Chương 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.1 Tổng hợp mạch bên pregnan áp dụng phương pháp cyanhydrin
Như phần tổng quan đã trình bày phương pháp cyanhydrin có ý nghĩa thực tiễn với tổng hợp mạch bên pregnan, gồm 2 giai đoạn chính là: Tương tác giữa các hợp chất 17-ceto steroid với acetoncyanhidrin (hay HCN) và ankyl hóa tiếp theo hợp chất 17α-hydroxy-17β-nitril vừa nhận được. Ứng dụng phương pháp cyanhydrin để xây dựng mạch bên pregnan từ AD có hàng loạt các ưu điểm như tính chọn lọc cao của phản ứng hydrocyan vào nhóm 17-ceto, tác nhân acetoncyanhydrin dồi dào rẻ tiền. Tuy nhiên phương pháp cyanhidrin có nhược điểm là đòi hỏi phải bảo vệ nhóm 3-ceto. Phương pháp cyanhydrin xây dựng mạch bên pregnan từ AD lần đầu tiên được đề xuất bởi các tác giả Nhật [49]. Với hợp chất 17α-hydroxy-17β-nitril, nhóm 3-ceto được bảo vệ bằng etylenglicol tác giả [35] nhận được một hỗn hợp sản phẩm gồm 3,3-etylendioxy-17β-cyanandrost-5-en- 17α-ol (90%) và 3,3-etylendioxy-17β-cyanandrost-4-en-17α-ol (10%). Vòng năm cạnh tạo thành thường kém bền trong điều kiện thường, đặc biệt là nhiệt độ cao nên gây khó khăn trong quá trình tinh chế. Chính vì vậy chúng tôi đã áp dụng phương pháp của các nhà khoa học Nga bảo vệ nhóm 3-ceto bằng neopentylglicol tạo vòng 6 cạnh bền vững và hiệu suất cao [72] . Mạch bên pregnan được tổng hợp từ AD theo con đường này được mô tả ở Sơ đồ 2. 2 như sau:
HCl/H2O/CH3OH (1:1:3).
O
O
O
CN OH
CN
O O
CN
O O
OH
O O
(1) (2)
(3)
(4)
(5) O
O
OH
(9)
(10)
O CN
O O
O CH CH3
OC2H5
O
(CH3)2C(OH)CN / MeOH, OH-
400C / 3h.
CH2(OH)-C(CH3)2-CH2(OH) / CH2Cl2,
(C2H5O)3CH, p-TSA / 0 ÷ 5oC / , 8h.
POCl3 / Pyridin 40 ÷ 500C / 10h. CH3MgBr 3M in (C2H5)2O / Toluen,
CH3COOH / 60 ÷ 650C / 3,5h-4h. CH2
=CH-O-C2H5/THF, p-TSA,(C2 H5)3N
45min÷1h
x
CH3
MgBr 3M in (C2H5)2O / THF
35
Sơ đồ 2. 2: Tổng hợp mạch bên pregnan từ AD (1).
Acetoncyanhidrin tương tác với AD trong dung môi MeOH được kiềm hóa tạo thành hợp chất 17α-hydroxy-17β-nitril với hiệu suất tốt:
O
O
O
CN OH
(1) (2)
(CH3)2C(OH)CN / MeOH/ OH-
400C / 3h.
Phản ứng này được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ êm dịu khoảng 35 ÷ 400C trong khoảng thời gian 3giờ.
Kiểm tra trên SKBM nhận thấy vết sản phẩm chính hiện tử ngoại bước sóng 254 nm chứng tỏ hệ liên hợp ban đầu Δ4-3-ceto không bị phá vỡ và ở phía dưới vết chất đầu, phân cực hơn chứng tỏ phản ứng đã xảy ra (Xem Hình 2. 1).
Hình 2. 1: SKBM của 17α-hydroxy-17β-cyanandrost-4-en-3-on (2) so với AD (1).
Phổ IR của sản phẩm đã mất peak đặc trưng cho nhóm chức C17 =O của AD ở 1732 cm-1 và thay vào đú xuất hiện peak ở 2233 cm-1 rất rừ, đặc trưng cho nhóm chức C≡N, đồng thời peak ở 3243 cm-1 đặc trưng cho nhóm chức OH và peak ở 1645 cm-1 đặc trưng cho nhóm chức C3=O được giữ nguyên (Xem Hình 2.
