多羟基海洋甾体(25R)-5α-胆甾-2β,3α,26-三醇的合成方法

摘要

本发明公开了一种多羟基海洋甾体(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法。该方法以廉价的替告皂甙元为原料，通过对甲苯磺酰氯酯化、消去反应和锌粉/乙醇体系还原，得(25R)-5α-胆甾-2-烯-16β，26-二醇；经叔丁基二甲基氯硅烷选择性保护C-26-羟基、C-16-羟基甲基磺酸酯化和四氢铝锂还原得(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯；最后通过环氧化，酸性条件开环得目标化合物(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇。本发明的合成路线具有合成原料廉价易得，合成路线科学合理等特点，目标化合物具有潜在的抗肿瘤、抗病毒活性。

权利要求

1.多羟基海洋甾体(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法，其特征是以替告皂甙元为原料，通过对甲苯磺酰氯酯化、消去反应和锌粉/乙醇体系还原得(25R)-5α-胆甾-2-烯-16β，26-二醇；经叔丁基二甲基氯硅烷选择性保护C-26-羟基、C-16-羟基甲基磺酸酯化和四氢铝锂还原得(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯；最后通过环氧化，酸性条件开环得目标化合物(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是具体的反应步骤是：

(1)将替告皂甙元II溶于干燥吡啶中，加入对甲苯磺酰氯，反应液缓慢倒入17％(w/w)HCl中，抽滤，沉淀用水洗至中性，干燥得白色固体化合物替告皂甙元对甲苯磺酸酯III；

(2)将化合物III溶于干燥DMF中，加入LiBr和Li2CO3，反应结束后，反应液冷却至室温，缓慢倒入10％(w/w)HCl中，抽滤，沉淀用水洗至中性，干燥得固体粉末化合物IV；

(3)将化合物IV溶在乙醇中，加入锌汞齐，回流下滴加浓盐酸，TLC跟踪反应，原料消失后停止反应，过滤除去无机沉淀，减压除去大部分乙醇，用二氯甲烷提取1～3次，有机层用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得白色固体，硅胶柱层析提纯得白色固体化合物V；

(4)将化合物V溶于无水溶剂中，加入咪唑和叔丁基二甲基氯硅烷，室温下搅拌反应过夜，反应结束后，反应液倒入水中分散，二氯甲烷提取1～3次，有机层用水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩得黄色油状物化合物VI；

(5)将化合物VI溶于无水吡啶中，冰水浴条件下加入甲基磺酰氯，温度升至室温后搅拌反应4～8小时，TCL检测原料消失，加水淬灭反应，二氯甲烷提取，有机相用5％(w/w)稀盐酸洗去吡啶，水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得黄色油状物化合物VII；

(6)将化合物VII溶于无水溶剂中，分批缓慢加入氢化铝锂，室温下搅拌反应，TCL检测原料消失，加入淬灭剂结束反应，过滤，有机层用5％(w/w)稀盐酸洗涤，再用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得红棕色油状物，硅胶柱层析提纯得油状化合物VIII；

(7)将化合物VIII溶于二氯甲烷中，使用第一种氧化体系时：依次加入水、碳酸钠和间氯过氧苯甲酸，反应4～8h，使用第二种氧化体系时：依次加入高锰酸 钾/硫酸铜粉末、叔丁醇和水，反应2-6h，反应结束后减压浓缩除去二氯甲烷，剩余水相用乙酸乙酯提取，有机层分别用5％(w/w)亚硫酸钠洗、饱和碳酸氢钠洗、水洗各1～3次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得淡黄色油状物IX；

(8)将化合物IX溶于丙酮中，加入酸水解，反应结束后减压蒸去丙酮，加乙酸乙酯萃取，有机层依次用饱和亚硫酸钠、饱和碳酸氢钠，饱和食盐水和水洗涤。无水硫酸钠干燥，粗产物经硅胶柱层析提纯得白色固体I；

上述步骤中，I：(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇；II：替告皂甙元；III：替告皂甙元对甲苯磺酸酯；IV：(25R)-5α-螺甾-2-烯；V：(25R)-5α-胆甾-2-烯-16β，26-二醇；VI：(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯-16β-醇；VII：(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯-16β-甲基磺酸酯；VIII：(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯；IX：(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-2α，3α-环氧-胆甾。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(1)中，II与对甲苯磺酰氯的摩尔比为1∶1～2，反应时间为20～30h。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(2)中，III、LiBr和Li2CO3的摩尔比为1∶10～15∶10～15，反应时间为1～4h，反应温度为110～155℃。

