CN114380669A - 6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物和由其制备3,13-十八碳二烯-1-醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以下通式(1)的6‑羟基‑3‑己烯基烷氧甲基醚化合物:HOCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1(1),R1表示氢原子、具有1至9个碳原子的正烷基基团,或苯基基团;并且还涉及由6‑羟基‑3‑己烯基烷氧甲基醚化合物(1)制备下式(6)的3,13‑十八碳二烯‑1‑醇化合物的方法:CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OH(6)。
Description
技术领域
本发明涉及6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物和由其制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的方法。
背景技术
透翅螟(Carmenta chrysophanes)被公认是在澳大利亚危害柿子的害虫。据报道,对该害虫有效的传统杀虫剂应用的适当时机尚不清楚,且杀虫剂本身对该害虫的效果不太好(下文列出的非专利文献1)。杨树透翅蛾(白杨透翅蛾(Paranthrene tabaniformis))是北半球危害杨树最严重的害虫之一,已知难以防治。白杨透翅蛾的一种性信息素是3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(下文列出的非专利文献2)。因此,生物防治方法已引起人们的关注,性信息素物质的利用有望成为其中之一。
3,13-十八碳二烯-1-醇化合物提取自Carmenta foraseminis的成年雌虫,其近来在南美(包括秘鲁)严重破坏了可可树。该化合物被认为是一种性信息素候选物,预计将使用该化合物(下文列出的非专利文献3)。
用于制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的方法见下文列出的专利文献1所述。在该方法中,使起始材料1-己炔与1,8-二溴己烷在正丁基锂的存在下在四氢呋喃和六甲基磷酰三胺中发生偶联反应,以合成14-溴-5-十四碳炔。接下来,使用5%钯-硫酸钡作为催化剂和喹啉作为催化剂毒物将由此获得的14-溴-5-十四碳炔进行氢化,以使碳-碳三键还原为碳-碳双键来合成(5Z)-14-溴-5-十四碳烯。随后,使3-丁基-1-醇和锂在氨的存在下相互反应,然后与(5Z)-14-溴-5-十四碳烯进行偶联反应,以合成(13Z)-十八碳烯-3-炔-1-醇。然后,将(13Z)-十八碳烯-3-炔-1-醇的碳-碳三键还原为碳-碳双键。
另一种用于制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的方法见下文列出的非专利文献5所述。在该方法中,起始材料1,9-壬二醇的一个羟基基团用溴化氢进行半溴化,另一个羟基基团用2,3-二氢吡喃进行保护,以合成2-[(9-溴壬基)氧基]四氢-2H-吡喃。接下来,由此获得的2-[(9-溴壬基)氧基]四氢-2H-吡喃与1-己炔基锂在四氢呋喃和六甲基磷酰三胺中反应,然后用金属锂进行伯奇还原。然后,除去2-四氢吡喃基基团以获得10-十五碳烯-1-醇。随后,将由此获得的10-十五碳烯-1-醇的羟基在***和乙腈的混合溶剂中三苯基膦和作为碱的咪唑存在的情况下用碘进行碘化,以合成15-碘-5-十五碳烯。接下来,3-丁炔基四氢吡喃基醚与正丁基锂在四氢呋喃和六甲基磷酰三胺中反应,然后与15-碘-5-十五碳烯发生偶联反应以合成(13E)-13-十八碳烯-3-基四氢吡喃醚。随后,使用5%钯-硫酸钡作为催化剂和喹啉作为催化剂毒物将由此获得的(13E)-13-十八碳烯-3-基四氢吡喃基醚进行氢化,以使其3位的碳-碳三键还原为碳-碳双键。最后,除去2-四氢吡喃基基团。
3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物也被公认为是许多透翅类昆虫,如桃树钻心虫(桃透翅蛾(Synanthedon exitiosa))的性信息素(下文列出的非专利文献4)。据报道,3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物通过乙酰化3,13-十八碳二烯-1-醇化合物来制备(下文列出的非专利文献5)。
文献列表
[专利文献]
[专利文献1]KR-A-180056877
[非专利文献]
[非专利文献1]Richard A Vickers et al.,2001,Australian Journal ofEntomology,40:69-73.
[非专利文献2]Raimondas Mozuraitis et al.,2007,Z.Naturforsch.,62C:138-142.
[非专利文献3]Abstracts of the 1st Latin American Meeting of ChemicalEcology Colonia del Sacramento,Uruguay October 17-20,2010
[非专利文献4]D.G.Nielsen et al.,1975,Environmental entomology,3(1):451-454.
[非专利文献5]T.Ando et al.,2006,Biosci.Biotechnol.Biochem.,70(2):508-516.
[非专利文献6]Thomas J.Caggiano et al.Encyclopedia of Reagents forOrganic Synthesis:3694-3699.
发明内容
本发明待解决的问题
在专利文献1和非专利文献5中描述的制备方法中,大量使用六甲基磷酰三胺作为溶剂。这种溶剂是致癌的,这使得该方法难以工业应用。在加氢过程中使用了昂贵的钯催化剂,这使得该方法在经济上不太有利。这些方法中用作催化剂毒物的喹啉近来被认为对人体有不良影响,很难在工业上使用。偶联反应和伯奇还原中使用的氨即使在低浓度下吸入也会导致严重症状,并受《臭气防止法》(Offensive Odor Control Act)和《高压气体安全法》(High Pressure Gas Safety Act)的监管。这需要特殊的设备,使得这些方法不适合工业生产。这些方法使用金属锂,锂与水接触容易点燃,不利于工业应用。这些方法包括许多步骤。此外,在后一阶段通过还原在3位形成双键,这导致了以下风险,即在前一阶段通过还原在13位形成的双键也被氢化而生成副产物3-十八碳烯-1-醇,从而降低纯度。
发明概要
本发明是在这些情况下作出的,目的是提供一种有效制备高纯度的3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的方法。
通过深入研究以克服现有技术的上述问题,本发明人发现6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物是制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的有用起始材料。本发明人还发现,6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物使得能够以较短的步骤和高纯度有效地制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物,同时控制3位和13位的立体异构,从而完成本发明。
根据本发明的一个方面,一种用于制备下式(6)的3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的方法:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OH (6),
所述方法包括:
卤化以下通式(1)的6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物:
HOCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (1)
其中R1表示氢原子、具有1至9个碳原子的正烷基基团,或苯基基团
以制备以下通式(2)的6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物:
X1CH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (2)
其中X1表示卤素原子,且R1如上限定;
使6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)转化为亲核试剂,以下通式(3)的6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物:
MCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (3)
其中M表示Li、MgZ2、CuZ2或CuLiZ2,其中Z2表示卤素原子或6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基基团,且R1如上限定;
使亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)与以下通式(4)的12-卤代-5-十二碳烯发生偶联反应:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)6X2 (4)
其中X2表示卤素原子,
以制备以下通式(5)的3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (5)
其中R1如上限定;和
使3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)脱烷氧甲基化以制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)。
根据本发明的另一方面,提供一种用于制备下式(7)的3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物的方法:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OAc (7)
其中Ac表示乙酰基基团,
所述方法包括:
用于制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)的前述方法,和
乙酰化所得3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)以制备3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)。
根据本发明的另一方面,提供一种以下通式(1)的6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物:
HOCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (1)
其中R1表示氢原子、具有1至9个碳原子的正烷基基团,或苯基基团。
根据本发明,有可能以较短的步骤、高收率和高纯度制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)。
具体实施方式
6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)
首先,将解释以下通式(1)的6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物。
HOCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (1)
6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)中的R1表示氢原子、具有1至9个碳原子(优选1至5个碳原子、更优选1至2个碳原子)的正烷基基团,或苯基基团。
正烷基基团R1的实例包括直链饱和烃基,如甲基基团、乙基基团、正丙基基团、正丁基基团、正戊基基团、正己基基团、正庚基基团、正辛基基团和正壬基基团。
6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)的具体实例包括以下化合物:
(3E)-6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3E)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基乙氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基丙氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基丁氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基戊氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基己氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基庚氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基辛氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基壬氧甲基醚、(3E)-6-羟基-3-己烯基癸氧甲基醚和(3E)-6-羟基-3-己烯基苄氧甲基醚;和
(3Z)-6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3Z)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基乙氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基丙氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基丁氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基戊氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基己氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基庚氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基辛氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基壬氧甲基醚、(3Z)-6-羟基-3-己烯基癸氧甲基醚和(3Z)-6-羟基-3-己烯基苄氧甲基醚。
