PL192465B1 - Nowe laktony z układem limonenu i sposób wytwarzania nowych laktonów z układem limonenu - Google Patents

Abstract

1. Nowe laktony z układem limonenu, o ogólnym wzorze 1, gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 1R, 4R, 6R albo 1S, 4S, 6S.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są nowe laktony z układem limonenu oraz sposób wytwarzania nowych laktonów z układem limonenu.

Nie są znane związki o aktywności deterentów pokarmowych (antyfidantów), które są otrzymywane na drodze syntezy chemicznej.

Istotą wynalazku są nowe laktony z układem limonenu o ogólnym wzorze 1, gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 1R, 4R, 6R albo 1S, 4S, 6S.

Sposób według wynalazku polega na tym, że odpowiedni izomer R albo S alkoholu perylowego poddaje się przegrupowaniu Claisena metodą ortooctanową a utworzone estry alkilowe hydrolizuje się w warunkach zasadowych do kwasów, które poddaje się jodolaktonizacji, jodem w roztworze jodku potasu. Następnie, otrzymane jodolaktony redukuje się wodorkiem tri-n-butylocyny, do laktonów.

Korzystnie jest gdy reakcję przegrupowania Claisena prowadzi się za pomocą ortooctanu etylu, do hydrolizy estrów stosuje się etanolowy roztwór wodorotlenku potasu.

Otrzymane laktony wykazują aktywność deterentów pokarmowych w stosunku do szkodników magazynów zbożowych: trojszyka ulca (Tribolium confusum), skórka zbożowego (Trogoderma granarium) i wołka zbożowego (Sitophilus granarius). Izomer 1S, 4S, 6S wykazał ponadto aktywność deterentną w stosunku do mszycy brzoskwiniowo-ziemniaczanej (Myzus persicae).

Wyniki testów biologicznych przeprowadzonych według metody opisanej przez J. Nawrota, E. Błoszyk, J. Harmethę, L. Novotnego oraz B. Drożdża (Acta Entomol. Bohemoslov. Vol. 83, ss. 327335, 1986) przedstawiono w tabeli.

Tabela

Izomer	Aktywność deterentna (współczynnik sumaryczny)
Skórek zbożowy (larwy)	Trojszyk ulec (larwy)	Trojszyk ulec (chrząszcze)	Wołek zbożowy (chrząszcze)
Izomer 1R, 4R, 6R	130,4	153,8	173,4	195,4
Izomer 1S, 4S, 6S	159,4	123,0	143,8	70,1

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

₃

Przykład 1. Do 3,1 g (0,02 mola) S(-)alkoholu perylowego dodaje się 25 cm³ (0,14 mola) ortooctanu etylu i 2 krople kwasu propionowego oraz ogrzewa się przez 2 godziny w temperaturze 138°C, oddestylowując jednocześnie tworzący się w reakcji alkohol etylowy. Następnie oddestylowuje się, pod zmniejszonym ciśnieniem, nadmiar ortooctanu, a surowy produkt (4,0 g, wydajność 90%) składający się z 88% estru etylowego kwasu trans-(4S)-1-metyleno-4-(1-metyloetenylo)cykloheksa-2-ylooctowego i 12% izomeru cis tego estru, poddaje się hydrolizie zasadowej za pomocą 50 cm³ czteroprocentowego roztworu wodorotlenku potasu w alkoholu etylowym. Otrzymaną mieszaninę reakcyjną ogrzewa się do wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 2 godziny. Następnie oddestylowuje się etanol a pozostałość rozpuszcza w wodzie i przemywa eterem etylowym, w celu usunięcia zanieczyszczeń organicznych nie będących kwasami. Roztwór wodny zakwasza się 0,1 M roztworem kwasu solnego i uzyskany produkt ekstrahuje się eterem etylowym. Ekstrakty eterowe suszy się bezwodnym siarczanem magnezu.

Otrzymuje się 3,0 g (wydajność 85%) mieszaniny izomerów: trans (88%) i cis (12%) kwasu (4S)-1-metyleno-4-(1-metyloetenylo)cykloheks-2-ylooctowego. Tak wytworzony kwas rozpuszcza się w 50 cm³ eteru etylowego i dodaje do 50 cm³ 0,5 M roztworu wodorowęglanu sodu. Całość miesza się przez 0,5 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia. Do wrzącego roztworu dodaje się 50 cm³ wodnego roztworu zawierającego 6 g jodu i 12 g jodku potasu. Mieszaninę reakcyjną dalej ogrzewa się przez 5 godzin a następnie miesza przez 12 godzin, w temperaturze pokojowej. Po tym czasie do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 100 cm³ eteru etylowego, wytrząsa i rozdziela warstwę wodną od organicznej. Warstwę organiczną przemywa się kolejno: roztworem tiosiarczanu sodu i wodą. Po wysuszeniu roztworu eterowego bezwodnym siarczanem magnezu i oddestylowaniu rozpuszczalnika otrzymuje się 4,1 g (wydajność 84%) surowego produktu w postaci mieszaniny trans (88%) i cis (12%) (1S, 4S, 6S)-1-jodometylo-4-(1-metyloetenylo)-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-onu.

