（有机化学专业论文）噻唑硫酮诱导昆虫信息素的合成.pdf

摘要 目前在农业生产上对害虫的基本防治手段主要依赖于化学农药，但长期无节 制地使用农药带来许多副作用，人们开始研究利用昆虫信息素进行害虫的防治。 昆虫体内的信息素含量极其微小，要获得大量用于防治害虫的昆虫信息素必须通 过人工合成的方法，其合成难点主要是手性控制和双键构型控制。 利用手性助剂诱导不对称合成反应是近年来发展起来的不对称合成方法。其 中，e v a n s 开发出来的噻唑硫酮手性助剂是应用范围广、非常有效的手性辅助试 剂。 本文以( 研- 4 一苄基噻唑- 2 - 硫酮为手性助剂，成功诱导了m i c h a e l 加成反应， 并合成出了南方玉米根虫性信息素和椰树犀牛甲虫聚集信息素。 首先，在文献综述中，探讨了昆虫信息素的手性结构与其生物活性的关系， 概述了昆虫信息素的主要合成方法，如手性底物控制、手性辅助基团控制、手性 试剂控制以及手性催化剂控制等，并列举了一些有代表意义的合成实例。 接着，选用手性辅助基团控制的不对称反应方法，以( 研一4 一苄基噻唑一2 一硫 酮为手性助剂，诱导m i c h a e l i j l l 成反应，合成南方玉米根虫性信息素。从廉价易 得的天然苯丙氨酸出发，合成了手性诱导试) 蒂t j ( s ) - 4 - 苄基噻唑一2 一硫酮，然后与 丁烯酰氯进行- 酰化反应生成具有共轭双键的化合物，并在c u b r m e 2 s 作用下与 格氏试剂进行m i c h a e l i j h 成反应，得到以俾) 构型为主的加成产物( 固一4 一苄基 - 3 - ( 3 ( r ) 一甲基庚酰基) 一噻唑- 2 - 硫酮，光学纯度达至j j 9 2 d e ，再通过二异丁基 氢化铝选择性还原，获得南方玉米根虫性信息素的中间体俾) 3 甲基己醛和手性 助剂噻唑硫酮，解脱下来的手性助剂噻唑硫酮结构完整，回收率达到9 2 6 。另 一中间体季膦盐的合成由甲基环己醇出发，经溴化，缩酮保护得到。俾) 3 甲基 己醛与季瞵盐发生w i t t i g 反应，得到具有双键结构的不饱和链烃，经还原水解最 终成功合成出了南方玉米根虫性信息素很) 1 0 甲基- 2 十三酮。光学产率达 9 2 e e ，化学总产率2 0 6 7 。 最后，借鉴合成南方玉米根虫性信息素俾) 一1 0 甲基2 十三酮的经验，同样以 ( s ) - 4 - 苄基噻唑2 一硫酮作为手性助剂，利用- 酰化后的( 研一4 一苄基噻唑一2 一硫酮 诱导m i c h e a l 加成反应，通过n a b h 4 还原解脱得到保持构型的僻) 一3 一甲基庚醇和 噻唑硫酮手性助剂，解脱下来的手性助剂噻唑硫酮结构完整，回收率达到9 0 5 。 将职) 一3 一甲基庚醇用对甲苯磺酰氯酯化，再与n a c n 反应，所得产物水解后即可 得到椰树犀牛甲虫聚集信息素僻) 一4 一甲基辛酸。光学产率达9 3 e e ，化学总产率 3 9 4 5 。 产物和中间体用瓜、1 hn m r 、1 3 cn m r 、比旋光度等方法进行了结构表征， 波谱解析结果与化合物结构相符合。 关键词：手性助剂；噻唑硫酮；m i c h e a l 加成；昆虫信息素 h ab s t r a c t c u r r e n t l yt h ep e s tc o n t r o lm e a s u r e sm a i n l yr e l yo l lc h e m i c a lp e s t i c i d e si n a g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o n b u tt h el o n g t e r mu n c o n t r o l l e du s eo fp e s t i c i d e sh a v eb r o u g h t m a n ys i d ee f f e c t s p e o p l eb e g i nt or e s e a r c ho nt h eu s eo fi n s e c tp h e r o m o n e t h e p h e r o m o n ei nt h eb o d yo fi n s e c ti ss m a l la m o u n t i no r d e rt og e tal o to fi n s e c t p h e r o m o n ef o rt h ep r e v e n t i o ns y n t h e t i cm e t h o d sm u s tb eu s e d a n dt h ed i f f i c u l t yo f s y n t h e s i so fp h e r o m o n ei sc h i r a lc o n t r o la n dc o n f i g u r a t i o nc o n t r 0 1 c h i r a la u x i l i a r yi n d u c e da s y