Идентификация феромона карадрины среднеазиатской популяции. Синтез феромонов насекомых, содержащих несопряженные двойные связи тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР ИНСТИТУТ БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ имени академика А.С.САДЫКОВА

На правах рукописи

КАСЫМЖАНОВА МИХРИ

УДК 547.313.6324632.936.2

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ФЕРОМОНА КАРАДРИНЫ СРЕДНЕАЗИАТСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ.СИНТЕЗ ФЕРОМОНОВ НАСЕКОМЫХ, СОДЕРЖАЩИХ НЕСОПРЯЖЕННЫЕ ДВОЙНЫЕ СВЯЗИ

Специальность 02.00.10 - биоорганическая химия, химия природных .и физиологически активных веществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ташкент - 1990

Работа выполнена в Институте биоорганической химии имени академика А.С.Садыкова АН УзССР

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация;

член-корреспондент АН УзССР А.А.Абдувахабов

кандидат химических наук В.С.Абдукахаров

доктор химических наук, профессор Х.А.Асланов

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Б.Г.Ковалев

ордена Трудового Красного Знамени Институт химии растительных веществ АН УзССР

Защита диссертации состоится ." 1990 г.

в ~~ часов на заседании Специализированного совета Д 015.21.01 при Институте биооргвнической химии имени академика А.С.Садыкова АН Уз€СР по адресу: 700143, Ташкент, проспект М.Горького, 83

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биоорганической химии имени академика А.С.Садыкова АН УзССР

Автореферат разослан "/3 " 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

'■англлат химических наук С.И.Мухя.успхянона

ОЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Известен ряд феромонов чешуекрылых, имеющих структуру алифатических диеновых сопряженных и ыетиленраз-деленных спиртов и их ацетатов. Наличие системы двойных связей в этих соединениях усложняет проведение стереоспецифического синтеза. Однако интенсивное использование половых феромонов в интегрированных системах защиты растений приводит к необходимости разработки универсальных технологических схем синтеза, позволяющих из одних и тех же исходных веществ, синтонов получать феромоны различных видов вредителей.

Цель работы. Идентифицировать половой феромон карадрины среднеазиатской популяции. Разработать универсальные методы синтеза несопряженных диеновых систем и применить их для синтеза феромонов насекомых-вредителей сельского хозяйства. Исследовать динамику выделения феромона самками карадрины.

Научная новизна. Идентифицирован половой феромон карадрины среднеазиатской популяции. Разработан универсальный метод синтеза цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетата - основного компонента феромонов некоторых видов чешуекрылых. Предложен новый путь синтеза цис-7,транс~П-гексадиенилацетата, основанный на синтоне 9-(2-тетрагидропиранил)окси-2-нонин-1-оле, полученном исходя из пропаргилового спирта. Разработан метод синтеза несопряженных диеновых систем с использованием межфазного варианта реакции Виттига-Хорнера. Разработаны пути синтеза соединений, содержащих несопряженную 1,4-диеновую систему, получаемую из 1,4-диацетиленового синтона, синтезированного при взаимодействии защищенного пропаргилового спирта и бромистого пропаргила. Изучена динамика выделения феромона карадрины.

Практическая значимость работы. Идентифицирован половой феромон карадрины среднеазиатской популяции. Разработаны методы синтеза половых феромонов карадрины, зерновой огневки, хлопковой и зерновой молей. Разработанный межфазный вариант реакции Виттига-Хорнера применен для синтеза феромонов верхнесторонней плодовой моли и коврового кожееда. Разработанный метод синтеза I,4-несопряженной диеновой системы на основе диацегиленового спирта будет основой синтеза феромонов некоторых видов мукоедов. Изучение динамики выделения феромона карадрины позволит более рационально и научнообоснованно использовать его в практике.

Апробация работы. Результаты исследования по теме диссертации представлялись - 6th IUPA.C International Conference on'organic synthesis , 1985; 9th Soviet-Indian Symposium on the chemistry of natural products , 1989; 17th IUPAC International Syis-posiuia on the chemistry of natural producta , 1990; 14-

тый Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 1989.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи, тезисы 5 докладов на конференциях, выпущено методическое указание .

Объем и структура работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, содержит ^таблиц, ^ рисунков. Список цитируемой литературы включает Jß наименований,

Диссертация состоит из введения, литературного обзора по методам синтеза феромонов насекомых, содержащих несопряженную диеновую систему, обсуждения полученных в диссертационной работе результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛОВОГО ФЕРОМОНА КАРАДРИНЫ СРЕДНЕАЗИАТСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Для практического использования феромонов в первую очередь необходимо установить состав феромона. Задача,выделения и идентификации феромонов сводится к выделению и идентификации основных и минорных компонентов, представляющих собой геометрические, позиционные изомеры или родственные соединения, различающиеся функциональными группами, длиной углеродной цепи, степенью и положением насыщенности. При этом необходимо учитывать зависимость состава феромона от географического обитания популяции.

