Синтез феромонов насекомых из циклических и ациклических диеновых соединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

} О 1 '! й ' У1

российская академия наук уральское отделение институт 0рганич2ск0и химии

На правах рукописи

СОКОЛЬСКАЯ ОЛЬГА ВЯЧЕСЛАВОВНА

СИНТЕЗ СЕРОИОНОВ НАСЕКОМЫХ ИЗ ЦИКЛИЧЕСКИХ И АЦИКЛИЧЕСКИХ ДИЕНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

(02.00.03 - Органическая иояш)

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Уфа - 1992

Работа выполнена в Институте органической химии Уральского отделения Российской Академии наук

доктор химических наук, профессор член-корреспондент АН РБ В. II. Одиноков

кандидат химических наук старший научный сотрудник Г.Ю.Ишмуратов

доктор химических наук, профессор академик РАН Г.А.Толстиков

доктор химических наук, доцент УЛ'.Ибатуллин

кандидач' химических наук старший научный сотрудник O.D.iliyjii.H

Башкирский государственный сельскохозяйственный институт

Занята диссертации состоится ^ 1932 года in цатодзнии си'ыи'.ализироьгшного сонета 1С 0CE.T4.0J при !î.ict;jvi'го органической химии УрО РАН но адресу: 4ьсх)ь4, г. Уфа, проспект Октября, 71.

С лиасертащ»!!'! можно ознакомиться ь научной библиотеке 1МЦ У;.О ГАП.

Лыорефират разослан 1992 года.

,v■ зсtil:;: i.vKpi;'i api, с.чепнзлпзироьашюго ooi.ora

кандидаг химических uayic ¡'.Л

Научные руководители:

Научный консультант:

Социальные оппоненты

!^;дуыан организация:

*:: ' ■ .• общая каржтёриетйи работы

ц ц ^§5ьность_теш. При защите растений от вредных видов насе-" "комых Есэ большее внимание уделяется избирательным, применяемым в малых дозах, экологически безопасным средствам воздействия на вредоносных насекомых.' к новейшим хишческим средствам, позволяющим эффективно регулировать численность определенных видов членистоногих, относятся феромоны, выделяемые насекомыми в ничтожно малых дозах для внутривидового общения. Химический синтез этих биологически активных веществ является в настоящее Еремя единственно!* возможностью их получения для практического применения. В связи с успехами металлокомплексного катализа, стада доступными многие олигомеры простейших 1,3-диенов регулярной структуры, разработка селективных путей трансформации которых в целевые практически важные соединения является актуальной задачей.

Шль_работы состоит в разработке новых путей синтеза феромонов насекомых на основе селективных трансформаций доступных циклических и ациклических диеновых соединений - продуктов олигомериза-ции и соолигомеризации бутадиена, а также доступных диенов природного происхождения - гераниаля и дигидромирцена. Работа выполнялась как плановая по теме "Синтез феромонов и гормональных препаратов насекомых" (регистрационный Л 01.86. 0110537).

Научная_новизна. На основе .продуктов селективного озонолиза циклических дилеров и соолигомера бутадиена - П.бг-, 1г,зг-цикло-октадиенов и 1г,62-циклодекадиена разработаны новые схемы стерео-специфического синтеза половых феромонов насекомых отряда чешуе-• крылых (хлопковой, озимой и сосновой совок, сливовой плодожорки и дубовой зеленой листовертки), тлеющих структуру (2)-ненасыщенных альдегидов, спиртов или ацетатср. Продукт селективного озонолиза 1-метил-1г,Бг-циклооктадаена (соолигомера бутадиена и изопрена).-8-окси-1,1-даметокси-4г-октен использован в синтезе рацемического аналога макролидного компоненте феромона агрегации мукоеда крошечного - 52-тетрадецен-13Б-олида. Разработан новый подход к синтезу (Е)-ненасыщенных и (Е.й)- сопряженных диеновых феромонов на основе селективных трансформаций изопропил-ЗЕ,8-нонадоеноата (на примерах синтеза полоеых феромонов плодовой мушки, свекловичной минирующей моли и гроздевой листовертки). Предложен эффективный путь направленных трансформаций нонадиеноата в 13-оксо-5г-

тетрадеценовую кислоту - полупродукт в синтезе макролидного феромона мукоедов. На основе селектишо протекающего парциального озо-нолиза 2Е,7-октадиеналя и продукта селективного гидроалюминирова-ния 2Е,7-октадиен-1-ола разработаны новые пути синтеза (Е,г)- и (Е.Е)-сопряженных диеновых компонентов феромонов насекомых. Установлено, что парциальный озонолиз гераниаля протекает селективно по изопропилиденовой группе с образованием 3-метил-2Е-гексен-1,6-диола, для диацетата которого найдены эффективные пути трансформации в феромоны изопреноидной структуры. Для продукта селективного гидроалюминирования доступного технического (Б)-(+)-дигидромирцена предложен эффективный пятистадийный путь трансформаций в оптически активный половой феромон большого мучного хрущака.

Практическая_значимость. разработаны препаративно удобные синтезы феромонов насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур и лесных массивов на основе доступных исходных циклических и ациклических диеновых соединений. Биологическую активность по отношению к соответствующему виду насекомых показал феромон сосновой совки. Феромон хлопковой совки прошел широкие полевые испытания, на его основе создан феромонный препарат "Армигаль", применение которого для сигнализации сроков борьбы с совкой позволяет существенно сократить или полностью исключить химические обработки, что позволит улучшить экологическую ситуацию и получить экономический эффект (II руб/га по ценам 1988 года). Испытания синтезированного феромона мучных хрущаков показали эффективность применения препарата как для мониторинга зтих вредителей зерна, так и для борьбы с ними. •

Апробация_работы. Результаты исследований доложены на VI Международной конференции по органическому синтезу (Москва,1986), Всесоюзной научно-практической конференции по защите леса от вредителей и болезней (Москез,1937), Всесоюзном совещании по пестицидам -(Черноголовка, 1988), XIV Менделеевском съезде по общей и прикладной химки (Ташкент,1939), Всесоюзной конференции по металло-комплексному катализу в органическом синтезе (Уфа,1989), на конференциях молодых ученых (Таллин,1985; Уфа,1989; КиоеДЭЭО; Донецк, 1991). По материалам диссортации опубликовано 4 статьи и тезисы 10 докладов.

