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The Stereospecific Synthesis of Oriental Fruit Moth (Grapholita molesta)Sex Pheromone Using Cis-1,8-dibromo-4-octene

Cis-1,8-dibromo-4-octene을 이용한 복숭아순나방(Grapholita molesta)성 페로몬의 입체특이적 합성

  • Yoon, Hyang-mi (Green Agro Tech. Inc.) ;
  • Kim, Yong-Gyun (Department of Agricultural Biology, Andong National University) ;
  • Choi, Kyung-Hee (Apple Experiment Station, National Horticultural Research Institute, RDA) ;
  • Ryoo, Keon-Sang (Department of Applied Chemistry, Andong National University) ;
  • Hong, Yong -Pyo (Department of Applied Chemistry, Andong National University)
  • Published : 2008.10.20

Abstract

Keywords

Grapholita molesta ; Stereospecific Synthesis ; Pheromone

실 험

시약 및 기기. 관 크로마토그래피는 머크사의 실리카겔(70~230 mesh ASTM)을 사용하였으며, 시약은 Aldrich 사와 T.C.I 사의 제품을 정제 없이 사용하였다. 용매는 제품을 정제하지 않고 사용하거나, 문헌에 알려진 방법에 의거하여 증류 정제하여 사용하였다. 1H 및 13C NMR 스펙트럼은 Varian Gemini 300 or 400 MHz Spectrometer, IR 스펙트럼은 JASCO FT/IR 460 Plus, 그리고 원소분석은 Fisons, EA 1108을 이용하여 데이터를 얻었다. 합성된 페로몬 성분은 Focus GC (Thermo Electron Co. Milan, Italy)와 DB-25 column (30 m 0.250 mm, Agilent Technologies, Ins. Palo Alto, CA, USA)을 이용하여 오븐 온도 125 ℃, 흐름속도 1.0ml/min, 주입 시료량 2 μl로 분석되었다.

4-[(Tetrahydropyran-2-yl)oxy]butan-1-ol (8). 1,4-Butanediol 5.0 g (55.5 mmol)과 p-toluenesulfonic acid 0.4 g (2.11 mmol)을 넣고 dry tetrahydrofuran(THF) 50 mL에 녹인다. 여기에 3,4-dihydro-2H-pyran (DHP) 4.7 g (56.6 mmol)을 넣어 실온에서 3시간 반응을 시킨 후 용매를 감압으로 제거 한 뒤 ethyl acetate로 추출한다. 물, 포화 탄산수소나트륨 수용액과 소금물로 씻은 뒤 무수 황산마그네슘으로 물을 제거한다. 컬럼으로 분리하여 THP ether 8 (4.5 g, 47%)을 합성하였다. Rf= 0.6 (25% EtOAc in hexane); IR (CHCl3) 3405, 2937, 2862, 1120, 1024 cm-1; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 4.50 (t, J= 2.8 Hz, 1H), 3.52 (t, J=6.7 Hz, 2H), 3.78 (t, J=7.5 Hz, 2H), 3.65 (t, J=6.5 Hz, 2H), 3.52 (t, J=6.7 Hz, 4H), 1.74-1.77 (m, 2H), 1.61-1.66 (m, 2H), 1.45-1.53 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 99.1, 67.8, 62.5, 32.9, 31.0, 30.1, 30.0, 25.9, 25.8.

