11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮(化合物Ⅰ)是合成氟可龍的重要原料,氟可龍廣泛用于過敏性皮炎、異位性皮炎、脂溢性皮炎、濕疹、接觸性皮炎等皮膚病的外用治療[1]。將氟原子引入甾體化合物中,可以提高甾體化合物的抗炎效果[2],同時含氟甾體化合物的生物半衰期也相應(yīng)延長。臨床研究證明,0.05%氟羫可舒松較1%氫化可的松抗炎效果更好。
在化合物Ⅰ的合成路線中,氟的引入是關(guān)鍵步驟。氟引入工藝有兩類,一類是由含有劇毒的HF或高氯酰氟引入氟原子[3],該工藝危險性大,對設(shè)備要求高;另一類是用孕甾-1,4-二烯類化合物活化6-位碳原子后,由N-F試劑引入氟原子[4,5],該工藝得到的孕甾極不穩(wěn)定。
作者在此以孕甾-4-烯類化合物氫化可的松(化合物Ⅱ)為原料,經(jīng)過乙酰化、氟代、構(gòu)型翻轉(zhuǎn)、烯化[6],得到目標化合物Ⅰ。
氫化可的松,天津津津藥業(yè)。
薄層層析硅膠,分析純,青島海洋化工有限公司,Avance DRX600型核磁共振儀,德國Bruker公司。
以氫化可的松為原料經(jīng)過乙?;?、氟代、構(gòu)型翻轉(zhuǎn)、烯化,最終得到11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮,合成路線如圖 1所示。
圖1 11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮的合成路線
1.3.1 3,11,17,21-四乙酰基-孕甾-3,5-二烯-20-酮(Ⅲ)的合成
在1 L三口反應(yīng)瓶中,通入氮氣,加入氫化可的松(63.18 g,0.174 mol)、乙酸異丙烯酯(390 mL),緩慢滴加98%濃硫酸2 mL,混合物在65℃下攪拌30 min,經(jīng)薄層層析(TLC)點板監(jiān)測反應(yīng)[石油醚∶乙酸乙酯(體積比,下同)= 3∶2],指示反應(yīng)完畢,靜置,冷卻至室溫,用飽和碳酸氫鈉水溶液(120 mL)洗滌3次,至反應(yīng)液中性,用去離子水(100 mL)洗滌3次,低溫(-18℃)保存過夜,析出淡黃色晶體,減壓抽濾,收集粉末狀固體并干燥,有機相減壓濃縮,按上述過程反復(fù)重結(jié)晶,最終得到化合物Ⅲ。
1.3.2 11,17,21-三乙?;?6-氟-孕甾-4-烯-3,20-二酮(Ⅳ)的合成
將反應(yīng)器除水除氧后,氮氣保護下,向已除水除氧的1 L三口反應(yīng)瓶中加入化合物Ⅲ(53.02 g,0.1 mol)的乙腈溶液(400 mL),將反應(yīng)體系移至-4℃的低溫反應(yīng)槽中,繼續(xù)攪拌0.5 h,由恒壓滴液漏斗緩慢滴加Selectflour(36.10 g,0.102 mol)與乙腈(100 mL)的懸濁液,滴加完畢持續(xù)攪拌0.5 h,經(jīng)TLC點板監(jiān)測反應(yīng)(石油醚∶乙酸乙酯= 1∶1),指示反應(yīng)完畢,反應(yīng)液傾入到乙醚(1000 mL)中,析出白色晶體,減壓抽濾,收集有機相溶液,濃縮,得到黃色粉末狀固體化合物Ⅳ。
1.3.3 11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-4-烯-3,20-二酮(Ⅴ)的合成
在已除水除氧的500 mL三口瓶中,加入化合物Ⅳ(18.59 g,0.0367 mol)的乙酸溶液(300 mL),通入干燥的氯化氫氣體(由98%濃硫酸滴加到37%濃鹽酸中制得,并經(jīng)無水氯化鈣干燥),持續(xù)攪拌2 h,經(jīng)TLC點板監(jiān)測反應(yīng)(石油醚∶乙酸乙酯=3∶2),指示反應(yīng)完畢,將去離子水(300 mL)傾入到反應(yīng)溶液中,用二氯甲烷(150 mL)萃取3次,用去離子水洗滌有機相溶液至pH值為6~7,再用飽和碳酸鈉水溶液(100 mL)洗滌3次、去離子水(100 mL)洗滌3次,有機相用無水硫酸鎂干燥過夜,減壓抽濾,得到淡黃色固體化合物Ⅴ。
