一種7－酮石膽酸的製備方法

2023-05-27 23:02:41 1

專利名稱：一種7－酮石膽酸的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種7-酮石膽酸的製備方法，特別涉及採用電解法製備7-酮石膽酸的方法。
背景技術：
7-酮石膽酸[7K-LCA，其結構如式(1)所示]是製備熊去氧膽酸(UDCA)的重要中間體。熊去氧膽酸主要用於治療各種膽疾(膽結石，膽囊炎)、肝炎和高血脂等疾病，是FDA批准用於治療原發性膽汁性肝硬化(PBC)的唯一藥物。熊去氧膽酸是名貴中藥熊膽的主要有效成分，但是，熊膽是非常稀缺的資源，難以滿足臨床應用的需求。
50年代以來，出現了以動物膽酸類物質為原料的化學合成方法。日本專利(JP 0161496)報導以牛、羊膽酸為原料，通過甲酯化選擇性保護3位羥基，然後用(NH4)2Ce(NO3)3和NaBr氧化7位羥基得7-酮膽烷酸，再與MeSO2Cl反應得12α-甲磺醯酯，在有機胺Me2NPh存在下加熱消除甲磺醯基得Δ11-3α-7-羰基膽烷酸甲酯，再用金屬鈉在正丁醇中氫解得Δ11-3α，7β-二羥基膽烷酸甲酯，用Pd/C催化氫化得熊去氧膽酸。60年代後，人們對熊去氧膽酸的合成研究主要致力於7-酮石膽酸的立體選擇性還原，即用鹼金屬在低級醇中還原。1977年Saito等(JP 52007950)報導，在叔丁醇中用金屬鉀還原7-酮石膽酸，有選擇地將7位羰基還原為7位β羥基，從而製備熊去氧膽酸，收率為99.9％，純度為96.1％，m.p.為196℃。日本專利(JP 05032692)報導7-酮石膽酸在丙醇中用KOH處理，回流2h，用H2-Raney Ni在80℃，4.9×105Pa下反應3.5h得99.0％的含膽酸的熊去氧膽酸混和物，還原收率為97.7％，7β選擇性為92.5％。1988年周維善等(化學學報.1998，46(11)1150)報導以豬膽汁中的主要成分豬去氧膽酸為原料，利用1，2酮基移位反應使6位羥基轉化為7位羥基。該方法的總收率約為15％左右。1991年，王鍾麒等(中國科學(B輯).1991，(7)680)報導了以豬去氧膽酸為原料，合成具有4-烯-3-酮結構的化合物，然後經6，7位脫氫、環氧化、催化氫化達到重建5位β氫構型的目的，並且獲得了7位羥基，然後進一步合成熊去氧膽酸。此方法的關鍵是在7α羥基形成的同時，還獲得了5位β氫的構型。該方法合成熊去氧膽酸的總收率為26％。
綜上，化學合成法存在合成步驟多，操作條件苛刻，收率低，且易汙染環境等缺點。
80年代後，微生物發酵法、酶化學法、電化學合成等方法也發展起來。1980年Sawada(Appl.Environ.Microbial.1982，44(6)1249-1252)等報導了一種通過鐮刀菌屬木賊鐮孢Fusarium equiseti M-41自石膽酸製備熊去氧膽酸的方法，收率為50％。1981年Hirano(J.Lipid.Res.1981，22(7)1060-1068)報導了利用人體腸道菌叢在體外實現鵝去氧膽酸(CDCA)向熊去氧膽酸轉化的方法，總轉化率為80～90％。1985年Kole等(FEMS Microbiol.Lett.，1985，28(1)，69-72)首次利用C.absonum的固定化細胞進行了熊去氧膽酸轉化的探索，總體來說，轉化率太低，僅為20％左右。
微生物發酵法主要問題在於，篩選穩定、高效的菌株比較困難，且發酵產物複雜，分離困難。
電化學合成方法的研究方向主要在尋找合適的立體選擇性還原催化劑。日本專利(JP06002184)報導7-酮石膽酸在低級醇中用電化學還原可以轉化為熊去氧膽酸，研究了不同電流密度和通電時間對熊去氧膽酸產率的影響。美國專利(US 4,547,271)報導在含有低級醇的電解液中，添加弱酸兩極性化合物如二甲基亞碸、四甲基脲等，以釕塗鈦合金和汞為電極電化學還原7-酮石膽酸為熊去氧膽酸，選擇合適的電解液系統可以得到產率較高熊去氧膽酸。該方法相對比較簡單、安全。
綜上所述，電化學合成法在熊去氧膽酸(UDCA)的製備中具有獨特的優勢。鑑於此，如能實現採用電化學合成法來製備7-酮石膽酸，則將克服現有熊去氧膽酸製備方法中存在製備步驟長、效率低、產物分離困難、操作條件苛刻及易汙染環境等缺點。

發明內容
本發明目的在於，提供一種採用電解法製備7-酮石膽酸的方法。
本發明採用電解法，氧化介質中間接氧化相對價廉、易得的鵝去氧膽酸[CDCA，其結構如式(2)所示]製得7-酮石膽酸(合成熊去氧膽酸的重要中間體)。
本發明所說的製備7-酮石膽酸的方法，其特徵在於，所說製備方法的主要步驟是將結構如式(2)所示的化合物溶於有機溶劑構成電解液，在有氧化介質存在的條件下，恆電流電解所說的電解液獲得目標物[結構如式(1)所示]，其中電解的電流密度為47.6A/m2～190.4A/m2(優選的電解電流密度為95.2A/m2)。
在本發明中，推薦使用的有機溶劑為C1～C3的一元醇或乙腈，最佳為乙腈、甲醇或乙醇；推薦使用的氧化介質是水溶性溴化物，最佳為溴化鉀。
以氧化介質為溴化鉀為例，本發明的主要反應方程式如下陽極的電極反應
由上述技術方案可知，本發明具有操作條件溫和、對環境友好及簡化了熊去氧膽酸(UDCA)的製備步驟等優點。
具體實施例方式
本發明所說的電解可在隔膜式或非隔膜式電解槽中進行，分述如下I.在隔膜式電解槽中，本發明包括如下步驟(1)分別將0.4g KBr溶於13ml去離子水中，1.0～2.5g(優選2.0～2.5g)鵝去氧膽酸(CDCA)溶於50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然後將兩溶液混合均勻後放入陽極室作為陽極電解液；以63ml 20％的稀硫酸為陰極液；以PbO2/Ti網狀電極、鈦釕網狀電極或石墨板狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極；HF-101強酸型陽離子交換膜(上海華凱科技貿易公司)為隔膜，用直流穩壓穩流電源控制電解時的電流，進行恆電流電解，電解的電流密度為47.6A/m2～190.4A/m2，採用薄層層析法(TLC)判斷反應終點(所用的展層劑為三氯甲烷/甲醇/冰乙酸，其體積比為40∶2∶1，顯色劑為20％的磷鉬酸乙醇溶液，顯色溫度為100℃左右)，經薄層層析後，當原料點消失時，停止電解；
(2)將經步驟(1)電解後的陽極電解液進行抽濾，濾液在攪拌下緩慢加入到700ml左右的去離子水中，靜置，有沉澱析出，過濾，濾餅經乾燥後即為目標物(7-酮石膽酸)。
II.在非隔膜式電解槽中，本發明包括如下步驟(1)分別將0.4g KBr溶於13ml去離子水中，1.0～2.5g(優選2.0～2.5g)CDCA溶於50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然後將兩溶液混合均勻後放入電解槽中作為電解液；以PbO2/Ti網狀電極、鈦釕網狀電極或石墨板狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極；用直流穩壓穩流電源控制電解時的電流，進行恆電流電解，電解的電流密度為47.6A/m2～190.4A/m2，採用TLC判斷反應終點(所用的展層劑及其比例和顯色劑及顯色溫度同上)，當原料點消失時，停止電解；(2)將經步驟(1)電解後的電解液進行抽濾，濾液在攪拌下緩慢加入到700ml左右的去離子水中，靜置，有沉澱析出，過濾，濾餅經乾燥後即為目標物(7-酮石膽酸)。
下面通過實例對本發明作進一步說明，其目的僅在於更好理解本發明的內容而非限制本發明的保護範圍在下面實施例中，採用高效液相色譜(HPLC)對產物(7-酮石膽酸)進行定量分析。除特別說明外，HPLC的檢測條件為色譜柱為RP C18反相柱，流動相為體積比為70∶30的乙腈和pH＝3.0的磷酸緩衝液，流速為1.0ml/min，柱溫為室溫，紫檢外測波長為208nm。
實施例1將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙腈中，將兩溶液混合均勻後放入H型隔膜電解槽的陽極室作為陽極電解液。以63ml 20％的稀硫酸為陰極液。HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為95.2A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間為2.5h。得到7K-LCA粗品1.697g，HPLC含量為90.4％。計算得產率和電流效率分別為77.1％和84.2％。產物經柱層析、重結晶純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。1H核磁共振分析結果δ0.5～1.8、2.1、2.2(33H，m，-CH2-，-CH2CH3，-CH2CH2-)δ1.9(1H，d，-CH-)，δ2.4(1H，t，-COCH)，δ2.8(1H，q，-CHCHCH2-)，δ4.5(1H，s，-OH)，δ11.4(1H，s，-COOH)。
實施例2將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙醇中，將兩溶液混合均勻後放入H型隔膜電解槽的陽極室作為陽極電解液。以63ml 20％的稀硫酸為陰極液。HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為95.2A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間約為4.5h。得到7K-LCA粗品1.652g，HPLC含量為89.5％。計算得產率和電流效率分別為74.3％和45.5％。產物經純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。
實施例3將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙腈中，將兩溶液混合均勻後放入H型隔膜電解槽的陽極室作為陽極電解液。以63ml 20％的稀硫酸為陰極液。HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為190.4A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間為2.25h。得到7K-LCA粗品1.423g，HPLC含量為87.9％。計算得產物產率和電流效率分別為62.8％和38.1％。產物經純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。
實施例4將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙腈中，將兩溶液混合均勻後放入H型隔膜電解槽的陽極室作為陽極電解液。以63ml 20％的稀硫酸為陰極液。HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為47.6A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間為4.5h。得到7K-LCA粗品1.589g，HPLC含量為86.7％。計算得產物產率和電流效率分別為69.2％和84.0％。產物經純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。
實施例5將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.5gCDCA溶於50ml乙腈中，將兩溶液混合均勻後放入H型隔膜電解槽的陽極室作為陽極電解液。以63ml 20％的稀硫酸為陰極液。HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為95.2A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間為3.5h。得到7K-LCA粗品1.678g，HPLC含量為86.4％。計算得產物產率和電流效率分別為58.3％和56.9％。產物經純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。
實施例6將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙腈中，將兩溶液混合均勻後放入H型隔膜電解槽的陽極室作為陽極電解液。以63ml 20％的稀硫酸為陰極液。HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜。以石墨板狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為95.2A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間約為3.3h。得到7K-LCA粗品1.597g，HPLC含量為88.7％。計算得產物產率和電流效率分別為71.2％和58.6％。
實施例7將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙腈中，將兩溶液混合均勻後放入無隔膜電解槽中作為電解液。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為95.2A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間約為3.8h。得到7K-LCA粗品1.519g，HPLC含量為89.7％。計算得產物產率和電流效率分別為68.4％和48.8％。產物經純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。
實施例8將0.4g KBr溶於13ml二次去離子水中，稱取2.0gCDCA溶於50ml乙醇中，將兩溶液混合均勻後放入無隔膜電解槽中作為電解液。以PbO2/Ti網狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極。所用電流密度為95.2A/m2，經TLC檢測，CDCA基本反應完時，停止電解，通電時間約為8.4h。得到7K-LCA粗品1.627g，HPLC含量為88.4％。計算得產物產率和電流效率分別為72.3％和23.4％。產物經純化後，測得熔點m.p.200～203℃(文獻值201～203℃)。
權利要求
1.一種7-酮石膽酸的製備方法，其特徵在於，所說製備方法的主要步驟是將結構如式(2)所示的化合物溶於有機溶劑構成電解液， 在有氧化介質存在的條件下，恆電流電解所說的電解液獲得目標物，其中電解的電流密度為47.6A/m2～190.4A/m2。
2.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，其中所說的有機溶劑為C1～C3的一元醇或乙腈。
3.如權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，其中所說的有機溶劑為為乙腈、甲醇或乙醇。
4.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，其中所說的氧化介質為水溶性溴化物。
5.如權利要求4所述的製備方法，其特徵在於，其中所說的氧化介質為溴化鉀。
6.如權利要求1～5中任意一項所述的製備方法，其特徵在於，所說製備方法包括如下步驟(1)分別將0.4g KBr溶於13ml去離子水中，1.0～2.5g鵝去氧膽酸溶於50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然後將兩溶液混合均勻後放入陽極室作為陽極電解液；以63ml 20％的稀硫酸為陰極液；以PbO2/Ti網狀電極、鈦釕網狀電極或石墨板狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極；HF-101強酸型陽離子交換膜為隔膜，用直流穩壓穩流電源控制電解時的電流，進行恆電流電解，電解的電流密度為47.6A/m2～190.4A/m2，經薄層層析後，當原料點消失時，停止電解；(2)將經步驟(1)電解後的陽極電解液進行抽濾，濾液在攪拌下緩慢加入到700ml左右的去離子水中，靜置，有沉澱析出，過濾，濾餅經乾燥後即為目標物。
7.如權利要求6所述的製備方法，其特徵在於，其中電解的電流密度為95.2A/m2。
8.如權利要求1～5中任意一項所述的製備方法，其特徵在於，所說製備方法包括如下步驟(1)分別將0.4g KBr溶於13ml去離子水中，1.0～2.5g鵝去氧膽酸溶於50ml乙腈、甲醇或乙醇中，然後將兩溶液混合均勻後放入電解槽中作為電解液；以PbO2/Ti網狀電極、鈦釕網狀電極或石墨板狀電極為陽極，不鏽鋼板為陰極；用直流穩壓穩流電源控制電解時的電流，進行恆電流電解，電解的電流密度為47.6A/m2～190.4A/m2，經薄層層析後，當原料點消失時，停止電解；(2)將經步驟(1)電解後的電解液進行抽濾，濾液在攪拌下緩慢加入到700ml左右的去離子水中，靜置，有沉澱析出，過濾，濾餅經乾燥後即為目標物。
9.如權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，其中電解的電流密度為95.2A/m2。
全文摘要
本發明涉及一種7－酮石膽酸的製備方法，其主要步驟是將結構如式(2)所示的化合物溶於有機溶劑構成電解液，在有氧化介質存在的條件下，恆電流電解所說的電解液獲得目標物，其中電解的電流密度為47.6A/m
文檔編號C25B3/02GK1912192SQ20061002941
公開日2007年2月14日 申請日期2006年7月27日 優先權日2006年7月27日
發明者曹學君, 晉永紅 申請人:華東理工大學