CN113004223A - 一种合成(3z,6z,9s,10r)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于绿色农药技术领域，公开了一种新的合成美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)‑9,10‑环氧‑3,6‑二十一碳二烯的方法。该方法以1‑溴十一烷(2)为起始原料，先跟炔丙醇锂反应，再经醋酸镍/硼氢化钠催化氢化、Sharpless不对称环氧化、对甲苯磺酰化与高氯酸开环，得到(2S,3S)‑对甲苯磺酸2,3‑二羟基‑1‑十四碳醇酯(7)；然后经碳酸钾关环、对甲苯磺酰化、依次跟三甲基硅乙炔锂与1‑溴‑1‑戊炔反应生成(9S,10S)‑9,10‑环氧‑3,6‑二十一碳二炔(11)；最后经醋酸镍/硼氢化钠催化氢化，得到(3Z,6Z,9S,10R)‑9,10‑环氧‑3,6‑二十一碳二烯(1)。本发明首次利用醋酸镍/硼氢化钠催化氢化环氧二炔构建2个Z‑型碳碳双键，具有反应条件温和、易于操作、易于放大等优势。

Description

一种合成(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的 方法
技术领域
本发明属于绿色农药技术领域，具体涉及一种新的合成美国白蛾性信息素主要活性成分 (3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的方法。
背景技术
美国白蛾(Hyphantria cunea)是一种严重危害林木的食叶害虫，属于世界性检疫害虫，也是我国重要的外来入侵有害生物(孙启艳；白琳.绿色科技2020,119.Horton,D.R.；Cooper, W.R.J.Insect.Sci.2017,17,1.郭小强；韩明利.现代园艺2020,43,61)。美国白蛾性信息素由成虫雌蛾的性腺体分泌、释放，具有引诱雄虫的生理活性，可用于虫情监测与诱捕雄虫 (Zhang,Q.-H.；Schlyter,F.；Chu,D.；Ma,X.-Y.；Ninomiya,Y.J.Appl.Entomol.1998,122,523. Zhang,Q.-H.；Schlyter,F.；Chu,D.；Ma,X.-Y.；Ninomiya,Y.J.Appl.Ent.1996,120,467.)。美国白蛾性信息素包括5种化学活性成分：(9Z,12Z)-9,12-十八碳二烯醛、(9Z,12Z,15Z)-9,12,15-十八碳三烯醛、(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯、(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-1,3,6-二十一碳三烯与(3Z,6Z,9S,10R)-9,10环氧-1,3,6-二十碳三烯，其中(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6- 二十一碳二烯(式1)含量最高，为主要活性成分(Hill,A.S.；Kovalev,B.G.；Nikolaeva,L.N.； Roelofs,W.L.J.Chem.Ecol.1982,8,383.Toth,M.；Buser,H.R.；Pena,A.；Arn,H.；Mori,K.；Takeuchi,T.；Nikolaeva,L.N.；Kovalev,B.G.Tetrahedron Lett.1989,30,3405)。合成性信息素 1的关键是构建手性环氧中心与延长碳链，目前文献报道的用于合成性信息素1的方法主要有：炔基锂法、二烷基铜锂法与Wittig偶联法。
Figure BDA0002941866910000011
(1)炔基锂法是由1,4-庚二炔基锂与1,2-环氧十二烷基醇的对甲苯磺酸酯反应，得到碳链延长的二炔二醇的对甲苯磺酸酯，再经碳酸钾关环与氢化还原，制得目标性信息素(3Z,6Z,9S, 10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(Bell,T.W.；Clacclo,J.A.Tetrahedron Lett.1988,29,865. Che,C.；Zhang,Z.N.Chin.Chem.Lett.2005,16,468.Bell,T.W.；Ciaccio,J.A.J.Org.Chem. 1993,58,5153)。
(2)二烷基铜锂法是由二正癸基铜锂与2,3-环氧醇的对甲苯磺酸酯发生反应，得到目标性信息素(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(Nakanishi,A.；Mori,K.Biosci.,Biotechnol., Biochem.2005,69,1007.Mori,K.；Ebata,T.Tetrahedron 1986,42,3471.)
