PL193124B1 - Nowe hydroksylaktony i sposób otrzymywania nowych hydroksylaktonów - Google Patents

Abstract

Nowe hydroksylaktony o ogólnym wzorze 1 przedstawionym na rysunku, gdzie grupa metylowa przy C-4 i podstawnik hydroksyalkilowy są względem siebie w ułożeniu trans lub cis

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są nowe hydroksylaktony i sposób otrzymywania nowych hydroksylaktonów.

Istotą wynalazku są nowe hydroksylaktony, nigdzie w literaturze do tej pory nieopisane, o wzorze ogólnym 1 przedstawionym na rysunku, gdzie grupa metylowa przy C-4 i podstawnik hydroksyalkilowy są usytuowane względem siebie cis albo trans.

Sposób, według wynalazku, polega na tym, że ester etylowy kwasu 3,7,7-trimetylo-4-oktenowego poddaje się epoksydacji nadkwasem organicznym, po czym uzyskany epoksyester poddaje się kwasowej laktonizacji indukowanej albo jonami H® pochodzącymi z kwasu nieorganicznego lub organicznego, albo kwasami Lewisa.

Korzystnie jest gdy epoksydację estru prowadzi się kwasem m-chloronadbenzoesowym.

Korzystnie też jest gdy do laktonizacji kwasowej stosuje się kwas chlorowy (VII) w mieszaninie woda-tetrahydrofuran albo monohydrat kwasu p-toluenosulfonowego, albo eterat trifluorku boru.

W zależności od warunków reakcji laktonizacji i czynnika indukującego proces, uzyskuje się jako produkt mieszaninę cis i trans d-hydroksy-g-laktonów albo czysty izomer trans.

Izomeryczne hydroksylaktony ograniczają żerowanie larw i chrząszczy trojszyka ulca (Tribolium confusum) i mogą być stosowane w magazynach zbożowych do ochrony ziarna przed tym szkodnikiem. Wyniki testów biologicznych przeprowadzonych według metody opisanej przez J. Nowaka, E. Błoszczyk, J. Harmatha, L. Novotnego i B. Drożdża (Acta Entomol. Bohemoslov., Vol. 83, ss. 327335, 1986) przedstawiono w tabeli. Ponadto w oddzielnych testach stwierdzono aktywność bójczą w stosunku do larw tego owada.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1.

Roztwór 4,2 g (0,02 mola) estru etylowego kwasu 3,7,7-trimetylo-4-oktenowego w 40 cm³ CH2CI2 wkrapla się, przy ciągłym chłodzeniu i mieszaniu, do 4,0 g (0,022 mola) kwasu m-chloronadbenzoesowego w 60 cm3 chlorku metylenu. Reakcję prowadzi się do całkowitego przereagowania estru (około 8 godz.). Po tym czasie do mieszaniny reakcyjnej dodaje się roztworu węglanu sodu. Następnie oddziela się warstwę organiczną od wodnej, po czym warstwę wodną ekstrahuje się eterem e^tylow^ym (² x ⁵⁰ cm³). ^Eksfra^kty or^gamczne ^przemywa s^ię kotejno rozbworamr sterczanu (^IV) sodlu i węglanu sodu oraz wodą, a następnie suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Surowy produkt poddaje się chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksanu i acetonu w stosunku 25:1. Otrzymuje się w ten sposób 4,1 g czystego epoksyestru (wydajność 90%) o następujących stałych fizycznych i spektroskopowych:

n_D ²⁰= 1,4278; ¹H NMR (δ, ppm): 1,04 (s, 9H, (CH₃)₃C-); 1,05 (d, J=7,2 Hz, 3H,

-(CH₃)CH-): 1,25 (t, J = 7,1 Hz, 3H, -OCH₂CH₃); 1,32 i 1,50 (dwa dd, J=14,1 i 6,0 Hz, 1H oraz J=14,1 i 6,0 Hz, 1H, -CH2CH<); 1,82 -1,91 (m, 1H, -CH(CH₃)2,22 i 2,51 (dwa dd, J=15,3 i 8,4 Hz, 1H, oraz J=15,3 i 1,2 Hz, 1H,

