技术领域：
本发明涉及甾体药物中间体的制备方法，特别涉及一种孕甾药物中间体孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮、孕甾-4，9(11)-双烯-3，20-双酮-17α-羟基的制备方法。
背景技术：
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糖皮质激素是肾上腺皮质分泌的类固醇化合物，其生理性作用表现在对糖、蛋白质、脂肪、水和电解质的影响。它能抑制缓激肽、前列腺素e2、5-羟色胺、组胺等炎性介质的合成与释放，降低血管通透性、稳定溶酶体膜、抑制吞噬作用。对各种原因引起的炎症都有很强的抗炎作用，可以减轻炎症早期的渗出、水肿、毛细血管扩张、白细胞浸润及吞噬反应，可抑制炎症后期毛细血管和纤维母细胞增生，抑制免疫反应产生的病理变化，解除该疾病的症状。
孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮、孕甾-4，9(11)-双烯-3，20-双酮-17α-羟基是孕甾药物重要中间体，可以制备糖皮质激素，例如cn200710061254.4中就介绍了以孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮为底物制备倍他米松及其系列产品的方法。
为了更好地制备孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮，研究人员采取了多种方法。
cn201010278556.9由霉菌脱氢物制备甲基四烯物分为两步反应：第一步脱水得甲基脱水物，第二步经还原得甲基四烯物(5st)。
cn201510090371.8公开了以雄甾-4-烯-3，17-双酮-9α-羟基为底物，经过脱水、醚化、接侧链、生物脱氢得到孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮。
技术实现要素：
本发明涉及甾体药物中间体的制备方法，特别涉及一种孕甾药物中间体孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮、孕甾-4，9(11)-双烯-3，20-双酮-17α-羟基的制备方法。
我们经过不断的研究，惊奇地发现，通过优化反应路线，调整工艺，可以雄甾-4-烯-3，17-双酮为底物，经过氰化、缩酮、格氏、生物氧化、脱水应得到孕甾-4，9(11)-双烯-3，20-双酮-17α-羟基，再经过生物脱氢、脱水反应，得到孕甾-1，4，9(11)，16(17)-四烯-3，20-双酮。
一种式2化合物的制备方法，其特征是：
步骤1：
将1-4个碳的醇和无机碱水溶液搅拌均匀，将式3化合物投入到其中，搅拌均匀。再加入2倍摩尔比以上的丙酮氰醇，控制温度在25-40℃之间搅拌反应直至无原料。再将反应液稀释入水中，用无机酸中和稀释液至ph值中性；过滤得到式4化合物；
步骤2：
将式4化合物投入到乙二醇中，再依次加入对甲苯磺酸、原甲酸三乙酯，升温至30-60℃反应直至无原料，再加入适量的有机碱中和，然后将反应液稀释入水中，过滤，得到缩酮物式5化合物；
步骤3：
将干燥的式5化合物和乙烯基正丁醚投入到含有甲苯磺酸的2-6个碳的醚溶液中，搅拌反应至无原料，得到反应的中间体；再滴加入格氏试剂-甲基氯化镁/ 四氢呋喃，滴加完成后，室温搅拌反应至无中间体。再用饱和氯化铵水溶液缓慢滴加淬灭格式试剂，然后用无机酸调反应液的ph值小于3。加热反应液至40-70℃保温2小时，后降温至5-10℃，用无机碱水溶液调ph至中性，浓缩、稀释，过滤，得到式6化合物；
步骤4
将式6化合物粉碎或以1-4个碳的醇溶解，投入含有霉菌的发酵培养基中进行生物发酵，得到式8化合物。
步骤5
在2-6个碳的醚、乙腈中的一种或几种有机溶剂中加入式8化合物，降温至-90至-50℃与三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷中的一种或几种反应，反应至原料少于5％以后，稀释到与水中，用无机碱调节ph值至中性，过滤得到式1化合物。
步骤6
将式1化合物粉碎或以1-4个碳的醇溶解，投入已培养好简单节杆菌的发酵罐中进行生物转化，得到化合物7。
步骤7：
将化合物7投入到醋酸中，再加入的盐酸氨基脲水溶液，升温反应直至无原料，降温至室温，稀释入水中，过滤，得化合物2；
化合物8中的
式5化合物中4、5位和5、6位的虚线表示4、5位或5、6位存在双键。
一种式1化合物的制备方法，其特征是：
步骤1：
将1-4个碳的醇和无机碱水溶液搅拌均匀，将式3化合物投入到其中，搅拌均匀。再加入2倍摩尔比以上的丙酮氰醇，控制温度在25-40℃之间搅拌反应直至无原料。再将反应液稀释入水中，用无机酸中和稀释液至ph值中性；过滤得到式4化合物；
步骤2：
将式4化合物投入到乙二醇中，再依次加入对甲苯磺酸、原甲酸三乙酯，升温至30-60℃反应直至无原料，再加入适量的有机碱中和，然后将反应液稀释入水中，过滤，得到缩酮物式5化合物；
步骤3：
将干燥的式5化合物和乙烯基正丁醚投入到含有甲苯磺酸的2-6个碳的醚溶液中，搅拌反应至无原料，得到反应的中间体；再滴加入格氏试剂-甲基氯化镁/四氢呋喃，滴加完成后，室温搅拌反应至无中间体。再用饱和氯化铵水溶液缓慢滴加淬灭格式试剂，然后用无机酸调反应液的ph值小于3。加热反应液至40-70℃保温2小时，后降温至5-10℃，用无机碱水溶液调ph至中性，浓缩、 稀释，过滤，得到式6化合物；
步骤4
将式6化合物粉碎或以1-4个碳的醇溶解，投入含有霉菌的发酵培养基中进行生物发酵，得到式8化合物。
步骤5
在2-6个碳的醚、乙腈中的一种或几种有机溶剂中加入式8化合物，降温至-90至-50℃与三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷中的一种或几种反应，反应至原料少于5％以后，稀释到与水中，用无机碱调节ph值至中性，过滤得到式1化合物，
式5化合物中4、5位和5、6位的虚线表示4、5位或5、6位存在双键，化合物8中的
如上所述的制备方法，其特征是所述1-4个碳的醇为甲醇或乙醇。
如上所述的制备方法，其特征是所述步骤1中无机碱为naoh、koh中的一种或几种，无机碱水溶液浓度为30-60％，式4化合物与无机碱水溶液的重量体积比为1:0.01-0.1。
如上所述的制备方法，，其特征是所述步骤2中对甲苯磺酸为催化剂量，式5化合物与原甲酸三乙酯的重量体积比为1:0.7-2，有机碱未吡啶或三乙胺中的一种。
如上所述的制备方法，，其特征是所述步骤3中式6化合物与乙烯基正丁醚 的重量体积比为1:0.5-1，甲苯磺酸的2-6个碳的醚溶液浓度为0.01-1％，2-6个碳的醚为乙醚、四氢呋喃、1,2-二氧六环、甲乙醚、二甲醚，无机酸为盐酸，无机碱为naoh、koh、na2co3、nahco3、k2co3、khco3中的一种或几种。
如上所述的制备方法，，其特征是步骤4中霉菌为黑根霉菌、绿僵霉菌、木霉菌、赭曲霉菌、黄曲霉菌中的一种或几种。
如上所述的制备方法，，其特征是步骤4中霉菌为黑根霉菌。
如上所述的制备方法，，其特征是步骤4中霉菌为中国普通微生物菌种保藏管理中心cgmcc编号3.235,3.904的黑根霉菌。
如上所述的制备方法，，其特征是步骤4中斜面培养基中g/l重量体积比为磷酸氢二钾0.05，硫酸镁0.05，柠檬酸铁铵0.005，柠檬酸2，硝酸铵2，碳酸钙10，甘油20，葡萄糖5，琼脂15。
如上所述的制备方法，，其特征是步骤4中发酵培养基中g/l重量体积比为玉米粉3～8，葡萄糖10～25，氯化钾0.02～0.15，硝酸钾0.5～3.0，磷酸二氢钾0.5～2.5，磷酸氢二钾1.0～4.0，硼酸盐0.1～10。
