CN105732296B - 7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物及其制备方法及制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种简单、选择性且高效的制备7‑甲基‑3‑甲烯基‑7‑辛烯基丙酸酯等的方法。更具体地，提供例如一种制备7‑甲基‑3‑甲烯基‑7‑辛烯基丙酸酯的方法，包括以下步骤：使式(1)表示的亲核试剂和式(2)表示的亲电试剂进行偶联反应，得到式(3)表示的7‑甲基‑3‑甲烯基‑7‑辛烯基卤化物，以及使7‑甲基‑3‑甲烯基‑7‑辛烯基卤化物(3)进行丙酰氧基化，得到式(4)表示的7‑甲基‑3‑甲烯基‑7‑辛烯基丙酸酯。
Description
技术领域
本发明涉及制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的方法，所述7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯是例如梨圆蚧(Quadraspidiotus perniciosus(Comstock))(通用名：圣约瑟虫(San Jose Scale))的性信息素的主要组分。
背景技术
昆虫的性信息素是通常由雌性个体分泌并具有引诱雄性个体功能的生物活性物质。少量性信息素显示强的引诱活性。性信息素已广泛用作为预测昆虫羽化或用作为确定区域扩展(侵入特定区域)的工具以及用作为防治害虫的工具。作为防治害虫的工具，实践中广泛使用的是被称为大量诱捕法、引诱并杀死(又名：诱杀)、引诱并感染(又名：吸引并感染)以及交尾干扰的防治方法。为利用性信息素，基础研究以及应用都要求经济生产所需量的信息素产品。
梨圆蚧(通用名：圣约瑟虫，下文简称“SJS”)广泛分布于世界各地，危害果树和观赏树，尤其是落叶果树，因而是重要的经济害虫。对于SJS的性信息素，Gieselmann等已将三种化合物，7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯、(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯鉴定为活性组分(J.Chem.Ecol.,5,891(1979))。
这些SJS的性信息素化合物互为异构体，并且为了基础生物学研究以及农学(agronomic)研究，需要一种选择性制备每一种化合物的方法。为应用和实际使用的目的，还强烈需要一种能供应充足量的信息素产物的高效制备方法。
合成7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(其为SJS的性信息素的主要组分)的实例包括以下合成方法(a)至(f)：
合成方法(a)，包括作为关键反应的有机铜酸盐试剂加成到炔烃,Anderson等(J.Chem.Ecol.,5,919(1979))；
合成方法(b)，包括β-酮酯化合物(7-甲基-3-氧代-7-辛烯酸酯)的一碳同系化步骤，Weiler等(Can.J.Chem.,71,1955(1993))；
合成方法(c)，包括作为关键反应的使α,β-不饱和酯的双键光化学位置异构化为β,γ-不饱和酯，Weeden等(Tet.Lett.,27,5555(1986))；
合成方法(d)，包括作为关键反应的外型-甲烯基形成，其通过使氯化得到的烯丙基氯还原，涉及三取代的双键的异构体化，Zhang等(Chinese Chemical Letters,2,611(1991),and Huaxue Tongbao,40,(1994))；
合成方法(e)，通过使3-甲基-3-丁烯-1-醇的二阶阴离子烷基化，Anderson等(J.Chem.Ecol.,5,919(1979))和Chong等(J.Org.Chem.,66,8248(2001))；以及
合成方法(f)，其为通过烯丙基氯混合物的非选择性合成，Veselovskii等(Izvestiya Akademii Nauk SSSR,Seriya Khimicheskaya,3,513(1990))。
发明内容
