CN114133421B - 一种β-鼠胆酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种β‑鼠胆酸的制备方法，该方法以猪胆酸(3α，6α，7α三羟基‑5β‑胆烷酸)为起始原料制备β‑鼠胆酸(3α，6β，7β‑三羟基‑5β‑胆烷酸)。本发明合成制备得到的鼠去氧胆酸，原料易得，且反应简单，副反应少，转化率高，适合大量生产。

Description

一种β-鼠胆酸的制备方法

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，具体是涉及一种β-鼠胆酸的制备方法。

背景技术

胆汁酸是胆汁的重要成分，胆汁酸主要存在于肠肝循环系统并通过再循环起一定的保护作用；胆汁酸是与无数生物学功能相关的重要内源性分子，包括胆固醇的吸收和排泄，在代谢中起到了促进脂类乳化、增强胰腺脂解的作用；而在临床和疾病诊断方面，胆汁酸在研究肝胆胃肠疾病上起到了重要的作用。

鼠胆酸(MCA)是重要的胆汁酸，主要存在三种不同的构型，分别为α-鼠胆酸(α-MCA)、β-鼠胆酸(β-MCA)和ω-鼠胆酸(ω- MCA)，其结构如下式 所示。

鼠胆酸是一种保肝剂，对慢性胆汁淤积性肝病有益，同时尿液中的牛磺酸-β-鼠胆酸被鉴定为有希望的生物标志物，以促进中药何首乌(PMR)诱导的肝毒性的临床监测，并且可以作为潜在的治疗靶标。然而由于大多数CYP产生多种羟基化产物，因此在不知道它们的化学成分和组成的情况下，难以表征这些代谢产物，因此需要合成这些胆汁酸来进一步了解胆汁酸的生物动力学，并且对这种转化的了解可以促进胆汁淤积药物的开发，为后续的其他研究提供标样。

目前鼠胆酸的制备主要是通过动物胆汁提取和人工合成两种方法获得。以动物胆汁为来源多是从鼠胆汁中提取，鼠胆数量有限，提取麻烦；人工合成主要通过鹅去氧胆酸和猪去氧胆酸经过一系列的化学反应得到，这两种方法得到的鼠胆酸需要分别在6位或7位碳原子引入羟基，工艺难度较大，副反应多，转化率低，不适合大量生产，导致鼠胆酸的工艺成本较高，价格昂贵。因此发掘一种工艺简单，转化率高的β-鼠胆酸合成方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种β-鼠胆酸的制备方法，该制备方法原料易得，且反应简单，副反应少，转化率高，适合大量生产。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种β-鼠胆酸(3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸)的制备方法，以猪胆酸(3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸)为原料经以下步骤制备β-鼠胆酸：

其中：

R1为C1～C4的直链烷基或支链烷基；

R2为C1～C4的直链烷基或支链烷基；

R3为C1～C4的直链烷基、支链烷基、甲基磺酸基或对硝基苯甲基。

本发明中，所述步骤a的反应过程为：将化合物A溶解于醇中，加入催化剂，回流反应2h，反应完成后，加入浓度为1％的碳酸氢钠溶液终止反应，蒸馏除去溶剂，过滤干燥，得到化合物B；

所述催化剂为有机酸或无机酸，进一步地优选盐酸、硫酸或对甲苯磺酸；所述催化剂与所述化合物A的物质的量之比为0.1～ 0.5:100。

所述的醇为含有1～4个碳原子的直链醇、支链醇，所述醇与所述化合物A的体积重量比为4～8ml:1g。

所述碳酸氢钠溶液与与所述化合物A的体积重量比为1ml:1g。

本发明中，所述步骤b的反应过程为：将化合物B悬浮在异丙醚中，加入诺维信-435脂肪酶，升温至40℃，加入酯类物质，维持温度在35～40℃反应6h，反应完成后过滤，滤液真空蒸馏除去溶剂，得到化合物C；

