Synteza feromonów z wykorzystaniem stereoretentywnych katalizatorów metatezy olefin

Rolnictwo, jako kluczowy sektor gospodarki światowej, wymaga stałego udoskonalania. Stosowanie standardowych insektycydów negatywnie wpływa nie tylko na florę i faunę, ale także na ludzi, którzy mają z nimi styczność. Wraz ze wzrostem świadomości związanej z ochroną środowiska wprowadzane są bardziej ekologiczne metody ochrony roślin przed szkodnikami.

W niniejszej pracy przeanalizowano tematykę syntezy feromonu głównego szkodnika upraw winogron – ćmy Lobesia botrana (Zwójka krzyżóweczka). Zwrócono uwagę na problem selektywności ścieżek syntezy tego związku, które zostały opisane w patentach firm Shin-Etsu Chemical, Provivi oraz M2i Life Sciences. Kluczową kwestią jest, aby feromon jako związek bioaktywny, był syntetyzowany z zachowaniem określonej geometrii sprzężonych wiązań podwójnych. Niestety, w przypadku wspomnianych patentów, ostateczna czystość izomeryczna jest rzędu 70–80 %.

Na podstawie przeprowadzonych badań, udało się opracować dwie zmodyfikowane oraz jedną nową ścieżkę syntezy związku z czystością izomeryczną produktu końcowego wynoszącą >99 %. W tym celu wykorzystano reakcję krzyżowej metatezy z zastosowaniem nowych katalizatorów stereoretentywnych opartych na ligandzie 3,6-dichloro-1,2-ditiokatecholowym. Ponadto przeprowadzono dogłębną analizę wykonanych syntez, optymalizując je pod kątem najwyższej wydajności, selektywności, ale także ograniczenia kosztów i stosowania reguł zielonej chemii.

Agriculture, as a key sector of the global economy, requires continuous improvement. Conventional insecticides negatively affect not only flora and fauna but also the people who come into contact with them. Growing awareness of environmental protection leads to more eco-friendly and human-safe methods of pest control.

This work analyses synthesis paths of the pheromone of a major grape crop pest – the moth Lobesia botrana (European grapevine moth). Utmost attention is given to the problem of selectivity in the synthesis pathways of this compound, as described in patents by Shin-Etsu Chemical, Provivi, and M2i Life Sciences. A key aspect is that the pheromone, as a bioactive compound, must be synthesized while preserving the specific geometry of the conjugated double bonds. Unfortunately, in the case of the mentioned patents, the final isomeric purity is around 70–80%.

As a result of the conducted research, two modified and one new synthetic paths are proposed, with isomeric purity of the end product being higher than 99%. For this purpose, cross-metathesis with new stereoretentive catalysts based on 3,6-dichloro-1,2-dithiocatechol ligand was utilised. Moreover, all conducted syntheses were optimised for the highest yield, selectivity as well as cutting costs and taking into consideration principles of green chemistry.