Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE
FAKULTA CHEMICKEJ A POTRAVINÁRSKEJ TECHNOLÓGIE
Evidenčné číslo: FCHPT-13567-59564
SYNTÉZA A VLASTNOSTI NOVÝCH SENZORICKÝCH MOLEKÚL S ANANÁSOVOU VÔŇOU
BAKALÁRSKA PRÁCA
2015 Daniela Danková
SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE
FAKULTA CHEMICKEJ A POTRAVINÁRSKEJ TECHNOLÓGIE
BAKALÁRSKA PRÁCA
FCHPT-13567-59564
Študijný program: Biotechnológia a potravinárska technológia
Číslo študijného odboru: 2908
Názov študijného odboru: 5.2.25 Biotechnológie
Školiace pracovisko: oddelenie organickej chémie
Vedúci záverečnej práce/školiteľ: doc. Ing. Peter Szolcsányi, PhD.
Konzultant: Ing. Peter Šiška
Bratislava 2015 Daniela Danková
Chcela by som sa poďakovať Doc.Ing. Petrovi Szolcsányimu, PhD. za odborné vedenie a inšpiratívne rady, a Ing. Petrovi Šiškovi za trpezlivosť a pomoc pri práci v laboratóriu. Moja
vďaka taktiež patrí Bc. Monike Slahúčkovej za prejavenú podporu.
Abstrakt
Napriek snahám o izoláciu prírodnej ananásovej arómy, dodnes ako jedna z mála
komerčne dostupných vôní resp. príchutí, táto nie je prírodne identická. Naším cieľom bola
optimalizácia syntézy doposiaľ nepopísaného etylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej,
ktorý vykazuje výraznú ananásovú vôňu. Taktiež bolo cieľom pripraviť rôzne analógy so
zachovanou karbonylovou skupinou za účelom analýzy štruktúrne-aktivitných korelácií.
Všetky cieľové produkty boli pripravené z univerzálneho aldehydu (pripraveného
z komerčného dostupného ociménu) Wittigovou reakciou s príslušnými ylidmi vo výťažkoch
6-38%. Zväčšením objemnosti esterovej skupiny sa k ovocnej vôni pridáva zelený tón,
naopak skrátením reťazca sa ovocný tón vytráca a je nahradený drevitým, až ozónovým. Za
účelom zvýšenia výťažkov cieľových zlúčenín sme syntézu modifikovali vychádzajúc
z geranylacetátu, v tomto prípade sme izolovali príslušné alylacetáty v celkových výťažkoch
35-43%. Avšak finálna eliminácia alylacetátov s TfOH poskytla ako majoritné produkty plne
konjugované trienylestery namiesto cieľových produktov. Analogická reakcia s CSA, naopak,
poskytla žiadaný produkt – čiastočne konjugovaný etylester s výraznou ananásovou vôňou.
Kľúčové slová: ananásová aróma, nenasýtené estery, Wittigova reakcia
Abstract
Despite many efforts, commercially used pineapple aromas are still represented by
unnatural compounds. Our main goal was the synthesis optimisation of yet undescribed ethyl
6-methylocta-2,5,7-trienoate, which exhibits a strong and pure pineapple odour. Moreover, we
also prepared its various carbonyl analogues in order to perform the analysis of structure-
olfactoforic relationship. All of the target molecules were prepared from an universal
aldehyde (prepared from commercially available ocimene) by Wittig reaction with
corresponding ylides in yields ranging from 6% to 38%. The increasing bulkiness of the ester
group adds a green tone to the original pineapple odour, whereas reducing the size of chain
results in the odour switch from the typical fruit odour to rather woody and even ozone-like
notes. Our aim to improve overall yields of target compounds led to a next generation
synthesis starting from geranyl acetate. Thus, isolated allylic acetates were obtained in total
yields ranging from 35% to 43%. The final elimination of allylic acetates with TfOH
furnished a conjugated trienyl esters as a major products instead of desired target compounds,
but the same reaction with CSA gave a target ethyl ester in the yield of 43%.
Key words: pineapple aroma, unsaturated esters, Wittig reaction,
Obsah
Zoznam skratiek............................................................................................................... 12
1. Cieľ práce .................................................................................................................... 13
2. Teoretický úvod ........................................................................................................... 14
3. Diskusia ....................................................................................................................... 19
3.1 Syntetická stratégia 1. generácie ............................................................................ 20
3.2 Syntetická stratégia 2. generácie ............................................................................ 22
4. Experimentálna časť ..................................................................................................... 26
5. Zhrnutie ....................................................................................................................... 43
6. Prílohy ......................................................................................................................... 44
12
Zoznam skratiek
Ar - argón
Bn - benzyl
tBu - terc-butyl
CSA - gáforsulfónová kyselina
DCE - dichlóretán
DCM - dichlórmetán
EA - octan etylový
Et - etyl
FLC - stĺpcová kvapalinová chromatografia
lab.t. - laboratórna teplota
NMR - nukleárna magnetická rezonancia
mCPBA - kyselina meta-chlórperbenzoová
Me - metyl
RVO - rotačná vákuová odparka
SOR - štúdium vzťahu medzi štruktúrou a vôňou
THF - tetrahydrofurán
TfOH - kyselina trifluórmetánsulfónová
TLC - tenkovrstvová chromatografia
13
1. Cieľ práce
- Optimalizácia syntézy etylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej 1, ktorý
vykazuje signifikantnú ananásovú vôňu a jeho funkčných derivátov - esterov 2-4
ketónu 5 a aldehydu 6, (Obrázok 1)
- Skríning potenciálnych vonných vlastností novosyntetizovaných zlúčenín 2-6.
(Obrázok 1)
14
2. Teoretický úvod
Vonné molekuly ananásu (Ananas comosus, Bromeliaceae, Obrázok 2) sú študované
už 60 rokov a z rôznych druhov tohto ovocia bolo
izolovaných a identifikovaných približne 280
prchavých zlúčenín. Avšak len niekoľko z týchto
látok vykazuje charakteristickú vôňu ananásu1 -
polynenasýtené uhľovodíky 7-8, estery 10-14,
sulfidy 15- 16 a laktón furaneol 9 (Obrázok 3).
(Obrázok 2)
Polynenasýtené alkány 7 a 8 majú sviežu ananásovú vôňu so zeleným podtónom
a vykazujú nízky prah vône (0.02 µg/l pre 7).2
Furaneol 9 je laktón, ktorý sa vyskytuje aj v jahodách a mangu a vyznačuje sa
ananásovo-karamelovou vôňou. V ananáse sa nachádza v relatívne vysokej koncentrácii 26.8
mg/kg a jeho prah vône má nízku hodnotu 0.03 µg/l.3
(Obrázok 3)
1 Kaewtathip, T.; Charoenrein, S.: Int. J. Food Sci. Technol., 2012, 47, 985-990.
2 Tokimoto, Y.; Steinhaus, M.; Buttner, A.; Schieberle P.: Biosci. Biotechnol. Biochem., 2005, 69, 1323-1330.
3 Montero-Calderón, M.; Rojas-Graü, M. A.; Martín-Belloso, O.: J. Food Sci., 2010, 75, 506-512.
15
Estery tvoria majoritnú a najpočetnejšiu skupinu vonných látok izolovaných
z ananásu. Najvýznamnejšími reprezentantmi tejto skupiny sú (m)etylestery kyseliny 2-metyl
butánovej 10 a 11, etylester kyseliny izobutánovej 12 a (m)etylestery kyseliny hexánovej 13 a
14. Ich vôňa je najčastejšie charakterizovaná ako ananásovo-ovocná, pričom v ananáse sa
vyskytujú v nasledovných koncentráciách: 2496 µg/kg (10), 1204 µg/kg (13) a 129 µg/kg
(14).
