（有机化学专业论文）噁唑烷酮诱导昆虫信息素的合成.pdf

摘要 利用昆虫本身生理生化特性和行为特点作为害虫防治的技术日益受到人们 的重视，对昆虫性信息素和警戒信息素的研究尤为深入，而利用手性助剂诱导合 成具有光学活性的昆虫信息素是近年来最常用最有效的方法。 第一部分为文献综述，综述了近年来化学工作者在合成昆虫信息素方面的进 展以及一些合成策略，如利用不对称催化或手性助剂控制产物构型等；并提出了 本论文的设计思路。 论文的第二部分，以苯丙氨基酸为手性原料合成y ( 4 s ) 4 苄基2 嗯哗烷酮 手性助剂。苯丙氨基酸经还原得到三苯丙氨基醇，再与氯甲酸乙酯反应生成 - 乙酰氧羰基一l 一苯丙氨基醇，在碳酸钾存在下关环得到手性( 4 回4 苄基2 嗯唑 烷酮，化学总产率达8 3 8 。 第三部分以( 4 s ) - 4 苄基2 嗯唑烷酮为手性助剂诱导合成了切叶蚁警戒信息 素。( 4 s ) 4 苄基一2 - 嗯唑烷酮经丙酰氯功能化得n ( s ) - 4 一苄基- n 一 ( 2 回甲基- 戊酰基】 2 嗯哗烷酮，与碘丙烷在强碱作用下发生烷基化反应，烷基化产物经解脱得到 ( 回2 甲基戊醇，氧化后的醛经过与乙基格氏试剂加成、高锰酸钾氧化两步反应 合成了切叶蚁警戒信息素，化学总产率约为3 1 ，光学纯度达9 4 p p 。 第四部分以( 4 研一4 苄基2 嗯唑烷酮为手性助剂诱导合成了吉尼斯蚁警戒信 息素。利用丁烯酰氯对( 4 $ 4 苄基2 嗯唑烷酮进行功能化，所得产物( 4 回4 苄基 3 ( 2 ( l 3 丁烯酰基) 2 嗯唑烷酮与乙基溴化镁发生m i c h a e l 加成反应生成( 4 5 3 4 一 苄基一3 ( 3 ( 回甲基丁酰基) 2 嗯唑烷酮，经解脱得到的手性醇与t s c l l i b r 反应生 成( d 3 甲基溴戊烷，将( 回3 甲基溴戊烷制备为格氏试剂与吗啉酰胺反应合成 了吉尼斯蚁警戒信息素，化学总产率约为2 0 ，光学纯度为9 2 。 本论文合成了手性助剂( 4 5 3 4 苄基2 一嗯唑烷酮，并利用它成功诱导烷基化反 应和m i c h a e l 力h 成反应，合成了两种昆虫信息素。产物用i r 、1 hn m r 、b 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；( 4 5 3 - 4 苄基2 嗯唑烷酮；不对称诱导；昆虫警戒信息素 i i i a b s t r a c t t h et e c h n o l o g yr e c e i v e su n i v e r s a l r e c o g n i t i o n t h a tm a k eu s eo ft h e p h y s i o l o g i c a l ，b i o c h e m i c a l a n db e h a v i o r a lp e c u l i a r i t yo ft h ei n s e c tt op r e v e n tt h e i n s e c t ，s p e c i a l l y ，t h es t u d yo nt h es e xa n da l a r mp h e r o m o n eo fi n s e c t c h i r a l a u x i l i a r i e sw e r ew i d e l yu s e da n dh a db e e np r o v e dt ob et h em o s te f f i c i e n tw a yt o c o n t r o ls t e r i cc o n f i g u r a t i o nt os y n t h e s i z ep h e r o m o n e s t h ef i r s tp a r to fl i t e r a t u r er e v i e ws u m m a r i z e dt h ep r o g r e s so fi n s e c tp h e r o m o n e s s y n t h e s i si nr e c e n ty e a r sa n ds o m es t r a t e g yi ns y n t h e s i so fi n s e c tp h e r o m o n e s ，s u c ha s u s i n ga s y m m e t r i cc a t a l y s i so rc h i r a la u x i l i a r yt oc o n t r o lp r o d u c tc o n f i g u r a t i o n ，a n ds o o n t h e n ，b a s e do nt h ec o n s i d e r a t i o na b o v e ，t h ed e s i g ni d e ao