CN111747837A - 一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反式‑4‑氧代‑2‑己烯醛的合成方法，以溴丁酮和三苯基膦为起始原料，在有机溶剂中，经如下合成路线制备得到：
Description
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，特别是涉及一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其是一种天然产物，是昆虫绿盲蝽性信息素的主要成分。
背景技术
绿盲蝽属半翅目盲蝽科，别名花叶虫、小臭虫等，在我国除海南、西藏外各省(区)均有发生，以长江流域和黄河流域地区为害较重。
绿盲蝽寄主植物种类非常广泛，会危害梨、葡萄、苹果、茶、桃、石榴、枣树、棉花、苜蓿、麻类、豆类、玉米、马铃薯、瓜类、药用植物、花卉、蒿类和十字花科蔬菜等。绿盲蝽以成虫、若虫的刺吸式口器危害幼芽、嫩叶、花蕾及幼果等主要部位。幼叶受害后，先出现红褐色或散生的黑色斑点，斑点随叶片生长变成不规则孔洞，俗称“破叶疯”；花蕾被害后即停止发育而枯死；幼果被害后，先出现黑褐色水渍状斑点，然后造成果面木栓化甚至僵化脱落，严重影响果的产量和质量。
原先绿盲蝽的防治主要依靠化学农药，长期大量杀虫剂的使用导致了绿盲蝽具有了高度的抗药性，并造成了较严重的环境污染问题。因此，开展绿盲蝽性信息素的研究工作，开发利用性信息素防治绿盲蝽具有重要的意义。
根据研究发现，绿盲蝽的有效性信息素的化学成分为反式-2-己烯基丁酸酯
和反式-4-氧代-2-己烯醛
这两种绿盲蝽性信息素可以通过合成获得，但其中反式-4-氧代-2-己烯醛的合成比较困难，必须要解决其合成的难度问题，实现放量生产才能够满足市场的需要。
对于反式-4-氧代-2-己烯醛的合成，目前报道的只有两种合成方法：一种是发明专利CN20181092142公开了一种盲蝽性信息素中引诱成分4-氧代-反-2-己烯醛的合成方法，其报道的合成路线如下：
该方法以炔丙醇和乙醛为起始原料，加入碱(正丁基锂)进行加成反应，通过金属钠/乙醇体系进行还原反应，最后通过PCC或Dess-Martin氧化得到目标产物。该报道得到产物应为4-氧代-反-2-戊烯醛，而不能够得到绿盲蝽性信息素反式-4-氧代-2-己烯醛；同时，合成条件较为苛刻，操作难度大，具体为：其第一步反应中使用正丁基锂为碱，需要使用无水无氧的防护反应体系，操作难度高；并且正丁基锂有极强的还原性，遇水、氧化剂均极易发热燃烧，有较大的安全隐患，需要做好严格的防护工作；其第二步采用金属钠-乙醇体系来还原碳碳叁键，由于钠的化学性质很活泼，常温就可以和氧气反应，遇水则剧烈反应，因此有安全隐患；而且其实施例中采用把金属钠先分批加入到乙醇中，并反应至完全溶解的加料反应方式，这样金属钠全部转化为乙醇钠，该体系完全没有还原性了，不可能再把碳碳叁键还原成碳碳双键，因此实施例中的反应不能够有效实施。
另一种方法是Jardel A.[Journal of chemical ecology,2005,31(4):965-968]公开了一种以2-乙基呋喃为原料进行合成4-氧代-反-2-己烯醛的方法，
该方法的步骤为：1)A溶液配制：把N-溴代丁二酰亚胺溶解于吡啶中，冷却到-20℃；2)B溶液配制：2-乙基呋喃溶解于四氢呋喃、丙酮和水的混合溶剂中，冷却到-20℃；3)维持-20℃，把A溶液加入到B溶液，并于-20℃反应3小时，再升温至室温反应过夜；4)稀盐酸调至酸性，乙醚萃取，干燥，蒸馏提纯。可见该操作非常繁琐，不方便；同时在反应过程中会产生具有氧化性的溴，为避免溴氧化破坏产物，需在-20℃低温反应，反应条件苛刻，对设备要求高，其产品收率较低，在50％以下；另外，该反应的原料2-乙基呋喃为小种产品，价格高采购困难，限制了4-氧代-反-2-己烯醛的工业化扩大生产。
鉴于盲蝽性信息素有着良好的市场前景，寻找一种新颖的合成方法来实现绿盲蝽性信息素成分反式-4-氧代-2-己烯醛的工业化生产是非常有意义的，这需要开发出理想的生产工艺，才能够实现该性信息素的放量生产的目的。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够实现反式-4-氧代-2-己烯醛放量生产的方法，解决目前现有反式-4-氧代-2-己烯醛合成技术中的不足之处，解决原有合成方法的瓶颈问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，以溴丁酮和三苯基膦为起始原料，在有机溶剂中，经如下合成路线制备得到：
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤A的合成条件为：以溴丁酮和三苯基膦为原料，经加热回流反应，得到2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐，为化合物2。
在本发明一个较佳实施例中，所述溴丁酮和三苯基膦的摩尔比为1:1.2～1.5。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤B的合成条件为：将2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐溶解于有机溶剂中，加入碱，反应得到(乙基羰基亚甲基)三苯基膦，为化合物3。
在本发明一个较佳实施例中，所述2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐和碱的摩尔比为1:1.2～2.0；所述碱为叔丁醇钾、正丁基锂、甲醇钠、乙醇钠、氨基钠、双三甲基硅基胺基锂、双三甲基硅基胺基钠或双三甲基硅基胺基钾。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤C的合成条件为：将(乙基羰基亚甲基)三苯基膦和乙醛酸甲酯反应，除去三苯基氧磷，得到反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯，为化合物4。
