Стереоселективный синтез алифатических (Z)-ненасыщенных и оптически активных феромонов насекомых тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

А К А Д^Е Ц И Л НАУК СССР УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

На правах рукописи

ХАСАНОВ ХАИТ ДШАБАЕВИЧ

СГЕРЕОСЕЛЕКГИВНШ СИНТЕЗ АЛИФАТИЧЕСКИХ (2 )-НЕНАСЫЩЕННЫХ И ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ФЕРОМОНОВ НАСЕКОМЫХ

(02.00.03 - Органическая химия)

■ АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Уфа - 1991

Работа выполнена в Институте органической химии Уральского отделения Академии наук СССР. ,

Научные руководители: доктор химических наук, профессор заслуженный деятель науки ЕА.СС?

В.Н.Одиноков

кандидат химических наук научный сотрудник

В.Р.Ахметова

Научный консультант: доктор химических наук, профессор чл.—корр. АН УзССР

А.А.Абдувахабов

Официальные оппоненты:доктор химических наук профессор

И.Б.Абдрахманов

кандидат химических наук старший научный сотрудник

Ф.А.Валеев

Ведущая организация: Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского АН СССР

Защита диссертации состоится " S-i^Öi^1^ 1992 1 в 14 часов на заседании специализированного совета К 002.14 при Институте органической химии УрО АН СССР1, по адресу: 450054, г.Уфа-54, проспект Октября, 71, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Башкирского научного центра УрО АН СССР.

Автореферат разослан " (¡¿-¡^^Р * 1991 года,

Ученый секретарь

специализированного совета fl

кандидат химических наук Г.А.Джемиле

■ | ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

^Актуэльно сть т емы. К настоящему времени один из эффективных и экологически чистых методов регулирования численности насекомых - вредителей сельскохозяйственной продукции базируется на использовании феромонов. Феромоны - низкомолекулярные биорегуляторы, продуцируемые насекомыми для внутривидового общения. С использованием половых и агрегационных феромонов удается выявлять экономически опасные популяции насекомых и своевременно принимать меры борьбы с ними. Поскольку насекомыми вырабатываются очень малые (нанограммовые) количества феромонов, единственный путь их получения для практического применения - химический синтез. При этом важно обеспечить высокую стереоселективность выбранных схем синтеза, так как на аттрактантную активность полученных соединений решающее влияние оказывает конфигурация присутствующих в них двойных связей и асимметрических центров. Усилиями химиков различных стран достигнут значительный прогресс в области синтеза феромонов. Тем не менее разработка новых регио- и стереоселек-тивных схем синтеза феромонов остается актуальной задачей.

Цель работы - поиск новых путей регио- и стереоселективньтх трансформаций продуктов озонолиза циклоалкенов и продукта кислотного раскрытия цикла в доступном природном терпеноиде - пуле-гоне, а также продуктов асимметрического эпоксидирования аллиль-ных спиртов до целевых феромонов насекомых. Работа выполнялась как плановая по теме "Синтез феромонов и гормональных препаратов насекомых" (регистрационный № 01.86.0110537), а также в соответствии с общесоюзной научно-технической программой 051.05 (задания 05 и 09).

Научная новизна. На основе продуктов функционально дифференцированного озонолиза циклоалкенов разработаны короткие пути синтеза Ъ -ненасыщенных феромонов. Так, из сЗ -оксокарбо-новых кислот, полученных озонолизом циклопентена, циклооктена и циклододецена, синтезированы ЪЪ -децен, 81 -додецен,. -тетра-децен- и Пг -гексадецен-Г-олы и их ацетаты, 112 -гексадеценаль и бг -генэйкозен-П-он, входящие в состав половых феромонов многих видов насекомых отряда чешуекрылых ( Ьер1с1с^ега ). Найдены новые возможности для трансформаций (Е )-цитронеллевой кислоты - продукта кислотной рециклизации доступного (н )-пулегона в синтоны для конфигурационно однородных хиральных феромонов. Синтезированы (4 5,8 3)-4,8-диметилдеканаль - оптический антипод полового феромона мучных хрущаков ТгЗЛоНит согигиз!.™ и т.castaneшn и четыре энантиомера 3,7-диметилпентадец-2-ил-

ацетата (2s,3s,7R)-, (2R,3S,7R)-, (23,33,7s)- K (2R,33,7S)-конфигурации, некоторые из которых входят в состав половы:: феромонов СОСНОВЫХ ПИЛИЛЬЩИКОВ родов Diprion и Neodiprlon С применением реакции асимметрического опокекдирования аллильных спиртов предложены новые эффективные пути синтеза (7R,dS )-2-ме-ткл-7,6-эпоксиоктадекана - полового феромона негарного шелкопряда ( Portbetria dispar ) и (5R,6s )-б-апетокси-5-гексадекано-лида - феромона яйцекладки комаров Cult-x p:.piens.

Практическая значимости. Разработаны новые эффективные пути синтеза ряда практически ватсных феромонов насекомых (хлопковой совки, непарного шелкопряда, комара обыкновенного, сосновых пилильщиков). НаДдены новые высокоэффективные регуляторы роста растений. На основе продукта озонолиза циклододецена синтезированы проявившие ростостимулирующую активность (I2Z )-Сзд-алкеновые кислота и спирт и их дигидропроизводные, в том числе природный стимулятор роста растений - триаконтан-1-ол.