m m e t r i cs y n t h e s i si sd e v e l o p e dr a p i d l yi nr e c e n t y e a r s t h i a z o l i d i n e t h i o n ei st h em o s te f f e c t i v ea n dw i d e l yu s e dc h i r a la u x i l i a r yi na l l c h i r a la u x i l i a r i e s i nt h i st h e s i s ，w eh a v eu s e dt h i a z o l i d i n e t h i o n ec h i r a la u x i l i a r yt oi n d u c et h e a s y m m e t r i cm i c h a e la d d i t i o nr e a c t i o ns u c c e s s f u l l y ，a n ds y n t h e s i z e ds u c c e s s f u l l yt h e s e xp h e r o m o n eo ft h es o u t h e r nc o i t ir o o t w o r ma n dt h ea g g r e g a t i o np h e r o m o n eo f r h i n o c e r o sb e e r i e s f i r s to fa l l ，i nt h el i t e r a t u r er e v i e w ，w ee x p l o r e dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e c h i r a ls t e u c t u r ea n db i o l o g i c a la c t i v i t yo fi n s e c tp h e r o m o n e s g e n e r a l i z e dt h e s y n t h e s i so fi n s e c tp h e r o m o n e sw h i c hi n c l u d i n gc h i r a ls u b s t r a t e ，c h i r a la u x i l i a r y ， c h i r a lr e a g e n t sa n dc h i r a lc a t a l y s t st oc o n t r o li t ss t e r e oc o n f i g u r a t i o n a n dl i s t ss o m e e x a m p l e so ft h er e p r e s e n t a t i v eo f t h em e a n i n go f t h es y n t h e s i s t h e n ，u s e dc h i r a la u x i l i a r yt oi n d u c ea s y m m e t r i cr e a c t i o na n ds y n t h e s i z e dt h es e x p h e r o m o n eo ft h e s o u t h e r nc o r nr o o t w o r m ( s ) - 4 - b e n z y l t h i a z o l i d i n e - 2 一t h i o n ew a s s y n t h e s i z e du s i n gl - p h e n y l a l a n i n ea si n i t i a t i n gm a t e r i a l i tw a st r e a t e dw i t hc r o t o n y l c h l o r i d ea n du s e dt oi n d u c em i c h a e la d d i t i o nr e a c t i o nw i t hg r i g n a r de f f e c t i n go n c u b r m e 2 s o b t a i n e dt h ea d d i t i o np r o d u c tw h i c hw a sm a i n l y ( r ) 一c o n f i g u r a t i o n ： 俾) 一1 一( ( | s ) _ 4 一b e n z y l 一2 一t h i o x o t h i a z o l i d i n 3y 1 ) 3 一m e t h y l h e x a n 一1 - o n ea n dt h eo p t i c a l y i e l dw a s9 2 d et h r o u g ht h es e l e c t i v er e d u c t i