甘氨熊(鵝)去氧膽酸的制備工藝

魏 霞, 韓 潔, 陳 娟, 李長(zhǎng)任, 黃晴菲*, 張 燕*, 王啟衛(wèi),*

(1. 中國(guó)科學(xué)院 成都有機(jī)化學(xué)研究所，四川 成都 610041； 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049,

膽酸是一類人體內(nèi)源性親水性膽汁酸，可有效治療原發(fā)性膽汁性肝硬化、原發(fā)性硬化性膽管炎、病毒性肝炎等多種膽汁淤積性疾病[1]。人體內(nèi)的甘氨膽酸分泌的少部分膽汁酸是通過BA-CoA氨基酸N-酰化酶轉(zhuǎn)移酶(BAAT)與甘氨酸結(jié)合而成的，來源有限[2]。膽汁酸代謝異常會(huì)加速肝臟損傷、炎癥和NAFLD病情進(jìn)展[3]。近年來，關(guān)于膽汁酸代謝產(chǎn)物甘氨鵝去氧膽酸和甘氨熊去氧膽酸的研究越來越受到關(guān)注[4-5]。

目前，甘氨膽酸的合成方法主要集中在使用不同的活化方法活化膽酸羧基，然后與甘氨酸反應(yīng)。Cortese等[6]使用肼活化膽酸酯得到活性中間體，低溫下進(jìn)一步制備疊氮膽酸中間體，該中間體再與甘氨酸反應(yīng)得到相應(yīng)的甘氨膽酸。龔啟明等[1]等報(bào)道了以熊去氧膽酸為原料，與氯甲酸乙酯反應(yīng)形成混酐，再與甘氨酸乙酯反應(yīng)得到甘氨熊去氧膽酸乙酯，最后在堿性條件下水解得到甘氨熊去氧膽酸。葉俊等[7]報(bào)道了以氯甲酸乙酯作為活化試劑，膽酸經(jīng)過活化后與甘氨酸反應(yīng)得到甘氨膽酸。李慶勇等[8]報(bào)道了利用N-羥基琥珀酸亞胺活化膽酸羧基形成活性中間體，并進(jìn)一步與甘氨酸反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物甘氨膽酸。Dayal等[9]使用2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氫喹啉(EEDQ)作縮合劑，在微波輔助下合成了一系列甘氨膽酸酯的衍生物。

近年來，基于2-氯咪唑鹽結(jié)構(gòu)的縮合劑(Chart 1)在酰胺鍵形成反應(yīng)中的應(yīng)用研究越來越受到關(guān)注[10-11]。在前期工作中，本課題組對(duì)常見基于氮雜環(huán)卡賓前體結(jié)構(gòu)的縮合劑進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)2-氯代咪唑鹽可應(yīng)用于酰胺鍵的高效構(gòu)建，并適用于肽類化合物的合成[12]。

Chart 1

本文以一種包含氮雜環(huán)卡賓NHC前體結(jié)構(gòu)的2-氯-1,3-二(2,4,6-三甲基苯基)咪唑鹽酸鹽(IMesCl-Cl, Chart 1)作縮合劑，應(yīng)用于甘氨熊(鵝)去氧膽酸的制備中，開發(fā)了一種高效的甘氨熊(鵝)去氧膽酸的制備方法(Scheme 1)，總收率超過83%，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI)確證。

Scheme 1

Scheme 2

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Polarimeter 341型自動(dòng)旋光儀；Bruker Avance-300 MHz型核磁共振儀(Chloroform-d和DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Bruker LC-QTOF型高分辨質(zhì)譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)2a的合成

(2)2b的合成

(3)3a的合成

(4)3b的合成

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

在一鍋法合成2a的過程中，在前期工作[12]的基礎(chǔ)上，對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了篩選。對(duì)溶劑、溫度以及反應(yīng)物當(dāng)量進(jìn)行了考察，結(jié)果見表1～表2。首先考察了溶劑對(duì)反應(yīng)的影響(表略)。由分析可知，反應(yīng)可在大多數(shù)常用非質(zhì)子性溶劑中進(jìn)行，具有較好的普適性，收率超過94%。反應(yīng)在乙醇中效果較差，猜測(cè)是由于質(zhì)子性溶劑抑制了反應(yīng)中間體的形成，使得后續(xù)親核反應(yīng)不能順利進(jìn)行。

表 1 反應(yīng)物當(dāng)量的篩選

表 2 反應(yīng)時(shí)間的篩選

表1為反應(yīng)物比例的篩選結(jié)果。由表1可知，當(dāng)熊去氧膽酸、縮合劑IMesCl-Cl、甘氨酸乙酯鹽酸鹽的當(dāng)量比為1/2.5/2.5時(shí)，能夠以超過99%的收率得到化合物2a。當(dāng)熊去氧膽酸、縮合劑IMesCl-Cl、甘氨酸乙酯鹽酸鹽的當(dāng)量比為1/2/2時(shí)，能夠以96%的收率得到化合物2a。

表2為反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響。由表2可見，反應(yīng)6 h時(shí)，收率可達(dá)87%。反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，收率逐漸升高，反應(yīng)時(shí)間為7 h時(shí)反應(yīng)完全。

2.2 反應(yīng)機(jī)理[12-15]

根據(jù)文獻(xiàn)和反應(yīng)情況，推測(cè)反應(yīng)機(jī)理見Scheme 2：首先，膽酸(I)作為親核試劑進(jìn)攻縮合試劑IMesCl-Cl與氯原子相連的碳原子，在脫去一分子HCl后形成活性酯中間體(II)，該中間體進(jìn)一步受到另一分子胺的親核進(jìn)攻，得到目標(biāo)酰胺化合物(III)和副產(chǎn)物脲(IV)。

采用“一鍋法”，在IMesCl-Cl縮合劑的作用下，熊(鵝)去氧膽酸與甘氨酸乙酯鹽酸鹽反應(yīng)得到甘氨熊(鵝)去氧膽酸乙酯，并經(jīng)過簡(jiǎn)單的水解反應(yīng)以較高的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物甘氨熊去氧膽酸和甘氨鵝去氧膽酸。該反應(yīng)條件溫和、溶劑普適性好、收率較高，具有較高的實(shí)用性和參考價(jià)值。