专利名称：24－亚甲基－胆甾－3β,5α,6β,19－四醇的合成方法
技术领域：
本发明涉及具有显著生理活性的天然产物24-亚甲基-胆甾-3β，5α，6β，19-四醇(24-methylene-cholest-3β，5α，6β，19-tetrol；NephalsterolA)的人工合成方法。
本发明的方法是用易得的豆甾醇(II)合成得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮(III)，再与N-溴代乙酰胺在高氯酸水溶液催化下反应生成3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮(IV)，接着与醋酸高铅在光照条件下反应生成3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6，19-环氧-24-酮(V)，接着用锌粉/95％乙醇将6，19-环氧开环生成3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮(VI)，接着用过甲酸氧化5，6-双键立体专一地得到3β，5α，6β，19-四羟基-胆甾-24-酮(VII)，最后通过Wittig反应将支链上的24位羰基转化成亚甲基，得到目的产物(式I化合物)。总产率9.3％。反应的过程如下式所示 本发明方法的具体步骤如下(1).将豆甾醇(II)按照已有的方法(JianGuo Cui，LongMei Zeng，Jing Yu Su et al.，Steroids，2001，66，33-38)合成得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮(III)；(2).将III溶解在二氧六环(用量一般为刚好溶解III或稍多)中，冷至10～15℃，加入催化量的高氯酸水溶液(通常所用浓度为5％～10％wt，用量为III的1％～5％mole)，30～40分钟内避光分批加入1～1.4倍重量的N-溴代乙酰胺，室温继续搅拌反应30～40分钟，加入稀、冷的亚硫酸钠水溶液至反应体系成白色混浊，二氯甲烷萃取，减压除去溶剂得到一白色固体，硅胶柱层析，甲醇重结晶得到3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮(IV)；(3).将上一步中的产物IV或白色固体溶解在苯/环己烷(体积比为1/3～1/2，用量一般为刚好溶解IV或稍多)混合溶剂中，加入5～10倍重量的四醋酸铅，1～1.2倍重量的碘，2～3倍重量的碳酸钙，惰性气体保护下光照反应5～7个小时，冷却后用石油醚和乙酸乙酯分别萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇重结晶得到3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6，19-环氧-24-酮(V)；(4).将上一步中的产物V或浅黄色固体溶解在95％的乙醇(用量为刚好溶解V或稍多)中，加入3～5倍重量的锌粉，搅拌回流5～7个小时，冷却后过滤除去锌粉，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇重结晶得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮(VI)；(5).将上一步中的产物VI溶解在甲酸/四氢呋喃(体积比为1/2～1/1，用量一般为刚好溶解VI或稍多)混合溶剂中，室温搅拌下慢慢滴加30％v的过氧化氢水溶液(用量为VI的2～5倍重量)，40～45℃搅拌30～60分钟，室温放置过夜，加水中止反应，乙酸乙酯萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，再加入含2～3％wt氢氧化钾的甲醇溶液(氢氧化钾的用量为VI的2～4倍重量)，加热回流10～15分钟，冷却后减压除去甲醇，固体用乙酸乙酯萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇/水重结晶得到3β，5α，6β，19-四羟基-胆甾-24-酮(VII)；(6).在惰性气体保护下，将氢化钠的无水二甲亚砜溶液(5mg/mL～10mg/mL)加热至70～80℃搅拌35～45分钟，冷却至室温后加入5～10倍氢化钠重量的甲基三苯基碘化膦或甲基三苯基溴化膦(通常用少量无水二甲亚砜溶解)，搅拌10～15分钟后，加入0.5～1.0倍氢化钠重量的上一步中的产物VII(通常用少量无水二甲亚砜溶解)，升温至70～80℃搅拌反应1～2个小时，冷却至室温后加入冰水中止反应，乙醚萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇/水重结晶得到目的产物24-亚甲基-胆甾-3β，5α，6β，19-四醇(式I化合物)。
本发明方法以易得的豆甾醇(II)作为起始原料，经过十步反应首次合成得到24-亚甲基-胆甾-3β，5α，6β，19-四醇(I)，总产率达9.3％。
本发明采用独特的反应条件和后处理方法，而且在3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮(III)合成3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮(VI)的过程中，三步反应的中间产物(IV和V)可以不分离提纯直接用于下一步反应，避免了分离提纯过程中的一些不必要的损失，可以获得相对较高的产率(提高约3％)，具有实际生产价值。
实施例1(1).将豆甾醇按照“JianGuo Cui，LongMei Zeng，JingYu Su et al.，Steroids，2001，66，33-38”的方法经过五步反应合成得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮，总产率63％；(2).3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮300mg溶解在3mL二氧六环溶液中，用冰水浴冷却到10℃后，加入0.15mL高氯酸水溶液(浓度为7％wt)，避光加入300mgN-溴代乙酰胺，分八次加入，40分钟内加完。撤去冷浴，室温继续搅拌40分钟，加入稀冷的亚硫酸钠水溶液20mL，二氯甲烷萃取四次，合并有机相，依次用水洗，5％碳酸氢钠水溶液洗，饱和食盐水洗至中性，无水硫酸钠干燥。过滤，减压除去溶剂得到一白色固体，该固体直接用于下步反应，或用硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯体积比为5/1洗脱)分离，甲醇重结晶得到无色针状晶体3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮，熔点128～130℃。
(3).步骤(2)中得到的白色固体100mg溶解在50mL苯/环己烷(体积比为1/3)的混合溶剂中，快速加入600mg醋酸高铅，120mg碘，250mg碳酸钙，在惰性气体保护下用两个300瓦的白炽灯泡光照加热回流5小时。冷却到室温后，过滤，白色滤渣反复用石油醚和乙酸乙酯洗涤，合并滤液，5％的碳酸氢钠水溶液洗二次，饱和食盐水洗至中性，无水硫酸钠干燥。过滤，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，该固体直接用于下一步反应，或用硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯体积比为7/1洗脱)分离，甲醇重结晶得到无色针状晶体3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6，19-环氧-24-酮，熔点139～141℃。
(4).步骤(3)中得到的浅黄色固体100mg溶解在15mL乙醇(95％)中，加入锌粉350mg，搅拌回流5小时，冷却至室温后过滤，固体用乙醇洗多次，合并有机相，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，该固体用硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯体积比为5/1洗脱)分离得到无色针状晶体3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮，熔点132～133℃。以上三步反应总产率为41％。
(5).3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮100mg溶解在3mL甲酸/四氢呋喃(体积比为1/2)的混合溶剂中，室温搅拌下滴加30％的过氧化氢水溶液0.3mL，加热并保持在45℃半个小时后，室温放置过夜。加水中止反应，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，水洗一次，10％的碳酸氢钠水溶液洗二次，5％氢氧化钠水溶液洗一次，饱和食盐水洗至中性，无水硫酸钠干燥。过滤，减压除去溶剂后得到一浅黄色固体，在此固体中加入10mL甲醇溶液(含3％wt氢氧化钾)，加热回流15分钟。冷却后减压除去甲醇，乙酸乙酯稀释，饱和食盐水洗至中性，无水硫酸钠干燥。过滤，减压除去乙酸乙酯得到一浅黄色固体，硅胶柱层析(苯/丙酮体积比为1/1洗脱)分离，甲醇/水重结晶得到无色针状晶体3β，5α，6β，19-四羟基-胆甾-24-酮44mg，熔点213-214℃。产率45％。
