新型17α-乙炔基-5-雄甾烯-3β,7β,17β-三醇(HE3286)衍生物的合成

叶 玲, 张培翼, 王佳宁， 陈良康, 陈建兴, 陈海林

(1. 复旦大学 药学院,上海 200032; 2. 上海市计划生育科学研究所,上海 200032)

17α-乙炔基-5-雄甾烯-3β,7β,17β-三醇(HE3286)是治疗与自身免疫疾病相关的新型甾体化合物，具有可口服的优势，对类风湿性关节炎、溃疡性结肠炎，以及肥胖性糖尿病的治疗都已进入临床实验阶段，均具有很好的疗效[1]。

本文以脱氢表雄酮为原料，经羟基乙酰化,羰基亚乙二氧基化，CrO3/3，5-二甲基吡啶氧化，硼氢化钠还原，脱17-位亚乙二氧基，脱3-位乙酰基，用叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMSCl)保护3，7-OH， 17-位环氧化，17-位开环，脱TBDMSCl保护等十步反应合成了四个新型的17α-乙炔基-5-雄甾烯-3β,7β,17β-三醇(HE3286)衍生物(10a～10d， Scheme 1)，其结构经1H NMR和MS表征。

CompabcdArCl-Cl-Cl--

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Fisher-Johns型熔点仪(温度未校正)；Bruker AVANCE Ⅲ500 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；FT-IR-8400型红外光谱仪(KBr压片);HP598A型质谱仪。

DHEA， CrO3和3，5-二甲基吡唑，工业品；其余所用试剂均为分析纯；高效薄层层析硅胶板和高效薄层层析硅胶(干法装柱)，青岛海洋化工厂。

1．2 合成

(1) 3β-乙酰氧基-5-雄甾烯-17-酮(1)的合成

在三口瓶中依次加入DHEA 92.32 g(320 mmol)，吡啶800 mL，醋酐70 mL及对甲苯磺酸(TsOH)1 g，搅拌下于室温反应12 h(TLC跟踪)。倒入冰水中，搅拌析出沉淀，抽滤，滤饼用大量水洗，干燥得白色固体1 103 g，收率97.4%， m.p.171 ℃～173 ℃(169 ℃～171 ℃[2])。

(2) 3β-乙酰氧基-17,17-亚乙二氧基-5-雄甾烯(2)的合成

在三口瓶中依次加入1 80 g(242 mmol)，二氯甲烷800 mL，乙二醇320 mL，原甲酸三乙酯240 mL及TsOH 1.6 g，搅拌下于室温反应5 h(TLC跟踪)。加入饱和NaHCO3溶液800 mL，搅拌10 min后减压蒸除溶剂至析出大量白色固体。过滤，滤饼干燥后经混合溶剂[V(甲醇) ∶V(乙醇)=1 ∶1]重结晶得白色固体2 71 g，收率78.3%， m.p.143 ℃～144 ℃(140 ℃～142 ℃[7])；1H NMRδ： 5.38(m, 1H, 6-H), 4.61(m, 1H, 3-H), 3.85(m, 4H, OCH2), 2.03(s, 3H, COCH3), 1.03(s, 3H, 19-H), 0.86(s, 3H, 18-H)[3]。

(3) 3β-乙酰氧基-17,17-亚乙二氧基-5-雄甾烯-7-酮(3)的合成

将CrO3200 g加入800 mL二氯甲烷中，用干冰丙酮浴冷至-20 ℃后迅速加入3,5-二甲基吡唑(3，5-DMP)193 g,于-20 ℃搅拌反应30 min。于-20 ℃～-10 ℃慢慢滴加2 50 g(134 mmol)的二氯甲烷(50 mL)溶液,滴毕，于-20 ℃～-5 ℃反应4 h。加2 L混合溶剂[V(甲苯) ∶V(乙酸乙酯)=7 ∶3]，经硅藻土硅胶短柱(洗脱剂：A)分离得粗产，用无水甲醇重结晶得白色固体3，收率52.5%；1H NMRδ： 5.71(s, 1H, 6-H), 4.72(m, 1H, 3-H), 3.85(m, 4H, OCH2), 2.05(s, 3H, COCH3), 1.21(s, 3H, 19-H), 0.87(s, 3H, 18-H)； ESI-MSm/z(%): 389{[M+H]+}。

(4) 3β-乙酰氧基-17,17-亚乙二氧基-5-雄甾烯-7-醇(4)的合成

在反应瓶中加入3 20 g(51.5 mmol)的THF(100 mL)溶液，搅拌下加入200 mL CeCl·7H2O/无水甲醇溶液。冷却至-5 ℃，分批加入硼氢化钠2.4 g，加毕，于5 ℃以下反应至终点(TLC跟踪)。旋干溶剂，用乙酸乙酯(3×50 mL)萃取，合并萃取液，用无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂后经无水甲醇重结晶得白色固体4，收率79%；1H NMRδ： 5.31(d, 1H, 6-H), 4.62(m, 1H, 3-H), 3.89(m, 4H, OCH2), 2.04(s, 3H, COCH3), 1.07(s, 3H, 19-H), 0.88(s, 3H, 18-H)； ESI-MSm/z(%): 413{[M+Na]+}。

