專利名稱：一種9z, 11e-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的化學合成方法。。
背景技術(shù)：
斜紋夜蛾{Spodoptera litura)屬昆蟲綱鱗翅目夜蛾科，又名蓮紋夜蛾，是重要的世界性農(nóng)作物害蟲。斜紋夜娥在國內(nèi)各地均有發(fā)生，且具有間歇性暴發(fā)的成災特性，是我國主要農(nóng)業(yè)害蟲之一，主要發(fā)生在長江中下游流域和黃河流域的河南、河北及山東等省。成蟲生殖力強，繁殖迅速，在中國長江流域年發(fā)生5飛代；幼蟲為雜食性昆蟲，食量大，棲息地隱蔽，常成群遷徙危害農(nóng)作物，其寄主作物相當廣泛，除十字花科蔬菜外，還可危害包括瓜、茄、豆、蔥、韭菜、菠菜以及糧食、經(jīng)濟作物等近100科300多種植物。斜紋夜蛾的防控目前主要依賴化學防治，這不僅大量殺傷天敵，也降低了蔬菜食品安全性，此外化學農(nóng)藥的頻繁使用已導致害蟲產(chǎn)生抗藥性，這給我國蔬菜生產(chǎn)造成了嚴重威脅。這一系列問題給全世界的斜紋夜蛾防治提出了新的要求和挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)新的有效的防治方法越顯迫切。作為一種新興的防治手段，昆蟲信息素已在世界許多國家的多種害蟲的的綜合治理中發(fā)揮著日益重要的作用。使用信息素防治斜紋夜蛾具有專一性、高活性、環(huán)境友好和對農(nóng)作物安全等優(yōu)點，已經(jīng)成為該種害蟲生態(tài)防控的有效措施之一，目前國內(nèi)外已有很多成功實例。昆蟲信息素是昆蟲自身釋放的并在昆蟲之間起通訊作用的微量化學物質(zhì)，是昆蟲交流的化學分子語言。斜紋夜蛾雌成蟲在性成熟后釋放出的性信息素刺激雄蛾性沖動并引誘雄蛾向釋放源定向飛行，與雌成蟲交配以繁衍后代。斜紋夜蛾成蟲通過性信息素的交配聯(lián)絡是專一且高效率的。斜紋夜蛾性信息素成分已經(jīng)被多人研究鑒定為4種組分:(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯，(9Z, 12E)-十四碳二烯醇乙酸酯，(9Z)-十四碳烯醇乙酸酯和(IlE)-十四碳烯乙酸酯，區(qū)別在于不同斜紋夜蛾地理種群的性信息素4種組分的比例存在一定差異。(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯(I)是斜紋夜蛾性信息素的主要組分。利用人工合成的性信息素進行蟲口密度監(jiān)測、大量誘捕和交配干擾，從而達到控制其對農(nóng)作物危害的目的，在實踐中已被證明是行之有效的。已有多篇文獻報道了(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法。合成該化合物的關(guān)鍵和難點是如何高立體選擇性地構(gòu)建順反共扼雙鍵。現(xiàn)有的(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法大體可以分成3大類:不飽和醛的Wittig反應；共軛烯炔的立體選擇性氫化；烯基金屬化合物與鹵代烯烴化合物的偶聯(lián)。這些方法都有這樣那樣的缺點:需要苛刻的反應條件例如無水無氧反應和_70°C以下的低溫，使用昂貴的催化劑和有機金屬試劑導致成本高昂 ，Wittig反應立體選擇性差，合成步驟較長，不適合工業(yè)化生產(chǎn)，繼而影響信息素防治斜紋夜蛾的大規(guī)模推廣應用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種原料廉價易得、合成路線簡單、反應條件溫和、操作安全便利以及產(chǎn)率高成本低的(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是以7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醛和I，5_戊二醇為起始原料，首先7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醛還原為7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇，再與乙基溴化鎂進行Kumada交叉偶聯(lián)反應得到(4Z，6E)-壬二烯醇，再經(jīng)氯化亞砜氯代得到(3E, 5Z)-9-氯壬二烯，(3E，5Z)-9-氯壬二烯與鎂反應制備相應的格氏試劑并與從1，5-戊二醇制備的2-(5-溴戊氧基)-四氫吡喃在四氯銅酸鋰催化下偶聯(lián)得到2-(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)_四氫吡喃，最后與乙酰氯反應得到目標產(chǎn)物(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯。7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醇的制備方法是將7_溴-(4Z，6E)-庚二烯醛和硼氫化鈉溶于甲醇中，反應1-5小時，加飽和氯化銨溶液中止反應，蒸除甲醇，經(jīng)萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析純化得到7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇。(4Z, 6E)-壬二烯醇的制備方法是在氮氣保護下，將7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇和催化劑1，3-雙(二苯基膦丙烷)二氯化鎳溶于無水四氫呋喃中，1.2-2.0倍的乙基溴化鎂在冰浴冷卻下加入到上述反應混合物中，繼續(xù)反應3-15小時，加入飽和氯化銨溶液淬滅反應，蒸除四氫呋喃，經(jīng)萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到(4Z，6E)-壬二烯醇。(3E，5Z)-9-氯壬二烯的制備方法是是將(4Z，6E)-壬二烯醇溶于干燥的二氯甲烷中，加入摩爾比0.5-2倍的氯化亞砜，冰浴下反應1-5小時后，加入飽和氯化銨溶液淬滅反應，經(jīng)萃取、干燥并蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，再經(jīng)減壓蒸餾或硅膠柱層析分離得到(3E, 5Z) -9-氯壬二烯。5-溴-戊醇的制備方法是將1，5-戊二醇溶于甲苯中，加入摩爾比0.9-1.5倍的氫溴酸，在120-125°C下回流反應12-36小時后停止反應，經(jīng)中和、萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得剩余物，即5-溴-戊醇，無需進一步分離可直接用于下一步反應。5-溴-戊醇的保護反應是將5-溴-戊醇溶于二氯甲烷中，加入1.2-1.5倍的二氫吡喃，在冰浴冷卻下反應1-5小時后加水停止反應，經(jīng)萃取、干燥并蒸除溶劑后得剩余物，即2-(5-溴戊氧基)-四氫吡喃，無需進一步分離可直接用于下一步反應。(3E，5Z)-9-氯壬二烯的偶聯(lián)反應是在氮氣保護下，將(3E，5Z)-9_氯壬二烯與摩爾比0.9-1.3倍的鎂在無水四氫呋喃中反應制備相應的格氏試劑，然后冷卻至0 -780C下，加入摩爾比0.5-1倍的2-(5-溴戊氧基)_四氫吡喃的無水四氫呋喃溶液和19^30%mo I的四氯銅酸鋰無水四氫呋喃溶液,繼續(xù)反應3-20小時后,加適量飽和氯化銨溶液中止反應，蒸除四氫呋喃，經(jīng)過萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到2-(9Z, IlE-十四碳二烯氧基)-四氫吡喃。(9Z, IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的制備是將2_(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)_四氫吡喃和摩爾比1-2倍乙酰氯溶于乙酸中，反應2-5小時后，加飽和碳酸鈉溶液中和，經(jīng)萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到目標產(chǎn)物(9Z，IlE)-十四碳二烯
醇乙酸酯。
本發(fā)明的優(yōu)點在于:(I)立體選擇性高。7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醛的順反異構(gòu)純度>99%，Kumada交叉偶聯(lián)反應不會導致順反異構(gòu)純度的降低，因此目標產(chǎn)物的順反異構(gòu)純度>99%。(2)原料廉價易得，成本較低。7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醛的制備中使用的貴金屬催化劑可以回收，其他如溴乙烷、1，5-戊二醇等原料和試劑價廉。(3)合成路線簡單，生產(chǎn)周期縮短。各步反應條件溫和，操作便利安全，除Wittig反應條件稍苛刻外，其余步驟均屬于簡單反應，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
圖1為關(guān)鍵中間體——(3E，5Z)-9_氯壬二烯(6)的合成路線。圖2為另一個中間體——2-(5-溴戊氧基)_四氫吡喃⑶的合成路線。圖3為目標產(chǎn)物一(9Z, IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成路線。上述圖1-3中的英文字符的含義如下:NaBH4——硼氫化鈉；MeOH——甲醇；EtMgBr——乙基溴化鎂；THF——四氫呋喃；NiCl2(dppp)——I, 3-雙(二苯基膦丙烷)二氯化鎳；S0C12——氯化亞砜；CH2C12——二氯甲烷；HBr——氫溴酸；PhCH3——甲苯；DHP——3，4-二氫吡喃；Li2CuCl4——四氯銅酸鋰；CH3C0C1——乙酰氯。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體的描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例1 7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇(4)的制備:7_溴_(4Z，6E)-庚二烯醛(化合物2)的按照中國專利ZL96116429.8描述的方法制備。將7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醛(18.9 g, 100 mol)和硼氫化鈉(1.9 g, 50 mol)溶于500ml甲醇中并加入0.5 ml的6M的NaOH水溶液，在(TC下反應3小時，用6M的鹽酸酸化至中性，蒸除甲醇，加入石油醚萃取3次，再經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱層析(洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯)純化得到7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇14.1 g，產(chǎn)率74%。
