（药物化学专业论文）17α雌二醇制备工艺的研究.pdf

摘要( 中、英文) 1 7 一雌二醇制备工艺的研究 ( 摘要) 导师：翁玲玲教授研究生：李晓莉 雌激素替代疗法可预防、缓解和治疗妇女绝经后出现的各种症状和疾 病，但也增加了患癌几率，因此，弱雌激素受到了人们的关注。与1 7 1 3 一 雌二醇相比，1 7q 一雌二醇的雌激素活性很弱，而有关1 7q 一雌二醇及其衍 生物制备的研究却很少。因此，本课题对用构型转化法制备1 7a 一雌二醇的 制备工艺作了一些探索性的工作。 1 本课题用制备模式化合物的方法，初步探明了转位反应机理。 雌二醇3 ，1 7b 一双对甲苯磺酸醅在醋解转位时，3 一位酚羟基形 成的对甲苯磺酸酯很难发生反应，而1 7 一位醇羟基形成的对甲 苯磺酸酯则可能经过正碳离子中间体发生消除和重排消除反 应，得到消除混合物，同时还经过双分子过渡态发生s n 2 反应， 得到构型翻转的目标中间体。分离转位中间体，结构经1 h - n m r 和1 3 c - n m r 确证，立体构型经n o e 差光谱确证，并与1 7b 一异构 体作了对照确证。本课题对转位反应机理的研究未见文献报道。 所分离得到的转位中间体中1 7 一乙酸酯化合物均未见文献报 道。 2 在探索转位反应机理的过程中，对转位法制各1 7n 一雌二醇的 工艺进行改进。将文献报道的删f 一醋酸钾和冰醋酸一醋酸钠 转位反应条件改进为d m f 一醋酸钾一冰醋酸的转位条件，加快 了反应速度，增加了转位化合物在产物中所占的比例。 3 以雌酚酮为原料，经还原、酯化、醋解、水解、柱层析、重结 一 晶等步骤制得1 7 一雌二醇，粗品收率3 0 ，精制后总收率2 0 。文献报道收率2 5 。测定其比旋值与标准品一致，t l p l c 测 定的1 7d 一雌二醇对1 7 1 5 一雌二醇的d e 为1 0 0 。 关键词：1 7q 一雌二醇：对甲苯磺酸酯：醋解反应；1 7b 一雌二醇3 一甲醚 i - s t u d i e so nt h ep r e p a r a t i o no n1 7n e s t r a d i o i ( a b s t r a c t ) t u t o rp r o f w c n gl i n g l i n gp o s t g r a d u a t el ix i a o l i e s t r o g e nr e p l a c e m e n tt h e r a p yc k np 他v e n to rt r e a tav a r i e t yo f s y m p t o m so f m e n o p a u s eo fd i s o r d e r sc a u s e db yd e f i c i e n c yo fe s t r o g e n 。h o w e v e r , i tc o u l d r e s u l ti nt h ei n c r e a s i n gp r o b a l i t yo fb r e a s ta n du t e r i n ec a n c e ra tt h es a m et i m e ， s o ，i ti se s s e n t i a lt od e v e l o pe s t r o g e n sw h i c hh a v el o we s t r o g e n i ca c l i v i t y w h e r e a sf u n c t i o n 踮e s t r o g e ni nc e r t a i no r g a n s c o m p a r e d 诚t l l1 70 - e s t r a d i o l ， 1 78 - e s t r a d i o lh a sv e r yl o we s t r o g e n i ca c t i v i t y , b u tn o tm u c hr e s c a c hw o r k a b o u ti t sp r e p a r a t i o nh a sb e e nd o n e i nt h i sp a p e r , s o m ee x p l o r a t o r yr e s e a r c ha s f o l m w si n v o l v i n gt h ep r e p a r a t i o no ft 7 娃- e s t r a d i o lv 穗sc z r r i e do u t 。 1 p r e p a r a t i n gm o d e c o m p o u n d st os t u d yt h em e c h a n i s mo fc o n f i g a r a t i o n a l c o n v e r s i u n , i tw a lf o u n dt h a tt h e3 - t o s y l a t eo f e s t r a d i o l3 ，1 71 3 - d i t o s y t a t ew a l d i f f i c u l tt ou n d e r g oa c e t o l y s i sw h e r e a st h e 1 7 - t o s y l a t ec o u l du n d e r g o e 1 。e l i m i n a t i o n o r r e a r m n g m e n t - e l i m i n a t i o nt h r o u g hac a l b o uc a t i o n i n t e a m i d i a t et op r o d u c eam i x t u r ew h i c hc o u l dn o tb es e p a r a t e db yn o r m a l m e t h o d s ，a n dc o u l du n d e r g oas n 2r e a c t i o nt h r o u g hab i m o l e c u l a rt r a n s i t i o n t e r mt o p r o d u c et h e i n t e r m e d i a t e sw i t hc o n v e n e dc o n f i g u r a t i o n t h e s t r u c t u r e so ft h eh t t e n n e d i a t e sw e r ei d e n t i f i e db y h - n m r 。1 3 c - n m ra n d n 0 l 盼s 确er e s e a r c ho ft h em e c h a n i s mo nc o n f i g u r a d o n a lc o n v e r s i o ni n t h i sp a p e rh a sn o tb e e nr e p o r t e de l s e w h e r e 2 t h er e a c t i o ne o n d i t i c oo fc c o f i g u m t i c o a lc o n v e r f i o ni nl i t 衄 a t u r ew 愀c h a n g e dt o d m f - k o a c h o a ei nt h ec o u r s eo f t h er e 涨r g h i tr e s u l t e d 协i n c r e a s 瓣t h e 钱删m t s p e e da n dt h er a t i oo f t h ei n v e r s i o n - c u n f i g u r a t i o nc o m p o u n d s ， 3 e s t r o n e , 嚣t h es t a r t i n gm a t e r i a l , u n d e r w e n tr e d u c t i o n , e s t e r i f i e a t i c o , a e e t o h t s i s , w h y d r o l y s i s ，c o l u m nc h r o m a t o g r a p h ya n dr e c r y s t a l i z a t i o n , p r o d u c i n g1 7a e s t r a d i o l w i t hat o t a ly i e l do f 2 0 ，w h o s e 【n ii si d e n t i c a lw i t ht h a to f s t a n d a r da n d d ，e i s1 0 0 d e t e r m i n e db yh p l c k e y w o r d s ：1 7d c s t r a d i o | , t o s y l a t e ；a c e t o l y s i s ；e s t r a d i o l3 - m e t h y le t h e r a - v 一、前言 1 雌激素的构型与活性 雌激素因其广泛的生理活性及治疗用途与一些常见重要疾病及生理病 理现象密切相关，一直是人们关注的性激素，用于治疗女性性功能疾病、 更年期综合症、骨质疏松、口服避孕药以及对预防放射线、脂质代谢都有 十分有利的作用【l 】。近年来又有报道雌激素对老年痴呆、帕金森氏症也有密 切联系1 2 】。近十多年的研究都是建立在分子研究水平上的结果。 长期以来，在甾体化合物构效关系的研究中，大都在官能团的引入和 修饰上下功夫，对它们的构型变化却研究很少。甾体激素分子构型的转变 对其生理活性有明显的影响。在对非天然构型的雌甾化合物的活性研究中， n i s h i n o 等【3 l 对一系列8 位非天然构型的化台物的雌激素活性进行研究时发 现，8 q 构型的化合物的雌激素活性普遍低于对应的8 0 天然构型的化合物。 例如，8 c t - 雌二醇、8 c t - 雌酚酮及8 a 炔雌醇的雌激素活性分别是其对应的天 然构型8 d 雌二醇、8 p 雌酚酮及8 p 。