3,10-Диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрил в качестве антидота 2,4-Д на подсолнечнике Российский патент 2023 года по МПК C07D471/14 A01N43/713 A01N25/32 A01P21/00 

Изобретение относится к новым синтетическим, химическим биологически активным веществам из ряда гетероциклических соединений формулы 1:

,

защищающим растения подсолнечника от фитотоксического действия гербицида 2,4-дихлорофеноксиуксусной кислоты (антидотам).

Как известно, подсолнечник является чрезвычайно чувствительной культурой к гербицидам группы 2,4-Д, и в случаях непреднамеренного попадания гербицида на его посевы потери могут составлять, в зависимости от дозы, до 100% [Д. И.Чкаников, М С Соколов. Гербицидное действие 2,4-Д и других галоидфеноксикислот, М.:Наука, 1973, С.95].

Несмотря на интенсивные исследования по изысканию новых антидотов защита вегетирующих растений подсолнечника от повреждающего действия 2,4-Д остаётся актуальной и нерешенной [Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В., Дмитриев И.Г. Синтез новых гербицидных антидотов для подсолнечника. Краснодар: Просвещение-Юг, 2014. С. 79].

Наиболее близким аналогом по структуре и свойствам заявляемого соединения является 3-амино-2-[N-(4-фторфенил)карбамидо]-4,6-диметилтиено[2,3-b]пиридин формулы 2 [«Способ защиты вегетирующих растений подсолнечника от повреждающего действия 2,4-Д», пат. РФ № 2277333 от 10.06.2006 г, заявка № 2005103585 от 14.02.2005]:

Cоединение 2 (прототип) в полевых условиях в дозе 200 г/га на вегетирующих растениях подсолнечника проявляет антидотный эффект по отношению к 2,4-Д около 23 % и может применяться в качестве средства защиты подсолнечника. Однако, активность антидота 2 является недостаточно высокой, при этом доза 200 г/га достаточно высокая и может вызвать негативные экологические проблемы.

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путём, для применения их в сельском хозяйстве в качестве антидотов.

Это достигается применением 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрила 1 на повреждённых вегетирующих растениях подсолнечника.

При этом заявляемые соединения получают обработкой соединения 3 избытком водного раствора формальдегида в диметилформамиде при нагревании в соответствии со следующей схемой:

Получение аналогов соединений 1 описано в литературе [V. V. Dotsenko, S. Yu. Suikov, T. M. Pekhtereva, S. G. Krivokolysko. Mannich reaction in the synthesis of N, S-containing heterocycles. 16. Synthesis of derivatives of tetrahydropyrido[1,2-a][1,3,5]triazine and 5,6,12,13-tetrahydro-1H,8H-dipyrido[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]tetrazocine // Chemistry of Heterocyclic Compounds. – 2013. – V. 49. – №. 7. – P. 1009-1023.]

Методика получения 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрила 1: в химический стакан объемом 25 мл помещают 1,72 ммоль 6-амино-4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила, добавляют 8 мл ДМФА, 2,58 моль триэтиламина и нагревают до растворения. После растворения к смеси добавляют 1,5 мл формальдегида и кипятят при перемешивании в течение 5 минут. Раствор выдерживают при 25 °С в течение 48 часов, получившийся осадок бледно-жёлтого цвета отфильтровывают, промывают этанолом. Выход составил 87,5 %.

Пример 1. Оценка соединений 1 и 2 на антидотную активность на проростках подсолнечника.

Проросшие семена подсолнечника с длиной зародышевого корешка 2-4 мм помещали на 1 ч в раствор 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) в концентрации 10^-3 % в расчёте получения 40-60 % ингибирования роста гипокотиле. После гербицидного воздействия проростки промывали водой и помещали в растворы испытываемых на антидотную активность веществ в концентрациях 10^-2, 10^-3, 10^-4, 10^-5 % (вариант гербицид+антидот). Спустя 1 ч семена промывали водой и раскладывали на полосы фильтровальной бумаги (размер 10×75 см) по 20 штук, которые сворачивали в рулоны и помещали в стаканы с 50 мл воды. Дальнейшее проращивание семян проводили в термостате в течение 3 суток при температуре 28 °С. Температура растворов и промывной воды 28 °С.

Семена варианта «гербицид» (эталон сравнения) выдерживали 1 ч в растворе 2,4-Д в концентрации 10^–3 % и 1 ч в воде.

