1-Z-溴-1-烯烃化合物的新型稳定配方及其在制备信息素中的用途的制作方法

1-z-溴-1-烯烃化合物的新型稳定配方及其在制备信息素中的用途
技术领域
1.本发明涉及通式a的1-z-溴-1-烯烃的新型稳定组合物：
2.[化学式1]
[0003][0004]
这些组合物的特征在于它们另外包含至少一种包含4至6个之间的碳原子的环醚化合物，或者至少一种通式b的醚：
[0005]
[化学式2]
[0006][0007]
其中r1和r2是不具有与有机镁或有机锂反应的官能的碳基团。


背景技术：

[0008]
本发明的背景
[0009]
z-溴乙烯基化合物是制备某些有机分子，特别是制备鳞翅目性信息素的关键中间体。鳞翅目性信息素是具有8至20个碳原子，带有1至3个(任选共轭的)双键的线型不饱和有机分子。此外，这些分子还通过醇、醛或乙酸酯类型的极性官能来封端。
[0010]
每种性信息素的区别特征在于由昆虫发出的信息素信号必须是只特定于该昆虫的。通过给定信息素分子的以下一组化学特征使这种特异性成为可能：
[0011]-线型链长；通常这些链具有偶数个碳原子；
[0012]-末端官能选自醇、醛和乙酸酯官能；
[0013]-双键的数量和位置，因为一些鳞翅目信息素彼此的不同之处仅在于双键被三键代替；和
[0014]-每个双键的立体化学。
[0015]
此外，对于给定的信息素信号，这些分子中的几个可以以可变比例组合成信息素簇(bouquet)，这增加了信息素信号特异性的可能性。
[0016]
例如，考虑到11-十六碳烯醇衍生物类，观察到：
[0017]-z-11-十六碳烯醇及其乙酸酯是在欧洲和非洲造成灾难的地中海玉米螟的信息素簇的两种成分，而其e-异构体没有显著贡献。
[0018]-一方面，z-11-十六碳烯醛是黄杨树蛾的信息素的主要成分(80％)(与其e-异构体结合)；它也是棉铃虫的信息素的主要成分(95％)，也是稻螟(二化螟)的信息素的主要成
分，而e-十六碳烯醛对它们的信息素簇没有贡献，如网站www.pherobase.com所述。
[0019]
另一个例子是栎列队蛾(processionnaire du ch
ê
ne)的信息素簇，它主要由(z,z)-11,13-十六碳二烯基乙酸酯组成，其(e,z)异构体是一种驱虫剂。
[0020]
这表明当涉及到制备昆虫特异性信息素时，本领域技术人员必须制备的化学结构的选择性是多么重要(参见例如quero等.j.chem.ecology food.chem.1995,21,1957-1969)。现在，技术人员需要合成地复制这些信息素，以便能够在作物害虫生物防治的情况下使用它们。
[0021]
在制备鳞翅目性信息素的情况下，应该回忆一下，鳞翅目性信息素是具有8至20个碳原子，带有1至3个(任选共轭的)双键的线型有机分子，技术人员可以使用各种现有技术中描述的在长脂肪链中产生双键的方法。
[0022]
在长脂肪链中产生双键所选择的方法主要是wittig或wittig-horner反应。文献(参见例如专利ep0630877、us 5395993、us 6838576、ep0241335b1)中存在使用此类反应的许多实例。醛和磷内鎓盐之间的这些反应导致z/e选择性介于80/20至92/8之间。
[0023]
另一种所选择的方法包括在金属催化剂的存在下将卤化乙烯基与格氏试剂或炔化物偶联(参见例如cahiez,g.；avedissian,h.synthesis1998,1199；cahiez,g.等，chem.eur.j.2012,18,5860)。这种方法具有更高的立体选择性，因为它保留了起始卤代化合物的构型：如果技术人员仅具有z构型的卤化乙烯基化合物，则偶联后获得的烯烃将具有等效构型(quero等，j.chem.ecology food.chem.1995,21,1957-196)。当乙烯基化合物是溴化化合物时获得最佳产率。
[0024]