在以工业规模高产率选择性合成7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯方面，这些合成方法不幸涉及大量的困难。例如,所述困难来自于昂贵的或工业规模上难以处理的试剂的使用，包括在合成方法(b)和(e)中的有机锂试剂，例如正丁基锂和甲基锂，在合成方法(a)、(b)和(d)中的氢化铝锂(LAH)，在合成方法(a)中的化学计量的有机铜酸盐试剂，在合成方法(b)中的Tebbe试剂，以及在合成方法(f)中的磺酰氯。在其中有意地、甚至通过在合成方法(c)中的光化学异构化或通过在合成方法(d)中的烯丙基氯异构化来实施双键异构化的所述合成路线中，即使所述异构化以相对高的选择性得以实现，仍不幸地生成少量不期望的异构体作为副产物，因此需要将其除去。在其中非预期的异构体与合成中间体混合的合成方法(f)中的合成还具有明显的问题，原因在于目标化合物难以从其异构体分离并且收率较低。在合成方法(a)至(f)中，中间体和目标化合物通过难以在工业规模上实施的各种类型色谱法进行分离或纯化。如上所述，现有的合成方法被认为很难在工业规模上经济地获得充足量的产物。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种简单高效的选择性制备方法，以供应充足量的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯，其是例如SJS的性信息素的主要组分，该组分为生物学研究、农学研究和实际应用和利用等所需。
经过深入研究，本发明的发明人已发现通过选择试剂和可容易在工业规模上获得的条件，具有5个碳原子的亲核试剂与具有5个碳原子并具有以X表示的卤原子的亲电试剂的偶联反应可以高选择性产生目标化合物，具有10个碳原子的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物，并且所述7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物可转化为目标化合物，7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯，其是SJS性信息素的主要组分，由此完成本发明。
在本发明一方面，提供一种制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物的方法，其包括以下步骤：使式(1)表示的亲核试剂和式(2)表示的亲电试剂进行偶联反应，得到式(3)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物。
在本发明的另一方面，提供一种制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的方法，包括以下步骤：使亲核试剂(1)和亲电试剂(2)进行偶联反应，得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)，以及使7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)进行丙酰氧基化，得到式(4)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。
在本发明的另一方面，提供式(3)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物。
在以下反应方程式中，M表示阳离子部分，X表示卤原子，以及L表示离去基团。
根据本发明，以相对容易合成作为起始原料的各具有5个碳原子的两个构建块为起始，通过有用的中间体7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物选择性并高效地合成7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。
具体实施方式
将详细描述本发明的实施方式。其不应解释为本发明被限制为或受限于它们。
本发明的发明人已考虑以下合成路线来合成7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(A)，其为SJS性信息素的目标主要组分。换言之，如果可合成在1-位具有离去基团L1的化合物(B)(例如作为中间体的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物)，则可以考虑化合物(B)可通过使用丙酸酯替代离去基团L1的SN2反应(双分子亲核取代反应)被转化成目标丙酸酯化合物(A)。还可从原材料的容易获得以及成本效益方面考虑，如果在下文的反应方程式中的各具有5个碳原子的两个构建块可用于形成键，也就是说，如果亲核试剂(C)和具有两个离去基团L1和L2并且具有5个碳原子的亲电试剂(D)可以消除L2的方式发生偶联反应，则可直接高效地合成具有10个碳原子的中间体(B)。
在以下反应方程式中，空心箭头表示在逆合成分析中的转化，L1和L2表示离去基团，M表示阳离子部分，以附在化合物(D)的碳上的小数字字符表示碳的位置编号。
在所述逆合成分析中，能与亲核试剂化合物(C)形成碳-碳键的亲电试剂化合物(D)的反应位点可以是1-位、1'-位和4-位的碳。以下显示的是反应路线(i)，其中所述化合物(D)的1-位的碳发生反应；反应路线(ii)，其中1'-位的碳发生反应；反应路线(iii)，其中4-位的碳发生反应；以及反应路线(iv)，其中1-或1'-位的碳以及4-位的碳都发生反应。
