CS232849B1 - Způsob přípravy honjugavaných eninů - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy konjugovaných eninů obecného vzorce I kde R je alkyl s 1 až 5 atomy uhlíku, které jsou použitelné jako meziprodukty pro výrobu feromonů. Podstatou syntézy je reduktivní rozštěpení 3-brom-2-alkyl-tetrahydropyranu, připraveného Grignardovou syntézou z 2,3-dibromtetrahydropyran a činidla BrMg—CvC—R. Reduktivní štěpení se provádí zinkem v přítomnosti NHiCl

Description

Vynález se týká způsobu přípravy konjugovaných eninů, které jsou cennými meziprodukty pro výrobu sexuálních feromonů motýlů nebo jejich analogů ovlivňujících chování hmyzu.

Reprodukční chování u převážné části dosud studovaných hmyzích druhů je zprostředkováno sexuálními feromony. Protože chemická identifikace složek sexuálních feromonů lepidopter se stala dosti rutinní záležitostí, počet izolovaných a identifikovaných feromonů stále roste. Bylo však nalezeno, že mnohé, jestliže ne všechny, chemické komunikační systémy jsou velmi sofistické a komplexní i když struktury feromonů jsou většinou dosti jednoduché. Praktická aplikace feromonů pro monitoraci nebo hubení hmyzu není často nejúspěšnější také proto, že je dosud málo známo buď o přesném složení feromonů, nebo o chování, které je feronomy vyvoláváno. Přesto v mnoha případech je možno s úspěchem použít jednosložkové nebo vícesložkové účinné směsi pro monitoraci výskytu a letu škůdců v programech integrované ochrany rostlin (Chemical Ecology: Odour Communicaíion in Animals; vydavatel F. J. Ritter, Elsevier, Amsterdam 1979; Management of Insect Pests with Semióchemicals; vydavatel E. R. Mitchel, Plenům Press New York 1981).

Sexuální feromony motýlů jsou tvořeny převážně nerozvětvenými alifatickými alkoholy, aldehydy nebo acetáty s 12 až 18 atomy uhlíku s 1 až 2 dvojnými vazbami v různých polohách a geometrickou isomerií E nebo Z. Mnohé hmyzí druhy rozlišují mezi isomery a malá množství „nesprávného“ isomeru mohou inhibovat reakci hmyzu na „správný“ isomer nebo přimíšenina malého množství jednoho isomeru v druhém způsobuje mezidruhové rozlišení. Takovéto požadavky na stereospecifity způsobují, že syntézy poměrně jednoduchých sloučenin se stávají netriviálními záležitostmi.

Sexuálními feromony je i řada sloučenin obsahujících v molekule konjugovaný dienový systém. Mezi nimi je například (8E,10E)-8,10-dodekadien-l-ol izolovaný z obaleče jablečného (Cydia pomonella) a (7E,9Z)-7,9-dodekadien-l-yl acetát z obaleče mramorovaného (Lobesia botrana).

Pro přípravu sloučenin s konjugovaným dienovým systémem je popsána řada syntéz, jako jsou například reakce mezi a,^-nenasyceným aldehydem a nasyceným Wittigovým reakčním činidlem nebo nasyceným aldehydem a olefinickým nebo acetylenickým Wittigovým reakčním činidlem. Obměnou systému rozpouštědel a reakčních podmínek se mohou řídit získané poměry E a Z. Čistota E- a Z-isomerů však není vždy dostačující a je nutné další čištění. V některých syntézách se nejprve připraví dienový systém, který se pak prodlužuje Grignardovou reakcí nebo organosloučeninou alkalického kovu. Tak například pro syntézu (8E,10E)-8,10-dodekadien-l-olu byl řadou autorů použit jako výchozí dienový prekursor sorbylalkohol, který během dalších reakcí je vystaven přesmykům.

Výhodnými syntézami pro přípravu feromonů s konjugovanými dienovými systémy se jeví redukce acetylenické vazby konjugovaných eninů. Tato redukce na Z-olefin se provádí Lindlarovým katalyzátorem, P-2 niklem nebo s výhodou hydroborační protonolýzou. Příprava E,E dienů se s výhodou provádí ekvilibrací isomerní směsi dienů, ve kterých Ε,Ε-dien převažuje.

Konjugované eniny se připravují přesmykem allylických nekonjugovaných eninolů, přičemž se připraví směsi E a Z konjugovaných eninů, které se před dalšími reakcemi dělí. Konjugované eniny se také připravují dehydratací α-inolů, Wittigovou reakcí, přes vinylmědnaté sloučeniny nebo z alkenylboranů. [Přehled viz C. A. Henrick: The synthesis of insect sex pheromones, Tetrahedron 33, 1845 (1977); R. Rossi: Insect pheromones I. Synthesis of achiral components of insect pheromones, Synthesis 817 (1977}].