6-羟基-3-乙烯基烷氧甲基醚化合物(1)例如可根据包括以下两步的化学反应式合成。
首先,通式(9)的烷氧甲基3-丁炔基醚化合物与碱反应,然后与环氧乙烷反应以增加碳原子数,从而获得通式(10)的6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(第一步)。由此获得的6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10)的碳-碳三键被还原以获得6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)(第二步)。
下面将更详细地解释用于制备6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)的前述方法。
下面将首先解释烷氧甲基3-丁炔基醚化合物(9)。
通式(9)中的R1如通式(1)所限定。
烷氧甲基3-丁炔基醚化合物(9)的具体实例包括甲氧甲基3-丁炔基醚、乙氧甲基3-丁炔基醚、丙氧甲基3-丁炔基醚、丁氧甲基3-丁炔基醚、戊氧甲基3-丁炔基醚、己氧甲基3-丁炔基醚、庚氧甲基3-丁炔基醚、辛氧甲基3-丁炔基醚、壬氧甲基3-丁炔基醚、癸氧甲基3-丁炔基醚和苄氧甲基3-丁炔基醚。
同系化反应(其中烷氧甲基3-丁炔基醚化合物(9)与碱反应,然后与环氧乙烷反应,以增加碳原子数)中使用的碱的实例包括有机金属试剂,如正丁基锂、叔丁基锂、甲基氯化镁、甲基溴化镁、乙炔钠和乙炔钾;和金属氢化物试剂,如氢化钠和氢化钾。考虑到反应性,优选有机金属试剂。
考虑到反应性,相对于每mol烷氧甲基3-丁炔基醚化合物(9),使用的碱的量优选为1.0至5.0mol,更优选1.0至2.0mol。
考虑到反应性,相对于每mol烷氧甲基3-丁炔基醚化合物(9),使用的环氧乙烷的量优选为1.0至10.0mol,更优选1.0至3.0mol。
如有必要,可在上述同系化反应中使用溶剂。溶剂的实例包括常用溶剂,例如,醚类,如***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、四氢呋喃(THF)、环戊基甲基醚和1,4-二恶烷;烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯;氯化溶剂,如三氯乙烯、二氯甲烷和氯仿;非质子极性溶剂,如二甲亚砜、γ-丁内酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和六甲基磷酰三胺;以及腈类,如乙腈和丙腈。考虑到反应性,优选醚类,如***、四氢呋喃和4-甲基四氢吡喃。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol烷氧甲基3-丁炔基醚化合物(9),溶剂的量优选为50至3,000g,更优选100至1,200g。
下面将解释6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10)。
通式(10)中的R1如通式(1)所限定。
6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10)的具体实例包括6-羟基-3-己炔基甲氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基乙氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基丙氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基丁氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基戊氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基己氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基庚氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基辛氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基壬氧甲基醚、6-羟基-3-己炔基癸氧甲基醚和6-羟基-3-己炔基苄氧甲基醚。
还原以合成6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)的实例包括(i)催化加氢,(ii)在醇溶剂中使用锌化合物的还原,(iii)二烷基硼烷的硼氢化,然后质子化,(iv)在钯催化剂(如醋酸钯)的存在下,使用氢氧化钾和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的还原,(v)硅氢化以形成乙烯基硅烷,随后进行脱硅基作用(desilylation),(vi)铝氢化反应(hydroalumination)和(vii)伯奇还原。考虑到选择性和生产率,优选催化加氢(i),使用锌化合物的还原(ii),硼氢化然后质子化(iii)和铝氢化反应(vi)。如果希望以Z-选择性方式在6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)中形成碳-碳双键,则优选催化加氢(i)。如果希望以E-选择性方式在6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)中形成碳-碳双键,则优选铝氢化反应(vi)。
(i)催化加氢
催化加氢是通过在金属催化剂的存在下提供氢气进行的。
催化加氢中使用的金属催化剂的实例包括林德拉催化剂;镍催化剂,如P-2硼化镍催化剂(Thomas J.Caggiano et al.Encyclopedia of Reagents for OrganicSynthesis:3694-3699)(以下也称为“P-2Ni催化剂”);和钯催化剂,如钯碳和Pd-PEI(被聚乙烯亚胺聚合物(PEI)中毒的钯碳)。考虑到经济性,优选林德拉催化剂和镍催化剂。
金属催化剂的量根据所用的催化剂而变化,且当催化剂为固体如林德拉催化剂时,考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),优选为0.01至50g。相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),P-2Ni催化剂优选以0.001至0.50mol的量使用以还原为镍化合物。
固体催化剂可分散在溶剂中。
当金属催化剂具有高活性时,如有必要,可加入催化剂毒物。
催化剂毒物的实例包括胺化合物,如吡啶、喹啉和乙二胺;磷化合物,如三苯基膦、三甲苯基膦和亚磷酸三乙酯;以及硫化合物,如苯硫醇、二苯硫醚、二甲基硫醚和二甲亚砜。
催化剂毒物的量根据所用的催化剂毒物变化很大,考虑到反应速率和几何选择性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),优选为0.0001至10.0g。
催化加氢中使用的溶剂的实例包括烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯;腈类,如乙腈和丙腈;酯类,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙酸正丁酯;以及醇类,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、2-丙醇、2-丁醇和环己醇。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
当使用林德拉催化剂时,考虑到反应性,溶剂优选为烃,如己烷、庚烷、甲苯或二甲苯。当使用镍催化剂时,考虑到反应性,溶剂优选为醇,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或2-丙醇。当使用钯催化剂如钯碳时,考虑到反应性,溶剂优选酯,如乙酸甲酯或乙酸乙酯。
所用溶剂的量根据所用的催化剂和/或溶剂而变化,考虑到反应性,相对于每mol6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),优选为0至1,000g。
催化加氢的反应温度根据所用的催化剂和/或溶剂而变化,考虑到几何选择性,优选为0℃至到160℃,更优选20℃至100℃。
考虑到收率,催化加氢的反应时间优选为1至100小时。
(ii)在醇溶剂中使用锌化合物的还原
在醇溶剂中使用锌化合物进行还原。
用作溶剂的醇优选具有1至10个、更优选1至5个碳原子。用作溶剂的醇的实例包括直链醇化合物,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇和癸醇;支链醇化合物,如2-丙醇和2-丁醇;以及环状醇化合物,如环己醇。考虑到反应性,优选具有1至5个碳原子的醇化合物,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇和2-丙醇。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),醇的量优选为46至1,000g。
锌化合物是指金属锌或活性锌,如下所述。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),锌化合物的量优选为1.0至1,000mol,更优选1.0至200mol。
由于锌的低反应性,还原可能需要更长的时间。然后,可添加活化锌的活化剂或可使用预先活化的锌化合物。
活化剂的实例包括1,2-二溴乙烷、氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、溴化锂、碘化锂和氯三甲基硅烷。
如有必要,可单独或组合使用活化剂。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),活化剂的量优选为0.01至10.0mol。
活化锌例如可如下制备:用酸(如盐酸)处理金属锌;在四氢呋喃中用金属锂还原氯化锌;或在四氢呋喃中使金属锌与1,2-二溴乙烷和二溴铜酸锂反应。
还原的反应温度根据所用的溶剂而变化,考虑到反应性,优选为20℃至120℃。
考虑到反应的完成,还原的反应时间优选为1至150小时。
(iii)与二烷基硼烷的硼氢化,然后质子化
对于还原,首先在溶剂中使用二烷基硼烷进行硼氢化。
硼氢化中使用的二烷基硼烷优选具有4至18个、更优选6至12个碳原子。
二烷基硼烷的实例包括二环己基硼烷、二异戊基硼烷、二异戊基硼烷(disiamylborane)、9-硼双环[3.3.1]壬烷(9-BBN)、二异松蒎烯基硼烷(diisopinocampheylborane)、儿茶酚硼烷和频哪醇硼烷。考虑到反应性,优选二环己基硼烷和二异戊基硼烷。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),二烷基硼烷的量优选为1.0至4.0mol。
硼氢化中使用的溶剂的实例包括醚类,如四氢呋喃、***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、环戊基甲基醚、1,4-二恶烷和二乙二醇二甲基醚;和烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯。考虑到反应性,更优选醚类,如四氢呋喃、4-甲基四氢吡喃和二乙二醇二甲基醚。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),溶剂的量优选为100至3,000g。
考虑到几何选择性,硼氢化的反应温度优选为-20℃至50℃。
硼氢化的反应时间根据反应温度和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为1至100小时。
为了还原,在硼氢化之后用溶剂中的酸进行质子化。
质子化中使用的酸的实例包括羧酸,如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、新戊酸、庚酸、三氟乙酸、氯乙酸、甲酸和草酸;磺酸,如对甲苯磺酸;以及矿物酸,如硫酸、盐酸、硝酸和磷酸。考虑到反应性,优选羧酸,如乙酸和丙酸。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),酸的量优选为2.0至20.0mol。
溶剂的种类和量与硼氢化中的种类和量相同,因为随后在硼氢化反应***中进行质子化。
质子化的反应温度根据所用的试剂而变化,考虑到反应速率,优选为0℃至150℃。
质子化的反应时间根据反应温度和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为1至70小时。
(iv)在钯催化剂(如醋酸钯)的存在下使用氢氧化钾和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的还原
在钯催化剂(如醋酸钯)的存在下,使用氢氧化钾和N,N-二甲基甲酰胺(DMF),优选在100℃至180℃进行6至100小时还原。
(v)硅氢化以形成乙烯基硅烷,随后进行脱硅基化
使用金属催化剂如威尔金森(Wilkinson)催化剂或特罗斯特(Trost)和三烷基硅烷进行硅氢化。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),金属催化剂的量优选为0.0001至4.0mol、更优选0.001至1.0mol。
硅氢化优选在5℃至100℃进行1至100小时。
硅氢化后的脱硅基作用优选使用至少一种酸如硫酸或盐酸、碘化氢、乙酰氯、四氯化钛和碘在5℃至80℃进行1至100小时。
(vi)铝氢化反应
使用氢化铝锂进行铝氢化反应。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己炔基烷氧甲基醚化合物(10),氢化铝锂的量优选为0.25至4.0mol、更优选0.35至2.0mol。
