Результат интеллектуальной деятельности: N,N'-тетраметилметилендиамин щавелевокислый - эффективное водорастворимое средство с ростостимулирующей и фунгицидной активностью

Предлагаемое изобретение относится к области новых высокоэффективных, малотоксичных и экологически сбалансированных средств защиты растений с широким спектром действия, конкретно, водорастворимой соли N,N'-тетраметилметилендиамина щавелевокислого формулы (1) в качестве средства с ростостимулирующей активностью.

Соединение формулы (1) находят применение в качестве модифицированных средств защиты растений от корневых гнилей и средств, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур [Н.Б. Трошина, Л.Г. Яруллина, О.Б. Сурина, И.В. Максимов. Индикаторы устойчивости растений и активные формы кислорода. III. Влияние бисола-2 и байтана на морфогенез и защитный ответ клеток неморфогенных каллусов пшеницы, инфицированных возбудителем твердой головни. // Цитология, Т. 48, №6, 2006, с. 495-499].

Известен (H. Kanno. Pure&Appl. Chem. 1987. Vol. 59. №8. P. 1027-1032) фунгицид и инсектицид бупрофезин общей формулы (2), производное 1,3,5-тиадиазинан-2-она, предназначенный для борьбы с грибковыми заболеваниями сельскохозяйственных культур и вредоносными насекомыми.

Производство известного фунгицида базируется на использовании труднодоступных и токсичных исходных реагентов.

Известен (Ю.В. Ревин, Патент РФ. №2254715, Б.И. №18 (27.06.2005)) фунгицид N-[1-(бутилкарбомоил)-бензоимидазолил-2]-0-метилкарбомат](фундазол) общей формулы (3), который используется в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями растений.

Соединение (3) проявляет фунгицидную активность, однако он обладает тератогенным эффектом и раздражает кожные покровы человека.-

Наиболее близким примером [У.М. Джемилев, А.Г. Ибрагимов, P.P. Хайруллина и др., Патент РФ. №2541532, Б.И. №5 (20.02.2015)] является водный раствор ди-{4-[(тетрагидро-4H-1,4-оксазин-4-ил)-метилсульфанил]-фенилового} эфира щавелевокислого (4), проявляющий ростостимулирующую и фунгицидную активность.

Способ получения известного соединения (4) основан на использовании труднодоступного и дорогостоящего дм-{4-[(тетрагидро-4H-1,4-оксазин-4-ил)-метилсульфанил]-фенилового} эфира, а также для соединения (4) отсутствуют сведения о фунгицидной и ростостимулирующей активности в условиях полевых испытаний.

Таким образом, известные в литературе фунгициды являются токсичными, а их способы получения основаны на использовании труднодоступных и дорогостоящих исходных реагентов.

Предлагается водорастворимый фунгицид N,N'-тетраметилметилендиамин щавелевокислый (1) в качестве эффективного средства с ростостимулирующей активностью.

Ростостимулирующая активность (1) была изучена в Республике Башкортостан ФГБНУ Башкирским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства, Казангуловским научным подразделением. Климатические условия опытного поля, где проводились исследования, характеризовались жарким летом и холодной зимой (продолжительность периода с температурой выше 0°С составляет 150 дней, выше +10°С - 137 дней). Среднегодовое количество осадков составляет 310-335 мм, из них за май-июнь 55-70 мм, за вегетационный период - 164-210 мм. Согласно полученным данным (табл.1) вегетационный период 2017 года был благоприятным для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Почвенный покров Предуральской степной зоны, в основном, представлен типичными карбонатными черноземами (66%) и характеризуется высокой водопроницаемостью и низкой водоудерживающей способностью (табл. 2).

Способ получения соли N,N'-тетраметилметилен диамина щавелевокислого формулы (1) основан на перемешивании N,N'-тетраметилметилендиамина с эквимольным количеством водного раствора и щавелевой кислоты при температуре 25°С в течение 3 часов при атмосферном давлении [Селимов Ф.А., Джемилев У.М., Вахитов В.А., Ибрагимов А.Г., Шангареев Т.Э., Яхин И.А., Хуснутдинов Р.И., Орловский Л. А., Явгильдин Р.Ш. Способ получения солей N,N'-тетраметилметилендиамина. Патент РФ. №2169729, Б.И. №18 (27.06.2001)]. Выделяют водорастворимую соль N,N'-тетраметилметилендиамина щавелевокислого формулы (1) с выходом ~99%. Реакция протекает по схеме:

Спектральные характеристики соли N,N'-тетраметилметилендиамин-щавелевокислого (1)

ИК, см^-1: 1021, 1236, 1306, 1414, 1472, 2800 (C-N); 1634 (С=O); 3400 (ОН). Спектр ЯМР ¹Н (DMSO-d₆, м.д.): 2.43 и 2.45 оба с ((А), 12Н, N(Me)₂); 4.31 уш.с ((А), 2Н, NCH₂). Спектр ЯМР ¹³С (DMSO-d₆, м.д.): 34.62 и 38.68 ((A), Me); 79.54 ((А), СН₂); 167.20 ((Б), С=O)).

Пример 1. Изучение эффективности щавелевокислой соли N,N,N,N'- тетраметилметандиамина (1) на посевах яровой пшеницы "Экада 109" в предуральской степной зоне Республики Башкортостан (табл. 3). Вид испытания: полевой опыт

Площадь опытных делянок - 4,0×25=100 м², площадь учетных делянок - 4,0×25=100 м², повторность - 3-х кратная.

Агротехнические мероприятия. Предшественник растения, на котором проводилось испытание: яровая пшеница по чистому пару. Обработка почвы: вспашка на глубину 23-25 см (сентябрь), ранневесеннее боронование (май), предпосевная культивация (май). Внесение удобрений и посев: пшеница сорта: Экада 109 (норма посева семян: 5 млн. всхожих зерен на гектар; способ сева: рядовой с шириной междурядий 15 см). Наименование и сроки проведения мероприятий по уходу за посевами: химпрополка в период кущения яровой пшеницы (гербицид Чисталан Экстра + Ризобакт). Технология и способ применения препаратов: поделяночное опрыскивание ранцевым опрыскивателем.

Методика проведения испытаний. Фазы развития растений в период проведения исследований: полные всходы, кущение, колошение - цветение, полная спелость зерна. Для определения структуры урожая за один-два дня до начала уборки яровой пшеницы с каждой делянки отбирали по 4 сноповых образца. После просушки снопов определили: массу 1000 зерен и натурный вес зерна. Уборку и учет урожая яровой пшеницы проводили самоходным комбайном прямым комбайнированием. При этом убирали всю площадь делянки. Пересчет урожая проводили на 100%-ную чистоту и 14%-ную влажность зерна.

Результаты по влиянию водорастворимой соли (1) на урожайность и качество зерна представлены в таблицах 4 и 5.

На контрольном опыте без обработки семян водорастворимой солью (1) урожайность зерна яровой пшеницы составила 23,1 ц/га. Наибольший ростостимулирующий и фунгицидный эффекты получены при обработке семян водорастворимой солью (1) в дозе 1 кг/т при концентрации 0,01%.

Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о высокой эффективности N,N'-тетраметилметилендиамин-щавелевокислого общей формулы (1) на посевах яровой пшеницы в дозе 1 кг/т при концентрации раствора (0,01%) в условиях черноземных почв Республики Башкортостан. Применение водорастворимой соли (1) позволило увеличить урожайность яровой пшеницы на 2,9 ц/га.