Nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng pheromon của một số côn trùng hại cây ăn trái ở Việt Nam

Nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng pheromon của một số côn trùng hại cây ăn trái ở Việt Nam

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O IÖN KHOA HäC VµC¤NG NGHÖ VIÖT NAM

VIÖN HãA HäC C¸C HîP CHÊT THI£N NHI£N

Xª—«W

§ÆNG CHÝ HIÒN

NGHI£N CøU TæNG HîP Vμ øNG DôNG PHEROMON CñA MéT Sè C¤N

TRïNG H¹I C¢Y ¡N TR¸I ë VIÖT NAM

Chuyªn ngµnh: Hãa häc c¸c hîp chÊt thiªn nhiªn

M· sè: 62.44.27.02

TãM T¾T LUËN ¸N TIÕN SÜ HãA HäC

Hµ NéI - 2008

Công trình được hoàn thành tại Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học

1 GS.TSKH NGUYễN CÔNG HàO

2 TS NGUYễN CửU THị HƯƠNG GIANG

Phản biện 1 PGS.TS Lê Thị Anh Đào

Phản biện 2 GS.TS Chu Phạm Ngọc Sơn

Phản biện 3 PGS.TS Văn Ngọc Hướng

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp tại:

Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 - Hoàng Quốc Việt, Quận Cầu Giấy, Hà Nội

Vào hồi 09 giờ, ngày 21 tháng 04 năm 2009

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Hà Nội

- Thư viện Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

4 Nguyễn Cửu Thị Hương Giang, Nguyễn Công Hào, Đặng Chí Hiền (2005), “Nghiên cứu tổng

hợp pheromon sâu đục vỏ trái Prays citri Milliire”, Tuyển tập báo cáo Khoa học Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hóa hữu cơ toàn quốc lần thứ III, 11/2005, tr 310 - 313

5 Đặng Chí Hiền, Nguyễn Công Hào, Nguyễn Cửu Thị Hương Giang, Đoàn Ngọc Nhuận (2006),

“Tổng hợp etyl 4-metyloctanoat có độ sạch cao từ 2,6-dimetyl-2-decen”, Tuyển tập báo cáo Khoa học Hội nghị Khoa học Công nghệ gắn với thực tiễn lần thứ 2 - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 7-2006, tr 227-232

6 Dang Chi Hien, Nguyen Cong Hao, Nguyen Cuu Thi Huong Giang, Le Thanh Son, Nguyen Thanh Danh (2007), “Applying Low Ultrasonic in Grignard Reactions for Synthesis of the

Insects’ Pheromones and Attractants”, Proceeding of EGC symposium of the 12th Asian Chemical Congres, II, pp 115-123

7 Đặng Chí Hiền, Nguyễn Công Hào, Nguyễn Cửu Thị Hương Giang, Nguyễn Thành Danh, Lê Thanh Sơn, Hồ Thanh Sang (2007), “Nghiên cứu tổng hợp giả pheromon giới tính của sâu đục trái

(Conogethes punctiferalis Guenée)”, Tuyển tập báo cáo Khoa học Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hóa hữu cơ toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội - 10/2007, tr 97-102

8 Dang Chi Hien, Nguyen Cong Hao, Nguyen Cuu Thi Huong Giang (2008), “A New Synthesis

for Female Sex Pheromone of The Yellow Peach Moth (Conogethes punctiferalis Guenee)”, Journal of Science and Technology, 46(4A), pp 114-120

9 Dang Chi Hien, Nguyen Cong Hao, Nguyen Cuu Thi Huong Giang (2008), “The Aggregation

Pheromone of Rhinoceros Beetles (Oryctes rhinoceros L.), Synthesis and Application in Vietnam”, Journal of Science and Technology, 46(4A), pp.121-129./

Mở ĐầU Tính cấp thiết của đề tài và ưu điểm của pheromon trong công tác bảo vệ thực vật (BVTV)

- Côn trùng gây hại cho cây ăn trái ở nước ta ngày càng phát triển cả về mật độ và phạm vi, ảnh hưởng đến chất lượng trái cây xuất khẩu, trở thành nỗi lo lớn cho người nông dân