(3)Wittig偶联法是由3,4-环氧醛与溴化三苯基己烯基鏻发生Wittig反应，构建C6的Z 型双键，得到目标性信息素(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(林国强；曾春民.化学学报1993,197.)。
虽然(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的合成研究已取得了一些进展，但仍然存在产率低、反应条件苛刻、难于放大等诸多问题。因此，研究新的、对环境友好的、易于放大的合成(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯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美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧 -3,6-二十一碳二烯的方法。本发明以1-溴十一烷(2)为起始原料，先跟炔丙醇锂反应，制得 2-十四碳炔-1-醇(3)；再经醋酸镍/硼氢化钠催化氢化，得到(Z)-2-十四碳烯-1-醇(4)，然后经Sharpless不对称环氧化得到(2S,3R)-2,3-环氧-1-十四碳醇(5)；接着经对甲苯磺酰化与高氯酸开环，得到(2S,3S)-对甲苯磺酸2,3-二羟基-1-十四碳醇酯(7)；然后经碳酸钾关环、对甲苯磺酰化，得到(2S,3S)-对甲苯磺酸1,2-环氧-3-十四碳醇酯(9)；接着跟三甲基硅乙炔锂反应，制得(4S,5R)-4,5-环氧-1-十六碳炔(10)；再与1-溴-1-戊炔反应生成(9S,10S)-9,10- 环氧-3,6-二十一碳二炔(11)；最后经醋酸镍/硼氢化钠催化氢化，得到美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)。本发明首次利用醋酸镍/硼氢化钠催化氢化环氧二炔构建2个Z-型碳碳双键，具有反应条件温和、易于操作、易于放大等优势。本发明合成美国白蛾性信息素主要活性成分，(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的合成路线参见式2。
Figure BDA0002941866910000031
本发明合成(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的方法包括如下步骤。
(1)2-十四碳炔-1-醇(3)的合成
氩气保护下，-78℃下向THF和HMPA溶液加入炔丙醇，再加入正丁基锂。升温至-30℃，搅拌反应3h。然后加入1-溴十一烷(2)，升温至室温，继续搅拌反应24h。用饱和NH4Cl 水溶液淬灭反应。分液，水相用乙酸乙酯萃取，合并有机相。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到2-十四碳炔-1-醇(3)。
(2)(Z)-2-十四碳烯-1-醇(4)的合成
在氢气氛围下，加入四水合醋酸镍(7.09g，28.52mmol)与乙醇，再滴入硼氢化钠的乙醇溶液，搅拌1小时。然后加入1,2-乙二胺，搅拌10分钟，再加入炔醇3，继续搅拌反应12h。TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩，加入乙醚。过滤，滤液经干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(Z)-2-十四碳烯-1-醇(4)。
(3)(2S,3R)-2,3-环氧-1-十四碳醇(5)的合成
氩气保护下，-35℃下向4A分子筛、无水二氯甲烷和钛酸异丙酯的混合液，滴入L-酒石酸异丙酯的二氯甲烷溶液，搅拌反应1h。然后滴入烯醇4的二氯甲烷溶液，搅拌反应1h。再加入叔丁基过氧化氢。升温至-30℃，继续搅拌反应72h。TLC监测反应完全后，停止反应。用10％酒石酸钠溶液淬灭反应，抽滤，滤液分液。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(2S,3R)-2,3-环氧-1-十四碳醇(5)。
(4)(2S,3R)-对甲苯磺酸2,3-环氧-1-十四碳醇酯(6)的合成
氩气保护下，在室温下向环氧醇5的二氯甲烷溶液，加入三乙胺与对甲苯磺酸的二氯甲烷溶液。降温至0℃，继续搅拌反应12h。TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩得到粗产物，粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(2S,3R)-对甲苯磺酸2,3-环氧-1-十四碳醇酯(6)。
(5)(2S,3S)-对甲苯磺酸2,3-二羟基-1-十四碳醇酯(7)的合成
室温下向环氧磺酸酯6与二甲亚砜(20mL)的混合液，加入高氯酸水溶液。搅拌反应72h。TLC监测反应完全后，停止反应。用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，分液。用乙酸乙酯萃取水相，合并有机相。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(2S,3S)-对甲苯磺酸2,3-二羟基-1-十四碳醇酯(7)。
