给出产物0.42g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)，收率为67％。
产物定性检测结果与实施例3-1一致。
实施例4-1：5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)的合成
Figure BDA0002955572080000121
0.64g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)(2mmol)溶于2.5ml吡啶中，然后加入2.5mL无水乙酸酐。室温下搅拌反应12小时。反应结束后减压蒸去溶剂给出油状物，加入10mL蒸馏水，然后使用乙酸乙酯(2x10 mL)萃取,乙酸乙酯有机相使用10毫升饱和食盐水洗涤后使用5g无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去掉溶剂后获得粗产物，使用柱色谱分离(硅胶，洗脱液：25％乙酸乙酯-石油醚 (60-90℃))纯化给出产物0.70g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)，收率为 96％。1H NMR(CDCl3,400MHz)δ：5.02(s,1H,C3βH),3.74(d,1H,J＝3Hz,C20-H),3.71 (d,2H,J＝9Hz,C18-2H),2.05(s,3H,C3-CH3CO),1.22(d,3H,J＝6Hz,C21-CH3),0.75(s, 3H,C19-CH3)。HR-MS(ESI)calcd.for C23H37O3[(M+H)+]:361.2743；Found:361.2740.
实施例5-1：3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)的合成
Figure BDA0002955572080000131
0.36g 5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇乙酸酯(5)(1mmol)溶于干燥的四氯化碳中，加入三氯化铑三水合物(147mg,0.56mmol)的乙腈(15mL)溶液。然后往上述混合物中慢慢滴加配制的高碘酸钠(1.60g,7.5mmol)的28mL水溶液。室温下，剧烈搅拌12小时，加入2mL异丙醇中止反应，搅拌20分钟待反应完全后，使用二氯甲烷(2x10 mL)萃取,有机相使用10毫升饱和食盐水洗涤后使用 5g无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去掉溶剂后获得粗产物，使用柱色谱分离(硅胶，洗脱液：40％乙酸乙酯-石油醚(60-90℃))纯化给出0.24g 3α-乙酰氧基-20,20- 二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)，收率为62％。1H NMR(CDCl3,400MHz) δ：5.015(s,1H,C3-βH),2.45(d,1H,J＝3.5Hz,C17-H),2.06(s,3H,C3-OAc),1.49(s,3H, C21-CH3),0.86(s,3H,C19-CH3)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ：178.20,170.88,105.88, 70.23,56.28,55.83,54.02,53.40,40.01,35.85,34.24,33.65,32.92,32.74,32.15, 28.03,26.81,26.20,26.00,24.85,21.50,20.48,11.32；IR(KBr)ν:3436,1734,1708, 1254,1165cm-1；Anal.Calcd for:C23H34O5:C,70.74；H,8.78.Found:C,70.59；H,8.82； HR-MS(ESI)calcd.for C23H35O5[(M+H)+]:391.2484；Found:391.2480.
实施例5-2：
使用0.84g IBX(2-碘酰基苯甲酸，7.5mmol)代替实施例5-1的氧化体系三氯化铑/高碘酸钠，其它条件与实施例5-1的一样，给出产物0.20g 3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)，收率为51％。
产物定性检测结果与实施例5-1一致。
实施例5-3：
使用1.81g Oxone(过硫酸氢钾复合盐，7.5mmol)代替实施例5-1的氧化体系三氯化铑/高碘酸钠，其它条件与实施例5-1的一样，给出产物0.11g 3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)，收率为27％。
产物定性检测结果与实施例5-1一致。
实施例5-4：
使用三氧化铬/三氯化铑(7.5mmol/0.56mmol)代替实施例5-1的氧化体系三氯化铑/高碘酸钠，其它条件与实施例5-1的一样，给出产物0.23g 3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)，收率为60％。
产物定性检测结果与实施例5-1一致。
实施例6-1：3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(7)的合成
Figure BDA0002955572080000141
0.39g 3α-乙酰氧基-20,20-二羟基-5α-孕甾-18-羧酸-γ-内酯(6)(1mmol) 溶于5mL甲醇中，然后加入0.5mL 2％碳酸钠水溶液。所的混合物加热回流 12小时，减压蒸去有机溶剂后，残留物中加入5mL蒸馏水，然后使用乙酸乙酯 (2x8 mL)萃取,乙酸乙酯有机相使用6毫升饱和食盐水洗涤后使用5g无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去掉溶剂后获得粗产物，使用柱色谱分离(硅胶，洗脱液：50％乙酸乙酯-石油醚(60-90℃))纯化给出产物0.25g 3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18- 羧酸-γ-内酯(7)，收率为71％，m.p.162-164℃(二氯甲烷/石油醚(60-90℃))。1H NMR(CDCl3,400MHz)δ：4.06(s,1H,C3βH),2.42(d,1H,J＝3.6Hz,C17-H),2.26-2.22 (m,2H,C12,14-H),1.65(s,3H,C21-CH3),0.86(s,3H,C19-CH3)；13C NMR(CDCl3,100MHz) δ：179.20,105.84,66.60,56.30,55.84,54.05,53.54,39.06,36.18,35.72,34.26,33.68, 32.26,28.86,28.26,26.88,26.27,24.96,20.99,20.46,11.20；IR(KBr):3402,1743, 1168；Anal.Calcd for:C21H32O4:C,72.38；H,9.26；Found:C,72.34；H,9.19；HR-MS (ESI)calcd.for C21H33O4[(M+H)+]:349.2379；Found:349.2375.
