7-(2-Арил-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрилы в качестве антидотов 2,4-Д на подсолнечнике Российский патент 2023 года по МПК C07D487/04 A01N43/90 

Изобретение относится к новым синтетическим, биологически активным веществам из ряда гетероциклических соединений, применяемым для защиты растений подсолнечника от фитотоксического действия гербицида 2,4-дихлорорфеноксиуксусной кислоты (антидотам).

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

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 заявляемому соединению является 3-амино-2-[N-(4-фторфенил)карбамидо]-4,6-диметилтиено[2,3-b]пиридин формулы 1 [пат. № 2277333 РФ, МПК A01N 25/32 (2006.01) A01P 15/00 (2006.01)]

Cоединение 1 (прототип) в полевых условиях в дозе 200 г/га на вегетирующих растениях подсолнечника проявляет антидотный эффект по отношению к 2,4-Д на уровне 22-24 % и может применяться в качестве средства защиты подсолнечника. Однако его антидотная активность является недостаточно высокой, при этом доза 200 г/га достаточно высокая и может вызвать негативные экологические проблемы.

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

Это достигается применением 7-(2-[3,4-диметоксифенил]-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрила 2a и 7-(2-[{4-диметиламино}фенил]-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрила 2b:

проявляющих антидотную активность по отношению к 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоте на проростках подсолнечника в лабораторных условиях.

Для создания соединений 2a и 2b была выбрана двустадийная методика, в соответствии с которой на первой стадии 5-амино-3-цианометил-1H-пиразол-4-карбонитрил 3 вводился в реакции конденсации с ароматическими альдегидами в присутствии каталитических количеств морфолина в этаноле при нагревании с образованием 5-амино-3-(2-арил-1-циановинил)-1H-пиразол-4-карбонитрилов 4. Далее 5-амино-3-(2-арил-1-циановинил)-1H-пиразол-4-карбонитрилы 4 были введены в реакцию аминометилирования с избытком 37%-ного водного раствора формальдегида и анилином. Выход продуктов 2a и 2b составил 69 и 71% соответственно.

Получение 7-(2-[3,4-диметоксифенил]-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрила 2a.

1. В круглодонной колбе объемом 100 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 1,00 г (0,007 моль) 5-амино-3-цианометил-1H-пиразол-4-карбонитрила 3, 1,10 г (0,007 моль) 3,4-диметоксибензальдегида, 20 мл этанола и добавляют морфолин в каталитическом количестве (0,3 мл). Реакционную смесь кипятят в течение 4 часов, охлаждают, выдерживают при 25°С в течение 24 ч, осадок отфильтровывают, промывают этанолом (25 мл), высушивают при комнатной температуре, получают 5-амино-3-(2-[3,4-диметоксифенил]-1-циановинил)-1H-пиразол-4-карбонитрил 4а.

2. В термостойкий химический стакан объемом 50 мл помещают 0,40 г (0,0014 моль) полученного на первой стадии 5-амино-3-(2-[3,4-диметоксифенил]-1-циановинил)-1H-пиразол-4-карбонитрила 4а, 0,50 мл (0,014 моль) 37%-ного водного формалина, 0,14 мл (0,0015 моль) анилина (ρ=1,022 г/см³) и 7 мл ДМФА. Раствор выдерживают при 160°C в течение 25 минут при постоянном перемешивании (контроль по результатам тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинах Сорбфил-А, элюент - этилацетат-гексан 1:1), охлаждают в течение 24 ч, осадок отфильтровывают, высушивают при комнатной температуре. Получают соединение 2a в виде светло-желтых кристаллов, выход 69%. Кристаллизация из ДМФА приводит к выделению сольвата состава 2а × ДМФА.

ИК-спектр, ν, см^-1: 3203 сл, 3161 сл (N-H), 2972 сл, 2941 сл, 2915 сл (C-H), 2220 ср, 2204 с (2 C≡N), 1657 c (C=О ДМФА).

ЯМР ¹H спектр (400 МГц, ДМСО-d₆), δ, м.д.: 2.72 (с, 3Н, N(CH₃)₂ ДМФА), 2.83 (с, 3Н, N(CH₃)₂ ДМФА), 3.79 (с, 3H, OCH₃), 3.83 (с, 3H, OCH₃), 4.87 (уш.с, 2Н, NCH₂NH), 5.69 (уш.с, 2Н, NCH₂N), 6.95-6.98 (м, 1H, H⁴ NPh), 7.10-7.13 (м, 3Н, H² H⁶ NPh, Н⁵ 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 7.27-7.30 (м, 2Н, H³ H⁵ NPh), 7.42 (д, 1H, Н⁶ 3,4-(MeO)₂C₆H₃, ³J = 8.6 Гц), 7.60 (c, 1H, Н² 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 7.80 (с, 1H, Ar-CH=), 7.94 (с, 1Н, HC(O) ДМФА), 8.15 (уш.с, 1Н, NH).

ЯМР ¹³С DEPTQ спектр (101 МГц, ДМСО-d₆), δ, м.д.: 30.8* (CH₃ ДМФА), 35.8* (CH₃ ДМФА), 55.4* (OCH₃), 55.7* (OCH₃), 58.2 (NC²H₂N), 64.9 (NC⁴H₂N), 68.8 (=C-CN), 99.7 (C⁸), 111.4* (C²H 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 111.7* (C⁵H 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 114.2 (C≡N), 116.6 (C≡N), 118.5* (C²H C⁶H NPh), 122.2* (C⁴H NPh), 124.3* (C⁶H 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 125.3 (C¹ 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 129.4* (C³H C⁵H NPh), 143.8* (ArCH=), 144.9 (C⁷), 146.6 (C¹ NPh), 148.7 (C³-OMe 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 150.2 (C⁴-OMe 3,4-(MeO)₂C₆H₃), 151.6 (C^8a), 162.3* (HC(O) ДМФА).*Сигнал в противофазе.

