CN104086616A - 一种科罗索酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种科罗索酸的制备方法，将原料熊果酸依次经氧化剂2-碘酰基苯甲酸、间氯过氧苯甲酸的氧化之后，再经还原剂NaBH4还原，经萃取、干燥、浓缩，经层析后得到产物科罗索酸。本发明制备方法不需要使用铬盐氧化剂和苄基保护基，无毒性污染，无重金属离子残留，成本低，操作简便，生产效率高且周期短，适合工业化规模生产。

Description

一种科罗索酸的制备方法

技术领域

本发明属有机化学合成的技术领域，涉及一种科罗索酸(Corosolic acid)的制备方法。 

背景技术

科罗索酸(corosofic acid)，又名2α-羟基熊果酸，是存在于大叶紫薇、枇杷等植物中的一种三萜化合物。近年来研究发现其具有降血糖、减肥、抗肿瘤、抗炎、抗病毒和抗心血管疾病等作用，尤其是其较好的降血糖活性。体外实验表明科罗索酸通过兴奋葡萄糖的转运、促进细胞对葡萄糖的吸收和利用，从而实现降血糖功效，具有类似胰岛素的生理作用，也被称为“植物胰岛素”，受到人们广泛关注。目前科罗索酸在国内外已被开发出多种保健品，因此，探索一条以价廉易得的天然产物为起始原料，且适合工业化的半合成路线具有重要意义。科罗索酸属五环三萜类化合物，其结构如式(I)所示： 

科罗索酸目前的来源主要是植物提取，如日本公开专利JP2005263650报道了从巴拿马叶中提取科罗索酸的方法；美国专利US6908632及中国专利CN101143887、CN101240008、CN101279996、CN101434636、CN102093457等报道了从枇杷叶中提取科罗索酸的方法；中国专利CN102731606报道了从金莲花中提取科罗索酸的方法。但因科罗索酸在植物中的含量普遍较低，即便是在含量较高的巴拿马叶中，其热水提取的浓缩提取物中含量也仅为0.01％左右，其醇浓缩提取物中含量也仅为1％左右。因此，以这些植物为原料制备科罗索酸产品，提取工艺复杂、生产成本高，产品价格昂贵，使得商品化供应受到很大限制，也制约了其在医疗保健方面的广泛应用。 

从相对廉价的，可商品化供应的天然产物出发，通过半合成方法获得我们所需要的天然产物，往往是一条相对经济、合理的途径。中国药科大学温小安与孙宏斌等报道了两条类似的半合成路线(Bioorg Med Chem Lett2007，17，5777；J Med Chem2008，51，3540；CN1634971)，如下所示： 

两条路线都是以国内大量商品化供应、相对廉价的熊果酸为起始原料，先将C-28羧酸用苄基保护得到化合物1，接着将C-3位羟基用PCC氧化为羰基得到化合物2。第一条路线是先将化合物2的C-3位羰基烯醚化得化合物3，然后将化合物3环氧化，BH3还原得到化合物5；第二条路线是将化合物2直接用间氯过氧苯甲酸(mCPBA)氧化，在C-2位引入a-羟基得到化合物4，然后用NaBH4还原得到化合物5；化合物5经Pd/C脱苄得到科罗索酸。这两条路线的总收率分别为28％与37％，显然总收率都比较低，特别是第一条路线，没有实际应用价值。而且上述两条合成路线在制备3-羰基熊果酸苄酯的反应中均使用了铬盐氧化剂 PCC，无疑给产品科罗索酸带来重金属铬离子残留问题，不但污染环境，而且科罗索酸作为一种医药保健品，显然不允许有重金属离子残留。其次，由于使用苄基作为保护基，因此在脱除该保护基时需要使用昂贵的Pd/C催化剂进行氢化脱苄，且催化剂Pd/C费用高达整个生产成本的30％左右。如能不使用苄基作为保护基将使整个生产成本大大降低，更适于工业化生产。此外，整个合成路线相对较长，且在脱除苄基保护基时需要用到氢化装置，对设备要求较高。可见，该科罗索酸合成路线存在环境污染、重金属离子残留、收率低、对生产设备要求高、成本高等问题，不适合工业化生产。 

湖北益泰药业有限公司的王正友等也报道了一条以熊果酸为起始原料的半合成路线(CN101805389)，如下所示： 

该路线以熊果酸为起始原料，将C-3位羟基用PCC氧化为羰基得到化合物6，化合物6经四醋酸铅氧化在C-2位引入a-乙酰氧基得到化合物7，最后经NaBH4还原得到科罗索酸。该路线总收率与上述温小安等报道的路线接近，为34％，相对较低。该路线使用了PCC与四醋酸铅，不但污染环境，而且科罗索酸作为一种医药保健品，显然不允许有重金属离子残留。因此，该科罗索酸合成路线同样不适合工业化。 