所述的酯类为含有1-4个碳原子的直链、支链的乙酸酯，所述酯类与所述化合物B的物质的量之比为1.5～3:1；

所述异丙醚与所述化合物B的体积质量比为5～10ml:1g；

所述诺维信-435脂肪酶与所述化合物B质量比为2～5:1。

本发明中，所述步骤c的反应过程为：将化合物C溶解于四氢呋喃中，加入三苯基膦、酸、偶氮二甲酸二乙酯，室温下搅拌反应5～ 6h，反应完成后，加水终止反应，真空蒸馏除去四氢呋喃，得到油状物溶解于4倍体积乙酸乙酯中，用1％碳酸氢钠溶液洗涤除去未反应的酸，溶液浓缩后柱层析纯化，收集含有化合物D的洗脱液，并浓缩得到纯化的化合物D；

所述酸为C1～C4的直链或支链酸，甲基磺酸、对硝基苯甲酸中的一种，进一步地优选甲酸、甲基磺酸、对硝基苯甲酸，更进一步地优选甲酸。

所述柱层析纯化为硅胶柱，所用硅胶粒径为300～400目，所述柱层析纯化的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚按体积比1:2混合的溶剂。

所述四氢呋喃与化合物C的体积质量比为3～8ml:1g；

所述三苯基膦与化合物C的物质的量比为2.5～4:1；

所述酸与化合物C的物质的量比为2.5～5:1；

所述偶氮二甲酸二乙酯与化合物C物质的量比3～5:1。

本发明中，所述步骤d的反应过程为：将c步骤制得的化合物D 悬浮在水中，加入强碱，升温水解2～8h，水解完全后，加酸结晶，过滤洗涤，得到化合物E，即目标产物3α，6β，7β-三羟基-5β- 胆烷酸；

所述的d步骤中水解温度为50～100℃，进一步地优选60～ 80℃。

所述强碱为无机碱，进一步地优选氢氧化钠、氢氧化钾，更进一步地优选氢氧化钠；所述氢氧化钠与化合物D的质量比为30～ 50:100。

所述结晶所用的酸为无机酸或有机酸，优选无机酸，进一步地优选浓度为6M的盐酸。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明以猪胆酸(3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸)为起始原料合成β-鼠胆酸(3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸)，原料来源广泛，价格低廉；

(2)本发明的合成路线，工艺路线简单，副反应少，转化率高，适合大量生产；

(3)本发明得到的β-鼠胆酸纯度高，杂质少，可为后续研究提供数据及标样。

附图说明

图1为一种β-鼠胆酸合成的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

如图1所示，一种β-鼠胆酸的合成方法，所用起始原料为猪胆酸，具体步骤如下：

a、制备化合物B

将3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸(猪胆酸)溶解于猪胆酸重量4～8倍体积的醇中，加入与猪胆酸的物质的量比为0.1～0.5:100 的催化剂，回流反应2h，反应完成后，加入与猪胆酸重量等体积的 1％碳酸氢钠溶液终止反应，蒸馏除去溶剂，过滤干燥，得到化合物 B。

b、制备化合物C

将上步制得的化合物B悬浮在与其体积质量比为5～10ml:1g的异丙醚中，加入20～50％重量的诺维信-435脂肪酶，升温至40℃，加入1.5～3.0倍物质的量的酯，维持温度在35～40℃反应6h，反应完成后过滤，滤液真空蒸馏除去溶剂，得到化合物C。

c、制备化合物D

将上步的化合物C溶解于3～8倍体积的四氢呋喃中，加入2.5～ 4.0倍物质的量的三苯基膦、2.5～5.0倍物质的量酸、3.0～5.0倍物质的量的偶氮二甲酸二乙酯，室温下搅拌反应5～6h。反应完成后，加水终止反应，真空蒸馏除去四氢呋喃，得到油状物溶解于4倍体积乙酸乙酯中，1％的碳酸氢钠溶液洗涤除去未反应的酸，溶液浓缩至原体积1/5，上硅胶柱，用乙酸乙酯与石油醚体积比1:2的混合溶剂洗脱。收集成分为化合物D的洗脱液，洗脱液浓缩至原体积1/5，析出大量晶体，过滤得到化合物D。

d、制备化合物E

将上步的化合物D悬浮在10倍其重量体积的水中，加入30～50％的氢氧化钠，升温至60～80℃水解，水解完全后，降温至室温，浓度为6M的盐酸调节溶液酸性结晶，过滤洗涤，得到化合物E。

