CN112661636A - 含1,2,2-三甲基-3-环戊烯基的酰氧基及羟基酮类化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备以下通式(6)的2‑(1,2,2‑三甲基‑3‑环戊烯基)‑2‑氧乙基羧酸酯化合物的方法，其中R代表具有1至9个碳原子的一价烃基，该方法包括：酯化以下通式(5)的2‑(1,2,2‑三甲基‑3‑环戊烯基)‑2‑氧乙基化合物，其中X代表羟基或卤原子，以形成所述2‑(1,2,2‑三甲基‑3‑环戊烯基)‑2‑氧乙基羧酸酯化合物(6)。
Description
技术领域
本发明涉及2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物及羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的制备方法。本发明还涉及卤代甲基(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)酮化合物。
背景技术
昆虫性信息素是生物活性物质，通常具有雌性吸引雄性的功能，并且以少量显示出高的吸引活性。已经设计并实施了许多利用性信息素治理害虫的应用。例如，性信息素广泛用作预测害虫暴发或确认地理传播(入侵特定区域)的手段，以及防治害虫的手段。广泛使用的防治害虫的方法有：大量诱捕法、诱引并杀死或吸引并杀死方法、诱引并感染或吸引并感染方法、以及交配破坏方法。
粉蚧(半翅目：粉蚧科(Mealybugs,Hemiptera:Pseudococcidae))是以植物汁液为食的小昆虫，一些成员是臭名昭著的农业害虫，它们寄生并严重破坏了农作物和果树。由于粉蚧通常很难在它们附着的植物组织上找到，因此有时在检疫活的植物材料时很难消除它们。用性信息素作诱饵、能强烈地并物种选择性地吸引害虫的诱捕器，对于在全球植物贸易中检测和监测这些目标是很有用的。
成年雌性粉蚧几乎不动，因为它们没有翅膀，而且腿退化了。相比之下，成年雄性有翅但又小又脆弱，寿命有限，最长为几天，因为它们作为成虫是不进食的(以下列出的非专利文献1和2)。不活动的雌性散发出的性信息素对于吸引寿命短暂的雄性至关重要，并且被认为通过用作交配的主要导航工具，在强大的选择压力下，促进交配和繁殖(以下列出的非专利文献3和4)。实际上，粉蚧信息素具有严格的物种特异性结构，是高度差异的(下面列出了非专利文献5和6)。因此，粉蚧信息素既是害虫治理的有用工具，也是研究昆虫化学通讯渠道多样化的有趣模型。
榕树粉蚧(Pseudococcus baliteus，俗称“气生根粉蚧(aerial rootmealybug)”，以下简称“ARMB”)最初是菲律宾人描述的，已在包括日本石垣岛在内的琉球群岛中传播，是检疫中非常棘手的害虫。该物种的信息素尚未被识别。对信息素的鉴定有很高的要求。
现有技术列表
[非专利文献1]J.C.Franco,A.Zada,Z.Mendel,in:Biorational Control ofArthropod Pests,Springer,Dordrecht,2009,pp.233–278.
[非专利文献2]L.Ross,D.M.Shuker,Curr.Biol.19(2009)R184–R186.
[非专利文献3]J.Tabata,R.T.Ichiki,C.Moromizato,K.Mori,J.R.Soc.Interface 14(2017)20170027.
[非专利文献4]J.Tabata,M.Teshiba,Biol.Lett.14(2018)20180262.
[非专利文献5]J.G.Millar,K.M.Daan,J.S.McElfresh,J.A.Moreira,W.J.Bentley,in:R.J.Petroski,M.R.Tellez,R.W.Behle(Eds.),Semiochemicals in Pestand Weed Control,American Chemical Society,Washington DC,2005,pp.11–27.
[非专利文献6]Y.Zou,J.G.Millar,Nat.Prod.Rep.32(2015)1067–1113.
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学结构现已被识别的ARMB的信息素化合物及其类似物的制备方法，并提供一种可用于制备该信息素化合物的中间体。
本发明人已经分离并识别了ARMB的性信息素，并估计了其结构。然后，本发明人合成了具有所估计的结构的化合物并确认了其结构。本发明人最终已经使用所合成的化合物进行了生物活性测试，并确定了包括其立体化学在内的性信息素的结构。
本发明人已经发现，ARMB的性别信息素2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物，即2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物，包括(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯，可有效地由2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物制备，从而完成了本发明。
根据本发明的一个方面，提供了一种制备以下通式(6)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物的方法：
其中R代表具有1至9个碳原子的一价烃基，
该方法包括：
酯化以下通式(5)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物：
其中X代表羟基或卤原子，
以形成所述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)。
根据本发明的一个方面，提供了一种制备所述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)的方法，其中所述酯化用以下通式(7)的卤代甲基(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)酮化合物：
其中X1代表卤原子，
和以下通式(8)的羧酸化合物进行：
其中R代表具有1至9个碳原子的一价烃基。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制备以下式(3)的羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的方法：
所述方法包括：
制备上述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)的上述方法，以及
使所述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)水解和/或醇解以形成所述羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)。
根据本发明的另一个方面，还提供了以下通式(7)的卤代甲基(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)酮化合物：
其中X1代表卤原子。
根据本发明，可以高效地制备ARMB的性信息素2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物，例如(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯。
附图说明
图1(a)示出来自未交配的雌性榕树粉蚧的顶空挥发物提取物，用GC-FID(气相色谱-火焰电离检测)和GC-EAD(配有触角电位图检测器(electroantenno-graphicdetector,EAD)的气相色谱(GC))所得的色谱图。图1(b)示出天然存在的化合物(1)、来自化合物(1)的氢化产物(2)和来自化合物(1)的碱性醇解产物(3)和(4)的质谱。
图2示出合成化合物(1)和天然存在的化合物(1)中与酮基相邻的亚甲基质子的1H-NMR信号。在该图中，“合成的”是指合成的化合物，“天然的”是指天然存在的化合物。
图3示出雄性榕树粉蚧对合成化合物(1)的反应。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施方案。应当理解，本发明不限于这些实施方案或不受其限制。
在本说明书中由化学式表示的中间体、试剂和目标化合物中，可以存在一些立体异构体，例如对映异构体(光学异构体)或非对映异构体。除非另有说明，否则每个化学式应解释为代表所有这些异构体。可以单独使用或组合使用异构体。
首先将描述ARMB的信息素的识别。
分离和识别ARMB的信息素
如下所述，对ARMB的信息素进行了分离和识别(估计结构)。
首先，以1L/min的流速将饲养在玻璃室(1L)中的南瓜果实上的未交配ARMB雌性的顶空挥发物吸入，并收集在HayeSepQ吸附剂(1g)中。每3或4天，用15mL正己烷萃取挥发物，并在室温在蒸发器中浓缩。将浓缩物储存在-20℃。收集了294,000雌性日当量。将如此获得的粗提取物通过配备有触角电位图检测器(EAD)的气相色谱仪(GC)进行分析。发现在DB-23柱中具有科瓦特指数为2185的单一化合物(1)会诱发触角响应，因此将成为候选信息素。
图1(a)示出榕树粉蚧雌性顶空挥发物提取物的GC-FID和GC-EAD色谱图。
接下来，在气相色谱-质谱仪(GC-MS)中分析化合物(1)。在70eV的电子轰击离子化(EI)的高分辨率质谱图中，化合物(1)的分子式为C15H24O3(发现为252.17804；理论上为252.17255)，表明存在四个不饱和度(双键或环结构)。使化合物(1)进行微型氢化，以形成单一产物化合物(2)。化合物(2)的分子离子峰为m/z 254，表明存在一个双键。化合物(1)和(2)的片段的基峰在它们的质谱中分别在109和111处被观察到，这表明化合物(1)具有三甲基环戊烯基(C8H13)部分。化合物(1)的碱性醇解和酯交换反应产生了对应于化合物(3)和化合物(4)的两个峰。它们的分子离子分别在m/z 168和130处观察到。这些质谱示于图1(b)。化合物(4)的EI-MS和GC保留时间表明，化合物(1)是2-甲基丁酸和具有三甲基环戊烯结构的醇的酯化合物。
通过制备型GC和制备型液相色谱仪(LC)将约0.1mg的化合物(1)纯化至纯度超过99％，然后将其溶于35μl C6D6中，并通过核磁共振(NMR)进行分析。1H-NMR谱表明存在两个烯烃质子和五组甲基质子。通过极化转移(DEPT)分析无畸变增强的13C-NMR信号表明存在四个季碳原子，其中包括两个羰基碳原子。
