CN115353437B - 一种顺-2-甲基-7-十八烯以及顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种顺‑2‑甲基‑7‑十八烯以及顺式‑7,8‑环氧‑2‑甲基十八烷的合成方法，属于有机合成技术领域。本发明以N‑磺酰基腙和膦盐作为原料，在有机碱的作用下，一步法即可得到顺‑2‑甲基‑7‑十八烯，且能避免反‑2‑甲基‑7‑十八烯的生成。本发明所得顺‑2‑甲基‑7‑十八烯的收率和纯度均较高，其中，顺‑2‑甲基‑7‑十八烯的收率为68～96％，纯度高于98.8％。由于顺‑2‑甲基‑7‑十八烯具有较高的纯度，本发明所得顺式‑7,8‑环氧‑2‑甲基十八烷的收率和纯度均较高，其中顺式‑7,8‑环氧‑2‑甲基十八烷的收率高于90％，纯度高于99％。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种顺-2-甲基-7-十八烯以及顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法。
背景技术
1970年，Bierl等研究者从舞毒蛾雌成虫体内分离并鉴定了舞毒蛾性信息素结构为(+)-(7R,8S)-7,8-环氧-2-甲基十八烷，一直以来众多化学及生物领域研究者致力于高光学纯度的舞毒蛾性信息素合成。
在实际的舞毒蛾虫情监测和成虫诱杀中，往往采用舞毒蛾性信息素外消旋体顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷即可，是以关键中间体顺-2-甲基-7-十八烯为原料，通过环氧化反应合成得到目标产品顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷。
而关键中间体顺-2-甲基-7-十八烯通常以2-甲基-7-十八碳炔为原料，在林德勒催化剂作用进行顺式氢化，或者使用高位阻硼试剂进行还原得到(Chemistry of NaturalCompounds 1983,19,593；J.Chem.Ecolo.1983,9(2),211.)。
然而，此法在反应过程总有反-2-甲基-7-十八烯的生成，所得顺-2-甲基-7-十八烯的纯度低，使得最终产物顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的收率和纯度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种顺-2-甲基-7-十八烯、顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法。本发明提供的顺-2-甲基-7-十八烯的合成方法能够避免反-2-甲基-7-十八烯的生成，从而提高合成顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的收率和纯度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种顺-2-甲基-7-十八烯的合成方法，包括以下步骤：
在有机碱的作用下，具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物进行取代反应，得到顺-2-甲基-7-十八烯；
式a中，Ar为芳香基团；
优选的，所述Ar为苯基、对甲基苯基、对异丙基苯基、对叔丁基苯基、邻甲基苯基、邻异丙基苯基、邻叔丁基苯基、1-萘基、2-萘基、邻氯苯基、邻硝基苯基、对甲氧基苯基、邻甲氧基苯基或2,4,6-三甲基苯基。
优选的，所述有机碱为甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾、正丁基锂、叔丁基锂、苯基锂、二异丙基胺基锂、六甲基二硅胺基锂、六甲基二硅胺基钠、六甲基二硅胺基钾、苄基锂、甲基溴化镁、乙基溴化镁、异丙基溴化镁和苯基溴化镁中的一种或几种。
优选的，所述具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物的摩尔比为1:1～1.2。
优选的，所述具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与有机碱的摩尔比为1:1～1.2。
优选的，所述取代反应的温度为-80～-30℃，时间为4～6h。
本发明提供了一种顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法，包括以下步骤：
按照上述方法合成顺-2-甲基-7-十八烯；
在过氧酸的作用下，顺-2-甲基-7-十八烯进行环化反应，得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷。
优选的，所述过氧酸为过氧甲酸、过氧乙酸、过氧苯甲酸和间氯过氧苯甲酸中的一种或几种。
优选的，所述顺-2-甲基-7-十八烯与过氧酸的摩尔比为1:1.2～1.8。
优选的，所述环化反应的温度为-10～30℃，时间为1～5h。