ft h et h e s i sw a s d e s c r i b e d i nt h es e c o n ds e c t i o n ，( 4 3 3 4 b e n z y l o x a z o l i d i n o n ew a ss y n t h e s i z e du s i n g l - p h e n y l a l a n i n ea si n i t i a t i n gc h i r a lm a t e r i a l l p h e n y l a l a n i n ew a sr e d u c e dt oo b t a i n l - p h e n y l a l a n i n o l ，t h e n r e a c t e dw i t h e t h y l c h l o r o f o r m a t e t o o b t a i nn - e t h o x y c a r b o n y l - l p h e n y l a l a n i n o l ，a n df i n a l l yr i n g - f o r m e da tp r e s e n c eo fk 2 c 0 3 t o o b t a i n ( 4 3 3 4 - b e n z y l - o x a z o l i d i n o n e t h eo v e r a l ly i e l dw a su pt o8 3 8 i nt h et h i r ds e c t i o n ，a t t at e x a n aa l a r mp h e r o m o n ew a ss y n t h e s i z e db yu s f n g ( 4 回4 b e n z y l - o x a z o l i d i n o n ea sc h i r a la u x i l i a r y a f t e ra c y l a t i o no fo x a z o l i d i n o n ew i t h p r o p i o n y lc h l o r i d e ，w eo b t a i n e d ( 3 3 - 4 - b e n z y l - n - ( 2 $ - m e t h y l - p e n t a n o y l o x a z o l i d i n o n e i tw a sr e a c t e dw i t hp r o p y li o d i d ea tt h ep r e s e n c eo fn a h m d s ，r e m o v e df r o m c h i r a la u x i l i a r yt oo b t a i n ( 回一2 - m e t h y l p e n t a n 0 1 f o l l o w e do x i d a t i o nb ys o s p yt o o b t a i n ( s ) - 2 - m e t h y l p e n t a n a l f i n a l l y ( s ) 一2 - m e t h y l p e n t a n a l w a sc a r r i e do nr e a c t i o n s w i t he t h y lb r o m i d em a g n e s i u m ，a n do x i d a t i o nb yk m n 0 4t os y n t h e s i z ea t t at e x a n a a l a r mp h e r o m o n ei n3 0 o v e r a l ly i e l d ，a n do p t i c a lp u r i t yi su pt o9 4 e e i nt h ef o u r t hs e c t i o n ，g r e m a t o g a s t e ra n ta l a r mp h e r o m o n e sw a s p r e p a r e da l s o u s i n g ( 4 3 3 4 - b e n z y l o x a z o l i d i n o n ea sc h i r a la u x i l i a r y ( 4 3 3 4 - b e n z y l o x a z o l i d i n o n e w a sf i r s t l yf u n c t i o n a l i z e db yc r o t o n o y lc h l o r i d ea n dt h ep r o d u c tw a sr e a c t e dw i t h e t h y lb r o m i d em a g n e s i u mb ym i c h a e la d