CN100389123C

CN100389123C - 一类26-溴代-16,22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法

Info

Publication number: CN100389123C
Application number: CNB2006100292522A
Authority: CN
Inventors: 田伟生; 王静; 许启海; 林静容
Original assignee: Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS; Shanghai Normal University
Current assignee: Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS; Shanghai Normal University
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: CN1887900A

Abstract

本发明涉及一类26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法，即在溴化氢-乙酸溶液作用下，甾体E/F缩酮螺环发生开环反应并且26-位溴代，得到26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物，脱溴后即可得到胆甾类化合物，胆甾类化合物可用来合成OSW-1甙元及其类似物。该反应过程如下，本发明的方法不仅操作简便，而且适合工业化生产。

Description

一类26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法

技术领域

本发明涉及一类26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法，即甾体皂甙元或其衍生物的16-位氧化产物和溴化氢-乙酸溶液反应，得到了一系列甾体E/F环开环的26-溴代化合物；这类化合物脱溴后即得到16，22-二氧代-胆甾醇化合物，可以进一步合成OSW-1及其类似物。

技术背景

虎眼万年青皂甙(OSW-1)是一种从原产于南非的常绿观赏植物Ornithogalumsaunderside的地下球茎中分离出的具有胆固醇骨架的皂甙，它对多种恶性肿瘤细胞具有极强的杀伤力，比目前临床所使用的几种抗癌药物如丝裂霉素(Mitomycin)、阿霉素(Adriamycin)、紫杉醇(Taxol)等的效力高出10-100倍。更为重要的是，虽然OSW-1对多种恶性肿瘤细胞都具有很好的活性，但是它对人的正常肺细胞的毒害却很小(IC₅₀ 1500nM)(参见Phytochemistry，1992，31，3969；Bioorg.&Med.Chem.Lett.1997，7，633)，其具体结构如下：

由于OSW-1所具有的极强的抗癌活性以及其独特的化学结构，并且含该化合物的植物资源较少，所以这一类化合物的化学合成已经引起了广泛关注。但是多数研究小组以去氢表雄酮为起始原料来合成OSW-1甙元(参见Tetra.Lett.1998，39，1099；J. Org.Chem.1999，64，202；J.Arm.Chem.Soc.2002，124，6576；CarbohydrateRes.2002，337)，而去氢表雄酮是由天然的薯蓣皂甙元(Diosgenin)经六步反应降解得来的，总收率在25-50％之间(参见J.Am.Chem.Soc.1940，62，3350；J.Org.Chem.1956，21，520)。

田伟生等人以薯蓣皂甙元(diosgenin)为起始原料，充分利用甾体皂甙元的完整碳骨架，分别合成了虎眼万年青皂甙(OSW-1)(参见CN 02145066.8；Tetra.Lett.2003，44，9375；CN 200610026473.4)和偏诺皂甙元(pennogenin，参见CN 02150907.7；Chinese Science in China Ser.B Chemistry，2004，47，142)，报道的合成路线如下：

OSW-1的合成：

由上述合成路线可以看出，从diosgenin合成双酮化合物A需要先还原打开F环然后再氧化打开E环，而合成双酮化合物B仅仅需要氧化打开E/F环；并且合成双酮化合物A操作较为繁琐，需要重复氧化和分离才能转化较为完全，而双酮化合物B可以从diosgenin以大于70％的总产率获得；为了更加高效地合成OSW-1和pennogenin两个天然产物，田伟生等人把两条合成路线进行了整合，把易于大量制备的双酮B的衍生物化合物D转化为较难于大量制备的双酮A的衍生物化合物C(参见CN 200610025917.2)：

但是，上述路线较长，操作也比较繁琐，总收率较低，不利于化合物C的大量制备。

田伟生等人也报道了26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成，但是效率比较低下(参见CN 02150907.7)：

26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物可以参照文献的方法脱除26-溴，得到胆甾类化合物A及其类似物(参见J.Med.Chem.1984，27，1690；Tetra.Lett.1994，35，935)。

本发明从甾体皂甙元或其衍生物的16-位氧化产物出发，非常方便地制备了26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物，并可以进一步用来合成化合物A及其类似物，从而实现了合成OSW-1路线中关键化合物的量的积累。

发明内容

本发明的目的是提供一类26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法。

本发明所述的26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法如下：

甾体皂甙元或其衍生物的16-位氧化产物1溶解在非质子性溶剂、乙酸或它们的混合溶剂中，加入溴化氢-乙酸溶液，混合物在-20℃～回流温度下搅拌0.5～24h，得到26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物2，化合物1与溴化氢的摩尔比是1∶1-10；所述的溴化氢-乙酸溶液是含1～50％溴化氢的乙酸溶液；所述的非质子性溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、***、四氢呋喃(THF)、1，4-二噁烷(dioxane)、苯、甲苯、乙腈或它们的混合溶剂；

所述的化合物1和2的结构式如下所示：

代表朝上或者朝下；R¹为H、OH、OMOM、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTES、OTBS、OTBDPS或者与R²成羰基；R²为H、OH、OMOM、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTES、OTBS、OTBDPS或者与R¹成羰基；R³为H或者C_1～4的烃基；R⁴为OH、OMOM、OBn、OPMB、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTMS、OTES、OTBS或者OTBDPS；R⁵为H、OH、OMOM、OBn、OPMB、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTMS、OTES、OTBS或者OTBDPS；R⁶为H、OH、OAc、OTMS、X或者与R⁷成5，6-双键或5，6-环氧；R⁷为H、OH、OAc、OTMS、X或者与R⁶成5，6-双键或5，6-环氧；

其中，MOM是甲氧亚甲基，Bn是苄基，PMB是对甲氧基苄基，THP是四氢吡喃基，Tr是三苯甲基，Ac是乙酰基，Bz是苯甲酰基，Piv是特戊酰基，TMS是三甲基硅基，TES是三乙基硅基，TBS是叔丁基二甲基硅基，TBDPS是叔丁基二苯基硅基，X是卤素。

化合物2可以参照文献的方法合成胆甾类化合物A及其类似物(参见J.Med.Chem.1984，27，1690；Tetra.Lett.1994，35，935)，从而实现了合成OSW-1路线中关键化合物的量的积累。。

本发明从甾体皂甙元或其衍生物的16-位氧化产物出发，非常方便地制备了26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物，不仅操作简便，而且适合工业化生产，比已有的方法具有很大的优越性。参照文献的方法可以方便地合成OSW-1甙元及其类似物(参见CN 02145066.8；CN 200610025917.2；CN 200610026473.4)。

具体实施方法

通过以下具体实施方法将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

本发明的化合物1a、1d、1e、1f、1g参照文献的方法合成(参见CN 02150907.7；Tetra.Lett.1994，35，935)。

实施例1 化合物1b和1c的合成

1.861g化合物1a溶于50ml无水乙醇中，加入0.411g NH₄Cl(2.6eq.)和0.966g锌粉(5.0eq.)，回流0.5h，荧光点消失，反应良好。硅藻土过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，滤液旋干，快速柱层析分离(PE∶EA＝40∶1-10∶1)，分得化合物1b0.139g(10.0％)和化合物1c 1.314g(89.0％)。

化合物1b：C₂₉H₄₄O₄；FW 472；mp 150℃；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.39(1H，d，J＝4.8Hz，6-H)，4.63-4.57(1H，m，3-H)，3.61-3.56(3H，m，26-H and 16-OH)，1.03(3H，s，19-Me)，1.01(3H，d，J＝6.9Hz，21-Me)，0.83(3H，d，J＝6.3Hz，27-Me)，0.76(3H，s，18-Me)；

MS(EI)：454(M⁺-18，11.1％)，43(100％).

化合物1c：C₃₁H₄₈O₅；FW 500；mp 145-148℃；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.38(1H，d，J＝4.8Hz，6-H)，4.62-4.50(1H，m，3-H)，3.70-3.36(4H，m，26-H and 16-OCH ₂ CH₃)，2.03(3H，s，OAc)，1.21(3H，t，J＝7.2Hz，16-OCH₂ CH ₃ )，1.03(3H，s，19-Me)，1.01(3H，d，J＝6.6Hz，21-Me)，0.81(3H，d，J＝7.8Hz，27-Me)，0.78(3H，s，18-Me).

