一种中间体4及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及药物合成技术领域，具体涉及一种中间体4及其制备方法和应用。

背景技术

胆甾醇侧链引入25位羟基得25-羟基甾体化合物，此类化合物主要是25羟基胆固醇和25羟基脱氢胆固醇，具有广泛的药理活性包括抗炎、抗病毒、抗IR损伤等，且与人类天然免疫作用密切相关。工业上25羟基脱氢胆固醇是合成骨化二醇的重要原料，骨化二醇是一种半活性维生素D3，与普通维生素D3相比具有更强的生物活性，是人、动物体内不可缺少的营养物质之一，目前已被广泛应用于医药、食品饲料等领域，其临床上可直接用于软骨病、甲状腺功能减退的疾病的治疗，特别适用于对肝脏、肾脏功能不全患者的维生素D缺乏症。同时还具有抑制肿瘤细胞的生长、治疗非酒精性脂肪肝、保护肝纤维化等广泛的用途。25-羟基胆固醇作为一种内源性氧化甾醇，在体内存在多种产生机制，同时也对人体有多种生理作用。

市场对商品化25-羟基维生素D3有旺盛的需求，需要25-羟基维生素D3大规模成本低的工业化制备方法；而25-羟基甾体化合物是制备25-羟基维生素D3的重要反应原料，寻求大规模制备25-羟基甾体化合物的制备方法是实现大规模制备25-羟基维生素D3的重要步骤。

现有的技术难点在于侧链改造引入25位羟基。目前主要构建方法有两类：一类是AB环、侧链分别构建好，再通过反应进行对接；另一类是对胆固醇的侧链进行改造引入25位羟基。

专利CN112608361A公布了一种使用双降醇(BA)为起始原料，合成25-羟基胆固醇的方法，其路线如下：

该路线溴代用到了大量的溴化锂、碳酸锂，溴代成本高，此外溴代物与丙烯酸酯的偶联，用到了氯化镍、锌粉会产生大量的固废，同时吡啶作溶剂，又用到了大量的丙烯酸甲酯，二者的气味大，对环境不友好，同时由于丙烯酸甲酯本身易聚合的化学性质，反应很难避免。

上述路线在偶联时采用的3-三甲基硅氧基-3-甲基丁基溴化镁试剂需要在铜锂试剂的催化下，需要超过10当量的镁试剂试剂用量，该反应才能进行完全，其原子经济性低，并且3-三甲基硅氧基-3-甲基丁基溴化镁及铜锂试剂价格昂贵，而导致25-羟基胆固醇成本高昂。

专利CN103626821A公布了一种使用24-脱氢胆固醇为原料，制备25-羟基胆固醇的方法，其路线如下：

该路线通过酰化、环氧、开环等反应合成了2-羟基胆固醇，但其收率较低，起始原料24-脱氢胆固醇不易获得，并且纯度要求较高，从而导致成本高，不能大规模生产。在工艺过程中还用到了一些重金属盐，造成极大污染。

目前报道的制备方法普遍存在路线较长、收率低、试剂毒性大、起始原料价格昂贵等缺点。因此，有必要寻找一条快速、高效、低毒与低成本的合成路线。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种中间体4及其制备方法和应用，解决现有技术中合成25-羟基胆固醇或者25-羟基脱氢胆固醇的线路长收率低的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种中间体4，其结构式为

此外，本发明还提出一种上述中间体4的制备方法，包括以下步骤：

将中间体3、二氯甲烷和稀盐酸混合，之后在40-45℃下反应得到所述中间体4；所述中间体3的结构式为

在一些实施例中，所述中间体3由以下步骤制得：将中间体2、四氢呋喃和三苯基膦混合，之后降温至-2℃到2℃，依次添加丙酮氰醇和偶氮二羧酸二异丙酯，添加完毕后升温至20-30℃反应得到所述中间体3；

所述中间体2的结构式为：

在一些实施例中，所述中间体2由以下步骤制得：

将乙二醇、原甲酸三乙酯、对甲苯磺酸和起始原料1混合，之后升温至65-70℃反应得到所述中间体2，所述起始原料1的结构式为

在一些实施例中，升温至65-70℃反应3-4小时得到所述中间体2。

此外，本发明还提出一种上述中间体4或者上述制备方法制得的中间体4在制备25-羟基胆固醇或者25-羟基脱氢胆固醇中的应用。

在一些实施例中，上述应用包括：

S1、将中间体4、醋酸异丙烯酯、对甲苯磺酸混合在75-80℃下反应得到中间体5A；

S2、将四氢呋喃和无水氯化锂混合，之后在0-5℃下之后分批次添加硼氢化钠，之后添加中间体5A得到中间体6A；

S3、将中间体6A和四氢呋喃混合，之后添加甲基氯化镁的四氢呋喃溶液得到25-羟基胆固醇；

所述中间体5A的结构式为

在一些实施例中，在步骤S1中还包括析晶步骤：在75-80℃下反应之后，将得到的产物的有机层水洗，之后将有机层减压浓缩，用甲醇置换二氯甲烷，置换成稠状，降温至3-8℃得到所述中间体5A。

在一些实施例中，上述应用包括：

T1、将甲醇、原乙酸三甲酯、PTS和中间体4混合，之后在35-40℃下反应，之后降温至10℃以下并添加三乙胺调节pH至7-8，之后降温至5℃以下保温反应，之后抽滤得到湿品；

T2、将丙酮、水，四氯苯醌和所述湿品混合，在38-42℃下反应得到混合物5B；

T3、将醋酐、乙酰氯和所述混合物5B混合，之后升温回流反应得到中间体6B；

T4、将四氢呋喃、硼氢化钠和无水氯化锂混合，之后在-5到-2℃下添加中间体6B反应得到中间体7B；

T5、将中间体7B和四氢呋喃混合，之后添加甲基氯化镁的四氢呋喃溶液进行升温回流反应得到25-羟基脱氢胆固醇；

所述中间体5B的结构式为

在一些实施例中，在步骤T1中，在35-40℃下反应的时间为2-4小时；和/或，在步骤T3中，所述回流反应的时间为8-10小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明提出的中间体4能够采用较短的线路合成25-羟基胆固醇或者25-羟基脱氢胆固醇，而且收率高。

附图说明

图1是本发明实施例1制得的中间体2的氢谱。

图2是本发明实施例1制得的中间体2的碳谱。

图3是本发明实施例1制得的中间体3的氢谱。

图4是本发明实施例1制得的中间体3的碳谱。

图5是本发明实施例1制得的中间体4的氢谱。

图6是本发明实施例1制得的中间体4的碳谱。

图7是本发明实施例2制得的25-羟基胆固醇的氢谱。

图8是本发明实施例2制得的25-羟基胆固醇的碳谱。

图9是本发明实施例2制得的25-羟基胆固醇的HPLC图谱。

图10是本发明实施例3制得的25羟基脱氢胆固醇的氢谱。

图11是本发明实施例3制得的25羟基脱氢胆固醇的碳谱。

图12是本发明实施例3制得的25羟基脱氢胆固醇的HPLC图谱。

具体实施方式

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”、“本实施例”、“本实施例”以及举例等等，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

如果申请文件中出现“第一/第二”的类似描述则增加以下的说明，在以下的描述中，所涉及的术语“第一第二第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一第二第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

本实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如对象A和/或对象B，可以表示：单独存在对象A，同时存在对象A和对象B，单独存在对象B这三种情况。

本具体实施方式提供了一种中间体4，其特征在于，其结构式为

本具体实施方式还提出一种上述中间体4的制备方法，包括以下步骤：

将乙二醇、原甲酸三乙酯、对甲苯磺酸和起始原料1混合，之后升温至65-70℃反应3-4小时得到所述中间体2，所述起始原料1的结构式为

将中间体2、四氢呋喃和三苯基膦混合，之后降温至-2℃到2℃，依次添加丙酮氰醇和偶氮二羧酸二异丙酯，添加完毕后升温至20-30℃反应得到所述中间体3；

所述中间体2的结构式为：

将中间体3、二氯甲烷和稀盐酸混合，之后在40-45℃下反应得到所述中间体4；所述中间体3的结构式为

本具体实施方式还提出上述中间体4或者上述制备方法制得的中间体4在制备25-羟基胆固醇或者25-羟基脱氢胆固醇中的应用。

在一些实施例中，所述中间体4在制备25-羟基胆固醇中的应用包括：

S1、将中间体4、醋酸异丙烯酯、对甲苯磺酸混合在75-80℃下反应，将得到的产物的有机层水洗，之后将有机层减压浓缩，用甲醇置换二氯甲烷，置换成稠状，降温至3-8℃得到中间体5A；

S2、将四氢呋喃和无水氯化锂混合，之后在0-5℃下之后分批次添加硼氢化钠，之后添加中间体5A得到中间体6A；

S3、将中间体6A和四氢呋喃混合，之后添加甲基氯化镁的四氢呋喃溶液得到25-羟基胆固醇；

所述中间体5A的结构式为

在一些实施例中，所述中间体4在制备25-羟基脱氢胆固醇中的应用包括：

T1、将甲醇、原乙酸三甲酯、PTS和中间体4混合，之后在35-40℃下反应2-4小时，之后降温至10℃以下并添加三乙胺调节pH至7-8，之后降温至5℃以下保温反应，之后抽滤得到湿品；

T2、将丙酮、水，四氯苯醌和所述湿品混合，在38-42℃下反应得到混合物5B；

T3、将醋酐、乙酰氯和所述混合物5B混合，之后升温回流反应8-10小时得到中间体6B；

T4、将四氢呋喃、硼氢化钠和无水氯化锂混合，之后在-5到-2℃下添加中间体6B反应得到中间体7B；

T5、将中间体7B和四氢呋喃混合，之后添加甲基氯化镁的四氢呋喃溶液进行升温回流反应得到25-羟基脱氢胆固醇；

所述中间体5B的结构式为

现有的技术难点在于侧链改造引入25位羟基。目前主要构建方法有两类：一类是AB环、侧链分别构建好，再通过反应进行对接；另一类是对胆固醇的侧链进行改造引入25位羟基。本发明采用了一种与以往策略不一样的方法：以廉价胆酸类结构1，通过还原、氰化构建好碳链后得中间体4，中间体4作为一个通用中间体，对AB环进行不同的改造后，侧链经一步简单的格式反应，相应的得到25羟基胆固醇和25羟基脱氢胆固醇。

25羟基胆固醇和25羟基脱氢胆固醇的合成共用中间体4，有利于生产放大和产能提升，原料、各步反应试剂廉价易得，收率高，成本低；且避免了重金属等对环境有重大损害的试剂的使用，经济环保，工艺路线如下：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提出一种中间体4，由以下步骤制得：

1)搅拌下，向洁净干燥的反应瓶中加入100ml乙二醇、100ml原甲酸三乙酯、0.25g对甲苯磺酸，氮气置换后加入50g起始原料1，缓慢升温至70℃反应3小时，TLC监测，反应完毕后降至室温，向体系中加入0.3g三乙胺中和反应体系，而后加入300mlTHF搅拌溶清，继续降温至0-5℃，加入10g氯化锂，搅拌10分钟，而后分2批加入硼氢化钠(2.5g每次，间隔20分钟，整个过程保持温度不超5℃)，加完后保持5-10℃反应，约3h反应完毕，反应完后保持5-10℃，滴加35g醋酸淬灭反应；而后减压浓缩回收THF，浓缩干THF后，搅拌下往体系中缓慢加入500ml水，水析出固体；过滤，固体水淋洗，50℃干燥得中间体2，白色固体，收率103％；中间体2的氢谱和碳谱分别如图1和2所示；

反应式为：

2)称取50g中间体2，放入1000ml三口瓶中，倒入500ml的四氢呋喃，搅拌过程中加入三苯基膦50g，降温至0℃左右，滴加11.1g丙酮氰醇，保持体系0℃左右，缓慢滴加30g偶氮二羧酸二异丙酯(DIAD)，此过程升温剧烈，需要控制注射速度并保持温度0℃左右，滴加完后，反应体系自然升温至室温25℃；反应完毕后滴加100ml水，搅拌30分钟，减压浓缩回收四氢呋喃，再加入500ml二氯甲烷萃取分液，有机层浓缩干得到少量油状物。加入250ml丙酮，搅拌下升温至40℃，保持40℃往体系中缓慢滴加300ml水，随着水的加入会析出大量固体，滴加完后降温至5-10℃析晶1h；过滤，50℃干燥得中间体3，淡黄色固体，收率为98％；中间体3的氢谱和碳谱分别如图3和4所示；

反应式为：

3)氮气置换，向250ml三口瓶中投入50g中间体3，250ml二氯甲烷，50ml 20％的稀盐酸，而后升温至40℃反应，TLC监测，约3h反应完毕；反应完毕后静置分液，有机层水洗两遍(每次加入100ml)，分液，有机层减压浓缩，甲醇置换二氯甲烷，置换成稠状，降温至5℃左右析晶；过滤，固体用少量甲醇淋洗，50℃干燥得中间体4，为白色固体，收率88％；中间体4的氢谱和碳谱分别如图5和6所示。

反应式为：

实施例2

本实施例提出一种实施例1制得的中间体4在制备25-羟基胆固醇中的应用，包括：

S1、向100ml的三口瓶中加入50g中间体4，250ml醋酸异丙烯酯、1.0g对甲苯磺酸，搅拌下升温至80℃反应，TLC监测，约4h反应完毕；反应完后，降至室温，加入1g三乙胺，60℃减压浓缩至稠状，加入200ml甲醇置换，甲醇精制置换成稠状，降温至5℃左右析晶1h，过滤，50℃干燥得中间体5A，产率为107％；