本发明提供了一种顺-2-甲基-7-十八烯的合成方法，包括以下步骤：在有机碱的作用下，具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物进行取代反应，得到顺-2-甲基-7-十八烯。本发明以N-磺酰基腙和膦盐作为原料，在有机碱的作用下，一步法即可得到顺-2-甲基-7-十八烯，且能避免反-2-甲基-7-十八烯的生成。本发明所得顺-2-甲基-7-十八烯的收率和纯度均较高，其中，顺-2-甲基-7-十八烯的收率为68～96％，纯度高于98.8％。同时，本发明合成方法所用原料易得，成本低廉，具有合成路线短、操作简单、产品分离提纯方便、反应底物普适性广等优点，适合工业化批量生产。
本发明提供了一种顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法，先按照上述方法合成顺-2-甲基-7-十八烯，然后在过氧酸的作用下，顺-2-甲基-7-十八烯进行环化反应，得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷。由于顺-2-甲基-7-十八烯具有较高的纯度，本发明所得顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的收率和纯度均较高，其中顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的收率高于90％，纯度高于99％。同时，本发明提供的合成方法操作简单，成本低廉，适合工业化批量生产。
附图说明
图1为顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成路线；
图2为实施例1所得顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷碳谱核磁图谱。
具体实施方式
本发明提供了一种顺-2-甲基-7-十八烯的合成方法，包括以下步骤：
在有机碱的作用下，具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物进行取代反应，得到顺-2-甲基-7-十八烯；
式a中，Ar为芳香基团；
在本发明中，所述Ar优选为苯基、对甲基苯基、对异丙基苯基、对叔丁基苯基、邻甲基苯基、邻异丙基苯基、邻叔丁基苯基、1-萘基、2-萘基、邻氯苯基、邻硝基苯基、对甲氧基苯基、邻甲氧基苯基或2,4,6-三甲基苯基。
在本发明中，所述有机碱为甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾、正丁基锂、叔丁基锂、苯基锂、二异丙基胺基锂、六甲基二硅胺基锂、六甲基二硅胺基钠、六甲基二硅胺基钾、苄基锂、甲基溴化镁、乙基溴化镁、异丙基溴化镁和苯基溴化镁中的一种或几种。
在本发明中，所述具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物的摩尔比优选为1:1～1.2，更优选为1:1.1。
在本发明中，所述具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与有机碱的摩尔比优选为1:1～1.2，更优选为1:1.1。
在本发明中，所述取代反应使用的有机溶剂优选为甲苯、三氟甲基苯、氟苯、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚和乙二醇二甲醚中的一种或几种。在本发明中，所述取代反应优选在保护气氛下进行，所述保护气氛优选为氩气。
在本发明中，所述混合的方式优选为：先将有式b所示结构的膦盐化合物与有机碱、有机溶剂混合，再加入具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物。
在本发明中，所述取代反应的温度优选为-80～-30℃，更优选为-80～-60℃；时间优选为4～6h，更优选为5h。
在本发明中，所述取代反应后，本发明优选对所得取代反应液进行后处理，所述后处理优选包括以下步骤：
将所述取代反应液与水混合，淬灭反应，得到淬灭反应液；
去除所述淬灭反应液的有机溶剂，对剩余液体与石油醚混合，依次进行固液分离、洗涤、干燥和浓缩，所得浓缩物进行柱层析提纯，得到顺-2-甲基-7-十八烯纯品。
在本发明中，所述固液分离的方式优选为抽滤；所述洗涤用洗涤剂优选为食盐水；所述干燥优选为干燥剂干燥，所述干燥剂优选为硫酸钠。本发明对所述浓缩的方式无特殊要求，使用本领域技术人员熟知的浓缩方式即可。
在本发明中，所述柱层析提纯使用的固定相优选为负载硝酸银400目硅胶；流动相优选为石油醚和乙酸乙酯，所述石油醚和乙酸乙酯的体积比优选为150：1。
本发明提供了一种顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法，包括以下步骤：
按照上述方法合成顺-2-甲基-7-十八烯；
在过氧酸的作用下，顺-2-甲基-7-十八烯进行环化反应，得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷。
在本发明中，所述顺-2-甲基-7-十八烯的合成方法与上文相同，在此不再赘述。
本发明在过氧酸的作用下，顺-2-甲基-7-十八烯进行环化反应，得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷。
