一种制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸的方法
【专利摘要】一种制备3α?羟基?6?乙烯基?7?酮基?5β?胆烷酸的方法包括，反应步骤：将3α?羟基?7?酮基?5β?胆烷酸甲酯、催化剂和乙醛加入溶剂中反应至少4个小时得到第一溶液。水解步骤：向第一溶液中加入碱，调节pH至2～3，待析出晶体以后，过滤、干燥得到3α?羟基?6?乙烯基?7?酮基?5β?胆烷酸。此方法中，3α?羟基?7?酮基?5β?胆烷酸甲酯先和乙醛发生羟醛缩合反应，其产物与氢氧化钠发生水解反应得到具有3α?羟基?6?乙烯基?7?酮基?5β?胆烷酸的混合物，反应步骤短，反应条件温和，更适合工业化生产并可获得高质量的产品及满意的收率。
【专利说明】
一种制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及药物有机合成领域，具体而言，涉及一种制备3d-羟基-6-乙烯基-7-酮 基-5β_胆烷酸的方法。
【背景技术】
[0002] 奥贝胆酸是二十年来首个研发用于治疗胆汁淤积性肝病的药物包括原发性胆汁 性肝硬化及与肝脏相关的代谢紊乱如非酒精性脂肪肝。其能够抑制胆酸合成，增加胰岛素 敏感性，改善肝脏炎症和纤维化水平，减轻体重。其可作为原发性胆汁性肝硬化的二线治疗 药物，用于熊去氧胆酸响应不足或不耐受患者，有望取代熊去氧胆酸的治疗地位。
[0003] 现有技术中制备奥贝胆酸的方法有一个重要的中间体3α-羟基-6-乙烯基-7-酮 基-5β-胆烷酸，该中间体的制备过程中需要较低的温度，较高的能耗，使用的化学试剂具有 较强的腐蚀性，不利于安全、绿色生产3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种制备3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸的方法， 反应步骤短，反应条件温和，更适合工业化生产并可获得高质量的产品及满意的收率。
[0005] 本发明是采用以下技术方案实现的：
[0006] -种制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸的方法，包括如下步骤：
[0007] 反应步骤:将3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯、催化剂和乙醛加入溶剂中反应至 少4个小时得到第一溶液。
[0008] 水解步骤:在第一溶液中加入碱反应后，调节pH至2~3,待析出晶体以后，过滤、干 燥得到3α-羟基_6_乙烯基_7_酬基_5β_胆烧酸。
[0009 ]本发明的较佳实施例提供的制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸的方法的 有益效果是：
[0010]本发明提供的制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸的方法，反应步骤中，将 3α-羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯、催化剂和乙醛加入溶剂中反应至少4个小时得到第一溶 液，水解步骤中，在第一溶液中加入碱反应后，调节PH至2~3,待析出晶体以后，过滤、干燥 得到3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸。将3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯、催化剂和 乙醛加入溶剂中反应，反应速率快，反应收率高，方便后续进行水解反应和提纯，反应条件 易于控制，反应步骤短，更适合工业化生产并可获得高质量的产品及满意的收率。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。
[0012]图1为本发明的实施例获得的最终产物的质谱图；
[0013]图2为本发明的实施例获得的最终产物的H1NMR谱图；
[0014] 图3为本发明的实施例获得的最终产物的C13NMR谱图。
【具体实施方式】
[0015] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建 议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产 品。
[0016] 下面对本发明实施例的制备3d-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸的方法进行具 体说明。
[0017] -种制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸的方法，包括如下步骤：
[0018] 反应步骤:将3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯m、催化剂和乙醛加入溶剂中反应 至少4个小时得到第一溶液。先将3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯ΙΠ 加入溶剂中进行溶解， 得到3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯ΙΠ 溶液，反应在溶液中进行，增大反应物的接触面积， 加快反应的速率。
[0019]作为优选，溶剂选自C1-C3的直链或支链醇、四氢咲喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二 甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、三氯甲烷、异丙醇和乙腈中的至少一 种。这些溶剂都为有机溶剂，且对于3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯的溶解性好，反应更为 迅速、彻底。