2).
(1) (2)
36
Hình 2. 2: Phổ IR của 17α-hydroxy-17β-cyanandrost-4-en-3-on (2).
Phổ 1H-NMR của sản phẩm giữ nguyên các peak đặc trưng cho H-4 có δ=5,75 ppm, CH3-18 có δ= 1,207 ppm, CH3-19 có δ= 0,993 ppm tương tự như của AD ( Xem Hình 2. 3 ).
O
CN
OH νC(3)=O
νO-H
νC≡N
O
CN OH
H-4
CH3-18
CH3-19
37
Hình 2. 3: Phổ 1H-NMR của 17α-hydroxy-17β-cyanandrost-4-en-3-on (2).
Hai nhóm chức C=O và OH không bền với các tác nhân ankyl hóa như CH3MgBr, CH3MgCl... do đó phải bảo vệ trước khi thực hiện phản ứng tạo mạch bên pregnan. Tiến hành bảo vệ nhóm 3-ceto bằng neopentylglicol với xúc tác trietylorthoformat và PTSA trong bầu khí trơ ở 0÷ 50C. Khi sử dụng PTSA còn ngậm nước hay khí trơ không được làm khô thì kết quả mà chúng tôi nhận được khi kiểm tra SKBM luôn còn chất đầu tương đối nhiều, vì vậy hiệu suất nhận được không cao và gây khó khăn trong quá trình xử lí và tinh chế sản phẩm. Do đó để đạt được hiệu suất như mong đợi chúng tôi phải làm khan PTSA bằng cách hút chân không ở 1100C trong khoảng thời gian 5 giờ liên tục và làm khô N2 thứ tự bằng H2SO4 98%, NaOH và P2O5 trước khi đưa vào hệ phản ứng.
O
CN OH
CN
O O
OH
(2) (3)
CH2(OH)-C(CH3)2-CH2(OH) / CH2Cl2,
(C2H5O)3CH, p-TSA / 0 ÷ 5oC / , 8h.
Kiểm tra SKBM nhận thấy vệt chất sản phẩm chính không hiện UV bước sóng 254 nm và nằm ở phía trên vết chất đầu (2), ít phân cực hơn chứng tỏ nhóm 3- ceto đã được bảo vệ (Xem Hình 2. 4).
Hình 2. 4: SKBM của 17α-hydroxy-3,3 -(2,2-dimetyl propylen dioxy)- androst-5 – en-17β-carbonitril ( 3) so với17α-hydroxy-17β-cyanandrost-4-en-3-on (2). .
(2) (3)
38
Trên phổ IR hợp chất (3) đã mất peak ở 1645cm-1 đặc trưng cho nhóm chức C3=O của (2), đồng thời xuất hiện peak ở 1102 cm-1 đặc trưng cho nhóm chức C-O và các peak đặc trưng cho các nhóm chức C≡N và OH được giữ nguyên (Xem Hình 2. 5).
Hình 2. 5: Phổ IR của 17α-hydroxy-3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- androst-5 -en-17β-carbonitril ( 3).
Phổ 1H-NMR chứng tỏ có chuyển vị của nối đôi 4(5) thành 5(6) phả vỡ hệ liên hợp Δ4-3-ceto của (2) và xuất hiện các peak đặc trưng có δ= 5,353 ppm cho H-6 và khoảng 3,422 ÷ 3,601 ppm cho 2 nhóm OCH2- ketal, δ=0,945 ppm cho CH3-ketal, δ= 0,905ppm cho CH3-ketal. Các peak đặc trưng cho proton của các nhóm CH3-18, CH3-19 vẫn được giữ nguyên ( Xem Hình 2. 6).
CN
O O
OH
νOH
νC≡N
νC-O -ketal
39
Hình 2. 6: Phổ 1H-NMR của 17α-hydroxy-3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- androst-5 -en-17β-carbonitril (3).
Sau khi bảo vệ nhóm 3-ceto chúng tôi định hướng tạo mạch bên pregnan theo hai con đường sau:
- Bảo vệ nhóm chức 17β-OH bằng vinyletyl ete sau đó dùng tác nhân Grignard tạo mạch bên pregnan đồng thời giải phóng nhóm bảo vệ , mục đích nhận được hợp chất (10). Hiện tại chúng tôi chưa thành công với con đường này.
HCl/H2O/CH3OH (1:1:3).
CH2=CH-O-C2H5/THF, p-TSA,(C2H5)3N 45min÷1h
CH3MgBr 3M in (C2H5)2O / THF CN
O O
OH
(3) (9)
CN
O O
O CH CH3
OC2H5
O O
OH
(10) O
X
Huyền phù của hợp chất (3) trong THF được thêm vào vinyletylete và PTSA, khuấy đảo ở 0÷50C trong bầu khí trơ khoảng thời gian 45 phút ÷ 1 giờ, chuyển thành dung dịch trong suốt. Thêm vào hỗn hợp phản ứng trietylamin để dừng quá trình bảo vệ :
CN
O O
OH
H-6
CH2- O ketal
CH3-19
2 nhóm CH3-ketal
CH3-18
40
CH2=CH-O-C2H5/THF, p-TSA,(C2H5)3N 45ph÷1h
CN
O O
OH
(3) (9)
CN
O O
O CH
CH3
OC2H5
Kiểm tra SKBM phát hiện duy nhất 1 vệt sản phẩm chính không hiện UV bước sóng 254 nm và nằm ở phía trên vết chất đầu chứng tỏ phản ứng xảy ra (Xem Hình 2. 7).
Hình 2. 7: SKBM của hợp chất (9) so với 17α-hydroxy-3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-androst-5 -en-17β-carbonitril (3)
Làm lạnh hỗn hợp phản ứng trên bằng đá /muối. Thêm dần CH3MgBr trong etyl ete và nâng nhiệt độ phản ứng đến nhiệt độ phòng . Kiểm tra SKBM nhận thấy phản ứng không xảy ra. Tiến hành nâng nhiệt độ phản ứng cao dần đến khoảng 650C. Các nhiệt độ khác nhau của phản ứng được duy trì trong khoảng thời gian 6 giờ. Sau đó làm lạnh hỗn hợp phản ứng xuống 0÷50C và thêm dần hỗn hơp lạnh gồm HCl/H2O/CH3OH (1:1:3). Khuấy đảo trong khoảng thời gian 30 phút.
CH3MgBr 3M in (C2H5)2O / THF
(9)
CN
O O
O CH CH3
OC2H5
O O
OH
(10)
O
HCl/H2O/CHX3OH (1:1:3).
(3) (9)
41
Kiểm tra SKBM phản ứng cho thấy vết sản phẩm chính có Rf ngang với chất đầu, không hiện UV bước sóng 254 nm . Do đó rút ra kết luận phản ứng không xảy ra (Xem Hình 2. 8).
Hình 2. 8: SKBM của hợp chất (10) so với 17α-hydroxy-3,3-(2,2dimetyl propylen dioxy)-androst-5 -en-17β-carbonitril (3)
Các biện pháp tăng thời gian, tăng dư nhiều tác nhân metyl hóa cũng không nhận thấy phản ứng xảy ra, nguyên nhân có thể do tác nhân CH3MgBr chưa đủ mạnh và sự cồng kềnh của nhóm bảo vệ nhóm chức 17β-OH . Chính vì vậy dùng CH3Cl hoặc CH3Li thay thể là định hướng tiếp theo của chúng tôi.
- Đề hydrat nhóm 17β-OH của hợp chất (3) sử dụng tác nhân POCl3, dung môi Py trong bầu khí trơ ở 40÷450C trong khoảng thời gian 10 giờ nhận được hợp chất (4). Hạ nhiệt độ phản ứng xuống 0÷50C. Thêm vào hỗn hợp phản ứng dung dịch 35% HCl /H2O (2:8). Khuấy đảo cho tủa tách ra và nâng dần nhiệt độ về nhiệt độ phòng. Khi thực hiện phản ứng này cần lưu ý đến sự bốc khói của POCl3 làm tắc nghẽn hệ thống của hệ phản ứng và lưu ý không được cho POCl3 dư quá nhiều so với lượng chất phản ứng.
CN
O O
(4) POCl3 / Pyridin
40 ÷ 500C / 10h.