Стр^тура_и_оОъем_диссертащщ.. Работа изложена на 1-3 страницах и Еключает введение, литературный обзор, обсуждение результатов, экспериментальную часть, выводы,список литературы (230 наименования) и приложение (акты по биологической активности синтезированных соединения).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Синтез феромонов из циклических диеновых соединений

При построении углеродного скелета (2)-ненасшденных спиртов, ацетатЬв и альдегидов, входящих в состав феромонов насекомых многих видов отряда чешуекрылых ( 1ерШорГега ), обычно используют реакцию Виттига либо алкилированиэ ацетиленовых производных. Перспективным представляется путь синтеза таких феромонов, базирующийся на парциальном озонолизе (г,2)-диеновых циклических олигоме-ров бутадиена. В результате озонолиза получают а.ш-бифушцио-налышв соединения с заданной ^-конфигурацией двоЯноЯ связи, что обеспечивает высокую стереоселектиЕность последующего синтеза феромонов .

1.1. Синтез феромонов из 1?,,5Ъ- и 1г,3?.-цикл00ктадибН0В

1?х§2-игаслоо1ста5ивн (1) явля'ется удобным исходным соединеш-ом для синтеза феромонов насекомых. Нами расширен круг феромонов, синтезированных из а,ш-бифункциональных (г)-алкеновых продуктов селективного озонолиза диена (1_).

Гак, парциальным озонолизом диена (1), выполненным в растворе циклогексана в присутствии ледяной уксусной кислоты, и последующим двухступенчатым гидролитическим расщеплением перекисного продукта озонолиза действием сначала смеси уксусной кислоты, уксусного ангидрида' и ацетата натрия, а затем воды (при нагревании), и после обработки метанолом получают' метиловый эфир- 8,8-диметок-си-4'2-октеновой кислоты (2). Его восстановлением диизобутилалюми-нийгидридом (В1ВАН) и тозилированием промежуточного спирта синтезирован- иьтозилоксиацеталь (3), а кислотным гидролизом ацеталя (2) - альдегидоэфир (4).

С

.СО^Ме

О

СН(Оме )

2

е

г

1

4

Реагенты: а) 0./с-С,Н,„/Ас0Н; Ь) Ас„0/АсСШа/Ас0Н/Н„0; с) МеОН/

' о 6 12 2 с.

Соединеш1я (3) и (4) послужили синтонами для феромонов хлопковой совки (НеНогМз armtgera), сливовой плодожорки (вгарЬотш /илеОгапа) и дубовой зеленой листовертки {ТоППх иСП&тл), имеющих строение 92-гексадеценаля (5), 82-додецен-1-ил- (б) и 112-тетрадецен-1-ил- (7) ацетатов соответственно.

На основе тозилата (3) нами разработана схема синтеза феромона (5). Данный синтез Еключает алкилирование тозилата (3) про-¡шлмэгнийбромидом, давшее 1,1-диметокси-42-ундецен (8). Для наращивания его углеродного скелета до требуемого с шестнадцатью углеродными атомами был проведен кислотный гидролиз, а полученный (¡и-альдегид (9) превращен в бромид (Ц_) через промежуточный спирт (10). Сочетание бромида (Ц) с реагентом Гриньяра, генерированным из 'о-орим-1-(1-этоксиэтокси)понтана, завершило построение нужного углеродного скелета феромона. Последующий кислотный гидролиз дал ^-гек(г.Щ|'цен-1-ол (12). Его окисление привело к целевому феромону (5) исключительно (7,)-конфигурации, о чем свидетельствуют данные ГЖХ аиллнза на капиллярной колош«. ОСашй выход феромона (5) в расчет'» на тогилат (31 составил 31'1.

ТбОИ; с1) Б1ВАН; е) ТзС1/Ру; Г) 5% НС1/МегС0.

63%

С

'си (оме )_ £

8

е,Ь

58Ж

1 1

Йл 95Ж ' Ц^ОН

94%

он

10

96^

Р'эагенты: а) РгМвВг,Ы2Си014; Ь) НдО1"; с) ШВАН; й) Вг^РР!^; в) Вг%(СН2)50ЕЕ/Си1; Г) РСС.

Из того тозилзта (3) синтезирован феромон (б). Требуемое в дзшюм синтезе восстановительное удадешш тоззиюксигруппи вяпол-ноно после гидролиза зцеталя (3). Обработка тозилоксиальдегида

(13) ЭЛГ-ЧОГИДрЯДОГ". ЛИТИЯ В ОДНУ СТЗД1Ш ДЗЛП 42-ОКТ9Н-1-ОЛ (Ь4).

Нзобходи.чое удлинение его углеродного скелета реэлизовоно через соотввтству»::хЯ Срсуид (15), который вовлекался в сочетание с реагентом Гртчгьярз, гоцврфовчгашм из 4-0рсч-1-(2-тетрзпифотгрттл-скси)Сутана. КпслотннП пиролиз продукта сочетания (1_6) двл 82-ДОЦСП-1-ОЛ, ацетатдроганне которого иршол" к цело пому Кремону ;б) с обглил внходсн 46Х на тозилат (3).

с

3 __.Л^ОТз

" 95!' 'Сч/

13

Реагенты: а) [РуН]+ТзО~; Ь) Ъ1А1Н4; с) Вг^ГР^;

(1) %Нг(СН2)4ОТНР, Си1-Ь1ру; е) ТаОН/НгО; Г) АсгО/Ру.

Из метилового эфира 8-оксо-42-октенопой кислотн (4) нами 'троведен синтез фитюггана ('_[)■ Опрел"ляшягдй стадией в данном пи-

тазэ была реакция декарбонилирования альдегида (4), гладко протекающая в мяпшх условиях под влиянием трис(трифеШ1г4юсфпн)родий-хлоридв. Получаемый с высоким выходом метиловый эфир 42-гептеновой кислоты (17) Сил восстановлен с помощью Б1ВАН до спирта (18), бронирование которого привело к 1-бром-4г-гептену (19). Его сочетание с 7-(1-этоксиэтокси)гептнлмапшйброш1дом при катализировании йодистой медью и 2,2'-бтшридилом дает 1-(1-этоксиэтокси)-11г-тет'-радацен (20), превращенный стандартным путем в целевой ацетат (7). Общий выход феромона е расчете на оксоэфир (4) составил 24%.

