專利名稱：用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學領(lǐng)域，一種植物生長調(diào)節(jié)劑的制備方法，特別是一種制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物。
背景技術(shù)：
1979年，美國農(nóng)業(yè)部所屬研究所的Crove等人從油菜花粉中提取到ー種具有甾體骨架結(jié)構(gòu)的化合物，后被命名為油菜甾醇內(nèi)酯(Brassinol ide，也叫蕓苔素內(nèi)酷)(M. D. Grove, G. F. Spencer, ff. K. Rohwedder, N. Mandava, J. F. Worley, J. D. ffarthen, Jr.，G.L. Steffens, J.L. Flippen-Anderson, and J. C. Cook, Jr. , Nature(London),1979,281,216)。它具有極強的生理活性，在極低濃度下(10_9克/升)即表現(xiàn)出了明顯的促進植物 生長和發(fā)育的功能。到目前為此，人們已經(jīng)從植物中分離出了近60種油菜留醇內(nèi)酷。其中，蕓苔素內(nèi)酷，24-表蕓苔素內(nèi)酯和28-高蕓苔素內(nèi)酯是活性最好的三種。24-表蕓苔素內(nèi)酯是具有植物生長調(diào)節(jié)作用的第一個留醇類化合物，在低濃度下(10_5 10_6mg/L)能顯示各種活性，具有増加植物的營養(yǎng)體生長和促進受精的作用。用O. 05 O. 5mg/L蕓苔素內(nèi)酯對小麥浸種24h，能促進根系和株高生長發(fā)育；分蘗期進行葉片施肥，増加分蘗數(shù)。國內(nèi)供應的蕓苔素內(nèi)酯制劑含有O. 01%乳油的天豐素、含O. 2%可溶性粉劑等品種，其對水稻、玉米、小麥、甘蔗、甜菜等農(nóng)作物進行浸種、噴施等。目前，大多數(shù)的植物生長調(diào)節(jié)劑只能在較短時間內(nèi)發(fā)揮作用，需多次的重復施用，且作用単一，而蕓苔素內(nèi)酯與這類植物生長調(diào)節(jié)劑相比，具有明顯的優(yōu)勢，它能調(diào)節(jié)植物本身所需要的多種酶和激素，充分發(fā)揮植物自身潛能和生長優(yōu)勢，增強生命活力和抗旱耐澇能力，只要施用一次就可達到?；?、保果、著色、生長、矮化等多種目的，大幅度提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)，同時還可以減少農(nóng)藥、化肥的使用量，避免生態(tài)環(huán)境的污染和降低作物種植成本，明顯增長效益。鑒于24-表蕓苔素內(nèi)酯在植物中的含量極低(小于10_6)和它作為植物激素在農(nóng)業(yè)作物中所表現(xiàn)出的優(yōu)異的生理活性，因此通過化學方法來合成24-表蕓苔素內(nèi)酯就顯得尤為重要。1979 年，Thompson 等人(Thompson, M. J. ；Mandava, N. ；Flippen-Anderson, J. L.；Worley, J. F. ；Dutky, S. R. ；Robbins, ff. E. ；Lusby, ff. J. Org. Chem. 1979，26，5002)首次發(fā)
表了 24-表蕓苔素內(nèi)酯的全合成工作。他們使用便宜易得的麥角甾醇作為起始原料，經(jīng)由磺酸酯化、水解、氧化、還原、酸催化重排、磺酸酯化、消除、雙羥化和內(nèi)酯化共九步反應制得24-表蕓苔素內(nèi)酷。該方法步驟較長，導致總收率低。其中的第四步還原反應采用了需要在-60 -70°C低溫下進行的鋰/液氨體系，因而會導致生產(chǎn)上的不安全和難以大量制備等缺點。1993 年，McMorris (McMorris，T. C. ；Patil,P. A. J. Org. Chem. 1993,58,2338)報道了一種改進的方法全合成得到24-表蕓苔素內(nèi)酷。他們在Thompson等人工作的基礎上優(yōu)化了合成路線，并將總合成步驟減少到七步，因而總收率提高了。但是他們也沒能解決使用鋰/液氨體系在-60 _70°C低溫下還原中間體4制備中間體5的低溫生產(chǎn)問題。同時，由于氧化步驟必須用到大量的Cr03/吡啶，造成了較高的成本及嚴重的污染問題。