专利名称：美国白蛾性信息素的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种环氧丙烷化合物，尤其是一端为饱和碳链， 一端为不饱和碳链环氧丙烷 化合物的合成方法，尤其是一种合成美国白蛾性信息素m[(9&10i )-9，10-环氧-(3Z，6Z)-3,6-21 碳二烯]和IV [(9& 10i )-9， 10-环氧-(3Z，6Z)-1 ，3，6-21碳三烯]的方法。
背景技术：
美国白蛾又名秋幕毛虫，属世界性检疫害虫，主要危害果树、行道树和观赏树木等阔叶 以及农作物等。该虫原产于北美，1979年传入我国，给我国的农、林业生产及城市绿化带来 巨大的危害(1、倪静，白国义，曹琳，张方丽；美国白蛾性信息素的合成研究探索；化学推 进剂与高分子材料；2002， 6， 14-16)， 1990年被林业部列为七大森林害虫之一。2008年北 京奥运会开幕前夕，华北地区大面积爆发美国白蛾虫害，所以对美国白蛾的监测、检疫及防 治迫在眉睫。
相对于使用传统农药杀灭害虫，采用人工合成的美国白蛾性信息素，能够非常有效地诱 捕美国白蛾，达到减少美国白蛾虫害的目的。1976年，苏、美两国开始合作，于1982年成功 地鉴定出美国白蛾性信息素的三种组分I [(9Z，12Z)-二烯-18醛]、n[(9Z,12Z，15Z)-三烯-18 醛]、III。但人工合成的这三种组分未能显示出明显的诱虫活性。1989年匈牙利Toth等利用 现代分离分析技术又发现了两个新组分IV和V[(95;iO及)-9，10-环氧-(3Z,6Z)-l,3,6-20碳三烯]。 20世纪80年代末，日本、中国、匈牙利、意大利等国进行合作，对鉴定的5个组分进行林间生 测及筛选，证实了人工合成性引诱剂的林间诱虫活性。
I. (9Z,122)octadecadienal n, (9Z,12Z,15Z)-octedecatrienal
HI. (9S,10R)-9,10^poxy- IV. (9S,10R〉-9,10-印oxy陽 V. (gS.IOW-g.lO^poxy-
pz.eZJ-henicosadiene (3Z,6Z)-henicosatriene (3Z,6Z)-icosatriene
自1982年Hill报道了美国白蛾性信息素的结构以来，有机化学家对美国白蛾性信息素
的全合成进行了研究，对于前两个烯醛类化合物，从天然化合物亚麻酸和亚油酸进行先酯化
然后部分还原即可。合成的难点集中在后3个含有手性的环氧丙烷的化合物上，巳经报道的主要合成方法如下
最初Kovalev为了鉴定的需要合成了m，采用平行合成的策略，利用魏悌希(Wittig)反应，
为其后的合成方法奠定基本思路。
广OH 厂OH
该方法的缺点是收率低、立体选择性不好。化合物简写NH3是液氨，Na是金属钠。 20世纪80年代，日本东京大学K.Mori根据欧美学者报道的结构，先后完成了美国白蛾
性信息素5种组分的合成。对化合物m的合成，全程产率达到7%，对化合物IV的合成，全程
产率达到1.5%。其合成路线如下
7
.OH
1. E夠Br, Cu2CI2/THF
2. PBr3， C5H5N
<formula>formula see original document page 5</formula>
该方法的路线太长，产率低，多炔的中间产物很不稳定，容易异构化或氧化。化合物简 写EtMgBr是乙基格氏试齐U， Cu2Cl2是氯化亚铜，THF是四氢呋喃，PBr3是三溴化磷，C5H5N 是吡啶，THP是四氢吡喃保护基，KOH是氢氧化钾，EtOH是乙醇，PPTS是对甲苯磺酸吡 啶盐，MeOH是甲醇，0-doH2!)2CuLi是有机铜锂试剂，Et20是乙醚。
1993年，林国强等以双乙烯甲醇为原料，经过Sharpless不对称环氧化等10步反应，合 成了美国白蛾性信息素m，总产率16.8% (对映体过剩e.e.=98%)。化合物简写L_(+)_DIPT 是L-(+)-酒石酸二异丙基酯，Ti(OZ-Pr)4是四异丙基氧钛，"Bu02H是过氧叔丁醇，CH2Cb是二氯甲烷，TMSC1是二甲基氯硅烷，Et3N是三乙胺，TsOH是对甲苯磺酸，HBr是溴化氢， HOAc是乙酸，PDC是重铬酸吡啶盐，w-BuLi是正丁基锂，HMPA是六甲基磷酰胺。
HO
1. L-(+)-DIPT， Ti(0/-Pr)4， f-Bu02H, MS4A/CH2CI2
2. TMSCI， Et3N
0、
TMSO、、
1.[Me(CH2)9|2CulJ/Et20
o〉:
2.TsOH/CH2CI:
H。'广C美-n HBr/HOAg 8「^^，2 — AcO,, HO、'^^OBz AcO、' ^"^OBz Br'
C10H21-n Ph3P+CH3CH2CH=CHCH2CH2Br-, n-BuU, HMF^A
HO,,, HO、''
Ci0H2i-n 1.KOH/MeOH
加z2. PDC/C,
,CHO
m