在所述反应路线(i)中，在1-位的碳处发生称为SN2'反应的取代反应，其涉及烯丙基重排。在所述反应路线(ii)中，在1'-位的碳处发生亲核进攻，产生SN2反应，并且消除L2，得到产物(B)。因此，在每一条路线中，预期通过消除L2得到相同的目标产物(B)。
在另一方面，在所述反应路线(iii)中，假设在4-位的碳发生亲核进攻并且消除L1，得到具有10个碳原子且不同于目标中间体(B)的产物。在所述反应路线(iv)中，假设进行涉及L1和L2消除的两个偶联反应，得到具有15个碳原子且不同于目标中间体(B)的产物。
如上所述，关于在其中作为亲电试剂的化合物(D)的离去基团L2被消除的所述偶联反应(在1-位或1'-位的碳处的所述反应)中，以及在其中离去基团L1被消除的所述偶联反应(在4-位的碳处的所述反应)中，为本发明的目的，仅优选地选择性地允许进行前一个偶联反应。在所述合成策略中，在所述化合物(D)中的L1和L2在相对于所述双键的取代位置关系上不同。更具体地，L2在烯丙基位，而L1在高烯丙基位。因此，认为通过选择L1、L2和M的类型以及反应条件可实现选择性。
通过基于以上考虑进行重复研究，获得具有预期高选择性的高效合成。将详细描述本发明的实施方式。其不应解释为本发明被限制为或受限于它们。
根据本发明，可通过在以下反应方程式中表示的亲核试剂(1)和亲电试剂(2)之间的偶联反应合成7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)。在所述反应方程式中，M表示阳离子部分，X表示卤原子，以及L表示离去基团。所述卤原子包括氯、溴和碘。
所述亲核试剂(1)的示例可以是包含第I族或第II族金属元素或过渡金属元素的有机金属试剂。
从反应性、选择性、容易制备等角度来看，包含第I族或第II族金属元素的所述有机金属试剂的实例优选包括有机锂试剂，例如3-甲基-3-丁烯基锂；以及有机镁试剂，例如格氏试剂和3-甲基-3-丁烯基镁卤化物。
包含过渡金属元素的所述有机金属试剂可根据每mol的所述有机锂试剂或所述有机镁试剂使用化学计量(1mol)或更多的过渡金属化合物通过金属交换反应制备得到，或者可在过渡金属化合物催化剂的存在下从所述有机锂试剂或所述有机镁试剂在原位制备得到。过渡金属化合物的实施例可包括包含铜、铁、镍、钯、锌、银等的过渡金属化合物。尤其优选的是铜化合物，例如氯化亚铜(I)，溴化亚铜(I)，碘化亚铜(I)，氰化亚铜(I)，氧化亚铜(I)，氯化铜(II)，溴化铜(II)，碘化铜(II)，氰化铜(II)，氧化铜(II)，以及四氯合铜酸二锂(Li2CuCl4)。所述过渡金属化合物的量是催化量(0.0001至0.999mol)至化学计量(1mol)，或过量(大于1mol但不大于100mol)。尤其优选使用催化量的所述过渡金属化合物。
具体地，所述亲核试剂(1)中的所述阳离子部分M尤其优选为Li、MgQ、ZnQ、Cu、CuQ或CuLiQ，其中Q表示卤原子或3-甲基-3-丁烯基。
用作为亲核试剂(1)的所述有机金属试剂通常从相应的4-卤代-2-甲基-1-丁烯以常规方法制备得到。就可处理能力和成本而言，所述4-卤代-2-甲基-1-丁烯优选为4-溴-2-甲基-1-丁烯或4-碘-2-甲基-1-丁烯，各自在常温下为液体。
从在用于期望保持X不反应的所述偶联反应中的选择性、容易合成和在后续步骤中转化为所述的目标SJS信息素化合物的反应性的角度来看，所述亲电试剂(2)中的X优选为卤原子，尤其优选溴原子或氯原子。
在所述亲电试剂(2)中的L可适当地选自能与所述亲核试剂(1)进行偶联反应的离去基团。所述离去基团的实例包括卤原子；具有1至5个碳原子的烷氧基，例如甲氧基和乙氧基；酰氧基，例如乙酰氧基，丙酰氧基，氯乙酰氧基，二氯乙酰氧基，三氯乙酰氧基和三氟乙酰氧基；烷烃磺酰氧基，例如甲烷磺酰氧基，三氟甲烷磺酰氧基和三氟丁烷磺酰氧基；以及芳基磺酰氧基，例如苯磺酰氧基，对甲苯磺酰氧基和萘磺酰氧基。就用于期望使L反应的偶联反应中的选择性以及容易合成而言，在这些离去基团中，L优选为卤原子或酰氧基，尤其优选氯原子，溴原子或乙酰氧基。
具体地，所述亲电试剂(2)可以是各种化合物与X和L的组合，并且尤其优选4-氯-2-氯甲基-1-丁烯(X＝L＝Cl)，2-溴甲基-4-氯-1-丁烯(X＝Cl,L＝Br)，2-溴甲基-4-溴-1-丁烯(X＝L＝Br)，2-氯甲基-4-溴-1-丁烯(X＝Br,L＝Cl)，4-氯-2-甲烯基丁基乙酸酯(X＝Cl,L＝OCOCH3)，或4-溴-2-甲烯基丁基乙酸酯(X＝Br,L＝OCOCH3)。虽然将在实施例中进行详细描述，但是在所述偶联反应中，可使用4-氯-2-氯甲基-1-丁烯(X＝L＝Cl)和2-溴甲基-4-溴-1-丁烯(X＝L＝Br)作为优选的底物，表明当离去基团相同时，在烯丙基位的离去基团先于在高烯丙基位的离去基团发生反应。此外，可使用2-氯甲基-4-溴-1-丁烯(X＝Br,L＝Cl)作为优选的底物，表明在烯丙基位的氯基团先于在高烯丙基位的溴基团发生反应，即使作为与亲核试剂发生取代反应的离去基团，溴基团通常比氯基团具有较高的反应性。具体提及这些内容，以支持本发明的所述合成策略的有效性。