羰基碳原子的信号之一(175.5ppm)是羧酸酯的特征，表明存在羧酸酯。异核单量子相干(HSQC)和异核多键相干(HMBC)分析表明，该羰基碳原子与次甲基质子(2.46ppm)偶联，并且进一步与甲基(1.20ppm,d,J＝6.6Hz)和一组双子质子(1.46ppm和1.82ppm)偶联，并且该组双子质子与另一个甲基基团(0.96ppm,t,J＝6.0Hz)相关。这些结果表明化合物(1)是2-甲基丁酸酯(2-甲基丁酸酯)，这与微量酯交换产物的预期一致。羰基碳原子的另一个信号(205.1ppm)与源自一组在4.54和4.60ppm(J＝17.4Hz)的二重峰质子的信号相关。这种相关性是与酯的氧原子相邻的质子的特征。对应于源自两个季碳原子和三组甲基质子的单峰信号(0.91,0.94和0.95ppm)的其他部分被认为形成了三甲基环戊烯基结构。1H-NMR解耦分析显示两个烯烃质子(5.11ppm,ddd,J＝1.8,2.4,5.4Hz；和5.29ppm,ddd,J＝1.8,2.4,5.4Hz)与另一组双子质子(1.71ppm,ddd,J＝1.8,2.4,16.8Hz；和2.92ppm,ddd,J＝1.8,2.4,16.8Hz)偶联。这些结果表明该环结构是1,2,2-三甲基-3-环戊烯基或1,2,2-三甲基-4-环戊烯基结构。HMBC和核极化效应(nuclear Overhauser effect,NOE)模式表明前者将更为合理。根据上述结果，化合物(1)为下式(1)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基2-甲基丁酸酯，并且化合物(2)是下式(2)的2-(1,2,2-三甲基环戊基)-2-氧乙基2-甲基丁酸酯。
2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基2-甲基丁酸酯(1)在羟基酮部分和羧酸部分各具有一个不对称碳原子，因此，将具有构型不同的四个立体异构体。换句话说，化合物(1)可以包含以下四个立体异构体：下式(R,R)-(1)的(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯：
下式(R,S)-(1)的(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯：
下式(S,R)-(1)的(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯：
下式(S,S)-(1)的(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯：
所有四种立体异构体的合成
本发明人分别从(+)-樟脑和(-)-樟脑合成了(R)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮和(S)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(均为100％ee(对映体过量百分比))。将每种产物与(R)-2-甲基丁酸或(S)-2-甲基丁酸(分别为89.3％ee或98.6％ee)反应以获得化合物(1)的所有四种立体异构体：(R,R)-(1)、(R,S)-(1)、(S,R)-(1)和(S,S)-(1)。
本发明人还合成了羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的两种对映体：(R)-(3)和(S)-(3)。
化合物(1)的合成方法将在下面的实施例中详细描述。
ARMB信息素的立体化学的确定
如下所述，通过比较合成产物、天然存在的化合物及其衍生物的谱数据来确定天然存在的化合物的立体化学。
如图2所示，天然存在的化合物(1)中的与酮基相邻的亚甲基质子的1H-NMR化学位移和偶联常数与合成的(R*,R*)-(1)中的相同，其中(R*,R*)-(1)代表(R,R)-(1)或(S,S)-(1)，但与(R*,S*)-(1)中的不同，其中(R*,S*)-(1)代表(R,S)-(1)或(S,R)-(1)。
在具有手性拆分柱β-DEXTM120的GC分析中，(R)-(3)和(S)-(3)显示保留时间分别为25.2分钟和25.3分钟。后者的保留时间与天然存在的化合物(1)的水解产物的保留时间一致。
合成的(S,S)-(1)和天然存在的化合物(1)的旋转角度分别为[α]D 24-65°(c＝1.01,CHCl3)和[α]D 25-71°(c＝0.0135,己烷)。这两个都是左旋的。这证明了天然存在的化合物具有(S,S)的绝对构型。
四种合成的立体异构体的吸引活性
图3示出在温室中对化合物(1)的四种合成的立体异构体的吸引活性的生物活性测试结果。在图3中，“空白”代表仅溶剂(己烷)的情况。图3的图中垂直轴上的“捕获量/陷阱/天数(平均值+SEM)”代表每天捕获的昆虫数(平均值+标准误差)。小写字母a、b和c代表进行ANOVA然后Tukey-Kramer HSD检验的统计学显著性差异。
(S,S)-异构体具有化合物(1)的天然绝对构型，对雄性具有最高的吸引力。(S,R)-异构体吸引了一些雄性。尚不清楚雄性是否被(S,R)-异构体本身或被少量包含的(S,S)-异构体所吸引。其他异构体显示低活性。
考虑到化学分析结果和生物活性测试结果的组合，本发明人得出的结论是，(S,S)-(1)是ARMB或榕树粉蚧的信息素。
具有α-羟基酮部分的单萜是粉蚧信息素的极其独特的例子。具有仲羟基的相对简单的α-羟基酮被称为聚集信息素，是由一些种类的长角甲虫的雄性产生的。但是，具有在α位具有酮基(酮羰基)的伯醇部分的结构，像化合物(1)一样，在昆虫信息素中是极为罕见的。
下面将详细描述本发明。
首先，将描述以下通式(5)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物，
其中X代表羟基或卤原子。
当X为卤原子时，2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物为以下通式(7)的卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物：
其中X1代表卤原子。
卤原子X1的实例包括氯原子、溴原子和碘原子，考虑到原料的可获得性以及中间体的反应性和稳定性，氯和溴原子是特别优选的。
卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)的实例包括以下通式(S)-(7)的(S)-卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物、以下通式(R)-(7)的(R)-卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物、以及它们的外消旋物和成比例(scalemic)混合物，
其中X1代表卤原子。
(S)-(7)的(S)-卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物的具体实例包括(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、和(S)-碘甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮。
(R)-(7)的(R)-卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物的具体实例包括(R)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、和(R)-碘甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮。
卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)可以通过卤化与甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)的羰基相邻的甲基而产生，如以下化学反应式所示，
其中X1代表卤原子。
甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)的实例包括下式(S)-(9)的(S)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、下式(R)-(9)的(R)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、以及它们的外消旋体和成比例混合物。
甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)可以由樟脑(或1,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚-2-酮)合成，例如，根据W.C.Agosta等人，J.Am.Chem.Soc.,90,7025(1968)中描述的方法，如以下化学反应式所示。
起始原料樟脑可以是(1R)-(+)-樟脑或(1S)-(-)-樟脑。这两种对映异构体都是天然存在的、纯净的并且可商购获得。(±)-樟脑是化学合成的外消旋混合物，并且可大量获得。
因此，取决于目的，可以从对映异构体、含有过量对映异构体的任何一种的成比例混合物和外消旋混合物中选择樟脑原料。
樟脑向甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的转化不涉及樟脑位置1的季碳原子的绝对立体化学改变。因此，樟脑位置1的季碳原子的立体化学保持在甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的位置1的立体化学中。
可以使用酮化合物的任何通常的α-卤化方法来进行与羰基相邻的甲基的卤化。卤化方法的例子包括但不特别限于用简单物质卤素卤化、用N-卤代化合物卤化、用鎓三卤化物(onium trihalide)化合物卤化、以及用金属卤化物卤化。
简单物质卤素的例子包括氯(Cl2)、溴(Br2)、碘(I2)或氯化溴(BrCl)和氯化碘(ICl)中的一个。
必要时，可以单独使用或组合使用简单物质卤素。简单物质卤素可以是可商购的。
N-卤代化合物的实例包括N-氯琥珀酰亚胺、N-氯乙酰胺、N-溴琥珀酰亚胺、N-溴乙酰胺、1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲、二溴异氰尿酸、N-溴邻苯二甲酰亚胺、N,N,N′,N′-四溴苯-1,3-二磺酰胺和聚(N,N′-二溴-N,N′-乙烯)苯-1,3-二磺酰胺。
鎓三卤化物化合物的实例包括三溴化四丁基铵、三溴化苄基三甲基铵、苯基三甲基三溴化铵、三溴化吡啶鎓和溴化三苯氧基溴化phosph。
N-卤代化合物可以根据需要单独使用或组合使用。N-卤代化合物可以是可商购的。
金属卤化物的实例包括溴化铜(II)和溴化锌(II)。
如果需要，可以单独使用或组合使用金属卤化物。金属卤化物可以是可商购的。
甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)本身可用作卤化反应的底物。或者，也可以使用其相应的烯醇醚或烯醇酯。
相应的烯醇醚的实例包括烯醇硅醚，例如1,2,2-三甲基-1-(1-三烷基硅氧基(silyloxy)乙烯基)-3-环戊烯化合物，特别优选1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯。
