专利名称：一种7－酮石胆酸的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种7-酮石胆酸的制备方法，特别涉及采用电解法制备7-酮石胆酸的方法。
背景技术：
7-酮石胆酸[7K-LCA，其结构如式(1)所示]是制备熊去氧胆酸(UDCA)的重要中间体。熊去氧胆酸主要用于治疗各种胆疾(胆结石，胆囊炎)、肝炎和高血脂等疾病，是FDA批准用于治疗原发性胆汁性肝硬化(PBC)的唯一药物。熊去氧胆酸是名贵中药熊胆的主要有效成分，但是，熊胆是非常稀缺的资源，难以满足临床应用的需求。
50年代以来，出现了以动物胆酸类物质为原料的化学合成方法。日本专利(JP 0161496)报道以牛、羊胆酸为原料，通过甲酯化选择性保护3位羟基，然后用(NH4)2Ce(NO3)3和NaBr氧化7位羟基得7-酮胆烷酸，再与MeSO2Cl反应得12α-甲磺酰酯，在有机胺Me2NPh存在下加热消除甲磺酰基得Δ11-3α-7-羰基胆烷酸甲酯，再用金属钠在正丁醇中氢解得Δ11-3α，7β-二羟基胆烷酸甲酯，用Pd/C催化氢化得熊去氧胆酸。60年代后，人们对熊去氧胆酸的合成研究主要致力于7-酮石胆酸的立体选择性还原，即用碱金属在低级醇中还原。1977年Saito等(JP 52007950)报道，在叔丁醇中用金属钾还原7-酮石胆酸，有选择地将7位羰基还原为7位β羟基，从而制备熊去氧胆酸，收率为99.9％，纯度为96.1％，m.p.为196℃。日本专利(JP 05032692)报道7-酮石胆酸在丙醇中用KOH处理，回流2h，用H2-Raney Ni在80℃，4.9×105Pa下反应3.5h得99.0％的含胆酸的熊去氧胆酸混和物，还原收率为97.7％，7β选择性为92.5％。1988年周维善等(化学学报.1998，46(11)1150)报道以猪胆汁中的主要成分猪去氧胆酸为原料，利用1，2酮基移位反应使6位羟基转化为7位羟基。该方法的总收率约为15％左右。1991年，王钟麒等(中国科学(B辑).1991，(7)680)报道了以猪去氧胆酸为原料，合成具有4-烯-3-酮结构的化合物，然后经6，7位脱氢、环氧化、催化氢化达到重建5位β氢构型的目的，并且获得了7位羟基，然后进一步合成熊去氧胆酸。此方法的关键是在7α羟基形成的同时，还获得了5位β氢的构型。该方法合成熊去氧胆酸的总收率为26％。
综上，化学合成法存在合成步骤多，操作条件苛刻，收率低，且易污染环境等缺点。
80年代后，微生物发酵法、酶化学法、电化学合成等方法也发展起来。1980年Sawada(Appl.Environ.Microbial.1982，44(6)1249-1252)等报道了一种通过镰刀菌属木贼镰孢Fusarium equiseti M-41自石胆酸制备熊去氧胆酸的方法，收率为50％。1981年Hirano(J.Lipid.Res.1981，22(7)1060-1068)报道了利用人体肠道菌丛在体外实现鹅去氧胆酸(CDCA)向熊去氧胆酸转化的方法，总转化率为80～90％。1985年Kole等(FEMS Microbiol.Lett.，1985，28(1)，69-72)首次利用C.absonum的固定化细胞进行了熊去氧胆酸转化的探索，总体来说，转化率太低，仅为20％左右。
微生物发酵法主要问题在于，筛选稳定、高效的菌株比较困难，且发酵产物复杂，分离困难。
电化学合成方法的研究方向主要在寻找合适的立体选择性还原催化剂。日本专利(JP06002184)报道7-酮石胆酸在低级醇中用电化学还原可以转化为熊去氧胆酸，研究了不同电流密度和通电时间对熊去氧胆酸产率的影响。美国专利(US 4,547,271)报道在含有低级醇的电解液中，添加弱酸两极性化合物如二甲基亚砜、四甲基脲等，以钌涂钛合金和汞为电极电化学还原7-酮石胆酸为熊去氧胆酸，选择合适的电解液系统可以得到产率较高熊去氧胆酸。该方法相对比较简单、安全。
综上所述，电化学合成法在熊去氧胆酸(UDCA)的制备中具有独特的优势。鉴于此，如能实现采用电化学合成法来制备7-酮石胆酸，则将克服现有熊去氧胆酸制备方法中存在制备步骤长、效率低、产物分离困难、操作条件苛刻及易污染环境等缺点。
发明内容
本发明目的在于，提供一种采用电解法制备7-酮石胆酸的方法。
本发明采用电解法，氧化介质中间接氧化相对价廉、易得的鹅去氧胆酸[CDCA，其结构如式(2)所示]制得7-酮石胆酸(合成熊去氧胆酸的重要中间体)。
本发明所说的制备7-酮石胆酸的方法，其特征在于，所说制备方法的主要步骤是将结构如式(2)所示的化合物溶于有机溶剂构成电解液，在有氧化介质存在的条件下，恒电流电解所说的电解液获得目标物[结构如式(1)所示]，其中电解的电流密度为47.6A/m2～190.4A/m2(优选的电解电流密度为95.2A/m2)。
在本发明中，推荐使用的有机溶剂为C1～C3的一元醇或乙腈，最佳为乙腈、甲醇或乙醇；推荐使用的氧化介质是水溶性溴化物，最佳为溴化钾。
以氧化介质为溴化钾为例，本发明的主要反应方程式如下阳极的电极反应
由上述技术方案可知，本发明具有操作条件温和、对环境友好及简化了熊去氧胆酸(UDCA)的制备步骤等优点。
具体实施例方式
本发明所说的电解可在隔膜式或非隔膜式电解槽中进行，分述如下I.在隔膜式电解槽中，本发明包括如下步骤(1)分别将0.4g KBr溶于13ml去离子水中，1.0～2.5g(优选2.0～2.5g)鹅去氧胆酸(CDCA)溶于50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然后将两溶液混合均匀后放入阳极室作为阳极电解液；以63ml 20％的稀硫酸为阴极液；以PbO2/Ti网状电极、钛钌网状电极或石墨板状电极为阳极，不锈钢板为阴极；HF-101强酸型阳离子交换膜(上海华凯科技贸易公司)为隔膜，用直流稳压稳流电源控制电解时的电流，进行恒电流电解，电解的电流密度为47.6A/m2～190.4A/m2，采用薄层层析法(TLC)判断反应终点(所用的展层剂为三氯甲烷/甲醇/冰乙酸，其体积比为40∶2∶1，显色剂为20％的磷钼酸乙醇溶液，显色温度为100℃左右)，经薄层层析后，当原料点消失时，停止电解；
