專利名稱：制備4,4－二甲基－3β－羥基孕－8,14－二烯－21－羧酸酯的方法以及該方法中的中間產(chǎn)物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸—酯(1)的方法以及該方法中的中間產(chǎn)物 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?，以及在制?，4-二甲基-5α-膽甾-8，14，24-三烯-3β-醇(2)(FF-MAS)中的應(yīng)用 Byskov等人的研究(Nature 1995，374，559)表明，從人濾泡液中分離的式2的4，4-二甲基-5α-膽甾-8，14，24-三烯-3β-醇(以下稱為FF-MAS)是調(diào)節(jié)減數(shù)分裂的內(nèi)源性物質(zhì)，而一些有利的激素作用就是由于該減數(shù)分裂。因此，該物質(zhì)對于藥物應(yīng)用例如促進(jìn)生育率是很重要的。
Dolle等人(J.Am.Chem.Soc.1989，111，278)描述了該天然物質(zhì)的首次合成，其是在由羊毛甾醇生物合成膽固醇中進(jìn)行的。由麥角甾醇作為起始物，在18步費(fèi)時費(fèi)力的合成法中得到FF-MAS。該合成的大部分是專注于部分化學(xué)分解麥角甾醇側(cè)鏈，隨后產(chǎn)生FF-MAS側(cè)鏈以及對于達(dá)到目的所必須的保護(hù)基化學(xué)。
Schroepfer等人(Bioorg.Med.Chem.Lett.1997，8，233)由脫氫膽固醇作為起始物在13步的合成法中第二個合成了FF-MAS。在該合成法中，費(fèi)時費(fèi)力地保護(hù)二烯體系對于產(chǎn)生側(cè)鏈仍是必須的。僅有四個步驟(用于保護(hù)的環(huán)氧化和重排；用于再生二烯體系的還原和消除反應(yīng))是針對保護(hù)基策略。
Ruan等人(Med.Chem.Letters 1998，233)第三個合成了FF-MAS。在該合成中，F(xiàn)F-MAS是在15步的合成法中由膽固醇作為起始物而合成的。在此，該合成法的大部分是用于在甾體中費(fèi)時費(fèi)力地產(chǎn)生雙鍵體系以及產(chǎn)生側(cè)鏈。
在尚未公開的DE 198 17 520以及198 23 677中描述了其他方法。這些合成法由3-氧代孕-4-烯-21-羧酸酯作為起始物。這些方法的中心中間產(chǎn)物是如通式1所示的4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸酯。
本發(fā)明的目的是合成這些中心產(chǎn)物的新方法。本發(fā)明的目的還在于在本發(fā)明的方法中產(chǎn)生的以前未知的新中間產(chǎn)物，它們本身或者經(jīng)衍生化可用作合成其他目標(biāo)分子、例如合成FF-MAS類似物(見WO96/00235)的起始物，并可用于制備4，4-二甲基-5α-膽甾-8，14，24-三烯-3β-醇。
上述目的是通過權(quán)利要求來實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明的方法中，比現(xiàn)有技術(shù)的已知合成法具有更少的中間步驟，而且純制步驟數(shù)也大大減少。根據(jù)本發(fā)明的方法根據(jù)以下合成路線1，通式1的4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸酯是由雄烯二酮(3)作為起始物在5個步驟中制備的。
用作起始物的雄烯二酮可市售得到。
合成路線1 式3化合物反應(yīng)形成式4化合物是根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行的(例如，Helv.Chim.Acta 1980，63，1554；J.Am.Chem.Soc.1954，76，2852)。例如，式3的化合物在堿存在下于溶劑或者溶劑混合物中與烷基化劑反應(yīng)，所述堿例如是低級醇的堿金屬鹽，但優(yōu)選是叔丁醇鉀，而所述烷基化劑例如是二甲基硫酸酯、二甲基碳酸酯或者碘甲烷。作為溶劑，可使用低級醇，優(yōu)選為叔醇以及醚，例如甲基叔丁基醚，或者四氫呋喃，以及它們的混合物。優(yōu)選使用叔丁醇或者由叔丁醇和四氫呋喃組成的混合物。反應(yīng)在0-65℃的溫度范圍、優(yōu)選15-50℃的溫度范圍下進(jìn)行。