在本发明一个较佳实施例中，所述(乙基羰基亚甲基)三苯基膦和乙醛酸甲酯的摩尔比为1:1.5～2.0。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤D的合成条件为：在低温下，使用二异丁基氢化铝对反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯进行还原反应、萃灭反应，经柱层析得到反式-4-氧代-2-己烯醛，为化合物5。
在本发明一个较佳实施例中，所述反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯和二异丁基氢化铝的摩尔比为1:1.5～3.0；所述低温为-100～0℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、乙腈、二氯乙烷或二异丙醚中的至少一种。
本发明的有益效果是：本发明一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，采用全新的合成路线，使整个合成过程操作简单方便，各个反应阶段的反应条件均温和可控，安全性高，设备投资少，各中间产物的收率为90％以上，终产物反式-4-氧代-2-己烯醛的收率较高，与现有技术相比，提高了30％以上；本发明采用低成本、易得的原料，适用于工业化生产，对实现绿盲蝽的性信息素的放量生产具有重要意义。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
本发明揭示了一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其以溴丁酮和三苯基膦为起始原料，在有机溶剂中，经如下合成工艺路线制备得到：
具体地，其合成方法包括：
一、合成步骤A：合成2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐
使摩尔比为1:1.2～1.5的溴丁酮(化合物1)和三苯基膦在有机溶剂(为二氯甲烷、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、苯、甲基四氢呋喃、甲苯、乙腈或二异丙醚中的至少一种)中加热回流反应，冷却抽滤，干燥得到2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐(化合物2)；
二、合成步骤B：合成(乙基羰基亚甲基)三苯基膦
将所述2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐(化合物2)溶解于有机溶剂(为二氯甲烷、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、苯、甲基四氢呋喃、甲苯、乙腈或二异丙醚中的至少一种)，按照2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐和碱的摩尔比为1:1.2～2.0的比例加入碱，充分反应，得到(乙基羰基亚甲基)三苯基膦(化合物3)；
其中，所述碱为叔丁醇钾、正丁基锂、甲醇钠、乙醇钠、氨基钠、双三甲基硅基胺基锂、双三甲基硅基胺基钠或双三甲基硅基胺基钾；
三、合成步骤C：合成反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯
在有机溶剂(为二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃或甲基四氢呋喃中的至少一种)中，按照摩尔比为1:1.5～2.0的比例，将所述(乙基羰基亚甲基)三苯基膦和乙醛酸甲酯反应，除去三苯基氧磷，将剩余物浓缩后柱层析或减压蒸馏得到反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯(化合物4)；
四、合成步骤D：合成反式-4-氧代-2-己烯醛
在有机溶剂(为甲基叔丁基醚、甲基四氢呋喃或甲苯中的至少一种)中，在-100～0℃的低温条件下，使用1.5～3.0mol的二异丁基氢化铝对1mol反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯进行还原反应、萃灭反应，经柱层析得到反式-4-氧代-2-己烯醛(化合物5)。
实施例1
2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐(化合物2)的合成：
把三苯基膦(31.5g，0.12mol)溶解于150mL四氢呋喃中，冰水冷却下，滴加溴丁酮(15.1g，0.1mol)/50mL四氢呋喃溶液；滴加完毕，搅拌1小时后加热回流2小时，冷却至0℃析晶，抽滤，滤饼用石油醚洗涤，红外灯烘干，得到2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐39.3g，收率为95％。
实施例2
(乙基羰基亚甲基)三苯基膦(化合物3)的合成：
把2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐(82.6g，0.2mol)悬浮于500mL乙酸乙酯中，剧烈搅拌下，分批加入叔丁醇钾(24.6g，0.22mol)；继续剧烈搅拌30分钟，加入冰水快速搅拌5分钟，静止分层，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩得到(乙基羰基亚甲基)三苯基膦61g，收率为92％。
实施例3
反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯(化合物4)的合成：