d i t i o n f o l l o w e dr e m o v i n gf r o mc h i r a l i v o x a z o l i d i n o n et oo b t a i nac h i r a la l c o h 0 1 t h e ni tw a sb r o m i d eb yt s c l l i b ra n d r e a c t e dw i t h p r o p i o n y lm o r p h o l i n e t o s y n t h e s i z eg r e m a t o g a s t e r a n ta l a r m p h e r o m o n e si n2 0 o v e r a l ly i e l da n dt h eo p t i c a lp u r i t yi su pt o9 2 t h i st h e s i s s y n t h e s i z e d ( 4 s ) 一4 一b e n z y l o x a z o l i d i n o n ea n dt w o i n s e c ta l a r m p h e r e m o n e su s i n gt h eo b t a i n e do x a z o l i d i n o n ea sc h i r a la u x i l i a r yw h i c hs u c e s s f u l l y c o n d u c t e dc h i r a l a l k y l a t i o n a n dm i c h a e la d d i t i o n a l lt h e p r o d u c t s w e r e c h a r a c t e r i z e db yi r ，1 h n m r ，1 3 c n m ra 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 e m o l e c u l es t r u c t u r e k e y w o r d ：c h i r a la u x i l i a r y ；( 4 s ) 一4 - b e n z y l - o x a z o l i d i n o n e ；a s y m m e t r i cs y n t h e s i s ； i n s e c ta l a r mp h e r o m o n e 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 何其他个人或集体已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，均已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：l 蜀昆墨良 日期：够年6 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；学校有权保存学位论文的 印刷本和电子版，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：f 习艮钆 指导教师签名：僭，粗老 日期：2 瞒6 日期：2 嘴b 2 第一部分综述 1 1 引言 第一部分综述 目前在农业生产上对于害虫的基本防治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，防治同益困难；二是破坏生态平衡，在防治害 虫的同时，大量天敌被杀伤，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，目前国内外有关研究部门均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r 益受到人们的 关注和重视【i 】。 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厨纠。从生物活性特点看，目前发现的信息素主要包括 性信息素、聚集信息素、报警信息素、追踪信息素等。 信息素种类【3 1 虽然繁多，但都具有以下特点：1 ) 绝大多数容易挥发；2 ) 由于其 结构中含有双键、醛、酮、羟基、环氧基、酯基等，因此信息素容易被氧化和生 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。 近年来的研究表明，各种昆虫信息素的主要成分既包括非手性的不饱和脂肪 族化合物，其中存在一个或更多双键( f i g u r e1 1 ) ，如蚕蛾性信息素；也包括脂环 的或杂环的，手性或非手性化合物( f i g u r e1 2 ) ，如跳蚤甲虫性信息素。其中，手 性的化合物大量地存在于各类昆虫信息素中。