式4化合物反應(yīng)形成式5化合物是根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行的(例如，Synth.Commun.1977，7，215；JOC 1988，3947；J.Prakt.Chem.1990，367)。例如，式4的化合物在堿存在下于溶劑或者溶劑混合物中與三烷基膦?；宜狨シ磻?yīng)，所述堿例如是低級醇的堿金屬鹽，但優(yōu)選是甲醇鈉，而所述三烷基膦酰基乙酸酯例如是三乙基膦?；宜狨セ蛘呷谆Ⅴ；宜狨?。作為溶劑，可使用低級醇，優(yōu)選為伯醇以及醚，例如甲基叔丁基醚，或者四氫呋喃，以及它們的混合物。優(yōu)選使用乙醇。反應(yīng)在0-100℃的溫度范圍、優(yōu)選20-80℃的溫度范圍下進(jìn)行。
由式4的化合物作為起始物，式5的化合物也可如下制備與Meldrum酸或者丙二酸酯縮合，然后皂化、脫羧并酯化。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的是，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法式5化合物中的R1是可變化的。這可通過在酯化步驟中使用其他醇，也可通過重新酯化已經(jīng)存在的酯來實(shí)現(xiàn)。R1因此可代表氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、以及相應(yīng)的丁基異構(gòu)體、戊基以及相應(yīng)的戊基異構(gòu)體、己基和相應(yīng)的己基異構(gòu)體、苯基、芐基、鄰、間和對—甲基苯基。
式5的酮反應(yīng)形成式6的相應(yīng)3-醇可用相當(dāng)量的還原劑來進(jìn)行。例如，可以使用BH3復(fù)合物(如與叔丁基胺或者三甲基胺的復(fù)合物)、Selectride、硼氫化鈉和硼氫化鋰、受抑制的氫化鋁鋰(如LiAl(OtBu)3H)；也可使用微生物，如發(fā)面酵母或酶，例如3β-羥基甾體脫氫酶。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是，根據(jù)所用試劑，可使用各種溶劑或者溶劑混合物以及反應(yīng)溫度。但是在此優(yōu)選在合適溶劑中的硼氫化物、如硼氫化鈉，所述溶劑例如是低級醇或者醇與其他溶劑的混合物，如二氯甲烷、四氫呋喃或者水。反應(yīng)溫度范圍是-20℃至40℃，優(yōu)選為-10℃至10℃。
通式6化合物中17-雙鍵的還原可根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法。在此情況下，可使用兩種基本不同的方法。
在這個方面，按照類似于文獻(xiàn)中已知的反應(yīng)(Synthesis 1996，455)，合適的還原劑是在低級醇中的堿土金屬混合物。例如，通式6的化合物在低級醇、優(yōu)選甲醇中與堿土金屬、優(yōu)選鎂反應(yīng)。該反應(yīng)在0-80℃的溫度范圍、優(yōu)選20-50℃的溫度范圍下進(jìn)行。
作為其它的還原法，在此情況下還可進(jìn)行催化氫化。例如，通式6的混合物在合適的催化劑如貴金屬或其氧化物、優(yōu)選氧化鉑存在下被氫化。作為溶劑，可使用低級醇，優(yōu)選乙醇，以及醚，例如甲基叔丁基醚，或者四氫呋喃或者它們的混合物。優(yōu)選使用四氫呋喃。在此情況下，足以令人驚奇的是，5，6-雙鍵沒有被氫化。
已證明添加催化量的酸也是有利的，例如硫酸、磷酸或檸檬酸。優(yōu)選使用磷酸。反應(yīng)在10-100℃的溫度范圍下進(jìn)行，優(yōu)選在常壓和升高的壓力下進(jìn)行。在此方面，反應(yīng)優(yōu)選在20-50℃的溫度范圍、以及常壓下進(jìn)行。
在單鍋法(Eintopfverfahren)中，通過溴化/脫溴化氫/異構(gòu)化(該方法也可使用相應(yīng)的氯化物并進(jìn)行脫氯化氫)，可引入7，8-雙鍵并將雙鍵異構(gòu)化為在目標(biāo)化合物中建立的雙鍵體系。
首先在7-位進(jìn)行烯丙基溴化，形成5，6-雙鍵，然后熱消除溴化氫，得到5，7-雙鍵體系，其再通過酸性異構(gòu)化轉(zhuǎn)化為所希望的雙鍵體系。添加酸不是必須的；同時形成的溴化氫可令人滿意地達(dá)到該目的。
溴化反應(yīng)是根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行的。例如，在合適的溶劑中使用N-溴代琥珀酰亞胺或者N，N-二溴二甲基海因，所述溶劑例如是苯、低級烷烴或者鹵代烷烴，如四氯化碳。除上述提到的溶劑外，還可使用例如甲酸甲酯(如Angew.Chem.1980，92，471)。
