斜纹夜蛾性信息素的合成方法与流程

本发明涉及一种昆虫性信息素的合成方法。

背景技术：

斜纹夜蛾(spodopteraliturafabricius)属鳞翅目夜蛾科，是一种食性杂、分布较广、对农林业危害严重的间歇性发生的世界性害虫。斜纹夜娥成虫的体积较大，具有较强的繁殖能力，同时具有典型的聚居特性，可以进行群体性跨区域迁徙，对于各主要农作物均可产生较大程度的危害。近年来随着农药的滥用与斜纹夜蛾自身的自然选择过程，斜纹夜蛾出现明显的耐药性。

昆虫性信息素是一种吸引性成熟的同种昆虫雌雄个体之间进行交配行为的化学物质，该物质具有灵敏度高、吸引作用指向性强、残留量极少、对环境不造成二次污染等突出优势。在农业实践与实际病虫害防治工作中，昆虫性信息素已经成为了许多欧洲国家大量推广使用的治理病虫害的重要手段，对于病虫害的防治起到了积极作用。根据相关研究结果显示，斜纹夜娥的昆虫性信息素已经被鉴定并进行了成分分析，其主要成分为(z,e)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯。

目前报道了(z,e)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯的多种合成方法，虽然这些合成方法都构筑(z,e)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯中顺反共轭双键，但需要苛刻的反应条件，使用昂贵的催化剂，且步骤较长，不利于大规模生产，这些方法所合成的产物中都含有反反构型，会对最终产物的纯度产生影响，从而使合成的斜纹夜蛾性信息素活性有所降低。

技术实现要素：

本发明是要解决现有方法使用昂贵的催化剂，步骤较长，不利于大规模生产，且纯度低的问题，提供一种斜纹夜蛾性信息素的合成方法。

本发明斜纹夜蛾性信息素的合成方法，按以下步骤进行：

一、(z,e)构型的烯基碲试剂的合成

氮气保护下，将含有n-buli的正己烷溶液滴入含有碲粉的无水四氢呋喃悬浮液中，室温下搅拌得到黄色透明液体，之后继续搅拌10～15min得buteli溶液，然后将buteli溶液滴入无水乙醇与(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇中，加热回流2～3h，tlc监测反应进程，将饱和nh4cl水溶液滴入反应液中终止反应，将反应后的混合物用乙酸乙酯进行萃取，然后进行萃取液合并，洗涤有机相，将有机相干燥，蒸除浓缩，得到的残渣经sio2柱层析，洗脱液真空浓缩得到淡黄色透明油状液体，为产物a，即(z,e)构型的烯基碲试剂；

其中含有n-buli的正己烷溶液的浓度为1.6mol/l，含有碲粉的无水四氢呋喃悬浮液的浓度为0.2mol/l，无水乙醇的体积与(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇的摩尔量比为(45～55)ml:0.01mol，(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇与buteli溶液的摩尔比为1:(1.1～1.2)；

二、在氮气保护下，于-78℃，将产物a溶于无水四氢呋喃中，再加入nah，反应升至室温，反应完全后，得到产物b；

其中产物a的摩尔量与无水四氢呋喃的体积比为0.01mol:(48～52)ml，产物a与nah的摩尔比为1:1；

三、在氮气保护下，于-80～-75℃，向无水四氢呋喃中加入氰化亚铜，再滴加乙烷基溴化镁，然后通过导管将产物b导入反应体系，反应2h，反应升至室温，tlc监测反应进程，至反应完全，反应结束后加入乙酸酐，加热回流反应8小时，冷却至室温，加入饱和碳酸氢钠水溶液至ph为7，用二氯甲烷萃取，有机层用无水mgso4干燥，蒸馏浓缩，然后利用洗脱剂层析，最终经过纯化得到无色透明油状液体，为产物c；

其中无水四氢呋喃的体积与产物b的摩尔量比为(48～52)ml:0.01mol，产物b与氰化亚铜的摩尔比为1:(1.1～1.2)，产物b与乙酸酐的摩尔比为1:(1.5～1.7)；乙烷基溴化镁与氰化亚铜的摩尔比为1:1；