铝氢化反应中使用的溶剂的实例包括醚类,如***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、四氢呋喃(THF)、环戊基甲基醚、1,4-二恶烷和二乙二醇二甲基醚;和烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯。考虑到反应性,优选醚类,如四氢呋喃、4-甲基四氢吡喃和二乙二醇二甲基醚。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
铝氢化反应优选在20℃至180℃进行1至100小时。
(vii)伯奇还原
在胺或醇中使用金属进行伯奇还原。
金属的实例包括碱金属,如钾、钠和锂;和碱土金属,如钙和镁。
胺的实例包括低级胺,如氨、甲胺、乙胺和丙胺。
醇的实例包括甲醇、乙醇和2-甲基丙醇。
伯奇还原优选在-78℃至20℃进行1至100小时。
6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)的碳-碳双键的几何结构可通过选择还原条件以E-或Z-构型选择性构建。
通过卤化制备6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)
6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)可通过卤化6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)来制备,如以下化学反应式所示。
卤化中,如有必要,可使用6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)中的一种或多种。
例如,(3E)-6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)和(3Z)-6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1)的混合物将得到(3E)-6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)和(3Z)-6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)的混合物。
合成6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)的卤化反应例如可如下进行:使用对甲苯磺酰卤化物对羟基基团进行对甲苯磺酸化,然后使用卤化锂化合物进行卤化,或通过使用卤化剂直接卤化羟基基团。
卤化剂的实例包括卤素分子,如氯、溴和碘;卤化氢化合物,如氯化氢、溴化氢和碘化氢;甲磺酰卤化物,如甲磺酰氯、甲磺酰溴和甲磺酰碘;苯磺酰卤化物,如苯磺酰氯、苯磺酰溴和苯磺酰碘;对甲苯磺酰卤化物,如对甲苯磺酰氯、对甲苯磺酰溴和对甲苯磺酰碘;卤化磷化合物,如三氯化磷、五氯化磷和三溴化磷;四卤化碳化合物,如四氯化碳、四溴化碳和四碘化碳;烷基硅烷基卤化物,如四甲基硅烷基氯化物、四甲基硅烷基溴化物、四甲基硅烷基碘化物、三乙基硅烷基氯化物、三乙基硅烷基溴化物、三乙基硅烷基碘化物、三异丙基硅烷基氯化物、三异丙基硅烷基溴化物、三异丙基硅烷基碘化物、叔丁基二甲基硅烷基氯化物、叔丁基二甲基硅烷基溴化物和叔丁基二甲基硅烷基碘化物;草酰卤化物,如草酰氯、草酰溴和草酰碘;以及N-卤代琥珀酰亚胺化合物,如N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺和N-碘代琥珀酰亚胺。考虑到对副反应的抑制,更优选甲磺酰卤化物、苯磺酰卤化物和对甲苯磺酰卤化物,特别是甲磺酰卤化物。
如有必要,可单独或组合使用卤化剂。卤化剂可以是市售品。
相对于每mol 6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1),使用的卤化剂的量优选为0.8至5.0mol、更优选1.0至2.5mol。
如有必要,可在卤化反应中加入碱。
碱的实例包括氢氧化物,如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化镁;碳酸盐,如碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙和碳酸镁;胺,如三乙胺、N,N-二异丙基乙胺、哌啶、吡咯烷、吡啶、二甲基吡啶、4-二甲基氨基吡啶、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU);以及膦,如三丁基膦、三苯基膦和三甲苯基膦。
当卤化剂是甲磺酰卤化物、苯磺酰卤化物或对甲苯磺酰卤化物时,碱优选为胺,更优选吡啶类,如吡啶、二甲基吡啶或4-二甲基氨基吡啶。
如有必要,可单独或组合使用碱。碱可以是市售品。
考虑到收率和/或经济性,相对于每mol 6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1),碱的量优选为0至8.0mol、更优选0至3.0mol。
如有必要,可在卤化反应中加入金属盐。
金属盐的实例包括锂盐,如氯化锂、溴化锂和碘化锂;钠盐,如氯化钠、溴化钠和碘化钠;钾盐,如氯化钾、溴化钾和碘化钾;钙盐,如氯化钙、溴化钙和碘化钙;以及镁盐,如氯化镁、溴化镁和碘化镁。
如有必要,可单独或组合使用金属盐。金属盐可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol 6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1),金属盐的量优选为0至30.0mol、更优选0至5.0mol。
尽管金属盐增加了反应***中卤化物离子的浓度,从而提高了反应性,但考虑到经济性和/或环境保护,优选不加入金属盐。
如有必要,可在卤化反应中加入溶剂。
溶剂的实例包括常用溶剂,例如,醚类,如***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、四氢呋喃(THF)、环戊基甲基醚和1,4-二恶烷;烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯;氯化溶剂,如三氯乙烯、二氯甲烷和氯仿;非质子极性溶剂,如二甲亚砜、γ-丁内酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和六甲基磷酰三胺(HMPA);腈类,如乙腈和丙腈;以及酯类,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙酸正丁酯。考虑到反应性,优选4-甲基四氢吡喃、二氯甲烷、氯仿、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和乙腈。考虑到安全性,特别优选γ-丁内酯和乙腈。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
相对于每mol 6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(1),卤化反应中使用的溶剂的量优选为0至3,000g、更优选0至800g。
溶剂可能占据反应器空间的一部分,从而减少起始材料的空间,导致生产率降低。因此,反应可在无溶剂或以碱为溶剂的情况下进行。
卤化的反应温度根据所用的卤化剂而变化,考虑到反应性,优选为5℃至180℃。
卤化反应的反应时间根据卤化剂和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为0.5至100小时。
下面将解释6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)。
通式(2)中的X1表示卤素原子,如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子,考虑到存储稳定性,优选氯原子、溴原子和碘原子,特别优选氯原子和溴原子。R1如通式(1)所限定。
6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)的具体实例包括以下化合物:
(3E)-6-氯-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3E)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基乙氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基丙氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基丁氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基戊氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基己氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基庚氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基辛氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基壬氧甲基醚、(3E)-6-氯-3-己烯基癸氧甲基醚和(3E)-6-氯-3-己烯基苄氧甲基醚;
(3E)-6-溴-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3E)-6-溴-3-己烯基甲氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基乙氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基丙氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基丁氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基戊氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基己氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基庚氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基辛氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基壬氧甲基醚、(3E)-6-溴-3-己烯基癸氧甲基醚和(3E)-6-溴-3-己烯基苄氧甲基醚;
(3E)-6-碘-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3E)-6-碘-3-己烯基甲氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基乙氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基丙氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基丁氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基戊氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基己氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基庚氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基辛氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基壬氧甲基醚、(3E)-6-碘-3-己烯基癸氧甲基醚和(3E)-6-碘-3-己烯基苄氧甲基醚;
(3Z)-6-氯-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3Z)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基乙氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基丙氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基丁氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基戊氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基己氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基庚氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基辛氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基壬氧甲基醚、(3Z)-6-氯-3-己烯基癸氧甲基醚和(3Z)-6-氯-3-己烯基苄氧甲基醚;
(3Z)-6-溴-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3Z)-6-溴-3-己烯基甲氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基乙氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基丙氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基丁氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基戊氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基己氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基庚氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基辛氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基壬氧甲基醚、(3Z)-6-溴-3-己烯基癸氧甲基醚和(3Z)-6-溴-3-己烯基苄氧甲基醚;和
