本发明涉及一种甾体类植物激素的合成，尤其是从植物油下脚制取具有生物活性的表油菜内酯及其类似物的方法。 表油菜内酯（2α，3α，22R，23R-四羟基-B-高-7-氧-5α-麦角甾-6-酮）及其类似物（其化学式为Ⅰ、Ⅱ所示）是一类新型植物激素，经中国科学院上海植物生理研究所大田实验表明，对农作物有较强的增产作用。用0.01ppm浓度的表油菜内酯处理花期小麦，可增加麦穗的结实率和穗粒重，使小麦增产10%，用同一浓度处理玉米果穗，可使玉米增产9-18%;用0.1ppm浓度处理黄瓜和西瓜苗，可促使黄瓜增产30%，西瓜增产20%，可以预期表油菜内酯及其类似物在农业上的应用将会带来明显的经济效益。因此，人们对它的人工合成非常重视。目前，已有几条路线合成表油菜内酯及其类似物。Thompson等以麦角甾醇为原料，经十一步反应制得表油菜内酯[参见文献J.Org.Chem.1979，44（26），5002]。Ikekawa等以油菜甾醇为原料，经五步反应制得表油菜内酯[参见日本专利JP 60，139，685]。这些方法都是以适当的天然甾体化合物作原料，经过A/B环的结构改造和侧链双键的共面氧化来完成的。但是，第一条路线的反应步骤长，制备规模小，总收率低，难于工业化;第二条路线虽然反应步骤短，但原料来源不易，总收率亦低。
本发明的目的在于获得一种原料丰富、合成步骤简单，总产率较高而又能工业化的方法来制备表油菜内酯及其类似物。
本发明的要点是以植物油下脚为原料，经一般皂化，提取混合甾醇Ⅲ，不经分离纯化，就直接磺酰化并醇解，以封闭B环上的双键，然后，使侧链双键共面氧化。由于甾醇结构与甾烷结构的极性相差很大，故通过柱层析可以方便地把氧化产物-二醇化合物与混合甾醇中原先所含有的不能被氧化的饱和烷烃分离开。在用合适地保护基使羟基保护后，进行臭氧化反应，使烷氧基直接氧化成羰基。随后，开环，并使A环双键共面氧化、引入顺式双羟基，B环内酯化反应，去保护基，从而制得表油菜内酯及其类似物。用本发明所提供的方法，如以菜油下脚为原料，可制取表油菜内酯;以豆油下脚为原料，可制取高油菜内酯。
本发明所述的方法可用如下化学反应式来表示：
本发明详细阐述如下：
a、从植物油下脚提取混合甾醇Ⅲ：
菜油或豆油下脚以10%氢氧化钾水溶液，100℃煮沸10-24小时，进行皂化反应，再用乙醚或乙酸乙酯提取，除去溶剂，乙醇重结晶，制得混合甾醇Ⅲ。
由菜油下脚所提取的混合甾醇中其主要成分以β-谷甾醇和油菜甾醇为主，从结构看，它们的A、B甾环是一致的。其差别主要表现在侧链上，有饱和与不饱和之分。若要将两者分开是比较困难的。[参见文献J.Am.Chem.Soc.，1939，61，142;JP60，215，699;DE3，506，938]。
本发明采用先封闭甾环双键，后氧化侧链双键的办法，利用邻二羟基结构与饱和烷烃结构极性上的明显差别，使两者分开，也就是说，当甾环双键封闭后，侧链氧化，使侧链不饱和化合物氧化成二醇化合物，从而与不被氧化的饱和化合物分开。这样达到了分离混合甾醇的目的，且方法简单，分离容易。
b、本发明封闭甾环双键的反应是这样进行的：
用一般磺酰化试剂使混合甾醇Ⅲ磺酰化，较好的磺酰化试剂是甲磺酰氯，对-甲苯磺酰氯。
这样制得的3β-甲磺酰氧基或3β-对-甲苯磺酰氧基化合物是甾烯和甾烷的混合物，经醇解（在吡啶存在下与甲醇反应），制得6β-甲氧基-3α，5-环-5α-甾烯和甾烷混合物。
c、上述混合物Ⅳ，在极性溶剂中，用合适氧化剂，使甾烯化合物的侧链共面氧化，得到邻二醇化合物Ⅴ及其立体异构体Ⅵ，经层析分离，使其与未氧化的甾烷化合物分开，合适的氧化剂是N-甲基-吗啡啉-N-氧化物，在少量催化剂四氧化锇存在下，反应溶剂使用混合溶剂，合适的配比为叔丁醇∶四氢呋喃∶水＝10∶8∶1。
d、式Ⅴ、Ⅵ邻二醇化合物，用合适保护基保护羟基，制得羟基受到保护的相应化合物Ⅶ、Ⅷ，式中R是异丙基、苄基、二甲基叔丁基硅基、乙酰基等。
e、在有机溶剂中，用合适的氧化剂，在少量催化剂存在下，使烷氧基氧化成羰基，从而制得甾酮化合物Ⅸ、Ⅹ。
氧化反应通常在0～-78℃之间进行，最佳温度范围是-50～-78℃，所用的氧化剂是臭氧，四氧化铷。优选臭氧，可用吡啶作催化剂。
利用本发明的方法可使烷氧基直接氧化成羰基，制得关键性中间体22R，23R-二乙酰氧基-3α，5-环-5α-麦角甾-6-酮。
f、式Ⅸ、Ⅹ化合物开环制得式Ⅺ、Ⅻ化合物，其中RR如上述定义。本发明的方法所用的A环异构化反应是利用吡啶氢溴酸盐进行的，[参见文献Steroids 1985 45，561，]
g、在极性溶剂和四氧化锇存在下，使式Ⅺ、Ⅻ化合物的A环上双键共面氧化，制得化学式为ⅩⅢ、ⅩⅣ的化合物。
h、使式ⅩⅢ、ⅩⅣ化合物的B环内酯化和侧链羟基去保护基，制得化学式为Ⅰ的化合物及其相应的立体异构体Ⅱ。
本发明的方法原料来源丰富，成本低廉。鉴于油菜籽为我国大宗油料作物，油菜资源极为丰富，利用菜油下脚作为甾体原料不仅变废为宝，而且也减轻了菜籽加工时大量下脚所造成的环境污染。由于混合甾醇不经分离纯化而直接反应，使原来难于分开的化合物比较容易分离，大大简化了纯化操作，而且本发明所提供的一步臭氧化反应可使烷氧基直接氧化成羰基，缩短了反应步骤。显然，根据上述优点，在工业规模应用本发明的方法是可能的。
本发明通过下列实施例作进一步详细说明：
实施例1：
混合甾醇（Ⅲ）的提取
植物油（菜油或豆油）下脚料，加10%氢氧化钾乙醇溶液，煮沸皂化10小时，冷却后加水二倍，乙醚提取，蒸去溶剂后得黄色固体。再用乙醇重结晶，制得混合甾醇Ⅲ。
从菜油下脚料提取的油菜混合甾醇，主要含有：
β-谷甾醇（Sitosterol） 百分含量：～55%
菜子甾醇（Campesterol） ～25%
油菜甾醇（Brassicasterol） 5-20%
从豆油下脚料提取的大豆混合甾醇，主要含有：
β-谷甾醇 百分含量：～65%
大豆甾醇（stigmasterol） ～20%
实施例2：
3β-甲磺酰氧基甾烷和甾烯的混合物制备。
20克混合甾醇溶于100毫升二氯甲烷中，加20毫升三乙胺，冷却至0℃以下，滴加7毫升甲磺酰氯搅拌过夜，蒸去大部分溶剂后加入乙醚300毫升，水洗，干燥（用无水硫酸钠），除去乙醚，层析分离，得混合甾醇的甲磺酸酯20-24克，收率83-100%。
H NMR（100MHz，CDCL3）
0.59～1.0（m），2.88（s，CH SO）
4.00（m），5.1-5.3（m，＝CH）
实施例3：
6β-甲氧基-3α，5-环-5α-甾烷和甾烯混合物的制备。
在20克混合甾醇的甲磺酸酯化合物中，加入210毫升干燥甲醇，9毫升吡啶，回流5小时，冷却后蒸去溶剂，倾入水中，用乙酸乙酯提取，干燥，除去溶剂后柱层析，得产物13-15克，收率75-85%。
H NMR（100MHz，CDCL3）
0.6～0.9（m） 3.10（s，-OCH） 5.10（m，＝CH）
实施例4：
22，23-二羟基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-麦角甾烷的制备。
在12克由油菜混合甾醇制备的6β-甲氧基-3α，5-环-5α-甾烷烯混合物中，加入100毫升叔丁醇，80毫升四氢呋喃，10毫升水，搅拌下加入3克N-甲基吗啡啉-N-氧化物和300毫克四氧化锇，室温搅拌三天。加入100毫升饱和亚硫酸氢钠水溶剂，再搅拌半小时，用乙醚萃取，水洗、干燥，蒸去溶剂后柱层析，得产物2克，副产物（主要是6β-甲氧基-3α，5-环-5α-豆甾烷）9克。
H-NMR（100MHz，CDCL3）
δ0.64（s，3H），0.8～1.0（m）
3.24（3H，s，-OCH），3.60（1H，m，CH-OH），
4.00（1H，m，CH-OH）。
实施例5：
22S，23S-和22R，23R-二乙酰氧基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-麦角甾烷的制备。
在2克22，23-二羟基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-麦角甾烷中，加入35毫升吡啶，11毫升乙酸酐，室温搅拌24小时，倾入150毫升饱和碳酸氢钠溶液中，乙醚萃取，水洗干燥后蒸去溶剂，柱层析，得0.5克22S，23S-二乙酰氧基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-麦角甾烷（ⅩⅤ），1.5克22S，23R-二乙酰氧基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-麦角甾烷（ⅩⅥ）。
