CN105732372A - 3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物以及用于制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种简单、选择性且高效的制备诸如7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯之类的4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯。更具体地，提供制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物的方法，所述方法包括使4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)进行二酰氧基化以得到3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)的二酰氧基化步骤，以及使3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)与有机金属试剂(4)发生偶联反应以得到4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物(5)的偶联步骤。

Description

3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物以及用于制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯的方法
技术领域
本发明涉及制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯的方法，所述4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯用作诸如昆虫信息素和与其相关的物质的生物活性物质以及有机合成化学中的合成中间体。例如,本发明涉及制备7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的方法，其为例如梨圆蚧(Quadraspidiotusperniciosus(Comstock))(通用名：圣约瑟虫(SanJoseScale))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，其通过使涉及三取代的双键的异构体化的氯化得到的烯丙基氯还原，Zhang等(ChineseChemicalLetters,2,611(1991),和HuaxueTongbao,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(IzvestiyaAkademiiNaukSSSR,SeriyaKhimicheskaya,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是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，以供应充足量的诸如7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯的4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯，其是SJS的性信息素的主要组分，并且为生物学研究、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，可以高选择性合成4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物，由此完成本发明。
在本发明一方面，提供一种制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物的方法，所述方法包括：二酰氧基化步骤，使通式(6)表示的4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物进行二酰氧基化，以得到通式(3)表示的3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物，以及偶联步骤，使所述3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)与通式(4)表示的有机金属试剂进行偶联反应，以得到式(5)表示的4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物。
在通式中，X1和X2可以相同或不同，并且各自表示卤原子；R1、R2和R3可以相同或不同，并且各自表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的一价烃基；以及M表示阳离子部分。
在本发明的另一方面，提供通式(3)表示的4-酰氧基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物。