(3Z)-6-碘-3-己烯基烷氧甲基醚化合物,如(3Z)-6-碘-3-己烯基甲氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基乙氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基丙氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基丁氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基戊氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基己氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基庚氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基辛氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基壬氧甲基醚、(3Z)-6-碘-3-己烯基癸氧甲基醚和(3Z)-6-碘-3-己烯基苄氧甲基醚。
如以下化学反应式所示,6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)转化为亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3),然后与12-卤代-5-十二碳烯(4)发生偶联反应以获得3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)。
制备亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)
用于合成亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)的方法的一个实例包括使6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)与镁在溶剂中反应以获得格氏试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁化合物(3:M=MgZ2),如以下的化学反应式所示。该方法在下文被称为“用镁转化”。
考虑到反应的完成,相对于每mol 6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2),用镁转化中使用的镁的量优选为1.0至2.0克原子。
用镁转化中使用的溶剂的实例包括醚类,如四氢呋喃、***和4-甲基四氢吡喃;和烃类,如甲苯、二甲苯和己烷。考虑到格氏试剂形成的反应速率,优选醚类,如四氢呋喃、***和4-甲基四氢吡喃,特别优选四氢呋喃。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol 6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2),使用的溶剂的量优选为50至5,000g、更优选100g至3,000g。
用镁转化的反应温度根据所用的溶剂而变化,考虑到反应性,优选为0℃至120℃。
用镁转化的反应时间根据所用的溶剂和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为0.5至100小时。
用于合成亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)的方法的另一个实例包括使6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)与有机锂试剂在溶剂中反应以获得6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基锂化合物(3:M=Li),如以下的化学反应式所示。该方法在下文被称为“用有机锂试剂转化”。
有机锂试剂的实例包括直链有机锂试剂,如甲基锂、乙基锂、正丙基锂、正丁基锂和正戊基锂;以及支链有机锂试剂,如仲丁基锂和叔丁基锂。考虑到可用性,优选甲基锂、正丁基锂、仲丁基锂和叔丁基锂。
考虑到反应性,相对于每mol 6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2),使用的有机锂试剂的量优选为1.0至4.0mol。
用有机锂试剂转化中使用的溶剂的实例包括醚类,如四氢呋喃、***和4-甲基四氢吡喃;以及烃类,如甲苯、二甲苯和己烷。优选的溶剂根据所用的有机锂试剂而不同。通常,考虑到反应性,优选四氢呋喃、***、甲苯或己烷。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol 6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2),使用的溶剂的量优选为50至5,000g、更优选100至3,000g。
用有机锂试剂转化的反应温度根据所用的溶剂而变化,考虑到反应性,优选为-78℃至25℃。
用有机锂试剂转化的反应时间根据所用的溶剂和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为0.5至100小时。
下面将解释亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)。
通式(3)中的R1如通式(1)所限定。
M表示Li或MgZ2,其中Z2表示卤素原子或6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基基团。卤素原子Z2的实例包括氯原子、溴原子和碘原子。
亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)的实例包括亲核试剂,以下通式(3-E)的(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物,亲核试剂,以下通式(3-Z)的(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物,及其混合物。
亲核试剂(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3-E)的具体实例包括以下化合物:
(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基锂化合物,如(3E)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3E)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基锂和(3E)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基锂;和
(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基卤化镁化合物,包括
(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁化合物,如(3E)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3E)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁和(3E)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁;
(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁化合物,如(3E)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3E)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁和(3E)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁;以及
(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁化合物,如(3E)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3E)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁和(3E)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁。
其中,考虑到可用性,优选(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基卤化镁化合物,如(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁化合物。
亲核试剂(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3-Z)的具体实例包括以下化合物:(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基锂化合物,如(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基锂、(3Z)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基锂和(3Z)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基锂;和
(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基卤化镁化合物,包括
(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁化合物,如(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁、(3Z)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁和(3Z)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁;
(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁化合物,如(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁、(3Z)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁和(3Z)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基溴化镁;和
(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁化合物,如(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(乙氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(丙氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(丁氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(戊氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(己氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(庚氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(辛氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁、(3Z)-6-(壬氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁和(3Z)-6-(癸氧基甲氧基)-3-己烯基碘化镁。
其中,考虑到可用性,优选(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基卤化镁化合物,如(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁化合物。
必要时,可使用亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)中的一种或多种。
亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)可以是市售品,或者可以自行制备。
例如,亲核试剂(3E)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3-E)和亲核试剂(3Z)-6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3-Z)的混合物将得到(3E)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物和(3Z)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物的混合物。
通过偶联反应制备3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)
使亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)与12-卤代-5-十二碳烯化合物(4)进行偶联反应以制备3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)。
首先,下面将解释12-卤代-5-十二碳烯(4)。
通式(4)中的X2表示卤素原子,如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。考虑到反应性,X2优选为氯原子、溴原子或碘原子,更优选溴原子或碘原子。