實施例2 (4Z, 6E)-壬二烯醇(5)的制備:在氮氣保護下，7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醇(13.4 g, 70 mmol)和催化劑1，3_雙(二苯基膦丙烷)二氯化鎳(76 mg,
0.14mmol)溶于140 ml無水四氫呋喃中，常法制備的乙基溴化鎂(175 mmol)的210 ml無水四氫呋喃溶液在冰水浴冷卻下滴加到上述反應混合物中，繼續(xù)反應12小時，加入飽和氯化銨溶液淬滅反應，蒸除四氫呋喃，用乙酸乙酯萃取3次，有機層經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱層析(洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯)純化得到(4Z，6E)-壬二烯醇8.63 g，產(chǎn)率88%。實施例3 (3E，5Z)-9_ 氯壬二烯(6)的制備:(4Z，6E)-壬二烯醇(8.4 g，60mmol)溶于120 ml 二氯甲燒中，冰浴冷卻下緩慢滴加氯化亞砜(10.7 g, 90 mmol),繼續(xù)反應I小時，加適量水中止反應，分出有機層，再用二氯甲烷萃取2次，有機層經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，減壓蒸餾得到(3E，5Z) -9-氯壬二烯7.62 g，產(chǎn)率80%。實施例4 5-溴-1-戊醇(7)的制備:1，5-戊二醇(20.8 g, 0.2 mol)溶于400ml甲苯中，加入48%氫溴酸(40.5 g, 0.24 mol)，在120_125°C下回流反應24小時后停止反應，加適量飽和碳酸鈉中和，分出有機層，再用甲苯萃取2次，經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，即5-溴-戊醇31.7 g，產(chǎn)率95%，未進一步分離直接用于下一步反應。實施例5 2-(5-溴戊氧基)_四氫吡喃⑶的制備:5_溴-戊醇(30 g，0.18mol)溶于IOOml 二氯甲烷中，加入二氫吡喃(18.1 g, 0.216 mol)和對甲苯磺酸(1.8mmol, 342mg)，在冰浴冷卻下反應3小時，加水停止反應，分出有機層，再用二氯甲烷萃取2次，經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，即2- (5-溴戊氧基)-四氫吡喃42 g，產(chǎn)率93%,未進一步分離直接用于下一步反應。實施例6 2-(9Z, IlE-十四碳二烯氧基)_四氫吡喃(9)的制備:(3E，5Z)_9_氯壬二烯(7.14 g, 45 mmol)與鎂(1.09 g, 45 mmol)在60 ml無水四氫呋喃中反應制備相應的格氏試劑。2-(5-溴戍氧基)-四氫卩比喃(7.53 g, 30 mmol)溶于60ml無水四氫呋喃，在-20°C下滴加四氯銅酸鋰(0.6 mmol, 0.2 mol/L, 3ml)無水四氫呋喃溶液后,再滴加上述制備的格氏試劑，繼續(xù)反應10小時后，加適量飽和氯化銨溶液中止反應，蒸除四氫呋喃，用石油醚萃取3次，經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱層析(洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯)純化得到2-(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)-四氫吡喃7.78 g，產(chǎn)率88%。實施例7 (9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯⑴的制備:2-(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)_四氫卩比喃(7.36 g, 25mmol)和乙酰氯(2.36 g, 30mmol)溶于50ml乙酸中，反應3小時后，加飽和碳酸鈉溶液中和，再用乙酸乙酯萃取3次，經(jīng)無水硫酸鈉干燥并蒸除溶劑后得到粗產(chǎn)物，用硅膠柱層析 分離得到目標產(chǎn)物(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯。
權(quán)利要求
1.一種斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:以7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醛和1，5-戊二醇為起始原料，首先7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醛還原為7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醇，再與乙基溴化鎂進行Kumada交叉偶聯(lián)反應得到(4Z，6E)-壬二烯醇，再經(jīng)氯化亞砜氯代得到(3E，5Z) -9-氯壬二烯，(3E, 5Z) -9-氯壬二烯與鎂反應制備相應的格氏試劑并與從1，5-戊二醇制備的2-(5-溴戊氧基)-四氫吡喃在四氯銅酸鋰催化下偶聯(lián)得到2-(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)-四氫吡喃，最后與乙酰氯反應得到目標產(chǎn)物(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯。
