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第17章 甾类激素药物


用焦亚硫酸中和反应液到pH7~8,加入预先配制的异 丙醇铝,加热回流1.5hr,冷却到100º C以下,加入 20%NaOH液,用乙醇精制,甩滤,将滤饼过筛、粉碎、 干燥的环氧黄体酮。
反应条件
1、 H2O2 要控制温度30º C以下 2、环氧化反应在碱性介质中进行。 3、Oppenauer反应在无水条件下进行。
4、将粗品加入16~18倍8%的甲醇-二氯乙烷 溶液中,加热回流使其全部溶解,趁热过 滤,滤液冷却至0~5º C,过滤、干燥得氢 化可的松。
反应条件就是犁头霉菌的发酵条件。
三废处理
Cr, Cr2+, Cr3+, Cr6+, 化学还原法 吸附法 反渗透法 离子交换法

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(四) 、4-孕甾烯-17a,21-二醇-3, 20-二酮的制备。
I2 Cao 17a-羟基-21-碘黄体酮. 碘代反应
醋酸化合物S 酯化反应
工艺

加入氯仿和氯化钙-甲醇溶液的1/3量,搅拌下投入 17a-羟基黄体酮,全溶解后加入氯化钙,搅拌至0º C. 将碘溶解于其余的2/3氯化钙-甲醇溶液中,慢慢滴 入反应罐,保持0±2º C,完毕,继续保温搅拌反映 1.5hr.加入预冷至-10º C氯化铵溶液,加入甲醇,搅 拌均匀,减压浓缩至干,即为17a-羟基-21-碘黄体酮. 加入DMF总量的3/4,使其溶解,降温至10º C,加入 新配置的醋酸钾溶液,逐步升温到90º C,继续保温 搅拌反映0.5hr,冷却到-10º C,过滤,用水洗涤, 干燥得到醋酸化合物S。

用环己烷提取,分出水层;有机萃取液减压浓缩至干, 加适量乙醇,再减压蒸馏带出环己烷 再加乙醇重结晶,甩滤,用乙醇洗涤、干燥,得双稀 醇酮醋酸酯精品。
(二) 16a,17a-环氧黄体酮的制
备。
Oppenauer
Oppenauer 氧化
仲醇在叔丁醇铝或异丙醇铝和丙酮作用下, 氧化成为相应的酮,而丙酮则还原为异丙醇。

生产工艺路线
以薯芋皂素为开始原料经双稀醇酮醋酸酯、16a17a-环氧黄体酮,17a-羟基黄体酮、醋酸化合物S等中间体 氧化水解 制备氢化可的松。
薯芋皂素
双稀醇酮醋酸酯
生产工艺路线
(一)5.16-孕甾二烯-3ß-醇-20-酮-3-醋酸酯的 制备 (二)16a,17a-环氧黄体酮的制备。 (三)17a-羟基黄体酮的制备。 (四)4-孕甾烯-17a,21-二醇-3,20-二酮的制 备。 (五)氢化可的松的制备。
二、研究进展
1903--1932年,甾醇及胆酸的研究阐明了甾体的碳架结构。 1928--1960年,动物激素的发现和工业生产。 1960--80年代末,避孕药物的合成及其应用与昆虫激素的发现。
三、基本结构和分类

在甾体母核上,大都存在C3羟基,可和糖结合成苷。而 C17侧链有显著差别,根据C17侧链结构的不同,可将天 然甾类分为不同类型。
于34~36º C滴加醋酸铵-吡啶溶液,继续反应直到 除尽Br,停止通氢气,加热到65~68º C保温15min, 过滤,用水洗涤滤饼至中性,干燥可的17a-羟 基黄体酮的制备。

反应条件
1、氢溴酸的控制(小于或等于0.5%),防止 C-4双键加成反应。 2、Ni的活性控制。 氢溴酸对镍是毒化剂。
甾类激素诱导的基因活化分为两个阶段: ①直接活化少数特殊基因转录的初级反应阶段,发生迅速; ②初级反应的基因产物再活化其他基因产生延迟的次级反应, 对初级反应起放大作用.如果蝇注射蜕皮激素后仅5~10min便 可诱导唾腺染色体上6个部位的RNA转录,再过一段时间至少 有100个部位合成RNA,致使大量合成次级反应所特有的蛋白 质产物.这类激素作用通常表现为如影响细胞分化等长期的 生物学效应. 甲状腺素和雌激素也是亲脂性小分子,其受体位于细胞 核内,作用机理与甾类激素相同.也有个别的亲脂性小分子, 如前列腺素,其受体在细胞膜上.
强心苷类(侧链为不饱和内酯环)
甾体皂苷类(侧链为含氧螺杂环)
四.理化性质
1.大都是结晶形化合物;一般亲脂性较强(分子中往往存 在酯键)。可溶于石油醚、乙醚等亲脂性溶剂中,不溶于 水;C21甾苷类水溶性增大。 2.具甾体化合物的颜色反应。
由于C21甾苷类分子中2-去氧糖的存在,故存在Keller—kiliani 颜色反应(强心苷类颜色反应) C21甾苷类溶于含少量Fe3+(Fecl3或Fe2(SO4)3) 的冰醋酸,沿管壁滴加浓H2SO4
17 9 13 8 14
C B
D
A 3
10 5
分类 C21 甾类 强心苷类
C17 侧链
羟甲基衍生物
A/B 反
B/C 反 反 反 反
C/D 顺 反 反 反
不饱和内酯环 顺、反
甾体皂苷类 含氧螺杂环 顺、反 植物甾醇
昆虫变态激 素
脂肪烃
顺、反
脂肪烃
戊酸






