专利名称：美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法
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]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，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]、II [ (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[ (9S，10R) -9，10-环 氧-(3Z，6Z)-1，3，6-二十碳三烯]。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。
<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula>自 1982 年 Hill 等(Hill, A. S. ；Kovalev, B. G. ；Nikolaeva, L. N. ；Roelofs, W. L. Sexpheromone of the fall webworm moth, Hyphantria cunea[J].J. Chem. Ecol. 1982，8，383-396)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，已 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 III，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。<formula>formula see original document page 5</formula>
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III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<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是乙基格氏试剂，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，(Ii-CltlH21)2CuLi是有机铜锂试剂，Et2O是乙醚。1993年，林国强等(林国强，曾春民；(3Z，6Z)-9S，10R-环氧二^^一碳双烯美国 白蛾性信息素的合成；化学学报；1993，51，197-201)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III，总产率16. 8% (对映体过剩 e. e. = 98% )。<formula>formula see original document page 5</formula>
化合物简写L-(+)_DIPT是L_(+)_酒石酸二异丙基酯，Ti (Oi-Pr) 4是四异丙基氧 钛，t-Bu02H是过氧叔丁醇，CH2Cl2是二氯甲烷，TMSCl是三甲基氯硅烷，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，n-BuLi是正丁基锂，HMPA 是六甲基磷酰胺。1988年Bell，1998年Yadav，1999年Zhi-Bo Zhang，2005年Zhong-Ning Zhang 由 关键中间体1，2_环氧-3-磺酸酯，在三氟化硼·乙醚(BF3 · Et2O)存在下与锂试剂偶联合 成美国白蛾性信息素III，IV。化合物简写l，4-h印tadiyne-Li是1，4-二庚炔锂，K2CO3是 碳酸钾，BaSO4是硫酸钡，quinoline是喹啉，pentane是正戊烷，Ι-hexyne是1_己炔，Ac2O 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纳。
<formula>formula see original document page 6</formula>
2005 年 K.Mori 等((Mori, K. ；Nakanishi，A. Biosci. Biotechol. BioChem. 2005， 69(5)，1007-1013))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烷基和多烯的片段。合成路线如下，经10步以12%的总产 率得到III，经12步以8. 6%的总产率得到IV(对映体过剩e. e. > 99% )0
<formula>formula see original document page 6</formula>
化合物简写Tf2O是三氟甲烷磺酸酐，Pd/CaC03/Pb2+是林德拉(Lindlar)催化剂， cycloherane是环己烷，TBAF是四丁基氟化铵，TsCl是对甲苯磺酰氯，t-BuOK是叔丁醇钾， 18-crown-6 是 18 冠 6，hexane 是己焼。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1， 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III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。2009年我们首次从一个中间体高效、高对映选择性地合成了两个信息素分子，但原料(Z)-2-炔十四碳醇的合成麻烦，路线中炔醇的羟基还需要保护，某些 步骤产率较低，这些不足都需要改进。