o nb yd i i s o b u t y l a l u m i n i u mh y d r i d e ， w eg o tt h e i n t e r m e d i a t e 俾) - 3 - m e t h y l h e x a n a l a n dc h i r a la u x i l i a r yt h i a z o l i d i n e t h i o n e t h es t r u c t u r eo fr e m o v e dt h i a z o l i d i n e t h i o n ec h i r a la u x i l i a r yw a si n t e g r i t y ，a n d t h er e c o v e r yr a t er e a c h e d9 2 6 a n o t h e ri n t e r m e d i a t eq u a t e r n a r yp h o s p h o n a t ew a s i i i s y n t h e s i z e db yb r o m i n a t i o n ，k e t a lp r o t e c t i o ns t a r t i n g f r o m c y c l o h e x a n 0 1 俾) - 3 - m e t h y l h e x a n a l o c c u r r e d w i r i g r e a c t i o nw i t h q u a t e r n a r yp h o s p h o n i u m o b t a i n i n gu n s a t u r a t e dd o u b l eb o n ds t r u c t u r eo ft h eh y d r o c a r b o nc h a i n ，t h e nt h r o u g h r e d u c t i v eh y d r o l y z a t i o ns u c c e s s f u l l yo b t a i n e dt h es e xp h e r o m o n eo ft h es o u t h e r nc o r n r o o t w o r m ：僻) - 1 0 - m e t h y l t r i d e c a n - 2 - o n e t h eo p t i c a ly i e l dw a s9 2 e 巴a n dt h eo v e r a l l c h e m i c a ly i e l dw a s2 0 6 7 f i n a l l y ，a c c o r d i n gt ot h es y n t h e s i se x p e r i e n c eo ft h es e xp h e r o m o n eo ft h e s o u t h e r nc o r nr o o t w o r m 俾) 一10 - m e t h y l t r i d e c a n 一2 一o n e ，u s i n g ( 回4 - b e n z y l t h i a z o l i d i n e - 2 - t h i o n ea sc h i r a la u x i l i a r ya n dt oi n d u c em i c h a e la d d i t i o nr e a c t i o n ，t h r o u g ht h e r e d u c t i o nb ys o d i u mb o r o h y d r i d e ，o b t a i n e d 俾) 一3 一m e t h y l h e x a n a la n dt h ec h i r a l a u x i l i a r yt h i a z o l i d i n e t h i o n e t h es t r u c t u r e o fr e m o v e dt h i a z o l i d i n e t h i o n ec h i r a l a u x i l i a r y w a s i n t e g r i t y ， a n dt h e r e c o v e r y r a t er e a c h e d9 0 5 t h e n 俾) - 3 一m e t h y l h e x a n a lw a se s t e r i f i e dw i t hp t o l u e n e s u l f o n y lc h l o r i d ea n dt r e a t e dw i t h n a c n ，h y d r o l y z e da n df i n a l l ys u c c e s s f u l l ys y n t h e s i z e dt h ea g g r e g a t i o np h e