也可以在具有不同于所设想卤原子的卤原子的卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)与具有所设想卤原子的无机卤化物和/或有机卤化物的卤代交换反应中生成卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)。卤代交换反应可从溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮得到氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮；从氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮得到溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮；从氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮得到碘甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮；以及从碘甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮得到溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮。
无机卤化物的实例包括单质卤素、卤化氢和金属卤化物。
有机卤化物的实例包括卤代烷。
催化剂可用于卤代交换反应中。催化剂的例子包括：路易斯酸；盐，例如四烷基卤化铵；金属氧化物，例如氧化铝和硅胶；和离子交换树脂。
已经发现，在储存期间和在分析条件下，卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)比如下所述的羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)稳定，并且特别优选该卤代甲基酮化合物为工业过程中的中间体。
接下来，将说明下式(3)的羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮，该化合物对应于通式(5)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物，其中X是羟基。
羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)包括下式(S)-(3)的(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮、下式(R)-(3)的(R)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮以及它们的外消旋体和成比例混合物。
羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)可以通过对邻近甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)的羰基的甲基羟化而制得，如以下化学反应式所示。
邻近羰基的甲基的羟化可以通过用于酮化合物的α-羟化的任何已知方法来进行，例如用高价碘试剂进行羟化、用金属氧化剂进行羟化和用微生物进行生化羟化，但不特别限于这些。
上面已经提到了甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)。
高价碘试剂的实例包括邻亚碘酰基苯甲酸、二氯碘苯、二乙酰氧基碘苯、双(三氟乙酰氧基)碘苯、亚碘酰基(iodosyl)苯、2-碘酰基苯甲酸和Dess-Martin试剂(1,1,1-三乙酰氧基-1,1-二氢-1,2-苯碘酰-3(1H)-酮)。
如果需要，可以单独使用或组合使用高价碘试剂。高价碘试剂可以是可商购的。
金属氧化剂的实例包括过渡金属氧化剂，例如氧二过氧基钼-吡啶-六甲基磷酰胺络合物(MoO5-C5H5N-HMPA)和铬酰氯(CrO2Cl2)。
如果需要，可以单独使用或组合使用金属氧化剂。金属氧化剂可以是可商购的。
甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮本身可以用作羟化反应的底物。或者，也可以使用其相应的烯醇醚或烯醇酯。
相应的烯醇醚的实例包括烯醇甲硅烷基醚，例如1,2,2-三甲基-1-(1-三烷基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯化合物，特别优选1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯。
羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)可以通过水解和/或醇解以下通式(6)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物来制得，如以下化学反应式所示，
其中R代表具有1至9个碳原子的一价烃基。
羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(3)可以由ARMB的信息素化合物或其类似物合成。该方法对于工业合成其他类似物也是有用的。
水解通常在碱的存在下用水进行。
相对于每摩尔2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)，水解中使用的水量优选为1.0至100,000,000摩尔。
通常在碱存在下，使用具有1至3个碳原子的低级醇，例如甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇进行醇解。
如果需要，可以单独使用或组合使用具有1至3个碳原子的低级醇。具有1至3个碳原子的低级醇可以是可商购的。
相对于每摩尔2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)，在醇解中使用的具有1至3个碳原子的低级醇的量优选为1.0至100,000,000摩尔。
在水解或醇解中使用的碱的实例包括氢氧化物盐，例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡；醇盐，例如甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇锂和叔丁醇钾；和碱性离子交换树脂。如果需要，可以单独使用或组合使用该碱。该碱可以是可商购的。
相对于每摩尔2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)，碱的使用量优选为0.000001至100摩尔，更优选为0.0001至1摩尔，甚至更优选为0.001至1摩尔。
可以在水解或醇解中使用溶剂。
作为反应物的水和低级醇如甲醇、乙醇、1-丙醇或2-丙醇或其混合物也可以用作溶剂。溶剂的其他实例包括卤代烷烃，例如二氯甲烷(methylene chloride)、氯仿和三氯乙烯；烃，例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯；醚，例如乙醚、丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；腈，例如乙腈；酮，例如丙酮和2-丁酮；酯，例如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺。
如果需要，可以单独使用或组合使用溶剂。溶剂可以是可商购的。
相对于每摩尔2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)，溶剂的用量优选为100至1,000,000mL。
可以根据要使用的试剂和反应条件来选择水解或醇解中的反应温度。反应温度优选为-50℃至溶剂的沸点，更优选为-20℃至150℃或至溶剂的沸点。
水解或醇解中的反应时间优选为5分钟至240小时。
已经发现，在储存期间或在分析条件下，羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)易于氧化或分解。
例如，已发现羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)的羟甲基被氧化为甲酰基以形成酮醛化合物2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙醛或羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)的羟甲基转化为羧基以形成羧酸，1,2,2-三甲基-3-环戊烯-1-羧酸。
因此，在使用该羟甲基酮化合物作为中间材料的工业过程中，在储存和分析该羟甲基酮化合物时需要引起注意。建议仅为特定目的(例如识别)以所需的量合成该羟甲基酮化合物，而不是长时间储存该化合物。
酯化
接下来，说明将2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物(5)酯化以形成以下通式(6)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物，如以下化学反应式所示。
其中X和R如上定义。
2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)的实例包括以下通式(S)-(6)的(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物、以下通式(R)-(6)的(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物、以及它们的外消旋物和成比例混合物。
其中R如上定义。
在2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)中的R代表具有1至9个碳原子的一价烃基。
具有1至9个碳原子的一价烃基的实例包括直链烷基，例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基和正壬基；支链烷基，例如异丙基、仲丁基、异丁基、异戊基、2-戊基、3-戊基、异己基和叔丁基；环烷基，例如环戊基、环己基、2-甲基环戊基和环戊基甲基；直链烯基，例如乙烯基、乙炔基、烯丙基、(E)-1-丙烯基和(Z)-1-丙烯基；支链烯基，例如异丙烯基、(E)-1-甲基-1-丙烯基、(Z)-1-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、和异戊烯基；环状烯基，例如2-环己烯基；芳基，例如苯基、邻甲苯基、间甲苯基和对甲苯基；芳烷基，例如苄基；及其异构体。烃基中的一部分氢原子可以被甲基或乙基取代。
特别优选的实例是仲丁基，其中仲丁基和与仲丁基键合的羰氧基一起形成2-甲基丁酸酯化合物。酯化产物构成了ARMB的天然形成的信息素。在这种情况下，该酯化合物包括(R)-2-甲基丁酸酯、(S)-2-甲基丁酸酯及其任意比例的混合物。
2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)的具体实例包括以下化合物。
酯化反应可以以任何已知的制备酯的方法进行。酯化反应的实例包括(I)与羧酸化合物的酯化反应、(II)与酰化剂的酯化反应、(III)与羧酸盐的酯化反应、和(IV)与烷基羧酸盐化合物的酯化反应。
在用羧酸化合物酯化的方法(I)中，羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)和/或卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)与羧酸化合物反应形成2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)，如以下化学反应式所示。
其中R和X1如上定义。
该羧酸化合物由以下通式(8)表示：
其中R如上定义。
羧酸化合物(8)中的R与上述一价烃基相同。
