Synthesis of Vitamin D3 Precursors from Cholesterol
维生素D3是人体中非常重要的化学物质。它控制着人体生理和形态方面的诸多功能。在工业和实验室里它主要是由胆固醇合成的。胆固醇首先转化成7-脱氢胆固醇然后7-脱氢胆固醇在紫外线作用下转化成维生素D3。胆固醇转化成7-脱氢胆固醇可以经过不同的中间步骤，相对应的也就有一系列的中间化合物，如胆固醇3-醋酸酯、7-羟基胆固醇、7-溴基胆固醇、胆固醇7-乙酸酯、7-乙酰基胆固醇、7-甲苯酰氧基胆固醇等。
论文研究的目的就是为了建立详细的中间物合成过程。胆固醇的3号位上的羟基可以转化为类似于乙酰基、甲苯磺酰基或酮基之类的惰性基团，这就可以确保它在进一步的反应中不受催化剂的作用。乙酸酐在含氮碱性物质中，能够生成乙酰化的胆固醇(胆固醇3-醋酸酯)，而且收率很高。同样，在吡啶的二氯甲烷溶液中，胆固醇的羟基可以被磺酰化生成对甲苯磺酰氯。而胆固醇的羟基又可以被高锰酸钾和二氧化锰氧化成酮。胆固醇3-醋酸酯在氧化硒作用下可以转化成7-羰基胆固醇。氧化硒是非常重要的烯丙基氧化剂，经常用于合成烯丙醇和α，β-不饱和酮。本课题目前主要研究在叔丁基过氧化氢环境中，氧化硒对胆固醇3-醋酸酯7位上羟基的氧化作用应用。研究发现氧化硒的氧化性能主要取决于反应条件，尤其是溶液。较其它溶剂而言，丙酮作为反应的溶剂时，氧化硒的活性更高。最佳的反应条件如下：室温，等量的叔丁基过氧化氢和丙酮作溶剂，用负载于硅胶的氧化硒作催化剂。最高收率是80％。
在不同溶剂体系中加入不同的金属盐类可以改善铜催化烯烃的丙烯基乙酸化反应。这个方法被很好的用于类固醇7位上的直接丙烯基乙酸化反应，得到的乙酸化产物只有α-异构体。相对于目前报道的其他方法，这个方法能够大量减少成本和对环境造成的危害，并能够提高产量，在最优的条件下可以达到90％。在O，N-双(三甲基硅烷基)乙酰胺中，钼催化下的丙烯基乙酸酯消去反应得到了改进。这个方法被很好的用于7-乙酸基胆固醇-3-乙酸酯(胆固醇-3，7-双乙酸酯)的消去反应中，产物主要为5，7-环二烯(7-脱氢胆固醇-3-乙酸酯)。相对于以前报道的方法，此方法不仅能够降低成本，使副产物降低到最少，同时能够达到很好的产率(最高可达70％)。反应温度对六羰基钼的消去反应影响很大，在较温和的温度下可以得到较高的产量，当温度过高或者过低时，分离得到的同环二烯产量都很低。
类似地，胆固醇通过7位上烯丙基溴化反应，然后脱除溴化氢也可以合成7脱氢胆固醇(7-DHC)。这是得到7-脱氢胆固醇的一条既简便又便宜的路线。在论文中详细研究了烯丙基溴化和脱溴化氢反应，以及在脱溴化氢的反应中，不同的反应条件对生成7-脱氢胆固醇的影响。在不同的催化剂、温度和溶剂条件下进行了详细的比较研究，此外在脱溴化氢的反应中用到了相转移催化剂和不同的金属碱。初步结果显示相转移催化剂和某些金属催化剂，在7-溴代胆固醇脱溴化氢转化为7-脱氢胆固醇(7-DHC)的反应中，具有更强的区域选择性和更高的产率。
维生素D3;胆固醇烯;丙基氧化反应;7-胆固醇乙酸酯;烯丙基溴化;铜催化烯
北京化工大学
博士
Chemical Engineering and Technology
谭天伟
2010
TQ466.3;TQ460.1
157
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）