- Hàng loạt biện pháp phòng trừ dịch hại đã được áp dụng: thuốc diệt côn trùng, bắt thủ công, các chế phẩm sinh học Tuy nhiên, chúng có những hạn chế: tỏ ra ít hiệu quả hoặc nguy hại cho môi trường và sức khoẻ con người…

- Hiện nay sử dụng pheromon để bẫy côn trùng là một biện pháp hiện đại, có hiệu quả trong kiểm soát dịch hại vừa không gây hại cho môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng

Mục tiêu của luận án

- Nghiên cứu tổng hợp pheromon của một số côn trùng hại cây ăn trái quan trọng: Kiến vương, Đuông dừa, sâu

đục trái và sâu đục vỏ trái Tìm kiếm những phương pháp, kỹ thuật mới ứng dụng trong tổng hợp pheromon của côn trùng nhằm nâng cao hiệu suất, rút ngắn thời gian phản ứng

- Thử nghiệm sinh học trên hiện trường nhằm đánh giá hiệu lực dẫn dụ côn trùng của pheromon tổng hợp được, thống kê các dữ liệu thử nghiệm để ứng dụng vào thực tiễn dự báo và kiểm soát dịch hại

ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Góp phần phát triển những con đường mới trong tổng hợp pheromon côn trùng và ứng dụng kỹ thuật mới trong tổng hợp hữu cơ như siêu âm, vi sóng, xúc tác chuyển pha … giúp nâng cao hiệu suất và rút ngắn thời gian phản ứng Ngoài ra, kết quả thử nghiệm sinh học pheromon trên hiện trường, vừa là cơ sở khoa học chứng minh hiệu lực của sản phẩm pheromon tổng hợp, vừa làm cơ sở dữ liệu góp phần cho công tác bảo vệ thực vật, kiểm soát dịch côn trùng hại cây ăn trái mà không gây ô nhiễm môi sinh

Đóng góp mới của luận án

- ứng dụng và phát triển có hiệu quả kỹ thuật hiện đại của Hóa học xanh như vi sóng và nhất là siêu âm trong một số phản ứng tổng hợp hữu cơ như phản ứng Grignard, bảo vệ và gỡ bỏ bảo vệ nhóm chức, este hóa giúp mang lại kết quả tốt cho tổng hợp pheromon của một số côn trùng hại cây ăn trái

- Thông qua kết quả thực nghiệm, góp phần tìm hiểu sâu về lý thuyết các trường hợp điều chế hợp chất 4-metyl-5-nonanol bằng phản ứng Grignard

- Đề ra các phương án tổng hợp khác nhau đối với pheromon của Kiến vương (3 phương án) và Đuông dừa (2 phương án), các phương án tổng hợp một số pheromon và giả pheromon giới tính của côn trùng hại cây ăn trái có cấu trúc đồng phân hình học từ các nguyên liệu diol với phản ứng chìa khóa là chuyển vị allyl, vừa có ý nghĩa thực tiễn vừa đóng góp mới cho Hóa học Pheromon

- Thử nghiệm sinh học và bước đầu thống kê một số kết quả thử nghiệm với pheromon tập hợp của Kiến vương

và Đuông dừa tại Việt Nam

Bố cục của Luận án

o Phần nội dung Luận án: 150 trang, với 31 bảng, 17 hình bao gồm các phần

Mở đầu: 2 trang; Chương 1 - Tổng quan: 24 trang; Chương 2 - Nghiên cứu : 17 trang; Chương 3 - Kết quả và thảo luận: 61 trang; Chương 4 - Thực nghiệm: 29 trang ; Kết luận và Kiến nghị: 2 trang; Danh mục các công trình: 2 trang (9 bài báo khoa học); Tài liệu tham khảo: 13 trang (129 tài liệu tham khảo)

o Phần phụ lục Luận án: 68 trang gồm 126 phụ lục (106 phụ lục phổ, 20 phụ lục bảng Anova)

1 TổNG QUAN

Tổng quan tài liệu giới thiệu các nội dung chính:

1 Pheromon, định nghĩa và phân loại, một số kỹ thuật mới sử dụng trong tổng hợp hữu cơ hiện nay Giới thiệu

sinh thái, gây hại của Kiến vương (Oryctes rhinoceros L.), Đuông dừa (Rhynchophorus ferrugineus Oliv.), sâu

đục trái (Conogethes punctiferalis G.) và sâu đục vỏ trái (Prays citri M.)

2 Khái quát toàn bộ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về tổng hợp và thử nghiệm pheromon của Kiến vương, Đuông dừa, sâu đục trái và sâu đục vỏ trái Đáng chú ý có:

a – Ngoài nước

- Tổng hợp (4S)-etyl 4-metyloctanoat của Hallett R.H (2006) gồm 5 bước đi từ citronellol trong đó dùng ozon

hóa alken thành aldehyd rồi dùng KMnO4 oxi hóa tiếp thành acid Hiệu suất toàn phần 53%

- Tổng hợp (E)-10-hexadecenal của Konno Y (1982) từ propagyl alcol qua 8 bước, chuyển nối ba thành nối đôi

bằng H2/Na-NH3 lỏng Hỗn hợp (E10)/(Z10) = 9/1 bẫy côn trùng cao gấp 4 lần chỉ dùng (E10)

- Tổng hợp (E)-8-tetradecen-1-yl format của Mori K (1990) đi từ 3-nonyn-1-ol, chuyển nối ba thành nối đôi bằng LiAlH4/diglyme Sản phẩm (E)/(Z) = 10:1

- Tổng hợp (Z)-7-tetradecenal của Nesbitt B.F (1977) đi từ acetylen và hexan-1,6-diol, chuyển nối ba thành nối

đôi bằng H2/xúc tác Lindlar

b – Trong nước

- Với Kiến vương: Chúng tôi (2002) đã tổng hợp etyl 4-metyloctanoat từ citronellal thiên nhiên, trong đó oxi hóa trực tiếp alken thành acid bằng KMnO4 Hạn chế: sản phẩm chính chưa có độ sạch cao (90% GC) do vấn đề oxi hóa quá mức xảy ra

- Với Đuông: Tổng hợp 4-metyl-5-nonanol từ BuMgCl và 2-metyl-pentanal (Đỗ Thị Mỹ Linh, 2003) cho hợp chất có một số peak lạ trên 13C NMR, tạm giải thích là do sự hiện diện hỗn hợp đồng phân cấu hình erythro:threo trong sản phẩm

- Với sâu đục trái: Nguyễn Công Hào (1988) tổng hợp (E)-10-hexadecenal từ acrolein.

2 NGHIÊN CứU 2.1 - Phương pháp nghiên cứu

2.1.1 - Theo dõi các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng

(Tỉ lệ mol tác chất và chất nền, nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng) Trong đó:

- Khảo sát thời gian siêu âm, xác định thời gian mà phản ứng cho độ chuyển hóa tốt nhất (GC monitoring)

- So sánh hiệu quả siêu âm với khuấy cơ học truyền thống

2.1.2 - Qui ước và tính toán

- Chuyển hóa: %GC (monitoring),

- Độ sạch: %GC (đã lọc qua cột sắc ký),

- Hiệu suất cô lập = mtt x %GC/mlt (với: m= khối lượng)

2.2 - Phản ứng Grignard trong điều kiện siêu âm tần số thấp sử dụng cho tổng hợp pheromon côn trùng

- Tổng hợp nhóm alcol

Sơ đồ 2.1 Tổng hợp nhóm alcol bằng phản ứng Grignard sử dụng siêu âm

Các sản phẩm

- Các sản phẩm từ ghép nối với tosylat

RCHO R'MgBr/Et2O

0 o C, siờu õm CH

OH R R'

OH

(2)

OH

(8)

OH

(7)

OH

(3)

R'

OH(R': C 2 H 5 , C 3 H 7 , C 4 H 9 , C 5 H 11 )

(9a), (9b), (9c), (9d)

Sơ đồ 2.2 Ghép nối cơ magnesium với tosylat

Các sản phẩm

- Các sản phẩm từ ghép nối với alkyl bromua (RBr)

Sơ đồ 2.3 Ghép nối cơ magnesium với alkyl bromua sử dụng siêu âm

Các sản phẩm

- Các sản phẩm ghép nối với các allyl acetat

Sơ đồ 2.4 Ghép nối cơ magnesium với allyl acetat sử dụng siêu âm

Các sản phẩm

2.3 - Nghiên cứu tổng hợp pheromon tập hợp của Kiến vương hại dừa (Oryctes rhinoceros L.)