如上所述的制备方法，，其特征是步骤5中式8化合物与三氯化磷、五氯化磷或三氯氧磷的重量比为1:0.8-2。
如上所述式2化合物的制备方法，其特征是步骤6中溶解式1化合物的溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氧六环、n，n-二甲基甲酰胺中的一种或几种，简单节杆菌的为as1.754、as1.94*。
如上所述式2化合物的制备方法，其特征是步骤6生物转化中斜面培养基采用以下配比：葡萄糖1.3％，酵母膏1.3％，琼脂2.0％，以及余量的蒸馏水，用无机碱溶液调至ph7.0-7.2，用于斜面培养。
如上所述式2化合物的制备方法，其特征是步骤6生物转化中斜面培养基采用以下配比：酵母膏0.5％，蛋白胨0.5％，葡萄搪1％，琼脂2％，自来水配制，用无机碱溶液调至ph至7.0-7.2，用于斜面培养。
如上所述式2化合物的制备方法，其特征是步骤6生物转化中发酵培养基为以下配比：葡萄糖1.0，酵母膏0.16％，kh2po40.25％，玉米浆0.1％，以及余量的蒸馏水，用无机碱溶液调至ph7.0-7.2。
如上所述式2化合物的制备方法，其特征是步骤7中盐酸氨基脲水溶液含量为3-10％，升温反应温度为60℃以上。
所述的生物发酵工艺还可采用任何公知的生物发酵工艺方法，如参考《生物合成药物学》(化学工业出版社，2000年出版，褚志义主编；666～675页)中公开的生物发酵工艺。
在步骤4、6中底物的投料浓度为≤4％(相对于发酵液容积)；优选投料浓度 为1％～3％，发酵温度30～34℃，优选促溶剂加入量为2～5％(v/v)。生物脱氢反应时间30～72小时。
所述的生物反应可以采用以下发酵工艺：
斜面培养—一级培养—一级培养—加入化合物(1)发酵进行生物脱氢反应—终止反应。
步骤4、6生物反应结束后终止反应，优选采用将发酵液升温至70～90℃而使菌体灭活的方法，终止反应后用优选采用溶媒萃取发酵液的形式提取脱氢产物。所述萃取用溶媒优选乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿。
所述步骤4生物氧化使用的霉菌为黑根霉菌(rhizopusnigricans)、绿僵霉菌、木霉菌、赭曲霉菌、黄曲霉菌。黑根霉菌优选中国普通微生物菌种保藏管理中心cgmcc编号3.235,3.904。
所述步骤4的生物氧化所用的培养基优选采用以下配比：
步骤4中斜面培养基中g/l重量体积比为磷酸氢二钾0.05，硫酸镁0.05，柠檬酸铁铵0.005，柠檬酸2，硝酸铵2，碳酸钙10，甘油20，葡萄糖5，琼脂15。
步骤4中发酵培养基中g/l重量体积比为玉米粉3～8，葡萄糖10～25，氯化钾0.02～0.15，硝酸钾0.5～3.0，磷酸二氢钾0.5～2.5，磷酸氢二钾1.0～4.0，硼酸盐0.1～10。
所述步骤6生物脱氢所使用简单节杆菌(arthrobactersimplex)优选以下几种菌株：as1.754、as1.94*(均由中国科学院微生物研究所提供)。
所述步骤6的生物脱氢所用的培养基优选采用以下配比：
斜面培养基(％)：葡萄糖1.3，酵母膏1.3，琼脂2.0，以及余量的蒸馏水，ph7.0-7.2，用于斜面培养
发酵培养基(％)：葡萄糖1.0，酵母膏0.16，kh2po40.25，玉米浆0.1，以及余量的蒸馏水，ph7.0-7.2，用于一级、二级培养和最终的生物脱氢反应中。
具体实施方式
hplc：高效液相色谱
实施例1
实施例1-1
将10g式3化合物投入到30ml甲醇和1ml60％koh水溶液中，搅拌均匀。再加入8ml的丙酮氰醇，搅拌反应至原料点消失。再将反应液稀释入150ml水中，用稀盐酸中和稀释液至中性。过滤，洗涤。烤干，得到式4化合物9.7g。
实施例1-2
