崔志刚 甄盼盼 杨雪 于小婷 张永赞 张磊 姜淋洁 赵健

摘要 通過更换反应试剂对烯丙孕素的合成进行了工艺优化，使整个反应过程更适合放大生产，且安全环保、成本更低廉。该合成方法以 3-缩酮为原料，经过格氏化反应，水解反应，氧化反应得到烯丙孕素;并首次获得烯丙孕素单晶，X- 射线衍射单晶结构测定表明，其结构为斜方 晶系，P212121 空间群，具有手性，晶胞参数：a=7.2501（15）魡，b=10.452（2）魡，c=22.252（5）魡，α =90° ，β =90° ，γ =90° ，V=1686.2（6）魡3，Z=4，Dc=1.223mg/m3，m=0.077mm-1，F（000）=672.0，GOF=1.034，Rint=0.0455，R1a，wR2b[I>2σ（I）]=0.0456（0.1017），Residuals=0.0520（0.1063e魡-3）。该晶体被剑桥晶体 数据中心收录（申请人：崔志刚;晶体号：CCDC1914181）。烯丙孕素晶型的确定为后续研究烯丙孕素制剂新剂型等方面提供选择。

关键词 烯丙孕素;合成;晶体结构

烯丙孕素（又称四烯雌酮，Altrenogest），为淡黄色至黄色结晶性粉末;无臭无味，对光敏感，无引湿性;CAS 号：850-52-2。结构 上与兽用药类固醇群勃龙有关，是一种合成的 trienic C21 甾类孕 激素，属于 19- 去甲睾丸素类。它是具有口服活性的促孕激素。与 所有类固醇一样，烯丙孕素可通过自身脂溶性渗透入靶细胞中，然 后与特定受体结合来发挥作用，类似于天然孕酮的作用模式来抑 制促性腺激素的释放，可作为家畜同期发情的药物。烯丙孕素及其 口服液在欧洲使用得非常广泛，欧盟（EMEA）和美国（FDA）已经批 准上市使用，主要用于调控母猪和母马的同期发情。目前该产品已 经上市，并取得了良好效益。

该化合物的制备[1-3]，通常以 3- 缩酮为原料，经过格氏反应，水 解反应，氧化反应得到烯丙孕素（图 1），但是仍旧存在着工艺不利 于环保、生产成本高，生产不安全等问题。基于以上问题，本工作对烯丙孕素的合成工艺进行了优化改进，更换了一些反应试剂，从而 获得了一种更适合放大生产的工艺，并且使整个反应过程更加安 全环保，成本更加低廉。此外，首次获得烯丙孕素单晶，通过 X- 射 线衍射仪测定其结构，并确定其构型。

目前，烯丙孕素的片剂在国外已有产品，国内暂无该产品，但 相关专利已有报道[4，5];对于作为药物成分使用的化合物而言，晶体结构对化合物的稳定性、生物利用度等指标有重要影响，目前研究晶体结构最常见和比较准确的方法是 X- 射线衍射法。虽然烯丙孕素产品已进入市场，但该化合物的晶体结构尚未见报道。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ARX 400MHz 核磁共振仪（DMSO-d6 为溶剂，TMS 为内标）， 瑞士 Bruker 公司;Bruker Smart Apex 单晶衍射仪，德国 BrukerAXS 公司。

2- 甲基四氢呋喃（纯度：99%）;镁屑（工业级）;DDQ（纯度： 99%）;3- 溴丙烯（纯度：98%）;二氯乙酸（纯度：98%）;二氯甲烷 （AR）;乙酸乙酯（AR）;氯化铵（AR）;以上试剂均购于国药集团（天 津）有限公司;3- 缩酮，批号：30471403011，纯度：95%，购于浙江仙居君业药业有限公司。

1.2 合成[6-9]

1）中间体 SX-02 的合成[10，11]。10L 反应釜中分别加入 1.4kg 2-甲基四氢呋喃、镁屑（0.31kg，12.74mol）和碘粒 5.0g，rt 搅拌;另 将 3- 溴丙烯（1.9kg，15.90mol），溶于 2.1kg 2- 甲基四氢呋喃中，搅匀后，缓慢滴加到上述溶液中，滴毕，继续搅拌 1h，得到格氏试剂 溶液。将溶液转移至 50L 反应釜中，降温至 0± 5℃;将 3- 缩酮 （2.0kg，6.37mol）溶于 13.5kg 2- 甲基四氢呋喃中，缓慢加入到上 述格氏液中，控温 0± 5℃，加毕，保温搅拌 2h 后，TLC 监测至原料 反应完全。将氯化铵的饱和溶液（3.0kg 氯化铵溶于 15.0kg 水中） 置于 100L 的反应釜中，搅拌，将上述反应液缓慢地加入到氯化铵 的饱和溶液中，加毕，继续搅拌 15min，加入乙酸乙酯 4.5kg，搅拌， 静止分液，水相再分别用 9.0kg 乙酸乙酯萃取两次，合并萃取液， 减压浓缩得到中间体 SX-02。

SX-02：Rf=0.6（TLC 展开剂：丙酮 / 石油醚 =1/8，V/V），淡黄色固体，1.92kg，收率：96.0%，1H NMR δ ：5.99～5.70（m，1H），5.64（s，1H），5.20～5.12 （m，2H），4.00 （s，4H），2.85～1.10（m，17H）， 0.89 （s，3H）。 1C NMR δ ：199.9，156.4，146.3，134.6，126.6， 123.2，120.0，82.1，64.3，64.2，50.9，46.2，41.8，40.3，37.1，35.0，3 1.7，31.0，27.5，25.9，25.8，23.9，13.9。