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(1)为原料，无保护基，高效率、高对映选择性和高产率的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法。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-(32，62)-1，3，6-21 碳三烯]。本发明的合成路线为
^,C11H23-/I,。”Η23"Π/C1 ^ H23-O
,C11H23^0h- Coh — <Gh — 0CoTf ^
12345
广 C11H 23"^/C 11H 23-π^C 11H 23-0
678
^G11H23-/
_ o)'m
^^ ,C11H2-8 “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， R或S表示化合物的绝对构型。本发明的步骤如下1)在-100 0°C下，化合物1在一种醚类溶剂中，在强碱与络合剂作用下与1-溴 十一碳烷烃发生偶联反应，经水处理后，萃取、干燥、浓缩、纯化后得到白色固体化合物2 ；2)在O 5°C下，化合物2在一种被氢气饱和的低沸点烷烃溶剂中，在林德拉催化 剂作用下发生催化加氢反应，经过过滤、浓缩、纯化后得到无色液体化合物3 ；3)在-40 0°C下，化合物3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、浓缩、纯化后得到白色固体化合物4 ；4)在-80 O °C下，化合物4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、浓缩、纯化后得到无色液体化合物5 ；5)在-100 0°C下，化合物5在一种醚类溶剂中，在强碱与络合剂作用下与3， 6_ 二炔庚醇发生偶联反应，经水处理后，萃取、干燥、浓缩、纯化后得到白色固体化合物6 ；6)在0 25 °C下，化合物6在一种被氢气饱和的低沸点烷烃溶剂中，在林德拉催 化剂作用下发生催化加氢反应，经过过滤、浓缩、纯化后得到白色固体化合物7 ；7)在0 30°C下，化合物7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、浓缩、纯化后得到无色液体化合物8 ；8)在60 80°C下，化合物8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、浓缩、纯化后得到无色液体化合物(9S，10R)-III ；9)在0 30°C下，化合物8在一种醇溶液中，在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化合物(9S，10R)-IV。
在步骤1)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；所述络合剂可为六甲基磷酰胺等；强碱可为正丁基锂等；所述化合物1 强 碱络合剂1-溴十一碳烷烃的摩尔比可为1 2 2.6 1. 1。在步骤2)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 环己烷或正己烷等；林德拉催化剂可选自金属铅中毒或喹啉中毒的金属钯等，林德拉催化 剂载体是碳酸钙或硫酸钡等；在林德拉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3)中，所述的卤代烃溶剂可选自C1-C4的卤代烃等，特别是二氯甲烷或三 氯甲烷等；所述催化剂可选用四异丙基氧钛、L-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；所述氧化剂可为无水过氧化叔丁 醇的壬烷溶液等；所述化合物3 四异丙基氧钛L-酒石酸酯过氧化叔丁醇的摩尔比可 为 1 1. 15 1. 3 2. 2。在步骤4)中，所述的卤代烃溶剂选自C1 C4的卤代烃等，特别是二氯甲烷或三 氯甲烷等；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；所述化合物4 有机碱磺酸酐的摩尔比为1 3. 6 3。在步骤5)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；所述络合剂可为六甲基磷酰胺等；强碱可为正丁基锂等；所述化合物5 强 碱络合剂3，6-二炔庚醇的摩尔比可为1 4 4 2。在步骤6)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 环己烷或正己烷等；林德拉催化剂可选自金属铅中毒或喹啉中毒的金属钯等，林德拉催化 剂载体可为碳酸钙或硫酸钡；在林德拉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7)中，所述的卤代烃溶剂可选自C1-C4的卤代烃等，特别是二氯甲烷或三 氯甲烷等；所述化合物7 四溴化碳三苯基磷的摩尔比可为1 1.2 1.2。在步骤8)中，所述的醇可选自C1 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9)中，所述的醇可选自C1 C6的脂肪醇等，特别是甲醇或乙醇等；所述碱 可为碳酸盐或氢氧化物，特别是碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠；所述化合物8 碱的 摩尔比可为1 2。本发明以廉价易得的2-炔丙醇(1)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(9S，10R)-III和(9S，10R)-IV。本发明各步骤操作分离简单，产率高，所 用的试剂均为常用试剂，廉价易得，没有使用保护基，路线短。8步，总产率36%合成了(9S， 10R)-III ;8 步，总产率 33%合成了(9S，10R)-IV ；对映体过剩 e. e. >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-炔十四碳-1-醇(2)将2-炔丙醇l(560mg，10mmol)溶于四氢呋喃(IOOmL)溶剂中，在-78°C和氩气氛下滴加正丁基锂(6. 9mL，20mmol，2. 9M in hexane)。于_78°C反应60min后，依次滴加 1-溴i^一碳烷烃(2. 5mL, llmmol)和六甲基磷酰胺(4. 5mL，26mmol)，然后在相同温度下反 应5小时。用20mL饱和碳酸钠溶液淬灭反应后，分液，水相用乙醚(3X20mL)萃取。合 并的有机相用无水硫酸钠干燥，经过滤，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得化合物2 (1. 94g， 92%)。白色固体，mp 44-45 °C (正己烷)；IR (film) vmax 3342 (OH)，2925，2854，2226 (w， C = C), 1466,1378 (w), 1137,1015cm-1 ；1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6·8Ηζ，3Η， CH3)，1. 20-1. 42 (m, 16Η, C8H16CH3)，1. 43-1. 55 (m, 3H, C (5) -H, OH)，2· 21 (tt，J = 2· 2，7. IHz, 2Η, C (4)-H) ,4. 25 (dt, J = 6. 0,2. 2Ηζ,2Η, CH2OH) ppm ; 13C-NMR(100MHz，CDCl3) δ 14. 1, 18. 7,22. 7,28. 6,28. 9,29. 1,29. 3,29. 5，29. 6 (2C)，31. 9,51. 5,78. 3,86. 7ppm ；MS (ESI)m/z 233. 1 (M+Na+)；元素分析计算值(C14H26O) =C, 79. 94 ；H, 12. 46.实测值=C, 80. 06 ；H, 12. 79。步骤2合成(Z) -2-烯十四碳-1-醇(3)氢气氛，0°C下，向林德拉催化剂(IOmg)中加入化合物2(210mg，lmmol)的正己 烷(8mL)溶液，0 5°C反应。反应完成后过滤除去催化剂，滤饼用乙酸乙酯洗涤，滤液经 减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得无色液体3(210mg，99% )。IR (film) vmax 3330 (br, OH), 3015，2924，2853，1653 (w，C = C), 1466,1378,1019cm-1 ；1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6. 6Hz,3H, C10H20CH3)，1. 20-1. 40 (m, 18H, C9H18CH3)，1. 79 (br s, 1H, OH)，2. 05 (m, 2H, CH2C10H21), 4. 20 (d, J = 6·1Ηζ，2Η，CH2OH)，5· 55 (m，2Η，CH = CH) ppm ; 13C-NMR (1 OOMHz， CDCl3) δ 14. 0,22. 6,27. 4，29. 2,29. 3,29. 45,29. 57 (2C) ,29. 61 (2C) ,31. 9,58. 4，128. 3， 132. 9ppm ；MS (ESI)m/z 235. 0 (M+Na+，100% ) 步骤3 合成(2S，3R) _2，3_ 环氧 _1_14 碳醇(4)200mg硅胶混合150mg氢化钙，氩气氛下注入280mL干燥的二氯甲烷溶剂和 10. 9mL(35. 8mmol)四异丙基氧钛，_35°C下，每隔20min依次滴加L-(+)-酒石酸二异丙基酯 (9. 82g，41. Immo 1)的二氯甲烷(15mL)溶液、(Z)-2-烯十四碳醇 3 (6. 6g，31. 13mmol)的二 氯甲烷(15mL)溶液、过氧化叔丁醇(68.49mmol)的壬烷(12. 5mL)溶液，随后于_30°C反应 3天。用80mL10%酒石酸水溶液淬灭反应后，缓慢升温，分液，水相用二氯甲烷(3X50mL) 萃取。合并的有机相用饱和食盐水(3X20mL)洗涤三次，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓 缩，重结晶后得到化合物 4(4. 7g，65% )。白色固体，Rf 0. 25 (ethyl acetate petroleum ether = 1 5) ；mp 69-70°C (石油醚)；[α ]D28-4. 2 (c 1· 0，CHCl3) ； [ α ]D22+8. 4 (c 2.0， EtOH) ；IR(film) ν max 3301 (br, OH), 2914, 2849,1470,1035cm-1 ；1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6. 8Hz,3H, CH3)，1. 20-1. 62 (m, 20H, C10H20CH3)，2. 12 (dd, J = 4· 6，7. 5Hz, 1Η, OH)，3. 01-3. 06(ddd，J = 6. 7，5. 5，4. 4Hz，1Η，C (3)-H)，3. 