(6)(2S,3S)-1,2-环氧-3-十四碳醇(8)的合成
在0℃下向二羟基磺酸酯7与甲醇的混合液，加入无水碳酸钾，搅拌反应0.5h。TLC监测反应完全后，结束反应。减压浓缩，加入饱和NH4Cl水溶液，用乙醚萃取。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(2S,3S)-1,2-环氧-3-十四碳醇(8)。
(7)(2S,3S)-对甲苯磺酸1,2-环氧-3-十四碳醇酯(9)的合成
在0℃下向环氧醇8与无水乙醚的混合液，加入对甲苯磺酰氯和KOH，搅拌反应1h。TLC监测反应完全后，停止反应。用饱和NH4Cl水溶液淬灭反应，分液。水层用乙醚萃取，合并有机相。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到 (2S,3S)-对甲苯磺酸1,2-环氧-3-十四碳醇酯(9)。
(8)(4S,5R)-4,5-环氧-1-十六碳炔(10)的合成
氩气保护下，室温下向四氢呋喃与三甲基硅乙炔的混合液，滴入正丁基锂，搅拌反应1h。降温至-70℃，滴入环氧酯9的四氢呋喃溶液，再滴入三氟化硼乙醚复合物，搅拌反应1h。TLC监测反应完全后，结束反应。用饱和NH4Cl溶液淬灭反应，分液。水层用乙醚萃取，合并有机相。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到二炔醇酯粗产物。
室温下，向粗二炔醇酯的甲醇溶液，加入碳酸钾，搅拌反应0.5h。TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩，加入饱和NH4Cl水溶液，乙醚萃取。有机相经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(4S,5R)-4,5-环氧-1-十六碳炔(10)。
(9)(9S,10S)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二炔(11)的合成
氩气保护下，室温下向碘化亚铜和无水碳酸钠混合物，加入四丁基氯化铵和环氧端炔10 的DMF溶液。降温至-15℃，加入1-溴-1-戊炔的DMF溶液，搅拌反应2h。升温至室温，搅拌反应24h。TLC检测反应完全后，停止反应。用饱和NH4Cl水溶液淬灭反应，分液。水层用乙醚萃取，合并有机相。有机相用经洗涤、干燥，减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到(9S,10S)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二炔(11)。
(10)(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)的合成
在氢气氛围下，向四水合醋酸镍与乙醇的混合物，滴入硼氢化钠的乙醇溶液，搅拌1h。加入1,2-乙二胺，搅拌10min，再加入环氧跳炔11，搅拌反应12h。TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩，加入乙醚。过滤，滤液干燥、减压浓缩得到粗产物。粗产物经硅胶柱色谱纯化得到美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)。
具体实施方式
实施例1
2-十四碳炔-1-醇(3)的合成
氩气保护下，在室温下向250mL Schlenk反应瓶加入无水THF(50mL)和HMPA(20.00g，111.60mmol)，搅拌溶解。将反应体系温度降至-78℃，加入炔丙醇(2.52g，45.00mmol)，再用注射器逐滴加入正丁基锂(36mL，2.5M正己烷溶液，90.00mmol)，加完后，升温至 -30℃，搅拌反应3h。然后加入1-溴十一烷(2)(5.29g，22.50mmol)，逐渐升温至室温，继续搅拌反应24h。冰浴冷却下，用饱和NH4Cl水溶液(50mL)淬灭反应。用去离子水(20 mL)稀释反应液，分液。水相用乙酸乙酯(3×50mL)萃取，合并有机相。有机相用饱和 NaCl水溶液(50mL)洗涤，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＝5:1)纯化得到白色固体2-十四碳炔-1-醇(3)(4.02g，产率85％)。Mp 44-45 ℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ4.25(s,2H),2.21(tt,J＝7.0,1.9Hz,2H),1.66(s,1H),1.53– 1.47(m,2H),1.38–1.35(m,2H),1.30–1.23(m,15H),0.88(t,J＝6.9Hz,3H)；13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ86.87,78.42,51.62,32.06,29.77,29.67,29.48,29.29,29.03,28.77,22.83,18.89, 14.24；HRMS(ESI)calcd for C14H26ONa[M+Na]+233.18759,found 233.18831.