炔雌醇的1 2 、l ，6 、l 8 。 明 r b r u c eg a b b a r d 等【4 l 合成了一系列9 p 构型的化合物，并对其雌激素活 性进行了研究，发现除了9 d 秧雌酵的活性与其a 异构体相似外，没有一种 9 b 构型的雌激素的活性与其a 异构体相当或高于a 异构体。其中9 p 一雌酚酮 的活性是雌酚酮的1 4 ，9 争雌二醇的活性是雌二醇的1 1 1 0 。 o hh h 舻明 静静 m 扩 1 7 p 一羟基，1 6 耐p 雌三醇亲子富活性低于1 7 c t - 构型、1 6 0 【- 构型的雌三醇。 伽 从这些报道中可以看出，构型对化合物的激动拮抗活性有着重要的 影响。 一2 - 2 甾体分子中引入不同构型的羟基的常用方法 羟基是甾体分子中重要的功能基，在与受体结合及发挥作用方面，有 着重要的作用。对于甾体分子中羟基构型的改变，文献报道大都用转位的 方法a 例如，由表雄甾酮制各雄甾酮时，首先将3 d 辛圣基形成3 b 对甲苯磺 酸酯，再在d m f 和亚硝酸钠中反应，3 b 构型转位为3 u - 构型，得到雄甾酮 6 1 。 o o o 1 6 0 t - 雌二醇的制各，是由1 6 b 雌二醇与对甲苯磺酰氯生成双对甲苯磺酸 酯，在冰醋酸和醋酸钠中醋解反应，再经水解得到1 6 c t - 雌二醇7 1 。 。警骂|雨护_ 将睾丸酮制成睾丸酮1 7 肛对甲苯磺酸酯，在1 8 冠醚的存在下与乙酸 铯在苯中回流反应，生成睾丸酮1 7 c x 乙酸酯，水解后得到表睾丸酮l 引。 o h 绺体分子中也可以用还原羰基的方法引入不同构型的羟基。3 ，甲氧基 一3 - 1 4 a ，1 5 亚甲基雌甾三烯1 7 酮在手性试剂氨基醇的存在下经二硼烷还 原得到8 7 ：1 3 的1 7 c t 羟基与1 7 1 5 羟基的还原产物f 9 】d 0 1 l 一羰基雌酚酮1 7 一乙缩酮与金属钠在丙醇中回流反应，酸化后得到 1 1 洳羟基雌盼酮：如果经n a b h 还原后再酸化，得到1 1 b 羟基雌酚酮 1 0 3 。 1 n a , c h a ( a l z h o h 2 1 r 3 雌激素与雌激素受体 雌激素对生殖器官，心血管组织，骨骼组织及神经系统等的许多功能 的调节作用是通过雌激素受体( e s t r o g e nr e c e p t o r ，e r ) 将细胞外信号转 导为靶基因的转录反应来实现的。随着分子生物学的发展，近十多年来， 对于雌激素的研究都建立在分子水平上。 一4 - 1 9 6 0 年科学家发现了雌激素受体e r ( 后来被命名为e r a ) 的存在， 1 9 8 6 年对其进行了克隆。几十年来，一直以为只有一种雌激素受体存在， 雌激素的作用受这种受体的调控。直到1 9 9 6 年发现了第二种e r ，被命名 为e r 8 ，随之对其进行了克隆。e r b 的发现是甾体受体分子生物学领域在 上个世纪末的重大发现之一，给这个领域带来了新纪元【“l 。雌激素受体亚 型的存在，使人们意识到雌激素作用的生物学机制远比过去的几十年里对 它的认识复杂得多，用经典的激素受体作用模式很难解释的一些现象，由 于雌激素受体亚型的发现而变得合理了。 e r 属于甾体激素大家族成员，是核受体超家族的一员，是由配体活 化的转录激活因子，通过与靶基因上特异性的效应元件结合，调节靶基因 的表达【l j 。e r 基因位于6 号染色体的6 q 2 5 1 区，由1 4 0 k b 碱基组成，编 码由5 9 5 个氨基酸组成，分予量为6 6 k d 的蛋白质。e n m a r k 等于1 9 9 7 年应 用荧光原位杂交方法将e r b 成功的定位于1 4 号染色体的1 4 q 2 2 - 2 4 区r 由 4 0 k b 的碱基组成，编码由5 3 0 个氨基酸组成，分子量为5 9 2 k d 的蛋白质。 e r 旦基因远小于e r q 基因，主要为内舍子长度不同所致。 e r a 与e r b 在结构上非常相似，但又有显著不同。d n a 结合域( d b d ) 。 是核受体家族中富含半胱氨酸的最保守的区域。是受体与d n a 结合的功能 区，两种e r 的氨基酸同源性可达8 6 而激素结合区或配体结合区( l b d ) 只有5 8 的同源性，n - 端的a f 。1 功能区，为配体非依赖性功能区，c - 端 的a f 2 为激动剂依赖性的功能区，为高度可变区，参与受体对靶基因的转 录激活，两种受体皿型在这两个功能区的氨基酸同源性程度很低。天然或 合成的雌激素对两种e r 的应答是相似的，但在受体与配体结合的特异性方 面存在明显差异。 5 d n a - b i n d i n gl i g a n d 由i n d i n g d o m a i n d o m a i n n h 2 蕾囝蕾乳翻圆h ，c o o h e r a 丽1 帚2 m h 曩蚤圈n c o o he r p 国墨曩_ 母m 吣， 图l ：人e r a 和e r b 的结构 两种受体亚型在体内都有广泛的分布，而且e r p 比e r 0 【的分布更广泛， 但两种e r 亚型在体内各组织的表达不同，在功能上也存在明显差异，如多 数细胞e r p 转录活性低于e r c t ；e r p 与植物雌激素的亲和力高于e r e l ，后 者能结合并激活s f - 1 效应元件，而前者不能。