其中，二卤化物可通过以下获得：使1-(2-卤代乙基)环丙醇的羟基进行磺酰化，得到磺酸酯，例如1-(2-卤代乙基)环丙基甲磺酸酯和1-(2-卤代乙基)环丙基对甲苯磺酸酯；以及使用具有路易斯酸性的卤化物盐处理所述磺酸酯，进行涉及环丙基-烯丙基重排的反应(Kulinkovich等,Synthesis,2005,1713)。此外，所述得到的二卤化物对工业用途具有高价值，因为它可被转化成具有不同卤原子的二卤化物或转化成相应的乙酰氧基衍生物。
虽然所述亲电试剂(2)例如4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯可被分离并且接着用于与所述亲核试剂(1)发生偶联反应，但是通过使用具有路易斯酸性的卤化物对所述磺酸酯进行的处理得到的所述反应混合物可直接用于与所述亲核试剂(1)以一锅法发生偶联反应。
例如所述亲核试剂(1)与所述亲电试剂(2)的偶联反应通常在溶剂中在任选的冷却或加热下进行。
根据所述底物的类型、条件、反应收率和成本效益例如中间体价格的考虑，可自由选择用于所述偶联反应的所述亲核试剂(1)与所述亲电试剂(2)的量。所述亲核试剂(1)的量相对于1mol的所述亲电试剂(2)优选为0.2至10mol，更优选为0.5至2mol，甚至更优选为0.8至1.5mol。
用于所述偶联反应的溶剂的实例优选包括醚，例如乙醚，正丁醚，叔丁基甲基醚，环戊基甲基醚，四氢呋喃以及1,4-二氧六环。所述溶剂可以是一或多种醚与一或多种选自烃和非质子性极性溶剂的物质的混合溶剂，所述烃为例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙基苯；以及所述非质子性极性溶剂为例如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、二甲基亚砜(DMSO)以及六甲基磷酰三胺(HMPA)。所述溶剂的量不受特别限制。所述溶剂的量相对于100份的所述亲电试剂(2)优选为0.1份至1,000,000份，更优选1份至100,000份，甚至更优选10份至10,000份。
作为用于所述偶联反应的催化剂，可使用锂盐，例如氯化锂、溴化锂和碘化锂，其使用量相对于1mol的所述亲电试剂(2)为0.0001至5mol。
在所述偶联反应期间的反应温度优选为-78℃至溶剂的沸点温度，更优选为-10℃至100℃。反应时间可自由选择，并优选通过气相色谱法(GC)或薄层色谱法(TLC)跟踪反应的进展进行最佳化。典型地，所述反应时间优选为5分钟至240小时。
如果通过上述偶联反应获得的所述目标中间体(7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3))具有足够的纯度，粗产物可进行后续步骤而无需进行处理，或者可通过适当选自通常应用于有机合成中的纯化方法的方法，例如蒸馏法和各种色谱法。从工业成本效益角度来看，尤其优选蒸馏法。
根据本发明，还可通过使所述7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯-1-醇的羟基转化成卤原子的卤化反应得到所述7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)。在这种情况下，可通过各种已知的使醇转化成卤化物的方法进行所述卤化反应。
根据本发明，关于所述7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)，7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物(X＝Br)还可通过卤素交换反应从7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物(X＝Cl)合成得到，而7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物(X＝I)还可通过卤素交换反应从7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物(X＝Cl)或7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物(X＝Br)合成得到。可通过已知方法进行该卤素交换反应，例如，其中作为原材料的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物与具有与目标卤化物相同的阴离子部分的卤化物盐一起在溶剂中加热。在后续步骤之前，可预先进行使卤化物转化为另一卤化物的反应。或者，如下文所述的，所述转化可在原位与在原位的后续步骤同时实施。