该最后一种方法的优点是不产生磷流出物。
[0025]
然而，该最后一种方法的工业转换的困难主要在于获得顺式/反式异构体比例足够稳定的溴化乙烯基化合物产品以便它们可以在经济的条件下保存，直到它们用作合成有机分子(例如这些信息素)的中间体，特别是因为它们的使用可以在不同于它们生产地的工业场地上进行。
[0026]
此外，某些有机分子(例如鳞翅目性信息素)的合成需要使用有机镁或有机锂，已知它们与环氧化物、酮和不饱和1-4酮通过亲核加成进行反应，与醇通过酸碱反应进行反应。
[0027]
因此，真正需要的是以下溴化乙烯基化合物：其顺式/反式异构体比例足够稳定以保留直到使用所述化合物作为合成中间体，并且其储存介质与随后与有机镁或有机锂的反应相容。
[0028]
现有技术
[0029]
过去曾研究过稳定卤化乙烯基化合物的技术；可以引用例如专利us2364588、us2355319和us2376075。然而，这三个专利只涉及广义卤代丁烯的稳定化，没有具体说明待稳定化合物的立体化学，也没有说明在储存时间后持续存在或获得的化合物的立体化学。
[0030]
因此，这三个专利没有使本领域技术人员找到稳定1-z-溴烯烃化合物的立体化学的解决方案。此外，它们没有解决具有与随后与有机镁或有机锂的反应相容的储存介质的问题。


技术实现要素：

[0031]
在本发明的背景下，发明人意外地发现，在包含1-z-溴烯烃化合物的组合物中，基于组合物的总重量，存在0.5重量％至30重量％的与有机镁或有机锂不反应的醚，随着时间的推移保持所述1-z-溴烯烃化合物的立体化学，从而使1-z-溴烯烃化合物在工业上可开发。
[0032]
这些组合物的另一个益处是它们与其随后与有机镁化合物偶联的用途相容；有机镁化合物通常也用醚稳定。因此，本发明的另一个目的是这些组合物在有机镁或有机锂的存在下通过有机金属偶联制备带有双键的信息素的用途。
[0033]
根据第一个方面，本发明因此涉及一种组合物，其包含：
[0034]-通式a的1-z-溴-1-烯烃：
[0035]
[化学式3]
[0036][0037]
其中，r是具有1至24个之间的碳原子的线型烷基；以及
[0038]-至少一种环包含4至6个之间的碳原子的环醚，任选被c1-c3烷基取代，优选被甲基取代；
[0039]-或者至少一种通式b的醚：
[0040]
[化学式4]
[0041][0042]
其中n介于1至4之间，m介于0至5之间，特别地介于1至5之间，优选地m介于1至3之间；
[0043]
r1和r2相同或不同，选自：具有1至8个碳原子的线型烷基或支化烷基。
[0044]
根据第二个方面，本发明涉及根据本发明的组合物在通式a的化合物1-z-溴-1-烯烃与选自有机镁和有机锂的化合物的偶联反应中的用途。
[0045]
根据第三个方面，本发明涉及根据本发明的组合物用于制备脂肪链信息素的用途。
具体实施方式
[0046]
在本发明的意义上，“与随后与有机镁或有机锂的反应相容的储存介质”是指其中只有通式a的1-z-溴-1-烯烃化合物是能够与有机镁或有机锂反应的储存介质。
[0047]
在本发明的意义上，“有机镁”是指具有碳-镁键的有机化合物。有机镁化合物类包括但不限于格氏试剂，所述格氏试剂为式r
’‑
mgx的混合有机镁化合物，其中r’为碳链且x为卤素，特别是通式y-(ch2)
n-mgx的化合物，其中n是介于2至20之间的整数，优选地n介于6至12之间，并且其中y是醚、醇化物(-omgx)、乙酰化物(-oc(o)ch3)或缩醛官能(
[0048]
[化学式5]
[0049][0050]
或
[0051]
[化学式6]
[0052][0053]
其中r3和r4是c1-c8烷基链，相同或不同，优选地r3和r4选自甲基、乙基或丙基)。
[0054]
在本发明的意义上，“有机锂”是指具有碳-锂键的有机金属化合物。有机锂化合物包括但不限于烷基锂，例如甲基锂、丁基锂或己基锂或通式r
”‑