4-Phenylthiobutyl tetrahydropyran-2-yl ether (9). THP ether 8 1.0 g (5.74 mmol)과 PhSSPh 1.38 g (5.3 mmol)을 질소 하에서 dry THF 15 mL에 녹인 후 tri-n-butylphosphine 1.28 g (6.33 mmol)을 천천히 넣는다. 실온에서 1시간 동안 반응시킨 뒤 ether로 추출 한다. 물, 10% NaOH, 소금물로 씻고 용매를 감압하여 제거한 뒤 컬럼으로 정제한 결과, 화합물 9 (1.07 g)를 70% 수율로 합성하였다. Rf= 0.53 (25% ethyl ether in hexane); IR (CHCl3) 2940, 2867, 1134, 1033 cm-1; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 7.24-7.35 (m, 5H), 4.56 (t, J=2.7 Hz, 1H), 3.73-3.86 (m, 2H), 3.38-3.50 (m, 2H), 2.96 (t, J=6.0 Hz, 2H), 1.64-1.81 (m, 8H), 1.51-1.58 (m, 2H); 원소분석: Calcd for C15H22O2S: C, 67.60; H, 8.30; S, 12.0. Found: C, 67.36; H, 8.47; S, 11.24.

4-Phenylsulfonylbutyl tetrahydropyran-2-yl ether (10). Sulfide 9 1.0 g (3.75 mmol)을 CH2Cl2 20 mL에 녹인 뒤 71.5% mCPBA(3-chloroperoxybenzoic acid) 1.62 g (9.38 mmol)을 0 ℃에서 10분에 걸쳐 넣고 이 온도에서 1시간 정도 교반한다. 시간이 지나면서 하얀색 고체가 생성된다. 반응이 끝나면 고체를 여과하고 CH2Cl2로 씻어 낸다. 여액을 농축시켜 ether로 추출한다. 유기층을 10% 탄산수소나트륨 수용액과 소금물로 씻어 낸 뒤 무수 황산마그네슘으로 물을 제거하고 감압으로 용매를 날린 뒤 컬럼으로 분리하여 물질 10 (1.0 g, 89%)을 합성하였다. Rf= 0.44 (50% hexane in EtOAc); IR (KBr) 3609, 2941, 1144, 1031 cm-1; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 7.84 (d, J=7.3 Hz, 2H), 7.60 (t, J=2.0 Hz, 1H), 7.52 (dd, J=7.3, 2.0 Hz, 2H), 4.50 (t, J=2.6 Hz, 1H), 3.67-3.73 (m, 1H), 3.61-3.65 (m, 1H), 3.37-3.42 (m, 2H), 3.23-3.31 (m, 2H), 1.72-1.82 (m, 2H), 1.57-1.63 (m, 4H), 1.39-1.45 (m, 4H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 139.5, 134.0, 129.6, 128.5, 99.2, 66.8, 63.8, 62.7, 56.5, 31.0, 28.6, 25.0, 19.9; 원소분석: Calcd for C15H22O4S: C, 60.30; H, 7.40; S, 10.9. Found: C, 60.85; H, 7.6; S, 10.01.

(Z)-12-Bromo-4-phenylsulfonyl-8-dodecen-1-yl tetrahydropyran-2-yl ether (11). cis-1,8-dibromo-4-Octene (4) 0.87 g (3.2 mmol)과 sulfone 10 1.06 g (3.57 mmol)에 dry THF를 각각 8 mL, 6mL를 첨가하여 희석시킨다. THF에 희석된 sulfone을 -78 ℃로 낮춘 뒤 2.0 M n-BuLi 1.78 mL (3.56 mmol)를 넣어 0 ℃로 온도를 올리고 5분가량 교반한다. 여기에 dry hexamethylphosphoamide (HMPA) 0.8 mL를 첨가하여 -78 ℃까지 냉각시킨다. 이 혼합물을 -78 ℃에서 THF에 희석된 dibromide 4에 천천히 떨어뜨린다. 실온에서 2시간 교반 후 반응을 종료시키기 위해 NH4Cl 포화 수용액을 넣어 주었다. Ether로 추출하고 물과, NH4Cl 포화 수용액, 그리고 소금물 순서로 씻은 뒤 무수 황산나트륨으로 건조 여과하여 용매를 농축시킨다. 컬럼으로 정제하여 화합물 11 (1.05 g, 67%)을 합성하였다. Rf= 0.44 (25% EtOAc in hexane); IR(KBr) 3534, 2940, 1446, 1301, 1143 cm-1; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 7.89 (d, J=7.4 Hz, 1H), 7.64 (t, J=6.1 Hz, 1H), 7.55 (t, J=7.4 Hz, 1H), 5.35-5.30 (m, 2H), 4.51 (br s, 1H), 3.85-3.63 (m, 2H), 3.85-3.63 (m, 2H), 3.52-3.30 (m, 2H), 3.39 (t, J=6.6 Hz, 2H), 2.99 (br s, 1H), 2.23-2.12 (m, 2H), 2.09-1.99 (m, 2H), 1.97-1.83 (m, 2H), 1.82-1.35 (m, 14H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 138.4, 133.9, 130.8, 129.5, 129.2, 128.8, 99.2, 67.1, 64.5, 62.7, 62.5, 33.8, 32.8, 30.1, 27.7, 27.5, 27.1, 27.0, 25.9, 25.8, 19.9; 원소분석: Calcd for C23H36O4SBr: C, 56.60; H, 8.00; S, 6.56. Found: C, 57.47; H, 7.31; S, 6.24.

