楊春梅 馮書曉

(河南科技大學(xué)醫(yī)院，河南 洛陽 471023；*河南科技大學(xué)化工與制藥學(xué)院，河南 洛陽 471023)

雄烯二酮(Androstendione, AD，1)是雄甾-4-烯-3,17-二酮的簡稱，是一種由腎上腺和性腺分泌的19碳的甾體激素，作為生物化學(xué)合成雄性激素睪酮和雌性激素雌酮雌二醇的中間產(chǎn)物[1]。近些年來，隨著微生物限制性切除甾醇碳17側(cè)鏈技術(shù)的成功[2～5]，使雄烯二酮成為繼薯蕷皂素的又一甾體藥物合成原料，成為甾體制藥企業(yè)開發(fā)研究的重點[6, 7]。由于雄烯二酮的碳3位和碳17位均含有酮羰基結(jié)構(gòu)，而17位酮羰基常常用于側(cè)鏈修飾合成甾體激素藥物，因此往往需要有選擇性的保護3位烯酮結(jié)構(gòu)。

烯醇醚法在甾體藥物合成中具有很重要的應(yīng)用[8，9]，這是由于該反應(yīng)可以專屬地與甾體A環(huán)C3-烯酮位點反應(yīng)[10]，而其它位點如C17-酮基不參與反應(yīng)，具有條件溫和，收率高等優(yōu)點。烯醇醚保護法具有和縮酮保護法相似的功能，即堿性條件穩(wěn)定，酸性條件脫保護，但烯醇醚保護法只需一步反應(yīng)即可實現(xiàn)C3酮羰基的選擇性保護(見圖1)，相對于縮酮法具有操作簡便、反應(yīng)條件溫和、收率高等優(yōu)點。

圖1 雄烯二酮-3-乙氧基醚的合成Fig 1 Synthesis of 3-ethoxy-androstendione

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

Bruker Avance 400 MHz核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo)，德國Bruker公司)；Q-Tof MicroTM高分辨質(zhì)譜儀(美國waters公司)；XT-4型顯微熔點儀(美國Perkin-Elmer 公司)。

雄烯二酮(湖北康寶泰精細(xì)化工公司)；原甲酸三乙酯(TEOF)(阿拉丁試劑)；對甲苯磺酸(TsOH·H2O)(國藥集團化學(xué)試劑)；四氫呋喃(THF)(天津市科密歐化學(xué)試劑)；甲苯、丙酮、氯仿及其它試劑均為分析純。

1.2 絕對乙醇的制備

在裝有球形冷凝管(頂端附氯化鈣干燥管)的250 mL圓底燒瓶中，加入市售無水乙醇180 mL，金屬鈉2 g切絲加入，加入磁子，置于磁力加熱電熱套上加熱回流30 min，然后加入鄰苯二甲酸二乙酯6 mL，繼續(xù)回流10 min，將回流裝置改為蒸餾裝置，尾接管接干燥管，用干燥圓底燒瓶做接受器，蒸餾至幾乎無液滴流出為止，用橡膠塞密封，置于干燥器中貯存。檢驗乙醇是否有水分，可取一支干燥試管，加入絕對乙醇1 mL，立即加入無水硫酸銅粉末少許，如乙醇中含有水分，則無水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色的五水硫酸銅。

1.3 實驗方法

1.3.13-乙氧基-雄甾-3,5-二烯-17-酮的制備方法

稱取雄烯二酮(2.00 g，6.98 mmol，1)溶于20 mL新干燥的THF溶液中，并不斷攪拌，加入新制的絕對乙醇(A eq.)，原甲酸三乙酯(B eq.)，對甲苯磺酸(C% eq.)，N2保護，反應(yīng)液在D℃加熱E h，TLC跟蹤反應(yīng)(Rf=0.78，PE∶EtOAc=3∶1)；用5 mL 10%NaHCO3溶液稀釋，乙醚(3×15 mL)提取3次，橙色層用鹽水洗滌(10 mL)，有機層用無水Na2SO4干燥，減壓除去溶劑，用含吡啶/乙醇重結(jié)晶，得3-乙氧基-雄甾-3,5-二烯-17-酮(3-Ethoxyandrosta-3,5-dien-17-one，2)白色粉末狀固體，干燥，稱重，計算產(chǎn)率。

