PL191527B1

PL191527B1 - Nowe deterenty pokarmowe owadów i sposób wytwarzania nowych deterentów pokarmowych owadów

Info

Publication number: PL191527B1
Application number: PL324949A
Authority: PL
Inventors: Czesław Wawrzeńczyk; Edyta Paruch; Jan Nawrot
Original assignee: Akad Rolnicza
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2006-06-30
Also published as: PL324949A1

Abstract

1. Nowe deterenty pokarmowe owadów, o ogólnym wzorze 1 gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 5R i 8R albo 5S i 8S.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są nowe deterenty pokarmowe owadów oraz sposób wytwarzania nowych deterentów pokarmowych owadów o wzorze ogólnym 1.

Nie, są znane związki o aktywności deterentów pokarmowych (antyfidantów), które są otrzymywane na drodze syntezy chemicznej.

Znane dotąd związki o aktywności deterentów pokarmowych, w stosunku do owadów, są pochodzenia roślinnego. Spośród nich jedynie azadirachtyna, pozyskiwana na drodze ekstrakcji z miodli indyjskiej (Azadirachta indica), jest dostępna na rynku. Wysokie koszty pozyskiwania i oczyszczania naturalnych antyfidantów, w tym azadirachtyny, jak również skomplikowana ich synteza, stanowią barierę w jej szerszym praktycznym wykorzystaniu. Większe szanse na praktyczne zastosowanie mogą mieć deterenty pokarmowe otrzymywane na drodze syntezy chemicznej.

Istotą wynalazku są nowe deterenty pokarmowe owadów o wzorze ogólnym 1 gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określana jako 5R i 8R albo 5S i 8S.

Istotą wynalazku jest także sposób wytwarzania nowych deterentów pokarmowych owadów, o wzorze ogólnym 1.

Sposób, według wynalazku, polega na tym, że znane izokarweole 2R,4R i 2S,4R albo 2R,4S i 2S, 4S poddaje się reakcji z ortooctanem alkilowym w wyniku czego otrzymuje się ester etylowy odpowiednio kwasu (4R)- albo (4S)-3-[4-(1-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]propanowego. Tak uzyskany ester poddaje się hydrolizie w warunkach zasadowych do kwasu o konfiguracji (4R) albo (4S), który następnie poddaje się jodolaktonizacji, jodem w roztworze jodku potasu w warunkach zasadowych, do jodolaktonu o konfiguracji (5R,6S,8R) albo (5S,6R,8S) a z otrzymanego jodolaktonu eliminuje się cząsteczkę jodowodoru za pomocą 1,8-diazabicyklo[5.4.0]-7-undecenu (DBU) do laktonu, o wzorze ogólnym 1o konfiguracji 5R, 8R albo 5S, 8S.

Korzystnie jest gdy ortooctanem alkilowym jest ortooctan etylu a hydrolizę estru prowadzi się za pomocą etanolowego roztworu wodorotlenku potasu.

Deterenty, będące przedmiotem wynalazku, mogą znaleźć zastosowanie jako substancje służące do ochrony ziarna, gdyż wykazują wysoką aktywność deterentną w stosunku do larw Trojszyka ulca (Tribolium confusum), szkodnika magazynów zbożowych.

Wyniki testów biologicznych przeprowadzonych według metody opisanej przez J. Nawrota, E. Błoszyka, J. Harmatha, L. Novotnego, B. Drożdża (Acta Entomol. Bohemoslov. vol. 83, ss. 327-335, 1986), są następujące:

Współczynnik względny

Współczynnik absolutny

Współczynnik sumaryczny

Izomer 5R,8R 100,0 86,9 186,9

Izomer 5S,8S 90,8 66,2

157,0

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania syntezy, w pierwszym -z mieszaniny 2S,4R i 2R,4R-izokarweoli, w drugim -z mieszaniny 2S,4S i 2R,4S-izokarweoli.

Przykład 1. Mieszaninę złożoną z 1,5 g (0,01 mola) 2R,4R (50%) i 2S,4R (50%) izokarweoli, 10 cm ortooctanu etylu (0,05 mola) i dwóch kropli kwasu propionowego, ogrzewa się przez 10 godzin w temperaturze 138°C, z jednoczesnym oddestylowywaniem tworzącego się w reakcji alkoholu etylowego. Następnie oddestylowuje się nadmiar ortooctanu etylu, po czym surowy produkt poddaje się chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksan-octan etylu, w stosunku 18:0,5). W ten sposób otrzymuje się 1,9 g (+)-estru etylowego kwasu (4R)-320

-[4-(1-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]-propanowego, [a]D²⁰ = +65,5° (c 5,8; aceton), co stanowi 86% wydajności. Tak otrzymany ester (0,008 mola) poddaje się hydrolizie zasadowej stosując etanolowy roztwór wodorotlenku potasu (1,0 g wodorotlenku potasu w 50 cm alkoholu etylowego). Uzyskaną mieszaninę reakcyjną ogrzewa się w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 2 godziny. Następnie odparowuje się alkohol na wyparce rotacyjnej pod zmniejszonym ciśnieniem, a do pozostałości dodaje się wodę. Warstwę wodną przemywa się eterem etylowym, a następnie zakwasza się 0,01 molowym roztworem kwasu solnego. Produkt ekstrahuje się eterem etylowym (3 x 30 cm ). Połączone ekstrakty przemywa się solanką i suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Po odparowaniu

PL 191 527 B1 rozpuszczalnika otrzymuje się 1,6 g (96% wydajności) czystego kwasu (+) (4R)-3-[4-(120