12-卤代-5-十二碳烯(4)的具体实例包括12-氟-5-十二碳烯、12-氯-5-十二碳烯、12-溴-5-十二碳烯和12-碘-5-十二碳烯。考虑到反应性,优选12-溴-5-十二碳烯和12-碘-5-十二碳烯。
如有必要,可使用12-卤代-5-十二碳烯化合物(4)中的一种或多种。
12-卤代-5-十二碳烯(4)可以自行制备,例如,使1-己炔的末端炔脱质子,使产物与1,6-二卤代烷烃进行偶联反应以合成12-卤代-5-十二碳炔化合物,然后将碳-碳三键还原为碳-碳双键。作为选择,1-卤代-3-辛烯化合物转化为有机金属试剂,即3-十二碳烯基亲核试剂,然后使其与1,4-二卤代烷烃化合物反应以获得12-卤代-5-十二碳烯化合物(4)。
考虑到经济性,相对于每mol 12-卤代-5-十二碳烯(4),偶联反应中使用的亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)的量优选为0.8至3.0mol、更优选1.0至1.8mol。
如有必要,可在偶联反应中加入溶剂。溶剂的实例包括常用溶剂,例如,醚类,如***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、四氢呋喃(THF)、环戊基甲基醚和1,4-二恶烷;烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯;氯化溶剂,如三氯乙烯、二氯甲烷和氯仿;非质子极性溶剂,如二甲亚砜、γ-丁内酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和六甲基磷酰三胺(HMPA);以及腈类,如乙腈和丙腈。考虑到反应性,优选甲苯、四氢呋喃、4-甲基四氢吡喃或乙腈,特别优选四氢呋喃。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol 12-卤代-5-十二碳烯化合物(4),使用的溶剂的量优选为30至5,000g、更优选50至3,000g。
如有必要,可在偶联反应中加入催化剂。催化剂的实例包括铜化合物,包括卤化亚铜(如氯化亚铜、溴化亚铜和碘化亚铜),以及卤化铜(例如氯化铜、溴化铜和碘化铜);亚铁化合物,如氯化亚铁(II)、氯化铁(III)、溴化亚铁(II)、溴化铁(III)、碘化亚铁(II)、碘化铁(III)和乙酰丙酮铁(III);银化合物,如氯化银、硝酸银和醋酸银;钛化合物,如四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV);钯(II)化合物,如二氯双(三苯基膦)钯和二氯[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]钯;以及镍化合物,如氯化镍、二氯[1,2-双(二苯基膦)乙烷]镍(II)和二氯双(三苯基膦)镍(II)。当亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)是格氏试剂,即6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基卤化镁化合物(3:M=MgZ2)时,考虑到反应性和/或经济性,优选铜的化合物,特别是卤化亚铜,如氯化亚铜、溴化亚铜和碘化亚铜。
如有必要,可单独或组合使用催化剂。催化剂可以是市售品。
考虑到反应速率和易于后处理,相对于每mol 12-卤代-5-十二碳烯化合物(4),使用的催化剂的量优选为0.0003至0.300mol、更优选0.003至0.100mol。
当偶联反应中使用有机锂试剂时,如有必要,可使用N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)、六甲基磷酰三胺(HMPA)或N,N’-二甲基丙烯脲(DMPU)来改进反应速率。
当偶联反应中使用催化剂时,如有必要,也可加入助催化剂。助催化剂的实例包括具有3至9个碳原子的三烷基亚磷酸酯化合物,如亚磷酸三乙酯;以及具有18至44个碳原子的芳基膦化合物,如三苯基膦、三甲苯基膦或2,2'-双(二苯基膦)-1,1'-联萘(BINAP)。考虑到反应性,优选三烷基亚磷酸酯,特别是亚磷酸三乙酯。
如有必要,可单独或组合使用助催化剂。助催化剂可以是市售品。
相对于每mol 12-卤代-5-十二碳烯(4),使用的助催化剂的量优选为0.0001至1.00mol、更优选0.001至0.300mol。
当偶联反应中使用催化剂时,如有必要,也可加入卤化锂。卤化锂的实例包括氯化锂、溴化锂和碘化锂。考虑到反应性,优选氯化锂。
考虑到反应性,相对于每mol 12-卤代-5-十二碳烯化合物(4),偶联反应中使用的卤化锂的量优选为0.0001至1.00mol、更优选0.001至0.300mol。
偶联反应的反应温度根据亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)而变化,考虑到反应性,优选为-78℃至80℃,更优选-25℃至40℃。
偶联反应的反应时间根据溶剂和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为0.5至100小时。
下面将解释3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)。
通式(5)中的R1如通式(1)所限定。
3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)的具体实例包括以下化合物:
(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物,如(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯甲氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯乙氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯丙氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯丁氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯戊氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯己氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯庚氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯辛氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯壬氧甲基醚、(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯癸氧甲基醚和(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯苄氧甲基醚;
(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物,如(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯甲氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯乙氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯丙氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯丁氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯戊氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯己氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯庚氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯辛氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯壬氧甲基醚、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯癸氧甲基醚和(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯苄氧甲基醚;
(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物,如(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯甲氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯乙氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯丙氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯丁氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯戊氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯己氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯庚氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯辛氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯壬氧甲基醚、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯癸氧甲基醚和(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯苄氧甲基醚;和
(3E,13E)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物,如(3E,13E)-3,13-十八碳二烯甲氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯乙氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯丙氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯丁氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯戊氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯己氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯庚氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯辛氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯壬氧甲基醚、(3E,13E)-3,13-十八碳二烯癸氧甲基醚和(3E,13E)-3,13-十八碳二烯苄氧甲基醚。
其中,考虑到经济性,优选3,13-十八碳二烯甲氧甲基醚化合物、3,13-十八碳二烯乙氧甲基醚化合物、3,13-十八碳二烯丁氧甲基醚化合物和3,13-十八碳二烯苄氧甲基醚化合物。
通过脱烷氧甲基化反应制备3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)
3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)可通过脱烷氧甲基化3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)来制备,如以下化学反应式所示。
如有必要,在脱烷氧甲基化反应中可使用3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)中的一种或多种。
例如,(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)和(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)的混合物将得到(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)和(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)的混合物。
脱烷氧甲基化反应的最优条件根据R1而变化。例如,当R1是苯基基团时,脱烷氧甲基化可在伯奇还原条件下进行,其中在液氨中使用钠。当R1为氢原子或正烷基基团(例如甲基基团)时,可使用下述酸或醇化合物(8)进行脱烷氧甲基化。
酸的实例包括无机酸,如盐酸和氢溴酸;磺酸,如对甲苯磺酸和苯磺酸;有机酸,如三氟乙酸、乙酸、甲酸和草酸;和路易斯酸,如碘三甲基硅烷和四氯化钛。考虑到抑制副反应,优选对甲苯磺酸、苯磺酸、盐酸和氢溴酸,特别优选对甲苯磺酸、盐酸和氢溴酸。
如有必要,可单独或组合使用酸。酸可以是市售品。
相对于每mol 3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5),使用的酸的量优选为0.0001至10.0mol、更优选0.001至1.0mol。
醇化合物(8)由以下通式(8)表示:
R2OH (8)
考虑到价格或可用性,R2表示具有1至15个碳原子、优选1至6个碳原子的一价烃基。一价烃基的实例包括直链饱和烃基基团,如甲基基团、乙基基团、正丙基基团、正丁基基团、正戊基基团、正己基基团、正庚基基团、正辛基基团、正壬基基团、正癸基基团、正十一烷基基团和正十二烷基基团;支链饱和烃基基团,如异丙基基团、2-异丁基基团和2-甲基丁基基团;直链不饱和烃基基团,如2-丙烯基基团;支链不饱和烃基,如2-甲基-2-丙烯基基团;环状饱和烃基基团,如环丙基基团;及其异构体。烃基基团的一部分氢原子可被甲基基团、乙基基团或羟基基团取代。
考虑到处理,一价烃基优选为甲基基团、乙基基团、正丙基基团或正丁基基团。
