23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇的合成

刘跃金， 王 琪， 董娜娜

(沈阳化工大学 制药与生物工程学院， 辽宁 沈阳 110142)

23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇的合成

刘跃金， 王 琪， 董娜娜

(沈阳化工大学 制药与生物工程学院， 辽宁 沈阳 110142)

研究了3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮衍生物的合成.以孕烯醇酮为原料在无水甲酸中以质量分数30 %的过氧化氢(H2O2)溶液氧化、甲醇中碱水解得3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮,收率19.6 %,m.p.256～258℃， 再以3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮与异丁基溴化镁在无水四氢呋喃中室温反应5 h，然后加入质量分数10 %的硫酸继续反应约1 h,得23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇,收率10.6 %,m.p.180.5～182.0 ℃.经IR和1H-NMR确证结构正确.

23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇； 孕烯醇酮； 合成

甾体化合物的抗癌活性有广泛的报道.1995年张新华等[1]合成了胆甾-3β,5α,6β-三醇和胆甾-3β,5α,6β-三醇-3-琥珀酸单酯，经小鼠白血病细胞P388和L1210 体外抑制实验证实有一定的抗癌活性；胆甾-3β,5α,6β-三醇-3-琥珀酸单酯(NCI代号NSC684011)经美国NCI筛选证实对人结肠癌HT29等瘤株具有一定的抗癌活性和选择性.1997年刘跃金[2]合成了一系列胆-3β,5α,6β-三醇类化合物，并进行了小鼠L1210白血病细胞体外增值抑制实验和构效关系分析，表明17β-侧链对抗癌活性有重要影响，疏水性侧链使活性升高，亲水性侧链使活性下降，甚至无活性，空间效应也有重要影响，侧链太大太小都使活性下降.目前，只有很少的甾体抗癌药物上市，其绝大部分的抗癌活性还没有达到临床用药标准，为进一步改善抗癌活性，探讨构效关系，本文对3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮的17β-侧链进行了结构改造.

1 合成路线

以孕烯醇酮为原料，于无水甲酸中以质量分数30 %的H2O2溶液氧化，质量分数3 %的氢氧化钠甲醇溶液中水解得3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮.再与异丁基溴化镁在无水四氢呋喃(THF)中进行格氏反应，以质量分数10 % 的H2SO4水解得化合物23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇.合成路线如下所示.

2 实验与结果

2.1 仪器与原料

熔点用毛细管测定，温度计未经校正；红外光谱用Bruker IFS-55红外分光光度计测定，KBr压片；核磁共振氢谱用Bruker ARX-300B核磁共振仪测定.孕烯醇酮，质量分数≥98 %，成都科恩医药化工实业有限公司；溴代异丁烷，分析纯，天津市博迪化工有限公司；其他试剂，分析纯，天津市博迪化工有限公司.

2.2 3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮的合成

将孕烯醇酮3.0 g(9.48 mmol)加入到75 mL甲酸溶液中,沸水浴10 min,冷却至室温,加质量分数30 %的过氧化氢10 mL,28 ℃搅拌6 h.减压蒸馏蒸出水和甲酸,向反应物中加入质量分数3 %的氢氧化钠甲醇溶液60 mL,回流搅拌4 h，过滤，再将滤液减压浓缩析出结晶,得浅黄色固体4.3 g，干燥，柱硅胶层析，以氯仿-甲醇(体积比15∶1)为洗脱剂，得白色固体0.65 g,收率19.6 %.m.p.256～258 ℃.IR/cm-1(KBr压片):3 419(O—H),2 936(C—H),1 694(C==O).1H-NMR(DMSO-d6)δ:4.44(1H,d,3β-OH),4.20(1H,d,6β-OH),3.78(1H,m,3α-H),3.70(1H,s,5α-OH),3.33(1H,t,6α-H),2.05(3H,s,21-CH3),1.02(3H,s,19-CH3),0.50(3H,s,18-CH3).

2.3 23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇的合成

称取3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮0.3 g(0.86 mmol)，加入到25 mL无水四氢呋喃中，搅拌至溶解，缓慢滴加到含约1.61 g(10 mmol)异丁基溴化镁的四氢呋喃中，在氮气保护下室温搅拌5 h，再用3 mL质量分数为10 %的稀硫酸水解，室温搅拌1 h，然后加入10 mL乙醚，搅拌.用分液漏斗分出乙醚层，水层用10 mL乙醚提取3次，合并有机层，减压蒸馏得淡黄色固体.硅胶柱层析(洗脱剂为V(氯仿)∶V(甲醇)=12∶1)，可得白色固体0.037 g，收率10.6 %，m.p.180.5～182.0 ℃.IR/cm-1(KBr压片):3 387(O—H),2 939(C—H),2 867(C—H),1 038(C—O).1H-NMR(DMSO-d6)δ:4.40(1H,s,3β-OH),4.29(1H,s,20-OH),4.10(1H,s,6β-OH),3.77(1H,m,3α-H),3.64(1H,s,5α-OH),3.27(1H,t,6α-H),0.99(6H,s,19，21-CH3),0.96(6H,s,24，25-CH3),0.65(3H,s,18-CH3).