羧酸化合物(8)的实例包括饱和直链羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸；饱和支链羧酸，例如2-甲基丙酸(或异丁酸)、(S)-2-甲基丁酸、(R)-2-甲基丁酸、3-甲基丁酸(或异戊酸)、4-甲基戊酸、(S)-2-甲基戊酸、(R)-2-甲基戊酸、2-乙基丁酸、5-甲基己酸和特戊酸；饱和环状羧酸，例如环戊烷羧酸、环己烷羧酸、2-甲基环戊烷羧酸和环戊烷乙酸；不饱和直链羧酸，例如丙烯酸、丙酸、3-丁烯酸、巴豆酸和异巴豆酸；不饱和支链羧酸，例如甲基丙烯酸、惕各(tiglic)酸、当归酸、千里(senecioic)酸和4-甲基-4-戊烯酸；不饱和环状羧酸，例如2-环己烯羧酸；和芳族羧酸，例如苯甲酸、邻甲苯甲酸、间甲苯甲酸、对甲苯甲酸和苯乙酸。
特别优选的实例是2-甲基丁酸，其被酯化以形成天然存在的信息素化合物。该羧酸化合物包括(S)-2-甲基丁酸、(R)-2-甲基丁酸及其任意比例的混合物。
必要时，可以单独或组合使用所述羧酸化合物(8)。羧酸化合物(8)可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)和/或卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7)，羧酸化合物(8)的量优选为1至500摩尔，更优选为1至50摩尔，甚至更优选为1至5摩尔。
在与羧酸化合物(8)的酯化反应中可以使用溶剂。
溶剂的实例包括卤代烷烃，例如二氯甲烷、氯仿和三氯乙烯；烃，例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯；醚，例如乙醚、丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；腈，例如乙腈；酮，例如丙酮和2-丁酮；酯，例如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺；和水。
如果需要，可以单独使用或组合使用溶剂。溶剂可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)和/或卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7)，溶剂的量优选为100至1,000,000mL。
在与羧酸化合物(8)的酯化反应中可以使用酸催化剂。在这种情况下，酯化反应是优选的反应性底物羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)与羧酸化合物(8)之间的脱水反应。
其中R如上定义。
酸催化剂的实例包括无机酸，例如盐酸、氢溴酸、硫酸和硝酸；有机酸，例如草酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；路易斯酸，例如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)；和酸性离子交换树脂。
如果需要，可以单独使用或组合使用酸催化剂。酸催化剂可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)和/或卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7)，酸催化剂的用量优选为0.0001至100摩尔，更优选为0.001至1摩尔，甚至更优选为0.01至0.05摩尔。
碱可以与羧酸化合物(8)发生酯化反应。在这种情况下，酯化反应是作为优选的反应性底物的卤甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)与碳水化合物化合物(8)脱卤化氢反应。
碱的实例包括无机碱，其包括氢氧化物，例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡，以及碳酸盐，例如碳酸钾；有机碱，例如三乙胺、二异丙基乙胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、吡啶、2-乙基吡啶和4-二甲基氨基吡啶；和碱性离子交换树脂。
如果需要，可以单独使用或组合使用该碱。该碱可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)和/或卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7)，碱的量优选为1至500摩尔。
可以根据反应条件选择与羧酸化合物(8)进行的酯化反应中的反应温度。反应温度优选为-50℃至溶剂的沸点或250℃，更优选0℃至溶剂的沸点，甚至更优选10℃至溶剂的沸点。
羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)与羧酸化合物(8)之间的酯化反应可以在溶剂如烃如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯中进行，同时通过共沸蒸馏将生成的水从系统中去除。或者，可以在常压下在溶剂的沸点回流蒸馏出水，或者在比减压下的水的沸点更低的温度下蒸馏出水。
与羧酸化合物(8)的酯化反应的反应时间优选为5分钟至240小时。
用酰化剂化合物进行酯化的方法(II)包括将羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)与酰化剂化合物进行酯化反应以形成2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)。
其中R如上定义，并且Y代表离去基团。
酰化剂化合物由以下通式(10)表示：
其中R如上定义，并且Y代表离去基团。
酰化剂化合物(10)中的R的具体实例与上述一价烃基的那些相同。
酰化剂化合物(10)中的酰基R-C(＝O)-的实例包括与羧酸进行酯化反应(I)中使用的羧酸化合物(8)中的酰基。
酰化剂化合物(10)的实例包括酰基卤(其中Y是卤原子)；羧酸酐(其中Y是可与RC(＝O)-O-相同或不同的酰氧基)；羧酸混合酸酐，例如羧酸/三氟乙酸混合酸酐(其中Y为三氟乙酰氧基)、羧酸/甲磺酸混合酸酐(其中Y为甲烷磺酰氧基)、羧酸/三氟甲烷磺酸混合酸酐(其中Y为三氟甲烷磺酰氧基)、羧酸/苯磺酸混合酸酐(其中Y为苯磺酰氧基)和羧酸/对甲苯磺酸混合酸酐(其中Y为对甲苯磺酰氧基)；以及活化的酯，例如酰基咪唑(其中Y为咪唑残基)、对硝基苯基羧酸酯(其中Y为对硝基苯基氧基)、五氟苯基羧酸酯(其中Y为五氟苯基氧基)、2,4,5-三氯苯基羧酸酯(其中Y是2,4,5-三氯苯基氧基)、N-酰氧基-5-降冰片烯-内-2,3-二羧基酰亚胺(其中Y是5-降冰片烯-内-2,3-二羧基酰亚胺-N-氧基)、酰氧基苯并三唑(其中Y为苯并三唑氧基)、1-酰氧基-7-氮杂苯并三唑(其中Y为7-氮杂苯并三唑氧基)和N-酰氧基琥珀酰亚胺(其中Y为N-羟基琥珀酰亚胺-N-氧基)。
如果需要，可以单独使用或组合使用酰化剂化合物(10)。酰化剂化合物(10)可以是可商购的。
酰卤的实例包括酰氟(其中Y是氟原子)、酰氯(其中Y是氯原子)、酰溴(其中Y是溴原子)和酰碘(其中Y是碘原子)。考虑到它们的可用性以及来自它们的中间体的反应性和稳定性，特别优选酰氯和酰溴。
具有相同的要引入的酰基的对称酸酐(其中Y为RC(＝O)-O-)优选为羧酸酐，因为不会产生不必要的要被去除的副产物。
在作为要引入的酰基的来源的羧酸昂贵的情况下，可以回收衍生自离去基团的剩余的羧酸。然而，优选使用与更容易剩余(即，具有较高酸度)的另一种酸的混合酸酐。混合酸酐的实例包括混合羧酸酐，例如羧酸/三氟乙酸混合酸酐、羧酸/甲磺酸混合酸酐、羧酸/三氟甲磺酸混合酸酐、羧酸/苯磺酸混合酸酐和羧酸/对甲苯磺酸混合酸酐。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，酰化剂化合物(10)的量优选为1至500摩尔，更优选为1至50摩尔，甚至更优选为1至5摩尔。
在与酰化剂化合物(10)的酯化反应中可以使用碱。
碱的实例包括无机碱，其包括氢氧化物，例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡，以及碳酸盐，例如碳酸钾；和有机碱，例如三乙胺、二异丙基乙胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、吡啶、2-乙基吡啶和4-二甲基氨基吡啶；和碱性离子交换树脂。
如果需要，可以单独使用或组合使用该碱。该碱可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，碱的量优选为1至500摩尔。
在与酰化剂化合物(10)的酯化反应中可以使用溶剂。
溶剂的实例包括卤代烷烃，例如二氯甲烷、氯仿和三氯乙烯；烃，例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯；醚，例如乙醚、丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；腈，例如乙腈；酮，例如丙酮和2-丁酮；酯，例如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺；和水。
如果需要，可以单独使用或组合使用溶剂。溶剂可以是可商购的。当碱为液体形式时，碱也可以用作溶剂。当碱为固体形式，例如氢氧化锂时，可以在使用中将碱溶解在水中。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，溶剂的量优选为100至1,000,000mL。
在与酰化剂化合物(10)例如羧酸酐、混合羧酸酐、对硝基苯基羧酸盐或羧酸咪唑化物的酯化反应中，可以使用酸催化剂。
酸催化剂的实例包括无机酸，例如盐酸、氢溴酸、硫酸和硝酸；有机酸，例如草酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；路易斯酸，例如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)；和酸性离子交换树脂。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，在酯化反应中与酰化剂化合物例如羧酸酐、混合羧酸酐或对硝基苯基羧酸酯使用的酸催化剂的量优选为0.0001至100摩尔。
与酰化剂化合物(10)的酯化反应中的反应温度可以根据所使用的酰化剂和反应条件来选择。反应温度优选为-50℃至溶剂的沸点或250℃，更优选-20至150℃。
在酯化反应中与酰化剂化合物(10)的反应时间优选为5分钟至240小时。
与羧酸盐化合物的酯化反应的方法(III)包括卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)与羧酸盐化合物的酯化反应以形成2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物。
其中X1和R如上定义，且M代表金属原子。
羧酸盐化合物由以下通式(11)表示：
羧酸盐化合物(11)中的R的具体实例与上述一价烃基的那些相同。
羧酸盐化合物(11)的实例包括在与羧酸化合物的酯化反应(I)中使用的羧酸化合物(8)的盐。
羧酸盐化合物(11)中的M代表金属原子。
羧酸盐化合物(11)优选为碱金属盐，例如锂盐(其中M为Li)、钠盐(其中M为Na)和钾盐(其中M为K)；和碱土金属盐，例如镁盐(其中M为Mg1/2)、钙盐(其中M为Ca1/2)和钡盐(其中M为Ba1/2)。