Необходимо отметить, что при использовашш для декарбонили-роьаш1я родиевого комплекса, приготовлешюго не из Ш1С13-ЗН20, а из Ш1С13>4Н£0, конверсия.эфира (17) не превышала 20%, а продуктом реакции оказывался метиловый эфир 6-гоптеновой кислоты (21), что свидетельствует о смещении двойной связи в процессе декарбонилиро-вашл. Структура соединения (21.)' подтверждена наличием полос поглощения в области 920, 1000, 1645 и 3080 см-1 его ИК спектра, а такие мультиплытом винилышх протонов в области 4.73-6.01 м.д., равным по интенсивности синглету мзтоксилышх протонов (б 3.62 м.д.) в спектре ШР. В масс-спектре соединения (21) присутствует молекулярный ион- 142 и нон т/и 101, соответствующий расщеплению [1-сьязи по отношению к двойной.

4 ----

17

Ь ■

7ЬЙ

О^Не

С

1а,0" 852

Ш

С- бм

1 9

е,Г

с

^('Ш- ) СН-ОЕЕ \(Г.1и),„,ОАс:

Реагенты: ¿и ('ЧцВ >3Шии; Ь). ШВАН; с)

Вг.,

1-;и1-1)!ру; е) И3и+; Г)'.Асг0/Ру.

■РГ'113; с!) ВГ1,1:^(С11,)7.0ЕЕ,

Вами Показано, что для фиромона (7) удобным синтоьсм может слупить 1 .в-пиацеюксн-хг-октен (?3) - продукт парциального озоно-лиза 1?ху2;апклодктадййН5 . (22), легко получаемого изомеризацией дамора'бутадиена (1). При озонолизе'диена (22) ь раст-норе цикло-Гбксаял в присутствии метанола и последующем восстакопленг.п норе-

кисного продукта озонолиза боргидридом натрия в метаноле образуется диол, рцетилировашю которого приводит к диацетату (23) с выходом 72% в расчете на исходный диен (22). Полученный диацетат (23') интересен прекдо всего способностью к регао- и сгереоселек-типному сочетанию с реагентгю1 Грнньяра по аллильной ацетоксигруи-пе. Для синтеза целевого фзро'юна (7) нагси вчполнено сочетание с вдтилшгш:Пиодидом по аллильной ацетоксигруппе. При катализировэ-нш1 дилитийтетрахлоркупратом выход бг-нонен-1-илацетатп (24) составил 65л.' Обработка последнего Б18АН дала бг-нонун-1-ол (25), ировр/мцзтшй затем в 1-брсп-6£~нонен (26). Сочетание последнего с 5-(1-этсксизтокси)пеитгоз.:8П1ййбрст1ЛО?1 правело к соедттвиив (?0), превращенному в ферет.юн (7) с обжим выходом 255 в расчете на исходник дасн (22). По дпшшм ПК анализ целевой (2)-ацетзт (7) в этом случае содержи. V". (Е)-чзо*.дара и 12?; П-нетил-12-трид9цен-1-илпизтптэ (27), ссотретствущих, очевидно, сСргповптт) (Е)-;!"г-'"рного с;;отото (21) и рягиоизоморгаго продукта ролкнто зог-сг'лпл л зллидьпем тютото (23) - б-?."?т:1л-7-октсп-1-™?пцвтатч (£§)• По!>иг1шго тр'отзрзтурц ропкцня по стгмшч получения п:,отпто (24) от -5°С до -50°С позголлот ггбтть образования (Е)-пг'^гого ацэтато (24), а сокоржзниэ ропкжзсиорэ (23) угэиьтпь г.о VI, с"71?чо при этом Г:!~од сг»д"оиого продукта 5||2 зт*?щчгст (2_[) ¡шл-тг с 65 до 12:*.

О

Ь, с, <1 72:г

АсО.

ОЛс

23

22

на 23

20

1,(3

693

27, 28 п=5(23),10(27).

Г-етенты: а) 1>Ви0К,1Ш0,1ч,70°; Ь) 03/с-С6Н1г/Ме0Н; с) ПзВН^/УеОН; '1) Асо0/Гу; е) МеК51,Ъ1гСиС14; Г) В1ВАН; £) Вг,,-ГРГц; И) Вг^Е(СН,)с0КЕ,Си1-Ъ1ру; 1) МеСЯ/ТоОН.

7

2.1.2. Синтез феромонов из гг.бг-циклодекадиена

Новые возможности в синтезе Ш-ненасыщешшх феромонов открывает парциальный озонолиз 12г62-цжлодекадивна (29), ранее не используемого для этой цели. Диен (29) легко доступен как продукт изомеризации соолигомера бутадиена и этилена. Нами показано, что продукт парциального озонолиза диена (29) - метил-ЮДО-диметокси-М-деценоат (30) может быть с успехом использован для синтеза ряда Феромонов на основе его селективных трансформаций по концевым функциональным грушам и построению ^-ненасыщенного остоез целевой структуры. Особый интерес синтон (30) представляет для одного из компонентов феромона озимой совки (А£го11з ае&еат) 5г-децен-1-илацетата (31.) с тем ко числом углеродных атомов, что и исходный диен (29). Тагам образом, для синтеза феромона (31) достаточно выполнить селективные преобразования концевых функциональных групп. С этой целью слокноэфирная группа е соединении (30) была восстановлена с помощью ШВАН, и полученный 10,10-димето1сси-5г-децен-1-ол (32) дезоксигошфован через соответствующий тозилат (33) действием цинка и йодистого натрия в диглиме, что привело к I,1-диметокси-52-децену (34). Его кислотный гидролиз дал М-даценаль (35), легко превращенный в 5?,-децен-1-ол (36), ацети-лирование которого приводит к целевому феромону (31). Выход ацетата (31) в расчете на исходный диен (29) составил 33%. Тот же продукт (31) получен с более высоким общим еыходом (63%), когда путь от тознлата (33) был модифицирован следующим образом. Соединение. (33) гидролизовали по ацатальной группе действием пиридинийтозила-та в водном ацетоне, образовавшийся 10-тозилокси-52-деценаль (37) в одну стадию восстановили с помощью алюмогидрида лития до спирта (36), анотилированиа которого дало форомонный компонент (31).Спирт (ЗС>), в сбою очередь, может служить отправным соединением для других (Г,)-ненасыщенных феромонов, что нами продемонстрировано на примере синтеза (через промежуточный бромид 39) феромона сосноеой совки {ГапоИв /1ашза) - Э2-тетрадвцен-1-илэцетата (38).