它们包括各种类别的化合物，如脂 环的，脂肪族的和杂环的化合物。 = 曳沙o h 1 蚕蛾性信息素 f i g u r e1 1 湖北人学硕十学位论文 f i g u r e1 1 所示的十六碳二烯一1 - 醇是蚕蛾的性信息素，它有四种顺反异构体， 经过测试后，发现只有( 1 0 e , 1 2 z ) - 十六碳二烯- 1 一醇这一种构型具有生物活性。 匆匆破加 化合物2 ( 1 r ，2 s )化合物3 ( 6 s ，7 r ) 化合物4 ( s s ，5 a r ) 4 l 厶物s ( s ) 跳蚤甲虫分泌的四种性信息素 f i g u r e1 2 f i g u r e1 2 t 4 1 所示为跳蚤甲虫分泌的四种性信息素，其中化合物2 的( 1 r ，2 s ) 构 型，化合物3 的( 6 s , 7 r ) 构型，化合物4 的( 5 s , 5 a r ) 构型，化合物5 的( $ 构型分别具有 生物活性。 根据上述信息素的结构，不难看出其合成的难点主要在于构建烯键和控制手 性。目前已有很多不对称反应用于信息素的合成，但只有很少的信息素能以比较 高的e b 值( 大于9 0 ) 合成，因而，对于此类化合物的全合成研究今后仍将是国内 外研究热点课题之一。相信随着一些新试剂、新合成策略、立体选择性反应的不 断引入将会使目标分子的合成更为精彩，合成工作的进展也必将更进一步促进这 类化合物构效关系的深入研究。 1 2 昆虫性信息素的合成 性信息素由成虫个体释放到体外，引诱同种异性个体进行交配行为的昆虫信 息素，也叫昆虫外性信息素。目前主要应用于两个方面：( 1 ) 诱捕害虫，用于虫 情测报；( 2 ) 用于迷向、干扰交配，减少子代危害。 2 0 0 7 年a r a t ay a j i m i t s 等人利用3 甲基丁3 烯1 醇和丁3 炔1 醇，经过一系 列反应合成了3 种( 化合物6 ，7 ，8 ) 豌豆象鼻虫性信息素( s c h e m e1 1 ) ，产率分别为5 2 ，4 7 ，4 9 。在室温时，丁3 炔1 醇在二氯x 2 ( q 5 2 ，4 环戊二烯1 基) 锆催化 作用下，反应以非螯合控制的方式进行而得到特定的e 构型产物；当二者在1 ，2 二氯乙烷中回流时，反应以螯合控制方式进行，得到的主要是z 构型的产物，由 第一部分综述 此很好的控制了产物的构型。这是合成该信息素的关键步骤，后续的一系列反应 都是常规反应，其中没有构型转变，最后得到了具有e ，z 结构的信息素。 k o h旦! 垒：型量旦 p r b r 2 甲基2 丁烯 r c o o h 6 r - 1 。l 鬻从。h 吐l 肜n 业= 丝屿p l + - 彩f o r 叶黜挲屿1 d e s s - m a r t i n p e r i o d i n a n e n a c l 0 2 ，n a h 2 p 0 4 2 - m e t h y l 2 - b u t e n e q 笪：丛丛也e 红q 鱼也垫i ， n a c l 0 2 ，n a h z p 0 4 2 - m e t h y l - 2 - b u t e n e 厶，c o o h 7 r ，c o o h x , - x a k 8 s c h e m e1 1 ( 5 z , 2 5 z ) 5 ，2 5 四十一碳二烯( 9 ) 和( 5 z ，2 7 z ) 一5 ，2 7 一三十三碳二烯( 1 0 ) 分别是雌 性嗜凤梨果蝇和棘蝇性信息素的主要成份，a k i r am o r i t a 掣6 1 人通过一系列反应 合成了这两种物质( s c h e m e1 2 ) ，产率分别为7 4 和7 6 。通过w i t t i n g y 鞲化反应 和磺基偶联反应确定产物为( z ，z ) 构型。 b r ( c h 2 ) 。o h p h s o ，m e b u l i ，h m p a p h s 0 2 ( c h 2 ) 。塑些骂p h s 0 2 ( c h 2 ) 。l c h 2 ) 4 c h 3 k h m d s 、= a ：n = 8 b ：n = 1 0 些，( h 2 c ) 3 h 3 c 、嘲( c h 2 1 y c h 坐c h 2 ) 4 c h 3 坠- i 百一 uy 纠i p h 0 2 s h 2 c ) 3 h 3 0 c h 2 汐c 助留p ) 4 c h 3 绳窑n 删= 8 s c h e m e1 2 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 ) 一3 ，7 二甲基2 十五 烷基乙酸酯( 1 1 ) 的合成。由于目标分子中存在3 个手性中心，所以合成路线较复杂 【7 1 ( s c h e m e1 3 ) 。该化合物的第一个手性中心由反应原料t h p 保护的( d 一乳酸乙酯 湖北人学硕十学位论文 引入，合成具有2 个手性中心的中间体( 4 s , 5 s ) 一4 ，5 一二甲基一丁内酯( 1 2 ) 。