CN
O O
OH
(3)
(3) (10)
42
Kiểm tra SKBM nhận thấy vết sản phẩm chính không hiện UV và nằm ở phía trên vết chất đầu chứng tỏ phản ứng đã xảy ra và nhóm bảo vệ 3-ketal không bị phá vỡ. (Xem Hình 2. 9). Cấu trúc hợp chất (4) được chứng minh bằng phổ IR và 1H-NMR.
Hình 2. 9: SKBM của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-17β-cyanandrost-5 ,16(17)-dien (4) so với 17α-hydroxy-3,3(2,2dimetyl propylen dioxy)-androst-5 -
en-17β-carbonitril (3).
Trên phổ IR của (4) mất peak ở 3243 cm-1 đặc trưng cho nhóm chức OH.
Peak ở 2222 cm-1 đặc trưng cho nhóm chức C≡N; xuất hiện peak cường độ yếu ở 1673 cm-1 được gán cho dao động hóa trị của liên kết C=C vị trí 16(17); peak ở 1104 cm-1 đặc trưng cho nhóm chức C-O (ketal) ( Xem Hình 2.10).
Hình 2. 10: Phổ IR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-17β-cyanandrost-5 ,16(17)-dien (4).
(3) (4)
CN
O O
νC≡N
νC-Oketal
νC=C
43
Phổ 1H-NMR, ngoài sự xuất hiện các tín hiệu cộng hưởng của H-6, CH3- ketal, OCH2-ketal, 2 CH3-18,19 tương tự như hợp chất (3) đặc biệt xuất hiện peak đặc trưng cho proton olefin H-16 có δ= 6,71 ppm ( Xem Hình 2. 11) khẳng định cấu trúc của hợp chất (4).
Hình 2. 11: Phổ 1H-NMR của hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylene dioxy)-17β- cyanandrost-5 ,16(17)-dien (4).
Để nhận được mạch bên pregnan sản phẩm (4) được ankyl hóa cho ta hợp chất (5).
CN
O
O O
(4) O (5)
O
CH3MgBr 3M in (C2H5)2O / Toluen, CH3COOH / 60 ÷ 650C / 3,5h-4h.
Hỗn hợp gồm hợp chất (4) và toluen được khuấy đảo trong bầu khí trơ.
Thêm vào hỗn hợp phản ứng dung dịch CH3MgBr 3M trong etyl ete. Nhiệt độ phản ứng được nâng dần lên 60-650C và được duy trì trong khoảng thời gian 4 giờ. Làm lạnh hỗn hợp phản ứng xuống -20÷ -100C. Thêm THF, sau đó nhỏ từng giọt hỗn hợp CH3COOH/H2O (4/5) vào hỗn hợp phản ứng và nâng dần nhiệt độ đến nhiệt
CN
O O
H-16 H-6
CH2-O ketal CH3-19 2 nhóm CH3- ketal
CH3-18
44
độ phũng. Loại bớt ẵ dung mụi dưới ỏp suất giảm, thờm nước để tủa tỏch ra. Sản phẩm (5) thu được với hiệu suất 70% .
Kiểm tra SKBM nhận thấy Rf (5) ≈ Rf (4) nhưng vết sản phẩm (5) hiện UV bước sóng 254 nm trong khi chất đầu (4) không hiện UV bước sóng 254 nm chứng tỏ phản ứng đã xảy ra (Xem Hình 2. 12).
Hình 2. 12: SKBM của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)-dien-20- one (5) so với 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-17β-cyanandrost-
5 ,16(17)-dien (4).
Sản phẩm chính được xác định là hợp chất (5) bằng các phổ IR và 1-H-NMR.
Phổ IR của (5) xuất hiện peack đặc trưng cho nhóm chức C20=O ở 1658 cm-1 đồng thời mất peak đặc trưng cho nhóm chức C≡N ở 2222 cm-1 và vẫn xuất hiện peak đặc trưng cho nhóm chức C-O ketal ở 1103 cm-1 tương tự như của hợp chất (4) (Xem Hình 2. 13).
.
(4) (5)
νC=O
45
Hình 2. 13: Phổ IR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- pregn-5, 16(17)-dien-20-one (5).
