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一种合成桃条麦蛾性信息素的方法

申请号 CN201911272012.9 申请日 2019-12-12 公开(公告)号 CN111116360A 公开(公告)日 2020-05-08
申请人 中国农业大学; 发明人 王敏; 原超楠; 钟江春; 孙效; 熊官聪; 王李锋; 边庆花;
摘要 本发明属于绿色农药合成技术领域,公开了一种新的合成桃条麦蛾性信息素的方法。该方法以5-己炔-1-醇为原料,在正丁基锂和HMPA存在下同1-溴丁烷发生亲核取代反应生成5-癸炔-1-醇,然后经氢化铝锂还原得到(E)-5-癸烯-1-醇,最后经乙酰化反应制得(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯。本发明利用氢化铝锂还原炔烃的三键为E型双键,具有合成路线简捷、反应条件温和,环境相容性好等优点。
权利要求

1.一种合成桃条麦蛾性信息素的方法,其特征在于包括如下步骤:以5-己炔-1-醇为原料,在正丁基锂和HMPA存在下同1-溴丁烷发生亲核取代反应生成5-癸炔-1-醇,然后经氢化铝锂还原得到(E)-5-癸烯-1-醇,最后经乙酰化反应制得(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯。

2.根据权利要求1所述的桃小食心虫性信息素的合成方法,其特征在于合成(E)-5-癸烯-1-醇的方法为:氩气保护下,将氢化铝锂、5-癸炔-1-醇与二乙二醇二甲醚的混合物,升温至回流反应;反应结束后,用氢氧化钠水溶液淬灭反应;经硅藻土抽滤并用乙醚洗涤滤饼,滤液经水与饱和氯化钠溶液洗涤,干燥后减压浓缩,制得(E)-5-癸烯-1-醇。

3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于合成(E)-5-癸烯-1-醇所用的反应溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、二乙二醇二甲醚与六氢吡喃,优选二乙二醇二甲醚。

4.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于合成(E)-5-癸烯-1-醇的反应温度范围为25-160℃,优选160℃。

5.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于合成(E)-5-癸烯-1-醇的反应中氢化铝锂与5-癸炔-1-醇的摩尔当量比为1:3至1:8,优选1:6。