Оа'Ь'С, /Ч/ЧСН(0Ме)2 /^СН(ОМе), е

85% ^Ме 95% 29 30 32

2 'ОН

97.5%

33

С 011 Л /ч/ч/

^ С

36 31

1 ^ к /ч^ вг 1,т,1г

5635 8555 на 33 'Тз 34 35 —

ОН V, л л ОАо

зз —► п -► Зб

87% на 33 87% ^ л „ 65%

С

37 • 39

,ОАо

38

Реагента: а) 03/с-СбН12/Ас0Н; Ь) Ас0Н/Ас20/Ас0Ыа/Нг0; с) МеОН/ТаОН;

(1) ШВАН; е) ТзС1/Ру; Г) гп/На!; g) 10% НС1/КегС0; II) Асг0/Ру; 1) Ру.ТЕ0Н,Н20; 3) Ъ1А1Н4; X) Вг^РР!^; 1) 1,%Вг(СН2)40ТНР, СиГ-Мру; я) Тз0Н/Н20.

Стереохпмическая чистота феромонных компонентой (31,33) ус-тшювлена г.-этодом ПКХ на капиллярной колонке. Положение сигналов ол-тнлышх углеродных атомов в области О 27 м.д. спектра ЯМР13С свидетельствует о принадлежности этих соединений к (г)-ряду. Отсутствие характеристической полосы поглощения двойной связи (Е)-кспфлгуроцки в области 330 см-1 1ТК спектров свидетельствует об исключительно (г)-гесг'втрии двойных связей в соединениях (31,38).

1.3. Синтез мэкролидного феромона мукоеда крошечного из 1-мотил-12,5г-циклооктадиена

Ранее Онло покапано, что парциальный озонолиз 1-катил-

IЪ,бг-цикдооктадивна (40) - доступного соолигомера бутадиена и изопрена протекает селективно по тризамещенной двойной связи, открывая тем самым новый путь к (2)-ненасшценным феромонам. Наш найдено, что продукт селективного озонолиза содимера (40) - 1,1-диметокси-4г-нонен-8-ол (£1_) является полезным синтоном для (ИЮ-гидрокси-Бг-тетраде ценовой кислоты (42) - ациклического предшественника рацемического аналога макролидного компонента феромона агрегации мукоеда крошечного {Cгyptoleatea риаШиа), идентифицированного как 52-тетрадецен-133-олид (43). Поскольку оптически активен и рацемический аналог 43, синтез его является актуальным.

Озонолиз диена (40) и последующее восстановление переписного продукта озонолиза Ооргидридом натрия дали окоиацеталь (£[). Его гидрирование над никелем Ренея и гидролиз ацеталя (44) привели к (8ПЗ)-оксинонаналю (45), олефинирование которого 4-карбоксибутил-идентрифенилфосфораном дало оксикислоту (42). Ее суммарный выход составил II.9% в расчете на исходный диен (40). Согласно данным ГЖХ анализа на капиллярной колонке для метилового эфира, полученного обработкой кислоты (42) эфирным раствором диазометана, содержание (г)-изомера было не менее 95%. Циклизация оксикислоты (42) в стандартных условиях привела к макролиду (43).

с1) КаШ14; е) Н.,/К1-Не,МеОН; Г) Ру-Тз0Н,Н?0; £) Ш0£С (СН2) 4ГР1-ц )Нг~, (8 Шй, ; Ь) [2-01С5Н41Шй ] +Г, Е^Н, ЫеСИ.

2. Синтез феромонов из ациклических диеновых соединений

2.1. Синтез феромонов из изопропил-ЗЕ,8-нонадиеноата

Изопропил-ЗЕ,8-нонадиеноат (46) - продукт катализированной комплексными соединениями палладия соолигомеризации бутадиена и . окиси углерода является доступным исходным соединением, удобным для синтеза феромонов, использованным, однако, с этой целью лишь однажды в синтезе бревикомина. На примерах синтеза 6Е-нонен-1-ола (47), ацетатов ЗЕ-додецен- (48) и 7Е,эг-додекадиен- (49)-1-олов, а также оксикислоты (42) нами демонстрируются богатые возможности производных ЗЕ,8-нонадиеновой кислоты применительно к синтезу moho- и диеновых компонентов феромонов насекомых отрядов Lepldoptera и Coleóptera.

Исходя из диеноата (46) нами разработан удобный синтез полового феромона средиземноморской плодовой мупки (Ceratttla capitata) - 6Е-нонвн-1-ола (£Г). Углеродный скелет нонадиеноатв (46) из 9 атомов соответствует структуре феромона (47), и необходимые трансформации исходного соединения были выполнены за 5 операций по терминальной двойной связи и слокно эфирной группе. Гидроборирова-ние эфира (46) протекает региоспецифично и после окисления борорганического штермедиата приводит* к изопропиловому эфиру 9-окси-ЗЕ-ноненовой кислоты (50), который превращен в эфир (51), восстановленный до избирательно защищенного диола - 9-(2-тетрагидропиранилокси)-ЗЕ-нонен-1-ола (52). Его превращением в тозилат (53) с последующим восстановлением алюмогидридом лития заверяается синтез феромона (47), суммарный выход которого в расчете на исходный (46) составляв^ 41%. Согласно данным ГЖХ анализа на капиллярной колонке, содержание основного вещества не менее 98%.

«Л ^ ТТТРГ) ^

—♦ ■n^'wvw07'» — h0«vwvn

52 9£% 53 ТбЖ 47

Реагенты: a) BBN; b) Ac0Na/fL02; с) DHP/TsOH; d) DIBAH; е)

ТзС1/Ру; £) Ь1А1Н4; в) МеОН/ТаОН.

