11,17,21-三乙酰基-6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮的合成

田 2010，VoI．27 No．8亿学与生物Z程 Ch emistry & Bioengineering 11，17，21一三乙酰基一6 一氟一孕甾一1，4～二烯 一 3，20一二酮的合成 李 楠 ，郑国钧 (北京化工大学生命科学与技术学院，北京 100029) 摘 要：以氢化可的松为原料 ，经过 乙酰化 、氟代 、构型翻转 、烯化 ，得 到产 物 11，17，21一三 乙酰基一6 一氟一孕 甾一1，4一二 烯一3，2O一二酮 ，并通过 HNMR对其 结构进行 了确证。 关键词：6a一氟一孕甾一1，4一二烯；氟代；合成 中图分 类号 ：TQ 467．8 R 997．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672—5425(2010)08—0042—02 11，17，21一三 乙酰基一6a-氟一孕甾一1，4一二烯一3，20---" 酮(化合物D是合成氟可龙 的重要原料 ，氟可龙广泛用 于过敏性皮炎、异位性皮炎、脂溢性皮炎 、湿疹、接触性 皮炎等皮肤病的外用治疗[1]。将氟原子引入甾体化合 物中，可以提高甾体化合物的抗炎效果l_2]，同时含氟甾 体化合物的生物半衰期也相应延长。临床研究证明， 0．05 氟羟可舒松较 1 氢化可的松抗炎效果更好。 在化合物I的合成路线 中，氟的引入是关键步骤。 氟引入工艺有两类 ，一类是 由含有剧毒的 HF或高氯酰 氟引人氟原子l_3]，该工艺危险性大，对设备要求高 ；另一 类是用孕甾一1，4一二烯类化合物活化 6一位碳原子后，由 N-F试剂引入氟原子 ]，该工艺得到的孕甾极不稳定。 作者在此 以孕甾一4一烯类化合物氢化可的松 (化合 Ⅱ F Ⅳ OH H OAc Ac Ac0 物Ⅱ)为原料，经过乙酰化、氟代 、构型翻转、烯化L6]，得到 目标化合物I。 1 实验 1．1 主要原料与仪器 氢化可的松，天津津津药业。 薄层层析硅胶 ，分析纯 ，青 岛海洋化工有限公司 ， Avance DRX600型核磁共振仪，德国 Bruker公 司。 1．2 合成路线 以氢化可的松为原料经过乙酰化、氟代、构型翻 转、烯化 ，最终得到 11，17，21一三乙酰基一6a一氟一孕甾一1， 4一二烯一3，2O一二酮，合成路线如图 1所示。 Ⅲ OAc Ac N—F试剂 OAc Ae 图 1 11，17，21一三乙酰基-6口一氟-孕甾一1，4-二烯一3，20一二酮 的合成路线 Fig．1 The synthetic route of 11，17，21。triacetoxy-6a-fluoro-pregn-1，4-diene*3，20。dione 、 收稿 日期 ：2010—05—21 作者简介：李楠(1984一)，男，天津人，硕士研究生，研究方向：药物化学；通讯作者：郑 国钧，博士，教授。E-mail：zheng~@mail． butt．edu．cn。 ● 李 楠等：l1。17，21-三乙酰基-6a一氟一孕甾-1，4-二烯一3，20一二酮的合成／2010年第 8期 1．3 方法 1．3．1 3，11，17，2卜四乙酰基一孕 甾一3，5-Z．烯-20一酮 (III)的合成 在 1 L三口反应瓶 中，通入氮气 ，加入氢化可的松 (63．18 g，0．174 mo1)、乙酸异丙烯酯 (390 mL)，缓慢 滴加 98 浓硫酸 2 mL，混合物在 65℃下搅拌 30 min， 经薄层层析(TLC)点板监测反应[石油醚 ：乙酸乙酯 (体积比，下同)一 3：2]，指示反应完毕，静置，冷却至 室温 ，用饱和碳酸氢钠水溶液 (120 mL)洗 涤 3次 ，至 反应液 中性，用 去 离子水 (100 mL)洗 涤 3次 ，低 温 (一18℃)保存过夜 ，析出淡黄色 晶体，减压抽滤，收集 粉末状 固体并干燥 ，有机相减压浓缩 ，按上述过程反复 重结晶，最终得到化合物 Ⅲ。 1．3．2 11，17，21一三乙酰基一6一氟一孕 甾一4一烯一3，20一二 酮(Ⅳ)的合成 将反应器除水除氧后 ，氮气保护下，向已除水除氧 的 1 L三 口反 应瓶 中加入 化合 物 Ⅲ (53．02 g，0．1 too1)的乙腈溶液 (400 mL)，将反应体 系移至 一4℃的 低温反应槽中，继续搅拌 0．5 h，由恒压滴液漏斗缓慢 滴加 Selectflour(36．10 g，0．102 mo1)与乙腈 (100 mL)的悬浊液 ，滴加完毕持续搅拌 0．5 h，经 TLC点板 监测反应 (石 油醚 ：乙酸乙酯 一 1：1)，指示反应完 毕 ，反应液倾入到乙醚(1000 mL)中，析出 白色 晶体 ， 减压抽滤，收集有机相溶液 ，浓缩 ，得 到黄色粉末 状固 体化合物Ⅳ。 1．3．3 11，l7，21一三乙酰基一6a一氟一孕 甾一4一烯一3，2O一二 酮(V)的合成 在已除水除氧的 500 mL三口瓶中，加入化合物Ⅳ (18．59 g，0．0367 mo1)的乙酸溶液(300 mI )，通入干燥 的氯化氢气体 (由 98 浓硫酸滴加到 37 浓盐酸 中制 得 ，并经无水氯化钙干燥)，持续搅拌 2 h，经 TLC点板 监测反应(石油醚 ：乙酸乙酯一3：2)，指示反应完毕， 将去离子水(300 mL)倾人到反应溶液中，用二氯甲烷 (150 mL)萃取 3次 ，用去离子水洗涤有机相溶液至 pH 值为 6～7，再用饱和碳酸钠水溶液(100 mL)洗涤 3次、 去离子水(100 mL)洗涤 3次，有机相用无水硫酸镁干燥 过夜，减压抽滤，得到淡黄色固体化合物V。 