Применение 1,6-диамино-4-арил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрилов в качестве антидотов 2,4-Д на подсолнечнике Российский патент 2024 года по МПК A01N25/32 C07D213/89 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 заявляемым соединениям 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) А01Р 15/00 (2006.01)]:

Соединение 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 1,6-диамино-4-[4-(диметиламино)-фенил]-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила 2а и 1,6-диамино-2-оксо-4-(4-фторфенил)-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила 2b:

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

Для получения соединений 2а,b была выбрана известная методика [Soto J.L., Seoane С, Zamorano P., Cuadrado F.J. A convenient synthesis of N-amino-2-pyridones // Synthesis. 1981, №7, P. 529-530], в соответствии с которой арилметилиденмалононитрилы 3 (Ar=4-(Me₂N)C₆H₄, 4-FC₆H₄) вводились в реакцию конденсации с цианоацетгидразидом 4 в присутствии каталитических количеств морфолина в этаноле при нагревании. Выходы продуктов 2а,b составили 90 и 85% соответственно.

Получение 1,6-диамино-4-[4-(диметиламино)фенил]-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикар6онитрила 2а. К раствору малононитрила (5.0 г, 0.076 моль) и 4-(диметиламино)бензальдегида (11.3 г, 0.076 моль) в 25 мл этанола при перемешивании добавляли 5 капель морфолина. К выпавшему в течение 10 минут оранжевому осадку арилметилиденмалононитрила 3а (Ar=4-(Me₂N)С₆Н₄) добавляли 3.75 г (0.0378 моль) цианоацетгидразида 4. Смесь кипятили при перемешивании до полной конверсии исходных реагентов (по ТСХ). Продукт представляет собой желтый порошок, выход 90%. ЯМР ¹Н (400 МГц, ДМСО-d₆), δ_Н, м.д.: 2.99 с (6Н, H₃CNCH₃), 5.60 уш.с (2Н, N-NH₂), 6.79 д (2Н, Н³ Н⁵ Ar, ³J=8.9 Гц), 7.35 д (2Н, Н² Н⁶ Ar, ³J=8.9 Гц), 8.31 уш.с (2Н, NH₂). ЯМР ¹³С DEPTQ (101 МГц, ДМСО-d₆), δ_С, м.д.: 39.8* (H₃CNCH₃), 73.7 (С⁵), 85.5 (С³), 111.2* (2С, С³ С⁵ Ar), 116.3 (C=N), 117.2 (C=N), 120.6 (С¹ Ar), 129.6* (2С, С² С⁶ Ar), 151.5 (C-NMe₂), 156.8 (С⁴), 159.6 (С⁶), 159.7 (С=O). Найдено, %: С, 61.15; Н, 4.88; N, 28.43. C₁₅H₁₄N₆O (М 294.31). Вычислено, %: С, 61.21; Н, 4.79; N, 28.55.

Получение 1,6-диамино-2-оксо-4-(4-фторфенил)-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрила 2b. К раствору малононитрила (1.0 г, 1.51 ммоль) и 4-фторбензальдегида (1.6 мл, 1.51 ммоль) в 15 мл этанола при перемешивании добавляли 1 каплю морфолина. К выпавшему в течение 10 минут белому осадку арилметилиденмалононитрила 3b (Ar=4-FC₆H₄) добавляли 0.75 г (0.76 ммоль) цианоацетгидразида 4. Смесь кипятили при перемешивании до полной конверсии исходных реагентов (по ТСХ). Продукт представляет собой светло-желтый порошок, выход 85%. ЯМР ¹Н (400 МГц, EMCO-d₆), δ_H, м.д.: 6.07 уш.с (2Н, N-NH₂), 7.37-7.48 м (4Н, Н Ar), 8.80 уш.с (2Н, NH₂). Найдено, %: С, 57.90; Н, 3.11; N, 25.96. C₁₃H₈FN₅O (М 269.23). Вычислено, %: С, 57.99; Н, 2.99; N, 26.01. По совокупности спектральных методов анализа установлено, что структуры синтезированных соединений 2а,b соответствуют структурам заявляемых в качестве антидотов 2,4-Д 1,6-диамино-4-арил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрилов.

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

Проросшие семена подсолнечника сорта Мастер с длиной зародышевого корешка 2-4 мм помещают 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 промывют 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 промывают водой и раскладывают на полосы фильтровальной бумаги (размер 10×75 см) по 20 штук, которые сворачивают в рулоны и помещают в стаканы с 50 мл воды. Дальнейшее проращивание семян проводят в термостате в течение 3 суток при температуре 28°С. Температура растворов и промывной воды 28°С. Семена варианта «гербицид» (эталон сравнения) выдерживают 1 ч в растворе 2,4-Д в концентрации 10^-3 % и 1 ч в воде. Семена контрольного варианта 2 часа выдерживают в воде. Повторность опыта трехкратная. В каждой повторности используют по 20 штук семян. Защитный (антидотный) эффект определяют 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 предлагаемых в качестве антидотов 1,6-диамнно-4-арил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрилов 2а и 2b значительно ослабляет токсическое действие гербицида. Соединение 2а снижало отрицательное действие 2,4-Д на гнпокотили проростков подсолнечника на 20-40%, а соединение 2b - на 25-43% при использовании в основном в трех и более концентрациях, в то время как соединение 1 (аналог по структуре) проявил антидотный эффект 12-28%.

Соединение 2а снижало ннгибирующее действие 2,4-Д на корни проростков на 20-16%, а соединение 2b - на 20-42% также при использовании в трех и более концентрациях, соединение 1 (прототип) проявляло антидотный эффект на уровне 22-23%.

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). Для расширения арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путём и применяемых в сельском хозяйстве в качестве антидотов на подсолнечнике, предлагается использовать 1,6-диамино-4-арил- 2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрилы. 1 табл.

Применение 1,6-диамино-4-арил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3,5-дикарбонитрилов формулы

в качестве антидота 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике.