本發(fā)明屬有機(jī)化學(xué)及藥物合成領(lǐng)域，涉及一種高效立體選擇性一步還原甾體骨架中的4-烯-3-酮為3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的方法。具體涉及利用鈉硼氫在氯化亞銅（NaBH4/CuCl）催化下，高效立體選擇性一步還原17-螺環(huán)縮酮取代的甾體4-烯-3-酮為3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的合成方法。

背景技術(shù)：
熊去氧膽酸(3α，7β-二羥基-5β-膽烷酸，以下簡(jiǎn)稱UDCA)(式一：1，)是中藥熊膽的主要成分，上世紀(jì)六十年代曾主要用于治療膽石疾病[楊繼凡，王亦兵.熊脫氧膽酸的藥理作用和臨床應(yīng)用.新藥與臨床，1985，4(3)∶23]。近年來，國(guó)外有報(bào)道UDCA在治療各種急性、慢性肝病中的應(yīng)用[Saksena,Sushma,Tandon,RakeshK.Ursodeoxycholicacidinthetreatmentofliverdiseases.PostgradMedJ,1997,73(850)∶75.]。現(xiàn)有技術(shù)的中藥熊膽為割取熊的膽囊而制成，來源有限，而且有違于動(dòng)物保護(hù)。我國(guó)現(xiàn)在采取人工養(yǎng)殖，活提取UDCA，但步驟繁多、周期長(zhǎng)、收得率低，不能滿足醫(yī)療要求，同時(shí)也有違人道；因而人工合成UDCA具有深遠(yuǎn)的意義。鑒于許多動(dòng)物天然膽酸結(jié)構(gòu)具有UDCA中A/B順式的3α-羥基-5β結(jié)構(gòu)單元，因此目前化學(xué)合成方法主要以牛、羊、豬膽酸及鵝去氧膽酸（式一：2～4，）為原料通過半合成法合成UDCA[3.Kubota,Naohiro.Preparationofursodeoxycholicacidfrom3-hydroxy-protectedcholicacidesters.Japan.Kokai01,61,496,Mar1989(CA1989,111∶134645h).王鐘麒，姜立中，龔逸民，等.從豬去氧膽酸立體選擇性合成熊去氧膽酸和鵝去氧膽酸的新法.中國(guó)科學(xué)(B輯)，1991,(7):680.5.KatsutoriMasahiko;MikamiKazuhiro;Hirakata,Kaoru.ManufactureofUrsodeoxycholicacid.JapanKokai06,02,184,Jan1994(CA1994,120:229874g).]。但是，上述方法中均存在如下缺陷：原料來源有限，反應(yīng)操作不便、試劑昂貴、步驟多、分離困難以及收率低等問題。式一：熊去氧膽酸、牛羊豬膽酸、鵝去氧膽酸的結(jié)構(gòu)因此，在探索尋找來源簡(jiǎn)便的動(dòng)物膽酸為原料半合成UDCA同時(shí)；積極開展來源豐富易得的非膽酸類甾體化合物為原料，立體選擇性合成具有工業(yè)化前景的UDCA是有社會(huì)應(yīng)用價(jià)值的研究。1983年，Chee.KLai等報(bào)道（如式二所示，）以非膽酸類甾體雄甾-4-烯-3,17-二酮(androstenedione,4-AD)(5)為原料經(jīng)四氯苯醌脫氫（6）、間氯過氧苯甲酸環(huán)氧化（7）、鈀碳（Pb/C）氫化還原（8）以及三叔丁氧基鋁鋰氫選擇性還原7-羰基四步合成具有熊去氧膽酸熊3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)重要中間體（9，）。1984年，PeterM.Workwlich［6.PeterM.Workwlich;AndrewD.BatchoandMilanR.Uskokovic.StereoselectiveintroductionofsteroidsideChains.Synthesisofchenodeoxycholicacid.HelveticaChimicaActa,1984,67(2)∶612.］等報(bào)道了以雄甾-4-烯-3,17-二酮（4-AD）為原料，經(jīng)7位微生物羥基化、4-烯用Pd/C催化加氫得5β-氫產(chǎn)物，然后3位羰基再選擇性還原成重要中間體3α,7α-二羥基-5β-雄甾酮(9)，進(jìn)一步經(jīng)7步后續(xù)反應(yīng)最終合成熊去氧膽酸（UDCA，1）。由于大部分非膽酸類甾體原料還原反應(yīng)常常得到5α-氫產(chǎn)物即甾體的A/B環(huán)呈反式結(jié)構(gòu)，因此選擇性高收率獲得3α-羥基-5β-氫即甾體A/B環(huán)呈順式結(jié)構(gòu)，是以非膽酸類甾體為原料合成熊去氧膽酸的關(guān)鍵。而以上路線中均以較昂貴的鈀碳（Pd/C）和叔丁氧基鋁鋰氫經(jīng)多步反應(yīng)，才能得到3α-羥基-5β-氫即A/B順式結(jié)構(gòu)。由于4-AD主要通過來源于植物薯蕷的薯蕷皂甙經(jīng)過多步反應(yīng)合成獲得，市售價(jià)格較高。上世紀(jì)七十年代中期，國(guó)外利用節(jié)桿菌(Arthrobactersp.)、諾卡氏菌(Nocardiasp.)和分支桿菌(Mycobacteriumsp.)等微生物方法有效地切除膽甾醇、豆甾醇等天然甾醇的17-位邊鏈，以很高收率獲得可用于各種甾體藥物生產(chǎn)的重要中間體雄甾-4-烯-3,17-二酮（4-AD）和雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(10,簡(jiǎn)稱ADD)[7.MarsheckW.J.,KraychyS.,MuirR.D.,Microbialdegradationofsterols.Appl.Microbiol.,1972,23：72-7.8.韓廣甸；黃國(guó)峰，甾醇資源的利用和皮質(zhì)激素側(cè)鏈的合成方法.有機(jī)化學(xué),1989，9：15-23.9.Sih,C.J.;LeeSS,TsongYY,etal.Anefficientsynthesisiofestroneand19-norsteroidsfromcholesterol.J.Am.Chem.Soc.1965,87:2765-6.]。羊毛工業(yè)中羊毛洗液及魚油中含有大量膽甾醇，精煉食用油油渣中存在豆甾醇，甘蔗渣、造紙廢液、谷物的皮糠中含有谷甾醇以及油菜甾醇等，這些天然甾醇資源經(jīng)微生物發(fā)酵降解都可以獲得高純度的4-AD或ADD。當(dāng)前國(guó)內(nèi)國(guó)家發(fā)改委也已經(jīng)將甾醇資源微生物發(fā)酵,獲得4-AD的課題列入重點(diǎn)項(xiàng)目在進(jìn)行中。目前，我國(guó)用微生物方法切除天然甾醇邊鏈的工作已有可喜進(jìn)展。由于這些天然甾醇可得自于羊毛洗液、食用油精煉油渣等工業(yè)廢物。因此，以4-AD或ADD為原料，進(jìn)而合成各種高價(jià)值的甾體藥物以及作為非膽酸類原料合成熊去氧膽酸等A/B順式結(jié)構(gòu)化合物，是一項(xiàng)綜合利用，變廢為寶的重大課題，具有顯著的學(xué)術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。式二:從4-AD合成熊去氧膽酸重要中間體（9）

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種高效立體選擇性一步還原甾體骨架中的4-烯-3-酮為3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的方法。具體涉及一步將17-螺環(huán)縮酮取代的甾體骨架4-烯-3-酮結(jié)構(gòu)單元，還原成3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的合成方法。本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)便、有效地將雄甾的4-烯-3-酮結(jié)構(gòu)單元利用廉價(jià)試劑選擇性還原，得到具有熊去氧膽酸所需要的3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的方法，本發(fā)明方法在室溫下，在無水乙醇中，以氯化亞銅為催化劑，鈉硼氫為還原劑，高選擇性將4-AD、ADD及其衍生物的4-烯-3--酮結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成A/B順式3α-羥基-5β-氫結(jié)構(gòu)；得到的雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮產(chǎn)物經(jīng)X-衍射確證立體構(gòu)型；其中，4-AD和ADD的17-酮基為螺環(huán)縮酮保護(hù)，然后用氯化亞銅催化下加常規(guī)金屬氫化物還原試劑，以無水乙醇等極性溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，將4-烯-3-酮結(jié)構(gòu)一步還原成3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的形式。更具體的，本發(fā)明的高效立體選擇性一步還原甾體骨架中的4-烯-3-酮為3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)的方法，其特征是，以4-AD、ADD或其衍生物或其他具有相應(yīng)4-烯-3，17-二-酮結(jié)構(gòu)的甾體為原料，按下述反應(yīng)方程式所示，通過17-螺環(huán)縮酮保護(hù)，無水溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，以亞銅為催化劑，以金屬氫化物為金屬還原試劑，選擇性將4-烯-3-酮同時(shí)還原成3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)，獲得3α-羥基-5β-氫-17-酮（13）及其衍生物，本發(fā)明中，以4-AD、ADD及其衍生物為原料，17-羰基經(jīng)乙二醇螺環(huán)縮酮形式保護(hù)，室溫下氯化亞銅為催化劑，金屬還原劑/無水溶劑為反應(yīng)體系；本發(fā)明中，用醇進(jìn)行17-酮基保護(hù)，所述的醇包括乙二醇、含3～6碳的1，2或1，3-二羥基烷烴試劑或1,3-丙二硫醇；本發(fā)明中，所述17-螺環(huán)縮酮包括氧縮酮及硫代縮酮；本發(fā)明中，所述亞銅催化劑包括氯化亞銅、碘化亞銅、氧化亞銅；本發(fā)明中，金屬氫化物還原劑包括硼氫化鈉（鉀）、氰基硼氫化鈉（鉀）、三乙氧基硼氫化鈉（鉀）、鋰鋁氫、叔丁氧基氫化鋁鋰；本發(fā)明中，反應(yīng)介質(zhì)包括無水乙醇、甲醇或1-4碳的醇類溶劑；本發(fā)明中，所采用4-AD、ADD的衍生物其取代基R1、R2、R3、R4為雙鍵、羥基、氨基、環(huán)氧或烷基。本發(fā)明的實(shí)施例中，具體采用下述反應(yīng)方程式所示的合成步驟：以4-AD、ADD或其他具有相應(yīng)4-烯-3，17-二-酮結(jié)構(gòu)的甾體為原料，按下述反應(yīng)方程式，通過17-螺環(huán)縮酮保護(hù)，無水乙醇為反應(yīng)介質(zhì)，以氯化亞銅為催化劑，以鈉硼氫為金屬還原試劑，選擇性將4-烯-3-酮同時(shí)還原成3α-羥基-5β-氫A/B順式結(jié)構(gòu)，獲得3α-羥基-5β-氫-17-酮（13）及其衍生物；上述反應(yīng)所涉及的催化劑為氯化亞銅、碘化亞銅、氧化亞銅；所涉及金屬還原劑為鈉（鉀）硼氫/氰基硼氫化鈉（鉀）/三乙氧基硼氫化鈉（鉀）/鋰鋁氫/叔丁氧基氫化鋁鋰等金屬氫化物還原劑；17-酮基保護(hù)所涉及醇包括乙二醇、含3～6碳的1，2或1，3-二羥基烷烴試劑、1,3-丙二硫醇；17-螺環(huán)縮酮包括氧縮酮及硫代縮酮；所涉及的反應(yīng)介質(zhì)為無水乙醇、甲醇等醇類溶劑；室溫?cái)嚢璺磻?yīng)將17-螺環(huán)縮酮保護(hù)的雄甾-4-烯-3-酮化合物還原成A/B順式結(jié)構(gòu)的雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮化合物。上述反應(yīng)中，利用廉價(jià)易得的鈉硼氫在氯化亞銅（NaBH4/CuCl）催化下，立體選擇性還原17-環(huán)狀亞乙二氧基-雄甾-4-烯-3-酮（11）和17-環(huán)狀亞乙二氧基-雄甾-1,4-二烯-3-酮（12），高收率得到雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(13)。上述反應(yīng)中：雄甾-4-烯-3,17-二酮（4-AD,5）和雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮（ADD,10）的17-羰基用乙二醇保護(hù)后，分別得到17-環(huán)狀亞乙二氧基-雄甾-4-烯-3-酮（11）和17-環(huán)狀亞乙二氧基-雄甾-1,4-二烯-3-酮（12）；然后與NaBH4/CuCl在室溫下反應(yīng)4小時(shí)后，用鹽酸酸化脫乙二醇保護(hù)基得到主產(chǎn)物A/B順式的雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(13，收率81%)和少量副產(chǎn)物A/B反式結(jié)構(gòu)的雄甾-3α-羥基-5α-氫-17-酮（14，收率9%），兩者選擇性比例為9:1；本發(fā)明方法得到產(chǎn)物13，經(jīng)X-衍射確證立體構(gòu)型，反應(yīng)條件溫和簡(jiǎn)便，試劑廉價(jià)易得，操作方便，重現(xiàn)性好，收率高。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)有：利用17-螺環(huán)縮酮的空間效應(yīng)，采用氯化亞銅和鈉硼氫還原組合試劑，廉價(jià)易得，避免使用Pd/C等較昂貴試劑；室溫下常規(guī)溶劑反應(yīng)溫和，易后處理,收率高，選擇性強(qiáng)；所得A/B順式主產(chǎn)物與A/B反式副產(chǎn)物比例達(dá)9:1，利于分離；本發(fā)明提供了產(chǎn)物（13）的質(zhì)譜、氫核磁數(shù)據(jù)，并提供了其X-衍射圖(如圖1所示)，確證其立體構(gòu)型；其中所有A/B反式產(chǎn)物的氫核磁譜最高場(chǎng)化學(xué)位移0.65～0.70處有一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的多重峰，而A/B順式產(chǎn)物的氫核磁譜中均沒有相應(yīng)的化學(xué)位移信號(hào)，該特點(diǎn)可以作為初步判斷還原產(chǎn)物A/B順反式的參考依據(jù)。本發(fā)明方法以來源豐富的天然甾醇中獲得的4-AD為原料高收率合成A/B順式產(chǎn)物，為進(jìn)一步探索非膽酸甾體為原料合成熊去氧膽酸開辟了新思路。本發(fā)明方法可借鑒應(yīng)用于其它具有4－烯-3－酮體系的甾體底物，合成相應(yīng)的A/B順式結(jié)構(gòu)產(chǎn)物，并作為中間體應(yīng)用于熊去氧膽酸、鵝去氧膽酸、去氧膽酸及蛻皮激素等具有A/B順式結(jié)構(gòu)的甾體藥物合成研究。本方法為開辟甾醇資源利用，開展探索以非膽酸型甾體原料合成具有A/B順式結(jié)構(gòu)的熊去氧膽酸、鵝去氧膽酸、去氧膽酸及蛻皮激素等藥物的研究奠定了良好基礎(chǔ)。附圖說明圖1是雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮（13）的晶體X-衍射結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1制備17-環(huán)狀亞乙二氧基-雄甾-4-烯-3-酮（11）將4-AD(1.0g,3.5mmol)與乙二醇(0.7mL,12.3mmol)加入10mL苯中，回流分水反應(yīng)2h,冷卻后加入PTS(0.05g,0.3mmol)，繼續(xù)回流分水反應(yīng)1h，冷卻至室溫，加入20mL乙酸乙酯，飽和Na2CO3洗滌3次，飽和食鹽水洗一次，分離有機(jī)相，有無水硫酸鈉干燥，旋干，得黃色油狀物；柱層析(石油醚：乙酸乙酯=8:1)洗脫，得化合物110.53g，收率：46%，mp:178-181°C。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ5.73(s,1H,4-H),3.89(dd,J=25.2,5.6Hz,4H,(OCH2)2),1.22(s,3H,19-CH3),0.79(s,3H,18-CH3).實(shí)施例2制備雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(13)將化合物11（0.9g,2.7mmol）與CuCl(0.5g,5.4mmol)加入到50mL無水乙醇中，室溫N2保護(hù)下攪拌2h后緩緩加入NaBH4(0.4g,10.8mmol)，2h后原料反應(yīng)完畢，抽濾，將濾液旋干。加入2N鹽酸（20mL），40°C下反應(yīng)2h,原料反應(yīng)完畢，抽濾，干燥，得白色固體0.77g；柱層析(石油醚：乙酸乙酯=6:1)，得主產(chǎn)物雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(13，0.64g)，收率81%；mp:143-145°C.1HNMR(400MHz,CDCl3)δ3.65(s,1H,3-H),0.90(s,3H,19-CH3),0.77(s,3H,18-CH3).ESI-MSm/z(%):291.3(M+1)；副產(chǎn)物雄甾-3α-羥基-5α-氫-17-酮(14，0.07g),收率為9%。mp:180-183°C.1HNMR(400MHz,CDCl3)δ3.65(s,1H,3-H),0.90(s,3H,19-CH3),0.77(s,3H,18-CH3).ESI-MSm/z(%):291.3(M+1).實(shí)施例317-環(huán)狀亞乙二氧基-雄甾-1,4-二烯-3-酮（12）的制備將ADD(1.0g,3.5mmol)與乙二醇(0.7mL,12.3mmol)加入10mL苯中，回流分水反應(yīng)2h,冷卻后加入PTS(0.05g,0.3mmol)，繼續(xù)回流分水反應(yīng)1h，冷卻至室溫，加入20mL乙酸乙酯，飽和Na2CO3洗滌3次，飽和食鹽水洗一次，分離有機(jī)相，有無水硫酸鈉干燥，旋干，得黃色油狀物，加入少量乙醇，大量白色固體析出，抽濾，干燥，得白色固體0.95g，丙酮重結(jié)晶，得白色晶體0.8g,收率73%，mp：170-172°C。實(shí)施例4雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(13)的制備將化合物12（0.5g,1.5mmol）與CuCl(0.3g,3mmol)加入到50mL無水乙醇中，室溫N2保護(hù)下攪拌2h后緩緩加入NaBH4(0.22g,6mmol)，2h后原料反應(yīng)完畢，抽濾，將濾液旋干，加入2N鹽酸(20mL)，40°C下反應(yīng)2h,原料反應(yīng)完畢，抽濾，干燥，得白色固體0.42g，柱層析（石油醚：乙酸乙酯=6:1），得主產(chǎn)物雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(13，0.35g)，收率80%；熔點(diǎn)和譜圖數(shù)據(jù)同實(shí)施例2；副產(chǎn)物雄甾-3α-羥基-5α-氫-17-酮(14，0.04g),收率為9%；熔點(diǎn)和譜圖數(shù)據(jù)同實(shí)施例2。實(shí)施例5制備雄甾-3α,11α-二羥基-5β-氫-17-酮(16)將化合物15(1.0g,3mmol）與CuCl(0.6g,6mmol)加入到100mL無水乙醇中，室溫N2保護(hù)下攪拌2h后緩緩加入NaBH4（0.45g,12mmol），2h后原料反應(yīng)完畢，抽濾，將濾液旋干，再加入2N鹽酸(40mL)，40°C下反應(yīng)2h，原料反應(yīng)完全，抽濾，干燥，得白色固體0.84g；柱層析（石油醚：乙酸乙酯=6:1）得化合物19(0.71g)，收率為81%；mp:99-102°C.1HNMR(400MHz,CDCl3)δ3.95(s,1H,11-H),3.62(s,1H,3-H),1.04(s,3H,19-CH3),0.90(s,3H,18-CH3).ESI-MSm/z(%):329.2(M+23).實(shí)施例6制備6-亞甲基-雄甾-3α-羥基-5β-氫-17-酮(18)將化合物17(0.5g,1.5mmol）與CuCl(0.3g,3mmol)加入到50mL無水乙醇中，室溫N2保護(hù)下攪拌2h后緩緩加入NaBH4（0.34g,9mmol），2h后原料反應(yīng)完畢，抽濾，將濾液旋干，再加入2N鹽酸(20mL)，40°C下反應(yīng)2h，原料反應(yīng)完全，抽濾，干燥，得白色固體0.4g；柱層析（石油醚：乙酸乙酯=8:1）得化合物18(0.13g),收率為30%。.mp:113-116°C.1HNMR(400MHz,CDCl3)δ4.80(s,1H,6-CH2),4.50(s,1H,6-CH2),3.62(s,1H,3-H),1.82(s,3H,6-CH3),1.04(s,3H,19-CH3),0.90(s,3H,18-CH3).ESI-MSm/z(%):303.3(M+1).。