ЗАМЕЩЕННЫЕ 2-ТИОКАРБАМОИЛ-3-ФЕНИЛ-3,3а,4,5,6,7-ГЕКСАГИДРО-2Н-ИНДАЗОЛЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И ФУНГИЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ИХ ОСНОВЕ Российский патент 2009 года по МПК C07D231/56 A01N43/56 

Изобретение относится к химии гетероциклических соединений, а именно к замещенным 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолам общей формулы I:

где R1 означает метильную группу, R2 означает атом водорода или метильную группу, либо R1 и R2 совместно означают полиметиленовую цепь с числом атомов углерода от 2 до 5; X, одинаковые или разные, означают алкильный заместитель с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4; п означает целое число от 1 до 5; R3 означает атом водорода, алкильную или арильную группу, содержащую в качестве заместителей алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4. Соединения общей формулы I могут найти применение в качестве сельскохозяйственных, промышленных, медицинских или ветеринарных фунгицидов.

Изобретение относится также к способам получения соединений общей формулы I, к использованию этих соединений в композициях с другими активными и вспомогательными соединениями для борьбы с грибными болезнями растительных организмов, животных или человека.

Известны замещенные 7-бензилиден-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы, общей формулы II, оказывающие депрессантное действие на ЦНС [Krapcho J., Turk Ch.F. Bycyclic pyrazolines. Potential central nervous system depressants and antunflammatory agents. // J.Med.Chem. 1979. - Vol. 22, №2 - P.207-210].

R=CH₃, (CH₂)₂N(CH₃)₂, (CH₂)₃N(CH₃)₂, (CH₂)₃N(C₂H₅)₂

Наиболее близкими к заявленным замещенным 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолам по структуре и биологической активности являются соединения, описанные в работе [Голиков А.Г. Синтез и антимикробная активность некоторых (нитро)фурфурилиденсодержащих гексагидроиндазолов. / Голиков А.Г., Райкова С.В., Бугаев А.А., Кривенько А.П., Шуб Г.М. // Хим. фарм. журнал. - 2005 - Т.39 - №2, - с.22-24], обладающие бактерицидными свойствами в частности 3-(5-нитрофурфурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазол, проявляющий высокую антистафилококковую активность [патент РФ №2273640, МПК C07D 405/14 заявл. 11.01.2005, опубл. 10.04.2006].

3-(5-Нитрофурфурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазол получают взаимодействием 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)циклогексанона с гидразингидратом в среде пропанола-2 с выходом 80%.

Техническая задача состоит в увеличении эффективности и расширении ассортимента фунгицидных препаратов.

Техническим результатом является получение новых замещенных 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолов общей формулы I, обладающих фунгицидной активностью, способы их получения, а также увеличение эффективности фунгицидных средств за счет применения соединений общей формулы I и расширение ассортимента фунгицидных препаратов.

Согласно настоящему изобретению замещенные 2-тиокарбамоил-3-Фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы общей формулы I, где R1 означает метальную группу, R2 означает атом водорода или метальную группу, либо R1 и R2 совместно означают полиметиленовую цепь с числом атомов углерода от 2 до 5; X, одинаковые или разные, означают алкильный заместитель с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4; n означает целое число от 1 до 5; R3 означает атом водорода, алкильную или арильную группу, содержащую в качестве заместителей алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4, получают взаимодействием соответствующих 2-арилиденциклогексанонов III с тиосемикарбазидами IV, где R1, R2 и R3 имеют те же значения, что и в общей формуле I, в среде алифатического спирта, например этанола, с использованием кислотного катализатора, например соляной кислоты или n-толуолсульфокислоты, при нагревании. Таким способом получают преимущественно 3,3a-цис-2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы формулы I.

Согласно настоящему изобретению замещенные 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы общей формулы I по другому способу получают в две стадии из 2-арилиденциклогексанонов III конденсацией с гидразингидратом при кипячении в алифатическом спирте, например этаноле, с последующим ацилированием промежуточных N-незамещенных гексагидроиндазолов V различными алкил- или арилизотиоцианатами VII в инертном растворителе, например диэтиловом эфире, при катализе основаниями, например триэтиламином, 1,8-диазобицикло[5.4.0]ундец-7-еном (ДБУ), тетраметилэтилендиамином (ТМЭДА) и др. Таким способом получают преимущественно 3,3a-транс-2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы формулы I.