1.3.4 11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮(Ⅰ)的合成
氬氣保護下,向已除水除氧的1 L三口瓶中加入化合物Ⅴ(18 g,0.0355 mol)、二氯二氰基苯醌(33.96 g,0.150 mol),置換氣體3次后,加入無水二氧六環(huán)(600 mL),加熱回流反應(yīng)16 h,經(jīng)TLC點板監(jiān)測反應(yīng)(石油醚∶乙酸乙酯=1∶1),指示反應(yīng)完畢,反應(yīng)液冷卻靜置至室溫,析出固體,減壓抽濾,濃縮得到棕色固體。將棕色固體溶于二氯甲烷(400 mL)中,用1 mol·L-1氫氧化鈉水溶液(200 mL)洗滌3次去除過量的二氯二氰基苯醌,有機相用去離子水(150 mL)洗滌3次、飽和氯化鈉溶液(150 mL)洗滌3次,無水硫酸鎂干燥過夜,減壓抽濾,濃縮,得到棕黃色固體。用乙酸乙酯溶解該固體后,通過硅膠閃柱去除(石油醚∶乙酸乙酯=4∶1)雜質(zhì),洗脫液濃縮,得到淡黃色固體化合物Ⅰ。
化合物Ⅲ,59.2 g,收率為60.8%。1HNMR(400 MHz,CDCl3),δ,ppm:2.0(12H,m,-O-CO-CH3),4.8(1H,d,-CO-CHaH-O-),4.66 (1H,d,-CO-CHHb-O-),5.32(1H,s,-O-CH1),5.55(1H,d,-C=CH-C),5.66(1H,s,-O-C=CH-C-)。
化合物Ⅳ,50.1 g,收率為98.7%。1HNMR(400 MHz,CDCl3),δ,ppm:2.06 (9H,t,-O-CO-CH3),6.06(1H,s,O=C-CH1=),5.29(1H,dddd,-CH1-F)。
化合物Ⅴ,17.48 g,收率為94.0%。1HNMR(400 MHz,CDCl3),δ,ppm:2.07 (9H,t,-O-CO-CH3),6.08(1H,s,O=C-CH1=),5.27(1H,dddd,-CH1-F)。
化合物Ⅰ,9.99 g,收率為55.89%。1HNMR(400 MHz,CDCl3),δ,ppm:7.18(1H,d,O=C-CHa=CH-),6.29(1H,d,O=C-CH=CHb-)。
(1)德國先令公司報道的合成路線中使用的原料3-羥基-21-乙?;?16-甲基-孕甾-5-烯-20-酮價格昂貴且難以購買。本實驗以氫化可的松為起始原料,具有價廉易得的優(yōu)勢。
(2)文獻[4]中以孕甾-1,4-二烯類化合物與乙酸異丙烯酯反應(yīng),得到的三乙?;?孕甾-1,3,5-三烯類化合物不穩(wěn)定,一旦脫離乙酸異丙烯酯又分解為孕甾-1,4-二烯類化合物。本實驗選用孕甾-4-烯類化合物氫化可的松與乙酸異丙烯酯反應(yīng),得到的三乙?;?孕甾-3,5-二烯類化合物(即化合物Ⅲ)性質(zhì)穩(wěn)定,經(jīng)過氟代、構(gòu)型翻轉(zhuǎn)、烯化即可得到目標化合物Ⅰ。
(3)文獻[4]報道乙酸異丙烯酯與化合物Ⅱ的投料比為24∶1,由于乙酸異丙烯酯大大過量,且其價格較高,造成該方法成本較高。本實驗發(fā)現(xiàn)乙酸異丙烯酯
與化合物Ⅱ的投料比為14∶1時,化合物Ⅱ即可反應(yīng)完畢,不僅降低了乙酸異丙烯酯的用量,而且能夠得到性質(zhì)穩(wěn)定的活化6-位碳原子孕甾化合物。
(4)在化合物Ⅳ的構(gòu)型翻轉(zhuǎn)過程中,應(yīng)控制反應(yīng)溫度在7~8℃。若溫度過高,會有副反應(yīng)發(fā)生;溫度過低,溶液則會凝固而無法發(fā)生反應(yīng)。
以氫化可的松為原料,經(jīng)過乙酰化、氟代、構(gòu)型翻轉(zhuǎn)、烯化,得到產(chǎn)物11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮,并通過1HNMR對其結(jié)構(gòu)進行了確證。該方法原料價廉易得,得到的孕甾化合物性質(zhì)穩(wěn)定,是合成11,17,21-三乙?;?6α-氟-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮的綠色工藝途徑。
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