醇化合物(8)的实例包括直链醇,如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、正十二醇、正十三醇、正十四醇和正十五醇;支链醇,如异丙醇和2-丁醇;以及二醇,如乙二醇、丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,3-二甲基-1,3-丙二醇和2-甲基-1,4-丁二醇。考虑到反应性,优选甲醇和乙醇,特别优选甲醇。
如有必要,可单独或组合使用醇化合物(8)。
醇化合物(8)可以是市售品。
考虑到反应性,相对于每mol 3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5),使用的醇化合物(8)的量优选为1至1,000mol,更优选1至100mol。
如有必要,可在脱烷氧甲基化反应中使用除醇化合物(8)之外的溶剂。
溶剂的实例包括常用溶剂,例如,醚类,如***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、四氢呋喃(THF)、环戊基甲基醚和1,4-二恶烷;烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯;氯化溶剂,如三氯乙烯、二氯甲烷和氯仿;非质子极性溶剂,如二甲亚砜、γ-丁内酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和六甲基磷酰三胺(HMPA);腈类,如乙腈和丙腈;以及酯类,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙酸正丁酯。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
相对于每mol 3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5),脱烷氧甲基化反应中使用的溶剂的量优选为0至2,000g,更优选0至500g。
溶剂占据反应器的空间,从而减少了起始材料的空间,导致生产率降低。因此,脱烷氧甲基化可在无溶剂的情况下进行。
脱烷氧甲基化的反应温度根据所用的3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)而变化,考虑到反应性,优选为-5℃至180℃。
脱烷氧甲基化的反应时间根据3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)和/或反应规模而变化,考虑到反应性,优选为0.5至100小时。
在脱烷氧甲基化过程中,如有必要,可从反应***中蒸除作为副产物生成的烷氧基甲氧基甲烷,从而使平衡移至产物侧以缩短反应时间。
3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)的具体实例包括(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇、(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇、(3E,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇和(3E,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇。
通过乙酰化制备3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)
3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)可通过乙酰化3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)来制备,如以下化学反应式所示。
如有必要,乙酰化中可使用3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)中的一种或多种。
例如,(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)和(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)的混合物将得到(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)和(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)的混合物。
可使用乙酰化剂进行乙酰化。
乙酰化剂的实例包括酸酐,如乙酸酐;乙酰卤化物,如乙酰氯、乙酰溴和乙酰碘;以及乙酸酯类化合物,如乙酸甲酯和乙酸乙酯。考虑到可用性,优选乙酸酐和乙酰卤化物。
考虑到反应性和经济性,相对于每mol 3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6),使用的乙酰化剂的量优选为1.0至10.0mol,更优选1.0至5.0mol。
如有必要,可在乙酰化中加入酸或碱。
酸的实例包括无机酸,如盐酸、硫酸和硝酸;芳香族磺酸,如苯磺酸和对甲苯磺酸;和路易斯酸,如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲醇锡、二丁基氧化锡、氯化镁、溴化镁、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)。
如有必要,可单独或组合使用酸。
考虑到反应性和经济性,相对于每mol 3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6),使用的酸的量优选为0.001至3.00mol,更优选0.01至1.50mol。
碱的实例包括三烷基胺化合物,如三甲胺、三乙胺和N,N-二异丙基乙胺;环胺化合物,如哌啶、吡咯烷和1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU);芳香胺化合物,如吡啶、二甲基吡啶、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二丁基苯胺和4-二甲基氨基吡啶;以及金属醇盐,如甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔戊醇钠、甲醇锂、乙醇锂、叔丁醇锂、叔戊醇锂、甲醇钾、乙醇钾、叔丁醇钾和叔戊醇钾。
如有必要,可单独或组合使用碱。
考虑到反应性和经济性,相对于每mol 3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6),使用的碱的量优选为0.010至10.0mol,更优选1.0至5.0mol。
如有必要,可在乙酰化中加入溶剂。
溶剂的实例包括常用溶剂,例如,醚类,如***、丁醚、4-甲基四氢吡喃、四氢呋喃(THF)、环戊基甲基醚和1,4-二恶烷;烃类,如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和异丙苯;氯化溶剂,如三氯乙烯、二氯甲烷和氯仿;非质子极性溶剂,如二甲亚砜,γ-丁内酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和六甲基磷酰三胺(HMPA);腈类,如乙腈和丙腈;以及酯类,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙酸正丁酯。考虑到反应性,优选烃类,如甲苯和二甲苯。
如有必要,可单独或组合使用溶剂。溶剂可以是市售品。
乙酰化可根据需要使用或不使用溶剂进行。
相对于每mol 3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6),乙酰化中使用的溶剂的量优选为0至2,000g,更优选0至500g。
下面将解释3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)
式(7)中,Ac表示乙酰基基团。
实施例
将参考以下实施例来描述本发明。应当理解,本发明不限于这些实施例或者不受这些实施例的限制。
除非另有规定,本文中使用的术语“纯度”是指气相色谱法(GC)中的面积百分比。术语“产量比”是指GC中面积百分比的比率。术语“收率”通过GC测定的面积百分比计算。
在实施例中,反应的监测和收率的计算在以下GC条件下进行。
GC条件:毛细管气相色谱仪GC-2014(岛津公司);柱:DB-WAX(sp-2331),0.25μm×0.25mmφx 30m;载气:He(1.55mL/min),检测器:FID;柱温:150℃,以5℃/min的速率升高,最高至230℃。
考虑到起始材料和产品的纯度(%GC),根据以下等式计算收率。
收率(%)={[(反应所得产物的重量×%GC)/产物的分子量]÷[(反应中起始材料的重量×%GC)/起始材料的分子量]}×100
THF表示四氢呋喃,GBL表示γ-丁内酯,P-2Ni表示P-2硼化镍,Ms表示甲磺酰基基团,Me表示甲基基团,Et表示乙基基团,Ac表示乙酰基基团,Ph表示苯基基团。
实施例1:制备6-羟基-3-己炔基甲氧甲基醚(10:R1=H)
将甲基氯化镁(366.84g,4.91mol)和四氢呋喃(1530.16g)于室温放置在反应器中,并在20℃至25℃搅拌4分钟。搅拌完成后,在25℃至60℃将3-丁炔基甲氧甲基醚(9:R1=H)(517.25g,4.50mol,纯度99.30%)滴加至反应器中。滴加完成后,将反应混合物在60℃至70℃搅拌5小时。随后,在40℃至60℃滴加环氧乙烷(257.69g,5.85mol)。滴加完成后,将反应混合物在60℃至65℃搅拌3.5小时。接下来,将乙酸(800.00g)在水(1600.00g)中的溶液加入反应混合物中,随后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压浓缩,并对浓缩物进行减压蒸馏以获得6-羟基-3-己炔基甲氧甲基醚(10:R1=H)(635.95g,3.91mol,纯度97.16%,b.p.=105.6℃至125.1℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为86.80%。
以下是由此制备的6-羟基-3-己炔基甲氧甲基醚(10:R1=H)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=2.37-2.42(2H,m),2.42-2.47(2H,m),3.34(3H,s),3.60(2H,t,J=6.5Hz),3.64(2H,t,J=6.2Hz),4.62(2H,s);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=20.16,23.03,55.17,61.10,66.17,77.77,79.03,96.23。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 157(M+-1),127,109,97,75,45。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3427,2936,2885,1383,1208,1150,1111,1072,1040,918,849。
实施例2:制备(3Z)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)
于室温将实施例1中获得的6-羟基-3-己炔基甲氧甲基醚(10:R1=H)(635.95g,3.91mol,纯度97.16%)和P-2Ni催化剂(108.60g)放置在反应器中。在搅拌的条件下用氢气在45℃至55℃吹扫反应器7.5小时。确认转化率为100%,然后向反应混合物中添加水(170.94g),之后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压浓缩,并对浓缩物进行减压蒸馏以获得(3Z)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)(612.16g,3.62mol,纯度94.74%,b.p.=107.2℃至111.0℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为92.58%。
以下是由此制备的(3Z)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=2.32(2H,dt,J=6.9Hz,6.9Hz),2.37(2H,dt,J=7.3Hz,7.3Hz),3.33(3H,s),3.54(2H,t,J=6.5Hz),3.61(2H,t,J=6.5Hz),4.59(2H,s),5.46-5.59(2H,m);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=27.82,30.69,55.13,61.84,66.87,96.19,127.83,129.16。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 159(M+-1),130,111,100,81,68,55,45。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3423,2932,2883,1442,1404,1150,1109,1035,919,725。
实施例3:制备(3E)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)
于室温将氢化铝锂(42.50g,1.12mol)和二乙二醇二甲基醚(666.24g)放置在反应器中,并在50℃至55℃搅拌15分钟。搅拌完成后,在50℃至60℃滴加根据实施例1获得的6-羟基-3-己炔基甲氧甲基醚(260.85g,1.60mol,纯度97.03%),并在130℃至135℃搅拌20小时。冷却至20℃至25℃后,依次添加四氢呋喃(2508.78g)、水(42.50g)、氢氧化钠(0.16mol)水溶液(170.03g)和硅藻土(Celite)(529.51g),并搅拌12小时。搅拌完成后,过滤反应混合物以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压浓缩,对浓缩物进行减压蒸馏以获得(3E)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)(235.15g,1.44mol,纯度98.13%,b.p.=104.3℃至105.6℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为90.02%。
