本发明属于化学合成领域，具体涉及一种桃蛀螟性信息素的工业合成方法。
背景技术：
桃蛀螟属鳞翅目螟蛾科。别名桃蛀野螟、桃实螟、桃蛀心虫、豹纹斑螟等。桃蛀螟食性杂，寄主广泛，可危害多种果树和农作物，如桃、李、杏、苹果、梨、板栗、石榴、向日葵花盘等。桃蛀螟幼虫不仅蛀食果实，影响果实发育，而且在果内排泄粪便，对果实产量、品质和商品价值等造成严重影响，给果农造成严重的经济损失。近年来，随着农业产业结构调整，桃树种植面积不断扩大，桃蛀螟发生日益严重。目前，桃蛀螟防控仍然以化学农药为主，长期化防不仅破坏了果园生态环境，还导致果品农药残留超标和害虫抗药性增强，并容易对人体健康造成伤害和隐患。昆虫性信息素在监测和防控桃蛀螟方面显示出良好的应用效果，是一种绿色环保、高效、可持续发展的防治手段。
konno等于1982年从蛀果型桃蛀螟雌蛾性腺中提取到一个组分，化学结构鉴定为反-10-十六碳烯醛。田间试验表明，反-10-十六碳烯醛和顺-10-十六碳烯醛的配比为9:1的引诱效果比纯的反-10-十六碳烯醛的引诱效果高3倍，因此顺-10-十六碳烯醛被推测为活性组分之一。1986年刘孟英等人合成了桃蛀螟性信息素，并证明了桃蛀螟的性信息素确为顺，反-10-十六碳烯醛的混合物。
国外对桃蛀螟性信息素的合成和应用研究比较多，国内虽然也做了许多相关的研究，但在合成方面仍然存在一些问题。按起始原料可分为炔化物路线和wittig反应路线两种，其中，炔化物路线原料较难得到，路线较长，还需要将炔键选择性还原；wittig反应路线较短，为了得到反式为主的烯烃，wittig反应所需的碱通常是正丁基锂或苯基锂。但是，这类金属有机化合物非常活泼，易燃易爆，反应条件要求苛刻，不适合大规模生产。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种原料易得，操作简便、产率高的桃蛀螟性信息素的工业合成方法。
为实现该目的，本发明提供了一种桃蛀螟性信息素的合成方法，按照以下步骤进行：
(1)以1，10-癸二醇为原料，经过单边溴代反应制得10-溴-1-癸醇；
在三口瓶内加入1，10-癸二醇，甲苯，48％氢溴酸(1.2eq)，加热至110℃，回流24小时后补加48％氢溴酸(0.44eq)，继续加热回流24小时，气相色谱检测有少量原料残留。冷却至室温加500ml石油醚稀释，分液分出氢溴酸，有机相依次用饱和碳酸氢钠和饱和盐水洗，无水硫酸钠干燥。旋干过柱得10-溴-1-癸醇。
(2)10-溴-1-癸醇与三苯基膦反应得到10-羟基癸烷基三苯基膦盐；
在三口瓶中加入10-溴-1-癸醇，乙腈，三苯基膦(1.1eq)，加热至94℃回流48小时。反应结束后，冷至室温，旋干乙腈。加入甲苯，加热回流至均相搅拌15min，冷至室温，倒出上层甲苯，重复两次。再用乙醚洗涤可得到白色固体10-羟基癸烷基三苯基膦盐。
(3)10-羟基癸烷基三苯基膦盐在碱的作用下与正己醛发生wittig反应得到顺式为主的10-十六碳烯-1-醇；
在机械搅拌的三口瓶内加入10-羟基癸烷基三苯基膦盐和四氢呋喃，n2开大，加入碱，控制反应温度在20℃以下，加毕室温搅拌半小时。冰浴冷至0℃，加入正己醛的四氢呋喃溶液，控制内温不超过5℃，滴加完毕，0℃反应半小时，室温搅拌1小时。加入饱和氯化铵淬灭，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取，有机相盐水洗，无水硫酸钠干燥。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化，得到10-十六碳烯-1-醇。
其中，碱为叔丁醇钾、二甲亚砜钠盐或氨基钠，优选叔丁醇钾；碱与10-羟基癸烷基三苯基膦盐的摩尔比为(2-2.5):1；碱与10-羟基癸烷基三苯基膦盐的摩尔比优选为2.2:1。
(4)顺式为主的10-十六碳烯-1-醇在对甲基苯硫酚的作用下异构化得到反式为主的10-十六碳烯-1-醇；
在单口瓶内依次加入10-十六碳烯-1-醇，对甲苯硫酚，油浴加热到80-120℃搅拌0.5-2小时。反应结束后，用乙酸乙酯萃取，有机相分别用10％氢氧化钠水溶液、水、盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，旋干，粗产物经过柱层析分离纯化，得到反式为主的10-十六碳烯-1-醇。
其中，对甲基苯硫酚的使用量为10-十六碳烯-1-醇质量的0.5-2％，优选1％。
(5)反式为主的10-十六碳烯-1-醇在氧化剂的作用下氧化为相应的烯醛。
其中，氧化剂为氧气或醋酸碘苯，氧气用量为20-40eq；优选醋酸碘苯；醋酸碘苯用量为1.2-1.6eq，优选1.4eq。
本发明方法具体合成路线如下所示：
本发明有益效果在于：本发明利用便宜而安全的碱进行wittig反应，先得到顺式为主的烯醇，再利用对甲基苯硫酚进行异构化得到反式为主的烯醇，条件明显温和，适宜于规模生产，避免了用丁基锂或苯基锂作碱所带来的易燃易爆安全隐患，反应条件苛刻，不适合大规模生产等问题。最后的氧化剂选用醋酸碘苯，而不用毒性大的氯铬酸吡啶盐(pcc)。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
10-溴-1-癸醇的合成
在2l的三口瓶内加入1，10-癸二醇(321g，1.712mol)，甲苯(1000ml)，48％氢溴酸(231ml，2.054mol，1.2eq)，加热至110℃，回流24小时后补加48％氢溴酸(84ml，0.753mol，0.44eq)，继续加热回流24小时，气相色谱检测有少量原料残留。冷却至室温加500ml石油醚稀释，分液分出氢溴酸，有机相依次用饱和碳酸氢钠(400ml×2)和饱和盐水(400ml×2)洗，无水硫酸钠干燥。旋干过柱得10-溴-1-癸醇(产率84％)。
实施例2：
10-羟基癸烷基三苯基膦盐的合成
在2l的三口瓶中加入10-溴-1-癸醇(357g，1.424mol)，乙腈(1000ml)，三苯基膦(409g，1.566mol，1.1eq)，加热至94℃回流48小时。反应结束后，冷至室温，旋干乙腈。加入500ml甲苯，加热回流至均相搅拌15min，冷至室温，倒出上层甲苯，重复两次。再用乙醚洗涤可得到白色固体10-羟基癸烷基三苯基膦盐，产率88％。
实施例3：
10-十六碳烯-1-醇的合成
在3l机械搅拌的三口瓶内加入实施例2所得季膦盐(655g，1.278mol)，四氢呋喃1000ml，n2开大，将叔丁醇钾(315g，2.812mol，2.2eq)分3-4次加入，控制反应温度在20℃以下，加毕室温搅拌半小时。冰浴冷至0℃，加入正己醛(213g，2.136mol，1.2eq)的四氢呋喃(200ml)溶液，控制内温不超过5℃，滴加完毕，0℃反应半小时，室温搅拌1小时。加入饱和氯化铵(500ml)淬灭，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取(500ml×2)，有机相盐水洗(500ml×2)，无水硫酸钠干燥。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为91:9)，产率77％。
实施例4：
10-十六碳烯-1-醇的合成
在3l机械搅拌的三口瓶内加入实施例2所得季膦盐(655g，1.278mol)，四氢呋喃1000ml，n2开大，将叔丁醇钾(287g，2.556mol，2eq)分3-4次加入，控制反应温度在20℃以下，加毕室温搅拌半小时。冰浴冷至0℃，加入正己醛(213g，2.136mol，1.2eq)的四氢呋喃(200ml)溶液，控制内温不超过5℃，滴加完毕，0℃反应半小时，室温搅拌1小时。加入饱和氯化铵(500ml)淬灭，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取(500ml×2)，有机相盐水洗(500ml×2)，无水硫酸钠干燥。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为91:9)，产率58％。