在本发明中，所述过氧酸优选为过氧甲酸、过氧乙酸、过氧苯甲酸和间氯过氧苯甲酸中的一种或几种。
在本发明中，所述顺-2-甲基-7-十八烯与过氧酸的摩尔比优选为1:1.2～1.8，更优选为1:1.4～1.6。
在本发明中，所述环化反应使用的有机溶剂优选为甲苯、三氟甲基苯、氟苯、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,2-二氯乙烷、氯仿和二氯甲烷中的一种或几种。
在本发明中，所述环化反应的温度优选为-10～30℃，更优选为0～10℃；时间优选为1～5h，更优选为2～4h。
所述环化反应后，本发明优选对所得环化反应液进行后处理，所述后处理优选包括以下步骤：
向所述环化反应液中加入饱和硫代硫酸钠溶液淬灭反应，得到淬灭反应液；
对所述淬灭反应液进行分液，得到水相和有机相；
对所述有机相依次进行洗涤、干燥、浓缩和柱层析提纯，得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷纯品。
在本发明中，所述洗涤所用的洗涤剂优选为碳酸钠水溶液，所述洗涤的次数优选为2次。在本发明中，所述干燥优选为干燥剂干燥，所述干燥剂优选为硫酸钠。本发明对所述浓缩的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的浓缩方式即可。
在本发明中，所述柱层析提纯的固定相优选为200目硅胶，流动相优选为石油醚和乙酸乙酯，所述石油醚和乙酸乙酯的体积比优选为20:1。
在本发明中，所述顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成路线如图1所示。
下面结合实施例对本发明提供的一种顺-2-甲基-7-十八烯以及顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
氩气保护下，反应瓶中加入膦盐(5.5g,12mmol)和四氢呋喃(80mL)，冷却至-80℃，慢慢注入正丁基锂-正己烷溶液(8mL,1.5M)，搅拌1小时；加入N-苯磺酰基腙(3.3g,10mmol)，继续在-80℃搅拌反应4小时，然后自然升温至室温反应2小时；滴加水(5mL)萃灭反应，浓缩除去溶剂，加入石油醚(80mL)搅拌30分钟，抽滤，滤液食盐水洗涤，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(负载硝酸银400目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝150:1)得到顺-2-甲基-7-十八烯2.3g(收率86％，气相纯度98.6％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ0.76-1.02(m,9H),1.14-1.61(m,23H),1.89-2.16(m,4H),5.38(m,2H)。
把顺-2-甲基-7-十八烯(2.3g,8.6mmol)溶解于二氯甲烷(60mL)，冷却至-5℃，分5批加入间氯过氧苯甲酸(3.2g,15.5mmol,85％含量)；搅拌反应2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液(10mL)萃灭反应，分液，有机相碳酸钠水溶液洗涤2次，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(200目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝20:1)得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷2.24g(收率92％，气相纯度99.1％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ0.86-0.92(m,9H),1.14-1.59(m,27H),2.85-2.96(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ14.1,22.58,22.67,22.69,26.60,26.86,27.32,27.83,27.87,27.89，29.32,29.56,29.59,31.90,38.91,57.17；HRMS(ESI)calcd for C19H38NaO+[M+Na+]305.2820,found 305.2825。
所得顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷碳谱核磁图谱如图2所示。
实施例2
氩气保护下，反应瓶中加入膦盐(5.5g,12mmol)和甲基四氢呋喃(80mL)，冷却至-60℃，慢慢注入二异丙基胺基锂溶液(6mL,2M)，搅拌0.5小时；加入N-2-萘磺酰基腙(3.8g,10mmol)，继续在-60℃搅拌反应5小时，然后自然升温至室温反应2小时；滴加水(5mL)萃灭反应，浓缩除去溶剂，加入石油醚(80mL)搅拌30分钟，抽滤，滤液食盐水洗涤，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(负载硝酸银400目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝150:1)得到顺-2-甲基-7-十八烯1.9g(收率71％，气相纯度98.6％)。
