专利名称：用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学领域，一种植物生长调节剂的制备方法，特别是一种制备24-表芸苔素内酯的还原组合物。
背景技术：
1979年，美国农业部所属研究所的Crove等人从油菜花粉中提取到ー种具有甾体骨架结构的化合物，后被命名为油菜甾醇内酯(Brassinol ide，也叫芸苔素内酷)(M. D. Grove, G. F. Spencer, ff. K. Rohwedder, N. Mandava, J. F. Worley, J. D. ffarthen, Jr.，G.L. Steffens, J.L. Flippen-Anderson, and J. C. Cook, Jr. , Nature(London),1979,281,216)。它具有极强的生理活性，在极低浓度下(10_9克/升)即表现出了明显的促进植物 生长和发育的功能。到目前为此，人们已经从植物中分离出了近60种油菜留醇内酷。其中，芸苔素内酷，24-表芸苔素内酯和28-高芸苔素内酯是活性最好的三种。24-表芸苔素内酯是具有植物生长调节作用的第一个留醇类化合物，在低浓度下(10_5 10_6mg/L)能显示各种活性，具有増加植物的营养体生长和促进受精的作用。用O. 05 O. 5mg/L芸苔素内酯对小麦浸种24h，能促进根系和株高生长发育；分蘖期进行叶片施肥，増加分蘖数。国内供应的芸苔素内酯制剂含有O. 01%乳油的天丰素、含O. 2%可溶性粉剂等品种，其对水稻、玉米、小麦、甘蔗、甜菜等农作物进行浸种、喷施等。目前，大多数的植物生长调节剂只能在较短时间内发挥作用，需多次的重复施用，且作用単一，而芸苔素内酯与这类植物生长调节剂相比，具有明显的优势，它能调节植物本身所需要的多种酶和激素，充分发挥植物自身潜能和生长优势，增强生命活力和抗旱耐涝能力，只要施用一次就可达到保花、保果、着色、生长、矮化等多种目的，大幅度提高产量和改善品质，同时还可以减少农药、化肥的使用量，避免生态环境的污染和降低作物种植成本，明显增长效益。鉴于24-表芸苔素内酯在植物中的含量极低(小于10_6)和它作为植物激素在农业作物中所表现出的优异的生理活性，因此通过化学方法来合成24-表芸苔素内酯就显得尤为重要。1979 年，Thompson 等人(Thompson, M. J. ；Mandava, N. ；Flippen-Anderson, J. L.；Worley, J. F. ；Dutky, S. R. ；Robbins, ff. E. ；Lusby, ff. J. Org. Chem. 1979，26，5002)首次发
表了 24-表芸苔素内酯的全合成工作。他们使用便宜易得的麦角甾醇作为起始原料，经由磺酸酯化、水解、氧化、还原、酸催化重排、磺酸酯化、消除、双羟化和内酯化共九步反应制得24-表芸苔素内酷。该方法步骤较长，导致总收率低。其中的第四步还原反应采用了需要在-60 -70°C低温下进行的锂/液氨体系，因而会导致生产上的不安全和难以大量制备等缺点。1993 年，McMorris (McMorris，T. C. ；Patil,P. A. J. Org. Chem. 1993,58,2338)报道了一种改进的方法全合成得到24-表芸苔素内酷。他们在Thompson等人工作的基础上优化了合成路线，并将总合成步骤減少到七步，因而总收率提高了。但是他们也没能解决使用锂/液氨体系在-60 _70°C低温下还原中间体4制备中间体5的低温生产问题。同时，由于氧化步骤必须用到大量的Cr03/吡啶，造成了较高的成本及严重的污染问题。1999 年，Brosa(Brosa, C. ；Rodriguez-Santamarta, C. Tetrahedron 1999,55,1793-1798)报道了使用保险粉(Na2S2O4)作为还原剂在大量季铵盐存在下于甲苯中回流可还原中间体4中B环上的共轭碳碳双键的实验結果。这ー步还原反应传统的方法是使用低温下的锂/液氨还原体系。保险粉的使用可以避免反应在低温条件进行，因而更有利于エ业生产。但是我们在重复这个实验时发现反应情况不是很理想，杂质含量高，且实验操作非常复杂。1972 年，Kaiser (Kaiser Edwin M. Synthesis 1972,391-415)报道了使用Li-ROH-RNH2体系对多种化合物进行的Birch还原反应。1997年，LloydJ.Dolby (US5675038,1997)报道了使用锂-低分子胺-H2N(CH2)nNH2体系对多种化合物进行的Birch还原反应。然而当我们使用这些条件应用于中间体4的还原反应时，都没能获得理想的实验結果，要么就是不反应，要么就是产物得率很低。
发明内容
由此可见，目前关于24-表芸苔素内酯的实验室合成方法的报道还存在反应步骤多，操作比较繁杂，所使用试剂毒性大易造成环境污染和需要在低温下进行等缺点，难以满足市场化的大生产要求。因此新的合成路线和新的合成方法仍有必要继续值得人们探索。ー种用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，在制备24-表芸苔素内酯的氧化步骤中适用该还原组合物，该还原组合物包括金属锂和ー种或者多种Rl (CH2)nR2的化合物，其中 η = 2 6 ;R1 = OH 或 NH2 ；R2 = NH2 或 0H。优选地，所述Rl(CH2)nR2选自2_氨基こ醇，3_氨基正丙醇，4_氨基正丁醇，5_氨基正戊醇，6-氨基正己醇，1,2-こニ醇，1,3-丙ニ醇，1，4_ 丁ニ醇，1,5-戊ニ醇，1,6-己ニ11,1,2-こニ胺，1,3-丙ニ胺，1,4-Tニ胺，1,5-戊ニ胺，1,6-己ニ胺。优选地，所述Rl (CH2)nR2为2_氨基こ醇。优选地，在该氧化步骤中，锂与第二中间体4的摩尔比为1-14 : I。优选地，在该氧化步骤中，锂与第二中间体(4)的摩尔比为5-10 I。优选地，第二中间体与Rl(CH2)nR2的重量比为I : 5-100。优选地，第二中间体与Rl(CH2)nR2的重量比为I : 10-20。优选地，在该还原步骤中温度保持在0-80摄氏度。优选地，在该还原步骤中温度保持在20-30摄氏度。优选地，在所述还原步骤中反应时间为10分钟-10小时。
