23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇的合成

劉躍金， 王 琪， 董娜娜

(沈陽化工大學 制藥與生物工程學院， 遼寧 沈陽 110142)

23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇的合成

劉躍金， 王 琪， 董娜娜

(沈陽化工大學 制藥與生物工程學院， 遼寧 沈陽 110142)

研究了3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮衍生物的合成.以孕烯醇酮為原料在無水甲酸中以質量分數30 %的過氧化氫(H2O2)溶液氧化、甲醇中堿水解得3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮,收率19.6 %,m.p.256～258℃， 再以3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮與異丁基溴化鎂在無水四氫呋喃中室溫反應5 h，然后加入質量分數10 %的硫酸繼續反應約1 h,得23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇,收率10.6 %,m.p.180.5～182.0 ℃.經IR和1H-NMR確證結構正確.

23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇； 孕烯醇酮； 合成

甾體化合物的抗癌活性有廣泛的報道.1995年張新華等[1]合成了膽甾-3β,5α,6β-三醇和膽甾-3β,5α,6β-三醇-3-琥珀酸單酯，經小鼠白血病細胞P388和L1210 體外抑制實驗證實有一定的抗癌活性；膽甾-3β,5α,6β-三醇-3-琥珀酸單酯(NCI代號NSC684011)經美國NCI篩選證實對人結腸癌HT29等瘤株具有一定的抗癌活性和選擇性.1997年劉躍金[2]合成了一系列膽-3β,5α,6β-三醇類化合物，并進行了小鼠L1210白血病細胞體外增值抑制實驗和構效關系分析，表明17β-側鏈對抗癌活性有重要影響，疏水性側鏈使活性升高，親水性側鏈使活性下降，甚至無活性，空間效應也有重要影響，側鏈太大太小都使活性下降.目前，只有很少的甾體抗癌藥物上市，其絕大部分的抗癌活性還沒有達到臨床用藥標準，為進一步改善抗癌活性，探討構效關系，本文對3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮的17β-側鏈進行了結構改造.

1 合成路線

以孕烯醇酮為原料，于無水甲酸中以質量分數30 %的H2O2溶液氧化，質量分數3 %的氫氧化鈉甲醇溶液中水解得3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮.再與異丁基溴化鎂在無水四氫呋喃(THF)中進行格氏反應，以質量分數10 % 的H2SO4水解得化合物23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇.合成路線如下所示.

2 實驗與結果

2.1 儀器與原料

熔點用毛細管測定，溫度計未經校正；紅外光譜用Bruker IFS-55紅外分光光度計測定，KBr壓片；核磁共振氫譜用Bruker ARX-300B核磁共振儀測定.孕烯醇酮，質量分數≥98 %，成都科恩醫藥化工實業有限公司；溴代異丁烷，分析純，天津市博迪化工有限公司；其他試劑，分析純，天津市博迪化工有限公司.

2.2 3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮的合成

將孕烯醇酮3.0 g(9.48 mmol)加入到75 mL甲酸溶液中,沸水浴10 min,冷卻至室溫,加質量分數30 %的過氧化氫10 mL,28 ℃攪拌6 h.減壓蒸餾蒸出水和甲酸,向反應物中加入質量分數3 %的氫氧化鈉甲醇溶液60 mL,回流攪拌4 h，過濾，再將濾液減壓濃縮析出結晶,得淺黃色固體4.3 g，干燥，柱硅膠層析，以氯仿-甲醇(體積比15∶1)為洗脫劑，得白色固體0.65 g,收率19.6 %.m.p.256～258 ℃.IR/cm-1(KBr壓片):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-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇的合成

稱取3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮0.3 g(0.86 mmol)，加入到25 mL無水四氫呋喃中，攪拌至溶解，緩慢滴加到含約1.61 g(10 mmol)異丁基溴化鎂的四氫呋喃中，在氮氣保護下室溫攪拌5 h，再用3 mL質量分數為10 %的稀硫酸水解，室溫攪拌1 h，然后加入10 mL乙醚，攪拌.用分液漏斗分出乙醚層，水層用10 mL乙醚提取3次，合并有機層，減壓蒸餾得淡黃色固體.硅膠柱層析(洗脫劑為V(氯仿)∶V(甲醇)=12∶1)，可得白色固體0.037 g，收率10.6 %，m.p.180.5～182.0 ℃.IR/cm-1(KBr壓片):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 討論與結論

(1) 3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮與23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇經IR和1H-NMR確證了結構正確，23-甲基膽-3β,5α,6β,20-四醇為未見文獻報道的化合物.

(2) 在具有3β,5α,6β-三羥基的甾體化合物中17β-側鏈為疏水性的具有較好的抗癌活性.從柳珊瑚plexaurellagrisea中分離得到豆甾-24(28)-烯三醇[3]，藥理實驗證實它對HT29腫瘤細胞株有很強的選擇性細胞毒性，ED50為0.1 mg·L-1.3β,5α,6β-三羥基膽-24-酸甲酯[4]和膽-3β,5α,6β,24-四醇[5]對小鼠L1210白血病細胞的IC50分別為14.36 mg·L-1和24.65 mg·L-1，有較好的抗癌活性.膽甾-3β,5α,6β-三醇和3β,5α,6β-三羥基膽-24-酸甲酯[6]的體內小鼠肉瘤S180抗癌活性實驗，灌服1 320 mg·kg-1的抑瘤率分別為47.6 %和 19.2 %,皆有明顯的抑制作用.因此，17β-側鏈為疏水性是抗癌活性所必需的，設計并合成具有一定疏水性的17β-側鏈的此類化合物值得進一步研究.

[1] 張新華,閻少羽,李惠琴,等.氧代固醇類化合物的抗癌活性研究 4.膽甾烷-3β,5α,6β(6α)-三醇和膽甾-4-烯-3β,6β(6α)-二醇的琥珀酸單酯鈉合成與抗癌活性[J].中國藥物化學雜志,1995,5(2):101-108.

[2] 劉躍金.羥基膽烷酸類化合物的合成與抗癌活性研究[D].沈陽:沈陽藥科大學,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] 劉躍金,容士宏,陳玉彬,等.羥基膽烷酸類衍生物的抗癌活性研究Ⅰ.3β,5α,6β-三羥基膽烷-24-酸及其衍生物的合成與體外抗癌活性[J].中國藥物化學雜志,1997,7(4):246-251.

[5] 劉躍金,容士宏.羥基膽烷酸類衍生物的抗癌活性研究Ⅱ.3β,5α,6β-三羥基膽烷-24-酸及3β,6β-二羥基膽烷-24-酸衍生物的合成與其抗癌活性[J].中國藥物化學雜志,2004,14(6):344-349.

[6] 劉躍金,耿曉宇,王晶明,等.羥基膽烷酸類和羥基膽甾烷類化合物的體內抗癌活性[J].中國現代應用藥學,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

劉躍金(1964-)，男，吉林九臺人，副教授，博士，主要從事生物化學與藥物化學方面的研究.

2095-2198(2015)02-0128-02

10.3969/j.issn.2095-2198.2015.02.007

R914.5

A