(6).反应瓶先用氩气清扫，然后在氩气气氛下加入氢化钠(55％-65％)50mg，用干燥的石油醚(30-60℃)洗涤3次，减压抽干石油醚后加入无水二甲亚砜4mL，在70～80℃搅拌反应40分钟，得一黄绿色溶液。待反应液冷至室温后，加入溶于2mL二甲亚砜的甲基三苯基碘化膦200mg，溶液变为鲜黄色，继续搅拌10分钟后，加入溶于1mL二甲亚砜的3β，5α，6β，19-四羟基-胆甾-24-酮15mg，在70～80℃搅拌反应1个小时。待温度降至室温后，加入15mL冷水，用乙醚萃取四次，乙醚溶液用水洗至中性，蒸去溶剂，得到一浅黄色的固体，用硅胶层析(苯/丙酮体积比为1/1洗脱)分离，甲醇/水重结晶得到无色针状晶形的目的产物12mg，。熔点221～223℃。产率80％，从豆甾醇起始的十步反应总产率为9.3％。
实施例2参照实施例1的方法，其中步骤(2)中N-溴代乙酰胺的用量为400mg；步骤(3)中醋酸高铅的用量为900mg，反应时间为7小时；步骤(4)中锌粉的用量为500mg，反应时间为7小时；步骤(5)中过氧化氢水溶液的用量为0.5mL，甲醇溶液(含3％wt氢氧化钾)的用量为15mL；步骤(6)中甲基三苯基碘化膦的用量为300mg；其它条件与实施例1相同，得到结果相同。
实施例3分别参照实施例1和实施例2的方法，其中，步骤(6)用等量甲基三苯基溴化膦代替甲基三苯基碘化膦，其它条件相同，得到结果相同。
目的产物(24-亚甲基-胆甾-3β，5α，6β，19-四醇)结构确证熔点 221～223℃，文献报道为224～226℃比旋光度 [α]20D＝+3.5°(c，0.23，CH3OH)，文献报道为+2.6°(c，0.347，CH3OH)元素分析 C74.86，H10.86，C28H48O4的计算值C75.06，H10.71FAB-MSM++1＝449IR3315，1083，2942，2867，1640，1452，1378，1343，1080，1058，1030，879v/cm-11HNMR(DMSO-d6)0.662(s，3H，H-18)，0.906(d，J＝6.5Hz，3H，H-21)，0.977(d，J＝3.5Hz，3H，H-26)，0.991(d，J＝3.5Hz，3H，H-27)，2.198(m，J＝6.5Hz，1H，H-25)，3.273(m，1H，H-6)，3.519(dd，J＝12.0，6.0Hz，1H，H-19a)，3.731(s，1H，5-OH)，3.839(m，1H，H-3)，3.985(dd，J＝12.0，3.5Hz，1H，H-19b)，4.155(d，J＝5.5Hz，1H，3-OH)，4.520(dd，J＝6.0，3.5Hz，1H，19-OH)，4.634(brs，1H，H-28a)，4.695(brs，1H，H-28b)，5.041(d，J＝5.5Hz，1H，6-OH)13CNMR(DMSO-d6)155.72(C)，106.38(CH2)，74.45(C)，73.77(CH)，65.76(CH)，61.98(CH2)，56.49(CH)，55.52(CH)，44.94(CH)，42.55(C)，42.46(C)，40.97(CH2)，40.37(CH2)，35.13(CH)，34.15(CH2)，33.87(CH2)，33.00(CH)，31.16(CH2)，30.78(CH)，30.46(CH2)，27.78(CH2)，26.82(CH2)，23.76(CH2)，21.71(CH3)，21.65(CH2)，21.56(CH3)，18.45(CH3)，12.15(CH3)
权利要求
1.一种24-亚甲基-胆甾-3β，5α,6β，19-四醇的合成方法，其特征是用豆甾醇II合成得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮III，再与N-溴代乙酰胺在高氯酸水溶液催化下反应生成3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮IV，接着通过光照成环反应生成3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6，19-环氧-24-酮V，接着环氧开环生成3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮VI，接着用过甲酸氧化5，6-双键得到3β，5α，6β，19-四羟基-胆甾-24-酮VII，最后将支链上的24位羰基转化成亚甲基，得到目的产物I。