1988年Bel1， 1998年Yadav， 1999年Zhang等由关键中间体1， 2-环氧-3-磺酸酯，在三 氟化硼.乙醚(BFyEt20)存在下与锂试剂偶联合成美国白蛾性信息素m， IV。化合物简写 1，4-h印tadiyne-Li是1，4-二庚炔锂，&(:03是碳酸钾，BaS04是硫酸钡，quinoline是喹啉， pentane是正戊烷，l-hexyne是卜己炔，Ac20是乙酸酐，DMAP是二甲氨基吡啶，ozonolysis 指臭氧分解，NHMDS是六甲基二硅基胺基钠。
1 ，4-heptadiyne-Li， BF3'Et2g THF
K2C03/MeOh|
Pd/BaSO4， quinoline, H2 皿 pentane
,C"H23 1-hexyne， n-Bu，Li 6丁s BF萍歴ho、
Pd/CaC03， Hg Ts0YCllH23VT
Ac2Q， C5H5N， DMAP/CH2CI2 AcQ、、
o画lysis 丁sO丫C"H23-〃 ^^^P+Ph3l: ,CHO
IV
Ac0W—W Ac0、、 "nu NHMDS/THF
2005年K. Mori以顺丁烯二醇为原料，通过酶催化的手性拆分确定了环氧的立体结构， 然后通过偶联反应分别引入饱和垸基和多稀的片段。合成路线如下，经10步以12%的总产率 得到m，经12步以8.6。/。的总产率得到IV (对映体过剩e.e.〉99。/。)。
0〉、'^^OTBS K2COa/MeOlj 。、、 j^^OTBSn-BuLi, Tf2g V^^OAc ,'k^X)H HMPA/THF
THF
Pd/CaCOa/Pb2,、、、广。TBS cydohexane ^^^^
.TBAF/THF 、、. -^ O),.
2.TsCI，C5H5N
、、f^OTBS '、OTf
(n-c10H21)2cuij m
/ Et20
^^n^ 。、 r^。TBs
_^^OTM》 K2C03/MeOlj ''"v^^^
n匿BuLi/THF
NBuOK, 18~crown-g 。、、'^^OTBS
、_ hovsmo
Br
6化合物简写Tf20是三氟甲烷磺酸酐，Pd/CaC03/Pb"是林德拉(Lindlar)催化剂，cyclohexane 是环己垸，TBAF是四丁基氟化铵，TsCl是对甲苯磺酰氯，TMS是三甲基硅基，/-BuOK是 叔丁醇钾，18-crown-6是18冠6， hexane是己垸。
以上合成方法从繁到简，逐渐向高效率，高纯度方向发展。因为多炔的不饱和烷烃很不 稳定，制备困难，价格昂贵，自1988年Bell报道了先引入饱和碳链，合成重要中间体l, 2-环氧-3-磺酸酯，再引入不饱和碳链的方法，后面的学者多采用类似的合成路线。通过以上介
绍，不难看出，信息素分子iv与v的合成较m复杂，产率低；已有的方法，整条路线只能合
成单个分子，效率低。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种以廉价易得的2-炔丙醇(l)合成的(Z)-2-炔十四碳醇(2)为原 料，效率、对映选择性和产率较高的美国白蛾性信息素的合成方法。
所述美国白蛾性信息素为m [(9S,10i )_9,10-环氧-(3Z,6Z)-3,6-21碳二烯]和IV [(9& 10i )-9， 10-环氧-(3Z,6Z)-1,3 ，6-21碳三烯]。
本发明的合成路线为<formula>formula see original document page 7</formula>
在以下的陈述中，特定的合成产物是根据结构式中的编号，用阿拉伯数字表示的，/J或S表 示化合物的绝对构型。
本发明的步骤如下
1 )在-40 (TC下，化合物2在一种卣代烃溶剂中，在催化剂和氧化剂作用下发生Sharpless 环氧化反应，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到白色固体3;
2) 在-80 (TC下，化合物3在一种卤代烃或醚类溶剂中，在有机碱作用下，与一种磺酸 酐反应，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到无色液体4;
3) 在-100 0。C下，化合物4在一种醚类溶剂中，在催化剂作用下与3, 6-二炔庚醇三甲基硅基醚的炔负离子发生偶联反应，经水处理后，萃取、浓縮，在碱的醇溶液中脱除硅基保 护，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到白色固体5;
4) 在0 25'C下，化合物5在一种被氢气饱和的低沸点垸烃溶剂中，在Lindlar催化剂 作用下发生催化加氢反应，经过过滤、浓縮、纯化后得到白色固体6;
5) 在-10 3(TC下，化合物6在一种卤代烃溶剂中，与四溴化碳和三苯基磷发生反应， 经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到无色液体7;
6) 在60 80'C下，化合物7在一种氯化铵饱和的醇溶液中，在催化剂的作用下发生反 应，经过过滤、浓縮、纯化后得到无色液体(9&10i )-m;
7) 在-40 (TC下，化合物7在一种低沸点烷烃溶剂中，在催化剂和一种碱的作用下发生 消除反应，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到无色液体(9&10及)-IV。