3 讨论与结论

(1) 3β,5α,6β-三羟基孕甾-20-酮与23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇经IR和1H-NMR确证了结构正确，23-甲基胆-3β,5α,6β,20-四醇为未见文献报道的化合物.

(2) 在具有3β,5α,6β-三羟基的甾体化合物中17β-侧链为疏水性的具有较好的抗癌活性.从柳珊瑚plexaurellagrisea中分离得到豆甾-24(28)-烯三醇[3]，药理实验证实它对HT29肿瘤细胞株有很强的选择性细胞毒性，ED50为0.1 mg·L-1.3β,5α,6β-三羟基胆-24-酸甲酯[4]和胆-3β,5α,6β,24-四醇[5]对小鼠L1210白血病细胞的IC50分别为14.36 mg·L-1和24.65 mg·L-1，有较好的抗癌活性.胆甾-3β,5α,6β-三醇和3β,5α,6β-三羟基胆-24-酸甲酯[6]的体内小鼠肉瘤S180抗癌活性实验，灌服1 320 mg·kg-1的抑瘤率分别为47.6 %和 19.2 %,皆有明显的抑制作用.因此，17β-侧链为疏水性是抗癌活性所必需的，设计并合成具有一定疏水性的17β-侧链的此类化合物值得进一步研究.

[1] 张新华,阎少羽,李惠琴,等.氧代固醇类化合物的抗癌活性研究 4.胆甾烷-3β,5α,6β(6α)-三醇和胆甾-4-烯-3β,6β(6α)-二醇的琥珀酸单酯钠合成与抗癌活性[J].中国药物化学杂志,1995,5(2):101-108.

[2] 刘跃金.羟基胆烷酸类化合物的合成与抗癌活性研究[D].沈阳:沈阳药科大学,1997.

[3] Rueda A,Zubía E,Ortega M J,et al.Structure and Cytotoxicity of New Polyhydroxylated Sterols from the Caribbean GorgonianPlexaurellaGrisea[J].Steroids,2001,66(12):897-904.

[4] 刘跃金,容士宏,陈玉彬,等.羟基胆烷酸类衍生物的抗癌活性研究Ⅰ.3β,5α,6β-三羟基胆烷-24-酸及其衍生物的合成与体外抗癌活性[J].中国药物化学杂志,1997,7(4):246-251.

[5] 刘跃金,容士宏.羟基胆烷酸类衍生物的抗癌活性研究Ⅱ.3β,5α,6β-三羟基胆烷-24-酸及3β,6β-二羟基胆烷-24-酸衍生物的合成与其抗癌活性[J].中国药物化学杂志,2004,14(6):344-349.

[6] 刘跃金,耿晓宇,王晶明,等.羟基胆烷酸类和羟基胆甾烷类化合物的体内抗癌活性[J].中国现代应用药学,2008,25(7):601-604.

Synthesis of 23-methylchol-3β,5α,6β,20-tetraol

LIU Yue-jin, WANG Qi, DONG Na-na

(Shenyang University of Chemical Technology， Shenyang 110142, China)

To synthesize a derivative of 3β,5α,6β-trihydroxypregn-20-one,3β,5α,6β-trihydroxy pregn-20-one was prepared from pregnenolone as raw materials through 30 % H2O2oxidation in formic acid,the yield and melting point were found to be 19.6 % and 256～258 ℃ respectively.23-methylchol-3β,5α,6β,20-tetraol was synthesized from 3β,5α,6β-trihydroxypregn-20-one and Isobutyl magnesium bromide through grignard reaction at room temperature in anhydrous THF in 5 h and then hydrolysing in 1h by addition of 10 % sulfuric acid solution.The yield was 10.6 %，and m.p.180.5～182.0 ℃.The two compounds were corroborated structurally by IR and1H-NMR.

23-methylchol-3β,5α,6β,20-tetraol； pregnenolone； synthesis

2013-11-06

刘跃金(1964-)，男，吉林九台人，副教授，博士，主要从事生物化学与药物化学方面的研究.

2095-2198(2015)02-0128-02

10.3969/j.issn.2095-2198.2015.02.007

R914.5

A