КАЛИЕВЫЕ ИЛИ ГИДРАЗИНИЕВЫЕ СОЛИ 4-ДИНИТРОМЕТИЛ-1,2,3-ТРИАЗОЛОВ, ОБЛАДАЮЩИЕ ГЕРБИЦИДНОЙ АКТИВНОСТЬЮ Российский патент 2010 года по МПК C07D403/04 A01N43/647 

Изобретение относится к области получения органических веществ и может быть использовано в производстве гербицидов и других биологически активных веществ.

Известны гербициды [заявка RU 2004110236/04, A01N 47/38, заявка RU 2005104088/04, C07D 249/14, заявка RU 2007103518/04, C07D 487/04], содержащие в своей структуре 1,2,4-триазольный цикл, связанный с арилсульфонилиминным или сульфонилиминным фрагментами. Патентуемые соединения в комплексе с другими компонентами улучшают переносимость культурными растениями действия гербицидов.

Наиболее близкими к заявляемым гербицидам относят гербициды [заявка RU 2004127655/04, C07D 403/04, заявка RU 2004127663/04, C07D 403/04], являющиеся антидотами от фитотоксического действия гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на проращиваемые семена подсолнечника. Данные гербициды представляют собой 1,2,3-триазолы, связанные с 1,3,5-триазиновым кольцом. Недостатком этих гербицидов является многоступенчатость технологических операций при их получении, а при индивидуальном их применении достигается более низкая биологическая активность.

Задачей данного исследования является разработка способа получения новых гербицидов из дешевых и доступных исходных компонентов без применения сложных технологических операций. Для этого предлагается применение калиевых или гидразиниевых солей 4-аци-динитрометил-1,2,3-триазолов общей формулы V-VIII:

где Kat⁺=К⁺ (V,VII), NH₂NH₃ ⁺ (VI, VIII).

В основе способа получения калиевых V, VII или гидразиниевых VI, VIII солей лежит реакция нуклеофильного замещения нитро- или этоксикарбонильной группы в N-метилированных замещенных 4-динитрометил-1,2,3-триазолах I-IV на калий или гидразиниевую группу в присутствии избытка спиртовых растворов гидроксида калия или гидразин гидрата с выходом до 87%.

I, III R=NO₂, II, IV R=CO₂Et

Исходные N-метилированные 4-тринитрометил-1,2,3-триазолы I, III или N-метилированные этил-1,2,3-триазол-4-ил динитроацетаты II, IV получены обработкой избытком диазометана соответственно тринитроацетонитрила или этилдинитроацетонитрила по методике [Д.В.Мануэль Строение и химия 4-тринитрометил-1,2,3-триазолов. Дисс.… канд. хим. наук. СПб., 1991, 100 с.]. Выход, температура разложения, данные электронных спектров полученных солей V-VIII приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Формулы, выходы, температуры разложения и электронные спектры калиевых V,VII, гидразиниевых VI,VIII солей 4-аци-динитрометил-1,2,3-триазолов № соед. Формула соединения Выход, % Т. разл. °С (растворитель для кристаллизации) Электронный спектр этанол, λ_макс., нм, (Ig ε) V 78 198 (этанол) 232 (3.76) 365 (3.93) VI 80 142 (метанол) 232 (3.77) 365 (3.94) VII 80 182 (этанол) 232 (3.73) 365 (3.97) VIII 87 152 (метанол) 232 (3.87) 365 (4.04)

Полученный технический результат позволяет синтезировать с высоким выходом калиевые или гидразиниевые соли 4-аци-динитрометил-1,2,3-триазолов, а тем самым и вещества, обладающие гербицидной активностью. Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого результата.

Примеры осуществления заявляемого способа получения калиевых или гидразиниевых солей 4-аци-динитрометил-1,2,3-триазолов V-VIII

Пример 1

Калиевая соль 2-метил-4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола (соединение V). К раствору 0,9 г (0,004 моль) 2-метил-4-тринитрометил-1,2,3-триазола (I) в 10 мл этанола прибавляют по каплям при 20°С и перемешивании насыщенный спиртовый раствор гидроксида калия до прекращения образования желтого осадка соли V. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из этанола, получают 0,66 г (78%) целевого соединения. Калиевая соль (V) получена встречным синтезом из 0,7 г (0,003 моль) этил 2-метил-1,2,3-триазол-4-ил динитроацетата (II) и спиртового раствора гидроксида калия, выход 0,44 г (73%).

Найдено, %: N 30,48. C₄H₄KN₅O₄.

Вычислено, %: N 31,11.