根据本发明，可通过有用的中间体3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物选择性高效地合成4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物，例如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所述实施方式。
在结构方面，在本说明书中的中间体、试剂和目标化合物的化学式可包括取代位置不同的异构体和立体异构体，例如对映异构体和非对映异构体。除非另有说明，各化学式旨在表示在各种情况中所有的异构体。这些异构体可以单独使用，或以混合物使用。
本发明的发明人已考虑如下所示的4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物的合成路线：目标4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物之一，7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(A)，其为SJS性信息素的主要组分，将作为描述的实例。为了构建所述目标化合物(A)的具有10个碳原子的碳骨架，从原材料的容易获得以及成本效益方面考虑，如果在下式中的各具有5个碳原子的两个构建块可用于形成键，也就是说，如果作为亲核试剂的有机金属试剂(B)和具有5个碳原子和具有离去基团L以及丙酰氧基(其为目标化合物上存在的官能基团)的亲电试剂(C)可以消除离去基团L的方式发生偶联反应，则认为可通过短的流程实现直接且高效的合成。
已考虑可从已知的1-(2-卤代乙基)环丙醇化合物(D)通过实施以适当顺序组合的以下反应制备亲电试剂(C)：(1)羟基的磺酰化；(2)涉及所得的环丙基磺酸酯的环丙基-烯丙基重排的卤化反应；以及(3)卤素基团X成为丙酸酯的丙酰氧基反应。
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，L表示离去基团，以及M表示阳离子部分。附在化合物(C)上的小数字字符表示碳的位置编号。
在所述逆合成分析中，重要的是获得在所述亲核试剂(B)和所述亲电试剂(C)之间的偶联反应的选择性。在所述亲电试剂(C)中的能与亲核试剂(B)形成碳-碳键的所述反应位点可以是1-位、1'-位和4-位的碳。以下显示的是反应路线(i)，其中所述亲电试剂(C)的1'-位的碳发生偶联反应；反应路线(ii)，其中4-位的碳发生偶联反应；反应路线(iii)，其中1-位的碳发生偶联反应；以及反应路线(iv)，其中丙酰氧基的羰基发生加成反应。
在所述反应路线(i)中，在1'-位的碳处发生亲核进攻，导致SN2反应(双分子亲核取代反应)，并且L被消除，得到目标化合物(A)。在所述反应路线(ii)中，在4-位的碳处发生亲核进攻，导致涉及烯丙基重排的取代反应，称为SN2'反应。还在该路线中，预计L被消除，以得到相同的目标化合物(A)。
另一方面，在所述反应路线(iii)中，假设在1-位的碳处发生亲核进攻并且消除丙酰氧基，得到与目标化合物(A)不同的产物。在所述反应路线(iv)中，假设在所述丙酰氧基的羰基处进行加成反应，得到不同于目标化合物(A)的产物。此外，当所述离去基团L是酰氧基时，所述酰氧基的羰基提供不同于目标化合物(A)的产物。
基于以上考虑，为本发明目的，优选实现促进所述偶联反应的选择性，其中在1-位处的偶联反应之前和在对羰基的加成反应之前，在亲电试剂(C)的1'-位的碳处或在4-位的碳处发生亲核进攻，以消除离去基团L。在所述合成策略中，在化合物(C)中的在1'-位处的离去基团L和在1-位的丙酰氧基在针对双键的取代位置关系方面不同。换言之，离去基团L在烯丙基位，而丙酰氧基在高烯丙基位。因此，认为可通过选择离去基团L的类型和反应条件实现预期的选择性。
通过基于以上考虑进行重复研究，已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所述实施方式。
根据本发明，可如以下反应方程式中所示获得作为起始原料的4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)，其中使1-(2-卤代乙基)环丙醇进行磺酰化，得到1-(2-卤代乙基)环丙基磺酸酯化合物(1)，以及然后使所述化合物(1)进行涉及环丙基-烯丙基重排的卤代反应，依据于所述文献(Kulinkovich等,Synthesis,2005,1713)。
X1和X2可相同或不同，并且各自表示卤原子。X1和X2的每一个优选为氯原子、溴原子或碘原子。
Z表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的烃基，并且优选为具有1至10个碳原子的烷基或者具有6至10个碳原子的芳基，所述烷基或芳基任选包含一或多个不饱和键。具有1至10个碳原子的所述烷基是链状、支链或环状一价烃基，其实例优选包括直链饱和烷基，例如甲基、乙基、正丙基和正丁基。具有6至10个碳原子的所述芳基的实例包括苯基，甲苯基，二甲苯基和萘基。Z的特别优选的实例包括甲基，正丁基，苯基和对甲苯基。
接着，将描述二酰氧基化反应步骤：使4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)进行二酰氧基化，成为3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)。
R1可选择为与所述合成的最终目标化合物的结构相对应的基团。R1和R3可以相同或不同，并且从防止所述反应体系或所述产物变复杂化的角度来看，优选为相同。
