CN102795977A - 一种(7z,11z,13e)-十六碳三烯醛的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法。以7-溴-(4Z,6E)-庚二烯醛和4-溴1-丁醇为起始原料，4-溴1-丁醇与烯丙基溴化镁在偶联得到6-庚烯1-醇并经溴代和三苯基膦成盐反应得到(6-庚烯基)三苯基溴化膦，该季膦盐制备的Wittig试剂与溴-(4Z,6E)-庚二烯醛反应得到1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯，再经Kumada交叉偶联反应合成(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯，经硼氢化-氧化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醇，最后经氯铬酸吡啶氧化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛。本发明的优点是原料廉价易得，合成路线简单，反应条件温和，产率高，成本低，操作便利安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的化学合成方法。
背景技术
柑橘潜叶蛾(Phyllocnistis citrella)属鳞翅目潜叶蛾科,是柑橘的主要害虫，全世界柑橘产区均有发生，是我国华南地区柑桔的一种重要害虫。幼虫潜入植株的新梢和嫩叶内，在上下表皮的灾层内蛀成迂回曲折的虫道，导致新梢和叶片畸形卷缩，易于脱落，严重影响光合作用，严重时可使秋梢全部枯黄，影响幼树生长和结果。被害的卷叶又常是卷叶蛾等害虫的避难所和越冬场所，因此，防治难度很大。更严重的是潜叶蛾为害叶片和枝条所造成的伤口，最易被柑桔溃疡病病原细菌所入侵，贻害更大。
目前该虫的防治主要依赖于化学农药，如拟除虫菊酯类农药，但长期大量的使用化学农药，除对害虫有杀伤作用外，还大量杀伤了天敌，破坏了果园的生态平衡；并且导致水果中农药残留严重超标，严重影响消费者的身体健康，也给水果的出口带来阻碍；同时导致害虫对常规农药产生抗药性，造成害虫再度猖獗。
化学信息素技术是目前国际上新兴的害虫绿色防控技术，具有高度专一、低风险和环境友好等优点，逐渐引起全球各国的重视和推广应用。柑桔潜叶蛾的性信息素化合物已经分离并鉴定为三种：(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛(7Z,11Z,13E-16Ald)、(7Z,11Z)-十六碳二烯醛(7Z,11Z-16Ald)和(Z)-7十六碳烯醛(7Z-16Ald)，并以30：10：1的比例混合而成。美国等国家已使用柑橘潜叶蛾性信息素进行虫口密度监测、大量诱捕和交配干扰防治害虫，取得了良好效果；而我国的柑橘潜叶蛾性信息素防控技术目前处于研究开发阶段。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种原料廉价易得、合成路线简单，反应条件温和，操作安全便利，产率高，成本低的(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是以7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛和4-溴1-丁醇为起始原料，4-溴1-丁醇与烯丙基溴化镁在偶联得到6-庚烯1-醇并经溴代和三苯基膦成盐反应得到(6-庚烯基)三苯基溴化膦，该季膦盐制备的Wittig试剂与溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛反应得到1-溴-(1E, 3Z, 7Z, 13)-十四碳四烯，再经Kumada交叉偶联反应合成(1, 7Z, 11Z, 13E)-十六碳四烯，经硼氢化-氧化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇，最后经氯铬酸吡啶氧化得到(7Z, 11Z, 13E)-十六碳三烯醛。
6-庚烯1-醇的制备方法是将4-溴-1-丁醇溶于无水四氢呋喃，在低温下滴加2-4倍的烯丙基溴化镁的无水四氢呋喃溶液和1%~30% mol的四氯铜酸锂无水四氢呋喃溶液，继续反应3~20小时后，加适量饱和氯化铵溶液中止反应，蒸除四氢呋喃，经过萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，再减压蒸馏得到6-庚烯1-醇。
7-溴-1-庚烯的制备方法是将6-庚烯1-醇溶于干燥的二氯甲烷中，加入摩尔比0.3-1倍的三溴化磷，冰浴下搅拌1-5小时后，加适量冰水中止反应，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，再经减压蒸馏得到7-溴-1-庚烯。
(6-庚烯基)三苯基溴化膦的制备方法是将7-溴-1-庚烯与三苯基膦溶于甲苯回流反应10-60小时后析出固体，过滤并用甲苯洗涤，收集固体并真空干燥得到(6-庚烯基)三苯基溴化膦。
1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯的制备方法是在氮气保护下，将1.2-1.5倍摩尔比的(6-庚烯基)三苯基溴化膦与无水四氢呋喃混合，充分冷却到-10 ~ -78℃后，加入有机碱(所述的有机碱包括钠氢、正丁基锂、六甲基二硅基氨基钠和六甲基二硅基氨基钾等)，搅拌反应1小时后，加入7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛的四氢呋喃溶液，反应3-12小时，加入饱和氯化铵溶液或1-3 mol/L稀盐酸淬灭反应，蒸除四氢呋喃，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，经硅胶柱层析分离得到1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯。
(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯的制备方法是在氮气保护下，将1-溴-(1E, 3Z, 7Z, 13)-十四碳四烯和催化剂1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍溶于无水四氢呋喃中，1.2-2.0倍的乙基溴化镁在冰浴冷却下加入到上述反应混合物中，继续反应3-15小时，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应，蒸除四氢呋喃，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，用硅胶柱层析分离得到(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯。
(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇的制备方法是在氮气保护下，(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯溶于四氢呋喃，在冰浴冷却下加入1-2倍的9-硼双环[3.3.1]壬烷二聚物的四氢呋喃溶液后反应1-5小时，再加入过氧化氢和氢氧化钠溶液反应1-3小时，加适量水中止反应，蒸除四氢呋喃，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，用硅胶柱层析分离得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇。
