孕烯醇酮衍生物的合成

劉躍金， 陳曉宇， 于春影

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

1997年以來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行了小鼠L1210白血病細胞的MTT實驗以及小鼠肉瘤S180體內抑制活性實驗，結果顯示甾體3β,5α,6β-三醇是有效基團，17β-側鏈的疏水性和大小對活性有顯著影響[1-2]，其中，3β,5α,6β-三羥基膽-24-酸甲酯和膽甾-3β,5α,6β-三醇的體內抗癌活性較好[3].2002年林永成等對海洋真菌2059進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人大細胞肺癌細胞和BEL-7402人肝癌細胞的作用[4].2008年M.I.Merlani等對雄甾-1,4-二烯-3,20-二肟、3α-羥基孕甾-20-肟等化合物進行了合成，藥理實驗顯示其對子宮頸癌Hela 細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具有3β,5α,6β-三羥基和17β-側鏈具有20-羥基的化合物，以進一步考察其對抗癌活性的影響，探討構效關系.

1 合成路線

以孕烯醇酮(W0)為原料,在質量分數88 %的甲酸(HCOOH)溶液中以質量分數30 %的過氧化氫(H2O2)溶液氧化，質量分數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)于無水四氫呋喃(THF)中進行格氏反應，質量分數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)于無水THF中進行格氏反應，質量分數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 實驗與結果

2.1 儀器與原料

B-540 BUCHI熔點儀測定熔點；Bruker IFS-55紅外分光光度計測定紅外光譜，KBr壓片；Bruker ARX-300B核磁共振儀測定核磁共振氫譜.

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，質量分數≥98 %，成都科恩醫藥化工實業有限公司；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質量分數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質量分數30 %的H2O2,于28 ℃攪拌反應6 h.減壓蒸出HCOOH和水后,加入30 mL質量分數3 %的NaOH甲醇溶液,回流攪拌反應4 h，過濾，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.在氮氣保護下，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，室溫攪拌反應5 h.去掉氮氣保護，3 mL質量分數10 %的H2SO4水解，室溫攪拌1 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無水THF中加入孕烯醇酮0.2 g(0.63 mmol)，攪拌至全溶.在氮氣保護下，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，室溫攪拌反應5 h.去掉氮氣保護，1 mL質量分數10 %的H2SO4水解，室溫攪拌1 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 討論與結論

經IR和1H-NMR,確證了20-異丙基孕甾-3β,5α,6β,20-四醇(為未見文獻報道的化合物) 與20-乙基孕甾-5-烯-3β,20-二醇的結構.

在格氏反應中格氏試劑即烷基溴化鎂的加入量一定要成倍的增加，否則反應不完全.THF和1,4-二氧六環皆可作為格氏反應的介質，但THF好些.關于甾體化合物的抗癌機理，1984年L.Richert等報道7β-羥基膽固醇和22-羥基膽固醇使HTC肝癌細胞膜流動性顯著下降，同時對HMG-CoA還原酶有很強的抑制作用.1993年W.Helen等報道17-雌二醇對牛腦脂質體膜的流動性有抑制作用，并推測此可能是抗癌作用的機制之一[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].中國藥物化學雜志,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抗癌活性研究[J].中國現代應用藥學,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.