R1和R3可以相同或不同，以及各自表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的链状、支链或环状一价烃基。R1可选择为与所述合成的最终目标化合物的结构相对应的基团。R1的实例包括直链一价烃基，例如甲基，乙基，正丙基，正丁基，正戊基，正己基，正庚基，正辛基，正壬基，正癸基，乙烯基，1-丙烯基，烯丙基，1-丁烯基，2-丁烯基，3-丁烯基，1-戊烯基，2-戊烯基，5-已烯基，1-庚烯基，9-癸烯基，1,3-丁二烯基，1,3-戊二烯基，1,5-己二烯基和乙炔基；支链一价烃基，例如异丙基，2-乙基丙基，叔丁基，仲丁基，异丁基，叔戊基，新戊基，1-甲基丁基，1-丙基丁基，2-甲基丁基，3-甲基丁基，1-甲基戊基，1-乙基戊基，异丙烯基，1-甲基-1-丙烯基，2-甲基-1-丙烯基，1-甲基-1-丁烯基，1,1-二甲基-3-丁烯基，1-乙基-1-戊烯基，2,6-二甲基-5-庚烯基，2,6-二甲基-1,5-庚二烯基，2,6-二甲基-1,6-庚二烯基，6-甲基-2-甲烯基-5-庚烯基，6-甲基-2-甲烯基-6-庚烯基，4-甲基-1-戊烯基-3-戊烯基，和1-异亚丙基-4-甲基-3-戊烯基；以及环状一价烃基，例如环丙基，2-甲基环丙基，2,2,3,3-四甲基环丙基，环丁基，环戊基，环戊基甲基，2-环戊基乙基，环己基，环己基甲基，二环己基甲基，2-环己基乙基，3-环己基丙基，4-环己基丁基，1-甲基环己基，2-甲基环己基，3-甲基环己基，4-甲基环己基，环庚基，降冰片基(norbornylgroup)，降冰片基甲基，异冰片基，薄荷基，葑基，金刚烷基，1-环戊烯基，2-环戊烯基，1-环已烯基，1-甲基-2-环已烯基，2-甲基-2,5-二环己二烯基，苯基，苄基，1-苯基环丙基，2-苯基环丙基，1-苯基环戊基，1-苯基乙基，2-苯基乙基，1-甲基-2-苯基乙基，1-苯基丙基，2-苯基丙基，3-苯基丙基，4-苯基丁基，1,2,3,4-四氢-2-萘基，2-苯基乙烯基，3-苯基-2-丙烯基，1-甲基-3-苯基乙烯基，对-甲苯基，间-甲苯基，邻-甲苯基，4-乙基苯基，4-丙基苯基，4-异丙基苯基，4-丁基苯基，4-叔丁基苯基，1-萘基，和2-萘基。
所述二酰氧基化反应步骤包括将4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)与如R1COOH和R3COOH中所示的分别具有相应的R1和R3的羧酸的盐一起搅拌。当R1和R3相同时，可使用单一类型的羧酸。
二酰氧基化反应中的所述羧酸盐的实例包括各种金属盐和鎓盐，以及优选包括锂盐，钠盐，钾盐，镁盐，钙盐，铵盐，四烷基铵盐和四烷基膦盐。
从各种条件考虑，所述羧酸盐的量可以是自由选择的，并且相对于1mol的4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)优选为0.4至200mol，更优选为2至40mol，还更优选为2至20mol，这是因为两个位点在二酰氧基化反应中发生反应。从收率角度来看，所述羧酸盐的使用量优选为2mol以上。
用于所述二酰氧基化反应的溶剂的实例优选包括羧酸，例如甲酸，乙酸，丙酸，和如R1COOH和R3COOH中所示的分别具有相应的R1和R3的羧酸；羧酸酐，例如乙酸酐，丙酸酐和如RCO-O-COR中所示的具有相应的R的羧酸酐；酯，例如甲酸甲酯，甲酸乙酯，乙酸甲酯，乙酸乙酯，和具有相应的R的羧酸的甲基酯、乙基酯、正丙基酯和正丁基酯；醚，例如乙醚，正丁醚，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，二甲苯和异丙苯；氯化溶剂，例如二氯甲烷，氯仿，四氯甲烷，1,2-二氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷；和非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)，N,N-二甲基丙酰胺，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)，二甲亚砜(DMSO)和六甲基磷酰三胺(HMPA)。所述溶剂单独使用或两种以上组合使用。所述溶剂的量相对于100份的4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)优选为0.1份至1,000,000份，更优选为1份至100,000份，还更优选为10份至10,000份。
当4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物(6)从作为1-(2-卤代乙基)环丙基磺酸酯化合物(1)的1-(2-氯乙基)环丙基磺酸酯化合物或1-(2-溴乙基)环丙基磺酸酯化合物制备得到时，可将例如碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化镁、碘化钙、碘化铵、四烷基碘化铵和四烷基碘化膦之类的碘化物盐加至所述反应体系，优选加入量相对于1mol的1-(2-卤代乙基)环丙基磺酸酯化合物(1)为0.0001至5mol，使得可进行所述二酰氧基化反应，同时在原位产生1-(2-碘乙基)环丙基磺酸酯化合物。或者，可预先制备1-(2-碘乙基)环丙基磺酸酯化合物，然后可进行所述反应。