-CHCH2C(O)-), 2,50 (dd, J=5,7 i 1,2 Hz, 1H, -H₂C-H((gPH-); 2,81 (td, J=5,7 Hz,

2.1 Hz, 1H, -H₂C-Hę^pH-); 4,15 (kw, J=7,2 Hz, 2H, -OCH2CH3);

IR (cm'¹): 1743(s), 1252(s), 1064(m).

Tak uzyskany epoksyester (4,1 g, 0,018 mola) dodaje się do mieszaniny składającej się z tetrahydrofuranu (30 cm3), wody (15 cm3) i 10 kropli kwasu chlorowego (VII), a następnie mieszaninę reakcyjną ogrzewa się w temperaturze 40°C przez 4 godziny. Produkty ekstrahuje się eterem etylowym (3 x 50 cm3). Uzyskane ekstrakty etylowe przemywa się solanką a następnie suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Surową mieszaninę trans i cis d-hydroksy-g-laktonów poddaje się oczyszczaniu i rozdziałowi za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksanu i acetonu w stosunku 1:3. Otrzymuje się 1,7 g (wydajność 47%) trans 4-metylo-5-(1-hydroksy-3,3-dimetylobut-1-ylo)tetrahydrofuran-2-onu oraz 1,5 g (wydajność 45%) izomeru cis tego związku. Całkowita wydajność laktonizacji wynosi 92% a całej syntezy - w przeliczeniu na wyjściowy ester 83%. Właściwości fizyczne i spektroskopowe otrzymanych hydroksylaktonów przedstawione są w tabeli.

PL 193 124 B1

P r z y k ł a d 2.

Postępuje się analogicznie jak w przykładzie 1, z tym że z 8,2 g (0,039 mola) estru etylowego kwasu 3,7,7-trimetylo-4-oktenowego otrzymuje się 8,0 g (0,035 mola) epoksyestru. Związek ten rozpuszcza się w 100 cm bezwodnego benzenu i powoli (w czasie około 1 godziny) wkrapla się 6 cm (0,05 mola) eteratu trifluorku boru (BF3 Et2O), po czym zawartość kolby miesza się, w temperaturze pokojowej, przez 12 godzin. Następnie mieszaninę reakcyjną rozcieńcza się eterem etylowym (100 cm³) i przemywa nasyconym roztworem wodorowęglanu sodu i wodą, po czym suszy bezwodnym siarczanem magnezu. Surowy produkt (94% izomeru trans i 6% izomeru cis) oczyszcza się za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksanu i acetonu w stosunku 1:3. Otrzymuje się w ten sposób 5,0 g czystego trans, co stanowi 72% wydajności teoretycznej procesu laktonizacji i 67% wydajności całej syntezy.

P r z y k ł a d 3.

Postępuje się analogicznie jak w przykładzie 1, z tym że epoksydacji kwasem m-chloronadbenzoesowym poddaje się 2,1 g (0,01 mola) estru etylowego kwasu 3,7,7-trimetylo-4-oktenowego. W wyniku tej reakcji otrzymuje się 2,1 g epoksyestru (92% wydajności). Epoksyester ten, bez oczyszczenia, rozpuszcza się w 50 cm3 benzenu i dodaje się 1,9 g (0,01 mola) monohydratu kwasu p-toluenosulfonowego. Całość miesza się przez 12 godzin w temperaturze pokojowej. Po tym czasie mieszaninę reakcyjną rozcieńcza się eterem etylowym (100 cm³) i przemywa 10% roztworem węglanu sodu i wodą. Pozostałość po odparowaniu rozpuszczalnika zawiera tylko trans izomer 4-metylo-5-(1-hydroksy-3,3-dimetylobut-1-ylo)tetrahydrofuran-2-onu.