Předložený vynález se týká způsobu přípravy konjugovaných eninů použitelných jako meziprodukty pro výrobu feromonů, který vychází z relaitvně levného výchozího materiálu a který lze za použití běžných reagencií převést ve vysokém výtěžku na požadovaný produkt. ,

Předmětem vynálezu je způsob přípravy konjugovaných eninů obecného vzorce I — R (H kde

R je alkyl s 1 až 5 atomy uhlíku, který se vyznačuje tím, že se dihydropyran nechá reagovat s bromem v bezvodém etheru při teplotě —35 ^CC až 0 °C, vzniklý 2,3-dibromtetrahydropyran se nechá reagovat s Grignardovým činidlem obecného vzorce II

BrMg—C=C-R (11) kde

R iná výše uvedený význam, v bezvodém etheru při teplotě 0 °C až teplotě varu reakční směsi, s výhodou při teplotě místnosti, načež získaný derivát tetrahydropyranu obecného vzorce III

Br

C = C-R (ml

kde

R má výše uvedený význam, se reduktivně štěpí zinkem v přítomnosti chloridu amonného ve vodném roztoku při teplotě místnosti až teplotě varu reakční směsi.

Reakce se běžně provádí tak, že se k čerstvě destilovanému dihydropyranu v bezvodém etheru přlkapává za míchání a chlazení na —35 °C brom tak dlouho, až se objeví žluté zbarvení, které se pak odstraní několika kapkami dihydropyranu. Takto připravený 2,3-dibromtetrahydropyran se bez izolace přikape při teplotě místnosti k míchané směsi čerstvě připraveného roztoku Grignardovy sloučeniny obecného vzorce BrMg— —C=C—R. Reakce se dokončí mícháním při teplotě místnosti po dobu dvou hodin. Po rozložení reakční směsi zředěnou kyselinou chlorovodíkovou se z organické fáze izolovaný 3-brom-2- (R—C—C )-tetrahydropyran (III) předestiluje ve vakuu a bez dalšího čištění se za míchání přidává k vroucí vodné směsi chloridu amonného a práškovaného zinku. Reakce se dokončí jednohodinovým varem.

Výhodou postupu podle vynálezu je to, že se jako výchozí suroviny používají relativně levné, běžně dostupné výchozí suroviny, reakce probíhají ve vysokém výtěžku a produkt lze bez čištění přímo použít pro následující reakce syntézy feromonů.

Vynález je blíže objasněn následujícími příklady, které jej však žádným způsobem neomezují.

Přikladl

A. Acetylid sodný

Ve čtyřhrdlé sulfonační baňce (2 1) opatřené teploměrem, vibračním míchadlem a zpětným chladičem zakončeným probublávačkou naplněnou parafinovým olejem, byl pod xylenem (100 ml) roztaven sodík (50,0 g;

2,2 mol). Krátkým spuštěním míchadla byl sodík rozšlehán na prach, k získané suspenzi byl přidán xylen (500 ml) a 1,2-diaminoether (2,0 ml)'. Suspenze byla vyhřátá na 50 °C a za intenzivního míchání byl nad hladinou suspenze uváděn acetylén (plyn z láhve byl promyt vodou a vysušen vymražením směsí pevný kysličník uhličitý — aceton). Reakční směs se samovolně ohřívá reakčním teplem, takže přívod acetylenu byl upraven tak, aby teplota v reakční nádobě byla v rozmezí 50 až 60 °C (ke konci reakce je třeba reakční směs na tuto teplotu přihřívat). Původně světle fialová suspenze sodíku se změní po převedení sodíku na acetylid na bílou suspenzi acetylidu I ve světle žlutém roztoku. Doba konverze je závislá na stupni disperze sodíku a pohybuje se v rozmezí 2 až 6 hodin.

B. Fropiti

Získaná suspenze acetylidu byla vyhřátá na 90 °C a při teplotě 90 až 110 °C k ní byl přikapán za míchání dimethylsulfát (126 ml; 1,33 mol). Vznikající plynný propin (t. v. —23,3 °C) byl po ochlazení ve zpětném chladiči veden gumovou hadicí do vymrazovačky (chlazené směsí pevný kysličník uhličitý—aceton), opatřené chlorkalciovým uzávěrem. Získaný kondenzát byl předestilován (byla jímána frakce do 20 °C). Bylo získáno 59 g propinu (55,4 % počítáno na dimethylsulfát) dostatečně čistého pro další operaci.

