(25R)-27 -羟基胆固醇的合成研究

陈聪地，王洁雪,杜 琳，杨 帆，张 琦

(成都师范学院化学与生命科学学院，四川 成都 611130)

胆固醇广泛分布于高等生物的真核细胞中，它不仅参与形成细胞膜，而且是合成胆汁酸，维生素D以及甾体激素的原料[1]。胆固醇有多种代谢产物，其中27-羟基胆固醇是含量最高的一种羟基代谢物，它反映了体内胆固醇的饱和程度，也在一定程度上反映了饮食中摄入的胆固醇含量高低[1]。在前列腺组织中，胆固醇在CYP27A1 酶的作用下，催化成为27-羟基胆固醇[2]。27-羟基胆固醇是具有多种生物学功能的内源性氧固醇，包括作为选择性雌激素受体调节剂和作为激动剂肝X受体[2]。将27-羟基胆固醇加入到LNCaP、PC3以及RWPE-1三种前列腺癌细胞中，细胞增殖受到抑制。27-羟基胆固醇代谢失调是前列腺癌的潜在危险因素[3-4]。

综上所述，27-羟基胆固醇在生物代谢和对疾病的研究有着重要的意义。但是27-羟基胆固醇在体内的含量有限，生物提取非常困难。因此，寻找获得27-羟基胆固醇的方法和策略具有一定的现实意义。通过化学合成是最有效的方法之一。Williams[5]和Martin[6]以薯蓣皂苷元为原料通过盐酸打开F环，然后用叔丁硅基保护伯羟基，在经过三丁基锡烷脱仲羟基，最后脱羟基保护剂获得27-羟基胆固醇。尽管该方法获得了目标分子，但是反应条件仍然可进一步改进，采用更加温和的条件并提高收率。因此，我们以此路线为基础，对合成路线进行了改进，合成路线如下。

1 合成路线

(25R)-27-羟基胆固醇的合成见图1。

图1 (25R)-27-羟基胆固醇的合成

2 实验部分

2.1 实验试剂及仪器

(Agilent-400 (400 MHz)型核磁共振仪，TMS作内标，CDCl3作溶剂；SGW-4显微熔点测定仪(上海精密科学仪器有限公司)，温度计未经校正；LCQ ADVANTAGE MAX质谱仪；硅胶GF254 高效板(烟台江友硅胶开发有限公司)。其余试剂均为分析纯试剂。

2.2 化合物2的制备

取HgCl2(18.0 g)溶于稀盐酸(浓盐酸9 mL，水270 mL)，加入Zn粉180 g,摇振5 min,倾出上清液，依次用水(20 mL)，浓盐酸(20 mL)，乙醇(20 mL)洗涤。再加入乙醇(600 mL)，薯蓣皂苷元(6.00 g)，加热至回流。滴加浓盐酸(180 mL)1.5 h滴加完毕。停止反应，移至室温再冰水冷却。将反应液倒入4.5 L冰水混合物中。放置10h抽滤得白色固体。用甲醇溶解过滤浓缩之后，乙酸乙酯重结晶得2(5.41 g)。产率90 %，熔点173～175℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3)，δ(ppm):5.34(d,1H,H-6), 4.35(m,1H,H-16β),3.42～3.56(m,3H,H-3α,H-26),1.02(s,3H,Me-19),0.98(d,3H,Me-21),0.9(d,3H,Me-27),0.88(s,3H,Me-18)。

2.3 化合物3的制备

将TBDMSCl (1.26 g, 8.36 mmol)加入抽真空N2保护的三口瓶，用10 mL重蒸CH2Cl2溶解。在室温下加入咪唑(1.14 g,16.7 mmol)搅拌15 min。将2(1.0 g,2.39 mmol)加入反应液继续搅拌3.5 h。TLC检测原料消失，停止反应。将反应液依次用稀盐酸、水、饱和NaHCO3溶液洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产品3(1.5g)。粗产率97%。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ(ppm):5.36(d,1H,H-6),4.4(m,1H,H-16β),3.4～3.56(m,3H,H-3α,H-26),0.09(s,6H,CH3)2-Si),0.11(s,6H,(CH3)2-Si)；ESI-MS m/z: 669.5074 [M+Na]+。

