3β,5α-二羥基-16-孕甾烯-6,20-二酮-3-糠酸酯的合成

(東華大學化學化工與生物工程學院生態紡織教育部重點實驗室，上海 201620)

(東華大學化學化工與生物工程學院生態紡織教育部重點實驗室，上海 201620)

以妊娠雙烯醇酮醋酸酯和糠酸為原料，經環氧化、開環、水解和酯化4步反應合成了新化合物——3β-羥基孕甾烯酮糠酸酯，其結構經1H NMR，13C NMR，IR和MS表征。

妊娠雙烯醇酮醋酸酯；孕甾烯酮；糠酸酯；酯化；合成

本課題組曾對多種甾體化合物進行了研究［1，15-17］。在此基礎上，本文以1為原料，經C-5位雙鍵環氧化、開環、C-3位乙酰基水解及酯化反應，合成了一個新化合物——3β-羥基孕甾烯酮糠酸酯(5，Scheme 1)，其結構經1H NMR，13C NMR，IR和MS表征。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

XT-4型雙目顯微熔點儀(溫度未校正)；Avance 400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；Nicolet-338型傅里葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)；Agilent6000LC-MS型液質聯用儀(ESI，positive mode，70 amu～1000 amu)；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；RV 10 basic V型數顯立式旋轉蒸發儀。

Scheme 1

所用試劑均為分析純，中國醫藥集團上海化學試劑公司，未經進一步純化處理直接使用。

1.2 合成

(1)5，6-α-環氧-16-孕甾烯-20-酮-3β-乙酸酯(2)的合成

在反應瓶中加入1 2.0 g(5.64 mmol)，間氯過氧化苯甲酸(p-CPBA)3.24 g(18.77 mmol)和三氯甲烷70 mL，攪拌下于室溫反應20 min。倒入亞硫酸氫鈉(2.0 g)的飽和碳酸氫鈉(120 mL)溶液中，充分攪拌(中和未反應的過氧化物)直至沒有氣泡產生為止。用三氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并萃取液，用水(30 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得淡黃色固體，用甲醇重結晶得白色針狀固體2 2.0 g，產率96%，m.p.170℃ ～172℃(170℃ ～172℃［18］)。

(2)5α-羥基-16-孕甾烯-6，20-二酮-3β-乙酸酯(3)的合成

解淀粉芽孢桿菌是枯草芽孢桿菌的一個亞種，該亞種DNA中G+C含量、DNA-DNA雜交（僅有15%相同）以及產α-淀粉酶能力均與枯草芽孢桿菌有較大差異，故將該亞種升格為單獨的菌種，命名為解淀粉芽孢桿菌。解淀粉芽孢桿菌在代謝過程中能夠產生大量的酶類[1]，尤其是α-淀粉酶[2]；大量蛋白類[3]、脂肽類[4-5]抑菌物質；以及有免疫、抗氧化作用的活性物質，故而受到了國內外的廣泛關注。

在反應瓶中加入2 1.58 g(4.24 mmol)和丙酮70 mL，攪拌下于0℃滴加CrO3(1.70 g)的水(9 mL)溶液(A)，滴畢(10 min)，升溫至25℃，再滴加A，滴畢(10 min)，反應5 min。倒入180 mL水(稀釋、沉淀［18］)中，靜置分層(下層為褐色液體，上層為橘黃色乳液)。過濾，濾餅用水(5×30 mL)洗滌至橘黃色褪去顏色變淡，于70℃干燥后用甲醇重結晶得暗白色固體3 0.75 g，產率76%，m.p.243℃ ～245℃(244℃ ～245℃［18］)。

(3)3β，5α-二羥基-16-孕甾烯-6，20-二酮(4)的合成

在反應瓶中加入3 0.45 g(1.16 mmol)和甲醇20 mL，攪拌使其溶解得無色透明狀溶液，加入1.6%KOH水(20 mL)溶液(變為白色乳濁液)。攪拌下于30℃反應2 h。靜置分層，分液，下層(白色乳狀層)減壓蒸除甲醇，剩余乳狀液體倒入冷水中，抽濾，濾餅用冷水(3×10 mL)洗滌，于70℃干燥得白色固體4 0.35 g，產率88%，m.p.194℃ ～196℃(193℃ ～195℃［19］)。

