本發明屬于有機化學領域，具體涉及一種以鵝去氧膽酸為原料合成石膽酸的方法。
背景技術：
石膽酸，又名3α-羥基-5β-膽烷酸，是一種次級膽酸，其結構如式(i)所示。研究表明石膽酸及其衍生物具有多種生理活性。蛋白絡氨酸磷酸酯酶1b(ptp1b)是人體內胰島素信號的負調控因子，是治療糖尿病的潛在靶標，石膽酸能明顯抑制ptp1b的活性(chin.j.org.chem,36(2016),2670-2676)；石膽酸可以選擇性殺成神經瘤細胞，而對正常細胞幾乎沒有毒性(oncotarget2(10)(2011)761-782)；石膽酸氨基酸衍生物是epha2拮抗劑，具有抗血管生成作用，可作為新穎的抗腫瘤試劑(j.med.chem.56.(7)(2013)2936-2947)。
石膽酸主要提取自動物膽汁，而人工合成路線鮮有報道，因此開發一條新穎、實用的合成路線很有必要。
目前有關石膽酸的合成報道很少。1940年報道了如下合成路線：以脫氧膽酸甲酯為起始原料，經3α-oh選擇性保護、12α-oh氧化成羰基、12-羰基與氨基脲縮合及還原、水解等步驟，合成石膽酸，總收率50％。
該合成路線中最后一步用到金屬鈉還原，危險系數較大，不利于工業化，且總收率偏低。
1946年另外一篇文獻報道了以脫氧膽酸為起始原料，經24-甲酯化、選擇性保護3α-oh、再保護12α-oh、然后選擇性脫除3α-oh保護基、水解、氫化，一共7步反應合成石膽酸(journalofbiologicalchemistry,1946,162,555-563)。反應路線如下：
該合成路線步驟偏長，總收率偏低，最后一步反應中使用了價格昂貴的pto2，限制了其工業化生產。
技術實現要素：
為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種石膽酸的合成方法，該方法起始原料鵝去氧膽酸廉價易得，合成步驟短，后處理簡單，總收率高，適用于工業化生產。
為實現上述目的，本發明石膽酸的合成方法(半合成方法)，包括以下步驟：
步驟a)：在溶劑中，以式(1)所示的鵝去氧膽酸為起始原料，在氧化劑的作用下發生氧化反應，選擇性氧化7α-oh，得到式(2)化合物；
步驟b)：在溶劑中，在水合肼、堿的作用下，式(2)化合物發生黃鳴龍還原反應得到式(3)所示的石膽酸；
所述反應過程如反應式(i)所示：
步驟a)中，所述氧化反應的溫度范圍為0℃～80℃；優選地，為室溫25℃。
步驟a)中，所述氧化反應的時間范圍為1～24小時；優選地，為2小時。
步驟a)中，所述氧化劑選自pdc、pcc、cro3、nbs、ncs、naclo、ca(clo)2和h2o2等中的一種或多種；優選地，為nbs(n-溴代丁二酰亞胺)。
步驟a)中，所述溶劑選自四氫呋喃、丙酮、水等中的一種或多種；優選地，為四氫呋喃、或丙酮和水的混合溶劑，其中，所述丙酮和水的體積比為(1～5):1，優選地，為2:1。進一步優選地，當氧化劑為pdc、pcc、cro3時，溶劑為四氫呋喃；當氧化劑為nbs、ncs、naclo、ca(clo)2和h2o2時，溶劑為丙酮和水。
步驟a)中，所述鵝去氧膽酸與氧化劑的摩爾比為1:(1～3)；優選地，為1:1.75。
步驟a)中，優選在避光條件下進行。
在一個具體的實施方式中，本發明步驟a)中的反應條件為：鵝去氧膽酸溶解在溶劑中，加入氧化劑反應，通過tlc檢測反應進程，得到式(2)化合物。
步驟b)中，所述溶劑選自乙二醇、一縮二乙二醇和丙三醇等中的一種或多種；優選地，為一縮二乙二醇。
步驟b)中，所述黃鳴龍還原反應的溫度范圍為100～250℃；優選地，為120℃～200℃；進一步優選地，為120℃、200℃。
步驟b)中，所述黃鳴龍還原反應的時間范圍為4～12小時；優選地，為6小時。
