Синтез аналогов юг на основе продуктов озонолиза винилциклогексена Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 547. 313 + 549.943.5

Т. И. Зверева 2, О. С. Куковинец 1 2, В. Г. Касрадзе 4, М. И. Абдуллин 2, Ф. З. Галин1, 2

Синтез аналогов ЮГ на основе продуктов озонолиза винилциклогексена

1 Институт органической химии УНЦ РАН 450054, Уфа, пр. Октября, 71, факс: (347)235-60-66 2 Башкирский государственный университет 450014, Уфа, ул. Мингажева, 100, факс: (347)228-62-57

На основе 3-формил-1,6-гександиаля — продукта исчерпывающего озонолиза винилциклогексена путем его внутримолекулярной циклизации в 3-(3-оксопроп-1-ил)фуран и последующего олефинирования полученного альдегида по Хор-неру — Эммонсу синтезирован новый аналог ЮГ — метиловый эфир 3-метил-7-(3-фурил)-2^, 4Е-гептадиеновой кислоты.

Ключевые слова: винилциклогексен, озонолиз, ювенильный гормон, метиловый эфир 3-метил-7-(3-фурил)-2^,4Е-гептадиеновой кислоты.

Эффективными биорегуляторами жизнедеятельности насекомых, предопределяющими непрерывную цикличность их развития — личинка — куколка — имаго являются ювениль-ные гормоны, синтезируемые на первой личиночной стадии 1. Было также обнаружено, что их метаболиты в организме — диолы, а также гетероциклы проявляют ювеноидную активность, сравнимую с нативными ЮГ 2 3. Высказано предположение, что они являются более устойчивыми метаболитами и влияют на метаморфоз насекомых.

Нами предлагается новый подход к синто-ну для фурансодержащих аналогов нативных

ЮГ и более эффективных представителей юве-ноидов с 2,4-диеновой системой — 3-(проп-1-ил-2-аль)фурану, основанный на исчерпывающем озонолизе винилциклогексена 1. Ретро-анализ показывает, как можно планировать их синтез на основе триальдегида 2.

При пропускании двухмольного избытка озона в раствор винилциклогексена в безводном метаноле и последующем восстановлении пере-кисных продуктов Ме2Б основным продуктом реакции является 3-формил-гександиаль-1,6 2. В минорном количестве также обнаружены продукты внутримолекулярной циклизации — 5-гидрокси-3-(проп-1-ил-2-аль)дигидро-4,5-фу-ран 3 и 5-гидрокси-4-(1-проп-1-ил-2-аль)дигид-ро-4,5-фуран 4.

В пользу подобного протекания процесса свидетельствует наличие полос поглощения в ИК-спектре суммарного продукта реакции в области 1725 см-1, характерное для альдегидной группы, а также полос 1645 см-1 и 3350 см-1, свидетельствующих о наличии двойной связи и гидроксильной группы.

После обработки продуктов озонолиза ви-нилциклогексена водно-ацетоновым раствором серной кислоты в ИК-спектре исчезает полоса

соосн3

сно

сно

2

1

Дата поступления 09.03.07 30 Башкирский химический журнал. 2007. Том 14. №1

соосн

3

сно

1. 203/Ме0Н

2. Ме28

онс

сно

,сно

,сно

НО'

о

3

поглощения, характерная для гидроксифунк-ции (3350 см-1) и появляется группа полос, характеризующая образование диеновой системы, при 1620, 1640 см-1. Структура полученного предшественника ЮГ доказана с привлечением ЯМР-спектроскопии.

хно

о

4

он

1.о3, Меон ——->■

2.Ме2Б ^

3.н28о4/н20:Ме2со ^ 9:1 5

В спектре ЯМР 1Н наряду с уширенным синглетом протона альдегидной группы наблюдаются два плохо разрешенных триплета при 2.28 и 2.59 м.д., а также сигналы протонов фура-нового кольца при 6.18 и 7.1-7.4 м.д.

Олефинирование по Хорнеру альдегида 5 приводит к аналогу метаболита нативного ЮГ-3 6.

