CN109232248A - (z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的合成 - Google Patents

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Abstract

本发明属于昆虫信息素合成技术领域，公开了一种新的合成(Z)‑7‑十二碳烯‑1‑醇及其乙酸酯的方法。该方法以正戊醛为起始原料，先与Wittig试剂发生反应，得到(Z)‑7‑十二碳烯酸乙酯，然后经四氢铝锂还原，得到(Z)‑十二碳‑7‑烯‑1‑醇，最后与乙酰氯反应，得到(Z)‑7‑十二碳烯‑1‑醇乙酸酯。本发明利用末端带有酯基Wittig试剂与醛的偶联反应直接构建Z型双键，合成路线简捷，对环境友好。

Description

(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的合成
技术领域
本发明属于昆虫信息素合成技术领域，具体涉及一种新的合成(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的方法。
背景技术
(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯(式1)是马尾松毛虫Dendrolimns punctatus(Walker)性信息素的活性成分(赵成华；李群；郭星宇；王序英昆虫学报1993,247-250.苏建伟；徐延熙；秦小薇；戈峰昆虫知识2006,439-442.)。同时，(Z)-7-十二碳烯-1-醇也是森林鳞翅类害虫Raphia frater Grt(Noctuidae)性信息素的活性成分(Weatherson,J.；Davidson,L.M.；Simonini,D.Can.Entomol.1974,106,781-782.)。另外，(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯既是粉纹夜蛾Trichoplusia ni(Hübner)性信息素的活性成分(Berger,R.S.Ann.Entomol.Soc.Am.1966,59,767-771.Green,N.；Jacobson,M.；Henneberry,T.J.；Kishaba,A.N.J.Med.Chem.1967,10,533-535.)；也是大豆害虫Pseudoplusia includens(Walker)性信息素的活性成分(Tumlinson,J.H.；Mitchell,E.R.；Browner,S.M.；Lindquist,D.A.Environ.Entomol.1972,1,466-468.)。(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯可用于马尾松毛虫、粉纹夜蛾等害虫的生物防治。
(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯具有显著的诱导相关害虫雄虫的生物活性，在防治农作物病虫害领域具有重要的地位。然而，(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯在昆虫体内含量极少，需要研究其化学合成才能满足日益增长的进行生物防治研究的需要。合成(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的关键是构建Z型双键，目前，其合成方法主要包括烯基硼烷异构化法、烯基硼烷法、(Z)-丁烯二醇法以及Lindlar催化氢化法。
(1)烯基硼烷异构化法是炔烃与环状硼烷反应先生成含有E型双键的环状硼烷，或者炔烃与儿茶酚硼烷生成含有E型双键的儿茶酚硼烷，再与格氏试剂反应制得含有E型双键的硼烷，然后利用碱催化实现烯基硼烷异构化，得到含有Z型双键的硼烷，最后氧化制得(Z)-7-十二碳烯-1-醇(Basavaiah,D.；Brown,H.C.J.Org.Chem.1982,47,1792-1793.Periasamy,M.；Prasad,A.S.B.；Suseela,Y.Tetrahedron 1995,51,2743-2748.)。
(2)烯基硼烷法是利用炔基酯与9-BBN反应，直接生成含有Z型双键的硼烷，然后用含1％乙酸的甲醇处理，得到(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯(Brown,H.C.；Wang,K.K.J.Org.Chem.1986,51,4514-4517.)。
(3)(Z)-丁烯二醇法是以(Z)-丁烯二醇原料，经过卤代、格氏偶联、脱保护等多步反应，得到(Z)-7-十二碳烯-1-醇，最后与乙酸酐反应制得(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯(Nguyen,T.-D.；Nguyen,C.-H.；Im,C.；Dang,C.-H.,Nat.Compd.2016,52,877-879.)。
(4)Lindlar催化氢化法以1,6-己二醇为原料，经溴代、保护羟基、与炔基锂偶联，再经Lindlar催化氢化，制得THP保护(Z)-7-十二碳烯-1-醇，然后脱去THP保护基得到(Z)-7-十二碳烯-1-醇(Binisti,C.；Assogba,L.；Touboul,E.；Mounier,C.；Huet,J.；Ombetta,J.-E.；Dong,C.Z.；Redeuilh,C.；Heymans,F.；Godfroid,J.-J.,Eur.J.Med.Chem.2001,36,809-828.)。
虽然关于合成(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的研究已有一些成功事例，但仍然存在需要含Z型双键的原料、步骤冗长、反应条件苛刻等问题。因此，研究高效简捷的、反应条件温和的、对环境友好的合成(E)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯的方法，具有重要的理论意义与应用价值。
发明内容
本发明旨在提供一种新的合成(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的方法。该方法以正戊醛(1)为起始原料，先与Wittig试剂(2)发生反应，得到(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)，然后经四氢铝锂还原，得到(Z)-十二碳-7-烯-1-醇，最后与乙酰氯反应，得到(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯。本发明利用末端带有酯基Wittig试剂与醛的偶联反应直接构建Z型双键，合成路线简捷，对环境友好。本发明合成(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的合成路线参见式2。
本发明合成(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的方法包括如下步骤。
(1)(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)的合成
氩气保护下，将碱滴入(7-乙氧基-7-氧代庚基)-三苯基溴化鏻溶液，搅拌均匀。然后加入正戊醛，搅拌反应，淬灭反应，分液，萃取，合并有机相，干燥，减压浓缩，最后经硅胶柱色谱纯化，制得(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)。
(2)(Z)-7-十二碳烯-1-醇的合成
氩气保护下，在0℃将(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)的四氢呋喃溶液滴入四氢铝锂与四氢呋喃悬浮液中，室温搅拌反应。在0℃淬灭反应，抽滤，分别洗涤固体与滤液，分液，合并有机相，干燥，减压浓缩，最后经硅胶柱色谱纯化制得(Z)-7-十二碳烯-1-醇。
(3)(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯的合成
氩气保护下，将三乙胺加入(Z)-7-十二碳烯-1-醇的二氯甲烷溶液，在0℃下滴加乙酰氯，室温搅拌反应。淬灭反应，分液，洗涤，干燥，减压浓缩，最后经硅胶柱色谱纯化制得(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯。
具体实施方式
实施例1
(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)的合成
氩气保护下，将(7-乙氧基-7-氧代庚基)-三苯基溴化鏻(3mmol,1.49g)溶于四氢呋喃(10mL)，冷却至-78℃，缓慢滴加六甲基二硅基氨基钠(3.5mmol,2M in THF,1.75mL)，搅拌1h。将正戊醛(1mmol,711mg)加入混合液，缓慢升温至室温，继续搅拌反应20h，反应完成后，用饱和NH4Cl水溶液淬灭反应，分液。水相用二氯甲烷(2×10mL)萃取，分液，合并有机相。有机相用无水Na2SO4干燥，过滤，滤液经减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化(石油醚/乙酸乙酯120:1)，制得淡黄色液体(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)(158mg,产率70％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ5.32–5.36(m,2H),4.12(q,J＝7.1Hz,2H),2.29(t,J＝7.5Hz,2H),2.02–2.00(m,4H),1.65–1.59(m,2H),1.32–1.28(m,8H),1.25(t,J＝7.2Hz,3H),0.88(t,J＝6.9Hz,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ173.82,130.13,129.48,60.14,34.35,31.93,29.36,28.77,26.98,26.91,24.88,22.32,14.24,13.96.
实施例2
(Z)-7-十二碳烯-1-醇的合成
氩气保护下，称取四氢铝锂(114mg,3mmol)于反应瓶中，抽气换气三次后，加入四氢呋喃(2mL)，搅拌均匀。将混合物温度降至0℃，缓慢滴入(Z)-7-十二碳烯酸乙酯(3)(1mmol,226mg)的四氢呋喃(1mL)溶液，然后升温至室温搅拌反应8h。反应完成后，在0℃下用甲醇与含水氯化铵淬灭反应。抽滤，固体用乙醚洗涤，滤液用饱和食盐水(5mL)洗涤，分液。合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化(石油醚/乙酸乙酯20:1)制得淡黄色液体(Z)-7-十二碳烯-1-醇(162mg，产率88％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ5.36–5.33(m,2H),3.63(t,J＝6.6Hz,2H),2.03–2.01(m,4H),1.61–1.53(m,2H),1.34–1.31(m,11H),0.89(t,J＝7.0,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ129.99,129.67,63.00,32.75,31.93,29.68,29.04,27.09,26.90,25.62,22.32,13.96.
实施例3
(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯的合成
氩气保护下，将(Z)-7-十二碳烯-1-醇(1mmol,184mg)溶于二氯甲烷(5mL)，加入三乙胺(6mmol,607mg)，搅拌均匀。将混合液温度降至0℃，缓慢滴加乙酰氯(3mmol,236mg)。然后在室温下继续搅拌反应8h。反应完成后，在0℃下用水淬灭反应。分液，有机相饱和食盐水(5mL)洗涤，用无水Na2SO4干燥，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)纯化制得淡黄色液体(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯(208mg,产率92％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ5.33–5.29(m,2H),4.02(t,J＝6.7Hz,2H),2.00–1.97(m,7H),1.63–1.52(m,2H),1.34–1.26(m,10H),0.88(t,J＝6.9,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ170.99,129.94,129.49,64.48,31.87,29.51,28.78,28.51,26.97,26.83,25.74,22.24,20.83,13.86.

