CN102795998A

CN102795998A - 一种梨小食心虫性信息素化合物的合成方法

Info

Publication number: CN102795998A
Application number: CN2012103015137A
Authority: CN
Inventors: 陶云海; 黄飞; 杨婉秋
Original assignee: KUNMING BIOHOME TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: KUNMING BIOHOME TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明公开了一种梨小食心虫性信息素化合物的合成方法。以1，8-辛二醇和溴代正丁烷为起始原料，1，8-辛二醇经单酯化反应得到8-羟基辛醇乙酸酯，再经氯铬酸吡啶氧化得到8-氧代辛醇乙酸酯，正溴丁烷与三苯基膦反应所得的正丁基三苯基溴化膦经有机碱处理后与8-氧代辛醇乙酸酯发生Wittig反应得到(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯。本发明的优点是原料廉价易得，合成路线简单，反应条件温和，操作便利安全，产率高，成本低。

Description

一种梨小食心虫性信息素化合物的合成方法

技术领域

本发明涉及一种梨小食心虫性信息素(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯的合成方法。

背景技术

梨小食心虫(Grapholitha molesta)是世界性果树害虫，又名梨小蛀果蛾、东方果蠢蛾，简称梨小，主要为害梨、苹果、桃、山植、杏、樱桃等果树。多年来，对梨小食心虫的防治以化学农药为主，其抗药性发展很快，并且对环境污染严重。使用信息素诱捕法和交配干扰法防治害虫具有无污染、无公害、活性高、特异性强、不伤害天敌等优点，是一种有效的生物防治方法，已经成为防治该种害虫的重要手段之一，日益受到人们的关注和重视。

1969年Roelofs W.L.等鉴定梨小食心虫性信息素的结构为(Z)-8-十二碳烯醇乙酸酯(Nature, 1969, 224, 723)，后来又发现(E)-8-十二碳醇乙酸酯和(Z)-8-十二碳烯醇也是其中的活性组份，实践表明：梨小食心虫性信息素对梨小食心虫等10多种害虫都有引诱作用，当(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯摩尔比为95 : 5时，其生物活性最佳，引诱活性最好(J Chem Ecol, 1996, 22(11): 1971; J Chem Ecol, 1997, 23(2): 445)。作为新一代生物农药，目前该信息素已被广泛地应用到果园中进行虫情测报、交配干扰和大量诱捕，在果园的害虫管理及保护生态环境方面有着明显优于化学农药的特点，具有广阔的应用前景。

Figure 2012103015137100002DEST_PATH_IMAGE001

有关梨小食心虫性信息素的合成已有很多报道，总体来说可分为炔烃顺式氢化路线和Wittig反应路线。1973年Holan G.等以戊炔为起始原料经5步反应得到关键中间体8-十二碳炔醇乙酸酯，经过硼烷部分还原得到(Z)-8-十二碳烯醇乙酸酯(Tetrahedron Lett, 1973, 14(9): 673)。1977年中国科学院北京动物研究所通过其他路线合成了关键中间体8-十二碳炔醇乙酸酯，采用Pd-CaCO3催化加氢等方法得到目标产物(化学学报, 1977, 55, 221)。1985年Schaub B.等提出以8-羟基辛基三苯基溴化膦制备Wittig试剂再与丁醛进行Wittig反应得到(Z)-8-十二碳烯醇和(E)-8-十二碳烯醇，再经乙酯化得到目标产物(Tetrahedron Lett, 1985, 26(3): 307)。2003年刘复初等从油酸出发，经把催化脱碳得十七碳二烯，用硼氢化钙/H2O2/NaOH体系处理，得到相应的伯醇，再经臭氧化及Witting反应合成目标产物(高等学校化学学报, 2003, 24(6): 1040)。2007年王亚璐等从8-羟基辛基三苯基溴化膦出发，以二甲亚砜钠盐和二甲亚砜作为强碱和溶剂，通过Wittig反应合成梨小食心虫性信息素的中间体(Z/E)-8-十二碳烯醇，再经乙酰化得到梨小食心虫性信息素，(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯的摩尔比为90 : 10(农药学学报, 2007, 9(2): 178)。有关梨小食心虫性信息素的合成还有许多报道，但大多存在原料不易获得，路线过长，反应条件苛刻，总产率较低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种原料廉价易得、合成路线简单、反应条件温和的梨小食心虫性信息素化合物的合成方法。