Okrem týchto zlúčenín boli z ananásu izolované aj sírne estery, konkrétne metylester
15 v koncentrácii 127 µg kg-1
a etylester 16 v koncentrácii 28 µg kg-1 s prahom vône 0.001
µg/l.4
Keďže obsah prírodných vonných látok 7-16 v ananáse je veľmi nízky a izolácia je
komplikovaná, existuje dopyt po syntetických látkach vykazujúcich ananásový vonný
vnem.Väčšina doteraz pripravených zlúčenín však vykazuje ananásový tón v kombinácii
s inými. Najzaujímavejšiu a najpočetnejšiu skupinu tvoria látky evokujúce ananásovo-zelenú
(galbánový olej) vôňu (Obrázok 4), konkrétne ide o alylestery 17 (Pharaone®
),5 18 a 19, α,β-
nenasýtené ketóny: 20 (Dynascone®
),5 obsahujúce cyklohexánový alebo cyklopentánový kruh
21-246 a nakoniec spirozlúčeniny 25-28,
7 ktoré okrem spomínaných ananásových a zelených
tónov navodzujú aj nežiaduci kovový podtón.
4 Berger, R.G.; Drawert, F.; Kollmannsberger, H.; Nitz, S.; Schraufstetter B.: J. Agric. Food. Chem., 1985, 33, 232-
235. 5 Bajgrowicz, J., A.; Berg-Schultz, K.; Brunner, G.: Bioorg. Med. Chem., 2003, 11, 2931-2946.
6 Patent US6184419B1.
7 Patent US6114300.
16
(Obrázok 4)
Pozoruhodný potenciál majú ketóny obsahujúce bicyklodecénový skelet 29-328
(Obrázok 5), ktoré kombinujú ananásovú vôňu s drevitými odtieňmi.
Estery 33-36 evokujú ananásovo-kvetinový vonný vnem. 9 , 10 Okrem ananásu
mimikujú aj vôňu ruží (34), levandule a kosatca (35).
Komerčne zaujímavou je však najmä kombinácia dvoch ovocných vôní, konkrétne
ananásu a jahôd, ktorú navodzujú etylestery 37 a 38, 40 a izopropylestery 39 a 41.11
Estery 37
a 38 sa okrem toho vyznačujú aj vínnou arómou.
8 Patent US3929677A.
9 Patent EP1067118A1.
10 Patent US4250099A
11 Patent GB1524695.
17
(Obrázok 5)
Samotný etylester 1 bol objavený počas syntetickej prípravy trisubstituovaného
tetrahydrofuránu Michaelovou adíciou z alylacetátu 4212
ako súčasť zmesi neseparovateľných
vedľajších produktov po FLC (~ 2%). Nenasýtený etylester 1, ktorý neočakávane vznikol
(pravdepodobne) elimináciou acetátu 42 v bázickom prostredí (Schéma 1), bol identifikovaný
pomocou NMR spektroskopie ako hlavná zložka tejto aromatickej zmesi, ktorá však na
prekvapenie vykazovala mimoriadne intenzívnu a čistú vôňu zeleného ananásu bez
akýchkoľvek vedľajších podtónov.
12
Šiška, P.; Fodran, P.; Szolcsányi, P.: Tetrahedron, 2014, 70, 6420-6427.
18
(Schéma 1)
19
3. Diskusia
Vonné vlastnosti etylesteru 1 vykazovali značný praktický potenciál, preto sme sa
rozhodli syntetizovať ho cielene. Predmetná zlúčenina vo svojej štruktúre kombinuje viaceré
funkčné skupiny, schopné interakcie s príslušným olfaktorickým receptorom, známe
z prírodných vonných zlúčením izolovaných z ananásu (Obrázok 6). Jedná sa o systém
konjugovaných nenasýtených väzieb, ktorý sa vyskytuje v undekatriéne 7 a undekatetraéne 8
a prípadnú osmofórickú skupinu (donor a/alebo akceptor vodíkovej väzby), ktorou je ester,
pričom v prípade zlúčenín izolovaných z ananásu sa jedná najčastejšie práve o etylestery (11,
12, 14, 16) a metylestery (13, 15).
(Obrázok 6)
Okrem toho sme sa rozhodli pripraviť aj štruktúrne analógy 2-6 so zachovaným α,β-
nenasýteným systémom za účelom SOR štúdie. U esterov sme sa zamerali na vplyv objemu
esterovej skupiny od metylu (2) cez pôvodný etyl (1) a terc-butyl (3), až po benzyl (4), ktorý
by mohol navyše vytvárať prípadné π-interakcie. Prípravou aldehydu 5 a ketónu 6 sme pri
našej SOR štúdii sledovali zachovanie karbonylovej skupiny a zároveň skrátenie dĺžky
reťazca, ako aj overenie C=O skupiny ako prípadného osmofóru.
20
3.1 Syntetická stratégia 1. generácie
Cieľové zlúčeniny 1-6 je principiálne možné pripraviť Wittigovou reakciou
z univerzálneho aldehydu 45, ktorý sa dá syntetizovať z komerčne dostupného ociménu 44
(ako zmes E:Z = 3:1) (Schéma 2).
(Schéma 2): Retrosyntetická analýza 1. generácie
V prvom kroku bol ocimén 44 oxidovaný pomocou m-CPBA za vzniku racemického
epoxidu 46 (33% po FLC) ako zmesi E a Z izomérov v pomere 3:1. Ako je známe,13
oxiránový kruh je možné v kyslom alebo zásaditom prostredí otvoriť s vodou (SN1 resp. SN2
reakciou) na príslušný vicinálny diol 47.14 , 15
„In situ“ generovaný diol 47 sme následne
priamo a bez izolácie „one pot“ spôsobom oxidatívne štiepili kyselinou jodistou, prípadne
jodistanom sodným (Tabuľka 1) na príslušný aldehyd 45 (Schéma 3).
(Schéma 3)
13
Ravn, M.,M.; Jin, Q.; Coates, R., M.: Eur. J. Org. Chem., 2000, 1401-1410. 14
Majetich, G.; Wang, Y.; Li, Y.; Vohs, J., K.; Robinson, G., H.: Org. Lett., 2003, 5, 3847-3850. 15
Moore, Ch., J.; Possner, S.; Hayes, P.; Paddon-Jones, G., C.; Kitching, W.: J. Org. Chem., 1999, 64, 9742-9744.
21
Činidlo NaIO4 NaIO4 H5IO6
Počet mol. ekv. 1.5 1.5 1.05
Rozpúšťadlo H2O/MeCN = 3:2 H2O/acetón = 1:1 Et2O
Teplota 20°C 20°C 0 - 20°C
Čas 18 hod. 24 hod. 3 hod.
Výťažok (FLC) 67% 49% 47%
(Tabuľka 1)
Zmesný aldehyd 45 (E:Z = 3:1) sme následne podrobili sérii analogických
Wittigových reakcií16 s príslušnými komerčne dostupnými ylidmi, za vzniku požadovaných
triénov 1-6 ako neseparovateľných zmesí všetkých 4 geometrických izomérov (Schéma 4),
z ktorých však nebolo možné na základe 1H NMR spektier určiť ich vzájomný pomer.
Navyše, výťažky cieľových zlúčenín 1-6 boli (veľmi) nízke (6-38%, Tabuľka 2). Existuje
niekoľko možných dôvodov: nakoľko molekula ociménu 44 obsahuje tri C=C väzby, pričom
2 z nich sú trisubstituované, okrem želanej transformácie pravdepodobne prebiehali aj
epoxidácie na ostatných alkénoch. Okrem toho sú cieľové zlúčeniny 1-6, rovnako tak
medziprodukty 45 a 46, značne prchavé, v dôsledku čoho dochádzalo k čiastočným stratám
produktov pri štandardnom odparovaní rozpúšťadla za zníženého tlaku.
(Schéma 4)
Pripravené zlúčeniny 1-6 boli následne podrobené senzorickej analýze.17
Výsledky
naznačujú, že zväčšením objemnosti substituenta z etylesteru 1 na terc-butylester 3 sa
k pôvodnej ananásovej vôni pridružuje zelený podtón, ktorý je ešte výraznejší u benzylesteru
4. Naopak, skrátením reťazca na metylester 2 sa ovocný tón úplne vytráca a je nahradený
drevitou vôňou. Zmena štruktúry z metylesteru 2 na metylketón 5 prekvapivo nepredstavuje
16
Wittig G.; Schollkopf U.: Chem. Ber., 1954, 87, 1318-1330. 17
Senzorická analýza bola vykonaná RNDr. Petrom Fodranom z FCHPT STU v Bratislave.