На основе эфира (46) нами предложена схема синтеза ЗЕ-додецен-1-илацетата (48) - основного компонента полового феромона свекловичной минирующей моли (БсгоЫра1ра оаеНагеНа). Как видно, в молекуле феромона (48), как и в исходном соединении, двойная связь (Е)-конфигурации находится в третьем положении и преобразование структуры 46 состояло в наращивании углеродного скелета на три атома. Эта трансформация выполнена в пять стадий. На первой из них эфир (46) превращен в 3£,8-нонадаен-1-ол (54). После его перевода в соответствующий ацетат (55) проведено гидроборирование, давшее ацетат 9-окси-ЗЕ-нонен-1-ола (56), превращенный в ацетат 9-бром-ЗЕ-нонен-1-ола (57). Взаимодействие н-пропилмагнийбромида с бромацетатом (57) протекает селективно по атому брома и приводит к целевому феромону (48), суммарный выход которого в расчете на исходный (46) составил 28.5%.

46 — — 6,Г

952 ^ 92% 55 71% ^ 82%

_у В а ^ ^

57 5625 £8

Реагенты: а) БИАВ; Ь) АсйО/Ру; с) ВВЫ; й) Ас0На/Н202; е) ТзС1/Ру; г) Ь1вг; з) Ргмевг,ыйсис14.

Па основе 2Е,8-нонадиеналя (58), получаемого окислением-изомеризацией спирта (54), нами разработана эффективная схема синтеза 7Е,91!,-додекадиен-1-илацетата (49) - полового феромона грозде-бой листоЕерткл ЦоЬов1а Ъсягапа). ОлефинироЕание диеналя (58) иропилидентрифешь"фос.х«раном приводит к ключевому 37,,5Е,П-до-декатриеку (59), который превращен в целеЕой феромон (49) с использованием реакция гидроборирования-окисления и последующего ацилированля. общий выход феромона (49) в расчете на исходный диеноат (4_ы составил 16.5%.

а.& л с ,1,е,Г

54--» ^^/ч^ч^

51Ж ^

АсО.

Реагенты: а) РСС; Ъ) 140°; с) [РгРРйз^Вг / ИаГ}(31Ме3)г; с!) ВВП; е) Н2Оа/АсОНа; Г) Ас20/Ру.

Диекоэт I46) оказался удобным исходным соединением в синтезе оксикислоты (42), для которой выше была описана схема синтеза из цпклодаенз (40). Слнтез из диенозта (46) начинался с его восстановления, давшего ацетат ЗЕ,8-нонадиенола (55). Окисление послед-наго молекулярным кислородом в присутствии Рс1С12-СиС1 привело к 3-ацетокси-6Е-нснен-2-ону (60), далее превращенному в соответствующее этилвндиоксштроизводное (61), щелочным гидролизом которого была освобождена гидроксильная группа. Полученный гидроксиацеталь непредельного оксикетона (62) гидрированием переведен в соответствующий насыщенный аналог (63), окислзшшй до 8-этилендиоксинона-наля (64). Его олефлнирование 4-карбоксибутилидентрифепилфосфо-фораном проало со значительно более высоким выходом, чем в случае олефинировашш оксиальдегида (45) в описанном выев синтезе ■окси-кислоты (42).- Гидрилное посстановлэште полученной 13-оксо-5г-тот-радеценоЕОй кислоты (65) протекало гладко, приводя к целевой оксшшслоте (42), суммарный выход которой в расчете на исходный дпзноэт (46) составил 17.8%. Стереохгелическая чистота (/^-ненасыщенной оксикислоты (42) в дишо!л синтезе не уступала устаповлешюй для продукта, полученного из циклодиенэ (40).

О I-1

а'Ь с и а °ч У0

Дб -► 55 -. —Г

¿7.4% 74% б0 80% ' 61

йч .0 1 ( 0 0 _,

92% 78%

62 63

П 1 ° 3

54" 65

Реагенты: а) 1)1 ПАН; Ь) Ас^О/Ру; с) 0£/Р(1С1г-СиС1; (1) (СН20Н)2/ 1'у-7.-,1;И; е) КСН/МеОН; Г) И.уМ-С; РСС; Ь)

[Н0гС(СНг)4РРП3]+Вг~/НаН(31Ме3)2; 1) НСХ/Ме£СО; 3) НаВН4.

2.2. Синтез феромонов из 2Е,7-октадиен-1-ола

Нами найдены новые возможности в синтезе феромонов на основе 2Е,7-октадиен-1-ола (66) - доступного соолигомера бутадиена и воды с использованием его избирательной трансформации в 2Е,7-октадиеналь (67), способного, как оказалось, к селективному озоно-лизу по терминальной двойной связи. При озонировании альдегида (67) с последующим восстановлением перекисных продуктов озонолиза диметилсульфидом и затем обработкой хлористым аммонием в метаноле получают с выходом 68% избирательно защищенный диальдегид - 7,7-диметокси-2Е-гептеналь (68). Кроме того, для диенола (66) разработан удобный селективный метод превращения в 8-иод-2Е-октен-1-ол (69) через реакцию гидроалшинирования с последующим иодированием!' Иодгидрин (69) оказался перспективным синтоном для ряда феромонов.

а Ь,с,с1 НеО . ...о

66 80% 67 МеО ^

|е,Г

*50Х

69 -

Реагенты: а) РСС; Ь) 03/с-С6Н12/Ые0Н; с) МегБ; й) МеОН/Ш4С1: е) НА1С1г; Г) 18.

На основе моноацеталя (68) разработана схема синтеза 5Е,7г-додокадиеналя (70) и соответствующих спирта (Ц) и ацетата (72) - компонентов феромона самок кольчатого шелкопряда (Ма1асозста пеиз1г1а Ь.), в из -иодгидрина (69) получены 10Е,12г-(73) и ЮЕ,12Е-(74)-гексадекадиен-1-олы - компоненты феро-

* Данное превращение выполнено сотрудником лаборатории ТОО ИОХ УрО ГАН Горобцом Е.В.

мона тутоЕого шелкопряда (ВотЪух morí).

Построение углеродного скелета феромонов (70-72) нами выполнено конденсацией моноацеталя (68) с н-пентшшдентрифенилфосфо-аном. Гидролиз полученного при этом 1,1-диметокси-5Е,72-додека-диена (75) дал альдегид (70), восстановление которого привело к спирту (Ц), легко переведенному в ацетат (72). Суммарные выходы соединений (70-72) были 50.4, 45 и 36%, соответственно, в расчете на моноацвгаль(бЗ).

