孕烯醇酮衍生物的合成

劉躍金， 陳曉宇， 于春影

(1.沈陽(yáng)化工大學(xué) 制藥與生物工程學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110142； 2.江蘇豪森藥業(yè)股份有限公司， 江蘇 連云港 224200)

1997年以來(lái)劉躍金等合成了一些羥基膽甾烷類及羥基膽烷酸類化合物并進(jìn)行了小鼠L1210白血病細(xì)胞的MTT實(shí)驗(yàn)以及小鼠肉瘤S180體內(nèi)抑制活性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示甾體3β,5α,6β-三醇是有效基團(tuán)，17β-側(cè)鏈的疏水性和大小對(duì)活性有顯著影響[1-2]，其中，3β,5α,6β-三羥基膽-24-酸甲酯和膽甾-3β,5α,6β-三醇的體內(nèi)抗癌活性較好[3].2002年林永成等對(duì)海洋真菌2059進(jìn)行了提取分離得到麥角甾-8(9),22(Z)-二烯-3β,5α,6β,7α-四醇，研究顯示其有較好的抑制NCI4460人大細(xì)胞肺癌細(xì)胞和BEL-7402人肝癌細(xì)胞的作用[4].2008年M.I.Merlani等對(duì)雄甾-1,4-二烯-3,20-二肟、3α-羥基孕甾-20-肟等化合物進(jìn)行了合成，藥理實(shí)驗(yàn)顯示其對(duì)子宮頸癌Hela 細(xì)胞有一定的抑制作用[5].本文以孕烯醇酮為原料擬合成甾體母環(huán)具有3β,5α,6β-三羥基和17β-側(cè)鏈具有20-羥基的化合物，以進(jìn)一步考察其對(duì)抗癌活性的影響，探討構(gòu)效關(guān)系.

1 合成路線

以孕烯醇酮(W0)為原料,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)88 %的甲酸(HCOOH)溶液中以質(zhì)量分?jǐn)?shù)30 %的過(guò)氧化氫(H2O2)溶液氧化，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3 %氫氧化鈉(NaOH)甲醇(methanol)溶液中水解得3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮(W1),W1與異丙基溴化鎂(BrMgCH(CH3)2)于無(wú)水四氫呋喃(THF)中進(jìn)行格氏反應(yīng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10 %的硫酸(H2SO4)溶液水解得化合物20-異丙基孕甾-3β,5α,6β,20-四醇(W2).以W0為原料，與乙基溴化鎂(BrMgCH2CH3)于無(wú)水THF中進(jìn)行格氏反應(yīng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10 %的H2SO4溶液水解得化合物20-乙基孕甾-5-烯-3β,20-二醇(W3).合成路線如下:

2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

2.1 儀器與原料

B-540 BUCHI熔點(diǎn)儀測(cè)定熔點(diǎn)；Bruker IFS-55紅外分光光度計(jì)測(cè)定紅外光譜，KBr壓片；Bruker ARX-300B核磁共振儀測(cè)定核磁共振氫譜.

溴乙烷和溴代異丙烷，分析純，天津市博迪化工有限公司；孕烯醇酮，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98 %，成都科恩醫(yī)藥化工實(shí)業(yè)有限公司；其他試劑，分析純，天津市博迪化工有限公司.

2.2 3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮的合成

在40 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)88 %的HCOOH中,加入孕烯醇酮1.5 g(4.74 mmol),沸水浴10 min,冷卻至室溫,加3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)30 %的H2O2,于28 ℃攪拌反應(yīng)6 h.減壓蒸出HCOOH和水后,加入30 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)3 %的NaOH甲醇溶液,回流攪拌反應(yīng)4 h，過(guò)濾，濾液減壓濃縮,放置析晶,得淺黃色固體2.2 g，硅膠柱層析(氯仿-甲醇為洗脫劑,體積比為15∶1)，得白色固體0.42 g,收率25.1 %.mp 257～259 ℃.IR(KBr壓片),σ/cm-1:3 419(O—H),2 936(C—H),1 694(C==O).

