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CN108997100A - 一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法 - Google Patents

一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反‑5,7‑十二碳双烯衍生物的合成方法，该合成方法以5‑己炔‑1‑醇和3,4‑二氢‑2H‑吡喃为起始原料，依次经过加成反应、缩合反应、消去反应、加氢反应、脱保护基反应和衍生化反应得到顺,反‑5,7‑十二碳双烯衍生物。该合成方法路线较短，同时，各个步骤反应收率较高，操作简单，便于大量生产。

Description

一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生 物的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法。
背景技术
松毛虫Dendrolimus是鳞翅目枯叶蛾科松毛虫属昆虫的统称。又名毛虫、火毛虫，古称松蚕，共有30余种，我国分布有27种，是松毛虫种类最丰富的国家。松毛虫会对松类、柏类、杉类等重要树种产生食害。中国最早的记载见于1530年广东《龙川县志》：“明嘉靖九年，大旱时连年发生，毛黑，食松叶尽而立枯，作茧松枝上，冬末乃化尽。”至今，松毛虫仍是森林害虫中发生量大、危害面广的主要森林害虫。目前，松毛虫的防治方法主要是通过喷洒农药的方式进行灭杀，一方面成本较大，另一方面会对环境造成较大的污染。
性信息素是进行两性生活的动物，为互相识别而释放出的物质，通过此种物质可使雌、雄接近。一般多是被动的雌性分泌散发性信息素，诱引主动的雄性产生性兴奋，但也有由雄性分泌的种类。采用性信息素及其类似化合物用于防治虫害，对环境的影响较小，同时，诱杀效率也较高。
松毛虫的性信息素如果从自然界中进行提取，产量较低，同时，成本较高，不利于应用，研究表明如结构(I)～(III)所示的顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物是松毛虫信息素的主要成分，因此，如果能够人工合成这一类物质，会具有重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种松毛虫性信息素中引诱成分的合成方法，该合成方法使用的原料便宜易得，同时，得到的产物收率高。
一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，包括以下步骤：
(1)5-己炔-1-醇与3,4-二氢-2H-吡喃发生加成反应，得到四氢吡喃-2-基炔己基醚；
(2)在碱的作用下，步骤(1)得到的四氢吡喃-2-基炔己基醚与己醛发生缩合反应，得到缩合中间体；
(3)步骤(2)得到的缩合中间体发生消去反应，得到消去中间体；
(4)在加氢催化剂的作用下，步骤(3)得到的消去中间体发生加氢反应，得到加氢中间体；
(5)步骤(4)得到的加氢中间体经过水解反应脱去保护基，得到松毛虫性信息素前体；
(6)步骤(5)得到的松毛虫性信息素前体经过衍生化，得到所述的顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物；
所述的衍生化包括氧化、酯化或者丙基化；
作为优选，步骤(1)中，所述的加成反应在酸催化剂的作用下进行。作为进一步的优选，所述的酸催化剂为固体酸催化剂，优选为磷钨酸。
作为优选，步骤(2)中，所述的碱为正丁基锂，反应在四氢呋喃中进行。
作为优选，步骤(3)中，所述的消去反应在二氯亚砜和吡啶的作用下进行。
作为优选，步骤(4)中，所述的加氢催化剂为林德拉催化剂。
作为优选，步骤(5)中，所述的水解反应在HCl的作用下进行。
作为优选，步骤(6)中，所述的衍生化为氧化反应，氧化剂为PCC。
作为优选，步骤(6)中，所述的衍生化为乙酯化反应，反应在乙酰氯和吡啶的作用下进行。
作为优选，步骤(6)中，所述的衍生化为丙基化反应，反应在碳酸钾的作用下进行。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的合成方法所用的原料5-己炔-1-醇和3,4-二氢-2H-吡喃价格较低，便宜易得，可以有效地降低合成的成本；
(2)采用本发明的制备方法整个反应步骤较短，收率较高，得到的产品纯度较高，便于进行大批量生产。
具体实施方式
实施例1
向反应瓶中加入5-己炔-1-醇(11.8g，0.12mol)和3,4-二氢-2H-吡喃(8.4g，0.1mol)，然后加入1g固体酸催化剂磷钨酸(H3PW12O40)，100mL1,2-二氯乙烷，在室温下进行反应，反应12小时后，TLC显示反应完全。过滤、浓缩得到粗产物四氢吡喃-2-基炔己基醚，产品重量为17.5g，收率为96％，GC纯度为95.4％，直接进行下一步反应。
实施例2
向反应瓶中加入5-己炔-1-醇(11.8g，0.12mol)和3,4-二氢-2H-吡喃(8.4g，0.1mol)，然后加入1g固体酸催化剂ZSM-5沸石，100mL 1,2-二氯乙烷，在室温下进行反应，反应12小时后，TLC显示反应完全。过滤、浓缩得到粗产物四氢吡喃-2-基炔己基醚，产品重量为17.2g，GC纯度为81.2％。
实施例3
在反应瓶中加入按照实施例1方法得到的四氢吡喃-2-基炔己基醚(18.2g，0.1mol)，抽真空，充氮气三次，然后加入干燥的四氢呋喃50mL，搅拌溶解，降温至-20℃，然后滴加正丁基锂的戊烷溶液(2.5M，80mL，0.2mol)，继续搅拌半小时。然后向反应液中滴加己醛(11g，0.11mol)的四氢呋喃(50mL)溶液，滴加完成后，先于-20℃反应两个小时，然后室温搅拌12小时，TLC显示反应完全，向反应液中滴加饱和的氯化铵的水溶液进行淬灭，然后加入乙酸乙酯进行萃取，用食盐水洗涤两次，得到有机相用无水硫酸镁进行干燥，过滤，除去溶剂，减压精馏得到缩合中间体，产品重量为25.9g，收率为91.8％，GC纯度97.1％。
实施例4
在反应瓶中加入按照实施例3的方法得到的缩合中间体(28.2g，0.1mol)和吡啶(50mL)，充分搅拌后，滴加二氯亚砜(23.8g，0.2mol)，然后于70℃下进行反应，反应12小时后减压蒸馏除去吡啶，减压精馏得到消去中间体，产品重量为23.5g，收率为89％，GC纯度98.7％。
实施例5
在反应瓶中加入按照实施例3的方法得到的缩合中间体(28.2g，0.1mol)和浓硫酸(100mL)，充分搅拌后，加热至170℃进行反应，反应3小时后，取样分析，原料分解严重，副反应较多，未进行后处理。
实施例6
在反应瓶中加入按照实施例4方法得到的消去中间体(26.4g，0.1mol)、林德拉催化剂(5wt％)和甲醇(50mL)，依次用氮气和氢气分别置换三次，然后在1atm的氢气存在下，于25℃反应12小时，TLC监测反应，反应结束后过滤，旋干溶剂，然后进行柱层析得到加氢中间体，产品重量为25.8g，收率为97％，HPLC纯度96.4％。
实施例7
在反应瓶中加入按照实施例6方法得到的加氢中间体(26.6g，0.1mol)、HCl水溶液(1N，0.2mol)，于25℃反应12小时，TLC监测反应，反应结束后过滤，旋干溶剂，得产品重量为17.8g，收率为98％，HPLC纯度96.1％。
实施例8
将4.3g(0.02mol)PCC溶解于25ml二氯甲烷中，在室温下，将其滴入水解产物(1.8g，0.01mol)的15ml二氯甲烷溶液中，搅拌2小时，黑色混合物用175ml乙醚稀释，过滤，固体用乙醚洗涤，滤液用饱和食盐水洗，硫酸钠干燥，浓缩，用硅胶柱层析分离，乙酸乙酯-石油醚(1：5)洗脱，得产物1(1.5g)，产率83％，HPLC纯度98.1％。
产物1的结构式如下：
表征数据如下：
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ9.40(t,1H),6.03(t,1H),5.95(t,1H),5.63(m,1H)5.48(m,1H)2.43(dr,2H),2.38(dr,2H),2.07(m,2H),1.70(m,2H),1.30(m,4H),0.93(t,3H)
实施例9
在反应瓶中，加入水解产物(1.8g，0.01mol)、乙酰氯(0.02mol)和吡啶15ml，室温下搅拌过夜，然后减压蒸馏除去吡啶，用硅胶柱层析分离，乙酸乙酯-石油醚洗脱，得产物2(2.1g)，产率93％，HPLC纯度99.1％。
产物2的结构如下：
表征数据如下：
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ6.05(t,1H),5.96(t,1H),5.64(m,1H)5.49(m,1H),4.18(t,2H),2.48(dr,2H),2.39(dr,2H),2.11(s,3H),2.07(m,2H),1.70(m,2H),1.30(m,6H),0.93(t,3H)
实施例10
在反应瓶中，加入水解产物(1.8g，0.01mol)、溴丙烷(0.02mol)、碳酸钾(0.02mol)和DMF 20ml，60℃搅拌过夜，然后加水淬灭反应，加入二氯甲烷萃取三次，依次用水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，用硅胶柱层析分离，乙酸乙酯-石油醚洗脱，得产物3(2.0g)，产率89％，HPLC纯度98.5％。
产物3的结构如下：
表征数据如下：
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ6.03(t,1H),5.92(t,1H),5.63(m,1H)5.47(m,1H),3.39(t,2H),3.32(t,2H),2.48(dr,2H),2.39(dr,2H),2.07(m,2H),1.70(m,2H),1.43(m,2H),1.29(m,6H),0.94(t,3H),0.91(t,3H)。