将10g式3化合物投入到20ml甲醇和0.5ml50％koh水溶液中，搅拌均匀。再加入15ml的丙酮氰醇，搅拌反应至原料点消失。再将反应液稀释入300ml水中，用稀盐酸中和稀释液至中性。过滤，洗涤。烤干，得到式4化合物10.4g。
实施例1-3
将10g式3化合物投入到15ml甲醇和0.2ml40％氢氧化钠水溶液中，搅拌均匀。再加入20ml的丙酮氰醇，搅拌反应至原料点消失。再将反应液稀释入300ml水中，用稀盐酸中和稀释液至中性。过滤，洗涤。烤干，得到式4化合物10.3g。
实施例1-4
将10g式3化合物投入到10ml甲醇和0.1ml30％氢氧化钠水溶液中，搅拌均匀。再加入25ml的丙酮氰醇，搅拌反应至原料点消失。再将反应液稀释入200ml水中，用稀盐酸中和稀释液至中性。过滤，洗涤。烤干，得到式4化合物10.1g。
实施例2
实施例2-1(本步反应收率偏低，可设定为105％-110％)
将10g式4化合物投入到15ml乙二醇中，再依次加入0.1g对甲苯磺酸、20ml原甲酸三乙酯，升温至55-60℃反应至原料点消失。加入适量吡啶中和。然后将反应液稀释入100ml水中，过滤，洗涤。烤干，得到式5化合物10.4g。
实施例2-2
将10g式4化合物投入到20ml乙二醇中，再依次加入0.2g对甲苯磺酸、15ml原甲酸三乙酯，升温至50-55℃反应至原料点消失。加入适量吡啶中和。然后将反应液稀释入150ml水中，过滤，洗涤。烤干，得到式5化合物10.5g。
实施例2-3
将10g式4化合物投入到25ml乙二醇中，再依次加入0.2g对甲苯磺酸、10ml原甲酸三乙酯，升温至40-45℃反应至原料点消失。加入适量吡啶中和。然后将反应液稀释入200ml水中，过滤，洗涤。烤干，得到式5化合物10.8g。
实施例2-4
将10g式4化合物投入到30ml乙二醇中，再依次加入0.3g对甲苯磺酸、20ml原甲酸三乙酯，升温至30-35℃反应至原料点消失。加入适量吡啶中和。然后将反应液稀释入200ml水中，过滤，洗涤。烤干，得到式5化合物10.7g。
实施例3
实施例3-1
将式5化合物10g和5ml的乙烯基正丁醚投入到50ml含有0.01％对甲苯磺酸的四氢呋喃溶液中，搅拌反应至无原料，得到反应的中间体。
再滴加入30ml的3m的格氏试剂甲基氯化镁/四氢呋喃中，滴加完成后，搅拌反应至无中间体。再用饱和氯化铵水溶液缓慢滴加淬灭格氏试剂，然后用浓盐酸调反应液ph至1-2。加热反应液至60-70℃保温1小时，再降温至15-20℃，用10％氢氧化钠水溶液调ph至中性，浓缩除去四氢呋喃。将浓缩残夜稀释入100ml水中。过滤，洗涤。℃烤干，得到式6化合物8.3g。
实施例3-2
将式5化合物10g和7.5ml的乙烯基正丁醚投入到40ml含有0.1％对甲苯磺酸的乙醚溶液中，搅拌反应至无原料，得到反应的中间体。
再滴加入35ml的3m的格氏试剂甲基氯化镁/四氢呋喃中，滴加完成后，搅拌反应至无中间体。再用饱和氯化铵水溶液缓慢滴加淬灭格氏试剂，然后用浓盐酸调反应液ph至1-2。加热反应液至50-60℃保温2小时，再降温至10-15℃，用20％碳酸钾水溶液调ph至中性，浓缩除去四氢呋喃。将浓缩残液稀释入150ml水中。过滤，洗涤。℃烤干，得到式6化合物8.6g。
实施例3-3
将式5化合物10g和9ml的乙烯基正丁醚投入到30ml含有0.1％对甲苯磺酸的1,2-二氧六环溶液中，搅拌反应至无原料，得到反应的中间体。
再滴加入40ml的3m的格氏试剂甲基氯化镁/四氢呋喃中，滴加完成后，搅拌反应至无中间体。再用饱和氯化铵水溶液缓慢滴加淬灭格氏试剂，然后用浓盐酸调反应液ph至1-2。加热反应液至45-55℃保温4小时，再降温至15-20℃，用30％碳酸氢钠水溶液调ph至中性，浓缩除去四氢呋喃。将浓缩残夜稀释入200ml水中。过滤，洗涤。℃烤干，得到式6化合物8.4g。
实施例4
实施例4-1