r o m o n eo f r h i n o c e r o sb e e t l e s ：限) - 4 一m e t h y l o c t a n o i ca c i d t h eo p t i c a ly i e l dw a s9 3 e e a n dt h e o v e r a l lc h e m i c a ly i e l dw a s3 9 4 5 t h ep r o d u c t sa n di n t e r m e d i a t e sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi r ，1 hn m r ，1 3 cn m r ， s p e c i f i co p t i c a lr o t a t i o n ，e t c a n dt h es p e c t r u mr e s u l tw a sc o n f o r mt ot h em o l e c u l e s t r u c t u r e k e y w o r d s ：c h i r a la u x i l i a r i e s ；t h i a z o l i d i n e t h i o n e ；m i c h a e la d d i t i o nr e a c t i o n ； i n s e c tp h e r o m o n e i v 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者签名： 日期：年月日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以 允许采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的 前提下，学校可以公开学位论文的部分或全部内容。( 保密论文在解密后遵守此规 定) 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 第一章综述 第一章综述 1 1 概述 昆虫信息素是由昆虫体内释放到体外，可引起同种其它个体某种行为或生理 反应的微量挥发性化学物质【l 】。它具有以下几个特点：1 ) 绝大多数容易挥发：2 ) 结 构中含有双键、醛、酮、羟基、环氧基、酯基等，易被氧化和生物降解：3 ) 无直 接杀虫作用，可通过诱捕、迷向等方法间接防治害虫：4 ) 毒性很低，不污染环境：5 ) 生物活性很高，专一性强。从生物活性特点看，发现的信息素主要有性信息素、 追踪信息素、报警信息素、聚集信息素等。 目前，在农业生产上，防治害虫的手段主要依赖于化学农药，但是长期无节 制地使用农药带来了许多副作用，一是害虫抗药性的产生，致使用药量和用药浓 度不断增加，成本逐年提高，防治日益困难；二是破坏生态平衡，在防治害虫的 同时，杀伤大量天敌，造成次要性害虫的猖獗为害；三是污染环境，大量农药残 留于农作物、土壤和江河湖海中，又通过食物链的形式富集于人体，对人类造成 再次危害。因此，目前正在努力探索和研究害虫防治的新途径、新技术，这些研 究包括：新型、高效、低毒、低残留的化学杀虫剂的研制；天敌昆虫和微生物农 药的利用；昆虫绝育技术和昆虫激素的应用；其中，利用昆虫激素，特别是利用 昆虫性信息素进行害虫防治的研究正日益受到人们的关注和重视【4 】。 1 。2 物质立体构型与昆虫信息素活性关系 第一个被发现的昆虫信息素蚕蛾醇b o m b y k o l 是非手性的【2 】，但许多手性的昆 虫信息素f 1 2 0 世纪6 0 年代未陆续被鉴定出来。由于生物体对通讯物质具有高度的 手性识别能力，所以手性信息素中往往仅有一个对映体是有活性的，其他异构体 无活性，甚至对活性有抑制作用【3 j 。 手性信息素结构中，每一个对映体或非对映体单独使用都具有活性，如黄杉 大小蠹( d e n d r o c t o n u sp s e u d o t s u g a e ) 分泌像) 和( 劝一1 ，两个对映体单独使用都有活 性，两对映体按一定比例的混合物可达到最大的活性【5 】( 5 5 ：4 5 ，质量比) 。 湖北大学硕士学位论文 苟苟 f i g u r e1 1 一对对映异构体中，其中仅一个对映异构体具有活性，如蚂蚁( m y r m i c a s c a b r i n o d i s ) 的俾) 一2 ，而( 回2 没有活性6 1 。 人 f i g u r e1 2 在一对对映异构体中，每一个对映体都是活性所必需的，单独使用并不具有 活性。s u l c a t o l3 是沟贵d 、t ( g n a t h o t r i c h u ss u l e a t u s ) 雄虫产生的聚集信息素，通过 1 hn m r 分析3 的m o s h e r 酯，发现其对映体组成约y - , j 3 5 ：6 5 ( r s ，质量比) ，具有很 好的生物活性，而两对映体单独使用时没有生物活性【7 8 】。