5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(3)中，IV与锌汞齐的摩尔比为1∶140～240。

6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(4)中，溶剂为DMF、THF或二氯甲烷，V、咪唑和叔丁基二甲基氯硅烷的摩尔比为1∶1～3∶1～3。

7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(5)中，VI与甲基磺酰氯的摩尔比为1∶1～3。

8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(6)中，VII与氢化铝锂的摩尔比为1∶1～3，反应时间为24～48h，无水溶剂为乙醚或四氢呋喃，淬灭剂为结晶硫酸钠或水。

9.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(7)中，对第一种氧化体系：VIII、二氯甲烷和水的用量比为1g∶40～60mL∶30～40mL，VIII、碳酸钠和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1∶2.5～4∶1.5～3；对第二种氧化体系：VIII、二氯甲烷、叔丁醇和水的用量比是：1g∶10～20mL∶1～3mL∶0.2～0.6mL，VIII、高锰酸钾和硫酸铜的摩尔比是：1∶10～15∶5～8。 

10.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是步骤(8)中，酸为高氯酸或硫酸，IX与高氯酸的摩尔比为1∶3～6，IX与硫酸的摩尔比为1∶2～4，反应时间为12～24h。 

说明书

技术领域

本发明涉及一种多羟基海洋甾体的合成方法。

背景技术

海洋生物在其特殊的环境下发展了其独特的代谢方式，从而蕴含着大量结构奇特、生理活性极强且作用特殊的物质。海洋甾醇是生物膜的重要组成部分，也是某些激素的前体，具有很强的生物活性，(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇是从海洋生物(Ophiarachna incrassara)中发现的一种多羟基海洋甾体化合物(M.ValeriaD’Auria，J.Org.Chem，1987，52(18)，3947-3952)，其结构式如I，化合物I的2，3位分别具有2β，3α羟基，17位侧链上具有独特的26-羟基。

该化合物及其衍生物有望在如抗肿瘤、抗病毒、降血脂，神经保护等方面得到进一步研究(XIONG Fu，Journal of Natnral Products，1994，57，(11)，1591-1594，)，但该化合物在海洋生物中的含量非常低，目前尚无文献报道该化合物的合成方法，为进一步研究该化合物及衍生物的药理活性，申请人进行了该化合物的合成研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种多羟基海洋甾体(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法，该方法具有原料廉价易得、反应条件温和、选择性好、产率高等特点。
本发明的合成方法是以替告皂甙元为原料，通过对甲苯磺酰氯酯化、消去反应和锌粉/乙醇体系还原得(25R)-5α-胆甾-2-烯-16β，26-二醇；经叔丁基二甲基氯硅烷选择性保护C-26-羟基、C-16-羟基甲基磺酸酯化和四氢铝锂还原得(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯；最后通过环氧化，酸性条件开环得目标化合物(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇。本发明的反应式可以用以下合成路线表示：

