CN110724042A - 一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及昆虫性信息素成分合成技术领域,提供了一种新的杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法,本发明以1,13‑十三烷醇为起始原料,使用廉价易得的反‑2‑戊烯醛作为中间体,经4步反应即可合成(Z,E)‑13,15‑十八碳二烯醛。本发明提供的制备方法原料易得,成本较低,合成步骤少;进一步的,本发明提供的合成方法条件温和,整个合成过程中无需使用格式试剂、锂试剂等反应条件十分苛刻的试剂,适合规模生产;本发明提供的合成方法纯化简便,产率较高,整个合成路线中,只有(Z,E)‑13,15‑十八碳二烯醇和(Z,E)‑13,15‑十八碳二烯醛需经柱层析纯化,其他步骤均经简单处理即可进行下一步反应。
Description
技术领域
本发明涉及害虫防治技术领域,尤其涉及一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法。
背景技术
杨小舟蛾Micromelalophasieversi(Staudinger)属鳞翅目(Lepidoptera)舟蛾科(Notodontidae),是我国杨树人工林近年来危害最为严重的食叶害虫之一。在我国东北、西北、中原和中南等地区猖獗成灾,其爆发时经常会将树叶全部吃光,严重影响树木生长,造成巨大经济损失和环境破坏,严重制约了林业的发展。
我国自20世纪60年代起陆续有学者以杨小舟蛾为对象进行研究。国内学者对杨小舟蛾的生物学行为有了较深入的研究,并取得了优异的成绩。目前,采取的主要防治手段包括以下4种:化学防治,化学防治是目前防治舟蛾的主要手段,虽然防治效果显著,但长期广泛使用化学农药,造成环境污染、杀伤天敌及致使害虫耐药性增强等问题。物理防治,物理防治主要利用频振式杀虫灯诱杀杨小舟蛾成虫,但受电力限制,目前主要用于害虫测报。生物防治,主要包括释放赤眼蜂、啮小蜂等寄生性天敌和喷洒生物或仿生制剂等,然而天敌昆虫的饲养和释放却有着极为严格要求,限制了该防治措施的使用范围和规模。转基因技术,将抗虫基因引入到植物细胞并使其在寄主细胞内稳定地遗传和表达。杨树是最早开展基因工程的树种之一,目前已有近20个树种或杂种获得了转基因植株。抗虫转基因杨树应用于防治后主要存在以下问题:1、害虫易对转基因(如Bt)杨树产生抗性问题;2、转基因杨树释放到野外后对环境造成的生态风险问题。综合看来,单一的防治方法有利有弊,难以达到防治杨小舟蛾虫害的理想效果。从生产应用的角度出发,针对杨小舟蛾的防治新技术已经成为亟待解决的科学问题。
昆虫性信息素在害虫防治中具有高效、持久、无毒、专一性强,不伤害天敌,不污染环境等的优点;另外,昆虫性信息素与其他害虫防治措施(尤其是生物防治)的配合使用,表现出很好的相容性,已受到国内外学者的高度重视,并正成为害虫综合治理中的重要措施之一。
前期研究表明,杨小舟蛾性信息素主要活性成分的结构为(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛。但是,该成分属于一个新结构化合物,目前尚未有商业化的产品,不能满足实际的应用需求。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法。本发明提供的合成方法原料易得、成本低廉、合成步骤少、产率高,适合大规模生产。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法,包括以下步骤:
(1)将1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液混合进行溴化反应,得到13-溴-1-十三烷醇;
(2)将所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷进行膦盐合成反应,得到十三烷基三苯基溴化膦;
(3)在碱性化合物作用下,将所述十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛进行Wittig反应,生成(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇;
(4)在氧化剂作用下,将所述(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇进行氧化反应,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛,即为杨小舟蛾性信息素活性成分。
优选的,所述氢溴酸水溶液的质量分数为30~70%;所述1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液中氢溴酸的摩尔比为1:0.75~1.75。
优选的,所述溴化反应的温度为60~140℃,时间为46~50h。
优选的,所述膦盐合成反应的温度为50~130℃,时间为46~50h;所述膦盐合成反应在保护气氛下进行。
优选的,所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷的摩尔比为1:1~1.5。