接着，将描述使如上所述获得的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)转化成目标化合物(7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(4))的酯形成反应。在所述反应方程式中，X表示卤原子。
通常通过对在溶剂中的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)和丙酸盐进行加热，进行所述酯形成反应。
所述丙酸盐的实例可包括丙酸锂、丙酸钠、丙酸钾、丙酸镁、丙酸钙、丙酸铵、四烷基铵丙酸盐和四烷基膦丙酸盐。所述丙酸盐相对于1mol的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)的量可根据各种条件的考虑进行自由选择，并优选为0.2至100mol，更优选1至20mol，甚至更优选1至10mol。
用于所述酯形成反应的所述溶剂的实例包括丙酸；丙酸酐；丙酸酯，例如甲基丙酸酯，乙基丙酸酯，正丙基丙酸酯,正癸基丙酸酯和苄基丙酸酯；醚，例如乙醚，正丁基醚，叔丁基甲基醚，环戊基甲基醚，四氢呋喃和1,4-二氧六环；烃，例如己烷，庚烷，苯，甲苯，二甲苯和异丙基苯；非质子性极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基丙酰胺，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)，二甲基亚砜(DMSO)和六甲基磷酰三胺(HMPA)。所述溶剂可单独使用或两种以上组合使用。所述溶剂的量不受特别限制。所述溶剂的量相对于100份的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)优选为0.1份至1,000,000份，更优选1份至100,000份，甚至更优选10份至10,000份。
在所述酯形成反应中使用7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物或7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物作为7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)，可将例如碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化镁、碘化钙、碘化铵、四烷基碘化铵以及四烷基碘化膦之类的碘盐添加至所述反应系统，其量优选相对于1mol的所述卤化物(3)为0.0001至5mol，使得可通过在原位形成的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物进行所述反应。
在所述酯形成反应中，还可加入量相对于1mol的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)为0.0001至5mol的银盐例如硝酸银，并且得到的卤化物离子可结晶并沉淀为银盐(银卤化物)，以加快所述反应。
在所述酯形成反应期间的所述反应温度优选为0℃至溶剂的沸点温度，更优选20至100℃。所述反应时间可自由选择，并优选通过气相色谱法(GC)或薄层色谱法(TLC)跟踪反应的进展来进行最佳化。典型地，所述反应时间优选为5分钟至240小时。
作为所述酯形成反应的副反应，竞争地发生卤化氢的消除反应，并且形成副产物7-甲基-3-甲烯基-1,7-辛二烯。为了减少所述消除反应以及增加预期的取代反应(酯形成反应)，优选选择各种反应条件。
所述目标化合物，通过上述酯形成反应得到的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(4)可通过适当选自有机合成中常规使用的纯化方法的方法进行分离，例如蒸馏法和各种色谱法。从工业成本效益角度来看，尤其优选蒸馏法。
如上所述，提供一种简单高效的制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(其为SJS性信息素的产物)的方法，用于供应充足量的产物用于应用和使用。
实施例
参考实施例，以下将进一步详细描述本发明。其不应被解释为本发明被限制至或受限于它们。
在以下说明中，作为原材料和产物的纯度，使用通过气相色谱(GC)分析得到的值并以％GC表示。
实施例1：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物的合成1
如在以下反应方程式中所示的，3-甲基-3-丁烯基溴化镁与2-溴甲基-4-氯-1-丁烯反应，产生7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物。