1999 年，Brosa(Brosa, C. ；Rodriguez-Santamarta, C. Tetrahedron 1999,55,1793-1798)報道了使用保險粉(Na2S2O4)作為還原劑在大量季銨鹽存在下于甲苯中回流可還原中間體4中B環(huán)上的共軛碳碳雙鍵的實驗結(jié)果。這ー步還原反應傳統(tǒng)的方法是使用低溫下的鋰/液氨還原體系。保險粉的使用可以避免反應在低溫條件進行，因而更有利于エ業(yè)生產(chǎn)。但是我們在重復這個實驗時發(fā)現(xiàn)反應情況不是很理想，雜質(zhì)含量高，且實驗操作非常復雜。1972 年，Kaiser (Kaiser Edwin M. Synthesis 1972,391-415)報道了使用Li-ROH-RNH2體系對多種化合物進行的Birch還原反應。1997年，LloydJ.Dolby (US5675038,1997)報道了使用鋰-低分子胺-H2N(CH2)nNH2體系對多種化合物進行的Birch還原反應。然而當我們使用這些條件應用于中間體4的還原反應時，都沒能獲得理想的實驗結(jié)果，要么就是不反應，要么就是產(chǎn)物得率很低。

發(fā)明內(nèi)容
由此可見，目前關(guān)于24-表蕓苔素內(nèi)酯的實驗室合成方法的報道還存在反應步驟多，操作比較繁雜，所使用試劑毒性大易造成環(huán)境污染和需要在低溫下進行等缺點，難以滿足市場化的大生產(chǎn)要求。因此新的合成路線和新的合成方法仍有必要繼續(xù)值得人們探索。ー種用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，在制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的氧化步驟中適用該還原組合物，該還原組合物包括金屬鋰和ー種或者多種Rl (CH2)nR2的化合物，其中 η = 2 6 ;R1 = OH 或 NH2 ；R2 = NH2 或 0H。優(yōu)選地，所述Rl(CH2)nR2選自2_氨基こ醇，3_氨基正丙醇，4_氨基正丁醇，5_氨基正戊醇，6-氨基正己醇，1,2-こニ醇，1,3-丙ニ醇，1，4_ 丁ニ醇，1,5-戊ニ醇，1,6-己ニ11,1,2-こニ胺，1,3-丙ニ胺，1,4-Tニ胺，1,5-戊ニ胺，1,6-己ニ胺。優(yōu)選地，所述Rl (CH2)nR2為2_氨基こ醇。優(yōu)選地，在該氧化步驟中，鋰與第二中間體4的摩爾比為1-14 : I。優(yōu)選地，在該氧化步驟中，鋰與第二中間體(4)的摩爾比為5-10 I。優(yōu)選地，第二中間體與Rl(CH2)nR2的重量比為I : 5-100。優(yōu)選地，第二中間體與Rl(CH2)nR2的重量比為I : 10-20。優(yōu)選地，在該還原步驟中溫度保持在0-80攝氏度。優(yōu)選地，在該還原步驟中溫度保持在20-30攝氏度。優(yōu)選地，在所述還原步驟中反應時間為10分鐘-10小時。


圖1-4為本發(fā)明エ藝方法的流程圖；圖5-8為相應エ藝后的產(chǎn)品。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種新的氧化步驟及免低溫還原制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的合成方法。通過采用新型的可回收利用的釕催化劑，在空氣氧化下水中進行，同時使用金屬鋰/Rl (CH2)nR2還原體系(其中，η = 2 6 ;R1 = OH或NH2 ；R2 = NH2或0H)取代傳統(tǒng)方法中使用的鋰/液氨還原體系，從而提供了ー種綠色，免低溫的，在高于0°C即可進行的制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的方法。由于避免了 Cr03/吡啶氧化體系及低溫反應，因此該新方法適合于エ業(yè)化大生產(chǎn)中。本發(fā)明的24-表蕓苔素內(nèi)酯的免低溫合成路線如圖1-4所示從原料I出發(fā)經(jīng)三步反應制備第一中間體3，和從第三中間體5經(jīng)三步反應到產(chǎn)物24-表蕓苔素內(nèi)酷 8 是參照文獻方法(McMorris, T. C. ；Patil, P. A. J. Org. Chem. 1993，58，2338)進行的。ー種24-表蕓苔素內(nèi)酯的新型氧化免低溫制備方法，包括以下步驟按現(xiàn)有的合成エ藝從原料I出發(fā)經(jīng)三步制備得圖5所示的第一化合物3。
