一種高純度3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸的制備方法

吳弘辰，李琪榮，武亞明，徐 琳，曹雪琴

熊去氧膽酸（其結(jié)構(gòu)如圖1所示）是熊膽的主要有效成分，可促進(jìn)內(nèi)源性膽汁酸的分泌，保護(hù)肝細(xì)胞膜；溶解膽固醇性結(jié)石；并具有免疫調(diào)節(jié)作用。醫(yī)學(xué)上用于增加膽汁酸分泌，并使膽汁成分改變，降低膽汁中膽固醇及膽固醇脂，有利于膽結(jié)石中的膽固醇逐漸溶解[1]。

中藥用熊膽主要是割取熊的膽囊而制成的，由于人工飼養(yǎng)，活提熊膽汁的周期長(zhǎng)，收率低，不能滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的需求，因而人工合成熊去氧膽酸成為現(xiàn)代醫(yī)藥的發(fā)展方向，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

鵝去氧膽酸（其結(jié)構(gòu)如圖2所示）是一種天然膽酸，主要存在于人及牛、鵝、雞、豬等動(dòng)物的膽汁中。其中雞膽汁中，鵝去氧膽酸約為80%，而雞膽的來(lái)源要比熊膽多得多，使得鵝去氧膽酸的提取有穩(wěn)定、廉價(jià)的原料[3]。

圖1 熊去氧膽酸

圖2 鵝去氧膽酸

圖3 反應(yīng)方程式

鵝去氧膽酸和熊去氧膽酸結(jié)構(gòu)僅僅是7位羥基的手性不同，故化學(xué)合成法中的一條合成路線是以鵝去氧膽酸為起始原料，經(jīng)過(guò)氧化得到3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸，再還原得到熊去氧膽酸（見(jiàn)圖3）。20世紀(jì)80年代以來(lái)，人們就開(kāi)始著重研究能用于該反應(yīng)的溫和、安全、高效的氧化劑和還原劑。

常用的鵝去氧膽酸氧化法有：（1）以丙酮、水為介質(zhì)的N-溴代丁二酰亞胺（NBS）氧化法。該法的主要缺點(diǎn)是有機(jī)廢水多，并且難以控制氧化反應(yīng)終點(diǎn)。（2）電化學(xué)氧化法。該法的主要缺點(diǎn)是需要特殊種類的電解槽，電解過(guò)程受多種因素的影響，如電壓、電流、電極種類等，且其工業(yè)廢水多，能耗高。（3）次氯酸鈉氧化法。該法的主要缺點(diǎn)是次氯酸納水溶液與原料以及有機(jī)溶劑的相溶性較差，不利于反應(yīng)的進(jìn)行。（4）有機(jī)鉻鹽氧化劑氧化法。該法的主要缺點(diǎn)是反應(yīng)熱效應(yīng)大，選擇性差[1]。

本研究針對(duì)次氯酸鈉氧化法的缺點(diǎn)，選擇合適的催化劑和溶劑來(lái)氧化鵝去氧膽酸，同時(shí)為了得到高純度3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸，對(duì)粗產(chǎn)品的后處理進(jìn)行了優(yōu)化。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要試劑

NaHSO3，Na2CO3，BaCl2，磷鉬酸，酒石酸，檸檬酸，都為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鵝去氧膽酸（市售，純度90%和98%各一批），次氯酸鈉（10%），其他試劑皆為化學(xué)純。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸的制備

室溫下，向三口燒瓶中加入鵝去氧膽酸（100 g，98%），再加入適量溶劑，攪拌溶解后，冷凍至低溫，滴加NaClO溶液（200 g，10%）。滴畢，攪拌30 min，TLC監(jiān)控反應(yīng)完全。滴加NaHSO3（5%，200 mL）水溶液，攪拌1 h，停止冷卻。過(guò)濾，水（2×500 mL）洗，鼓風(fēng)干燥（70℃，18 h），得類白色粉末（93.20 g），純度92%。

1.2.2 3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸的提純

室溫下，將3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸粗品（93.20 g）混懸于95%乙醇（900 mL）中，攪拌下加入NaOH水溶液（10 mol/L）至pH 8～9，混懸液變?yōu)槿芤骸＜?%活性炭，加熱回流30 min，過(guò)濾，濾液繼續(xù)攪拌加熱回流30 min。滴加BaCl2（10%，900 mL）水溶液。滴畢攪拌回流1 h，蒸餾乙醇至瓶壁上掛少許晶粒，停止加熱。攪拌下自然降溫析晶，過(guò)夜。過(guò)濾，50%乙醇水溶液（2×200 mL）洗滌濾餅，鼓風(fēng)干燥（70 ℃，18 h）。將干燥后的鋇鹽混懸于水（1 000 mL）中，加碳酸鈉（18 g），攪拌加熱回流30 min，過(guò)濾，靜置降溫至室溫。在室溫下，邊攪拌邊滴加稀鹽酸（10%，v/v）至pH 2，過(guò)濾，水（2×200 mL）洗，鼓風(fēng)干燥（70 ℃，18 h）。干燥的產(chǎn)物用甲醇和水（1 000 mL，1∶1，v/v）加熱回流0.5 h，趁熱過(guò)濾。濾液重新加熱回流0.5 h，室溫靜置，過(guò)濾，水（2×300 mL）洗，鼓風(fēng)干燥（70℃，6h），得白色結(jié)晶產(chǎn)物（51.2 g），收率51.5%，純度99.6%。