将黑根霉菌(cgmcc编号3.235)依次进行斜面培养、一级培养和二级培养，培养温度为27-30℃，将20g式6化合物溶于20ml四氢呋喃投入5l发酵罐中，投料浓度为2％，反应温度为28-31℃。直至式6化合物剩余低于5％，反应完成后升温至70℃终止反应，采用乙酸乙酯萃取提取发酵液，将有机相浓缩，甲醇重结晶得到式8化合物19.2g。
实施例4-2
将黑根霉菌(cgmcc编号3.904)依次进行斜面培养、一级培养和二级培养，培养温度为27-30℃，将20g式6化合物溶于30ml甲醇投入5l发酵罐中，投料浓度为3％，反应温度为29-32℃，直至式6化合物剩余低于5％，反应完成后升温至70℃终止反应，采用氯仿萃取提取发酵液，将有机相浓缩，甲醇重结晶得到式8化合物20.1g。
实施例4-3
将黑根霉菌(cgmcc编号3.904)依次进行斜面培养、一级培养和二级培养，培养温度为27-30℃，将20g式6化合物溶于40mln，n-二甲基甲酰胺投入5l发酵罐中，投料浓度为4％，反应温度为26-29℃，直至式6化合物剩余低于5％，反应完成后升温至70℃终止反应，采用二氯甲烷萃取提取发酵液，将有机相浓缩，甲醇重结晶得到式7化合物18.4g。
实施例5
实施例5-1
将式8化合物10g投入到50ml乙醚中，降温至-90℃，加入8g三氯化磷，搅拌反应至原料少于5％以后，稀释到与水中，用氢氧化钠调节ph值至中性，过滤得到式1化合物8.4g。
实施例5-2
将式8化合物10g投入到50ml四氢呋喃中，降温至-70℃，加入10g五氯化磷，搅拌反应至原料少于5％以后，稀释到与水中，用碳酸氢钾调节ph值至中性，过滤得到式1化合物9.1g。
实施例5-3
将式8化合物10g投入到50ml乙腈中，降温至-50℃，加入10g三氯氧磷，搅拌反应至原料少于5％以后，稀释到与水中，用碳酸钠调节ph值至中性，过滤得到式1化合物8.2g。
实施例6
实施例6-1
将简单节杆菌(as1.754)依次进行斜面培养、一级培养和二级培养，培养温度为31-33℃，将20g式6化合物溶于20ml四氢呋喃投入5l发酵罐中，投料浓度为2％，反应温度为31℃。直至式6化合物剩余低于5％，反应完成后升温至70℃终止反应，采用乙酸乙酯萃取提取发酵液，将有机相浓缩，甲醇重结晶得到式7化合物17.4g。
实施例6-2
将简单节杆菌(as1.94*)依次进行斜面培养、一级培养和二级培养，培养温度为29-32℃，将20g式6化合物溶于30ml甲醇投入5l发酵罐中，投料浓度为3％，反应温度为32℃，直至式6化合物剩余低于5％，反应完成后升温至70℃终止反应，采用氯仿萃取提取发酵液，将有机相浓缩，甲醇重结晶得到式7化合物18.3g。
实施例6-3
将简单节杆菌(as1.754)依次进行斜面培养、一级培养和二级培养，培养温度为30-32℃，将20g式6化合物溶于40mln，n-二甲基甲酰胺投入5l发酵罐中，投料浓度为4％，反应温度为32℃，直至式6化合物剩余低于5％，反应完成后升温至70℃终止反应，采用二氯甲烷萃取提取发酵液，将有机相浓缩，甲醇重结晶得到式7化合物18.5g。
实施例7
实施例7-1
将10g式7化合物投入到50ml醋酸中，再加入10％的盐酸氨基脲水溶液。将反应混合液加热至60-65℃反应至无原料点。降温至室温，稀释入200ml水中，过滤，得到8.9g式2化合物。
实施例7-2
将10g式7化合物投入到100ml醋酸中，再加入8％的盐酸氨基脲水溶液。将反应混合液加热至70-75℃反应至无原料点。降温至室温，稀释入400ml水中，过滤，得到9.1g式2化合物。
实施例7-3
将10g式7化合物投入到100ml醋酸中，再加入5％的盐酸氨基脲水溶液。将反应混合液加热至80-85℃反应至无原料点。降温至室温，稀释入400ml水中，过滤，得到9.2g式2化合物。
实施例7-4
将10g式7化合物投入到150ml醋酸中，再加入3％的盐酸氨基脲水溶液。将反应混合液加热至85-90℃反应至无原料点。降温至室温，稀释入500ml水中，过滤，得到9.2g式2化合物。