Малая наземная совка - карадрина (spodoptera exigua Hb. ) является широко распространенным, опасным, периодически в массах размножающимся вредителем хлопчатника во всех хлопкосеющих районах республик Средней Азии и Закавказья.

Для идентификации полового феромона карадрины среднеазиатской популяции было проведено разведение карадрины в лабораторных условиях. Первоначально гусениц карадрины собирали в природе и разводили в чашках Петри на естественном корме. Для выделения феромона отбирались 2-3 дневные девственные самки.

Полученную смесь веществ хроматографировали на колонке с Floriail . Далее было проведено хроматографирование на си--ликагельной колонке, пропитанной нитратом серебра. Элюаты, содержащие весь активный материал, объединялись и анализировались гаэожидкоглмэй хроматографией на колонках 0V-I, ov-I? и decís , при этом отбирались одноминутные фракции в стеклянные капилляры, содержимое которых тестировали электроантеи-нографическим катодом (ЭАГ). 'Гачим путем обнаружили ЭАГ-актиэ-

ную фракцию с временем удерживания 13 мин. Аналитическая хрома-тограмма сырого экстракта полового аттрактанта из 50 самок на этих же колонках показала присутствие интенсивного пика с временем удерживания, соответствующим одному из стандартных веществ - цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетату.

Идентификация минорных компонентов полового феромона кара-дринъг выполнялась совместно с сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института биологических методов защиты растений .

Методом капиллярной ГЖХ на колонке с ДВ-5 фазой в составе полового феромона Зройс^ега ез^иа среднеазиатской популяции идентифицированы цис-9-тетрадеценилацетат, цис-9,транс-12~ тетрадекадиенилацетат , цис-Э-тетрадецвн-1-ол, цис-9,транс-12-тетрадекадиен-1-ол в соотношении 1:2:1:8, соответственно.

Эти данные были подтверждены хромато-масс-спектрометричес-ки, записью полного ионного тока на характеристических ионах. В качестве таковых были выбраны ионы с м/е 61, 82, 166, 194. Дополнительно каждый пик полного ионного тока идентифицировался по времени удерживания сравнением с таковым заведомых образцов (колонка с среднеполярной фазой ДВ-ЛАХ ).

Таким образом, в результате проделанной работы был установлен состав полового феромона карадрины среднеазиатской популяции.

Для практического использования в сельском хозяйстве необходимо разработать методы синтеза основного компонента феромона - цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетата.

СИНТЕЗ ЦИС-9 ДРАНС-12-ТЕТРАДЕ2ОДШШАЦЕТАТА

Основной прием в синтезе диеновых феромонов - удлинение цепи ненасыщенного фрагмента либо уже имеющего двойные связи

нужной конфигурации, либо содержащего одну двойную связь определенной конфигурации.

Основным методом синтеза цис-9,гранс~12-тетрадекадиен-1-ола (I) и его ацетата (П) является так называемый ацетиленовый путь. Мы осуществили стереонаправленный синтез^, применяя единый подход к получению диеновых соединений с изолированными двойными связями (схема I).

Синтез 10-(2-тетрагидропиранил)окси-1-децина (У), одного из основных синтонов при получении данного вещества, осуществляли, исходя из 1,8-октандиола (Ш).

Галоидгидрин синтезировали, используя метод непрерывной экстракции, применяя различные условия проведения реакции. В качестве растворителей использовали гексан, гептан, октан, цикло-гексан, а также их смеси. Исследовалось влияние продолжительности реакции, соотношения диола и галоидкислоты на выход продукта. В случае 1,8-хлоргидрина лучший выход - 84% достигался при использовании в качестве растворителя смеси гептан-октан в соотношении (1:1) и времени реакции 26 час. В случае 1,8-бромгидрина при использовании октана и экстрагирования в течении 70-75 час выход достигает 82%. Для дальнейшей реакции целесообразно использовать хлоргидрин, так как при его получении образуется незначительное количество дихлороктана в качестве побочного продукта, в отличие от реакции получения 1,8-бромгид-рина. Хлоргидрин действием 2,3-дигидропирана превращали в 8-(2-тетрагидролиранил)окси-1-хлороктан (1У).

Для получения Ю-(2-тетрагидропиранил)окси-1-децина нами были проработаны все описанные методики синтеза - лучший результат был получен с ацетиленидом лития в диметилсульфоксиде, выход составил 74%.

Лень i.

