專利名稱：玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種亞洲玉米螟性信息素的主要成份化合物(ZZE)-12-十四碳烯醇乙酸酯的化學(xué)合成方法。
背景技術(shù)：
亞洲玉米螟(OstriniafurnacalisGuenee)是遠(yuǎn)東地區(qū)危害玉米、 高粱等高桿作物的主要害蟲，在我國境內(nèi)分布甚廣。玉米是我國普遍 種植的重要農(nóng)作物之一，亞洲玉米螟對我國玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量存在嚴(yán) 重危害。玉米螟食性很雜，是玉米的主要害蟲，蟲災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)為害玉 米植株除根之外的各個(gè)部分，使得受害部分的功能喪失，大大減少玉 米籽粒。 一般發(fā)生年份玉米可減產(chǎn)l 0 %，大發(fā)生年玉米減產(chǎn)甚至可 超過可3 0%。玉米螟以幼蟲鉆入莖稈為害，比較隱蔽，農(nóng)藥難以觸 殺；同時(shí)，該蟲以老熟幼蟲在玉米秸稈、穗軸或根茬中越冬；玉米秸 稈又不能在冬天全部處理，使得玉米螟越冬基數(shù)龐大；因此，防治難 度很大。
農(nóng)民濫用高毒化學(xué)農(nóng)藥，嚴(yán)重污染農(nóng)田、果蔬以及周圍環(huán)境，造 成果蔬產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留量嚴(yán)重超標(biāo)，嚴(yán)重影響消費(fèi)者的身體健康， 同時(shí)也給果蔬的出口帶來阻礙，尤其是日本、歐盟等國加強(qiáng)了對我國 農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)后。這一系列的問題給我們的害蟲防治提出了新的 要求和挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)新的、有效的預(yù)測預(yù)報(bào)和防治方法顯得十分 迫切。
目前國際上最常見的害蟲防治技術(shù)包括自然天敵、微生物、化學(xué) 農(nóng)藥和化學(xué)信息素技術(shù)。其中，化學(xué)信息素技術(shù)具有專一選擇性、低 風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸引起全球各國的重視和推廣應(yīng)用。
4玉米螟的性信息素化合物的鑒定、合成以及應(yīng)用研究始于上世紀(jì)
七十年代。關(guān)于亞洲玉米螟性信息素中化合物(Z/E)-12-十四碳烯醇乙 酸酯的合成方法，國內(nèi)外均有報(bào)道Kkm①、Ando②、杜家緯@等以 長鏈炔醇為中間體，李正名@等使用有機(jī)硼試劑，完成了該性信息素 的合成(分別參見①、Klun J A， Bierl-Leonhardt B A， Schwarz M, et al. Sex Pheromone of the Asian Corn Borer Moth [ J] . Life Science, 1980,27(17): 1603-1606.;②、Ando T， Saito C, Arai K, et al. (Z)-and (E)-12-Tetradecenyl Acetates: Sex Pheromone of Oriental Corn Borer (Lepidoptera: Pyralidae) [J] . Agric Biol Chem, 1980， 44(11): 2643-2649.;③、朱育新，王梅珍，杜家諱.亞洲玉米螟性信息素的 改良合成，昆蟲學(xué)研究集刊[C].第七集，上海上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1987， 13-17.)，以上方法存在原料昂貴、反應(yīng)條件苛刻、步驟長等問題；陳 家威 、劉復(fù)初@、李久明^^等以1， 12-十二碳二醇和10-十一碳烯醇 或Z-15-二十四碳烯酸或10-羥基癸酸為起始原料，通過多步反應(yīng)得到 i亥《言肩、素(分別參見⑤、陳家威，蔣濟(jì)隆，盧軍.亞洲玉米螟性信息素的改良 合成[J].有機(jī)化學(xué)，1989， 9:80-83.;⑥、劉復(fù)初，林軍.亞洲玉米螟性信息素 的簡便合成[J].有機(jī)化學(xué)，1995， 15:546-549.;⑦、李久明，黃國正，雍建 平等.亞洲玉米螟性信息素的合成新方法[J].農(nóng)藥，2007， 46(6): 388-389.)， 以上方法均存在實(shí)驗(yàn)步驟冗長、操作不便等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一 種采用廉價(jià)易得的原料、合成路線簡單合理，操作便利安全，原料利 用率高，合成時(shí)間短的亞洲玉米螟性信息素中化合物中十四碳烯醇乙 酸酯的合成方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是以乙基三苯基溴化膦和1 ， 12-十二碳二醇為起始原料，所述的l， 12-十二碳二醇經(jīng)單邊酯化反 應(yīng)得12-羥基十二碳醇乙酸酯，再經(jīng)過氧化反應(yīng)，得到12-氧代十二碳醇乙酸酯，所述乙基三苯基溴化膦和12-氧代十二碳醇乙酸酯經(jīng)Wittig