发明内容

本发明克服现有技术存在的上述缺陷，提出一种科罗索酸的新的制备方法，反应过程不需要使用铬盐氧化剂和苄基保护基。本发明制备方法相对经济、操作简便、生产周期短、适合工业化，解决了现有技术产率低，反应试剂污染环境、毒性大、价格昂贵、产品重金属离子残留、生产设备要求高、成本高等问题。 

本发明公开的一种科罗索酸的制备方法，将原料熊果酸依次经氧化剂2-碘酰基苯甲酸、间氯过氧苯甲酸的氧化之后，再经还原剂NaBH4还原，得到所述科罗索酸。 

本发明制备方法的反应路线为： 

较具体地，本发明制备方法的反应过程为： 

本发明制备方法包括如下步骤： 

第一步氧化： 

熊果酸溶于第一溶剂中，加入氧化剂2-碘酰基苯甲酸(IBX)，在0-50℃温度下反应1-3小时，过滤得到滤液，依次经萃取、洗涤、干燥、浓缩得到3-羰基熊果酸； 

第二步氧化： 

将上述所得3-羰基熊果酸溶于第二溶剂中，滴加硫酸甲醇溶液，加入氧化剂间氯过氧苯甲酸，在0-50℃温度下反应20-40小时，依次经萃取、洗涤、干燥、浓缩得到2a-羟基-3-羰基熊果酸； 

第三步还原： 

将上述所得2a-羟基-3-羰基熊果酸溶于第三溶剂中，加入还原剂NaBH4，在0-50℃温度下反应1-3小时，依次经萃取、干燥、浓缩，再经硅胶柱层析得到目的产物白色固体科罗索酸。 

本发明中，所述2-碘酰基苯甲酸的氧化步骤中所用的第一溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、或二氧六环。 

本发明中，所述间氯过氧苯甲酸氧化步骤中所用的第二溶剂为二氯甲烷、或氯仿。 

本发明中，所述NaBH4还原步骤中所用的第三溶剂是四氢呋喃、甲醇、或四氢呋喃与甲醇的混合、乙醇、异丙醇、或叔丁醇。 

其中，所述第一步中，所述熊果酸与所述氧化剂2-碘酰基苯甲酸的用量比例范围为(1.1-1.5)∶1。优选地，所述熊果酸与氧化剂2-碘酰基苯甲酸的用量比例为(1.2-1.3)∶1。 

其中，所述第二步中，3-羰基熊果酸与所述氧化剂间氯过氧苯甲酸的用量比例范围为(1.0-1.4)∶1。优选地，3-羰基熊果酸与氧化剂间氯过氧苯甲酸的用量比例为(1.1-1.3)∶1。 

其中，所述第三步中，2a-羟基-3-羰基熊果酸与所述还原剂NaBH4的用量比例范围为(3.4-5.0)∶1。优选地，2a-羟基-3-羰基熊果酸与还原剂NaBH4的用量比例为(4.0-4.5)∶1。 

本发明中，所述第一步的收率为88-91％。其中，所述第二步和所述第三步的收率合计55-62％。其中，所述制备方法的反应总收率(即，第一、二、三步反应的总收率)合计为48-56％。具体地，本发明制备方法中，第一步，熊果酸经氧化剂2-碘酰基苯甲酸(2-Iodoxybenzoic acid，IBX)氧化，得3-羰基熊果酸，收率88-91％；第二步，3-羰基熊果酸经间氯过氧苯甲酸(mCPBA，工业级，纯度70％)进一步氧化，得2a-羟基-3-羰基熊果酸；第三步，2a-羟基-3-羰基熊果酸经NaBH4还原得到产品科罗索酸。与背景技术相比，本发明缩短了反应路线，其中，第二、第三步反应收率合计55-62％，三步反应的总收率为48-56％，显著高于现有技术的反应收率。 

与现有技术相比，本发明有益效果包括：整个合成路线短，仅为3步，显著提高了反应路线的总收率；本发明中不需要使用苄基保护基，不需要使用昂贵的Pd/C催化剂来脱除苄基保护基；本发明中不需要使用重金属氧化剂PCC或四醋酸铅。因此，本发明所用原料来源丰富，反应条件温和，所用试剂价格便宜，生产成本低，环境友好，无毒性污染，不存在重金属铬或铅离子残留问题，无需加保护基或脱保护基，合成路线短，工艺路线设备要求低，设备要求容易满足，操作简便，生产效率高且周期短，总收率显著提高，生产成本显著低于现有工艺，适合工业化规模生产。 