(4)5的合成

在反應瓶中加入4 0.15 g(0.433 mmol)，糠酸0.19 g(1.73 mmol)，二環己基碳二亞胺(DCC) 0.17 g(0.8 mmol)，對二甲氨基吡啶(DMAP)0.1 g (0.8 mmol)和二氯甲烷20 mL，攪拌下于室溫反應3 h。倒入35 mL冰水中，用三氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并萃取液，用水(3×20 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸除三氯甲烷后經硅膠柱層析［洗脫劑:V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶5］純化得白色粉末5 0.14 g，產率75%，m.p.179℃～182℃；1H NMR δ:0.87～0.89(m，5H)，1.02(s，1H)，1.21～1.31(m，4H)，1.34～1.42(m，2H)，1.53～1.62(m，2H)，1.70～1.87(m，3H)，1.92～2.07(m，6H)，2.11～2.18(m，1H)，2.24～2.32(m，2H)，2.84～2.90(m，1H)，5.31 (s，1H)，6.50(s，1H)，6.69(s，1H)，7.15(s，1H)，7.57(s，1H)；13C NMR δ:13.96，15.80，21.16，24.90，27.11，29.48，31.90，32.61，34.36，35.57，41.47，42.66，44.58，46.73，55.98，71.33，80.53，111.79，117.93，143.79， 144.81，146.29，155.15，158.41，196.61，211.40；IR ν:3 444，2 925，1 709，1 641，1 475 cm-1；LCMS m/z:440［M+］。

2 結果與討論

2.1 合成

(1)2的合成

在2的合成中，用p-CPBA為氧化劑對1進行環氧化時，反應速度很快，在15 min～20 min內即反應完全，無需文獻［18］方法的30 min。在后處理中和過程中，必須充分攪拌至沒有氣泡產生為止，否則原料難以除凈，進入到下步反應中會導致副反應的發生。

(2)4的合成

文獻［19］方法合成4是由2的類似物(3-OH)經過高氯酸氧化而得，收率76%。本文采用3在堿性條件下水解生成4，收率88%。

(3)5的合成

在5的合成中，為了驗證4的5-位羥基難以發生酯化反應，嘗試在3水解前先對其進行酯化反應(反應條件與4的酯化反應條件相同)，反應8 h后仍不見新產物產生，因而證明5-位羥基很難進行酯化反應。主要原因是5-位羥基能夠與鄰近的羰基形成分子內氫鍵，因而極大地降低其反應活性。因此4發生酯化反應時，只生成3-位羥基酯化產物5，而無5-位羥基酯化產物生成。

2.2 表征

5的1H NMR分析結果表明，6.69處有一個單峰，歸屬5-位羥基上的氫質子，該氫質子是由于受6-位羰基氧原子的影響易形成氫鍵，導致化學位移向低場移動。5的13C NMR，IR及LC-MS分析與其結構吻合。

3 結論

3β-羥基-孕甾-5，16-二烯-20-酮-3-醋酸酯經間氯過氧化苯甲酸環氧化、三氧化鉻氧化開環、堿性水解和糠酸酯化4步反應，合成了新化合物3β-羥基孕甾烯酮糠酸酯(5)，總收率48%。5在5α還原酶抑制劑、抗雄性激素以及抗氧化方面具有良好的活性，可作為合成甾體藥物的中間體，也可能成為一個有效的先導化合物，有關其抑菌活性、抗氧化性和細胞毒性等生物活性的測定正在進行中。

［1］Li J，Li H，Li Y.Synthesis and characterization of new aromatic esters based on 4，16-pregnadiene-6，20-dione skeleton［J］.Chem Cent J，2010，4:18-18.

［2］Banday A H，Zargar M I，Ganaie B A.Synthesis and antimicrobial studies of chalconyl pregnenolones［J］. Steroids，2011，76:1358-1362.

［4］Jiang C S，Guo X J，Gong J X，et al．Synthesis and biological evaluation of 21-arylidenepregnenolone derivatives as neuroprotective agents［J］.Bioorg Med Chem Lett，2012，22:2226-2229.

［5］Mohareb R M，Al-Omran F.Reaction of pregnenolone with cyanoacetylhydrazine:Novel synthesis of hydrazide-hydrazone，pyrazole，pyridine，thiazole，thiophene derivatives and their cytotoxicity evaluations［J］.Steroids，2012，77:1551-1559.

［6］Mohareb R M，Wardakhan W W，Elmegeed G A，et al．Heterocyclizations of pregnenolone:Novel synthesis of thiosemicarbazone，thiophene，thiazole，thieno［2，3-b］pyridine derivatives and their cytotoxicity evaluations［J］.Steroids，2012，77:1560-1569.

［7］Gan C，Cui J，Huang Y，et al．Synthesis and antiproliferative activity of some steroidal lactone compounds［J］.Steroids，2012，77:255-259.

［8］Bansal R，Acharya P C.Synthesis and antileukemic activity of 16E-［4-(2-carboxy)ethoxybenzylidene］-androstene amides［J］.Steroids，2012，77:552-557.

［9］Jegham H，Maltais R，Dufour P，et al．Solid-phase chemical synthesis and in vitro biological evaluation of novel 2β-piperazino-(20R)-5α-pregnene-3α，20-diol N-derivatives as anti-leukemic agents［J］.Steroids，2012，77:1403-1418.

［10］Iványi Z，Szabó N，Huber J，et al．Synthesis of D-ring-substituted(5'R)-and(5'S)-17β-pyrazolinylandrostene epimers and comparison of their potential anticancer activities［J］.Steroids，2012，77:566-574.

［11］Parihar S，Gupta A，Chaturvedi A K，et al．Gallic acid based steroidal phenstatin analogues for selective targeting of breast cancer cells through inhibiting tubulin polymerization［J］.Steroids，2012，77:878-886.

［12］Choudhary M I，Alam M S，Atta-ur-Rahman，et al．Pregnenolone derivatives as potential anticancer agents［J］.Steroids，2011，76:1554-1559.

［13］Yadav M R，Sabale P M，Giridhar R，et al．Steroidal carbonitriles as potential aromatase inhibitors［J］. Steroids，2012，77:850-857.

［14］Hamilton N M，Dawson M，Fairweather E E，et al．Novel steroid inhibitors of glucose 6-phosphate dehydrogenase［J］.J Med Chem，2012，55:4431-4445.

［15］Li H，Song Y，Peng X.Improved synthesis of mestranol and ethinyl estradiol(EE)related degradation products as authentic references［J］.Steroids，2008，73:488-494.

［16］Li H，Song Y，Ge F.17α-Ethynyl-3-methoxyestra-1，3，5(10)，9(11)-tetraen-17-ol［J］.Acta Cryst E，2008，64:o783-o783.

［17］Li H，Qian H，Li J，et al．Synthesis and crystal structure of a new mestranol acetate［J］.J Chem Crystallogr，2011，41:1208-1213.

［18］Pérez-Ornelas V，Cabeza M，Bratoeff E，et al．New 5α-reductase inhibitors:In vitro and in vivo effects［J］.Steroids，2005，70:217-224.

［19］Rivera D G，Coll F，Leon F.Synthesis of pregnane ketols as metabolic precursors of analogues of plant growth regulators［J］.J Chem Res，Synop，2004，(4): 284-285.

3β，5α-二羥基-16-孕甾烯-6，20-二酮-3-糠酸酯的合成*

王宇龍，李洪啟，于 輝，楊茜茜

Synthesis of 3β，5α-Dihydroxy-16-pregnene-6，20-dione-3-furoate

WANG Yu-long， LI Hong-qi， YU Hui， YANG Qian-qian
(Key Laboratory of Science＆Technology of Eco-Textile，Ministry of Education，College of Chemistry，Chemical Engineering and Biotechnology，Donghua University，Shanghai 201620，China)

A new steroid，3β，5α-dihydroxy-16-pregnene-6，20-dione-3-furoate，was synthesized by epoxidation，ring-opening，hydrolysis and esterification reaction with 16-dehydropregnenolone acetate and furoic acid as the starting materials.The structures were characterized by1H NMR，13C NMR，IR and MS.

16-dehydropregnenolone acetate；pregnenolone；furoate；esterification；synthesis

O629.2

A

1005-1511(2014)01-0060-03

2012-12-03；

2013-11-01

中央高校基本科研業務費專項資金資助項目

王宇龍(1988-)，男，漢族，山東即墨人，碩士研究生，主要從事有機合成的研究。

李洪啟，博士，副研究員，Tel.021-67792594，E-mail:hongqili@dhu.edu.cn