17α-OH-孕甾-4-烯-3，20-二肟的合成与结构归属

赵竹青，张海霞，孙冬梅，陈志宝，阮洪生，葛文中

（黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院，大庆 163319）

近年来，甾体肟衍生物因其抗炎、抗癌、抗真菌等独特的生物活性[1-3]受到广泛的关注。Sikharulidze M I 等[4]合成的一种二肟甾体对掷孢酵母、光华念珠菌、青霉菌、土曲霉、烟曲霉和尼日尔霉等多种真菌都有抑制作用，这种抑制作用甚至同两性青霉素和抑真菌素作用相当。Deive N 等[5]从天然产物出发合成了一系列侧链不同、A 环饱和度不同的C-6 甾体酮肟衍生物，对小鼠白血病细胞（P-388）、人肺癌细胞（A-549）、人结肠癌细胞（HT-29）和黑色素瘤细胞（MEL-28）的细胞毒性研究，结果表明具有胆甾醇侧链C-3 酮肟比其他类型的甾体酮肟抗肿瘤活性更高。田光辉等[6]合成的环氧孕酮-3，20-二肟对伤寒沙门菌50 127 株、鼠伤寒沙门菌50 013 株、金黄色葡萄球菌25 925 株和肺炎球菌32 201 株都有较强的抑制作用和灭活作用，特别是对金黄色葡萄球菌25 925 株和肺炎球菌32 201 株更为明显。

我们实验室合成了16α，17α-环氧孕甾烯醇酮肟、孕甾烯醇酮肟等一系列的甾体酮肟化合物，研究结果表明其具有一定的生理活性[7]。目前，对甾体二肟结构的全归属文献报道不多，现以17α-OH 黄体酮为原料合成甾体二肟化合物，通过1H NMR 和13C NMR 检测，对其结构进行详细解析，为进一步分析其活性起到参考作用。

1 材料与方法

1.1 材料

17α-OH 黄体酮、盐酸羟胺、95%乙醇、乙酸钠，实验所用各种试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器

LABOROTA-4000 旋蒸仪。所有NMR 实验在Bruker AVANCE DPX-400 超导核磁共振仪上进行，样品以DMSO-d6为溶剂，TMS 为内标。

1.3 方法

17α-OH-孕甾-4-烯-3，20-二肟的合成路线如图1 所示。

图1 化合物2 的合成路线Fig.1 The synthesis route of the compond 2

将0.75 g 17α-OH 黄体酮（化合物1） 溶于75 mL 的95%的乙醇中，置于100 mL 的圆底烧瓶中，搅拌加热到70 ℃，加入1.20 g 乙酸钠和0.52 g盐酸羟胺，TLC 检测反应8 h。反应完全后加入蒸馏水100 mL，充分搅拌，待白色物质完全析出后，进行抽虑，真空干燥得到粗品。用乙酸乙酯∶石油醚=1∶2.5做淋洗剂进行柱层析分离得到0.37 g 产物17α-OH-孕甾-4-烯-3，20-二肟（化合物2），收率45.23%。

2 结果与讨论

2.1 反应过程讨论

反应是通过对反应时间、温度和反应物之间摩尔比的控制进行的。温度太高，反应产物的种类会增多，分离困难，因此温度控制在50～70 ℃之间。反应时间小于8 h 时，会生成单肟化合物，所以反应时间应该控制在8 h 以上，才能得到二肟化合物，原料：NH2OH·HCl=1∶3 时，3，17 位的酮基都能进行肟化，得到主要产物是二肟的甾体化合物。

2.2 化合物2 结构解析

对化合物2 进行1H NMR 和13C NMR 检测，并对其2D NMR 图谱相关数据（表1）详细解析，对1H NMR 和13C NMR 数据全归属。

表1 化合物2 的2D NMR 图谱相关数据Table 1 The 2D NMR data of the compond 2

续表1 化合物2 的2D NMR 图谱相关数据Table 1 The 2D NMR data of the compond 2

在化合物2 的13C NMR 谱图（图2）中显示有21个信号峰，结合DEPT 谱图（图7），推测有伯碳3 个，仲碳8 个，叔碳4 个，季碳6 个。

在1H NMR 谱图（图3）中，位于δ0.54、δ1.00 和δ1.73 三处的峰型都是单峰，并且质子数是3，所以判断这三处都是甲基峰。HSQC 谱图（图5）表明，δ15.1、δ17.5 和δ11.2 分别与δ0.54、δ1.00 和δ1.73 相偶合，与化合物1 的13C NMR 图谱相对比，可以将δ15.1和δ17.5 归属为C-18 和C-19 的化学位移。则δ11.2为C-21 的化学位移。而δ0.54、δ1.00 和δ1.73 可分别归属为H-18、H-19 和H-21。在1H NMR 谱中，δ10.39 和δ10.47 处的峰，与化合物1 的1H NMR 图谱比较，是肟羟基氢的化学位移。

图2 化合物2 的13C NMR 图谱Fig.2 The 13C NMR spectrum of compound 2

图3 化合物2 的1H NMR 图谱Fig.3 The 1H NMR spectrum of compound 2

HMBC 谱图（图4）中，H-18（δ0.54）、H-21（δ1.73）与δ84.4 处有交叉峰；DEPT 谱图显示δ84.4 峰为季碳，结合化合物1 的13C NMR 图谱，δ84.4 峰归属为C-17。根据HMBC 谱图，H-21（δ1.73）与δ157.9 处有交叉峰，则可将δ157.9 归为C-20 的化学位移。H-19（δ1.00）与δ152.7 有相关偶合，而在DEPT 谱图中，此处无峰，为季碳，因此可将δ152.7 归为C-5 的化学位移。与化合物1 的13C 谱图相比，δ117.8 处可归属为C-4，结合HSQC 图，把δ5.7 峰归属为H-4。