(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的制备方法是将(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇溶于二氯甲烷中，加入摩尔比1.2-1.5倍的氯铬酸吡啶，室温下搅拌3小时后，经过滤、萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，用硅胶柱层析分离得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛。
本发明的优点在于：(1) 合成步骤简短。中间体6经三步制备，从7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛经4步制备目标产物，相比已有的合成方法，合成步骤大大缩短。(2) 立体选择性高。7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛的顺反异构纯度>99%，Kumada交叉偶联反应不会导致共轭双键的异构纯度降低，Wittig反应也可以实现很高的异构纯度，因此目标产物的异构纯度>97%。(3) 原料廉价易得，成本较低。7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛的制备中使用的贵金属催化剂可以回收，其他原料和试剂价廉易得，从而降低了目标产物的合成成本。
附图说明
图 1 为中间体——(6-庚烯基)三苯基溴化膦的合成路线。
图 2 为目标产物——(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成路线。
上述图1和图2中的英文字符的含义如下：CH2=CHCH2MgCl——烯丙基溴化镁；Li2CuCl4——四氯合铜酸二锂；THF——四氢呋喃；PBr3——三溴化磷；CH2Cl2——二氯甲烷；PPh3——三苯基膦；PhCH3——甲苯；KN[Si(Me)3]2——双(三甲基硅烷基)氨基钾；EtMgBr——乙基溴化镁；NiCl2(dppp)——1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍；9-BBN——9-硼双环[3,3,1]壬烷二聚物；H2O2——过氧化氢；NaOH——氢氧化钠；PCC——氯铬酸吡啶。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1 6-庚烯1-醇(4)的制备：4-溴-1-丁醇(15.3 g, 0.1 mol)溶于100 ml无水四氢呋喃，在0℃下滴加烯丙基氯化镁(0.25 mol, 250ml, 1 M)的无水四氢呋喃溶液和四氯铜酸锂(10 mmol, 0.2 mol/L, 50 ml)的无水四氢呋喃溶液，继续反应15小时后，加适量饱和氯化铵溶液中止反应，蒸除四氢呋喃，加入乙酸乙酯萃取3次，有机层经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得到粗产物，减压蒸馏得到6-庚烯1-醇(4)9.8 g，产率86%。
实施例2 7-溴-1-庚烯(5)的制备：6-庚烯1-醇(9.1 g, 80 mmol)溶于80 ml干燥的二氯甲烷中，滴加三溴化磷(8.13 g, 30 mmol)，滴完继续在冰浴下搅拌3小时后，加饱和碳酸钠中和至pH=7-8，分出有机层，水层用二氯甲烷萃取1次，合并有机层，经无水硫酸钠干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，减压蒸馏得到7-溴-1-庚烯(5)11.9 g，产率84%。
实施例3 (6-庚烯基)三苯基溴化膦(6)的制备：7-溴-1-庚烯(11.5 g, 65 mmol)和三苯基膦(20.4 g, 78 mmol)溶于130 ml甲苯中，回流反应48小时后析出固体，过滤并用甲苯洗涤2次，收集固体并真空干燥得到(6-庚烯基)三苯基溴化膦27.1 g，产率95%。
实施例4 1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯(7)的制备：7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛(2)的按照中国专利ZL96116429.8描述的方法制备。在氮气保护下，将(6-庚烯基)三苯基溴化膦(26.34 g, 60 mmol)与100 ml无水四氢呋喃混合，充分冷却到-78℃后，在氮气保护下加入六甲基二硅基氨基钾的无水四氢呋喃溶液(60 ml, 60 mmol, 1 M)，搅拌反应1小时后，滴加7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛(7.56 g, 40 mmol)的四氢呋喃溶液(40 ml)，反应10小时，加适量饱和氯化铵溶液淬灭反应，蒸除四氢呋喃，加入石油醚萃取3次，有机层经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得到粗产物，经柱层析(洗脱剂为石油醚)纯化得到1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯(7)8.93 g，产率83%。
实施例5 (1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯(8)的制备：在氮气保护下，1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯(8.07 g, 30 mmol)和催化剂1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍(32.5 mg, 0.06mmol)溶于60 ml无水四氢呋喃中，将常法制备的乙基溴化镁(45 mmol)的90 ml无水四氢呋喃溶液在冰浴冷却下滴加到上述反应混合物中，继续反应12小时，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应，蒸除四氢呋喃，加入石油醚萃取3次，有机层经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得到粗产物，用硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚)纯化得到(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯5.95 g，产率91%。