2.3 20-異丙基孕甾-3β,5α,6β,20-四醇的合成

在25 mL無(wú)水THF中加入3β,5α,6β-三羥基孕甾-20-酮0.3 g(0.86 mmol)，攪拌至全部溶解.在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將上述THF溶液緩慢滴加到15 mL含約1.27 g(8.60 mmol)異丙基溴化鎂的THF中，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)5 h.去掉氮?dú)獗Ｗo(hù)，3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10 %的H2SO4水解，室溫?cái)嚢? h，加入乙醚10 mL，緩慢攪拌10 min,分出乙醚層，水層用10 mL乙醚提取3次，合并乙醚液，減壓蒸餾，硅膠柱層析(氯仿-甲醇為洗脫劑，體積比12∶1)，得白色固體0.038 g，收率11.6 %，mp 168～170 ℃.IR(KBr壓片)，σ/cm-1:3 421(O—H),2 939(C—H),2 868(C—H),1 040(C—O).1H-NMR(CDCl3),δ:4.09(1H,m,3α-H),3.55(1H,s,6α-H),1.26(6H,s,19,21-CH3),1.16(6H,s,23,24-CH3),0.89(3H,s,18-CH3).

2.4 20-乙基孕甾-5-烯-3β,20-二醇的合成

在20 mL無(wú)水THF中加入孕烯醇酮0.2 g(0.63 mmol)，攪拌至全溶.在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將上述THF溶液緩慢滴加到10 mL含約0.4 g(6.30 mmol)乙基溴化鎂的THF中，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)5 h.去掉氮?dú)獗Ｗo(hù)，1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10 %的H2SO4水解，室溫?cái)嚢? h，加入乙醚5 mL，緩慢攪拌10 min,分出乙醚層，水層用10 mL乙醚提取3次，合并乙醚液，減壓蒸餾，硅膠柱層析(氯仿-甲醇為洗脫劑，體積比為40∶1)得白色固體0.079 g，收率36.4 %，mp 198～199 ℃.IR(KBr壓片),σ/cm-1:3 397(H—O),2 932(C—H)，2 856(C—H).1H-NMR(CDCl3),δ:5.35(1H,s,C6—H),3.51(1H,m,3α-H),1.48(3H,s,21-CH3)，1.26(3H,s,19-CH3)，1.02(3H,d,18-CH3),0.87(3H,m,23-CH3).

3 討論與結(jié)論

經(jīng)IR和1H-NMR,確證了20-異丙基孕甾-3β,5α,6β,20-四醇(為未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的化合物) 與20-乙基孕甾-5-烯-3β,20-二醇的結(jié)構(gòu).

在格氏反應(yīng)中格氏試劑即烷基溴化鎂的加入量一定要成倍的增加，否則反應(yīng)不完全.THF和1,4-二氧六環(huán)皆可作為格氏反應(yīng)的介質(zhì)，但THF好些.關(guān)于甾體化合物的抗癌機(jī)理，1984年L.Richert等報(bào)道7β-羥基膽固醇和22-羥基膽固醇使HTC肝癌細(xì)胞膜流動(dòng)性顯著下降，同時(shí)對(duì)HMG-CoA還原酶有很強(qiáng)的抑制作用.1993年W.Helen等報(bào)道17-雌二醇對(duì)牛腦脂質(zhì)體膜的流動(dòng)性有抑制作用，并推測(cè)此可能是抗癌作用的機(jī)制之一[6].

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[1] 劉躍金,容士宏,陳玉彬,等.羥基膽烷酸類衍生物的抗癌活性研究Ⅰ.3β,5α,6β-三羥基膽烷-24-酸及其衍生物的合成與體外抗癌活性[J].中國(guó)藥物化學(xué)雜志,1997,7(4)：246-251.

[2] 劉躍金,容士宏.羥基膽烷酸類衍生物的活性研究Ⅱ.3β,5α,6β-三羥基膽甾烷-24-酸及3β,6β-二羥基膽甾-4-烯-24-酸衍生物的合成及其抗癌活性[J].中國(guó)藥物化雜志,2004,14(6):344-349.

[3] 劉躍金,耿曉宇,王晶明,等.羥基膽烷酸類和羥基膽甾烷類化合物的體內(nèi)抗癌活性研究[J].中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué),2008,25(7):601-604.

[4] 林永成，李厚金，周世寧，等.抗腫瘤化合物及其制備方法和制藥用途:CN1158298[P].2004-07-21.

[5] MERLANI M I,AMIRANASHVILI L Sh,MULKIDZHANYAN K G,et al.Synthesis and Antitumor Activity of Some 5α-Steroid Derivatives[J].Chemistry of Natural Compounds,2008,44(6):819-820.

[6] WISEMAN H，QUINN P，HALLIWELL B.Tamoxifen and Related Compounds Decrease Membrane Fluidity in Liposomes.Mechanism for the Antioxidant Action of Tamoxifen and Relevance to Its Anticancer and Cardioprotective Actions[J].Federation of European Biochemical Societies,1993,330(1):53-56.