ⅩⅤ：
IR 1735，1460，1370cm-1
H-NMR（100MHz，CDCL3）
δ0.62（3H，s），0.70（3H，d），
0.80（6H，d），0.94（3H，s），
1.20（3H），1.98（3H，s，OAc）
2.02（3H，s，-OAc），3.20（3H，s，-OCH），
4.98（1H，m，CH-OAc）5.02（1H，m，CH-OAc），
MS（m/e）：531（M+1），516，499.476，
IR 1740，1460，1370cm-1
ⅩⅥ：
H-NMR（100HMz，CDCL3）
δ0.62（3H，s），0.70（3H），
0.88（9H），0.96（3H，s），
1.98（3H，s，-OAc），2.01（3H，s，OAc）
3.21（3H，s，-OCH），5.02（1H，m，CH-OAc），
5.17（1H，m，CH-OAc）.
MS（m/e）：531（M+1），516，499，476，
实施例6：
22R，23R-二乙酰氧基-3α，5-环-5α-麦角甾-6-酮的制备。
在0.4克22R，23R-二乙酰氧基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-麦角甾烷中加入40毫升二氯甲烷，0.4毫升吡啶，冷却至-78℃-50℃下通臭氧1小时，蒸去溶剂后柱层析，得产物0.32-0.35克，收率75%-85%。
IR 1740，1690，1460，1370cm-1
H-NMR（400HMz，CDCL3）
δ0.70（3H，s），0.82（3H，d，J＝7），
0.86（3H，d，J＝6.6），0.90（3H，d，J＝7），
0.98（3H，s），0.99（3H，d，J＝6.5），
2.00（3H，s，-OAc） 2.01（3H，s，-OAc），
5.05（1H，m，CH-OAc），5.23（1H，m，CH-OAc）
MS（m/e）：514（M），394（M-2×AcOH）
实施例7：
22R，23R-二乙酰氧基-6-羰基-5α-麦角甾-2-烯。
1.1克22R，23R-二乙酰氧基-3α，5-环-5α-麦角甾-6-酮中，溶于40毫升N，N-二甲基酰胺（DMF），加入1.1克吡啶氢溴酸盐。在160℃下搅拌3小时，冷却后倾入水中，用乙醚萃取，水洗，干燥，蒸去溶剂后在硅胶柱上柱层析，用石油醚与乙醚（体积比为3∶1）的混合物作为洗脱剂。得产物0.85克，收率78%。
IR 3020，1744，1710，1460，cm-1
H-NMR（400MHz，CDCL3）：
δ0.65（3H，s），0.70（3H，s），
0.80（3H，d，J＝7），0.86（3H，d，J＝7），
0.92（3H，d，J＝7），0.99（3H，d，J＝7），
2.00（3H，s，-OAc） 2.02（3H，s，-OAc），
5.04（3H，m，CH-OAc），5.22（1H，m，CH-OAc）
5.55（1H，m，＝CH） 5.66（1H，m，＝CH）.
MS （m/e）：514（M），499，486
实施例8：
22R，23R-二乙酰氧基-2α，3α-二羟基-5α-麦角甾-6-酮的制备。
在750毫克22R，23R-二乙酰氧基-6-羰基-5α-麦角甾-2-烯中，加入20毫升叔丁醇，16毫升四氢呋喃，4毫升水，搅拌加入800毫升N-甲基吗啡啉-N-氧化物，100毫克四氧化锇，所得混合物在25℃搅拌16-24小时，然后，在反应混合物中加100毫升饱和亚硫酸氢钠溶液，半小时后用乙酸乙酯提取，无水硫酸钠干燥，蒸馏除去溶剂，所得残渣柱层析精制，得780毫克产物，收率97%。
IR 3450，1740，1710，1460，cm-1
H-NMR（400MHz，CDCL3）δ：
0.64（3H，s），0.73（3H，s），
0.80（3H，d，J＝7），0.84（3H，d，J＝6.7），
0.90（3H，d，J＝6.8），0.97（3H，d，J＝7），
2.00（3H，s，-OAc），2.01（3H，s，-OAc），
2.64（1H，m），3.72（1H，m，CH-OH），
4.01（1H，m，CH-OH），5.05（1H，m，CH-OAc），
5.20（1H，m，CH-OAc）
MS（m/e）：549（M+1），531，513.