在氮气气氛下，将34.0g的3-甲基-3-丁烯基溴化物(99.3％GC)、用于活化镁的8.5g的1,2-二溴乙烷以及300ml的四氢呋喃的混合物滴加至6.64g的镁和10ml的四氢呋喃的混合物中，制备格氏试剂，3-甲基-3-丁烯基溴化镁。在氮气气氛下搅拌时，在30分钟内滴加所述格氏试剂至24.8g的2-溴甲基-4-氯-1-丁烯、160mg的碘化亚铜(I)、240mg的亚磷酸三乙酯和250ml的四氢呋喃的冰冷却的混合物，温度保持在25℃以下。搅拌反应混合物1小时，同时升高反应混合物的温度至室温。然后在冰上再次冷却反应混合物，并添加饱和氯化铵水溶液用于停止所述反应。分离有机相，然后进行常规的洗涤、干燥和浓缩后处理，得到29.3g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物(78％GC,收率98％)。
7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物
淡黄色(Yellowish)油
IR(D-ATR)：ν＝3074,2966,2937,1649,1451,889cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝1.54-1.62(2H,m),1.72(3H,s),1.99-2.05(4H,m),2.49(2H,t,J＝7Hz),3.61(2H,t,J＝7.5Hz),4.68(1H,s-样),4.72(1H,s-样),4.82(1H,s-样),4.87(1H,s-样)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝22.32,25.49,33.32,37.26,39.06,42.76,110.05,111.63,145.52,145.56ppm.
GC-MS(EI,70eV)：68(基峰),81,95,109,119,129,144,157,172(M+).
GC-MS(CI,异丁烷)：69,81,95,109,123,137(基峰),145,159,173[(M+H)+].
实施例2：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物的合成2
如在以下的反应方程式中所示的，3-甲基-3-丁烯基镁溴化物与4-氯-2-氯甲基-1-丁烯发生反应，产生7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物。
所述反应以与实施例1中相同的方法实施，不同之处在于使用7.30g的4-氯-2-氯甲基-1-丁烯(94％GC)替代2-溴甲基-4-氯-1-丁烯，产生9.71g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物(88％GC,定量收率)。所述产物与实施例1中的产物相同。
实施例3：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物的合成1
如以下反应方程式中所示，3-甲基-3-丁烯基溴化镁与4-溴-2-溴甲基-1-丁烯反应，产生7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物。
所述反应以与实施例1中相同的方法实施，不同之处在于使用7.46g的4-溴-2-溴甲基-1-丁烯替代2-溴甲基-4-氯-1-丁烯，产生10.42g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物(90.2％GC,定量收率)。
7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物
淡黄色油
IR(D-ATR)：ν＝3075,2968,2936,1647,1447,889cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝1.54-1.62(2H,五重峰-样m),1.72(3H,s),1.98-2.06(4H,m),2.58(2H,t,J＝8Hz),3.46(2H,t,J＝7.5Hz),4.68(1H,s-样),4.72(1H,s-样),4.81(1H,s-样),4.87(1H,s-样)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝22.34,25.47,30.92,35.16,37.26,39.33,110.07,111.59,145.51,146.32ppm.
GC-MS(EI,70eV)：27,41,53,68,81(基峰),95,109,121,137,160,175,188,201,216(M+).