把顺-2-甲基-7-十八烯(1.9g,7.1mmol)溶解于二氯甲烷(60mL)，冷却至-5℃，分5批加入间氯过氧苯甲酸(2.6g,12.8mmol,85％含量)；搅拌反应2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液(10mL)萃灭反应，分液，有机相碳酸钠水溶液洗涤2次，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(200目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝20:1)得到顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷1.83g(收率91％，气相纯度99.2％)，产物的1HNMR、13C NMR和HRMS检测数据和实施例1一致。
实施例3
氩气保护下，反应瓶中加入膦盐(5.5g,12mmol)和四氢呋喃(80mL)，冷却至-70℃，慢慢注入六甲基二硅胺基锂四氢呋喃溶液(10mL,1.5M)，搅拌1小时；加入N-对叔丁基苯磺酰基腙(3.8g,10mmol)，继续在-70℃搅拌反应5小时，然后自然升温至室温反应2小时；滴加水(5mL)萃灭反应，浓缩除去溶剂，加入石油醚(80mL)搅拌30分钟，抽滤，滤液食盐水洗涤，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(负载硝酸银400目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝150:1)得到顺-2-甲基-7-十八烯2.0g(收率75％，气相纯度99.5％)。
把顺-2-甲基-7-十八烯(2.0g,7.5mmol)溶解于1,2-二氯乙烷(100mL)，冷却至0℃，分5批加入间氯过氧苯甲酸(3.1g,15mmol,85％含量)；搅拌反应2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液(10mL)萃灭反应，分液，有机相碳酸钠水溶液洗涤2次，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(200目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝20:1)得到顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷2.1g(收率96％，气相纯度99.8％)，产物的1HNMR、13C NMR和HRMS检测数据和实施例1一致。
实施例4
氩气保护下，反应瓶中加入膦盐(5.5g,12mmol)和四氢呋喃(80mL)，冷却至-80℃，慢慢注入正丁基锂-正己烷溶液(8mL,1.5M)，搅拌1小时；加入N-2,4,6-三甲基苯磺酰基腙(3.7g,10mmol)，继续在-80℃搅拌反应6小时，然后自然升温至室温反应4小时；滴加水(5mL)萃灭反应，浓缩除去溶剂，加入石油醚(80mL)搅拌30分钟，抽滤，滤液食盐水洗涤，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(负载硝酸银400目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝150:1)得到顺-2-甲基-7-十八烯1.82g(收率68％，气相纯度98.8％)。
把顺-2-甲基-7-十八烯(1.82g,6.8mmol)溶解于氯仿(50mL)，冷却至0℃，分5批加入间氯过氧苯甲酸(2.22g,10.9mmol,85％含量)；搅拌反应2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液(10mL)萃灭反应，分液，有机相碳酸钠水溶液洗涤2次，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(200目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝20:1)得到顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷1.81g(收率94％，气相纯度99.5％)，产物的1HNMR、13C NMR和HRMS检测数据和实施例1一致。
实施例5