li的化合物，其中r”是碳链，特别是通式y-(ch2)
n-li的化合物，其中n是介于2至20之间的整数，优选地n介于6至12之间，并且其中y是醚、醇化物(-oli)、乙酰化物(-oc(o)ch3)或缩醛官能
[0055]
([化学式7]
[0056][0057]
或
[0058]
[化学式8]
[0059][0060]
其中r3和r4是c1-c8烷基链，相同或不同，优选地选自甲基、乙基或丙基)。
[0061]
在本发明的意义上，“不稳定氢”是指具有酸性特征的氢原子，如例如但不限于醇、羧酸、胺以及伯酰胺和仲酰胺的氢。因此，不包含不稳定氢的醚不太可能产生质子。
[0062]
本发明的第一个目的是一种组合物，其包含：
[0063]-通式a的1-z-溴-1-烯烃：
[0064]
[化学式9]
[0065][0066]
其中，r是具有1至24个之间的碳原子的线型烷基；以及
[0067]-至少一种环包含4至6个之间的碳原子的环醚，任选被c1-c3烷基取代，优选被甲基取代；
[0068]-或者至少一种通式b的醚：
[0069]
[化学式10]
[0070][0071]
其中n介于1至4之间，m介于0至5之间，特别地介于1至5之间，优选地m介于1至3之间；
[0072]
r1和r2相同或不同，选自：具有1至8个碳原子的线型烷基或支化烷基。
[0073]
根据优选的实施方案，环醚选自四氢呋喃、甲基四氢呋喃和二氧杂环己烷。
[0074]
根据一个实施方案，通式a的化合物的基团r选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基。
[0075]
根据一个实施方案，通式b的化合物的基团r1和r2相同或不同，选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基和新戊基。有利地，化合物b是甲基叔丁基醚。
[0076]
根据一个实施方案，在根据本发明的组合物中，基于所述组合物的总重量，1-z-溴-1-烯烃的含量介于70重量％至99.5重量％之间，优选介于90重量％至99重量％之间，还更优选介于93重量％至98重量％之间。
[0077]
根据一个实施方案，在根据本发明的组合物中，基于所述组合物的总重量，醚的含量介于0.5重量％至30重量％之间，优选介于1重量％至10重量％之间，还更优选介于3重量％至10重量％之间。
[0078]
本发明的第二个目的是根据本发明的组合物在通式a的化合物与选自有机镁和有机锂的化合物的偶联反应中的用途。
[0079]
根据一个实施方案，本发明涉及根据本发明的组合物在通式a的化合物与式r
’‑
mgx的有机镁化合物的偶联反应中的用途，其中r’是碳链并且x是卤素。根据一个优选的实施方案，所述有机镁化合物具有通式y-(ch2)
n-mgx，其中n是介于2至20之间的整数，优选地n介于6至12之间，并且其中x是氯原子或溴原子，其中y是醚、醇化物(-omgx)、乙酰化物(-oc(o)ch3)或缩醛官能(
[0080]
[化学式11]
[0081][0082]
或
[0083]
[化学式12]
[0084][0085]
其中r3和r4是c1-c8烷基链，相同或不同，优选地r3和r4选自甲基、乙基和丙基)。
[0086]
优选地，反应在催化剂的存在下进行。
[0087]
根据另一个实施方案，本发明涉及根据本发明的组合物在通式a的化合物与通式y-(ch2)
n-li的有机锂化合物的偶联反应中的用途，其中n是介于2至20之间的整数，优选地n介于6至12之间，并且其中y是醚、醇化物(-oli)、乙酰化物(-oc(o)ch3)或缩醛官能(
[0088]
[化学式13]
[0089][0090]
或
[0091]
[化学式14]
[0092][0093]
其中r3和r4是c1-c8烷基链，相同或不同，优选地r3和r4选自甲基、乙基和丙基)。
[0094]