оме

63

ьи% 75 0ме 84% 70 v 89%

ОАо

71 ои" 72

Реагенты: а) 1С£.Н11РР113]+Вг'~/НаЩ81Ме3)2; Ь) Ке0П/Н2Б04; с) ШШ4; <1)АсС1/Ру.

Согласно данным капиллярной ГЗЮС ацетат (72) содержит 92%

тз

одного из стервоизомероБ. Спектральные характеристики (ЯМР С, ШР и ПК) предшествующего ацетату спирта (71_) совпали с данными для (5Е.72)-изомера (71_). Независимым подтверждением именно такой геометрии сопряженных двойных связей в продукте сочетания (75) служит положение в его спектре ЯМР13'С сигналов аллильных С4- и с9-отомов в области 32.57 и 27.42 м.д., однозначно свидетельствующее о (Е)-

5 7

и (^-конфигурации Д - и, соответственно, Д -связей.

В разработанных нами схемах синтеза практически вагного феромона тутового шелкопряда (бомбшсола) (73) и его Е,Е-изомера (74) исходным веществом служил 2Е,7^-октадиеналь (67). Построение требуемого углеродного скелета начиналось с создания сопряженной диеновой системы. В результате олефинирования альдегида (67) н-бутилидентрифенилфосфораном получен 1,6Е,8г-додекатриен (76) с содержанием основного изомера не менее 96% (данные ГЖХ анализа). Гидроборирование триена (76) по концевой двойной связи привело к (Е,г)-диеновому спирту (77), превращенному долее в ключевой син-тон - 1-иод-СЕ,82-додекадиен (78). причем содержание основного

стереоизомопз нл этой стадии снизилось до 85%. Практически ипди-ишуалыюЗ ге.Г. дасиакаодид (78) (по данным ПЯ стервохимическая

чистота ¿'бй) уаюсь голучить из копгидрика (69) путем превращения его в иодальдегпд (П) с последующим олефинированием по Витти-гу. Однако, дальнейшее наращивание углеродной цепи иодида (78) на 4 атома, выполненное с помощью реакции Гриньяра, привело к полной .изомеризации диеновой системы, и после снятия защиты с гидроксиль-ной группы получен (Е.Е)-изомерный диенол (74) с общим выходом 18% в расчете на альдегид (67).

1,8 ! 48% I

И

Реагенты: а) Ви^Р^Вг- / КаЩЗШе3)2; Ь) ВШ; с) Н^/АсОМа;

й) ТзС1/Ру; е) Ма1/МегС0; Г) М8Вг(СН2)40ТНР,СиВг; в) Ме0Н/Тз0Н/Н20; 11) РСС.

Поскольку описанная выше трансформация диенового иодида (78) дала полностью изомеризованный диенол (74) (Е,Е)-конфигурации, для получения (Е.гЬизомера (73) был изменен план синтеза. Иодгидрин (69) был превращен в ТНР-эфир (80), для которого было выполнено наращшание углеродного скелета сочетанием с реагентом Гриньяра, генерированным из ТНР-производного 4-0ромбутан-1-ола. Полученный С12-диол (81_) был окислен в соответствующий диальдегид, в котором при обработке КН4С1 е метаноле удалось избирательно защитить одну из карбонильных групп й получить 12,12-диметокси-2Е-додеценаль (82). Одефинирование последнего по'Виттигу протекало стереоспеци-фично (по данным ГЮС содержание Е,2-изомера Сило ^ 93%) и дало (Е,Ъ)-диеновый ацеталь (83), стереохимия которого без изменений была перенесена в целевой продукт после завершающих операций -кислотного гидролиза ацаталя (83) и'гидридного восстановления про-

межуточного диенового альдегида (84). СбпиЯ выход (Е,Г,)-дионола (73) составил 12.3" в расчета на иодгидр1гн (69).

Т . - - . ь'с но й-е

69 ——♦ n/nxv'vsqjkp

Öl /о OQ о| 45л

MeOv i TieO,

GA% 84%

tl

OMa 8Z _ С Me зз

89%

84

Реагента: а) ШР/ТзОН; Ь) Н£Вг(С112)40ТНГ, СиЕг; с) Ме0И/ТзСН/Н20;

<1) РОС; е) !:еСН/1,И4С1; Г) Е11Р+Г1'иВг_/На!ЦЗШ93)2; ц) Н2504, КеОН; Л) Ь1А1Н4.

2.3. Синтез кзопрекоидных феромонов из геращ'.олз

Гераниол (85) и его производила пптроко используются в синтезе биологически активных Еегцеств, в тс:.! т.юле ферсмснов насоко-:?.1Х. Найденная нами способность гераниалл (86) к солс-ктнвнсму озо-1:олизу его по терминальной двойной связи открыла новые еозмогтюстл н синтезе пзопреноидкых феромонов на основе гераниола и ого производных. Парциальным озонолизом гераниаля (86), полученного окислением гераниола, и последующи восстановлением порекисного продукта озонолиза с помощью боргидрида натрия получен диол (87) и его дп-зпетат (88).

сн 60Ж па 86

86

88

Реагенты: а) PCO; Ь) 03/с-С.Н12/Ме0Н; с) IiaBH4; й) AcgO/Py.

Подтверждением наблюдаемого направления озонолиза . слуеит отсутствие в ПМР спектре конечного продукта (83) характерных для кзнцоеой изоггрспилиденовой групш сингхзтсв метильных протонов з

области 1.53 и 1.60 м.д. Напротив, наличие в спектре синглета (б 1.72 м.д.) и дублета (0 4.59 м.д., Л 7.0 Гц) вшшлышх С1Ц и !1,0Ас групп с соотношением кнтенсиЕНостей 3:2 свидетельствует о сохранении Д2-связи.

На основе диацетата (88) наш разработана схема синтеза ■1,8-диметиллеконаля (89) - феромона мучных хрущаков, (ТПЬоНит caatcaieuj-n.il Т.соп?иаит). Наш найдено, что сочетание диацетата (№3) с реагентом Гриньяра, генерированным из 2-метнлбут-1-илбромидэ, при катализе иодистой медью протекает регно- и стерео-селективно по аллильной аиетоксигруппе,что подтверждается появлением в НМР спектре продукта сочетания (90) вместо дублета аллильной СЛдОАс группы (б 4.59 м.д.) мультштлета в области 0.3 м.д. Сохранение (Е)-конфигурации деойной связи в полученном 4,8-диметил-4-децен-1-оле (90) однозначно следует из данных ГКХ анализа, согласно которому ого стереохимическая чистота соответствует исходному диацетату (88), и спектра ЯМР13С, в котором присутствуют сигналы аллильного 03-атома при 36.06 м.д., что характерно для (Е)-конфигурации деойной связи в такого рода соединениях. Непредельный стфт (90) е део стадии (гидрирование и окисление) бил превращен в целевой альдегид (89), общий выход которого составил Ы% в расчете на диацетат (88).