16 (ddd，J = 3. 9，4. 4，7. 0Hz， 1H，C(2)-H)，3· 67 (ddd, J = 4. 6,7. 0，11. 9Hz, 1H, CH2OH)，3. 86 (ddd, J = 3. 9,7. 5，11. 9Hz, 1H, CH2OH)ppm ； 13C-NMR(100MHz，CDCl3) δ 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. 9ppm ；MS (ESI)m/z251. 2 (M+Na+，100 % )；元素分析计 算值(C14H28O2) :C, 73. 63 ；H, 12. 36.实测值C，73. 66 ；H, 12. 36。步骤4合成(2S，3R)-2，3_环氧-十四碳醇三氟甲烷磺酸酯(5)将化合物4(502mg，2. 2mmol)溶于二氯甲烷(146mL)溶剂中，于_78°C和氩气氛下依次加入三乙胺(1. lmL，7.9mmol)和三氟甲烷磺酸酐(1. lmL，6. 6mmol)，反应至溶液 澄清。_78°C继续反应约半小时。用30mL饱和氯化铵溶液淬灭反应后，分液，水相用二 氯甲烷(3X20mL)萃取。合并的有机相用饱和食盐水(2X10mL)洗涤两次，经无水硫酸 钠干燥，过滤，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得无色液体5(775mg，98% )。Rf 0. 33 (ethyl acetate petroleum ether = 1 40)。步骤5 合成(9S，10R) _9，10-环氧-3,6- 二炔 +21 碳醇(6)氩气氛，-78°C下，向新制的3，6-二炔庚醇(444mg，4. llmmol)的乙醚(80mL)溶液中滴加正丁基锂(2. 9 M in hexane，2. 8mL，8. Immo 1)。反应30min之后依次加入化合物(2S， 3R)-5(740mg,2. 06mmol)的乙醚(4mL)溶液和六甲基磷酰胺(1. 4mL)，相同温度下反应约1 小时。用20mL饱和氯化铵溶液淬灭反应后，分液，水相用乙醚(3X20mL)萃取。合并的有 机相经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得化合物(9S，10R) -6 (554mg, 85%)。白色固体,Rf 0. 25 (ethyl acetate petroleum ether = 1 4) ；mp 72-73°C (乙 酸乙酯，正己烷)；[a ]D28+32. 5 (c 1.0，CHCl3) ； IR (film) vmax 3311 (br，OH)，2954，2916， 2849，2285 (w，C = C), 1470,1318,1049cm-1 ；1H-WR(40OMHz，CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6. 8Hz， 3H, CH3)，1. 20-1. 55 (m, 20H, C10H20CH3)，1. 72 (t, J = 6. 3Hz, 1H, OH)，2. 28 (ddt, J = 17. 0， 7. 0,2. 4Hz, 1H, C(8)-H)，2. 45 (tt, J = 6. 2,2. 4Hz，2H，C(2)-H), 2. 55 (ddt, J = 17. 0,5. 7， 2. 4Hz, 1H，C(8)-H)，2. 96(dt, J = 4. 2,5. 9Hz, 1H，C (10)-H)，3. 12(ddd, J = 4. 2,5. 7,7. OHz, 1H, C (9)-H)，3. 16 (ddt, J = 2. 4，2. 4，2. 4Hz，2H，C (5)-H)，3. 71 (dt，J = 6. 3，6. 2Hz，2H， CH2OH)ppm ； 13C-NMR(100MHz, CDCl3) δ 9. 8，14. 1,18. 7,22. 6,23. 0,26. 4,27. 5,29. 3,29. 4， 29. 5(2C)，29· 59,29. 6,31. 9,55. 0,57. 1,61. 0,75. 7,76. 22,76. 23,77. Ippm ；MS (ESI)m/z 341. 3(M+Na+, 100% ), 357. 3 (M+K+, 70% )；元素分析计算值(C21H34O2) :C，79. 19 ；H, 10. 76. 实测值:C,78. 95 ；H，11. 03。步骤6 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-3，6-二烯-1-21碳醇(7)氢气氛，0°C下，向林德拉催化剂(20mg)中加入化合物6 (550mg，1. 73mmol)的正 己烷(IOmL)溶液，升温至18 20V反应。反应完成后过滤除去催化剂，滤饼用乙酸乙酯 洗涤，滤液经减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得化合物(9S，10R)-7(530mg，96%)。白色固 体，Rf 0. 29(ethylacetate petroleum ether = 1 4) ；mp 46-47°C (石油醚)；[α ] d28-2. 6 (c 1.1，CHCl3) ；IR(film) ν max3234 (br, OH), 2954, 2914, 2848,1650 (w, C = C), 1469, 1450，1057，1030cm-1 ；1H_WR(400MHz，CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6. 8Hz，3H，CH3)，1. 20-1. 