專利名稱：一種梨小食心蟲性信息素8(z/e)-十二碳烯-1-醇醋酸酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及昆蟲性信息素的化學(xué)合成領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種梨小食心蟲 性信息素8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇醋酸酯的合成方法。
背景技術(shù)：
梨小食心蟲(Grapholitha molesta)是世界性果樹害蟲，又名梨小蛀果蛾、東方果 蠹蛾，簡稱梨小，主要為害梨、蘋果、桃、山楂、杏、櫻桃等果樹。多年來，對梨小食心蟲的防治 以化學(xué)農(nóng)藥為主，其抗藥性發(fā)展很快，并且對環(huán)境污染嚴重。梨小食心蟲性信息素具有活性 高、無毒、特異性強、使用方便、不傷害天敵等優(yōu)點，對梨小食心蟲具有較好的引誘效果，是 有效的生物防治方法，因此利用梨小食心蟲性信息素進行害蟲防治的研究正日益受到人們 的關(guān)注和重視。1969年Roefofsw鑒定梨小食心蟲性信息素的結(jié)構(gòu)為Z_8_十二碳烯醇醋酸 酯，后來又發(fā)現(xiàn)E-8-十二碳-1-醇醋酸酯和Z-8-十二碳烯-1-醇也是其中的活性組份，當 Z/E-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯摩爾比為95 5時，其生物活性最佳，引誘活性最好。有關(guān)梨小食心蟲性信息素的合成已有許多報道，按雙鍵的建立過程可分為炔化物 路線和葉立德反應(yīng)(Wittig反應(yīng))路線。1973 年 Holan G 等(Tetrahedron Lett，1973，9，673)提出的合成路線是通過合 成的含炔鍵的中間體，經(jīng)過硼烷部分還原及末端基團的轉(zhuǎn)化合成Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸1985 年 Schaub B 等(Tetrahedron Lett, 1985,26(3) 307)提出以 ω-羥基烷基 季磷鹽(ω-Hydroxyalkylphosphonium salt)和合適的醛出發(fā)，合成Z_8_十二碳烯醇
醋酸酯和E-8-十二碳-1醇醋酸酯，合成路線如下 2003年，李復(fù)初等(高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報No. 6 2003，6，1040 1042)從油酸出發(fā)， 經(jīng)鈀催化脫羰得十七碳二烯，用硼氫化鈣/H202/Na0H體系處理，得到相應(yīng)的伯醇，再經(jīng)臭 氧化及Witting反應(yīng)合成目標產(chǎn)物，Z/E-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯的摩爾比為25 75， Witting反應(yīng)過程如下 2007年，王亞璐等(農(nóng)藥學(xué)學(xué)報2007，9 (2) :178_180)從8-羥基辛烷基三苯基膦 鹽出發(fā)，分別以二甲亞砜鈉鹽和二甲亞砜作為強堿和溶劑，通過Wittig反應(yīng)合成梨小食心 蟲性信息素的中間體8 (Ζ/Ε)-十二碳烯-1-醇，此中間體通過?；玫嚼嫘∈承南x性信 息素，Ζ/Ε-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯的摩爾比為90 10，該步反應(yīng)過程如下 該方法在采用Witting反應(yīng)制備8 (Z/E)-十二碳烯醇時，涉及到使用DMSO和 用NaH制備的DMSO鈉鹽作強堿，并使用DMSO作溶劑參與反應(yīng)。其中，DMSO鈉鹽的制備需 要一定的溫度，操作過程中不易控制，非常容易爆炸，且極易生成含硫的副產(chǎn)物殘留在目標 產(chǎn)物中。有關(guān)梨小食心蟲性信息素的合成還有許多報道，但大多存在原料和溶劑不易獲 得，路線過長，反應(yīng)條件苛刻，總產(chǎn)率較低等缺點，此外，目前，采用Witting反應(yīng)制備梨小 食心蟲性信息素中間體8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇的方法，在反應(yīng)過程中都要利用DMSO鈉 鹽，該方法容易殘留含硫的副產(chǎn)物，且反應(yīng)不易控制。