«в -Л

75% 72%

I

Реагенты: а)ч/Ч^Вг/М£/Си1; Ь) КОН/МеОН; с) Н£/Рс1-С; (1) РСО.

Диацетат (88) удобен для синтеза 1,1-диметокси-8-оксо-4-метил-4Е-нонена (91) - синтона для компонентов полового феромона бабочек данаид (далшз р1ех1рриз и й. сЬгуз1рриа). Ключевой стадией в этом синтезе явилось регио- и стереоселективно протекающее по аллильной аиетоксигруппе сочетание диацетата (88) с натрийаиетоук-сусным эфиром в условиях катализа системой РсКОЛс )е—РР1х3. При этом с высоким выходом образуется только один (данные ГЖХ анализа) продукт - 6-метил-9-ацетокси-2-оксо-3-карбэтокси-ЬЕ-нон8Н (92). Именно такое направление реакции и сохранение (Е)-конфигурации двойной связи подтверждается характеристиками спектра НМР^'С ' продукта г?т"'тлнпл, а также сигналами в спектре ИМГ, аналогичными рэсемот-

ранним па:* ллд спирта (9u). Докарбзтоксаяированиа (¡-котосфира (92) дало Эчжсп-6-котпл-5Е-нсиеи-2-он (93), пере ей леи mi Л в дья простое операции з иелэьсй пцеталь <У1_), обаий выход 'которого й расчете на виац.-,тот (S3) .составил 28$. . '

ГСС; е) КеОН/!Ш4С1.

2.4. Синтез оптически активного феромона большого мучного

хрущака из (S)-(+)-дигидром1грцена

Доступный продукт термолиза пинана - (S)-(-* )-3,7-дш>х.л.я-1,6-окта_гкеп (94) (дигидрсмпрцен, оптпческая чистота « 505) ипвчл LjirpoKoe примзнешо в стштззе оптически актпышх феромонов. Нши на ochoe-j диена (94) разработан новый путь синтеза полового феромона большого мучного хрущака (Tenebrlo mailt or I.), идентифицированного как (4Я)-кетилнонан-1-ол (95).

С помощью реакции гидроалшинирования дигидрогирцен (94) гладко превращается в (З-(-)-цитропеллол (96). Спирт (116) далее окислен в соотБзтствукщий альдегид (97), взаимодействие которого о

пропилмагнилбрзмидом ПрИЕОДИТ С ЕЫСОКИМ ВЫХОДОМ К (6S )-S, 113-ДНМгЗ-

тпл~Э-ундош;н-4-олу (98), превращенному в соответствующий тозилат (99). Ьос.-:т.чн;,влвгою последнего цинксм в присутствии 1!аТ дало ал-к»н (ics)), ойоиолиз которого привал к целевому форомспу (95).' i-r'j осиий ыгеос по разработанной швстистациЯноЯ схеме составил 2 Г* в расчете нз исходный дигилромирцен (94).

СМе 9]

'О ■

Реагенты: a )/^002Et/MaH,Pd(0Ac )2-PPh3; Ь) ИаОН; о) Н££0 ; а)

vWN ~ «сНН4 ~ ~

94 .90 ■ 97

-г ^чх'ч^К^^Ч -* ✓ч/Ч/^ч'^^Ч >

^Q H gg H 66% НЙ 2

стадии

-» ✓Ч^чЛч^Лу S'- » .»Ч^чЛч/Ч/'011

100 H 822 95 H

Feагенты: a)(l-Bu)3Al; b) 0£; с) PCC,CH2C12; d) PrMgBr; e) TsCl/Py;

. ■ 1) Zn/IIal; g) 03/с-С6Н1г/МеОН; h) HaBH4.

3. Результаты'биологических испытания синтезированных соединений

Двухкомпонентнлй (смесь IIZ- и эг-гексадеценалей в соотношении 9:1) феромон хлопковой соеки (üellothla armígera) прошел испытания на аттрактивные' свойства в ряде хозяйств Узбекистана на пло-з;эди 150 тис. гп посевов хлопчатника! Совместно с ИБОХ им. академика А.С.Садыкова All Узбекистана на основе феромона создан препарат "Армигаль", применение которого для сигнализации сроков борьбы с этим вредителем сокращает кратность химических обработок. Экономический эффект от использования феромона составил 10 руб! на I га посевов хлопчатника (испытания проводились Средне-Азиатским КПП защиты растений в 1937 году).

92-Тетрадецен-1-илацетат, полученный на основе IZ,6Z-mnuío-декадиена, показал аттрактивную активность по отношению к самцам сосновой совки (Panol la flagea) (испытания выполнены Банкирской лесной опытной станцией ВШ'.ШШ).

В результате биологических испытаний, проведенных во ВНИИЗ (г.Цэсква) и • ВИЗР (г.Санкт-Петербург), рацемический 4,8-диме-тилдеканаль рекомендован к применению в качестве феромонного препарата для отлова малого, (Trlbollvn confuavzi) и булавоусого (T,caatar.evn) мучных хрущаков на мельничных комбинатах.

ВЫВОДЫ

1. На основе продуктов селективного озонолиза циклических олиго-

меров и соолигомеров бутадиена - IZ.5Z- и IZ,зг-циклооктади— еноЕ, 1г,62-циклодекадиена и 1-М8Тил-1г,52-цшиюоктадиена разработаны новые стереоспецифические схемы синтеза феромонов насекомых отряда чешуекрылых (Leplctoptera) - (г)-алкеналей, (2)-алкен-1-олов и их ацетатов. Предложен новый путь синтеза 52-тетрадецен-13НБ-олида - феромона агрегации мукоеда крошечного (Cryptoleates pualllua).

