Карбамоильные производные 2-тио-5-спироциклогексилгидантоинов, обладающих способностью повышать морозо- и засухоустойчивость пшеницы, и способ их получения Советский патент 1991 года по МПК C07D233/70 A01N43/50 

Изобретение относится к новым производным гидантоина, а именно к 2-тио-5-спи- роциклогексилгидантоинам общей формулы I

0.С

RO-G-K- 3 S

О

где R - н-СзН7, изо-СзНу, обладающим способностью повышать морозе- и засухоустойчивость пшеницы, а также новому способу их получения,

Цель изобретения - способ получения новых производных гидантоина, обладающих способностью повышать морозо- и засухоустойчивость пшеницы, что не характерно для данного ряда соединений.

Пример 1. Получение метиламиноцик- логексанкарбонитрила,

9,82 г (0,1 моль) циклогексанона прибавляют при 0-5°С к насыщенному водному раствору 6,5 г(0,1 моль) KCN и 6,75 г (0,1 моль) СНзМН2°НС1 Перемешивают при 0°С 4 ч, а затем в течение 24 ч при комнатной темпеь. сл сл о о ю

-1

pajrype. Реакционную смесь разбавляют водой. Экстрагируют хлористым метиленом (ЗЯБО мл), сушат над CaCIa, после отгонки растворителя получают 12,8 г{93%)амино- нитрила.

Чистоту продукта контролируют методом тех.

ИК-спектр (КВг) : 2210 (), 3430 см (NH).

; Пример 2. Получение 1-циклогексан- ка рбонитрил-1-метил-З-карбопропокситио- м(|чевины (а) и 2-иминокарбопропокси-З-ме- ти|л-5-тиазолидинимино-4-спироциклогекс- аНа;{б).

I К 0,97 г (0,01 моль) KSCN в 10 мл сухого ацетона прикапывают 1,22 г (0,01 моль) про- пилхлорформиата. Смесь перемешивают комнатной температуре 10-15 ч.

Затем добавляют 1,38 г (0,01 моль) ами- нс|нитрила. По окончании реакции (контроль методом тех), реакционную смесь разбавляют водой (30 мл), выпавшее масло экстрагируют хлороформом (40 мл X 3) сушат, упаривают. Остаток - масло (смесь продуктов а и б, суммарный выход 80%) заливают гексаном ( 100 мл) отфильтровывают кристаллический продукт (а). Получают 1,5 г a,i выход 53%, т.пл. 127°С.

Найдено,%:С55,1:Н7,5;Ы 14,8:511,3. Ci3H2iN302S Вычислено,%: С 54,8; Н 7,5: N 14,4: S 11,1.

ИК-спектр (КВг), уем : 3240, 3420 (NH), 1620-1640 (NCO ассоциирования). После упаривания гексана получают продукт (б) 0;8 г, выход 28%, т.пл. 95-97°С.

Найдено,%:С55,1,Н7,5, N 14,8,5 11,3.

С1зН21Мз025

Вычислено,%: С 55,6, Н 7,5, N 14,7, S 11,4,

ИК-спектр (КВг) : 3300 (Н): 1735 см (С 0).

Пример 3. Получение 1-метил-2-тио- но-3-пропоксикарбониламино-4-окса-1,3- диазоспиро 4,5 декана.

К 1,38 г аминонитрила прибавляют ацетоновый раствор пропоксикарбоизотиоциа- ката. Реакцию выдерживают при 20°С 10-12 ч (контроль методом ТСХ до исчезно- в:ения аминонитрила). Ацетон отгоняют. Остаток заливают 15-20 мл этанола, к которому приливают 5-7 мл 10%-ного раствора HCI. Оставляют смесь при комнатной температуре на 4 ч. Выливают в воду, целевой продукт отфильтровывают. Выход 94%, т.пл.80-82°С.

Найдено,%: С 54,9: Н 7,0: N 9,8: S 11,2.

Ci3H2cN2035

Вычислено,%: С 54,9: Н 7,1: N 9,9: 5 11,3.

ИК-спектр (КВг): 1735, 1785 CM (С 0).

