Препарат апимил (Патент РФ № 2146868) создан в 1993 году в лаборатории биорегуляторов насекомых Института органической химии Уфимского научного центра РАН. За 12 прошедших лет наблюдается твердая поступь апимила на пасеки (Гиниятуллин М.Г., Ишмуратова Н.М., Зарипов Р.А., Тамбовцев К.А., 2004). Апимил применяется не только для поимки роев, но и при подсадке маток (Тамбовцев К.А., 2003). Зафиксировано благотворное влияние препарата на осеннее развитие и зимовку пчел (Тамбовцев К.А., Ишмуратов Г.Ю., Салимов С.Г., 2005), возможна дезориентация клещей Варроа обработкой пчел раствором препарата (Тамбовцев К.А., 2005). Данный способ борьбы с варроатозом может войти в комплекс лечебных мероприятий. В связи с этим актуально изучение изменения привлекательности для рабочих особей медоносных пчел данного препарата при внесении в него различных биологически активных веществ.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА. Ненасыщенные альдегиды (VIa—в), (VIII) синтезировали по следующей методике (Мустафин А.Г., 1998). Схема 1. К реакционной смеси, полученной при синтезе соединений (Va—в), а также при взаимодействии амина (Iа) с масляным альдегидом, добавили 50 мл 2 н. НСl и перемешивали 24 ч при комнатной температуре в атмосфере аргона. Органический слой отделяли, из водной части органических веществ экстрагировали эфиром (3x50 мл). Экстракты промывали раствором NaHCO3 и сушили Na2SO4. Растворитель выпарили при пониженном давлении и остаток очищали хроматографированием на Аl2О3 (элюент — гексан—эфир, 4:1).
2-оксо-13-тридеканол синтезировали по схеме 2.
Нами разработаны новые подходы к синтезу аттрактанта 1. Один из них основан на селективных трансформациях продукта моноалкилирования ацетоуксусного эфира бромида 2, доступном из 10-ундеценовой кислоты, согласно (Нгуен Конг Хао, М.В.Мавров, Э.П.Серебряков, 1988). Декарбэтоксилирование полученного непредельного кетоэфира (3) в стандартных условиях (Г.А.Толстиков, М.С.Мифтахов, Ф.А.Валеев, 1981) дает ключевой тетрадец-13-ен-2-он (4). Озонолиз последнего и использование NaBH(OAc)3 в качестве восстановителя промежуточного перекисного продукта (Г.Ю.Ишмуратов, 2000) позволяют избежать стадии получения нестабильного 12-оксотридеканаля и увеличить общий выход целевого соединения 1 в расчете на бромид 2 с 41% до 71%.
Более короткий и эффективный путь синтеза 1 предусматривает озонолиз 1-метилциклододецена (6), полученного из циклододеканона (5), согласно (J.Sicher, 1971), и прямое восстановление перекисных продуктов с помощью того же NaBH(OAc)3. При этом выход аттрактанта составил 98%, в расчете на исходный олефин 6.
ИК-спектры записывали на приборе UR-20 в тонком слое. Спектры ЯМР получали на спектрометре «BRUKER АМ-300» (рабочая частота 300.13 МГц для 1H и 75.47 МГц для 13С) в CDCl3. За внутренний стандарт принято значение сигналов хлороформа (в ПМР - примесь протонов в дейтерированном растворителе d 7.27 м.д., а в ЯМР 13С - средний сигнал CDCl3 d 77.00 м.д.). Хроматографический анализ проводили на приборе «Chrom - 5» (длина колонки - 1.2 м; неподвижная фаза - силикон SE-30 (5%) на Chromaton N-AW-DMCS (0.16 - 0.20 мм); рабочая температура 50-300°), газ-носитель – гелий. Данные анализа всех соединений отвечали вычисленным.