因此，目前尚沒有大規(guī)模制備8 (Z/ E)-十二碳烯-1-醇的合適方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種梨小食心蟲性信息素8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇醋 酸酯的合成方法。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其包括以下步驟1)在惰性氣體保護下，將8-羥基辛烷基三苯基膦鹽溶解于有機溶劑中，所得8-羥 基辛烷基三苯基膦鹽有機溶液的濃度為0. 3 0. 7kg/L ；2)將等當量的強堿NaNH2或NaH于-20 15°C加入到上述8_羥基辛烷基三苯基 膦鹽有機溶液中，反應(yīng)15min Ih ；3)繼續(xù)加入NaNH2或NaH于上述反應(yīng)體系，攪拌至體系呈現(xiàn)深紅色，然后將反應(yīng)液 維持-20 0°C，滴加用有機溶劑溶解的濃度為0. 048 0. lkg/L的正丁醛，繼續(xù)維持反應(yīng) 至深紅色褪去，反應(yīng)結(jié)束，滅活反應(yīng)，其中，NaNH2或NaH用量為8-羥基辛烷基三苯基膦鹽使 用當量的1 2倍；4)分離得到8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇；5)向8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇中加入乙酸酐和吡啶，反應(yīng)完全后分離得到目的產(chǎn) 物8(Z/E)_十二碳烯-1-醇醋酸酯。其中，步驟1)和3)中所述的有機溶劑為大極性溶劑與小極性溶劑的混合溶劑，其 中，所述大極性溶劑為DMF、DMA和/或HMPT，所述小極性溶劑為苯、甲苯、和/或己烷。本發(fā)明以8-羥基辛烷基三苯基膦鹽為原料在強堿作用下生成相應(yīng)的醇鈉鹽； 該醇鈉鹽繼續(xù)和強堿作用下生成葉立德試劑；葉立德試劑再與正丁醛在大極性溶劑和小 極性溶劑的混合溶劑作用下發(fā)生Witting反應(yīng)，得到梨小蟲性信息素的重要中間體8(Z/ Ε)-十二碳烯-1-醇，該步反應(yīng)選擇性好，收率高；8 (Ζ/Ε)-十二碳烯-1-醇與乙酰基化試 劑發(fā)生酯化反應(yīng)合成梨小食心蟲性信息素8 (Ζ/Ε)-十二碳烯-1-醇醋酸酯。其中所得產(chǎn)物 Ζ-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和Ε-8-十二碳-1醇醋酸酯的摩爾比為95 5，選擇性好。具
體的反應(yīng)路線如下 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，優(yōu)選NaNH2或NaH用量為8_羥基辛烷基三苯基膦鹽使用 當量的1.5倍。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述的混合溶劑中DMF、DMA或HMPT和苯、甲苯、或己烷的 體積比范圍為1 Y，Y優(yōu)選的取值范圍為O <Y< 10。本發(fā)明的梨小食心蟲性信息素8 (Ζ/Ε) -十二碳烯-1-醇醋酸酯的合成方法，原料 易得，操作簡便，溶劑為常用溶劑，產(chǎn)品收率高。此外，本發(fā)明通過篩選不同極性的溶劑、 改變反應(yīng)體系的固液比來優(yōu)化反應(yīng)條件，優(yōu)化合成過程中的反應(yīng)條件達到Ζ/Ε-8-十二碳 烯-1-醇醋酸酯比例為95 5，選擇性好，引誘小食心蟲活性高，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。因 此，本發(fā)明提供的梨小食心蟲性信息素的合成方法，對梨小食心蟲的防治具有重要的意義。


圖1為梨小食心蟲性信息素的GC分析圖譜；圖2為梨小食心蟲性信息素的GC-MS分析結(jié)果，A為實施例中產(chǎn)物的GC-MS分析 結(jié)果，B為Ζ-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯標準樣的分析圖譜；圖3為Ζ-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對發(fā)明做進一步的說明。實施例1在氮氣保護下，7. 5L有機溶劑(2. 5L DMF和5L甲苯)溶解好的 5kg (10. 64moL) 8-羥基辛烷基三苯基膦鹽于反應(yīng)釜中降溫至0°C，將415g(10. 64moL) NaNH2 分批加入反應(yīng)釜，滴加完畢繼續(xù)反應(yīng)30min，使其充分反應(yīng)；取510g(12. 75m0L)NaH(含量60% )分批加入反應(yīng)釜，攪拌至體系呈現(xiàn)深紅色，緩慢滴加770g(10. 