四、在氮气保护下，于-80～-75℃，将产物c溶解于无水四氢呋喃中，混合均匀，滴入格氏试剂brmg(ch2)8othp，加入li2cucl4，反应升至室温，tlc监测反应进程，至反应完全，反应结束后，加入饱和nh4cl溶液终止反应，将反应后的混合物用乙醚萃取，并洗涤有机相，将萃取物干燥，蒸发浓缩，再将剩余物溶于干燥的四氢呋喃中，加入对甲苯磺酸和乙酸酐，加热回流反应8h，冷却至室温，加入饱和nahco3水溶液至ph为7，用二氯甲烷萃取，将有机层干燥，蒸馏浓缩，然后利用洗脱剂层析，最终经过纯化得到无色透明油状液体，即为斜纹夜蛾性信息素；其中产物c的摩尔量与无水四氢呋喃的体积比为0.01mol:(48～52)ml，产物c与格氏试剂的摩尔比为1:1，产物c与li2cucl4的摩尔比为1:1，产物c与乙酸酐的摩尔比为1:(1.5～1.6)。

进一步的，步骤一中sio2柱层析的洗脱剂由正己烷和乙酸乙酯按体积比9:1组成。

进一步的，步骤一中用乙酸乙酯萃取3次，每次50ml。

进一步的，步骤一中用饱和食盐水洗涤有机相。

进一步的，步骤一和步骤三中用有机相用无水mgso4干燥。

进一步的，步骤三中用二氯甲烷萃取3次，每次40ml。

进一步的，步骤三中所述洗脱剂由正己烷和乙酸乙酯按体积比5:1组成

进一步的，步骤四中用二氯甲烷萃取3次，每次40ml

进一步的，步骤四中所述洗脱剂由正己烷和乙酸乙酯按体积比9:1组成。

进一步的，步骤四中萃取物和有机层用无水na2so4干燥。

本发明的原理：

本发明选择低成本的本身具有反式构型的(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇为原料，制成(z,e)构型的烯基碲试剂，再与有机铜试剂交叉偶联，得到构型保持不变的(z,e)共轭二烯(产物c)，合成的斜纹夜蛾性信息素纯度更高，活性更强。

本发明的有益效果：

本发明得到的产物为百分之百顺反构型，不含有反反构型。该方法从开始在不产生反反共轭异构体的情况下，合成斜纹夜蛾性信息素的纯度达到99.5％，收率达到96％。基本不存在反反构型，由于顺反构型纯度越高，性信息素活性越高，因此本方法提高了斜纹夜蛾性信息素的活性。

该方法避免了使用贵重的过渡金属催化剂，操作简便，适合规模化生产，可满足大规模应用斜纹夜蛾性信息素的市场需求，具有高度的实用性与经济性。

由于制得的烯基碲试剂含有羟基和碲基两个官能团可以很容易的延长碳链，亦可以合成其他具有(z,e)结构的昆虫性信息素。

本发明方法提高了(z,e)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯的纯度和总收率，从而提高其生物活性，为昆虫性信息素防治斜纹夜蛾提供技术支持。

附图说明

图1为本发明斜纹夜蛾性信息素的合成路线；

图2为实施例1制备的斜纹夜蛾性信息素的碳谱图；

图3为实施例1制备的斜纹夜蛾性信息素的氢谱图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式斜纹夜蛾性信息素的合成方法，按以下步骤进行：

一、(z,e)构型的烯基碲试剂的合成

氮气保护下，将含有n-buli的正己烷溶液滴入含有碲粉的无水四氢呋喃悬浮液中，室温下搅拌得到黄色透明液体，之后继续搅拌10～15min得buteli溶液，然后将buteli溶液滴入无水乙醇与(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇中，加热回流2～3h，tlc监测反应进程，将饱和nh4cl水溶液滴入反应液中终止反应，将反应后的混合物用乙酸乙酯进行萃取，然后进行萃取液合并，洗涤有机相，将有机相干燥，蒸除浓缩，得到的残渣经sio2柱层析，洗脱液真空浓缩得到淡黄色透明油状液体，为产物a，即(z,e)构型的烯基碲试剂；

