專利名稱：合成的臍橙螟信息素組合物以及與其生產相關的方法
技術領域：
本發明的一個或多個實施方案涉及用于合成臍橙螟信息素的組合物和方法以及將其用于害蟲治理的方法。相關技術的描述隨著世界食品生產需求的增長，對新的害蟲防治形式的需求也增長。常規殺蟲劑越來越多的使用產生了有抗性害蟲，嚴重改變自然生態并破壞環境。這種問題引起了不使用殺蟲劑的創新的害蟲治理方式。現行的方式之一是使用昆蟲性信息素(Siani，A.，“使用信息素的綜合害蟲治理，，(Integrated pest management using pheromones), Chemtech 28(3)，pp. 30-35(1998))。性信息素使用在許多昆蟲的化學通訊中，用于吸引異性物種進行繁殖。信息素主要可通過四種手段用于害蟲防治監控、大量捕獲、吸引和殺死、以及通訊破壞或擾亂。“監控”方法將害蟲吸引到中央區，其允許種植者獲得關于害蟲群體大小的精確信息，以便對使用或不使用殺蟲劑做出有情報根據的決定。“大量捕獲”將害蟲帶到共同區域并物理捕獲它們，阻礙害蟲新生代的產生。“吸引和殺死”允許將害蟲吸引到位于中央的容器中并在容器中通過殺蟲劑殺死它們，減少了對大面積播撒殺蟲劑的需要。“通訊破壞”能夠發生是因為高濃度性信息素能夠掩蓋天然產生的信息素或使昆蟲中的受體飽和，引起自然生殖手段的擾亂和破壞(aiani，1998)。對于這些手段中的每一種來說，每種單獨的害蟲物種需要用定制的組合物進行處理，這在大批量制備時可能顯著增加成本。信息素被認為是相對無毒性的，對環境來說不持久的(在自然界中快速分解)，并且害蟲不對其產生抗性。這些性質使它們成為殺蟲劑替代方案的優異選擇。由于需要更加環境友好的害蟲治理，工業界著重于開發更有效、成本效益更高的信息素生產方法，同時在它們的生產中使用對環境產生更有益影響的方法。在樹生堅果農業產區中的多種普遍害蟲之一是被稱為臍橙螟(Amyelosis transitella)的鱗翅目螟蛾科蛾的幼蟲。樹生堅果工業是幾十億美元的產業，但是估計顯示僅有的栽培地使用信息素進行害蟲防治(aiani，1998)。由于生產信息素相對高的成本，經濟影響造成對產生生產臍橙螟性信息素的有效方法的強烈需求。臍橙螟的一種主要性信息素已被分離并經分析為是(Z，Z)-ll，13_十六基二烯醛(HDAL)。這種信息素以及其他信息素已在研究中描述，并屬于Ando I型信息素(Ando T.等，“鱗翅目昆蟲性信息素”(I^pidopteran sex pheromones)，Top Curr Chem 239 51-96,2004)。在其他研究中，已顯示HDAL具有與主要信息素結合蛋白(AtraPBP)結合的高親和性，其可能與對成年蛾的交配破壞和監控具有一定影響相關(Leal等，“臍橙螟中的不常見信息素化學新型性引誘劑和行為拮抗劑”(Unusual pheromone chemistry
4in the navel orangeworm-novel sex attractants and a behavioral antagonist)， Naturewissenshaften 92 139-146 (2005)) HDAL的合成方法描述在1980年的文獻中，該文獻描述了至少7步驟的方法 (Sonnett, P. E.和R. R. Heath，“臍橙螟鱗翅目螟蛾科的雌性性信息素(Z，Z)_ll，13_十六基二烯酸的立體特異性合成” Gtereospecific synthesis of (Ζ, Ζ)-11，13-hexadienal， a Female Sex Pheromone of the Navel Orangeworm, Amyelosis transitella, (Lepidoptera =Pyralidae)), Journal of Chemical Ecology，6，221-228，1980)。