22
signifikantnú zmenu vo vonnom profile, ale ďalšou variáciou na aldehyd 6 už dochádza
k radikálnej zmene na ozónovú vôňu.
Zlúčenina 1 2 3 4 5 6
R OEt OMe OtBu OBn Me H
Výťažok
Wittig.
reakcie
24% 11% 38% 20% 24% 6%
Vôňa ovocná
ananásová
svieža,
drevito
cédrová
ovocná,
ananásová
so zeleným
podtónom
balzamová,
zeleno-ovocná
svieža drevitá
(vetivér)
s tukovým
podtónom
svieža,
ozónová
(Tabuľka 2)
3.2 Syntetická stratégia 2. generácie
Na základe horeuvedených skutočností sme dizajnovali a uskutočnili optimalizovanú
syntézu cieľových zlúčenín 1-6 za účelom zvýšenia ich celkového výťažku a zníženia počtu
pripravených stereoizomérov. Retrosyntetická analýza je znázornená na Schéme 5: finálne
produkty 1-6 je v princípe možné pripraviť elimináciou acetoxyskupiny (či už pomocou Pd0
katalyzátorov, resp. Brønstedových kyselín) z príslušných alylacetátov 50-55. Tieto kľúčové
medziprodukty sú syntetizovateľné univerzálnou Wittigovou reakciou z aldehydu 49, ktorý sa
dá získať18 z komerčne dostupného geranylacetátu 48 (Schéma 5).
(Schéma 5) Retrosyntetická analýza 2. generácie
18
a) Plé, P., A.; Hamon, A.; Jones, G.: Tetrahedron, 1997, 53, 3395-3400. b) Trost, B.M.; Machacek, M.R.; Tsui,
H.C.: J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 7014-7024.
23
Analogicky ako ocimén 44 v 1. sérii, geranylacetát 48 bol v prvom kroku
oxidovaný 19 , 20 s mCPBA na epoxid 56 (79%), ktorý bol následne vo vodnom prostredí
oxidatívne štiepený pomocou NaIO4 za vzniku aldehydu 4921
(59%) a to bez nutnosti izolácie
vzniknutého vicinálneho diolu 57 ako medziproduktu (Schéma 6).
(Schéma 6)
Alternatívne sme sa pokúsili pripraviť aldehyd 49 aj ozonolýzou geranylacetátu 48
(Schéma 7) na základe
precedensu z roku 2005 a to bez použitia pyridínu.18b
Pri úplnej
konverzii substrátu sme získali komplexnú zmes nedeliteľných produktov, v ktorej sa však
aldehyd 49 podľa TLC nenachádzal.
(Schéma 7)
Aldehyd 49 bol následne použitý ako univerzálny substrát pre sériu Wittigových
reakcií16 s komerčne dostupnými stabilnými ylidmi za vzniku príslušných diénov 50-54 (77-
94%, Schéma 8, Tabuľka 3). Integráciou signálov 1H NMR surovej reakčnej zmesi bol určený
pomer E a Z izomérov(Tabuľka 3).
Na druhej strane, aldehyd 55 sa nám napriek úplnej konverzii substrátu 49 nepodarilo
izolovať, nakoľko sa pri čistení pomocou FLC na neutrálnej alumine rozkladal.
19
Fillion, E.; Beingessner, R.L.: J. Org. Chem, 2003, 68, 9485-9488. 20
Uyanik, M.; Ishihara, K.; Yamamoto, H.: Org. Lett., 2006, 8, 5649-5652. 21
Ramana, C.V.; Salian, S.R.; Gurjar, M.K.: Tetrahedron Lett., 2007, 48, 1013-1016.
24
(Schéma 8)
Zlúčenina 50 51 52 53 54 55
R OEt OMe OtBu OBn Me H
Výťažok 83% 87% 94% 77% 78% -
Pomer E:Z 13:1 12:1 25:1 11:1 -* -
* Pomer E- a Z-izomérov u ketónu 54 nie je možné zo surovej reakčnej zmesi určiť,
nakoľko sa daný signál 1H NMR prekrýva s iným signálom.
(Tabuľka 3)
Takto pripravený alylacetát 50 bol následne podrobený reakcii s kyselinou
trifluórmetánsulfónovou za účelom prípravy cieľového produktu, triénu 1. Po FLC bola
získaná zmes neseparovateľných produktov (53 %), v ktorej sa však ako majoritný produkt
nachádzal konjugovaný trién 5822
(Schéma 9), ktorý bol identifikovaný na základe porovnania
s 13
C NMR spektrami z literatúry (Tabuľka 4). Ten pravdepodobne vznikol izomerizáciou
dvojitých väzieb po enolizácii želaného produktu 1 a následnej protonácii konjugovaného
enolátu v kyslom prostredí.
(Schéma 9)
22
Schlager, N.; Kirschning, A.: Org. Biomol. Chem., 2012, 10, 7721-7729 .
25
Analogicky reagoval v kyslých podmienkach aj metylester 51 za vzniku
konjugovaného esteru 5923
(Schéma 10, Tabuľka 4)
(Schéma 10)
Ester 13C NMR signály
5822 12.0 14.5 14.5 60.3 119.8 123.6 132.8 134.8 145.6 145.9 167.5
58* 11.99 14.38 14.46 60.32 119.73 123.56 132.70 134.79 145.55 145.89 167.43
5923
11.55 14.07 51.07 118.85 123.14 132.14 134.38 145.43 145.69 167.35 -
59* 11.83 14.33 51.37 119.05 123.35 132.54 134.63 145.65 145.70 167.71 -
* Nami pripravená zlúčenina.
(Tabuľka 4)
Naopak, reakcia alylacetátu 50 s gáforsulfónovou kyselinou poskytla požadovaný
čiastočne konjugovaný trién 1 (Schéma 11) vo výťažku 43% (neúplná konverzia substrátu).
(Schéma 11)
23
Moorhoff, C., M.: Synlett, 1997, 126-128.
26
4. Experimentálna časť
Rozpúšťadlá – Všetky použité rozpúšťadlá boli p.a. kvality a v prípade potreby boli sušené
pomocou aktivovaných 4Å molekulových sít počas 24 hodín. Všetky ostatné chemikálie boli
zakúpené (Alfa Aesar, Sigma-Aldrich, TCI) a používané bez ďalšieho čistenia.
Všetky rozpúšťadlá boli odparované na rotačnej vákuovej odparke (8 mbar) pri teplote kúpeľa
do 35°C.
Činidlá
Všetky činidlá boli použité bez čistenia v kvalite, ktorú deklaruje výrobca (Alfa Aesar,
Sigma-Aldrich, Fluka).
Sušenie skla
Laboratórne sklo bolo štandardne sušené v prúde horúceho vzduchu (teplovzdušná
pištoľ, 400°C) za vákua (9 Torr) a ochladené pod suchým Ar.
Aktivácia molekulových sít:
Molekulové sitá 4Å boli aktivované v sklenenej banke napojenej na vákuovú pumpu
(9 Torr) vyhrievanej v prúde horúceho vzduchu (400°C) po dobu minimálne 1 hodiny,
ochladené a uskladnené pod suchým Ar.
Chromatografia:
Na stĺpcovú kvapalinovú chromatografiu (FLC) bol použitý silikagél Kieselgel 60 (40-
63 μm, 230-400 mesh, Merck). Začiatok a štart chromatografického stĺpca bol prekrytý
vrstvou morského piesku (Mikrochem). Priebeh reakcií a čistota pripravených zlúčenín sa
sledovala pomocou tenkovrstvovej chromatografie (TLC) na platničkách DC-Alufolien
Kieselgel 60 F254 (Merck), alebo na aluminových TLC platničkách, detekcia: vodným
roztokom KMnO4 a následným zahriatím na 250°C alebo na aluminových TLC platničkách.