55 (m, 20H, C10H20CH3)，1. 45 (t，J = 5·8Ηζ，1Η，OH)，2. 20-2. 28 (m，1H，C (8)-H)，2. 32-2. 44 (m，3H， C (8)-H, C (2) -H), 2. 78-2. 98(m，4H，C (5)-H, C (9)-H, C (10)-H) ,3. 66 (dt, J = 5. 8,6. 4Hz, 2H, CH2OH)，5. 38-5. 60 (m, 4H, C (3) -H, C (4) -H, C (6) -H, C (7) -H) ppm ； 13C-WR (100MHz，CDCl3) δ 14. 1,22. 7,25. 9,26. 3,26. 6,27. 8,29. 3,29. 55,29. 62,29. 63,30. 9,31. 9,56. 5,57. 2， 62. 1，124. 6，126. 0，130. 3，130. 6ppm ;MS(ESI)m/z 345. 4(M+Na+, 100 % )；元素分析计算 值(C21H38O2) :C,78. 20 ；H, 11. 88 ；实测值=C, 77. 94 ；H, 12. 16。步骤7 合成1-溴-(95，101 )-9，10-环氧-(32，62)-3，6-21碳二烯(8)将化合物(9S，10R)-7(613mg，1.9mmol)溶于二氯甲烷(19mL)溶剂中，氩气氛，0°C 下依次加入四溴化碳(756mg，2. 28mmol)和三苯基磷(598mg，2. 28mmol)的二氯甲烷溶液， 升至室温反应约1小时。正戊烷(40mL)稀释溶液，过滤除去固体沉淀，滤饼用正戊烷洗涤。滤液经浓缩，硅胶柱层析纯化后得无色液体(9S，10R)-8 (635mg,87% )。Rf 0. 30 (ethyl acetate petroleum ether = 1 40) ；[α ]D28+2. 1 (c 1. 2,CHCl3) ；IR(film) vmax:3014， 2955，2924，2854，1648 (w，C = C),1465,1380,1307,1267,1208,1034cm-1 ；1H-NMR(400MHz, CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6. 6Hz,3H, CH3)，1. 20-1. 60 (m, 20H, C10H20CH3)，2. 18-2. 30 (m, 1H, C (8) -H), 2. 32-2. 44 (m, 1H, C (8) -H), 2. 65 (q, J = 7· 0Hz，2Η，C (2)-H)，2· 83 (t，J = 6·0Ηζ，2Η，C(5)-H)，2· 90-2. 98(m，2H，C (9)-H, C (10)-H) ,3. 38 (t, J = 7·0Ηζ，2Η，CH2Br),
5.36-5. 58(m，4H，C (3)-H, C (4)-H, C (6)-H, C(7)-H)ppm ； 13C-NMR (1 OOMHz, CDCl3) δ 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. 5ppm ；MS (ESI)m/z 407，409 (M+Na+，both 100% )；元素分析计 算值(C21H37BrO) :C,65. 44 ；Η，9· 68.实测值:C，65. 55 ；Η，9· 89。步骤8 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-3，6-21碳二烯(III)室温下向硫酸铜(400mg)的水溶液(20mL)中加入锌粉(3. Og)，搅拌数min后 静置，过滤得到的固体合金用水和甲醇洗涤。将新制的锌铜合金置于被氯化铵饱和的甲 醇(15mL)溶剂中，加入化合物(9S，10R)-8(77mg，0. 20mmol)，之后混合物升温至回流。反 应40min之后过滤，滤饼用乙醚洗涤。滤液经浓缩，硅胶柱层析纯化后得无色液体(9S， 10R)-III(56mg,92 % ) Rf 0. 35 (ethyl acetate petroleum ether = 1 50) ； [ α ] d28+3. 93 (c 1.8，CCl4) ；IR(film) ν max :3012，2960，2925，2854，1648 (w，C = C)，1463，1381， 1069,1026cm-1 ；1H_WR(400MHz，CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6·8Ηζ，3Η，C10H20CH3)，0· 98 (t，J = 7·4Ηζ，3Η，C(l)-H)，1· 20-1. 60(m，20H，C10H20CH3), 2. 08 (quint, J = 7·4Ηζ，2Η，C (2) -H), 2. 22(dt, J= 15. 1,6. 4Hz，1Η，C (8)-H)，2. 40(dt, J= 15. 1,6. 4Hz，1H，C (8)-H)，2. 81 (t，J = 7. OHz，2H, C(5) -H)，2. 90-2. 97 (m, 2H, C(9) -H, C(IO) -H)，5. 26-5. 56 (m, 4H, C(3) -H, C(4) -H, C (6)-H, C (7) -H) ppm ； 13C-NMR(1 OOMHz，CDCl3) δ 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. 2ppm ；MS (ESI)m/ ζ 329. 2_a+，100% )；元素分析计算值(C21H38O) =C,82. 28 ；H, 12. 50.实测值=C,82. 52 ； H，12. 33 ο步骤9 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-1，3，6-21碳三烯(IV)向化合物(9S，10R)-8(116mg，0. 30mmol)的甲醇(3mL)溶液中加入碳酸钾(83mg，