(5) 3β-乙酰氧基-5-雄甾烯-7-醇-17-酮(5)的合成

在反应瓶中加入4 10 g(25.5 mmol)的丙酮(200 mL)溶液，冷却至0 ℃，搅拌下加入p-TsOH 0.14 g，反应4 h(TLC跟踪)。经硅胶柱层析[洗脱剂：A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=20 ∶1]分离得白色固体5 7.27 g，收率82%;1H NMRδ： 5.34(d, 1H, 6-H), 4.63(m, 1H, 3-H), 3.98(m, 1H, 7-H), 2.04(s, 3H, COCH3), 1.10(s, 3H, 19-H), 0.90(s, 3H, 18-H)； ESI-MSm/z: 369{[M+Na]+}。

(6) 3β,7β-5-雄甾烯-二醇-17-酮(6)的合成

在反应瓶中依次加入5 10 g(28.9 mmol)的无水甲醇(80 mL)溶液，水33 mL和Na2CO34.5 g,搅拌下回流反应3 h。旋干溶剂，残余物加水84 mL，置冰箱中冷冻过夜。过滤，滤饼用无水甲醇重结晶得白色固体6，收率75%；1H NMRδ： 5.32(d, 1H, 6-H), 3.96(m, 1H, 3-H), 3.50(m, 1H, 7-H), 1.08(s, 3H, 19-H), 0.90(s, 3H, 18-H)。

(7) 3β,7β-二叔丁基二甲基硅氧基-5-雄甾烯-17-酮(7)的合成

在反应瓶中依次加入6 3 g(9.8 mmol)的DMF(45 mL)溶液,咪唑1.68 g及TBDMSCl 2.48 g，搅拌下于室温反应过夜。用无水乙醚(3×15 mL)萃取，合并萃取液，浓缩后经硅胶柱层析(A=50 ∶1)纯化得白色固体7，收率92%；1H NMRδ： 5.20(d, 1H, 6-H), 4.02(m, 1H, 3-H), 3.43(m, 1H, 7-H)。

(8) 3β,7β-二叔丁基二甲基硅氧基-5-雄甾烯-17-环氧乙烷(8)的合成

在反应瓶中加入7 3.6 g(6.77 mmol)的DMF(20 mL)溶液，搅拌下加入叔丁醇钾1.14 g和三甲基碘化硫2 g，于室温反应2 h。用无水乙醚萃取，合并萃取液，浓缩得白色固体8，收率94%；1H NMRδ： 5.18(d, 1H, 6-H), 3.95(m, 1H, 3-H), 3.43(m, 1H, 7-H)。

(9)10a～10d的合成通法

在反应瓶中加入80.2 g(0.366 mmol),叔丁醇4 mL及亲核试剂芳硫酚(ArSH)0.732 mmol，搅拌下于室温反应1 h。旋干溶剂，用二氯甲烷(3×5 mL)萃取，无水硫酸钠干燥，蒸干溶剂后经硅胶柱层析(洗脱剂：A=2 ∶1)纯化得白色固体9a～9d。

在反应瓶中加入9a～9d0.22 mmol, THF 2 mL及四正丁基氟化铵(Bu4NF)0.287 g(1.1 mmol),搅拌下于80 ℃反应72 h。经硅胶柱层析(洗脱剂：A=1 ∶1)纯化得白色粉末10a～10d。

10a： 收率90%, m.p.202 ℃～204 ℃；1H NMRδ： 7.35(d, 1H, ArH)， 7.34(d, 1H, ArH), 7.26(d, 1H, ArH), 7.24(d, 1H, ArH), 5.29(d, 1H, 6-H), 3.30(d, 1H, 20-H), 3.11(d, 1H, 20-H), 1.08(s, 3H, 19-H), 0.95(s, 3H, 18-H)； LC-MSm/z(%): 485{[M+Na]+}。

10b： 收率89%, 178 ℃～180 ℃；1H NMRδ: 7.45(d, 1H, ArH)， 7.43(d, 1H, ArH), 7.22(dd, 1H, ArH), 7.16(dd, 1H, ArH), 5.28(d, 1H, 6-H), 3.30(d, 1H, 20-H), 3.12(d, 1H, 20-H), 1.08(s, 3H, 19-H), 0.96(s, 3H, 18-H)； LC-MSm/z(%): 485{[M+Na]+}。

