本发明属于药物化学,更具体地说,涉及一种熊去氧胆酸的制备方法及中间体。背景领域熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,udca),分子式为c24h40o4。熊去氧胆酸是名贵中药熊胆所含的主要成分,是美国fda批准的原发性胆汁性肝硬化(pbc)的一线治疗药物,在临床上还可以有效治疗胆结石类疾病和慢性肝病,具有广阔的市场前景。熊去氧胆酸结构式如下:udca过去主要从天然熊胆中提取,但活熊资源十分有限,并且违反了动物保护法。随着udca的临床用量的增加,开发高效、经济的udca合成方法势在必行。近些年,udca主要以胆酸(ca)、鹅去氧胆酸(cdca)或猪去氧胆酸(hdca)作为原料制备熊去氧胆酸。但是ca、cdca和hdca都是从胆汁酸中提取的,属于动物性原料。动物源产品带来的风险对于制药工业始终存在,这主要是因为一些动物源产品可能携带病毒等感染因子,很难检测。而基于植物源的原料来合成udca,则可以规避这类风险。目前,有多篇文献报道了用植物源的原料来合成udca。现有技术cn111072744a报道的方法如路线1所示,该方法以ba(bisnoralcohol)为原料(其由植物甾醇经生物发酵所得),使用了重铬酸吡啶盐(pdc),存在铬金属污染的问题,而且该路线的最后一般使用雷尼镍氢化还原,立体选择性差。现有技术cn113461764a报道的方法如路线2所示,该方法的原料是将ba的7位羟化获得,但是目前,该技术还不成熟,不易放大生产,成本也高。另外,该路线的第5步中,硼氢化钠还原生成3位羟基的立体选择性往往不好,且硼氢化钠放大生产有危险性。现有技术cn115181150a报道的方法如路线3所示,该方法以ba为原料,经过7步反应制备得到udca,其中步骤c中,利用格氏试剂的反应放大操作不容易,不适合工业放大生产,而且步骤g中,利用雷尼镍的氢化还原的立体选择性差。现有技术cn115521964a公开了如路线4所示的熊去氧胆酸的制备方法,最后一步酶催化7-位羟化,但是该技术还不成熟,不容易放大生成,成本高。现有技术cn115505622a公开了如路线5所示的熊去氧胆酸的制备方法,其中化合物i先经3α-类固醇脱氢酶还原为中间态i,再经过7β-类固醇脱氢酶还原为udca。该制备方法所用原料化合物i是由化合物m得到的,而化合物m为ba经一些列合成得到,因此,化合物i本身很难得到,而且该方法需要繁琐的两步酶催化还原且反应时间较长。现有技术wo2023081657公开了如路线6所示的制备熊去氧胆酸的以下制备方法该路线的制备方法步骤较长,以ba为原料通过11步反应才制备得到熊去氧胆酸,而且有几步反应收率特别低,第4步通过脱羧反应制备kcea收率仅56%,而且该反应需要在145℃的高温进行,不适合工业化生产;由kcea制备化合物4收率仅58%;由化合物6通过氢化反应制备化合物7反应中,氢气压力需要6bar,氢气压力过高不适合工业化生产,而且该步收率仅73.2%;由3,7-dkca需要通过两步生物还原才能制备得到udca,大大降低了生产效率。现有技术cn118638174a公开了如路线7所示的制备熊去氧胆酸的以下制备方法该制备方法中化合物c通过乙二醇保护羰基得到化合物d,化合物d通过烯丙位氧化反应得到化合物e,化合物e脱酯基得到化合物f。而乙二醇保护羰基稳定性通常较差,在第3步反应和后处理过程中,保护基容易脱落又回到原料,产物化合物d稳定性较差,导致纯化困难含量低,长时间储存相对较难;在步骤4中乙二醇羰基保护基不稳定容易脱落,化合物d会变回成化合物c,导致氧化反应无法进行,从而导致第4步反应收率低杂质多;在步骤5中,脱酯基在路易斯酸中进行,很容易使不稳定的乙二醇保护基脱落,导致杂质多收率低。因此,如何得到一种工艺方法简单、条件温和、产物收率高、产物质量好杂质少且适用于工业化生产的熊去氧胆酸的制备方法,是目前需要解决的技术问题。