Семена контрольного варианта 2 часа выдерживали в воде.

Повторность опыта трехкратная. В каждой повторности использовали по 20 штук семян. Защитный (антидотный) эффект определяли по увеличению длины гипокотиле и корня в варианте гербицид+антидот относительно названных величин в варианте «гербицид» (эталон) в процентах.

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с использованием t-критерия Стъюдента при Р = 0,95. Результаты исследований приведены в таблице 1. Как видно из данных таблицы 1, применение на фоне воздействия гербицида предлагаемого в качестве антидота 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрила резко ослабляет токсическое действие гербицида.

Соединение 1 снижало отрицательное действие 2,4-Д на гипокотили проростков подсолнечника на 20-47 % при использовании в основном в трёх и более концентрациях, в то время как соединение 2 (аналог по структуре) проявил антидотный эффект 3-18 %.

Соединение 1 снижало ингибирующее действие 2,4-Д на корни проростков на 39-55 % также при использовании в трех и более концентрациях, соединение 2 (прототип) проявлял антидотный эффект на уровне 10 %.

Таблица 1

Антидотная активность соединений 1 и 2 к 2,4-Д на проростках подсолнечника сорта Мастер.

Препарат Концентрация, % Длина гипокотиле Длина корня мм К 2,4-Д,% мм К 2,4-Д,% Контроль 0 72 120 2,4-Д 10^-3 40 38 2,4-Д+
соединение 1 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 59
48
56
54 147*
120*
140*
135* 58
53
59
59 152*
139*
155*
155* 2,4-Д+
соединение 2 (прототип) 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 41
42
35
35 103*
103*
118
105 42
42
41
41 110*
110*
108
108

*Различия между вариантами достоверны при Р=0,95.

Пример 2. Оценка соединений 1 и 2 на антидотную активность на растениях подсолнечника в условиях полевого опыта.

Оценку антидотной активности заявляемых соединений 1 и прототипа (соединение 2) осуществляли на экспериментальном поле Федерального научного центра биологической защиты растений. Испытания проводили по следующей методике. В полевых условиях растения подсолнечника сорта Мастер в фазу 10-16 листьев обрабатывали водным раствором 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты в дозе 18 г/га и через 3 суток наносили раствор антидота в дозе 100 г/га с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га.

В опыте предусмотрены следующие варианты:

- контроль – необработанные растения;

- «2,4-Д (гербицид)» (эталон) – растения обработанные гербицидом;

- «2,4 Д + антидот» – растения обработанные гербицидом и антидотом.

Опыты проводили на делянках площадью 2,8 м², повторность пятикратная. Уборку урожая подсолнечника проводили в момент полного созревания семян.

Антидотный эффект определяли по абсолютной величине прибавки урожая к гербицидному эталону и в процентах по формуле (1):

А_х = × 100 (1),

где

А_х – антидотный эффект, %;

А – урожай в варианте антидот + гербицид;

Э – урожай в варианте эталон (гербицид).

Полученные данные статистически обработаны с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2

Антидотная активность 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрила 1 и прототипа (соединение 2) в отношении 2,4-Д на подсолнечнике

Антидот Доза антидота, г/га Варианты опыта 2,4-Д
(гербицид) 2,4-Д + антидот Урожайность
ц/га Урожайность
ц/га Антидотная активность ц/га % Соединение 1 100 14,6 23,8 9,2 63,0* Соединение 2
(прототип) 100 14,6 18,0 3,4 23,0* Контроль – 28,0 – – –

Различия между вариантами достоверны при Р = 0.90

Таким образом, использование заявляемого 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрила 1 в качестве антидота позволяет обеспечить антидотный эффект на уровне 60 % против 23 % у прототипа, а также расширить ассортимент известных антидотов.

Изобретение относится к 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]-тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрилу формулы 1. Технический результат - 3,10-диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e][1,3,5,7]-тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрил в качестве антидота 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечник. 2 табл., 2 пр.

3,10-Диметил-1,8-диоксо-5,6,12,13-тетрагидро-1H,8H-дипиридо[1,2-a:1',2'-e] [1,3,5,7]тетразоцин-2,4,9,11-тетракарбонитрил формулы 1

,

проявляющий антидотную активность по отношению к 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоте на подсолнечнике.