68moL)用7. 5L有機溶 劑(2. 5L DMF和5L甲苯)稀釋的正丁醛，滴加完畢，繼續(xù)維持反應(yīng)至深紅色褪去，反應(yīng)結(jié) 束。將反應(yīng)溶液倒入冰水中滅活，鹽酸調(diào)PH為中性，己烷萃取，干燥，濃縮有機相，粗品經(jīng)減 壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇1. 8kg，該步收率為92%。經(jīng)GC和GC-MS的分 析，Z-8-十二碳烯-1-醇和E-8-十二碳-1-醇的摩爾比95 5。向1.8kg(9. 77moL)8(Z/E)-十二碳烯-1-醇中加入 Ikg(8. 3moL)乙酸酐和 39g 吡啶，10°C下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完全，向體系中加30L水，攪拌，鹽酸調(diào)節(jié)PH中性，己烷萃 取，干燥有機相，蒸出有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇醋酸酯 2. 14kg，該步收率為97 %。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二碳烯醇醋酸酯和E-8-十二 碳-1-醇醋酸酯的摩爾比為95 5。實施例2在氮氣保護下，IOL有機溶劑(2. 5L DMF和7. 5L苯)溶解好的5kg(10. 64moL)8_羥 基辛烷基三苯基膦鹽于反應(yīng)釜中降溫至0°c，將415g(10. 64moL) NaNH2分批加入反應(yīng)釜，滴 加完畢繼續(xù)反應(yīng)60min，使其充分反應(yīng)；取640g (16m0L)NaH (含量60% )分批加入反應(yīng)釜， 攪拌至體系呈現(xiàn)深紅色，緩慢滴加840g(ll. 65moL)用IOL有機溶劑(2. 5L DMF和7. 5L甲 苯)稀釋的正丁醛，滴加完畢，繼續(xù)維持反應(yīng)至深紅色褪去，反應(yīng)結(jié)束。將反應(yīng)溶液倒入 冰水中滅活，鹽酸調(diào)PH為中性，己烷萃取，干燥，濃縮有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物 8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇1. 82kg，該步收率為93 %。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二碳 烯-1-醇和E-8-十二碳-1-醇的摩爾比95 5。取1.74kg(9.45moL)8(Z/E)-十二碳烯-1-醇中加入 720g(6moL)乙酸酐和 34g 吡啶，10°C下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完全，向體系中加30L水，攪拌，鹽酸調(diào)節(jié)PH中性，己烷萃 取，干燥有機相，蒸出有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇醋酸酯 20. 2kg，該步收率為95%。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二碳烯醇醋酸酯和E-8-十二 碳-1-醇醋酸酯的摩爾比為95 5。實施例3在氬氣保護下，稱取498g(12. 76moL) NaNH2分批加入裝有15L有機溶劑(3L DMF和 12L己烷)溶解好的6kg (12. 76moL) 8-羥基辛烷基三苯基膦鹽的反應(yīng)釜中，控制溫度不超 過15°C，反應(yīng)lh，取1.02kg (25. 5m0L)NaH (含量60% )繼續(xù)分批加入上述反應(yīng)釜，使其分 散開，攪拌至體系呈現(xiàn)深紅色，然后將反應(yīng)液降溫至_15°C，緩慢滴加1. lkg(15. 26moL)用 15L有機溶劑(3L DMF和12L己烷)稀釋的正丁醛，滴加完畢，繼續(xù)維持反應(yīng)至深紅色褪去， 反應(yīng)結(jié)束。將反應(yīng)溶液倒入冰水中滅活，鹽酸調(diào)PH為中性，己烷萃取，干燥，濃縮有機相，粗 品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇2. 176kg，該步收率為92. 6%。經(jīng)GC和 GC-MS的分析，Z-8-十二碳烯-1-醇和E-8-十二碳-1-醇的摩爾比95 5。向 2. lkg(ll. 4moL)8(Z/E)-十二碳烯-1-醇中加入 1. 