反應(yīng)，得到高順反比的亞洲玉米螟性信息素中的(Z/E)-12-十四碳烯醇 乙酸酯。本步驟得到的高順反比的亞洲玉米螟性信息素中的(2/￡)-12-十四碳烯醇乙酸酯的順反比為90/10。
進(jìn)一步設(shè)置是將高順反比的亞洲玉米螟性信息素中的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯經(jīng)構(gòu)型轉(zhuǎn)化，得到低順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇 乙酸酯。本步驟得到的低順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯的順反 比為25/75。
由于各個(gè)地區(qū)的亞洲玉米螟的性信息素中所含的(Z/E)-12-十四 碳烯醇乙酸酯順反比各不相同，因此可以將上述制得的高順發(fā)比的 Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯和低順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯 進(jìn)行混合可以得到多種順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯，以適應(yīng) 各個(gè)地區(qū)的實(shí)際需要。
本發(fā)明的反應(yīng)合成路線如下所示
AcOH/Conc.H2S04(cat.) HC) PhCH3/reflux
、OAc
PCC CH2CI2
CH3CH2PPh3Br
1) n-BuLi/THF,0'C,
2) 4/THF,-20'C
、OAc
NaN02(sol.)
HN03(sol.)
1/2=90/10
1/2=25/75
進(jìn)一步設(shè)置是所述的1， 12-十二碳二醇的單邊酯化反應(yīng)是將1， 12-十二碳二醇溶解在60-8(TC的甲苯中，加入催化量的98%質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的濃硫酸和100%摩爾百分?jǐn)?shù)的冰醋酸，在120-125"C下回流12-36小
時(shí)后停止反應(yīng)，經(jīng)過減壓除溶劑和溶解殘留物，洗滌，干燥，濃縮后，經(jīng)柱層析得到12-輕基十二碳醇乙酸酯，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯。
進(jìn)一步設(shè)置是所述的12-羥基十二碳醇乙酸酯的氧化反應(yīng)是將 12-羥基十二碳醇乙酸酯溶解在干燥的二氯甲垸中，加入120-150%摩 爾百分?jǐn)?shù)的氯鉻酸吡啶，室溫下攪拌3-5小時(shí)后，經(jīng)過濾，減壓除溶 劑與溶解殘留物，洗滌，干燥，濃縮后，經(jīng)柱層析得到12-氧代十二
碳醇乙酸酯，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯。
進(jìn)一步設(shè)置是所述的Wittig反應(yīng)是將120-140。/。摩爾百分?jǐn)?shù)的乙基
三苯基溴化膦溶解在無水四氫呋喃中，惰性氣體保護(hù)下充分冷卻到-20-(TC后，分批加入120-140%摩爾百分?jǐn)?shù)的叔丁醇鉀粉末，攪拌反 應(yīng)30-60分鐘后加入化合物12-氧代十二碳醇乙酸酯的四氫呋喃溶液， 反應(yīng)10-30分鐘，經(jīng)飽和氯化銨溶液或l-3mol/L稀鹽酸淬滅，乙醚稀 釋，洗滌，干燥，濃縮，快速柱層析得到(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯 的粗產(chǎn)品，再經(jīng)過減壓蒸餾得到高順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸 酯。