实现本发明目的的技术方案是以1,8-辛二醇和溴代正戊烷为起始原料，所述的1,8-辛二醇经单酯化反应得到8-羟基辛醇乙酸酯，再经氯铬酸吡啶氧化得到8-氧代辛醇乙酸酯，所述的正溴丁烷与三苯基膦反应所得的正丁基三苯基溴化膦经有机碱处理后与8-氧代辛醇乙酸酯发生Wittig反应得到(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯。

1,8-辛二醇的单酯化反应是将1,8-辛二醇溶解在石油醚中，加入催化量的98%浓硫酸和等摩尔的冰乙酸，在60-90℃下回流反应5-20小时后停止反应，经过中和、萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得剩余物，经柱层析得到8-羟基辛醇乙酸酯，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯。

8-羟基辛醇乙酸酯的氧化反应是将8-羟基辛醇乙酸酯溶解在干燥的二氯甲烷中，加入摩尔比1.2-1.5倍的氯铬酸吡啶，室温下搅拌3-5小时后，经过滤、萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得剩余物，经柱层析得到8-氧代辛醇乙酸酯，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯。

正丁基三苯基溴化膦的制备是将正溴丁烷与三苯基膦加热至90℃反应20-40小时，产物直接用于下一步反应。

所述的Wittig反应是在氮气保护下，将1.2-1.5倍摩尔比的正丁基三苯基溴化膦与无水四氢呋喃混合，充分冷却到-10 ~ -78℃后，加入有机碱，搅拌反应1小时后，加入8-氧代辛醇乙酸酯的四氢呋喃溶液，反应3-12小时，经饱和氯化铵溶液或1-3 mol/L稀盐酸淬灭反应，回收四氢呋喃，加入石油醚萃取、干燥及浓缩后得剩余物，进一步分离可采用经柱层析或减压蒸馏得到高纯度的(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯。

所述的有机碱包括钠氢、正丁基锂、叔丁醇钾、六甲基二硅基氨基钠和六甲基二硅基氨基钾等。

本发明的优点在于：(1) 原料廉价易得，1,8-辛二醇、正溴丁烷、乙酸、氯铬酸吡啶、钠氢等主要原料价格低廉，从而降低了生产成本；(2) 合成路线简单，有效的缩短了生产周期，反应条件温和，操作便利安全，除Wittig反应条件稍苛刻外，其余步骤均属于简单反应，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明梨小食心虫性信息素化合物的合成路线。

上述图1中的英文字符的含义如下：PPh₃—三苯基膦，HOAc—乙酸，H₂SO₄—硫酸，PE—石油醚，PCC—氯铬酸吡啶，CH₂Cl₂—二氯甲烷，DMSO—二甲亚砜，NaH—钠氢，THF—四氢呋喃。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1 8-羟基十一碳醇乙酸酯(3)的制备：将1,8-辛二醇(2)(14.6 g, 0.1 mol) 溶解在450ml石油醚中，加入催化量的98%浓硫酸，缓慢滴加冰乙酸(6 g, 0.1 mol)的50ml石油醚溶液，滴完继续在60-90℃下回流反应10小时后停止反应，加饱和碳酸钠中和至pH=7-8，分出甲苯层，水层用甲苯萃取3次，合并有机层，经无水硫酸钠干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，经柱层析(洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯)纯化得到8-羟基辛醇乙酸酯(3) 15.4 g，产率82%。