具体实施方式

结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有 特别限制内容。 

本发明按三步法制备科罗索酸，将原料熊果酸依次经特定的氧化剂2-碘酰基苯甲酸、氧化剂间氯过氧苯甲酸的分别氧化之后，再以NaBH₄作为还原剂进行还原反应，得到所述科罗索酸。具体反应过程为： 

本发明制备方法具体步骤包括： 

第一步3-羰基熊果酸的制备 

熊果酸(24g)溶于120-240mL的二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)或乙酸乙酯中，在0-50℃温度加入16.2-22.1g氧化剂2-碘酰基苯甲酸，并在此温度下反应1-3小时，过滤除去不溶物，将滤液倒入300mL水中，用150-300mL乙酸乙酯萃取，水层再用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，依次用饱和碳酸钠溶液，饱和食盐水溶液洗涤，干燥，浓缩得3-羰基熊果酸粗品21.2-21.8g，收率88-91％。 

第二步2a-羟基-3-羰基熊果酸的制备 

将第一步制得的3-羰基熊果酸粗品溶于150mL的二氯甲烷中，在0℃温度滴加0.02-0.08％的硫酸甲醇溶液(体积百分比)，滴加完毕后一次投入间氯过氧苯甲酸10-15g，在0-50℃温度反应20-40小时，冷却至0度，滴加饱和碳酸氢钠溶液和饱和亚硫酸钠溶液，分出有机层，水层再次用二氯甲烷萃取，合并有机层，饱和食盐水溶液洗涤，有机层干燥，浓缩得2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品22-25.5g。 

第三步科罗索酸的制备 

将第二步制得的2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品溶于300mL的四氢呋喃、甲醇或四氢呋喃与甲醇的混合溶剂中，在0℃温度分批加入4.5-7.5g还原剂NaBH4，在0-50℃温度反应1-3小时，冰浴下滴加5％的盐酸溶液90-150mL，加入乙酸乙酯萃取，分出有机层，水层再次用 乙酸乙酯萃取，合并有机层，干燥，浓缩，粗品经硅胶柱层析(洗脱剂，石油醚∶四氢呋喃；醋酸＝120∶8∶3)得白色固体科罗索酸11.5-13.5g。 

上述反应中，第二、第三步收率的合计55-62％，三步反应的总收率合计为48-56％。 

实施例1 

第一步，熊果酸(24g)溶于120mL二甲基亚砜(DMSO)、中，在25℃温度加入19g氧化剂2-碘酰基苯甲酸，并在此温度下反应2小时，过滤除去不溶物，将滤液倒入300mL水中，用300mL乙酸乙酯萃取，水层再用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，依次用150mL饱和碳酸钠溶液，150mL饱和食盐水溶液洗涤，干燥，浓缩得3-羰基熊果酸粗品21.8g，收率91％。 

第二步，将第一步制得的3-羰基熊果酸粗品溶于150mL二氯甲烷中，在0度滴加0.05％的硫酸甲醇溶液(体积百分比)，滴加完毕后一次投入间氯过氧苯甲酸18.8g，在25度反应30小时，冷却至0℃，滴加150mL饱和碳酸氢钠溶液和150mL饱和亚硫酸钠溶液，分出有机层，水层再加入150mL二氯甲烷萃取，合并有机层并用150mL饱和食盐水溶液洗涤，有机层干燥，浓缩得2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品25.5g。 

第三步，将第二步制得的2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品溶于300mL的四氢呋喃中，在0度分批加入7.5g还原剂NaBH4，在25℃温度反应2小时，冰浴下滴加5％的盐酸溶液120mL，加入150mL乙酸乙酯萃取，分出有机层，水层再次用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，150mL饱和食盐水洗涤，分出有机层，有机层干燥，浓缩，粗品经硅胶柱层析(洗脱剂，石油醚∶四氢呋喃；醋酸＝120∶8∶3)得白色固体科罗索酸13.5g，1H NMR(pyridine-d6)：5.43(1H，t)，4.04(1H，m)，3.36(1H，d)，2.59(1H，d)，1.24(3H，s)，1.18(3H，s)，1.05(3H，s)，1.01(3H，s)，0.97-0.91(9H，m)。 

上述反应中，第二、第三步收率合计62％，三步总收率56％。 

实施例2 

第一步，熊果酸(24g)溶于180mL的四氢呋喃(THF)中，在0度加入22g氧化剂2-碘酰基苯甲酸，并在此温度下反应3小时，过滤除去不溶物，将滤液倒入300mL水中，用300mL乙酸乙酯萃取，水层再用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，依次用150mL饱和碳酸钠溶液，150mL饱和食盐水溶液洗涤，干燥，浓缩得3-羰基熊果酸粗品21.6g，收率90％。 

