6,6'-[Метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрил) в качестве антидота 2,4-Д на подсолнечнике Российский патент 2024 года по МПК C07D401/12 A01N25/32 A01N43/40 

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 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 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]:

Соединение 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 путем, для применения их в сельском хозяйстве в качестве антидотов.

Это достигается применением 6,6'-[Метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила) 1 на поврежденных вегетирующих растениях подсолнечника.

При этом заявляемое соединение получают обработкой пиридина формулы 3 избытком водного раствора формальдегида в диметилформамиде (ДМФА) в присутствии избытка триэтиламина при нагревании в соответствии со следующей схемой:

Методика получения 6,6'-[метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила) 1. К суспензии 300 мг (1.72 ммоль) 6-амино-4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила 3 добавляют 8 мл ДМФА и избыток триэтиламина (0.36 мл, 2.6 ммоль). Смесь нагревают до гомогенизации, после чего добавляют избыток (1.5 мл) 37%-ного формалина и кипятят при перемешивании в течение 5 минут. Раствор выдерживают при 25°С в течение 48 часов, осадок отфильтровывают, промывают EtOH. Выход 87%, порошок бледно-желтого цвета.

ИК-спектр, v, см^-1: 3336 уш, сл (N-H), 2198 с (C=N), 1659 ср (С=O).

Спектр ЯМР ¹H (400 МГц, ДМСО-d₆), δ_H, м.д.: 2.16 с (6Н, 2 Me), 4.91 т (2Н, NH-CH₂-NH, ³J_CH-NH=6.1 Гц), 6.48 т (2Н, NH-CH₂-NH, ³J_CH-NH=6.1 Гц). Сигнал NH не наблюдается - очевидно, вследствие дейтерообмена.

Спектр ЯМР ¹³С DEPTQ (101 МГц, ДМСО-d₆), δ_С, м.д.: 19.0* (2 СН₃), 45.9 (NHCH₂NH), 74.4 (2 С⁵), 87.7 (2 С³), 118.8 (2 C=N), 119.7 (2 C=N), 156.1 (С⁴), 159.5 (С²), 170.5 (С⁶). * Сигналы в противофазе.

Найдено, %: С, 56.45; Н, 3.48; N, 31.02. C₁₇H₁₂N₈O₂ (М 360.33). Вычислено, %: С, 56.67; Н, 3.36; N, 31.10.

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 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 Стьюдента при Р=0,95. Результаты исследований приведены в таблице 1. Как видно из данных таблицы 1, применение на фоне воздействия гербицида 2,4-Д предлагаемого в качестве антидота 6,6'-[метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила) 1 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 трех 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%.

* 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):

, (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.

Различия между вариантами достоверны при Р=0.90

Таким образом, использование заявляемого 6,6'-[метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила) 1 в качестве антидота позволяет обеспечить антидотный эффект на уровне 60% против 23% у прототипа, а также расширить ассортимент известных антидотов.

Изобретение относится к новым химическим биологически активным веществам, в частности к 6,6'-[метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрилу) формулы 1. Технический результат изобретения заключается в расширении арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путем, применяемых в сельском хозяйстве в качестве антидотов к гербициду 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике. 2 табл., 2 пр.

6,6'-[Метиленди(имино)]бис(4-метил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрил) формулы 1

,

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