将乙醛酸甲酯(10.6g，0.12mol)溶解于200mL二氯甲烷中，冰水冷却下，滴加(乙基羰基亚甲基)三苯基膦(33.2g，0.1mol)/100mL二氯甲烷溶液；滴加完毕，加热回流4小时，浓缩除去溶剂，加入200mL石油醚搅拌30分钟，抽滤，滤液浓缩，剩余物用柱层析提纯得到反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯12.5g，收率为88％，1HNMR(400MHz,CDCl3):1.06(t,3H,J＝7.0Hz),2.65(q,2H,J＝7.0Hz),3.76(s,3H),6.60(d,1H,J＝16.2Hz),7.05(d,1H,J＝16.2Hz)。
实施例4
反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯(化合物4)的合成：
把2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐(82.6g，0.2mol)溶解于500mL四氢呋喃中，冷却至-10℃，滴加230mL双三甲基硅基胺基钠(1M/THF)；滴加完毕，搅拌1小时，再滴加乙醛酸甲酯(20.3g，0.23mol)/100mL四氢呋喃溶液，然后加热回流2小时，浓缩除去溶剂，加入500mL石油醚搅拌30分钟，抽滤，滤饼用石油醚洗涤，滤液浓缩，剩余物用柱层析提纯得到反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯25.6g，收率为90％，产物的1HNMR和实施例3完全一致。
实施例5
反式-4-氧代-2-己烯醛(化合物5)的合成：
反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯(14.2g，0.1mol)溶解于200mL无水甲苯中，冷却至-78℃，缓慢注入二异丁基氢化铝甲苯溶液(120mL，1M)；然后继续搅拌5小时，注入20mL乙酸乙酯，搅拌1小时后，慢慢加入酒石酸钾钠水溶液，待体系澄清后，静止分液，无水硫酸钠干燥，低温真空浓缩除去溶剂，快速柱层析并低温真空浓缩除去溶剂得到反式-4-氧代-2-己烯醛9.2g，收率为82％，1HNMR(400MHz,CDCl3):9.8(d,1H,J＝7.2Hz),6.9(d,1H,J＝16.4Hz),6.8(dd,1H,J＝16.4,7.2Hz),2.8(q,2H,J＝7.2Hz),1.17(t,3H,J＝7.2Hz)。
本发明在本领域首次提出并采用该合成路线生产反式-4-氧代-2-己烯醛。且由上述实施例可知，本发明采用的合成路线，其各个反应步骤的反应均操作简单方便，反应条件均温和可控，各中间产物的收率为90％以上，本发明的终产物反式-4-氧代-2-己烯醛的收率较高，为80％以上，与现有技术相比，提高了30％以上。
本发明的合成路线所采用的原料易得，成本低，适用于工业化生产，对实现绿盲蝽的性信息素的放量生产具有重要意义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，以溴丁酮和三苯基膦为起始原料，在有机溶剂中，经如下合成路线制备得到：
2.根据权利要求1所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述步骤A的合成条件为：以溴丁酮和三苯基膦为原料，经加热回流反应，得到2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐，为化合物2。
3.根据权利要求2所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述溴丁酮和三苯基膦的摩尔比为1:1.2～1.5。
4.根据权利要求1所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述步骤B的合成条件为：将2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐溶解于有机溶剂中，加入碱，反应得到(乙基羰基亚甲基)三苯基膦，为化合物3。
5.根据权利要求4所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述2-氧代丁基三苯基溴化鏻盐和碱的摩尔比为1:1.2～2.0；所述碱为叔丁醇钾、正丁基锂、甲醇钠、乙醇钠、氨基钠、双三甲基硅基胺基锂、双三甲基硅基胺基钠或双三甲基硅基胺基钾。
6.根据权利要求1所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述步骤C的合成条件为：将(乙基羰基亚甲基)三苯基膦和乙醛酸甲酯反应，除去三苯基氧磷，得到反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯，为化合物4。
7.根据权利要求6所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述(乙基羰基亚甲基)三苯基膦和乙醛酸甲酯的摩尔比为1:1.5～2.0。
8.根据权利要求1所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述步骤D的合成条件为：在低温下，使用二异丁基氢化铝对反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯进行还原反应、萃灭反应经柱层析得到反式-4-氧代-2-己烯醛，为化合物5。
9.根据权利要求8所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述反式-4-氧代-2-己烯酸甲酯和二异丁基氢化铝的摩尔比为1:1.5～3.0；所述低温为-100～0℃。
10.根据权利要求1所述的一种反式-4-氧代-2-己烯醛的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、乙腈、二氯乙烷或二异丙醚中的至少一种。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201009 |