Результат интеллектуальной деятельности: Регулятор роста озимой пшеницы и кукурузы

Изобретение относится к химическим средствам, повышающим урожайность растений, в качестве которого предлагается 3-амино-4,5,6-триметилтиено[2,3-b]пиридил-2-карбоновой кислоты (фуран-2-ил-метил)-амид формулы I:

Регуляторы роста растений - одна из самых перспективных групп пестицидов, и не случайно с каждым годом она пополняется новыми препаратами. Достоинство регуляторов роста состоит в том, что они оказывают существенное влияние на ростовые и физиологические процессы, происходящие в растении, позволяя человеку управлять развитием последних в нужном для себя направлении. Применение рострегуляторов обеспечивает, например, решение таких проблем, как повышение урожайности и качества выращиваемой продукции, повышение сопротивляемости болезням и стрессовым ситуациям и многое другое [Защита и карантин растений - 2008. - №12. - С. 54].

Заявляемое соединение ранее в литературе не описано, его рострегулирующие свойства выявлены впервые.

Наиболее близким аналогом к заявляемому соединению по свойствам (прототип) является препарат Бигус, BP (калиевые соли гуминовых кислот, 20-25 г/л по кислоте), который используется для повышения урожайности на озимой пшенице, кукурузе и других культурах [«Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации». Минсельхоз России. Москва. - 2016].

Наиболее близким аналогом по структуре является 2-[N-(2'-йодфенил)карбоксоамидо]-3-амино-4,6-диметилтиено[2,3-b]пиридин формулы II:

Соединение II стимулирует прорастание семян подсолнечника [Пат. РФ, №2276845 от 2006 г. Дмитриева И.Г., Дядюченко Л.В., Стрелков В.Д., Исакова Л.И., Крапивин Г.Д., Заплишный В.Н.].

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путем, для применения их в сельском хозяйстве в качестве регулятора роста растений.

Техническим результатом изобретения является повышение урожайности сельскохозяйственных культур (озимой пшеницы, кукурузы).

Этот результат достигается применением 3-амино-4,5,6-триметилтиено[2,3-b]пиридил-2-карбоновой кислоты (фуран-2-ил-метил)-амида формулы I:

путем обработки вегетирующих растений сельскохозяйственных культур (озимой пшеницы, кукурузы).

Синтез действующего вещества осуществлен авторами в соответствии со схемой:

Взаимодействием 4,6-диметил-3-циано-2(1Н)-пиридинтиона IV с N-фурфурил-2-хлорацетамидом в присутствии эквивалента КОН в растворе ДМФА синтезировали промежуточный продукт III, который, без выделения из реакционной массы, при добавлении эквимолярного количества щелочи циклизуется в целевое соединение I [Хим. фарм. ж. - 1992. - Т. 26. - №11-12. - С. 62-66].

Исходный 4,6-диметил-3-циано-2(1Н)-пиридинтион IV синтезировали известным методом - взаимодействием 4,5,6-триметил-2-хлорникотинонитрила с тиомочевиной [Patent 2555450, Franse, заявл. 34.11.83; опубл. 31.05.85].

Рострегулирующую активность определяли по стандартной методике ЦИНАО [Краткие методические указания по проведению государственных испытаний регуляторов роста растений. ЦИНАО. Москва - 1984 - с. 20].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез 3-амино-4,5,6-триметилтиено[2,3-b]пиридил-2-карбоновой кислоты (фуран-2-ил-метил)-амида (соединение I).

К суспензии из 1,2 г (7,3 ммоль) 4,6-диметил-3-циано-2(1Н)-пиридинтиона IV в 25 мл ДМФА прибавляют раствор 0,41 г (7,3 ммоль) КОН в минимальном количестве воды и перемешивают до полного растворения осадка. Затем в реакционную смесь вносят раствор 1,26 г (7,3 ммоль) N-фурфурил-2-хлорацетамида в 10 мл ДМФА и перемешивают при комнатной температуре 30-40 мин. После повторного внесения водного раствора 0,41 г (7,3 ммоль) КОН перемешивание продолжают еще 40 мин, по окончании разбавляют реакционную массу водой вдвое и выделившийся осадок отфильтровывают, сушат. После перекристаллизации из этанола получают 1,63 г (77%) целевого продукта I в виде кристаллов с Т_пл. 208-209°С.

Найдено, %: С 60,81; Н 5,53; N 13,45. C₁₆H₁₇N₃O₂S;

Вычислено, %: С 60,94; Н 5,44; N 13,33.

Спектр ЯМР ¹H, δ, м.д. (группа): 2,25 (с, 3Н, 5-СН₃); 2,50 (с, 3Н, 6-СН₃); 2,65 (с, 3Н, 4-СН₃); 4,42 (д, 2Н, СН₂); 5,25, 6,35, 7,54 (м, 3Н, Fu); 6,84 (уш. с, 2Н, NH₂); 8,05 (уш. с, 1Н, NH).

