7-酮-胆固醇的制备方法技术

一种由胆固醇氧化制备７－酮－胆固醇的方法。该方法是以Ｎ－羟基衍生物作为主催化剂，过渡金属盐作为助催化剂，其中胆固醇与主催化剂和助催化剂的反应摩尔比为１００∶５∶０．５至１００∶１５０∶１．５之间，在０℃～１２０℃的反应温度下使用分子氧或富氧气体，氧化胆固醇生成７－酮－胆固醇。反应结束后通过四氯化碳回收的主催化剂再次用于反应。具有原料成本低、原料回收利用、环境污染少等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以N-羟基衍生物作为主催化剂，过渡金属盐作为助催化剂，使用分子氧 或富氧气体，氧化胆固醇生成7-酮-胆固醇的方法。
技术介绍
7-酮-胆固醇是用于制备维生素D3的重要中间体。有关在 US5030739中，描述了使用N-羟基邻苯二甲酰亚胺和胆固醇以摩尔比1: 1反应，经氧化获 得7-酮-胆固醇的方法。该方法的缺点是使用大量的NHPI进行反应，最高收率为73.8%，且 回收后的NHPI未见参与套用，。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备7-酮-胆固醇的新方法，以在某些情况下解决现有技术中存 在的缺陷，例如所用原料成本高、环境污染严重、原料回收利用困难等。以上目的具体的是通过以下途径来实现的以N-羟基衍生物作为主催化剂，过渡金属盐作为助催化剂，将一定配比的胆固醇和主催化剂在适当溶剂中溶解后加入助催化剂，在一定温度下通入含氧气体，氧化胆固醇，待胆固醇完全氧化后，将溶剂蒸干，获得7-酮-胆固醇； 通过四氯化碳可方便的将产物及催化剂分离开来，所得催化剂经干燥处理即可循环利用。 反应式如下其中&为OAc， R2为CgHn，所述主催化剂为使用的主催化剂为N-2及其N-羟基衍 生物；助催化剂为过渡金属盐。本专利技术产物经过后处理在吡啶中和乙酸酐作用后蒸干溶剂，加入甲醇使得产物析出， 也可用酮类试剂对其进行重结晶提纯，后处理中的残液也可用于循环利用。本专利技术的溶剂一般为三到九个碳原子的酮类、醚类，呋喃、四氢呋喃、吡喃、四氢吡喃、二甲基亚砜、N， N-二甲基亚酰胺。本专利技术的主催化剂为N-2及其N-羟基衍生物，为以下结构式标号NHPI、 N-l、 N-2、 N-3、 N-4、 N-5、 N-6、 N隱7、 N誦8、 N-9中的一种<formula>formula see original document page 5</formula>OH N-9，式中R产CMe3，Rf3，5-(N02)C6H3。本专利技术的助催化剂过渡金属盐的阳离子为Fe3+、 Cr3+、 V3+、 Ti2t、 Mn2+、 Fe2+、 Co2+、 Ni2+、 Cu2+、 Zn2+中的一种或两种；阴离子为CI—、 Br—、 F—、 P043_、 S042_、 N03—、 CH3C0(T、 acacT、 OAc—中的一种或两种，优选钴、锰金属的乙酸酯盐联用。本专利技术的胆固醇与主催化剂和助催化剂之间的配比是，胆固醇主催化剂助催化剂摩 尔比为ioo : 150 : 1.5至ioo : 5: 0.5之间。本专利技术中所使用的氧化剂可以是纯氧、富含氧气的气体、空气。以i千克胆固醇计，每小时的通氧量通常是5 100L，并优选在10 50L。对于其他含氧气，其通气量可根据含氧 量进行相应的折算。特别地，在使用分子氧或富氧气体的情况下，在加压的条件下进行反应， 氧气压力控制在0.2 2atm，并优选在l~1.5atm。适合于本专利技术的反应温度一般与溶剂沸点相当，在0'C 12(TC之间，并优选在20'C 50 'C之间。本专利技术的优点(1) 使用相对廉价的N-羟基邻苯二甲酰亚胺及其衍生物为催化剂，这些材料是可在市 场上自由购得的，降低反应成本。(2) 所使用的催化剂用量少，反应时间短，且催化剂在反应结束后可方便的回收利用。(3)本反应为维生素D3的合成提供了新的生产路线，避免了原有工艺中的溴代反应， 从而减少对环境的污染，且具有较高的收率，因而有良好的工业应用前景。具体实施方式 实施例1将4,28g (O.lmol)的胆固醇和0,349g的N-2 (lmmol)加入到100ml的四颈烧瓶中，同 时加入65ml的丙酮，由玻璃导管通入分子氧，同时剧烈搅拌(1000rpm)。四颈烧瓶烧瓶置 于水浴中，加热至40°C。