優(yōu)選使用庚烷作為溶劑。反應(yīng)在30-130℃的溫度范圍、優(yōu)選60-100℃的溫度范圍下進(jìn)行。
1H-NMR(CDCl3)δ＝0.89和0.90(2s，3H，18-和19-H3)，1.06-2.66(m，17H，雄烯二酮)，1.25(s，6H，4-(CH3)2)，5.58-5.61(m，1H，6-H)熔點(diǎn)165-167℃元素分析計算C 80.21，H 9.62實(shí)測C 79.96，H 9.61b)(20E)-4，4-二甲基-3-氧代孕-5，17-二烯-21-羧酸乙基酯(5)將837ml的20％乙醇鈉溶液和387ml的三乙基膦?；宜狨ヌ砑釉?10g的4，4-二甲基雄烯二酮于818ml乙醇中的溶液內(nèi)?；亓髟摶旌衔?小時，然后通過添加1.6升的水使反應(yīng)結(jié)束。過濾出沉淀物，重新洗滌，然后干燥。得到369g的(20E)-4，4-二甲基-3-氧代孕-5，17-二烯-21-羧酸乙基酯。
1H-NMR(CDCl3)δ＝0.85和0.88(2s，3H，18-和19-H3)，1.02-2.91(m，17H，雄烯二酮)，1.26(s，6H，4-(CH3)2)，1.29(t，3H，J＝7.0，CO2CH2CH3)，4.15(q，2H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，5.55-5.58(m，2H，6-H和20-H)熔點(diǎn)136-138℃c)(20E)-4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5，17-二烯-21-羧酸乙基酯(6)將200g在步驟b)中描述的化合物添加在2升乙醇中，然后與20g的硼氫化鈉在0.4升水中的溶液于0℃下混合。攪拌11小時。在反應(yīng)混合物中添加328g檸檬酸于2.8升水中的溶液，1小時后，分離固體。殘留物用水洗滌幾次，然后真空干燥。得到190g的(20E)-4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5，17-二烯-21-羧酸乙基酯，其無需純制就用于下一步反應(yīng)中。
1H-NMR(CDCl3)δ＝0.83，1.08，1.10和1.15(4s，3H，4-(CH3)2，18-和19-H3)，0.91-2.90(m，17H，雄烯二酮)，1.28(t，3H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，3.24(dd，1H，J＝10.2，5.5，3-H)，4.15(q，2H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，5.53-5.59(m，2H，6-H和20-H)熔點(diǎn)171-173℃元素分析計算C 77.68，H 9.91實(shí)測C 77.75，Hd)4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5-烯-21-羧酸乙基酯(7)(氫化)將200g的(20E)-4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5，17-二烯-21-羧酸乙基酯溶解在1.2升的THF中，然后與0.4ml的85％磷酸和4g的氧化鉑混合。反應(yīng)容器充入氫氣(1bar)。氫吸收完全后，過濾出催化劑，并蒸餾出溶劑。得到210g的4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5-烯-21-羧酸乙基酯，其未經(jīng)純制就進(jìn)一步使用。4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5-烯-21-羧酸乙基酯(7)(鎂還原)在室溫下將5.0g的(20E)-4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5，17-二烯-21-羧酸乙基酯溶解在100ml甲醇中，然后與0.5ml的乙酸混合。在反應(yīng)混合物中分批添加鎂屑。2.5小時后，用25ml乙酸酸化，然后與200ml水混合。過濾出沉淀物，用水重新洗滌，然后干燥。得到4.7g的4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5-烯-21-羧酸乙基酯，其未經(jīng)純制就進(jìn)一步使用。