在所述二酰氧基化反应中，还可加入银盐例如硝酸银，优选加入量相对于1mol的1-(2-卤代乙基)环丙基磺酸酯化合物(1)为0.0001至5mol，使得得到的卤化物可结晶，并作为银盐(卤化银)沉淀，以加快所述反应。
所述二酰氧基化反应期间的反应温度优选为0℃至溶剂的沸点温度，更优选为20至100℃。所述反应时间可以自由选择，并且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。通常，反应时间优选为5分钟至240小时。
作为亲核取代二酰氧基化反应的副反应，卤化氢的消除反应可竞争性发生，形成副产物2-卤代甲基-1,3-丁二烯或2-酰氧基甲基-1,3-丁二烯。尽管该消除反应的部分通常很小，但是优选选择各种反应条件，以便减少所述消除反应的部分，以及增加预期的取代反应的部分(酯形成反应)。
当通过以上的二酰氧基化反应获得的所述目标3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)具有足够的纯度时，粗产物可无需纯化而进行后续步骤，或可通过适当选自有机合成中通常使用的纯化方法的方法进行纯化，例如蒸馏和各种类型的色谱法。
通过作为亲电试剂的3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)的上述合成方法，所述目标化合物(3)在多数情况下作为实质上单一产物以高收率获得。几乎没有形成副产物4-酰氧基-3-甲基-2-丁烯基羧酸酯或4-酰氧基-3-甲基-3-丁烯基羧酸酯，其是由双键的位置异构化产生的杂质。由于该高选择性，所述合成方法具有优于传统方法的优点，传统方法为例如通过使用磺酰氯(SO2Cl2)的在烯烃的烯丙基位的卤化方法，如Veselovskii等(IzvestiyaAkademiiNaukSSSR,SeriyaKhimicheskaya,3,513(1990))所报导的。
如上所合成的作为亲电试剂的3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)可与亲核试剂(4)进行偶联反应，得到目标4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物(5)。
R2可与R1或R3相同或不同，并且表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的链状、支链、或环状一价烃基。R2可选择为与所述合成的最终目标化合物的结构相对应的基团。R2的实例可包括与R1和R3相同的基团。
在本说明书中，对于R2的取代基名称，没有合适的名称用于其中烃的任意氢原子被键替代的一价取代基，使得为方便起见，对应于其中所述相应的烷烃的任意氢原子被键替代的一价取代基的“烷基”的名称也用作为其中烃的任意氢原子被键替代的一价取代基的名称。因此，所述化合物(5)被称为4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯。
通过适当选择偶联反应步骤中的条件，在化合物(3)中的具有离去基团R3COO的烯丙基碳处的偶联反应可先于在化合物(3)中的具有R1COO基团的高烯丙基位置处的偶联反应并且先于对R1COO基团和R3COO基团的羰基的加成反应发生。因此，可以高收率获得目标4-烷基-2-甲烯基丁基羧酸酯化合物(5)。
用于偶联反应步骤的亲核试剂(4)的实例可包括包含第I族或第II族的金属元素或过渡金属元素并具有对应于目标化合物的结构的R2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族的金属元素的有机金属试剂的实例优选包括有机锂试剂和有机镁试剂(格氏试剂)。
包含过渡金属元素的所述有机金属试剂可通过以下制备：通过使用相对于1mol的有机锂试剂或格氏试剂的化学计量(1mol)或更多的过渡金属化合物的金属交换反应，或可从有机锂试剂或格氏试剂与过渡金属化合物催化剂在原位形成。过渡金属化合物的实例可包括包含铜、铁、镍、钯、锌、银等的过渡金属化合物，尤其优选包括铜化合物，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)和四氯合铜酸二锂(Li2CuCl4)。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。
特别地，所述亲核试剂(4)中的阳离子部分M尤其优选为Li、MgQ、ZnQ、Cu、CuQ或CuLiQ，其中Q表示卤原子或R2。
用作为所述亲核试剂(4)的所述有机金属化合物通常从具有相应的R2的卤化物以常规方法制备得到。所述卤化物优选为氯化物、溴化物或碘化物。
从底物的类型、条件、反应收率和诸如中间体价格之类的成本效益考虑，可自由选择用于偶联反应的所述亲核试剂(4)和所述亲电试剂(3)的量。所述亲核试剂(4)的使用量相对于1mol的亲电试剂(3)优选为0.2至10mol，更优选为0.5至2mol，还更优选为0.8至1.5mol。然而，在形成所述目标化合物之后，可能进一步发生所述亲核试剂(4)加成至所述目标化合物(5)的R1COO基团的羰基的反应。当使用其中发生这样的副反应的条件时，优选避免使用相对于1mol的亲电试剂(3)为远大于1mol的过量的所述亲核试剂。