可以根据需要单独使用或组合使用羧酸盐化合物(11)。羧酸盐化合物(11)可以是可商购的。
羧酸盐化合物(11)可通过使羧酸化合物(8)与上述碱反应而在反应体系中原位形成。
相对于每摩尔卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)，羧酸盐化合物(11)的量优选为1至500摩尔，更优选为1至50摩尔，甚至更优选为1至5摩尔。
在与羧酸盐化合物(11)的酯化反应中使用的溶剂的实例包括卤代烷烃，例如二氯甲烷、氯仿和三氯乙烯；烃，例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯；醚，例如乙醚、丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；腈，例如乙腈；酮，例如丙酮和2-丁酮；酯，例如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺；和水。
如果需要，可以单独使用或组合使用溶剂。溶剂可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)和/或卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮化合物(7)，溶剂的量优选为100至1,000,000mL。
与羧酸盐化合物(11)进行酯化反应时的反应温度可以根据所使用的羧酸盐和反应条件来选择。反应温度优选为-50℃至溶剂的沸点或250℃，更优选-20至150℃。
与羧酸盐化合物(11)的酯化反应的反应时间优选为5分钟至240小时。
与烷基羧酸酯化合物进行酯化反应的方法(IV)包括羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)与烷基羧酸酯化合物的酯化反应以形成2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)，
其中R如上定义。
烷基羧酸酯化合物由以下通式(12)表示：
其中R如上定义，并且Z代表具有1至3个碳原子的一价烃基。
烷基羧酸酯化合物(12)中的R的具体实例与上述一价烃基的那些相同。
烷基羧酸酯化合物(12)中的Z代表具有1至3个碳原子的一价烃基。
具有1至3个碳原子的一价烃基的实例包括直链烷基，例如甲基、乙基和正丙基；和支链烷基如异丙基。
与烷基羧酸酯化合物(12)的酯化反应优选是酯交换反应，其中羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮与具有预期的一价烃基R的烷基羧酸酯化合物，在催化剂存在下反应，并除去所得的醇。
烷基羧酸酯化合物(12)优选为羧酸的伯烷基酯。考虑到价格或反应进展容易性，特别优选的是羧酸甲酯、羧酸乙酯和正丙基羧酸酯。
形成烷基羧酸酯化合物(12)的一部分的羧酸的具体实例与用于与羧酸的酯化反应中使用的羧酸化合物(8)的那些相同。
如果需要，可以单独使用或组合使用烷基羧酸酯化合物(12)。烷基羧酸酯化合物(12)可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，烷基羧酸盐化合物(12)的量优选为1至500摩尔，更优选为1至50摩尔，甚至更优选为1至5摩尔。
催化剂的实例包括酸催化剂、路易斯酸催化剂、碱催化剂和无机盐催化剂。
酸催化剂的实例包括无机酸，例如盐酸、氢溴酸、硫酸和硝酸；有机酸，例如草酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；和酸性离子交换树脂。
路易斯酸催化剂的实例包括三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)。
碱催化剂的实例包括碱，例如甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾和4-二甲基氨基吡啶；和碱性离子交换树脂。
无机盐催化剂的实例包括盐，例如氰化钠、氰化钾、乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙、乙酸锡、乙酸铝、乙酰乙酸铝和氧化铝。
如果需要，可以单独使用或组合使用催化剂。该催化剂可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，催化剂的量优选为0.0001至100摩尔，更优选为0.001至1摩尔，甚至更优选为0.01至0.05摩尔。
与烷基羧酸酯化合物(12)的酯化反应可以在没有任何溶剂的情况下进行(或者，作为反应物的烷基羧酸酯化合物本身可以用作溶剂)。优选这种无溶剂的反应系统，其不需要进行例如浓缩或溶剂回收的额外操作。
如果需要，可以使用溶剂。
溶剂的实例包括烃，例如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯；和醚，例如乙醚、丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷。
如果需要，可以组合使用溶剂。溶剂可以是可商购的。
相对于每摩尔羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)，溶剂的量优选为10至1,000,000mL。
与烷基羧酸酯化合物(12)的酯化反应中的反应温度，可以根据所使用的烷基羧酸酯化合物和反应条件来选择。酯化反应通常在酯交换反应中生成的具有1-3个碳原子的低级醇的沸点附近加热来进行，所述低级醇即甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙烷，同时蒸馏出形成的低沸点醇。
可以在减压下在比其沸点低的温度蒸馏出该醇。
与烷基羧酸酯化合物(12)的酯化反应的反应时间优选为5分钟至240小时。
这样制得的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)可以用普通有机合成中使用的任何常规纯化方法进行纯化，例如蒸馏或各种色谱法。
与对2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物(5)的描述相同，卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7)是稳定的合成中间体。因此，卤代甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7)与羧酸的酯化反应特别优选用于ARMB的信息素及其类似物的工业制备。
实施例
将参考以下实施例进一步描述本发明。应当注意，本发明不限于这些实施例或受到这些实施例限制。
制备ARMB的信息素化合物及其类似物
在实施例中，通过气相色谱法(GC)确定原料、产物和中间体的纯度，并表示为％GC。产物或中间体的异构体比率是通过GC确定的面积百分比的相对比率。
GC条件：GC：Shimadzu GC-14A，柱：5％Ph-Me硅树脂0.25mmφ×25m，载气：He，检测器：FID或Hewlett-Packard 7890B，柱：5％Ph-Me硅胶0.25mmφ×30m，载气：He，检测器：FID。
基于％GC计算收率。由于反应中使用的原材料和反应中获得的产物并非总是具有100％的纯度，因此可以通过以下公式计算出收率：
收率(％)＝{[(在反应中获得的产物的质量×％GC)/产物的分子量]÷[(原料的质量×％GC)/原料的分子量]}×100
气相色谱法中的检测灵敏度可能会因化合物而异，因此有时收率可能会超过100％，尤其是当原料或产品为粗品时。
在必要时，纯化粗产物以获得用于观察谱的样品化合物或要用于生物活性测试的样品。
实施例1
在下面的实施例1-1和实施例1-2中制备(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(S)-(7),X1＝Br)。
实施例1-1：合成(S)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯
在10℃或更低的氮气气氛中，向(S)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(9)[100％ee,[α]D 24-149°(c＝1.02,CHCl3)]在乙醚(13.13g，46.2％GC)中的溶液、二异丙基乙胺(12.93g)和二氯甲烷(60mL)的混合物中，滴加三甲基硅基三氟甲烷磺酰基(14.0g)和二氯甲烷(20mL)的混合物，同时在冰水浴中搅拌和冷却。滴加完成后，搅拌反应混合物，同时用冰冷却2小时，并在室温14小时。然后，将反应混合物倒入饱和碳酸氢钠水溶液中，并用正己烷萃取。对有机层进行常规的后处理，即洗涤、干燥和浓缩，以获得在正己烷中的粗制的(S)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯(14.78g，29.0％GC，收率48％)。将其以液态直接用于随后的反应中。
(S)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯
GC-MS(EI,70eV):45,73,91,105,119,141,168,181,195,209(基峰),224(M+).
实施例1-2：合成(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(S)-(7),X1＝Br)
在-60℃或更低的氮气气氛中，向实施例1-1中获得的在正己烷中的粗制(S)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯(14.78g)、碳酸氢盐(5.00克)和四氢呋喃(150mL)的混合物中，加入N-溴代琥珀酰亚胺(10.0g)，同时在干冰-丙酮浴中搅拌并冷却。将反应混合物在-60℃或更低的温度搅拌140分钟。然后移去冷却浴，并在30分钟内将温度逐渐升至3℃。搅拌反应混合物，用冰冷却，再搅拌40分钟。加入饱和盐水以淬灭反应，并将混合物用正己烷萃取。对有机层进行普通的后处理，即洗涤、干燥和浓缩。将浓缩物溶解在二氯甲烷中，并通过硅胶柱色谱法纯化(洗脱液：正己烷:乙醚＝9:1)，得到目标化学化合物(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(S)-(7),X1＝Br)，为两级分(5.62g,78％GC和0.65g,62.8％GC)，总收率为109％。
(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮
黄色油
IR(D-ATR):ν＝3055,2962,2870,1715,1650,1457,1389,1375,1367,1264,1150,1023,832,717cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝0.87(3H,s),1.14(3H,s),1.23(3H,s),2.13(1H,ddd,J＝1.3,2.7,16.6Hz),3.15(1H,dt-like,J＝2.3,16.4Hz),4.12(1H,d,J＝13.9Hz),4.17(1H,d,J＝13.8Hz),5.38(1H,ddd,J＝1.4,2.5,7.3Hz),5.60(1H,dt-like,J＝～2.4,5.7Hz)ppm.