实施例2 化合物2a的合成

取0.5g化合物1a，用5ml CH₂Cl₂溶解，加入0.2ml 30％溴化氢-乙酸溶液，室温下反应，TLC跟踪至反应完成，约需2h，用饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离得化合物2a 0.415g(产率76％)。

化合物2a：C₂₉H₄₃Br₃O₄；FW 692；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.50(1H，t，J＝5.4Hz，6-H)，4.83(1H，m，3-H)，3.43(2H，d，J＝5.2Hz，26-H)，2.03(3H，s，OAc)，1.04(6H，S，18，19-CH₃)；

IR v：2946，1736，1377，1242，1029 cm^-1.

实施例3 化合物2b的合成

方法一：由化合物1b合成化合物2b

0.299g化合物1b溶于5ml CH₂C1₂，加入0.20ml 33％溴化氢-乙酸溶液，室温下反应1.5h，反应完成，饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离，得化合物2b 0.314g(产率92.8％)。

方法二：由化合物1c合成化合物2b

0.316g化合物1c溶于5ml CH₂Cl₂，加入0.30ml 33％溴化氢-乙酸溶液，室温下反应3.0h，反应完成，饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离，得化合物2b 0.295g(产率87.4％)。

化合物2b：C₂₉H₄₃BrO₄；FW 534；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.38(1H，t，J＝4.4Hz，6-H)，4.62(1H，m，3-H)，3.45(2H，d，J＝5.2Hz，26-H)，2.17(3H，s，OAc)，1.04(6H，s，18，19-CH₃)；

MS(ESI)：536(M⁺+2)；

IR v：2960，1728，1456，1375，1247，1021cm^-1；

元素分析理论值C 65.04％，H 8.09％，

测量值C 65.46％，H 8.42％.

实施例4 化合物2d的合成

取0.3g化合物1d，用10ml CH₂Cl₂溶解，加入0.22ml 33％溴化氢-乙酸溶液(2.0eq.)，室温下反应，TLC跟踪至反应完成，约需1.5h，用饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离(PE∶EA＝16∶1)，得化合物2d 0.306g(产率89％)。

化合物2d：C₂₉H₄₅BrO₄；FW 536；

¹HNMR(CDCl₃，300 MHz)δ：4.67(1H，m，3-H)，3.34(1H，m，26-H)，2.77(1H，m，20-H)，2.03(3H，s，OAc)，1.13(3H，d，J＝6.4 Hz，21-CH₃)，0.91(3H，d，J＝6.8 Hz，27-CH₃)，0.85(3H，s，19-CH₃)，0.77(3H，s，18-CH₃)；

MS(ESI)：538(M⁺+2)；

IR v：2960，1728，1020cm^-1；

元素分析理论值C 64.79％，H 8.44％，

测量值C 64.76％，H 8.49％.

实施例5 化合物2e的合成

0.433g化合物1e溶于5ml CH₂Cl₂，加入0.15ml 37％溴化氢-乙酸溶液，室温下反应，TLC跟踪至反应完成，饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离，得化合物2e 0.357g(产率75.6％)。

化合物2e：C₄₃H₅₉BrO₄Si；FW 746；

¹HNMR(CDCl₃，300 MHz)δ：7.69-7.65 and 7.40-7.36(10H，m，Ar)，3.49(1H，m，3-H)，3.31(m，2H，26-H)，1.06(9H，s，t-Bu)，1.10(d，3H，J＝6.9Hz，21-H)，0.96(d，3H，J＝5.4Hz，27-Me)，0.86(s，3H，18-Me)，0.85(s，3H，19-Me)；

MS(ESI)：748(M⁺+2)；

元素分析理论值C 69.05％，H 7.95％，

测量值C 68.83％，H 8.07％.