0.60mmol)，室温反应两天之后向溶液中加入5mL水，然后用乙醚(3X8mL)萃取。合并的 有机相用饱和食盐水(ImL)洗涤，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后 得无色液体(9S，10R)-IV(76mg，83% )。Rf 0. 35 (ethyl acetate petroleum ether = 1 50) ；[α ]d28-0. 88 (cl. 9, CHCl3) ； IR (film) ν max :3014，2924，2854，1635 (w，C = C), 1466，1080，1051，1035，1018cm—1 !1H-WR(400MHz，CDCl3) δ 0. 88 (t, J = 6. 8Hz，3H，CH3),
1.20-1. 57(m，20H，C10H20CH3)，2. 24 (dt, J = 14. 5,6. 4Hz, 1H,C (8) -H), 2. 40 (dt, J = 14. 5，
6.4Hz, 1H, C (8)-H) ,2. 90-3. 00 (m, 4H, C (5)-H, C (9) -H, C(IO)-H)，5. 13(d, J = 10. IHz, 1H, C(l)-H) ,5. 22 (d, J = 16. 8Hz，lH，C (1)-H)，5. 41 (dt，J = 10. 4，8. 0Hz，1H，C (4)-H)， 5. 45-5. 58(m，2H，C (6)-H, C (7) -H), 6. 03 (dd, J = 10. 8，10. 4Hz, 1H, C (3) -H), 6. 65(ddd, J =16. 8，10. 8，10. IHz, 1H，C(2)-H)ppm ；13C-NMR(100MHz,CDCl3) δ 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. 8ppm ；MS (ESI)m/z 327. 2 (M+Na+, 100 % )；元素分析计算值(C21H36O) :C,82. 83 ；H,11. 92.实测值:C,82. 94 ；H, 11. 63。实施例2步骤1合成2-炔十四碳-1-醇(2)氩气氛，-80°C下向2-炔丙醇1的乙醚溶液中滴加正丁基锂(2. 9M in hexane)，于-78V反应60min之后依次滴加1_溴十一碳烷烃和六甲基磷酰胺，于相同温度反应5小时。用饱和碳酸钾的水溶液淬灭反应后，分液，水相用乙醚萃取。合并的有机相经无水硫酸钠干燥，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得白色固体2(90% )。步骤2合成(Z) -2-烯十四碳-1-醇(3)氢气氛，0°C下，向林德拉催化剂中加入化合物2的己烷溶液，0 5°C反应。反应完成后过滤除去催化剂，滤饼用乙酸乙酯洗涤。滤液经浓缩，硅胶柱层析纯化后得无色液体 3(99% )。步骤3 合成(2S，3R)-2，3_ 环氧-1-14 碳醇(4)氩气氛下，向活化的3A分子筛粉末(300mg)注入280mL干燥的二氯甲烷溶剂和10. 9mL(35. 8mmol)四异丙基氧钛，_35°C搅拌，每隔20min依次滴加L_(+)_酒石酸二异丙基酯(9.83g，41. Immo 1)的二氯甲烷(15mL)溶液、(Z)-2-烯十四碳醇 3 (6. 6g，31. 13mmol)的二氯甲烷(15mL)溶液、过氧化叔丁醇(68.49mmol)的壬烷(12. 5mL)溶液，于_30°C反应3天。用50mL 10%酒石酸的水溶液淬灭反应后，缓慢升温，分液，水相用CH2Cl2(3X50mL)萃取。合并的有机层用饱和食盐水(3X20mL)洗涤三次，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，重结晶纯化后得到白色固体4 (4415mg，62 % )。步骤4合成(2S，3R)-2，3_环氧-十四碳醇三氟甲烷磺酸酯(5)化合物5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5 合成(9S，10R) _9，10-环氧-3,6- 二炔 +21 碳醇(6)氩气氛，_78°C下，向新制的3，6- 二炔庚醇的四氢呋喃溶液中加入正丁基锂(2. 9M inhexane)，于-78°C反应30min后依次加入化合物(2S，3R)_5的四氢呋喃溶液和六甲基磷酰胺，相同温度下反应40min。用饱和氯化铵溶液淬灭反应后，分液，水相用乙醚萃取。合并的有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得白色固体(9S， 10R) -6 (86% )。步骤6 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-3，6-二烯-1-21碳醇(7)氢气氛，0°C下，向林德拉催化剂(35mg)中加入化合物6 (540mg，1. 7mmol)的环己烷(IOmL)溶液和0. 5mL环己烯，升温至15 20°C反应。反应完成后过滤除去催化剂，滤饼用乙酸乙酯洗涤，滤液经浓缩，硅胶柱层析纯化后得白色固体(9S，10R)-7(405mg，95% )。步骤7 合成1-溴-(95，101 )-9，10-环氧-(32，62)-3，6-21碳二烯(8)化合物8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，收率为 85%。步骤8 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-3，6-21碳二烯(III)化合物III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9 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-1，3，6-21碳三烯(IV)化合物IV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80%。