4 是土耳其扁谷盗 ( c r y p t o l e s t e st u r c i c u s ) 的聚集信息素，其两对映体单独使用均无活性，而8 5 ：1 5 的 纽) ，( 回一异构体的混合物显示出最大的生物活性9 1 。 i o h i o h k 天上尽 人 3 5 ：6 5 s u l e a t o l ( r ) 一3 s u l c a t o l ( s ) 3 + 8 5 ：1 5 (r)-4($一4 f i g u r e1 3 在一对对映异构体中，仅一个异构体有生物活性，其对映异构体对它的活性 有抑制作用。j a p o n i l u r e 职) 5 是日本金龟子( p o p i l l i a ja p o n i c a ) 的性信息素，研究 发现，( $ 5 对似) 5 的活性有很强的抑制作用，9 9 e e 的化合物5 的活性仅相当于 对映体纯的假) 5 的三分之二，9 0 e e 的化合物5 的活性是俾) 5 的三分之一，6 0 e e 的化合物5 没有活性【1 0 1 。 2 第一章综述 舞毒蛾( l y m a n t r i ad i s p p a r ) 性信息素d i s p a r l u r e 6 的两对映异构体首次被 m a r u m o 合成，其中( 7 r ，8 研6 活性最强，外消旋体次之，( 7 s , 8 r ) 6 对( 7 r ，8 s ) 6 的活 性有抑制作用【1 1 12 1 。l a r d o l u r e ( 3 r ，5 r ，7 r ) 7 是从河野脂蜗( i 盈r d o g l y p h l l sk o n o i ) q b 分离出的聚集信息素，其对映体( 3 墨5 s 7 | s ) 7 对其活性有抑制作用，所有立体异构 体的混合物仅有很小的活性【1 3 , 1 4 。 ( 7 r ，8 s ) - 6 u i i iii 里：_ h ( 3 r ，5 r ，7 r ) 一7 f i g u r e1 4 仅一个对映异构体有生物活性，其对映体对它的活性没有抑制作用。 ( 4 a s ，7 s ，7 a r ) 8 是m c e l v a i n 从荆芥中分离出来，它具有吸引猫科动物的特殊气味而 作为猫的引诱剂15 1 ，它也可作为巢菜修尾蚜( m e g o u r av i c i a ) 的性信息素1 6 1 ，其对 映体和非对映异构体对其均无抑制作用。9 是松干蚧( m a t s u c o c c u sj o s e p h i ) 性信息 素的主要组分【1 7 1 ，m o r i 合成了9 的两对映体并进行构效研究，发现( 尺) 9 为性信息 素，而其对映体没有活性，也没有抑制作用【18 1 。 h 0 ( 4 as , 7 s 7 ar ) - 8 僻) 。9 f i g u r e1 5 不同的立体异构体中显示不同的生物活性，呈现多种信息素。( 2 墨3 s 7 研1 0 的乙酸酯是红松锯角叶蜂( n e o d i p r i o nn a n u l u sn a n u l u s ) 、松红头锯角叶蜂 ( n e o d i p r i o n l e c o n t e i ) 和红松锯角叶蜂( n e o d i p r i o np i n e t u m ) 信息素的活性组分【1 9 】， 而( 2 s , 3 r ，7 r ) 1 0 的丙酸酯是类欧松锯蜂( d i p r i o ns i m i l e s ) 信息素的活性组分【2 0 1 ， 僻) - i p s d i e n o l l l 是美雕齿小蠹( i p sc a l l i g r a p h u s ) 和短喙齿小蠹( i p sav u l s e s ) 的信息 素组分，似混齿d , t ( i p sp a r a c o n f u s u s ) 使用( 劝一1 1 为其信息素2 1 1 。两种尺蛾科昆 3 r 僻 湖北大学硕士学位论文 虫通过信息素的立体异构体来区分各自的化学通讯系统，( 觎，7 国1 2 是白点焦尺 蛾( c o l o t o i sp e n n a r i a ) 的信息素，而( 6 s , 7 r ) 1 2 是暗点赭尺( e r a n n i sd e f o l i a r i a ) 的信 息素【2 2 】。 ( 2 s , 3 s , 7 s ) - 10 h 僻) - 1 1( 6 r ，7 s ) 一1 2 f i g u r e1 6 1 3 昆虫信息素的合成 昆虫信息素是具有高生理活性的化学信使，信息素的通讯通常需要包含几个 化合物，这些化合物既有非手性的不饱和脂肪族化合物，结构存在一个或更多的 双键，也包括脂环的或杂环的，手性及非手性化合物。其中，手性化合物大量地 存在于各类昆虫信息素中。 根据信息素的结构，其合成的难点主要在于构建烯键和控制手性。现在已有 很多不对称合成方法应用于昆虫信息素的不对称中心的引入，其中有手性底物， 手性辅助基团，手性试剂以及手性催化剂等不对称合成方法。 