实施例5：
10-十六碳烯-1-醇的合成
在3l机械搅拌的三口瓶内加入实施例2所得季膦盐(655g，1.278mol)，四氢呋喃1000ml，n2开大，将叔丁醇钾(359g，3.195mol，2.5eq)分3-4次加入，控制反应温度在20℃以下，加毕室温搅拌半小时。冰浴冷至0℃，加入正己醛(213g，2.136mol，1.2eq)的四氢呋喃(200ml)溶液，控制内温不超过5℃，滴加完毕，0℃反应半小时，室温搅拌1小时。加入饱和氯化铵(500ml)淬灭，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取(500ml×2)，有机相盐水洗(500ml×2)，无水硫酸钠干燥。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为91:9)，产率78％。
实施例6：
10-十六碳烯-1-醇的合成
在干燥的100ml圆底烧瓶内加入无水二甲亚砜40ml，60％氢化钠4.8g
(121.8mmol，2.1eq)，加热至72℃搅拌1小时，冷至室温得到二甲亚砜钠盐备用。在250ml三口瓶内加入10-羟基癸烷基三苯基膦盐30g(58mmol)，四氢呋喃150ml，将制备好的二甲亚砜钠盐(121.8mmol)滴加其中，室温搅拌半小时。冰浴冷至0℃，滴加正己醛6.3g(63.8mmol，1.1eq)的四氢呋喃(20ml)溶液，滴加完毕后，0℃反应半小时，室温1小时。加入饱和氯化铵100ml淬灭，乙酸乙酯萃取100ml×2，有机相盐水洗50ml×2，无水硫酸钠干燥。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到顺式为主的10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为93:7)，产率74％(制备二甲亚砜钠盐需要氢化钠，产生氢气，有安全隐患)。
实施例7：
10-十六碳烯-1-醇的合成
在3l机械搅拌的三口瓶内加入实施例2所得季膦盐(655g，1.278mol)，四氢呋喃1000ml，n2开大，将氨基钠(110g，2.812mol，2.2eq)分3次加入，控制反应温度在20℃以下，加毕室温搅拌半小时。冰浴冷至0℃，加入正己醛(213g，2.136mol，1.2eq)的四氢呋喃(200ml)溶液，控制内温不超过5℃，滴加完毕，0℃反应半小时，室温搅拌1小时。加入饱和氯化铵(500ml)淬灭，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取(500ml×2)，有机相盐水洗(500ml×2)，无水硫酸钠干燥。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为91:9)，产率57％。
实施例8：
10-十六碳烯-1-醇的异构化
在250ml单口瓶内依次加入10-十六碳烯-1-醇100g，对甲苯硫酚1g，油浴加热到100℃搅拌0.5小时。反应结束后，用500ml乙酸乙酯萃取，有机相分别用10％氢氧化钠水溶液、水、盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到反式为主的10-十六碳烯-1-醇(顺反比为25:75)。e10-16oh图谱数据：1hnmr(300mhz,cdcl3):δ5.36-5.38(m,2h),3.62(t,j＝6.6hz,2h),1.27-1.96(m,24h),0.87(t,j＝6.9hz,3h)；13cnmr(75mhz,cdcl3):δ130.61,130.53,63.28,33.02,32.80,31.62,29.85,29.80,29.65,29.56,29.35,25.96,22.77,14.30.