2.4 化合物4的制备

将原料中间体3(1.50 g,2.32 mmol)加入N2保护的三口瓶，用10 mL吡啶溶解。0 ℃下缓慢滴加MsCl(0.72 mL,9.28 mmol)，继续搅拌16 h,TLC检测原料反应完全。将三口瓶移至室温，缓慢加入冰水25 mL，用乙醚萃取3×50 mL。合并有机相，依次用冷的1N HCl(25 mL)，水(25 mL)，饱和NaHCO3溶液(50 mL)，饱和NaCl溶液(50 mL)洗涤，无水NaSO4干燥。浓缩得白色固体4(1.65 g)，粗产率96%。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ(ppm):5.30(d,1H,H-6),5.19(m,1H,H-16β),3.32～3.51(m,3H,H-3α,H-26),2.96(s,3H,CH3-S),0.05(s,6H,(CH3)2-Si),0.03(s,6H,(CH3)2-Si)。

2.5 化合物5的制备

取4(1.00 g,1.38 mmol)用钠干燥的乙醚50 mL溶解，0℃下小心加入LiAlH4(0.52 g,13.8 mmol)。移至油浴锅，回流4 h。TLC检测原料反应完全，冷至室温，缓慢加入水20 mL、乙酸乙酯20 mL。再加入10%冰的硫酸溶液40 mL至沉淀消失。水层用乙醚萃取3×100 mL，合并有机相，依次用饱和NaHCO3溶液(200 mL)，水(100 mL)，饱和NaCl溶液(100 mL)洗涤，无水Na2SO4干燥。浓缩，柱色谱得产物5(0.67 g)，产率79%，熔点97～99℃。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ(ppm):5.30(d,1H,H-6)，3.32～3.52(m,3H,H-3α,H-26),1.00(s,3H,Me-19),0.67(s,3H,Me-18),0.05(s,6H,(CH3)2-Si),0.03(s,6H,(CH3)2-Si)。

2.6 化合物1的制备

将5(1.00 g, 1.59 mmol)溶解于50 mL THF，加入四丁基氟化铵三水化物(1.50 g, 4.76 mmol)，回流20 h。TLC检测原料反应完全。浓缩反应液，加入100ml水，用乙醚萃取3×100 mL。合并有机相，无水Na2SO4干燥，浓缩。乙酸乙酯重结晶得白色固体1(0.64 g)，产率77%，熔点177～178 ℃。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ(ppm):5.35(d,1H,H-6),3.40～3.55(m,3H,H-3α,H-26),1.00(s,3H,Me-19),0.67(s,3H,Me-18);ESI-MS m/z:425.54[M+Na]+。HPLC检测纯度：99.2%。

3 结论

本文基于文献的合成路线，以薯蓣皂苷元为起始物，经过开环、羟基保护、脱羟基等五个步骤合成目标化合物(25R)-26-羟基胆固醇，总收率51%。改进后路线合成效率更高。

[1] 杜 晶，吴耕书.胆固醇与肿瘤关系的研究概述[J].沈阳医学院学报，1998(Z1):62-65．

[2] Brown A J，Jessup W.Oxysterols and atherosclerosis[J]．Atherosclerosis，1999，142(1):1-28．

[3] Raza S,Schommer J,Meyer M,et al.The cholesterol metabolite,27-hydroxy -cholesterol stimulates cell proliferation in prostate epithelial cell lines via estrogen receptor beta[J].Cancer Res,2015,75(15):5048．

[4] Norman B Javitt. 25R,26-Hydroxycholesterol revisited: synthesis, metabolism, and biologic roles[J].Journal of Lipid Research,2002,43:665-670.

[5] John R.Williams,Deping Chai,Dominic Wright.Synthesis of (25R)-26-hydroxy -cholesterol[J].Steroids,2002,67:1041-1044.

[6] Ren'e Martin,Arndt W Schmidt,Gabriele Theumer,et al.Synthesis and biological activity of the (25R)-cholesten-26-oic acids-ligands for the hormonal receptor DAF-12 in Caenorhabditis elegans[J].Org Biomol Chem,2009,7:909-920.