优选地，反应在催化剂的存在下进行。
[0095]
本发明的第三个目的是根据本发明的组合物用于制备脂肪链信息素的用途。
[0096]
根据一个实施方案，本发明涉及根据本发明的组合物在有机镁或有机锂和金属配合物的存在下通过偶联反应制备带有至少一个z构型不饱和度的鳞翅目信息素的用途。
[0097]
根据一个实施方案，根据本发明的组合物用于合成选自以下的化合物：z-7-癸烯-1-基乙酸酯、z-9-十二碳烯-1-基乙酸酯、z-9-十二碳烯-1-醇、z-11-十四碳烯-1-醇、z-11-十四碳烯-1-醇、z-11-十四碳烯-1-基乙酸酯、z-11-十四碳烯醛、(z)-十六碳-13-烯-11-炔-1-基乙酸酯、(z,z)-11,13-十六碳二烯-1-基-乙酸酯和(z,z)-11,13-十六碳二烯醛。
[0098]
根据一个实施方案，根据本发明的组合物用于合成选自以下的化合物：z-5-癸烯-1-醇、z-5-癸烯-1-基乙酸酯、z-7-十二碳烯-1-醇、z-7-十二碳烯-1-基乙酸酯、z-9-十四碳烯-1-醇、z-9-十四碳烯-1-基乙酸酯、z-9-十四碳烯醛、z-11-十六碳烯-1-醇、z-11-十六碳烯-1-基乙酸酯、z-11-十六碳烯醛、z-13-十八碳烯-1-基乙酸酯和z-13-十八碳烯醛。
[0099]
以下实施例旨在以非限制性方式说明本发明，并将提供对本发明及其范围的更好理解。
[0100]
实施例
[0101]
根据本发明的化合物的前体α,β-二溴酸的合成根据出版物k.mori,j.-l.brevet,synthesis,1991,1125中描述的方法获得。
[0102]
分析方法包括在hp 5890series ii设备上的气相色谱(gc)分析。色谱柱为optima delta 6.30m、0.25mm、0.25μm柱。
[0103]
烘箱遵循以下温度曲线：初始温度：40℃；初始时间5min；梯度5
°
/min；最终温度：125℃；持续时间15min。
[0104]
进样器温度为250℃，检测器温度为280℃，进样量为1μl，压力为6psi。样品在四氢呋喃(thf)中的浓度为75g/l。
[0105]
反应在20l夹套玻璃反应器中进行，蒸馏使用具有10个理论塔板的玻璃柱进行。
[0106]
实施例1：1-z-溴丁-1-烯的制备
[0107]
在事先用氮气吹扫过的干净反应器中，依次引入以下物质：
[0108]-2,3-二溴戊酸：3.830kg，其中质量纯度为86.6％(1当量)；和
[0109]-二甲基甲酰胺(dmf)：7.660l(2体积)。
[0110]
将冷却液冷却至-15℃。然后将溶液加热至55℃，然后以控制脱羧反应产生的co2并将反应介质温度保持在53℃和80℃之间的速率加入具有50重量％苏打的水溶液。
[0111]
在加入具有50重量％苏打的水溶液结束时，将反应器的温度升至110℃，首先在大气压下，然后在100毫巴的减压下，以去除水和产品的最后痕量。
[0112]
然后收集好的蒸馏馏分并通过水洗去除有机溶剂(dmf)。
[0113]
得到异构体过量为99.8/0.2且质量纯度》99％的1-z-溴丁-1-烯(1.414kg)。karl fischer滴定法测得的水含量小于0.15％。
[0114]
实施例2：1-z-溴己-1-烯的制备
[0115]
在事先用氮气吹扫过的干净反应器中，依次引入以下物质：
[0116]-2,3-二溴庚酸：3.5kg，其中质量纯度为88％(1当量)；和
[0117]-二甲基甲酰胺(dmf)：6.3l(2体积)。
[0118]
将冷却液冷却至-15℃。
[0119]
然后将溶液加热至55℃，然后以控制脱羧反应产生的co2并将反应介质温度保持在53
°
至80℃之间的速率加入具有50重量％苏打的水溶液。
[0120]
在加入具有50重量％苏打的水溶液结束时，将反应器的温度升至110℃，首先在大气压下，然后在100毫巴的减压下，以去除水和产品的最后痕量。