背景技术:
技术实现思路
1、针对现有技术中熊去氧胆酸制备方法存在的问题,本发明的目的是提供一种熊去氧胆酸的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
2、(1)化合物a与卤代试剂或者对甲苯磺酰氯(tscl)反应,生成化合物b,反应式如下:
3、其中r1为cl、br、i或者-ots,
4、(2)化合物b与丙二酸二烷基酯反应,生成化合物c,反应式如下:
5、其中r2为c1~c6烷基,以及
6、(3)化合物c与新戊二醇反应,生成化合物d,反应式如下:
7、
8、在另一优选例中,步骤(1)中,所述卤代试剂选自三溴化磷、三氯化磷、n-溴代丁二酰亚胺(nbs)、n-氯代丁二酰亚胺或n-碘代丁二酰亚胺,更佳地,n-溴代丁二酰亚胺。
9、在另一优选例中,步骤(1)中,化合物a与卤代试剂或tscl的摩尔比为1:1~3,更佳地1:1.0~1.5,最佳地1:1.1~1.3。
10、在另一优选例中,r2为甲基或乙基。在另一优选例中,r1为-ots,步骤(1)中,化合物a与对甲苯磺酰氯tscl的反应温度为20℃~60℃。
11、在另一优选例中,步骤(1)中,反应所用溶剂选自甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷或其组合。
12、在另一优选例中,步骤(2)中,丙二酸二烷基酯选自丙二酸二甲酯或丙二酸二乙酯。
13、在另一优选例中,步骤(2)中,反应体系中还存在碱和相转移剂。在另一优选例中,所述碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、叔丁醇钾、叔丁醇钠、甲醇钠、乙醇钠或其组合。在另一优选例中,所述相转移剂选自四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵或其组合。
14、在另一优选例中,步骤(2)中,化合物b与丙二酸二烷基酯的摩尔比为1:1~5,更佳地1:1.2~3。在另一优选例中,步骤(2)中,丙二酸二烷基酯与碱的摩尔比为1:1~3,更佳地1:1.2~3。在另一优选例中,步骤(2)中,相转移剂与溶剂的摩尔体积比为0.01~0.1mmol/ml,更佳地0.02~0.005mmol/ml。
15、在另一优选例中,步骤(2)中,反应所用溶剂选自甲苯、二甲苯或其组合。
16、在另一优选例中,步骤(2)中,反应温度为90℃~150℃,更佳地116℃~140℃。
17、在另一优选例中,步骤(2)中,反应时间为3~8h。
18、在另一优选例中,步骤(3)中,化合物c与新戊二醇反应是在酸以及任选地吸水剂存在下进行的,所述酸选自对甲苯磺酸、邻硝基苯磺酸、对氯苯磺酸、三氟化硼乙醚或其组合,所述吸水剂选自原甲酸三乙酯、原甲酸三甲酯、原甲酸三丁酯或其组合。
19、在另一优选例中,步骤(3)中,化合物c与新戊二醇的重量体积比为0.1~5g/10ml,更0.5~2g/10ml。在另一优选例中,步骤(3)中,化合物c与酸的摩尔比为1:0.05~0.5,更佳地1:0.05~0.20,最佳地1:0.10~0.15。在另一优选例中,步骤(3)中,化合物c与吸水剂的摩尔比为摩尔比为1:1.0~6.0,更佳地1:2.0~4.0.