待胆固醇及N-2完全溶解后冷却至室温，加入乙酸锰0.0246g (O.lmmol)，反应12小时。反应结束后将溶液减压蒸馏至黄色油状物，加入四氯化碳30ml， 振荡后过滤，滤饼即为N-2。滤液减压蒸馏至棕色油状物后加入吡啶20ml及5ml的乙酸酐， 放置过夜。将溶液减压蒸馏，加入甲醇10ml，冰浴3小时后将析出的晶体过滤，滤饼即为产 物7-酮-月旦固醇，产率81.9%。 实施例2-7类似于实施例l，以N-2为主催化剂，改变助催化剂的产率如下<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例8-10类似于实施例l，以Mn(OAc)2为助催化剂，改变主催化剂的收率如下:<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例11-15类似于实施例l，在不改变催化剂的情况下反应温度、反应溶剂对产率的影响:<table>table see original document page 6</column></row><table><table>table see original document page 7</column></row><table>实施例16实施例1中的主催化剂N-2采用四氯化碳分离的方法回收，反应结束后，将反应液进行 减压蒸馏，加入四氯化碳过滤，回收后的催化剂，经干燥处理，直接再次用于胆固醇的氧化 反应，7-酮-胆固醇的收率为81.4%。权利要求1、一种由胆固醇氧化制备7-酮-胆固醇的方法，反应式如下式中R1为OAc，R2为C8H17；催化剂以N-羟基衍生物作为主催化剂，过渡金属盐作为助催化剂；制备步骤是将一定配比的胆固醇和主催化剂在适当溶剂中溶解后，加入助催化剂，其中胆固醇与主催化剂和助催化剂的反应摩尔比为100∶150∶1.5至100∶5∶0.5之间，通入含氧气体，在0℃～120℃温度下氧化胆固醇，待胆固醇完全氧化后，将溶剂蒸干，获得7-酮-胆固醇；通过四氯化碳将产物及催化剂分离开来，所得催化剂经干燥处理可循环利用。2、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所使用的N-羟基衍生物主催化剂，为以下结 构式标号NHPI、 N-l、 N-2、 N-3、 N-4、 N-5、 N隱6、 N-7、 N-8、 N-9中的一种<formula>formula see original document page 2</formula>3、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于过渡金属盐的阳离子为Fe3+、 Cr3+、 V3+、 Ti2+、 Mn2+、 Fe2+、 Co2+、 Ni2+、 Cu2+、 Zn2+中的一种或两种;阴离子为CI—、 Br、 F—、 P0/一、 S042_、 N03_、 CH3C00—、 acac—、 OAc—中的一种或两种。4、 根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所使用的溶剂为含三到九个碳原子的酮类、 醚类呋喃、四氢呋喃、吡喃、四氢吡喃、N， N-二甲基亚酰胺。5、 根据权利要求1所述制备方法，其特征在于在加压的条件下进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由胆固醇氧化制备７－酮－胆固醇的方法，反应式如下：　＊＊＊　式中：Ｒ↓［１］为ＯＡｃ，Ｒ↓［２］为Ｃ↓［８］Ｈ↓［１７］；催化剂以Ｎ－羟基衍生物作为主催化剂，过渡金属盐作为助催化剂；　制备步骤是：将一定配比的胆固醇和主 催化剂在适当溶剂中溶解后，加入助催化剂，其中胆固醇与主催化剂和助催化剂的反应摩尔比为：１００∶１５０∶１．５至１００∶５∶０．５之间，通入含氧气体，在０℃～１２０℃温度下氧化胆固醇，待胆固醇完全氧化后，将溶剂蒸干，获得７－酮－胆固醇；通过四氯化碳将产物及催化剂分离开来，所得催化剂经干燥处理可循环利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚臻，姚祥华，李浩然，陈志荣，王从敏，毛建拥，胡柏剡，
申请(专利权)人：浙江大学，浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]