Claims (5)

1.一种(Z)-7-十二碳烯-1-醇及其乙酸酯的合成方法，其特征在于包括如下步骤：正戊醛先与(7-乙氧基-7-氧代庚基)-三苯基溴化鏻发生Wittig反应，得到(Z)-7-十二碳烯酸乙酯，然后经四氢铝锂还原，得到(Z)-7-十二碳烯-1-醇，最后与乙酰氯反应，制得(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯。
2.根据权利要求1所述的(Z)-7-十二碳烯-1-醇乙酸酯的合成方法，其特征在于合成(Z)-7-十二碳烯酸乙酯的方法为：氩气保护下，将碱滴入(7-乙氧基-7-氧代庚基)-三苯基溴化鏻溶液，搅拌均匀，然后加入正戊醛，搅拌反应，淬灭反应，分液，萃取，合并有机相，干燥，减压浓缩，最后经硅胶柱色谱纯化，制得(Z)-7-十二碳烯酸乙酯。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于合成(Z)-7-十二碳烯酸乙酯所用的碱为苯基锂、六甲基二硅基氨基钠、甲基锂、正丁基锂、叔丁醇钾、碳酸钾与氢化钠，优选六甲基二硅基氨基钠。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于合成(Z)-7-十二碳烯酸乙酯所用的反应溶剂为乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷、二甲苯与苯，优选四氢呋喃。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于合成(Z)-7-十二碳烯酸乙酯的反应温度范围为0-50℃，优选25℃。
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