Phổ 1H-NMR ngoài các peak đặc trưng cho các proton H-6, H-16, CH2-O (ketal), CH3-18, CH3-19, CH3-ketal tương ứng phổ 1H-NMR của hợp chất (4), xuất hiện peak đặc trưng cho các proton mới của nhóm 17-acetyl có δ=2,257 ppm (Xem Hình 2. 14). Như vậy chứng tỏ đã tạo được mạch bên pregan theo con đường này.
O O
O
νC-O ketal
46
Hình 2. 14: Phổ 1H-NMR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- pregn-5, 16(17)-dien-20-one (5).
2. 2 Tạo mạch bên corticoid sử dụng hợp chất đa hóa trị của iod PhI(OAc)2 Chúng tôi đã tiến hành tạo mạch bên corticoid theo Sơ đồ 2. 3 sau:
O O
O O
O
O O O O
O
(5) (6)
(8) (7)
OCH3
OCH3
OH O O
O OH
H2O2 60% / THF, MeOH/ OH- 40 ÷ 450C / 23h
PhI(OAc)2 / MeOH, OH- < 200C / 48h.
p-TSA /Aceton 200C / 2h.
Sơ đồ 2. 3: Tổng hợp mạch bên corticoid từ 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)-dien-20-one (5).
H-16
H-6
CH3CO (17)
O O
O
CH2-O ketal
CH3-18 CH3-19
CH3- ketal
47
Hợp chất (5) được thêm vào hỗn hợp THF, MeOH, H2O2 60% và NaOH/MeOH bão hòa trong bầu khí trơ. Nâng nhiệt độ phản ứng lên 400C và duy trì trong khoảng thời gian 23 giờ. Hiệu suất phản ứng đạt được khá cao.
O O
O O
O
(5) (6)
O O
H2O2 60% / THF, MeOH,/OH- 40 ÷ 450C / 23h
Phản ứng không xảy ra với H2O2 có nồng độ thấp hơn.
Kiểm tra SKBM phát hiện vết sản phẩm chính trên có Rf ≈ Rf của chất đầu nhưng không hiện UV bước sóng 254 nm như chất đầu khẳng định phản ứng đã xảy ra với nối đôi liên hợp vị trí 16, không xảy ra với nối đôi ở vị trí 5 (Xem Hình 2. 15).
Hình 2. 15: SKBM của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy- pregn-5-en-20-one (6) so với 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)-
dien-20-one (5).
Phổ IR của (6) nhận thấy các peak đặc trưng cho các nhóm chức C20=O, C- O (ketal) được giữ nguyên (Xem Hình 2. 16).
(5) (6)
48
Hình 2. 16: Phổ IR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- 16α,17α-epoxy-pregn-5-en-20-one (6).
Phổ 1H-NMR của hợp chất (6) cho thấy có sự chuyển dịch mạnh peak đặc trưng cho cộng hưởng từ của H-16 về trường cao (δ=3,669 ppm (6)) từ phía trường thấp ( δ=6,71 ppm (5)). Các peak đặc trưng cho các proton H-6, CH2-O ketal, CH3-18, CH3-19, CH3-ketal và CH3-21 được giữ nguyên ( Xem Hình 2. 17).
Hình 2. 17: Phổ 1H-NMR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- 16α,17α-epoxy-pregn-5-en-20-one (6).
H-6
H-16
CH2-O ketal
CH3-21
O O
O O
O O
O O
νC-O
νC=O
49
Các nghiên cứu trước đây của Lưu Đức Huy và cộng sự cho thấy quá trình hydroxyl hóa nhóm chức 17-acetyl steroid sử dụng PhI(OAc)2/KOH/MeOH không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của các nhóm chức: 3β-OH, nối đôi (Δ5), 16β-Cl(Br) trong phân tử nhưng lại bị ảnh hưởng bởi hóa lập thể của trung tâm C(17). Ví dụ như với các dẫn xuất 17β-acetyl steroid, phản ứng xảy ra rất nhanh và cho hiệu suất tốt trong khi các dẫn xuất 17α-acetyl steroid mặc dù đã cố gắng thực hiện ở điều kiện tương tự nhưng phản ứng không chạy [1].
Khi tiến hành áp dụng phương pháp trên với hợp chất (6) chúng tôi phải kéo dài thời gian và dư tác nhân nhưng hiệu suất tổng hợp hợp chất trung gian (7) chỉ đạt được 50% sau khi thực hiện quá trình xử lí phức tạp:
O O
O
O O
O
(6) (7)
OCH3 OCH3 OH O
PhI(OAc)2 / MeOH,/OH-
< 200C / 48h.
Quá trình thực hiện như sau: PhI(OAc)2 được thêm vào hỗn hợp gồm hợp chất (6) và KOH/MeOH, khuấy đảo ở 200C trong khoảng thời gian 48 giờ. Loại dung môi dưới áp suất giảm, làm lạnh, sau đó chiết bằng CHCl3. Dịch chiết CHCl3 được rửa nhiều lần bằng nước để loại kiềm và tác nhân dư. PhI(OAc)2 tạo huyền phù nên quá trình rửa gặp nhiều khó khăn, kéo dài quá trình xử lí. Làm khan dịch chiết CHCl3 bằng Na2SO4. Tiến hành tách cột với các hệ dung môi hexan: aceton (10: 0,5 và 10:1) Sản phẩm (7) thu được từ hệ dung môi 10:1.
Kiểm tra SKBM phát hiện vết sản phẩm chính không hiện UV bước sóng 254 nm và nằm phía dưới vết chất đầu ( Xem Hình 2. 18).
50
Hình 2. 18: SKBM của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-20,20- dimetyl acetal-21-hydroxy -pregn-5-en (7) so với 3,3-(2,2-dimetyl propylen
dioxy)-16α,17α-epoxy-pregn-5-en-20-one (6).
Trên phổ IR của sản phẩm (6) đã mất peak đặc trưng cho nhóm chức C20=O của hợp chất (6) ở 1697 cm-1, đồng thời xuất hiện peak đặc trưng cho nhóm chức OH vị trí 21 ở 3458 cm-1 (Xem Hình 2. 19).
Hình 2. 19: Phổ IR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-20,20-dimetyl acetal-21-hydroxy -pregn-5-en (7).
Phổ 1H-NMR chứng minh rừ hơn sự chuyển húa (6) thành (7) : Trờn phổ
1H-NMR của (7) đã mất đi tín hiệu cộng hưởng tử proton cuả nhóm 17-acetyl ở (6) (7)
O O
O OCH3
OCH3 OH
νOH
νC-O
51
δ=2,042 ppm của (6) thay vào đó là sự xuất hiện nhóm 4 tín hiệu cộng hưởng từ proton rất đặc trưng của nhóm CH2-21 (CH2OH) ở các độ chuyển dịch 4,023 ppm;
4,063 ppm; 4,320 ppm; 4,359 ppm với hệ thống phổ AB không tương đương tách vạch double douplet có J= 20 Hz. Ngoài các tín hiệu của các nhóm bảo vệ cũ của (6) xuất hiện tín hiệu proton mới đặc trưng cho 2 nhóm CH3 (20)-O ở δ=3,49 ppm ( Xem Hình 2. 20).
Hình 2. 20: Phổ 1H-NMR của 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy- 20,20-dimetyl acetal-21-hydroxy- pregn-5-en (7).
Để nhận được mạch bên corticoid, hợp chất (7) được hòa tan trong aceton và PTSA, hỗn hợp chuyển thành trong suốt. Khuấy đảo ở nhiệt độ dưới 200C trong khoảng thời gian 2 giờ.
O O
O OCH3
OCH3 OH
H-6
2H của nhóm -CH2-OH H-16
2 nhóm CH3-O CH3-18 và CH3-19
CH3-ketal
52
O
O
(8)
O OH
p-TSA /Aceton 200C / 2h.
O O
O
(7)
OCH3 OCH3 OH
Kiểm tra SKBM phát hiện vết sản phẩm chính hiện UV bước sóng 254 nm và nằm phía dưới vết chất đầu chứng minh sự chuyển dịch vị trí nối đôi 5(6) về 4(5) tái tạo hệ liên hợp ban đầu Δ4-3-CO ( Xem Hình 2. 21).
Hình 2. 21: SKBM của 16α,17α-epoxy-21-hydroxy –pregn-4-en-3,20-dion (8) so với 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-20,20-dimetyl acetal-21
-hydroxy- pregn-5-en (7).