在步骤l)中，所述的卤代烃溶剂可选自Ci Q的卤代烃等，特别是二氯甲烷或三氯甲 垸等；所述催化剂可选用四异丙基氧钛、L一酒石酸二异丙基酯、L—酒石酸二乙基酯、4A的 分子筛、3A的分子筛、300 400目的硅胶或氢化钙等；所述氧化剂为过氧化叔丁醇的壬烷溶 液等。
在步骤2)中，所述的卤代烃溶剂选自d C4的卤代烃等，特别是二氯甲烷或三氯甲垸 等；所述醚类溶剂选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚等，特别是乙醚或四氢呋喃等；所述有机碱 可选用叔胺等，特别是咪唑、吡啶或三乙胺等；所述磺酸酐可选用三氟甲烷磺酸酐等。
在步骤3)中，所述的醚类溶剂可选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚等，特别是乙醚或四氢
呋喃等；所述催化剂可为六甲基磷酰胺等；3,6-二炔庚醇三甲基硅基醚的炔负离子由3,6-二 炔庚醇三甲基硅基醚与强碱作用制得，强碱为正丁基锂；碱为碳酸盐，特别是碳酸钾或碳酸 钠等；醇可选自d C6的脂肪醇等，特别是甲醇或乙醇等。
在步骤4)中，所述的低沸点垸烃溶剂可选自C5 C6的脂肪族饱和垸烃等，特别是环己 烷或正己烷等；Lindlar催化剂可选自金属铅中毒或喹啉中毒的金属钯的碳酸钙或硫酸钡载 体等；在Lindlar催化剂中可加添加剂，所述添加剂可选自烯烃等，特别是环己稀或环己二 烯等。
在步骤5)中，所述的卤代烃溶剂可选自d C4的卤代烃等，特别是二氯甲垸或三氯甲 垸等。
在步骤6)中，所述的醇可选自d C6的脂肪醇等，特别是甲醇或乙醇等；所述催化剂 可为锌铜合金等。
在步骤7)中，所述的低沸点烷烃溶剂可选自C5 C6的脂肪族饱和烷烃等，特别是正戊
烷或正己烷等；所述催化剂可选自冠醚等，特别是18冠6或15冠5等；所述碱可选自醇的金属盐等，特别是叔丁醇钾或乙醇纳等。
本发明以廉价易得的(Z)-2-炔十四碳醇(2)为原料，高效、高对映选择性、高产率地合成 了美国白蛾性信息素(9&10i )-m和(9&10及)-IV。本发明各步骤操作分离简单，产率较高，所 用的试剂均为常用试剂，廉价易得，路线较短。6步，总产率25%合成了(9&10"-111; 6步， 总产率2P/。合成了(9&10i )-IV;对映选择性高(对映体过剩".>99%)。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。 实施例1
步骤1合成(2&3及)-2,3-环氧-1-14碳醇(3)
氩气氛保护下，200 mg硅胶混150 mg氢化钙，注入280 mL干燥的二氯甲垸溶剂，注 入10.9 mL (35.8 mmol)四异丙基氧钛，-35'C搅拌20min。慢慢注入L-(+)-酒石酸二异丙基酯 (9825 mg, 41.1 mmol)的二氯甲烷(15 mL)溶液，-35°。搅拌20min。慢慢注入(Z)-2-炔十四碳醇 2 (6.6 g， 31.13 mmol)的二氯甲垸(15 mL)溶液，-35。C搅拌20min。慢慢注入过氧化叔丁醇(68.49 mmol)的壬烷(:i2.5mL)溶液，-3(TC搅拌3天。加入80 mL 10°/。酒石酸的水溶液淬灭反应，缓 慢升温，分液，水相用二氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水(3 x 20mL)洗涤三次。无水硫酸 钠干燥，浓缩，纯化后得到白色固体3 (4.7 g, 65%)。 R/0.25 (ethyl acetate : petroleum ether = 1 : 5); mp 69-70 °C; [a]D28 —4.26 (c 1.01, CHC13); IR (film) v>max: 3301 (br), 2954, 2914, 2849, 1470， 1035, 891, 843, 716 cm-1; iH-NMR (400 MHz, CDC13) 0.88 (t, J= 6.8 Hz, 3H, Ci/3), 1.20-1.62 (m, 20H, C10H20CH3)， 2.12 (dd, 4.6, 7.5 Hz, 1H， 0//)， 3.01-3.06 (m, 1H, C(3)—//), 3.16 (ddd, ■/ =3.9， 4.3, 7.0 Hz, 1H, C(2)_//)， 3.67 (ddd, /= 4.6, 7.0， 11.9 Hz， 1H, C玩OH)， 3.86 (ddd， /= 3.9, 7.5, 11.9 Hz, 1H, C//2OH) ppm; 13C-NMR (100 MHz, CDC13) 3: 14.1, 22.7， 26.6, 27.9, 29.3, 29.4, 29.48， 29.5, 29.58, 29.59， 31.9, 56.9， 57.3， 60.9 ppm; MS (ESI) w/z 251.2 (M + Na+， 100%);爿wa/. Calcd for C14H2802: C, 73.63; H， 12.36. Found: C, 73.66; H, 12.36.
步骤2合成(2S,3及)-2,3-环氧-十四碳醇三氟甲烷磺酸酯(4)
氩气氛保护下，-78°C向化合物3 (502 mg， 2.2 mmol)的二氯甲垸(146 mL)溶液中加入三 乙胺(l.lmL，7.9mmo1)，三氟甲烷磺酸酐(l.l mL, 6.6 mmol)，缓慢升温至溶液澄清。30 mL饱 和氯化铵溶液淬灭反应，分液，水相用二氯甲垸萃取，有机层用饱和食盐水(2 x 10 mL)洗漆 两次。无水硫酸钠干燥，浓縮，纯化后得无色液体4 (775 mg, 98%)。 R/0.33 (ethyl acetate : petroleum ether = 1 : 40).
步骤3合成(9&10及)-9,10-环氧-3,6-二炔-1-21碳醇(5)
氩气氛保护下，-78。C向新制的3,6-二炔庚醇三甲基硅基醚(900mg,5.0mmol)的乙醚(23
9mL)溶液中加入正丁基锂(2.9 M in hexane, 1.6 mL, 4.6 mmol)， —78。C反应30min。缓慢加入化 合物(2S,3i )-4 (900mg, 2.5mmol)的乙醚(2mL)溶液，和0.9 mL的六甲基磷酰胺，-78。C反应 40min。 20 mL甲醇淬灭反应，加入无水碳酸钾(690 mg, 5 mmol)，室温下搅拌lh。浓縮，水 洗，乙醚萃取，无水硫酸钠干燥，浓缩，纯化后得白色固体(9S，10及)-5(680mg，85。/。)。 R/0.25 (ethyl acetate : petroleum ether =1:4); mp 72—73 °C; [a]D28 +32.45 (c 1.02， CHC13); IR (film) v隨3311 (br), 3171, 2954, 2916, 2849， 1470, 1318， 1049， 843 cm"; 'H-NMR (400 MHz, CDC13) 5: 0.88 (t, 6.8 Hz， 3H, C//3), 1.20-1.55 (m, 20H, C10//20CH3), 1.72 (t，《/= 6.3 Hz， 1H, O外2.28 (ddt, /= 17,0， 7.0， 2.4 Hz, 1H, C(8)-//)， 2.45 (tt， /= 6.2， 2.4 Hz, 2H, C(2)-i/), 2.55 (ddt， ■/= 17.0， 5.7, 2.4 Hz, 1H， C(8)-印,2.96 (dt, /= 4.2， 5.9 Hz, 1H, C(IO)墨用，3.12 (ddd， /= 4.2, 5.7， 7.0 Hz, 1H， C(9)哉3.16 (ddt, /= 2.4, 2.4, 2.4 Hz, 2H, C(5)-//)， 3.71 (dt, ■/= 6.3, 6.2 Hz, 2H, C//2OH) ppm; 13C-NMR (100 MHz, CDC13) J: 9.8, 14.1, 18.7， 22.6, 23.0, 26.4, 27.5， 29.3, 29.4, 29.5, 29.59， 29.6, 31.9, 55.0， 57.1, 61.0， 75.7， 76.22, 76.23， 77.1 ppm; MS (ESI)附/z 341.3 (M + Na+， 100%)， 357.3 (M + K+, 70%); 乂"a/. Calcd for C21H3402: C, 79.19; H, 10.76. Found: C, 78.95; H, 11.03. 步骤4合成(9&10i )-9,10-环氧-(3Z,6Z)-3,6-二烯-l-21碳醇(6)
氢气氛下，(TC向Lindlar催化剂(Pd/CaC(VPb2+, 50 mg)中加入化合物5 (550 mg， 1.73 mmol)的正己烷(10mL)溶液，0 20。C反应约30min，过滤，浓缩，纯化后得白色固体(9&10i )-6 (330 mg, 60%)。 R/0.29 (ethyl acetate : petroleum ether =1:4); mp 46—47 °C; [a]D28 -2.64 (c 1.10, CHC13); IR(film) vmax: 3234 (br), 2954, 2914, 2848， 1650 (w， C=C), 1469, 1450, 1080, 1057， 1030， 828, 720 cm.1; 'H-NMR (400 MHz, CDC13) 3: 0.88 6.8 Hz, 3H, Cf/3), 1.20-1.55 (m， 20H,
C10i/2oCH3)， 1.45 (t， J= 5.8 Hz， 1H， OH), 2.24 (dt， J= 14.6, 5.7 Hz， 1H， C(8)-印，2.32-2.44 (m， 3H， C(8)-//, C(2)-H), 2.86 (m, 2H, C(5)-/f), 2.91-2.98 (m, 2H, C(9)陽/f, C(10)-机3.66 (dt， ■/= 5.8， 6.4 Hz, 2H， C//2OH), 5.38-5.60 (m， 4H， C(3)-i/, C(4)-//， C(6)-/f， C(7)-//) ppm; 13C-NMR (100 MHz, CDC13) 5: 14.1, 22.7, 25.9, 26.3， 26.6， 27.8, 29.3, 29.5, 29.6, 29.61, 30.8， 31.9, 56.4， 57.2， 62.1, 124.6， 126.0, 130.2， 130.6 ppm; MS (ESI)附/z 345.4 (M + Na+, 100%); Calcd for C21H3802: C， 78.20; H， 11.88. Found: C， 77.94; H， 12.16.