16kg(9. 67moL)乙酸酐和 580ml三乙胺，于9°C攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完全，向體系中加2. 5L水，攪拌，鹽酸調(diào)節(jié)pH中性， 己烷萃取，干燥有機相，蒸出有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇 醋酸酯2. 53kg，該步收率為98. 1 %。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯 和E-8-十二碳-1-醇醋酸酯的摩爾比為95 5。實施例4
在氬氣保護下，稱取510g(12. 76moL)NaH(含量60% )分批加入用18L有機溶劑 (3LDMA和15L苯)溶解好的6kg (12. 76moL)8-羥基辛烷基三苯基膦鹽，于0°C反應(yīng)40min， 繼續(xù)分批將920g (23moL，含量60 NaH加入上述體系中攪拌，使其分散開，攪拌至體系呈 現(xiàn)深紅色，然后將反應(yīng)液降溫至-10°C，緩慢滴加1. Ikg (15. 26moL)用18L有機溶劑(3L DMA 和15L苯)稀釋的正丁醛，滴加完畢，繼續(xù)維持反應(yīng)至深紅色褪去，反應(yīng)結(jié)束。將反應(yīng)溶液倒 入冰水中滅活，鹽酸調(diào)PH為中性，己烷萃取，干燥，濃縮有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn) 物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇2. 05kg,該步收率為87. 2%。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二 碳烯-1-醇和E-8-十二碳-1-醇的摩爾比95 5。向2kg(10.86moL)8(Z/E)-十二碳烯 醇中加入 860g(ll. 03moL)乙酰氯和 54g三乙胺，5°C攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完全，向體系中加2L水，攪拌，鹽酸調(diào)節(jié)pH中性，己烷 萃取，干燥有機相，蒸出有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇醋 酸酯2. 39kg，該步收率為97. 3%。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和 E-8-十二碳-1-醇醋酸酯的摩爾比為95 5。實施例5在氬氣保護下，稱取415g (10. 64moL) NaNH2分批加入用用17. 5L有機溶劑 (3. 5LHMPT和14L甲苯)溶解好的5kg(10. 64moL) 8-羥基辛烷基三苯基膦鹽，于15°C反應(yīng) 50min，使其充分溶解；繼續(xù)將610g(15. 64moL)NaNH2加入上述體系中攪拌，使其分散開，攪 拌至體系呈現(xiàn)深紅色，然后將反應(yīng)液降溫至_7°C，緩慢滴加840g(11.65moL)用17. 5L有機 溶劑(3. 5L HMPT和14L甲苯)稀釋的正丁醛，滴加完畢，繼續(xù)維持反應(yīng)至深紅色褪去，反應(yīng) 結(jié)束。將反應(yīng)溶液倒入冰水中滅活，鹽酸調(diào)PH為中性，己烷萃取，干燥，濃縮有機相，粗品經(jīng) 減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇1. 74kg，該步收率為88. 8%。經(jīng)GC和GC-MS 的分析，Z-8-十二碳烯-1-醇和E-8-十二碳-1-醇的摩爾比95 5。向1. 7kg (9. 23moL) 8 (Z/E)-十二碳烯 醇中加入 720g(9. 23moL)乙酰氯和 47g 三乙胺，10°C下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完全，向體系中加2L水，攪拌，鹽酸調(diào)節(jié)PH中性，己烷萃 取，干燥有機相，蒸出有機相，粗品經(jīng)減壓蒸餾得目標產(chǎn)物8 (Z/E)-十二碳烯-1-醇醋酸 酯2. 03kg,該步收率為97. 2%。經(jīng)GC和GC-MS的分析，Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和 E-8-十二碳-1-醇醋酸酯的摩爾比為95 5。產(chǎn)物分析實施例1-4中所得產(chǎn)物Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和E-8-十二碳醇醋酸酯 的分析結(jié)果1、GC 分析利用色譜柱HP-5MS (30. 0m*0. 32mm*0. 25um)進行分析，進樣口溫度250°C，檢測 器溫度300°C，分流比30 1，柱流量lmL/min。分析結(jié)果如圖1所示，從圖中可以得出