1 3 1 手性底物控制昆虫信息素的立体选择性合成 由底物控制的不对称反应中，反应的立体选择性是由底物分子已有的手性中 心控制或诱导，新的不对称中心是由试剂与底物分子中的潜手性基团反应而形成 的。其最大优点在于反应的起始原料一般来自于天然的手性化合物，如氨基酸、 碳水化合物、萜类和合成的光学纯化合物，具有很高的光学纯度，因此对于新不 对称中心的形成常常可以达到很好的不对称诱导效果。 3 丁基5 甲基八氢吲嗪1 3 是印度小黄家蚁追踪信息素的主要成分， p h i l i p s e s 等早在1 9 7 5 就对此进行了合成，但产率不高，近年来不少科学工作 者对合成路线进行了重新设计，如张素红等【2 4 】在2 0 0 6 年对该信息素的合成进行了 报道( s c h e m e1 1 ) ，他们以( + ) 2 托品酮1 4 为原料引入手性中心，经过八步反应 合成了该物质，化学总产率达1 3 ，比旋光度与标准值仅相差0 2 。 4 第一章综述 h c ( o c h 3 ) 3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - p t s a c h 3 0 3 , - 7 8 c t h e n p p 蚝 殳日蔷。c h s 巢墨蔷岩等殳、，疹甏黼普努 c b z c b z o c b z ( - ) - m o n o m o r i n e1 3 s c h e m e1 1 c h u t i m ak u h a k a m 等口5 1 于2 0 0 8 年设计了另外一条路线来合成该物质的对映异 构体1 6 ( s c h e m e1 2 ) ，他们以手性化合物( r ) 2 甲酸甲酯环戊酮1 5 为原料，经过八 步反应，化学总产率达2 。 m e ! ! 丛璺丛：! ：! ：二送亘缝 2 ) p h s h o m e 12 丛生：! ：! ：三塑匹丝 2 ) p h s h z n i c h 3 c n s p hp h s o ，c 1 - - - ：一 n a o h 1 6 一p h 肌c p b a p h n a c n s c h e m e1 2 5 s p hn h 。o h - - - - - - - - - - - - - - ：- - - - - - 一 n a o a c z n c l ， - p h 一p h s p hn h ，o h ：一 n a o a c + t b 。m s 。儿。 o m e l i b u n a b h 4 坦幽堕墅 g 越 一 c z 湖北人学硕士学位论文 a n d r e iv b 等2 0 0 6 年报道了松木锯蜂性信息素( 2 s , 3 s , 7 s ) 3 ，7 二甲基2 十五 烷基乙酸酯1 8 的合成。由于目标分子中存在3 个手性中心，合成路线较复杂【2 q ( s c h e m e1 3 ) 。该化合物的第一个手性中心由经t h p 保护的( 回一乳酸乙酯引入，合成 具有2 个手性中心的中间体( 4 s , 5 s ) - 4 ，5 二甲基丁内酯1 7 。第三个手性中心的引入 来自原料( 放) 2 甲基癸基锂，e p ( 3 s , 4 s ) 一3 ，4 二甲基丁内酯与吗啉生成的酰胺类化 合物，再与( 2 r ) 2 甲基癸基锂反应得到。 i - c o ，e t d h p p p t s h 、l b r 避、l c 。：r o t h p o t h p 瓤一斌一氖旦备p o t h pr oo ：t h p a 1 型幽r 丫y c 8 h 1 7 n 2 h 4 ，k o h ，m e o h ，p p t s - - _ ；_ _ _ _ _ _ - _ l _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ - _ _ 卜 c h 3 c o c i ，e t a n _ o c o c h 3 黼c 8 h 1 7 1 8 s c h e m e1 3 2 0 0 8 年k e n j im o i l 等2 7 1 报道了以自制的( 5 r ) 5 ，9 二甲基8 癸烯1 炔1 9 为原 料，经过8 步反应合成德国小蠊聚集信息素：( 3 s , 1 i s ) 3 ，1 1 二甲基一2 一二十六酮 2 0 ( s c h e m e1 4 ) 。该信息素包含2 个手性中心，3 位手性碳由原料直接引入，1 1 位手性碳由( d 5 甲基6 一溴己烯的格氏试剂与醛类物质反应构造，反应产率为 5 7 c 。h 2 9 i + 烈 1 9 三， 。办 c 1 4 h 2 三 l c ，9 h ，n 6 一 租 c 第一章综述 h 2 ，p d c e t o a c ，e t 3 n 亨言 言三 c 1 9 h 3 ，v 、八w c 1 9 h 3 ，v 、八w o ho m s h s 一苦h s 嘶 s c h e m e1 4 1 3 2 手性辅助基团控制昆虫信息素的立体选择性合成 手性辅助基团控制的不对称反应中，其立体选择性是通过分子内已有的手性 中心控制的，但手性中心不是底物分子中固有的，而是通过形成化学键的方式将 一手性基团特意引入到底物分子中，使其在反应中临时起到不对称诱导作用，在 反应结束后将其除去。 ( 研_ 4 甲基壬醇2 2 是黄粉虫信息素的主要成分，2 0 0 1 年，李焰等2 8 ( s c h e m e1 5 ) 以樟脑磺内酰胺2 1 为手性助剂，经姗化后在丁基锂、h m p a 体系中与卤代烃 发生烷基化反应，后经解脱、溴化等反应制得了该信息素，产率4 0 - ，对映异构 体纯度可达9 7 e 巴。 甏器酥 b u l i h m p a 门- c 5 h 1 l c ，h 。卜。h3c ，h 。卜阱厶 s c h e m e1 5 数 v 2 o b f 3 e t 0 2 c ，h 。人。h 2 2 李焰 2 9 ( s c h e m e1 6 ) 等利用樟脑磺内酰胺手性助剂2 l 诱导合成出了桃潜蛾性 信息素2 3 ，利用丁烯酰氯功能化樟脑磺内酰胺，所得产物在丁基溴化镁、溴化亚 铜、二甲硫醚体有r 和躏型的产物。解脱后的醇与t s 基团反应生成离去倾向大的 酯类，再与l o 氯1 癸烯的格氏试剂反应即得产物。 7 湖北大学硕士学位论文 c 1 o 冯 室 弱 + 0 扇矿夕 2 凸三 + h o 、 i o 、 2 3 r i e e = 9 5 b u m g b r - - - - - - - - - - - - 二二- - - - - - - - c u b r ，m e 2 s 1h s c l ，p v _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ 。l 2 ) c h 2 = c h ( c h 2 ) g m g c ! + 弋、 2 3 s e e - - 9 7 s c h e m e1 6 金纹细蛾是对节果树具有极大危害的害虫之一，1 9 9 7 年，g r i e s 等【3 0 1 确定了 化合物2 7 是其雌虫产生的性信息素的主要成分，2 0 0 9 年，j h i l l us y a d a v 等【3 l 】利用 苄基嗯唑硫酮2 4 试剂作为不对称诱导试剂，通过烷基化反应得到两种具有手性中 心的化合物2 5 和2 6 ，经过偶联，还原等反应得到最终产物( 2 7 ) ( s c h e m e1 7 ) 。 s oi 篇挚6 一 l - ( ，i 再丽l ，- p l l p 1 i n a b h 4 t h f 学一 t p p ，1 2 ，0 c d i b a l h d c m - 4 0 1 、l 2 5 6 ￥ 2 6 d i b a l h d c m - 4 0 介人r h n 必夕y l o h介人c h o 必分从o h 8 冯妒 c t l _ n 一 垒 一 第一章综述 + 2 5 n a h ，d m s o t o s m | c t b a l a qn a o h ，d c m 夕飞一八上 三八， 2 7 s c h e m e1 7 l i ，l i qn h 3 e t h e r ，2 h ，8 0 切叶蚁是分布极广的蚂蚁科目中最大的亚科中一种，当人体被咬伤后，伤口 如火灼伤般疼痛感，严重的甚至产生过敏性休克而死亡，它取食作物的种子、果 实、幼芽、嫩茎与根系，给农作物造成相当程度的损害，利用切叶蚁警戒信息素 对其进行防治的方法屡有报道。黄锦霞等【3 2 1 以2 一吡咯烷甲醇2 8 为手性助剂合成了 r s 两种构型的切叶蚁警戒信息素2 9 ，产物光学产率达8 5 以上( s c h e m e1 8 ) 。 ( c h 3 c h 2 c o ) 2 0 z 9 s c h e m e1 8 1 3 3 手性试剂控制昆虫信息素的立体选择性合成 由手性试剂控制的不对称反应，具有广泛的底物适用范围，是分子间控制的 不对称反应。常用的手性试剂有手性硼试剂、手性氢负离子还原剂和手性亲核试 剂等。 粉红蛾是一种常见的对树木有危害的昆虫，它分布范围广。( 2 s , 3 r ) 2 一( 2 z , 5 z - 十八碳二烯基) 3 壬基环氧乙烷3 0 已经被确认为是该昆虫的性信息素主要成分。 2 0 0 4 年，a s h o t d x 组报道了该信息素的两种合成方法，产物是具有( 2 s , 3 r ) ，( 2 r ，a s ) 消旋体构型的混合物，两条路线得到的产物中( 2 s , 3 r ) 构型的产率不至u 4 0 t 3 3 】 ( s c h e m e1 9 1 1 0 ) 。该化合物两个手性中心的引入是在手性试剂( d ) - d e t 催化下生 9 翠 昔 黔 牛 湖北大学硕十学位论文 成讣氧内烷过程中彤成的。在引入曲个顺式双键的设计上，a s h o t d 、组试验j 两 条路线：1 直接引入双键；2 先引入两个三键，再经过h 2 p d c a c 0 3 体系还原得到 两个顺式双键，后者的产率明显高于前者。 