实施例2
(Z)-2-十四碳烯-1-醇(4)的合成
氩气保护下，在室温下向250mL Schlenk反应瓶加入四水合醋酸镍(7.09g，28.52mmol)，抽真空置换为氢气。在氢气氛围下，加入乙醇(30mL)，再缓慢滴入硼氢化钠(1.08g，28.52 mmol)的乙醇溶液(30mL)，搅拌1小时。然后加入1,2-乙二胺(6.86g，114.08mmol)，搅拌10分钟，再加入炔醇3(6.00g，28.52mmol)，继续搅拌反应12h。TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩除去乙醇，加入乙醚(500mL)搅拌溶解。用砂芯漏斗过滤，滤液用无水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＝5:1)纯化得到无色油状液体(Z)-2-十四碳烯-1-醇4(5.63g，产率93％)。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.59(dt,J＝11.3,6.9Hz,1H),5.53(dt,J＝11.3,6.9Hz,1H)，4.19(t,J＝5.8Hz,2H),2.06(q,J＝ 7.1Hz,2H),1.36–1.33(m,2H),1.30–1.20(m,17H),0.87(t,J＝6.8Hz,3H)；13C NMR(75MHz, CDCl3)δ133.42,128.46,58.76,32.06,29.80,29.77,29.63,29.48,29.37,27.58,22.82,14.24； HRMS(ESI)calcd for C14H28ONa[M+Na]+235.20324,found235.20464.
实施例3
(2S,3R)-2,3-环氧-1-十四碳醇(5)的合成
氩气保护下，在室温下向250mL Schlenk反应瓶依次加入4A分子筛(0.78g)、无水二氯甲烷(100mL)和钛酸异丙酯(6.16g，21.66mmol)，搅拌均匀。将混合液降温至-35℃，在1h内缓慢逐滴入L-酒石酸异丙酯(5.82g，24.85mmol)的二氯甲烷溶液(30mL)，滴完后搅拌反应1h。然后在1h内缓慢滴入烯醇4(4.08g，19.22mmol)的二氯甲烷溶液(10mL)，滴完后搅拌反应1h，再加入叔丁基过氧化氢(7.5mL，5.5M癸烷溶液，41.25mmol)。将反应液升温至-30℃，继续搅拌反应72h。TLC监测反应完全后，停止反应。用10％酒石酸钠溶液(50mL)淬灭反应，抽滤，滤液分液。有机相用饱和NaCl水溶液(100mL)洗涤，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2:1)纯化得到白色固体(2S,3R)-2,3-环氧-1-十四碳醇(5)(3.91g，产率89％，90％ee)。Mp 63-64℃； [α]D 20＝+3.28(c0.85CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.88–3.84(m,1H),3.69–3.65(m, 1H),3.16–3.14(m,1H),3.04–3.02(m,1H),1.76–1.74(m,1H),1.58–1.49(m,2H),1.42– 1.26(m,18H),0.88(t,J＝6.5Hz,3H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ1.08,57.48,56.98,32.05, 29.76,29.67,29.56,29.46,28.12,26.79,22.81,14.23；HRMS(ESI)calcd for C14H28O2Na[M+Na]+ 251.19815,found 251.19747.
实施例4
(2S,3R)-对甲苯磺酸2,3-环氧-1-十四碳醇酯(6)的合成
氩气保护下，在室温下向50mL Schlenk反应瓶中加入环氧醇5(0.46g，2.00mmol)的二氯甲烷溶液(10mL)，然后加入三乙胺(0.40g，4.00mmol)与对甲苯磺酸(0.46g，2.40mmol)的二氯甲烷溶液(5mL)，搅拌均匀。将反应液降温至0℃，继续搅拌反应12h。TLC 监测反应完全后，停止反应。将反应液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＝10:1)纯化得到无色油状液体(2S,3R)-对甲苯磺酸2,3-环氧-1-十四碳醇酯(6)(0.69 g，产率90％)。[α]D 20＝-13.35(c 2.25CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.81(d,J＝8.3Hz, 2H),7.36(d,J＝8.1Hz,2H),4.19–4.07(m,2H),3.08(dt,J＝6.2,4.8Hz,1H),2.99–2.97(m, 1H),2.46(s,3H),1.42–1.31(m,2H),1.31–1.26(m,18H),0.88(t,J＝6.9Hz,3H)；13C NMR (126MHz,CDCl3)δ145.24,132.90,130.07,128.14,68.25,56.80,53.19,32.05,29.76,29.66, 29.60,29.48,27.90,26.65,22.83,21.82,14.26；HRMS(ESI)calcd forC21H34O4NaS[M+Na]+ 405.20700,found 405.20569.