实施例2 8-氧代辛醇乙酸酯(4)的制备：将8-羟基辛醇乙酸酯(3) (15 g, 80 mmol)溶解在400 ml干燥二氯甲烷中，冰浴冷却并搅拌下分批加入氯铬酸吡啶(25.86 g, 120 mmol)，室温下搅拌3小时，经过滤后加适量水，分出二氯甲烷，并用二氯甲烷萃取2次，合并有机层，经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得粗产物，经柱层析(洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯)纯化得到8-氧代辛醇乙酸酯(4)11.3 g，产率75%，粗品也可直接用于下一步反应。

实施例3 正丁基三苯基溴化膦(6)的制备：将正溴丁烷(5) (0.1 mol, 13.7 g)与三苯基膦(0.1 mol, 26.2 g)加热至90℃反应30小时，用乙醚洗涤2次，得到正丁基三苯基溴化膦(6)38 g，产率95%。

实施例4 (Z)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯(1)的制备：在氮气保护下，将正丁基三苯基溴化膦(37.2 g, 90 mmol)与180 ml无水四氢呋喃混合，充分冷却到-78℃后，加入通过钠氢和二甲亚砜制备的二甲亚砜钠盐的无水四氢呋喃溶液(90 ml, 90 mmol, 1 M)，搅拌反应1小时后，加入8-氧代辛醇乙酸酯(4)(11.2 g, 60 mmol)的四氢呋喃溶液(60 ml)，反应10小时，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应，回收四氢呋喃后，加入石油醚萃取3次，有机层经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得粗产物，经柱层析(洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯)纯化得到(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯(1)11.4 g，Z/E=96: 4，产率84%。

Claims

1.一种梨小食心虫性信息素化合物的合成方法，其特征在于：以1，8-辛二醇和溴代正丁烷为起始原料，所述的1，8-辛二醇经单酯化反应得到8-羟基辛醇乙酸酯，再经氯铬酸吡啶氧化得到8-氧代辛醇乙酸酯，所述的正溴丁烷与三苯基膦反应所得的正丁基三苯基溴化膦经有机碱处理后与8-氧代辛醇乙酸酯发生Wittig反应得到(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯。

2.根据权利要求1所述的梨小食心虫性信息素化合物的合成方法，其特征在于：所述的1，8-辛二醇的单乙酯化反应是将1，8-辛二醇溶解在石油醚中，加入催化量的98%浓硫酸和等摩尔的冰乙酸，在60-90℃下回流反应5-20小时后停止反应，经过中和、萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得剩余物，经柱层析得到8-羟基辛醇乙酸酯，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯。

3.根据权利要求1所述的梨小食心虫性信息素化合物的合成方法，其特征在于：所述的8-羟基辛醇乙酸酯的氧化反应是将8-羟基辛醇乙酸酯溶解在干燥的二氯甲烷中，加入摩尔比1.2-1.5倍的氯铬酸吡啶，室温下搅拌3-5小时后，经过滤、萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得剩余物，经柱层析得到8-氧代辛醇乙酸酯，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯。

4.根据权利要求1所述的梨小食心虫性信息素化合物的合成方法，其特征在于：所述的Wittig反应是在氮气保护下，将1.2-1.5倍摩尔比的正丁基三苯基溴化膦与无水四氢呋喃混合，充分冷却到-10 ~ -78℃后，加入有机碱(所述的有机碱包括钠氢、正丁基锂、叔丁醇钾、六甲基二硅基氨基钠和六甲基二硅基氨基钾等)，搅拌反应1小时后，加入8-氧代辛醇乙酸酯的四氢呋喃溶液，反应3-12小时，经饱和氯化铵溶液或1-3 mol/L稀盐酸淬灭反应，回收四氢呋喃，加入石油醚萃取、干燥及浓缩后得剩余物，进一步分离可采用经柱层析或减压蒸馏得到高纯度的(Z/E)-8-十二碳烯醇乙酸酯。