优选的,所述碱性化合物包括有机碱和/或无机碱;所述有机碱包括叔丁醇钾和/或者叔丁醇钠;所述无机碱包括氨基钠、氢化钠、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种;所述碱性化合物、十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛的摩尔比为5:2~3:2.5~3.5。
优选的,所述Wittig反应的温度为-20~80℃。
优选的,所述氧化剂包括氯铬酸吡啶、重铬酸吡啶、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌和次氯酸钠中的一种或几种。
优选的,所述氧化反应的温度为20~30℃,时间为3~5h。
优选的,所述溴化反应的溶剂包括甲苯、乙腈、二氯甲烷、DMF中的一种或几种;所述膦盐合成反应和Wittig反应用溶剂独立地包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和醇中的一种或几种;所述氧化反应用溶剂包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和乙酸乙酯中的一种或几种。
本发明提供了一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法,本发明以1,13-十三烷醇为起始原料,使用廉价易得的反-2-戊烯醛作为中间体,经4步反应即可合成(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛。本发明提供的制备方法原料易得,成本较低,首次实现了以廉价易得反-2-戊烯醛作为中间体进行杨小舟蛾性信息素活性成分的合成,减少了合成步骤;进一步的,本发明提供的合成方法条件温和,整个合成过程中无需使用格式试剂、锂试剂等反应条件十分苛刻的试剂,适合规模生产;此外,本发明提供的合成方法纯化简便,产率较高,整个合成路线中,只有(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇和(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛需经柱层析纯化,其他步骤均经简单处理即可进行下一步反应。
具体实施方式
本发明提供了一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法,包括以下步骤:
(1)将1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液混合进行溴化反应,得到13-溴-1-十三烷醇;
(2)将所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷进行膦盐合成反应,得到十三烷基三苯基溴化膦;
(3)在碱性化合物作用下,将所述十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛进行Wittig反应,生成(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇;
(4)在氧化剂作用下,将所述(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇进行氧化反应,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛,即为杨小舟蛾性信息素活性成分。
在本发明中,所述杨小舟蛾性信息素活性成分为(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛,其合成路线如式I所示:
本发明将1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液混合进行溴化反应,得到13-溴-1-十三烷醇。在本发明中,所述氢溴酸水溶液的质量分数优选为30~70%,更优选为40~60%;所述1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液中氢溴酸的摩尔比优选为1:0.75~1.75,更优选为1:1~1.5;所述溴化反应用溶剂优选为甲苯、乙腈、二氯甲烷、DMF中的一种或几种;所述溴化反应的温度优选为60~140℃,更优选为80~120℃,所述溴化反应的时间优选为46~50h,更优选为48h;所述溴化反应优选在回流条件下进行;在本发明的具体实施例中,优选使用TCL(薄层层析法)对反应进行监测,反应至原料消失即可。
溴化反应完成后,本发明优选将所得溴化反应产物料液进行后处理,所述后处理优选包括以下步骤:将所述溴化反应产物料液冷却后和正己烷混合进行萃取,将所得有机相依次进行洗涤、干燥和蒸除溶剂,得到13-溴-1-十三烷醇。在本发明中,所述冷却优选为自然冷却至室温;所述洗涤优选为依次使用饱和碳酸氢钠溶液和饱和食盐水进行洗涤;所述干燥用干燥剂优选为无水硫酸钠。