Этил-2-ацетилтридец-12-еноат (4). К раствору этилата натрия, полученному из 0.85 г (36.7·10-3 г-ат.) Na в 20 мл абс. EtOH, приливали (аргон, 20оС) 5.26 г (40.4 ммоля) ацетоуксусного эфира, а затем при кипячении 4.05 г (17.4 ммоль) бромида 6. Реакционную смесь кипятили 18 ч (контроль ТСХ), охлаждали и фильтровали через фильтр Шотта. Осадок на фильтре промывали EtOH и упаривали. Получили 4.38 г (89%) соединения 2. ИК-спектр (KBr, ν, см-1): 920, 1010 (=С-Н), 1050, 1275 (С-О-С), 1645 (С=С), 1715 (C=O для кетона), 1750 (C=O для сложного эфира), 3090 (CH=CH2). Спектр ПМР (CDCl3, d, м.д., J/Гц): 1.30 (т, J = 6.5, СH3CН2О, 3Н), 1.20-1.40 (м, H-3¸H-10, 16H), 1.99 (м, Н-11, 2Н), 2.18 (с, Н3ССО, 3Н), 3.33 (т, J = 7.4, Н-3, 1Н), 4.15 (к, J = 7.1, Н2СО, 2Н), 4.85-5.00 (м, Н2С=, 2Н), 5.68-5.83 (м, НС=, 1Н). ЯМР 13С (CDCl3): 14.00 (к, Н3СCН2О), 28.61 (к, Н3СCО), 27.28, 28.09, 28.81, 28.99, 29.06, 29.19, 29.34, 29.43 (т, С-3¸С-10), 33.70 (т, С-11), 59.82 (д, С-2), 61.14 (т, CН2О), 114.01 (т, С-13), 139.07 (д, С-12), 169.83 (с, С-1), 203.27 (с, Н3ССО).
Тетрадец-13-ен-2-он (4). К раствору 2.65 г (9.4 ммоля) эфира 3 в 27 мл абс. ДМФА при комнатной температуре добавляли 3.27 г (24.4 ммоля) LiI, кипятили до окончания выделения CO2 (~12 ч), охлаждали, экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром (200 мл), последовательно промывали насыщенными растворами Na2S2O3 и NaCl, сушили Na2SO4 и упаривали. Получили 1.60 г (81%) енона (5). ИК-спектр (KBr, ν, см-1): 920, 1010 (=С-Н), 1650 (С=С), 1720 (C=O), 3020, 3090 (CH=CH2). Спектр ПМР (CDCl3, d, м.д., J/Гц): 1.22 (уш.с, Н-4¸Н-11, 16Н), 1.98 (м, Н-12, 2Н), 2.08 (с, Н3ССО, 3Н), 2.37 (т, J = 7.3, Н-3, 2Н), 4.83-4.98 (м, Н2С=, 2Н), 5.68-5.84 (м, НС=, 1Н). ЯМР 13С (CDCl3): 25.20 (т, С-4), 28.73, 29.10, 29.16, 29.18, 29.21, 29.26, 29.32 (т, С-5¸С-11), 29.65 (к, С-1), 33.66 (т, С-12), 43.63 (т, С-3), 113.95 (т, С-14). 139.03 (д, С-13), 209.04 (с, С-2).
13-Гидрокси-2-оксотридекан (1). а. Через раствор 1.25 г (14.4 ммоля) олефина (4) и (28.7 ммоля) ледяной AcOH в 40 мл CH2Cl2 при перемешивании при -4 ¸ -2oC барботировали озоно-кислородную смесь (производительность озонатора - 40 ммоль О3/ч) до поглощения 15 ммоль озона. Реак ционную смесь продували аргоном, разбавляли 20 мл CH2Cl2 и при перемешивании (10оС) добавляли к предварительно приготовленной суспензии NaBH(OAc)3 [получена прибавлением раствора 11.9 г (198.0 ммоль) ледяной AcOH в 20 мл CH2Cl2 к суспензии 2.5 г (66.0·ммоль) NaBH4 в 100 мл CH2Cl2 с последующим перемешиванием в течение 2 ч]. Затем реакционную смесь нагревали до комнатной температуры, перемешивали 3 ч, после чего охлаждали до 10оС и добавляли к ней раствор 4.5 г NaOH в 100 мл воды. Органический слой отделяли, промывали последовательно насыщенным раствором NH4Cl и водой, сушили Na2SO4, упаривали и получили 1.25 г (98%) кетоспирта (1), т.пл. 54.0-54.5о, ср. [2]. ИК- и ПМР-спектры идентичны описанным в литературе [2]. Спектр ЯМР 13С (CDCl3): 23.68 (т, С-10), 25.63 (т, С-3), 28.98, 29.21, 29.26, 29.26, 29.34, 29.41 (т, С-4 ¸ С-9), 29.67 (к, С-1), 32.58 (т, С-2), 43.67 (т, С-12), 62.69 (т, С-1), 209.56 (с, С-13).