1．3．4 11，17，21一三乙酰基一6a一氟一孕 甾一1，4一二烯一3， 2O一二酮(I)的合成 氩气保护下 ，向已除水除氧的 1 L三 口瓶 中加入 化合物 V(18 g，0．0355 mo1)、二氯二氰基苯醌(33．96 g，0．150 too1)，置换气体 3次后 ，加入无水二 氧六环 (600 mL)，加热回流反应 16 h，经 TLC点板监测反应 (石油醚 ：乙酸乙酯一1：1)，指示反应完毕，反应液冷 却静置至室温，析出固体，减压抽滤，浓缩得到棕色固 体。将棕色固体溶于二氯甲烷(400 mL)中，用 1 mol · L 氢氧化钠水溶液 (200 mL)洗涤 3次去除过量的 二氯二氰基苯醌 ，有机相用去离子水 (150 mL)洗涤 3 次 、饱和氯化钠溶 液(150 mL)洗 涤 3次，无 水硫 酸镁 干燥过夜，减压抽滤，浓缩，得到棕黄色固体。用乙酸 乙酯溶解该固体后 ，通过硅胶 闪柱去除(石油醚 ：乙酸 乙酯一4：1)杂质，洗脱液浓缩，得到淡黄色固体化合 物 I。 2 结果与讨论 2．1 产物收率与结构表征 化合 物 Ⅲ，59．2 g，收 率 为 60．8 。1HNMR(400 MHz，CDCl )， ，ppm：2．0(12H，ITI，一 O— CO— CH3)， 4。8(1H，d，一C0一 CHaH—O )，4．66(1H，d，一CO— CHHb— O一 )，5．32(1H，S，一 。一 CH1)，5．55(1H ，d， 一 C—CH—C)，5．66(1H，S，一O～C—CH—C一 )。 化合物Ⅳ，5O．1 g，收率为 98．7 01HNMR(400 MHz，CDCl3)， ，ppm：2．06(9H ，t，一 O— CO— CH3)， 6．06(1H，S，O—C—CH1一 )，5．29(1H，dddd，一CH1--F)。 化合物 V，17。48 g，收率 为 94．0 。1HNMR(400 MHz，CDCl )， ，ppm：2．07(9H ，t，一 O— CO— CH3)， 6．08(1H，S，O—C—CH 一)，5．27(1H，dddd，一CH1一F)。 化合物I，9．99 g，收率 为 55．89 。1HNMR(400 MHz，CDCl )， ，ppm：7．18(1H ，d，O— C— CHa— CH 一 )，6．29(1H ，d，O—C— CH—CHb一 )。 2．2 讨论 (1)德国先令公司报道的合成路线中使用的原料 3一羟基一21-乙酰基一16一甲基一孕 甾一5一烯一20一酮价格 昂贵 且难以购买。本实验以氢化可 的松为起始原料 ，具有 价廉易得的优势。 (2)文献[4]中以孕甾一1，4-二烯类化合物与乙酸 异丙烯酯反应 ，得到的三乙酰基～孕甾一1，3，5一三烯类化 合物不稳定 ，一旦脱离乙酸异丙烯酯又分解为孕 甾一1， 4一二烯类化合物。本实验选用孕 甾一4一烯类化合物氢化 可的松与乙酸异丙烯酯反应 ，得 到的三乙酰基一孕甾一 3，5一二烯类化合物(即化合物Ⅲ)性质稳定，经过氟代、 构型翻转、烯化即可得到目标化合物 I。 (3)文献[4]报道乙酸异丙烯酯与化合物 Ⅱ的投料 比为 24：1，由于乙酸异丙烯酯大大过量 ，且其价格较 高，造成该方法成本较高。本实验发现乙酸异丙烯酯 (下转第 47页) 龙 尾等：赭曲霉对 16a，17a-环氧黄体酮的C。。口一羟基化工艺研究／2010年舅 8期 steroid compounds：Recent developments~J]．Enzyme and Micro bial Technology，2003，32(6)：688—705． E2] 杜大庆，刘玲玲，张星元，等．黑根霉对甾体的 c11 一羟基化反应 EJ3．河南工业大学学报(自然科学版)，2006，27(3)：70—74． [3] 万金营，杜连祥，巩培，等．双液相体系下对黑根霉 C a羟基化 16a，17a一环氧孕酮的研究EJ]．天津科技大学学报，2009，24(2)： 13 16． [4] Roglic U，Znidarsic Plazl P，Plazl I．The influence of cyclodex 囫 trin on the kinetics of progesterone transformation by Rhizopus ’ nigricans[J]．Biocatalysis and Biotransformation，2005，23(5)： 299 305． E5] 徐银，陈小龙，郑裕国．雅致小克银汉霉对 16a，17a一环氧黄体酮 Clla羟基化的工艺研究[J]．中国生化药物杂志，2009，30(4)： 239—242． [6] 李安华，王艺军，王明道，等．绿僵菌羟基化 16 ，1 7a环氧黄体酮 的工艺研究EJ]．河南科学 ，2007，25(5)：754—757． Study on Cu a—Hydroxylation of 16a，17a—EpOxypr0gesterone by Aspergillus Ochraceus 405 LoNG Wei，SHEN Yan-bing，MA Bing．