1.3.2因素水平表的選擇

本實驗選擇正交實驗法對影響雄烯二酮-3-烯醇醚收率的實驗因素進行優(yōu)選，選取L16(45)正交表進行實驗。因素水平表見表1。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 Orthogonal factor level table

1.3.3試驗安排表與結(jié)果

用L16(45)正交表安排試驗，在此正交試驗中原料雄烯二酮為6.983mmol, 2.00g，以新蒸四氫呋喃(THF)為溶劑。實驗結(jié)果見表2。

2 結(jié)果與討論

2.1 烯醇醚保護法的反應(yīng)機理

烯醇醚保護法一般以原酸酯類或二甲氧基丙烷為反應(yīng)試劑，以對甲苯磺酸或吡啶酸鹽為催化劑在相應(yīng)醇類試劑中，在比較溫和的條件下進行。烯醇醚在非酸性溶劑中穩(wěn)定，對酸和光照很敏感。利用此特性，烯醇醚的去保護在酸水溶液中或經(jīng)光照即可完成。該反應(yīng)的機理如圖2所示。

2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)解析

產(chǎn)品經(jīng)柱層析分離，得到3-乙氧基-雄甾-3,5-二烯-17-酮(3-Ethoxyandrosta-3,5-dien-17- one，2)白色粉末狀固體。Mp.144-146℃。Rf=0.80(petroleum ether (30-60℃)/EtOAc = 3/2)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ5.25 (s, 1H, H-6), 5.14(s,1H, H-4), 3.81-3.78(t, 2H,OCH2CH3),2.52-2.45(m, 1H, H-9), 2.32-1.10 (m,16H, skeleton protons), 1.32 (t, 3H, OCH2CH3), 1.02 (s, 3H, H-19), 0.93 (s, 3H, H-18)。13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 220.98, 154.60, 141.16, 117.07, 98.87, 62.17, 51.94, 48.42, 47.65, 35.84, 35.26, 33.74, 31.50, 31.45, 30.71, 25.45, 21.82, 20.47, 18.97, 14.65, 13.66。ESI-MS, m/z: 315.3[M + H]+，337.3[M + Na]+。HR-MS, m/z: 315.2315[M+H]+(cal. 315.2319)。

2.3 正交實驗結(jié)果分析

極差直觀分析表明：五個因素對產(chǎn)物收率的影響程度分別為：D>A>E>C>B，即影響收率最突出的是反應(yīng)溫度，其次是乙醇的摩爾當(dāng)量。方差分析結(jié)果也證實(見表3)反應(yīng)溫度具有顯著性影響。由此確定的最佳反應(yīng)條件為D2A3E3C2B4：即乙醇量(6eq)2.50 mL，原甲酸三乙酯量(3.0eq)3.50 mL，對甲苯磺酸(1.0%eq)0.012 g，反應(yīng)溫度45 ℃，反應(yīng)時間4 h。此條件下，產(chǎn)品AD-3-烯醇醚的最高產(chǎn)率可達95.48%。

表2 L16(45)正交實驗表Table 2 L16(45) orthogonal design and results

圖2 烯醇醚保護法的反應(yīng)機理Fig 2 Mechanism of the protection method of enol ether

表3 方差分析表Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment

2.4 驗證試驗

針對優(yōu)化出的最佳反應(yīng)組合，為考查它的可靠性，對最佳工藝條件即各量放大一定的倍數(shù)(本實驗放大10倍)對其進行驗證，進行三次重復(fù)性實驗(見表4)。驗證結(jié)果與正交結(jié)果相近，說明該工藝穩(wěn)定、可行。

表4 驗證試驗Table 4 The verification test

3 結(jié) 論

本研究采用正交實驗的方法對雄烯二酮-2-乙氧基醚的合成工藝進行了優(yōu)化，為甾體原料的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)，確定最佳合成條件為：乙醇量(6eq)2.50 mL，原甲酸三乙酯量(3.0eq)3.50 mL，對甲苯磺酸(1.0%eq)0.012 g，反應(yīng)溫度45 ℃，反應(yīng)時間4 h。該工藝穩(wěn)定、可靠，平均收率達到96.48%，適合工業(yè)化應(yīng)用。

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