第三个手 性中心的引入来自原料( 2 r ) 2 甲基癸基锂，& 1 j ( 3 s , 4 s ) 一3 ，4 一二甲基- 丁内酯与吗啉生 成的酰胺类化合物，再l j ( 2 r ) 2 - 甲基癸基锂反应得到。 i c 0 2 e th y l 阶z n c u c ly l c 。：e t o t h p o t h p 瓤一瓤攀 一企o t h l p n ( i 0 卜l r ，一 n 2 h 4 ，k o h m e o h ，p p t s c h 3 c o c i e t 3 n ( 2 r ) - 2 甲基癸雏镩 q c o c h 3 入、，c 8 h 1 7 1 2 翌仝o i - i 一f - o n 斗， o t h p ，丫y c 8 h 1 7 ： o 二 m e s o 7 ，1 1 二甲基十七烷( 1 3 ) 是铁杉尺蠖松木树脂尺蠖的性信息素的主要成 份，h a j i m en a g a n o d , 组利用2 - ( 溴甲基) 丙烯醇酯为起始原料，经过九步反应制得 了此信息素的主要成份( s c h e m e1 4 ) ，总产率为1 4 。其中核心步骤是在m g b r 2 o e t 2 的条件下二乙基一4 苄氧基2 ，6 二亚甲基庚二酸乙酯与碘戊烷的反应，这步反 应具有很高的不对称立体选择性8 1 。 一csh i ii , b u s n he t 3 b c c 5 0 h 2 l e l 、t w c 0 2 e t ，1v 廿n 0 瓦i 一 喜喜 ： _八、 1 3 s c h e m e1 4 ( 1 r ，2 r ，a s ) 1 一乙酰氧基甲基2 ，3 ，4 ，4 四甲基环戊烷( 1 4 ) 是黑粉虫性信息素的 4 及 第一部分综述 主要有效成份。 j o c e l y n 等人在2 0 0 7 年报道了该信息素的合成，该路线的关键步 骤是第一步，异丁基异丁烯酸酯在多磷酸的催化下，产生环化反应，生成五元环 9 ( s c h e m e1 5 ) 。潜手性物质2 ，4 ，4 环戊一2 烯1 酮与二甲基铜锂试剂反应构造了环 上的两个手性中心，第三个手性中心由三氟化硼还原双键产生。 0 弓hf o h s c h e m e1 5 o 盘 f o 一 1 4 该信息素的有效成份为顺式构型，但是在多磷酸的催化下生成了五元环后， 如果按j 下常方式淬灭反应，得到的产物中顺式和反式的比例是8 2 ：1 8 有效成份较 少，必须使用一种螯合质子供体改变这种情况反应后将产物滴入5 0 的 m e 2 c u l i 乙醚溶液中，将混合溶液升温至_ 4 0 。c 搅拌3 h ，最后再将该溶液加入7 8 的乙基水杨酸酯的乙醚溶液中，慢慢升温到室温即可得到顺式产物和反式产物比 例为7 2 ：2 8 的信息素。 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 ( 2 z , 5 z - 十八碳二烯基) 3 壬基环氧乙烷( 1 5 ) 已经被确认为是该昆虫的性信息素主要成 份。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 足3 回消旋体这几种构型的混合物，两条路线得到的产物q b ( 2 s , 3 r ) 构型的产率不 至r j 4 0 f 1 0 1 ( s c h e m e l 6 1 7 ) 。该化合物两个手性中心的引入是在手性试剂( d ) d e t 催化下生成环氧丙烷过程中形成的。在引入两个顺式双键的设计上，a s h o t d x 组 试验了两条路线：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。 5 湖北人学硕十学位论文 c 9 h 伽 t - b u o o h t i ( o i - p r ) 4 ( d 讲( l f d e t b = & m g ，t h f ，r e f l u x ； c u l h m p a t h f a g n 0 3 s i 0 2 o c 。h 。一 h 2 ，p d c a c 0 3 e t c c m g b r ，c u f h m p a 夕h 气奈- o h a ，i o c 9 h l 厂厶乏，rr i 1 5 s c h e m e1 6 h 亡t 。h & t 产型h 瓦，h 知t r c g h 1 5 ( $ 4 甲基一壬醇( 1 6 ) 是黄粉虫信息素的主要成分俾构型仅有微弱活性) ，李焰等 【 ( s c h e m e1 8 ) 以天然樟脑衍生物莰烷1 0 ，2 磺内酰胺为手性助剂，经化后 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 e 。 器舔一稚一 叩。卜。h 当叫。一厶等掣，人。h s c h e m e1 8 6 。 - 岛 吾吨 第一部分综述 李焰 1 2 ( s c h e m e1 9 ) 等也利用樟脑磺内酰胺手性助剂诱导了桃潜蛾性信息素 ( 1 7 ) 的合成，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、二甲硫醚体系中反应得到r 和s 构型的产物。解脱后的醇与t s 基团反应生成 离去倾向大的酯类，再与1 0 氯1 癸烯的格氏试剂反应即得产物。 + c 1 坠塑 o m r + 1 t s c i ，p y 2 c h 2 = c h ( c h 2 ) 9 m g c i y 飞v ，、 y 八+ 1 7 ( i 己) i p 仔：9 5 。1 7 ( s 。) 。三e e = 。9 7 、 1 3 昆虫聚集信息素的合成 昆虫聚集信息素( a g g r e g a t i o np h e r o m o n e ) 是由昆虫产生，并能引起雌、雄两 性同种昆虫聚集行为反应的化学物质。昆虫聚集素在病虫害的防治作用主要体现 在以下两个方面：( 1 ) 以昆虫聚集信息素作为诱捕器的诱饵，定期检查诱捕的害 虫数量，从而为害虫的治理提供依据；( 2 ) 应用昆虫聚集信息素能有效对害虫进 行可持续治理。聚集信息素与杀虫剂混用，诱杀半翅目害虫以及一些鞘翅目害虫。 2 0 0 8 年k e n j im o r i 掣1 3 l 报道了以自制的( 5 尺) 5 ，9 ，二甲基8 癸烯1 炔为原料， 经过8 步反应合成德n 4 , 蠊聚集信息素( s c h e m e1 1 0 ) ：( 3 s , 1 i s ) 3 ，1 1 二甲基2 二 十六酮( 1 8 ) 。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 7 r 一 b 一出g l 小厦一l一尝 稚 湖北人学硕十学位论文 性碳由( d 5 甲基6 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 1 4 h 2 9 1 + 元从气：j 一 + 从些。v 淤 h ，p d c e t o a c ，e t 3 n 避h 。人心 亨 c 1 9 h 3 八八h o 卜c1 9 h 3 ，v 、入 沁一c 1 9 h 3 厂八厂v 入 h ，八且p d c h s 飞甜 s c h e m e1 1 0 1 8 j s y a d a v 等【h 】在2 0 0 8 年报道了香蕉根象甲聚集信息素( 1 s ，3 尺，5 r ，7 s ) 8 二 嗯1 乙基- 3 ，5 ，7 一三甲基一二环【3 2 1 】辛烷的合成( 1 9 ) ( s c h e m e1 1 1 ) 。该合成路线以 5 苯氧基( 2 日戊烯1 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( s c h e m e1 1 2 ) 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。 一b n 诊月r 尘坐幽 m b s- b n o 、飞 础y l v 访y l 劬盯6 l b r p t s c i ， 揄r a pd m e t o b n o 、 二 o h r o 酱产八 o e t o r o e t 第一部分综述 工q 芰一宜呈? s i 多 。 洲n 洲j 斗厂、o 。 s c h e m e2 1 l o o m e 堕呈曼塑! ：曼苎鱼生 t h f 。e t o h o = 9 0 ( g c ) ； p y s 0 3 ：a c r o s 公司，9 9 + ； k m n 0 4 ：上海国药试剂集团公司； 以上试剂未经处理，直接使用。 镁屑：a r ，天津市科密欧化学试剂开发中心，稀盐酸反复浸泡洗涤直到表面全 部变光亮，抽虑除水后快速用丙酮洗涤，迅速放进真空干燥器干燥储存。 溴乙烷：a r ，中国常州市光明生物化学研究所，用浓硫酸洗涤至不再产生颜色， 然后依次用水、n a 2 c 0 3 溶液洗涤，再用水洗，分出有机层，无水m g s 0 4 干 燥，过滤，滤液中加入五氧化二磷，回流5 小时，常压蒸馏。 无水二氯甲烷的制备：取二氯甲烷5 0 0 m l ，加入五氧化二磷( 1 2 9 ) ，4 5 。c 下搅拌回 流5 小时，常压蒸馏，所得的二氯甲烷封闭保存。 无水四氢呋喃的制备：取四氢呋喃5 0 0 m l ，加入无水硫酸镁( 1 0 9 ) ，搅拌8 小时， 过滤，滤液中压入钠丝，加入指示n - - 苯甲酮，回流5 小时，溶液变为蓝色， 常压蒸馏。注意：绝对无水四氢呋喃宜现取现用，未用完的四氢呋喃需及时 压入钠丝，密封储存。 无水乙醚的制备：取乙醚5 0 0 m l ，压入钠丝浸泡1 天，待气泡产生较少时，回流 5 小时，蒸出乙醚，重新压入钠丝，加入指示剂二苯甲酮，继续回流，如此 反复两到三次，直到溶液变为酱紫色，常压蒸馏。 