W ANG M in (Key Laboratory of Industrial Microbiology，Ministry of Education，College of Biotechnology， Tianjin University of Science& Technology，Tianjin 300457，China) Abstract：The Cl1口一hydroxylation of 16a，17a—epoxyprogesterone(EP)by Aspergillus ochraceus 405 was studied．The most important fermentation factors，such as inoculum amount，rotate speed。substrate addinlg time and adding method were optimized．The conversion rate reached 80．5 when the EP coneentration was 1O g· L～ ，the initial pH value was 5．0，the inoeulum amount was 2． 0 ，the rotate speed was 200 r·min ’and the adding time was 28 h for EP dissolved in ethanol and treated by ultrasound．In addition，the C1]a—hydroxylation of EP in the presence of hydroxypropyl一 cyclodextrin(HP-p-CD)was also studied，the best molar ratio of HP— CD to EP was 1．25：1，the adding time was 4 h，and the conversion rate reached 93 ． 1 ，which increased by 12．6 compared with the control experiment． Keywords：1 6a，1 7a—epoxyprogesterone；Aspergillus dextrin ochraceus；Cn a—hydroxylation；hydroxypropyl—fl-cyclo (上 接 第 43页) 与化合物 Ⅱ的投料 比为 14：1时，化合物 Ⅱ即可反应 完毕 ，不仅降低了乙酸异丙烯酯的用量，而且能够得到 性质稳定的活化 6一位碳原子孕甾化合物。 (4)在化合物Ⅳ的构型翻转过程中，应控制反应温 度在 7～8℃。若温度过高 ，会有副反应发生 ；温度 过 低，溶液则会凝固而无法发生反应。 3 结论 以氢化可的松为原料，经过 乙酰化、氟代 、构型翻 转 、烯化 ，得到产物 11，17，21_三乙酰基一6a一氟一孕 甾一1， 4一二烯一3，20一二酮 ，并通过 HNMR对其结构进行了确 证 。该方法原料价廉易得 ，得到的孕 甾化合物性质稳 定 ，是合成 11，17，21一三乙酰基一6d一氟一孕 甾一1，4一二烯一 3，2O一二酮的绿色工艺途径 。 参考文献 ： [1] 谭仁祥，王建文．甾体化学[M]．北京：化学工业出版社，2009：2-4． [2] 赵健，蒋兴凯，译．药物化学原理[M]．北京：中国医药科技出版 社，2005：754． [3] 金敬德，应明华，洪用剑．皮质激素的合成方法[P]．CN 1 786 014。 2006-06-14． [4] Cainelli Gianfranco，Umani Ronchi Achille，Sandri Sergio，et a1．A process for the preparation of 6alpha—-fluoro steroids by isomerisa—- tion of 6beta—fluoro steroids[P]．W0 2003 082 896，2003 11 20． r5] wain Christopher Pau1．Preparation of flumethasone and its 17一 carboxyl androsten analogue[P]．WO 2002 100 878，2002—06—11． [6] Burn D，Kuik D，Petrow V．A new reagents for the preparation of △ 一and△ t t steroidal ketones[J]．Proc Chem Soc，1960，1：14． Synthesis of 1 1，17，21一Triacetoxy一6a—fluoro—pregn一1，4-diene-3，20-dione LI Nan，ZHENG Guo-jan (College of Li’fe Science and Technology，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China) Abstract：Using hydrocortisone as raw material，1 1，1 7，2 1一triacetoxy一6a—fluoro—pregn一1，4-diene一3，20-dione was synthesized through acetylation，fluoro substitution，flip configuration，olefination．Its structure was charac— terized by HNM R． Keywords：6a—fluoro—pregn～1，4-diene；fluoro substitution；synthesis