甘氨熊(鵝)去氧膽酸的制備工藝

魏 霞, 韓 潔, 陳 娟, 李長任, 黃晴菲*, 張 燕*, 王啟衛,*

(1. 中國科學院 成都有機化學研究所，四川 成都 610041； 2. 中國科學院大學，北京 100049,

膽酸是一類人體內源性親水性膽汁酸，可有效治療原發性膽汁性肝硬化、原發性硬化性膽管炎、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-酰化酶轉移酶(BAAT)與甘氨酸結合而成的，來源有限[2]。膽汁酸代謝異常會加速肝臟損傷、炎癥和NAFLD病情進展[3]。近年來，關于膽汁酸代謝產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。Cortese等[6]使用肼活化膽酸酯得到活性中間體，低溫下進一步制備疊氮膽酸中間體，該中間體再與甘氨酸反應得到相應的甘氨膽酸。龔啟明等[1]等報道了以熊去氧膽酸為原料，與氯甲酸乙酯反應形成混酐，再與甘氨酸乙酯反應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]報道了以氯甲酸乙酯作為活化試劑，膽酸經過活化后與甘氨酸反應得到甘氨膽酸。李慶勇等[8]報道了利用N-羥基琥珀酸亞胺活化膽酸羧基形成活性中間體，并進一步與甘氨酸反應得到目標產物甘氨膽酸。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-氯咪唑鹽結構的縮合劑(Chart 1)在酰胺鍵形成反應中的應用研究越來越受到關注[10-11]。在前期工作中，本課題組對常見基于氮雜環卡賓前體結構的縮合劑進行了研究，發現2-氯代咪唑鹽可應用于酰胺鍵的高效構建，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卡賓NHC前體結構的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，應用于甘氨熊(鵝)去氧膽酸的制備中，開發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%，產物結構經1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI)確證。

Scheme 1

Scheme 2

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

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

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]的基礎上，對反應條件進行了篩選。對溶劑、溫度以及反應物當量進行了考察，結果見表1～表2。首先考察了溶劑對反應的影響(表略)。由分析可知，反應可在大多數常用非質子性溶劑中進行，具有較好的普適性，收率超過94%。反應在乙醇中效果較差，猜測是由于質子性溶劑抑制了反應中間體的形成，使得后續親核反應不能順利進行。

表 1 反應物當量的篩選

表 2 反應時間的篩選

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

表2為反應時間對反應的影響。由表2可見，反應6 h時，收率可達87%。反應時間延長，收率逐漸升高，反應時間為7 h時反應完全。

2.2 反應機理[12-15]

根據文獻和反應情況，推測反應機理見Scheme 2：首先，膽酸(I)作為親核試劑進攻縮合試劑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)，該中間體進一步受到另一分子胺的親核進攻，得到目標酰胺化合物(III)和副產物脲(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得到甘氨熊(鵝)去氧膽酸乙酯，并經過簡單的水解反應以較高的收率得到目標產物甘氨熊去氧膽酸和甘氨鵝去氧膽酸。該反應條件溫和、溶劑普適性好、收率較高，具有較高的實用性和參考價值。