实施例6 化合物2f的合成

取0.339g化合物1f，用5ml CH₂Cl₂溶解，加入0.35ml 33％溴化氢-乙酸溶液，室温下反应，TLC跟踪至反应完成，饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离，得化合物2f0.194g(产率51.3％)。

化合物2f：C₃₁H₅₁BrO₆；FW 598；

¹HNMR(CDCl₃，300 MHz)δ：4.75-4.71(m，2H，12-OCH ₂ OCH₃)，4.68(s，2H，3-OCH ₂ OCH₃)，3.75(m，2H，3-H，12-H)，3.37(s，3H，12-OCH₂OCH ₃ )，3.35(s，3H，3-OCH₂OCH ₃ )，3.30(m，2H，26-H)，1.04(d，J＝6.6Hz，3H，21-CH₃)，0.96(d，3H，J＝5.4Hz，27-Me)，0.87(s，3H，18-CH₃)，0.85(s，3H，19-CH₃)；

MS(ESI)：600(M⁺+2)；

元素分析理论值C 62.09％，H 8.57％，

测量值C 62.40％，H 8.49％.

实施例7 化合物2g的合成

取0.424g化合物1g，用5ml CH₂Cl₂溶解，加入0.20ml 30％溴化氢-乙酸溶液，室温反应，TLC跟踪至反应完成，饱和NaHCO₃溶液淬灭，水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机相用饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩所得粗产物经柱层析分离，得化合物2g 0.187g(产率40.4％)。

化合物2g：C₄₁H₄₉BrO₇；FW 732；

¹HNMR(CDCl₃，300MHz)δ：8.03-7.46(10H，m，Ar)，3.99(m，2H，1-H and 3-H)，3.44(1H，m，26-H)，3.04(m，1H，6-H)，1.18(d，3H，J＝6.9Hz，21-H)，1.00(3H，s，19-Me)，0.95(3H，s，18-Me)，0.89(3H，d，J＝6.3Hz，27-Me)；

MS(ESI)：734(M⁺+2)；

元素分析理论值C 67.11％，H 6.73％，

测量值C 67.02％，H 6.54％.

实施例8 化合物3a的合成

将200mg化合物2a溶于5ml乙醇中，加入180mg(10.0eq.)锌粉和38mgNH₄Cl(2.5eq.)，加热回流10h，反应完全，过滤除去固体，将乙醇旋干，所得残留物用乙酸乙酯溶解，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，浓缩得反应粗产物，快速柱层析得化合物3a 90mg(产率68.3％)。

化合物3a：C₂₉H₄₄O₄；FW 456；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.37(1H，d，J＝5.1Hz，6-H)，4.62(1H，m，3-H)，2.04(3H，s，OAc)，1.06(3H，d，J＝6.0Hz，21-Me)，1.05(3H，s，19-Me)，0.91(6H，d，J＝6.0Hz，26，27-Me)，0.81(3H，s，18-Me)；

MS(EI)：441(M⁺-15，5.4％)，397(11.5％)，340(100％)；

IR v：1732，1712cm^-1.

实施例9 化合物3d的合成

将1.072g化合物2d溶于50mL乙醇中，加入0.65g(5.0eq)锌粉和0.268gNH₄Cl(2.5eq)，加热回流4h，反应完全，过滤除去固体，将乙醇旋干，所得残留物用乙酸乙酯溶解，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，浓缩得反应粗产物，快速柱层析得化合物3d 0.805mg(产率87.9％)。

化合物3d：C₂₉H₄₆O₄；FW 458；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：4.61(1H，m，3-H)，2.04(3H，s，OAc)，1.06(3H，d，J＝6.0Hz，21-Me)，0.91(6H，d，J＝6.0Hz，26，27-Me)，0.85(3H，s，19-Me))，0.79(3H，s，18-Me)；

元素分析理论值C 75.94％，H 10.11％，

测量值C 75.82％，H 9.87％.

实施例10 化合物4的合成

化合物3a 2.290g溶于35ml HOAc，加入1.06ml HSCH₂CH₂SH(2.5eq.)，然后滴加1.3ml BF₃·Et₂O(2.0eq.)，室温反应2.5h，原料消失。再加入20ml Ac₂O，混合物立即由白色浑浊变为橙红色透明，反应20min，反应结束。加入饱和NaHCO₃溶液，然后加固体NaHCO₃至无气泡冒出，乙酸乙酯萃取，有机相分别用NaHCO₃溶液和饱和NaCl溶液洗涤，MgSO₄干燥，过滤，减压蒸去溶剂，快速柱层析分离(PE∶EA＝40∶1)，得化合物4的浅黄色粘稠油状物1.830g(63.5％)。