得到13-溴-1-十三烷醇后,本发明将所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷进行膦盐合成反应,得到十三烷基三苯基溴化膦。在本发明中,所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷的摩尔比优选为1:1~1.5,更优选为1:1.1~1.3;所述膦盐合成反应用溶剂优选包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和醇中的一种或几种;所述溶剂优选为无水溶剂,具体优选为无水乙腈、无水四氢呋喃或无水乙醚;本发明对所述溶剂的用量没有特殊要求,能够使反应顺利进行即可。在本发明中,所述膦盐合成反应的温度优选为50~130℃,更优选为60~120℃,所述膦盐合成反应的时间优选为46~50h,更优选为48h;所述膦盐合成反应在保护气氛下进行,所述保护气氛优选为氮气;所述膦盐合成反应优选在回流条件下进行。
膦盐合成反应完成后,本发明优选将所得膦盐合成反应产物料液进行后处理,所述后处理优选包括以下步骤:将所述膦盐合成反应产物料液中的溶剂蒸除,得到十三烷基三苯基溴化膦。在本发明中,所述蒸除优选为减压蒸除;本发明对所述搅拌的时间没有特殊要求,能够使固体沉淀完全析出即可;所述过滤优选为减压过滤;所述干燥优选为真空干燥;本发明对所述真空干燥的具体条件没有特殊要求,能够将固体产物中的水分完全去除即可。
得到十三烷基三苯基溴化膦后,本发明在碱性化合物作用下,将所述十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛进行Wittig反应,生成(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇。在本发明中,所述碱性化合物优选包括有机碱和/或无机碱;所述有机碱优选包括叔丁醇钾和/或者叔丁醇钠;所述无机碱优选包括氨基钠、氢化钠、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种;所述碱性化合物、十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛的摩尔比优选为5:2~3:2.5~3.5,更优选为5:2.5:3;所述Wittig反应用溶剂优选包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和醇中的一种或几种;所述溶剂优选为无水溶剂,具体优选为无水乙腈、无水四氢呋喃或无水乙醚;本发明对所述溶剂的用量没有特殊要求,能够使反应顺利进行即可;所述Wittig反应的温度优选为-20~80℃,更优选为-10~60℃。
在本发明中,所述Wittig反应的具体操作方法优选为:
将十三烷基三苯基溴化膦、碱性化合物和反-2-戊烯醛分别溶于溶剂中,得到十三烷基三苯基溴化膦溶液、碱性化合物溶液和反-2-戊烯醛溶液;
在冰浴条件下向十三烷基三苯基溴化膦溶液中滴加碱性化合物溶液,滴加完毕后在室温下搅拌1~3h,然后再在冰浴条件下向反应液中滴加反-2-戊烯醛溶液,滴加完毕后在-10~10℃下反应1h,然后再升温至室温反应1~3h,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇。
在本发明中,所述十三烷基三苯基溴化膦溶液的浓度优选为0.3~0.4mmol/mL;所述碱性化合物溶液的浓度优选为1mmol/mL;所述反-2-戊烯醛溶液的浓度优选为3mmol/mL。
Wittig反应完成后,本发明优选将所得Wittig反应产物料液进行后处理,所述后处理优选包括以下步骤:
将所述Wittig反应产物料液和饱和氯化铵溶液混合使反应终止,然后使用正己烷对混合液进行萃取,所得有机相依次进行洗涤、干燥和减压蒸除溶剂,得到粗产物;
将所述粗产物进行快速硅胶柱层析纯化,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇。
在本发明中,所述萃取的次数优选为3次,萃取后将有机相合并;所述洗涤用洗涤剂优选为饱和食盐水;所述干燥用干燥剂优选为无水硫酸钠;所述快速硅胶柱层析纯化用洗脱剂优选为正己烷和乙酸乙酯的混合液;所述混合液中正己烷和乙酸乙酯的体积比优选为20~50:1。
得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇后,本发明在氧化剂作用下,将所述(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇进行氧化反应,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛,即为杨小舟蛾性信息素活性成分。在本发明中,所述氧化剂优选包括氯铬酸吡啶(PCC)、重铬酸吡啶(PDC)、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(DDQ)和次氯酸钠中的一种或几种;所述(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇和氧化剂的摩尔比优选为1:2;所述氧化反应的温度优选为20~30℃,更优选为25℃,所述氧化反应的时间优选为3~5h,更优选为4h;在本发明的具体实施例中,所述氧化反应优选在室温下进行;在本发明中,所述氧化反应用溶剂优选包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和乙酸乙酯中的一种或几种,更优选为无水二氯甲烷。
本发明优选先将氧化剂和溶剂混合,得到氧化剂溶液,然后在0℃条件下将(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇滴加到氧化剂溶液中,滴加完毕后升温至氧化反应温度进行反应。
氧化反应完成后,本发明优选将所得氧化反应产物料液进行后处理,所述后处理优选包括以下步骤:
将所述氧化反应产物料液过滤,过滤掉氧化剂,用有机溶剂洗涤滤饼,并将有机相合并,将所得有机相依次进行洗涤、干燥和蒸除溶剂,得到粗产物;
将所述粗产物进行硅胶柱层析纯化,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛。
在本发明中,所述洗涤滤饼用有机溶剂的种类优选和氧化反应用溶剂一致,在此不再赘述;所述有机相的洗涤优选为依次使用饱和碳酸钠和饱和食盐水进行洗涤;所述干燥用干燥剂优选为无水硫酸钠;所述硅胶柱层析纯化用洗脱剂优选为正己烷和乙酸乙酯的混合液;所述混合液中正己烷和乙酸乙酯的体积比优选为20~50:1。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
(1)13-溴-1-十三烷醇的合成
在500mL圆底烧瓶中放置1,13-十三烷醇(21.6g,100mmol),甲苯(分析纯,250mL)和48wt%氢溴酸水溶液(13.5mL,120mmol),反应混合物搅拌回流48h。TLC检测,直至原料消失。反应液冷却至室温后,加入正己烷稀释。将获得的有机相分别用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂后,得到13-溴-1-十三烷醇(27.5g,99%)。所得产物13-溴-1-十三烷醇纯度较高,可直接用于下步反应。
(2)十三烷基三苯基溴化膦的合成
在250mL三口圆底烧瓶中放置13-溴-1-十三烷醇(13.9g,50mmol),三苯基磷(13.1g,55mmol)和无水乙腈(60mL),反应混合物在氮气保护下搅拌回流48h。反应完毕后,减压蒸除溶剂,所得剩余物与无水乙醚反复搅拌,直至出现大量白色沉淀物。减压过滤后,真空干燥数小时,得到十三烷基三苯基溴化膦(25.7g,95%)。
(3)(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇的合成
在250mL三口圆底烧瓶中,放置十三烷基三苯基溴化膦(13.5g,25mmol)和无水四氢呋喃(80mL),冰水浴冷却后,向其中滴加叔丁醇钾四氢呋喃溶液(50mL,50mmol)。该混合物在室温搅拌反应2h后,再次用冰水浴冷却。向其中滴加反-2-戊烯醛(30mmol)和无水四氢呋喃(10mL)的混合溶液。反应物在0℃搅拌1h后,升温至室温,继续搅拌1h,得到黄色悬浮物。用饱和氯化铵溶液终止反应,混合物用正己烷3次萃取。有机相用饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂,得到粗产物。粗产物用快速硅胶柱层析纯化(正己烷/乙酸乙酯洗脱),得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇(3.99g,60%)。1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ1.00(3H,t,J=7.5Hz),1.24–1.30(18H,m),1.59–1.65(2H,m),2.09–2.22(4H,m),2.42(2H,td,J=7.5,2.0Hz),3.64(2H,t,J=7.5Hz),5.41–5.47(2H,m),6.19–6.32(2H,m);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ133.6,132.1,123.4,123.0,63.1,43.9,29.6,29.5,29.5,29.4,29.3,29.3,29.2,29.1,27.5,22.1,20.8,14.2.GC-MS(70eV,EI):266.
(4)(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛的合成
将(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇(2.66g,10mmol),在0℃下,缓慢加入PCC(4.3g,20mmol)的无水二氯甲烷混合液中,滴加完毕后,室温反应4h后过滤掉氧化剂,用二氯甲烷洗涤滤饼,并合并二氯甲烷有机相,先后用饱和碳酸钠、氯化钠水溶液洗涤,最后用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂得粗品,经硅胶柱层析(正己烷/乙酸乙酯洗脱),得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛(2.59g,98%)。1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ1.00(3H,t,J=7.5Hz),1.24–1.30(18H,m),1.59–1.65(2H,m),2.09–2.22(4H,m),2.42(2H,td,J=7.5,2.0Hz),5.41–5.47(2H,m),6.19–6.32(2H,m),9.76(1H,t,J=2.0Hz);13CNMR(125MHz,CDCl3)δ202.9,133.6,132.1,123.4,123.0,43.9,29.6,29.5,29.5,29.4,29.3,29.3,29.2,29.1,27.5,22.1,20.8,14.2.GC-MS(70eV,EI):264.
实施例2
(1)13-溴-1-十三烷醇的合成
在500mL圆底烧瓶中放置1,13-十三烷醇(21.6g,100mmol),甲苯(分析纯,250mL)和30%氢溴酸水溶液(13.5mL,75mmol),反应混合物搅拌回流48h。TLC检测,直至原料消失。反应液冷却至室温后,加入正己烷稀释。将获得的有机相分别用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥。蒸除溶剂后,得到13-溴-1-十三烷醇(27.5g,99%)。所得产物13-溴-1-十三烷醇纯度较高,可直接用于下步反应。
(2)十三烷基三苯基溴化膦的合成
在250mL三口圆底烧瓶中放置13-溴-1-十三烷醇(13.9g,50mmol),三苯基磷(13.1g,55mmol)和无水四氢呋喃(60mL),反应混合物在氮气保护下搅拌回流48h。反应完毕后,减压蒸除溶剂,所得剩余物与无水乙醚反复搅拌,直至出现大量白色沉淀物。减压过滤后,真空干燥数小时,得到十三烷基三苯基溴化膦(25.7g,95%)。
(3)(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇的合成
在250mL三口圆底烧瓶中,放置十三烷基三苯基溴化膦(13.5g,25mmol)和无水乙腈(80mL),冰水浴冷却后,向其中滴加叔丁醇钾乙腈溶液(50mL,50mmol)。该混合物在室温搅拌反应2h后,再次用冰水浴冷却。向其中滴加反-2-戊烯醛(30mmol)和无水乙腈(10mL)的混合溶液。反应物在0℃搅拌1h后,升温至室温,继续搅拌1h,得到黄色悬浮物。用饱和氯化铵溶液终止反应,混合物用正己烷3次萃取。有机相用饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂,得到粗产物。粗产物用快速硅胶柱层析纯化(正己烷/乙酸乙酯洗脱),得(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇(3.99g,60%)。1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ1.00(3H,t,J=7.5Hz),1.24–1.30(18H,m),1.59–1.65(2H,m),2.09–2.22(4H,m),2.42(2H,td,J=7.5,2.0Hz),3.64(2H,t,J=7.5Hz),5.41–5.47(2H,m),6.19–6.32(2H,m);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ133.6,132.1,123.4,123.0,63.1,43.9,29.6,29.5,29.5,29.4,29.3,29.3,29.2,29.1,27.5,22.1,20.8,14.2.GC-MS(70eV,EI):266.
(4)(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛的合成
将(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇(2.66g,10mmol),在0℃下,缓慢加入PCC(4.3g,20mmol)的无水二氯甲烷混合液中,滴加完毕后,室温反应4h后过滤,过滤掉氧化剂,用二氯甲烷洗涤滤饼,并合并二氯甲烷有机相,先后用饱和碳酸钠、氯化钠水溶液洗涤,最后用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂得粗品,经硅胶柱层析(正己烷/乙酸乙酯洗脱),得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛(2.59g,98%)。1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ1.00(3H,t,J=7.5Hz),1.24–1.30(18H,m),1.59–1.65(2H,m),2.09–2.22(4H,m),2.42(2H,td,J=7.5,2.0Hz),5.41–5.47(2H,m),6.19–6.32(2H,m),9.76(1H,t,J=2.0Hz);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ202.9,133.6,132.1,123.4,123.0,43.9,29.6,29.5,29.5,29.4,29.3,29.3,29.2,29.1,27.5,22.1,20.8,14.2.GC-MS(70eV,EI):264.
实施例3
(1)13-溴-1-十三烷醇的合成
在500mL圆底烧瓶中放置1,13-十三烷醇(21.6g,100mmol),甲苯(分析纯,250mL)和70%氢溴酸水溶液(13.5mL,175mmol),反应混合物搅拌回流48h。TLC检测,直至原料消失。反应液冷却至室温后,加入正己烷稀释。将获得的有机相分别用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥。蒸除溶剂后,得到13-溴-1-十三烷醇(27.5g,99%)。所得产物13-溴-1-十三烷醇纯度较高,可直接用于下步反应。
(2)十三烷基三苯基溴化膦的合成
在250mL三口圆底烧瓶中放置13-溴-1-十三烷醇(13.9g,50mmol),三苯基磷(13.1g,55mmol)和无水乙醚(60mL),反应混合物在氮气保护下搅拌回流48h。反应完毕后,减压蒸除溶剂,所得剩余物与无水乙醚反复搅拌,直至出现大量白色沉淀物。减压过滤后,真空干燥数h,得到十三烷基三苯基溴化膦(25.7g,95%)。
(3)(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇的合成
在250mL三口圆底烧瓶中,放置十三烷基三苯基溴化膦(13.5g,25mmol)和无水乙醚(80mL),冰水浴冷却后,向其中滴加叔丁醇钾乙醚溶液(50mL,50mmol)。该混合物在室温搅拌反应2h后,再次用冰水浴冷却。向其中滴加反-2-戊烯醛(30mmol)和无水乙醚(10mL)的混合溶液。反应物在0℃搅拌1h后,升温至室温,继续搅拌1h,得到黄色悬浮物。用饱和氯化铵溶液终止反应,混合物用正己烷3次萃取。有机相用饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂,得到粗产物。粗产物用快速硅胶柱层析纯化(正己烷/乙酸乙酯洗脱),得(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇(3.99g,60%)。1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ1.00(3H,t,J=7.5Hz),1.24–1.30(18H,m),1.59–1.65(2H,m),2.09–2.22(4H,m),2.42(2H,td,J=7.5,2.0Hz),3.64(2H,t,J=7.5Hz),5.41–5.47(2H,m),6.19–6.32(2H,m);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ133.6,132.1,123.4,123.0,63.1,43.9,29.6,29.5,29.5,29.4,29.3,29.3,29.2,29.1,27.5,22.1,20.8,14.2.GC-MS(70eV,EI):266.