Апробация работы. По материалам диссертации были представлены сообщения на IX Советско-Индийском симпозиуме по химии природных соединений (Рига, 1939 г.), ХУЛ Международном симпозиуме по химии природных соединений (Ныо-Дели., 1990 г.), Республиканской конференции молодых ученых (Уфа, 1939 г.), 111 Конференции молодых ученых-химиков (Донецк, 1991 г.).

Публикации. Опубликованы б статей и тезисы 4 докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена наíbH страницах машинописного текста и включает введение, литературный обзор на тему "Терпены в синтезе оптически активных феромонов насекомых", обсуждение результатов, Экспериментальную часть, выводы, список литературы-(180 наименований) и приложение (акты по биологической активности синтезированных оптически активного диспарлура и триаконтанола) на 7 странявдх шшнописного текста.

. Основное содержание работы

"I. Синтез ( z)-алкеновых феромонов на основе продуктов функционально дифференцированного озонолиза циклоаякенов.

Феромоны многих видов насекомых отряда чешуекрылых ( lepldoptera ) имеют строение алифатических (Z ^ненасыщенных спиртов, ацетатов, альдегидов, кетонов.

Наиболее известии пути синтеза соединений с (2 )-алкенсвым структурны;.) фрагментом через ацетиленовые соединения, либо они получаются олелинирозанием карбонильных, соединений по Виттигу. Главной проблемой использования второго из названных подходов является доступность карбонильных соединений с кислородсодержащей функциональной группой в терминальном положении. Весьма эффективным методом получения таких <*. , и? -бифункциональных соединений может служить функционально дифференцированный озонолиз, позволяющий получать блок-синтоны с различающимися по реакционной способности концевыми функциональными группами, включая производные альдегидов..

Озонированием циклопентена (1.), циклооктена (2) и циклодо-децена (3) в смеси (5:1) хлористого метилена и метанола в присутствии бикарбоната натрия с последующей обработкой смесью уксусного ангидрида и триэтиламина нами были получены метиловые эфиры 5-оксопентановой (4), 8-оксооктановой (5) и 12-оксододекановой (6) кислот с выходом от 60 до 90$.

<СН2>п II

60-90$ ОЫе

1-2

4-6

п-3(1,£), 6(2,1), ¿0(2,6)

Реагенты: а) 05/ИаНС03/сн2С12-ме0н; 6 ) A¿2o/Et5N

Оксоэфиры 4-6 являются удобными синтонами для феромонов разнообразной структуры. Мы их использовали в синтезе (й ^ненасыщенных феромонов по реакции Виттига. Возможности данного подхода были продемонстрированы на примере синтеза 5Я -децен-1-ола■ (8) и ог -гензйкозен-П-она (9) (из соединения 4), 82 -додецен-

(10) и 8 г-тетрадецен-Щ) 1-олов (из соединения 5) и II г-гек-Садецен-1-ола (12) (из соединения о). Ь'ьздый из синтезированных спиртов 8, 10-1?. был превращен в соответствующий ацетат (13-16) -компоненты феромонов ряда видов насекомюс, а спирт 12, кроме того, окислен в альдегид 17 - компонент полового '-.ерогона хлопковой совки ( НеНо-ЬЫэ аигйеега ). Из альдегидоэфира 5 по идентичной методологии были получены обладающие высокой ростозгиыулирую-щей активностью по отношению к растением (122 )-С20-алкеновая кислота и спирт, а также их дигидролрокзводные, включая природный фитостимулятор триаконтан-1-ол (18).

.ов' 0

Ы2

10, II, И, 11 5

СО^е Пс50нб10] 12,16,12. 6 18

е=пс5н?(10,14), пс5н11(11,12);

ь

к1н(8,10,1Г), Ас(Г|-Г5), СН2ОН(12), СН20Ас(16), СН0(Х£)

Синтез названных соединений начинается с олефинирования ка-бонильных соединений 4-6 соответствующими фосфоранами, которые генерировались из алкилтрифенилфосфонийбромидов 19-21 действием трет-бутилата калия. Нами найдено, что при выполнении реакции Виттига в выбранных условиях (растворитель - ТГФ, температура

-70°С, основание <:ВиОК) эфиры и? -оксокарбоновых кислот 4-6 образуют продукты олефинкрования 22, 23, 25, 2о исключительно' ( 2)-конфигураиии, о чем свидетельствуют данные анализа ГЯХ на капиллярной колонке. Исключение составляет эфир 24, образующейся при олефинировании снсосоединения 5 н- бутилидентрифенилфосфора-ном, в котором обнаруживается-около (Е)-иэомера. Известно-, что химсдвиги аллилькых углеродных атомов в спектрах Я?.1Р ^С для ( ъ)~ и (Е)-адкенов существенно различаются (5* 26-28 и 30-32 м.д. соответственно). В спектрах продуктов олефинирования 22-26 эти сигналы обнаруживаются в области, характерной для (Я )-алке-нов. Так, для эфира 23 сигналы С4 и С^ атомов выходят при. 27.22 и 26.57 м.д. соответственно.