在HMBC 谱图中，H-18（δ0.54）应与C-12、C-13、C-14 和C-17（δ84.4）有偶合关系，H-18（δ0.54）分别与δ46.5、δ49.2、δ30.9 和δ84.4（C-17）有交叉峰，而DEPT 谱图中，δ30.9、δ46.5 和δ49.2 峰分别是仲碳、季碳、叔碳，因此可分别将其归属为C-12、C-13 和C-14。在HSQC 谱图中与δ30.9（C-12）对应的δ1.41 和δ1.76 归为H2-12 的化学位移，而δ49.2（C-14），相对应的δ1.76 归属为H-14。

图4 化合物2 的HMBC 图谱Fig.4 The HMBC spectrum of compound 2

HMBC 谱图表明，H-19（δ1.00）应与C-1、C-5、C-9 和C-10 有偶合关系。而H-19 与δ34.4、δ53.1 和δ37.4 处有交叉峰，在DEPT 谱图中显示，δ34.4、δ53.1和δ37.4 处分别为仲碳、叔碳和季碳，因此，可将其分别归属为C-1、C-9 和C-10 的化学位移。HSQC 谱图将与δ34.4（C-1）相关联的δ1.83 和δ1.24 归属为H2-1 的化学位移；将与δ53.1（C-9）相关联的δ0.77归属为H-9。

图5 化合物2 的HSQC 图谱Fig.5 The HSQC spectrum of compound 2

根据1H-1H COSY 谱图（图6）可知H-4（δ5.7）有δ2.27 有交叉峰，这是H-4 与H-6 的远程偶合作用，所以将δ2.27 归属为H-6，结合HSQC 谱图将δ31.7归属为C-6，而δ31.7 与δ2.19 处也有交叉峰，因此将δ2.27 和δ2.19 都归为H2-6。H-6 和H-7 直接偶合，根据1H-1H COSY 谱图将δ1.76 和δ1.41 归为H2-7，通过HSQC 谱图将δ32.1 归为C-7。

图6 化合物2 的1H-1H COSY 图谱Fig.6 The 1H-1H COSY spectrum of compound 2

HMBC 谱图表明，H-4（δ5.7）与δ18.5、δ31.7（C-6）和C-10（δ37.4）有交叉峰，将δ18.5 峰归属为C-2。结合HSQC 谱图将δ2.89 和δ1.95 归属为δH2-2。

在HMBC 谱图中，H-14（δ1.76） 与δ22.9 和δ35.7 两处碳峰有交叉相关，DEPT 谱（图7）中显示δ22.9 与δ35.7 峰分别为伯碳和叔碳，因此δ22.9、δ35.7 两处分别归属为C-15 和C-8。利用HSQC 谱图将与δ22.9（C-15）偶合的δ1.59 和δ1.13 归属为H2-15，而与δ35.7（C-8）偶合的δ1.42 氢峰归属为H-8。由1H-1H COSY 得知，δ1.72、δ0.92（H2-7）与δ0.77（H-9）和δ1.42 有相关偶合，H-8 的化学位移为δ1.42 得到证实。同时δ1.76（H-14）与δ1.59 和δ1.13两处都有相关偶合，H2-15 的化学位移得到证实。

图7 化合物2 的DEPT 图谱Fig.7 The DEPT spectrum of compound 2

H-15 应与H-16 直接偶合，在1H-1H COSY 谱图中，δ1.59 和δ1.13（H2-15）分别与δ1.39 和δ2.73有交叉，因此将δ1.39 和δ2.73 归属为H2-16，结合HSQC 谱图将δ32.4 归为C-16。将未归属的δ154.1季碳峰归为C-3，δ20.8 仲碳峰归属为C-11，通过HSQC 谱 图 将δ1.29 和δ1.52 归 属 为H2-11。在1H-1H COSY 中，δ0.77 （H-9） 与δ1.29 和δ1.52（H2-11）有交叉峰，证实H2-11 的化学位移，至此化合物2 所有的碳都得到归属。

化合物2 的1H NMR 谱中，低场的δ4.66 与化合物1 的氢谱图对比，是17 位的羟基氢的化学位移。结合HMBC 谱图，δ4.66 的氢与δ84.4（C-17）、δ32.4（C-16）和δ46.5（C-13）处的碳都有相关偶合，这也证明17 位的羟基氢的吸收峰。

在HMBC 谱中，δ10.47 处氢和δ154.1（C-3）碳相偶合，而δ10.39 氢与δ157.9（C-20）处相偶合，因此δ10.47 和δ10.39 这两处分别是C-3 和C-20 肟羟基氢的化学位移，说明化合物2 含有3、20 位两个肟基。

化合物2 的1H NMR 和13C NMR 数据全部得到归属，结果见表1。

3 结论

实验结果表明利用甾体原料17α-OH 黄体酮合成17α-OH-孕甾-4-烯-3，20-二肟方法简便，反应条件温和，产物分离比较容易。利用核磁共振碳谱和氢谱对17α-OH-孕甾-4-烯-3，20-二肟进行结构鉴定，利用2D NMR 对其碳谱和氢谱数据进行全归属和详细的解析，为其他甾体二肟的合成、结构分析做参考。

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