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝21.61,23.01,24.82,34.61,41.77,49.11,60.02,125.81,139.78,204.41ppm.
GC-MS(EI,70eV):43,67,79,91,109(基峰),123,137,151,215,230(M+).
78％的GC级分包含6.5％GC的(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮，由以下化学式表示，是化合物(S)-(7)，其中X是Cl。该化合物被认为是通过与可能源自用于色谱法的二氯甲烷的氯源进行卤素交换而在硅胶上形成的。
(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮
GC-MS(EI,70eV):41,67,77,91,109(基峰),122,137,151,171,186(M+).
实施例2：合成(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯(化合物(6):(S,S)-(6),R＝仲丁基)
向碳酸钾(8.00g)和N,N-二甲基甲酰胺(40mL)的混合物中添加(S)-2-甲基丁酸(2.0g,98.6％ee,化合物(8):(S)-8,R＝仲丁基)，然后再加2.50g实施例1中获得的混合物(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(78.0％GC)和(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(6.5％GC)，同时在室温搅拌，并在氮气气氛中进一步搅拌210分钟。根据GC，溴甲基酮化合物和氯甲基酮化合物都被转化为目标化合物。然后将反应混合物倒入冰水中，并用正己烷萃取。对有机层进行普通的后处理，即洗涤、干燥和浓缩。通过硅胶柱色谱法(洗脱液：正己烷:乙醚＝100:0至97:3)纯化浓缩物以获得目标化学化合物(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯，为两级分(0.71g,93.1％GC和1.20g,99.6％GC)，总收率为82％。
(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯淡黄色油。
[α]D 24-65.0°(c＝1.01,CHCl3)
IR(D-ATR):ν＝3056,2969,2937,2877,1744,1718,1461,1414,1261,1178,1151,1015,748,717cm-1.
1H-NMR(500MHz,C6D6,样本20.2mg/C6D6 0.58mL):δ＝0.90(3H,s),0.94(3H,s),0.95(3H,t,J＝7.3Hz),0.95(3H,s),1.19(3H,d,J＝7.1Hz),1.40-1.50(1H,ddq-like m),1.70(1H,dq-like,J＝16.2,1.3Hz),1.77-1.86(1H,m),2.42-2.49(1H,dq-like m),2.92(1H,dt-like,J＝16.3,2.3Hz),4.53(1H,d,J＝16.7Hz),4.59(1H,d,J＝16.7Hz),5.10(1H,dq-like,J＝5.8,1.3Hz),5.27-5.31(1H,m)ppm.
在上述1H-NMR谱中，观察到与非对映异构体(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧叔丁基(R)-2-甲基丁酸酯的羰基相邻的亚甲基氢原子的次(minor)峰：δ＝4.54(1H,d,J＝～16Hz),4.58(1H,d,J＝～16Hz)ppm。根据这些峰面积的比率，(S,S)-异构体与(S,R)-异构体的比率为约99:1，这与在NMR分辨率内起始原料(S)-2-甲基丁酸的光学纯度对应良好。
在1H-NMR中，观察到化学位移的浓度依赖性变化，特别是由于甲基基团引起的峰的位移。在用0.56mL C6D6稀释2μl用于上述谱分析的样品溶液(20.2mg/0.58mL)中获得的样品溶液上，由于甲基基团引起的峰为：δ＝0.91(3H,s),0.94(3H,s),0.95(3H,s),0.97(3H,t,J＝7.4Hz)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝11.77,16.97,20.94,22.69,24.52,27.15,41.01,41.15,49.07,58.49,66.59,125.78,140.16,175.51,205.14ppm.
GC-MS(EI,70eV):41,57,85,109(基峰),123,137,194,209,223,237,252(M+).
实施例3：合成(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯(化合物(6):(S,R)-(6),R＝仲丁基)
重复实施例2的步骤，所不同的是使用1.0g的(R)-2-甲基丁酸(89.3％ee，化合物(8):(R)-(8),R＝仲丁基)代替2.0g的(S)-2-甲基丁酸(98.6％ee)，并且(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(GC％78)和(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(6.5％GC)的混合物的量为1.0g，而不是2.50g，从而得到目标化学化合物(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯，为两级分(0.21g,87.6％GC和0.62g,99.4％GC)，总收率为94％。
(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯
淡黄色油。
[α]D 24-87.6°(c＝1.01,CHCl3)
IR(D-ATR):ν＝3055,2968,2937,2877,1743,1718,1461,1414,1368,1261,1235,1178,1151,1015,748,717cm-1.
1H-NMR(500MHz,C6D6,样本19.8mg/C6D6 0.58mL):δ＝0.90(3H,s),0.94(3H,s),0.94(3H,t,J＝7.3Hz),0.95(3H,s),1.20(3H,d,J＝6.9Hz),1.40-1.50(1H,ddq-like m),1.70(1H,dq-like,J＝16.2,1.3Hz),1.77-1.86(1H,m),2.42-2.48(1H,dq-like m),2.89-2.94(1H,dt-like,J＝16.5,2.3Hz),4.54(1H,d,J＝16.7Hz),4.58(1H,d,J＝16.7Hz),5.11(1H,dq-like,J＝5.8,1.3Hz),5.29(1H,dt-like,J＝5.7,2.3Hz)ppm.
在上述1H-NMR谱中，观察到与非对映异构体(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯的羰基相邻的亚甲基氢原子的次峰：δ＝4.53(1H，d,J＝16.7Hz)，4.59(1H,d,J＝16.7Hz)ppm。根据这些峰面积的比率，(S,R)-异构体与(S,S)-异构体的比率为约95:5，这与在NMR分辨率内起始原料(R)-2-甲基丁酸的光学纯度对应良好。
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝11.78,17.02,20.95,22.69,24.52,27.12,41.01,41.18,49.07,58.49,66.58,125.78,140.16,175.50,205.14ppm.
GC-MS(EI,70eV):41,57,85,109(基峰),123,137,168,194,209,223,237,252(M+).