Экспериментальная часть

ИК спектры веществ сняты на приборе иИ-20 в тонком слое или нуйоле. Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны на спектрометре Вгикег АМ-300 (рабочие частоты 300.13 и 75.25 МГц соответственно), растворитель СЭС13, внутренний стандарт — ТМС. Анализ ГЖХ проводили на хроматографе СЬгош-5,

длина колонки 1200x3 мм, неподвижная фаза — Хроматон М-А"^ВШС8 (0.16-0.20 мм) + 8К-30 (5%), рабочая температура 50-300 оС (12 град/мин), газ-носитель - гелий.

3-Формил-1,6-гександиаль (2), 5-гидро-кси-3-(проп-1-ил-2-аль)дигидро-4,5-фуран (3) и 5-гидрокси-4-(проп-1-ил-2-аль)дигидро-4,5-фуран (4). В раствор 2 г (18.52 ммоль) циклодиена 1 в 45 мл абс. МеОН пропускали при 0 оС 37.04 ммоля О3 до полного исчезновения исходного диена 1 (контроль по ТСХ, БЮ2, петролейный эфир-этилацетат, 9:1). Реакционную массу продували током аргона и перекисные продукты восстанавливали добавлением 1.91 мл Ме2Б. Растворитель отгоняли, к остатку добавляли 40 мл СНС13 и полученный раствор быстро промывали насыщенным раствором ЫаС1, сушили MgSO4, растворитель отгоняли, в остатке получали 2.32 г сырого вещества, из которого хроматографи-чески ^Ю2, петролейный эфир-этилацетат, 85:15) последовательно выделяли 1.36 г (52%) триальдегида 2, 0.18 г (6.8%) и 0.22 г (8.4%) соединений 3 и 4 соответственно.

3-Формил-1,6-гександиаль (2). Желтое маслообразное вещество. ИК спектр (V, см-1): 1725, 2750 (СНО). Спектр ЯМР (СЭС13, 8, м.д.): 1.64 (м. 2Н, СН2), 2.4 (м. 5Н, СНС=О, СН2С=О), 9.6 (уш. с. 3Н, СНО). Найдено, %: С, 59.17; Н, 7.01; С7Н10О3. Вычислено, %: С, 59.15; Н, 7.04.

о'

5

,сно

+ (БЮ)2-Р—сн2с=сн—соосн3 о сн

NaH

соосн

3

+

2

+

1

6

Башкирский химический журнал. 2007. Том 14. №1

5-Гидрокси-3-(проп-1-ил-2-аль)дигидро-4,5-фуран (3) - желтое маслообразное вещество. ИК спектр (V, см-1): 3350 (ОН), 1725, 2750 (СНО). Спектр ЯМР *Н (СЭС13, 8, м. д.): 1.70-1.83 (м. 2Н, СН2), 2.12 (д. 2Н, Н2С4, J 6.5 Гц), 2.31-2.39 (м. 2Н, СН2С=О), 5.48 (т. 1Н, СНОС, J5.5 Гц), 5.85 (с. 1Н, НС=СН), 6.15 (с. 1Н, ОН), 9.67 (м. 1Н, СНО). Найдено, %: С, 59.18; Н, 7.03; С7Н10О3. Вычислено, %: С, 59.15; Н, 7.04.

5-Гидрокси-4-(проп-1-ил-2-аль)дигидро-4,5-фуран (4) - желтое маслообразное вещество. ИК спектр (V, см-1): 3350 (ОН), 1725, 2750 (СНО). Спектр ЯМР *Н (8, м.д.): 1.51-1.63 (м. 3Н, СН, СН2), 2.9 (т. 2Н, СН2С=О), 5.32 (д. 1Н, ОСНО, J 7.0 Гц), 5.58 (м. 2Н, СН=СН), 5.63 (уш. с. 1Н, ОН), 9.6 (С, 1Н, СНО). Найдено, %: С, 59.11; Н, 7.01; С7Н10О3. Вычислено, %: С, 59.15; Н, 7.04.