Po oczyszczeniu, za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent jak w poprzednich przykładach), otrzymuje się 1,3 g (wydajność 70%) czystego produktu. Jego właściwości są analogiczne jak laktonu trans otrzymanego w przykładzie 1.

Tabela

Izomer	Temp. top. °C	1H NMR (d)	IR (cm_1)	Aktywność deterentna w stosunku do trojszyka ulca (współczynniki sumaryczne)
				Larwy	Chrząszcze
Trans	75-76	0,98 (s, 9H, (CHa)3C-); 1,19 (d, J=6,8 Hz, 3H, -CH(CHa)-); 1,29-1,41 (m, 2H, (CHa)3CCH2-); 1,81 (s, 1H,-OH); 2,16 i 2,83 (dwa dd, J=17,5 i 9,1 Hz, 1H oraz J=17,5 i 6,8 Hz, 1H, -CHCH2C(O); 2,56-2,69 (m, 1 H, -CHfCHs)-); 3,96 (dd, J=6,0; 2,0 Hz, 1H, >CHO-); 4,02 (ddd, J=9,1; 6,0; 2,3 Hz, 1H, -CH(OH)-)	3480(w), 1796(w), 1012(w)	107,0	165,0
Cis	73-73,5	0,99 (s, 9H, (CHs)sC-); 1,15 (d, J=6,7 Hz, 3H, -CH(CHs)-); 1,37 i 1,74 (dwa dd, J=14,8 i 9,1 Hz, 1H oraz J=14,8 i 1,3 Hz, 1H, -CH2CH(OH)-); 2,26 i 2,73 (dwa dd, J=17,1 i 5,8 Hz, 1H oraz J=17,1 i 7,4 Hz, 1H, -CH2C(O)-); 2,66-2,83 (m, 1H, -CH(CH3)-); 3,95 (ddd, J=9,1; 7,6; 1,2 Hz, 1H, -CH(OH)-); 4,11 (dd, J=7,6 i 4,8 Hz, 1H, >CHO-)	3480(s,b) 1780(s), 984(s)	102,9	79,1

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Nowehydroksylaktonyo ogólnym wzorze 1 przedstawionym narysunku,gdzie grupa metylowa przy C-4 i aoSutawaiS yyZroSuyalSilowy uą względem uidbid w nłożdain tranu lub ciu.
2. 2. Sppnybwe-wekzokia naow-C hyyrc>nsylaktonyw o ooólnym wwiozo 1 przodstakeonym naryunaSn, óZoid grupa metylowa przy C-4 i poZutawaiS yyZroSuyalSilowy uą względem uidbid w nłożdain traau lnb ciu, znamienny tym, żd dutdr Swaun 3,3,7-trimdtylo-4-oStdkowdóo poZZajd uię daoSuyZacji aaZSwaudm oróakicokym, a noyuSaky dpoSuydutdr poZZajd uię Swauowdj laStoaizacji iaZnSowaadj albo joaami H® pocyoZzącymi z Swaun kidoróakicokdóo lnb oróakicokdóo albo Swauami Ldwiua.
3. 3. Spouób wdZłng zautrz. 2, znamienny tym, żd Zo dpoSuyZacji dutrn utounjd uię Swau m-chlorokaZbdkooduowy.
4. 4. Spouób wdZłng zautrz. 2, znamienny tym, żd Zo laStoaizacji Swauowdj utounjd uię Swau chlorowy (VII) w miduoakikid woZa-tdtrayyZrofnrak.
5. 5. Spouób wdZłng zautrz. 2, znamienny tym, żd Zo laStokioacji utounjd uię mokoyyZrat Swaun p-tolndkounlfokowdgo.
6. 6. Spouób wdZłng zautrz. 2, znamienny tym, żd Zo laStokioacji utounjd uię dtdrat triflnorSn born.