实施例1

本实施例β-鼠胆酸的制备方法，包括如下步骤：

a、制备3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸甲酯

在500ml三口烧瓶中，加入猪胆酸50g，用200ml甲醇搅拌溶解，加入浓硫酸0.25ml，升温回流反应2h，取样测猪胆酸残留为 0.732％。加入浓度为1％碳酸氢钠溶液50ml，搅拌均匀，真空蒸馏，除去甲醇，得到大量白色晶体，过滤，用200ml的水洗涤滤饼，75℃热风循环烘箱干燥8h，得到3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸甲酯 49.8g，HPLC检测纯度99.347％。

b、制备3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸甲酯

在500ml三口烧瓶中，加入3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸甲酯49.8g，异丙醚250ml，诺维信-435脂肪酶10g，升温至40℃，加入乙酸乙酯26ml，维持温度在35～40℃反应6h。取样测3α，6α， 7α三羟基-5β-胆烷酸甲酯残留为0.323％，过滤。滤液真空蒸馏除去溶剂，得到3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸甲酯51.3g， HPLC检测其纯度为98.932％。

c、制备3α-乙酰氧基-6β，7β二甲酰氧基-5β-胆烷酸甲酯

在500ml三口烧瓶中，加入3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β- 胆烷酸甲酯51.3g，用160ml四氢呋喃搅拌溶解，加入三苯基膦 73g、无水甲酸12ml、偶氮二甲酸二乙酯52ml，室温下搅拌反应6h, 取样测得3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸甲酯残留为 0.047％。加入50ml的水，真空蒸馏除去四氢呋喃，得到油状物。再加入200ml的乙酸乙酯搅拌溶解，静置分层，用2*200ml的浓度为1％的碳酸氢钠溶液洗涤乙酸乙酯溶液，除去未反应的甲酸，溶液真空蒸馏收集馏出液约150ml,浓缩液倒入硅胶柱中柱层析，用乙酸乙酯与石油醚体积比1:2的混合溶剂洗脱，收集成分为3α-乙酰氧基-6β，7 β二甲酰氧基-5β-胆烷酸甲酯的洗脱液约400ml，洗脱液真空蒸馏收集馏出液约300ml，此时蒸馏瓶中析出大量晶体，过滤，得到3α-乙酰氧基-6β，7β二甲酰氧基-5β-胆烷酸甲酯43.7g，取样HPLC检测其纯度为98.668％。

d、制备3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸

在1000ml三口烧瓶中，加入3α-乙酰氧基-6β，7β二甲酰氧基-5β-胆烷酸甲酯43.7g，437ml水，氢氧化钠13.2g，升温至60℃，维持60℃搅拌6h，取样检测3α-乙酰氧基-6β，7β二甲酰氧基-5β -胆烷酸甲酯为0.273％，降温至室温，加入浓盐酸30ml,调节溶液酸性结晶，过滤洗涤，滤饼干燥得到3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸34.6g，HPLC纯度98.521％。

实施例2

本实施例β-鼠胆酸的制备方法，包括如下步骤：

a、制备3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸乙酯

在500ml三口烧瓶中，加入猪胆酸50g，用300ml无水乙醇搅拌溶解，加入浓盐酸0.5ml，升温回流反应2h，取样测猪胆酸残留为 0.679％。加入浓度为1％碳酸氢钠溶液50ml，搅拌均匀，真空蒸馏，除去乙醇，得到大量白色晶体，过滤，用200ml水洗涤滤饼，75℃热风循环烘箱干燥8h，得到3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸乙酯 49.2g，HPLC检测其纯度为99.236％。

b、制备3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸乙酯

在500ml三口烧瓶中，加入3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸乙酯49.2g，异丙醚350ml，诺维信-435脂肪酶15g，升温至40℃，加入乙酸异丙烯酯30ml，维持温度在40℃反应6h。取样测3α，6α， 7α三羟基-5β-胆烷酸乙酯残留为0.257％，过滤。滤液真空蒸馏除去溶剂，得到3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸乙酯50.9g， HPLC检测其纯度为98.855％。