Claims (8)

1.一种松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)5-己炔-1-醇与3,4-二氢-2H-吡喃发生加成反应，得到四氢吡喃-2-基炔己基醚；
(2)在碱的作用下，步骤(1)得到的四氢吡喃-2-基炔己基醚与己醛发生缩合反应，得到缩合中间体；
(3)步骤(2)得到的缩合中间体发生消去反应，得到消去中间体；
(4)在加氢催化剂的作用下，步骤(3)得到的消去中间体发生加氢反应，得到加氢中间体；
(5)步骤(4)得到的加氢中间体经过水解反应脱去保护基，得到松毛虫性信息素前体；
(6)步骤(5)得到的松毛虫性信息素前体经过衍生化，得到所述的顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物；
所述的衍生化包括氧化、酯化或者丙基化；
反应式如下：
2.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的碱为正丁基锂，反应在四氢呋喃中进行。
3.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的消去反应在二氯亚砜和吡啶的作用下进行。
4.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的加氢催化剂为林德拉催化剂。
5.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的水解反应在HCl的作用下进行。
6.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的衍生化为氧化反应，氧化剂为PCC。
7.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的衍生化为乙酯化反应，反应在乙酰氯和吡啶的作用下进行。
8.根据权利要求1所述的松毛虫性信息素中引诱成分顺,反-5,7-十二碳双烯衍生物的合成方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的衍生化为丙基化反应，反应在碳酸钾的作用下进行。
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