1H-NMR(CDCl3)δ＝0.61，1.08，1.10和1.15(4s，3H，4-(CH3)2，18-和19-H3)，0.92-2.42(m，18H，雄烯二酮)，1.25(t，3H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，3.22-3.26(m，1H，3-H)，4.11(q，2H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，5.55-5.58(m，1H，6-H)熔點(diǎn)127-129℃元素分析計算C 77.27，H 10.38實(shí)測C 77.00，H 10.20e)4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸乙基酯(1)使100g在步驟d)中描述的化合物與48g的1，3-二溴-5，5-二甲基海因在2.5升正庚烷中回流20小時。冷卻后，用乙酸乙酯萃取混合物，有機(jī)相用水洗滌幾次，然后蒸發(fā)濃縮，得到50g的4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸乙基酯1H-NMR(CDCl3)δ＝0.75，0.83，1.02和1.03(4s，3H，4-(CH3)2，18-和19-H3)，0.62-2.59(m，17H，雄烯二酮)，1.26(t，3H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，3.25(dd，1H，J＝11.4，4.8，3-H)，4.13(q，2H，J＝7.1，CO2CH2CH3)，5.35(br s，1H，15-H)MS(計算386.58)，在387處有M+峰進(jìn)一步處理形成4，4-二甲基-5α-膽甾-8，14，24-三烯-3β-醇(2)(FF-MAS)f)由4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸甲基酯起始進(jìn)一步形成g)4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]孕-8，14-二烯-21-羧酸甲基酯在70℃下使92g的4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸甲基酯0.75升的N，N-二甲基甲酰胺、51g的叔丁基二甲基甲硅烷基氯和27.8g的咪唑混合18小時。冷卻后，將其傾倒在10升用冰冷卻的0.5M鹽酸中，然后過濾。濾餅用乙酸乙酯處理，用1N氫氧化鈉溶液洗滌至中性，在硫酸鈉上干燥，過濾，然后蒸發(fā)濃縮。得到124.8g的4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]孕-8，14-二烯-21-羧酸甲基酯，其未經(jīng)純制就進(jìn)一步使用。h)4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5β-膽甾-8，14，24-三烯-21-羧酸甲基酯將123.5g在步驟b)中描述的化合物溶解在2.0升四氫呋喃中，然后在-20℃下滴加在1.04mol二異丙基酰胺鋰溶液中，該二異丙基酰胺鋰溶液是由652ml的1.6M正丁基鋰己烷溶液和174ml二異丙基酰胺在320ml四氫呋喃中的溶液制備的。在0℃下攪拌40分鐘后，冷卻至-10℃，然后滴加270g的5-碘-2-甲基-2-戊烯。在0℃下攪拌3小時后，將反應(yīng)混合物分配在乙酸乙酯以及飽和氯化銨溶液之間。有機(jī)相用水及飽和鹽水溶液洗滌后，在硫酸鈉上干燥，然后過濾，蒸發(fā)濃縮，并在硅膠上用正己烷和乙酸乙酯組成的混合物進(jìn)行粗過濾。得到113g(0.2mol)的4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯-21-羧酸甲基酯，其未經(jīng)純制就進(jìn)一步使用。i)4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯-21-醇將112.5g在步驟c)中描述的化合物溶解在0.7升四氫呋喃中，然后在0℃下滴加在15.04g氫化鋁鋰中，該氫化鋁鋰懸浮在0.7升的四氫呋喃中。在室溫下攪拌3小時后，與60ml用冰冷卻的飽和氯化銨溶液混合。攪拌20分鐘后，與硫酸鈉混合，再經(jīng)過10分鐘后，進(jìn)行抽濾。蒸發(fā)殘留物在短柱上用二氯甲烷作為溶劑過濾。蒸發(fā)濃縮洗脫物后，得到103.2g的4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯-21-醇，其未經(jīng)純制就進(jìn)一步使用。j)4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯-21-醇-甲烷磺酸酯在0℃下，將21.8ml甲烷磺酰氯滴加在102.3g在步驟d)中描述的化合物于440ml二氯甲烷和84ml三乙胺組成的混合物中的溶液內(nèi)。