Пример 2. Синтез 2-[N-(2'-иодфенил)карбоксоамидо]-3-амино-4,6-диметилтиено[2,3-b]пиридина (соединение II, прототип по структуре)

К суспензии 0,72 г (4,4 ммоль) 3-циано-4,6-диметил-1(Н)-пиридинтиона-2 в 15 мл ДМФА при перемешивании и комнатной температуре прибавляют раствор 0,25 г (4,4 ммоль) КОН, растворенного в min количестве воды, перемешивают до полного растворения осадка и прибавляют раствор 1,3 г (4,4 ммоль) N-(2йодфенил)амида хлоруксусной кислоты в 5 мл ДМФА. Перемешивание продолжают при этой же температуре еще 1 ч, затем в реакционную смесь вносят раствор 0,25 г (4,4 ммоль) КОН в min воды и перемешивают еще 40 мин. Реакционную смесь разбавляют 50 мл воды, образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают. После перекристаллизации из ДМФА получают 1,2 г (67%) целевого продукта в виде белого цвета мелкокристаллического порошка с Т_пл. 242-244°С.

Найдено, %: С 45,66; Н 3,51; N 9,80. C₁₆H₁₄IN₃OS;

Вычислено, %: С 45,40; Н 3,34; N 9,93.

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д. (группа): 2,52 (3Н, с, 6-СН₃ Py); 2,75 (3Н, с, 4-СН₃ Py); 6,88 (2Н, уш. с, NH₂); 7,09 (1Н, м, 5-Н Py); 7,30-7,91 (4Н, м, Ar-Н); 8,99 (1Н, уш. с, N-H).

Пример 3. Оценка соединения I и прототипов на рострегулирующую активность на растениях озимой пшеницы в условиях полевого опыта.

Оценку рострегулирующей активности заявляемого соединения на растениях озимой пшеницы сорта Калым проводили на экспериментальном поле ВНИБЗР. Растения озимой пшеницы обрабатывали водным раствором синтезированного соединения дважды - в фазу кущения (доза 30 г/га) и в фазу флагового листа (доза 30 г/га). Прототип по структуре (соединение II) применяли аналогично, раствор Бигус, BP (прототип по применению) наносили в те же фазы (доза 250 мл/га) с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га.

Опрыскивание проводили с помощью опрыскивателя ОЭМП-16. Площадь опытной делянки 5,6 м², повторность 4-кратная, размещение делянок последовательное. Уборку урожая пшеницы осуществляли в период полного созревания зерна.

Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна растений, обработанных по предлагаемому способу и по эталонной методике, в сравнении с контролем (необработанные растения). Данные учета подвергали статистической обработке с использованием НСР₀₅ [Б.А. Доспехов. Методика полевого опыта. - М: Колос.- 1979. - С. 294-303]. Полученные данные представлены в таблице 1.

НСР₀₅=0,91

Таким образом, испытания, проведенные на озимой пшенице, позволили установить, что заявляемый 3-амино-4,5,6-триметилтиено[2,3-b]пиридил-2-карбоновой кислоты (фуран-2-ил-метил)-амид при двукратном применении в дозе 30 г/га проявляет свойства стимулятора роста, он обеспечил существенное и достоверное повышение урожая зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем и прототипами. Соединение I увеличивало урожай озимой пшеницы на 3,9 ц/га, что составляет 9,6% по отношению к контролю. При этом соединение II (прототип по структуре) способствовал повышению урожайности на 2,9 ц/га (7,1%), Бигус, BP - на 2,5 ц/га (6,1%).

Пример 4. Оценка соединения I и прототипов на рострегулирующую активность на растениях кукурузы в условиях полевого опыта.

Ростсрегулирующую активность заявляемого соединения I изучали также на кукурузе в условиях полевого мелкоделяночного опыта по общепринятой методике ЦИНАО. Для этого растения кукурузы сорта Краснодарская 370МВ обрабатывали раствором соединения I дважды - в фазу 2-4 листьев (доза 30 г/га) и в фазу 5-6 листьев (доза 30 г/га). Прототип по структуре (соединение II) применяли аналогично, раствор Бигус, BP наносили в те же фазы (доза 300 мл/га) с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га.

Площадь опытной делянки - 5,6 м², при четырехкратной повторности опытов. Уборку и оценку урожая осуществляли в период полного созревания семян.

Ростсрегулирующую активность определяли по увеличению урожая семян кукурузы, обработанных заявляемым соединением или прототипом, в сравнении с контролем (необработанные растения). Данные учета подвергали статистической обработке с использованием НСР₀₅. Полученные данные приведены в таблице 2.

НСР₀₅=2,13

Как следует из таблицы 2, обработка растений кукурузы 3-амино-4,5,6-триметилтиено[2,3-b]пиридил-2-карбоновой кислоты (фуран-2-ил-метил)-амидом I имеет преимущество по сравнению с прототипами, обеспечивая прибавку урожая на 6,9 ц/га, что составляет 9,0%, в то время как соединение II способствует повышению урожайности на 3,1 ц/га (4,0%), а Бигус, BP - на 4,2 ц/га (5,5%).

Таким образом, предлагаемое изобретение реализует указанное назначение: заявляемый 3-амино-4,5,6-триметилтиено[2,3-b]пиридил-2-карбоновой кислоты (фуран-2-ил-метил)-амид I проявляет свойства регулятора роста растений, существенно повышая урожайность озимой пшеницы и кукурузы.