Соединения формулы I и соединения, которые могут использоваться в качестве промежуточных в способах их получения, могут существовать в одной или нескольких изомерных формах как в зависимости от цис- и транс-взаимного расположения 3- и 3a-протонов, так и в зависимости от числа ассиметрических центров молекулы. Следовательно, изобретение также относится ко всем пространственным и оптическим изомерам, к их рацемическим смесям и к соответствующим диастереоизомерам соответствующего ряда.

Замещенные 2,2-диметил-6-арилиденциклогексаноны III получают метилированием 2-метил-6-арилиденциклогексанонов VII по Джонсону действием метилйодида в тирет-бутаноле в присутствии трет-бутилата калия [Johnson W. Introduction of the angular methyl group. The preparation of cis- and trans-9-methyldecalone-1. //J. Am. Chem. Soc. - 1943. - Vol. 65, №7. - P.1317-1324.]:

Замещенные 2-метил-6-бензилиденциклогексаноны VI получают взаимодействием 2-метилциклогексанона с ароматическими альдегидами в присутствии оснований, например, водного раствора гидроксида калия при нагревании [Jonson W. Introduction of the angular methyl group.The preparation of cis- and trans-9-methyldecalone-1.// J. Am. Chem. Soc. - 1943. - Vol. 65, №7. - Р.1317-1324].

Новые замещенные 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы общей формулы I, обладают фунгицидной активностью.

Техническим результатом изобретения также является разработка фунгицидных композиций, состоящих из замещенных 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолов общей формулы I в концентрации 0,1-99% и вспомогательных веществ, которые успешно могут быть применены для борьбы с вредоносными грибковыми болезнями сельскохозяйственных культур, животных или человека.

Успешное применение пестицидов для борьбы с различными вредными организмами в большой степени зависит от препаративной формы препарата и условий, при которых действующее вещество контактирует с вредителями и возбудителями заболеваний растений. В зависимости от физико-химических свойств препарата, его назначения и способа применения выбирается наиболее эффективная и экономичная препаративная форма (композиция), это могут быть, например, дусты, гранулы, микрокапсулированные препараты, смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, мази, вододиспергируемые гранулы, суспензионные концентраты. Препаративные формы помимо действующего вещества, могут включать в свой состав наполнители, растворители, поверхностно-активные вещества, смягчители воды, синергические добавки и др. Известен препарат цинеб, который применяют в виде 70 и 80%-ного смачивающегося порошка для борьбы с болезнями яблони, сливы, картофеля томатов, огурцов капусты в период вегетации, а также как протравитель семян. [Пестициды и регуляторы роста растений: Справ, изд. / Н.Н.Мельников, К.В.Новожилов, С.Р.Белан. - М.: Химия, 1995, с.24, с.316.].

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами:

Пример 1. 2-Тиокарбамоил-3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7 гексагидро-2H-индазол (1)

Смесь 0.50 г (2.01 ммоль) 2,2-диметил-6 (4 хлорбензилиден) циклогексанона, 0.366 г (4.02 ммоль) тиосемикарбазида, 20 мл этанола и 2 мл (0,0236 моль) концентрированной соляной кислоты кипятят в течение 3 часов, охлаждают, упаривают растворитель в вакууме водоструйного насоса. К остатку прибавляют 15 мл диэтилового эфира и кипятят в течение 10 минут, осадок отфильтровывают, фильтрат упаривают в вакууме водоструйного насоса. Остаток перекристаллизовывают из изопропанола, получают 0.35 г (54%) 7,7-диметил-3-(4-хлорбензилиден)-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазола (1) с т.пл. 169-170°C, R_f=0,52 (хлороформ).