Синтез (2 )-9, (Е)-12-тетрадекадиенилаиетата

\7

Ч/ a. BuLi Er(CH2)4Br -——--ш cf.CHSC/Li /КН3(ж)

„ „„„,„„ ____,LiAlH4 (—» НО(СН?)оОН —^-» ТГП-0-(СНр)оС1----> ТГП-0-(СН9)„С£СН

¡^OOCt^îgOOOCgHg --/ 0 2. 2,3-ДГП 2 8 б.ВД2(СН2)2ВД2СгСЫ . 28

1У I. SaC^CH У

наНСОо KOH/CaHt,/(C4Hq)4hj ijaffiWiíHo H3cv /Н

СН3-С=СН-СН2С1-2-». СН3-9=СН-СН20Н -èJâ-4 9 4 > CH3-CSC-CH20H -—§—h с=с

" CI Cl гт н' ЧСНоОН

У1 УП 2 УШ о>

H /СНО LiA1H н с н рв Н3с H I.Liffl,/ffl,(i) Нзсч /

^С=СЧ- -á* J ^р=С -С=С + У -§-2—№ Nc=C ■ о

Н2с К Г >Н20Н н' ЧСН2Ьг 2.Ас20/Ас0Н Н" 4CH2-CsC(CH2)gO-B-CH3

IX X . Pd/CaCO« н с H H H EtMgBr HC H p.2Hi -- J >C ,C=C 0 ; У + IX --—C=C

h2 h' n'ch2x чч(сн2)8о-с-сн3' cubr h \н2-с=с-(сн2)8-о-тгп H2

П XI

H^c H H H U n+ HnC H H H

П=Г

-iOU os. / V /

с=с —¿—>- с=с >с

к7 чсн^ *Ч(СН2)8-0- ТП! н' чсн^ Ч(СН2)80Н

■ ХП I

Транс-1-бром-2-бутен (IX) является важным промежуточным соединением в синтезе ряда феромонов, он получается бронированием соответствующего спирта трехбромистым фосфором в пиридине. Транс» 2-бутен-1-ол (УШ) может быть получен восстановлением кротоново-го альдегида литийалюминийгидридом в абсолютном эфире. Однако наличие в промышленном кротоновом альдегиде винильных соединений, удалить которые полностью не удается, заставило нас выбрать другой метод синтеза. В качестве исходного вещества был выбран коммерчески доступный 1,3-дахлор-2-бутеи. При его омылении бил получен 3-хлор-2-бутен-1-ол (У1), из которого действием амида натрия в жидком аммиаке получали 2-бутин-1-ол (УП). Однако работа с амидом натрия и жидким аммиаком имеет ряд неудобств, поэтому были изучены условия дегидрогалогенирования в условиях межфазного катализа. В качестве отщепляющего агента использовали порошковый едкий кали, катализатором служил тетрабутиламмоний йодид (ТБАИ).

Ключевой стадией синтеза цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетата является сочетание полученных синтонов. Сочетание было проведено двумя путями. Первый путь синтеза заключается в конденсации литиевого производного Ю-(2-тетрагидропиранил)окси~1-де-цина (У) с транс-1-бром-2-бутеном (IX). Реакцию проводили в гегс-саметаполе при -40°С. Образующийся транс-12-тетрадецен-9-ин-1-илацетат (X) гидрированием над катализатором Линдлара превращали в целевой ацетат (П). Второй путь заключается в сочетании алкилмагнийбромида с трянс-1-бром-2-бутеном в тетрагидрофураио, катализируемом солью одновалентной меди. В отсутствии катализатора реакция идет значительно хуже. Полученный 12-транс-1-(2-тетрагидропиранил)окси-тетрадецен-9-ин (XI) после стереоселек--тивного гидрирования давал транс-12-цис-9-тетрадекадиен-1-окиг-

пирам (ХП). Последующее снятие пиранильной защиты давало требуемый диенол (I). Спектральные характеристики цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетата соответствовали структуре соединения. Газо-жидкостная хроматография показала 98$ чистоту полученного продукта.

Синтез цис-9-транс-12-тетрадекадиенилацетата (П) осуществляли также другим путем.

Е а. НН9(СН9)о'СН = С Ы ■ .

СНо - СН = СН - СНРВг -ь--*

• 1Х * б. ИвС = СН

Е ТГП - 0 - (СНо)оСГ сн3 - СН = СН - сн2 - С = СН —-■-->

хш

Е Р - 2 N1

сн3 - СН = СН - сн2 - С = С - (СН2)8-0 - ТГП-У

XI 2

Е Ъ АсоО/АсОН сн3 - СН = СН - сн2 - СН = СН - (СН2)8 - 0 - ТГП —ь-У

ХП

Е Ъ

СН3 - СН = СН - СН2 - СН = СН - (СН2)8 - 0С0СН3

п

Транс-4-(гексен-1-ин) (ХШ) получали из бромида (IX) двумя путями: ацетилинированием через комплекс ацетилинида лития с этилендиамином и ацетилированием посредством ацетиленида натрия. Сочетание полученного соединения с 8-(2-тетрагидропиранил)ок-си-1-хлороктаном (1У) с последующим гидрированием енина (XI), используя катализатор Р-2 М приводит к защищенному диенолу (XII), снятие пиранильной защиты с одновременным ацилировашем дает желаемый ацетат (П).

Исходя из бромистого транс-2-бутена, Исключив применение ацетилена, возможен еще один синтез иие-9,транс-12~тетрядека--

диен -1-илацетата. При взаимодействии (IX) с пропаргиловым спиртом в присутствии соли одновалентной меди образуется транс-5-гептен-2-ин-1-ол (Х1У), бромид которого (ХУ) при сочетании с 7-(2-тетрагидропиранил)окси-1-хлоргептаном (ХУ1) образует енин (XI), который, как описано в схеме I, превращают в феромон П.

Е НОСНр-СгСН Е „„ п„

СНп - СН = СН - СН0Вг -£-> СНо-СН = сн-сн9-с=С-СН20Н

л г СиВг л 4

IX Х1У

РВг о/Ру Е ТПГ-0-(СНр)9С1(ХУ1) -СН3 - СН = ОТ - СН2 - С 3 С - СН2 Вг-->

ХУ

Е , Р<1 /СаСОо сн3 - СН = СН - сн2 - С з с - (СН2)8 - О - ТТЛ --^->•

XI * н2

Е г АсоО/АсОН сн3 - СН = СН - СН2 - СН = СН - (СН2)8 - О - ТГП —£--

ш

Е г

сн3 - СН з СН - СН2 - СН = СН - (СН2)80С0СН3

п

СИНТЕЗ ПОЛОВЫХ ФЕРОМОНОВ ХЛОПКОВОЙ МОЛИ ГЕОТХНОРНОВА аоззтё1,и и ЗЕРНОВОЙ !ЮЛИ зхтогиоаа скиеаьеы.а

Зерновая моль зи^гой« сегеа1е!1з причиняет большой ущерб сельскохозяйственным запасам Средней Азии. Феромоном зерновой моли является (а )-7, (Е)-И-гексадекадиенилацетат,

Хлопковая моль Рзс^порЬога цоивургеНа является одним из 'основных объектов карантина для хлопководства в СССР. Феромы» хлопковой моли представляет собой смесь ацетатов цис-7,цас-П-м цис-?,тране-П-гексадекадиен-1-олов в соотношении 1:1.

Нами предлагается коша путь синтеза шс-7,транс-П-гексь ■ декадиекилацетата и снеси цис-7,транс-П- и цис-7,цис-11-йзоиь-ров в соотношении 1:1 (см.схему ?.).

Схема 2.

Синтез (z )-7, (z /Е)-11 гексадекадиенилацетата

I. HCl , Li /Шо (ж) P-2ki

г b 2. 2,3-ДГП ^ ь НС=С-СН?0Н ^ ь г Н9

ХУЛ ХУШ ^

н н н н

^С=С РБго/Ру ^с'' ТП1-0(Ш2)б-- ^Сн2он -3-ТГП-0(СН2)^ \н2Вг

XIX XX

(СНоО)п FBrq/Ri КаКНо/ нНч(ж) С4НдС^СН -► С4НдС=С-СН20Н ---> С4НдС=С-СН2Вг -ь---^

XXI XXII

Ä J I. Mg н

J>C + XX --—--► О С=С Z/E

Н CHgBr 2- Ас20/Ас0Н CH30-d-(CH2)g ^СН2-СН2-СН= СН-С4Нд

.ххш

По предлагаемому нами пути синтеза 9-(2-тетрагидропира-нил)окси-2~нонин-1-ол (ХУШ), получали взаимодействием 6-(2-тет-рагидропиранилокси)-1-хлоргексана (ХУЛ) с пропаргиловым спиртом в смеси жидкий аммиак-гексаметапол с выходом 78%. Исходный защищенный хлоргидрин (ХУП) получали защитой гидроксильной группы 2,3-дигидропираном в б-хлоргексане-1-оле, который синтезировали методом непрерывной экстракции. При синтезе 6-бромгексан-

I-ола этим же методом при использовании гептана в качестве растворителя, выход составил 82%, но при этой образуется более 4% дибромгексана, от которого очень сложно избавиться.

9-(2-Тетрагидропиранил)окси-2-нонин-1-ол гидрировали над катализатором Р-2- N1 с образованием 9-(2~тетрагидропиранил) окси-(г )-2-нонен-1-ола (XIX), который превращали в бромпроиз-водное (XX).

2-Гептин-1-ол (XXI) синтезировали действием параформа на комплекс Йоцича, полученный из гексина в абсолютном тетрагид-рофуране. Бромирование 2-гептин-1-ола проводили трехбромистым фосфором в пиридине, и полученный бромид (ХХП) восстанавливали натрием в жидком аммиаке с образованием 1-бром-(Е)-2-гептена (ХХШ).

