XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В интегрированной системе защиты растений все возрастающее значение имеют экологически безопасные средства регулирования численности насекомых. Настоящим бедствием для лесов России стало нашествие жука-короеда. Жук-короед (Ips typographus) – обычный обитатель еловых лесов, встречается почти повсеместно в Западной и Восточной Европе; в России — в европейской части, в Сибири, на Дальнем Востоке, Сахалине и Камчатке.

Короед предпочитает ели среднего и большого диаметров, заселяет ствол в области толстой и переходной коры. Короед-типограф является вредителем, способным нападать на деревья, находящиеся в состоянии временного ослабления, в особенности в условиях высокой численности популяции, образует очаги массового размножения в ослабленных, но еще жизнеспособных насаждениях, и относится к группе физиологически активных вредителей.

Применяемые в настоящее время химические способов борьбы заключаются в использовании высокотоксичных хлор-, азот- и фосфорсодержащих инсектицидов (гептахлор, фостиетан, карбофуран, севини т. д.), основными недостатками которых являются:

накопление в живых организмах;

ухудшение экологической ситуации в городах и сельской местности;

не селективность действия;

быстрое развитие привыкания у вредителей (резистентность);

В связи с вышесказанным, разработка экологически безопасных и простых способов борьбы с короедом-типографом, то есть феромонных ловушек, является актуальной задачей на сегодняшний день.

Преимуществами применения феромонного препарата являются:

Биоселективность;

Экологичность;

Отсутствие привыкания у вредителей;

Необходимость применения в малых концентрациях.

Следует отметить, что важным и определяющим для создания феромонной ловушки является оптическая чистота самого феромона (в противном случае, феромонная ловушка будет неэффективной).

Ранее были проделаны попытки для синтеза феромона жука-короеда типографа (цис-вербенола), но все эти способы имели общие недостатки: использование неселективного восстановителя и как следствие низкий выход целевого продукта, необходимость дополнительной модификации восстановителя, сложность выделения целевого продукта, включающая стадии перекристаллизации, фракционную перегонку, центрифугирование и повторную перекристаллизацию.

В своей работе мы попытались разработать эффективный способ получения феромона, направленного на борьбу с короедом-типографом. ИК-спектры записывали на приборе IR Prestige-21 Shimadzu в тонком слое. Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре Bruker AM-300 (рабочая частота 300.13 МГц для ¹Н и 75.47 для ¹³С) в CDCl₃. За внутренний стандарт принимали значение сигналов хлороформа: в ПМР – примесь протонов в дейтерированном растворителе (δ 7.27 м.д.), в ЯМР ¹³С – средний сигнал CDCl₃ (δ 77.00 м.д.). Хроматографический анализ проводили на приборах GC-9A «Shimadzu» [кварцевая капиллярная колонка длиной 25 м, неподвижная фаза – OV-101, рабочая температура 80-280ºC]; газ-носитель – гелий. Оптическое вращение измеряли на поляриметре «Perkin-Elmer 241-MC». Температуры плавления веществ определяли на столике Кофлера модификации S 30A/G. Колоночную хроматографию проводили на силикагеле L (60-200 мкм) (Россия). Для ТСХ использовали пластинки Sorbfil (Россия). Растворители сушили по стандартным методикам. Для восстановления использовали 1S,5S-вербенон (ee 50%) фирмы Fluka, [α]_D²⁰–177^o (в-во).

Восстановление вербенона проводили по следующей схеме. К раствору 0.50 г (3.3 ммоль) енона (2) в 20 мл абс. CH₂Cl₂ прикапывали (при -78 ÷ -65ºC, Ar) 1.6 мл 73%-ного раствора i-Bu₂AlH в толуоле, через 2 ч к реакционной смеси приливали при тех же температурах 7 мл охлажденной H₂O и перемешивали 0.5 ч. Выделившийся осадок отфильтровывали через слой Al2O3 (5 см), органический слой сушили Na2SO4 и упаривали. Получили 0.48 г (97%) цис-вербенола.

[α]25D +2.3º (с 1.20, EtOH), [α]25D −7.70º (с 0.70, СН2Сl2), Rf 0.58 (петролейный эфир : EtOAc, 2 : 1), tпл 66-67ºС, ИК спектр (KBr, , см-1): 3631-3100 (ОН), 1659 (С=С), 1045, 1010 (С−О). Данные спектра ЯМР 1Н идентичны описанным ранее. Cпектр ЯМР 13С (75.47 МГц, CDCl3): 22.59 (к, C-9, С-10), 26.85 (к, С-7), 35.46 (т, С-5), 38.89 (д, С-6), 47.69 (т, С-4), 48.09 (с, С-8), 73.30 (д, С-1), 119.35 (д, С-2), 147.11 (с, С-3).

Таким образом, проделанная нами исследовательская работа позволила разработать эффективный способ получения феромона, направленного на борьбу с короедом-типографом, который не воздействует отрицательно на полезную фауну и окружающую среду.

Выражаю благодарность за помощь в подготовке и проведении работы: к.х.н., доценту кафедры органической и биоорганической химии БашГУ Тухватшину Вадиму Салаватовичу и к.б.н., доценту ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России Тихомировой Галине Михайловне.