实施例6 (7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇(9)的制备：在氮气保护下，(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯(5.45 g, 25 mmol)溶于10 ml四氢呋喃，在0℃和氮气保护下滴加9-BBN(25 mmol, 0.5 mol/L, 50 ml)的四氢呋喃溶液，反应混合物继续搅拌2小时后，加入NaOH溶液(15 mmol, 10 mol/L, 1.5ml)和30%过氧化氢(5 mol)，再搅拌2小时，加适量水中止反应，蒸除四氢呋喃，加入乙酸乙酯萃取3次，有机层经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得到粗产物，用硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯)纯化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇(9)5.43 g，产率92%。
实施例7 (7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛(1)的制备：(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇(4.72 g, 20 mmol)溶解在100 ml干燥二氯甲烷中，冰浴冷却并搅拌下分批加入氯铬酸吡啶(6.47 g, 30 mmol)，室温下搅拌3小时后，经过滤后加适量水，分出二氯甲烷，并用二氯甲烷萃取2次，合并有机层，经无水硫酸钠干燥并蒸除溶剂后得粗产物，经柱层析(洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯)纯化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛(1)3.88 g，产率83%。
Claims (8)
1.一种柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：以7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛和4-溴1-丁醇为起始原料，4-溴1-丁醇与烯丙基溴化镁在偶联得到6-庚烯1-醇并经溴代和三苯基膦成盐反应得到(6-庚烯基)三苯基溴化膦，该季膦盐制备的Wittig试剂与溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛反应得到1-溴-(1E, 3Z, 7Z, 13)-十四碳四烯，再经Kumada交叉偶联反应合成(1, 7Z, 11Z, 13E)-十六碳四烯，经硼氢化-氧化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇，最后经氯铬酸吡啶氧化得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛。
2.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的6-庚烯1-醇的制备是将4-溴-1-丁醇溶于无水四氢呋喃，在低温下滴加2-4倍的烯丙基溴化镁的无水四氢呋喃溶液和1%~30% mol的四氯铜酸锂无水四氢呋喃溶液，继续反应3~20小时后，加适量饱和氯化铵溶液中止反应，蒸除四氢呋喃，经过萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，再减压蒸馏得到6-庚烯1-醇。
3.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的7-溴-1-庚烯的制备是将6-庚烯1-醇溶于干燥的二氯甲烷中，加入摩尔比0.3-1倍的三溴化磷，冰浴下搅拌1-5小时后，加适量冰水中止反应，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，再经减压蒸馏得到7-溴-1-庚烯。
4.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的(6-庚烯基)三苯基溴化膦的制备是将7-溴-1-庚烯与三苯基膦溶于甲苯回流反应10-60小时后析出固体，过滤并用甲苯洗涤，收集固体并真空干燥得到(6-庚烯基)三苯基溴化膦。
5.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯的制备是在氮气保护下，将1.2-1.5倍摩尔比的(6-庚烯基)三苯基溴化膦与无水四氢呋喃混合，充分冷却到-10 ~ -78℃后，加入有机碱(所述的有机碱包括钠氢、正丁基锂、六甲基二硅基氨基钠和六甲基二硅基氨基钾等)，搅拌反应1小时后，加入7-溴-(4Z, 6E)-庚二烯醛的四氢呋喃溶液，反应3-12小时，加入饱和氯化铵溶液或1-3 mol/L稀盐酸淬灭反应，蒸除四氢呋喃，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，经硅胶柱层析分离得到1-溴-(1E,3Z,7Z,13)-十四碳四烯。
6.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯的制备是在氮气保护下，将1-溴-(1E, 3Z, 7Z, 13)-十四碳四烯和催化剂1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍溶于无水四氢呋喃中，1.2-2.0倍的乙基溴化镁在冰浴冷却下加入到上述反应混合物中，继续反应3-15小时，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应，蒸除四氢呋喃，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，用硅胶柱层析分离得到(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯。
7.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇的制备是在氮气保护下，将(1,7Z,11Z,13E)-十六碳四烯溶于四氢呋喃，在冰浴冷却下加入1-2倍的9-硼双环[3.3.1]壬烷二聚物的四氢呋喃溶液后反应1-5小时，再加入过氧化氢和氢氧化钠溶液反应1-3小时，加适量水中止反应，蒸除四氢呋喃，经萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，用硅胶柱层析分离得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇。
8.如权利要求1所述的柑橘潜叶蛾性信息素主要成分(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的合成方法，其特征在于：所述的(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛的制备是将(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯-1-醇溶于二氯甲烷中，加入摩尔比1.2-1.5倍的氯铬酸吡啶，室温下搅拌3小时后，经过滤、萃取、干燥并减压蒸除溶剂后得粗产物，用硅胶柱层析分离得到(7Z,11Z,13E)-十六碳三烯醛。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121128 |