Восстановление эфиров _22, _24, 25 с помощью 1)1 ВАН дало-спирты 8, 10, II, ацетилирование которых привело к целевым ацетатаи 13-15. •

4_б' —В^(СН2)аС0^в

--ц 5-60%

22-26

22,24,22' 6 > Еч_^(СН2)пСИ20Н в ^ (СН2)пСН20Ао

95-97&

§,10,11 12-12

п-3(8,31,22,2^) , 6(10,II,14,22,24,22), 11,12,24;)

ХН9(8,11,20,22,26), П05НГ1(11,12,21,22,22) '

Реагенты: а) нсн2РРЬ3Вг(1а-21)/^ВмОк; б) 01мя/м20; ■ В) Ас20/Ру

Общий выход ацетатов 13-15 на'рассмотренные четыре стадии составил 33, 29 и 36% соответственно.

Для синтеза 6г -генэйкоэен-П-она (Э) - полового феромона волнянок рода Охвуаа , повреждающих; пихтовые деревья, эфир 23 был восстановлен до 52 -ундецен-1-ола (£7), который окислили до Ъг -ундеценаля (28). Взаимодействие альдегида 2В с н-децилмаг-нийбромидом привело к 62 -генэйкозен-П-олу (29), окисление которого дало целевой кетон 9 . Выход феромона 9 с данном шести-стадийнсы синтезе составил 21% в расчете на исходный циклопен-тен (I).

Реагенты: а) щва.н/Е1;2о; б) СгС^-Ру/а^СХ;,; в) Пс1он21Мй3г'

Для синтеза 112 -гексадецен-1-ола (12), его ацетата (16) и II г-гексадеценаля (17)-компонентов феромонов совок из родов Не11о№1з и Матез^а .использовали эфир 26. Его омыление дало 12г -гептадеценовую кислоту (30), для которой, с целью сокращения углеродного скелета на I углеродный атом, выполнено окислительное декарбоксилирование, приведшее к 1.1% -гексадека-1,11-диену (31). Целевой Иг -гексадецен-1-ол (12) был получен с помощью реакции гидроборирования, селективно протекающей по концевой двойной связи диена 31. Выход феромона 12 в данном пя-тистадийном синтезе составил 30^ в расчете на исходный циклоде-

децен (3). Спирт 12 был легко переведен в другие два целевые соединения - ацетат 16 и альдегид 17.

,(сн2)10с02Ме

26

92°/*

29.

^сн2)10со2н б ^ -со.

21С7Х?й)

в,г

8054

12 16

I. Д »

98%

, ОЕ,-

95%

И.

В«Н(12), Ас(16)

Реагенты: а) кон/меон; й) РЬ(ОАс)4/Си(ОА0)2-н2о*, Б) 9-эви; г) Н202/ГГа0Н; д) Ас20/Ру; е) РСС/СН2С12

На основе продукта озонолиза § ииклододецена (3) синтезирован также триаконтан-1-ол (_18) - стимулятор роста растений. Оле-финированием альдегидоэфира 6 фосфораном, генерированным из ок-тадецилтрифенилфосфонийбромида (32) действием бутиллития, получен метиловый эфир 122 -триаконтеновой кислоты (33). Его гидрирование над палладиевым катализатором и восстановление полученного эфира триаконтановой кислоты (35) с помощью алюмогидрида лития привело к целевому спирту 18. Восстановление ненасыщенного эфира 33 в тех же условиях дало 122 -триаконтен-1-ол (37). Ненасыщенный спирт 37, равно как эфиры 33 и 35, а также продукты омыления последних - соответствующе кислоты 34 и 36 проявили высокую ростостимулирующую активность (на пшенице, льне, овсе, салате, горохе), сравнимую с активностью гриаконтан-1-ола (18).

99.9%

90%

99.956

26 3

г . —=—Зв»

69%

.п.

с30н61он 18

55%

Г Пр тг

■^-Э» 17 35

;сн2)10сн2он

¿1

Реагенты: а) пс1ан57РРп5Бг(^2)/пЗиХ1; б) кон/Ме()н-н2о; _ в) н2/2% Рез-с; 15 ыаш^/е^о

2. Синтез оптически' активных феромонов на основе продуктов раскрытия цикла (Ш-(+)-пулегона.

Продукт кислотной дедиклизации доступного терпеноида (Ш--(+)-пулегона (38)-(Ы-цитронеллевая кислота (39) широко приме-• няется в синтезе оптически активных соединений. Метиловый эфир 4Э этой кислоты был использован нами в синтезе .ВБ -диметил-деканаля (43) - оптического антипода полового феромона мучных хрущаков ( Тг1ЪоИит сопГаз^ит и Г. castaneuи ). Вторым хиральным блоком в разработанной схеме синтеза этого феромона с двумя асимметрическими центрам^ служил (э )-1-бром-2-метилбутан (42), подученный по стандартной двухстадийной методике из доступного побочного продукта брожения сахара*- ( 2)-2-метилбутан--1-ола (41).