c、制备3α-乙酰氧基-6β，7β二甲基磺酸酯-5β-胆烷酸乙酯

在500ml三口烧瓶中，加入3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β- 胆烷酸乙酯50.9g，用250ml的四氢呋喃搅拌溶解，加入三苯基膦 80g、甲基磺酸20ml、偶氮二甲酸二乙酯60ml，室温下搅拌反应6h, 取样测得3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸乙酯残留为 0.126％。加入50ml的水，真空蒸馏除去四氢呋喃，得到油状物。再加入200ml的乙酸乙酯搅拌溶解，静置分层，用2*200ml的浓度为1％的碳酸氢钠溶液洗涤乙酸乙酯溶液，除去未反应的甲基磺酸，溶液真空蒸馏收集馏出液约150ml,浓缩液倒入硅胶柱中柱层析，用乙酸乙酯与石油醚体积比1:2的混合溶剂洗脱。收集成分为3α-乙酰氧基-6 β，7β二甲基磺酸酯-5β-胆烷酸乙酯的洗脱液约400ml，洗脱液真空蒸馏收集馏出液约300ml，此时蒸馏瓶中析出大量晶体，过滤，得到3α-乙酰氧基-6β，7β二甲基磺酸酯-5β-胆烷酸乙酯43.5g,取样HPLC检测其纯度为98.854％。

d、制备3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸

在1000ml三口烧瓶中，加入3α-乙酰氧基-6β，7β二甲基磺酸酯-5β-胆烷酸乙酯43.5g，水435ml，氢氧化钠17.5g，升温至 70℃，维持60℃搅拌4h，取样检测3α-乙酰氧基-6β，7β二甲基磺酸酯-5β-胆烷酸乙酯为0.124％，降温至室温，加入浓盐酸40ml,调节溶液酸性结晶，过滤洗涤，滤饼干燥得到3α，6β，7β-三羟基-5 β-胆烷酸34.4g，HPLC纯度为98.723％。

实施例3

本实施例β-鼠胆酸的制备方法，包括如下步骤：

a、制备3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸异丙酯

在500ml三口烧瓶中，加入猪胆酸50g，用400ml的异丙醇搅拌溶解，加入对甲苯磺酸1g，升温回流反应2h，取样测猪胆酸残留为0.524％。加入50ml浓度为1％的碳酸氢钠溶液，搅拌均匀，真空蒸馏，除去异丙醇，得到大量白色晶体，过滤，用200ml的水洗涤滤饼，75℃热风循环烘箱干燥8h，得到3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸异丙酯50.3g，HPLC检测其纯度为99.236％。

b、制备3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸异丙酯

在500ml三口烧瓶中，加入3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸异丙酯50.3g，异丙醚500ml，诺维信-435脂肪酶20g，升温至40℃，加入30ml乙酸丁酯，维持温度在40℃反应4h。取样测3α，6α，7 α三羟基-5β-胆烷酸异丙酯残留为0.221％，过滤。滤液真空蒸馏除去溶剂，得到3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸异丙酯 51.5g，HPLC检测其纯度为99.043％。

c、制备3α-乙酰氧基-6β，7β二对硝基苯甲酸酯-5β-胆烷酸异丙酯

在500ml三口烧瓶中，加入3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β- 胆烷酸异丙酯51.5g，用400ml的四氢呋喃搅拌溶解，加入三苯基膦 100g、对硝基苯甲酸60g、偶氮二甲酸二乙80ml酯，室温下搅拌反应 6h,取样测得3α-乙酰氧基-6α，7α二羟基-5β-胆烷酸异丙酯残留为0.027％。加入50ml水，真空蒸馏除去四氢呋喃，得到油状物。再加入200ml的乙酸乙酯搅拌溶解，静置分层，用3*200ml的浓度为1％的碳酸氢钠溶液洗涤乙酸乙酯溶液，除去未反应的对硝基苯甲酸，溶液真空蒸馏收集馏出液约150ml,浓缩液倒入硅胶柱中柱层析，用乙酸乙酯与石油醚体积比1:2的混合溶剂洗脱。收集成分为3α-乙酰氧基-6β，7β二对硝基苯甲酸酯-5β-胆烷酸酯的洗脱液约400ml，洗脱液真空蒸馏收集馏出液约300ml，此时蒸馏瓶中析出大量晶体，过滤，得到3α-乙酰氧基-6β，7β二对硝基苯甲酸酯-5β-胆烷酸异丙酯47.6g，取样HPLC检测其纯度为99.043％。

d、制备3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸

在1000ml三口烧瓶中，加入3α-乙酰氧基-6β，7β二对硝基苯甲酸酯-5β-胆烷酸异丙酯47.6g，水476ml，氢氧化钠23.8g，升温至80℃，维持60℃搅拌2h，取样检测3α-乙酰氧基-6β，7β二对硝基苯甲酸酯-5β-胆烷酸乙酯为0.056％，降温至室温，加入浓度为 6M的盐酸60ml,调节溶液酸性结晶，过滤洗涤，滤饼干燥，得到3 α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸36.7g，HPLC纯度99.014％。