Синтез желаемой смеси (см.схему 2) ацетатов цис-7,цис-

II- и цис-7,транс-П-гексадекадиен-1-олов осуществляли реакцией Гриньяра 1-бром-(Е)-2-гептена (ХХШ) с 9-(2-тетрагидропира-нил)окси-1-бром-( % )-2-ноненом (XX) в условиях частичной изомеризации транс-связи в цис-связь в П-положении молекулы. По данным ГЖХ соот! «пение цис,цис-7,П-изомера к цис,транс-7,II-изомеру равно 48:52. Все полученные соединения охарактеризованы спектральными данными, чистота продуктов подтверждена газожидкостной хроматографией с использованием капиллярных колонок.

Получение цис-7,транс-П-гексадекадиенилацетата, феромона зерновой моли, осуществляли тем же самым путем, но после получения 1-бром-2-гептина (ХХП) его, не восстанавливая, сочетали с 9-(2-тетрагидропиранил)окси-1-бром-(ъ )-2-ноненом.

,, Е*М еВг ТГП - 0 - (сн2)6- СН = СН - СН2Вг+ с4НдС 5 с - СН2Вг——--~

2 на иН9/ ИНч(ж) ТП1 - 0 - (сн2)6 - СН = СН - СН2 - С г с - С4Нд -ь-

г Е АсоО/АсОН

тгп - о - (сн2)б - сн = сн - сн2 - сн = сн - с4Нд —ь-*

ъ Е

СН30С0(СН2)6 - СН = СН - СН2 - СН2 - СН =» СН - С4Нд

Гидрирование с использованием катализатора Линдлара с последующим снятием пиранильной защиты и ацетилированием сырого продукта дает цис-7,транс-П-гексадекадиенилацетат.

Синтез (г )-7,(Е)-П-гексадекадиенилацетата осуществляли также другими путями. В частности, этот изомер был синтезирован по аналогии с вышеописанным синтезом цис-9,транс-12-тетра-декадиенилацетата, 8-(2-Тетрагидропиранил)окси-1-нонкн синтезировали ацетилинированием четырьмя различными способами 6-(2-тет-рагидропиранил)окси-1-хлоргексана. Второй синтон получали, исходя из гексина-1, который бромировали гипобромидом калия с выходом 72$ с последующим удлинением углеводородной цепи окисью этилена. Бромирование ацетиленового спирта дает 1-бромнонин-З. Дальнейший путь синтеза осуществляли в зависимости от того, какой изомер необходимо получить. Для получения цис~7,транс-П-изомера проводили гидрирование 1-бромнонина-З к полученный бромистый (Е)-З-нонен ввели в реакцию сочетания. Для синтеза цис-7,цкс-П-иэомера 1-бромнонин-З реагировал непосредственно с

8-(2-тетрагидропиранил)окси-1-нонином, затем проводили реакцию гидрирования с получением двух цис-свкзей.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕШЗНОП) КАТАЛИЗА В РЕАКЦИИ ВИТТИГА-ХОРНЕРА ДЯЯ СИНТЕЗА НЕООПРЯКЕННЫХ ДИЕНОВЫХ СИСТЕМ

Применение межфаэного катализа при проведении реакции Вит-тига-Хорнера упростило методику ее проведения. Традиционный вариант реакции Виттига с неустойчивыми илидами ограничивает препаративные и технологические возможности реакции. Трудности использования межфаэного варианта реакции в синтезе алкенов алифатического ряда связаны с пониженной реакционной способностью алкилтрифенилфосфониевых солей и неустойчивостью алифатических альдегидов в присутствии сильных оснований.

В разработанных нами схемах синтезов полового феромона верхнесторонней плодовой молиLithocolletis lifollella Hw. транс-4,цис-7-тридекадиенилацетата и феромона коврового кожееда Attagenua magatcre транс-3,цис-5-тетрадекадиеновой кислоты была применена реакция Виттига-Хорнера.

Триэтиловые эфиры фосфонопропионовой кислоты и фосфонобута-новой кислоты были получены взаимодействием 0,0-диэтилфосфита с соответствующими этиловыми эфирами хлорпропионовой и хлорбу-тановой кислот.

сн2 = сн - с + Hei + с2н5он-> ci сн2сн2соос2н5

HCl

OCHg - сн2 - СН2 - сн2---—> Н0(СН2)4С1--у

Н00С(СН?)3С1------> Ci (СН2)3С,00С2Н5;

(С?Н50)рР0Н f С 1(С»2) „ COOCpR-, ----11-2. 3;

(СУ1Г)0}?Р!)(СН?) u (Я0С?Н5

Второй основной синтон для получения феромона верхнесторонней плодовой моли синтезировали исходя из гептина-1.