[0121]
然后收集好的蒸馏馏分并通过水洗去除有机溶剂(dmf)。
[0122]
得到异构体过量为99.7/0.3且质量纯度》99％的1-z-溴己-1-烯(1.175kg)。
[0123]
实施例3：根据本发明的组合物的制备
[0124]
将一定比例(以％计)的醚添加到实施例1的1-z-溴丁-1-烯(表示为c4)或实施例2的1-z-溴己-1-烯(表示为c6)中，z/e比的稳定性通过考虑z/e比在温控老化条件(表示为t95)下达到小于95％的z异构体水平的天数来研究。所研究的组合物的数据收集在下表中：
[0125]
[表1]
[0126][0127]
mtbe＝甲基叔丁基醚
[0128]
因此，本发明人已经证明，在1-z-溴丁-1-烯的情况下，无醚组合物表现出的异构体比例在4℃下在3天内从97.1/2.9变至95/5，而在1-z-溴己-1-烯的情况下，在4℃下在20天内从99.7/0.3变至95/5。另一方面，所有组合物(即使是具有有限比例的醚)在25℃下都获得了持续超过30天的立体化学稳定性，这使得它们适用于多步合成过程。
[0129]
为该实施例所选择的thf和mtbe是用于制备或使用有机镁或有机锂的常规溶剂。
[0130]
实施例4：本发明以外的组合物的制备和稳定性
[0131]
向实施例1的1-z-溴丁-1-烯中加入5％的烯烃类溶剂(戊烯)、或甲苯或氯化溶剂(二氯甲烷)。
[0132]
在包含烯烃(戊烯)类溶剂或甲苯的组合物的情况下，t95分别为9天和10天。
[0133]
在包含氯化溶剂(二氯甲烷)的组合物的情况下，t95高于20天，但引入的二氯甲烷
与有机锂和有机镁剧烈反应。
[0134]
实施例5：实施例3的组合物9在与brmgo-(ch2)
10-mgbr反应中用于制备z-11-十六碳烯醇的用途
[0135]
由氯癸醇得到的有机镁brmgo-(ch2)
10-mgbr的1mol/l溶液(44ml)在25℃在氩气下引入干燥的250ml配备有温度计和机械搅拌的四颈圆底烧瓶中。然后加入45ml的thf。将混合物冷却至-5℃。
[0136]
添加一份(14mg)乙酰丙酮铁(iii)。四颈圆底烧瓶的壁用4ml的thf冲洗。然后在5分钟内引入(z)-溴己-1-烯(6.52g)，同时保持介于-5℃至0℃之间的温度。在该温度下保持搅拌20分钟。
[0137]
加入1mol/l hcl溶液(80ml)，同时保持温度低于30℃。分离得到的两相：水相用3
×
20ml石油醚萃取；合并有机相，用mgso4干燥，过滤然后在旋转蒸发仪上浓缩。残余油在真空下蒸馏。0.04mmhg下的沸腾温度＝118℃。
[0138]
然后获得由z/e异构体比为97/3的11-十六碳烯醇(89％产率)的z和e异构体的混合物组成的无色油(8.6g)。
[0139]
实施例6：实施例3的组合物5用于合成松列队蛾信息素((z)-十六碳-13-烯-11-炔-1-基乙酸酯的用途
[0140]
在室温下，将二乙胺(35ml)(温度：19℃，无色介质)装入250ml配备有磁力搅拌的三颈圆底烧瓶中，然后通过真空/氮气顺序将反应介质惰性化。
[0141]-取10ml先前惰性化的二乙胺将10g的11-十二炔醇溶解。
[0142]-然后将20mg的pdcl2(橙色介质)和54mg的cucl(蓝色/紫色介质)加入到三颈圆底烧瓶中。在介质均质化之后，进行真空/氮气惰化(介质变成绿色，5℃的小吸热)。
[0143]-将9.7g具有9％thf的1-溴丁-1-烯溶液逐滴引入介质中。
[0144]-然后逐滴加入十二碳-11-炔-1-醇在二乙胺中的溶液。
[0145]-在60℃下保持搅拌5小时，直到介质变成浅棕色。
[0146]
在反应结束时，加入50ml的0.1n盐酸溶液，然后用甲基环己烷进行多次萃取。蒸发该溶剂之后，得到12.6g的97％(z)-十六碳-13-烯-11-炔-1-基乙酸酯，其z/e异构体比为98/2。