甘氨熊(鹅)去氧胆酸的制备工艺

魏 霞, 韩 洁, 陈 娟, 李长任, 黄晴菲*, 张 燕*, 王启卫,*

(1. 中国科学院 成都有机化学研究所，四川 成都 610041； 2. 中国科学院大学，北京 100049,

胆酸是一类人体内源性亲水性胆汁酸，可有效治疗原发性胆汁性肝硬化、原发性硬化性胆管炎、病毒性肝炎等多种胆汁淤积性疾病[1]。人体内的甘氨胆酸分泌的少部分胆汁酸是通过BA-CoA氨基酸N-酰化酶转移酶(BAAT)与甘氨酸结合而成的，来源有限[2]。胆汁酸代谢异常会加速肝脏损伤、炎症和NAFLD病情进展[3]。近年来，关于胆汁酸代谢产物甘氨鹅去氧胆酸和甘氨熊去氧胆酸的研究越来越受到关注[4-5]。

目前，甘氨胆酸的合成方法主要集中在使用不同的活化方法活化胆酸羧基，然后与甘氨酸反应。Cortese等[6]使用肼活化胆酸酯得到活性中间体，低温下进一步制备叠氮胆酸中间体，该中间体再与甘氨酸反应得到相应的甘氨胆酸。龚启明等[1]等报道了以熊去氧胆酸为原料，与氯甲酸乙酯反应形成混酐，再与甘氨酸乙酯反应得到甘氨熊去氧胆酸乙酯，最后在碱性条件下水解得到甘氨熊去氧胆酸。叶俊等[7]报道了以氯甲酸乙酯作为活化试剂，胆酸经过活化后与甘氨酸反应得到甘氨胆酸。李庆勇等[8]报道了利用N-羟基琥珀酸亚胺活化胆酸羧基形成活性中间体，并进一步与甘氨酸反应得到目标产物甘氨胆酸。Dayal等[9]使用2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉(EEDQ)作缩合剂，在微波辅助下合成了一系列甘氨胆酸酯的衍生物。

近年来，基于2-氯咪唑盐结构的缩合剂(Chart 1)在酰胺键形成反应中的应用研究越来越受到关注[10-11]。在前期工作中，本课题组对常见基于氮杂环卡宾前体结构的缩合剂进行了研究，发现2-氯代咪唑盐可应用于酰胺键的高效构建，并适用于肽类化合物的合成[12]。

Chart 1

本文以一种包含氮杂环卡宾NHC前体结构的2-氯-1,3-二(2,4,6-三甲基苯基)咪唑盐酸盐(IMesCl-Cl, Chart 1)作缩合剂，应用于甘氨熊(鹅)去氧胆酸的制备中，开发了一种高效的甘氨熊(鹅)去氧胆酸的制备方法(Scheme 1)，总收率超过83%，产物结构经1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI)确证。

Scheme 1

Scheme 2

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Polarimeter 341型自动旋光仪；Bruker Avance-300 MHz型核磁共振仪(Chloroform-d和DMSO-d6为溶剂，TMS为内标)；Bruker LC-QTOF型高分辨质谱仪。

所用试剂均为分析纯。

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 结果与讨论

2.1 合成

在一锅法合成2a的过程中，在前期工作[12]的基础上，对反应条件进行了筛选。对溶剂、温度以及反应物当量进行了考察，结果见表1～表2。首先考察了溶剂对反应的影响(表略)。由分析可知，反应可在大多数常用非质子性溶剂中进行，具有较好的普适性，收率超过94%。反应在乙醇中效果较差，猜测是由于质子性溶剂抑制了反应中间体的形成，使得后续亲核反应不能顺利进行。

表 1 反应物当量的筛选

表 2 反应时间的筛选

表1为反应物比例的筛选结果。由表1可知，当熊去氧胆酸、缩合剂IMesCl-Cl、甘氨酸乙酯盐酸盐的当量比为1/2.5/2.5时，能够以超过99%的收率得到化合物2a。当熊去氧胆酸、缩合剂IMesCl-Cl、甘氨酸乙酯盐酸盐的当量比为1/2/2时，能够以96%的收率得到化合物2a。

表2为反应时间对反应的影响。由表2可见，反应6 h时，收率可达87%。反应时间延长，收率逐渐升高，反应时间为7 h时反应完全。

2.2 反应机理[12-15]

根据文献和反应情况，推测反应机理见Scheme 2：首先，胆酸(I)作为亲核试剂进攻缩合试剂IMesCl-Cl与氯原子相连的碳原子，在脱去一分子HCl后形成活性酯中间体(II)，该中间体进一步受到另一分子胺的亲核进攻，得到目标酰胺化合物(III)和副产物脲(IV)。

采用“一锅法”，在IMesCl-Cl缩合剂的作用下，熊(鹅)去氧胆酸与甘氨酸乙酯盐酸盐反应得到甘氨熊(鹅)去氧胆酸乙酯，并经过简单的水解反应以较高的收率得到目标产物甘氨熊去氧胆酸和甘氨鹅去氧胆酸。该反应条件温和、溶剂普适性好、收率较高，具有较高的实用性和参考价值。