2）中间体 SX-03 的合成。50L 反应釜中依次加入 SX-02 和 12.4kg 丙酮，控温 10～15℃，缓慢滴加 10%硫酸溶液 7.66kg，滴 加完毕，保温搅拌 4h，TLC 监测至原料完全反应完毕。100L 反应釜 中，加入 40.0kg 水，搅拌条件下加入上述反应液，控温 0± 5℃，加 毕，分别用 13.0kg 二氯甲烷萃取 3 次，合并萃取液，用 2.0kg 无水 硫酸钠干燥 0.5h，过滤，滤液浓缩，得到中间体 SX-03。SX-03：Rf=0.5 （TLC 展 开 剂 ： 丙 酮 / 石 油 醚 =1/8，V/V）， 油 状 液 体 ， 1.8kg，93.7% ，1H NMR δ ：5.99 ～5.70 （m，1H），5.64（s，1H）， 5.20～5.12（m，2H），2.85～1.10（m，17H），0.89（s，3H）。1C NMRδ ：211.1，136.0，135.0，129.7，127.9，119.9，119.4，82.3，47.0， 45.3，45.2，41.9，39.5，35.0，33.4，30.9，29.9，27.8，25.9，24.2，14.9。

3）烯丙孕素的合成[12，13]。20L 反应釜中分别加入 11.7kg 二氯 甲烷和 SX-03 粗品，rt 下搅拌至溶解，缓慢加入 1.80kg DDQ，加 毕，搅拌 1h，TLC 检测至原料反应完全。将反应液过滤，向滤液中加入 3.0kg 15%碳酸氢钠溶液，搅拌 30min，静置分层，有机层分别 加入 1.5kg 水洗两次，搅拌 15min，静置分液，有机层加入 0.2kg无水硫酸钠干燥 0.5h，过滤，滤液浓缩至干，加入 2.7kg 乙酸乙酯， 加热搅拌溶解，然后搅拌大量固体析出，搅拌 1h，过滤，滤饼于60± 5℃真空干燥 5h，得到烯丙孕素成品。

烯丙孕素：Rf=0.3（TLC 展开剂：丙酮 / 石油醚 =1/8，V/V），黄 色结晶粉末，1.42kg，收率：74.7%，1H NMR（谱图见图 2）δ ：6.49（dd，J=10.2HZ，1H），6.43 （dd，J=10.2HZ，1H），5.98～5.96 （m，1H），5.67（s，1H），5.06～5.01（m，2H），2.80～1.10（m，17H），0.90（s，3H）。 1C NMR δ ：197.9，156.4，143.1，142.4，136.2，126.8， 123.9，123.3，117.6，81.0，49.4，48.1，42.9，38.2，36.8，33.6，31.2， 27.2，24.1，23.2，17.3。

1.3 烯丙孕素的单晶培养及晶体结构测定[14]

制备过程：将 0.5g 烯丙孕素加入到 20mL 乙酸乙酯中，溶解， 过滤，放入在 100mL 单口瓶中，用保鲜膜密封，保鲜膜用细针插五 个小孔，放置;逐渐形成晶体;选取大小为 0.22mm× 0.18mm× 0.14mm 的单晶，用 Bruker Smart ApexII CCD 衍生仪收集衍生 数据。

晶体结构描述：晶体属于斜方晶系，P212121 空间群，具有手性， 纯度大于 99%，晶胞参数如表 1。

2 结果与讨论

2.1 合成

本文以 3- 缩酮为原料[15-18]，通过格氏化反应，水解反应，氧化 反应得到烯丙孕素。其中，在格氏化反应中，由于制备常规格氏试 剂所用的溶剂为乙醚，但是乙醚的沸点很低，生产过程中很危险， 因此，本文采用 2- 甲基四氢呋喃作为格氏化反应的溶剂;2- 甲基四氢呋喃沸点高，具有醚和呋喃的双重性质，避免了在格氏反应过 程中升温带来的危险性;因此在生产过程中使用 2- 甲基四氢呋喃作为格氏化反应的溶剂不但安全，还可以回收重复利用，既解决了生产过程中带来的安全隐患，也降低了生产成本;在水解反应过程中，本文采用了丙酮为溶剂，稀硫酸作为酸解剂，在常温下通过水 解反应即可得到产品，反应快，杂质少，处理简单。

2.2 晶体结构解析

烯丙孕素的晶体结构图见图 3，部分键长和键角数据和氢键的数据见表 2 和表 3。

烯丙孕素单晶的培养是烯丙孕素样品用乙酸乙酯溶解，在一定条件下经过缓慢挥发得到;利用 X- 单晶衍射仪确定了烯丙孕素晶体的空间点群和构效方式;最终确定了烯丙孕素的绝对构型。

3 结论

本文对烯丙孕素的合成进行了工艺优化，优化后的工艺更适合批量生产，生产成本进一步降低，工艺安全性更高;同时培养出 了单晶并进行了测试，进一步了解烯丙孕素晶体的空间构型，由于 该晶体具有很好的晶型结构，对后续研究烯丙孕素新剂型，丰富临 床给药方式，改善药代动力学，减少刺激性，提高安全性等方面，具有一定的参考价值。

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