(СНоО)п РВгч/Ру С5НПС = СН ^^ С^НцС = С - СН20Н —4—:-••

Р-2- Н1 ъ иМеХ СцНттС а С - СН, - Вг -+ СсНттСН = СН - СНрВг -►

5 11 2 н2 ' ■ 2 НСООЫ

с5нпсн = сн - сн2 - сн2 -сно

Взаимодействием с параформом получали 2-октин-1-ол, который затем бромировали и гидрировали над Р-2 Н1 . Желаемый альдегид синтезировали через магнийорганическое соединение. Для этого получали обычным путем из магния и бромистого цис-2-октена реактив Гриньяра в тетрагидрофуране и кипяткли его с муравьи-нокислым литием в течении двух часов. Дальнейшую реакцию проводили со сменой растворителя, заменяя тетрагидрофуран на эфир. Обработку реакционной смеси проводили обычным способом, разлагая разбавленной соляной кислотой. Полученный альдегид вводили в реакцию с триэтилфосфонобутановой кислотой.

«ч ^

С^НттСН = сн - сн? - сно + % —►

511 2 <СН2)3С00С2Н5

С^НцСН = сн - сн2 - сн = сн - сн2 - сн2 - соос2н5

Эту реакцию легко удается осуществить в межфазных условиях, причем сами фосфонаты могут выполнять роль межфазных катализаторов, даже в случае таких фосфонатов, которые не относятся к четвертичным солям фосфония, обычным межфазным катализаторам. В стандартной системе 50% водный едкий натрий/дихлор-метан при комнатной температуре образуются преимущественно транс-изомеры. Разработанный синтез транс-4,цис-7-тридекадие-нилацетата - феромона верхнесторонней плодовой моли, удобен

из-за простоты процедуры получения.

В разработанной схеме синтеза феромона коврового кожееда для сочетания в реакции Виттига-Хорнера второй синтон был получен исходя из доступного децена-1.

CQHI7CH = СН2 -v CgHI7CHBr - СН2Вг -з-

(СНоО)п

СЙНТ9С = СН -ь-СпНг9С 2 С - СНрОН -►

8 17 EtMSßr ^ 17 2

z z

CqHI7CH = СН - СНрОН -> с8н17сн = СН - сно

Бромированием децена-Х в среде четыреххлористого углерода получали 1,2-дибромдекан, который далее превращали в децин-I. В качестве дегидрогалагенирущего соединения использовали едкий кали в этилцеллозольве, а для удаления воды азеотропную отгонку с толуолом. Полученное вещество гидрировали над Р-2 Mi , окисляли спиртовую группу в альдегидную с помощью пиридинийхлор-хромата. Межфазную реакцию Виттига-Хорнера полученного альдегида с триэтилфосфонопропионовой кислотой проводили аналогично, z

с8н17сн = сн - сно +■ (с2н5о)2го(сн2)2соос2н5 -*

2 Е

CqHI7CH = СН - СН = СН - сн2 - соос2н5 ->

2 Е

с8н17сн = СН - сн = сн - сн2 - соон

Феромон коврового кожееда - транс-3,цис-5-тетрадекадиеновую кислоту получали омылением полученного эфира.

СИНТЕЗ НЕСОПРЯЖЕННОЙ 1,4-ДИЕНОВОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ

ДИАЦЕТИЛЕНОВОГО СИНТОНА В современной химии ацетиленов существуют различные методы синтеза I,4-ацетиленовых соединений.

В разработанном нами пути синтеза соединений, содержащих

несопряженную 1,4-диеновую систему» полученную из 1,4-диацети-ленового синтона, основной реакцией (см.схему 3, в ней два варианта) является взаимодействие защищенного пропаргилового спирта и бромистого пропаргила. Реакцию проводили, получая вначале ыагнийорганическое производное защищенного пропаргилового спирта и затем добавляли к нему бромистый пропаргил. Следующей стадией является удлинение полученного диацетиленового спирта. Удлинение проводили двумя путями, получая спирт или ацетат. В первом случае при охлаждении, в предварительно синтезированное магнийорганическое производное защищенного диацетиленового спирта в тетрагидрофуране пропускали свежеполученную окись этилена. После обычной обработки, желаемый продукт получали фракционной перегонкой в вакууме. Структуру подтверждали спектральными данными к газо-жидкостной хроматографией.

Во второй реакции, при получении ацетата, к суспензии од-нобромистой меди в сухом диметилсульфоксвде добавляли 1,8-ди-азабицикло ¡5.4.о| ундец-7-ен для комплексообразования. Первоначальный салатовый цвет превратился в коричневый. После окончания экзотермической реакции в реакционную смесь добавляли 2,6-ди-трет~бутил-4-метилфенол и затем защищенный диацетиленовый спирт. Экзотермическая реакция сопровождалась изменением цвета реакционной массы в темно-коричневую. После самоохлаждения смеси добавляли капельнэ этиловый эфир монохлоруксусной кислоты в сухом дю.:атилсульфоксиде. После обработки обычными метода;.!!.1 продукт без дальнейшей очистки гидрировали (катализатор Р-2 N1 ). Продукт гидрирования очищали колоночной хроматографией на силикагеле. Строение подтверждали ЯМР-спекгроскопией, чистоту - газо-Еидкостной хроматографией. После снятия ¡Гранильной заедете пояучадк тозилат. Дальнейший путь синтеза за- . юшчался в аякидированми 4-(2-гетраг1щропкраш1л)1зкск-1-хлорбу-

Схема 3.