1H NMR spektroskopia:
1H NMR, 1D NOESY a COSY spektrá sa merali na spektrometri Varian VXR-300
(300 MHz) a Varian Inova-AS600 (600 MHz) s interným štandardom tetrametylsilánom pri
25°C v CDCl3. Chemický posun (δ) udávaný v „ppm“ predstavuje pre tetrametylsilán (δMe
=
27
0.00 ppm (s)), pre zvyškový CHCl3 v CDCl3
(δ
H = 7.26 ppm (s)), ktorý bol použitý ako
referenčná hodnota. Interakčné konštanty J sú uvádzané v Hz. Skratky použité pri
identifikácii multiplicity signálov: s (singlet), d (dublet), t (triplet), q (kvartet), m (multiplet),
p (pentet), brs (široký signál). 2D technika COSY bola využitá na identifikáciu interakcií 1H -
1H. Prídavok D2O sa použil pre izotopovú výmenu 1H (prócium) za 2H (deutérium) pre
identifikáciu protónov na heteroatómoch.
13C NMR spektroskopia:
13C NMR, APT, HSQC a HMQC spektrá sa merali na spektrometri Varian VXR-300
(75 MHz) a Varian Inova-AS600 (150 MHz) s interným štandardom tetrametylsilánom pri
25°C v CDCl3. Chemický posun (δ) udávaný v „ppm“ predstavuje pre tetrametylsilán (δMe
=
0.00 ppm (s)) a pre zvyškový CHCl3 nachádzajúci sa v CDCl3
(δ
13C = 77.0 ppm (t)), ktorý bol
použitý ako referenčná hodnota. Skratky použité pri identifikácii multiplicity signálov: s
(singlet), d (dublet), t (triplet), q (kvartet). 2D technika HSQC bola využitá na identifikáciu 1H
- 13C interakcií.
IČ Spektroskopia:
IČ spektrá boli merané na prístroji Nicolet 5700 FTIR na diamantovej sonde (ATR).
28
Príprava 2,2-dimetyl-3-(3-metylpenta-2,4-dién-1-yl)oxiránu (46)14,15
Do banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pridala ocimén 44 (10 g, 73
mmol) v DCM (100 ml) a počas 15 minút som postupne prikvapkávala roztok m-CPBA
(18.46 g, 81 mmol, 70% vo vode) v DCM (80 ml ) pri -10°C. Po troch hodinách miešania
ešte nebola konverzia úplná (TLC, hexán/etylacetát 9:1), preto som postupne pridala ďalšiu
dávku roztoku m-CPBA (3.257 g, 13.2 mmol) v DCM (15 ml). Po ďalšej hodine (úplná
konverzia podľa TLC) som pridala do reakčnej zmesi vodný roztok NaOH (50 ml, 3 M) a
nechala miešať 15 minút. Vzniknutú zmes som extrahovala s DCM (2x80 ml), spojené
organické podiely som premyla nasýteným vodným roztokom NaCl (80 ml) a vysušila nad
bezvodým Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla a odparení rozpúšťadla na RVO som získala
surový produkt vo forme oleja (11.2 g), ktorý som čistila pomocou FLC (224 g SiO2,
hexán/dietyléter, gradientová elúcia 100:1 → 40:1). Získala som epoxid 46 ako bezfarebný
olej (3.737g, E:Z = 3:1, 33%).
46: Rf = 0.59 (hexán:EA = 9:1). NMR dáta sú v súlade s publikovanými údajmi.14,15
Príprava 4-metylhex-3,5-diénalu (45)
a) Pomocou H5IO6
Do banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pridala oxirán 46 (0.64 g,
4.202 mmol) a dietyléter (17 ml). Po častiach som pridávala H5IO6 (1.006 g, 4.412 mmol,
1.05 ekv.) pri -5°C počas 10 minút pri intezívnom miešaní. Po 4.5 hodinách (úplná konverzia
podľa TLC) som reakčnú zmes postupne premyla H2O (3x20 ml), nasýteným vodným
roztokom NaHCO3 (20 ml) a NaCl (20 ml). Organickú fázu som vysušila nad bezvodým
29
Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla a odparení rozpúšťadla na RVO som získala aldehyd 45 vo
forme bezfarebného oleja (0.219 g, 47%), ktorý bol bez ďalšieho čistenia použitý v následnej
Wittigovej reakcii.
b) Pomocou NaIO4 v acetóne
Do banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pridala epoxid 46 (2.1 g, 13.8
mmol) a acetón (46 ml). Jodistan sodný (4.424 g, 20.68 mmol, 1.5 ekv.) som rozpustila vo
vode (46 ml) a roztok naraz pridala do banky so substrátom. Reakciu som nechala intenzívne
miešať cez noc pri lab. teplote a po 22 hodinách (úplná konverzia podľa TLC) som reakčnú
zmes prefiltrovala cez vrstvu silikagélu a Celitu, čím som odstránila vypadnutú bielu
zrazeninu. Filtrát som následne extrahovala s Et2O (3x50 ml). Spojené organické podiely som
premyla H2O (2x20 ml) a vysušila nad bezvodým Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla a odparení
rozpúšťadla na RVO som získala aldehyd 45 ako bezfarebný olej (0.75 g; E:Z = 3:1, 49%),
ktorý bol bez ďalšieho čistenia použitý v následnej Wittigovej reakcii.
b) Pomocou NaIO4 v acetonitrile
Do banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pridala epoxid 46 (0.590 g,
3.874 mmol) rozpustený v acetonitrile (10 ml). Jodistan sodný (1.243 g, 5.811 mmol, 1.5
ekv.) som rozpustila vo vode (15 ml) a roztok naraz pridala do banky so substrátom. Reakcia
bola spracovaná analogicky ako v horeuvedenom prípade za izolácie aldehydu 45 ako
bezfarebného oleja (0.288 g; E:Z = 3:1, 67%), ktorý bol bez ďalšieho čistenia použitý
v následnej Wittigovej reakcii.
45: Rf = 0.27 (hexán:EA = 9:1
Príprava etylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej (1)24
24
Šiska, P.; Szolcsányi, P.; Fodran, P.: nepublikované výsledky
30
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
45 (90 mg, 0.8171 mmol) a bezvodý DCM (3 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa
(-5°C) a naraz som vsypala do banky (etoxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (0.312 g,
0.9804 mmol, 1.2 ekv.). Po troch hodinách miešania bola konverzia substrátu kompletná
(TLC kontrola). Na RVO som odparila rozpúšťadlo a vzniknutú bielu tuhú látku som premyla
zmesou hexán:dietyléter (10:1, 3x10 ml). Filtračný koláč som premyla dietyléterom (3x10
ml), k filtrátu som pridala 3 g silikagélu a odparila rozpúšťadlo na RVO. Surový produkt
adsorbovaný na silikagéli bol čistený pomocou FLC (3.7 g SiO2, hexán/dietyléter, gradientová
elúcia 20:1→15:1) Získala som etylester 1 ako zmes 4 geometrických izomérov vo forme
bezfarebného oleja (30 mg, 24%).
1: Rf = 0.49 (hexán:EA = 9:1).
Etylester 1 bol identifikovaný na základe porovnania 1H NMR spektra zmesi produktov
a zlúčeniny izolovanej Ing. Šiškom ako vedľajší produkt syntetickej prípravy
trisubstituovaného tetrahydrofuránu Michaelovou adíciou z alylacetátu (Schéma 1).
Príprava metylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej (2)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
45 (250 mg, 2.27 mmol) a bezvodý DCM (7.5 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa
(-5°C) a naraz som pridala (metoxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (0.835 g, 2.497 mmol
1.1 ekv.). Po 5 minútach som odstránila ľadový kúpeľ. Po 3 hodinách miešania pri lab. t. bola
konverzia substrátu úplná (TLC kontrola). K reakčnej zmesi som pridala 3 g silikagélu
a odparila rozpúšťadlo na RVO. Surový produkt adsorbovaný na silikagéli bol čistený
pomocou FLC (7.5 g SiO2; hexán/dietyléter; gradientová elúcia 40:1→10:1) a získala som
metylester 2 ako zmes 4 geometrických izomérov vo forme bezfarebného oleja (42 mg, 11%).