(2)将经步骤(1)电解后的阳极电解液进行抽滤，滤液在搅拌下缓慢加入到700ml左右的去离子水中，静置，有沉淀析出，过滤，滤饼经干燥后即为目标物(7-酮石胆酸)。
II.在非隔膜式电解槽中，本发明包括如下步骤(1)分别将0.4g KBr溶于13ml去离子水中，1.0～2.5g(优选2.0～2.5g)CDCA溶于50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然后将两溶液混合均匀后放入电解槽中作为电解液；以PbO2/Ti网状电极、钛钌网状电极或石墨板状电极为阳极，不锈钢板为阴极；用直流稳压稳流电源控制电解时的电流，进行恒电流电解，电解的电流密度为47.6A/m2～190.4A/m2，采用TLC判断反应终点(所用的展层剂及其比例和显色剂及显色温度同上)，当原料点消失时，停止电解；(2)将经步骤(1)电解后的电解液进行抽滤，滤液在搅拌下缓慢加入到700ml左右的去离子水中，静置，有沉淀析出，过滤，滤饼经干燥后即为目标物(7-酮石胆酸)。
下面通过实例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围在下面实施例中，采用高效液相色谱(HPLC)对产物(7-酮石胆酸)进行定量分析。除特别说明外，HPLC的检测条件为色谱柱为RP C18反相柱，流动相为体积比为70∶30的乙腈和pH＝3.0的磷酸缓冲液，流速为1.0ml/min，柱温为室温，紫检外测波长为208nm。
实施例1将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙腈中，将两溶液混合均匀后放入H型隔膜电解槽的阳极室作为阳极电解液。以63ml 20％的稀硫酸为阴极液。HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为95.2A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间为2.5h。得到7K-LCA粗品1.697g，HPLC含量为90.4％。计算得产率和电流效率分别为77.1％和84.2％。产物经柱层析、重结晶纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。1H核磁共振分析结果δ0.5～1.8、2.1、2.2(33H，m，-CH2-，-CH2CH3，-CH2CH2-)δ1.9(1H，d，-CH-)，δ2.4(1H，t，-COCH)，δ2.8(1H，q，-CHCHCH2-)，δ4.5(1H，s，-OH)，δ11.4(1H，s，-COOH)。
实施例2将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙醇中，将两溶液混合均匀后放入H型隔膜电解槽的阳极室作为阳极电解液。以63ml 20％的稀硫酸为阴极液。HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为95.2A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间约为4.5h。得到7K-LCA粗品1.652g，HPLC含量为89.5％。计算得产率和电流效率分别为74.3％和45.5％。产物经纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。
实施例3将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙腈中，将两溶液混合均匀后放入H型隔膜电解槽的阳极室作为阳极电解液。以63ml 20％的稀硫酸为阴极液。HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为190.4A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间为2.25h。得到7K-LCA粗品1.423g，HPLC含量为87.9％。计算得产物产率和电流效率分别为62.8％和38.1％。产物经纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。
实施例4将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙腈中，将两溶液混合均匀后放入H型隔膜电解槽的阳极室作为阳极电解液。以63ml 20％的稀硫酸为阴极液。HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为47.6A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间为4.5h。得到7K-LCA粗品1.589g，HPLC含量为86.7％。计算得产物产率和电流效率分别为69.2％和84.0％。产物经纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。
实施例5将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.5gCDCA溶于50ml乙腈中，将两溶液混合均匀后放入H型隔膜电解槽的阳极室作为阳极电解液。以63ml 20％的稀硫酸为阴极液。HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为95.2A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间为3.5h。得到7K-LCA粗品1.678g，HPLC含量为86.4％。计算得产物产率和电流效率分别为58.3％和56.9％。产物经纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。