一下結(jié)果
信號保留時間 [min]類型峰寬 [min]面積pA*s]面積％110.250MF m0.0385.188244.76010110.320FMm0.047103.8061395.23990 由此結(jié)果可以證明Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和E-8-十二碳醇醋酸酯的摩
8爾比為95 5。2、GC-MS 分析采用色譜柱HP-5MS(30m*0. 25mm*0. 25um)，進樣口溫度:200°C，輔助加熱器 280°C, MS四級桿溫度150°C，離子源溫度230°C ；程序升溫100°C (保持lmin)以5°C / min的速率升高到250°C (保持50min)；分流比30 1，柱流量lmL/min，溶劑延遲3min。終產(chǎn)物結(jié)果如圖2A所示，通過與標準物質(zhì)的GC-MS譜圖(圖2B所示)對比，可以 確定化合物的結(jié)構(gòu)為Z-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
權(quán)利要求
一種梨小食心蟲性信息素8(Z/E) 十二碳烯 1 醇醋酸酯的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)在惰性氣體保護下，將8 羥基辛烷基三苯基膦鹽溶解于有機溶劑中，所得8 羥基辛烷基三苯基膦鹽有機溶液的濃度為0.3～0.7kg/L；2)將等當量的強堿NaNH2或NaH于 20～15℃加入到上述8 羥基辛烷基三苯基膦鹽有機溶液中，反應(yīng)15min～1h；3)繼續(xù)加入NaNH2或NaH于上述反應(yīng)體系，攪拌至體系呈現(xiàn)深紅色，然后將反應(yīng)液維持 20～0℃，滴加用有機溶劑溶解的濃度為0.048～0.1kg/L的正丁醛，繼續(xù)維持反應(yīng)至深紅色褪去，反應(yīng)結(jié)束，滅活反應(yīng)，其中，NaNH2或NaH用量為8 羥基辛烷基三苯基膦鹽使用當量的1～2倍；4)分離得到8(Z/E) 十二碳烯 1 醇；5)向8(Z/E) 十二碳烯 1 醇中加入乙酸酐和吡啶，反應(yīng)得到8(Z/E) 十二碳烯 1 醇醋酸酯。其中，步驟1)和3)中所述的有機溶劑為大極性溶劑與小極性溶劑的混合溶劑，所述大極性溶劑為DMF、DMA和/或HMPT，所述小極性溶劑為苯、甲苯、和/或己烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟3)中，NaNH2或NaH用量為8-羥 基辛烷基三苯基膦鹽使用當量的1. 5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1)中，DMF、DMA或HMPT和苯、甲 苯、或己烷的體積比范圍為1 ￥，￥取值范圍為0<￥<10。
全文摘要
本發(fā)明涉及昆蟲性信息素的化學(xué)合成領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種梨小食心蟲性信息素8(Z/E)-十二碳烯-1-醇醋酸酯的合成方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，以8-羥基辛烷基三苯基膦鹽為原料在強堿作用下生成相應(yīng)的醇鈉鹽；該醇鈉鹽繼續(xù)和強堿作用下生成葉立德試劑；葉立德試劑再與正丁醛在大極性溶劑和小極性溶劑的混合溶劑作用下發(fā)生Witting反應(yīng)，得到梨小蟲性信息素的重要中間體8(Z/E)-十二碳烯-1-醇，然后乙酰化得8(Z/E)-十二碳烯-1-醇醋酸酯。本發(fā)明的合成方法，原料易得，操作簡便，溶劑為常用溶劑，產(chǎn)品收率高，Z/E-8-十二碳烯-1-醇醋酸酯比例可達95∶5，選擇性好，引誘小食心蟲活性高，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C07C69/145GK101906034SQ20101023849
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者劉翠微, 孫鳳霞, 崔艮中, 馬四國 申請人:北京中捷四方生物科技有限公司;河北科技大學(xué)