進(jìn)一步設(shè)置是所述的構(gòu)型轉(zhuǎn)化反應(yīng)是將高順反比的(Z/E)-12-十 四碳烯醇乙酸酯在惰性氣體保護(hù)下加熱至70-75°C，然后依次加入亞 硝酸鈉溶液稀硝酸溶液，攪拌反應(yīng)l-2小時(shí)后，冷卻至室溫，經(jīng)過稀 釋，洗滌，干燥，濃縮后，經(jīng)柱層析得到低順反比的(Z/E)-12-十四碳 烯醇乙酸酯。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于以價(jià)廉的乙基三苯基溴化膦和1， 12-十二碳 二醇為起始原料，經(jīng)過三步簡單反應(yīng)操作可以得到目標(biāo)化合物；制備 12-羥基十二碳醇乙酸酯時(shí)，避免使用價(jià)格相對昂貴的醋酸酐、乙酰 氯及吡啶等有機(jī)堿化合物，反應(yīng)的唯一副產(chǎn)物雙邊酯化的1， 12-十二 碳二醇可以轉(zhuǎn)化為原料重復(fù)使用；12-氧代十二碳醇乙酸酯的制備采 用PCC作為氧化劑，產(chǎn)率高，副反應(yīng)少，粗品可以不加分離地進(jìn)行 下一步Wittig反應(yīng)；乙基三苯基溴化膦和12-氧代十二碳醇乙酸酯進(jìn)行Wittig反應(yīng)所得的粗品化合物經(jīng)過快速柱層析，再經(jīng)過減壓蒸餾就 可以得到(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯，順反比為90/10，總收率為 45%;再將順反比為90/10的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯經(jīng)構(gòu)型轉(zhuǎn)化， 得順反比為25/75的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯。整個(gè)工藝采用相對 廉價(jià)易得的原料，實(shí)驗(yàn)步驟簡單合理，操作簡便易行，原料利用率高， 以較低成本在較短時(shí)間內(nèi)合成亞洲玉米螟性信息素中主化合物(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對本發(fā)明進(jìn)行 進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工 程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
12-羥基十二碳醇乙酸酯的合成在裝有滴液漏斗，分水器及冷 凝管的1L三頸瓶內(nèi)加入1， 12-十二碳二醇50.0g (0.24mol)和甲苯 (500mL)，加熱至7(TC，攪拌至固體溶解，滴加濃硫酸0.65mL (1.2g， 12mmol);加熱至回流，慢慢滴加冰醋酸13.8mL .(14.5g， 0.24mol) 的甲苯(50mL)溶液。滴完繼續(xù)回流20小時(shí)。冷卻，過濾除去析出 物，析出物用乙酸乙酯洗滌(2X50mL)，濾液減壓濃縮，殘余物溶 于乙酸乙酯，合并乙酸乙酯溶液，依次用飽和碳酸氫鈉和飽和食鹽水 洗滌，無水硫酸鎂干燥。減壓濃縮，粗品經(jīng)柱層析純化得白色粉末狀 固體30.3g，回收未反應(yīng)的二醇10.2g，雙邊酯化的二醇13.5g，收率 87%。
Z/E-12-十四碳烯醇乙酸酯1/2的合成在干燥的燒瓶中加入12-羥基十二碳醇乙酸酯30.3g (124mmo1)和干燥二氯甲烷(400mL)， 待固體溶解后，攪拌下分批加入氯鉻酸吡啶嗡鹽35.3g (161mmd)， 加完繼續(xù)攪拌4小時(shí)。過濾，殘留物用乙醚洗滌(2X50mL)，濾液
8減壓濃縮，殘余物溶于乙醚，合并乙醚溶液，依次用稀鹽酸、飽和碳 酸氫鈉和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥。減壓濃縮，粗品直接用 于下一步反應(yīng)。
將乙基三苯基溴化膦64.4g (174mmo1)溶于干燥的四氫呋喃 (350mL)，在冰浴和氬氣保護(hù)下分批加入叔丁醇鉀固體粉末 18.0g (161mmo1)，攪拌30分鐘，得紅色溶液。緩慢滴加上述粗品的 四氫呋喃溶液(盡量慢，滴加的速率直接影響收率)。攪拌10分鐘， 緩慢加入飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng)，加入乙醚稀釋反應(yīng)，依次用飽和 氯化銨溶液和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥。過濾，濃縮，經(jīng)快 速柱層析所得粗產(chǎn)品再經(jīng)減壓蒸餾(120-122°C/0.2mmHg)得無色液 體16.4g，收率52%， Z/E=90/10。