用于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、四氢呋喃和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极性溶剂的混合溶剂，所述烃为例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯，以及非质子极性溶剂为例如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)、二甲亚砜(DMSO)和六甲基磷酰三胺(HMPA)。所述溶剂的量不受特别限制，且相对于100份的亲电试剂(3)优选为0.1份至1,000,000份，更优选为1份至100,000份，还更优选为10份至10,000份。
作为用于偶联反应的催化剂，可使用的例如氯化锂、溴化锂和碘化锂的锂盐的量相对于1mol的亲电试剂(3)为0.0001至5mol。
偶联反应的反应温度优选为-78℃至溶剂的沸点温度，更优选为-10℃至100℃。所述反应时间可自由选择，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。通常，反应时间优选为5分钟至240小时。
通过以上偶联反应获得的目标4-烷基-2-甲烯基丁基羧酸酯化合物(5)可通过适当选自有机合成中通常使用的纯化方法的方法进行纯化，例如蒸馏和各种类型的色谱法。从工业成本效益的角度来看，尤其优选蒸馏。
如上所述，提供制备4-烷基-2-甲烯基丁基羧酸酯化合物(5)例如7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(其为SJS的性信息素)的简单高效的方法，以供应充足量的所述产物用于应用和利用。
实施例
以下将参考实施例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实施例。
作为原材料、产物和中间体的纯度，使用通过气相色谱(GC)分析得到并以％GC表示的值。GC条件如下所示：使用ShimazduGC-14A的气相色谱仪，具有0.25mmφx25m的5％Ph-Me硅树脂的管柱，氦气作为载气，以及火焰离子化检测器(FID)。
任选纯化所述粗产物，以得到用于波谱测定的样本。
<通式(3)表示的3-酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯的合成>
实施例1：3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯(其为通式(3)中具有R3＝R1＝CH3CH2的化合物)的合成
如在以下反应方程式中所示的,从1-(2-溴乙基)环丙基甲磺酸酯合成4-溴-2-溴甲基-1-丁烯以及合成3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯。
从24.3g的镁、189g的1,2-二溴乙烷和700ml的乙醚制备得到在乙醚中的溴化镁溶液。将122g的1-(2-溴乙基)环丙基甲磺酸酯(75％GC)和200ml的甲苯的混合物逐滴添加至在氮气气氛下搅拌、加热并回流的所述在乙醚中的溴化镁溶液。反应混合物搅拌回流3小时。反应混合物在冰上冷却，并向其中添加饱和氯化铵水溶液，以分离所述有机相。所述有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩的常见工作，得到93.15g的作为中间体的粗品4-溴-2-溴甲基-1-丁烯(75％GC,收率81％)，其除了包含所述目标化合物以外还包含13％GC的甲苯。
接着，在氮气气氛下，将30.0g的粗品4-溴-2-溴甲基-1-丁烯、40.0g的丙酸钠、5.00g的碘化钠和100ml的N,N-二甲基乙酰胺的混合物在室温下搅拌63小时，然后在70℃搅拌6小时。反应混合物冷却至室温，向其中添加水，并用正己烷萃取。所述有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩的常见工作，得到23.72g的粗品3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯(72％GC)。所述粗产物在减压下蒸馏，得到18.52g的目标化合物3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯(88％GC,收率77％)，其除了包含目标化合物以外，还包含由溴化氢的消除反应产生的作为副产物的10％的2-甲烯基-3-丁烯基丙酸酯。
3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯
无色油
沸点：78-81℃/399Pa
IR(D-ATR)：ν＝2982,2944,1739,1463,1349,1179,1019,910cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3)：δ＝1.11(3H,t,J＝7.5Hz),1.14(3H,t,J＝7.5Hz),2.30(2H,q,J＝7.5Hz),2.34(2H,q,J＝7.5Hz),2.38(2H,t,J＝7Hz),4.19(2H,t,J＝7Hz),4.54(2H,s),4.99(1H,s-样),5.11(1H,s)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3)：δ＝9.03(2C),27.49,27.51,32.38,62.31,66.58,114.73,140.22,173.97,174.28ppm.