I：R1＝R2＝R3＝OH，(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇；II：R1＝H，R2＝OH替告皂甙元；III：R1＝H，R2＝OTs替告皂甙元对甲苯磺酸酯；IV：R1＝R2＝H，(25R)-5α-螺甾-2-烯；V：R1＝R2＝H，R3＝R4＝OH，(25R)-5α-胆甾-2-烯-16β，26-二醇；VI：R1＝R2＝H，R3＝OTBDMS，R4＝OH，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯-16β-醇；VII：R1＝R2＝H，R3＝OTBDMS，R4＝OMs，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯-16β-甲基磺酸酯；VIII：R1＝R2＝H，R3＝OTBDMS，R4＝H，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯；IX：R1＝R2＝O，R3＝OTBDMS，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-2α，3α-环氧-胆甾。
本发明的具体反应步骤是：
(1)将替告皂甙元II溶于干燥吡啶中，加入对甲苯磺酰氯，反应液缓慢倒入17％(w/w)HCl中，抽滤，沉淀用水洗至中性，干燥得白色固体化合物替告皂甙元对甲苯磺酸酯III；
(2)将化合物III溶于干燥DMF中，加入LiBr和Li2CO3，反应结束后，反应液冷却至室温，缓慢倒入10％(w/w)HCl中，抽滤，沉淀用水洗至中性，干燥得固体粉末化合物IV；
(3)将化合物IV溶在乙醇中，加入锌汞齐，回流下滴加浓盐酸，TLC跟踪反应，原料消失后停止反应，过滤除去无机沉淀，减压除去大部分乙醇，用二氯甲烷提取1～3次，有机层用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得白色固体，硅
胶柱层析提纯得白色固体化合物V；
(4)将化合物V溶于无水溶剂中，加入咪唑和叔丁基二甲基氯硅烷，室温下搅拌反应过夜，反应结束后，反应液倒入水中分散，二氯甲烷提取1～3次，有机层用水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩得黄色油状物化合物VI；
(5)将化合物VI溶于无水吡啶中，冰水浴条件下加入甲基磺酰氯，温度升至室温后搅拌反应4～8小时，TCL检测原料消失，加水淬灭反应，二氯甲烷提取，有机相用5％(w/w)稀盐酸洗去吡啶，水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得 黄色油状物化合物VII；
(6)将化合物VII溶于无水溶剂中，分批缓慢加入氢化铝锂，室温下搅拌反应，TCL检测原料消失，加入淬灭剂结束反应，过滤，有机层用5％(w/w)稀盐酸洗涤，再用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得红棕色油状物，硅胶柱层析提纯得油状化合物VIII；
(7)将化合物VIII溶于二氯甲烷中，使用第一种氧化体系时，依次加入水、碳酸钠和间氯过氧苯甲酸，反应4～8h；使用第二种氧化体系时，依次加入高锰酸钾/硫酸铜粉末、叔丁醇和水，2～6h；反应结束后减压浓缩除去二氯甲烷，剩余水相用乙酸乙酯提取，有机层分别用5％(w/w)亚硫酸钠洗、饱和碳酸氢钠洗、水洗各1～3次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得淡黄色油状物IX；
(8)将化合物IX溶于丙酮中，加入酸水解，反应结速后减压蒸去丙酮，加乙酸乙酯萃取，有机层依次用饱和亚硫酸钠、饱和碳酸氢钠，饱和食盐水和水洗涤。无水硫酸钠干燥，粗产物经硅胶柱层析提纯得白色固体I。
上述反应步骤中，步骤(1)中II与对甲苯磺酰氯的摩尔比为1∶1～2，反应时间为20～30h；步骤(2)中III、LiBr和Li2CO3的摩尔比为1∶10～15∶10～15，反应时间为1～4h，反应温度为110～155℃；步骤(3)中IV与锌汞齐的摩尔比为1∶140～240；步骤(4)中溶剂为DMF、THF或二氯甲烷，V、咪唑和叔丁基二甲基氯硅烷的摩尔比为1∶1～3∶1～3；步骤(5)中VI与甲基磺酰氯的摩尔比为1∶1～3；步骤(6)中，VII与氢化铝锂的摩尔比为1∶1～3，反应时间为24～48h，无水溶剂为乙醚或四氢呋喃，淬灭剂为结晶硫酸钠(Na2SO4.10H2O)或水(H2O)；步骤(7)中，对第一种氧化体系：VIII、二氯甲烷和水的用量比为1g∶40～60mL∶30～40mL，VIII、碳酸钠和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1∶2.5～4∶1.5～3；对第二种氧化体系：VIII、二氯甲烷、叔丁醇和水的用量比是：1g∶10～20mL∶1～3mL∶0.2～0.6mL，VIII、高锰酸钾和硫酸铜的摩尔比是：1∶10～15∶5～8；步骤(8)中酸为高氯酸或硫酸，IX与高氯酸的摩尔比为1∶3～6，IX与硫酸的摩尔比为1∶2～4，反应时间为12～24h。

