本发明专利技术公开了一种利用超声波制备16,17a-环氧-4-孕甾烯-3,20-二酮的方法，在有机溶剂、有机铝催化剂存在下，在功率为5-15kW、频率为15-40kHz的超声波作用下，16,17α-环氧孕烯醇酮与环己酮反应60-120min得到16,17a-环氧-4-孕甾烯-3,20-二酮。该合成方法，操作简单，工艺先进，溶剂可回收利用，易于工业化生产，16,17a-环氧-4-孕甾烯-3,20-二酮，收率达到89-90.1%，液相纯度高可达99.10%以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于留体化合物合成领域，具体涉及一种利用超声波制备16, 17a-环 氧-4-孕留烯-3, 20-二酮的方法。
技术介绍
16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮是合成留体皮质激素与留体孕激素药物氢化 可的松、乙酸孕酮、醋酸可的松、倍他米松、氯地孕酮、甲地孕酮的重要中间体，同时环氧孕 酮还是一种孕激素，在体内对雌激素激发过的子宫内膜有显著的形态学影响，是维持妊娠 所必须的物质。目前工业上合成该化合物的方法是16, 17 α -环氧孕烯醇酮经Oppenauer 氧化得到16, 17 α -环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮，存在反应时间长，16, 17 α -环氧-4-孕甾 烯-3, 20-二酮的液相纯度在98. 0% -98. 5%，收率在84. 5% -85. 5%之间。 反应绿色化、过程集成化是目前化学及化工行业发展的趋势，开发安全、清洁、高 效的生产过程己成为化学、化工界的迫切任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上问题，提供一种利用超声波制备16, 17a-环氧-4-孕甾 烯-3, 20-二酮的方法，工艺简单、收率高、成本低、污染小、产品质量好。 为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种利用超声波制备 16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮的方法，其特征在于，包括以下步骤： 将16, 17 α-环氧孕烯醇酮溶于有机溶剂中，升温至100-115 °C，加入脂肪族 酮类化合物与有机铝催化剂，在功率为5-15kW、频率为15-40kHz的超声波作用下反应 60-120min后，减压蒸出有机溶剂，经乙醇重结晶得到16, 17 α -环氧-4-孕留烯-3, 20-二 酮，其反应方程式如下： 所述16, 17 α -环氧孕烯醇酮、脂肪族酮类化合物和有机铝催化剂的重量之比为 1.0 ： 1. 8 ：0. 1〇 所述有机溶剂是甲苯，其重量为16, 17 α -环氧孕烯醇酮重量的16-18倍。 所述脂肪族酮类化合物为环己酮或甲乙酮；优选环己酮，其重量为16, 17α -环氧 孕烯醇酮重量的1. 8倍。 所述有机铝催化剂为异丙醇铝或叔丁醇铝；优选异丙醇铝，其重量为16, 17α -环 氧孕烯醇酮重量的〇. 1倍。 优选的方案中，超声波频率为20kHz。 优选的方案中，超声波功率为15kW。 优选的方案中，超声反应时间为120min。 由于16, 17 α -环氧孕烯醇酮结构上的特点，属于羟基孕留烷类化合物，用一般氧 化剂容易影响其不饱和中心，沃氏氧化有选择性的仅仅使3-位仲醇转变为酮，而不影响其 它不饱和中心。沃氏氧化反应以异丙醇铝为催化剂，用环己酮为氢的受体，与仲醇作用生成 相应的酮类。 申请人通过多项研究，发现沃氏氧化反应的反应方向与脂肪族酮类化合物和有机 铝催化剂的用量有很大关系，用量太少反应太慢，造成沃氏氧化反应不完全，影响最终产品 收率；用量太大，又会造成反应过度，且增加了辅料消耗。在现有工艺条件下，这一工艺瓶颈 无法妥善解决。 本专利技术通过在沃氏反应过程中增加超声波声化学合成反应装置，将超声波导入料 液，利用超声波空化效应及由空化效应引发的机械超混合效应的均质化原理，使大的有机 铝催化剂颗粒和物料破碎细化，能更均匀的相互混合，防止和延缓物料分层，使其成为液体 均相、稳定的混合物。在膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程中，通过施加超声波于化学 反应并控制超声波频率：15-40kHz、功率：5-15kW，而达到优化反应条件和环境从而提高收 率，缩短反应时间、降低辅料消耗的目的。 本专利技术的有益效果如下： 1)采用超声技术提高了产品收率和质量，收率达到89-90. 1%，提高收率4.5% ; 液相纯度高可达99. 10%以上。 2)将超声波导入料液，利用超声波空化效应及由空化效应引发的机械超混合效应 的均质化原理，降低了脂肪族酮类化合物和有机铝催化剂的用量，相比原有的工艺，脂肪族 酮类化合物用量降低了 28%，有机铝催化剂用量降低了 33%。 