Cấu trúc của hợp chất (8) được xác định bằng IR và 1H-NMR.
Trên phổ IR của sản phẩm xuất hiện peak đặc trưng cho nhóm chức OH vị trí 21 ở 3458 cm-1, peak đặc trưng cho nhóm chức C(20)=O ở 1712 cm-1, peak đặc trưng cho nhóm chức C(3)=O ở 1659 cm-1, đồng thời mất đỉnh peak đặc trưng cho nhóm chức C-O của các nhóm bảo vệ (Xem Hình 2. 22).
(7) (8)
53
Hình 2. 22: Phổ IR cuả 16α,17α-epoxy-21-hydroxy –pregn-4-en- 3,20-dion (8).
Trên phổ 1H-NMR đã mất các tín hiệu cộng hưởng của proton đặc trưng cho các nhóm bảo vệ. Xuất hiện peak của H-4 ở δ=5,729 ppm; các peak có độ chuyển dịch 4,362, 4,322, 4,063, 4,024 của 2 proton nhóm CH2OH; các peak có δ= 3,696 ppm của H-16 và δ= 1,2 ppm của CH3-19, δ= 1,182 ppm của CH3-18 ( Xem Hình 2. 23 ).
O
O
O OH
νOH
νC(20)=O
νC(3)=O
54
Hình 2. 23: Phổ 1H-NMR cuả 16α,17α-epoxy-21-hydroxy – pregn-4-en- 3,20-dion (8).
2. 3 Nghiên cứu chọn lựa lập thể tổng hợp 16β-metyl-17α-hydroxy pregnan.
Phản ứng mở vòng 20-ketal-16α,17α-epoxy-pregnan sử dụng tác nhân Grignard xảy ra theo cơ chế mở vòng trans thông thường tạo thành sản phẩm 16β- metyl-17α-hydroxy pregnan tương ứng . Đây là phản ứng chìa khóa để tổng hợp các biệt dược kiểu 16β-metyl-17α-hydroxy corticoid rất quan trọng ví dụ β- methason. Chính vì thế nhóm nghiên cứu của chúng tôi đặc biệt quan tâm tới phản ứng này. Chúng tôi chỉ triển khai theo dãy phản ứng từ hợp chất (6) qua sản phẩm trung gian (11) để tổng hơp sản phẩm mong đợi (12) theo Sơ đồ 2. 4.
H-4 H-16
2H của nhóm -CH2-OH
CH3-18 và CH3-19
O
O
O OH
55
O O
O
O
O
O
O O
O O
O O
CH3
OH
( 6 )
(11) (12)
O
CH2(OH) -CH2(OH) / CH2Cl2 .
(C2H5O)3CH, p-TSA .troom/ , 6h. CH3MgBr 3M in (C2H5)2O / THF, NH4Cl 60 ÷ 650C /39h.
x
Sơ đồ 2. 4: Kế hoạch dự kiến Tổng hợp chọn lựa lập thể 16β-metyl-17α-hydroxy pregnan.
Nhóm chức 20-ceto hợp chất (6) được bảo vệ bằng etylenglicol. Hợp chất (6) được thêm vào hỗn hợp gồm etylenglicol, trietylorthoformat và PTSA(khan) trong bầu khí trơ. Nhiệt độ phản ứng được duy trì ở nhiệt độ phòng.
O O
O
O
O
O
O O
(6) (11)
O
CH2(OH) -CH2(OH) / CH2Cl2 . (C2H5O)3CH, p-TSA .troom/ , 6h.
Kiểm tra SKBM, nhận thấy 1 vết sản phẩm nằm giữa khoảng vết chất đầu và vết sản phẩm chính. Vết sản phẩm này mờ dần theo thời gian. Chúng tôi dự đoán là sản phẩm trung gian ( Xem Hình 2. 24). Do đó phản ứng có thể xảy ra theo hai quá trình: quá trình tấn công của tác nhân etylenglicol đến nhóm bảo vệ ở vị trí 3 và quá trình bảo vệ nhóm chức 20-ceto.
Hình 2. 24: SKBM của 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxy-pregn-5-en (11) so với 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-
pregn-5-en-20-one (6)
(6) (11)
Chất trung gian Sản phẩm chính