步骤5合成1-溴-(9&10及)-9,10-环氧-(3Z，6Z)-3,6-21碳二烯(7)
氩气氛保护下，0°C向化合物(9&10/ )-6 (613 mg, 1.9 mmol)的二氯甲垸(19 mL)溶液中加入 四溴化碳(756mg， 2.28 mmol)和三苯基磷(598 mg， 2.28 mmol)，上升至室温反应约lh。正戊垸 稀释，过滤，浓縮，纯化后得无色液体(9&10i )-7 (635 mg, 87。/。)。R/0.30 (ethyl acetate : petroleum ether = 1 : 40); [a]D28 +1.10 (c 1.18, CHC13); IR (film) vmax: 3014， 2955， 2924, 2854, 1648 (w， C=C), 1465, 1380, 1307, 1267, 1208, 1034, 969, 898, 826, 721 cm-1; ^-NMR (400 MHz, CDC13) 5 : 0.88 6.8 Hz， 3H, C//3), 1.20-1.60 (m, 20H, doi^CHg), 2.23 (dt, /= 15.1, 6.1 Hz, 1H,C(8)-//), 2.38 (dt, /= 15.1' 6.1 Hz, 1H， C(8)-//)， 2.65 (dt, /= 7.0, 7.0 Hz， 2H， C(2)-//)， 2.83 (t， / = 6.1 Hz, 2H, C(5)-/0, 2.94 (m, 2H， C(9风C(10)-i/), 3.38 (t, /= 7.0 Hz， 2H, C玩Br)， 5.36-5.58 (m, 4H, C(3)-H, C(4)-//, C(6)-//, C(7)-//) ppm; 13C-NMR (100 MHz, CDC13) <5: 14.1, 22.7, 26.0, 26.3， 26.6, 27.8, 29.3, 29.5， 29.61， 29.62, 30.8， 31.9, 32.3, 56.3, 57.2, 124.9, 126.6， 129.9， 130.5 ppm; MS (ESI) m/z 407.2, 409.1 (M + Na+, both 100%);爿"a/. Calcd for C21H37BrO: C, 65.44; H, 9.68. Found: C， 65.55; H, 9.89。
步骤6 合成(9&10i )-9，10-环氧-(3Z,6Z)-3,6-21碳二烯(m)
室温下向硫酸铜(400mg)的水溶液(20mL)中加入锌粉(3.0g)，搅拌数min后静置，过滤， 合金用水和甲醇洗涤。新制的锌铜合金置于被氯化铵饱和的甲醇(15 mL)中，加入化合物 (9&10/ y7(77mg，0.20mmol)，混合物升温回流约40min。过滤，滤饼用乙醚洗涤，浓縮，纯 化后得无色液体(9&10i )-m (56 mg， 92%)。 R, 0.35 (ethyl acetate : petroleum ether = 1 : 50); [a]D28 +3.93 (c 1.83, CHC13); IR (film) Mn狀3012, 2960， 2925, 2854， 1648， 1463, 1381, 1069， 1026， 720 cm-1; 'H國NMR (400 MHz, CDC13) 5: 0.88 (t, ■/= 6.8 Hz, 3H， Cl0H20C/f3), 0.98 (t, /= 7.5 Hz， 3H, C(l)-Zf), 1.20-1.60 (m, 20H, C10if20CH3), 2.08 (dq, /= 7.2, 7.5 Hz, 2H, 0(2)陽卬，2.22 = 15.1， 6.4 Hz, 1H, C(8)誦//)， 2.40 (dt, /= 15.1, 6.2 Hz, 1H， C(8)-//)， 2.81 (t， 7= 7.0 Hz, 2H, C(5)-//)， 2.90-2.97 (m, 2H, C(9)-《C(10)-//)， 5.26-5.56 (m, 4H, C(3)-//， C(4)-//， C(6)-//, C(7)-//) ppm; 13C-NMR (100 MHz, CDC13) 5: 14.1, 14.2, 20.5, 22.7, 25.7, 26.2, 26.6, 27.8， 29.3， 29.5, 29.6， 29.61, 31.9， 56.4， 57.2， 124.2, 126.7， 130.7， 132.2 ppm; MS (ESI)附/z 329.2 (M + Na+, 100%); 颠/. Calcd for C21H380: C, 82.28; H, 12.50. Found: C， 82.54; H, 12.13，
步骤7合成(9S,10i )-9,10-环氧-(3Z，6Z)-1,3,6-21碳三烯(IV)