研究者发现，e r p 的表达受 雌激素及e r a 的影响，但并不依赖于e r 氆的表达，前者的生物学功能的实 现，部分依赖于后者的存在，而后者功能的丢失会导致前者活性的降低 【1 1 1 1 1 2 l i l 3 】。 在配体与受体的选择性作用方面，研究显示，炔雌醇、1 7 p 雌二醇具有 选择性e i 渊致动剂活性，而1 6 p 1 7 唯表雌三醇具有选择性e 邓激动剂的作 用，金雀异黄酮对e r p 具有选择性的高亲和力。它葜昔芬、4 堀基它莫昔 芬、雷诺昔芬和i c i1 6 4 3 8 4 具有选择性e r ( z 的部分激动剂黠抗剂的作用， 但对于e r p 却具有纯粹的拮抗活性。另外，雷洛昔芬具有选择性拮抗e r c t 的作用，与其选择性地对e r c t 有亲和性一致川。 6 表1 ：雌激素对e r o t 和e r i b 的亲和力 r b a ：相对亲和力k i ( r i m ) ：平衡解离常数 雌激素通过雌激素受体发挥对靶器官的生理作用。e r i 的发现，使人们 在经典的e l i 作用的的基础上重新评价e r 两种亚型的功能及作用机制。随 着分子生物学的发展，人们将会对雌激素受体有更多的了解，对雌激索与 受体的作用机制的进一步研究，以及对不同结构和构型雌激素对两种受体 亚型的亲和性和选择性差异的研究，将有助于开发更优良的具受体选择性 7 或组织选择性的雌激素，对与此相关的疾病和症状有更好的治疗和预防作 用。 3 雌激素替代疗法与雌激素的发展趋势 近年来，女性的健康问题及激素替代疗法受到了相当的关注。绝经期 妇女，由于卵巢功能逐渐衰退，体内雌激素水平降低，常出现潮热、盗汗、 失眠、烦躁或抑郁等更年期症状，以及泌尿生殖系统并发症，更有甚者， 妇女在绝经后将会遭受如骨质疏松或心血管疾病等严重的健康危险因素。 这些都是由于体内雌激素水平下降所引起的。雌激素替代疗法( e s t r o g e n r e p l a c e m e n tt h e r a p y , e r t ) 是通过给予雌激素以缓解和预防更年期综合症 以及绝经后随之产生的健康问题。然而近年来发现e r t 增加了乳腺癌和子 宫癌的患病机率因此迫切地需要寻找一种理想的e r t 药物，能选择性地 作用于心脏、骨骼等器官，又能尽可能减少对子宫、卵巢、乳腺等的副作 用，提高绝经后妇女的生活质量。1 9 9 0 年第六界国际绝经大会提出理想的 h r t 应能有效缓解症状；预防泌尿生殖器管萎缩；预防绝经后骨加速丢失； 保护心血管功能：促进心理健康，提高社会交往能力；无阴道出血；不增 加癌的危险。若有一种选择性作用于靶组织的雌激素才可能达到上述要求。 该类药在骨、心血管、中枢神经系统等需要雌激素保护的靶组织保留雌激 素样活性，而在子宫、乳腺等需要避免雌激素促生长作用的靶组织有抗雌 激素的作用【1 5 j 。 天然或合成的雌激素对e r c t 和e 邸的应答是相似的但在受体的选择 性方面存在差异，在设计合成受体选择性配体。开发具有良好的生理活性、 副作用更小的e r t 药物来说，这种差别很重要。由于不同的雌激素对e r c z 和e r l 3 的亲和力不同，而且在受体的选择性方面存在差异，由此而产生了 选择性雌激素受体调节剂( s e l e c t i v e e s t r o g e n r e p t o r m o d u l a t e ，s e r m ) 的概念。s e r m 指的是在一些组织具有e r 的激动活性，而在另外的组织 8 拮抗雌激素的作用。像雷诺昔芬、它莫昔芬这样的s e r m s ，在乳腺拮抗雌 激素的作用，而在骨却发挥雌激素作用l l ”。近年来，s e r m s 的使用使骨质 疏松症的治疗有了突破性的进展，对不同脏器的选择性( 协同作用和拮抗 作用) 是s e r m s 治疗骨质疏松症的特点和优势，它在保留雌激素治疗作用 的同时，去除其在治疗中的副作用使治疗更具有选择性。由于e r 亚型在 结构上的显著的差异，说明在与配体结合的特异性方面有明显差异，两种 e r 在组织的分布及表达存在差异，通常生殖器官以e r t x 为主，非生殖器官 以e r b 为主，这些差异在某种程度上可以解释s e r m 在一种组织表现为激 动剂。而在另一种组织表现为拮抗剂。目前e r p 是药物开发中的一个非常 令人感兴趣的位点，药物对两种受体亚型不同的特异性作用给e r t 的理想 的药物开发带来了可能性。相信随着对雌激素信号转导系统，特别是对两 种受体亚型的调控作用的深入研究，s e r m 将会成e r t 的理想药物。 对雌二醇以及与其有关的化合物进行结构改造，合成一系列非天然 构型的异构体，并引入不同的取代基团，可得到活性差异很大的化合物， 这些化合物与e r 不同亚型的亲和性及作用机制，以及取代基的大小，官能 团的类型对生物活性的影响有待于药物化学工作者进行大量的研究，这是 当今药物化学研究中富有吸引力的领域。 