说明书全文

一种合成桃条麦蛾性信息素的方法

技术领域

[0001] 本发明属于绿色农药合成技术领域,具体涉及一种新的合成桃条麦蛾性信息素的方法。

背景技术

[0002] 桃条麦蛾(Anarsia lineatella Zeller)分布在亚洲东部与中部、欧洲中部与南部,以及北美等地。主要危害桃、杏、苹果、梨、柿、沙枣、李等多种果树(白九维;赵剑霞;马文梁林业科学1980,127-129+156.)。桃条麦蛾性信息素具有引诱雄蛾的生物活性(Roelofs,W.;Kochansky,J.;Anthon,E.;Rice,R.;Carde,R.Environ.Entomol.1975,4,580-582.),可用于桃条麦蛾的种群监测(Hart,M.;Takacs,S.;Gries,G.WO2007053926A1)、诱捕与干扰交配等(Becker,R.;Buschmann,E.;Mackenroth,W.;Schuermann,G.;Seufert,W.;Seppelt,W.;Krieg,W.;Neumann,U.EP0330160A1)。桃条麦蛾性信息素具有生物活性高、使用量低、不伤害天敌等多种优点,在桃条麦蛾的绿色防控中将会具有重要的作用。
[0003]
[0004] 桃条麦蛾性信息素是由Carde等首次分离,并鉴定其主要成分为(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯,次要成分为(E)-5-癸烯-1-醇(式1)(Roelofs,W.;Kochansky,J.;Anthon,E.;Rice,R.;Carde,R.Environ.Entomol.1975,4,580-582.)。桃条麦蛾性信息素虽然具有生物活性高、不伤害天敌等优势,但在桃条麦蛾雌虫体内含量极低,而且很难提取,严重阻碍了桃条麦蛾性信息素在害虫防治中的应用研究。因此,研究桃条麦蛾性信息素的合成具有重要的理论意义与应用价值。合成桃条麦蛾性信息素的关键是构建E型双键,目前用于构建桃条麦蛾性信息素E型双键的方法主要包括α,ω-双官能团原料法、乙炔偶联法、三键还原法与碘代烃消除法。
[0005] (1)α,ω-双官能团原料法是以α,ω-双官能团化合物2,3-二氯六氢吡喃为起始原料,经Kumada偶联、碱性开环消除生成E-型烯醇,再经氧化、Wittig反应、硼氢化氧化还原、乙酰化等多步反应生成(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯(Bestmann,H.J.;Koschatzky,K.H.;Schaetzke,W.;Suess,J.;Vostrowsky,O.Liebigs Ann.Chem.1981,1705-1720.)。
[0006] (2)乙炔偶联法是在金属钯催化下以及溴化锂存在下,丙烯醛与乙炔偶联得到(E)-5-溴-4-戊烯醛,然后经Kumada偶联、Wittig反应、乙酰化等多步反应,得到(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯(黄飞;杨婉秋;张玉顺;姚赟;陶云海有机化学2017,37,1046-1050.陶云海;黄飞;江宁;王斌沣CN201610826946.2.)。
[0007] (3)三键还原法是以1-己炔为原料,先与1-二甲基叔丁基硅氧基-3-碘丙烷发生反应生成炔基硅醚,然后用金属钠/液氨还原,得到(E)-5-癸烯-1-醇(Poleschner,H.;Heydenreich,M.;Martin,D.Synthesis 1991,1231-1235.)。
[0008] (4)碘代烃消除法是以1-己烯为起始原料,先与氯碘甲烷反应,生成1-氯-3-碘庚烷,然后与丙二酸二甲酯反应,得到碘代丙二酸衍生物,再经消除反应,得到E型烯基取代的丙二酸,最后经加热脱羧与氢化铝锂还原得到(E)-5-癸烯-1-醇。(Miyano,S.;Hokari,H.;Umeda,Y.;Hashimoto,H.Bull.Chem.Soc.Jpn.1980,53,770-774.)
[0009] 虽然桃条麦蛾性信息素的合成研究已取得了一定的成绩,但仍然存在反应条件苛刻、反应路线冗长、试剂毒性较大等问题。因此,研究反应条件温和、环境相容性好的合成桃条麦蛾性信息素的新方法,具有重要的理论意义与应用价值。

发明内容

[0010] 本发明旨在提供一种合成桃条麦蛾性信息素的新方法。本发明以5-己炔-1-醇1为原料,在正丁基锂和HMPA存在下同1-溴丁烷2发生亲核取代反应生成炔醇3,然后经氢化铝锂还原得到(E)-5-癸烯-1-醇,最后经乙酰化反应制得(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯。本发明合成桃条麦蛾性信息素的合成路线参见式2。
[0011]
[0012] 本发明合成桃条麦蛾性信息素的方法包括如下步骤。
[0013] (1)5-癸炔-1-醇3的合成
[0014] 氩气保护下,将5-己炔-1-醇1与HMPA的四氢呋喃溶液降温至-78℃,滴加正丁基锂。升温至-30℃,搅拌反应1h。再滴加1-溴丁烷2,升温至室温搅拌反应10h。反应结束后,用饱和氯化铵水溶液淬灭反应。分液,水相用乙醚萃取,合并有机相,经饱和氯化钠水溶液洗涤,干燥后减压浓缩,最后经硅胶柱色谱纯化得到炔醇3。
[0015] (2)(E)-5-癸烯-1-醇的合成
[0016] 氩气保护下,将氢化铝锂、炔醇3与二乙二醇二甲醚的混合物,升温至回流反应14h。反应结束后,用氢氧化钠水溶液淬灭反应。经硅藻土抽滤并用乙醚洗涤滤饼,滤液经水与饱和氯化钠溶液洗涤,干燥后减压浓缩,制得(E)-5-癸烯-1-醇。
[0017] (3)(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯的合成
[0018] 氩气保护下,在(E)-5-癸烯-1-醇、二氯甲烷与三乙胺的混合液中,滴加乙酸酐,升温至室温,反应8h。反应结束后,加水淬灭,分液,水相用二氯甲烷萃取,合并有机相。经水和饱和饱和氯化钠水溶液洗涤,干燥后减压浓缩,最后经硅胶柱色谱纯化,制得(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯。