室溫下3小時后，將其分配在水和二氯甲烷之間。用碳酸氫鈉溶液、飽和鹽水溶液洗滌有機(jī)相后，在硫酸鈉上干燥，過濾，然后蒸發(fā)濃縮，并在硅膠上用己烷和乙酸乙酯組成的混合物進(jìn)行色譜分離。得到78.2g的4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯-21-醇-甲烷磺酸酯。k)4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯根據(jù)步驟d)中描述的方法使77.2g在步驟e)中描述的化合物進(jìn)行反應(yīng)。在硅膠上用正己烷和乙酸乙酯組成的混合物過濾粗產(chǎn)物后，得到63g的4，4-二甲基-3β-[[二甲基(1，1-二甲基乙基)-甲硅烷基]氧基]-5α-膽甾-8，14，24-三烯。l) 4，4-二甲基-5α-膽甾-8，14，24-三烯-3β-醇使2g在步驟f)中描述的化合物在5ml的6N鹽酸、10ml乙醇和30ml四氫呋喃組成的混合物中于室溫下攪拌24小時。然后在乙酸乙酯和水之間分配。用1N氫氧化鈉溶液、水及飽和鹽水溶液洗滌有機(jī)相后，在硫酸鈉上干燥并過濾，蒸發(fā)殘留物在硅膠上用正己烷和乙酸乙酯組成的混合物進(jìn)行色譜分離。得到1.45g的4，4-二甲基-5α-膽甾-8，14，24-三烯-3β-醇。
NMR數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)中記載的相同(J.Am.Chem.Soc.111，1989，278)。
權(quán)利要求
1.制備通式1之4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21—羧酸酯的方法 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?，其是由以下雄烯二?為起始物 a)通過二甲基化形成式4的4，4-二甲基雄烯二酮 b)通過烷基化形成通式5的4，4-二甲基-3-氧代孕-5，17-二烯-21-羧酸酯 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?，c)通過還原形成通式6的4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5，17-二烯-21-羧酸酯 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?，d)通過還原17-雙鍵形成通式7的4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5-烯-21-羧酸酯 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?，隨后進(jìn)行鹵化、脫鹵化氫以及異構(gòu)化，轉(zhuǎn)化為通式(1)的4，4-二甲基-3β-羥基孕-8，14-二烯-21-羧酸酯。
2.通式5的4，4-二甲基-3-氧代孕-5，17-二烯-21-羧酸酯 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?br> 3.通式6的4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5，17-二烯-21-羧酸酯 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?br> 4.通式(1)的化合物在制備FF-MAS中的應(yīng)用。
5.通式7的4，4-二甲基-3β-羥基-孕-5-烯-21-羧酸酯 其中R1＝氫、支鏈或直鏈C1-C6烷基、苯基、芐基、鄰、間或?qū)Α谆交?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及制備通式(1)化合物的方法。本發(fā)明還涉及中間體形式的通式(5、6和7)的化合物,以及通式(1)的4,4－二甲基－3β－羥基孕－8,14－二烯－21－羧酸酯在制備4,4－二甲基－5α－膽甾－8,14,24－三烯－3β－醇(2)中的應(yīng)用。
文檔編號C07J7/00GK1344272SQ00805163
公開日2002年4月10日 申請日期2000年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月19日
發(fā)明者延斯·蓋斯勒, 埃里克·溫特 申請人:舍林股份公司