2.3.1 - Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ citronellol

Siêu âm và vi sóng được ứng dụng trong sơ đồ 2.5 Trọng tâm của sơ đồ là nghiên cứu oxi hóa trực tiếp alken 10

thành acid 24 không có sản phẩm phụ do oxi hóa quá mức, để có acid sạch dùng cho tổng hợp este 1 đạt độ sạch

> 99%GC

Sơ đồ 2.5 Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ citronellol Tác chất -a) TsCl/Py-CHCl3, siêu âm -b) EtMgBr/THF/Li2CuCl4, -78oC, siêu âm -c) KMnO4-FeCl3/aceton, -78oC -d) EtOH/PTSA

2.3.2 - Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ acetaldehyd và acrolein

Hợp chất 2-bromohexan được tổng hợp từ acetaldehyd Chìa khóa sơ đồ 2.7 là ghép tác chất Grignard

(2-hexylmagnesium bromua tạo ra từ 2-bromohexan được điều chế từ acetaldehyd) với 3-bromopropanal

etylenglycol acetal 27 (tổng hợp từ acrolein) và oxi hóa nhẹ nhàng aldehyd 26 thành acid carboxylic 24c bằng

KMnO-NaCO, 0o

C

O O

(12)

OTHP (13)

OH (14)

HO(CH 2 ) 7 OTHP (15)

Me(CH 2 ) 4 C 5 H 11 Me(CH 2 ) 4 (CH 2 ) 3 OTHP

Me(CH 2 ) 4 (CH 2 ) 4

O O

(21)

Me(CH 2 ) 4

(CH 2 ) 7 OTHP

(17)

Me(CH 2 ) 4

(CH 2 ) 9 OTHP

(18)

Me(CH 2 ) 4

C 5 H 11

(16)

RBr

R'MgBr, THF

Li 2 CuCl 4 , 5 o C, siờu õm

RR'

ROTs R'MgBr/THF

Li2CuCl4, -78 o C siờu õm

RR'

R

OAc

R'MgBr

CuI, -10 o C

siờu õm

CuI, -10 o C siờu õm

R'

HO

TsO

(10) (24)

COOH

COOEt

(1)

a

b

c d

Sơ đồ 2.7 Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ 2- bromo hexan và

3-bromopropanal etylenglycol acetal

Tác chất -a) 2-bromohexan/Mg,THF/Li2CuCl4, 5oC, siêu âm -b) AcOH 50% -c) KMnO4-Na2CO3, 0oC -d) EtOH/PTSA

2.3.3 - Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ acetaldehyd và propan-1,3-diol

Chìa khóa sơ đồ 2.8 là ghép tác chất Grignard (2-hexylmagnesium bromua) với 3-bromo propan-1-ol 28 (được

tổng hợp từ propan-1,3-diol) và oxi hóa nhẹ nhàng alcol 29 thành acid carboxylic 24d bằng KMnO4-Na2CO3,

0o

C

Sơ đồ 2.8 Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ 3-bromo propan-1-ol và 2-bromo hexan

Tác chất -a) 2-bromohexan/Mg,THF/Li2CuCl4, 5oC, siêu âm -b) KMnO4 - Na2CO3, 0oc -c) EtOH/PTSA

2.4 - Nghiên cứu tổng hợp pheromon tập hợp của Đuông dừa (Rhynchophorus ferrugineus Oliv.)