Аналогично получают 1-метил-2-тионо- 3-изопропоксикарбониламино-4-окса-1,3- диазаспиро 4,5 декан. Выход 90%, т.пл. 5 138-139°С.

Найдено,%: С 54,7: Н 7,3: 1М 10,0: 5 10,9.

C13H20N203S

Вычислено,%: С 54,9; Н 7,1; N 9,9:511,3. ИК-спектр (КВг); 1730, 1785 см (С 0). 10Спектр ПМР; 1,24; 1,35 (6Н, д, 2СНз),

1,72 (ЮН, м, цикло-СбНю), 3,07 (ЗН, с. СНз-N), 5,02 (Н, септет, СНз) м.д.

Строение соединения формулы i

(R - СзНу) однозначно доказано методом

15 рентгеноструктур ного анализа. Основные

кристаллографическиеданные

Ci3H2oN2035.

М 268,493, а 11,632 (3), b 12,469 (3), с 10,454(2)/, , у 107,81° (4), 20 V 1443,58 А (3), Z 4 (d) выч. 1,24 г /см, пространственная группа P2i/b. Интенсивность 2389 отражений с 1 2а измерена на дифрактометре РЭД-4.

Структура расшифрована прямым мето- 25 дом по программе Рентген-75. Атомы водорода найдены из разностного синтеза. Уточнение структуры проведено методом наименьших квадратов в полнометриче- CKOvP приближении с учетом анизотропии 30 для атомов 5. О, N, С и изотропии для атомов Н до R 0,061. Рисунок молекулы получен по « программе .

Пример 4. Получение 1-метил-2-тио- но-3-пропоксикарбониламино-4-окса-1,3- 35 диазоспиро 4,5 декана (I).

2,83 г (0,01 моль) 1-циклогексанкарбо- нитрил-Т-метр л-З-карбопропоксит иомочев- ины (а) растворяют в 50 мл этанола, добавляют 10 мл 10%-ного раствора HCI. Смесь 40 кипятят 30 мин, охлаждают до комнатной температуры. Затем реакционную смесь высаживают в воду. Отфильтровывают продукт. Получают 2,7 г (95%).

Пример 5. Получение 1-метил-2-тио- 45 но-3-пропоксикарбониламино-4-окса-1,3- диазоспиро 4,5 декана (i).

2,83 г (0,01 г/моль) 2-иминокар5опро- покси-3-метил-5-тиазолидинимино-4-спир- оциклогексана (б) растворяют в 50 мл этано- 50 ла, добавляют 10 мл 10%-ного раствора HCI. Смесь кипятят, охлаждают до комнатной температуры и выливают в воду. Отфильтровывают продукт. Выход 2,65 г (93%).

П р и.м е р 6. 2,83 г (0,01 г- моль) 2-игии- с нокарбопропокси-З-метил-5-тиазолидини- мино-4-спироциклогексана (б) растворяют в 50 мл этанола, добавляют 7,5 мл концентрированной соляной кислоты (соответствует 5%-ной концентрации HCI в реакционной среде). Смесь нагревают до кипения, охлаждают и выливают в воду. Выход продукта 2,68 г (94%).

Пример 7. 2,83 г (0,01г.моль) 2-имино- карбопропокси-З-метил-5-тиазолидиним- ино-4-спироциклогексана (б) растворяют в 50 мл этанола, добавляют4,8 мл концентрированной HCI (соответствует 3,5%-ной концентрации HCI в реакционной среде). Смесь нагревают при кипении в течение 10 мин. Раствор охлаждают и выделяют целевой продукт. Выход продукта 2,7 г (95%).

Пример 8. В отборочных испытаниях соединений в качестве регулятора роста растений использовалась культура клеток табака, выращиваемая в строго контролируемых условиях (температура 2б°С, модифи- цированная среда по Шенку и Хильдебранту). Испытания проводят при концентрации вещества м. Показания снимают через 120 ч после начала опыта. Результаты приведены в табл.1. Эталоном в этом тесте служит кинетин.