Z/E-12-十四碳烯醇乙酸酯1/2的構(gòu)型轉(zhuǎn)化取上述產(chǎn)品10.1g置 于燒瓶中，在氬氣保護(hù)下加熱至75X:，然后依次加入亞硝酸鈉溶液 2.5mL (2mol/L)和硝酸溶液1.7mL (2mol/L)，繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)。冷 卻至室溫，加入正己烷稀釋反應(yīng)液，依次用飽和碳酸氫鈉溶液、蒸餾 水和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥。過濾，濃縮，經(jīng)柱層析的無 色液體10.0g，收率接近100%， Z/E=25〃5。
9
權(quán)利要求
1.一種玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于以乙基三苯基溴化膦和1，12-十二碳二醇為起始原料，所述的1，12-十二碳二醇經(jīng)單邊酯化反應(yīng)得12-羥基十二碳醇乙酸酯，再經(jīng)過氧化反應(yīng)，得到12-氧代十二碳醇乙酸酯，所述乙基三苯基溴化膦和12-氧代十二碳醇乙酸酯經(jīng)Wittig反應(yīng)，得到高順反比的亞洲玉米螟性信息素中的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于將高順反比的亞洲玉米螟性信息素中的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯經(jīng)構(gòu)型轉(zhuǎn)化，得低順反比的(2/￡)-12-十四碳烯醇乙酸酯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于所述的l， 12-十二碳二醇的單邊酯化反應(yīng)是將1， 12-十二碳二醇溶解在60-8(TC甲苯中，加入催化量的98%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的濃硫酸和100%摩爾百分?jǐn)?shù)的冰醋酸，在120-125"C下回流12-36小時(shí)后停止反應(yīng)，經(jīng)過減壓除溶劑和溶解殘留物，洗滌，干燥，濃縮后，經(jīng)柱層析得到12-羥基十二碳醇乙酸酯，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于所述的12-羥基十二碳醇乙酸酯的氧化反應(yīng)是將12-輕基十二碳醇乙酸酯溶解在干燥的二氯甲烷中，加入120-150%摩爾百分?jǐn)?shù)的氯鉻酸吡啶，室溫下攪拌3-5小時(shí)后，經(jīng)過濾，減壓除溶劑與溶解殘留物，洗滌，干燥，濃縮后，經(jīng)柱層析得到12-氧代十二碳醇乙酸酯，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于所述的Wittig反應(yīng)是將120-140%摩爾百分?jǐn)?shù)的乙基三苯基溴化膦溶解在無水四氫呋喃中，惰性氣體護(hù)下充分冷卻到-20-(TC后，分批加入120-140%摩爾百分?jǐn)?shù)的叔丁醇鉀粉末，攪拌反應(yīng)30-60分鐘后加入化合物12-氧代十二碳醇乙酸酯的四氫呋喃溶液，反應(yīng)10-30分鐘，經(jīng)飽和氯化銨溶液或l-3mol/L稀鹽酸淬滅，乙醚稀釋，洗滌，干燥，濃縮，快速柱層析得到(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯的粗產(chǎn)品，再經(jīng)過減壓蒸餾得到高順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，其特征在于所述的構(gòu)型轉(zhuǎn)化反應(yīng)是將高順反比的(ZZE)-12-十四碳烯醇乙酸酯在惰性氣體保護(hù)下加熱至70-75°C，然后依次加入亞硝酸鈉溶液稀硝酸溶液，攪拌反應(yīng)l-2小時(shí)，冷卻至室溫，經(jīng)過稀釋，洗滌，干燥，濃縮后，經(jīng)柱層析得到低順反比的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玉米螟性信息素中十四碳烯醇乙酸酯的合成方法，以乙基三苯基溴化膦和1，12-十二碳二醇為起始原料，所述的1，12-十二碳二醇經(jīng)單邊酯化反應(yīng)得12-羥基十二碳醇乙酸酯，再經(jīng)過氧化反應(yīng)，得到12-氧代十二碳醇乙酸酯，所述乙基三苯基溴化膦和12-氧代十二碳醇乙酸酯經(jīng)Wittig反應(yīng)，得到高順反比的亞洲玉米螟性信息素中的(Z/E)-12-十四碳烯醇乙酸酯。本發(fā)明具有合成路線簡單合理，操作便利安全，原料利用率高，合成時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07C69/145GK101665430SQ20091015299
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者杜永均, 陳海濱 申請人:溫州醫(yī)學(xué)院