2: Rf= 0.53 (hexán:EA = 9:1)
31
Vzhľadom na prítomnosť 4 geometrických izomérov v zmesi nie je možné jednoznačne
priradiť signály NMR spektier jednotlivým vodíkom (Príloha 6.1).
Príprava terc-butylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej (3)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
45 (90 mg, 0.8171 mmol) a suchý DCM (3 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa (-
5°C) a naraz som pridala (terc-butoxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (0.369 g, 0.9804
mmol, 1.2 ekv.). Po troch hodinách miešania bola konverzia substrátu kompletná (TLC
kontrola). Na RVO som odparila rozpúšťadlo a vzniknutú bielu tuhú látku som premyla
zmesou hexán:dietyléter (10:1, 3x10 ml). Zmes som prefiltrovala cez fritu, filtračný koláč
som premyla dietyléterom (3x10 ml), k filtrátu som pridala 3 g silikagélu a odparila
rozpúšťadlo na RVO. Surový produkt adsorbovaný na silikagéli bol čistený pomocou FLC (5
g SiO2, hexán/dietyléter, gradientová elúcia 40:1→10:1) Získala som terc-butylester 3 ako
zmes 4 geometrických izomérov vo forme bezfarebného oleja (65 mg, 38%).
3: Rf = 0.55 (hexán:EA = 9:1)
Vzhľadom na prítomnosť 4 geometrických izomérov v zmesi nie je možné jednoznačne
priradiť signály NMR spektier jednotlivým vodíkom (Príloha 6.2).
Príprava benzylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej(4)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
45 (220 mg, 1.997 mmol) a bezvodý DCM (6.5 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa
32
(-5°C) a naraz som vsypala do banky (benzyloxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (0.902 g,
2.197 mmol 1.2 ekv.). Po 5 minútach som odstránila ľadový kúpeľ. Po 3 hodinách miešania
pri lab. t. bola konverzia substrátu úplná (TLC kontrola). K reakčnej zmesi som pridala 3 g
silikagélu a odparila rozpúšťadlo na RVO. Surový produkt adsorbovaný na silikagéli bol
čistený pomocou FLC (19 g SiO2; hexán/dietyléter; gradientová elúcia 40:1→10:1) a získala
som benzylester 4 ako zmes 4 geometrických izomérov vo forme bezfarebného oleja (96 mg,
20%).
4: Rf = 0.58 (hexán:EA = 9:1)
Vzhľadom na prítomnosť 4 geometrických izomérov v zmesi nie je možné jednoznačne
priradiť signály NMR spektier jednotlivým vodíkom (Príloha 6.3).
Príprava 7-metylnonán-3,6,8-trién-2-ónu (5)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
45 (250 mg, 2.27 mmol) a suchý DCM (7.5 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa (-
5°C) a naraz som pridala 1-(trifenylfosforanylidén)-propán-2-ón (0.795 g, 2.497 mmol, 1.1
ekv.). Po 5 minútach som odstránila ľadový kúpeľ. Po 3 hodinách miešania pri lab. t. bola
konverzia substrátu úplná (TLC kontrola). K reakčnej zmesi som pridala 3 g silikagélu
a odparila rozpúšťadlo na RVO. Surový produkt adsorbovaný na silikagéli bol čistený
pomocou FLC (10 g SiO2; hexán/dietyléter; gradientová elúcia 40:1→10:1) a získala som
metylketón 5 ako zmes 4 geometrických izomérov vo forme bezfarebného oleja (82 mg, 24
%).
5: Rf = 0.54 (hexán:EA = 9:1)
33
Príprava 6-metylokta-2,5,7-triénalu (6)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
45 (263 mg, 2.39 mmol) a bezvodý DCM (8 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa (-
5°C) a naraz som pridala (trifenylfosforanylidén)acetaldehyd (0.872 g, 2.865 mmol, 1.16 ekv.,
97% vodný roztok). Po štyroch hodinách miešania som na RVO odparila rozpúšťadlo
a vzniknutú hnedú tuhú látku som premyla zmesou pentán-dietyléter (4:1, 5x10 ml). Zmes
som prefiltroval acez fritu, filtračný koláč som premyla dietyléterom (2x10 ml) a odparila
rozpúšťadlo na RVO. Zvyšok som destilovala na Kugelrohri (100°C/8 mbar) za zisku
aldehydu 6 ako zmesi 4 geometrických izomérov vo forme bezfarebného oleja (20 mg, 6%).
Rf faktor na silikagélovej TLC platni nebolo možné určiť, pretože aldehyd 6 vytváral tiahlu
škrvnu po celej dĺžke TLC platne.
Vzhľadom na prítomnosť 4 geometrických izomérov v zmesi nie je možné jednoznačne
priradiť signály NMR spektier jednotlivým vodíkom (Príloha 6.4)
Príprava (E)-5-(3,3-dimetyloxirán-2-yl)-3-metylpent-2-én-1-ylesteru kyseliny octovej
(56)18,19
Do banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pridala geranylacetát 48 (6 g,
31 mmol) v DCM (30 ml) a počas 15 minút som postupne prikvapkávala m-CPBA (7.561 g,
31 mmol, 70% vodný roztok) rozpustenú v DCM (31 ml) pri -10°C. Po 50 minútach (úplná
konverzia podľa TLC) som pridala do reakčnej zmesi vodný roztok NaOH (20 ml, 3 M) a
nechala miešať 5 minút. Vzniknutú zmes som následne extrahovala s DCM (3x20 ml),
34
spojené organické podiely som premyla nasýteným vodným roztokom NaCl (50 ml) a
vysušila nad bezvodým Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla a odparení rozpúšťadla na RVO som
získala surový produkt vo forme oleja (6.01 g), ktorý som čistila pomocou FLC (90 g SiO2,
hexán/dietyléter, 6:1). Získala som epoxid 56 ako bezfarebný olej (5.084 g, 79%).
56: Rf = 0.59 (hexán:EA= 3:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.26, 1.31 (2 x s, 2 x 3H, H-8+H-8´); 1.58-1.77 (m, 5H, H-5,
H-9); 2.05 (s, 3H, H-2´); 2.10-2.30 (m, 3H, H-4); 2.70 (t, 1H, J = 6.2 Hz, H-6); 4.59 (d, 2H, J
= 7.1, Hz, H-1); 5.33-5.44 (m, 1H, H-2).
13C NMR dáta sú v súlade s publikovanými údajmi.18,19
Príprava 3-metyl-6-oxohex-2-én-1-yl acetátu (49)20
Do banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pridala epoxid 56 (5.084 g; 2.4
mmol) rozpustený v acetonitrile (62 ml). Jodistan sodný (11.07 g, 5.2 mmol, 2.15 ekv.) som
rozpustila vo vode (93 ml) a roztok naraz pridala do banky so substrátom. Reakciu som
nechala intenzívne miešať pri lab. teplote, po 26 hodinách nebola konverzia substrátu úplná
(TLC kontrola, hexán/EA 9:1) a preto som postupne pridala ďalšiu dávku jodistanu sodného
(1.8 g, 8.4 mmol, 0.35 ekv.). Po 16 hodinách (úplná konverzia podľa TLC) som reakčnú
zmes prefiltrovala cez vrstvu silikagélu a Celitu. Filtrát som následne extrahovala s Et2O
(3x80 ml). Spojené organické podiely som premyla H2O (2x100 ml) a vysušila nad bezvodým
Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla a odparení rozpúšťadla na RVO som získala surový produkt
vo forme žltého oleja (3.391 g), ktorý som čistila pomocou FLC (34 g SiO2, hexán/dietyléter
4:1). Získala som aldehyd 49 ako bezfarebný olej (2.363 g, 58%).
49: Rf = 0.43 (hexán:EA= 3:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.73 (s, 3H, H-7); 2.05 (s, 3H, H-2´); 2.38 (t, 2H, J = 7.5
Hz, H-4); 2.51-2.64 (m, 2H, H-5); 4.58 (d, 2H, J = 7.0 Hz, H-1); 5.31-5.42 (m, 1H, H-2); 9.78
(t, 1H, J = 1.6 Hz, H-6).