氩气氛保护下，-40°C向化合物(9&10/0-7 (116 mg, 0.30 mmol)的正己烷(3 mL)溶液中加入 叔丁醇钾(51 mg, 0.45 mmol)和18冠6(8 mg， 0.03 mmol)，升温至-20。C反应约3h。 1 mL饱和 氯化铵溶液淬灭反应，分液，水相用乙醚萃取，有机层用饱和食盐水(l mL)洗涤。无水硫酸 钠干燥，浓縮，纯化后得无色液体(9&10/0-IV (68 mg, 75%)。 R/0.35 (ethyl acetate : petroleum ether = 1 : 50); [a]D28 —0.88 (c 1.94, CHC13); IR (film) "max: 2924, 2854, 1635, 1466, 1429, 1379, 1080， 1051, 1035, 1018, 996, 903 cm1; 'H-NMR (400 MHz, CDC13) 5 : 0.88 (t， 《/= 6.8 Hz, 3H, C坊)，1.20-1.57 (m, 20H, C10i/2oCH3), 2.24 14.5, 6.4 Hz, 1H, C(8)-历，2.40 14.5,
6.4 Hz， 1H, C(8)-/7), 2.90-3.00 (m, 4H, C(5)-//， C(9)-if， C(10)-//)， 5.13 (d, / = 10.1 Hz, 1H， C(l)-机5.22 (d， /= 16.8 Hz, 1H， C(l)-iZ), 5.41 (dt, /= 10.5， 8.0 Hz， 1H， C(4)-均，5.45-5.58 (m, 2H, C(6)-i/， C(7)隱机6.03 (dd， /= 10.9, 10.5 Hz, 1H， C(3)哉6.65 (ddd， /= 16.8, 10.9, 10.1 Hz, 1H, C(2)-历ppm; 13C-NMR (100 MHz， CDC13) 5: 14.1, 22.7， 26.25, 26.28， 26.6, 27.8, 29.3， 29.55， 29.63, 31.9， 56.3, 57.2, 117.7， 124.9, 129.5, 129.83， 129.88， 131.8 ppm; MS (ESI)附/z 327.2 (M + Na+, 100%); Jra/. Calcd for C2iH360: C， 82.83; H, 11.92. Found: C, 82.94; H, 11.63.实施例2
步骤l合成(2&3J )-2,3-环氧_1-14碳醇(3)
氩气氛保护下，活化的3A分子筛粉末300 mg，注入280mL干燥的二氯甲烷溶剂，注入 1.09 mL (3.58 mmol)四异丙基氧钛，—35'C搅拌20min。慢慢注入L-(+)-酒石酸二异丙基酯(983 mg， 4.11 mmol)的二氯甲垸(5 mL)溶液，—35'C搅拌20min。慢慢注入(Z)-2-炔十四碳醇2 (6.6 g, 31.13 mmol)的二氯甲垸(15mL)溶液，-35'C搅拌20min。慢慢注入过氧化叔丁醇(68.49 mmol) 的壬烷(12.5 mL)溶液，-3(TC搅拌3天。加入50 mL 10%酒石酸的水溶液淬灭反应，缓慢升温， 分液，水相用CH2Cl2萃取，有机层用饱和食盐水(3 x20mL)洗涤三次。无水硫酸钠千燥，浓 縮，纯化后得到白色固体3 (4415 mg, 62%)。
步骤2合成(2&3及)-2,3-环氧-十四碳醇三氟甲垸磺酸酯(4)
化合物4的操作和实施例1中的操作相同，反应的溶剂改用三氯甲烷，碱改用吡啶，收 率基本定量。
步骤3合成(9&10i )-9,10-环氧-3,6-二炔-1-21碳醇(5)
氩气氛保护下，-78'C向新制的3， 6-二炔庚醇三甲基硅基醚的四氢呋喃溶液中加入正丁 基锂(2.9Minhexane)， -78。C反应30min。缓慢加入化合物(2&3/ )-4的四氢呋喃溶液和六甲基 磷酰胺，-78'C反应40min。甲醇淬灭反应，加入无水碳酸钠，室温下搅拌lh。浓縮，水洗， 乙醚萃取，无水硫酸钠干燥，浓縮，纯化后得白色固体(9&10及)-5(88%)。
步骤4合成(9&10及)-9,10-环氧-(3Z,6Z)-3,6-二烯-1-21碳醇(6)
氢气氛下，0°C向Lindlar催化剂(Pd/CaC03/Pb2+, 35 mg)中加入化合物5 (540 mg, 1.7 mmol) 的环己烷(10mL)溶液，再加入0.5mL环己烯，10 20。C反应约30min，过滤，浓縮，粗产品 纯化后得白色固体(9S，10J )-6 (340 mg， 63%)。
步骤5合成l-溴-(9&10i )-9,10-环氧-(3Z,6Z)-3，6-21碳二烯(7) 化合物7的操作和实施例1中的操作相同，反应的溶剂改用三氯甲垸，收率为85%。 步骤6 合成(9S,10及)-9,10-环氧-(3Z，6Z)-3,6-21碳二烯(IH) 化合物IH的操作和实施例1中的操作相同，反应的溶剂改用乙醇，收率为90%。 步骤7 合成(9&10i )-9,10-环氧-(3Z,6Z)-1,3,6-21碳三烯(IV)
氩气氛保护下，-40 -3(TC向化合物(9&10及V7的正戊烷溶液中加入乙醇纳和15冠5， 升温至-20'C反应约3h。饱和氯化铵溶液淬灭反应，分液，水相用乙醚萃取，有机层用饱和 食盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，浓縮，纯化后得无色液体(9&10i )-IV(68n/。)。
实施例3
步骤1 合成(2&3i )-2,3_环氧-1-14碳醇(3)氩气氛保护下，200 mg硅胶混150 mg氢化钙，注入280 mL干燥的二氯甲烷溶剂，注 入10.9 mL (35.8 mmol)四异丙基氧钛，-35。C搅拌20min。慢慢注入L-(+)-酒石酸二乙基酉旨(8650 mg, 41.1 mmol)的二氯甲烷(15 mL)溶液，-35。C搅拌20min。慢慢注入(Z)-2-炔十四碳醇2 (6.6 g, 31.13 mmol)的二氯甲烷(15 mL)溶液，-35。C搅拌20min。慢慢注入过氧化叔丁醇(68.49 mmol) 的壬烷(12.5 mL)溶液，-3(TC搅拌3天。加入80 mL 10%酒石酸的水溶液淬灭反应，缓慢升温， 分液，水相用二氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水(3 x 20 mL)洗漆三次。无水硫酸钠干燥， 浓縮，粗产品纯化后得到白色固体3 (4915 mg， 68%)。
步骤2合成(2&3i )-2，3-环氧-十四碳醇三氟甲垸磺酸酯(4)
化合物4的操作和实施例1中的操作相同，碱改用咪唑，收率基本定量。
步骤3合成(9&10及)-9,10-环氧-3,6-二炔-1-21碳醇(5)
氩气氛保护下，-IO(TC向新制的3,6-二炔庚醇三甲基硅基醚的乙醚溶液中加入正丁基锂 (2.9 M in hexane), -IO(TC反应lh。缓慢加入化合物(2S,3W)-4的乙醚溶液和六甲基磷酰胺， -10(TC反应2h。乙醇淬灭反应，加入无水碳酸钾，室温下搅拌lh。浓縮，水洗，乙醚萃取， 无水硫酸钠千燥，浓縮，粗产品纯化后得白色固体(9&10及>5(92%)。
步骤4合成(9&10i )-9,10-环氧-(3Z,6Z)-3,6-二烯-l-21碳醇(6)
氢气氛下，0r向Lindlaj催化剂(Pd,5wt。/。onBaSO4)中加入化合物5的正己烷溶液，再 加入适量喹啉，10 25'C反应约40min，过滤，粗产品纯化后得白色固体(9&10及)-6 (55%)。 步骤5 合成l-溴-(9&10及)-9,10-环氧-(3Z,6Z)-3，6-21碳二烯(7) 化合物7的操作和实施例1中的操作相同，0'C搅拌2h，收率为88%。 步骤6合成(9S，10J )-9，10-环氧-(3Z，6Z)-3，6-21碳二烯(m)
室温下向硫酸铜(IOO mg)的水溶液(5 mL)中加入锌粉(0.75 mg)，搅拌数min后静置，过滤， 合金用水和甲醇洗涤。新制的锌铜合金置于被氯化铵饱和的甲醇(IO mL)中，加入化合物 (9&10及)-7(77mg,0.20mmo1),混合物升温回流约40min。过滤，滤饼用甲醇洗涤，浓縮，粗 产品纯化后得无色液体(9&10及)-m (58 mg, 95%)。
歩骤7合成(9&10及)-9，10-环氧-(3Z,6Z)-l,3,6-21碳三烯(IV)
氩气氛保护下，-40 -20°<:向化合物(9&10及)-7的环己烷溶液中加入叔丁醇钾和18冠6， 升温至-2(TC反应约5h。饱和氯化铵溶液淬灭反应，分液，水相用乙醚萃取，有机层用饱和 食盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，浓縮，粗产品纯化后得无色液体(9&10i )-IV (78%)。
权利要求
1.美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于所述美国白蛾性信息素为III[(9S，10R)-9，10-环氧-(3Z，6Z)-3，6-21碳二烯]和IV[(9S，10R)-9，10-环氧-(3Z，6Z)-1，3，6-21碳三烯]，其合成路线为特定的合成产物是根据结构式中的编号，用阿拉伯数字表示的，R或S表示化合物的绝对构型。