¹Н ЯМР-спектр (в CDCl₃: δ, м.д.; J, Гц): 0.52-0.73 м (1Н, ⁶CH₂-⁵CH₂-⁴CH₂, e), 1.20 с (3H, CH₃), 1.30 с (3H, CH₃), 1.46-1.70 м (5H, ⁶CH₂-⁵CH₂-⁴CH₂, a), 3.29-3.42 м (1H, ^3aCH; транс-изомер), 3.43-3.59 м (1H, ^3aCH; цис-изомер), 5.27 д (1H, C³HN; ³J=4.4; транс-изомер), 5.89 д (1H, C³HN; ³J=11.8; цис-изомер), 6.98 д (2H, 2CH_аром; ³J=7.35), 7.30 д (2H, 2CH_аром; ³J=8.8), 8.32 уш. с (1H, NH).

Найдено,%: C, 60.05; H, 6.45; N, 12.71; Cl, 10.93; S, 10.01. C₁₆H₂₀ClN₃S. Вычислено, %: C, 59.70; H, 6.26; N, 13.06; Cl, 11.01; S, 9.96.

ИК-спектр (в вазелиновом масле; ν, см^-1): 3404 и 3280 (N-H), 1588 (C=N), 1556 (C=S).

Аналогично получены замещенные 2-тиокарбамоил-3-арил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы (Таблица 1)

Таблица 1.
Температуры плавления и выход синтезированных 2-тиокарбамоил-3-арил-3,3a,4,5,6,7 гексагидро-2Н-индазолов
№ R1 R2 R3 X Т.пл., °С Выход, % 1 2 3 4 5 6 7 1 CH₃ CH₃ H 4-Cl 169-170 54 2 CH₃ CH₃ H 4-Br 181-183 47 3 CH₃ CH₃ H 3,4-Cl₂ 193-195 27 4 CH₃ CH₃ H 4-CF₃ 190-191 28 5 CH₃ CH₃ H 2-СН₃ 230-231 56

1 2 3 4 5 6 7 6 CH₃ CH₃ H 2,4-Cl₂ 195-196 15 7 CH₃ CH₃ H 2-Br 199-201 13 8 CH₃ CH₃ H 2-Cl 172-174 22 9 CH₃ CH₃ H 4-NO₂ 164-166 60 10 CH₃ H H 4-Cl 87-89 49 11 CH₃ H H 4-Br 135-137 20 12 (CH₂)₃ H 4-Cl 213-215 63 13 CH₃ CH₃ C₆H₅ 4-Cl 170-172 67 14 CH₃ CH₃ C₆H₅ 4-Br 184-186 75 15 CH₃ CH₃ C₆H₅ 2-Br 195-196 43 16 CH₃ CH₃ C₆H₅ 2-Cl 193-194 41 17 CH₃ H C₆H₅ 4-Cl 191-193 68

ЯМР ¹Н спектры записаны на приборе «Bruker AC-200» (рабочая частота 200 МГц), химические сдвиги измерены относительно тетраметилсилана, в качестве растворителя использовали CDCl₃ (для соединения * d₆DMSO). ИК-спектры записаны на приборе "Specord M80" с призмами KBr или NaCl в тонком слое (жидкости) или в виде суспензии в вазелиновом масле (кристаллические вещества).

Пример 2. 3-(4-Хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H индазол (18) Раствор 3,73 г (0,015 моль) 2,2-диметил-6-(4-хлорбензилиден)циклогексанона и 1,65 г (0,033 моль; 1,65 мл) гидразин гидрата в 15 мл этанола кипятят в течение 2 часов, охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают и промывают 2 мл этанола. Получают 3,70 г (94%) 3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазола (18) с т.пл. 104-106°C, R_f=0,36 (хлороформ).

ИК (ν, см^-1): 3354 (N-H), 1596 (C=N), 1504 (C=C_аром).

Пример 3. 2-(N-Фенилтиокарбамоил)-3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазол(19)

К раствору 1,0 г (0,0038 моль) 3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола в 8 мл диэтилового эфира прибавляют 1,03 г (0,0076 моль) фенилтиоизоцианата и 0,025 г (0,25 ммоль) триэтиламина, реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 3 часов, упаривают растворитель, к остатку прибавляют 5 мл гексана, перемешивают, остаток промывают 2 мл гексана и перекристаллизовывают из смеси изопропилового спирта и ДМФА (4:1 по объему), получают 1,04 г (56%) 2-(N-фенилтиокарбамоил)-3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазола (19) с т.пл. 168-169°C, R_f=0,61 (хлороформ).