(4)(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛的合成
将(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇(2.66g,10mmol),在0℃下,缓慢加入PCC(4.3g,20mmol)的无水二氯甲烷混合液中,滴加完毕后,室温反应4h后过滤,过滤掉氧化剂,用二氯甲烷洗涤滤饼,并合并二氯甲烷有机相,先后用饱和碳酸钠、氯化钠水溶液洗涤,最后用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂得粗品,经硅胶柱层析(正己烷/乙酸乙酯洗脱),得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛(2.59g,98%)。1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ1.00(3H,t,J=7.5Hz),1.24–1.30(18H,m),1.59–1.65(2H,m),2.09–2.22(4H,m),2.42(2H,td,J=7.5,2.0Hz),5.41–5.47(2H,m),6.19–6.32(2H,m),9.76(1H,t,J=2.0Hz);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ202.9,133.6,132.1,123.4,123.0,43.9,29.6,29.5,29.5,29.4,29.3,29.3,29.2,29.1,27.5,22.1,20.8,14.2.GC-MS(70eV,EI):264.
由以上实施例可以看出,本发明提供的合成方法原料易得,成本较低,合成步骤少,并且合成条件温和,适合规模生产;本发明提供的合成方法纯化简便,产率较高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种杨小舟蛾性信息素活性成分的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液混合进行溴化反应,得到13-溴-1-十三烷醇;
(2)将所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷进行膦盐合成反应,得到十三烷基三苯基溴化膦;
(3)在碱性化合物作用下,将所述十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛进行Wittig反应,生成(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇;
(4)在氧化剂作用下,将所述(Z,E)-13,15-十八碳二烯醇进行氧化反应,得到(Z,E)-13,15-十八碳二烯醛,即为杨小舟蛾性信息素活性成分。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述氢溴酸水溶液的质量分数为30~70%;所述1,13-十三烷二醇和氢溴酸水溶液中氢溴酸的摩尔比为1:0.75~1.75。
3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述溴化反应的温度为60~140℃,时间为46~50h。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述膦盐合成反应的温度为50~130℃,时间为46~50h;所述膦盐合成反应在保护气氛下进行。
5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述13-溴-1-十三烷醇和三苯基磷的摩尔比为1:1~1.5。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述碱性化合物包括有机碱和/或无机碱;所述有机碱包括叔丁醇钾和/或者叔丁醇钠;所述无机碱包括氨基钠、氢化钠、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种;所述碱性化合物、十三烷基三苯基溴化膦和反-2-戊烯醛的摩尔比为5:2~3:2.5~3.5。
7.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述Wittig反应的温度为-20~80℃。
8.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述氧化剂包括氯铬酸吡啶、重铬酸吡啶、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌和次氯酸钠中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述氧化反应的温度为20~30℃,时间为3~5h。
10.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述溴化反应的溶剂包括甲苯、乙腈、二氯甲烷、DMF中的一种或几种;所述膦盐合成反应和Wittig反应用溶剂独立地包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和醇中的一种或几种;所述氧化反应用溶剂包括芳香烃、烷烃、卤代烷烃、乙腈、乙醚、四氢呋喃和乙酸乙酯中的一种或几种。
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