化合物4：C₃₃H₅₀O₄S₂；FW 574；[α]D²⁸＝2 1.4°(C＝0.433，CHCl₃)；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.40(1H，d，J＝3.9Hz，6-H)，4.61(1H，m，3-H)，3.68(1H，q，J＝6.9Hz，20-H)，2.98 and 2.81(4H，m，SCH₂CH₂S)，2.35(3H，s，SAc)，2.04(3H，s，OAc)，1.22(3H，d，J＝7.2Hz，21-Me)，1.05(3H，s，19-Me)，0.98(3H，s，18-Me)，0.87(6H，d，J＝5.7Hz，26，27-Me)；

¹³C-NMR(CDCl₃，75MHz)δ：210.98，195.10，170.51，153.39，139.92，131.03，122.11，73.79，56.49，50.09，48.87，46.84，38.58，38.04，36.74，36.71，35.07，34.39，32.98，31.25，30.59，30.07，29.75，27.62，22.43，22.35，21.39，20.42，19.15，17.14，14.34；

MS(EI)：574(M⁺，1.2％)，475(M⁺-99，100％)；

HRMS(MALDI)：计算值C₃₃H₅₀O₄S₂Na：597.3040；测量值：597.3043；

IR v：1734，1713，1696cm^-1.

实施例11 化合物5的合成

将930mg化合物4溶于30ml无水乙醇中，加入W-2型瑞尼镍约3.5g，室温反应0.5h，原料消失，过滤，残渣用无水乙醇充分洗涤，滤液旋干，快速柱层析分离(PE∶EA＝20∶1)，得化合物5白色固体641mg(90％)。

化合物5：C₂₉H₄₄O₃；FW 440；

¹H-NMR(CDCl₃，300 MHz)δ：5.37(2H，br s，6-H and 16-H)，4.61(1H，m，3-H)，3.20(1H，q，J＝6.9Hz，20-H)，2.04(3H，s，OAc)，1.16(3H，d，J＝6.6Hz，21-Me)，1.06(3H，s，19-Me)，0.87(6H，d，J＝6.0Hz，26，27-Me)，0.85(3H，s，18-Me)；

MS(ESI)：441(M⁺+1，100％)；

IR v：1735，1714，1244 cm^-1.

Claims

1.一类26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物的合成方法，其特征是所述的合成方法如下：

在非质子性溶剂、乙酸或它们的混合溶剂中，甾体皂甙元16-位氧化产物1和溴化氢-乙酸溶液，在-20℃～回流温度下搅拌0.5～24h，得到26-溴代-16，22-二氧代-胆甾醇化合物2，化合物1与溴化氢的摩尔比是1∶1-10；所述的溴化氢-乙酸溶液是含1～50％重量溴化氢的乙酸溶液；

所述的化合物1与化合物2的结构式如下所示：

其中，

代表朝上或者朝下；R¹为H、OH、OMOM、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTES、OTBS、OTBDPS或者与R²成羰基；R²为H、OH、OMOM、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTES、OTBS、OTBDPS或者与R¹成羰基；R³为H或者C_1-4的烃基；R⁴为OH、OMOM、OBn、OPMB、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTMS、OTES、OTBS或者OTBDPS；R⁵为H、OH、OMOM、OBn、OPMB、OTHP、OTr、OAc、OBz、OPiv、OTMS、OTES、OTBS或者OTBDPS；R⁶为H、OH、OAc、OTMS、X或者与R⁷成5，6-双键或5，6-环氧；R⁷为H、OH、OAc、OTMS、X或者与R⁶成5，6-双键或5，6-环氧；

所述的MOM是甲氧亚甲基，Bn是苄基，PMB是对甲氧基苄基，THP是四氢吡喃基，Tr是三苯甲基，Ac是乙酰基，Bz是苯甲酰基，Piv是特戊酰基，TMS是三甲基硅基，TES是三乙基硅基，TBS是叔丁基二甲基硅基，TBDPS是叔丁基二苯基硅基，X是卤素。

2.一种如权利要求1所述的甾体化合物的合成方法，其特征是所述的非质子性溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、***、四氢呋喃、1，4-二噁烷、苯、甲苯、乙腈或它们的混合溶剂。