实施例9：
2α，3α，22R，23R-四羟基-B-高-7-氧-5α-麦角甾-6-酮（表油菜内酯）的制备。
500毫克22R，23R-二乙酰氧基-2α，3α-二羟基-5α-麦角甾-6-酮溶解在20毫升二氯甲烷中，冰浴下加入1.3毫升过氧三氟醋酸的二氯甲烷溶液（10毫升二氯甲烷，冰浴下加入0.75毫升30%双氧水制得上述过氧三氟醋酸溶液），0℃下搅拌1-3小时，所得反应混合物倾入碳酸氢钠饱和溶液中，以乙酸乙酯提取，减压蒸去溶剂，得粗产物550毫克。随后加入40毫升5%氢氧化钾-甲醇溶液，70℃下回流1小时，冷却后加入浓盐酸，调节PH＜3，搅拌1-3小时，乙酸乙酯提取，除去溶剂后柱层析，再用乙酸乙酯重结晶，得产物250毫克，收率60%。
mp250℃
IR 3420，1730，1715cm-1
实施例10：
22S，23S-二乙酰氧基-3α，5-环-5α-麦角甾-6-酮的制备。
按实施例6条件制备。
IR 1730，1590，1460，1370。cm-1
H-NMR（400MHz，CDCL3）
δ0.69（3H，s），0.71（3H，d，J＝7）
0.73（3H，d，J＝6.4），0.89（3H，d，J＝6.4），
0.90（3H，d，J＝7），0.98（3H，s），
2.06（3H，s，-OAc），2.11（3H，s，-OAc），
5.08（2H，m，CH-OAc）
MS（m/e）：514（M），454，394.
实施例11：
22S，23S-二乙酰氧基-6-羰基-5α-麦角甾-2-烯的制备。
按实施例7条件制备。
IR，3020，1740，1709，1460，1430。cm-1
H-NMR（400MHz，CDCL3）δ值：
0.63（3H，s），0.68（3H，s）
0.72（3H，d，J＝7），0.81（3H，d，J＝7）
0.89（3H，d，J＝6.4），0.96（3H，d，J＝7），
0.05（3H，s，-OAc），2.07（3H，s，-OAc），
5.06（1H，m，CH-OAc） 5.18（1H，m，CH-OAc），
5.54（1H，m，＝CH），5.66（1H，m，＝CH）
MS（m/e）：514（M），499，486.
实施例12：
22S，23S-二乙酰氧基-2α，3α-二羟基-5α-麦角甾-6-酮的制备。
按实施例8条件制备。
IR 3450，1740，1710，1460，1370cm-1
H-NMR（400HMz，CDCL3）δ值：
0.60（3H，s），0.69（3H）
0.72-0.80（6H），0.90-0.94（6H），
1.99（3H，s，-OAc），2.01（3H，s，-OAc），
3.70（1H，m），3.98（1H，m），
5.00（1H，m） 5.16（1H，m）
MS（m/e）：531（M-17），513，428.
实施例13：
2α，3α，22S，22S-四羟基-B-高-7-氧-5α-麦角甾-6-酮的制备。
按实施例9条件制备。
IR 3420，1730，1715cm-1
mp：193℃。
实施例14：
22，22-二羟基-6β-甲氧基-3α，5-环-5α-大豆甾烷的制备。
按实施例4条件从由大豆混合甾醇制得的6β-甲氧基-3α，5-环-5α-甾烷烯混合物制备。
IR 3420，1730，1715cm-1
实施例15：
22S，23S-和22R，23R-二乙酰氧基-6-甲氧基-3α，5-环-5α-大豆甾烷的制备。
按实施例5条件制备。
实施例16：
22S，23S-二乙酰氧基-3α，5-环-5α-大豆甾-6-酮的制备。
按实施例6条件制备。
IR 1730cm-1
H-NMR（400HMz，CDCL3）
δ0.70（3H，s，18-CH），0.85（3H，d，J＝7，20-CH）
0.92（9H），1.02（3H，s，19-CH），
2.03（3H，s，-OAc），2.07（3H，s，-OAc），
2.45（2H，m），5.00（1H，m），
5.22（1H，m），
MS（m/e）：528（M），468（M-AcOH），4.08（M-2×AcOH）。