3-(2-Тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-он в качестве антидота 2,4-Д на подсолнечнике Российский патент 2023 года по МПК C07D311/12 A01N25/32 A01N43/16 A01P15/00 

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 остается 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 путем, для применения их в сельском хозяйстве в качестве антидотов. Это достигается применением 3-(2-тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-она 2:

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

Для создания соединения 2 была выбрана двустадийная методика, основанная на видоизмененной процедуре, описанной в работе [Ramanna S., Rao V. R., Kumari T. S., Padmanabha Rao T. V. Synthesis of N-(4-2H-1-benzopyran-2-one-2-thiazolyl) phthalimides. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. 1995. Vol. 107. N 1-4. P. 197-204]. На первой стадии 3-ацетил-2H-хромен-2-он 3 под действием брома в уксусной кислоте превращался в 3-(2-бромацетил)-2H-хромен-2-он 4. Дальнейшая обработка 3-(2-бромацетил)-2H-хромен-2-она 4 тиоцианатом калия в кипящем ацетоне приводит к образованию 3-(2-тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-она 2:

Получение 3-(2-тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-она 2.

1. В колбу объемом 250 мл поместили 7,80 г (0,04 моль) 3-ацетилкумарина, добавили 60 мл уксусной кислоты и нагрели до растворения при перемешивании. Раствор охладили до 25°С и по каплям добавили 2,1 мл Br₂. Перемешивание продолжали при нагревании (40°С) в течении 0,5 ч. Наблюдали образование осадка желтого цвета. Осадок отфильтровали, промывали смесью н-бутанол : гексан (1 : 1). Выход 3-(2-бромацетил)-2H-хромен-2-она 4 составил 5,34 г (79%), белый мелкокристаллический порошок. ИК спектр (ν, см^-1): 1712, 1674 (С=О).

2. В колбу Эрленмейера объемом 100 мл внесли раствор 3,10 г (0,041 моль) роданида аммония в 20 мл ацетона. При перемешивании к раствору добавили 8,20 г (0,036 моль) 3-(2-бромацетил)-2H-хромен-2-она 4. Гетерогенную смесь перемешивали в течении 1 ч при кипячении. После охлаждения светло-желтый продукт отфильтровали, получили 4,10 г (83%) 3-(2-тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-она 2.

ИК-спектр, ν, см^-1: 3038 сл, 2982 сл, 2928 сл (С-H), 2154 с (SC≡N), 1709 c (C=О), 1672 c (C=О), 1599, 1554 (C=C).

ЯМР ¹H спектр (400 МГц, ДМСО-d₆), δ, м.д.: 4.90 (с, 2Н, C(O)CH₂SCN), 7.43-7.47 (м, 1H, H⁶), 7.50 (д, 1H, Н⁸, ³J = 8.3 Гц), 7.77-7.82 (м, 1H, H⁷), 8.01 (дд, Н⁵, ³J = 7.7 Гц, ⁴J = 1.3 Гц), 8.89 (с, 1Н, Н⁴).

ЯМР ¹³С DEPTQ спектр (101 МГц, ДМСО-d₆), δ, м.д.: 44.5 (CH₂SCN), 112.9 (SCN), 116.3* (С⁸Н), 118.1 (С^4а), 122.0 (С³), 125.3* (С⁶Н), 131.3* (С⁵Н), 135.5* (С⁷Н), 149.1 (С⁴Н), 154.8 (С^8а), 158.5 (С²=О), 189.1 (С=О). *Сигнал в противофазе.

Пример 1. Оценка соединения 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 расчете 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, 2 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 79,0 - 163,0 - 2,4-Д 10^-3 40,0 - 101,0 - 2,4-Д+
соединение 2 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 49,5
59,0
57,5
61,5 124*
148*
144*
154* 131,0
160,0
153,0
147,5 130*
158*
151*
146* 2,4-Д+
соединение 1 (прототип) 10^-2
10^-3
10^-4
10^-5 45,0
52,0
47,0
45,5 113*
130*
118*
114* 121,0
121,0
124,0
124,0 120*
120*
123*
123*

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

Как видно из данных таблицы 1, применение на фоне воздействия предлагаемого в качестве антидота 3-(2-тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-она 2 значительно ослабляет токсическое действие гербицида. Соединение 2 снижало отрицательное действие 2,4-Д на гипокотили проростков подсолнечника на 24-54%, в то время как соединение 1 (аналог по структуре) проявил антидотный эффект 13-30%.

Соединение 2 снижало ингибирующее действие 2,4-Д на корни проростков на 30-58% при использовании в трех и более концентрациях, соединение 1 (прототип) проявляло антидотный эффект на уровне 20-23%.

Изобретение относится к применению 3-(2-тиоцианатоацетил)-2H-хромен-2-она

в качестве антидота 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике. Техническим результатом изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путем, для применения их в сельском хозяйстве в качестве антидотов. 1 табл., 1 пр.

Применение 3-(2-тиоцианатоацетил)-2Н-хромен-2-она формулы в качестве антидота 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике.