工藝簡單、適於降低還原劑濃度的合成睪酮方法與流程
2023-10-17 10:21:34
本發明涉及一種以4-雄烯二酮一步法合成睪酮的方法。
背景技術：
睪酮(Testosterone)是用於無睪症的替代治療、男性更年期綜合症、陽痿等病的治療藥物。也有增強性慾、力量、免疫功能、對抗骨質疏鬆症等功效。
據文獻報導，睪酮的合成是採用雙烯醇酮醋酸酯為原料，經肟化、貝氏反應、水解、沃氏氧化得到4-雄烯二酮，再通過還原和選擇性氧化得到。從4-雄烯二酮計，收率為70.8％。該工藝反應步驟多，更由於氧化劑活性二氧化錳的氧化活性不穩定及選擇性氧化的終點較難控制，使的副反應增加，總收率不高。鄭士輝等以4-雄烯二酮為原料，選擇性還原，一步合成睪酮，再較優條件下，收率88.4％(w/w)，雜質3，17-二醇物的含量最低也要達到2.6％(w/w)，給後處理帶來了很大困難。王學華等採用微生物轉化法將4-雄烯二酮合成睪酮，底物濃度只有0.7mg/ml。
本發明以植物甾醇通過發酵製得的4-雄烯二酮為原料，採用一步法合成睪酮，收率達93％(w/w).本發明具有工藝簡單，反應選擇性高，產品收率高，後處理簡單，成本低，市場競爭明顯等特點。
鄭士輝，方麗等以10g雄烯二酮溶解於不同溶劑體系中，加入0.1g催化劑，慢慢加入1g硼氫化鉀或硼氫化鈉，-5℃至-10℃反應至雄烯二酮基本完全加入1mL的冰乙酸，待氣泡消失後，減壓蒸餾後水析得粗品，乙醇重結晶得睪丸素精品。收率88.4％(w/w)，雜質3，17-二醇物的含量最低也要達到2.6％(w/w)。
陳小明，黎金旭，王洪鐘，孟慶雄等以微生物轉化法生產睪酮，採用亞硝基胍(NTG)對主產雄甾一4一烯一3，17一二酮(AD)的菌株YHT-1進行誘變，獲得了一株睪酮(Ts)產量較高的菌株YH0103。通過對發酵條件及發酵培養
基的優化，獲得最佳轉化培養基：葡萄糖15g·L，硝酸銨4g·L，MgSO4 0.5g·L-1，K2HPO4 0.5g·L，植物甾醇2g·L，Tween80 6g·L。，pH值6.5；種子培養時間30h，接種量10％，培養溫度28℃。在最佳轉化條件下，TS轉化率最高為46.20％(w/w)。
中國醫藥工業工藝彙編介紹的工藝，採用雙烯醇酮醋酸酯為原料，經肟化、貝氏反應、水解、沃氏氧化得到4-雄烯二酮，再通過還原和選擇性氧化得到。從4-雄烯二酮計，收率為70.8％(w/w)。該工藝反應步驟多，更由於氧化劑活性二氧化錳的氧化活性不穩定及選擇性氧化的終點較難控制，使的副反應增加，總收率不高。
從現有技術來看，睪酮的合成收率及雜質的控制還有待優化。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種可提高睪酮的收率及大幅減少雜質的合成睪酮方法。
為了解決上述技術問題，本發明提供的合成睪酮方法，通過將雄烯二酮溶解在混合溶劑中，還原劑硼氫化鉀溶解在水中，降低還原劑的濃度和還原反應的速度，提高睪酮的選擇性，減少了雜質的生成，高收率的得到了睪酮。
具體地，本發明的合成睪酮方法，包括如下步驟：
步驟1，將雄烯二酮溶解於5-15倍(重量比)的混合溶劑體系中，冷卻到-10℃以下；
步驟2，將硼氫化鉀溶解在8-15倍(重量比)的純水中；
步驟3，將步驟2配置的溶液加到5-15倍(重量比)步驟1獲得的、-5℃至-10℃的料液中；具體是將配置的溶液用蠕動泵按0.1-0.5ml/min加到步驟1獲得的料液中；
步驟4，加畢，在-5℃至-10℃條件下反應至雄烯二酮反應完全(採用HPLC跟蹤)，加入重量為所述硼氫化鉀的15-40％的冰乙酸，以破壞過量的硼氫化鉀，然後減壓回收溶劑，加水(重量為雄烯二酮的10-20倍)，過濾，固體真空乾燥得粗品；
步驟5，粗品經乙醇重結晶得睪酮精品，優選採用粗品的8-15倍(重量比)的乙醇。
本發明的具有以下優點：
1、本發明通過將雄烯二酮溶解在混合溶劑中，還原劑硼氫化鉀溶解在水中，降低還原劑的濃度和還原反應的速度，提高睪酮的選擇性，高收率的得到了睪酮；
2、本發明降低了還原劑的濃度。雄烯二酮在還原過程中，3位和17位的酮基多可以被還原，所以降低還原劑的濃度，並用蠕動泵將還原劑的水溶液均勻的加到反應體系中，這樣大大提高了反應的選擇性，睪酮收率達到了93％(w/w)以上。現有技術中最高收率88.4(w/w)％；
3、本發明降低了還原反應的速度。現有技術的方法是將還原劑固體分批加到反應體系中，這樣局部還原劑的濃度比較高，還原的選擇性比較差，副產3，17-二醇物含量高(2.6％(w/w))，後處理麻煩。本發明用蠕動泵將還原劑的水溶液均勻的加到反應體系中，在反應體系中還原劑的濃度低並比較均勻，反應選擇性得到提高，副產3，17-二醇物含量大幅降低至0.7％(w/w)以下；
4、本發明具有工藝簡單，反應選擇性高，產品收率高，後處理簡單，成本低，市場競爭明顯等特點。
具體實施方式
以下實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
第一步：將30g雄烯二酮溶解於10倍重量的混合溶劑中(二氯甲烷∶四氫呋喃＝1∶1)，冷卻到-15℃。
第二步：將3g硼氫化鉀溶解在30ml蒸餾水或純水中。
第三步：用蠕動泵將第二步得到的硼氫化鉀的水溶液加到第一步獲得的、-8℃的反應體系中，流速0.2ml/min。
第四步：加畢，在-5℃至-10℃反應至雄烯二酮反應完全(HPLC跟蹤)，加入1g冰乙酸破壞過量的硼氫化鉀，旋蒸回收溶劑，加入450ml蒸餾水，冷卻到10℃，過濾，水洗，真空乾燥，得粗品。
第五步：用10倍重量的無水乙醇溶解粗品，加入5wt％的活性炭脫色，趁熱過濾，減壓濃縮出85wt％的乙醇，冷凍，結晶，過濾，冷凍的無水乙醇洗滌，80℃真空乾燥，得白色結晶。質量經檢測，結果如下：
熔點：153-156℃(文獻值：152-156℃)；含量98.5％(w/w)(HPLC法)；質譜：289[M-H]+；核磁共振1HNMR(CDCl3)0.79(s，3H，CH3)，1.12(s，3H.CH3)，3.66(t，1H)，5.72(s，H，CH)；紅外譜圖IR(KBr，v/cm-1)：3529，3381，3027，2943，2873，2847，1656，1610，1056。
經檢測，產品是睪酮。副產3，17-二醇物含量0.45％(w/w)，睪酮收率達到了93％(w/w)以上。
實施例2
一種可提高睪酮的收率及大幅減少雜質的合成睪酮方法，包括如下步驟：
步驟1，將雄烯二酮溶解於5倍(重量比)的混合溶劑體系中，冷卻到-10℃以下；
步驟2，將硼氫化鉀溶解在8倍(重量比)的純水中；
步驟3，將步驟2配置的溶液加到10倍(重量比)步驟1獲得的、-7℃的料液中；具體是將配置的溶液用蠕動泵按0.2ml/min加到步驟1獲得的料液中；
步驟4，加畢，在-7℃條件下反應至雄烯二酮反應完全(採用HPLC跟蹤)，加入重量為所述硼氫化鉀的15％的冰乙酸，以破壞過量的硼氫化鉀，然後減壓回收溶劑，加水(重量為雄烯二酮的10倍)，過濾，固體真空乾燥得粗品；
步驟5，粗品經乙醇重結晶得睪酮精品，採用粗品的8倍(重量比)的乙醇(具體過程是：用8倍重量的無水乙醇溶解粗品，加入6wt％的活性炭脫色，趁熱過濾，減壓濃縮出86wt％的乙醇，冷凍，結晶，過濾，冷凍的無水乙醇洗滌，80℃真空乾燥，得白色結晶)。
實施例3
一種產品收率高、後處理簡單的以4-雄烯二酮一步法合成睪酮方法，包括如下步驟：
步驟1，將雄烯二酮溶解於15倍(重量比)的混合溶劑體系中，冷卻到-10℃以下；
步驟2，將硼氫化鉀溶解在14倍(重量比)的純水中；
步驟3，將步驟2配置的溶液加到15倍(重量比)步驟1獲得的、-5℃的料液中；具體是將配置的溶液用蠕動泵按0.5ml/min加到步驟1獲得的料液中；
步驟4，加畢，在-9℃條件下反應至雄烯二酮反應完全(採用HPLC跟蹤)，加入重量為所述硼氫化鉀的35％的冰乙酸，以破壞過量的硼氫化鉀，然後減壓回收溶劑，加水(重量為雄烯二酮的18倍)，過濾，固體真空乾燥得粗品；
步驟5，粗品經乙醇重結晶得睪酮精品，採用粗品的14倍(重量比)的乙醇(具體過程是：用14倍重量的無水乙醇溶解粗品，加入6wt％的活性炭脫色，趁熱過濾，減壓濃縮出84.5wt％的乙醇，冷凍，結晶，過濾，冷凍的無水乙醇洗滌，80℃真空乾燥，得白色結晶)。
實施例4
以4-雄烯二酮一步法合成睪酮方法，包括如下步驟：
步驟1，將雄烯二酮溶解於5倍(重量比)的混合溶劑體系中，冷卻到-10℃以下；
步驟2，將硼氫化鉀溶解在8倍(重量比)的純水中；
步驟3，將步驟2配置的溶液加到10倍(重量比)步驟1獲得的、-10℃的料液中；具體是將配置的溶液用蠕動泵按0.4ml/min加到步驟1獲得的料液中；
步驟4，加畢，在-10℃條件下反應至雄烯二酮反應完全(採用HPLC跟蹤)，加入重量為所述硼氫化鉀的40％的冰乙酸，以破壞過量的硼氫化鉀，然後減壓回收溶劑，加水(重量為雄烯二酮的20倍)，過濾，固體真空乾燥得粗品；
步驟5，粗品經乙醇重結晶得睪酮精品，採用粗品的15倍(重量比)的乙醇(具體過程是：用15倍重量的無水乙醇溶解粗品，加入3.6wt％的活性炭脫色，趁熱過濾，減壓濃縮出85wt％的乙醇，冷凍，結晶，過濾，冷凍的無水乙醇洗滌，80℃真空乾燥，得白色結晶)。
以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。