(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法技术

本发明专利技术公开了茶尺蠖性信息素组分之一(3Z,6Z)‑9,10‑环氧‑十八碳二烯的合成方法，丙炔醇与溴辛烷偶联生成十一碳‑2‑炔‑1‑醇，十一碳‑2‑炔‑1‑醇经催化氢化得到顺‑十一碳‑2烯‑1‑醇；其与间氯过氧苯甲酸反应得到十一碳‑2,3‑环氧‑1‑醇；其羟基被对甲基磺酰氯磺酰化得到对甲基磺酰酯；将环氧化化合物在三叔丁基膦和氯代丁二酰亚胺条件下开环得到3‑氯‑2‑羟基十一烷基甲磺酸盐，然后在碱性条件下关环得到3‑氯‑1,2‑环氧十一烷；然后在正丁基锂和三氟化硼乙醚条件下开环，在碳酸钾条件下关环得到2‑辛基‑3‑(丙‑2‑炔‑1‑基)环氧乙烷；最后在碘代偶联试剂条件下得到2‑(辛烷‑2,5‑二炔‑1‑基)‑3‑辛基环氧乙烷；最后经氢化催化得到最终产物。该方法成本较低，适合规模制备。

【技术实现步骤摘要】
(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法
本专利技术涉及一种天然产物性信息素成分的新型合成方法，具体涉及一种(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法，属于药物合成领域。
技术介绍
我国茶区幅员辽阔，各区生态特点不同，茶树害虫种类很多，其中茶尺蠖是茶园尺蠖中发生最普遍、危害最严重的种类之一。茶尺蠖的泛滥，给茶叶生产带来了很大的损失。之前，茶尺蠖的防治主要是使用有机磷农药毒杀，但由于农药的大量使用，害虫已产生抗药性，再则化学农药对环境产生的污染和茶叶中农药的残留也令人担忧。近年来，随着生产力的迅速提高，生活条件的不断改善，人们对饮食质量的要求也越来越高,无论在国外，还是在国内，更加强调无农药、无重金属污染。因此，利用昆虫性信息素来防治茶园害虫茶尺蠖，提高茶叶的品质，具有较好的经济效益和生态效益。鉴定茶尺蠖性信息素的尝试在30多年前已经开始。Du(1978–1981)研究茶尺蠖的性信息素并鉴定了多种可能的成分，但是并没有报道这些成分的化学结构(日期未发表)。Li等人(1988)把(Z,Z,Z)-3,6,9-十八碳三烯基乙酸酯,(Z,Z,Z)-3,6,9-十八碳三烯和(Z,Z,Z)-3,6,9-十九碳三烯认定为茶尺蠖的性信息素(Lietal.1988)。Yao等人(1991)通过气相色谱-质谱分析法(GC-MS)推断(Z,Z,Z)-3,6,9-十八碳三烯和6,7-环氧-(Z,Z)-3,9-十八碳二烯是这种害虫的性信息素。在2017年我们课题组等人用全合成的方法经过十步反应合成了6,7-环氧-(Z,Z)-3,9-十八碳二烯，并对此化合物做了田间试验。但是发现该化合物的生物活性很差，甚至没有生物活性。为了进一步验证具体是哪种组分具有较好的生物活性。我们课题组对其另外的组分进行了合成研究。通过田间试验，(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的生物活性较好，但是其在较短的时间内失活。我们课题组在进一步对茶尺蠖信息素组分进行更深入的研究。然而，在最近30年以来，合成茶尺蠖性信息素组分的方法很少，且合成方法各自具有局限性。因此，合成具有高纯度的茶尺蠖性信息素组分，对实现茶园害虫的绿色防控具有重要意义。1986年，刘天麟等人以天然亚麻酸当做起始原料，与重氮甲烷酯化后，经氢化铝锂还原，对甲苯磺酰氯磺酰化，再经氢化铝锂还原，最后经过间氯过氧苯甲酸反应得到产物。该方法合成了茶尺蠖信息素组分(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯。其合成路线如图1所示。其缺点在于，天然亚麻酸价格昂贵,不适合规模制备。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中的不足，提出了一种改良的茶尺蠖性信息素合成新方法，该方法具有操作简便、成本较低、原料廉价易得等优点。上述茶尺蠖性信息素组分为(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯。本专利技术的合成路线如图2所示。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法，按照下述步骤进行：(1)在低温、氮气保护和碱的作用条件下，丙炔醇和溴辛烷在四氢呋喃溶液中反应过夜，生成产物十一碳-2-炔-1-醇；(2)将十一碳-2-炔-1-醇溶于有机溶剂中，在催化剂和氢气存在的条件下，经催化氢化4-6小时，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到顺-十一碳-2烯-1-醇；(3)在酸性条件下，将顺-十一碳-2烯-1-醇溶在有机溶剂中，室温搅拌过夜，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到十一碳-2,3-环氧-1-醇；(4)在碱性条件下，将十一碳-2,3-环氧-1-醇和甲基磺酰氯溶于有机溶剂中反应0.5-1.5小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到环氧乙烷-3-辛基-甲磺酸盐；(5)在碱性条件下，将环氧乙烷-3-辛基-甲磺酸盐和N-氯代丁二酰亚胺以及三叔丁基膦溶于有机溶剂中加热回流7-9小