实施例5
(2S,3S)-对甲苯磺酸2,3-二羟基-1-十四碳醇酯(7)的合成
室温下向100mL三口反应瓶加入环氧磺酸酯6(1.48g，3.88mmol)与二甲亚砜(20mL)，搅拌均匀，然后缓慢加入高氯酸水溶液(0.5mL，质量分数70％)。继续搅拌反应72h。TLC 监测反应完全后，停止反应。用饱和碳酸氢钠溶液(20mL)淬灭反应，分液。用乙酸乙酯(3 ×30mL)萃取水相，合并有机相。有机相用饱和NaCl水溶液(40mL)洗涤，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＝2:1)纯化得到白色固体(2S,3S)-对甲苯磺酸2,3-二羟基-1-十四碳醇酯(7)(1.44g，产率93％)。Mp 76-77℃；[α]D 20＝-2.00(c 0.40CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.80(d,J＝8.3Hz,2H),7.35(d,J＝8.1Hz,2H),4.10(dd,J＝10.4,4.5Hz,1H),4.05(dd,J＝10.3,6.7Hz,1H),3.69(dt,J＝6.4,4.6Hz, 1H),3.59–3.54(m,1H),2.94(d,J＝6.0Hz,1H),2.45(s,3H),2.42(d,J＝6.2Hz,1H),1.50– 1.42(m,2H),1.31–1.25(m,18H),0.88(t,J＝6.9Hz,3H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ145.24, 132.62,130.08,128.08,71.59,71.56,70.90,33.49,32.01,29.76,29.73,29.70,29.67,29.44,25.64, 22.78,21.75,14.21；HRMS(ESI)calcd for C21H36O5NaS[M+Na]+423.21757,found 423.21646.
实施例6
(2S,3S)-1,2-环氧-3-十四碳醇(8)的合成
在0℃下向50mL三口反应瓶加入二羟基磺酸酯7(0.49g，1.22mmol)与甲醇(15mL)，搅拌均匀。然后加入无水碳酸钾(0.34g，2.44mmol)，继续搅拌反应0.5h。TLC监测反应完全后，结束反应。减压浓缩除去甲醇，加入饱和NH4Cl水溶液(15mL)，用乙醚萃取(3 ×30mL)。有机相用饱和NaCl水溶液(30mL)洗涤，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20:1)纯化得到白色固体(2S,3S)-1,2-环氧-3- 十四碳醇(8)(0.25g，产率91％)。Mp 43-44℃；[α]D 20＝3.43(c 0.93CHCl3)；1H NMR(500MHz, CDCl3)δ3.46–3.41(m,1H),2.98(ddd,J＝5.0,4.1,2.8Hz,1H),2.83(dd,J＝4.9,4.1Hz,1H), 2.72(dd,J＝4.9,2.8Hz,1H),1.92(d,J＝5.9Hz,1H),1.66–1.55(m,2H),1.45–1.26(m,18H),0.88(t,J＝7.0Hz,3H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ71.83,55.53,45.33,34.56,32.05,29.78,29.75,29.71,29.67,29.48,25.43,22.82,14.25；HRMS(ESI)calcd for C14H28O2Na[M+Na]+251.19815,found 251.19807.