实施例6将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙腈中，将两溶液混合均匀后放入H型隔膜电解槽的阳极室作为阳极电解液。以63ml 20％的稀硫酸为阴极液。HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜。以石墨板状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为95.2A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间约为3.3h。得到7K-LCA粗品1.597g，HPLC含量为88.7％。计算得产物产率和电流效率分别为71.2％和58.6％。
实施例7将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙腈中，将两溶液混合均匀后放入无隔膜电解槽中作为电解液。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为95.2A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间约为3.8h。得到7K-LCA粗品1.519g，HPLC含量为89.7％。计算得产物产率和电流效率分别为68.4％和48.8％。产物经纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。
实施例8将0.4g KBr溶于13ml二次去离子水中，称取2.0gCDCA溶于50ml乙醇中，将两溶液混合均匀后放入无隔膜电解槽中作为电解液。以PbO2/Ti网状电极为阳极，不锈钢板为阴极。所用电流密度为95.2A/m2，经TLC检测，CDCA基本反应完时，停止电解，通电时间约为8.4h。得到7K-LCA粗品1.627g，HPLC含量为88.4％。计算得产物产率和电流效率分别为72.3％和23.4％。产物经纯化后，测得熔点m.p.200～203℃(文献值201～203℃)。
权利要求
1.一种7-酮石胆酸的制备方法，其特征在于，所说制备方法的主要步骤是将结构如式(2)所示的化合物溶于有机溶剂构成电解液， 在有氧化介质存在的条件下，恒电流电解所说的电解液获得目标物，其中电解的电流密度为47.6A/m2～190.4A/m2。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所说的有机溶剂为C1～C3的一元醇或乙腈。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，其中所说的有机溶剂为为乙腈、甲醇或乙醇。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所说的氧化介质为水溶性溴化物。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其中所说的氧化介质为溴化钾。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所说制备方法包括如下步骤(1)分别将0.4g KBr溶于13ml去离子水中，1.0～2.5g鹅去氧胆酸溶于50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然后将两溶液混合均匀后放入阳极室作为阳极电解液；以63ml 20％的稀硫酸为阴极液；以PbO2/Ti网状电极、钛钌网状电极或石墨板状电极为阳极，不锈钢板为阴极；HF-101强酸型阳离子交换膜为隔膜，用直流稳压稳流电源控制电解时的电流，进行恒电流电解，电解的电流密度为47.6A/m2～190.4A/m2，经薄层层析后，当原料点消失时，停止电解；(2)将经步骤(1)电解后的阳极电解液进行抽滤，滤液在搅拌下缓慢加入到700ml左右的去离子水中，静置，有沉淀析出，过滤，滤饼经干燥后即为目标物。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，其中电解的电流密度为95.2A/m2。
8.如权利要求1～5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所说制备方法包括如下步骤(1)分别将0.4g KBr溶于13ml去离子水中，1.0～2.5g鹅去氧胆酸溶于50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然后将两溶液混合均匀后放入电解槽中作为电解液；以PbO2/Ti网状电极、钛钌网状电极或石墨板状电极为阳极，不锈钢板为阴极；用直流稳压稳流电源控制电解时的电流，进行恒电流电解，电解的电流密度为47.6A/m2～190.4A/m2，经薄层层析后，当原料点消失时，停止电解；(2)将经步骤(1)电解后的电解液进行抽滤，滤液在搅拌下缓慢加入到700ml左右的去离子水中，静置，有沉淀析出，过滤，滤饼经干燥后即为目标物。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，其中电解的电流密度为95.2A/m2。
全文摘要
本发明涉及一种7－酮石胆酸的制备方法，其主要步骤是将结构如式(2)所示的化合物溶于有机溶剂构成电解液，在有氧化介质存在的条件下，恒电流电解所说的电解液获得目标物，其中电解的电流密度为47.6A/m
文档编号C25B3/02GK1912192SQ20061002941
公开日2007年2月14日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者曹学君, 晋永红 申请人:华东理工大学