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到3-氯-2-羟基十一烷基甲磺酸盐；(6)在碱性条件下，将3-氯-2-羟基十一烷基甲磺酸盐溶于有机溶剂中反应4-6小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到3-氯-1,2-环氧十一烷；(7)在低温、氮气保护和碱性条件下，将3-氯-1,2-环氧十一烷和三氟化硼乙醚和三甲基硅基乙炔溶于有机溶剂中反应过夜，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到5-氯-1-(三甲基甲硅烷)十三碳-1-炔-4-醇；(8)在碱性条件下，将5-氯-1-(三甲基甲硅烷)十三碳-1-炔-4-醇溶于有机溶剂中反应4-6小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到2-辛基-3-(丙-2-炔-1-基)环氧乙烷；(9)在碱和碘代试剂的条件下，将2-辛基-3-(丙-2-炔-1-基)环氧乙烷和2-炔基戊甲磺酸酯在有机溶剂中，室温搅拌过夜，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到2-(辛烷-2,5-二炔-1-基)-3-辛基环氧乙烷；(10)将2-(辛烷-2,5-二炔-1-基)-3-辛基环氧乙烷溶于有机溶剂中，在催化剂和氢气存在的条件下，经催化氢化3-5小时，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯。步骤(1)中所述的低温为-78～0℃；所述的碱为正丁基锂；所述的丙炔醇和溴乙烷的摩尔比为1:1～4,优选为1:1.1。步骤(2)中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇或四氢呋喃，优选为甲醇；所述催化剂为P-2镍催化剂或Lindlar催化剂。步骤(3)中所述的有机溶剂为二氯甲烷；所述的酸为间氯过氧苯甲酸；所述的十一碳-2-炔-1-醇和间氯过氧苯甲酸摩尔比为1:1～3，优选为1:2。步骤(4)中所述的碱为三乙胺、吡啶或氢氧化钠，优选为三乙胺；所述的有机溶剂为二氯甲烷；所述的十一碳-2,3-环氧-1-醇和甲基磺酰氯的摩尔比为1:1～3，优选为1:1.5；所述的十一碳-2,3-环氧-1-醇与碱的摩尔比为1:1～3，优选为1:1.5。步骤(5)中所述的碱为N-氯代丁二酰亚胺和三叔丁基膦；所述的有机溶剂为甲苯；所述的环氧乙烷-3-辛基-甲磺酸盐、N-氯代丁二酰亚胺和三叔丁基膦的摩尔比为1:3:1～4，优选为1:3:3。步骤(6)中所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、氢化钠或氢氧化钠，优选为碳酸钾；所述的有机溶剂为乙醇或甲醇，优选为甲醇；所述的3-氯-2-羟基十一烷基甲磺酸盐和碱的摩尔比为1:1～7，优选为1:5。步骤(7)中所述的低温为-78～0℃；所述的碱为正丁基锂、氢氧化钾、碳酸钾或氢化钠，优选为正丁基锂；所述的有机溶剂为四氢呋喃或乙醚，优选为四氢呋喃；所述的3-氯-1,2-环氧十一烷与碱的摩尔比为1:1～3，优选1:2。步骤(8)中所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、氢化钠或氢氧化钠，优选为碳酸钾；所述的有机溶剂为甲醇或乙醇，优选为甲醇；所述的5-氯-1-(三甲基甲硅烷)十三碳-1-炔-4-醇和碱的摩尔比为1:1～7，优选1:5。步骤(9)中所述的碱为碳酸钾、碳酸铯或氢氧化钠，优选为碳酸钾；所述的碘代试剂为碘化亚铜和碘化钠；所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述的2-辛基-3-(丙-2-炔-1-基)环氧乙烷和2-炔基戊甲磺酸酯的摩尔比为1:1～5，优选为1:3。步骤(10)中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇或四氢呋喃，优选为甲醇；所述的催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.(3Z,6Z)‑9,10‑环氧‑十八碳二烯的合成方法，其特征在于，按照下述步骤进行：(1)在低温、氮气保护和碱的作用条件下，丙炔醇和溴辛烷在四氢呋喃溶液中反应过夜，生成产物十一碳‑2‑炔‑1‑醇；(2)将十一碳‑2‑炔‑1‑醇溶于有机溶剂中，在催化剂和氢气存在的条件下，经催化氢化4‑6小时，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到顺‑十一碳‑2烯‑1‑醇；(3)在酸性条件下，将顺‑十一碳‑2烯‑1‑醇溶在有机溶剂中，室温搅拌过夜，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到十一碳‑2,3‑环氧‑1‑醇；(4)在碱性条件下，将十一碳‑2,3‑环氧‑1‑醇和甲基磺酰氯溶于有机溶剂中反应0.5‑1.5小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到环氧乙烷‑3‑辛基‑甲磺酸盐；(5)在碱性条件下，将环氧乙烷‑3‑辛基‑甲磺酸盐和N‑氯代丁二酰亚胺以及三叔丁基膦溶于有机溶剂中加热回流7‑9小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