步驟b)中，所述式(2)化合物與水合肼、堿的摩爾比為1:5～20:5～20；優選地，為1:10:10。
步驟b)中，所述堿選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、乙酸鉀、乙醇鈉和叔丁醇鉀等中的一種或多種；優選地，為氫氧化鉀。
在一個具體的實施方式中，本發明步驟b)中的反應條件為：式(2)化合物溶解在溶劑中，加入水合肼和堿反應，通過tlc檢測反應進程，得到式(3)所示的石膽酸。
本發明中，所述黃鳴龍還原反應的機理如下所示：
含有羰基化合物首先和肼反應生成腙，然后在堿的作用下，脫去氮上的氫，雙鍵移位。最后，氮氣離去，碳負離子再奪取水中的氫，生成被還原為亞甲基。
本發明的有益效果在于：1)本發明起始原料廉價易得，合成路線很短，經過2步合成石膽酸，是一條全新的合成路線，至今沒有報道類似的合成方法。2)第一步選擇性氧化7α-oh收率高，且后處理簡單，總質量收率可達85％。
具體實施方式
結合以下具體實施例，對本發明作進一步的詳細說明。實施本發明的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的常識，本發明沒有特別限制內容。
下述實施例中，化合物結構由核磁共振儀(bruker，400mhz)測定；鵝去氧膽酸由上海泰坦科技股份有限公司提供；其余常規試劑主要由上海國藥化學試劑公司提供；產品主要通過硅膠柱層析純化，硅膠(200-300目)由青島海洋化工廠提供。
實施例一
1、式(2)化合物的合成
鵝去氧膽酸(5g，12.7mol)溶解在丙酮(50ml)和水(25ml)的混合溶劑中，加入nbs(3.95g，22.2mmol)，室溫避光反應2小時。tlc檢測原料反應完全后，加入30ml飽和nahso3溶液將反應淬滅。加入200ml水和30ml二氯甲烷，室溫攪拌10分鐘。分液，水相用二氯甲烷提取(40ml×4)。合并有機相，依次用飽和食鹽水(30ml×1)洗滌、無水na2so4干燥。減壓濃縮、真空干燥，得式(2)化合物(白色固體，4.69g)，質量收率94％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ3.60(td,j＝10.6,5.2hz,1h),1.19(s,3h),0.92(d,j＝6.2hz,3h),0.65(s,3h)。
2、式(3)化合物的合成
式(2)化合物(586mg，1.5mmol)溶解在一縮二乙二醇(10ml)中，加入98％水合肼(0.75ml，15mmol)，加熱至120℃攪拌2小時，冷卻至70～80℃，再加入氫氧化鉀(840mg，15mmol)升溫至200℃反應6小時。tlc檢測原料反應完全后，冷卻至室溫，倒入水中(100ml)，加入2n鹽酸調節ph至2～3。水相用二氯甲烷提取(20ml×5)。合并有機相，依次用飽和食鹽水(20ml×1)洗滌、無水na2so4干燥。減壓濃縮，硅膠柱層析(dcm:meoh＝10:1)純化，得式(3)所示石膽酸(白色固體，532mg)，質量收率91％。1hnmr(400mhz,cd3od)δ3.60–3.45(m,1h),0.94(t,j＝3.2hz,6h),0.68(s,3h)。13cnmr(100mhz,cd3od)δ177.3,71.6,57.1,56.6,48.2,43.1,42.7,41.0,40.7,36.4,36.3,35.8,35.7,34.8,31.5,31.2,30.4,28.4,27.5,26.8,24.4,23.1,21.1,17.9,11.6。
本發明的保護內容不局限于以上實施例。在不背離發明構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優點都被包括在本發明中，并且以所附的權利要求書為保護范圍。