实施例4
在以下实施例4-1和实施例4-2中制备(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(化合物(R)-7,X＝Br)。
实施例4-1：合成(R)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯
重复实施例1-1的步骤，所不同的是使用2.14g的在乙醚(37.2％GC)中的(R)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮[100％ee,[α]D 23+149°(c＝1.01,CHCl3)]代替13.13g的在乙醚(46.2％GC)中的(S)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮，从而得到在正己烷中的粗制(R)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯(2.29g，29.2％GC，收率57％)。将其以溶液形式这样用于随后的反应中。
所得的(R)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯与实施例1-1中获得的(S)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯具有相同的GC-MS谱。
实施例4-2：合成(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(R)-(7),X1＝Br)
重复实施例1-2的步骤，所不同的是使用实施例4-1中获得的2.29g粗制(R)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯在正己烷(29.2％GC，100％ee)中的溶液，来代替在实施例1-2中使用的粗制(S)-1,2,2-三甲基-1-(1-三甲基硅氧基乙烯基)-3-环戊烯在正己烷中的溶液，从而获得目标化学化合物(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(R)-(7),X1＝Br)(1.86g,57.4％GC,收率98％)。
以上获得的(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(R)-(7),X1＝Br)(淡黄色油)与实施例1-2中获得的(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(7:(S)-(7),X1＝Br)的IR、1H-NMR、13C-NMR和GC-MS谱相同。
实施例5：合成(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯(化合物(6):(R,S)-(6),R＝仲丁基)
重复实施例2的步骤，不同之处在于使用在实施例4-2中获得的1.86g的(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(57％GC，100％ee)代替(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(78％GC)和(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(6.5％GC)的混合物，并且(S)-2-甲基丁酸(98.6％ee)的量为1.10g，从而得到目标化学化合物(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯(0.66g,95.8％GC,收率54％)。
(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯
淡黄色油。
[α]D 24+78.0°(c＝1.02,CHCl3)
该化合物与实施例3中获得的(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯的IR、1H-NMR、13C-NMR和GC-MS谱相同。
在上述1H-NMR谱中，与非对映异构体(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯的羰基相邻的亚甲基氢原子的峰是次要的，这与NMR分辨率范围内原料(S)-2-甲基丁酸的光学纯度对应良好。
实施例6：合成(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯(化合物(6):(R,R)-(6),R＝仲丁基)
重复实施例2的步骤，所不同的是，使用如上实施例4合成的8.50g的(R)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(48％GC,100％ee)代替实施例2中使用的(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(78％GC)和(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(6.5％GC)的混合物，并且使用5.00g的(R)-2-甲基丁酸(89.3％ee)代替实施例2中使用的(S)-2-甲基丁酸，从而得到目标化学化合物(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯，为两级分(2.18g,97.9％GC和1.05g,99.1％GC)，总收率为74％。
(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯
淡黄色油。
[α]D 24+66.2°(c＝1.00,CHCl3)
该化合物与实施例2中获得的(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯的IR、1H-NMR、13C-NMR和GC-MS谱相同。
在上述1H-NMR谱中，观察到与非对映异构体(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙酸(S)-2-甲基丁酸酯的羰基相邻的亚甲基氢原子的次峰。根据这些峰面积的比率，两级分中(R,R)-异构体与(R,S)-异构体的比率为(95.6-95.8):(4.4-4.2)，这与在NMR分辨率内(R)-2-甲基丁酸的光学纯度对应良好。
实施例7：合成(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基苯甲酸酯(化合物(6):(S)-(6),R＝Ph)
重复实施例2的步骤，所不同的是用150mg苯甲酸(化合物(8),R＝苯基)代替(S)-2-甲基丁酸，并使用如实施例1中制备的100mg(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(78％GC)和(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(6.5％GC)的混合物，从而获得目标化学化合物(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基苯甲酸酯(80mg,98.2％GC,87％收率)。
(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基苯甲酸酯
淡黄色油。
[α]D 24-55.5°(c＝1.00,CDCl3)
IR(D-ATR):ν＝3059,2962,2935,2871,1731,1716,1602,1585,1452,1414,1367,1315,1277,1217,1177,1125,1093,1025,748,709cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3:δ＝0.99(3H,s),1.19(3H,s),1.26(3H,s),2.11-2.16(1H,dq-like,J＝16.4,1.4Hz),3.12-3.17(1H,dt-like,J＝16.4,2.3Hz),5.05(1H,d,J＝16.8Hz),5.11(1H,d,J＝16.8Hz),5.42-5.44(1H,dq-like,J＝5.8,1.4Hz),5.59(1H,dt-like,J＝2.3,5.7Hz),7.42-7.46(2H,m),7.55-7.59(1H,m),8.09-8.11(2H,m)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝20.97,22.88,24.40,40.93,49.18,58.65,67.27,125.69,128.35,129.49,129.86,133.19,140.19,166.00,206.13ppm.
GC-MS(EI,70eV):41,51,67,77,91,105,109(基峰),135,150,164,199,214,229,272(M+).
实施例8：合成(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基戊酸酯(化合物(6),R＝正丁基)
重复实施例2的步骤，不同之处在于使用150mg的戊酸(化合物(8),R＝正丁基)代替(S)-2-甲基丁酸，并使用如实施例1中制备的150mg的(S)-溴甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(78％GC)和(S)-氯甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(6.5％GC)的混合物，从而获得目标化学化合物(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基戊酸酯(110mg，96.8％GC，收率77％)。
(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基戊酸酯
淡黄色油。
[α]D 23-74.9°(c＝1.00,CDCl3)
IR(D-ATR):ν＝3055,2960,2934,2873,1748,1718,1620,1459,1415,1369,1336,1238,1217,1169,1112,1018,991,748,717cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3:δ＝0.92(3H,t,J＝7.4Hz),0.99(3H,s),1.15(3H,s),1.20(3H,s),1.32-1.42(2H,m),1.62-1.69(2H,m),2.06-2.10(1H,dq-like,J＝5.8,1.4Hz),2.43(2H,t,J＝7.5Hz),3.06-3.11(1H,dt-like,J＝16.2,2.3Hz),4.79(1H,d,J＝16.9Hz),4.86(1H,d,J＝16.8Hz),5.38-5.40(1H,dq-like,J＝5.8,1.4Hz),5.58-5.60(1H,ddd-like,J＝2.1,2.7,5.3Hz),7.42-7.46(2H,m),7.55-7.59(1H,m),8.09-8.11(2H,m)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝13.69,20.90,22.19,22.86,24.32,26.88,33.52,40.92,49.09,58.58,66.66,125.66,140.13,173.18,206.43ppm.
GC-MS(EI,70eV):41,67,85,109(基峰),123,137,153,168,194,209,223,237,252(M+).
实施例9：(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(化合物(S)-(3))的合成1
在氮气气氛中，向甲醇(20mL)和如实施例2合成然后通过硅胶柱色谱法纯化的(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯(100mg,约100％GC)的混合物，加入20mg的28重量％的甲醇钠的甲醇溶液。将反应混合物在搅拌下回流加热5小时。将反应混合物冷却至室温，然后使其通过2.5g已被甲醇润湿并填充在柱中的酸性离子交换树脂Amberlite FCP3500而进行中和并过滤。将反应混合物用甲醇洗脱。将甲醇洗脱的级分减压浓缩，以获得目标化学化合物(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(30mg，收率45％，总重(gross))。由于部分热分解，GC分析无法确定该化合物的纯度，但下面描述的NMR谱表明该化合物几乎是纯净的。
(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮
淡黄色油。
[α]D 22+131.6°(c＝0.92,CDCl3)
IR(D-ATR):ν＝3468,3055,2963,2934,2872,1700,1621,1459,1403,1367,1337,1278,1217,1108,1081,1022,1012,748,717cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3:δ＝0.84(3H,s),1.15(3H,s),1.18(3H,s),2.04-2.09(1H,dq-like,J＝16.4,1.4Hz),2.40-3.40(1H,OH,br.),3.06-3.10(1H,dt-like,J＝16.3,2.3Hz),4.27(1H,d,J＝18.8Hz),4.37(1H,d,J＝18.8Hz),5.36-5.39(1H,dq-like,J＝5.7,1.3Hz),5.60(1H,ddd,J＝2.1,2.7,5.8Hz)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝21.00,22.69,24.56,40.66,49.40,50.83,66.75,125.62,139.70,213.60ppm.
GC-MS(EI,70eV):41,55,67,81,91,109(基峰),125,137,153,168(M+).
GC-MS(CI,异丁烷):75,93,109,151,169[(M+1)+].
用GC-MS定性分析了GC中部分分解产生的物质。其表明2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙醛的存在，这是一种具有由羟甲基的氧化而形成的甲酰基的酮醛化合物，和1,2,2-三甲基-3-环戊烯-1-羧酸，其为具有源自乙二醇基(HO-CH2-C(＝O)-)的羧基的羧酸。
2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙醛
GC-MS(EI,70eV):29,41,55,67,81,91,109(基峰),123,137,151,165.
GC-MS(CI,异丁烷):71,95,121,139(基峰),167[(M+1)+].
1,2,2-三甲基-3-环戊烯基-1-羧酸
GC-MS(CI,异丁烷):109,155[基峰,(M+1)+].
参考实施例1：(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(化合物(S)-(3))的合成2
在室温，在氮气气氛中，将双(三氟乙酰氧基)碘苯(1.14g)搅拌加入(S)-甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(200mg,83％GC)、乙腈(5mL)、水(1mL)和三氟乙酸(300mg)的混合物。将反应混合物在搅拌下回流加热3小时。冷却后，将反应混合物用乙醚稀释，并通过加入饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应。经常规萃取、洗涤、干燥和浓缩后，通过硅胶柱色谱纯化浓缩物，得到含有目标化学化合物(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的级分(83mg)。其在GC中部分分解，因此无法确定该化合物的GC纯度以及降低的GC收率。
该级分的主要成分与实施例7中得到的(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的1H-NMR和13C-NMR谱相同，该级分为目标化学化合物与1,2,2-三甲基-3-环戊烯-1-羧酸的80:20的混合物，降低的NMR收率为37％。
分开合成的(R)-1,2,2-三甲基-3-环戊烯-1-羧酸
淡黄色油。
IR(D-ATR):ν＝3042,2967,2937,2875,1699,1618,1461,1411,1369,1337,1309,1279,1211,1076,951,745,730,715cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3:δ＝1.01(3H,s),1.15(3H,s),1.26(3H,s),2.03-2.08(1H,dq-like m),3.12-3.18(1H,dt-like m),5.33-5.37(1H,m),5.53-5.56(1H,m),11.93(1H,COOH,br.)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝21.80,22.01,24.81,41.67,48.89,54.72,125.61,139.11,183.39ppm.