以下是由此制备的(3E)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=1.89(1H,br.s),2.25(2H,ddt,J=0.8Hz,6.5Hz,6.5Hz),2.30(2H,ddt,J=0.8Hz,6.9Hz,6.9Hz),3.33(3H,s),3.54(2H,t,J=6.9Hz),3.60(2H,t,J=6.5Hz),4.59(2H,s),5.43-5.58(2H,m);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=33.02,35.96,55.09,61.77,67.24,96.29,128.27,129.91。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 159(M+-1),130,100,81,68,55,45。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3410,2931,2885,1442,1383,1211,1150,1110,1043,970,919。
实施例4:制备(3Z)-6-羟基-3-己烯基丁氧甲基醚(1:R1=CH2CH2CH3)。
重复实施例1和2的步骤,不同之处在于使用3-丁炔基丁氧甲基醚(9:R1=CH2CH2CH3)(276.94g,1.52mol,纯度85.75%)代替3-丁炔基甲氧甲基醚作为起始材料,从而在两步后获得(3Z)-6-羟基-3-己烯基丁氧甲基醚(1:R1=CH3CH2CH2)(251.00g,1.20mol,纯度96.42%,b.p.=122.0℃至126.9℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为78.71%。
以下是由此制备的(3Z)-6-羟基-3-己烯基丁氧甲基醚(1:R1=CH3CH2CH2)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.91(3H,t,J=7.3Hz),1.31-1.41(2H,m),1.51-1.59(2H,m),2.17(1H,br.s),2.33(2H,dt,J=6.7Hz,6.7Hz),2.37(2H,dt,J=6.7Hz,6.7Hz),3.50(2H,t,J=6.5Hz),3.56(2H,t,J=6.5Hz),3.62(2H,t,J=6.1Hz),4.64(2H,s),5.50(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.5Hz),5.56(1H,dtt,J=11.1Hz,7.3Hz,1.2Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.81,19.31,27.85,30.70,31.70,61.87,66.83,67.61,95.08,127.80,129.32。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 201(M+-1),185,129,111,99,87,69,57,41,29。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3431,2957,2933,2873,1465,1380,1146,1115,1045,828,725。
实施例5:制备(3Z)-6-羟基-3-己烯基苄氧甲基醚(1:R1=Ph)
重复实施例1和2的步骤,不同之处在于使用3-丁炔基苄氧甲基醚(9:R1=Ph)(190.79g,0.95mol,纯度95.21%)代替3-丁炔基甲氧甲基醚作为起始材料,从而获得(3Z)-6-羟基-3-己烯基苄氧甲基醚(1:R1=Ph)(163.56g,0.65mol,纯度94.20%,b.p.=160.0℃至163.7℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为68.28%。
以下是由此制备的(3Z)-6-羟基-3-己烯基苄氧甲基醚(1:R1=Ph)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=2.06(1H,br.s),2.35(2H,dt,J=6.6Hz,6.6Hz),2.40(2H,dt,J=6.6Hz,6.6Hz),3.64(2H,t,J=6.5Hz),3.64(2H,t,J=6.2Hz),4.60(2H,s),4.76(2H,s),5.52(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.6Hz),5.59(1H,J=11.1Hz,7.3Hz,1.1Hz),7.27-7.37(5H,m);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=27.85,30.73,61.90,67.13,69.39,94.49,127.65,127.85,127.87,128.36,129.28,137.81。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 235(M+-1),218,206,160,129,108,91,77,65,53,41,29。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3420,2939,2877,1454,1379,1164,1110,1046,1027,737,698。
实施例6:制备(3Z)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚(2:R1=H,X1=Cl)
将实施例2中获得的(3Z)-6-羟基-3-己烯基甲氧甲基醚(1:R1=H)(541.14g,3.20mol,纯度94.74%)、吡啶(455.62g,5.76mol)和GBL(960.00g)放置在反应器中,并在0℃至10℃搅拌26分钟。
随后,在0℃至10℃滴加甲磺酰氯(513.18g,4.48mol)。滴加完成后,将反应混合物加热至60℃至65℃并搅拌5小时。搅拌完成后,向反应混合物中依次添加水(1280.00g)和己烷(1280.00g),然后进行相分离。除去水相以获得有机相。将由此获得的有机相用乙酸(160.00g)在水(1280.00g)中的溶液洗涤,然后用碳酸氢钠(80.00g)在水(1280.00g)中的溶液洗涤。对由此获得的有机相进行减压浓缩。对浓缩物进行减压蒸馏以获得(3Z)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚(2:R1=H,X1=Cl)(496.72g,2.71mol,纯度97.33%,b.p.=80.0℃至82.9℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为84.57%。
以下是由此制备的(3Z)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚(2:R1=H,X1=Cl)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=2.36(2H,dt,J=6.5Hz,6.5Hz),2.53(2H,dt,J=7.1Hz,7.1Hz),3.35(3H,s),3.51(2H,t,J=6.9Hz),3.54(2H,t,J=6.9Hz),4.61(2H,s),5.49(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.5Hz),5.57(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.6Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=28.03,30.71,44.01,55.12,66.98,96.32,127.08,128.98。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 177(M+-1),147,129,112,97,75,65,55,45,29。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=2951,2884,1444,1381,1296,1209,1148,1111,1036,919,738,661。
实施例7:制备(3Z,13Z)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)
于室温将镁(15.24g,0.63克原子)和四氢呋喃(171.00g)放置在反应器中,并在60℃至65℃搅拌9分钟。搅拌完成后,在60℃至75℃滴加实施例6中获得的(3Z)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚(2:R1=H,X1=Cl)(109.86g,0.60mol,纯度97.33%)。滴加完成后,将反应混合物在75℃至80℃搅拌2小时以制备(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁(3:R1=H,M=MgCl)。
随后,将氯化亚铜(0.44g,0.010mol)、氯化锂(6.39g,0.038mol)、亚磷酸三乙酯(6.39g,0.038mol)、四氢呋喃(114.00g)和(5Z)-12-溴-5-十二碳烯(4:X2=Br)(140.92g,0.57mol,纯度100%)放置在另一个反应器中,并在15℃至30℃滴加以上制备的(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁(3:R1=H,M=MgCl)。滴加完成后,将反应混合物在15℃至25℃搅拌2.5小时。接下来,向反应混合物中依次添加氯化铵(6.28g)在水(163.01g)中的溶液和盐酸(11.98g,0.066mol氯化氢),然后进行相分离并除去水相。对由此获得的有机相进行减压浓缩,并对浓缩物进行减压蒸馏以获得(3Z,13Z)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)(163.39g,0.49mol,纯度92.36%,b.p.=150.5℃至156.1℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为85.27%。
以下是由此制备的(3Z,13Z)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.89(3H,t,J=7.3Hz),1.24-1.38(16H,m),1.96-2.07(6H,m),2.34(2H,q样,J=6.9Hz),3.36(3H,s),3.53(2H,t,J=7.3Hz),4.62(2H,s),5.32-5.41(3H,m),5.47(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.5Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.97,22.33,26.89,27.16,27.33,27.88,29.27,29.49,29.59,29.74,31.95,55.10,67.40,96.32,125.34,129.82,129.84,132.19。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 310(M+),278,248,219,151,135,109,81,45,29。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=2925,2854,1465,1379,1151,1111,1074,1037,920,723。
实施例8:制备(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)
将实施例7中获得的(3Z,13Z)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)(157.99g,0.47mol,纯度92.36%)、甲醇(234.95g,7.33mol)和20%盐酸(23.50g,0.13mol氯化氢)放置在配备蒸馏塔的反应器中,并将反应混合物加热至60℃并搅拌1小时。搅拌完成后,将内部温度升高至65℃至70℃,以从蒸馏塔中蒸馏出作为副产物生成的二甲氧甲烷和甲醇的混合物。在反应过程中对反应混合物进行取样。确认转化率为100%后,向反应混合物中添加水(140.97g),然后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压蒸馏以获得(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)(127.12g,0.44mol,纯度91.56%,b.p.=160.0℃至165.8℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为92.96%。
以下是由此制备的(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.89(3H,t,J=7.3Hz,1.24-1.38(16H,m),1.54(1H,br.s),1.98-2.09(6H,m),2.32(2H,q样,J=6.7Hz),3.63(2H,t,J=6.5Hz),5.30-5.40(3H,m),5.55(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.5Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.96,22.32,26.89,27.16,27.34,29.26,29.47,29.68,29.73,30.77,31.94,62.31,124.91,129.84,133.51。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 266(M+),248,222,208,194,177,163,149,135,121,109,95,81,55,41。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3333,2925,2854,1465,1049,722。