具体实施方式

[0019] 实施实例1
[0020] 5-癸炔-1-醇2的合成
[0021] 氩气保护下,在50mL Schlenk管中依次加入5-己炔-1-醇1(0.20g,2mmol),HMPA(1mL,6mmol)和四氢呋喃(10mL),搅拌均匀。将混合液温度降温至-78℃,缓慢滴加正丁基锂(1.7mL,2.4M,4mmol)。滴完后,将混合液缓慢升温至-30℃,搅拌反应1h。再缓慢滴加1-溴丁烷2(0.27g,2mmol),滴完后,将反应液缓慢升温至室温,继续搅拌反应10h。反应结束后,冰浴冷却下滴加饱和氯化铵水溶液(10mL)淬灭反应。分液,水相用乙醚(3×10mL)萃取,合并有机相。有机相经水(20mL)和饱和氯化钠水溶液(20mL)洗涤,无水硫酸钠干燥后减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱(石油醚/乙酸乙酯5:1)纯化得到浅黄色液体化合物炔醇1
3(0.15g,产率48%)。H NMR(300MHz,CDCl3)δ3.67(t,J=6.2Hz,2H),2.22–2.11(m,4H),
1.68–1.43(m,9H),0.90(t,J=7.2Hz,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ80.54,79.64,62.27,
31.75,31.14,25.31,21.83,18.44,18.31,13.48.
[0022] 实施实例2
[0023] (E)-5-癸烯-1-醇的合成
[0024] 氩气保护下,向装有回流冷凝管的100mL三口反应瓶中加入氢化铝锂(1.48g,38.88mmol)、二乙二醇二甲醚(40mL)和炔醇3(0.93g,6.48mmol),将反应混合液加热至回流,继续搅拌反应14h。反应结束后,将反应混合液冷却至室温。冰浴冷却下滴加氢氧化钠水溶液(5mL)淬灭反应。反应混合物经硅藻土抽滤,并用乙醚(500mL)洗涤滤饼。滤液经水(3×
100mL)与饱和氯化钠水溶液(2×100mL)洗涤,无水硫酸钠干燥后减压浓缩,得到浅黄色液体化合物(E)-5-癸烯-1-醇(0.94g,产率93%)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ5.42–5.38(m,2H),
3.64(t,J=6.5Hz,2H),2.05–1.97(m,4H),1.63–1.52(m,2H),1.34–1.26(m,7H),0.93–0.89(t,J=6.9Hz,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ130.80,129.75,62.79,32.23,32.19,31.75,
25.69,22.14,13.87.
[0025] 实施实例3
[0026] (E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯的合成
[0027] 氩气保护下,向50mL Schlenk管中加入(E)-5-癸烯-1-醇(0.90g,5.75mmol)、二氯甲烷(15mL)与三乙胺(3.49g,34.5mmol),冰浴冷却下缓慢滴加乙酸酐(1.76g,17.25mmol)。将反应液升温至室温,继续搅拌反应8h。反应结束后,加水(10mL)淬灭反应。分液,水相用二氯甲烷(3×15mL)萃取,合并有机相。有机相经水(3×20mL)和饱和氯化钠水溶液(30mL)洗涤,无水硫酸钠干燥后减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱(石油醚/乙酸乙酯80:1)纯化,得到浅黄色液体化合物(E)-5-癸烯-1-醇乙酸酯(0.97g,产率85%)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ5.42–5.36(m,2H),4.05(t,J=6.7Hz,2H),2.04–1.95(m,7H),1.63–1.60(m,2H),
1.41–1.29(m,6H),0.89(t,J=6.9Hz,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ170.98,130.96,129.41,
64.37,32.15,32.02,31.68,27.98,25.80,22.09,20.83,13.82.