2 結(jié)果與討論

2.1 中控TLC的條件選擇

由于鵝去氧膽酸和3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸在紫外光下都不顯色，故只能借助其他顯色劑來(lái)完成監(jiān)控，通過(guò)摸索選擇乙酸乙酯：石油醚（1∶1）+2滴乙酸作為展開(kāi)劑，薄層板吹干后，浸入10%磷鉬酸的乙醇溶液，再烤板觀察展開(kāi)點(diǎn)。

2.2 制備中反應(yīng)溫度的影響

影響氧化還原反應(yīng)最重要的兩個(gè)條件是溫度和酸堿度。本項(xiàng)目通過(guò)不同溫度條件下實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)在﹣15℃條件下，氧化的副產(chǎn)物較少。

2.3 制備中反應(yīng)酸堿度的影響

本項(xiàng)目分別選擇酒石酸、檸檬酸、甲酸和乙酸來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)液的酸性，實(shí)驗(yàn)顯示酒石酸、檸檬酸和甲酸使反應(yīng)速率加快，但有副產(chǎn)物生成；乙酸可使反應(yīng)完全，相比其他酸，副產(chǎn)物少好多。

2.4 制備中反應(yīng)溶劑的選擇

反應(yīng)溶劑不僅要溶解鵝去氧膽酸、乙酸等試劑，還要價(jià)格便宜。通過(guò)選擇不同溶劑來(lái)實(shí)驗(yàn)，最后確定甲醇為反應(yīng)溶劑。上述制備反應(yīng)中溶劑為甲醇（500 mL）和乙酸（350 mL）。

2.5 制備中鵝去氧膽酸的選擇

項(xiàng)目研究中，開(kāi)始用90%鵝去氧膽酸來(lái)氧化，氧化后雜質(zhì)點(diǎn)很多，用很多方法提純，很難除掉緊靠原料點(diǎn)上方和下方的雜點(diǎn)，而且反應(yīng)后處理中有大量焦油狀物質(zhì)生成，產(chǎn)率非常低。后來(lái)?yè)Q成98%鵝去氧膽酸來(lái)氧化，反應(yīng)后不再有焦油狀物質(zhì)產(chǎn)生，產(chǎn)物中的雜質(zhì)點(diǎn)明顯少許多，產(chǎn)率大大提高。如果要制備高純度的3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸，建議用高純度的鵝去氧膽酸。

2.6 提純方法的選擇

本項(xiàng)目研究目的就是要得到高純度的3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸，原料即便用98%的鵝去氧膽酸，TLC顯示還是有好多雜質(zhì)點(diǎn)，氧化后部分雜質(zhì)點(diǎn)位置沒(méi)有改變。項(xiàng)目組討論先對(duì)鵝去氧膽酸提取，再氧化。這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸成本大大提高，沒(méi)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。后改成先氧化，再對(duì)3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸的粗品用鋇鹽來(lái)提純[3]，事實(shí)證明該改進(jìn)工藝大大提高了產(chǎn)品純度，同時(shí)反應(yīng)收率也得以提高。

2.7 制備中滴加NaHSO3水溶液后的處理

在滴加NaHSO3水溶液后，反應(yīng)瓶中就有大量固體析出，過(guò)濾后，得到白色濾餅。濾液控溫在5 ℃以下滴加水后，得到白色沉淀，該沉淀通過(guò)TLC分析顯示比濾餅含的雜質(zhì)點(diǎn)多。將該沉淀同樣通過(guò)鋇鹽來(lái)提純，依然可以得到純度較高的3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸。

3 結(jié)語(yǔ)

鵝去氧膽酸通過(guò)次氯酸鈉氧化可以得到高純度的3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸。反應(yīng)溫度控制在﹣15 ℃，用乙酸來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)酸度，甲醇做溶劑制備得到3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸粗品。提純中先制成鋇鹽，再脫去鋇，最后用甲醇和水重結(jié)晶，得到高純度3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 沈建偉，劉 敏.一種3α-羥基-7-氧代-5β-膽烷酸的制備[P].CN105669815，2015-11-04.

[2] 楊世瓊，卓 超，吳達(dá)俊.熊去氧膽酸的化學(xué)合成方法新進(jìn)展[J].中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)雜志，1999，16（4）：6-8.

[3] 王友同，吳文俊.鵝去氧膽酸的制備[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986（8）：39-40.