图1-4为本发明エ艺方法的流程图；图5-8为相应エ艺后的产品。
具体实施方式
本发明提供了一种新的氧化步骤及免低温还原制备24-表芸苔素内酯的合成方法。通过采用新型的可回收利用的钌催化剂，在空气氧化下水中进行，同时使用金属锂/Rl (CH2)nR2还原体系(其中，η = 2 6 ;R1 = OH或NH2 ；R2 = NH2或0H)取代传统方法中使用的锂/液氨还原体系，从而提供了ー种绿色，免低温的，在高于0°C即可进行的制备24-表芸苔素内酯的方法。由于避免了 Cr03/吡啶氧化体系及低温反应，因此该新方法适合于エ业化大生产中。本发明的24-表芸苔素内酯的免低温合成路线如图1-4所示从原料I出发经三步反应制备第一中间体3，和从第三中间体5经三步反应到产物24-表芸苔素内酷 8 是參照文献方法(McMorris, T. C. ；Patil, P. A. J. Org. Chem. 1993，58，2338)进行的。ー种24-表芸苔素内酯的新型氧化免低温制备方法，包括以下步骤按现有的合成エ艺从原料I出发经三步制备得图5所示的第一化合物3。
b.第一化合物3用[Ru]-air氧化的到图6所示的第二化合物4c.第二化合物4和Li-R1 (CH2)nR2组成的还原体系在O 80°C下反应转化为图7所示的第三化合物5。d.第三化合物5按现有的合成エ艺经重排、双羟化和内酯化制备得到图8所示的最终产物24-表芸苔素内酯8。第一化合物(也称为第一中间体)3转化为第二化合物(也称为第二中间体)4的合成采用新型的可回收利用的钌催化剂，在空气氧化下水中进行，避免了 Cr03/吡啶氧化体系，提供了一种绿色的路线。我们所使用了以下几种钌催化剂Ru2 (OAc) 3 (C03)，[Ru2 (OAc) 4] (OAc)，[Ru2 (OAc) 4] 2 (S04)，RuCl3，K2 [RuC13 (Η20) ]，[Ru30 (OAc) 6 (H20) 3] (OAc)，K3 [Ru2 (C03) 4]，K3[Ru2 (S04)4]，K4[Ru2 (HP04) 3 (P04)].所使用氧化剂为空气，溶剂是水和四氢呋喃。反应条件中，使用了上面9种催化剂，最后优选了 Ru2 (OAc) 3 (C03)为最终催化剂；反应条件中，催化剂(以钌的量计算):第一中间体3的摩尔比为2% : I ;反应条件中，所使用的温度为20 80°C，优选为70°C ；反应条件中，所使用的反应时间为O 2小吋，优选为2小吋。反应条件中，催化剂一直在水层，不需要加入任何相转移催化剂，反应之后的水层分液出来之后可以继续用于下ー批的催化氧化。下面是使用Ru2 (OAc) 3 (C03)催化剂与传统方法在第一化合物3转化为第二化合物4的比较
权利要求
1.一种用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，在制备24-表芸苔素内酯的氧化步骤中适用该还原组合物，该还原组合物包括金属锂和一种或者多种Rl (CH2)nR2的化合物，其中 η = 2 6 ;R1 = OH 或 NH2 ；R2 = NH2 或 0H。
2.根据权利要求I所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，所述Rl (CH2) nR2选自2_氨基乙醇，3-氨基正丙醇，4-氨基正丁醇，5-氨基正戊醇，6-氨基正己醇，1,2-乙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，1，2-乙二胺，1，3-丙二胺，I，4- 丁二胺，1,5-戍二胺，1,6-己二胺。
3.根据权利要求I所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，所述Rl(CH2)nR2为2-氨基乙醇。
4.根据权利要求3所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，在该氧化步骤中，锂与第二中间体4的摩尔比为1-14 I。
5.根据权利要求4所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，在该氧化步骤中，锂与第二中间体(4)的摩尔比为5-10 I。
6.根据权利要求5所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，第二中间体与Rl(CH2)nR2的重量比为I 5-100。
7.根据权利要求6所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，第二中间体与Rl(CH2)nR2的重量比为I 10-20。
8.根据权利要求7所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，在该还原步骤中温度保持在0-80摄氏度。
9.根据权利要求8所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，在该还原步骤中温度保持在20-30摄氏度。
10.根据权利要求9所述的用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，其特征在于，在所述还原步骤中反应时间为10分钟-10小时。
全文摘要
一种用于制备24-表芸苔素内酯的还原组合物，在制备24-表芸苔素内酯的氧化步骤中适用该还原组合物，该还原组合物包括金属锂和一种或者多种R1(CH2)nR2的化合物，其中n＝2～6；R1＝OH或NH2；R2＝NH2或OH。
文档编号C07J73/00GK102659913SQ20121011680
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者吴中兴 申请人:吴中兴