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是具体步骤为(1).将豆甾醇II按照已有的方法合成得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮III；(2).将III溶解在二氧六环溶液中，冷至10～15℃，加入催化量的高氯酸水溶液，30～40分钟内避光分批加入1～1.4倍重量的N-溴代乙酰胺，室温继续搅拌反应30～40分钟，亚硫酸钠水溶液中止反应，二氯甲烷萃取，减压除去溶剂得到一白色固体，硅胶柱层析，甲醇重结晶得到3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮IV；(3).将上一步中的产物IV或白色固体溶解在苯/环己烷＝1/3～1/2体积比的混合溶剂中，加入5～10倍重量的四醋酸铅，1～1.2倍重量的碘，2～3倍重量的碳酸钙，惰性气体保护下光照反应5～7个小时，冷却后用石油醚和乙酸乙酯萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇重结晶得到3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6，19-环氧-24-酮V；(4).将上一步中的产物V或浅黄色固体溶解在95％的乙醇溶液中，加入3～5倍重量的锌粉，搅拌回流5～7个小时，冷却后过滤，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇重结晶得到3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮VI；(5).将上一步中的产物VI溶解在甲酸/四氢呋喃＝1/2～1/1体积比的混合溶剂中，室温搅拌下慢慢滴加30％v的过氧化氢水溶液，用量为VI重量的2～5倍；40～45℃搅拌3060分钟，室温放置过夜，加水中止反应，乙酸乙酯萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，再加入含2～3％wt氢氧化钾的甲醇溶液，氢氧化钾的用量为VI重量的2～4倍；加热回流10～15分钟，冷却后减压除去甲醇，乙酸乙酯萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇/水重结晶得到3β，5α,6β，19-四羟基-胆甾-24-酮VII；(6).在惰性气体保护下，将5mg/mL～10mg/mL氢化钠的无水二甲亚砜溶液加热至70～80℃搅拌35～45分钟，冷却至室温后加入5～8倍氢化钠重量的甲基三苯基碘化膦或甲基三苯基溴化膦，搅拌10～15分钟后，加入0.5～1.0倍氢化钠重量的上一步中的产物VII，升温至70～80℃搅拌反应1～2个小时，冷却至室温后加入冰水中止反应，乙醚萃取，减压除去溶剂得到一浅黄色固体，硅胶柱层析，甲醇/水重结晶得到目的产物24-亚甲基-胆甾-3β，5α，6β，19-四醇。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是步骤(2)中所用高氯酸水溶液的浓度为5％～10％wt，用量为III的1％～5％mole。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征是步骤(6)中所用的甲基三苯基碘化膦或甲基三苯基溴化膦和VII，分别用无水二甲亚砜溶解后再加入。
全文摘要
本发明涉及具有显著抗肿瘤活性和抗菌活性的天然产物24－亚甲基－胆甾－3β，5α，6β，19－四醇(Nephalsterol A)的合成方法。本发明用易得的豆甾醇合成得到3β－乙酰氧基－胆甾－5－烯－24－酮，再与N－溴代乙酰胺在高氯酸水溶液催化下反应生成3β－乙酰氧基－胆甾－5α－溴－6β－羟基－24－酮，接着通过光照成环反应生成3β－乙酰氧基－胆甾－5α－溴－6，19－环氧－24－酮，接着环氧开环生成3β－乙酰氧基－胆甾－5－烯－19－羟基－24－酮，接着用过甲酸氧化5，6－双键得到3β，5α，6β，19－四羟基－胆甾－24－酮，最后将支链上的24位羰基转化成亚甲基，得到目的产物。在反应过程中采用独特的反应条件和多步反应一步分离提纯的后处理方法，总产率达9.3％，具有实际生产价值。
文档编号A61P35/00GK1448400SQ03114370
公开日2003年10月15日 申请日期2003年5月6日 优先权日2003年5月6日
发明者苏镜娱, 陆伟刚, 曾陇梅 申请人:中山大学