三、课题设计 1 艨= 酵螅溪性与拇墼鹣关系 雌二醇存在两种昴构体，1 7 c t - 雌二醇和1 7 9 雌= 醇。1 7 9 - 雌二醉，就 是遗露顼遴翁潍二酵，为蠛二簿弱天然存奁澎式，瑟缀强弱瓣激素落往， 在天然雌激豢雌二醇、雌酚酮、雌三醇中，雌二醇溉性最强。1 7 0 r - 雌二醇 为冁二醇靛；# 天然存在形式，雅激素滔经缀弱。 1 3 一e 坩耐l o l b 一e g 婶a d i o l a 以前所脊的雌二醇的产晶全部都是1 7 b 构型。长期以来对雌= 醇及其 衍生物的研究很多。自从1 9 4 2 年治疗骨质疏松鹩药物结合雅激素 ( p r e m a r i n ) 闻世以来，1 羝雌二醇孝受到了人倪瓣关注。结合雌激素是 目前使用较多的雌激素，它怒以雌酮硫酸单钠盐、筠烯雌酮硫酸单钠盐为 主要戏分( 努裂占5 0 - 6 3 秘2 2 。5 。3 2 。5 ) ，滏存巍少量1 7 0 r - 雌二游、马 萘雌酮、马萦雌酚及窀们的硫酸单钠盐。雌酚酮及马烯雌酮均是弱雌激素， 露为激素蟹耱治疗鬻药跑较疆怒h 7 1 。耀激素祷徒疗法鹣确能够羲耱、缓瓣 和治疗绝经聪的一系捌症状和疾病，但也增加了乳腺癌和子寓癌的患病几 率。研究者姆注意力转向对弱雅激豢麓研究，合成一些雉激索活往嘏弱但 却具有雌激綮榉作用的化台物，希燮这类化念物在嚣、心m 餐、中糨神经 系统等需要艨激素保护的靶组织保留雌激素样活性，而避免在子宫、乳腺 等瓤缀织的剁搀用。- q1 7 雌二醇提魄，1 7 c x 雌二酵为活性缀弱匏雌激素， 而且现代分子生物学研究表明，两者在与e r 的作用方面存在差异：1 7d 雌二醇与e r 两种亚型的亲和力相似，而1 7 a 雌二醇对e r a 的亲和力是e r o 的5 倍。研究表明与9 雌二醇相比1 7 a 雌二酵对由雌激素受体效应器调节 的转录活性的激活作用较弱【1 4 j 。由于这些差别的存在，对与1 7 a 雌二醇有 关的研究将很有意义。但有关1 7 甜雌二醇的制各方法文献报道很少，有关 其衍生物的合成更少，本课题将对1 7 a 雌二醇的制备工艺进行些探索性 的工作。 2 合成路线的选择 有关1 7 旷雌二醇的制备方法文献报道很少，经过查阅有关文献，现将 1 7 旷雌二醇的合成方法归纳如下： ( 1 ) 雌酚酮的化学还原法 用l i a l h ，、a l ( o i s o p r 0 1 ) 3 和k b 也等还原雌酚酮，得到的还原产物雌二 醇中，1 7 旷雌二醇所占的比例不到5 ，这种高度的立体选择性，是由于 c 1 8 - c h 3 的空间位阻的影响，得到进攻a 一位的还原产物。用还原雌酚酮的方 法很难制备q 一雌二醇。 如驴o 妒o h o h ba ( 2 ) 雌酚酮的不对称还原法 因为雌酚酮的1 7 - 位碳原子是潜手性碳，人们采用手性催化剂或手性试 剂还原雌酚酮的1 7 一位羰基，以期制各1 7 旷雌二醇。文献n 9 1 报道，室温、 2 4 h r 、苯作溶剂用铑- d i o p 的各种复合手性试剂还原l o 扯m o l 的雌酚酮，平 一1 1 - 均有8 0 的雌酚酮被还原为雌二醇，还原产物中1 7 a 一雌二醇与1 7 1 3 雌二醇 的比率可高达1 ：l ，由h p l c 分离还原产物，由紫外吸收、瞬时折光率和质 子核磁共振测定两种异构体的比率。文献2 0 1 报道，在中性或弱酸性的条件 下，以干燥的1 1 邗作溶剂，用( 2 3 r ) 。 - 1 3 一 o h b ”c - n m r 确证如下：1 4 7 3 5 ( c ，) ，1 4 5 i o ( c j ) ，1 4 4 4 1 ( c 1 ”) ，1 3 8 7 7 ( c 1 0 ) ， 1 3 8 2 9 ( c 5 ) ， 1 3 4 2 4 ( c 4 ”) ， 1 3 2 3 4 ( 0 4 ) 1 2 9 6 2 ( ( 2 3 ( 2 5 ) ，1 2 8 3 6 ( ( 2 2 ) ， 1 2 7 7 1 ( c 2 ”) ，1 2 6 3 3 ( c 0 ，1 2 2 2 5 ( c 4 ) ，11 9 0 3 ( c 9 ，8 9 5 5 ( c 1 7 ) ，4 8 9 6 ( c t 4 ) ， 4 3 6 8 ( ( 2 9 ) ，4 3 1 2 ( c 1 3 ) ，3 7 8 6 ( c 6 ) ，3 5 9 2 ( c 1 2 ) ，2 9 1 9 ( c 8 ) ，2 7 5 8 ( c 1 6 ) ，2 6 6 0 ( c 7 ) ， 2 5 6 3 ( c n ) ，2 2 9 0 ( c i 5 ) 2 1 6 1 c ：c h 3 ) ，2 1 5 6 ( c h 3 ) ，1 1 6 4 ( c , 8 ) 。 雌二醇双对甲苯磺酸酶在乙酸钾和少量水存在下，在d m f 中回流反应 6 小时，考虑到反应温度较高采用了氮气保护。反应液t l c 上原料点消失， 出现了四个新点，分别为原点、r f 0 6 、r f o 4 8 、r f 0 3 2 。与对甲苯磺酸对 照后，认为原点的组分为对甲苯磺酸( 钾) ，说明雌二醇对甲苯磺酸酯已发 生了反应。