2. Найдены оптимальные пути превращения изопропил-ЗЕ,8-нонадиено-

ата - доступного продукта соолигомеризации бутадиена и окиси углерода в (Е)-мононенасыщенные и (E,Z)-диеновые феромоны. Выбраны короткие пути синтеза 13-оксо-5г-тетрадеценовой кислоты - полупродукта для макролидного феромона мукоедов и 7Е,9г-додекадиен-1-илацегата - феромона гроздевой листовертки (Lobeata botrana).

3. Разработан новый подход к синтезу сопряженных диеновых феромо-

нов насекомых на основе продуктов селективного озонолиза 2Е,7-октадиеналя и гидроалюминирования 2Е,7-октадиен-1-ола -доступного соолигомера бутадиена и еоды. Предложены удобные схемы синтеза 5Е,72-додвкадивналя, соответствующего спирта и его ацетата - компонентов феромона кольчатого шелкопряда (Жа1асазош neuatrla), I0E.I2Z- и 10Е,12Е-гексадекадиен-1-олов - компонентов феромона тутового шелкопряда (Bambyx marl).

4. Установлено, что озонолиз гераниаля протекает избирательно по

изопропилиденовой груше с образованием 3-метил-2Е-гексен-1 ,G-диола, для диацетата которого найдены эффективные пути трансФормации и феромоны изопреноидной структуры. г>. Для продукта селективного гидроалюминирования (3)-(+)-дигидро-мирценз найден оригинальный пятистадийкый маршрут к (4R)-m<3-тилнонан-1-олу - половому феромону большого мучного хрущака !ТепсЬ"1■-.alitor).

. Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Одиноков В.Н., Галеевз Р.И., Сокольская О.В., Джемилева P.A.,

Толстиков Г.А. Новый стереоспецифический синтез 52-деценил-ацетата - полового феромона озимой совкй (Agrotla segetim) // ДАН СССР.-I985.-Т.280.-N З.-С. 646-649.

2. Одиноков В.Н., Ишмуратов Г.Ю., Галеева Р.И., Харисов Р.Я., Со-

кольская O.B., Мухаметзянова P.C., КаргапольцеЕа Т.А., Толе- • тиков Г.А. Озонолиз алкенов и изучение реакций полифункциональных соединений. XXXV. Синтез (82)-додецен-1-ил- и (112) — . додецен-1-илацетатов из циклического димера бутадиена // ' ХОрХ. -1988.-Т.24.-N 4.-С. 719-724. •3. Одиноков В.Н., Ишмуратов Г.Ю., Галеева Р.И., Сокольская О.В., Сагитдинова Х.Ф., Толстиков Г.А. Озонолиз алкенов и изучение роакций полифункциональных соединений. XXXIX. Парциальный озонолиз (Z,Z)-I,6-циклодекадиенз в синтезе феромонов насекомых отряда чешуекрылых // K0pX.-I990.-T.26.-N I.-C. 57-61.

4. Одиноков В.Н., ГалееЕа Р.И., Ишмуратов Г.Ю., КаргапольцеЕа Т.А.,

Сокольская О.В., Мухаметзянова P.C., Толстиков Г.А. Озонолиз алкенов и изучение реакций полифункциональных соединений. ХЫ1. Синтез (9г)-тетрадецен-1-илацетата и (Эг)-гексадецен-аля из (Z,Z)-I,5-циклооктадиена // X0pX.-I990.-T.26.-N II.-С. 2299-2303.

5. Сокольская О.В. Ноеый стереоспецифический синтез 5г-деценилэце-

тата - полоеого феромона озимой совки (Agrotla íiegetum)// Тезисы докладов на VI Республиканской конференции молодых ■ ученых-химиков Эст.ССР.-Таллин,1985.-С. 129. G.Galeeva R.I., Odlnokov V.N., Kargapol'taeya T.A., • Sokol'skaya O.V., MukhametzyanoYa R.S. The synthesis oí Insect sex phero-nones baaed of butadiene eyelic oligomers and coollgomers // • VI. Internation Conference on" Organic Synthesis.-Moscow, 1986.-P.91.

7. Одиноков B.H., Сокольская O.B., Ишмуратов Г.Ю., Толстиков Г.А. Стереоспецифический синтез феромона сосноеой совки, Рано Lia flamea // Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции "Достижения науки и передового опыта защиты-леса

от вредителей и болезней".- Москва, 1987.-с.137-138.

3. Одшоков В.Н., Ишмуратов Г.Ю., Куковинец О.С., Боцман Л.П.. АхметоЕа В.Р., Толстиков А.Г., Ладенкова H.H., Харисов Р.Я., Зайнуллин P.A., Сокольская О.В., Сахарова Н.И., Хахалина Н.Е., Джемилева P.A., Толстиков Г.А. Синтез феромонов и ювенильных гормонов насекомых // Тезисы докладов Всесоюзного совещания по пестихшдам.-Черноголовка f1988.-С.68-69.

■?. Ишмуратов Г.Ю., Сокольская О.В., Одиноков В.Н., Толстиков Г.А. Синтез (К,7,)-диеновых сопряженных феромонов насекомых на основе (Е)-2,7-октадиен-1-ола // Тезисы докладов XIV Менделеевского съезда по общей и прикладной химии.-Ташкент,1989.-С.263.

10. Сокольская О.В. Синтез (Е)-б-нонен-Г-ола - полового феромона средиземноморской плодовой мушки (Ceratltla capitata) // Тезисы докладов конференции молодых ученых.- Уфа, 1989.-С.7.

П.Сокольская О.В. Синтез оптически активного 4Н-метилнонан-1-ола на основе (+)-дигидромирценв // Там ко.-С.8.

12. Сокольская О.В., Ишмуратов Т.О., Одшоков В.Н., Боцман' Л.П. Синтез агрегационного феромона жуков родэ Tribalim. с использованием медных катализаторов // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Применение металлокомплексного катализа ■ в органическом синтезе".- Уфа, 1989.-С.35.

13. Сокольская' О.В. Синтез (Е)-3-додецен-1-илацетата - полового Феромона свекловичной минирупцей моли (Scrablpala acellatel-ln) // .Тезисы докладов конференции молодых ученых. -Донецк, 1990.-С. 178.

14. Сокольская О.В. Синтез 13-окси-5г-тетрадеценовой кислоты //

Тезисы докладов XXVI Конференции молодых ученых и специалистов ИОХ ЛК УССР.- Кг.чп, 1990.-С.56.

<ат»ль

Сокольская O.ü.