3-(1-Пропан-2-аль)фуран (5). В раствор 2 г (18.52 ммоль) циклодиена 1 в 45 мл абс. МеОН пропускали при 0 оС 37.04 ммоля О3 до полного исчезновения исходного диена 1 (контроль по ТСХ, SiO2, петролейный эфир-этилацетат, 9:1). Реакционную массу продували током аргона, и перекисные продукты восстанавливали добавлением 1.91 мл Ме^. Растворитель отгоняли, к остатку добавляли 40 мл СНС13 и полученный раствор быстро промывали насыщенным раствором ЫаС1, растворитель отгоняли. Далее реакционную смесь перемешивали в 10 мл водно-ацетонового раствора (9:1) в присутствии 1 мл конц. Н^04 в течение 21 ч. Реакционную смесь экстрагировали этилацетатом, сушили MgS04, растворитель отгоняли, получали 2.62 г остатка, из которого колоночной хороматографией ^Ю2, петролейный эфир - этилацетат, 7:1) выделяли 1.33 г (51%) соединения 5. ИК спектр (V, см-1): 1720, 2840 (СНО), 1620 ср., 1640 ср. (С=С). Спектр ЯМР 1Н (8, м.д.): 2.28-2.59 (м. 4Н, СН2), 6.18 (д. 1Н, НС4, J 8.0 Гц),

7.1G—7.4G (м. 2Н, НС2, НС5), 9.52 (с. 1Н, СНО). Найдено, %: С, 67.76; Н, 6.42; С7Н1()ОЗ. Вычислено, %: С, 67.74; Н, 6.45.

Метиловый эфup 3-метил-7-(3-фуpил)-2^,4Е-гептадиеновой кислоты (в). К аниону, полученному, действием G.13 г (5.38 ммоль) NaH на 1.57 г (5.38 ммоль) диизопропилового эфира(3-карбэтокси-2-метил-2-пропен-1-ил)-фосфоновой кислоты в 25 мл абсолютного ТГФ 4 добавляли при перемешивании и 5 °С в токе аргона G.53 г (4.14 ммоль) альдегида 5 в 1G.5 мл абсолютного ТГФ. Перемешивали до полного исчезновения альдегида 5 (контроль по ТСХ, элюент — петролейный эфир — этилацетат, 85:15), затем раствор последовательно промывали насыщенными растворами NH4Cl и NaCl, сушили MgSO4. Получили G.74 г вещества, из которого колоночной хоро-матографией (SiO2, петролейный эфир — этил-ацетат, 4:1) выделяли G.62 г. (64.G%) соединения в. ИК спектр (v, см-1): 125G c, 1725 c (СООС2Н5), 162G, 164G, 168G (С=С). Спектр ЯMР 1Н (S, м.д.): 2.G3 (Z) и 2.28 (Е) (с. ЗН, СН3С=С, J G.9 Гц), 2.15 (м. 4Н, 2СН2), 3.77 с (ЗН, ОСН), 5.59 (z) и 5.7G (Е) (с. 1Н, НС2), 6.2G (с. 1Н, НС2'), 6.52 (д. 1Н, НС5, J 16.5 Гц), 6.82 (2Е) и 7.55 (2Z) (д. 1Н, НС4, J 16.5 и 16.G Гц), 7.3 (м. 2Н, НС4'=НС5'). Найдено, %: С, 71.83; Н, 7.58; С14Н18ОЗ. Вычислено, %: С, 71.79; Н, 7.69.

Литература

1. Koyama T., Ogura K., Babeг F. C., Jamieson G. C., Scholey D. H. // J. Am. Chem. Soc.— 1987.— V. Ю9.— P. 2853.

2. Richará D. S., Applebaum S. W., Sliteг T. J., Bakeг F. C., Scholey D. H., Reuteг C. C., Hen-ric V. C., Gilbert L. I. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.— 1989.— V. 86, № 4.— P. 1421.

3. Biemacki W., Sobotka W. // Pol. J. Chem.— 1979.— V. 53, №3.— P. 461.

4. А. С. № 1773G34. Одиноков В. H., Кукови-нец О. С., Серебряков Э. П. и др. // Б. И.— 1992.— № 4G.

32

Башкирский химический журнал. 2007. Том 14. №№1