[0020] 再加入催化剂，可以使后续反应能够正常、快速的进行，优选地，3α_羟基-7-酮基_ 5β_胆烷酸甲酯与所述催化剂的摩尔比为1:0.02~1:0.5。
[0021] 然后，在-20°c~50°C下加入乙醛反应至少4个小时得到第一溶液。在溶解后的3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯溶液中滴加乙醛，优选地，滴加乙醛时，控制适宜的滴加速度 可以使化学平衡正向移动并使反应更为彻底。乙醛容易挥发且有毒，一次性加入太多的乙 醛，乙醛不能够完全与3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯反应，会有乙醛挥发到空气中，不利 于人体的健康。
[0022] 作为优选，加入3α-羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯的量和加入乙醛的量的摩尔比为 1:1~1:4。例如：在滴加乙醛时，按0.01 % V~0.1 % V每秒的速度向溶剂中滴加乙醛，此处V 是指所要加入反应体系中的乙醛的总体积。
[0023] 3α-羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯ΙΠ 和乙醛发生了羟醛缩合反应，乙醛分子中的醛 基结构使与醛基中的碳相邻的α碳原子上的氢原子具有较大的活性，在催化剂作用下，醛基 氧原子质子化，增强了醛基的诱导作用促进α碳原子上的α氢解离。3α_羟基-7-酮基-5β_胆 烷酸甲酯与乙醛在酸性催化剂的作用下生成第一溶液。本实施例中，催化剂为脯氨酸，属于 非极性氨基酸，是手性催化剂，可以使3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯ΙΠ 发生不对称区域 选择性反应。脯氨酸催化不对称羟醛缩合是小分子有机不对称催化，其具有原子经济性强 和操作简便的特点。本发明利用脯氨酸催化3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯与乙醛进行一 步羟醛缩合后脱水获得所需产物，操作简便，收率高，反应条件温和，不使用具有腐蚀性的 原料，更加适合工业化生产。在传统的脯氨酸催化不对称羟醛缩合中为了获得保留手性羟 基的产物，往往需要严格控制反应条件以免脱水，但在本发明中所需为脱水产物，因此不需 苛刻控制反应条件，有利于工业化生产。
[0024 ]作为优选，催化剂为L-脯氨酸或D-脯氨酸或所述L-脯氨酸和所述D-脯氨酸的混合 物。其中，
[0025] L-脯氨酸的结构式为：
[0026] D-脯氨酸的结构式为：
[0027] 在反应的时候，可以由HPLC监控反应，根据反应物的量来判定反应的程度。
[0028]水解步骤:在第一溶液中加入碱反应后，调节pH至2~3,待析出晶体以后，过滤、干 燥得到3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸。碱可以为氢氧化钠、氢氧化钙等，优选的采 用质量分数为5 %~40 %的氢氧化钠水溶液，也可以直接向第一溶液中加入碱并溶解其中。 在40 °C~100 °C下向第一溶液中加入质量分数为5 %~40 %的氢氧化钠水溶液，使第一溶液 与氢氧化钠发生水解反应，得到含有3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸I的混合物。反 应以后，会残留一些氢氧化钠，加入酸性物质与氢氧化钠中和反应，使混合物溶液呈中性， 继续加入酸性溶液，调节3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸I的混合物的pH为2-3，待析 出晶体后，过滤，使3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸I从混合物中分离出来，干燥得到 3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸I粗品，粗品中含有少量杂质。优选地，析晶的温度控 制在(TC~5°C之间，这样会使3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸I更容易从混合液中分 离出来。
[0029] 为了得到更纯净的3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸I，对获得的3α-羟基-6-乙烯基_7_酮基_5β_胆烧酸I粗品进行重结晶。将所述3α-羟基-6-乙烯基_7_酮基_5β_胆烧 酸I粗品溶于醇类溶剂中，醇类溶剂可以是甲醇、乙醇、丙醇等。优选设置为乙醇，乙醇价格 便宜，对身体无害，使3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸中的有机溶剂或其他有机物溶 于乙醇中，降低温度，使3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸I为沉淀，过滤、干燥得到3α-羟基 _6_乙烯基_7_酬基_5β_胆烧酸I。
[0030] 通过发明人多次验证得出：在反应步骤中，3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯m在 催化剂作用下与乙醛反应生成了3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯II，3α_羟基_ 6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯II在碱性溶液中水解生成3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5 胆烷酸I，合成路线如下：