实施例7
(2S,3S)-对甲苯磺酸1,2-环氧-3-十四碳醇酯(9)的合成
在0℃下向50mL三口反应瓶中加入环氧醇8(0.10g，0.44mmol)与无水乙醚(10mL)，搅拌均匀。然后依次加入对甲苯磺酰氯(0.10g，0.53mmol)和KOH(0.037g，0.66mmol)，继续搅拌反应1h。TLC监测反应完全后，停止反应，用饱和NH4Cl水溶液(5mL)淬灭反应，分液，水层用乙醚萃取(3×20mL)，合并有机相。有机相用饱和NaCl水溶液(20mL) 洗涤，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＝3:1) 纯化得到白色固体(2S,3S)-对甲苯磺酸1,2-环氧-3-十四碳醇酯(9)(0.15g，产率90％)。 Mp 70-71℃；[α]D 20＝+9.74(c 1.56CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.81(d,J＝8.3Hz, 2H),7.32(d,J＝8.2Hz,2H),4.35–4.32(m,1H),3.04(ddd,J＝6.4,4.1,2.6Hz,1H),2.77(dd,J ＝4.5,2.3Hz,1H),2.63(dd,J＝4.8,2.6Hz,1H),2.43(s,3H),1.73–1.64(m,2H),1.29–1.21(m,18H),0.88(t,J＝7.0Hz,3H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ144.67,134.37,129.69,127.92,83.53,52.76,44.87,31.97,31.87,29.67,29.53,29.40,29.28,24.86,22.75,21.70,14.17；HRMS (ESI)calcd for C21H34O4NaS[M+Na]+405.20700,found 405.20627.
实施例8
(4S,5R)-4,5-环氧-1-十六碳炔(10)的合成
在氩气保护下，室温下向50mL反应瓶中加入无水四氢呋喃(15mL)与三甲基硅乙炔(0.086g，8.75mmol)，搅拌均匀。在0.5h内缓慢滴入正丁基锂(3.13mL，2.4M正己烷溶液，7.5mmol)，搅拌反应1h。将反应混合液降温至-70℃，在0.5h内缓慢滴入环氧酯9(0.096 g，2.50mmol)的四氢呋喃(2mL)溶液，再缓慢滴入三氟化硼乙醚复合物(1.06g,7.5mmol)，继续搅拌反应1h。TLC监测反应完全后，结束反应。在冰浴冷却下，用饱和NH4Cl溶液(10 mL)淬灭反应，分液。水层用乙醚(3×20mL)萃取，合并有机相。有机相用饱和NaCl水溶液(20mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，减压浓缩得到二炔醇酯粗产物。
室温下，将粗二炔醇酯溶于无水甲醇(30mL)，加入100mL三口反应瓶中，然后加入碳酸钾(1.21g,8.75mmol)，继续搅拌反应0.5h。TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩除去甲醇，加入饱和NH4Cl水溶液(15mL)，乙醚(3×30mL)萃取。有机相用饱和NaCl 水溶液(20mL)洗涤，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20:1)纯化得到无色油状液体(4S,5R)-4,5-环氧-1-十六碳炔(10)(0.35g，2 步产率60％)。[α]D 20＝+17.22(c 1.39CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.15(dt,J＝6.6,4.9 Hz,1H),2.97(dd,J＝10.1,5.7Hz,1H),2.58(ddd,J＝17.2,5.5,2.6Hz,1H),2.28(ddd,J＝17.2, 7.2,2.6Hz,1H),2.05(t,J＝2.6Hz,1H),1.56–1.52(m,2H),1.51–1.26(m,18H),0.86(t,J＝6.9 Hz,3H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ79.60,70.45,57.15,54.92,32.05,29.77,29.67,29.61, 29.48,27.67,26.59,22.83,18.63,14.26；HRMS(ESI)calcd for C17H16ONa[M+Na]+259.10934, found 259.10842.
