PL211933B1

PL211933B1 - Nowy związek 2-hydroksy-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-on i sposób jego otrzymywania

Info

Publication number: PL211933B1
Application number: PL387385A
Authority: PL
Inventors: Witold Gładkowski; Marcelina Bąk; Małgorzata Grabarczyk; Czesław Wawrzeńczyk
Original assignee: Univ Przyrodniczy We Wrocławiu
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2012-07-31
Also published as: PL387385A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowy związek 2-hydroksy-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-on, o wzorze 2, przedstawionym na rysunku i sposób jego otrzymywania.

Związek ten ma potencjalną aktywność deterentną wobec owadów będących szkodnikami surowców żywnościowych. Może znaleźć zastosowanie w przemyśle rolno-spożywczym.

Znany jest sposób wytwarzania bicyklicznych 1-hydroksy-Y-laktonów, z izoforonu, dimedonu i 5-metylo-1,3-cykloheksanodionu (C. Wawrzeńczyk, M. Grabarczyk, A. Białońska, Z. Ciunik: Lactones. Part 16: Lactonization of Y^-epoxy esters with p-toluenosulfonic acid monohydrate, Tetrahedron, 2003, vol. 59, ss. 6595-6601), wykazujących aktywność deterentów pokarmowych wobec chrząszczy wołka zbożowego, osobników dorosłych pleśniakowca lśniącego oraz mszycy brzoskwiniowo-ziemniaczanej (C. Wawrzeńczyk, M. Grabarczyk, A. Szumny, B. Gabryś, K. Dancewicz, J. Nawrot, A. Prądzyńska, A. Halarewicz-Pacan: Lactones 19. Synthesis and antifeedant activity of lactones witch metyl-, dimethyl- and trimethylocyclohexanone system, Chemistry for Agriculture, (ed. By H. Górecki, Z. Dobrzański and P. Kafarski), Czech-Pol Trade, Wrocław, 2003, vol. 4, ss. 117-129); (M. Szczepanik, M. Grabarczyk, A. Szumny, C Wawrzeńczyk: Feeding deterrent activity of lactones with di- and trimethylcyclohexane system against lesser mealworm, Alphitobius diaperinus Panzer and Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say, J. Plant Protect. Res., 2003, vol. 43, ss. 87-96).

Bicykliczne hydroksylaktony z układem alkilopodstawionego cykloheksanu można otrzymać na drodze mikrobiologicznej hydroksylacji nasyconych laktonów (W. Gładkowski, M. Grabarczyk, K. Wińska, A. Białońska, Z. Ciunik, C Wawrzeńczyk: Lactones 27. Transformations of γ-lactones fused to dimethylcyclohexane system in Absidia cylindrospora cultures, J. Mol. Catal. B: Enzym., 2006, vol. 39, ss 31-39).

Brak jest doniesień literaturowych o otrzymywaniu takich hydroksylaktonów na drodze mikrobiologicznej dehalogenacji jodolaktonów.

Istotą wynalazku jest nowy związek 2-hydroksy-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-on, o wzorze 2.

Sposób, według wynalazku, polega na tym, że 2-jodo-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-on poddaje się dehalogenacji za pomocą systemu enzymatycznego szczepu grzyba Absidia cylindrospora.

Korzystne jest, gdy proces prowadzi się wodną kulturą szczepu, przy ciągłym mieszaniu reagentów, w temperaturze 291 - 303 K.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach grzyba Absidia cylindrospora, z 2-jodo-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-onu otrzymuje się hydroksylakton o wzorze 2. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej kultury mikroorganizmu przez ekstrakcję chlorkiem metylenu.

Zasadniczą zaletą metody wytwarzania wspomnianego hydroksylaktonu jest to, że otrzymuje się go w łagodnych warunkach, jako jedyny produkt mikrobiologicznej dehalogenacji 2-jodo-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-onu z 56% wydajnością i z nadmiarem enancjomerycznym (ee) wynoszącym 84%. Wynalazekjest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

Przykład. Do 10 kolb Erlenmayera o pojemności 300 cm³, w których znajduje się po 50 cm³ sterylnej pożywki, zawierającej 3% glukozy i 1% aminobaku wprowadza się szczep Absidia cylindrospora. Po czterech dniach wzrostu grzyba dodaje się do kolbek 200 mg 2-jodo-5,5-dimetylo-9-oksabicy₃ klo[4.3.0]nonan-8-onu, o wzorze 1, rozpuszczonego w 10 cm³ acetonu. Transformację prowadzi się, w temperaturze około 295K, przy ciągłym wstrząsaniu, przez 10 dni. Następnie roztwór potransformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie chlorkiem metylenu, ekstrakt suszy bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymany surowy produkt wraz z metabolitami szczepu grzyba, oczyszcza się chromatograficznie na żelu krzemionkowym, używając jako eluentu mieszaniny heksan:aceton:dichlorometan:eter etylowy, w stosunku objętościowym 60:5:10:7. Na tej drodze otrzymuje się 73 mg (56% wydajności teoretycznej) 2-hydroksy-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-onu w postaci białych kryształów. Analiza GC na kolumnie z wypełnieniem chiralnym wykazała, iż nadmiar enancjomeryczny (ee) otrzymanego produktu wynosi 84%.

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektroskopowymi:

Temp. topnienia = 80-85°C, = +33.5 (c = 1.08, CH2CI2, ee = 84%)

PL 211 933 B1 ¹H NMR (CDCI3), δ: 0.96 i 1.00 (dwa s, 6H, (CH3)C<), 1.09 (m, 1H, jeden z CH2-4), 1.60-1.92 (trzy m, CH2-3 i jeden z CH2-4), 2.23 (dd, J=15.6 i 8.4 Hz, 1H, jeden z CH2-7), 2.35 (m, 1H, H-6), 2.65 (dd, J=15.6 i 12.3 Hz, 1H, jeden z CH2-7), 4.12 (m, 1H, H-2), 4.46 (dd, J=6.9 i 4.2 Hz, 1H, H-1).

¹³C NMR (CDCI3), δ: 25.74 (C-3), 27.19 (C-4), 27.72 i 29.03 (C10 i C- 11), 31.43 (C-5), 31.81 (C-7), 46.00 (C-6), 66.67 (C-2), 78.81 (C-1), 178.16 (C-8)

IR (KBr, cm^-1) 3475 (s), 2963(s), 1760 (s), 1194 (s), 1069 (s), 1029 (s).

Claims

1. Nowy związek 2-hydroksy-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-on, o wzorze 2.

2. Sposób otrzymywania 2-hydroksy-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-onu, o wzorze 2, znamienny tym, że 2-jodo-5,5-dimetylo-9-oksabicyklo[4.3.0]nonan-8-on, poddaje się dehalogenacji za pomocą systemu enzymatycznego szczepu grzyba Absidia cylindrospora.

3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że proces transformacji prowadzi się wodną kulturą szczepu przy ciągłym mieszaniu.

4. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że proces transformacji prowadzi się w temperaturze 291 - 303 K.