35
13C NMR dáta sú v súlade s publikovanými údajmi.18,19
Príprava etylesteru kyseliny (6E)- a (6Z)-8-acetoxy-6-metylokta-2,6-diénovej (E-50)/(Z-
50)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
49 (1000 mg, 5.875 mmol) a bezvodý DCM (20 ml). Pri -5°C som naraz pridala
(etoxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (2.456 g, 7.050 mmol, 1.2 ekv.). Po 6 hodinách
miešania (úplná konverzia substrátu podľa TLC) som na RVO odparila rozpúšťadlo
a vzniknutú bielu tuhú zrazeninu som premyla zmesou pentán:dietyléter (7:3, 5x20 ml). Zmes
som prefiltrovala na frite a po odparení rozpúšťadla z filtrátu som získala surový produkt
(1.27 g, E:Z = 13:1), ktorý bol čistený pomocou FLC (50.8 g SiO2, hexán/dietyléter, 13:1) za
izolácie čistého Z-izoméru (37 mg, 2.6%), čistého E-izoméru (0.936 mg, 66%) a zmesi E- a Z-
izomérov (205 mg, 15%) etylesteru 50 vo forme bezfarebných olejov.
(Z)-50: Rf = 0.48 (hexán:EA = 4:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.29 (t, 3H, J = 7.1 Hz, H-11); 1.68-1.78 (m, 3H, H-9); 2.05
(s, 3H, H-13); 2.14-2.22 (t, 2H, J = 7.6 Hz, H-5); 2.76-2.86 (m, 2H, H-4); 4.17 (q, 2H, J = 7.1
Hz, H-10); 4.59 (dd, 2H, J = 7.1, 0.6 Hz, H-8); 5.32-5.42 (m, 1H, H-7); 5.78 (dt, 1H, J = 11.5,
1.7 Hz, H-2), 6.18 (dt, 1H, J = 11.5, 7.4 Hz, H-3).
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 14.2 (q, C-11); 16.2 (q, C-9); 21.0 (q, C-13); 26.9 (t, C-4);
38.4 (t, C-5); 59.8 (t, C-10); 61.2 (t, C-8); 119.1 (d, C-7); 120.1 (d, C-2); 141.0 (s, C-6); 149.1
(d, C-3); 166.3 (s, C-1); 171.0 (s, C-12).
(Príloha 6.5)
(E)-50: Rf = 0.55 (hexán:EA = 4:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.29 (t, 3H, J = 7.1 Hz, H-11); 1.69-1.74 (m, 3H, H-9); 2.05
(s, 3H, H-13); 2.13-2.25 (m, 2H, H-5); 2.27-2.41 (m, 2H, H-4); 4.19 (q, 2H, J = 7.1 Hz, H-
10); 4.59 (dd, 2H, J = 7.1, 0.5 Hz, H-8); 5.32-5.42 (m, 1H, H-7); 5.83 (dt, 1H, J = 15.6, 1.6
Hz, H-2), 6.93 (dt, 1H, J = 15.6, 6.7 Hz, H-3).
36
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 14.2 (q, C-11); 16.4 (q, C-9); 21.0 (q, C-13); 30.2 (t, C-4);
37.6 (t, C-5); 60.2 (t, C-10); 61.1 (t, C-8); 119.2 (d, C-7); 121.7 (d, C-2); 140.5 (s, C-6); 148.0
(d, C-3); 166.5 (s, C-1); 171.0 (s, C-12);
(Príloha 6.6)
IČ (ATR) n (cm-1
): 1716 (C=O), 1648 (C=O), 1449, 1366, 1227, 1198, 1153, 1023, 956, 853,
606.
HRMS (ESI-TOF): MH+ vypočítané pre C13H21O4
+ 241.1434, nájdené 241.1434.
Príprava metylesteru kyseliny (6E)- a (6Z)-8-acetoxy-6-metylokta-2,6-diénovej (E-
51)/(Z-51)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
49 (600 mg, 3.525 mmol) a bezvodý DCM (12 ml) a pri -5°C som prisypala
(metoxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (1.297 g, 3.878 mmol, 1.1 ekv.). Po 6 hodinách
miešania (kompletná konverzia substrátu podľa TLC) som na RVO odparila rozpúšťadlo
a vzniknutú bielu tuhú zrazeninu som premyla zmesou pentán:dietyléter (3:1, 2x20 ml).
Suspenziu som prefiltrovala cez fritu a filtračný koláč som premyla dietyléterom (3x20 ml).
Po odparení rozpúšťadla som získala surový produkt (871 mg, 12:1), ktorý bol čistený
pomocou FLC (26 g SiO2, hexán/dietyléter, 15:1) za izolácie čistého Z-izoméru (30 mg, 4%),
čistého E-izoméru (396 mg, 50%) a zmesi E- a Z-izomérov (264 mg, 33%) metylesteru 51 vo
forme bezfarebných olejov.
(Z)-51: Rf = 0.53 (hexán:EA = 4:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.71-1.74 (m, 3H, H-9); 2.05 (s, 3H, H-12); 2.18 (t, 2H, J =
7.6 Hz, H-5); 2.75-2.85 (m, 2H, H-4); 3.71 (s, 3H, H-10); 4.58 (d, 2H, J = 7.1 Hz, H-8); 5.33-
5.41 (m, 1H, H-7); 5.79 (dt, 1H, J = 11.5, 1.6 Hz, H-2), 6.20 (dt, 1H, J = 11.5, 7.4 Hz, H-3).
37
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 16.2 (q, C-9); 21.0 (q, C-12); 26.9 (t, C-4); 38.4 (t, C-5);
51.0 (q, C-10); 61.2 (t, C-8); 119.11 (d, C-7); 119.6 (d, C-2); 140.9 (s, C-6); 149.5 (d, C-3);
166.7 (s, C-1); 171.0 (s, C-11).
(Príloha 6.7)
(E)-51: Rf = 0.45 (hexán:EA= 4:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.69-1.73 (m, 3H, H-9); 2.05 (s, 3H, H-12); 2.15-2.23 (m,
2H, H-5); 2.30-2.40 (m, 2H, H-4); 3.73 (s, 2H, H-10); 4.59 (d, 2H, J = 7.0 Hz, H-8); 5.32-5.41
(m, 1H, H-7); 5.83 (dt, 1H, J = 15.6, 1.5 Hz, H-2), 6.94 (dt, 1H, J = 15.6, 6.8 Hz, H-3).
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 16.4 (q, C-9); 21.0 (q, C-12); 30.2 (t, C-4); 37.6 (t, C-5);
51.4 (q, C-10); 61.1 (t, C-8); 119.3 (d, C-7); 121.3 (d, C-2); 140.5 (s, C-6); 148.0 (d, C-3);
166.5 (s, C-1); 171.0 (s, C-11).
(Príloha 6.8)
IČ: (ATR) n (cm-1
): 1721 (C=O), 1657 (C=O), 1431, 1271, 1228, 1205, 1155,1022, 955, 850.
HRMS (ESI-TOF): MH+ vypočítané pre C12H19O4
+ 227.1278, nájdené 227.1277.
Príprava terc-butylesteru kyseliny (6E)- a (6E/Z)-8-acetoxy-6-metylokta-2,6-diénovej (E-
52)/(E/Z-52)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
49 (500 mg, 2.938 mmol) a bezvodý DCM (10 ml). Následne som pri -5°C pridala (terc-
butoxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (1.197 g, 3.231 mmol, 1.1 ekv.). Po 22 hodinách
miešania (konverzia substrátu kompletná podľa TLC) som na RVO odparila rozpúšťadlo
a vzniknutú bielu tuhú zrazeninu som premyla zmesou pentán:dietyléter (10:1, 5x20 ml).
Suspenziu som prefiltrovala cez fritu a filtračný koláč som premyla dietyléterom (2x20 ml).
Zvyšok (795 mg, E:Z = 25:1) bol čistený pomocou FLC (30.5 g SiO2, hexán/dietyléter,
38
gradientová elúcia 20:1→10:1) a poskytol čistý E-izomér (472 mg, 60%) a zmes E- a Z-
izomérov (264 mg, 34%) terc-butylesteru 52 vo forme bezfarebných olejov.