20、在另一优选例中,步骤(3)中,所述溶剂选自甲苯、苯、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或组合。
21、在另一优选例中,步骤(3)中,反应温度为4℃~45℃,更佳地,25℃~35℃。
22、在另一优选例中,所述熊去氧胆酸的制备方法还包括以下步骤:
23、(4)化合物d进行氧化反应,生成化合物e,反应式如下:
24、
25、在另一优选例中,步骤(4)中,氧化反应是在卤化亚铜催化剂和氧化剂存在下进行的,所述氧化剂选自叔丁基过氧化氢、氧气或空气,所述卤化亚铜选自氯化亚铜,溴化亚铜、碘化亚铜或其组合。更佳地,碘化亚铜。
26、在另一优选例中,步骤(4)中,所述的氧化反应是在和亚胺催化剂、引发剂和氧源存在下进行的,所述亚胺催化剂选自n-羟基邻苯二甲酰亚胺、n-羟基邻磺酰苯甲酰亚胺、n,n'二羟基均苯四酸亚胺,所述引发剂选自过氧化二苯甲酰(bpo)、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或组合。所述氧源选自氧气、空气或其组合。在另一优选例中,化合物d与亚胺催化剂的摩尔比为1:0.01~1.2,更佳地1:0.3~0.7。在另一优选例中,化合物d与引发剂的摩尔比为1:0.001~0.1,更佳地1:0.3~0.7。在另一优选例中,步骤(4)中,反应所用溶剂选自乙腈、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯或其组合。在另一优选例中,步骤(4)中,反应温度为4℃~45℃,更佳地,15℃~30℃。
27、在另一优选例中,所述熊去氧胆酸的制备方法还包括以下步骤:
28、(5)化合物e进行脱酯基反应反应,生成化合物f,反应式如下:
29、其中r2为c1~c6烷基。
30、在另一优选例中,步骤(5)中,脱酯基反应是在脱酯基催化剂存在下进行的,在另一优选例中,所述脱酯基催化剂选自氯化锂、氯化钠或其组合,更佳地氯化锂。
31、在另一优选例中,步骤(5)中,化合物e与脱酯基催化剂的摩尔比为1:1~3,更佳地1:1.0~1.5,最佳地1:1.1~1.3。
32、在另一优选例中,步骤(5)中,反应所用溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮或其组合。
33、在另一优选例中,步骤(5)中,反应温度为100℃~220℃,更佳地120℃~150℃。
34、在另一优选例中,步骤(5)中,反应时间为10~20h。
35、在另一优选例中,所述熊去氧胆酸的制备方法还包括以下步骤:
36、(6)化合物f在酸催化下进行脱缩酮反应,生成化合物g,反应式如下:
37、
38、在另一优选例中,步骤(6)中,所述酸为盐酸、草酸、醋酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、甲苯磺酸或其组合,更佳地盐酸。
39、在另一优选例中,步骤(6)中,反应所用溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、丙酮、丁酮、四氢呋喃、甲醇、乙酸乙酯或其组合。
40、在另一优选例中,步骤(6)中,反应温度为5℃~40℃,反应时间为2~10h。
41、在另一优选例中,所述熊去氧胆酸的制备方法还包括以下步骤:
42、(7)化合物g进行氢化还原反应,生成化合物h,反应式如下:
43、
44、在另一优选例中,步骤(7)中,氢化还原反应是在氢源和催化剂存在下进行的。在另一优选例中,所述氢源选自氢气或甲酸铵。在另一优选例中,所述催化剂选自钯碳,氢氧化钯,雷尼镍,或其组合。
45、在另一优选例中,所述氢源为氢气,氢化还原反应过程中,氢气气压为0.01~2.0mpa。在另一优选例中,所述氢源为甲酸铵,化合物g:甲酸铵的摩尔比为1:5.0~10.0。
46、在另一优选例中,所述催化剂选自钯碳,氢源为氢气,化合物g:钯碳的质量比为10~60:1。
47、在另一优选例中,步骤(7)中,氢化还原的温度为5℃~40℃,反应时间为12~20h。
48、在另一优选例中,所述熊去氧胆酸的制备方法还包括以下步骤:
49、(8)化合物h进行酯水解反应,生成化合物i,反应式如下:
50、
51、在另一优选例中,步骤(8)中,酯水解反应是在碱存在下进行的,所述碱选自氢氧化钠,氢氧化钾,氢氧化锂或其组合。
52、在另一优选例中,步骤(8)中,化合物h与碱的摩尔比为1:1~10,更佳地1:2~5。
53、在另一优选例中,步骤(8)中,反应所用溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、水或者其组合。
54、在另一优选例中,步骤(8)中,反应温度为40℃~70℃,更佳地,50℃~60℃。
55、在另一优选例中,步骤(8)中,反应时间为1h~3h。
56、在另一优选例中,所述熊去氧胆酸的制备方法还包括以下步骤:
57、(9)化合物i进行羰基还原,生成化合物h,反应式如下:
58、
59、所述羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