第二步，将第一步制得的3-羰基熊果酸粗品溶于150mL的二氯甲烷中，在0度滴加0.02％的硫酸甲醇溶液(体积百分比)，滴加完毕后一次投入间氯过氧苯甲酸22.5g，在0度 反应40小时，冷却至0度，滴加150mL饱和碳酸氢钠溶液和150mL饱和亚硫酸钠溶液，分出有机层，水层再加入150mL二氯甲烷萃取，合并有机层并用150mL饱和食盐水溶液洗涤，有机层干燥，浓缩得2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品24g。 

第三步，将第二步制得的2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品溶于300mL等体积的四氢呋喃与甲醇的混合溶剂中，在0度分批加入6g还原剂NaBH4，在0度反应3小时，冰浴下滴加5％的盐酸溶液150mL，加入150mL乙酸乙酯萃取，分出有机层，水层再次用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，150mL饱和食盐水洗涤，分出有机层，有机层干燥，浓缩，粗品经硅胶柱层析(洗脱剂，石油醚∶四氢呋喃；醋酸＝120∶8∶3)得白色固体科罗索酸13g，1HNMR(pyridine-d6)：5.43(1H，t)，4.04(1H，m)，3.36(1H，d)，2.59(1H，d)，1.24(3H，s)，1.18(3H，s)，1.05(3H，s)，1.01(3H，s)，0.97-0.91(9H，m)。 

上述反应中，第二、第三步收率合计60％，三步总收率54％。 

实施例3 

第一步，熊果酸(24g)溶于160mL的乙酸乙酯中，在50度加入15g氧化剂2-碘酰基苯甲酸，并在此温度下反应1小时，过滤除去不溶物，将滤液倒入300mL水中，用150mL乙酸乙酯萃取，水层再用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，依次用150mL饱和碳酸钠溶液，150mL饱和食盐水溶液洗涤，干燥，浓缩得3-羰基熊果酸粗品21.2g，收率88％。 

第二步，将第一步制得的3-羰基熊果酸粗品溶于150mL的二氯甲烷中，在0度滴加0.08％的硫酸甲醇溶液(体积百分比)，滴加完毕后一次投入间氯过氧苯甲酸15g，在50度反应20小时，冷却至0度，滴加150mL饱和碳酸氢钠溶液和150mL饱和亚硫酸钠溶液，分出有机层，水层再加入150mL二氯甲烷萃取，合并有机层并用150mL饱和食盐水溶液洗涤，有机层干燥，浓缩得2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品22g。 

第三步，将第二步制得的2a-羟基-3-羰基熊果酸粗品溶于300mL的甲醇混中，在0度分批加入4.5g还原剂NaBH4，在50度反应1小时，冰浴下滴加5％的盐酸溶液90mL，加入150mL乙酸乙酯萃取，分出有机层，水层再次用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机层，150mL饱和食盐水洗涤，分出有机层，有机层干燥，浓缩，粗品经硅胶柱层析(洗脱剂，石油醚∶四氢呋喃；醋酸＝120∶8∶3)得白色固体科罗索酸11.5g，1H NMR(pyridine-d6)：5.43(1H，t)，4.04(1H，m)，3.36(1H，d)，2.59(1H，d)，1.24(3H，s)，1.18(3H，s)，1.05(3H，s)，1.01(3H，s)，0.97-0.91(9H，m)。 

上述反应中，第二、第三步收率合计55％，三步总收率48％。 

Claims (9)

1.一种科罗索酸的制备方法，其特征在于，将原料熊果酸依次经氧化剂2-碘酰基苯甲酸、间氯过氧苯甲酸的氧化之后，再经还原剂NaBH4还原，经萃取、干燥、浓缩，经层析后得到产物科罗索酸；

所述制备方法的反应路线为：

2.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述熊果酸与所述氧化剂2-碘酰基苯甲酸的用量比例为1.1-1.5∶1。

3.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述2-碘酰基苯甲酸的氧化步骤中所用的第一溶剂是二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、或二氧六环。

4.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述3-羰基熊果酸与所述氧化剂间氯过氧苯甲酸的用量比例为1.0-1.4∶1。

5.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述间氯过氧苯甲酸氧化步骤中所用的第二溶剂是二氯甲烷、或氯仿。

6.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述2a-羟基-3-羰基熊果酸与所述还原剂NaBH4的用量比例为3.4-5.0∶1。

7.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述NaBH4还原步骤中所用的第三溶剂是四氢呋喃、甲醇、四氢呋喃与甲醇的混合、乙醇、异丙醇、或叔丁醇。

8.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述间氯过氧苯甲酸氧化步骤和NaBH4还原步骤的收率合计为55-62％。

9.如权利要求1所述的科罗索酸的制备方法，其特征在于，所述制备方法的反应总收率为48-56％。