Реагенты: а) нс1,о°с; б) 25# Иа0н;В)50^ н2зо4; г) сн2и2т2о;

д)Т^С1/Рзг; е) 1ГаБг/ЖР

Согласно принятому плану синтеза соединения 43 полученный из терпеноида 38 (Ю-( + )-метилцитронеллоат (40) был восстанов- , лен до (Ю-цитронеллода (44). Его последовательная обработка н-бутиллитием, а затем - тозилхлоридом привело к соответствующему тозилату 45. Такое превращение спирта 44 в тозилат 45 имеет преимущество перед обычно применяемой обработкой спирта смесью тозилхлорида и пиридина, поскольку целевой тозилат получается чище и с более высоким выходом. Тозилат 45 был вовлечен 8 сочетание с реактивом Гриньяра, генерированным из хирального бромида 42. В результате сочетания получена с суммарным выходом 95?2 смесь (2.2:1, данные ГЖХ) 2,63,103-триметил-2-додецена (45) й (Ю-цитронеллилброшда (47), легко разделяемая на составляющие компоненты с помощью колоночной хроматографии.

Т ?

+

£6(65$)

¿¿(ЗОЯ!)

Реагенты: а) этвал/е^о; б)пВии/пс6к14; в) т8С1;

Озонолиз алкена 46 в смеси (10:1) хлористого метилена и метанола с последующим восстановлением перекисного продукта ди-метилсульфидом дал с суммарным выходом 80% смесь (3:1, данные ПХ и спектра ПМР, согласно соотношению интенсивносгей сигналов ОСНд и СНО в области 3.13 и 9.49 м.д. соответственно) альдегида 43 и его ацеталя 48, легко переводимая в альдегид 43 обработкой 35^-ной НСЮ^ или в ацеталь 48 обработкой триметилортоформиатом в присутствии нитрата аммония с выходом, соответственно, 75 и 805 в расчете на алкен 46.

Реагенты: а)05/сн2с12-Ме0н; б) Ме2з; в) 35% нс104/тнг;

в

ЫеО ад

г

80%

Г) СН(0Ме),/№у?0

'( 3

С использованием (Ю-метил-цитронеллоата 40 и (Ю-4-метил-5-ацетоксипентановой кислоты (49) - доступного продукта окислительного расщепления боковой цепи (25Я)-сапонинов нами лредло- • жены новые эффективные пути синтеза ацетатов четырех энантиомерои 3,7-диметил-2-ацетоксипентадекана (50). некоторые из которых служат компонентами половых феромонов сосновых пилильщиков родов трг1оа и Нэо<31рг1оп , С хиральным блок-синтоном 40 был введен в целевую молекулу 50 асимметрический центр С7 как (Ю~, так и ( Б)-конфигурации. С другими хироном - 49 (после его трансформации в (Ю-бромид 51, (Я)-тозилат 52 или (Я)-фосфониевую соль 53 по методам, разработанным в ИОХ им. Н.Д.Зелинского ЛИ СССР) в молекулу 50 был введен С -асимметрический центр. ХиральныЯ С2 - центр » связанный с оксигруппой, образуется при восстановлении метилкетона, соответствующего целевой структуре 50.

?

?

ОАс

«2

ОАо

(23,38,75)-10э

ОАо

(2К,53,?3)-£2е

Х-Вг(51)', 0Тз(12), РНг^Вг^)

+

Для реализации плана синтеза ,35 ,7Л)~(50а) и (2Я,2 3,7гЦ-50б энантиомероь ацетата 50 метил-датронеллоат (40) озонировали в смеси (5:1) хлористого ыетллена и метанола с последующей обработкой диметилсульфидок. 3 результате, с сушарньш выходом 83% получили смесь (3:1, даннке ГЛХ и Г2ЛР спектра) метиловых офироЕ (Н)-о-оксо-3-мети.т-(54) и (Я)--6,6-диметокси-3-метил-(55) гексановкх кислот. Смесь альдегида 54 и его ацеталя 55 легко переводится б любой из индивидуальных компонентов (выход каждого из них составляет 80% в расчете на соединение 40).

80%

ад ^ Ме0

1

80%

Реагенты: а)03/ме0н-сн2с12; бужг^; в) меон/кн4с1; г) н2о-ме2со/рутБон

Олефшированием альдегмда 54 фосфораном,-генерированным из н-пенгилтрифенилфосфонийбромида действием трет-бутилата калия в ТГФ, был приготовлен метил-ЗК-меггил-оЗ -ундеценоат (56) со сте-реохимической чистотой ^95% (данные ПК). Гидрированием эфир 56 превращен в его насыщенный аналог 57, трансформированный с помощью И1ВАН в ЗЯ-метилундекан-1-ол (58). Его бромирование комплексом Вг^.РРЬд дало с высоким выходом соответствующий бромид 59 . При взаимодействии реагенга Гриньяра, генерированного из бромида 59, с тозилатом 52 получен продукт сочетания 3 Э.Тк -диметил-1-пентадецен (60). В реакционной смеси обнаруживается также фо данным ГЖХ до 40%) смесь насыщенных углеводородов неустаяовпеняого строения. Алкен 60 (в смеси с предель-

ными углеводородами) окислили молекулярным кислородом при ката-лизированш Р<1С12. Образующийся при этом метилкетон легко отде-

ляется от сопутствующих примесей при хроматографировании на еи-ликагеле. Выход индивидуального 38 ,7К-диметилпентадекан~2-она (61) составляет 37% в расчете на бромид 59. Восстановление ме-тилкетона 61 с помощью боргидрида натрия до спирта 62 протекает диастереоселективно с преимущественным образованием трео-изомера (соотношение эритро/трео 1:3, данные ПК). Смесь эритро--С2 З.ЗБ ,7Ш-Г£а) и трео-(2Н,38 ,7Я)-(62б) спиртов была разделена методом ¿ойХ* на индивидуальные изомеры и их строение надежно подтверждено спектрально. При этом, найденное положение !?.'.'блетного сигнала протонов группы ^з^ при <У" 1.15 м.д. или ••...чртетного сигнала атома углерода той же группы при $> 14.18 м.д. характерно для эритро-спирта 62а, те же сигналы для трео--изомера 526 регистрируются в области 1.13 и 14.59 м.д. соответственно.

Реагенты: а)пс5н11ри1вг/1;виок/тн1'; <$н2Л\з-с(5%); в ) шван/ ЕЬ2О; Г) Вг2-РИ13; д 1Щ/Ш2О; е^/ы^сис^;

*ВЭЖХ проведен сотрудниками КОХ УрО АН СССР А.А.Бергом и В.Р.Сул-танмуратовой, па что автор выражает им свою признательность.

Ж)02/РдС;12-СиС1; зЖаШуМеОН

Ацетилировашем спиртов б2а и 626 смесью уксусного ангидрида и триэтиламина в присутствии q-{íí , N -диметиламинфшридина (вЫАЙ получены целевые оптически чистые ацетаты 50а и 506, выходы которых в расчете на метил-цитронеллоат (40) составили 2.2 и б.соответственно.

Реагенты: а )ВЭП; 6) Ао?0/Еь,КДаш>

Нам представлялось интересным выяснить возможность реализации несколько более короткого пути синтеза феромонов 50а и 506 через продукт олефинирования хиральньм фосфораном, генерированным из фосфониевой соли 53,.ненасыщенного альдегида 64, гладко получаемого из эфира 56 в две стадии через Зв-метил-6 2 -ундецен-1-ол (63).

Реагенты: в^хван/е^О', с)РСС/СЕ2С12

Олефинирование альдегида 64 хиральным фосфораном, генерированным из соли 53, привело с высоким выходом к ЗН,7Я-диметил-I,4Е/2 ,10г -пентадекатриену (65), представляющего собой смесь геометрических изомеров по А'"*-двойной связи в соотношении '—'1:1 (данные ПК). Преобладающим в этой смеси является (4Е)-изомер, о чем свидетельствует положение сигнала атома С° в спектре ШР С13 триена 65 в области <5^ 36.86 м.д., что характерно для аллильных атомов углерода <Е)-алкенов в сравнении с сигналами соответствующих углеродных атомов {1 )-алкенов, расположенных в более сильном поле ( & 28 м.д.).

При катализиров-., • .м РаС19 окислении триена 65 молярным кис-

4

лородим удается полностью избежать опасности изомеризации Д -двойной связи в сопряжение с кетогруппой. Реакция протекает селективно по концевой двойной связи с образованием (33,7Н,4Е/Я, 10 г)-3,7-димет1ш-4,10-пентадекадиен-2-она ( 66). Ой этом свидетельствует отсутствие в спектре ШР кетона 66 дополнительного одиночного синглета в области % 1.5-1.7 м.д., характерного для метильных групп при двойной связи. Гидридное восстановление кетона 66, как и в случае кетона 61, протекает диастерео-селективно с преимущественным образованием трео-изомерного спирта 67 (соотношение эритро/трео 1:3, данные ГлОС), а гидрирование диенола 67 над Рь приводит к той же смеси 62а и 626, так же разделенной на индивидуальные энангиомеры, которые были переведены в их ацетаты 50а и 506.

64 ——э«-

87%

Г,Д

—^ 62а —

24% 95%

■э*» 5С&

71%

622

95%

-Э»- 5 Ой

Реагенты: ^¿¿/"виы; б)0р/рас12-сисг; в )НаШ((/кеОн; Щ2/РЬ, д)ВЭН; о)Ас2о/Е1;3м/ШАР

Оба ряда веществ (спиртов и ацетатов) оказались идентичными полученным в соответствии с рассмотренной выше схемой. Суммарные выходы ацетатов 50а и 506 по второму пути в расчете на метил-цит-ронеллоат (40) составили 9.5 и 28.2% соответственно. Вследствие меньшего числа стадий и более высокого выхода целевых соединений последний из изложенных подходов является предпочтительным.

Синтез энантиомеров 3,7-диметилпентадецен-2-ил-ацетата 50 с (S )-конфигурацией атома С -эритро-(23 ,3S ,7S )-(50в) и трео-(2R ,3s ,7s )-(50г) осуществлен■из тех же исходных продуктов -(Е )-цитронеллилтозилата (44) и фосфониевой соли 53 в два этапа. Задачей первого из них являлось построение на основе (В )-цитро-неллилтозилата 44 хирального С^-альдагида 68 (S )-конфигурации. Для решения этой синтетической задачи липофильная часть целевой структуры 50 была построена сочетанием тозилата 44 с н-гексил-магнийхлоридом в присутствии Cul . В результате, с высоким выходом был получен (S )-2,6-диметил~2-тетрадецен (69). Его озоно-лиз привел к гомологу ТО необходимого альдегида 68. Последний был получен превращением альдегида 70 в его енолацетат 71 и дальнейшим озонолизом этого олефина. Такое трехстадийное сокращение углеродного скелета альдегида ТО дает требуемый альдегид 68 с общим выходом 32.5%. Более рациональным оказался подход, связанный с превращением олефина 69 в целевой альдегид 68 через стадию 2,6S -диметил-ЗЕ-тетрадецен-2-ола (72), легко получаемого по методу Шарплесса. Озонолиз алкенола 72, как и в случае енолацетата 71, приводит к искомому альдегиду 68 с общим выходом 36% на две рассмотренные стадии.