GC-MS(EI,70eV):41,55,67,77,93,109(基峰),111,125,139,154(M+).
将上面合成的(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮放入样品瓶中，并在室温长时间保存(83天)。然后，通过1H-NMR确定的目标化学化合物的纯度降低至约60％。
实施例10：合成(R)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(化合物(R)-(3))
重复实施例9的步骤，所不同的是使用如实施例6中合成的150mg的(R)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(R)-2-甲基丁酸酯代替(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基(S)-2-甲基丁酸酯，从而获得目标化学化合物(R)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(100mg，定量收率，总重)。由于部分热分解，GC分析无法确定该化合物的纯度，但如下所述的NMR谱表明该化合物几乎是纯净的。
(R)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮
淡黄色油。
[α]D 22-128.8°(c＝1.04,CDCl3)
该化合物与从实施例9中获得的(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的IR、1H-NMR、13C-NMR和GC-MS谱相同。
实施例11：合成(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基异丁酸酯(化合物(6):(S)-(6),R＝异丙基)
在氮气气氛中，将异丁酸酐(600mg,化合物(10),Y＝RC(＝O)-,R＝异丙基)加入如实施例9合成的(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(90mg)、吡啶(2.20g)和二氯甲烷(2mL)的混合物中。将反应混合物加热至80℃并搅拌1.5小时，同时蒸馏出二氯甲烷，再在室温搅拌13小时。向反应混合物中加入正己烷，并用稀盐酸淬灭反应。通过常规后处理即洗涤、干燥和浓缩获得的浓缩物通过硅胶柱色谱纯化，以获得目标化学化合物(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环丁烯基)-2-氧乙基异丁酸酯(95mg,98.1％GC,收率99％)。
(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基异丁酸酯
淡黄色油。
[α]D 26-77.8°(c＝1.00,CDCl3)
IR(D-ATR):ν＝3056,2974,2936,2875,1745,1717,1467,1459,1414,1337,1256,1191,1155,1100,1012,748,717cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3:δ＝0.92(3H,s),1.14(3H,s),1.20(3H,s),1.22(3H,d,J＝6.9Hz),1.23(3H,d,J＝7.0Hz),2.06-2.10(1H,dq-like,J＝16.4,1.4Hz),2.68(1H,sept,J＝7.0Hz),3.07-3.11(1H,dt-like,J＝16.5,2.3Hz),4.79(1H,d,J＝16.8Hz),4.85(1H,d,J＝16.8Hz),5.39-5.40(1H,dq-like,J＝5.8,1.4Hz),5.59(1H,ddd,J＝2.3,2.7,5.8Hz)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝18.95,18.97,20.22.88,24.32,33.71,40.93,49.07,58.61,66.59,125.68,140.17,176.53,206.37ppm.
GC-MS(EI,70eV):43,55,71,91,109(基峰),122,137,150,168,180,195,209,223,238(M+).
实施例12：合成(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基乙酸酯(6:(S)-(6),R＝甲基)
在氮气气氛中，将乙酰氯(100mg,化合物(10),Y＝氯原子,R＝甲基)加入如实施例9中合成的(S)-羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(90mg)、吡啶(0.20g)和二氯甲烷(2mL)的混合物中。将反应混合物在室温搅拌5小时，然后加入正己烷。用稀盐酸淬灭反应。通过常规后处理即洗涤、干燥和浓缩获得的浓缩物通过硅胶柱色谱纯化，以获得目标化学化合物(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙酸乙酸酯(80mg，98.6％GC，收率95％)。
(S)-2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙酸乙酸酯
淡黄色油。
[α]D 24-96.6°(c＝1.00,CDCl3)
IR(D-ATR):ν＝3054,2964,2936,2872,1752,1717,1459,1415,1372,1276,1231,1185,1133,1077,1023,749,718cm-1.
1H-NMR(500MHz,CDCl3:δ＝0.91(3H,s),1.14(3H,s),1.19(3H,s),2.06-2.10(1H,dq-like,J＝16.4,1.4Hz),2.16(3H,s),3.06-3.10(1H,dt-like,J＝16.4,2.3Hz),4.79(1H,d,J＝16.8Hz),4.85(1H,d,J＝16.8Hz),5.38-5.40(1H,dq-like,J＝5.8,1.3Hz),5.59(1H,ddd,J＝2.3,2.7,5.9Hz)ppm.
13C-NMR(125MHz,C6D6):δ＝20.50,20.90,22.84,24.31,40.88,49.11,58.54,66.85,125.64,140.12,170.32,206.37ppm.
GC-MS(EI,70eV):43,55,67,81,93,109(基峰),122,135,150,168,181,195,210(M+).
下文将详细描述ARMB的信息素的识别。
用于分离和识别的分析仪和条件
GC：Agilent 6890N，进样：分流或不分流220℃，柱：DB-23 0.25mmφ×30m，60℃(1分钟)+10℃/min至220℃(8分钟)，或β-DEX(商品名)120 0.25mmφ×30m，100℃(5分钟)+2℃/min至180℃，载气：He 1mL/min，检测器：FID 220℃。
GC-EAD：惠普HP5890 GC，放大器：Nihon Koden AB-651J。将处于发育早期的雄性头部切下并连接至接地电极。切掉包括多个节点的触角的远侧末端，并将切割的表面通过一滴盐水连接至EAD设备的毛细管玻璃电极。
GC-MS：JEOL SX-102A，接口温度为210℃，离子源温度为220℃。
制备型GC：可编程进样器ATAS GL International OPTIC 3，级分收集系统Gerstel Gmbh&Co.KG；干冰冷却。
制备型HPLC：惠普HP1050,柱：GL Science Intersil 4.6mmφ×250mm，粒径5μm，室温，洗脱：5％的乙醚在己烷中的溶液，1.0mL/min，检测器：UV 210nm。
NMR谱：JEOL JNM-A600谱仪。
收集挥发性物质
将ARMB(榕树粉蚧)在南瓜(Cucurbita moschata)果实上以16h:8h的明暗循环饲养，温度为23℃，湿度为50％。将南瓜果实浸入10ppm的甲基戊二烯溶液中0.5分钟，以除去成年雄性。然后，将带有约500只成年雌性的南瓜果实放在一个1升的玻璃罐中，并通过活性炭过滤器在雌性上方并通过吸附剂(Alltech HayeSepQ 60/80目1g)用1L/min的真空泵抽吸顶空空气。每3或4天用15mL己烷萃取吸附的挥发性物质。持续收集挥发性物质6周。将合并的粗提取物用0.2g硅胶处理，并通过制备型HPLC和制备型GC分离信息素。
氢化反应
在氢气气氛中，将候选信息素化合物(1μg)溶于乙醇(0.1mL)中，并在铂黑(5mg)存在下搅拌。10分钟后，将反应混合物离心，并通过GC-MS分析上清液(2μL)。
醇解
在氩气气氛中，将候选信息素化合物(10μg)溶解在0.01M氢氧化钾在乙醇(0.1mL)中的溶液中，在60℃放置4小时。中和反应混合物，并使其过滤通过用甲醇润湿并填充在柱中的酸性离子交换树脂Amberlite FCP3500(2.5g)，然后用甲醇洗脱。分析洗脱液而无需进一步纯化。
Claims (4)
1.一种制备2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物的方法，其具有以下通式(6)：
其中R代表具有1至9个碳原子的一价烃基，
该方法包括：
酯化以下通式(5)的2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基化合物：
其中X代表羟基或卤原子，
以形成所述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)。
2.根据权利要求1所述的制备2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)的方法，其中所述酯化用以下通式(7)的卤代甲基(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)酮化合物：
其中X1代表卤原子，
和以下通式(8)的羧酸化合物进行：
其中R代表具有1至9个碳原子的一价烃基。
3.一种制备以下式(3)的羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮的方法：
所述方法包括：
根据权利要求1或2所述的制备所述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)的方法，以及
使所述2-(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)-2-氧乙基羧酸酯化合物(6)水解和/或醇解以形成羟甲基1,2,2-三甲基-3-环戊烯基酮(3)。
4.以下通式(7)的卤代甲基(1,2,2-三甲基-3-环戊烯基)酮化合物：
其中X1代表卤原子。
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