2.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:所述的7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇的制備是將7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醛和硼氫化鈉溶于甲醇中，反應1-5小時，加飽和氯化銨溶液中止反應，蒸除甲醇，經(jīng)萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到7-溴_(4Z，6E)-庚二烯醇。
3.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:所述的(4Z，6E)-壬二烯醇的制備是在氮氣保護下，將7-溴-(4Z，6E)-庚二烯醇和催化劑1，3-雙(二苯基膦丙烷)二氯化鎳溶于無水四氫呋喃中，1.2-2.0倍的乙基溴化鎂在冰浴冷卻下加入到上述反應混合物中，繼續(xù)反應3-15小時，加入飽和氯化銨溶液淬滅反應，蒸除四氫呋喃，經(jīng)萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到(4Z，6E)-壬二烯醇。
4.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:所述的(3E，5Z)-9-氯壬二烯的制備是將(4Z，6E)-壬二烯醇溶于干燥的二氯甲烷中，加入摩爾比0.5-2倍的氯化亞砜，冰浴下反應1-5小時后，加適量水中止反應，經(jīng)萃取、干燥并蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，再經(jīng)減壓蒸餾或硅膠柱層析分離得到(3E, 5Z) -9-氯壬二烯。
5.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:所述的`5-溴-戊醇的制備是將1，5-戊二醇溶于甲苯中，加入摩爾比0.9-1.5倍的氫溴酸，在120-125°C下回流反應12-36小時后停止反應，經(jīng)中和、萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得剩余物，即5-溴-戊醇，無需進一步分離可直接用于下一步反應。
6.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:所述的5-溴-戊醇的保護反應是將5-溴-戊醇溶于二氯甲烷中,加入1.2-1.5倍的二氫吡喃,在冰浴冷卻下反應1-5小時后加水停止反應,經(jīng)萃取、干燥并蒸除溶劑后得剩余物，即2-(5-溴戊氧基)-四氫吡喃，無需進一步分離可直接用于下一步反應。
7.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:所述的(3E，5Z)-9-氯壬二烯的偶聯(lián)反應是在氮氣保護下，將(3E, 5Z)-9-氯壬二烯與摩爾比0.9-1.3倍的鎂在無水四氫呋喃中反應制備相應的格氏試齊U，然后冷卻至0 _78°C下，加入摩爾比0.5-1倍的2-(5-溴戊氧基)-四氫吡喃的無水四氫呋喃溶液和19^30% mo I的四氯銅酸鋰無水四氫呋喃溶液，繼續(xù)反應3-20小時后，加適量飽和氯化銨溶液中止反應，蒸除四氫呋喃，經(jīng)過萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到2-(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)-四氫吡喃。
8.如權(quán)利要求1所述的斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于:(9Z，IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯的制備是將2-(9Z，IlE-十四碳二烯氧基)-四氫吡喃和摩爾比1-2倍乙酰氯溶于乙酸中，反應2-5小時后，加飽和碳酸鈉溶液中和，經(jīng)萃取、干燥并減壓蒸除溶劑后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析分離得到目標產(chǎn)物(9Z, IlE)-十四碳二烯醇乙酸酯。`
全文摘要
本發(fā)明涉及斜紋夜蛾性信息素主要成分(9Z,11E)-十四碳二烯醇乙酸酯的合成方法。以7-溴-(4Z,6E)-庚二烯醛和1,5-戊二醇為起始原料，首先7-溴-(4Z,6E)-庚二烯醛還原為7-溴-(4Z,6E)-庚二烯醇，再與乙基溴化鎂進行Kumada交叉偶聯(lián)反應得到(4Z,6E)-壬二烯醇，再經(jīng)氯化亞砜氯代得到(3E,5Z)-9-氯壬二烯，(3E,5Z)-9-氯壬二烯與鎂反應制備相應的格氏試劑并與從1,5-戊二醇制備的2-(5-溴戊氧基)-四氫吡喃在四氯銅酸鋰催化下偶聯(lián)得到2-(9Z,11E-十四碳二烯氧基)-四氫吡喃，最后與乙酰氯反應得到目標產(chǎn)物(9Z,11E)-十四碳二烯醇乙酸酯。本發(fā)明的優(yōu)點是原料廉價易得，合成路線簡單，反應條件溫和，操作便利安全，產(chǎn)率高，成本低。
文檔編號C07C69/145GK103102266SQ20131002907
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月27日
發(fā)明者陶云海, 黃飛, 肖瑞 申請人:昆明博鴻生物科技有限公司