实施例3步骤1合成2-炔十四碳-I-醇(2)氩气氛，-78°C下，向2-炔丙醇1的四氢呋喃溶液中滴加正丁基锂(2. 9M in hexane)，于-78V反应30min之后依次滴加1_溴十一碳烷烃和六甲基磷酰胺。相同温度下 反应2小时之后逐渐升温至0°C，用饱和碳酸钠溶液淬灭反应。分液，水相用乙醚萃取，合并 的有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得白色固体2(94% )。步骤2合成(Z) -2-烯十四碳-1-醇(3)氢气氛，0°C下，向林德拉催化剂(Pd/BaS04/Pb2+)中加入化合物2的己烷溶液，0 5°C反应。反应完成后过滤除去催化剂，滤饼用乙酸乙酯洗涤，滤液经减压浓缩，硅胶柱层析 纯化后得无色液体3(99% )。步骤3 合成(2S，3R) _2，3_ 环氧 +14 碳醇(4) 200mg硅胶混合150mg氢化钙，氩气氛下注入280mL干燥的二氯甲烷溶剂和 10. 9mL(35. 8mmol)四异丙基氧钛，_35°C搅拌，每隔20min依次滴加L-(+)-酒石酸二乙基 酉旨(8650mg，41. Immo 1)的二氯甲烷(15mL)溶液、(Z)-2-烯十四碳醇 3 (6. 6g，31. 13mmol) 的二氯甲烷(15mL)溶液、过氧化叔丁醇(68.49mmol)的壬烷(12. 5mL)溶液，于_30°C反应 3天。用SOmL 10%酒石酸的水溶液淬灭反应后，缓慢升温，分液，水相用二氯甲烷萃取。合 并的有机相用饱和食盐水(3X20mL)洗涤三次，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，重结 晶纯化后得到白色固体4(4915mg，68% )。步骤4合成(2S，3R)-2，3-环氧-十四碳醇三氟甲烷磺酸酯(5)化合物5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5 合成(9S，10R) _9，10-环氧-3,6- 二炔 +21 碳醇(6)氩气氛，-100°C下，向新制的3，6-二炔庚醇的乙醚溶液中加入正丁基锂(2. 9Min hexane)，于-100°C反应1小时。之后依次加入化合物(2S，3R)_5的乙醚溶液和六甲基磷酰 胺，相同温度下反应2小时。用饱和氯化铵溶液淬灭反应后，分液，水相用乙醚萃取。合并 的有机相经无水硫酸钠干燥，浓缩，硅胶柱层析纯化后得白色固体(9S，10R)-6(85% )。步骤6 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-3，6-二烯-1-21碳醇(7)氢气氛，0°C下，向林德拉催化剂中加入化合物6的正己烷溶液和适量喹啉，于 15 20V反应。反应完成后过滤除去催化剂，滤饼用乙酸乙酯洗涤，滤液经减压浓缩，硅胶 柱层析纯化后得白色固体(9S，10R)-7(97% )。步骤7 合成1-溴-(95，101 )-9，10-环氧-(32，62)-3，6-21碳二烯(8)化合物8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8 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-3，6-21碳二烯(III)室温下向硫酸铜(IOOmg)的水溶液(5mL)中加入锌粉(0. 75mg)，搅拌数min后 静置，过滤，合金用水和甲醇洗涤。将新制的锌铜合金置于被氯化铵饱和的甲醇(IOmL) 中，加入化合物(9S，10R)-8(77mg，0. 20mmol)，之后混合物升温至回流，反应40min。过 滤除去催化剂，滤饼用甲醇洗涤，滤液经减压浓缩，硅胶柱层析纯化后得无色液体(9S， 10R)-III(58mg,93% )。步骤9 合成(95，10幻-9，10-环氧-(32，62)-1，3，6-21碳三烯(IV)化合物IV的操作和实施例1中的操作相同，碱改用氢氧化钾，反应时间一天，收率为80%。
权利要求
美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，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。FSA00000035711200011.tif