Để xác định các peak lạ xuất hiện trong phổ NMR của 4-metyl-5-nonanol 2 có phải là hỗn hợp threo:erythro

hay không, một số thí nghiệm bổ sung nhằm lấy kết quả đối chiếu với lý thuyết qua phổ 13

C NMR của chúng:

+ Tổng hợp 4-metyl-5-nonanol 2a từ 2-bromopentan 31 và pentanal

+ Tổng hợp 4-metyl-5-nonanon 33 từ alcol 2

+ Hoàn nguyên trở lại thành alcol 2b từ keton 33

Sơ đồ 2.9 Tổng hợp racemic của 4-metyl-5-nonanol và 4-metyl-5-nonanon Tác chất -a) 1-bromo butan/Mg,THF, -20oC, siêu âm -b) HBr -c) 1 Mg, ete 2 pentanal, 0oC -d) 1-bromo butan/Mg,THF, 0oC, siêu âm -e) K2Cr2O7, H2SO4 -f) NaBH4/CH3OH

2.5 - Nghiên cứu tổng hợp giả pheromon giới tính của sâu đục trái (Conogethes punctiferalis G.)

Hợp chất (E)-10-hexadecenal là thành phần chính của pheromon giới tính sâu đục trái (Conogethes punctiferalis G.) Tuy nhiên, pheromon này là một aldehyd bất bão hòa nên không ổn định trong điều kiện tự

nhiên Mori K (1990) đã thay thế nhóm formylmetylen (-CH2CHO) bằng nhóm formyloxy (-OCHO) trong

trường hợp của pheromon giới tính sâu đục trái để cho được một giả pheromon giới tính là (E)-8-tetradecenyl format có tính ổn định cao hơn và dễ bảo quản hơn Trên cơ sở đó chúng tôi đề xuất sơ đồ 2.10.

COOH

(26)

O

CHO

(12)

O

COOEt (1)

(24c)

a

b

c

d

COOH COOEt

a

b c

(1)

(24d)

CH 3 CHO

OH

(2a)

(30)

CHO

d

e

OH

(2b)

f

Sơ đồ 2.10 Tổng hợp (E)-8-tetradecen-1-yl format từ acrolein

và hexan-1,6-diol

Tác chất -a) C5H11MgBr/THF,-10oC,siêu âm -b)Ac2O/Py,siêu âm -c) HBr/benzen -d) 3,4-dihydro-2H-pyran/PpTS,siêu

2.6 - Nghiên cứu tổng hợp pheromon và giả pheromon giới tính của sâu đục vỏ trái (Prays citri M.)

Hợp chất 46 đ−ợc nghiên cứu tổng hợp insitu từ diol 45 không qua trung gian bromohydrin Sơ đồ 2.11, 2.12 và

2.13 (tổng hợp pheromon giới tính) sử dụng allyl acetat mang sẵn cấu hình (Z) (synton chuyển hóa từ (Z)-2-buten-1,4-diol) và một tác chất Grignard để nối mạch carbon Hợp chất đ−ợc tạo thành có cấu hình (Z) chiếm

−u thế

Sơ đồ 2.11 Tổng hợp (Z)-5-dodecenyl format từ (Z)-2-buten-1,4-diol

và propan-1,3-diol Tác chất -a) SOCl2 -b) C5H11MgBr,ete -c) Ac2O,Py,siêu âm -d) 1 3,4-dihydro-2H-pyran/PpTS,siêu âm 2

Sơ đồ 2.12 Tổng hợp (Z)-7-tetradecenal từ (Z)-2-buten-1,4-diol và acrolein

Tác chất -a) HBr, HOCH2CH2OH -b) BrCH2CH2Br, Li2CuCl4 -c) Mg/CuI,THF,-20oC,siêu âm -d) sắc ký cột

CHO (CH2 ) 4 Me

OH

(CH 2 ) 4 Me OAc HO(CH 2 ) 6 OH Br(CH 2 ) 6 OH Br(CH 2 ) 6 OTHP

(CH 2 ) 4 Me (CH 2 ) 6 OTHP Me(CH 2 ) 4

(CH 2 ) 7 OTHP Me(CH 2 ) 4 (CH 2 ) 7 OTHP

Me(CH 2 ) 4

(CH 2 ) 6 CH 2 OH

HCOO(CH 2 ) 7 (CH 2 ) 4 Me

(4)