实施例4：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物的合成2
如以下反应方程式中所示，3-甲基-3-丁烯基镁溴化物与2-氯甲基-4-溴-1-丁烯反应，产生7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物。
所述反应以与实施例1中相同的方法实施，不同之处在于使用2.79g的2-氯甲基-4-溴-1-丁烯替代2-溴甲基-4-氯-1-丁烯，产生3.75g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物(88％GC,定量收率)。所述产物与实施例3中的产物相同。
实施例5：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物和7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物的混合物的合成
如以下反应方程式中所示，在步骤5-1中从2-溴甲基-4-氯-1-丁烯得到2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯和2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯的混合物，然后在步骤5-2中从2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯和2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯的混合物得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物和7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物的混合物。
步骤5-1
在氮气气氛下，43.2g的2-溴甲基-4-氯-1-丁烯、30.0g的乙酸钠和100g的N,N-二甲基乙酰胺的混合物在85℃搅拌140分钟。反应混合物冷却，然后倒入水中，并用正己烷萃取。所述己烷溶液进行洗涤、干燥和浓缩后处理，得到比例为57：43的46.85g的2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯和2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯的混合物作为粗产物。接着，在减压下蒸馏所述产物，得到包含混合比例为87：13至11：89的2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯和2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯的馏分。2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯的收率为55.4％，2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯的收率为33％，两个化合物的总收率为88％。
2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯(74.1％GC)
无色油
IR(D-ATR)：ν＝1741,1654,1440,1374,1228,1029,915cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝2.08(3H,s),2.54(2H,t,J＝7.3Hz),3.63(2H,t,J＝7.3Hz),4.53(2H,s),5.06(1H,s-样),5.18(1H,s-样)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝20.84,36.26,42.22,66.50,115.73,140.00,170.53ppm.
GC-MS(EI,70eV)：27,43(基峰),53,71,83,102,120,133,147,162(M+).
2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯(81.2％GC)
无色油
IR(D-ATR)：ν＝1741,1655,1437,1374,1228,1030,914cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝2.08(3H,s),2.64(2H,t,J＝7Hz),3.48(2H,t,J＝7.3Hz),4.54(2H,s),5.05(1H,s-样),5.18(1H,s-样)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝20.86,30.11,36.48,66.36,115.69,140.69,170.54ppm.
GC-MS(EI,70eV)：29,43(基峰),55,72,84,126,144,168.
步骤5-2
所述反应以与实施例1中相同的方法实施，不同之处在于使用7.88g的2-甲烯基-4-氯丁基乙酸酯和2-甲烯基-4-溴丁基乙酸酯的混合物(34.1％GC的氯化物，61.9％GC的溴化物)替代2-溴甲基-4-氯-1-丁烯，产生8.95g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物和7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物的混合物(28.6％GC的氯化物，51.4％GC的溴化物，收率95％)。所述产物是实施例1的产物和实施例3的产物的混合物。
实施例6：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物的合成
如以下反应方程式中所示，从7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物。
在氮气气氛下，9.20g的在实施例3得到的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物(90.2％GC)、10.0g的碘化钠、和300ml的丙酮的混合物在回流下搅拌90分钟，并进一步在室温下搅拌15.5小时。反应混合物倒入水中，并用正己烷萃取。所述己烷溶液进行洗涤、干燥和浓缩后处理，得到10.82g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物(90.1％GC，收率97％)。
7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物
无色油
IR(D-ATR)：ν＝3074,2966,2935,1647,1444,1170,889cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝1.54-1.62(2H,m),1.72(3H,s),2.01(4H,t-样,J＝7.7Hz),2.59(2H,t,J＝8Hz),3.24(2H,t,J＝7.7Hz),4.68(1H,s-样),4.72(1H,s-样),4.80(1H,s-样),4.87(1H,s-样)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝3.56,22.35,25.48,34.90,37.29,40.36,110.07,111.21,145.52,147.85ppm.
GC-MS(EI,70eV)：27,41,67,81(基峰),95,109,137,155,208,264(M+).
GC-MS(CI,异丁烷)：69,81,95,109,123,137(基峰),209,223,237,251,265[(M+H)+].
