PL192024B1

PL192024B1 - Nowe hydroksyspirolaktony i sposób wytwarzania nowych hydroksyspirolaktonów

Info

Publication number: PL192024B1
Application number: PL324950A
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: 2006-08-31
Also published as: PL324950A1

Abstract

1. Nowe hydroksyspirolaktony, o wzorze ogólnym 1 przedstawionym na rysunku, gdzie konfiguracje centrów chiralnych mają znaki: 5R,6S,8R albo 5S,6R,8R; albo 5S,6R,8S, albo 5R,6S,8S.

Description

Przedmiotem wynalazku są nowe hydroksyspirolaktony i sposób wytwarzania nowych hydroksyspirolaktonów.

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 szansę na praktyczne zastosowanie mogą mieć deterenty pokarmowe otrzymywane na drodze syntezy chemicznej.

Istotą wynalazku są nowe hydroksyspirolaktony o wzorze ogólnym 1, gdzie konfiguracje centrów chiralnych mają znaki 5R,6S,8R albo 5S,6R,8R, albo 5S,6R,8S, albo 5R,6S,8S.

Istotą wynalazku jest także sposób otrzymywania nowych hydroksyspirolaktonów o wzorze ogólnym 1, gdzie konfiguracje centrów chiralnych mają znaki: 5R,6S,8R albo 5S,6R,8R, albo 5S,6R,8S, albo 5R,6S,8S.

Sposób, według wynalazku, polega na tym, że mieszaninę znanych izokarweoli, o konfiguracji 2R,4R i 2S,4R albo 2S,4S i 2R,4S, poddaje się reakcji z ortooctanem alkilowym. Tak utworzony ester, odpowiednio kwasu (4R)- albo (4S)-3-[4-(1-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]propanowego, przekształca się, za pomocą kwasu m-chloronadbenzoesowego, w epoksyester, będący mieszaniną izomerów odpowiednio 1S,4R i 1R,4R albo 1R,4S i 1S,4S, który poddaje się kwasowej laktonizacji do mieszanin izomerycznych hydroksylaktonów, odpowiednio 5R,6S,8R i 5S,6R,8R albo 5S,6R,8S i 5R,6S,8S. Uzyskane mieszaniny rozdziela się za pomocą chromatografii kolumnowej na czyste związki.

Korzystnie jest gdy ortooctanem alkilowym jest ortooctan etylowy a kwasową laktonizację prowadzi się za pomocą jonów H® kwasu chlorowego (VII) w roztworze wodnotetrahydrofuranowym.

Otrzymane w ten sposób d-hydroksy-g-spirolaktony wykazują wysoką aktywność deterentów pokarmowych w stosunku do larw owada Trojszyka ulca (Tribolium confusum) - szkodnika magazynów zbożowych - i mogą być stosowane jako środki ograniczające żerowanie tych owadów.

Współczynniki aktywności deterentnej ustalone według metody opisanej przez J. Nawrota, E. Błoszyk, J. Harmatha, L. Novotnego, B. Drożdża (Acta Entomol. Bohemoslov., vol. 83, ss. 327-335, 1986) podane są w tabeli 1.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania, przy czym w pierwszym - opisano sposób syntezy dwóch hydroksyspirolaktonów z mieszaniny (2S,4R) i (2R,4R) izokarweoli, a w drugim - kolejnych dwóch - z mieszaniny (2S,4S) i (2R,4S) izokarweoli.

P r z y k ł a d 1. Mieszaninę w ilości 3,0 g ( 0,02 mola) złożoną z równomolowych ilości izomerów (2R,4R) i (2S,4R) izokarweoli, 20 cm³ (0,10 mola) ortooctanu etylu i 3 kropli kwasu propionowego, ogrzewa się przez 10 godzin w temperaturze 138°C, oddestylowując jednocześnie tworzący się w reakcji alkohol etylowy. Następnie oddestylowuje się nadmiar ortooctanu a uzyskany surowy produkt oczyszcza się za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksanu z octanem etylu, w stosunku 18:0,5. Otrzymuje się 4,0 g (wydajność 90%) czystego estru etylowego kwasu (+)-(4R)-3-[4-(1-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]propanowego,

3 o [a]D²⁰ = + 65,5, (c 5,8; aceton). Do tak otrzymanego estru (0,018 mola), rozpuszczonego w 50 cm³chlorku metylenu i przy temperaturze 0-5°C, dodaje się powoli 3,1 g (0,018 mola) roztworu kwasu m-chloronadbenzoesowego w 20 cm³ chlorku metylenu, cały czas intensywnie mieszając. Po 24 godzinach mieszaninę reakcyjną przemywa się kolejno roztworami siarczanu (IV) sodu, węglanu sodu i wodą, a następnie suszy bezwodnym siarczanem magnezu. W ten sposób otrzymuje się 3,3 g (wydajność 77%) mieszaniny izomerycznych (1S,4R i 1R,4R) epoksyestrów, które poddaje się laktonizacji indukowanej jonami H^®. Surową mieszaninę epoksyestrów w ilości 3,3 g (0,014 mola) rozpuszcza się 3 3 3 w 50 cm³ tetrahydrouranu i 30 cm³ wody, z dodatkiem 1 cm³ 70% roztworu kwasu chlorowego (VII). Mieszaninę reakcyjną, ciągle mieszając, pozostawia się w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnie, produkt ekstrahuje się eterem etylowym. Roztwór eterowy przemywa się nasyconym roztworem wodorowęglanu sodu oraz solanką i suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Surowy produkt, po oddestylowaniu rozpuszczalnika, poddaje się rozdziałowi za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluentmieszaninę heksanu z octanem etylu, w stosunku 1:1.OtrzymuPL 192 024 B1 je się 2,0 g izomeru (+)-(5R,6S,8R)- i 0,7g izomeru (-)-(5S,6R,8R)-6-hydroksy-8-(1-metyloetenylo)-1-oksaspiro[4.5]dekan-2-onu. Łącznie wydajność hydroksylaktonów wynosi 93%, a całej trzyetapowej syntezy, w odniesieniu do izokarweoli, wynosi 64%. Właściwości fizyczne i spektroskopowe otrzymanych spirolaktonów podane są w tabeli 1.

P r z y k ł a d 2. W analogiczny sposób, jak opisano w przykładzie 1, z 2,0 g (0,013 mola) równomolowej mieszaniny (2S,4S) i (2R,4S) izokarweoli, w reakcji z 15 cm³ (0,08 mola) ortooctanu etylu, otrzymuje się 2,6 g (wydajność 89%) (-) estru etylowego kwasu (4S)-3-[4-(1-metyloetenylo)-1-cykloheksen-1-ylo]propanowego, który następnie, w reakcji z 2,0 g (0,012 mola) kwasu m-chloronadbenzoesowego, przekształca się w 2,2 g mieszaniny izomerycznych epoksyestrów (wydajność 80%), którą - bez rozdziału i oczyszczania - poddaje się laktonizacji pod wpływem jonów H⁺z kwasu chlorowego (VII). W ten sposób otrzymuje się 1,3 g izomeru (-)-(5S,6R,8S)- i 0,4g izomeru (+)-(5R, 6S, 8S)-6-hydroksy-8-(1-metyloetenylo)-1-oksaspiro[4.5]dekan-2-onu, co stanowi 89% wydajności dla procesu laktonizacji i 62% -dla trzyetapowej syntezy z izokarweoli.

Właściwości fizyczne otrzymanych związków przedstawione są w tabeli 1.

T ab el a 1

Izomer	[a]D² 6	¹H NMR (CDCla) d	IR (cm'¹)	Aktywność deterentna w stosunku do larw Tojaszyka ulca
Współczynnik względny	Współczynnik absolutny	Współczynnik sumaryczny
5R,6S,8R		1,73 (s, 3H, 13-CHa)	3618 (w)	100,0	78,7	178,7
		2,30-2,42 (m, 2H, H-8,OH)	3492 (m,b)
	+44,2°	2,6 (t, J=8,4 Hz, 2H, 3-CH.2-)	1792 (s)
		3,82 (t, J-3,5 Hz, 1H, H-6)	1652 (w)
		4,75 (m, 2H, =CH2)	11 96 (s)
5S,6R,8S	-37,1°			100,0	67,1	167,1
5S,6R,8R	-0,4°	1,73 (s, 3H, 13-CH3)	3640 (s)	79,3	76,4	173,7
		3,90 (dd, J=11,9 i 4,4 Hz, 1H, H-6) 4,73 (m, 2H, =CH2)	3452 (m,b) 1788 (s) 1656 (w) 1048 (m)
5R,6S,8S	+ 0,3°			100,0	52,0	152,0

Zastrzeżenia patentowe

Claims

2. Sposób wytwarzania nowych hydroksyspirolaktonów o wzorze ogólnym 1, gdzie konfiguracje centrów chiralnych mają znaki: 5R,6S,8R; albo 5S,6R,8R; albo 5S,6R,8S, albo 5R,6S,8S, znamienny tym, że mieszaninę znanych izokarweoli 2R,4R i 2S,4R albo 2S,4S i 2R,4S poddaje się reakcji z ortooctanem alkilowym, po czym utworzony ester, odpowiednio kwasu (4R)- albo (4S)-3-[4-(1-metyloetenylo)-1cykloheksen-1ylo]propanowego, przekształca się za pomocą kwasu m-chloronadbenzoesowego, w epoksyester będący mieszaniną izomerów odpowiednio 1S,4R i 1R,4R albo 1R,4S i 1S,4S, który poddaje się kwasowej laktonizacji do mieszanin izomerycznych hydroksylaktonów, odpowiednio 5R,6S,8R i 5S,6R,8R albo 5S,6R,8S i 5R,6S,8S, które rozdziela się za pomocą chromatografii kolumnowej na czyste związki.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że ortooctanem alkilowym jest ortooctan etylowy.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że kwasową laktonizację prowadzi się za pomocą jonów H® z kwasu chlorowego (VII) w roztworze wodnotetrahydrofuranowym.