(39) (38) + (35) (17) + (17a) + (17b)

(35)

b

Me(CH2)4 (CH2)4

Me(CH2)4 (CH2)4CHO

O O

O

O Br

O O

a

(6) (21) + (21a) + (21b)

(48) (27)

(CH2)5 O

O

O O

(CH2)5Me

c

(40)

d

(44)

HO(CH2)3OH Br(CH2)3OTHP

(20)

(47)

Me(CH2)4 (CH2)3OTHP

Me(CH2)4 (CH2)3OH

HCOO(CH2)3 (CH2)4Me

f, g

(46) + (44)

e

h

(20) + (20a) + (20b)

Me(CH2)5 (CH2)4OTHP

(20a)

(CH2)5Me (CH2)3OTHP

(20b)

Sơ đồ 2.13 Tổng hợp (Z)-7-tetradecenal từ (Z)-2-buten-1,4-diol

và pentan-1,5-diol

Tác chất -a) HBr,benzen -b) 3,4-dihydro-2H-pyran/PpTS,siêu âm -c) Mg/CuI,THF,-20oC,siêu âm -d) sắc ký cột silicagel/AgNO3 -e) MeOH,PTSA,siêu âm -f) PCC, CH2Cl2

2.7 - Vật liệu và phương pháp bố trí thử nghiệm sinh học trên hiện trường

Địa điểm thử nghiệm: Bến Tre và Hậu Giang Thiết kế bẫy: bẫy hầm (pitfall traps) Lắp đặt bẫy: đơn vị thử

nghiệm -Tổ thử nghiệm sinh học - Viện nghiên cứu tinh dầu và hương liệu, Bộ Công nghiệp

3 KếT QUả Vμ THảO LUậN 3.1 - Phản ứng Grignard trong điều kiện siêu âm tần số thấp sử dụng cho tổng hợp pheromon côn trùng

3.1.1 - Tổng hợp nhóm alcol

Hạn chế trong các nghiên cứu trước đây của Smith D.H (1999): chỉ dùng bồn siêu âm trong tạo tác chất Grignard, kết quả là nhiều phản ứng chuyển hóa 50-60% (theo GC)

Cải tiến của chúng tôi, đó là chọn hệ thống kết hợp giữa bồn và thanh siêu âm trong phản ứng Grignard: Bồn siêu âm giữ vai trò tạo tác chất Grignard Thanh siêu âm thực hiện phản ứng ghép tác chất với các hợp chất carbonyl

Bảng 3.1 So sánh hiệu suất chuyển hóa (%) giữa sử dụng siêu âm và khuấy cơ học trong một số phản ứng Grignard

Siêu âm

(RX) T.gian

(phút)

%(theo GC)

H(%)

Khuấy cơ học

(RX) T.gian

(giờ)

%(theo GC)

H(%)

(a) monitoring; R 1 Br: 1-Bromo-3-metylheptan ; (b) xem phụ lục 1,53

Kết quả: Hầu hết các alcol được tổng hợp được với hiệu suất trên 90%, độ chuyển hóa của phản ứng có thể đạt

> 97% (theo GC) với thời gian rút xuống còn 30-45 phút, trong khi khuấy cơ học thực hiện trong 15 giờ, chuyển hóa 80-85% (theo GC)

3.1.2 - Các sản phẩm từ ghép nối với tosylat

Kết quả: Sử dụng siêu âm, giảm thời gian phản ứng từ 15 giờ xuống còn 30 phút, độ chuyển hóa gần 94% (theo

GC), hiệu suất > 90%.Tiến hành được trong những ngày mưa bão, độ ẩm không khí cao

3.1.3 - Các sản phẩm từ ghép nối với alkyl bromua (RBr)

(6b)

a

(51)

(52)

Me(CH 2 ) 4 (CH 2 ) 5 OTHP

Me(CH 2 ) 4 (CH 2 ) 5 OH

Me(CH 2 ) 4 (CH 2 ) 4 CHO

d,e

(51) + (44) c

f

Br(CH 2 ) 5 OH b

(53) (52) + (52a) + (52b)

Me(CH2)5 (CH2 ) 6 OTHP

(52a)