б. Озонолиз 1.00 г (5.55 ммоля) циклоолефина 6 в указанных выше условиях привел после выделения продукта реакции к 1.06 г (89%) кетоспирта 1, идентичного полученному в опыте а.
Испытания многокомпонентных смесей препарата апимил проводились в 2001 г. на учебно-производственной и научно-исследовательской базе по пчеловодству Бирского государственного педагогического института в окрестностях деревни Романовка Бирского района РБ. Опыты проводились на пчелах среднерусской породы.
Аттрактивность испытуемых смесей определяли путем измерения массы прилетающих пчел на стеклянные пластинки, обработанные 0,01 г препаратов. Эксперименты проведены во время привесов контрольного улья порядка 0,2 кг. Измерение массы проводили на лабораторных квадрантных весах ВЛКТ-500г-М с интервалом 5 минут. Количество привлеченных пчел вычисляли путем деления их массы на 0,1 г.
В качестве веществ, находящихся в теле рабочих особей медоносных пчел, испытали изоамилацетат (ИАА) и бутилацетат (БА). В опытах использовали стандартные феромонные препараты апирой (ТОС-94-3) и апимил, созданные на основе синтетического аналога маточного вещества – 9-оксо-2Е-деценовой кислоты (9-ОДК). Феромон Насонова применяли в виде раствора компонентов железы Насонова - гераниола, цитраля и смеси неролиевой и гераниевой кислот (по 15 мг каждого) в 1 мл гексана в присутствии стабилизатора "Фенозан-43”. Для проведения опытов брали глицерин марки "осч”.
К апимилу добавляли указанные примеси в количестве 1% от суммарной массы действующих веществ препарата.
Данные опытов представлены на схеме 3. Препарат ТОС-94-3 привлекает пчел до 25 минут. Феромон Насонова (независимо от добавки только 9-ОДК) и препарат апимил в указанной дозе сохраняют свою аттрактивность 40 минут. Различие между указанными субстанциями проявляется в максимальном числе привлеченных пчел, которое максимально для апимила (170), далее идет феромон Насонова с добавкой 9-ОДК (115) и последнее место занимает чистый феромон Насонова (100). Примесь гамма-ненасыщенного альдегида к апимилу уменьшает время аттрактивности с 40 до 25 минут, а также существенно уменьшается количество привлеченных пчел до 13.
Ещё большее ингибирование привлекательности смеси дает добавка глицерина. В этом случае время привлечения пчел уменьшается почти до 15 минут при максимальном числе появившихся особей 20. В отличие от этого, примесь изоамилацетата и бутилацетата дает максимальную длительность аттрактивности в 50 минут с образованием характерного клубка пчел в количестве порядка 250.
Добавление к роепривлекающей композиции 2-оксо-13-тридеканола позволяет работать со следовыми концентрациями феромонов. Следует отметить, что в этом случае не происходит существенной девальвации активности многокомпонентных смесей феромонов при их разбавлении в 1000 раз, если рассматривать эту активность как время сохранения аттрактивности одной капли раствора. Следует отметить, что по аттрактивным свойствам 2-оксо-13-тридеканол существенно уступает (по крайней мере, в 10 раз) гелевому препарату апимил.
По результатам экспериментов можно сделать следующие выводы.
1. Добавление к «Апимилу» веществ, находящихся в теле рабочих особей медоносных пчел и также играющих существенную роль в обмене информацией, усиливает его аттрактивность.
2. Добавление к «Апимилу» нехарактерных для химического языка пчел веществ, например, γ- непредельных альдегидов, обладающих приятным для людей запахом, уменьшает биологическую активность препарата.
К.А.Тамбовцев
Бирская государственная социально-педагогическая академия. Россия
|