4 l 湖北人学硕十学位论文 3 3 3 实验步骤 3 3 3 1 ( 4 s ) 4 苄基2 嗯唑烷酮( 2 ) 的合成 ( 4 s ) 4 苄基2 嗯哗烷酮( 2 ) 参照第二部分的合成方法。 3 3 3 2 ( 4 s ) 4 一苄基3 丙酰基2 嚼唑烷酮( 3 ) 的合成 在氮气保护下，将( 4 固一4 - 苄基2 一嗯唑烷酮( 3g ，16 9m m 0 1 ) ，d m a p ( 0 4 2g ， 3 4m m 0 1 ) 和三乙胺( 2 6m l ，1 8 8r e t 0 0 1 ) 投入装有无水二氯甲烷( 8 0m e ) 反应瓶中， 搅拌，用冰盐浴冷却至5 - , 一0 ，滴加丙酰氯( 1 8m l ，2 0 6m m 0 1 ) ，t l c 检测反 应，反应2h ，以饱和n h 4 c l 水溶液( 5m e ) 终止反应，用二氯甲烷萃取( 3 x 2 5m e ) ， 合并有机相并依次用n a h c 0 3 饱和溶液( 1 0m e ) ，n a c l 饱和溶液( 2 0m e ) ，水( 2 0 m e ) 洗涤，无水硫酸镁干燥，减压除去溶剂，残留物用甲醇重结晶，得白色固体 ( 3 ) ( 3 7 1 9 ，产率9 3 6 ) 。 a 0 2 2 斟9 9 2 。( c = 1 0 0 ，乙醇) 文献值【2 0 】 a 0 2 2 - + 9 9 5 。p = 1 0 1 ，乙醇) 】；m p 4 4 - 4 6 ： i r ( n a c i ) ，：3 0 3 0 ，2 9 8 0 ，1 7 8 0 ，1 7 0 5 ，1 4 5 5 ，1 3 8 5 ，1 2 4 5 ，1 2 1 0 ，1 0 8 0c m 一； 1 hn m r 6 ：1 2 0 5 ( t ，3 h ，j - - 7 2 h z ) ，2 7 7 5 ( d d ，1 h ，j - - 9 6 ，3 6 h z ) ，2 9 0 2 - 3 0 0 5 ( m ，2 h ) ，3 2 9 5 ( d d ，1 h ，j - - 3 6 ，1 0 2 h z ) ，4 1 5 4 , - - , 4 2 1l ( m ，2 h ) ，4 6 5 1 4 6 9 0 ( m ，1 h ) ，7 2 0 2 - - 。7 3 4 3 ( m ，5 h ) 。 c n m r ( c d c l 3 ) ：6 ：1 7 3 9 ，1 5 3 4 ，1 3 5 2 ，1 2 9 3 ，1 2 8 8 ，1 2 7 2 ，6 6 1 ，5 5 0 ， 3 7 8 。2 9 o 。8 2 。 3 3 3 3 ( 4 s ) - 4 一苄基- n - ( 2 s ) - 甲基一戊酰基】一2 一嗯唑烷酮( 4 ) 的合成 在氮气保护下，将化合物( 2 ) ( 3 5 0 9 ，1 5 1 m m 0 1 ) 溶解在无水四氢呋喃( 7 0m e ) 中， 搅拌并降温至7 8 c ，用注射器缓慢加入n a h m d s ( 8 m l ，2 m o l l ，16 m m 0 1 ) ，搅 拌1 h 后加入碘代正丙烷( 4 6 4m l ，4 8 m m 0 1 ) ，继续反应1 2h ，加入饱和氯化铵( 1 0 m e ) 终止反应减压去除溶剂，残留物依次以二氯甲烷( 2 x 2 5m e ) ，乙酸乙酉匕( 1 x 2 5 m e ) 萃取，合并有机相，以饱和食盐水( 1o m l ) 沈涤，无水m g s 0 4 干燥，减压蒸 4 2 第三部分切叶蚁警戒信息素的合成研究 馏，经硅胶柱层析( 展开剂乙酸乙酯：正己烷= l ：4 ) 得无色油状化合物( 4 ) ( 2 5 0g ， 产率6 0 6 ) 。 0 1 d 2 5 = + 4 5 6 。( 萨o 9 1 ，乙醇) ； i r ( n a c l ) v - 3 0 3 0 ，2 9 8 0 ，1 7 8 0 ，1 7 0 5 ，1 4 5 5 ，1 3 8 5 ，1 2 4 5 ，1 2 1 0 ，1 0 8 0c m 一； 1 hn m r 6 ：1 0 9 8 ( t ，3 h ，j - - - 7 2 h z ) ，1 2 2 8 1 2 6 2 ( m ，2 h ) ，1 4 1 3 ( d ，3 h ， j = 7 2 h z ) ，2 6 0 8 - 2 6 7 4 ( m ，1 h ) ，2 7 1 7 - - - 2 7 8 3 ( m ，2 h ) ，3 4 5 0 ( d d ，1 h ，, - - 3 ， 1 0 8 ，2 4 h z ) ，4 1 6 9 ( d d ，2 h ，户9 ，7 2 ，6 h z ) ，4 5 2 8 ( d d ，1 h ，j - - 7 2 h z ) ，4 6 5 7 - 4 6 9 1 ( m ，1 h ) ，7 2 0 2 - 7 3 4 3 ( m ，5 h ) 。 