60、在另一优选例中,步骤(9)中,羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶、氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq idno.3的所示的葡萄糖脱氢酶以及葡糖糖存在下进行的,其中氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶、氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seqid no.3的所示的葡萄糖脱氢酶是同一种工程菌提供的。
61、在另一优选例中,步骤(9)所述3α-甾体脱氢酶、7β-甾体脱氢酶和葡萄糖脱氢酶为菌体形式,由工程菌湿细胞提供。在另一优选例中,所述工程菌湿细胞通过4℃,6000rpm离心含有该工程菌的发酵液5min得到。
62、在另一优选例中,步骤(9)中,化合物i与工程菌湿细胞的质量比为1:0.5~1.5,更佳地1:1。
63、在另一优选例中,步骤(9)中,反应体系中还存在辅酶。
64、在另一优选例中,步骤(9)中,辅酶选自nadh、nadph、nad、nadp或其盐。在另一优选例中,辅酶选自nadp二钠盐。
65、在另一优选例中,步骤(9)中,辅酶的终浓度为0.1mm~1mm,更佳地,终浓度为0.5mm。
66、在另一优选例中,步骤(9)中,反应体系中还存在用于辅酶再生的共底物,所述共底物为葡萄糖,化合物i与葡萄糖的质量比为1:0.5~2。
67、在另一优选例中,步骤(9)中,反应温度为15~40℃,时间为0.5-3h,更佳地,反应温度为30℃,时间为2h。
68、在另一优选例中,步骤(9)中,反应体系的ph值为6.0~7.0,更佳地,反应体系的ph为6.2-6.5。
69、在另一优选例中,本发明提供的熊去氧胆酸的制备方法包括以下步骤:
70、化合物i进行羰基还原,得到熊去氧胆酸,反应式如下:
71、其中r选自c1-c6烷基,
72、其中,羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶、氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.3所示的葡萄糖脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
73、在另一更优选例中,羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶、氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.3的所示的葡萄糖脱氢酶以及葡糖糖存在下进行的,其中氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶、氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.3的所示的葡萄糖脱氢酶是由同一种工程菌提供的。在另一优选例中,所述3α-甾体脱氢酶、7β-甾体脱氢酶和葡萄糖脱氢酶为菌体形式,由同一种工程菌湿细胞提供。在另一优选例中,所述工程菌湿细胞通过4℃,6000rpm离心含有该工程菌的发酵液5min得到。在另一优选例中,化合物i与工程菌湿细胞的质量比为1:0.5~1.5,更佳地1:1。在另一优选例中,反应体系中还存在辅酶。在另一优选例中,辅酶选自nadh、nadph、nad、nadp或其盐。在另一优选例中,辅酶的终浓度为0.1mm~1mm,更佳地,终浓度为0.5mm。在另一优选例中,反应体系中还存在用于辅酶再生的共底物,所述共底物为葡萄糖,化合物i与葡萄糖的质量比为1:0.5~2。在另一优选例中,反应温度为15~40℃,时间为0.5~3h,更佳地,反应温度为30℃,时间为2h。在另一优选例中,反应体系的ph值为6.0~7.0,更佳地,反应体系的ph为6.2~6.5。
74、在另一优选例中,本发明提供的熊去氧胆酸的制备方法包括以下步骤:
75、化合物f在酸催化下进行脱缩酮反应,生成化合物g,反应式如下:
76、
77、化合物g进行氢化还原反应,生成化合物h,反应式如下:
78、
79、较佳地,氢化还原反应是在氢源和催化剂存在下进行的,
80、较佳地,所述氢源选自氢气或甲酸铵;所述催化剂选自钯碳,氢氧化钯或雷尼镍;
81、化合物h进行酯水解反应,生成化合物i,反应式如下:
82、
83、化合物i进行羰基还原,生成化合物h,反应式如下:
84、其中羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
85、在另一优选例中,本发明提供的熊去氧胆酸的制备方法包括以下步骤:
86、化合物e进行脱酯基反应,生成化合物f,反应式如下:
87、其中r2为c1~c6烷基,
88、较佳地,脱酯基反应是在脱酯基催化剂存在下进行的,较佳地所述脱酯基催化剂选自氯化锂、氯化钠或其组合;
89、化合物f进行脱缩酮保护基反应,生成化合物g,反应式如下:
90、
91、化合物g进行氢化还原反应,生成化合物h,反应式如下:
92、
93、较佳地,氢化还原反应是在氢源和催化剂存在下进行的,
94、较佳地,所述氢源选自氢气或甲酸铵;所述催化剂选自钯碳,氢氧化钯或雷尼镍;
95、化合物h进行酯水解反应,生成化合物i,反应式如下:
96、
97、化合物i进行羰基还原,生成化合物h,反应式如下:
98、其中羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
99、在另一优选例中,本发明提供的熊去氧胆酸的制备方法包括以下步骤:
100、化合物d进行氧化反应,生成化合物e,反应式如下:
101、
102、化合物e进行脱酯基反应,生成化合物f,反应式如下:
103、其中r2为c1~c6烷基,
104、较佳地,脱酯基反应是在脱酯基催化剂存在下进行的,较佳地,脱酯基催化剂选自氯化锂、氯化钠或其组合;
105、化合物f进行脱缩酮保护基反应,生成化合物g,反应式如下:
106、
107、化合物g进行氢化还原反应,生成化合物h,反应式如下:
108、
109、较佳地,氢化还原反应是在氢源和催化剂存在下进行的,
110、较佳地,所述氢源选自氢气或甲酸铵;所述催化剂选自钯碳,氢氧化钯或雷尼镍;
111、化合物h进行酯水解反应,生成化合物i,反应式如下:
112、
113、化合物i进行羰基还原,生成化合物h,反应式如下:
114、其中羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
115、在另一优选例中,本发明提供的熊去氧胆酸的制备方法包括以下步骤:
116、化合物c与新戊二醇反应,生成化合物d,反应式如下:
117、
118、化合物d进行氧化反应,生成化合物e,反应式如下:
119、
120、化合物e进行脱酯基反应,生成化合物f,反应式如下:
121、其中r2为c1~c6烷基,
122、较佳地,脱酯基反应是在脱酯基催化剂存在下进行的,较佳地,所述脱酯基催化剂选自氯化锂、氯化钠或其组合;
123、化合物f进行脱缩酮保护基反应,生成化合物g,反应式如下:
124、
125、化合物g进行氢化还原反应,生成化合物h,反应式如下:
126、
127、较佳地,氢化还原反应是在氢源和催化剂存在下进行的,
128、较佳地,所述氢源选自氢气或甲酸铵;所述催化剂选自钯碳,氢氧化钯或雷尼镍;
129、化合物h进行酯水解反应,生成化合物i,反应式如下:
130、
131、化合物i进行羰基还原,生成化合物h,反应式如下:
132、其中羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
133、在另一优选例中,本发明提供的熊去氧胆酸的制备方法包括以下步骤:
134、化合物b与丙二酸二烷基酯反应,生成化合物c,反应式如下:
135、其中r1为cl、br、i或者
136、-ots,r2为c1~c6烷基;
137、化合物c与新戊二醇反应,生成化合物d,反应式如下:
138、
139、化合物d进行氧化反应,生成化合物e,反应式如下:
140、
141、化合物e进行脱酯基反应,生成化合物f,反应式如下:
142、其中r2为c1~c6烷基,
143、较佳地,脱酯基反应是在脱酯基催化剂存在下进行的,较佳地,所述脱酯基催化剂选自氯化锂、氯化钠或其组合;
144、化合物f进行脱缩酮保护基反应,生成化合物g,反应式如下:
145、
146、化合物g进行氢化还原反应,生成化合物h,反应式如下:
147、
148、较佳地,氢化还原反应是在氢源和催化剂存在下进行的,
149、较佳地,所述氢源选自氢气或甲酸铵;所述催化剂选自钯碳,氢氧化钯或雷尼镍;
150、化合物h进行酯水解反应,生成化合物i,反应式如下:
151、
152、化合物i进行羰基还原,生成化合物h,反应式如下:
153、其中羰基还原是在氨基酸序列如seq id no.1所示的3α-甾体脱氢酶和氨基酸序列如seq id no.2所示的7β-甾体脱氢酶同时存在下经一步反应进行的。
154、本发明还提供了一种化合物,其结构式如下所示:
155、其中r2为c1~c6烷基,或
156、其中r2为c1~c6烷基。
1.一种熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述氧化反应是在亚胺催化剂、引发剂和氧源存在下进行的,所述亚胺催化剂选自n-羟基邻苯二甲酰亚胺、n-羟基邻磺酰苯甲酰亚胺、n,n'二羟基均苯四酸亚胺,所述引发剂选自氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或组合,所述氧化剂选自空气或者氧气;或者
4.根据权利要求2所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括以下步骤:
9.一种熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
10.一种熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
11.一种熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
12.一种熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
13.一种熊去氧胆酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
14.一种化合物,其特征在于,其结构式如下所示: