Результат интеллектуальной деятельности: 2-{ [3-циано-4-R-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2-ил]тио} -N[(2Z)-3-Ar-4-фенил-1,3-тиазол-2(3Н)-илиден]ацетамиды, способ их получения и применение в качестве антидотов 2,4-Д на подсолнечнике

Изобретения относится к получению синтетических, биологически активных веществ из ряда гетероциклических соединений, и их использованию в сельском хозяйстве для защиты растений подсолнечника от фитотоксического действия гербицида-2,4-дихлорорфеноксиуксусной кислоты.

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. С. 95]. Несмотря на интенсивные исследования по изысканию новых антидотов для 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].

Известны 2-R-3-амино-4,6-диметил-5-Х-тиено[2,3-b]пиридины строения

которые применяют в качестве эффективного антидота гербицидов гормонально типа действия [патент РФ №2232762, МПК C07D 495/02 (2000.01), C07D 213/82 (2000.01), A01N 43/90 (2000.01), A01N 43/40 (2000.01), A01N 25/32 (2000.01) Тиоалкилпиридины и тиено[2,3-b]пиридины - антидоты гербицидов гормонального действия 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. / Е.А. Кайгородова, В.К. Василин, В.А. Тыморин, Н.И. Ненько, Г.Д. Крапивин, Л.В. Дядюченко, Л.И. Исакова, В.Д. Стрелков. БИ №20, 2004]. Это соединение испытано только в лабораторных условиях на проростках подсолнечника, при этом совершенно не очевидно, что высокая биологическая активность сохранится при испытании его в полевых условиях. Очень часто соединения сложной химической структуры не выдерживают действия солнечного УФ-облучения и теряют активность.

Наиболее близким аналогом по структуре и свойствам к заявляемым соединениям является 2-N-(2'-йодфенил)карбоксамидо]-3-амино-4,6-диметилтиено-[2,3-b]-пиридин формулы:

[патент РФ №2276845, МПК A01N 43/90 (2006.01), C07D 495/04 (2006.01), А01Р 21/00 (2006.01). Применение 2-[N-(2'-йодфенил)карбоксамидо]-3-амино-4,6-диметилтиено-[2,3-b]-пиридина в качестве стимулятора прорастания семян. - №2005104358; заявл. 17.02.2005; опубл. 27.05.2006]. Однако это соединение обладает невысокой антидотной активностью.

2-[N-(2'-йодфенил)карбоксамидо]-3-амино-4,6-диметилтиено-[2,3-b]-пиридина соединения получают известным двустадийным методом - взаимодействием соответствующих 3-циано-4,6-диметил-1(Н)пиридин-2-тионов с эквимольным количеством КОН и 2-иодфениламида хлоруксусной кислоты при температуре 20-25°С с последующей циклизацией [Синтез замещенных 2-алкил(арил)тио-3-цианопиридинов и 3-аминотиено-[2,3-b]пиридинов / Е.А. Кайгородова, Л.Д. Конюшкин, С.Н. Михайличенко. В.К. Василин, В.Г. Кульневич // - ХГС, 1996, №10, с. 1432-1437].

Применение соединения 2-[N-(2'-йодфенил)карбоксамидо]-3-амино-4,6-диметилтиено-[2,3-b]-пиридина в качестве ростстимулятора в условиях полевого опыта в дозе 200 г/га увеличивает урожай семян подсолнечника на 2,4 ц/га или на 16%.

Следует отметить основной недостаток использования этого соединения - большая дозировка его применения, а именно доза 200 г/га. Это очень высокая доза для стимулятора роста, которая непременно вызовет соответствующие экологические проблемы, а, следовательно, является препятствием для внедрения данного препарата в систему растениеводства.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ для применения их в сельском хозяйстве в качестве антидотов.

Технический результат достигается синтезом 2-{[3-циано-4-R-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2-ил]тио}-N[(2Z)-3-Ar-4-фенил-1,3-тиазол-2(3Н)-илиден]ацетамидов формулы 1-3:

где 1 Ar=PhMe, R=4-Cl-Ph,

2 Ar=PhMe, R=Tp,

3 Ar=4-Cl-Ph, R=Tp,

и применением их на поврежденных гербицидом вегетирующих растениях подсолнечника с целью снижения негативного действия 2,4-Д в качестве антидота через 3 суток после обработки гербицидом в виде водного раствора в дозе 30 г/га с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га.

Заявляемые соединения получают взаимодействием N-(3-(арил)-4-фенил-1,3-тиазол-2-илиден)-2-хлорацетамидов с 4-(арил)-2-тиоксо-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолин-3-карбонитрилами в присутствии эквивалента KOH в растворе EtOH, в соответствии со следующей схемой:

Соединения 1-3 синтезированы впервые.

Известны исходные соединения, используемые в синтезе целевых производных. Так 4-арил-2-тиоксо-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолины получают по методике, описанной в работе [В.П. Литвинов. Химия тиенопиридинов и родственных систем // Литвинов В.П., Доценко В.В., Кривоколыско С.Г. - М.: Наука. - 2006. - 407 с. ISBN 5-02-033674-2] по схеме:

N-(3-арил-4-фенил-1,3-тиазол-2-илиден)-2-хлорацетамида являются новыми и неописанными соединениями, их получают ацелированием соответствующих 3-арил-4-фенил-1,3-тиазол-2-иминов. Методики синтеза исходных 3-арил-4-фенил-1,3-тиазол-2-иминов хорошо известны и описаны в работе [Sondhi, S.М. Synthesis and anti-inflammatory activity evaluation of some sulfonamide and amidine derivatives of 4-aryl-3-(2 or 4-picolyl)-2-imino-4-thiazolines / S.M. Sondhi, A.D Dwivedi, J. Singh, P.P. Gupta // Indian Journal of Chemistry Sect. B. - 2010. - №49. - P. 1076-1081]. Синтез проводят по схеме:

Таким образом, использование известных исходных веществ при их взаимодействии позволило впервые синтезировать по заявленному способу соединения 1-3 и разработать способ их применения для защиты вегетирующих растений подсолнечника от фитотоксичного действия 2,4-Д.

Пример 1. 2-{[4-(4-хлорфенил)-3-циано-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолин-2-ил]тио}-N-[(2Z)-3-(2-метилфенил)-4-дифенил-l,3-тиазол-2(3Н)-илиден]ацетаамид (соединение 1).

4-(4-хлорфенил)-2-тиоксо-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолин-3-карбонитрил в количестве 0,002 моль растворяли, перемешивая в 5 мл этилового спирта, и добавляли 1 мл 10% гидроксида калия (0,002 моль), в результате цвет раствора изменялся с желтого на светло-оранжевый вследствие образования солей калия. К полученному раствору добавили 0,0022 моль N-(3-(2-метилфенил)-4-фенил-1,3-тиазол-2-илиден)-2-хлорацетамида. Перемешивание продолжали в течение 30 минут при комнатной температуре.

В результате реакции наблюдали выпадение светло-желтого осадка-продукта прямого S-алкилирования. Чистота продукта была проверена с помощью ТСХ: в качестве элюента использовали смесь этилацетата и петролейного эфира в соотношении 1:1. Выход полученного соединения составил 89%.

Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, DMSO-d6), δ, м.д., 1.55-1.1.74 м (4Н, СН₂), 1.98 с (3Н, СН₃), 2.05-2.07 м (2Н, СН₂), 2.30-2.33 т (1Н, СН₂), 2.72-2.78 м (2Н, СН₂), 4.09 д (1H, С(O)-СН₂, ³J 6 Гц), 4.19 д (1Н, С(O)-СН₂, ³J 6 Гц), 7.14-7.29 м (10Н, Н Ar), 7.37-7.41 м (2Н, Н Ar), 7.59-7.62 м (2Н, Н Ar).

Найдено, %: С 67.32; Н 4.46; N 9.13. C₃₄H₂₇ClN₄OS₂.

Вычислено, %: 67.26; Н 4.48; N 9.23. М 607.19.

Пример 2. 2-{[3-циано-4-(2-тиенил)-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолин-2-ил]тио}-N-[(2Z)-3-(2-метилфенил)-4-фенил-l,3-тиазол-2(3H)-илиден]ацетаамид (соединение 2)

4-(2-тиенил)-2-тиоксо-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолин-3-карбонитрил в количестве 0,002 моль растворяли, перемешивая в 5 мл этилового спирта, и добавляли 1 мл 10% гидроксида калия (0,002 моль), в результате цвет раствора изменялся с желтого на светло-оранжевый вследствие образования солей калия. К полученному раствору добавили 0,0022 моль N-(3-(2-метилфенил)-4-фенил-1,3-тиазол-2-илиден)-2-хлорацетамида. Перемешивание продолжали в течение 30 минут при комнатной температуре.

В результате реакции наблюдали выпадение светло-желтого осадка-продукта прямого S-алкилирования. Чистота продукта была проверена с помощью ТСХ: в качестве элюента использовали смесь ацетона и петролейного эфира в соотношении 1:1. Выход полученного соединения составил 91%.

Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, DMSO-d6), δ, м.д., 1.58-1.72 м (5Н, СН₂), 1.97 д (3Н, СН₃, ²J 16), 2.25-2.28 м (1Н, СН₂), 2.73-2.79 м (2Н, СН₂), 4.10 д (1Н, С(O)-СН₂,²J 12 Гц), 4.20 д (1Н, С(O)-СН₂, ²J 4 Гц), 7.15-7.30 м (13Н, Н Ar), 7.88 д (1Н, Н Ar, ³J 5.6 Гц), 14.05 с (1Н, N-H).