GC-MS(EI,70eV)：41,57(基峰),84,111,128,140.
根据在实施例1中合成的粗品3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯的波谱分析结果，观察到由溴化氢的消除反应产生的作为副产物的2-甲烯基-3-丁烯基丙酸酯，但未观察到在2-位的外型-甲烯基异构化成内烯烃，例如，形成2-甲基-2-丁烯-1,4-二基二丙酸酯。由结果显然可以看出，根据本发明的方法实现了高选择性。
实施例2：7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(其为通式(5)中具有R2＝CH2＝C(CH3)-CH2CH2和R1＝CH3CH2的化合物)的合成
如在以下反应方程式中所示的,3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯与3-甲基-3-丁烯基溴化镁反应，得到7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。
在氮气气氛下，将25.0g的3-甲基-3-丁烯基溴化物(83％GC)、2.50g的1,2-二溴乙烷(用于活化镁)和200ml的四氢呋喃的混合物逐滴添加至4.40g的镁和10ml的四氢呋喃的混合物，以制备格氏试剂，3-甲基-3-丁烯基溴化镁。在1小时内将所述格氏试剂逐滴添加至冰冷却的10.0g的在实施例1中合成的粗品3-丙酰氧基甲基-3-丁烯基丙酸酯(88％GC)、40mg的碘化亚铜(I)、60mg的亚磷酸三乙酯和60ml的四氢呋喃的混合物中，同时在氮气气氛下搅拌并将温度保持在25℃以下的温度。反应混合物在室温搅拌17小时。然后向反应混合物添加饱和氯化铵水溶液，并用乙醚萃取。所述有机相经分离，然后进行常规的洗涤、干燥和浓缩的常见工作，得到11.21g的粗品7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯。所述粗产物在减压下蒸馏，得到7.36g的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯(97％GC,收率88％)。
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+)。

Claims (3)

1.制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物的方法，所述方法包括：
二酰氧基化步骤，使通式(6)表示的4-卤代-2-卤代甲基-1-丁烯化合物：
其中X1和X2可相同或不同并且各自表示卤原子，
进行二酰氧基化，以得到通式(3)表示的3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物：
其中R1和R3可相同或不同并且各自表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的一价烃基，
以及
偶联步骤，使所述3-酰氧基甲基-3-丁烯基羧酸酯化合物(3)与通式(4)表示的有机金属试剂进行偶联反应：
其中R2可与R1或R3相同或不同，并且表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的一价烃基，以及M表示阳离子部分，
以得到式(5)表示的4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物：
2.根据权利要求1所述的制备4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物的方法，其中R1和R3的每一个是乙基，R2是3-甲基-3-丁烯基，以及所述4-烷基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物是式(5a)表示的7-甲基-3-甲烯基-7-辛烯基丙酸酯：
3.通式(3)表示的4-酰氧基-3-甲烯基丁基羧酸酯化合物：
其中R1和R3可相同或不同，并且各自表示具有1至10个碳原子和任选包含一或多个不饱和键的一价烃基。
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