胆酸类
R 17
HO 3
C21甾类(侧链为羟甲基衍生物)
一、甾体的定义
甾体说的就是类固醇类物质(steroids), 因其结构中 都具有环戊烷骈多氢菲的甾核,通常指这一类的激素:肾上腺 皮质激素、雄激素、雌激素,具有一定的作用。

1936年给这类化合物提出一个总称“甾体 化合物”,“甾”字很形象化地表示了这 类化合物的骨架,即在含有四个稠合环 “田”字上面连有三个支链“〈〈〈”。 C10、C13上各有一个甲基,称为角甲基。 C17位有侧链。
C
12 11 19 1 2 9 18
21 20
C
D
13
17
16 15
C
14 8 7 6
A
3 5 4
10
B

各种名字以“松”结尾的药 物,具有一定的抗炎作用。
甾类激素作用机制
甾类激素分子是化学结构相似的亲脂性小分子,分子相 对质量为300Da左右,可以通过简单扩散跨越质膜进入细胞内. 每种类型的甾类激素与细胞质内各自的受体蛋白结合,形成激 素-受体复合物,并能穿过核孔进入细胞核内,激素和受体的结 合导致受体蛋白构象的改变,提高了受体与DNA的结合能力,激 活的受体通过结合于特异的DNA序列调节基因表达.受体与DNA 序列的结合已得到实验证实,结合序列是受体依赖的转录增强 子,这种结合可增加某些相邻基因的转录水平.
(二) 16a,17a-环氧黄体酮的制
备。
H2O2
双稀醇酮醋酸酯
环氧黄体酮
工艺

加入双稀醇酮醋酸酯和甲醇反应罐,同氮气,搅拌下滴 加20%NaOH液,30º C反应,降温到22±2º C,慢慢加入 H2O2 ,控制温度30º C以下,加毕,反应8hr,当环氧化物 熔点在184 º C以上时,即为反应终点,静置、析出。
第十七章 甾体及其苷类
第一节 概述
甾体化合物是天然广泛存在的一类化学成分,种 类很多,包括动植物甾醇(也称固醇)、胆酸、维生 素D、动物激素、肾上腺皮质激素、 植物强心苷、蟾 酥毒素、甾体生物碱、甾体药物、昆虫激素等。虽然 这些成分来源不同、生理活性不同,但它们的化学结 构中都具有甾体母核----环戊烷骈多氢菲。这类成分 涉及到生理、保健、节育、医药、农业、畜牧业等多 方面,对动植物的生命活动起着重要的作用。

反应条件
1、Ca(OH)2是催化剂,但粘稠,因此用氧 化钙。 2、碘化物遇热容易分解,因此要逐步升温。
氢化可的松的制备
犁头霉菌
醋酸化合物S
氢化可的松
工艺
1、将犁头霉菌在无菌条件下培养。 2、将玉米浆、胶木膏、硫酸铵、葡萄糖及水胶乳发 酵罐,搅拌,用NaOH调pH到5.7~6.3,加入0.3%的 豆油。在120º C灭菌0.5hr,通入无菌空气,降温到 27~28º C 3、通入犁头霉菌孢子混悬液,通气搅拌发酵 28~32hr。用NaOH调pH到5.5~6.0,投入醋酸化合 物S乙醇溶液,氧化40hr。到达终点后,滤出菌 丝,发酵液用醋酸丁酯多次提取,合并提取液, 减压浓缩至适量,冷却至0~10ºC,过滤、干燥得 氢化可的松粗品。
临床用途
1、抗炎作用 2、免疫抑制作用 3、抗毒素作用 4、抗休克作用 5、血液与造血系统作用 6、中枢神经系统作用
不良反应
1、医源性肾上腺皮质功能亢进 2、诱发或加重感染 3、刺激胃酸或胃蛋白酶分泌 4、诱发胰腺炎或脂肪肝 5、反跳现象
第三节 制备

环上的取代基对甾环平面都有一定的取向;这种复杂的结 构使得氢化可的松若用全合成的工艺制备时,反应步骤过 长(全合成氢化可的松需要经过30多步化学反应),工艺 过程很复杂,总收率太低而无工业生产价值。 从天然产物中获得具有上述甾体基本骨架的化合原料,再 经过化学方法进行结构改造而得。
界面及醋酸层颜色变化(蓝、蓝绿色)
苷元不同而不同
第 二节氢化可的松的生产工艺简介

氢化可的松是常用一种肾上腺皮质激素
CH 2OH HO C O OH
O
化学名:11ß,17a,21-三羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮 (11ß,17a,21-trihydroxypregn-4ene-3,20-dione)
性 质
氢化可的松又名皮质醇,为白色或几乎白色的结晶 性粉末,无臭,初无味,随后有持续的苦味,遇光渐变 质。熔点212~222º C,熔融时同时分解,不溶于水,几乎 不溶于乙醚,微溶于氯仿,能溶于乙醇(1:40)和丙酮 (1:80)
药理性质
糖皮质激素药物,临床上做抗炎药,也有保钠排钾作 用,主要用于抢救危重中的毒性感染。
(一)5.16-孕甾二烯-3ß-醇-20-酮 -3-醋酸酯的制备
加压消除开环反应 氧化开环反应 水解-1,4-消除反应
工艺


将薯芋皂素、醋酐、冰醋酸投入反应罐内,1995~200º C, 反应50分钟,反应完成后,冷却,加入冰醋酸,用冰 盐水冷却到5º C以下,投入预先配制的氧化剂,有铬酐、 醋酸钠和水组成), 急剧升温,在60~70º C保温反应20分钟,加热到90~95º C, 冷却后,加水稀释。
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