氩气保护下，反应瓶中加入膦盐(5.5g,12mmol)和甲基四氢呋喃(80mL)，冷却至-80℃，慢慢注入正丁基锂-正己烷溶液(8mL,1.5M)，搅拌1小时；加入N-2-氯苯磺酰基腙(3.6g,10mmol)，继续在-80℃搅拌反应5小时，然后自然升温至室温反应2小时；滴加水(5mL)萃灭反应，浓缩除去溶剂，加入石油醚(80mL)搅拌30分钟，抽滤，滤液食盐水洗涤，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(负载硝酸银400目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝150:1)得到顺-2-甲基-7-十八烯2.56g(收率96％，气相纯度99.6％)。
把顺-2-甲基-7-十八烯(2.56g,9.6mmol)溶解于氯仿(100mL)，冷却至-5℃，分10批加入间氯过氧苯甲酸(2.93g,14.4mmol,85％含量)；搅拌反应2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液(10mL)萃灭反应，分液，有机相碳酸钠水溶液洗涤2次，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(200目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝20:1)得到顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷2.58g(收率95％，气相纯度99.4％)，产物的1HNMR、13C NMR和HRMS检测数据和实施例1一致。
实施例6
氩气保护下，反应瓶中加入膦盐(5.5g,12mmol)和四氢呋喃(80mL)，冷却至-80℃，慢慢注入正丁基锂-正己烷溶液(8mL,1.5M)，搅拌1小时；加入N-对甲基苯磺酰基腙(3.4g,10mmol)，继续在-80℃搅拌反应4小时，然后自然升温至室温反应2小时；滴加水(5mL)萃灭反应，浓缩除去溶剂，加入石油醚(80mL)搅拌30分钟，抽滤，滤液食盐水洗涤，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(负载硝酸银400目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝150:1)得到顺-2-甲基-7-十八烯2.19g(收率82％，气相纯度98.9％)。
把顺-2-甲基-7-十八烯(2.19g,8.2mmol)溶解于二氯甲烷(60mL)，冷却至-5℃，分5批加入间氯过氧苯甲酸(3.0g,14.8mmol,85％含量)；搅拌反应2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液(10mL)萃灭反应，分液，有机相碳酸钠水溶液洗涤2次，硫酸钠干燥，浓缩，剩余物柱层析提纯(200目硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝20:1)得到顺-7,8-环氧-2-甲基十八烷2.21g(收率95％，气相纯度99.6％)，产物的1HNMR、13C NMR和HRMS检测数据和实施例1一致。
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 (4)
1.一种顺-2-甲基-7-十八烯的合成方法，包括以下步骤：
在有机碱的作用下，具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物进行取代反应，得到顺-2-甲基-7-十八烯；
式a中，Ar为苯基、对甲基苯基、对异丙基苯基、对叔丁基苯基、邻甲基苯基、邻异丙基苯基、邻叔丁基苯基、1-萘基、2-萘基、邻氯苯基、邻硝基苯基、对甲氧基苯基、邻甲氧基苯基或2,4,6-三甲基苯基；
所述取代反应的温度为-80～-30℃，时间为4～6h；
所述取代反应使用的有机溶剂为四氢呋喃或者甲基四氢呋喃；
所述取代反应在保护气氛下进行，所述保护气氛为氩气；
所述有机碱为正丁基锂、二异丙基胺基锂、六甲基二硅胺基锂中的一种。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述具有式a所示结构的N-磺酰基腙化合物与具有式b所示结构的膦盐化合物的摩尔比为1:1～1.2。
3.一种顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷的合成方法，包括以下步骤：
按照权利要求1～2任意一项所述方法合成顺-2-甲基-7-十八烯；
在过氧酸的作用下，顺-2-甲基-7-十八烯进行环化反应，得到顺式-7,8-环氧-2-甲基十八烷；
所述过氧酸为过氧甲酸、过氧乙酸、过氧苯甲酸和间氯过氧苯甲酸中的一种；
所述环化反应的温度为-10～30℃，时间为1～5h；
所述环化反应使用的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、氯仿和二氯甲烷中的一种。
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述顺-2-甲基-7-十八烯与过氧酸的摩尔比为1:1.2～1.8。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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