到3‑氯‑2‑羟基十一烷基甲磺酸盐；(6)在碱性条件下，将3‑氯‑2‑羟基十一烷基甲磺酸盐溶于有机溶剂中反应4‑6小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到3‑氯‑1,2‑环氧十一烷；(7)在低温、氮气保护和碱性条件下，将3‑氯‑1,2‑环氧十一烷和三氟化硼乙醚和三甲基硅基乙炔溶于有机溶剂中反应过夜，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到5‑氯‑1‑(三甲基甲硅烷)十三碳‑1‑炔‑4‑醇；(8)在碱性条件下，将5‑氯‑1‑(三甲基甲硅烷)十三碳‑1‑炔‑4‑醇溶于有机溶剂中反应4‑6小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到2‑辛基‑3‑(丙‑2‑炔‑1‑基)环氧乙烷；(9)在碱和碘代试剂的条件下，将2‑辛基‑3‑(丙‑2‑炔‑1‑基)环氧乙烷和2‑炔基戊甲磺酸酯在有机溶剂中，室温搅拌过夜，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到2‑(辛烷‑2,5‑二炔‑1‑基)‑3‑辛基环氧乙烷；(10)将2‑(辛烷‑2,5‑二炔‑1‑基)‑3‑辛基环氧乙烷溶于有机溶剂中，在催化剂和氢气存在的条件下，经催化氢化3‑5小时，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到(3Z,6Z)‑9,10‑环氧‑十八碳二烯。...

【技术特征摘要】
1.(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法，其特征在于，按照下述步骤进行：(1)在低温、氮气保护和碱的作用条件下，丙炔醇和溴辛烷在四氢呋喃溶液中反应过夜，生成产物十一碳-2-炔-1-醇；(2)将十一碳-2-炔-1-醇溶于有机溶剂中，在催化剂和氢气存在的条件下，经催化氢化4-6小时，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到顺-十一碳-2烯-1-醇；(3)在酸性条件下，将顺-十一碳-2烯-1-醇溶在有机溶剂中，室温搅拌过夜，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到十一碳-2,3-环氧-1-醇；(4)在碱性条件下，将十一碳-2,3-环氧-1-醇和甲基磺酰氯溶于有机溶剂中反应0.5-1.5小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到环氧乙烷-3-辛基-甲磺酸盐；(5)在碱性条件下，将环氧乙烷-3-辛基-甲磺酸盐和N-氯代丁二酰亚胺以及三叔丁基膦溶于有机溶剂中加热回流7-9小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到3-氯-2-羟基十一烷基甲磺酸盐；(6)在碱性条件下，将3-氯-2-羟基十一烷基甲磺酸盐溶于有机溶剂中反应4-6小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到3-氯-1,2-环氧十一烷；(7)在低温、氮气保护和碱性条件下，将3-氯-1,2-环氧十一烷和三氟化硼乙醚和三甲基硅基乙炔溶于有机溶剂中反应过夜，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到5-氯-1-(三甲基甲硅烷)十三碳-1-炔-4-醇；(8)在碱性条件下，将5-氯-1-(三甲基甲硅烷)十三碳-1-炔-4-醇溶于有机溶剂中反应4-6小时，然后经过萃取、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到2-辛基-3-(丙-2-炔-1-基)环氧乙烷；(9)在碱和碘代试剂的条件下，将2-辛基-3-(丙-2-炔-1-基)环氧乙烷和2-炔基戊甲磺酸酯在有机溶剂中，室温搅拌过夜，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到2-(辛烷-2,5-二炔-1-基)-3-辛基环氧乙烷；(10)将2-(辛烷-2,5-二炔-1-基)-3-辛基环氧乙烷溶于有机溶剂中，在催化剂和氢气存在的条件下，经催化氢化3-5小时，经过抽滤、洗涤、干燥、柱层析纯化后，得到(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯。2.根据权利要求1所述的(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述的低温为-78～0℃；所述的碱为正丁基锂；所述的丙炔醇和溴乙烷的摩尔比为1:1～4,优选为1:1.1。3.根据权利要求1所述的(3Z,6Z)-9,10-环氧-十八碳二烯的合成方法，其特征在于，步骤(2)中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇或四氢呋喃，优选为甲醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新，单明伟，赵帅，
申请(专利权)人：常州大学，常州宁录生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32