2.如权利要求1所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于其 步骤如下1)在-100 0°C下，化合物1在一种醚类溶剂中，在强碱与络合剂作用下与1-溴十一 碳烷烃发生偶联反应，经水处理后，萃取、干燥、浓缩、纯化后得到白色固体化合物2 ；2)在O 5°C下，化合物2在一种被氢气饱和的低沸点烷烃溶剂中，在林德拉催化剂作 用下发生催化加氢反应，经过过滤、浓缩、纯化后得到无色液体化合物3 ；3)在-40 0°C下，化合物3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、浓缩、纯化后得到白色固体化合物4 ；4)在-80 0°C下，化合物4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、浓缩、纯化后得到无色液体化合物5 ；5)在-100 0°C下，化合物5在一种醚类溶剂中，在强碱与络合剂作用下与3，6-二炔 庚醇发生偶联反应，经水处理后，萃取、干燥、浓缩、纯化后得到白色固体化合物6 ；6)在0 25°C下，化合物6在一种被氢气饱和的低沸点烷烃溶剂中，在林德拉催化剂 作用下发生催化加氢反应，经过过滤、浓缩、纯化后得到白色固体化合物7 ；7)在0 30°C下，化合物7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、浓缩、纯化后得到无色液体化合物8 ；8)在60 80°C下，化合物8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、浓缩、纯化后得到无色液体化合物(9S，10R)-III ；9)在0 30°C下，化合物8在一种醇溶液中，在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化合物(9S，10R)-IV。
3.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤1)中，所述的醚类溶剂选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚，特别是乙醚或四氢呋喃；所述 络合剂为六甲基磷酰胺；强碱为正丁基锂；所述化合物1 强碱络合剂1-溴十一碳烷烃的摩尔比为1 2 2. 6 1. 1。
4.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤2)中，所述的低沸点烷烃溶剂选自C5 C6的脂肪族饱和烷烃，特别是环己烷或正己 烷；林德拉催化剂选自金属铅中毒或喹啉中毒的金属钯，林德拉催化剂载体是碳酸钙或硫 酸钡；在林德拉催化剂中可加添加剂，所述添加剂选自烯烃，特别是环己稀或环己二烯。
5.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤3)中，所述的卤代烃溶剂选自C1 C4的卤代烃，特别是二氯甲烷或三氯甲烷；所述催 化剂选用四异丙基氧钛、L-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；所述氧化剂为无水过氧化叔丁醇的壬烷溶液；所述化合 物3 四异丙基氧钛L-酒石酸酯过氧化叔丁醇的摩尔比为1 1.15 1.3 2.2。
6.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤4)中，所述的卤代烃溶剂选自C1-C4的卤代烃，特别是二氯甲烷或三氯甲烷；所述醚 类溶剂选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚，特别是乙醚或四氢呋喃；所述有机碱选用叔胺，特别 是咪唑、吡啶或三乙胺；所述磺酸酐选用三氟甲烷磺酸酐；所述化合物4 有机碱磺酸酐 的摩尔比为1 3. 6 3。
7.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤5)中，所述的醚类溶剂选自C2 C4的脂肪醚或脂环醚，特别是乙醚或四氢呋喃；所述 络合剂为六甲基磷酰胺；强碱为正丁基锂；所述化合物5 强碱络合剂3，6_ 二炔庚醇 的摩尔比为1 4 4 2。
8.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤6)中，所述的低沸点烷烃溶剂选自C5 C6的脂肪族饱和烷烃，特别是环己烷或正己 烷；林德拉催化剂选自金属铅中毒或喹啉中毒的金属钯，林德拉催化剂载体是碳酸钙或硫 酸钡；在林德拉催化剂中加添加剂，所述添加剂选自烯烃，特别是环己稀或环己二烯。
9.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于在 步骤7)中，所述的卤代烃溶剂选自C1 C4的卤代烃，特别是二氯甲烷或三氯甲烷；所述化 合物7 四溴化碳三苯基磷的摩尔比为1 1.2 1.2。
10.如权利要求2所述的美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，其特征在于 在步骤8)中，所述的醇选自(^ (；的脂肪醇，特别是甲醇或乙醇；所述催化剂为锌铜合金；在步骤9)中，所述的醇选自C1-C6的脂肪醇，特别是甲醇或乙醇；所述碱为碳酸盐 或氢氧化物，特别是碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠；所述化合物8 碱的摩尔比为 1 2。
全文摘要
美国白蛾性信息素的简便立体选择性合成方法，涉及一种环氧丙烷化合物。以廉价易得的2-炔丙醇为原料，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]。8步，总产率36％合成了(9S，10R)-III；8步，总产率33％合成了(9S，10R)-IV；对映体过剩e.e.＞99％。各步骤操作分离简单，产率高，所用的试剂均为常用试剂，廉价易得，路线短，适合于工业化生产的需要。
文档编号C07D301/28GK101798293SQ20101012702
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月15日 优先权日2010年3月15日
发明者杜宇, 郑剑峰, 黄培强 申请人:厦门大学