no 尸o h m c p b a ( d ) - o r ( l ) - d e t - c 9 hl 弋，o h l ，9 1 1旦c 9 hl119 t - b u o o h t i ( o i p r h 。9 1 1 1 9 。y 1 l y 7 只 b 厂、e t c 面c m g b 两r , c u i h m p a b r 制+ c 9 h l 广- 1 c 9 h 。j ：一一 3 0 s c h e m e1 9 h 2 ，p d - c a c 0 3 o c 9 h 1 厂上a 3 0 s c h e m e1 1 0 2 0 0 3 年，b y u n gt a ec h 0 掣3 4 1 报道了合成5 种昆虫信息素( 化合物3 1 3 5 ) 的方 法( f i g u r e1 7 ) ，该方法的关键步骤在于采用硼试剂对羰基还原得到带手性碳原子 的醇，再经过后续羟基保护和取代反应生成一系列长链醇类信息素，合成化合物 的e e 值均高于9 6 ( s c h e m e1 1 1 ) 。 o h 0 h i 、 僻) - 3 1 o h ( s ) - 3 2 俾) 一3 4 叉h l i o ( r ) - 3 5 f i g u r e1 7 1 0 ( 尺) - 3 3 第一章综述 o o h c o o a r r , j l s t o l y l - p 塑业兰避坠r s t o l y l - p 坐糕# 坠s t o l y l - p 酱。人o h o | i s t o l y l - p 芈帮t o 咖器b u l i , r i t m 酱r 人絮产介m 巾丽瓣 s c h e m e1 1 1 y a d a v 掣3 5 】在2 0 0 8 年报道了香蕉根象甲聚集信息素( 1 s ，3 j r ，5 r ，7 s ) 8 二嗯 一1 一乙基3 ，5 ，7 三甲基一二环 3 2 1 】辛烷的合成3 6 ( s c h e m e1 1 2 ) 。该合成路线以5 - 苯氧基( 2 目戊烯1 一醇为原料，经过1 3 步反应分别得到了2 种构型的产物。由于 该化合物分子含有多个手性中心，j s y a d a v 等采用多种方法控制化合物的手性， 使得合成步骤非常复杂，从起始原料到中间体化合物的化学总产率为3 6 ，而 从中间体出发合成目标分子的化学总产率仅为2 4 ，由此可见分子手性中心的 数量对合成路线设计的挑战。 b n m o h b n o 以r 幽b n o 峭 o h b n o 、一一，一丫7 。 翌：璺坚3 墨旦坚：垒里型r l b r j e t o ! ：卫婴垫! 堕i 墅q ! b f 3 o e t 2 o r ：上宜芝b d p 鱼l 6 b n o b n e t ! ) 丝：垒坚丛i 蜓旦 2 lb f 3 o e t 2 芝! ! ! ：! 星垒 d m a p b d p s + 6 b n 塑墨 e t h y lv i n y le t h e r e t b 。p s 6 b n 一 黪 趣气一o 一伊一 一 蘸 鼍、一 湖北大学硕十学位论文 o b n 1 3 4 手性催化剂控制昆虫信息素的立体选择性合成 由于手性催化剂控制的不对称反应，只需要催化量的手性化合物，而且在许 多情况下可以回收再利用，并常具广泛的底物适用范围，因此是一种最为经济、 最具有工业应用潜力的不对称合成途径。 瓦尼卡蚁报警信息素有2 种主要成分( f i g u r e1 8 ) ，分别为( 4 e , 6 s ) ( + ) 一4 ，6 二甲 基4 辛烯3 - 酮3 7 和( 3 e ，5 回( + ) 3 ，5 二甲基3 庚烯2 酮3 8 。2 0 0 6 年b i s w a n a t hd a s 等3 叼报道了这2 种物质的合成( s c h e m e1 1 3 ) ，他们以0 【、b 不饱和酮和醛为起始原 料，经过两步反应即得产物。反应的关键步骤为三氯化铟硼氢化钠催化下的间 接还原反应，这步反应也是分子中手性中心的形成步骤，反应总产率达到7 0 以 上，e e 值达至l j 9 0 。 oo 什r 卜 ( s ) - ( + ) 一m a n i c o n e 3 7 ( s ) 一( + ) 一n o r m a n i c o n e 3 8 f i g u r e1 8 文+ e t c h 2 c h o 一p 个 净 沁人+ 一、补鬻等去卜 o ho 战c n o 一“o ho 酱1 斗 。一一 il s c h e m e1 1 3 b i s w a n a t hd a s 3 7 1 ；i 生2 0 0 6 年报道了谷蠹的2 种聚集信息素( 化合物3 9 、4 0 ) 1 撇 1 2 x 认 3 - o 一 伊一 一 馥乏、一 什 第一章综述 ( f i g u r e1 9 ) 。 弗 r 以冬 f i g u r e1 9 他们以丙烯酸甲酯和醛类物质为原料，在d a b c o 的催化下反应，所得化合物 经过后续3 步反应即可得到目标化合物( s c h e m e1 1 4 ) ，反应步骤短，化学总产