Пример 2

Гидразиниевая соль 2-метил-4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола (соединение VI). К раствору 0,9 г (0,004 моль) 2-метил-4-тринитрометил-1,2,3-триазола (I) в 10 мл этанола прибавляют по каплям при 20°С и перемешивании 50%-ный спиртовый раствор гидразин гидрата до прекращения образования желтого осадка соли VI. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из метанола, получают 0,7 г (80%) целевого соединения. Гидразиниевая соль (VI) получена встречным синтезом из 0,7 г (0,003 моль) этил 2-метил-1,2,3-триазол-4-ил динитроацетата (II) и 50%-ного спиртового раствора гидразин гидрата, выход 0,45 г (75%).

Найдено, %: N 45,09. C₄H₉N₇O₄.

Вычислено, %: N 44,74.

Пример 3

Калиевая соль 1-метил-4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола (соединение VII). Получали аналогично соединению (V) из 0,9 г (0,004 моль) 1-метил-4-тринитрометил-1,2,3-триазола (III) и спиртового раствора гидроксида калия.

Растворитель для перекристаллизации - этанол, выход 0,7 г (80%). Калиевая соль (VII) получена встречным синтезом из 0,7 г (0,003 моль) этил 1-метил-1,2,3-триазол-4-ил динитроацетата (IV) и спиртового раствора гидроксида калия, выход 0,46 г (77%).

Найдено, %: N 30,59. С₄Н₄КN₅O₄.

Вычислено, %: N 31,11.

Пример 4

Гидразиниевая соль 1-метил-4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола (соединение VIII). Получали аналогично соединению (VI) из 0,9 г (0,004 моль) 1-метил-4-тринитрометил-1,2,3-триазола (III) и 50%-ного спиртового раствора гидразин гидрата. Растворитель для перекристаллизации - метанол, выход 0,76 г (87%). Гидразиниевая соль (VIII) получена встречным синтезом из 0,7 г (0,003 моль) этил 1-метил-1,2,3-триазол-4-ил динитроацетата (IV) и 50%-ного спиртового раствора гидразин гидрата, выход 0,48 г (80%).

Найдено, %: N 44,18. C₄H₉N₇O₄.

Вычислено, %: N 44,74.

Гербицидная активность заявляемых соединений обеспечивается за счет присутствия в них 1,2,3-триазольного кольца, являющегося антагонистом имидазольного цикла в триазольных аналогах аденина и гуанина [Бойер Дж. Гетероциклические соединения. Ред. Р.Эльдерфильд. М., Мир, 1965, т.7, 295 с.]. Выявлено, что наличие общей системы сопряжения 1,2,3-триазольного кольца с двойной связью, нитро, карбонильной или карбоксильной группами обеспечивает проявление более высокой гербицидной активности [Верещагин Л.И., Тихонова Л.Г., Максикова А.В., Гаврилов Л.Д., Гиреев Г.А. Синтез ацил- и винилзамещенных 1,2,3-триазолов. Журн. орган, химии. 1979, т.15, вып.3, с.612-618].

Испытание биологического действия заявляемых веществ проводили в лаборатории массовых химических анализов ГНУ «Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого овощеводства и бахчеводства» (г.Астрахань) методом серийного разведения. В результате исследования установлено, что соли общей формулы V-VIII проявляют различную гербицидную активность по отношению к сорнякам ячменя, гороха и редиса. Полученные данные биологических исследований приведены в таблице 2. В качестве сравнения использовали гербицидную композицию «Пиразолат».

Таблица 2.
Результаты исследования гербицидной активности калиевых V,VII, гидразиниевых VI,VIII солей 4-аци-динитрометил-1,2,3-триазолов № соед. Формула соединений Гербицидная активность, мг/мл горох редис ячмень V 20,0 20,0 20,0 VI 20,0 20,0 20,0 VII 40,0 40,0 40,0 VIII 40,0 40,0 40,0 Гербицидная композиция «Пиразолат» 20,0 20,0 20,0

Из данных таблицы 2 видно, что наибольшей гербицидной активностью по отношению к сорнякам гороха, редиса и ячменя обладают калиевая соль 2-метил-4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола (V) и гидразиниевая соль 2-метил-4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола (VI).

Таким образом, техническим результатом является синтез новых калиевых или гидразиниевых солей 4-аци-динитрометил-1,2,3-триазола, которые предлагаются использовать в качестве гербицидов, так как полезные растения проявляют хорошую переносимость при обработке этими средствами.

Описываются новые калиевые или гидразиниевые соли 4-динитрометил-1,2,3-триазолов общих формул V-VIII:

где Kat⁺=K⁺(V,VII), NH₂NH₃ ⁺ (VI,VIII), обладающие гербицидной активностью. 2 табл.

Калиевые или гидразиниевые соли 4-динитрометил-1,2,3-триазола общих формул V-VIII:

где Kat⁺=K⁺(V,VII), NH₂NH₃ ⁺ (VI, VIII).