2.如权利要求l所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于包括以下步骤1)在-40 (TC下，化合物2在一种卤代烃溶剂中，在催化剂和氧化剂作用下发生Sharpless环氧化反应，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到白色固体3;2) 在-80 0'C下，化合物3在一种卤代烃或醚类溶剂中，在有机碱作用下，与一种磺酸酐反应，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到无色液体4;3) 在-100 (TC下，化合物4在一种醚类溶剂中，在催化剂作用下与3， 6-二炔庚醇三甲基硅基醚的炔负离子发生偶联反应，经水处理后，萃取、浓縮，在碱的醇溶液中脱除硅基保护，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到白色固体5;4) 在0 25'C下，化合物5在一种被氢气饱和的低沸点垸烃溶剂中，在Lindlar催化剂作用下发生催化加氣反应，经过过滤、浓縮、纯化后得到白色固体6;5) 在-10 3(TC下，化合物6在一种卤代烃溶剂中，与四溴化碳和三苯基磷发生反应，经过萃取、干燥、浓縮、纯化后得到无色液体7;6) 在60 80'C下，化合物7在一种氯化铵饱和的醇溶液中，在催化剂的作用下发生反应，经过过滤、浓縮、纯化后得到无色液体(9S,10i HH;7) 在-40 (TC下，化合物7在一种低沸点烷烃溶剂中，在催化剂和一种碱的作用下发生消除反应，经过萃取、干燥、浓缩、纯化后得到无色液体(9&10及)-IV。
3. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤l)中，所述的卤代烃溶剂选自d C4的卤代烃；所述催化剂选自四异丙基氧钛、L一酒石酸二异丙基酯、L一酒石酸二乙基酯、4A的分子筛、3A的分子筛、300 400目的硅胶或氢化钙；所述氧化剂为过氧化叔丁醇的壬烷溶液。
4. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤2)中，所述的卤代烃溶剂选自d C4的卤代烃；所述醚类溶剂选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚；所述有机碱为叔胺；所述磺酸酐为三氟甲烷磺酸酐。
5. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤3)中，所述的醚类溶剂选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚；所述催化剂为六甲基磷酰胺。
6. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤3)中，所述3,6-二炔庚醇三甲基硅基醚的炔负离子由3,6-二炔庚醇三甲基硅基醚与强碱作用制得，强碱为正丁基锂；碱为碳酸盐；醇选自d Cs的脂肪醇。
7. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤4)中，所述的低沸点烷烃溶剂选自Cs C6的脂肪族饱和垸烃；所述Lindlar催化剂选自金属铅中毒或喹啉中毒的金属钯的碳酸钙或硫酸钡载体。
8. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤5)中，所述的卤代烃溶剂选自Q C4的卤代烃。
9. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤6)中，所述的醇选自d C6的脂肪醇；所述催化剂为锌铜合金。
10. 如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的合成方法，其特征在于在步骤7)中，所述的低沸点垸径溶剂选自C5 C6的脂肪族饱和烷烃；所述催化剂为冠醚；所述碱为醇的金属。
全文摘要
美国白蛾性信息素的合成方法，涉及一种环氧丙烷化合物。提供一种美国白蛾性信息素的合成方法。以廉价易得的2-炔丙醇合成的(Z)-2-炔十四碳醇为原料，高效、高对映选择性、高产率地合成了美国白蛾性信息素III[(9S，10R)-9，10-环氧-(3Z，6Z)-3，6-21碳二烯]和IV[(9S，10R)-9，10-环氧-(3Z，6Z)-1，3，6-21碳三烯]。6步，总产率25％合成了(9S，10R)-III；6步，总产率21％合成了(9S，10R)-IV；对映体过剩e.e.＞99％。本发明各步骤操作分离简单，产率较高，所用的试剂均为常用试剂，廉价易得，路线较短，适合于工业化生产的需要。
文档编号A01N43/20GK101550117SQ20091011179
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月16日 优先权日2009年5月16日
发明者吴少锋, 宇 杜, 江丽娇, 郑剑峰, 桃 黄, 黄培强 申请人:厦门大学