实施例9：
10-十六碳烯-1-醇的异构化
在250ml单口瓶内依次加入10-十六碳烯-1-醇100g，对甲苯硫酚0.5g，油浴加热到100℃搅拌0.5小时。反应结束后，用500ml乙酸乙酯萃取，有机相分别用10％氢氧化钠水溶液、水、盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到反式为主的10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为35:65)。
实施例10：
10-十六碳烯-1-醇的异构化
在250ml单口瓶内依次加入10-十六碳烯-1-醇100g，对甲苯硫酚2g，油浴加热到100℃搅拌0.5小时。反应结束后，用500ml乙酸乙酯萃取，有机相分别用10％氢氧化钠水溶液、水、盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝15:1～10:1)，得到反式为主的10-十六碳烯-1-醇(顺反比例为23:77)。
实施例11：
10-十六碳烯-1-醇的氧化
在250ml圆底烧瓶中加入醋酸碘苯113g，4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物4.3g，二氯甲烷300ml，降到0℃滴加10-十六碳烯-1-醇60g，滴加完毕后0℃搅拌3小时。反应结束后加入硫代硫酸钠饱和溶液淬灭，二氯甲烷萃取，有机相用水洗，无水硫酸钠干燥，旋干后得到粗品。粗品加入到亚硫酸氢钠(90g)的水(400ml)溶液中，室温机械搅拌四小时，加入乙腈80ml搅匀后抽滤得到醛的亚硫酸氢钠盐。滤饼分别用水(100ml)、乙腈(50ml)、二氯甲烷(100ml×2)洗涤。抽干的滤饼转移到三口瓶中，加入水500ml、碳酸钾100g、石油醚200ml加热到60℃搅拌3小时，乙酸乙酯萃取得到游离的醛，有机相分别水洗、盐水洗，干燥旋干得到10-十六碳烯醛(顺反比例为25:75)，产率83％。e10-16ald图谱数据：1hnmr(300mhz,cdcl3):δ9.71(s,1h),5.29(m,2h),2.36(m,2h),1.25-1.97(m,22h),0.85(t,j＝6.6hz,3h)；13cnmr(75mhz,cdcl3):δ202.80,130.41,130.21,43.89,32.56,31.39,29.70,29.58,29.33,29.19,29.04,22.63,22.07,14.05.
实施例12：
10-十六碳烯-1-醇的氧化
在250ml圆底烧瓶中加入10-十六碳烯-1-醇20g，九水合硝酸铁(0.1eq)，2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(0.1eq)，氯化钠(0.1eq)，二氯乙烷120ml，通入纯氧，控制气流速度(鼓泡器2～3个泡/秒)，室温搅拌过夜。反应结束后，砂芯漏斗里垫硅藻土抽滤，乙酸乙酯清洗滤饼50ml×4。旋干，粗产物经过柱层析分离纯化(洗脱剂石油醚/乙酸乙酯＝20:1)，得到10-十六碳烯醛(顺反比例为25:75)，产率75％。
对比实施例1：
10-十六碳烯-1-醇的异构化
在500ml单口瓶内依次加入10-十六碳烯-1-醇100g，碘1g，石油醚250ml，在光照条件下反应4小时，气相检测顺反比例没有变化，即不反应。延长反应时间至12小时，仍然没有反应。
1.一种桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，所述合成方法步骤如下：
(1)以1，10-癸二醇为原料，经过单边溴代反应制得10-溴-1-癸醇；
(2)10-溴-1-癸醇与三苯基膦反应得到10-羟基癸烷基三苯基膦盐；
(3)10-羟基癸烷基三苯基膦盐在碱的作用下与正己醛发生wittig反应得到顺式为主的10-十六碳烯-1-醇；
(4)顺式为主的10-十六碳烯-1-醇在对甲基苯硫酚的作用下异构化得到反式为主的10-十六碳烯-1-醇；
(5)反式为主的10-十六碳烯-1-醇在氧化剂的作用下氧化为相应的烯醛。
2.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)采用48％氢溴酸进行溴代反应，48％氢溴酸用量为1.64eq；溴代反应温度为110℃，反应时间48小时。
3.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，三苯基膦用量为1.1eq，反应条件为：加热至94℃回流48小时。
4.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，步骤(3)所述wittig反应中所用的碱为叔丁醇钾、二甲亚砜钠盐或氨基钠。
5.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，步骤(3)所述碱与10-羟基癸烷基三苯基膦盐的摩尔比为2-2.5:1。
6.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，步骤(4)所述对甲基苯硫酚的使用量为10-十六碳烯-1-醇质量的0.5-2％。
7.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，步骤(5)所述的氧化剂为氧气或醋酸碘苯。
8.根据权利要求1所述的桃蛀螟性信息素的合成方法，其特征在于，步骤(5)所述的醋酸碘苯用量为10-十六碳烯-1-醇的1.2-1.6eq，氧气用量为20-40eq。
技术总结