(Z)-52: Rf = 0.4 (hexán:EA = 6:1)
1H a
13C NMR spektrá absentujú, nakoľko sa mi nepodarilo izolovať čistý Z-izomér.
(E)-52: Rf = 0.33 (hexán: EA = 6:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.48 (s, 9H, H-11); 1.70-1.72 (m, 3H, H-9); 2.05 (s, 3H, H-
13); 2.12-2.23 (m, 2H, H-5); 2.26-2.36 (m, 2H, H-4); 4.58 (dd, 2H, J = 7.1, 0.5 Hz, H-8);
5.30-5.42 (m, 1H, H-7); 5.75 (dt, 1H, J = 15.6, 1.6 Hz, H-2), 6.83 (dt, 1H, J = 15.6, 6.7 Hz, H-
3)
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 16.4 (q, C-9); 21.0 (q, C-13); 28.1 (q, C-11); 30.1 (t, C-4),
37.6 (t, C-5); 61.2 (t, C-8); 80.1 (s, C-10); 119.1 (d, C-7); 123.4 (d, C-2); 140.7 (s, C-6); 146.8
(d, C-3); 165.9 (s, C-1); 171.0 (s, C-12).
(Príloha 6.9)
HRMS (ESI-TOF): MH+ vypočítané pre C15H25O4
+ 269.1747, nájdené 269.1748.
Príprava benzylesteru kyseliny (6E)- a (6Z)-8-acetoxy-6-metylokta-2,6-diénovej (E-
53)/(Z-53)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
49 (500 mg, 2.938 mmol) a bezvodý DCM (10 ml). Pri -5°C som pridala
(benzyloxykarbonylmetylén)trifenylfosforán (1.326 g, 3.231 mmol, 1.1 ekv.) a zmes som
nechala intenzívne miešať cez noc. Po 22 hodinách som na RVO odparila rozpúšťadlo
a vzniknutú bielu tuhú látku som premyla zmesou pentán:dietyléter (3:1, 5x20 ml). Suspenziu
som prefiltrovala cez fritu a filtračný koláč som premyla dietyléterom (20 ml). Zostatok (802
mg) bol čistený pomocou FLC (32 g SiO2, hexán/dietyléter, gradientová elúcia 20:1→10:1)
za zisku čistého Z-izoméru (23 mg, 3%), čistého E-izoméru (628 mg, 74%) a zmesi E- a Z-
izomérov (19 mg, 2%) benzylesteru 53 vo forme bezfarebných olejov.
39
(Z)-53: Rf = 0.69 (hexán:EA = 3:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.66-1.74 (m, 3H, H-9); 2.05 (s, 3H, H-16); 2.17 (t, J = 7.6
Hz, 2H, H-5); 2.75-2.88 (m, 2H, H-4); 4.57 (dd, 2H, J = 7.1, 0.5 Hz, H-8); 5.16 (s, 2H, H-10);
5.31-5.40 (m, 1H, H-7); 5.84 (dt, 1H, J = 11.5, 1.7 Hz, H-2), 6.22 (dt, 1H, J = 11.5, 7.4 Hz, H-
3); 7.27-7.43(m, 5H, H-12, H-13, H-14).
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 16.2 (q, C-9); 21.0 (q, C-16); 27.0 (t, C-4); 38.4 (t, C-5);
61.2 (t, C-8); 65.8 (t, C-10); 119.1 (d, C-7); 119.8 (d, C-2); 128.1-128.6 (5 x d, 2 x C-12, 2 x
C-13, 1 x C-14); 136.1 (s, C-11); 140.9 (s, C-6); 149.9 (d, C-3); 166.0 (s, C-1); 171.1 (s, C-
15).
(Príloha 6.10)
(E)-53: Rf = 0.62 (hexán:EA = 3:1)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.68-1.74 (m, 3H, H-9); 2.04 (s, 3H, H-16); 2.14-2.23 (m,
2H, H-5); 2.29-2.40 (m, 2H, H-4); 4.58 (d, 2H, J = 7.1 Hz, H-8); 5.17 (s, 2H, H-10); 5.32-5.41
(m, 1H, H-7); 5.88 (dt, 1H, J = 15.6, 1.6 Hz, H-2), 6.99 (dt, 1H, J = 15.6, 6.9 Hz, H-3); 7.28-
7.43(m, 5H, H-12, H-13, H-14).
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 16.4 (q, C-9); 21.0 (q, C-16); 30.2 (t, C-4); 37.6 (t, C-5);
61.1 (t, C-8); 66.0 (t, C-10); 119.3 (d, C-7); 121.3 (d, C-2); 128.1-128.5 (5 x d, 2 x C-12, 2 x
C-13, 1 x C-14); 136.1 (s, C-11); 140.5 (s, C-6); 148.8 (d, C-3); 166.3 (s, C-1); 171.0 (s, C-
15).
(Príloha 6.11)
IČ (ATR): n (cm-1
): 1717 (C=O), 1653 (C=O), 1456, 1365,1228, 1192, 1150, 1020, 855, 738,
697.
HRMS (ESI-TOF): MH+ vypočítané pre C18H23O4
+ 303.1591, nájdené 303.1588.
Príprava (2E)- a (2E/Z)-3-metyl-8-oxonon-2,6-dién-1-yl acetátu (E-54)/(E/Z-54)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala aldehyd
49 (490 mg, 2.879 mmol) a bezvodý DCM (10 ml). Banku som ponorila do ľadového kúpeľa
40
(-5°C) a naraz som pridala 1-(trifenylfosforanylidén)-propán-2-ón (1.008 g, 3.167 mmol, 1.1
ekv.). Reakciu som nechala intenzívne miešať 2 dni pri lab. t., avšak konverzia substrátu
podľa TLC (alumina, hexán:EA = 3:1) nebola kompletná. Preto som pridala ďalšiu dávku
ylidu (0.229 g, 0.719 mmol, 0.25 ekv.) a po 2 dňoch pri lab. t. už bola konverzia substrátu
kompletná (TLC kontrola). Na RVO som odparila rozpúšťadlo a vzniknutú bielu tuhú
zrazeninu som premyla zmesou pentán:dietyléter (3:1, 4x20 ml). Suspenziu som prefiltrovala
cez fritu a filtračný koláč som premyla dietyléterom (20 ml). Po odparení rozpúšťadla som
získala surový produkt (580 mg), ktorý bol čistený pomocou FLC (18 g SiO2,
hexán/dietyléter, 8:1) za zisku čistého E-izoméru (381 mg, 63%) a zmesi E- a Z-izomérov (90
mg, 15%) metylketónu 54 vo forme bezfarebných olejov.
(Z)-54: Rf = 0.40 (hexán:EA = 3:1, alumina)
1H a
13C NMR spektrá absentujú, nakoľko sa mi nepodarilo izolovať čistý Z-izomér.
(E)-54: Rf = 0.34 (hexán:EA= 3:1, alumina)
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 1.69-1.74 (m, 3H, H-10); 2.05 (s, 3H, H-2´); 2.15-2.29 (m,
5H, H-9, H-4); 2.31-2.43 (m, 2H, H-5); 4.59 (dd, 2H, J = 7.1, 0.6 Hz, H-1); 5.37 (m, 1H, H-
2); 6.08 (dt, 1H, J = 15.9, 1.5 Hz, H-7), 6.77 (dt, 1H, J = 15.9, 6.7 Hz, H-6).
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ = 16.4 (q, C-10); 21.0 (q, C-2´); 26.8 (q, C-9); 30.4 (t, C-5);
37.7 (t, C-4); 61.1 (t, C-1); 119.4 (d, C-2); 131.5 (d, C-7); 140.4 (s, C-3); 147.1 (d, C-6);
171.0 (s, C-1´); 198.5 (C, C-8).
(Príloha 6.12)
Príprava etylesteru kyseliny (2E,4E,6E/Z)-6-metylokta-2,4,6-triénovej (58)22
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala etylester
50 (400 mg, 1.768 mmol) a bezvodý DCM (18 ml). Následne som pri -5°C pridala TfOH (2.8
µl, 0.031 mmol, 0.018 ekv.) a po 5 minútach miešania som odstránila chladiaci kúpeľ. Po 8
hodinách (konverzia substrátu kompletná podľa TLC, hexán:EA = 9:1) som pridala nasýtený
vodný roztok NaHCO3 (25 ml) a zmes som nechala miešať 5 minút pri laboratórnej teplote.