具体实施方式

本发明设计的合成路线具有合成原料廉价易得，合成路线科学合理等特点，目标化合物具有潜在的抗肿瘤、抗病毒活性。
以下实施例用以说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限以下实施例。除非有特别说明，以下实施例中：I：R1＝R2＝R3＝OH，(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇；II：R1＝H，R2＝OH替告皂甙元；III：R1＝H，R2＝OTs替告皂甙元对甲苯磺酸酯；IV：R1＝R2＝H，(25R)-5α-螺甾-2-烯；V：R1＝R2＝H，R3＝R4＝OH，(25R)-5α-胆甾-2-烯-16β，26-二醇；VI：R1＝R2＝H，R3＝OTBDMS，R4＝OH，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯-16β-醇；VII：R1＝R2＝H，R3＝OTBDMS，R4＝OMs，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯-16β-甲基磺酸酯；VIII：R1＝R2＝H，R3＝OTBDMS，R4＝H，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-5α-胆甾-2-烯；IX：R1＝R2＝O，R3＝OTBDMS，(25R)-26-O-叔丁基二甲基硅基-2α，3α-环氧-胆甾。
实施例1
实施例1提供的(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法包括如下步骤：
(1).替告皂甙元II 50g(0.12mol)溶于250ml干燥吡啶中，加入对甲苯磺酰氯45.8g(0.24mol)，室温下搅拌反应24h。反应液缓慢倒入1000ml17％(w/w)HCl中，析出白色沉淀，抽滤，沉淀用水洗至中性，干燥得68g白色固体化合物III，产率99％。
(2).化合物III30g(0.053mol)溶于450ml干燥DMF中，加入LiBr 45.6g(0.53mol)和Li2CO339.2g(0.53mol)，回流1.5h。冷却至室温后缓慢倒入10％(w/w)HCl中，抽滤，沉淀水洗至中性，干燥得白色固体粉末化合物IV23g。产率87.8％。
(3).在一装有机械搅拌，恒压滴液漏斗，回流冷凝管的2L三口圆底烧瓶中依次加入化合物IV(15g，37.7mmol)和1100ml乙醇，加入锌汞齐585g，回流下滴加浓盐酸400ml，TLC跟踪反应，原料消失后停止反应。过滤，减压除去大部分乙醇，用二氯甲烷提取250ml×3次，有机层用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得13g白色固体。硅胶柱层析(乙酸乙酯：石油醚，V∶V＝3∶7)提纯得白色固体化合物V 10.8g，产率71.3％。
(4).化合物V(30g，74.6mmol)溶于无水DMF(300ml)中，加入咪唑(15.2g，3eq)和叔丁基二甲基氯硅烷(22.5g，2eq)，室温下搅拌反应过夜。TCL检测原料消失，倒入3倍量水中分散DMF，二氯甲烷提取3次，水洗3次，无水硫酸钠干燥，浓缩得黄色油状物化合物VI57g。产率86.3％。
(5).化合物VI(5g，9.67mmol)溶于30ml无水吡啶，搅拌溶解，冰水浴条件下加入甲基磺酰氯(2.25ml，3eq)，温度升至室温后搅拌反应4小时，加水淬灭反应，二氯甲烷提取，有机相用5％(w/w)稀盐酸洗去吡啶，水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得黄色油状物5.2g。硅胶柱层析(乙酸乙酯∶石油醚，V∶V＝1∶10)提纯得淡黄色油状化合物VII4.6g，产率80％。
(6).化合物VII(17g，29.16mmol)溶于无水乙醚510ml中，分批缓慢加入氢化铝锂(2.2g，2eq)，室温下搅拌反应36h，TLC检测原料消失。加含结晶水的硫酸钠淬灭反应，过滤，滤渣用乙酸乙酯洗两遍，有机层合并，用5％(w/w)稀盐酸洗涤，有机层再用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得14g红棕色油状物。硅胶柱层析(乙酸乙酯∶石油醚，V∶V＝1∶15)提纯得油状化合物VIII8.9g，产率79％。
