SYNTÉZA A VLASTNOSTI NOVÝCH SENZORICKÝCH MOLEKÚL S ...szolcsanyi/people/files/Dankova_Bc.pdf · Abstrakt Napriek snahám o izoláciu prírodnej ananásovej arómy , dodnes ako

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)


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)


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)



Príprava benzylesteru kyseliny 6-metylokta-2,5,7-triénovej(4)


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)



Príprava 7-metylnonán-3,6,8-trién-2-ónu (5)


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)


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.


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)


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)


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).


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.


+ 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)


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)


+ 269.1747, nájdené 269.1748.

Príprava benzylesteru kyseliny (6E)- a (6Z)-8-acetoxy-6-metylokta-2,6-diénovej (E-

53)/(Z-53)


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).


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).


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.


+ 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)


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)


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


(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)


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


(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):

Documents

SYNTÉZA A VLASTNOSTI NOVÝCH SENZORICKÝCH MOLEKÚL S ...szolcsanyi/people/files/Dankova_Bc.pdf · Abstrakt Napriek snahám o izoláciu prírodnej ananásovej arómy , dodnes ako