Аналогично получены замещенные 2-тиокарбамоил-3-арил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы (Таблица 3)

Таблица 3.
Температуры плавления и выходы синтезированных 2-тиокарбамоил-3-арил-3,3a,4,5,6,7 гексагидро-2H-индазолов
№ R1 R2 R3 X Т.пл., °C Выход, % 13 CH₃ CH₃ C₆H₅ 4-Cl 168-169 56 19 CH₃ CH₃ CH₃ 4-Cl 206-207 54 20 CH₃ CH₃ 4-ClC₆H₄ 4-Cl 194-195 47 21 CH₃ CH₃ 4-CF₃C₆H₄ 4-Cl 175-176 78

Пример 4. Композиция концентрата эмульсии

Действующее вещество: (замещенные 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы) - 70 г

Алкилбензолсульфокислоты кальциевая соль (АБСК) - 15 г

Оксиэтилированный октилфенол (ОП-7) - 70 г

Циклогексанон - 280 г

Смесь ксилолов - 110 г

1-Метилнафталин - 45 г

Керосин в количестве, достаточном для получения 1 л раствора.

Пример 5. Испытания на фунгицидную активность соединений проводили в экспериментах in vitro. [Методические рекомендации по определению фунгицидной активности новых соединений. Черкассы: НИИТЭХИМ. 1984. 34 с.].

Действие препаратов на радиальный рост мицелия определяли растворением композиции соединения в ацетоне и внесением аликвоты в картофеле-сахарозный агар при 50°С до концентрации 30 мг/л по действующему веществу. Конечная концентрация ацетона в контрольных растворах и в растворах с действующими веществами составила 1%. В чашки Петри, содержащие 15 мл агаровой среды, наносили иглой культуры грибов на агаровую поверхность. Образцы выдерживали в инкубаторе при 25°С и измеряли радиальный рост через 3 суток. Процент ингибирования рассчитывали по Эбботу по отношению к необработанному контролю. В качестве эталона использовали коммерческий фунгицид триадимефон в той же концентрации. Результаты испытаний представлены в таблице 3.

Таблица 5.
Результаты испытаний замещенных 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолов на фунгицидную активность в концентрации 30 мг/л. Соединение Подавление развития микроорганизмов, % V.i. R.s. F.o. F.m. B.s. S.s. 1 40 50 46 58 77 26 2 48 52 27 56 67 25 3 28 41 27 47 73 19 4 47 34 9 29 64 26 5 25 43 6 19 55 24 6 50 53 28 48 63 14 7 33 21 10 29 49 6 8 30 36 15 50 38 11 9 25 7 8 - 18 4 10 45 61 38 55 74 27 11 54 42 20 45 67 19 12 41 33 19 55 60 18 13* 15 0 26 48 54 13 13** 17 17 - - 21 3 14 13 23 31 52 43 7 15 30 23 7 20 14 7 16 30 55 8 27 12 19 17 23 18 12 58 19 10 19 38 38 24 40 48 13 20 18 13 6 11 2 1 21 10 1 14 - 0 3 Триадимефон (эталон) 41 43 77 87 44 61 * цис-2-[N-(4-хлорфенил)тиокарбамоил]-3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазол,
** транс-2-[N-(4-хлорфенил)тиокарбамоил]-3-(4-хлорфенил)-7,7-диметил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазол.

Триадимефон-3,3-диметил-1-(1,2,4-триазол-1-ил)-1-(4-хлорфенокси)-бутанон-2.

Обозначения фитопатогенных грибов: V.i. - Venturia inaequalis, R.s. - Rhizoctonia solani, F.o. - Fusarium oxysporum, F.m. - Fusarium moniliforme, B.s. - Bipolaris sorokiniana, S.s. - Sclerotinia sclerotiorum.

Применение соединений общей формулы I как в индивидуальном виде, так и в композициях с другими активными и вспомогательными соединениями, позволяет в случае применения соединений 1, 2, 6, 10, 11 более эффективно бороться с грибковыми заболеваниями сельскохозяйственных культур в сравнении с применяющимся сельскохозяйственным фунгицидом - триадимефоном.

