Направленный синтез низкомолекулярных биорегуляторов насекомых. Химические превращения производных 4-метилтетрагидропирана, l-ментола и рицинолевой кислоты. Синтез эндо- и экзогормонов насекомых на основе продуктов алкилирования ацетоуксусного эфира.
Аннотация к работе
L-ментол, рицинолевая кислота и 4-метилтетрагидропиран в направленном синтезе эндо- и экзогормонов насекомых 02.00.03 - Органическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Яковлева Марина Петровна Уфа 2010 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте органической химии Уфимского научного центра Российской академии наук. Научный консультант: доктор химических наук, профессор Ишмуратов Гумер Юсупович Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН Кучин Александр Васильевич доктор химических наук, профессор Куковинец Ольга Сергеевна доктор химических наук, доцент Гималова Фануза Арслановна Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова РАН Защита диссертации состоится 23 апреля 2010 г. в на заседании диссертационного совета Д 002.004.01 в Учреждении Российской академии наук Институте органической химии Уфимского научного центра РАН по адресу: 450054, Башкортостан, г. Уфа, проспект Октября, 71, зал заседаний; факс (347) 2356066; e-mail: chemorg@anrb.ru. Эффективность феромонов насекомых и ювеноидов в большинстве случаев зависит от их стереохимической чистоты: для ахиральных объектов решающее значение имеют положение и конфигурация кратных связей, для хиральных - строение и оптическая чистота асимметрических центров. Несмотря на существование большого числа подходов к синтезу низкомолекулярных биологически активных веществ, для их широкого внедрения актуальной задачей остается правильный выбор доступного и возобновляемого исходного сырья и разработка новых и удобных в препаративном плане путей его трансформации в целевые молекулы. Для синтеза рацемических аналогов метилразветвленных феромонов насекомых и ювеноидов удобным исходным соединением представляется синтетическое сырье - 4-метилтетрагидропиран. Работа выполнена по приоритетному направлению развития науки, технологии и техники в Российской Федерации «Живые системы» в рамках перечня критических технологий «Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания». Расширение области применения производных 4-метилтетрагидропирана в синтезе эндо- и экзо-гормонов насекомых на основе продуктов алкилирования ацетоуксусного эфира. 3. Исследование превращений перекисных продуктов озонолиза олефиновых производных l-ментола и рицинолевой кислоты под действием NH2OH?HCl и NaBH(OAc)3. 5. Разработка препаративного синтеза 9-оксо-2Е-деценовой кислоты - многофункционального феромона медоносных пчел Apis mellifera - и создание на её основе препарата для пчеловодства. Разработан хемоселективный метод прямого восстановления трисацетоксиборгидридом натрия перекисных продуктов озонолиза олефинов до кетоспиртов, не затрагивающим имеющуюся или образующуюся кето-функцию. На основе реакции алкилирования ацетоуксусного эфира 1-ацетокси-5-бром-3-метилпентаном - продуктом кислотного раскрытия цикла 4-метилтетрагидропирана - найдены новые возможности для хемоселективного синтеза феромонов насекомых и ювеноидов ациклического строения с метильными группами в заданном месте углеродной цепи. В процессе низкотемпературного восстановления (-)-ментолактона диизобутилалюминийгидридом обнаружено образование оптически чистого изобутилового ацеталя ментолактола по новой реакции в химии алюминийорганических соединений и 2,6R-диметил-8-гидроксиоктан-3-она - продукта внутримолекулярной реакции окисления-восстановления ментолактола по реакции Меервейна-Понндорфа-Верлея. Осуществлен стереоспецифичный асимметрический синтез с наведением двух новых хиральных центров эпоксида c цис-ориентацией цикла по отношению к метильной группе при исходном асимметрическом центре окислением (1R)-3-метил-р-мент-3-ена по Прилежаеву. Предложена схема образования сложноэфирной функции при действии солянокислого гидроксиламина на перекисные продукты озонолиза олефинов в метаноле по маршруту: альдегид > альдоксим > нитрил > сложный эфир, которая подтверждена впервые обнаруженными нитрильными производными. Показано, что оптически активный центр производных рицинолевой кислоты [(R)-октадец-(9Z)-ен-7-ола и (R)-октадец-(9Z)-ен-1,12-диола] в реакции гидроборирования-окисления и дигидроксилирования по Прилежаеву индуцирует образование новых асимметрических центров преимущественно (S)-конфигурации, что впервые доказано циклизацией 1,3-гликолей в соответствующие стереоизомерные 2-фенил-4,6-диалкилзамещенные 1,3-диоксаны. Установлено, что невысокие выходы 9-оксо- и 10-гидрокси-2Е-деценовых кислот - биологически активных компонентов секрета мандибулярной железы медоносной пчелы Apis mellifera L. Исходя из промышленно доступного 4-метилтетрагидропирана предложен хемоселективный синтез этил-2-ацетил-7-ацетокси-5-метилгептаноата - универсального синтона для ряда рацемических аналогов низкомолекулярных биорегуляторов насекомых: феромонов красной калифорнийской щитовки Aonidiella aurantii и сосновых пилильщиков родов Diprio