3 3 3 4 ( s ) 2 甲基- 戊醇( 5 ) 的合成 n a b h 4 ( 1 2 7g ，3 3 6 8m m 0 1 ) 溶解于水( 1 0m l ) 中，缓慢滴加至化合物( 3 ) ( 2 3g ， 8 4 2m m 0 1 ) 的四氢呋喃( 3 5m e ) 溶液中，t l c 检测反应进程，当原料消失后，滴加 1m o l l 的盐酸调至p h 6 ，减压蒸馏除去溶剂，用二氯甲烷萃取( 3 x 2 0m e ) ，合 并有机相，依次用饱和食盐水( 1 0m e ) ，水( 1 0m i ) 沈涤，无水m g s 0 4 干燥，经硅 胶柱层析( 过柱展开剂乙酸乙酯：j 下己烷= 1 ：1 0 ) 得无色液体化合物( 5 ) ( o 8 0gi 产率 9 3 7 ) 和白色晶体( 2 ) 1 3 8g ，回收率9 2 6 。 仅】d 2 0 一1 3 8 。( c = 1 6 8 ，m e o h ) 文献值t 2 1 1m d 2 0 一1 4 1 。( c ：2 0 0 ，m e o h ) ； i r ( n a c l ) v ：3 3 5 0 ，1 4 6 0 ，1 3 7 0 ，1 0 5 0c n l ； 1 hn m r 6 ：o 8 1 ( d ，j = 7h z ，3 h ) ，o 8 2 ( t ，乒7h z ，3 h ) ，1 2 1 5 ( m ，5 h ) ， 2 1 5 ( t ，户6 ，3h z ，1 h ) ，3 0 2 ( d d ，户1 0 ，6h z ，1 h ) ，3 2 8 ( d d ，卢1 0 ，6h z ，1 h ) 。 3 3 3 5 ( 回- 2 一甲基- 戊醛( 6 ) 的合成 将化合物( 4 ) ( o 6 5 9 ，6 3 7 m m 0 1 ) 溶解于二氯甲烷( 2 3 m l ) 中，室温下滴加 s o y p y ( 3 5 1 9 ，2 2 0 5 m m 0 1 ) l 拘d m f ( 5 m l ) 溶液，再 j i i ，3 , d i p e a ( 4 2 m l ，2 5 5 m m 0 1 ) ， 反应5 h ，依次用二氯甲烷萃取( 3 x 2 0m e ) ，饱和食盐水洗涤( 1x 1 0m l ) ，合并有机 相，减压蒸馏除去溶剂，经硅胶柱层析( 过柱展开剂乙酸乙酯：正己烷= 1 ：1 5 ) 得无 色液体( 6 ) ( o 5 8g ，产率9 0 5 ) 。 a l p 2 0 一2 6 2 。( c ：1 0 0 ，丙酮) 【文献值【2 2 j a f f o 一2 6 6 。( c ：o 9 5 ，丙酮) 】； i r ( n a c l l ，：1 7 4 5 ，1 4 6 3 ，1 3 7 5 ，1 11 0 ，9 8 0c m ； 4 3 湖北人学硕十学位论文 1 hn m r 6 ：o 8 2 0 ，j = 7h z ，3 h ) ，0 9 1 ( t ，j = 7h z ，3 h ) ，1 3 3 ( m 2 h ) ，1 5 4 ( m ， 2 h ) ，2 3 8 ( m ，1 h ) ，9 5 2 ( d ，j - - 1 7h z ) 。 3 3 3 6 ( d 4 甲基3 庚酮( 1 ) 的合成 将化合物( 5 ) ( 0 4 8 9 ，4 8 0 m m 0 1 ) 溶解在无水t h f ( 2 5 m l ) ，冰浴冷却至0 v ，加 入新鲜制备的e t m g c i ( 5 m l ，l m o l l ) ，反应2h ，缓慢加入冰水终止反应，减压蒸 馏除去溶剂，用二氯甲烷萃取( 2 x 2 0m e ) ，合并有机相，水沈( 1 x 1 0m e ) ，以无水 m g s 0 4 - 干燥，浓缩溶剂，得无色液体( 0 5 6 9 ，产率8 9 7 ) 。 将得到的无色液体化合物( 0 4 1 9 ，3 1 5 m m 0 1 ) 溶解于二氯甲烷( 2 0 m l ) ，加 入高锰酸钾( 1 5 0 9 ，9 4 6 m m 0 1 ) ，4 0 。c 回流4 h ，过滤除去多余高锰酸钾，二氯甲烷 萃取( 2 x 2 0m l ) ，水洗涤( 2 x 1 0m e ) ，减压蒸馏浓缩溶剂，经硅胶柱层析( 过柱展丌 剂为纯正己烷) 得无色液体化合物( 1 ) ( o 2 9g ，产率7 1 8 ) 。 a d 2 3 = + 2 1 o ( 严1 0 3 ，正己烷) 文献值【1 4 l a d 2 5 = + 2 2 0 a ：0 4 。( 严1 0 ，正己 烷) 】；e e = 9 4 i r ( n a c l ) 1 ，：1 7 1 5 ，1 4 6 3 ，1 3 7 5 ，111 0 ，9 8 0c m ： 1 hn m r j ：0 9 1 ( t ，3 h ，乒7h z ) ，1 0 8 ( t ，3 h ，j = 7h z ) ，1 1 2 ( d ，3 h ，j = 7 h z ) ， 1 15 1 5 0 ( m ，4 h ) ，2 4 5 , - - 。2 5 5 ( m ，3 h ) ； 1 3 c