b.第一化合物3用[Ru]-air氧化的到圖6所示的第二化合物4c.第二化合物4和Li-R1 (CH2)nR2組成的還原體系在O 80°C下反應轉(zhuǎn)化為圖7所示的第三化合物5。d.第三化合物5按現(xiàn)有的合成エ藝經(jīng)重排、雙羥化和內(nèi)酯化制備得到圖8所示的最終產(chǎn)物24-表蕓苔素內(nèi)酯8。第一化合物(也稱為第一中間體)3轉(zhuǎn)化為第二化合物(也稱為第二中間體)4的合成采用新型的可回收利用的釕催化劑，在空氣氧化下水中進行，避免了 Cr03/吡啶氧化體系，提供了一種綠色的路線。我們所使用了以下幾種釕催化劑Ru2 (OAc) 3 (C03)，[Ru2 (OAc) 4] (OAc)，[Ru2 (OAc) 4] 2 (S04)，RuCl3，K2 [RuC13 (Η20) ]，[Ru30 (OAc) 6 (H20) 3] (OAc)，K3 [Ru2 (C03) 4]，K3[Ru2 (S04)4]，K4[Ru2 (HP04) 3 (P04)].所使用氧化劑為空氣，溶劑是水和四氫呋喃。反應條件中，使用了上面9種催化劑，最后優(yōu)選了 Ru2 (OAc) 3 (C03)為最終催化劑；反應條件中，催化劑(以釕的量計算):第一中間體3的摩爾比為2% : I ;反應條件中，所使用的溫度為20 80°C，優(yōu)選為70°C ；反應條件中，所使用的反應時間為O 2小吋，優(yōu)選為2小吋。反應條件中，催化劑一直在水層，不需要加入任何相轉(zhuǎn)移催化劑，反應之后的水層分液出來之后可以繼續(xù)用于下ー批的催化氧化。下面是使用Ru2 (OAc) 3 (C03)催化劑與傳統(tǒng)方法在第一化合物3轉(zhuǎn)化為第二化合物4的比較
權(quán)利要求
1.一種用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，在制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的氧化步驟中適用該還原組合物，該還原組合物包括金屬鋰和一種或者多種Rl (CH2)nR2的化合物，其中 η = 2 6 ;R1 = OH 或 NH2 ；R2 = NH2 或 0H。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，所述Rl (CH2) nR2選自2_氨基乙醇，3-氨基正丙醇，4-氨基正丁醇，5-氨基正戊醇，6-氨基正己醇，1,2-乙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，1，2-乙二胺，1，3-丙二胺，I，4- 丁二胺，1,5-戍二胺，1,6-己二胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，所述Rl(CH2)nR2為2-氨基乙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，在該氧化步驟中，鋰與第二中間體4的摩爾比為1-14 I。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，在該氧化步驟中，鋰與第二中間體(4)的摩爾比為5-10 I。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，第二中間體與Rl(CH2)nR2的重量比為I 5-100。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，第二中間體與Rl(CH2)nR2的重量比為I 10-20。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，在該還原步驟中溫度保持在0-80攝氏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，在該還原步驟中溫度保持在20-30攝氏度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，其特征在于，在所述還原步驟中反應時間為10分鐘-10小時。
全文摘要
一種用于制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的還原組合物，在制備24-表蕓苔素內(nèi)酯的氧化步驟中適用該還原組合物，該還原組合物包括金屬鋰和一種或者多種R1(CH2)nR2的化合物，其中n＝2～6；R1＝OH或NH2；R2＝NH2或OH。
文檔編號C07J73/00GK102659913SQ20121011680
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者吳中興 申請人:吳中興