Пример 9. Соединений испытаны в тесте на стимуляцию образования хлорофилла в семядолях огурца, который особенно характерен для цитокининов, обладающих антистрессовой активностью. Семена огурца проращивают в термостате б суток, отделяли семядоли и инкубировали 1 сутки в чашках Петри на растворах исследуемых препаратов. Затем чашки с семядолями переносили на свет и через 3 часа определяли в них концентрацию хлорофилла, Для цитокининов характерна стимуляция образования хлорофилла. Эталон кинетин. Результаты приведены в табл.2.

Пример 10. Десятидневные растения пшеницы, обработанные исследуемым препаратом (через корни) подвергали медленному высушиванию в термостате при 24°С. Через сутки растение переносили во влажную камеру для регенерации и определения выживаемости растений. Результаты приведены в табл.3. Эталоном служил хлорхолин- хлорид.

Пример 11. Десятидневные растения пшеницы, обработанные препаратом (через корни), закаливали 7 дней при температуре +2, + 4°С, одни, сутки промораживают при и затем определяют выход электролитов из тканей листа и стебля. После этого растения убивают кипячением и определяют выход электролитов из убитых тканей.

Отношение выхода электролитов из промороженных тканей к выходу электролитов из убитых тканей есть мера устойчивости тканей к отрицательным температурам. Чем

эта величина, тем выше устойчивость. Эталоном служил хлорхолинхлорид. Результаты приведены в табл.4.

Таким образом, предлагаемый способ предоставляет возможность получения карбамоильных производных 2-тио-5-спиро- циклогексилгидантоина, которые могут найти применение в сельском хозяйстве как препараты антистрессового действия, обладая способностью повышать морозо- и засухоустойчивость пшеницы.

Формула изобретения

1.Карбамоильные производные 2-тио-5- спироциклогексилгидантоинов общей формулы I

О

0«.C N-Cll3

no-C-N-С-$

О

где R - н-СзНу, изо-СзНу. обладающие способностью повышать моро- 30- и засухоустойчивость пшеницы.

2.Способ получения карбамоильных производных 2-тио-5-спироциклогексилги- дантоинов общей формулы I

0

RO-C- й О

р.

N-dH3

c S

где R - н-СзН, изо-СзН,

отличающийся тем, что циклогексанон подвергают взаимодействию с хлоргидра- том метиламина и цианистым калием в водном растворе в стехиометрическом

соотношении, полученный аминонитрил обрабатывают продуктом взаимодействия ал- килхлорформиата с тиоцианатом калия в среде ацетона в стехиометрическом соотношении, полученную смесь 1-Циклогексанкарбонитрил-1-метил-З-карбоалкокситиомо-чевины и 2-иминокарбоалкокси-3-метил-5- тиазолидинимино-4-спироциклогексана подвергают взаимодействию с концентрированной соляной кислотой.

Таблица 1

Результаты испытаний соединений формулы I в качестве регуляторов роста клеток

табака

/;зобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к карбамоильным производным 2-тио-5-спи- роциклогексилгидантоинов формулы SO ,( -C-N- . CHg s где R - н-СзН, изо-СзН, которые обладают способностью повышать морозо- и засухоустойчивость пшеницы. Цель - получение новых соединений новым способом. Получение целевого продукта ведут взаимодействием циклогексанона с хлоргидратом метиламина и KCN в водном растворе в сте- хиометрическом соотношении. Полученный аминонитрил обрабатывают продуктом взаимодействия алкилхлорформиата с тиоциа- натом калия в среде ацетона в стехиометрическом соотношении. Полученную смесь 1-циклогексанкарбонитрил-1-ме- тил-3-карбоал кокситиомочевины и 2-иминокарбоалкокси-3-метил-5-тиазоли- динимино-4-спироциклогексана подвергают взаимодействию с конц. HCI. 2 с.п,ф- лы, 4 табл. сл

Таблица2

Результаты испытания соединения на стимуляцию образования хлорофилла в семядолях огурца

Таблица 3 Результаты испытаний соединений формулы I на засухоустойчивость

Таблица 4 Результаты испытаний соединений (1,2) на морозоустойчивость