(Z)-8-Dodecen-1-ol (2). 화합물 11 0.34 g (0.71 mmol)에 pyridinium p-toluene sulfonate (PPTS) 27 mg (0.11 mmol)을 넣고 ethanol에 희석 시킨다. 이 mixture를 55 ℃에서 4시간 반응시킨다. 반응이 끝나면 ethanol을 감압하여 제거한 뒤 ether로 추출한다. 6 N 염산 수용액과 물, 소금물로 씻고 무수 황산 마그네슘으로 건조 후 용매를 감압하였다. 합성된 알코올 화합물 12는 정제 없이 다음 반응으로 진행하였다. 화합물 12 200 mg에 5% sodium amalgam 5 g을 넣고 dry ethanol에서 환류 시킨다. 반응이 끝나면 celite로 여과하여 ether로 추출한다. 물과 소금물로 차례로 씻은 뒤 용매를 감압으로 제거하여 컬럼으로 정제 후 화합물 2 (0.11 g)를 two-step 수율 49%로 합성하였다. Rf= 0.5 (25% EtOAc in hexane); IR(KBr) 3325, 2928, 2855, 1056 cm-1; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 0.90 (t, J=7.2 Hz, 3H), 1.32 (br s, 12H), 2.01 (m, 4H), 3.64 (t, J=6.6 Hz, 3H), 5.36 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 75 MHz) δ 130.1, 126.8, 63.2, 32.9, 29.8, 29.4, 29.4, 27.3, 25.8, 23.0, 13.9.

(Z)-8-Dodecen-1-yl acetate (1). 알코올 2 0.11 g (0.54 mmol)을 dry pyridine에 녹이고 acetic anhydride 66 mg (0.65 mmol)을 0 ℃에서 넣은 후 실온에서 overnight 반응 시킨다. 반응이 끝나면 얼음물로 반응을 끝낸 후 ether로 추출한다. 5% 염산 수용액, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 소금물 순으로 씻은 뒤 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 제거하고 컬럼으로 정제하여 최종 목적화합물 1 (0.10 g, 84%)을 합성하였다. Rf = 0.4 (10% EtOAc in hexane); IR(KBr) 2929, 1742, 1463, 1239, 1041 cm-1; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 0.90 (t, J=7.2 Hz, 3H), 1.35 (br s, 16H), 1.96 (m, 2H), 2.04 (s, 3H), 4.04 (t, J=6.9 Hz, 2H), 5.35 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 75 MHz) δ 171.9, 130.1, 129.9, 64.8, 29.8, 29.5, 29.3, 28.7, 27.3, 26.0, 23.0, 21.1, 13.9, 10.3.

본 연구는 농림기술관리센터에서 지원한 2008년도 농산업기술개발사업으로 수행되었습니다.

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