美國專利 4，198，533和4，228，093描述了類似的7個或更多反應步驟的方法。工業界在信息素制備方法中面對的一些問題包括使用有毒試劑、市場上缺乏可用的精制原材料以及方法的低效率。對于新的、更好的合成臍橙螟信息素的方法，存在著需求。根據本專利申請時已知的最佳認知，本文中用于產生臍橙螟信息素的合成組合物用于害蟲治理的改進方法，尚未被描述過。發明簡述本發明的一個或多個實施方案是使用比目前使用的7個合成步驟的步驟數減少的合成步驟，合成臍橙螟性信息素的新的、改進的方法。除了其他益處之外，這些新的信息素合成路線具有試劑和中間體的改善的穩定性。因此，本發明的一個或多個實施方案提供了用于形成各種中間體和終產物、包括起始材料例如鹵代烷基醇的方法。從該起始材料出發，一個步驟包括形成鹵代鏈烷醛。另一個步驟包括形成商素取代和二烷氧基取代的烷基。另一個步驟包括形成二烷氧基取代的炔基。另一個步驟包括形成鹵代炔基。另一個步驟包括形成二烷氧基取代的二炔基化合物。 最終步驟包括形成最終信息素。在本發明的其他實施方案中，提供了將中間產物進行反應以形成最終信息素產物的方法。起始材料的步驟是氧化反應，以形成下一個中間產物。另一個步驟是0-烷基-C-烷氧基加成反應，其形成下一個中間產物。另一個步驟是炔基-脫鹵反應，以形成下一個中間產物。另一個步驟是鹵化反應，以形成下一個中間產物。另一個步驟是執行氧化加成和還原消除反應的循環，以形成下一個中間產物。并且最后步驟是還原和水解，以形成信息素的順-順異構體。本發明的其他實施方案提供了利用少于7個步驟中的中間產物形成(Z，Z)_ll， 13-十六基二烯醛的方法。在該實施方案中，起始材料使用10-氯癸-1-醇。下一個步驟使用10-氯癸醛。另一個步驟使用10-氯-1，1-二乙氧基癸烷。另一個步驟使用ι-丁炔。另一個步驟使用12，12- 二乙氧基十二基-1-炔和1-溴丁 -1-炔兩者。另一個步驟使用16， 16- 二乙氧基十六基_3，5- 二炔以形成最終信息素。本發明的其他實施方案提供了利用各種試劑形成(Z，Z)-ll，13_十六基二烯醛的方法。因此，對于第一個步驟，對起始材料使用這些試劑溴化鈉、乙酸鈉、2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)、乙酸乙酯和次氯酸鈉。下一個步驟使用單水合對甲苯磺酸和原甲酸三乙酯以形成下一個中間產物。另一個步驟在二甲亞砜中使用試劑乙炔鋰、乙二胺復合物和碘化鈉以形成另一種中間產物。另一個步驟使用試劑氫氧化鉀水溶液以及另外使用溴化物以形成反應物。另一個步驟包括甲醇中的鹽酸羥胺和氯化亞銅(I)并加入正丙胺以形成另一種中間產物。最后步驟使用試劑在四氫呋喃、冰醋酸中的環己烯和硼烷-N，N-二乙基苯胺復合物(DEANB)以及硫酸水溶液或金屬四氟硼酸鹽復合物。本發明的其他實施方案提供了通過利用少于6個合成步驟的方法形成穩定形式的臍橙螟信息素(Z，Z)-ll，13-十六基二烯醛。類似地，實施方案提供了對起始材料、優選為10-氯癸-1-醇執行氧化反應以形成醛的方法。另一個步驟通過使用C-烷氧基0-烷基加成方法來保護醛。從該中間產物，將化合物與末端炔、優選為任選從內炔例如2，4_己二炔形成的1，3_己二炔反應，使用親核加成反應形成下一個中間產物16，16-二乙氧基十六基-3，5- 二炔。