Po oddelení fáz som vodnú vrstvu extrahovala DCM (2x20ml). Spojené organické podiely
41
som premyla vodou (2x25ml) a vysušila nad bezvodým Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla
a odparení rozpúšťadla som získala surový produkt (285 mg), ktorý bol čistený pomocou FLC
(11 g SiO2, hexán/dietyléter, 80:1) za zisku zmesi produktov vo forme bezfarebného oleja,
z ktorých majoritný bol konjugovaný ester 58 (162 mg, 53%).
Rf = 0.58 (hexán:EA = 9:1)
1H NMR (300 MHz, CdCl3): δ= 7.48 – 7.23 (m, 1H), 7.06 – 6.86 (m), 6.78 – 6.50 (m), 6.41 –
6.13 (m), 6.00 – 5.58 (m), 5.43 – 4.95 (m), 4.32 – 4.10 (m), 3.06 (t, J = 6.9 Hz), 1.99 – 1.66
(m), 1.46 – 1.21 (m).
Produkt bol identifikovaný na základe porovnania s 13C NMR spektrami z literatúry.22
Príprava metylesteru kyseliny (2E,4E,6E/Z)-6-metylokta-2,4,6-triénovej (59)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala etylester
50 (333 mg, 1.569 mmol) a bezvodý DCM (16 ml). Následne som pri -5°C pridala TfOH (2.8
µl, 0.031 mmol, 0.02 ekv.). Po 5 minútach som odstránila chladiaci kúpeľ. Po 7 hodinách bola
konverzia substrátu kompletná (kontrola pomocou TLC, hexán:EA = 9:1). Do reakčnej zmesi
som pridala nasýtený vodný roztok NaHCO3 (20 ml) a zmes nechala miešať 5 minút pri lab.t..
Vodnú fázu som po oddelení extrahovala DCM (2x15 ml). Spojené organické podiely som
premyla vodou (2x20 ml) a vysušila nad bezvodým Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla
a odparení rozpúšťadla som získala surový produkt (250 mg), ktorý bol čistený pomocou FLC
(11g SiO2, pentán/dietyléter, 80:1) za zisku zmesi produktov, z ktorých majoritný bol
konjugovaný metylester 59 (131mg, 50%) vo forme bezfarebného oleja.
Rf = 0.59 (hexán:EA = 9:1)
1H NMR (300 MHz, CdCl3): δ= 7.51 – 7.23 (m), 7.06 – 6.88 (m), 6.78 – 6.48 (m), 6.43 – 6.13
(m), 5.98 – 5.58 (m), 5.46 – 5.10 (m), 3.89 – 3.58 (m), 3.06 (t, J = 6.6 Hz), 2.07 – 1.53 (m),
1.45 – 1.20 (m).
Produkt bol identifikovaný na základe porovnania s 13C NMR spektrami z literatúry.23
42
Príprava etylesteru kyseliny (2E,5E/Z)-6-metylokta-2,5,7-triénovej (1)
Do suchej banky s guľatým dnom a magnetickým miešadielkom som pod Ar pridala etylester
50 (300 mg, 1.248 mmol) a bezvodý DCE (12.5 ml). Následne som pridala CSA (29 mg,
0.125 mmol, 0.1 ekv.). Po 2 hodinách(žiadna konverzia podľa TLC) som reakčnú zmes
zahriala na 50°C. Po ďalších 2 hodinách(žiadna konverzia podľa TLC) som pridala ďalšiu
dávku CSA (29mg, 0.125 mmol, 0.1 ekv.). Po 24 hodinách som začala reakčnú zmes
refluxovať pri 90°C. Po dvoch dňoch(čiastočná konverzia substrátu podľa TLC) som pridala
ďalšiu dávku CSA (58mg, 0.250 mmol, 0.2 ekv.). Po ďalších troch dňoch som k reakčnej
zmesi(napriek neúplnej konverzii substrátu podľa TLC) pridala 20ml roztoku
NaHCO3(42mg, 0.500 mmol, 0.4 ekv.) a zmes nechala miešať 5 minút pri laboratórnej
teplote. Vodnú fázu som po oddelení extrahovala DCM (4x20ml). Spojené organické podiely
som premyla vodou (4x16ml) a vysušila nad bezvodým Na2SO4. Po odfiltrovaní sušidla
a odparení rozpúšťadla som získala surový produkt (161 mg), ktorý bol čistený pomocou FLC
(5 g SiO2, pentán/dietyléter, 30:1) za zisku etylesteru 1(86 mg, 43%) vo forme bezfarebného
oleja.
Etylester 1 bol identifikovaný na základe porovnania 1H NMR spektra zmesi produktov
a zlúčeniny izolovanej Ing. Šiškom ako vedľajší produkt syntetickej prípravy
trisubstituovaného tetrahydrofuránu Michaelovou adíciou z alylacetátu (Schéma 1).
(Príloha 6.15)
43
5. Zhrnutie
- Podarilo sa mi pripraviť univerzálny syntetický substrát - aldehyd 45 - v dvoch
krokoch z komerčne dostupného ociménu v celkovom výťažku 22%;
- Uskutočnila som sériu paralelných Wittigových reakcií s príslušnými komerčne
dostupnými fosfornými ylidmi za vzniku cieľových produktov 1-6 v
neoptimalizovaných výťažkoch 6-38%;
- Všetky novopripravené (poly)nenasýtené karbonylové zlúčeniny 1-6 boli podrobené
senzorickej analýze a výsledky poukazujú na výrazný vplyv dĺžky reťazca a/alebo
typu C=O skupiny na charakter vône. Zatiaľ čo aldehyd 6 vykazuje nevýraznú
ozónovú vôňu, predĺžením reťazca na metylketón 5, resp. metylester 2 dochádza ku
kvalitatívnej zmene vonného tónu na drevitý. Ďalším predĺžením reťazca v porovnaní
s generickým etylesterom 1 dochádza opäť k radikálnej zmene vonných vlastností
a látka evokuje požadovaný ovocný ananásový tón. Zväčšením objemnosti esterovej
skupiny z etylesteru 1 na terc-butylester 3 sa k ananásovej vôni pridružuje zelený tón,
ktorý je ešte výraznejší v prípade benzylesteru 4, ktorý však už nevykazuje
charakteristickú ananásovú vôňu. Pri snahe o zvýšenie celkových výťažkov produktov
1-6 boli pripravené alylacetáty 50-54 v celkových výťažkoch 35-43%. Aldehyd 55 sa
nepodarilo izolovať.
- Pri snahe o prípravu cieľových zlúčenín 1-5 elimináciou acetoxyskupiny použitím
katalytického množstva TfOH neočakávane vznikal konjugovaný triénový etylester
58, respektíve metylester 59.
- Naopak, eliminácia acetoxyskupiny alylacetátu 50 použitím gáforsulfónovej kyseliny
poskytla želaný produkt - etylester 1 s výraznou ananásovou vôňou vo výťažku 43%.
44
6. Prílohy
6.1 2 (1H NMR):
6.2 3 (1H NMR):
45
6.3 4 (1H NMR):
6.4 6 (1H NMR):
46
6.5 50-Z (1H NMR):
50-Z (13
C NMR):
47
6.6 50-E (1H NMR):
50-E (13
C NMR):
48
6.7 51-Z (1H NMR):
51-Z (13
C NMR):
49
6.8 51-E (1H NMR):
51-E (13
C NMR):
50
6.9 52-E (1H NMR):
52-E (13
C NMR):
51
6.10 53-Z (1H NMR):
53-Z (13
C NMR):
52
6.11 53-E (1H NMR):
53-E (13
C NMR):
53
6.12 54-E (1H NMR):
54-E (13
C NMR)
54
6.13 58 (1H NMR):
6.13 58 (13
C NMR):
55
6.14 59 (1H NMR):
6.14 59 (13
C NMR):
56
6.15 1 (1H NMR):