(CH2)5Me (CH 2 ) 5 OTHP

(52b)

Kết quả: Không có sự khác biệt đáng kể về hiệu suất giữa việc sử dụng thanh siêu âm hay khuấy cơ học như đã

xảy ra trong nhóm alcol ở bảng 3.1 Hiệu suất các phản ứng trung bình khoảng 70% Thanh siêu âm lúc này chỉ

có ý nghĩa về mặt giảm thời gian thực hiện phản ứng hoặc hỗ trợ cho bồn siêu âm trong khâu tạo tác chất

3.1.4 - Các sản phẩm ghép nối với các allyl acetat

Bảng 3.4 So sánh hiệu suất chuyển hóa (H%) giữa siêu âm và khuấy cơ học theo thời gian phản ứng trong các phản

ứng ghép nối tác chất Grignard với allyl acetat

Siêu âm

(phút)

(theo GC)

H(%)

Khuấy cơ học

(giờ)

(theo GC)

H(%)

(a) R 1 Br: 3-bromopropanal etyleneglycol acetal; (b) Kết quả GC sau khi lọc qua cột silicagel; THP: tetrahidropyranyl

Kết quả: Thời gian tạo tác chất trung bình là 60 phút với alkyl bromua và 90 -120 phút với các Br-R-OTHP Các

Br-R-OTHP ít nhạy so với các alkyl bromua khi phản ứng với Mg vì chúng cồng kềnh hơn về mặt lập thể Hiệu suất phản ứng trên siêu âm không khác biệt đáng kể so với khuấy cơ học nhưng cần sử dụng siêu âm, nếu không thì hiệu quả tạo tác chất Grignard với những hợp chất Br-R-OTHP có mạch C dài thường thu được kết quả không

như ý muốn (xem bảng 3.4)

3.2 - Nghiên cứu tổng hợp pheromon tập hợp của Kiến vương hại dừa (Oryctes rhinoceros L.)

3.2.1 - Tổng hợp (±) etyl 4-metyloctanoat từ citronellol

Tổng hợp bằng siêu âm: Tosylat 23 chuyển hóa 93% (theo GC), hiệu suất > 90%, alken 10 chuyển hóa gần 94%

(theo GC), hiệu suất > 90%

- Tổng hợp 4-metyloctanoic acid

- Dùng KMnO4-FeCl3 trong aceton oxi hóa thành công 2,6-dimetyl-2-decen ở nhiệt độ -78o

Ccho carboxylic acid sạch 99,84% (theo GC)

Bảng 3.7 Hiệu quả oxi hóa của KMnO 4 -FeCl 3 /aceton với olefin, alcol và aldehyd

(theo GC)

H(%)

- Điều kiện oxi hóa thích hợp với 2,6-dimetyl-2-decen như sau:

+ Phản ứng thực hiện trong dung môi aceton bằng khuấy từ ở -78o

C trong 2 giờ và qua đêm ở nhiệt độ phòng trong môi trường khí Nitơ

+ KMnO4 hòa tan trong aceton, tỉ lệ mol giữa KMnO4/FeCl3 là 1,5:1

+ FeCl3 và aceton được làm khô, tỉ lệ mol KMnO4/alken là 10:1

4-Metyloctanoic acid 24, C9H18O2 (M = 158) Acid 24 tổng hợp từ citronellal thiên nhiên có [α]D28 = -0,95 (c 8, CHCl3)

MS (m/z): 43, 57 (100), 69, 73, 83, 99, 129 IR (ν max , cm -1): 3447, 2959, 2922, 2870, 1718, 1461, 1378, 1267, 1184, 1111,

1075, 981, 743 1H NMR (500 MHz, CDCl 3 , ppm) δH = 0,91 (m, 6H, CH3-4 và H-8), 1,12-1,31 (m, 6H, H-5,6,7), 1,42-1,49

δ =14,10 (C-8), 19,27 (C-9), 22,96 (C-7), 29,14 (C-6), 31,66 (C-3), 31,91 (C-4), 32,33 (C-2), 36,33 (C-5), 180,58 (C-1)