C. Roztok propinylmagnesiumbromidu (II)

Ve tříhrdlé baňce (4 1) opatřené míchadlem, zpětným chladičem s chlorkalciovým uzávěrem a přikapávací nálevkou byl umístěn hořčík (26,7 g; 1,1 mol). K hořčíku byl přikapán roztok 1-brombutanu (157,5 g; 1,15 mol) v absolutním etheru (900 ml). Po rozpuštění hořčíku byl zpětný chladič nahrazen chladičem na suchý led, opatřeným chlorkalciovým uzávěrem. K získanému roztoku butylmagnesium-bromidu byl nakonrensován propin (59 g; 1,47 mol). Po přidestilování propinu byla reakční směs 5 h míchána za ochlazení pod zpětných chladičem (pevný kysličník uhličitý—aceton) a pak ponechána za laboratorní teploty přes noc.

D. 2,3-Dibromtetrahydropyran

K roztoku čerstvě předestilovaného dihydropyranu (84,1 g; 1,0 mol) v absolutním etheru (300 ml) byl za chlazení na —35 až —10 °C a míchání přikapán brom (50,90 mililitru) do prvého žlutého zabarvení. Pak byl roztok odbarven několika kapkami dihydropyranu a bezprostředně využit v dalším stupuni.

E. 3-Brom-2-propinyl-tetrahydropyran (III)

U roztoku propinylmagnesium bromidu (II), získaného ve stupni C, byl chladič na suchý led nahrazen vodním zpětným chladičem, opatřeným chlorkalciovým uzávěrem a k roztoku byl za míchání během 15 min. přikapán roztok 2,3-dibromtetrahydropyranu. Reakční směs byla ještě 2 h míchána a pak k ní byla přikapána směs vody (500 ml) s konc. kyselinou chlorovodíkovou (25 ml). Organická vrstva byla oddělena, promyta vodou (500 ml), vysušena (MgSOi) a zahuštěna při 40 °C/2,6 kPa. Produkt (III) byl bez dalšího čištění použit v další operaci. Analýza plynovou chromatografií na OV-17 ukázala, že sloučenina uvedená v nadpisu je 96,5%.

F. 4-Okten-6-in-l-ol (I) (R=CH3)

Ve tříhrdlé baňce (2 1) opatřené míchadlem a zpětným chladičem byl přidán k vrou232849 cí směsi vody (400 ml), chloridu amonného (100 g) a práškovitého zinku (130 g) bromderivát z předchozího stupně. Směs byla zahřívána k varu za míchání 1 h a pak ochlazena. K vychladlé směsi byl za míchání přidán konc. amoniak (200 ml). Ze směsi byl odfiltrován nezreagovaný zinek (frita C 3), látka na filtru byla promyta etherem (2X X100 ml) a z filtrátu byla oddělena organická vrstva. Vodná vrstva byla extrahována etherem (2X100 ml), organická vrstva a extrakty byly spojeny, vysušeny (MgSOi) a zahuštěny. Produkt byl přečištěn destilací, byla jímána frakce t. v. 102 až 115 °C/2,0 kPa, výtěžek 97 g (78 %, počítáno na dihydropyran). Infračervené a hmotové spektrum je v souhlase s uvedenou strukturou.

Příklad 2

4-Nonen-6-in-l-ol

Proveden postup podle příkladu 1 s tou výjimkou, že ve stupni B byl místo dimethylsulfátu použit diethylsulfát. Ve stupni F byla jako produkt jímána frakce 118 až 125 stupňů C/2,0 kPa (výtěžek 72 g). Infračervené a hmotové spektrum je v souhlase s uvedenou strukturou.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   VYNÁLEZU

   Způsob přípravy konjugovaných eninů obecného vzorce I (n kde

   R je alkyl s 1 až 5 atomy uhlíku, vyznačený tím, že se dihydropyran nechá reagovat s bromem v bezvodém etheru při teplotě —35 °C až 0 °C, vzniklý 2,3-dibromtetrahydropyran se nechá reagovat s Grignardovým činidlem obecného vzorce II

   BrMg—C=C—R (II) kde

   R má význam uvedený výše, v bezvodém etheru při teplotě 0 °C až teplotě varu reakční směsi, s výhodou při teplotě místnosti, načež získaný derivát tetrahydropyranu obecného vzorce III

   Br

   C = C-R (ml kde

   R má význam uvedený výše, se reduktivně štěpí zinkem v přítomnosti chloridu amonného ve vodném roztoku při teplotě místnosti až teplotě varu reakční směsi.

   Severografia, n. p., závod 7, Most