(7).将化合物VIII(16g，0.032mol)溶于750ml二氯甲烷中，加入水450ml和碳酸钠(13.6g，0.128mol)。室温搅拌下缓慢加入间氯过氧苯甲酸(13.7g，0.0832mol)。6h后结束反应，浓缩除去二氯甲烷，水相用乙酸乙酯提取，有机相分别用5％(w/w)亚硫酸钠、饱和碳酸氢钠和水洗各三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得17g淡黄色油状物。硅胶柱层析(乙酸乙酯∶石油醚，V∶V＝1∶15)提纯得油状化合物IX10.9g，产率66％。
(8).化合物IX(4g，7.75mmol)溶于丙酮200ml中，加入水18.6ml及70％高氯酸(2.7ml，4eq)。室温搅拌反应过夜，反应结束后减压除去丙酮，加乙酸乙酯萃取，有机相依次用饱和亚硫酸钠、饱和碳酸氢钠洗涤、饱和食盐水和洗涤。无水硫酸钠干燥，浓缩得白色固体6g。硅胶柱层析(丙酮∶石油醚，V∶V＝3∶7)提纯得白色固体化合物I 3g。产率93％。
实施例2
实施例2提供的(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法包括如下步骤：
(1).同实施例1.(1)。
(2).化合物III30g(0.053mol)溶于450ml干燥DMF中，加入LiBr 45.6g(0.53mol)和Li2CO3 39.2g(0.53mol)，110℃回流4h。冷却至室温后缓慢倒入10％(w/w)HCl中，抽滤，沉淀水洗至中性，干燥得白色固体粉末化合物IV23g，产率82％。
(3)～(8).同实施例1(3)～(8)。
实施例3
实施例3提供的(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法包括如下步骤：
(1)～(2).同实施例1.(1)～(2)。
(3).在一装有机械搅拌，恒压滴液漏斗，回流冷凝管的2L三口圆底烧瓶中依次加入化合物IV(15g，37.7mmol)和1100ml乙醇，加入锌汞齐445g，回流下滴加浓盐酸300ml，TLC跟踪反应，原料消失后停止反应。过滤，减压除去大部分乙醇，用二氯甲烷提取250ml×3次，有机层用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩得13g白色固体。硅胶柱层析(乙酸乙酯∶石油醚，V∶V＝3∶7)提纯得白色固体化合物V 10.8g，产率65％。
(4)～(8).同实施例1.(4)～(8)。
实施例4
实施例4提供的(25R)-5α-胆甾-2β，3α，26-三醇的合成方法包括如下步骤：
(1)～(6).同实施例1.(1)～(6)。
(7).将化合物VIII(4g，0.008mol)溶于40mL二氯甲烷中，加入结晶硫酸铜及高锰酸钾混合物粉末24g，再加入4mL适量叔丁醇及0.8mL水，室温下搅拌2小时。减压除去二氯甲烷，水相用乙酸乙酯提取，有机相分别用5％(w/w)亚硫酸钠、饱和碳酸氢钠和水洗各三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得3.6g淡黄色油状物，产率87％。
(8)化合物IX(2g，7.75mmol)溶于丙酮100ml中，加入适量10mL2MH2SO4，室温下搅拌24小时，用饱和碳酸氢钠溶液调pH至中性，减压除去丙酮，加乙酸乙酯萃取，有机相依次用饱和亚硫酸钠、饱和碳酸氢钠洗涤、饱和食盐水和洗涤，无水硫酸钠干燥。硅胶柱层析(乙酸乙酯∶石油醚，V∶V＝3∶7)提纯得白色固体化合物I 1.3g，产率85％。
目标化合物的波谱数据：
1H NMR(DMSO，400MHz)，δ(ppm)：0.613(s，3H，18-Me)，0.80(d，3H，27-Me，J＝6.4Hz)，0.88(d，3H，21-Me，J＝6.4Hz)，0.903(s，3H，19-Me)，3.15～3.17(m，1H，26-Ha)，3.21～3.23(m，1H，26-Hb)，3.55～3.60(m，2H，2α-H and 3β-H).
13C NMR(DMSO，400MHz)，δ(ppm)：12.40(CH3)，14.42(CH3)，17.18(CH3)，18.95(CH3)，20.89(CH2)，23.34(CH2)，24.26(CH2)，28.26(CH2)，28.52(CH2)，31.85(CH2)，32.31(CH2)，33.73(CH2)，34.94(CH)，35.61(CH)，35.80(CH)，35.80(C)，36.19(CH2)，38.85(CH)，39.96(CH2)，40.11(CH2)，42.66(C)，55.25(CH)，56.20(CH)，56.55(CH)，66.84(CH2)，69.56(CH)，70.51(CH).
IR(KBr)v(cm-1)：3352，2927，1446，1382，1036.
Anal.calcd for C27H48O3：C 77.09，H 11.50，found C 77.16，H 11.58.