Г^ VsA

sa

21

он

22(85*)

ОН

68(85%)

Реагента: а)псбн15МеС1/Си1; б)о3/сн2с12-меон; в) Ме^; Г) Ас^О/Е^И; Д) И123е2/Н202; е) <:ШООН

Второй этап синтеза ацетатов 50в,г -включал слефинирование по Виттигу альдегида 68 с помощью хиралыюго фосфорана, генерированного, из фосфошевой соли 53, с последующими трансформациями промежуточного ЗЯ,7з -диметил-1,4-пентадекадиена (73). Последний оказался смесью (4:1, данные ГЖХ) геометрических изомеров по А^-двойной связи с преобладанием (Е)-изомера. Катализируемое РаС1о окисление диена 73 молекулярным кислородом протекает исключительно по концевой двойной связи, как это наблюдалось нами ранее для близко родственного 1,4-диена 55. Гидридное восстановление полученного таким путем Зэ ,7з -диметил-4Е/2 -пентаде-цен-2-она (74) с помощью КаВН^ протекает, как и в случае дие-нона 65, диастереоселекгивно с преимущественным образованием трео-изомера спирта 75. Гидрирование диастереомерной смеси спиртов 75 дает соответствующую смесь диастереомерных насыщенных спиртов 62в и о2г (соотношение эритро/трео изомеров, согласно данным ГлК, 1:3), разделенную на индивидуальные изомеры методом ВЭЖ. Стандартным ацетилированием' спиртов 62в и 62.г получены целевые оптически .чистые ацетаты 5Эв и 50г, выход которых в расчете на цитронеллоат 40 составил 8.0 и 23.Ь% соответственно.

д -5»- 24%

-35».

62в öüö

Ш

Реагенты: a)S/nBuLi; tí)02/PdCl2-CuCl; в) НаШ4/МеОН; г) Hg/Pt} Д)ВЭЖХ; е) Ac20/Et5K/IMA.P

3. Синтез оптически активных феромонов с использованием асимметрического зпоксидировёния аллильных спиртов.

Открытая Катсуки и Шарплессоы в 1980 г. реакция асимметрического элоксидирования аллильных спиртов действием трет-бугил-гидропероксида в присутствии катализатора тетра(изо-пропокси)ти-тана и эфиров (в)- или (1 )-винной кислоты в качестве асимыетри-зутацюс ивдукторов нами была использована в синтезе (7R,8 S)_ -(+}-2-метил-7,8-эпоксиоктадекана ¡77) и (5R,6S )-(-)-6-ацеток~ си-5-гексадеканолид§ (85) - оптически активных полового феромона непарного шелкопряда ( Porthatria dispar ) и феромона откладки яиц комара Culex piplens соответственно.

В синтезе феромона 77 исходный аллильный спирт 76 получен путем стереоспецифически протекающего карбоалюминирования ацетилена трис-(5-мегилгексил)алюминием (78) и последующего взаимодействия алюминийорганического интермедиата 79 с формальдегидом. Асимметрическое эпоксидирование (Z )-аллильного спирта 7о по модифицированному методу Шарплесса дало эпоксиспирг 80. Его окисление до эпоксиальдегида 81_ и последующее олефинирование с по-

мощью н-нонилидентрифенилфосфорана приводит, к ненасыщенному эпоксиду 82, гидрирование которого над 5^-ным Р<3/С дает целевой (+)-диспарлур 72 с примесью {~2Ь%) кетона 83, образующегося, очевидно, в результате изомеризации эпоксида 82 в условиях, каталитического гидрирования. При использовании для гидрирования '10^-ного Ра/С в реакционной смеси обнаруживается (до 4055) соответствующий кетону 83 вторичный спирт. От примесей кетона или спирта освобождались с помощью ВЭЖХ.

СН=СН

21

2§

80

80%

81

50%

-5м»

С8Н17

■32

„ + ЛсН2)пЛсН

22

¿1

Реагенты: а) А1(2§); б ) сн20; в )Г1(01Рг)^/( + )-ВЕТ/

''Виосщ г) ?у/Сг03 /кизельгур; д) СдН^рр^Вг/^ВиОК;

• е) н2/ра-с! Ж.) вэнх .

В схеме синтеза феромона 85 нами предложен новый короткий путь от (214,33 )-(+)-1,2-эпокситридекан-З-ола (84), полученного наряду с (Ю-З-окси-1-тридеценом-(Я-86) модифицированной реакцией асимметрического эпоксидйрования рацемического 1-тридецен-З-ола (Иэ -85), до целевого соединения. Элоксиспирт 84 после его превращения в этоксиэтиловый эфир 8? был вовлечен в реакцию с купратным реагентом, генерированным из 1-бром-З-бутена, что дало почти с количественным выходом соответствующий продукт сочетания 88. Гидролизом моноэфира 88 получен кристаллический диол 89. При ацетшшровашш последнего наряду с диацетатом 90 отмечено образование (до 20%) побочного, менее полярного продукта, строение которого не устанавливалось.