10c： 收率92%, 168 ℃～170 ℃；1H NMRδ: 7.37(d, 1H, ArH)， 7.28(d, 1H, ArH), 7.18(d, 1H, ArH), 7.16(dd, 1H, ArH), 5.29(d, 1H, 6-H), 3.32(d, 1H, 20-H), 3.13(d, 1H, 20-H), 1.08(s, 3H, 19-H), 0.95(s, 3H, 18-H)； IRν： 3 317, 2 933, 1 579, 1 064 cm-1； LC-MSm/z(%)： 485{[M+Na]+}。

10d： 收率93%, 164 ℃～167 ℃；1H NMRδ： 7.23(d, 1H, ArH)， 7.19(d, 1H, ArH), 7.17(d, 1H, ArH), 7.01(dd, 1H, ArH), 5.28(d, 1H, 6-H), 3.31(d, 1H, 20-H), 3.13(d, 1H, 20-H), 2.32(s, 3H, ArCH3)， 1.07(s, 3H, 19-H), 0.95(s, 3H, 18-H)； IRν： 3 284, 2 901, 1 434, 1 061 cm-1; LC-MSm/z(%)： 465{[M+Na]+}。

2 结果与讨论

3是合成HE3286的关键中间体。3不仅具有化学预防、抗癌细胞增长[4]及诱导形成肝脏产热酶的作用[5],而且还是合成其他产热酶的重要中间体[6，7]。合成3的关键是7-位烯丙位的氧化，常用的试剂有：三氧化铬-吡啶络合物， PCC(氯铬酸吡啶盐)，PDC(重铬酸吡啶盐)，重铬酸钠，N-羟基邻苯二甲酰亚胺，高碘酸钠和CuI等。Marwah[8]等以高碘酸钠和过氧叔丁醇为氧化剂合成3，存在反应时间过长，纯度低等缺点；葛永昌等[9]以N-羟基-琥珀酰亚胺为促进剂，铬酐为氧化剂，在含水丙酮中对脱氢表雄酮进行烯丙位氧化。该法降低了铬酐的用量，提高了反应得率，但对3的合成无效。CuI和t-BuO2H[10]也能氧化得到所需产物，产率50%。 PDC与t-BuO2H[11]合用存在反应时间过长，后处理复杂等不足。Na2CrO4在酸性条件下也应用于烯丙位氧化反应，但是收率不高，而且存在着易氧化过头、分子内酸敏感基团须先进行保护等缺点。

本文对合成3进行了初步的反应体系优化，得出最佳的反应条件为：以CrO3/3，5-二甲基吡啶为氧化剂，于-10 ℃～-5 ℃反应4 h。该方法具有后处理简单、成本低、反应条件温和、反应时间短，纯度高等优点。

[1] C Ahlem, D Auci, K Mangano,etal. HE3286:A novel synthetic steroid as an oral treatment for autoimmune disease[J].Contemporary Challenges in Autoimmunity:Ann N Y Acad Sci，2009，(1173):781-790.

[2] Romo J, Romo De Vivar A. The beckmann rearrangem en t of the acetoxine of △5,16pregnadien-3β-ol-20-one acetate with boron trifluoride[J].Journal of American Chemical Society,1959,81:3446-3452.

[3] 陈韶蕊,周雪琴,刘东志,等. 3β-乙酰氧基-5 -雄甾烯-17-酮的合成[J].精细化工，2010，27(4)：379-381.

[4] Yoshida S, Honda A, Matsuzaki，etal. Antiproliferative action of endogenous dehydroepiandrosterone metabolites on human cancer cell lines[J].Steroids,2003,68:73-83.

[5] Su C Y, Lardy H. Induction of hepatic mitochondrial glycerophosphate dehydrogenase in rats by dehydroepiandrosterone[J]. J Biochem,1991,110:207-213.

[6] Lardy H, Kneer N, Wei Y,etal. Ergosteroids Ⅱ:Biologically active metabolites and synthetic derivatives of dehydroepiandrosterone[J].Steroids,1998,63:158-165.

[7] Marwah P, MarwahA, Lardy H,etal. Ergosteroids Ⅳ:Synthesis and biological activity of steroid glucuronosides,esters,and alkylcarbonates[J]．Steroids,2001,66:581-595.

[8] Marwah. Process for effecting allylic oxidation[P].US 6 111 118,2000．

[9] 葛永昌，杨庆雄. 一种烯丙位氧化方法的改进2009[J].贵州师范大学学报(自然科学版),2009,27(3):119-122.

[10] Evaggelia S Arsenou, Anna I Koutsourea, Manolis A Fousteris,etal. Optimization of the allylic oxidation in the synthesis of 7-keto-△5-steroidal substrates[J].Steroids,2003,68:407-414.

[11] James M Frincke, Carlsbad, Dominick Auci，etal. Drug invention and treatment[P].US 20 080 153 797,2008.