該化合物然后在所述方法中經歷另一個反應以立體特異性還原二炔部分并將醛去保護，以產生最終的信息素。考慮到了不使用形成末端炔的任選步驟而是利用可商購化合物，允許所述方法少于5個合成步驟。本發明的實施方案提供了利用在醚中的堿金屬氨基化合物例如氨基鈉以任選將內炔重排成末端炔并形成下一個中間產物的步驟。本發明的另一個實施方案提供了合成試劑盒，其利用所有合成試劑、起始材料、方法和器具，用于形成臍橙螟性信息素(z，z)-ll，13-十六基二烯醛。根據本公開，本發明的這些以及其他實施方案對于本技術領域的普通專業人員來說將容易進行。
從下面本發明的更具體描述并結合下面的圖，本發明的上述以及其他方面、特點和優點將變得更加明顯，在這些圖中圖1是用于制備臍橙螟性信息素的合成方法的概要反應路線。在步驟B后，反應路線分成兩條可供選擇的途徑。括號中的數字表示與其直接相鄰的式。括號中的字母表示箭頭所指的反應步驟。圖2是圖1途徑I中顯示的合成方法的概要反應路線，也稱為反應路線la。圖3是圖1途徑II中顯示的合成方法的概要反應路線，也稱為反應路線lb。圖4是實施例1化合物7(Ζ，Ζ)-11，13-十六基二烯醛的GC色譜圖。圖5是參比標準品(Ζ，Ζ)-11，13_十六基二烯醛的GC色譜圖。圖6是氧化加成反應和還原消除反應的示意圖。圖7是實施例1的合成反應路線。詳細描述現在將描述合成的信息素組合物。在下面的示例性描述中提出了大量具體細節， 以便提供對本發明實施方案的更充分的理解。但是，對于普通專業技術人員來說，顯然本發明的實踐可以不包含本文描述的具體細節的所有方面。在其他情況下，本技術領域的普通專業人員公知的具體特點、數量或測量值沒有詳細描述，以便不使本發明變得難理解。讀者應該注意到，盡管在本文中提出了本發明的實例，但只有權利要求書及其任何等價物的全部范圍，才限定了本發明的界限。除非另有指明，否則本發明的實踐使用了專業技術領域中的常規化學方法。 這些技術、方法、反應等在文獻中有充分解釋，例如《高等有機化學反應、機制和結構》(Advanced Organic Chemistry !Reactions, Mechanisms, and structure), Jerry March主編，第四版(New York, John Wiley and sons，1985，以及《有機化學技術與實驗》(Techniques and Experiments for Organic Chemistry), Addison Ault,第五版 (University press,1998)。本文中引用的所有出版物和專利以及專利申請，在此以其全文引為參考。當在本說明書和權利要求書中使用時，不帶具體數量的指稱包括其復數形式，除非所述內容明確限定不是如此。以其各種形式使用的單詞“優選”，是為了便于閱讀，并且不應該被曲解成對某物要求更多。在本發明和實施方案的描述中將使用下面的術語，它們打算被定義為如下所指明的。如果任何術語未被充分定義，那么在術語的理解中存在的任何差距將由在本技術領域中使用的正常用法來填補。術語“取代”是將部分中的原子或原子團用另一個原子或原子團代替。術語“取代的”是指指定的基團或部分帶有一個或多個取代基。術語“未取代的” 是指指定的基團不帶取代基。術語“任選取代的”是指指定的基團是未取代的或被一個或多個取代基取代。應該理解，在本發明的化合物中，當基團被說成是“未取代的”或被少于滿足化合物中所有原子的原子價的基團“取代”時，這種基團上的剩余原子價被氫滿足。例如，如果末端乙基被一個附加的取代基取代，本技術領域的普通專業人員將會理解，這樣的基團在碳原子上具有4個剩余空缺位置。(8個初始位置，減去用于C-C鍵的兩個，減去與化合物的剩余部分成鍵的一個，減去一個附加的取代基，還剩余4個空缺位置)。同樣地，如果本化合物中的乙基被說成是“雙取代的”，本技術領域的普通專業人員將會理解，它意味著末端乙基在碳原子上具有3個剩余空缺位置。術語“還原”是當還原劑或原子獲得電子時，盡管可能沒有電子轉移，但減少了最