Озонолиз диацетата 90 и обработка продукта озонолиза перок-сидом водорода и муравьиной кислотой с последующим гидролизом дали (511,63 )-(~)-5,6-диоксигексадекановую кислоту (91), несколько превосходящую по оптической чистоте описанную ранее, о чем свидетельствует сравнение удельного угла вращения синтезированной кислоты ( Мп^ ~ ^ • 43°) с литературными данными ( [<Х - 2.39°). Обработка кислоты 91 смесью (1:10) уксусного ангидрида и пиридина дало целевой феромон 85, выход которого составил 25.6%. в расчете на исходный тридеценол (^ )-86.

10 21

он . ^ . =н . .

(2Е,53)-84 :

9в 5б ' = ■ ЭТА . 5 '

О • о У 1

т.

22

I_} •

НО

^J^ ПсЮН21 -^^VsA^IO«?!

: ЪВ% =

Т)Ас ОН

21

ОАс

В-Л(82.) ,EtOCIMe(88)

Реагенты: a)Ti(OiPr)4/( + )-DE'I'/t:BaOOH! d) ^О-ч /TsOH;

в) -^s^MgBr/CuBr; r)0.5K HC1¡ д)Ас2о/Ру/ШАР} в) 03/МеШ Я)Н202/НС02Н{ з) КзСОз/МеОН; и) Ас2о/Ру

Нами найдено, что '6Rt-ókch-7s -(1-этоксиэтокси)-1-гептадецен (88) может быть превращен в феромон 85 за две технологические операции. Оэонолиз моноэфира 88 и обработка продукта озонолиза перекисью водорода и SeOg с последующим нагреванием в бензоле в присутствии Ts ОН приводит к оптически чистому (-)-ós -окси--5Н-гексадеканолиду (92), легко переводимому в его ацетат 85. Выход феромона 85 в расчете на исходный тридеценол (R S)-£6 составил 21.3%.

88 а'б»3-

он

О

■ Реагенты: а)03/Ас0Н; СОН^/Ас^О/БеС^ ; в) ТзОН/йгН; г) Лс20/Ру •

4. Результаты биологических испытаний

Биологические испытания синтезированного (+)-цис_ДяспаРлУРа (77)проводились в полевых условиях сотрудниками Башкирской лесной опытной станции(ЗашЛОС)Всесоюзного научно-исследовательского института механизации лесного хозяйства (ВДИИЛМ) в совхозах Дюртюлинского и Ияишевского районов Башкирии. Испытания показали более высокую привлекательность для самцов непарного шелкопряда (+)~диспарлура 77 по сравнению с рацемическим образцом. При дозировках 50 и 500 мхг/циспенсер активность оптически активного образца была в 4 раза более высокой. В ловушки с оптически активным препаратом отлавливалось, соответственно, 48 и б'О мужских особей, тогда как в ловушках с той же дозой рацемического диспарлура обнаруживалось в среднем по 15 самцов непарного шелкопряда. Из результатов полевых испытаний оптически активного диспарлура,полученных БашЛОС в течение летних сезонов 1987-1990 гг., сделано заключение о его достоверно более высокой эффективности' по сравнению с рацемическим диспарлуром^и (+)-цис-диспарлур рекомендовано использовать в практике лесозащиты.

Испытания ростссгимулирующей активности синтезированных (12 г )-С30-алкеновых•кислоты и спирта и их дигидропроизводных, включая триаконтан-1-ол, проводились сотрудниками лаборатории гербицидов Института биологии БНЦ УрО АН СССР. Применение три-аконтан-1-ола (18) на посевах пшеницы сорта Московская-35 дали прибавку урожая пшеницы 3 центнера/га. Экономический эффект по ценам 1990 г. составил 30 руб/га.'Испытания выявили ростостиму-лирующую активность на льне, овсе, салате (в тепличных условиях на пшенице и горохе (в полевых условиях) также у метил-триакон-таноата (35), триаконтановой кислоты (36) и их (12 г)-ненасыщен ных аналогов 33, 34 и 37. Отмечена 10-15^-ная стимуляция этих растений.

Выводы

I. Разработан короткий путь синтеза ( 7. )-ненасыщенньгх спир

тов, ацетатов, альдегидов и кетонов - компонентов половых феромонов многих видов насекомых отряда бабочек и мотыльков, базирующийся на озонолизе циклоалкенов с последующим взаимодействием образующихся производных (о-оксокярбоновнх кислот с алкилидентри-фенилфосфвранами.

2. Па основе продукта раскрытия цикла (Н)-пулегона найдены новые пути синтеза оптически чистых (45,83)-4,8-даметилдеканапя - одного из эиантиомеров агрегащюниого феромона мучных хрущаков и ацетатов четырех энантиомеров 3,7-дшеташгентадекан-2-ола (2R,3S.7R)-,(2S,3S,7R) -,(2R.3S.7S)- и (2S.3S.7S)-конфигурации -компонентов половых феромонов сосновых пилильщиков родов Dlprlon и Heodlprlon.