Ацетиленовый синтез несопряженной 1,4-диеновой системы

,3-ДГП + Н0-СН2-С=СН --► ТГП-0-СН2-(гСН + СН^С-СН2С1 |-ТГП-0-СН2-С^С-СН2-СнСН

■лЫвВр, 'О'

тгп-о-сн2-с=с-сн2-сгс-сн2-сн2он

оеактив Джонса.

П-0-СК2-СЗС-СН2-С2С-СН2СООН

Си-СН2-С00-С2Н5 пби, эмзо

ТГП-0-СН2-СзС-СН2-С=С-СН2-.С00-С2Н5 ->

н н., н

ТГП-0-Н2С' хСН9-С00-С2Н5

СНоОН н. нн,

СН3СбН4302С1

не1 но-сн£ чсн£ тн2соо-с2н5

>С=С ,С=С +■ ТГП-0(СН9)4Сх

И0-СН2 СН^ ^СНо-СОО-СзНд -4

н н н н

N ' \„ ' ТГП-0-(СН2)4СН£' "СН2-С00-С2Н5

таном полученного тоэилата. Реакцию проводили путем получения магнийорганического реагента 4-(2-тетрагидропиранил)окси-1-хлор-бутана в тетрагидрофуране и добавления к нему раствора тоэилата в тетрагидрофуране.

Синтезируемые синтоны будут использованы в синтезе компонентов феромонов различных видов мукоедов.

Все синтезированные феромоны испытаны на аттрактивную активность в лабораторных условиях. Привлекаемость самцов во всех случаях была на уровне стандартных образцов.

ВЫДЕЛЕНИЕ ФЕРОМОНА САМКАМИ КАРАДРИНЫ

Большинство насекомых активны в течении специфически определенного времени суток, производя и испуская половой феромон. Передача физиологического и средового сигнала на производство полового феромона осуществляется эндокринной системой. В большинстве исследований используется поведенческая техника биотестирования, что не дает возможность определить влияние гормонов на синтез и испускание половых феромонов. Используя прямое химическое определение феромонного титра, очевидно, сейчас накапливаются сведения, что производство феромонов идет при гормональном контроле.

Нами проводились исследования выделения феромонов самками карадрины среднеазиатской популяции.

Активность самок наблюдалась при слабом красном свете. Четыре группы, по 10 самок каждая, наблюдались в 15-минутных интервалах и число активных самок фиксировалось.

Феромон, продуцируемый самками, был экстрагирован этилчц"-татом, содержащим тридецилацетат в качестве внешнего стандарта, при осторожном надавливании на брюшко и отрезании 9 сегмента,

Активность производства феромона у самок карадрины опреде-

лялаеь с 21.00 вечера по 4.00 утра следующего дня. Продуцирование основного компонента феромона карадрины - цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетата наблюдалось различное, но пик максимума наблюдался в час ночи (см.рис. I и 2). При рассмотрении количества активных самок в процентном отношении максимум приходится на пол-первого ночи и плато, характеризующее наиболее активное время суток для самок карадрины, совпадает с максимальным уровнем зыделения основного компонента феромона (см.рис. I и 2).

Для исследования влияния мозгового гормона на производство и выпуск феромона, головы 2-3 дневных самцов и самок карадрины (по II штук) гомогенизировали и затем экстрагировали бидис-тиллированной водой. После осаждения методом центрифугирования (10 минут при 8000 об/мин) ткани голов, к супернатанту добавляли 1^!Л 20/5 раствора фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ) для ин-гибирования протеолитических ферментов (присутствие которых возможно).

Полученный экстракт анализировали при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе (на колонке Uucloa11 RP-300-7 - 4,6 на 150 mo - Mashev&y -Nagel, ФРГ) в градиенте,концентрации ацетонитрила.

При этом было обнаружено, что 9Ь% веществ, содержащихся ь экстракте, который выходит с колонки с фронтом растворителя, то есть являются низкомолекулярными, представляя собой смесь органических соединений. Кроме этого, из экстракта выделено 5 фракций (фракции 2-6), которые содержат соединения белковой природы. Необходимо отметить, что время удерживания на колонке фракций, полученных из экстрактов голов самок и самцов одинаковы, что указывает на идентичность этих компонентов. Причем, содержание белковых компонентов по отношению к содержаний низ-

Количество ( 2 ) - 3,(Е)-12-тетрй-дек&яиенклапетатв, испускаемого 1 самкой б не

— Тъ (X .£>

1-!-1-1-

Возбужденные самкк, £

комолекулярных веществ из экстрактов голов самцов в два раза меньше, чем в случае экстрактов голов самок.