終產物或原子的氧化含量。例如在單一反應中
權利要求
1.用于合成臍橙螟性引誘信息素的方法，所述方法由少于6個合成步驟構成。
2.權利要求1的用于合成臍橙螟性引誘信息素的方法，其由下列步驟構成步驟A，使用式
3.權利要求2的合成方法，其中式(1)的化合物是鹵代烷基醇。
4.權利要求3的合成方法，其中式(1)的化合物是10-氯癸-1-醇。
5.權利要求2的合成方法，其中式O)的化合物是鹵代鏈烷醛。
6.權利要求5的合成方法，其中式(2)的化合物是10-氯癸醛。
7.權利要求2的合成方法，其中式(3)的化合物是鹵素取代和二烷氧基取代的烷基。
8.權利要求7的合成方法，其中式(3)的化合物是10-氯-1，1-二乙氧基癸烷。
9.權利要求2的合成方法，其中式(8a)的化合物是內二炔基化合物。
10.權利要求9的合成方法，其中式(8a)的化合物是2，4_己二炔。
11.權利要求2的合成方法，其中式(8b)的化合物是末端二炔基化合物。
12.權利要求11的合成方法，其中式(8b)的化合物是1，3_己二炔。
13.權利要求2的合成方法，其中式(6)的化合物是二烷氧基取代的二炔基化合物。
14.權利要求13的合成方法，其中式(6)的化合物是16，16-二乙氧基十六基-3，5-二炔。
15.權利要求2的合成方法，其中式(7)的化合物是信息素。
16.權利要求15的合成方法，其中式(7)的化合物是(2，2)-11，13-十六基二烯-1-醛。
17.權利要求2的合成方法，其中步驟A的反應是TEMPO氧化反應。
18.權利要求17的合成方法，其中反應所利用的試劑包括2，2，6，6_四甲基哌啶-1-氧自由基、溴化鈉、乙酸鈉、次氯酸鈉。
19.權利要求2的合成方法，其中步驟B的反應是0-烷基-C-烷氧基加成反應。
20.用于合成(Z，Z)-11，13-十六基二烯-1-醛的方法，所述方法由下列步驟構成a.將起始材料10-氯癸-1-醇與2，2，6，6-四甲基哌啶基氧在溴化鈉、乙酸鈉和氯酸鈉存在下在水和乙酸乙酯中反應，以形成10-氯癸醛，b.將10-氯癸醛與原甲酸三乙酯在對甲苯磺酸存在下在乙酸乙酯中反應，以形成 10-氯-1，1-二乙氧基癸烷，c.任選地將2，4_己二炔與氨基鈉在二乙醚存在下反應，以形成1，3_己二炔，d.將1，3-己二炔與10-氯-1，1-二乙氧基癸烷在氨基鈉和二乙醚存在下反應，以形成 16，16- 二乙氧基十六基-3，5- 二炔，e.將16，16-二乙氧基十六基-3，5-二炔與環己烯和硼烷-N，N-二乙基苯胺復合物， 在THF、乙酸和選自硫酸、四氟硼酸銅(II)和氟硼化鈉的試劑中反應，以形成(Z，Z)-ll， 13-十六基二烯-1-醛。
全文摘要
本發明的一個或多個實施方案涉及用于制備鱗翅目昆蟲信息素、包括臍橙螟信息素的合成方法。合成方法包括新的、有效的并且環境良性的步驟和程序。
文檔編號C07C45/42GK102203039SQ200980142199
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月21日 優先權日2008年10月22日
發明者安德魯·湯普森, 張雄志, 洛尼·羅巴格 申請人:蘇特拉有限責任公司