实施例9
(9S,10S)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二炔(11)的合成
氩气保护下，室温下向50mL Schlenk反应瓶中加入碘化亚铜(0.15g，0.76mmol)和无水碳酸钠(0.067g，0.63mmol)，然后加入四丁基氯化铵(0.12g，0.42mmol)和环氧端炔 10(0.10g，0.42mmol)的DMF溶液(10mL)，搅拌10min。将混合液降温至-15℃，加入 1-溴-1-戊炔(0.093g，0.63mmol)的DMF溶液(2mL)，搅拌反应2h。然后升温至室温，继续搅拌反应24h，TLC检测反应完全后，停止反应。在冰浴冷却下用饱和NH4Cl水溶液(10 mL)淬灭反应，分液，水层用乙醚(3×20mL)萃取，合并有机相。有机相用饱和NaCl水溶液(20mL)洗涤，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20:1)纯化得到无色油状液体(9S,10S)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二炔(11)(0.070 g，产率55％)。[α]D 20＝+6.90(c 0.58CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.14–3.11(m,3H), 2.96–2.93(m,1H),2.59–2.54(m,1H),2.26(ddt,J＝17.0,7.1,2.4Hz,1H),2.17(qt,J＝7.5,2.4 Hz,2H),1.52(td,J＝6.1,3.3Hz,2H),1.37–1.26(m,18H),1.12(t,J＝7.5Hz,3H),0.87(t,J＝ 7.0Hz,3H)；13CNMR(126MHz,CDCl3)δ82.22,77.16,75.52,73.41,57.26,55.22,32.06,31.08, 29.79,29.77,29.70,29.65,29.49,27.69,26.63,22.83,18.92,14.27,14.01,12.52,9.89；HRMS(ESI)calcd for C21H34ONa[M+Na]+325.25019,found 325.24858.
实施例10
(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)的合成
氩气保护下，在室温下向50mL Schlenk反应瓶加入四水合醋酸镍(0.17g，0.47mmol)，抽真空置换为氢气。在氢气氛围下，加入乙醇(10mL)，再缓慢滴入硼氢化钠(0.018g，0.47 mmol)的乙醇溶液(2mL)，搅拌1h。然后加入1,2-乙二胺(0.011g，1.89mmol)，搅拌10 min，再加入环氧跳炔11(0.014g，0.47mmol)，继续搅拌反应12h，TLC监测反应完全后，停止反应。减压浓缩除去乙醇，加入乙醚(100mL)搅拌溶解，用砂芯漏斗过滤，滤液用无水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＝20:1)纯化得到无色油状液体美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)(0.12g，产率85％)。[α]D 20＝+1.52(c 2.37CHCl3)；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.56 –5.29(m,4H),2.95–2.91(m,2H),2.80(t,J＝7.1Hz,2H),2.39(dq,J＝13.3,6.6Hz,1H),2.23– 2.20(m,1H),2.09–2.04(m,2H),1.55–1.26(m,20H),0.97(t,J＝7.5Hz,3H),0.88(t,J＝6.9Hz, 3H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ132.37,130.91,126.83,124.39,57.34,56.56,32.06,29.79, 29.78,29.71,29.49,27.94,26.76,26.40,25.86,22.83,20.72,14.37,14.25；HRMS(ESI)calcd for C21H38ONa[M+Na]+329.28149,found 329.28088。

Claims (1)

1.利用醋酸镍/硼氢化钠催化氢化环氧二炔构建2个Z-型碳碳双键的策略，合成美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯的新方法，其特征在于包括如下步骤：以1-溴十一烷(2)为起始原料，先跟炔丙醇锂反应，制得2-十四碳炔-1-醇(3)；再经醋酸镍/硼氢化钠催化氢化，得到(Z)-2-十四碳烯-1-醇(4)，然后经Sharpless不对称环氧化得到(2S,3R)-2,3-环氧-1-十四碳醇(5)；接着经对甲苯磺酰化与高氯酸开环，得到(2S,3S)-对甲苯磺酸2,3-二羟基-1-十四碳醇酯(7)；然后经碳酸钾关环、对甲苯磺酰化，得到(2S,3S)-对甲苯磺酸1,2-环氧-3-十四碳醇酯(9)；接着跟三甲基硅乙炔锂反应，制得(4S,5R)-4,5-环氧-1-十六碳炔(10)；再与1-溴-1-戊炔反应生成(9S,10S)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二炔(11)；最后经醋酸镍/硼氢化钠催化氢化，得到美国白蛾性信息素主要活性成分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)；(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯(1)的合成路线如下：
Figure FDA0002941866900000011
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