其中含有n-buli的正己烷溶液的浓度为1.6mol/l，含有碲粉的无水四氢呋喃悬浮液的浓度为0.2mol/l，无水乙醇的体积与(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇的摩尔量比为(45～55)ml:0.01mol，(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇与buteli溶液的摩尔比为1:(1.1～1.2)；

二、在氮气保护下，于-78℃，将产物a溶于无水四氢呋喃中，再加入nah，反应升至室温，反应完全后，得到产物b；

其中产物a的摩尔量与无水四氢呋喃的体积比为0.01mol:(48～52)ml，产物a与nah的摩尔比为1:1；

三、在氮气保护下，于-80～-75℃，向无水四氢呋喃中加入氰化亚铜，再缓慢滴加乙烷基溴化镁，然后通过导管将产物b导入反应体系，反应2h，反应升至室温，tlc监测反应进程，至反应完全，反应结束后加入乙酸酐，加热回流反应8小时，冷却至室温，加入饱和碳酸氢钠水溶液至ph为7，用二氯甲烷萃取，将有机层干燥，蒸馏浓缩，然后利用洗脱剂层析，最终经过纯化得到无色透明油状液体，为产物c；

其中无水四氢呋喃的体积与产物b的摩尔量比为(48～52)ml:0.01mol，产物b与氰化亚铜的摩尔比为1:(1.1～1.2)，产物b与乙酸酐的摩尔比为1:(1.5～1.7)；乙烷基溴化镁与氰化亚铜的摩尔比为1:1；

四、在氮气保护下，于-80～-75℃，将产物c溶解于无水四氢呋喃中，混合均匀，滴入格氏试剂brmg(ch2)8othp，加入li2cucl4，反应升至室温，tlc监测反应进程，至反应完全，反应结束后，加入饱和nh4cl溶液终止反应，将反应后的混合物用乙醚萃取，并洗涤有机相，将萃取物干燥，蒸发浓缩，再将剩余物溶于干燥的四氢呋喃中，加入对甲苯磺酸和乙酸酐，加热回流反应8h，冷却至室温，加入饱和nahco3水溶液至ph为7，用二氯甲烷萃取，将有机层干燥，蒸馏浓缩，然后利用洗脱剂层析，最终经过纯化得到无色透明油状液体，即为斜纹夜蛾性信息素；其中产物c的摩尔量与无水四氢呋喃的体积比为0.01mol:(48～52)ml，产物c与格氏试剂的摩尔比为1:1，产物c与li2cucl4的摩尔比为1:1，产物c与乙酸酐的摩尔比为1:(1.5～1.6)。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中sio2柱层析的洗脱剂由正己烷和乙酸乙酯按体积比9:1组成。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中用乙酸乙酯萃取3次，每次50ml。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中用饱和食盐水洗涤有机相。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一和步骤三中用有机相用无水mgso4干燥。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤三中用二氯甲烷萃取3次，每次40ml。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤三中所述洗脱剂由正己烷和乙酸乙酯按体积比5:1组成。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤四中用二氯甲烷萃取3次，每次40ml。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤四中所述洗脱剂由正己烷和乙酸乙酯按体积比9:1组成。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤四中萃取物和有机层用无水na2so4干燥。其它与具体实施方式一或二相同。