Изобретение относится к новым замещенным 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолам общей формулы I,

где R1=CH₃, R₂=H, СН₃, R1+R2=(CH₂)_m, m=2-5;

X=C_kH_2k+1, k=1-4, Hal, NO₂, C_kF_2k+1 n=1-5; R3=CH₃, Alk, Ar, и способам их получения, первый из которых заключается в конденсации 2-арилиденциклогексанонов II с тиосемикарбазидами III в алифатическом спирте в присутствии кислоты в качестве катализатора при нагревании (таким способом получают преимущественно 3,3а-цис-2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-

гексагидро-2H-индазолы формулы I); по второму способу конденсацией 2-арилиденциклогексанонов II с гидразингидратом при кипячении в алифатическом спирте, получают промежуточные N-незамещенные гексагидроиндазолы IV, которые ацилируют алкил- или арилизотиоцианатами в инертном растворителе в присутствии основного катализатора при комнатной температуре (таким способом получают преимущественно 3,3a-транс-2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-

гексагидро-2Н-индазолы формулы I).

Изобретение также относится к фунгицидной композиции, содержащей замещенные 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы общей формулы I, например 7-метил- или 7,7-диметил-3-(4-хлорбензилиден)-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы, которые показывают фунгитоксичность выше, чем у эталона триадимефона. 4 н.п. ф-лы, 5 табл.

1. Замещенные 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолы общей формулы I,

где R1 означает метильную группу, R2 означает атом водорода или метильную группу, либо R1 и R2 совместно означают полиметиленовую цепь с числом атомов углерода от 2 до 5, X, одинаковые или разные, означают алкильный заместитель с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4, п означает целое число от 1 до 5, R3 означает атом водорода, алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4 или арильную группу, содержащую в качестве заместителей атом водорода, атом галогена или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4.

2. Способ получения замещенных 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолов общей формулы I, где R1 означает метильную группу, R2 означает атом водорода или метильную группу, либо R1 и R2 совместно означают полиметиленовую цепь с числом атомов углерода от 2 до 5, X, одинаковые или разные, означают алкильный заместитель с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4, n означает целое число от 1 до 5, R3 означает атом водорода, алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4 или арильную группу, содержащую в качестве заместителей атом водорода, атом галогена или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4,
заключающийся в том, что замещенные 2-бензилиденциклогексаноны формулы II, где R1, R2, X и n имеют те же значения, что и в формуле I, вводят во взаимодействие с тиосемикарбазидами формулы III, где R3 имеет те же значения, что и в формуле I, в среде алифатического спирта в присутствии кислотных катализаторов при нагревании

3. Способ получения замещенных 2-таокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолов общей формулы I, где R1 означает метильную группу, R2 означает атом водорода или метильную группу, либо R1 и R2 совместно означают полиметиленовую цепь с числом атомов углерода от 2 до 5, X, одинаковые или разные, означают алкильный заместитель с числом атомов углерода от 1 до 4, атом галогена, нитрогруппу или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4, n означает целое число от 1 до 5, R3 означает атом водорода, алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4 или арильную группу, содержащую в качестве заместителей атом водорода, атом галогена или перфторалкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 4,
заключающийся в том, что 2-арилиденциклогексаноны II, где R1, R2, X и n имеют те же значения, что и в формуле I, конденсируют с гидразингидратом при кипячении в среде алифатического спирта, с получением N-незамещенных гексагидроиндазолов формулы IV, где R1, R2 и Xn имеют те же значения, что и в формуле I, которые ацилируют алкил- или арилизотиоцианатами V, где R3 имеет те же значения, что и в формуле I, в инертном растворителе в присутствии оснований в качестве катализаторов

4. Фунгицидная композиция, содержащая действующее вещество в концентрации 0,1-99% и вспомогательные вещества, отличающаяся тем, что в качестве фунгицида используют замещенные 2-тиокарбамоил-3-фенил-3,3a,4,5,6,7-гексагидро-2H-индазолы формулы I по п.1.