实施例9:制备(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯(7)
于室温将实施例8中获得的(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)(104.31g,0.36mol,纯度91.56%)、甲苯(78.56g)和吡啶(53.86g,0.68mol)放置在反应器中,并在15℃至25℃搅拌2分钟。搅拌完成后,在20℃至40℃滴加乙酸酐(153.14g,0.54mol),并在30℃至35℃搅拌6.5小时。接下来,向反应混合物中添加水(94.14g),随后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压蒸馏以获得(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯(7)(116.35g,0.36mol,纯度95.03,b.p.=136.9℃至145.1℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为100%。
以下是由此制备的(3Z,13Z)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯(7)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.89(3H,t,J=7.3Hz),1.24-1.38(16H,m),1.98-2.06(6H,m),2.04(3H,s),2.37(2H,q样e,J=7.1Hz),4.05(2H,t,J=6.9Hz),5.30-5.38(3H,m),5.50(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.5Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.96,20.94,22.32,26.79,26.89,27.16,27.28,29.25,29.47,29.49,29.57,29.73,31.94,63.96,124.21,129.83,132.97,171.08。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 308(M+),248,219,191,163,135,109,81,65,43。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=2926,2854,1745,1465,1383,1363,1237,1036,723。
实施例10:制备(3Z,13E)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)
于室温将镁(5.07g,0.21克原子)和四氢呋喃(59.78g)放置在反应器中,并在60℃至65℃搅拌16分钟。搅拌完成后,在60℃至75℃滴加实施例6中获得的(3Z)-6-氯-3-己烯基甲氧甲基醚(2:R1=H,X1=Cl)(36.58g,0.20mol,纯度97.33%)。滴加完成后,将反应混合物在75℃至80℃搅拌2小时以制备(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁(3:R1=H,M=MgCl)。
随后,将氯化亚铜(0.21g,0.0021mol)、氯化锂(0.15g,0.035mol)、亚磷酸三乙酯(2.13g,0.013mol)、四氢呋喃(37.96g)和(5E)-12-溴-5-十二碳烯(4:X2=Br)(47.23g,0.19mol,纯度99.37%)放置在另一个反应器中,并在15℃至30℃滴加以上制备的(3Z)-6-(甲氧基甲氧基)-3-己烯基氯化镁(3:R1=H,M=MgCl)。滴加完成后,将反应混合物在15℃至25℃搅拌3小时。搅拌完成后,向反应混合物中依次添加氯化铵(2.09g)在水(54.28g)中的水溶液和盐酸(3.99g,0.022mol氯化氢),随后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压浓缩,并对浓缩物进行减压蒸馏以获得(3Z,13E)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)(59.78g,0.18mol,纯度92.42%,b.p.=130.0℃至145.9℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为93.75%.。
以下是由此制备的(3Z,13E)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.88(3H,t,J=7.3Hz),1.23-1.38(16H,m),1.93-2.00(4H,m),2.04(2H,dt,J=7.3Hz,7.3Hz),2.34(2H,q样,J=6.9Hz),3.36(3H,s),3.53(2H,t,J=6.9Hz),4.62(2H,s),5.32-5.43(3H,m),5.47(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.6Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.94,22.17,27.33,27.88,29.14,29.27,29.46,29.49,29.59,29.63,31.82,32.27,32.58,55.10,67.40,96.32,125.33,130.29,130.31,132.20。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 310(M+),278,248,221,151,135,109,81,45,29。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=2925,2854,1465,1151,1111,1037,967,920,724。
实施例11:制备(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)
将实施例10中获得的(3Z,13E)-3,13-辛二烯甲氧甲基醚(5:R1=H)(59.54g,0.18mol,纯度92.42%)、甲醇(88.60g,2.77mol)和20%盐酸(8.86g,0.045mol氯化氢)放置在配备蒸馏塔的反应器中,并将反应混合物加热至60℃并搅拌1小时。搅拌完成后,将内部温度升高至65℃至70℃,以从蒸馏塔中蒸馏出作为副产物生成的二甲氧甲烷和甲醇的混合物。在反应过程中对反应混合物进行取样。确认转化率为100%后,向反应混合物中添加水(53.16g),随后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压蒸馏以获得(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)(47.35g,0.16mol,纯度91.11%,b.p.=131.2℃至150.0℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为91.34%。
以下是由此制备的(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.88(3H,t,J=7.3Hz),1.22-1.38(16H,m),1.54(1H,br.s),1.93-2.00(4H,m),2.05(2H,q样,J=6.9Hz),2.32(2H,q样,J=6.9Hz),3.63(2H,t,J=6.5Hz),5.32-5.42(3H,m),5.55(1H,dtt,J=11.1Hz,7.3Hz,1.6Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.93,22.16,27.34,29.12,29.27,29.44,29.47,29.61,29.67,30.76,31.81,32.26,32.57,62.30,124.89,130.29,133.52。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 266(M+),248,222,208,194,177,163,149,135,121,109,95,81,55,41。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=3330,2924,2854,1465,1049,967,723。
实施例12:制备(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯(7)
于室温将实施例11中获得的(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯-1-醇(6)(44.25g,0.15mol,纯度91.11%)、甲苯(33.16g)和吡啶(22.74g,0.29mol)放置在反应器中,并在15℃至25℃搅拌2分钟。搅拌完成后,在20℃至40℃滴加乙酸酐(23.17g,0.23mol),并在30℃至35℃搅拌7小时。接下来,向反应混合物中添加水(39.74g),随后进行相分离。除去水相以获得有机相。对由此获得的有机相进行减压蒸馏以获得(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯(7)(46.68g,0.15mol,纯度95.68,b.p.=133.9℃至141.2℃/0.40kPa(3.0mmHg)),收率为100%。
以下是由此制备的(3Z,13E)-3,13-十八碳二烯基乙酸酯(7)的谱数据。
核磁共振谱:1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.88(3H,t,J=7.3Hz),1.22-1.38(16H,m),1.93-1.99(4H,m),2.03(2H,q-like,J=6.9Hz),2.04(3H,s),2.37(2H,q-like,J=7.1Hz),4.05(2H,t,J=6.9Hz),5.33(1H,dtt,J=11.1Hz,7.3Hz,1.5Hz),5.36-5.40(2H,m),5.50(1H,dtt,J=10.7Hz,7.3Hz,1.5Hz);13C-NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.93,20.95,22.16,26.78,27.29,29.13,29.25,29.44,29.49,29.58,29.62,31.81,32.26,32.58,63.96,124.20,130.30,132.98,171.08。
质谱:EI-质谱(70eV):m/z 308(M+),248,219,191,163,135,109,81,65,43。
红外吸收光谱(D-ATR):νmax=2925,2854,1745,1465,1363,1237,1036,967,724。
Claims (3)
1.一种用于制备下式(6)的3,13-十八碳二烯-1-醇化合物的方法:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OH (6),
所述方法包括:
卤化以下通式(1)的6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物:
HOCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (1)
其中R1表示氢原子、具有1至9个碳原子的正烷基基团,或苯基基团
以制备以下通式(2)的6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物:
X1CH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (2)
其中X1表示卤素原子,并且R1如上限定;
使所述6-卤代-3-己烯基烷氧甲基醚化合物(2)转化为亲核试剂,以下通式(3)的6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物:
MCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (3)
其中M表示Li、MgZ2、CuZ2或CuLiZ2,其中Z2表示卤素原子或6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基基团,并且R1如上限定;
使所述亲核试剂6-(烷氧基甲氧基)-3-己烯基化合物(3)与以下通式(4)的12-卤代-5-十二碳烯发生偶联反应:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)6X2 (4)
其中X2表示卤素原子,
以制备以下通式(5)的3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1(5)
其中R1如上限定;和
使所述3,13-十八碳二烯烷氧甲基醚化合物(5)脱烷氧甲基化以制备所述3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)。
2.一种用于制备下式(7)的3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物的方法:
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)8CH=CHCH2CH2OAc (7)
其中Ac表示乙酰基基团,
所述方法包括:
如权利要求1所述的用于制备所述3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)的方法,和
乙酰化所得3,13-十八碳二烯-1-醇化合物(6)以制备所述3,13-十八碳二烯基乙酸酯化合物(7)。
3.一种以下通式(1)的6-羟基-3-己烯基烷氧甲基醚化合物:
HOCH2CH2CH=CHCH2CH2OCH2OCH2R1 (1)
其中R1表示氢原子、具有1至9个碳原子的正烷基基团,或苯基基团。
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