Двадцать микролитров тестируемого раствора было иньекциро-вано в каждую самку через межсегментальную мембрану бршка используя шприц Hamilton . Иньекция проводилась самкам в период явного спада активности метвдг 3 и 4 часами ночи. При этом производство феромона восстанавливалось на уровне, не отличающимся от нормального производства самками - 3,84 ng /I самку. Не было найдено существенной разницы между гомогенатами мозга самок и самцов. После инъекции у самок наблюдалось резкое изменение в поведении, они активно двигались, затем приняли призывную позу, у них подрагивали крылья и брюшко, наблюдалось вытягивание последнего сегмента. Таким образом, очевидно, фактор мозга является ответственным за контроль производства феромона у самок карадрины.

ВЫВОДЫ

1. Идентифицирован состав феромона карадрины среднеазиатской популяции. Установлено, что основным компонентом является цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетат. Минорннми соединениями являются цис-9,транс-12-тетрадекадиен-1-ол, цис-9-тетрадецен-1-ол и его ацетат.

2. Синтезированы биологически активные соединения: компонен ты половых феромонов карадрины, хлопковой, зерновой, верхнесторонней плодовой молей, коврового кожееда, зерновой огневки.

3. Предложена препаративная схема получения цис-9,транс-12-тетрадекадиенилацетйта j- основанная на ацетиленовом пути синтеза.

4. Разработана схема синтеза цис-7,транс~Н-гексадекаяие~

нилацетата и смеси цкс-7, транс-П- и цис-7,цис-П-изомеров в соотношении 1:1, основанная на получении основного синтона 9-(2-тетрагидропиранил)окси-2-нонин-1-ола взаимодействием 6-(2-тетрагидропиранил)окси-1-хлоргексана с пропаргиловым спиртом.

5. Изучен межфазный вариант реакции Виттига-Хорнера с использованием фосфонатов в качестве промежуточных илидов для синтеза транс-4, цис-7-тетрадекадиенилацетата и транс-3,цис-5-тетрадекадиеновой кислоты.

6. Разработан удобный способ синтеза синтонов, содержащих 1,4-нес опряженную диеновую систему, на основе диацетиленовых соединений для использования в синтезе компонентов феромонов мукоедов.

7. Выявлен наиболее активный период жизнедеятельности самок карадрины, количественно определена зависимость производства основного компонента феромона от времени суток, показано влияние "мозгового" гормона на производство и выпуск феромона.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. M.Kasyraganova, V.S.Abdukaharov, G.S.Shakyrsanova, A.A. Abduvahabov. Synthesis of Cryptolestea puaillua agrégation phe-romonas// JUPAC International Sympoeium on the Chemistry of natural producta. New Delhi. 1990. Feb.4~Feb.9. P«35.

2. В.С.Абдукахаров, М.Касымжанова, Г.С.Шакирзянова, A.A. Абдувахабов. Синтез компонента агрегационнсго феромона Cryptolestea puailius // Химия природ.соед. 1990. №4. С. 568-569.

3. М.Касымжанова, В.С.Абдукахаров, А.А.Абдувахабов. Синтез феромона амбарной огневки// Х1У Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Москва. 1989. С.265.

4. М.Касымжанова, В,С.Абдукахаров, А.А.Абдувахабов. Синтез ( Z )-7-(Е>-П-гекспдиен-1-ол ацетата основного компонента :!ггirefo"opnx рцдоя чещур'рытех// Х1У Мендглесткжи;; '-•".л-

по общей и прикладной химии. Москва. 1989. С.264.

5. М.Касымжанова, В.С.Абдукахаров, А.А.Абдувахабов, Ф.Г. Камаев. Синтез полового феромона зерновой огневки//Химия природа. соед. 1989. №6. С.834-846.

6» M.Kaayraganova , V.S.Abdukatmrov, A. A. Abduvahabov. Synthesis of Phesomones of Plodia interpunctelle and Sitotroga cerealella IX th Sowiet-Indian Symposium on the Chemistry of natural products// Abst. Riga. Mgy 15-1S. 1989. P.120.

7. М.Касымжанова, А.М.Юлдашев. Синтез и применение феромона яблонной плодожерки// Узб.хим.ж. 1987. №4. С.43-47.

8. M.Kasymganova, V.S.Abdukaharov, A.A.Abduvahabov. Synthesis of (Z-)-9-(E)~12-tetradecadienil-1-ol acetate the иа!п component of aek pheromonea for same lepidoptera. AbBt.pap. VI International conference of organic Synthesis;Моеkow.USSR.1986.P.102.

9. М.Касымжанова, А.А.Абдувахабов, У.Я.Набиев, С.С.Пак. Методические указания по применению феромонных ловушек//Таш-кент. 1984. 4 с.

Подписано к печати 10 . X. 90г. Заказ I сбб ¿'ираж 100 „из.

Обьем Г п/л.

Отпечатано иа ротапуинтч йЖУзССР Ташкент Муникова 13