实施例7：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的合成1
如以下反应方程式中所示，从7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。
在氮气气氛下，28.8g的在实施例1得到的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基氯化物(78％GC)、19.0g的丙酸钠、0.8g的碘化钠以及300ml的N,N-二甲基甲酰胺的混合物在80至110℃搅拌8小时，并进一步在室温下搅拌14小时。反应混合物倒入水中，并用正己烷萃取。所述己烷溶液进行洗涤、干燥和浓缩后处理，得到粗产物。接着，在减压下蒸馏所述粗产物，得到作为消除反应的副产物的1.94g的7-甲基-3-甲烯基-1,7-辛二烯(99％GC，收率11％)，以及目标化合物20.14g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(95％GC，收率74％)。
7-甲基-3-甲烯基-1,7-辛二烯
无色油
IR(D-ATR)：ν＝3777,2970,2937,1650,1595,1449,1374,991,889cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝1.61-1.69(2H,m),1.73(3H,s),2.06(2H,t,J＝7.7Hz),2.21(2H,t-样,J＝8Hz),4.71(2H,d-样,J＝13Hz),5.01(2H,d-样,J＝8Hz),5.06(1H,d-样,J＝11Hz),5.24(1H,d,J＝18Hz),6.38(1H,dd,J＝10.7,17.5Hz)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝22.37,26.06,30.90,37.62,109.96,113.10,115.64,138.94,145.72,146.32ppm.
GC-MS(EI,70eV)：27,41,68,79(基峰),93,107,121,136(M+).
7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯
无色油
IR(D-ATR)：ν＝3075,2981,2938,1739,1645,1462,1375,1349,1182,1084,889cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝1.12(3H,t,J＝7.6Hz),1.53-1.61(2H,m),1.71(3H,s),1.97-2.06(4H,m),2.31(2H,q,J＝7.6Hz),2.33(2H,t-样,J＝7Hz),4.17(2H,t,J＝7.1Hz),4.67(1H,s-样),4.70(1H,s-样),4.77(1H,s-样),4.81(1H,s-样)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝9.10,22.32,25.51,27.56,34.95,35.86,37.29,62.73,109.96,111.18,145.44,145.60,174.41ppm.
GC-MS(EI,70eV)：29,41,57(基峰),68,79,93,107,121,136,210(M+).
实施例8：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的合成2
如以下反应方程式中所示，从7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。
在氮气气氛下，3.70g的在实施例4得到的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基溴化物(88％GC)、2.50g的丙酸钠和30ml的N,N-二甲基乙酰胺的混合物在92℃搅拌2.5小时。反应混合物冷却，然后倒入水中，并用乙醚萃取。所述乙醚溶液进行洗涤、干燥和浓缩后处理，得到粗产物。所述粗产物是7-甲基-3-甲烯基-1,7-辛二烯(14％GC，收率24％)和7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(85％GC，收率85％)的混合物。
实施例9：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的合成3
如以下反应方程式中所示，从7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。
在氮气气氛下，10.0g的在实施例6得到的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基碘化物(90.1％GC)、8.00g的丙酸钠、和50ml的N,N-二甲基乙酰胺的混合物在90℃搅拌4小时。反应混合物冷却，然后倒入水中，并用乙醚萃取。所述乙醚溶液进行洗涤、干燥和浓缩后处理，得到粗产物。所述粗产物是7-甲基-3-甲烯基-1,7-辛二烯(26％GC，收率44％)和7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(65％GC，收率70％)的混合物。
Claims (2)
1.制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物的方法，包括以下步骤：
使式(1)表示的亲核试剂：
和式(2)表示的亲电试剂：
在溶剂中于-78℃至溶剂的沸点温度进行偶联反应，得到式(3)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物：
其中亲核试剂(1)的量相对于1mol的亲电试剂(2)为0.2至10mol，且溶剂的量相对于100份的所述亲电试剂(2)为0.1份至1,000,000份。
2.制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的方法,包括以下步骤：
使式(1)表示的亲核试剂：
和式(2)表示的亲电试剂：
在溶剂中于-78℃至溶剂的沸点温度进行偶联反应，得到式(3)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物：
将7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)与在溶剂中的丙酸盐于0℃加热到溶剂的沸点进行丙酰氧基化反应，得到式(4)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯：
其中所述亲核试剂(1)相对于1mol的所述亲电试剂(2)的量为0.2至10mol，所述溶剂相对于100份的所述亲电试剂(2)的量为0.1份至1,000,000份，并且
所述丙酸盐相对于1mol的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)的量为0.2至100mol，所述溶剂相对于100份的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基卤化物(3)的量为0.1份至1,000,000份。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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