其余兰个点的u v 及磷钼酸显色表明r f0 6 的组分所占比例很 大，为主产物，r f o 4 8 和r f 0 3 2 的组分的量都很小。经柱层析分离r f 0 6 的组分即主产物，得到黄色粘稠油状物不能固化。其c n m r 谱上出现 了4 8 个碳原予的峰，未出现乙酰基的羰基峰。如果反应中生成了1 7 0 r - 雌二 醇双乙酸酯( 分子中有2 2 个碳原子) ，由于分子中含有两个乙酰基，那么 ”c - n m r 谱上在1 7 0 p p m 的区域应出现两个羰基信号。但是反应主产物的 n c - n m r 谱上出现的碳原子吸收信号太多，而且显示分子中不含乙酰基， 因此推测该组分可能是混合物，并不是预期的目标中间体1 7 0 r - 雌二醇双乙 酸酯。 得到这样的反应结果，首先想到是不是因为反应温度较高，d m f 发生 1 4 一 争啪 分解产生的影响，采取了以下措施以消除这些影响因素：( 1 ) 降低反应温 度，发现反应进行得比较慢，最终仍是以r f0 6 的组分为主；( 2 ) 改变反 应溶剂，分别用d m s o 、p y 、硝基苯、甲酰胺等做溶剂，反应结果均与以 d l v l f 作溶剂时相似，以r i d 6 的组分为主。由于d m s o 更易分解的特性， 使产物组成更复杂。 在改变温度和溶剂对反应的结果几乎没有影响的情况下，我们又尝试 了用文献1 7 】制备1 6 a 雌二醇的转位方法。文献报道了用转位法从1 6 1 3 一雌二 醇制备1 缸一雌二醇：将1 6 1 3 - 雌二醇制成双对甲苯磺酸酯，在乙酸钠和冰醋 酸中回流反应2 h r ，醋解并转位得到1 6 a 一乙酸酯，再在碱性条件下水解， 得到1 6 c t - 雌二醇，转位收率为5 5 。对两种转位方法的条件作比较，认为 冰醋酸一醋酸钠的条件比较合理：( 1 ) 反应温度较低，可以避免一些副反应 的发生；( 2 ) 反应中冰醋酸不会分解，减少了不必要的影响因素3 ( 3 ) 乙 酸钠的盐效应可能对反应有利。文献也未对醋解转位中间体进行分离，而 是直接进行下一步的水解反应。但我们希望能拿到目标中间体纯品。 按照文献订1 ，雌二醇双对甲苯磺酸酯在冰醋酸和醋酸钠中回流反应2 小时后，发现有很大部分的原料未反应，回流至7 小时，来反应原料很少。 醋解产物的t l c 上除原点的对甲苯磺酸( 钾) 和少许束反应韵原料点外， 几乎只有一个产物点，r f 0 6 。醋解产物经柱层析分离，得到黄色粘稠油状 物，不能固化。c - n m r 谱与前面实验中混合物的1 3 c - n m r 谱一致。推测 该组分可能是混合物，并不是文献所报道的0 t 乙酸酯化合物。 将黄色油状物进行水解，水解产物经柱层析分离，得到白色略带黄色 1 5 质轻固体， c n m r 谱上共出现了4 6 个碳原子的吸收信号，与水解前比较， 不饱和区域发生了爱纯，少了四个币饱和谈琢子的信号。翔莱得戮舶永解 物照1 7 o r 雌二醇，其分子中有1 8 个碳原子，b c - n m r 谱上不会有这么多 碳豫子的峰，因此报铡该产物可能仍是混合物，并不是文献所报道帕目标 物1 7 ，静蠛= 醇。 文献【2 1 1 和文献【刀均报道醋解反应得到的熄构型转变后的o t 乙酸酯。但是 帮郝未分毒鼹像拿至l 缝鑫，褥是对掰撂赛鹁溜装携嶷揍迸露零解，窳瓣嚣 经多次重结晶得到了少量的1 7 c t 雌二醇或1 6 c t 雌二醇，用两种转位反应的 方法对繇二簿双靖译苯磺酸鼯进行转谴爱寂，褥劐静主要产耪辫不整文献 报道所说的饯一构型苏酸酯，难产物水解后的固体也不是1 7 0 卜雌二酴，。因 诧，醋解转位这一步是用转位法制备1 7 c t - 斑二醇韵笑键钓步骤，因为所得 到的主要产物不是鞭期的毽标中阉体1 7 0 r 蠛二酵双忍酸蘸。褥到酶是混台 物。因此本课题将首先对转位反应的机理作初步探索。 分撰蠛二募懿续 鸯耱煮，分子枣毒嚣秘羟綦：a 繇3 斑蕊酸羟基秘d 环1 7 位的醇羟基，形成对碍| 苯磺酸黼后，在同样的酷解反戚条件下分别 茨变行么榉的变纯? 醛解菠瘫瓣酪疑萋对警苯醭酸臻察簿歉基对攀笨磷酸 酯的影响是不是一栉? 我们将釉甩青餐模式化合物酌方法探讨反应梳理。选择一种必含有一 个酚羟基的他会物和一神只禽有一个酵羟綦的饱和环状化会物，将其制备 成对甲苯磺酸酯，对它们分剐进行醋解，以研究酚羟基和簿羟基所形成的 不灏夔怼甲幕璜酸熬雏夏墩憾形，遮襻霹攘除其它熬丽对反波结累鳃手拢。 我们选择了d 萘酚和环己醇。按文献方法制铸p - 萘酚对甲苯磺酸醅和环己醇 怼攀苯磺酸攘，箨蠢耀二簿3 往懿羧莲饔1 7 位簿羟莲熬对攀苯磺黢蕤熬模 式化合物，将分别对其进行醋解反成以确定酚羟基的对甲苯磺酸酯和醇 羟蒸髓对擎笨磺酸黧在醋瓣厦斑条件下发垒静交纯，探讨葳应送行舶历翟。 ，1 6 一 三、制备模式化合物，探索反应机理 模式化台物的醋解反应均按照文献h 1 的方法进行：即在冰醋酸醛酸 钠中潮流反应。 1 1 s - 蘩m 对甲苯璜酸熬豹割套及臻解嶷盔 按文献瞳”的方法，口萘酚在无水吡啶中国对甲苯磺酰氯反应，制备 瑟。蓑熬慰甲苯袋酸蘸。 