反应式为：

S2、搅拌下，300ml四氢呋喃投入反应瓶中，而后加入7g无水氯化锂，搅拌至完全溶解，降温至0-5℃。分3批加入7.5g硼氢化钠，每次加入间隔10分钟，保证整个过程中温度控制在5℃以下。加完硼氢化钠后，0-5℃搅拌0.5小时，而后缓慢加入50g中间体5A，加完后保持10℃以下反应，TLC监控；原料反应完全后，将反应液缓慢加入至750ml水中，控制温度于30℃以下缓慢滴加冰醋酸至调pH至4。pH调到位后，减压浓缩回收四氢呋喃，加入500mlDCM萃取，分液；有机层减压浓缩，甲醇置换精制，降温至10℃左右，抽滤，固体50℃干燥得中间体6A，为白色固体，收率86％；

反应式为：

S3、反应瓶中加入50g中间体6A，250ml四氢呋喃，搅拌溶解；氮气置换，缓慢滴加200ml甲基氯化镁的四氢呋喃溶液(3mol/L)，滴加完后，升温回流反应，TLC监测，约12h反应完毕；反应完毕后，降至室温，将反应体系缓慢倒入800ml水中，并用浓盐酸调节PH至3，减压浓缩干四氢呋喃，水析出料，过滤，得25-羟基胆固醇湿品，50℃干燥得粗品；将所得干燥粗品加入300ml二氯甲烷、300ml甲醇溶解，40℃减压浓缩，甲醇置换出料，过滤，固体50℃干燥得25羟基胆固醇精品，收率105％，纯度大于98％；25羟基胆固醇的氢谱和碳谱分别如图7和8所示；25羟基胆固醇的HPLC图谱如图9所示；

反应式为：

实施例3

本实施例提出一种实施例1制得的中间体4在制备25-羟基脱氢胆固醇中的应用，包括：

T1、反应瓶中加入200ml甲醇、75ml原乙酸三甲酯，用氮气置换至，投入1gPTS，氮气保护搅拌全部溶解，再投入50g中间体4；升温至35-40℃保温反应3小时，取样点板至原料基本反应完全。反应完全后，降温至10℃以下，缓慢加入三乙胺调节PH至8；降温至5℃以下，保温搅拌0.5h，抽滤，湿品无需干燥直接投下一步反应；

第二次投料：反应瓶内加入350ml丙酮、50ml自来水，搅拌下投入30g四氯苯醌以及上一道工序中的湿品物料。升温至内温38-42℃保温反应2小时，取样点板至醚化物全部反应完全。浓缩回收丙酮，降温、固体加入DCM搅拌溶解，过滤。有机层减压浓缩，减压浓缩DCM，5％氢氧化钠溶液置换，DCM浓缩干后，会析出大量固体，降温至15℃以下，抽滤，固体用水冲洗，55℃烘料得中间体5B，收率97％；

反应式为：

T3、反应瓶中加入100ml醋酐、100ml乙酰氯，搅拌。氮气置换，投入50g5B。升温回流反应8-10小时。取样TLC监测；反应完成后，控制内温60-70℃左右，减压浓缩至稠状，降温至30℃以下，加入300mlDCM，搅拌降温至5℃以下开始缓慢滴加新甲醇0.5v，严格控制内温在10℃以下滴加甲醇。加完后，继续搅拌30分钟。减压浓缩至小体积，甲醇置换三次(2+2+1V)。降温至10℃左右析晶。抽滤，少量甲醇淋洗，40～45℃烘料得中间体6B，收率95％；

反应式为：

T4、搅拌下，称取200ml四氢呋喃、6.5g硼氢化钠投入反应瓶中，而后称取3.5g无水氯化锂加入反应瓶中。搅拌下降温至-5℃。而后加入50g6B，加完后保温-5℃反应8小时。反应完后，将第二反应液缓慢加入至500ml水中，缓慢滴加冰醋酸调pH至4，搅拌2小时，抽滤，滤饼用饮用水洗至中性，抽干得湿品，干燥得中间体7B，收率为88.9％；

反应式为：

T5、反应瓶中加入50g7B，250ml四氢呋喃，搅拌溶解；氮气置换，缓慢滴加200ml甲基氯化镁的四氢呋喃溶液(3mol/L)，滴加完后，升温回流反应，TLC监测，约12h反应完毕；反应完毕后，降至室温，将反应体系缓慢倒入800ml水中，并用浓盐酸调节pH至3，减压浓缩干四氢呋喃，水析出料，过滤，得25-羟基脱氢胆固醇湿品，50℃干燥得粗品；所得干燥粗品加入300ml二氯甲烷、300ml甲醇溶解，40℃减压浓缩，甲醇置换出料，过滤，固体50℃干燥得25羟基脱氢胆固醇精品，收率105％，纯度大于98％；25羟基脱氢胆固醇的氢谱和碳谱分别如图10和11所示；5羟基脱氢胆固醇的HPLC图谱如图12所示。

反应式为：

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。