[0031] 丨
ο
[0032] 其中，由3α-羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯ΙΠ 反应生成3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯II由HPLC监控反应终点为至3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯ΙΠ 的液相峰面 积低于2% ;由3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯II反应生成3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸I由HPLC监控反应终点为至3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯 II的液相峰面积低于1 %。
[0033] 此方法的反应步骤短，反应条件温和，更适合工业化生产并可获得高质量的产品 及满意的收率。
[0034] 实施例1
[0035]在20°C下将0.247mol 3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯（100g)溶于500mL Ν，Ν-二 甲基甲酰胺(DMF)中，加入0.00494moI L-脯氨酸，加热至30°C，缓慢滴加0.988mo 1乙醛，滴 毕保温反应4小时，HPLC监控反应。
[0036] 反应完成后加入10%氢氧化钠溶液200ml，加热至50 °C反应1小时，HPLC监控反应。 反应完成后加入IL水并用lmol/L盐酸调节pH值为2,有大量白色沉淀产生，在0°C下析晶1小 时，过滤，滤饼用200ml水洗涤，干燥得产品95g。
[0037]为了对产品进一步提纯，还进行了重结晶，将所得产品用400ml乙醇溶解，再进行 重结晶后干燥得白色粉末状固体也就是最终产品85g。其HPLC纯度为98.5%，产率为 82.6%〇
[0038] 实施例2
[0039] 在30°C下将0·247mol 3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯（100g)溶于500mL二甲基 亚砜(DMSO)中，加入0 · 1235mol D-脯氨酸，在30°C下缓慢滴加0 · 247mol乙醛，滴毕保温反应 5小时，HPLC监控反应。
[0040] 反应完成后加入20%氢氧化钠溶液100ml，加热至100°C反应1小时，HPLC监控反 应。反应完成后加入1.5L水并用lmol/L盐酸调节pH值为3,有大量白色沉淀产生，在10°C下 析晶1小时，过滤，滤饼用200ml水洗涤，干燥得产品90g。
[0041] 为了对产品进一步提纯，还进行了重结晶，所得粗品用400ml乙醇溶解，再进行重 结晶后干燥得白色粉末状固体最终产品82g。其HPLC纯度为98.7 %，产率为79.7 %。
[0042] 实施例3
[0043] 在25°C下将0.247mol 3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯（100g)溶于500mL四氢呋 喃（THF)中，加入0.052mol L-脯氨酸和0.052mol D-脯氨酸，升温至50°C反应。缓慢滴加 0.688mol乙醛，滴毕保温反应5小时，HPLC监控反应。
[0044] 反应完成后加入40 %氢氧化钠溶液100mL，加热至70 °C反应2小时，HPLC监控反应。 反应完成后加入IL水并用lmol/L盐酸调节pH值为3,有大量白色沉淀产生，在20°C下析晶1 小时，过滤，滤饼用200ml水洗涤，干燥得产品87g。
[0045] 为了对产品进一步提纯，还进行了重结晶，所得粗品用400ml乙醇溶解，再进行重 结晶后干燥得白色粉末状固体最终产品77g。其HPLC纯度为97.5 %，产率为74.8 %。
[0046] 实施例4
[0047] 在30°C下将0.247mol 3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯（100g)溶于500mL乙腈中， 加入0.0247mol L-脯氨酸，降温至(TC反应。缓慢滴加0.247mol乙醛，滴毕保温反应10小时， HPLC监控反应。
[0048] 反应完成后加入5 %氢氧化钠溶液300ml，加热至40°C反应6小时，HPLC监控反应。 反应完成后加入IL水并用lmol/L盐酸调节pH值为2.5,有大量白色沉淀产生，在20 °C下析晶 1小时，过滤，滤饼用200ml水洗涤，干燥得产品75g。
[0049] 为了对产品进一步提纯，还进行了重结晶，所得粗品用300ml乙醇溶解，再进行重 结晶后干燥得白色粉末状固体最终产品62g。其HPLC纯度为94.5 %，产率为60.2 %。
[0050] 实施例5
[0051 ] 在23°C下将0·247mol 3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯（100g)溶于500mL二氯甲 烷中，加入0. 〇〇494mol D-脯氨酸，降温至-20°C反应。缓慢滴加0.371mol乙醛，滴毕保温反 应24小时，HPLC监控反应。
[0052] 反应完成后加入15%氢氧化钠溶液100ml，加热至40°C反应10小时，HPLC监控反 应。反应完成后加入IL水并用lmol/L盐酸调节pH值为2~3，有大量白色沉淀产生，在5°C下 析晶1小时，过滤，滤饼用200ml水洗涤，干燥得产品84g。
[0053] 为了对产品进一步提纯，还进行了重结晶，所得粗品用300ml乙醇溶解，再进行重 结晶后干燥得白色粉末状固体最终产品73g。其HPLC纯度为96.7 %，产率为70.9 %。
[0054] 实施例6