Получение 7-(2-[{4-диметиламино}фенил]-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрила 2b.

1. В круглодонной колбе объемом 100 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 1,00 г (0,007 моль) 5-амино-3-цианометил-1H-пиразол-4-карбонитрила 3, 1,10 г (0,007 моль) 4-(диметиламино)-бензальдегида, 20 мл этанола и добавляют морфолин в каталитическом количестве (0,3 мл). Реакционную смесь кипятят в течение 4 часов, охлаждают, выдерживают при 25°С в течение 24 ч, осадок отфильтровывают, промывают этанолом (25 мл), высушивают при комнатной температуре, получают 5-амино-3-(2-[{4-диметиламино}фенил]-1-циановинил)-1H-пиразол-4-карбонитрил 4b.

2. В термостойкий химический стакан объемом 50 мл помещают 0,40 г (0,0014 моль) полученного на первой стадии 5-амино-3-(2-[{4-диметиламино}фенил]-1-циановинил)-1H-пиразол-4-карбонитрила 4b, 0,50 мл (0,014 моль) 37%-ного водного формалина, 0,15 мл (0,0016 моль) анилина (ρ=1,022 г/см³) и 7 мл ДМФА. Раствор выдерживают при 160°C в течение 30 минут при постоянном перемешивании (контроль по результатам тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинах Сорбфил-А, элюент - этилацетат-гексан 1:1), охлаждают в течение 24 ч, осадок отфильтровывают, высушивают при комнатной температуре. Получают соединение 2b в виде желтого порошка в аналитически чистом виде (ТСХ), выход 71%.

ИК-спектр, ν, см^-1: 3273 (N-H), 2901 сл (C-H), 2208 ср (2 C≡N).

ЯМР ¹H спектр (400 МГц, ДМСО-d₆), δ, м.д.: 3.01 (с, 6H, N(CH₃)₂), 4.86 (уш.с, 2Н, NCH₂NH), 5.66 (уш.с, 2Н, NCH₂N), 6.79 (д, 2H, H³ Н⁵ 4-Me₂NC₆H₄, ³J = 8.5 Гц), 6.94-6.98 (м, 1H, H⁴ NPh), 7.11 (д, 2Н, H² H⁶ NPh, ³J = 8.6 Гц), 7.26-7.30 (м, 2Н, H³ H⁵ NPh), 7.67 (с, 1H, Ar-CH=), 7.75 (д, 2H, H² Н⁶ 4-Me₂NC₆H₄, ³J = 8.5 Гц), 8.08 (уш.с, 1Н, NH).

ЯМР ¹³С DEPTQ спектр (101 МГц, ДМСО-d₆), δ, м.д.: 39.6* (N(CH₃)₂), 58.2 (NC²H₂N), 64.7 (NC⁴H₂N), 68.5 (=C-CN), 94.7 (C⁸), 111.7* (C³H C⁵H 4-Me₂NC₆H₄), 114.5 (C≡N), 117.4 (C≡N), 118.5* (C²H C⁶H NPh), 119.7 (C¹ 4-Me₂NC₆H₄), 122.1* (C⁴H NPh), 129.4* (C³H C⁵H NPh), 131.4* (C²H C⁶H 4-Me₂NC₆H₄), 143.9* (ArCH=), 145.6 (C⁷), 146.7 (C¹ NPh), 150.1 (C⁴ 4-Me₂NC₆H₄), 152.1 (C^8a). *Сигнал в противофазе.

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

Проросшие семена подсолнечника сорта Мастер 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.

Таблица 1
Антидотная активность соединений 1, 2a,b к гербициду 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 75 - 161 - 2,4-Д 10^-3 52 - 61 - 2,4-Д+
соединение 2a 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 77
82
85
82 148*
158*
163*
158* 93
97
99
99 152*
159*
162*
162* 2,4-Д+
соединение 2b 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 68
76
82
82 131*
146*
158*
158* 85
92
93
94 139*
151*
152*
154* 2,4-Д+
соединение 1 (прототип) 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 58
67
61
58 112*
129*
117*
112* 73
73
75
75 120*
120*
123*
123* *Различия между вариантами достоверны при Р=0,95.

Как видно из данных таблицы 1, применение на фоне воздействия предлагаемых в качестве антидотов 7-(2-арил-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрилов 2a и 2b значительно ослабляет токсическое действие гербицида. Соединение 2a снижало отрицательное действие 2,4-Д на гипокотили проростков подсолнечника на 48-63%, а соединение 2b - на 31-58% при использовании в основном в трёх и более концентрациях, в то время как соединение 1 (аналог по структуре) проявил антидотный эффект 12-29 %.

Соединение 2a снижало ингибирующее действие 2,4-Д на корни проростков на 52-62%, а соединение 2b - на 39-54% также при использовании в трех и более концентрациях, соединение 1 (прототип) проявлял антидотный эффект на уровне 20-23%.

Изобретение относится к новым синтетическим, химическим биологически активным веществам из ряда гетероциклических соединений, применяемым для защиты растений подсолнечника от фитотоксического действия гербицида 2,4-дихлорорфеноксиуксусной кислоты (антидотам), а именно к 7-(2-арил-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрилу формулы:

.

Техническим результатом изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путём и применяемых в сельском хозяйстве в качестве антидотов на подсолнечнике. 1 табл., 1 пр.

7-(2-Арил-1-циановинил)-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидропиразоло[1,5-a][1,3,5]триазин-8-карбонитрилы:

,

проявляющие антидотный эффект к 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоте на подсолнечнике.