实施例6-2：
使用0.5mL 2％碳酸钾水溶液代替实施例6-1的0.5mL 2％碳酸钠水溶液，其它条件与实施例6-1的一样，给出产物0.24g 3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18- 羧酸-γ-内酯(7)，收率为70％。
产物定性检测结果与实施例6-1一致。
实施例6-3：
使用0.5mL 2％碳酸氢钠水溶液代替实施例6-1的0.5mL 2％碳酸钠水溶液，其它条件与实施例6-1的一样，给出产物0.13g 3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18- 羧酸-γ-内酯(7)，收率为37％。
产物定性检测结果与实施例6-1一致。
实施例6-4：
使用0.5mL 2％氢氧化钠水溶液代替实施例6-1的0.5mL 2％碳酸钠水溶液，其它条件与实施例6-1的一样，给出产物0.089g 3α，20,20-三羟基-5α-孕甾-18- 羧酸-γ-内酯(7)，收率为25％。
产物定性检测结果与实施例6-1一致。
实施例7-1：测试化合物4,6和7体外抗癌活性的测试结果
利用实施例3-1所合成的化合物4、实施例5-1所合成的化合物6和实施例 6-1所合成的化合物7分别对A549人肺癌细胞，SKOV3人卵巢癌细胞，MKN45 人胃癌细胞和MDA-MB-435人乳腺癌高转移细胞体外增殖的抑制作用进行了测试，结果如表1所示。
表1化合物4,6和7a对人癌细胞株体外增殖的抑制作用(半数抑制浓度，单位μM)
Figure BDA0002955572080000151
Figure BDA0002955572080000161
a The results are the average mean of eight replicate determinations±SD.
b A549: 人肺癌细胞, SKOV3: 人卵巢癌细胞, MKN-45: 人胃癌细胞, MDA-MB-435: 人乳腺癌高转移细胞.
测试结果表明所合成化合物4,6和7对A549人肺癌细胞，SKOV3人卵巢癌细胞、MKN45人胃癌细胞和MDA-MB-435人乳腺癌高转移细胞等都具有一定的抑制作用，所测试的化合物对SKOV3人卵巢癌细胞和MDA-MB-435人乳腺癌高转移细胞的抑制作用要好于A549人肺癌细胞和MKN45人胃癌细胞。

Claims (7)

1.一种孕甾类化合物，其特征在于，名称为5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇，结构式如下：
Figure FDA0002955572070000011
2.如权利要求1所述的孕甾类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)以3α-羟基-5α-孕甾-20-酮和硼氢化钠为原料，在有机溶剂存在下，发生还原反应，得到产物5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)；
2)以5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)、碘苯乙酸酯和碘为原料，在有机溶剂存在下，发生光化碘代反应，得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
3)以18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)和碱为原料，在有机溶剂存在下，发生分子内Williamson醚合成反应，得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)。
3.根据权利要求2所述的孕甾类化合物的制备方法，其特征在于，
所述的步骤1)中，所用的有机溶剂为甲醇；
所述的步骤2)中，所用的有机溶剂为无水石油醚；
所述的步骤3)中，所用的有机溶剂为无水四氢呋喃或无水二噁烷；
所述的步骤3)中，所用的碱为叔丁醇钾、氢氧化钾、叔丁醇钠或氢化钠。
4.根据权利要求2或3所述的孕甾类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)，室温下将3α-羟基-5α-孕甾-20-酮(1)溶于甲醇中，然后冷却到-5℃,慢慢地分四次加入硼氢化钠，所得混合物-5℃下搅拌2h；得到产物5α-孕甾-3α,20β-二醇(2)；
步骤2)，室温下将步骤1)制备的化合物(2)溶于无水石油醚中，然后慢慢加入碘苯乙酸酯，所得悬浮液通氮气脱空气15分钟；随后慢慢滴加碘到反应体系中，在反应温度25℃下，300W钨灯辐照反应体系1小时，然后70℃下，300W钨灯辐照反应体系30分钟；得到产物18-碘代-5α-孕甾-3α,20β-二醇(3)；
步骤3)，将步骤2)制备的化合物(3)溶于无水四氢呋喃，慢慢加入叔丁醇钾；然后加热搅拌12小时；得到产物5α-孕甾-18,20β-氧化-3α-醇(4)。
5.根据权利要求4所述的孕甾类化合物的制备方法，其特征在于，
所述的步骤1)中，化合物(1)与硼氢化钠的摩尔比为1:3；
所述的步骤2)中，化合物(2)、碘苯乙酸酯和碘的摩尔比为4:6:5；
所述的步骤3)中，化合物(3)与叔丁醇钾的摩尔比为1:1。
6.如权利要求1所述的孕甾类化合物在制备抑制肿瘤药物方面的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述肿瘤为肺癌、卵巢癌、胃癌或者乳腺癌。
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