[0055] 在25°C下将0.247mol 3α-羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯（100g)溶于500mL异丙醇 中，加入14.2g D-脯氨酸(0.124mo 1)，降温至10°C反应。缓慢滴加0.988mo 1乙醛，滴毕保温 反应10小时，HPLC监控反应。
[0056] 反应完成后加入30 %氢氧化钠溶液50ml，加热至70°C反应3小时，HPLC监控反应。 反应完成后加入IL水并用lmol/L盐酸调节pH值为2.2，有大量白色沉淀产生，在3 °C下析晶1 小时，过滤，滤饼用200ml水洗涤，干燥得产品87g。
[0057] 为了对产品进一步提纯，还进行了重结晶，所得粗品用300ml乙醇溶解，再进行重 结晶后干燥得白色粉末状固体最终产品76g。其HPLC纯度为95.5 %，产率为73.8 %。
[0058]为了知道最终产品的结构式，对最终产品进行了质谱检测、核磁共振氢谱和核磁 共振碳谱检测。本实施例中，图1为最终产品的质谱图。其检测仪器型号为= Agilent LC/MS 6460Triple Qnad;检测条件为：电离方式:ECI;扫描方式:Pos;Fragmentor: 135;Capillary Voltage:3500V。请参阅图1，通过质谱图可以得出最终产品的结构式，说明经过上述方法得 到的3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸的结构式为：
[0059]
[0060] 为了进一步验证3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸的结构式，还进行和核磁 共振氢谱和碳谱的分析。其检测仪器型号为:Agilent-NMR-vnmrs600型核磁共振仪;检测条 件为:氘代DMSO做溶剂。图2为得到的最终产品的核磁共振氢谱图。请参阅图2,分析H 1NMR谱 图得到表1:
[0061 ] 表U1NMR谱图分析表
[0063] 图3为得到的最终产品的核磁共振碳谱图。请参阅图3,分析C13NMR谱图得到表2:
[0064] 表2: C13NMR谱图分析表
[0066] 通过H1NMR谱图和C13NMR谱图分析得到的表1和表2，也可以综合得出3α-羟基-6-乙 烯基-7-酮基-5β-胆烷酸的上述结构式。
[0067] 以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实 施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【主权项】
1. 一种制备3α-羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β-胆烷酸的方法，其特征在于，包括如下步 骤： 反应步骤:将3α_羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯、催化剂和乙醛加入溶剂中反应至少4个 小时得到第一溶液； 水解步骤：向所述第一溶液中加入碱，调节pH至2~3,待析出晶体以后，过滤、干燥得到 3α-羟基-6-乙烯基_7_酬基_5β_胆烧酸。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:还包括重结晶步骤，所述重结晶步骤将所 述水解步骤得到的所述3α_羟基-6-乙烯基-7-酮基-5β_胆烷酸溶于醇类溶剂中，待析出晶 体以后，过滤、干燥。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述溶剂选自&~(：3的直链或支链醇、四氢 呋喃、Ν，Ν-二甲基甲酰胺、Ν，Ν-二甲基乙酰胺、Ν-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二氯甲烷、三 氯甲烷、异丙醇和乙腈中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述反应步骤中，所述3α_羟基-7-酮基-5 β-胆烷酸甲酯与所述乙醛的摩尔比为1:1~1:4。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应步骤中，所述3α_羟基-7-酮基-5 β-胆烷酸甲酯与所述催化剂的摩尔比为1:0.02~1:0.5。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应步骤中是依次向所述溶剂中加入 所述3α_羟基-7-酮基-5β-胆烷酸甲酯、所述催化剂和所述乙醛，反应至少4个小时得到所述 第一溶液。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应步骤中是依次向所述溶剂中加入 所述3α-羟基-7-酮基-5β_胆烷酸甲酯、所述催化剂，在-20 °C~50 °C下加入所述乙醛反应至 少4个小时得到所述第一溶液。8. 根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于:所述催化剂为L-脯氨酸或D-脯氨 酸或所述L-脯氨酸和所述D-脯氨酸的混合物， 所述L-脯氨酸的结构式为Η ; 所述D-脯氨酸的结构式为：9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述碱为质量分数为5%~40%的氢氧化 钠水溶液。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述水解步骤是在40°C~100°C下向所述 第一溶液中加入质量分数为5 %~40 %的氢氧化钠水溶液。
【文档编号】C07J9/00GK105859817SQ201610298754
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】王超, 裴东, 张宇, 宋锐
【申请人】成都宇西医药技术有限公司