下面对本发明的实施例做详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

本实施例斜纹夜蛾性信息素的合成方法，包括以下步骤：

一、(z,e)构型的烯基碲试剂的合成

在氮气保护下，将含有n-buli(6.6ml，1.6mol/l)的正己烷溶液滴入含有碲粉(1.27g，0.01mol)的50ml无水thf悬浮液中，室温下搅拌得到黄色透明液体，之后继续搅拌10min得buteli溶液，然后将反应液滴入含有50ml无水乙醇与0.01mol的(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇的圆底烧瓶中，加热回流2h，tlc监测反应进程，将饱和nh4cl水溶液滴入反应液中终止反应，将反应后的混合物体系用50ml×3乙酸乙酯萃取，然后将萃取液合并，并用饱和食盐水洗涤有机相后，将有机相用无水mgso4干燥，蒸馏浓缩，得到的残渣经sio2柱层析，洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝9:1，洗脱液真空浓缩得到2.6g淡黄色透明油状液体，为产物a，即(z,e)构型的烯基碲试剂，收率95％。

二、在氮气保护下，于-78℃，在圆底烧瓶中将2.5g(0.01mol)的产物a溶于50ml无水thf中，加入0.01molnah，反应升至室温，反应完全后，得到产物b，不经后处理，直接进行下一步反应，收率92％。

三、在氮气保护下，于-78℃，将50ml无水thf与加入干净的圆底烧瓶中，加入0.01molcucn，再向烧瓶中缓慢滴加0.01mol的乙烷基溴化镁，通过导管将3g(0.01mol)产物b导入反应，反应2h，反应升至室温，tlc监测反应进程，反应完全，反应结束后加入1.68g乙酸酐，加热回流反应8小时，冷却至室温，加入饱和碳酸氢钠水溶液至ph为7，二氯甲烷40ml×3萃取，有机层用无水mgso4干燥，蒸馏浓缩，然后利用洗脱剂层析(洗脱剂正己烷:乙酸乙酯＝5:1)，最终经过纯化得到3.5g无色透明油状液体，为产物c；收率达到95％。

四、在氮气保护下，于-78℃，将3.4g(0.01mol)产物c溶解于50ml无水thf中，充分混合，滴入0.01mol的格氏试剂brmg(ch2)8othp中，加入0.01molli2cucl4，反应升至室温。tlc监测反应进程，反应结束后，加入100ml饱和nh4cl溶液终止反应。乙醚萃取，并依次用稀盐酸、饱和nahco3溶液、饱和食盐水洗涤有机相，将萃取物用无水mgso4干燥，蒸发浓缩，再将剩余物化合物溶于200ml干燥的thf中，加入对甲苯磺酸(ppts)1.0g(0.005mol)，加入1.68g(0.016mol)乙酸酐。加热回流反应8h。冷至室温，小心加入饱和碳酸氢钠水溶液至ph＝7，二氯甲烷40ml×3抽取，有机层用无水mgso4干燥，蒸馏浓缩，进行快速硅胶柱层析，洗脱剂正己烷:乙酸乙酯＝9:1经过纯化得到5.3g的无色透明油状液体，即为斜纹夜蛾性信息素，收率达到96％，纯度99.5％(gc)。

本方法斜纹夜蛾性信息素合成路线如图1所示。图1中1为(e)-2-戊烯-4-炔-1-醇，2为产物a，3为产物b，4为产物c，5为格氏试剂brmg(ch2)8othp，6为(z,e)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯。

本方法制备的斜纹夜蛾性信息素的碳谱图如图2所示，氢谱图如图3所示。

核磁氢谱数据：¹hnmrδ:1.00(t,j＝7.5hz,3h),1.20-1.60(m,12h),4.03(t,j＝6.6hz,2h),5.27(dt,j＝10.8hz,14.8hz,1h),5.67(dt,j＝15.0hz,7.8hz,1h),5.92(dd,j＝10.8hz,7.8hz,1h),6.27(dd,j＝10.8hz,7.6hz,1h)；¹³cnmrδ:13.85,21.17,26.08，27.83,28.80,29.3,29.40,29.56,29.87,64.80,124.89,128.85,130.20,136.31,171.35；msm/z:252[m+]。可以确定，得到的物质为(z,e)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯。

本方法制备的斜纹夜蛾性信息素纯度达到99.5％，基本不存在反反构型。由于顺反构型纯度越高,性信息素活性越高，因此本方法显著提高了斜纹夜蛾性信息素的活性。