1 h - n m r 谱确证如下：7 7 5 ( 5 h ，m ，h 4 ，h - 5 ，h 8 ，h 2 ，h - 6 ) ，7 4 7 ( 3 h , m ，h - 1 ，h - 6 ，h - 7 ) ，7 2 7 ( 2 h , 擞，h - 3 ，h - 5 ) ，7 0 6 ( 1 h ，d ，h - 3 ) ，2 4 3 ( 3 拜，s ， c h 3 ) 叠嚆；酚对甲苯磺酸酪在球醋酸一黻酸钠中网流反廊。t l c 梭溯反成进 行，镣小时取榉点板，按回滤6 小l l 重，每次墩样蛇t l c 结果一致，鼹毒 原料点，几乎没有新产物韵点出现。反殿液处珊后得到的圆体，m p 1 2 4 1 2 6 ，与彝。蔡黪越早苯磺羧跫熬熔点一致( m p ，1 2 4 1 2 5 c ) ，r f 篷一致。懿 果发生了醋解反应，生成b 萘酚乙酸酾，r f 值可能不一致，而甩b 萘酚乙 酸溪m p ，6 9 - 7 3 3 2 。 。0 8 一c h 3 一n o a 眦a 蝴 实验结果照示，8 - 荣酚对举苯磺黻醢在冰麟酸醋殴钠中豳流6 小时 几乎没有发生菠应，也就是说a 萘酚对甲苯磺黻确在此祭件下，很难发生 反应。这砖绫聚可能楚由予磺羧摄壹接与苯臻连接，s 原予上款p 电予与 苯环发生共轭，共轭的结果使磺酸根上的非电子离域，c o 键姆有部分取 键熬拣疆，键栽裹，苓荔薮装，黠翠苯磺酸掇不荔被魏酸辗取代，藏葳应 结果来制得阻浆酚乙酸醑。 交这个反斑结采攘灏：雅二醇a 环上3 一位酚羟鏊靛对荦笨磺酸醣在 此始件f 可能也很难发生醋解，小会生成3 位乙酸酯。也就是说t ，反应 蠢餐裂懿产凌3 一蕴胃髓绦辩了踺警苯谈羧赘。 p 萘酚对甲苯磺酸酯在碱性条件下水解，水解液中和后得到p - 萦酚。 幽此可见在碱性条件下水解可除去酚羟慕形成的对甲苯磺酸酯。t t 醋解主 产耱培c - n m r 瀵与采鳞矮褥弱熬蠢簿糖牯c - n m r 谱耪魄，最鞠显戆交纯 就是不饱和区碳原子的吸收信号减少，w 能是水解后脱掉3 一位的对甲苯 磺酸酯的缘故。 2 ，难- - 簿- a 攀1 5 - 1 7 - x 瞳攀笨磺羧蘩舞裁餐及鏊簿芨淑 有了上衙的反应结果，马上想到用其它的基团保护雌二醇3 一饭酚羟 熬，只有1 7 - - 位的对甲苯磺酸酯参加反应。以使反成结果简单化。由于 醚键熬稳定撩，在蘧条佟下不会发生葳瘫，嚣_ l 鬟：鬣舔潍二簿3 一攀醚一i 7 一 对甲苯磺酸酯( 化台物m 3 ) ，作为雌二睬双对甲苯磺馘酯的模式化含物， 对其进行醋解反应。 班鼗酚鬻海霖精，镱褥雌酚孺3 一举醚，经k b h t 述聚潮 霉鼗二豁3 一等 醚( 化合物m 1 ) ，m l 若在光水吡啶中与忍酸酐反应制得雌二醇3 甲醚一 1 7 乙酸醣( 化合物m 2 ) ，蓿按照文献2 13 的方法在光水毗啶中与对甲苯 磺畿氯反瘦稍褥纯台耪m 3 。 1 8 。 化合物m l1 i t - n m i i 谱确证如下：7 2 l ( 1 h ，d ，h - 1 ) ，6 7 1 ( 1 h ，d d ，t f - 2 ) ， 6 6 3 ( 1 h ，d ，t f - 4 ) ，3 + 7 7 ( 3 h ，s ，c h a 叶3 ) ，3 7 3 ( 1 h ，d d ，h - 1 7 c 【) ，2 8 5 ( 2 h ，m ，h - 6 ) ， 2 3 3 ( 1 i t ，m ，h - l l c o ，2 2 0 ( 1 h ，d , h - 9 ) ，2 1 2 ( 1 h ，m , n 一1 6 1 3 ) 2 1 0 1 8 5 ( 2 h , m ，h - 1 2 1 3 , h 一 1 6 ，1 7 0 ( 1h ，m n - 7 1 j ) ，1 5 4 1 1 6 ( 9 h ，m ) ，0 7 8 ( 3 h ，s ，c h 3 - 1 8 ) ”c - n m r 谱确证如下：1 5 7 3 6 ( c 3 ) ，1 3 79 2 ( c 5 ) ，1 3 2 6 1 ( c 1 0 ) ，1 2 6 2 7 ( c 1 ) ， 1 1 3 7 6 ( c 4 ) ，1 1 1 4 1 ( c 2 ) ，8 1 8 0 ( c ) ，5 5 1 5 ( c h 3 0 - ) ，4 9 9 8 ( c 1 4 ) ，4 3 8 9 ( c 9 ) ， 4 3 0 2 ( c 1 3 ) ，3 8 8 0 ( c 6 ) ，3 6 6 7 ( c 1 2 ) ，3 0 4 6 ( c i 6 ) ，2 9 7 6 ( c s ) ，2 7 2 0 ( c 1 1 ) ，2 6 2 8 ( c 7 ) , 2 3 0 7 ( c 1 5 ) ，11 0 3 ( c 1 8 ) 化合物m 21 h - n m r 确证如下：7 2 l ( 1 1 t ，d ，i t - 1 ) ，6 7 2 ( 1 h 。