Найдено, %: С 66.35; Н 4.58; N 9.67. C₃₂H₂₆N₄OS₃.

Вычислено, %: 66.41; Н 4.53; N 9.68. М 578.13.

Пример 3. N-[(2Z)-3-(4-хлорфенил)-4-фенил-l,3-тиазол-2(3H)-илиден]-2-{[3-циано-4-(2-тиенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2-ил]тио}-ацетамид (соединение 3)

4-(2-тиенил)-2-тиоксо-1,2,5,6,7,8-гексагидрохинолин-3-карбонитрил в количестве 0,002 моль растворяли, перемешивая в 5 мл этилового спирта и добавляли 1 мл 10% гидроксида калия (0,002 моль), в результате цвет раствора изменялся с желтого на светло-оранжевый вследствие образования солей калия. К полученному раствору добавили 0,0022 моль N-(3-(4-хлорфенил)-4-фенил-1,3-тиазол-2-илиден)-2-хлорацетамида. Перемешивание продолжали в течение 30 минут при комнатной температуре.

В результате реакции наблюдали выпадение светло-желтого осадка-продукта прямого S-алкилирования. Чистота продукта была проверена с помощью ТСХ: в качестве элюента использовали смесь ацетона и петролейного эфира в соотношении 1:1. Выход полученного соединения составил 77%.

Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, DMSO-d6), δ, м.д., 1.55-1.78 м (5Н, СН₂), 2.23-2.26 м (1Н, СН₂), 2.74-2.78 м (2Н, СН₂), 4.12 с (1Н, СН₂-С(O)), 4.21 с (1Н, СН₂-С(O)), 6.80 с (1Н, Ar Н⁵), 7.15 д (2Н, Ph Н), 7.21-7.25 м (2Н, Ph Н), 7.27-7.31 м (4Н, Н Ph), 7.33-7.36 м (2Н, Н Ph), 7.39-7.47 м (3Н, Н Tp, Н Ph), 7.65 д (1Н, Н Тр ³J 7 Гц) (1Н, N-H), 7.86 д (1H, Н Tp ³J 5 Гц).

Найдено, %: С 62.16; Н 3.84; N 9.41. C₃₁H₂₃ClN₄OS₃.

Вычислено, %: 62.14; Н 3.87; N 9.35. М 599.18.

Пример 4. Оценка антидотной активности соединений 1-3 и их прототипа на растениях подсолнечника в условиях полевого опыта.

Оценку антидотной активности заявляемых соединений формулы 1-3, взятого за прототип соединения формулы 4:

и сульфалена, взятого за эталон, осуществляли на экспериментальном поле Федерального научного центра биологической защиты растений. Сульфален - фармацевтический антибактериальный препарат, проявляющий антидотные (по отношению к 2,4-Д) свойства [патент РФ №2043021, МПК A01N 25/32 (1995.01) / Антидот гербицидов гормонального действия 2,4дихлорфеноксиуксусной и 4-амино-3,5,6-трихлорпиколиновой кислот. - №5042089/04, заявл. 14.05.1992; опубл. 10.09.1995].

Испытания проводили по следующей методике.

В полевых условиях растения подсолнечника сорта Флагман в фазу 10-16 листьев обрабатывали водным раствором 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты в дозе 18 г/га, а и через 3 суток каждую из делянок отрабатывали растворами соединений формулы 1-3, соединения формулы 4 и эталона в воде в качестве антидотов, в дозе 30 г/га с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га с помощью ранцевого опрыскивателя. Расход рабочей жидкости 300 л/га обусловлен паспортными данными серийной опрыскивающей аппаратуры, которая в настоящее время используется в системе защиты растений.

В опыте предусмотрены следующие варианты:

- контроль - необработанные растения;

- «гербицид» - растения, обработанные гербицидом;

- 2,4- дихлорфеноксиуксусной кислотой;

- «гербицид + антидот» - растения, обработанные гербицидом, а затем и антидотом, в качестве которых использовали заявляемые соединения общей формулы 1-3;

- эталон- растения, обработанные после гербицида сульфаленом.

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 варианту и в процентах по формуле:

А_х - антидотный эффект, %;

А - урожай в варианте гербицид + антидот;

Э - урожай в варианте гербицид.

Полученные данные статистически обработаны с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, использование заявляемых 2-{[3-циано-4-R-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2-ил]тио}-N[(2Z)-3-Ar-4-фенил-1,3-тиазол-2(3Н)-илиден]ацетамидов (соединения 1-3) в качестве антидотов позволяет обеспечить антидотный эффект на уровне 50,4-70,9% против 32,3% у прототипа и 29,9% у эталона, что позволяет сделать вывод о перспективности их применения в качестве антидотов.