由上述实施例可知，本发明制得的β-鼠胆酸(3α，6β，7β- 三羟基-5β-胆烷酸)反应简单，转化率高，纯度高。

Claims (7)

1.一种β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于，以3α，6α，7α三羟基-5β-胆烷酸为原料经以下步骤制备β-鼠胆酸：

其中：

R1为C1～C4的直链烷基或支链烷基；

R2为C1～C4的直链烷基或支链烷基；

R3为C1～C4的直链烷基、支链烷基、甲基磺酸基或对硝基苯甲基；

所述步骤a的反应过程为：将化合物A溶解于醇中，加入催化剂，回流反应2h，反应完成后，加入浓度为1％的碳酸氢钠溶液终止反应，蒸馏除去溶剂，过滤干燥，得到化合物B；

所述步骤b的反应过程为：将化合物B悬浮在异丙醚中，加入诺维信-435脂肪酶，升温至40℃，加入酯类物质，维持温度在35～40℃反应6h，反应完成后过滤，滤液真空蒸馏除去溶剂，得到化合物C；

所述酯类物质为含有1～4个碳原子的直链、支链醇的乙酸酯；

所述步骤c的反应过程为：将化合物C溶解于四氢呋喃中，加入三苯基膦、酸、偶氮二甲酸二乙酯，室温下搅拌反应5～6h，反应完成后，加水终止反应，真空蒸馏除去四氢呋喃，得到油状物溶解于4倍体积乙酸乙酯中，用1％碳酸氢钠溶液洗涤除去未反应的酸，溶液浓缩后柱层析纯化，收集含有化合物D的洗脱液，并浓缩得到纯化的化合物D；

所述酸为C1～C4的直链或支链酸，甲基磺酸、对硝基苯甲酸中的一种；

所述柱层析纯化为硅胶柱，所用硅胶粒径为300～400目；

所述柱层析纯化的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚按体积比1:2混合的溶剂；

所述步骤d的反应过程为：将c步骤制得的化合物D悬浮在水中，加入强碱，升温水解2～8h，水解完全后，加酸结晶，过滤洗涤，得到化合物E，即目标产物3α，6β，7β-三羟基-5β-胆烷酸；

所述强碱为无机碱；

所述水解温度为50～100℃；

所述结晶所用的酸为无机酸或有机酸。

2.根据权利要求1所述的β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于：

所述催化剂为有机酸或无机酸；

所述的醇为含有1～4个碳原子的直链醇或支链醇。

3.根据权利要求2所述的β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于：所述催化剂为盐酸、硫酸或对甲苯磺酸。

4.根据权利要求2或3所述的β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于：

所述催化剂与所述化合物A的物质的量比为0.1～0.5:100；

所述醇与所述化合物A的体积质量比为4～8ml:1g；

所述碳酸氢钠溶液与所述化合物A的体积质量比为1ml:1g。

5.根据权利要求1所述的β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于：

所述异丙醚与所述化合物B的体积质量比为5～10ml:1g；

所述诺维信-435脂肪酶与所述化合物B质量比为2～5:1；

所述酯类与所述化合物B的物质的量比为1.5～3:1。

6.根据权利要求1所述的β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于：

所述四氢呋喃与化合物C的体积质量比为3～8ml:1g；

所述三苯基膦与化合物C的物质的量比为2.5～4:1；

所述酸与化合物C的物质的量比为2.5～5:1；

所述偶氮二甲酸二乙酯与化合物C物质的量比为3～5:1。

7.根据权利要求1所述的β-鼠胆酸的制备方法，其特征在于：

所述强碱为氢氧化钠，所述氢氧化钠与化合物D的质量比为30～50:100；

所述水解温度为60～80℃；

所述酸为浓度为6M的盐酸。

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