d d ，1 t - 2 ) ， 6 6 3 ( 1 1 t ，d ，h - 4 ) ，4 7 0 ( 1 h ，d d ，i t - 1 7 c t ) ，3 7 8 ( 3 h , s ，c h 3 0 - 3 ) ，2 8 7 ( 2 h ，1 1 1 ，h - 6 ) 2 3 2 2 1 9 ( 3 h , m ，h l l c t ，h - 9 ，h - 1 6 1 3 ) ，2 0 7 ( 3 h ，s ，c h 3 c 0 0 - 1 7 ) ，1 8 8 ( 2 h ，m ， h 一1 2 p , h - 1 6 c t ) ，1 7 5 ( 1 h ，m , h - 7 1 b ) ，1 6 0 - 1 2 5 ( 1 2 h , m ) ，0 8 3 ( 3 h , s ，c i - 1 3 ) 9 化合物m 21 3 c - n m r 确证如下：1 7 1 1 l ( c c h 3 ) ，1 5 7 4 1 ( c 3 ) ，1 3 7 8 1 ( c 5 ) ， 1 3 2 4 3 ( c 1 0 ) ，1 2 6 2 7 ( c 1 ) ，1 1 3 7 4 ( c 4 ) ，1 1 1 4 2 ( c 2 ) ，8 2 6 6 ( c 1 7 ) ，5 5 1 i ( c h 3 0 - ) ， 4 9 7 3 ( c 1 4 ) ，4 3 7 3 ( c 9 ) ，4 2 8 6 ( c 1 3 ) ，3 8 5 4 ( c 6 ) ，3 6 8 5 ( c j 2 ) ，2 9 7 3 ( c 8 ) ，2 7 5 2 ( c 1 6 ) ， 2 7 1 9 ( c 7 ) , 2 6 1 6 ( c 1 1 ) ，2 3 2 0 ( c l s ) ，2 1 1 2 ( c h 3 ) ，1 2 0 1 ( c 1 8 ) 化合物m 3 ”c - n m r 谱确证如下：1 5 74 4 ( c 3 ) ，1 4 4 3 6 ( c 1 ) ，1 3 7 6 7 ( c 5 ) ， 1 3 4 2 4 ( ( 2 4 ) ，1 3 2 0 7 ( c l o ) ，1 2 9 6 3 ( c 3 ) ，1 2 7 7 5 ( c 2 ) ，1 2 6 2 2 ( c 1 ) ，l1 3 7 3 ( c 4 ) ， 111 4 5 ( c 2 ) ，8 9 7 7 ( c 1 7 ) ，5 5 11 ( c h 3 0 ) ，4 8 9 5 ( c 1 4 ) ，4 3 5 8 ( c 9 ) ，4 3 2 3 ( c 1 3 ) ， 3 8 4 1 ( c 6 ) ，3 6 0 4 ( c 1 2 ) ，2 9 6 0 ( c 8 ) ，2 7 6 6 ( c 1 6 ) ，2 6 9 9 ( c 7 ) ，2 5 9 0 ( c n ) ，2 2 9 5 ( c 1 5 ) ， 2 1 ，5 8 ( c h 3 ) ，1 1 6 7 ( c 1 8 ) 化台物m 3 按照文献时3 的方法在冰醋酸醋酸钠中回流至6 小时反应基 本完全。t l c 几乎只有一个主产物生成，其它成分的量甚微主产物经柱 层析分离，得到蜡状固体。根据文献订1 分析，醋解后得到的主产物应该是 1 7 一位发生醋解并转位的目标中问体雌二醇一3 一甲醚一1 7c i 一乙酸酯( 分子 1 9 中有2 1 个碳原子) 。但该主产物的”c - n m r 谱上共有5 1 个碳原子峰，未 出现乙酰基的羰基信号，对照雌二酵3 一甲醚- 1 7 b 乙酸酯( m 2 ) ”c - n m r 谱，有2 1 个碳原子的峰，在1 7 1 1 l p p m 区域有乙酰基的羰基峰，因此初步 判断得到的蜡状固体不是目标中间体雌二醇- 3 一甲醚- 1 7a - 乙酸酯，而可能为 混合物。 由此反应结果分析，保护了3 位酚羟基也未得到目标中间体，看来可 能是1 7 位的对甲苯磺酸酯使反应结果复杂化。 3 、环己醇对甲苯磺酸酯的制备及醋解 保护雌二醇3 一位酚羟基，只有1 7 一位对甲苯磺酸酯参与反应，醋解 反应的主产物仍不是目标中间体，而可能是混合物。因此，认为可能是1 7 一位对甲苯磺酸酯使得反应结果复杂化，因此对1 7 一位的模式化台物环己 醇对甲苯磺酸酯进行醋解反应，以了解1 7 一位对甲苯磺酸酯在醋解反应中 发生的变化。 按照文献比”的方法，制各环己酵对甲苯磺酸酯。环己醇对甲苯磺酸酯 在冰醋酸醋酸钠中回流反应2 小时，t l c 显示已反应完全，在原点有一强 吸收的斑点，为对甲苯磺酸( 钠) ，可见环己醇对甲苯磺酸酯在此条件下发 生了反应。如果发生的是双分子亲核取代反应，就应该有环己醇乙酸酯( b p 1 7 2 1 7 3 。c ) 生成，但反应液t l c 除了原点对甲苯磺酸( 钠) 以外，未出现 新产物点，无法判断反应结果。 p 删争9 导? 查阅有关环己酵对甲苯磺酸酯的资料，文献【2 4 】报道，环己醇对甲苯磺 酸酯在冰醋酸和醋酸钠中加热，发生了e l 和s n 2 反应，而主要发生的是e 1 消除反应，生成环己烯( b p8 0 - 8 2 2 ) ，s n 2 取代产物很少，大约只有1 0 。 2 0 。善0 + o o h to 眦峨 l v 1 0 看来，在前面的醋解反应中，可能由于主要发生了消除反应，生成环 己烯，因此，t l c 未出现新产物点，对乙酸乙酯提取液进行蒸馏时，环己 烯随乙酸乙酯一起挥发，得不到环己烯纯品，即使有取代产物生成。在后 处理中也很难得到，所以才有了前面的实验结果。 文