PL 192 465B1

Mieszaninę tą poddaje się rozdziałowi za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym i przy zastosowaniu mieszaniny heksanu i octanu etylu w stosunku 9:1 jako eluentu. Uzyskuje się 3,5 g czystego izomeru trans jodolaktonu. Właściwości fizyczne i spektroskopowe otrzymanego związku są następujące:

temp. top. 76-78°C; [a]D²³ = +44,4°(C-1,09, aceton) ¹H NMR (d); 1,73 (S, 3H, -C(CH2)CH3); 2,61 i 2,68 (układ AB dwa dd, J=17,1 i 9,9 Hz, 1H oraz J=17,1 i 10,7 Hz, 1H, -CH2-C(O)-); 2,82 (m, 1H, >CHCH2C(O)-); 3,57 (m, 2H, -CH2I); 4,75 (m, 2H, -C(CH2)CH3);

IR (cm-¹): 1776(s), 1220(s), 1152(s).

₃

Do tak otrzymanego jodolaktonu (0.011 mola) rozpuszczonego w 50 cm³ suchego benzenu dodaje się 12,7 g (0,04 mola) wodorku tri-n-butylocyny i miesza się w temperaturze pokojowej pod azotem przez 48 godzin. Po tym czasie z mieszaniny oddestylowuje się benzen, a z pozostałości - za pomocą chromatografii kolumnowej (żel krzemionkowy, eluent: heksan:octan etylu, 9:1) wydziela się

1,6 g (wydajność 75%) czystego trans (1S, 4S, 6S)1-metylo-4-(1-metyloetenylo)-9-oksabicyklo-[4.3.0]nonan-8-onu. Wydajność czteroetapowej syntezy w przeliczeniu na (S)-(-)alkohol perylowy wynosi 42%. Właściwości fizyczne i spektroskopowe tak uzyskanego laktonu są następujące:

temp. top. 63-65°C; [a]D¹⁶ = +38,03°(C-108, aceton);

¹H NMR (d): 1,49 (S, 3H, -CH3), 1,76 (S, 3H, -C(CH2)CH3); 2,48 i 2,61 (dwa dd, J=18,6 i 7,5 Hz, 1H oraz J=18,6 i 14,7 Hz, 1H, -CH2(O)-); 2,47 (m, 1H, >CHCH2C(O)-); 4,74 (m, 2H, =CH2);

IR (cm^-1): 1787(s), 1212(s), 1096(s).

P r z y k ł a d 2. Postępuje się analogicznie jak w przykładzie 1, z tym że z 1,5 g (0,01 mola) R(+)alkoholu perylowego w reakcji z ortooctanem etylowym uzyskuje się 1,9 g (wydajność 85%) surowego estru etylowego kwasu (4S)-1-metyleno-4-(1-metyloetenylo)cykloheks-2-ylooctowego w postaci mieszaniny izomerów trans (87%) i cis (13%). Surowy ester hydrolizuje się, za pomocą etanolowego roztworu wodorotlenku potasu, do 1,5 g (wydajność 95%) mieszaniny izomerów trans (87%) i cis (13%) kwasu (4S)-1-metyleno-4-(1-metyloetenylo)-cykloheks-2-ylooctowego, którą bez rozdziału i oczyszczania - poddaje się jodolaktonizacji do mieszaniny trans i cis 1-jodometylo-4-(1-metyloetenylo)-9-oksa-bicyklo[4.3.0]nonan-8-onu. Czysty izomer trans (1,9 g, wydajność 75%) wydziela się z surowej mieszaniny produktów za pomocą chromatografii kolumnowej (żel krzemionkowy, heksan:octan etylu, 9:1). Jego właściwości fizyczne są następujące:

temp. top. 75-80°C, [a]D²² = -74,5°(C-1,26, aceton).

Tak uzyskany jodolakton redukuje się za pomocą wodorku tri-n-butylocyny do (1R, 4R, 6R)-1-metylo-4-(1-metyloetenylo)-9-oksabicyklo-[4.3.0]nonan-8-onu. Otrzymuje się 0,9 g (wydajność 75%) czystego związku o temp. top. 62-64°C i [a]D²⁶ = - 32.8°(C-0,84, aceton). Wydajność czteroetapowej syntezy wynosi 45%.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Nowe laktony z układem limonenu, o ogólnym wzorze 1, gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 1R, 4R, 6R albo 1S, 4S, 6S.
2. 2. Sposób wytwarzania nowych laktonów z układem limonenu o ogólnym wzorze 1, gdzie konfiguracja centrów chiralnych jest określona jako 1R, 4R, 6R albo 1S, 4S, 6S, znamienny tym, że odpowiedni izomer R albo S alkoholu perylowego poddaje się przegrupowaniu Claisena metodą ortooctanową a utworzone estry hydrolizuje się w warunkach zasadowych do kwasów, które poddaje się jodolaktonizacji, jodem w roztworze jodku potasu, po czym otrzymane jodolaktony redukuje się wodorkiem tri-n-butylocyny.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w przegrupowaniu Claisena stosuje się ortooctan etylu.
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że hydrolizę estru prowadzi się za pomocą etanolowego roztworu wodorotlenku potasu.