3)反应由现有工艺的2. 5h优化至I. 5_2h，缩短了反应时间，降低了能耗。 4)该方法操作简单，工艺先进，溶剂可回收利用，易于工业化生产。【具体实施方式】 下面结合实施例，进一步阐明本专利技术。这些实施例应理解为仅用于说明本专利技术而 不是用于限制本专利技术的保护范围。在阅读了本专利技术记载的内容之后，本领域技术人员可以 对本专利技术作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本专利技术权利要求书所限定的范 围。 实施例1 : -种16, 17a-环氧-4-孕甾烯-3, 20-二酮的合成方法，包括以下步骤： 在反应釜中加入到 240kg 甲苯（2600mol)、15.0kg(45.4mol)16, 17 α-环氧孕烯 醇酮，升温至ll〇-115°C，然后加入27. Okg环己酮（275. Omol)，再加入I. 5kg(7. 35mol)异 丙醇铝，在超声波作用下反应60min，其中超声波功率控制在5KW，频率控制在15KHz ;反应 完后，减压蒸出有机溶剂，经乙醇重结晶、烘干得16, 17 α -环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮， 16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率86. 2%，液相纯度98. 71%。 实施例2 : 超声波功率10KW，频率控制在15KHz，在超声波作用下反应90min ;其它同实例一， 16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率89. 01%，液相纯度98. 76%。 实施例3 : 超声波功率12KW，频率控制在15KHz，在超声波作用下反应120min ;其它同实例 一，16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率89. 09%，液相纯度99. 00%。 实施例4: 超声波功率15KW，频率控制在15KHz，在超声波作用下反应150min ;其它同实例 一，16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率89. 04%，液相纯度99. 03%。 实施例5 : 超声波频率20KHz，超声波功率5KW，在超声波作用下反应90min ;其它同实例一， 16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率87. 96%，液相纯度99. 09%。 实施例6 : 超声波频率20KHz，超声波功率10KW，在超声波作用下反应60min ;其它同实例一， 16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率88. 22%，液相纯度99. 11%。 实施例7 : 超声波频率20KHz，超声波功率12KW，在超声波作用下反应150min ;其它同实例 一，16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率89. 62%，液相纯度99. 10%。 实施例8 : 超声波频率20KHz，超声波功率15KW，在超声波作用下反应120min ;其它同实例 一，16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率90. 10%，液相纯度99. 11%。 实施例9: 超声波频率30KHz，超声波功率5KW，在超声波作用下反应120min ;其它同实例一， 16, 17a-环氧-4-孕留烯-3, 20-二酮收率89. 26%，液相纯度99. 06%。 实施例10 : 超声波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用超声波制备16,17a‑环氧‑4‑孕甾烯‑3,20‑二酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：将16,17α‑环氧孕烯醇酮溶于有机溶剂中，升温至100‑115℃，加入脂肪族酮类化合物与有机铝催化剂，在功率为5‑15kW、频率为15‑40kHz的超声波作用下反应60‑120min后，减压蒸出有机溶剂，经乙醇重结晶得到16,17α‑环氧‑4‑孕甾烯‑3,20‑二酮，其反应方程式如下：。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈孝华，裴胜汛，李奇，李德江，邓海峰，柳景万，彭泽洋，
申请(专利权)人：湖北民生生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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