193804. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fáraóhangya /monomorium pharaonis/ nyomjelző feromonjának, a /+/ faranalnak előállítására
193804 A találmány tárgya új eljárás a fáraóhangya (Monomorium pharaonis L.) nyomjelző feromonja, az (I) képletü ( + )-faránál előállítására. A fáraóhangya az ember környezetében megtelepedett társulásalkotó rovarfajok egyik rendkívül kellemetlen képviselője. Az eredetileg trópusokon élő rovarfaj a múlt század végén jelent meg Európában. A nagyvárosok központi fűtéssel ellátott épületeinek klímájához gyorsan alkalmazkodott és különösen a paneles technológiával épült lakótelepek épületeiben fordul elő. Jelentős fáraóhangya fertőzést észleltek Angliában, Csehszlovákiában, Lengyelországban, Német Demokratikus Köztársaságban és a Német Szövetségi Köztársaságban. Hazánkban 1971-ben jelent meg és azóta városaink kellemetlen rovarkártevőjévé vált. A fáraóhangya minden élelmiszert felkeres, elfogyaszt, patogén baktériumok és vírusok széthurcolásával fertőző betegségeket terjeszthet, és látványa sem kellemes. A fáraóhangya a méhekéhez hasonló bolyokban él. A bolyban több, esetenként néhány száz királynő is lehet. Egy királynő életében (270 nap) mintegy 300 petét rak, amiből 38—40 nap alatt fejlődik dolgozó. Az anyaboly rövid idő alatt több ún. leánybolyt hoz létre, amelyekkel kapcsolatban marad. Mivel a rovarfaj a meleg (27°C) egyenletes hőmérsékletű helyeket kedveli, leggyakrabban központi-, távfűtő, vagy melegvíz-vezeték környezetében a falban, bútorokban és esetenként élelmiszerekben — a szokásos rovarirtószerek számára hozzáférhetetlen helyen — telepszik meg. A fáraóhangya táplálékszerzésre és vonulásra 20—25 m-es járatokat használ, melyeket a fajra specifikus csalogató anyaggal, ún. nyomjelző feromonnal jelöl meg. Korábban a fáraóhangya mirigyszervéből három csalogató hatású alkaloidszerű anyagot — a 2-but i 1 - 5-pen ti l-pir rol id int és a (3S, 5R, 9R) - -oktahidro-indolizint — izolálták. [F. J. Ritter, 1. E. M. Rotgans, E. Talman, P. E. J. Verwiel, F. Stein: Experientia, 29, 530 (1973); E. Talman, F. J. Ritter, P. E. J. Verwiel: Mass Spectrometry in Biochem. and Med. (A. Frigerio and N. Castognoli, eds.), Raven Press, New York 1974, p. 197; F. J. Ritter, C. J. Persoons: Drug Design (ed. E. J. Adriens), Vol. VII., Academic Press, New York, 1976. p. 59]. Az anyagok mérsékelt erősségű csalogató hatást mutattak a rovarfajra. Ritter és munkatársai 1977-ben közölték a fáraóhangya Dufour-mirigye által nagyon kis mennyiségben termelt anyag izolálását és szerkezetfelderítését (F. J. Ritter, I. E. M. Brüggemann-Rotgans, P. E. J. Verwiel, C. J. Persoone, E. Talman: Tetrahedron Lett., 1977, 2617). Az anyag a fenti nitrogén tartalmú komponenseknél 104-szer kisebb koncentrációban — 0,005—0,5 ng/cm koncentráció tartományban — egyértelmű követési választ váltott ki a fáraóhangya dolgozóiban. 1 2 A rendkívül erős csalogató hatású anyag — Ritter és munkatársai későbbi vizsgálatai [Ritter, F. J., Brüggemann-Rotgans, I. E. H. Verwiel, P. E. J., Stein, F., La Brijn J., Persoons, C. L: Proc. Int. Congr. Int. Union Study Soc. Insects, 8th, 1977, p. 41; Kobayashi, M., Koyama, T. Ogura, K., Seto, S., Ritter, F. J., Brüggemann-Rotgans I. E. M.: J. Am. Chem. Soc., 102, 6602 (1980); T. Koyama, M. Matsubara, K. Ogúra, I. E. M. Brüggemann, A. Vrielink, Naturwissenschaften, 70, 469 (1983)] alapján az (I) képletű (3S,4R)- (6E.10Z)-3,4,7,11 -tetrametil-6,10-tridekadienalnak, ún. (+ ) -faranálnak bizonyult. A (—)-faránál (ent-I) gyakorlatilag hatástalan. A sztereo:zomerek, a (3R,4R)-konfigurációjú diasztereomer, vagy a (lOE)-konfigurációjú vegyület lényegesen gyengébb hatású. A fáraóhangya elleni védekezés rendkívül nehéz, ma még nem megoldott. A hagyományos rovarirtószerek számára a rejtett bolyban élő királynők és lárvák elérhetetlenek. A dolgozók irtásával időlegesen elért populációcsökkenést viszont a gyors szaporodás rövid idő alatt pótolja. Napjainkban védekezésül élelmiszerekbe kevert íztelen és szagtalan lassan ható gyomormérgeket (pl.: tallium-szulfát) használnak. Ezek alkalmazása magas humán toxícitásuk miatt csak különleges feltételek mellett engedélyezett. A fáraóhangya irtására újabban juvenil hormon hatású anyagot tartalmazó készítményeket alkalmaznak. Az élelmiszerbe bekevert juvenoidot a dolgozók a bolyba behurcolják, ami ott egyrészt gátolja a királynő peterakását, másrészt megakadályozza a lárvák kifejlődését dolgozókká. A csalétek hatékonyságát nagymértékben fokozni lehet a fajra csalogató hatású anyagokkal. Erre legalkalmasabbnak a fáraóhangya nyomjelző feromonja, a (+)-faránál látszik. A ( + )-faránál (I) és a racém faránál előállítására több eljárást is kidolgoztak. Ezek célja elsősorban a vegyület szerkezetének igazolása volt. A (-f)-faranál (I) előállítását F. J. Ritter és munkatársai [Kobayashi M., Koyama T., Ogura K., Seto S., Ritter F. J., Brüggemann-Rotgans I. E. M.: J. Am. Chem. Soc., 102, 6602 (1980); Kobayashi M., Koyama T., Ogura K-, Seto S.: Koen Yoshishu-Tennen Yuki Kagobutsu Toronkai 22nd, 1979, 164] ún. bioszintézissel végezték. Eljárásukban homogeraniolból [2(E) ,6(Z) -3,7-dimetil-2,6-nonadién-l-ol] indultak ki, amit foszforileztek és a nyert homogeranil-pirofoszfátot disznómájból kivont tisztított farnezil-pirofoszfát szintetáz enzimrendszer segítségével kapcsolták (Z)-3-metil-3 pentenit-pirofoszfáttal. A kapcsolási reakcióban 12,3 mg (37,5 mmol) homogeranil-pirofoszfátból, 50 mg enzim felhasználásával, hidrolízis után 0,7 mg 4 (R) -2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