3. Найдены эффективные пути трансформации (П)-метил-цитро-неллоата в З-метилразветвлешша С ^-альдегиды как (R)-, так и (S) конфигурации, олефишрованиа каждого иа которых (R)-2-memn • З-бутилидентрифенилфосфораном привело к 1,4-диеновым предшественникам феромонов сосновых пилильщиков. Установлено,что при окислении (ЗН,7П)-3,7-даметил-1,4Д0--нентадекатриена и (3R.7S)--3,7-диметил~1,4-пентад9кадиена молокулярным кислородом на пал-ладиевом катализаторе смещения л4-доойной связи в сопряжение с образующейся кетогруштой и, как следствие этого, рацемизации С3-хиралъного центра не- происходит, что открыло наиболее рациональный путь к целевым феромонам.

'4. С использованием асимметрического эпоксидирования по Шарплессу (г)-8-метил~2-нонеи-1-ола - аллильного спирта, полученного стереоспецифическим карбоалюминированием ацетилена, синтезирован (7Н,83)-2-метил-7,8-эпоксиоктадекан [(+)-цис-диспар-лур] - половой феромон непарного шелкопряда (Porthetria dispar).

5. Найден удобный путь синтеза (5Н,63)-6-ацетокси-5-гекса-деканолида - фэромона откладки яиц комаров Culex pipiens, базирующийся на стереоспецифичоском алкилировании производного (2Н,33)-1,2-эпокситрвдекан-3--ола - продукта кинетически энаитио-избирэтельного эиоксидирования рацемического I-тридоцен-3-ола с поелодующим озонолизом.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Одиноков В.Н., Ахметова В.Р., Хасанов Х.Р., Абдувахабов A.A., Толсгиков Г.А., Панасенко А.Ф. Феромоны насекомых и их аналоги. XXI. Синтез (Z )-8-алкен-1-олов и их ацетатов на основе функционально дифференцированного продукта озонолиза цикло-октена.//Химия природн.соедин. - 1989. - № 2. - С.276-279.

2. Одиноков В.Н., Ахметова В.Р., Хасанов Х.Д., Абдувахабов A.A., Кучин A.B., Андреева Н.И., Толстиков Г.А. Феромоны насекомых и их аналоги. ХХШ. Синтез (7R.8S )-(+)-цис-2-метил-7,8-эпок~ сиоктадекана - полового феромона Porthetria dispar .// Химия природн.соедин. - 1989. № 5. - С.715-718.

3. Одиноков В.Н., Ахметова В.Р., Хасанов Х.Д., Абдувахабов A.A., Толстиков Г.А. Озонолиз алкенов и изучение реакций полифункциональных соединений. XL I. Синтез кислородсодержащих производных триаконтана.//К.орган.хим. - 1990. - Т.26. - Вып.7. -С.1402-1404,

4. Одиноков В.Н., Ахметова В.Р., Хасанов Х.Д., Абдувахабов A.A. Толстиков Г.А. Феромоны насекомых и их аналоги. ХХУ1. Синтез IIZ -гексадецен-1-ола, его ацетата и 112 -гексадецен-1-аля -компонентов феромонов насекомых отряда Lepidoptera Jj Химия природн.соедин. - 1991. - № I. - С.132-135.

5. Одиноков В.Н., Ахметова В.Р., Хасанов Х.Д., Абдувахабов А.А, Ческис Б.А., Моисеенков A.M., Толстиков Г.А. Синтез двух хи-ральных аттрактангов самок сосновых пилильщиков родов Dipri и Neodiprion .//Докл. АН СССР. - 1991. - Т.317. - № 3 - С.653-657.

6. Одиноков В.Н., Ахметова В.Р., Хасанов Х.Д., Абдувахабов А.А Толсгиков Г.А. Озонолиз алкенов и изучение реакций полифуш циональных соединений. XL 1У. Синтез (5R.6S )-(-)-6-ацетокс

5-гексадеканолида - феромона откладки яиц комаров Culex pipiens .//Ж.орган.хим. - 1991. - Т.27. - Вып.7. - C.I4Í -1463.

7. Ахметова В.Р., Хасанов Х.Д., Одиноков В.Н., Толстиков Г.А. Синтез 4S ,8S -диметилдеканаля из (+)-R-nyлегона.//Тезисы ладов IX Советско-Индийского симпозиума по химии природных единений. - Рига. - 1989. - С.71-72.

8. Akhmetova V.R..Khasanov Kh.D., Odinokov V.H., Tolstikov О.Л., Tcheskls 3.A., MoiseenJcov A.M. Synthesis of optikally active (2RS,3S,7E)-5,7-dimeth3rlpentadec-2-7lacetate revealing its properties of sex pherotiones of Pine saw of Diprion series//

I? th IUPAC International Symposium on the Chemistry of Natural Products, Abstracts. New Delhi, India.-1990. -P.0C22.

9. Хасанов Х.Д. Синтез' 6s -ацетокси-5В -гексадеканолида - феромона яйцекладки комаров рода Culex. .//Гезисы докладов конференции молодых ученых. - Уфа. - 1989. - С.25.

10. Хасанов Х.Д. Синтез 5Z -децен-1-илацетата и 6Z -генэйкозен-11-она - феромонов насекомых рода Agrotis и Orgyia .// Тезисы докладов Ш конференции молодых ученых-химиков. - До-

нецк. - 1991. - С.160.

Соискатель

Хасанов Х.Д.

УОП БНЦ УрО АН СССР юкМЗтир.ЮО