-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]-propanowego, [a]D = +60,5° (c 6,3, aceton). Tak uzyskany kwas (0,008 mola) w 30 cm eteru etylowego dodaje się do 30 cm³ 0,5 molowego roztworu wodorowęglanu sodu. Mieszaninę tę ogrzewa się do temperatury wrzenia i dodaje się do niej 40 cm³ wodnego roztworu jodu (4,7 g; 0,019 mola) w jodku potasu (9,3 g; 0,056 mola), po czym całość miesza się w temperaturze wrzenia przez 5 godzin. Po ochłodzeniu zawartość kolby rozcieńcza się eterem etylowym i wytrząsa z roztworem tiosiarczanu sodu. Warstwę eterową, po oddzieleniu, przemywa się nasyconym roztworem wodorowęglanu sodu i solanką oraz suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Surowy produkt oczyszcza się z heksanu za pomocą krystalizacji. Otrzymuje się 2 g jodolaktonu (wydajność 83%) o konfiguracji 5R,6S,8R i o temperaturze topnienia 78,5 - 81,0°C i [a]_D ²⁰ = + 125,6° (c. 6,3; aceton). Do roztworu tak uzyskanego jodolaktonu (0,007 mola) w 50 cm³ bezwodnego benzenu dodaje się 2.1 g (0,014 mola) 1,8-diazabicyklo[5.4.0.]-7-undecenu ([BU). Mieszaninę ogrzewa się do wrzenia pod chłodnicą zwrotną i atmosferze azotu przez 12 godzin. Następnie odsącza się powstały osad a przesącz rozcieńcza eterem etylowym. Roztwór eterowy przemywa się roztworem chlorku amonu i solanką oraz suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Surowy produkt oczyszcza się za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksan-octan etylu w stosunku 5:1. Uzyskuje się 1,2 g (wydajność tego etapu 90%, wydajność cztero-etapowej syntezy 63%) czystego (+)-(5R, 8R) 8-(metyloetenylo-1-oksaspiro[4.5]-6-decen-2-onu.

Lakton ten posiada następujące właściwości fizyczne i spektroskopowe:

[α][²⁰ =+24,0° (c. 1,2; aceton); n[²⁰ = 1,5051; ¹H NMR (CDCI3) d: 1,74 (s, 3H, 13-CH3); 2,63 (m, 2H, 3-CH2-); 2,73 (m, 1H, H-8), 4,79 (m, 2H, =CH2); 5,70 (d, J = 10,2 Hz, 1H, H-6); 5,87 (dd, J = = 10,2 i 2,6 Hz, 1H, H-7);

IR(cm^-1 ):3100 (w), 1780 (s), 1652 (m), 1456 (m), 1252 (s), 1188 (s), 920 (m).

P r z y k ł a d 2. Postępuje się anaIogicznie jak w przykładzie 1, z tym że z 1,4 g mieszaniny (2R,4S) i (2S,4S) izokarweoIi, w reakcji z ortooctanem etyIowym, otrzymuje się 1,7 g (wydajność 83%) estru etylowego kwasu (-)-(4S)-3-[(1-metyIoetynyIo)-1-cykIoheksen-1-yIo]-propionowego, [a]_D = = -60,1° (c 4,5; aceton), który przekształca się za pomocą etanoIowego roztworu wodorotIenku potasu do (-)-(4S)-kwasu, [a]_D = -60,1° (c. 4,5; aceton). Kwas ten poddaje się jodolaktonizacji do (-)-(5S,6R,8S)-8-(1-metyIoetenyIo)-6-jodo-1-oksaspiro[4.5]-dekan-2-onu, o skręcalności [a]_D ²⁰ = -131,1°, (c. 6,4; aceton).

Uzyskane 1,8 g (wydajność 77%), tego związku poddaje się dehydrohalogenacji, za pomocą 1,8-diazabicyklo[5.4.0.]-7-undecenu (DBU). Otrzymuje się w ten sposób 1,0 g (-)-(5S,8S)-8-(1-metyloetenylo) 6-jodo-1-oksaspiro[4.5]-decen-2-onu (wydajność 93%). Wydajność czteroetapowej syntezy wynosi 56%. Otrzymany w ten sposób lakton posiada takie same właściwości fizyczne i spektroskopowe jak związek otrzymany w przykładzie 1 z jednym wyjątkiem, jego skręcalność właściwa wynosi: [a]D²⁰ = -19,5° (c 5,8; aceton).

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Nowe deterenty pokarmowe owadów, o ogólnym wzorze 1, gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 5R i 8R albo 5S i 8S.
2. Sposób wytwarzania nowych deterentów pokarmowych owadówx o ogólnym wzorze 1 gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 5R i 8R albo 5S, 8S, znamienny tym, że znane izokarweole 2R,4R i 2S,4R albo 2R,4S i 2S,4S poddaje się reakcji z ortooctanem alkilowym w wyniku czego otrzymuje się ester etylowy odpowiednio kwasu (4R)- albo (4S)-3-[4-(1-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]-propanowego, po czym utworzony ester hydrolizuje się w warunkach zasadowych do kwasu o konfiguracji (4R) albo (4S), który następnie poddaje się jodolaktonizacji, jodem w roztworze jodku potasu w warunkach zasadowych, do jodolaktonu o konfiguracji (5R,6S,8R) albo (5S,6R,8S) a z otrzymanego jodolaktonu eliminuje się cząsteczkę jodowodoru za pomocą 1,8-diazabicyklo[5.4.0]-7-undecenu (DBU) do laktonu, o wzorze ogólnym o konfiguracji 5R, 8R albo 5S, 8S
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że ortooctanem alkilowym jest ortooctan etylu.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że hydrolizę estru prowadzi się za pomocą etanolowego roztworu wodorotlenku potasu.