Síntese e determinação da configuração absoluta do feromônio sexual de Pellaea stictica (Heteroptera: Pentatomidae), 2,4,8,13-Tetrametiltetradecan-1-ol

Abstract

Resumo: O estudo da ecologia química do percevejo Pellaea stictica (Heteroptera: Pentadomidae) está sendo desenvolvido no Laboratório de Semioquímicos desde 2011, sendo descritos os aspectos relativos à biologia de ninfas e adultos e quanto à identificação e síntese dos compostos defensivos e sexual presentes na mistura feromonal. Através de bioensaios, análises em cromatografia gasosa acoplada à eletroantenografia (CG-EAD) e da síntese dos compostos propostos, foi identificado o feromônio sexual macho-específico de P. stictica, o álcool 2,4,8,13-tetrametiltetradecan-1-ol. Desde a identificação do primeiro feromônio quiral, em 1968, a exo-brevicomina, têm-se o conhecimento da influência da estereoquímica na comunicação química entre os insetos, podendo cada estereoisômero ser responsável por um comportamento. Portanto, para que se possa estabelecer uma correlação entre a estereoquímica do feromônio sexual de P. stictica com sua bioatividade é necessária a determinação de sua configuração absoluta. Com este objetivo, foram elaboradas propostas sintéticas e estratégias para resolução cromatográfica para a obtenção e separação dos estereoisômeros do álcool 2,4,8,13-tetrametiltetradecan-1-ol. Os resultados obtidos durante a execução do projeto indicaram que o composto produzido por P. stictica encontra-se no grupo de estereoisômeros com configuração relativa sin para as metilas das posições-2 e -4. Posteriormente, foi possível confirmar esta sugestão e também indicar a estereoquímica da metila da posição-8 como sendo R-, por meio da síntese enantiosseletiva de um intermediário quiral partindo-se do reagente comercialmente disponível (S)-hidroxi-3-metilpropionato de metila. A partir da proposta biossintética elaborada, sugerindo que todas as metilas tivessem a mesma configuração, foi elaborada a síntese enantiosseletiva do isômero (2R,4R,8R)-2,4,813-tetrametiltetradecan-1-ol. Foi utilizada a estratégia de dessimetrização de compostos meso por meio de uma resolução cinética enzimática, fornecendo o intermediário com a configuração desejada, definindo a estereoquímica das ramificações metílicas das posições-2 e -4. As propostas sintéticas tiveram como etapa chave reações de acoplamento de ligações carbono-carbono via reagentes de Grignard e via olefinação de Wittig. Após a derivatização do álcool 2,4,8,13- tetrametiltetradecan-1-ol com o isômero (R) do reagente de Mosher e por meio de análises de cromatografia em fase gasosa do derivado obtido, foi possível determinar a configuração absoluta do feromônio sexual de P. stictica como sendo 2R,4R,8R.

Abstract: The chemical ecology study of the stink bug Pellaea stictica (Heteroptera: Pentadomidae) has been carried out at Laboratório de Semioquímicos since 2011. Through these studies the biology aspects of nymphs and adults was described, and the defensive and sexual compounds present in the pheromonal mixture were identified. Through bioassays, gas chromatography analysis coupled with electroantenography (GC-EAD) and the synthesis of the proposed structures it was possible to identify a male-specific sexual pheromone of P. stictica as 2,4,8,13-tetramethyltetradecan-1-ol. Since the identification of the first chiral pheromone in 1968, exobrevicomin, the influence of stereochemistry in the behavior among insects is known. In order to establish the correlation between the stereochemistry of the sexual pheromone of P. stictica and its bioactivity, it is necessary to determine its absolute configuration. For this purpose, synthetic and chromatographic resolution strategies were developed to obtain the stereoisomers of alcohol 2,4,8,13-tetramethyltetradecan-1-ol and test their separation in gas chromatograph. The partial results obtained suggested that the compound produced by P. stictica is in the group of stereoisomers with the methyl branches on 2- and 4-positions with syn relative configuration. Later on, it was confirmed and the stereochemistry of the methyl branch on 8-position was determined as R using a chiral intermediate synthesized from the methyl (S)-hydroxy-3-methylpropionate, a commercially available reagent. The biosynthetic proposal suggests that all the methyl branches have the same configuration, so the enantioselective synthesis of (2R,4R,8R)-2,4,813-tetramethyltetradecan-1-ol was elaborated. The strategy of kinetic enzymatic resolution of meso compounds was used to furnish the intermediate with the appropriate configuration, defining the stereochemistry of the methyl branches on 2- and 4- positions. The developed synthetic routes involved carbon-carbon coupling reactions via Grignard reagents and via Wittig olefination as key steps. After the derivatization of alcohol 2,4,8,13-tetramethyltetradecan-1-ol with the R- isomer of Mosher's reagent and the gas chromatography analysis of this derivative, it was possible to determine the absolute configuration of the pheromone of P. stictica as 2R,4R,8R.