2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-изоксазол, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы

Формула изобретения

2,4-Диметил-3-(5-нитрофурфурил)-изоксазол формулы I



проявляющее свойства активатора прорастания семян пшеницы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к новому биологически активному соединению из ряда гетероциклических соединений формулы I,



проявляющему свойство активатора прорастания семян пшеницы.

Соединение I может найти применение в сельском хозяйстве.

Указанное соединение, его химические и биологические свойства в литературе не известны.

Известно применение препарата фурацилин (семикарбазон-5-нитрофурфурол) - аналога по строению заявляемого соединения в качестве антибактериального средства, действующего на различные грамположительные и грамотрицательные микробы [Алексеева Л.Н. Антибактериальные препараты - производные 5-нитрофурана.-Рига: Изд-во АН Латв. СССР, 1963; Гаевый М.Д., Галенко-Ярошевский П. А. , Петров В.И.Фармакология с рецептурой.-Волгоград.-1994.-336 с.]. Однако фурацилин не нашел применения в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян.

В качестве аналога по свойствам известен гиббереллин, широко используемый для активации прорастания семян [Чайлахян М.Х., Гудеова М.М., Хлопенкова Л.П. Влияние фитогормонов и ингибиторов на рост карликовых форм гороха и пшеницы при предпосевной обработке семян. - Доклады АН СССР. - 1975.-Т.225. - N 5. - С. 1217-1220]. Однако гиббереллин - продукт микробиологического синтеза отличается дороговизной и малодоступен.

Задачей настоящего изобретения является получение нового соединения, перспективного для химии биологически активных веществ и сельского хозяйства, обеспечивающего расширение ареала биологически активных веществ, полученных синтетическим путем, по своей эффективности превосходящего аналоги по структуре и свойствам.

Это достигается синтезом 2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-изоксазола, нового, не описанного ранее соединения, проявляющего свойства активатора прорастания семян пшеницы.

Соединение I получали двухстадийным синтезом из 5-нитрофурфурил-бромида и 2,4-пентандиона.

Исходные вещества для получения соединений I - 2,4-пентандион и гидроксиламин производятся в промышленности, 5-нитрофурфурилбромид получают по методике [Howard J.C., Klein G. Phrotochemical oxidation of 5-nitro-2-furfuril iodida.-J.Org. Chem.-1959.-vol.24.-N2.-p.255].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение 2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-изоксазола.

Соединение I получали двухстадийным синтезом из 5-нитрофурфурил бромида и 2,4-петандиона. I стадию проводили по методике [Алкалирование - дикарбонильных соединений 1,2,3-тригалогенпропанами как метод синтеза -замещенных фуранов /Ш. Т.Ахмедов, Н.С.Садыхов, В.М.Исмайлов и др. //ХГС.-1986.-N12.-C. 1602] . II стадию - по способу [Иванский В.И. Химия гетероциклических соединений.-М.: Высшая школа.-1978.-559 с.]

Процесс состоит из следующих стадий:

1 стадия



В колбу к взвеси 3,8 г K₂CO₃ (0,1 моль) в 150 мл диметилсульфоксида (ДМСО) при температуре 10-12^oC добавляли 20 мл ацетилацетона (0,2 моль) и 0,3 г 5-нитрофурфурил бромида (0,05 моль). Смесь перемешивали при непрерывном охлаждении льдом 12 ч. После окончания реакции (контроль ТСХ) реакционную смесь выливали в ледяную воду, осадок отфильтровали, промывали холодной водой. Выход 3-(5-нитрофурфурил)-2,4-пентандиона составил 7,3 г (64,9%). Т_пл = 93^oC.

Вычислено, %: C 53,33; H 4,89; 6,20.

Найдено, %: C 53,4; H 4,83; N 6,28.

ПМР-спектры сняты в CDCl₃ Стандарт ГМДС, ( , м.д., J, Гц):

2,26 (с, 6H, (CH₃)₂); 4,07 (с, CH₂), 7,8 и 8,8 (д, 1H, 3-H, 4-H, J_3,4= 3,6).

ИК-спектры (, см^-1, вазелиновое масло):

1340, 1518 (NO₂); 1518, 1595 (C=C, С=N), 1695 (C=O).

2 стадия



В колбу помещали раствор 2,25 г 3-(5-нитрофурфурил)-2,4-пентадиона (0,01 моль) в 10 мл спирта, добавляли 0,7 г гидроксиламина (0,01 моль), растворенного в 1 мл воды. Реакционную смесь кипятили 2,5 часа, охлаждали на льду, осадок отфильтровывали. Дополнительное количество соединения I получали выпариванием фильтрата. Выход соединения составил 0,94 г (42,3%). Т_пл = 128^oC.

Вычислено, %: C 57,7; H 4,80; N 6,73.

Найдено, %: C 57,54; H 4,95; N 6,71.

Спектры ПМР сняты в CDCl₃, стандарт ГМДС, ( , м.д., J, Гц):

7,24 и 6,22 (д, 1H, 3-H, 4-H, J_3,4=8,6); 3,78 (с, 2-H, CH₂); 2,35 (с, 6H, (CH₃)₂).

ИК-спектры (, см^-1, вазелиновое масло):

1590 (C=N); 1680 (C=C); 1518 (NO₂).

Пример 2. Из учение рострегулирующей активности 2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-изоксазола I на озимой пшенице сорта Юна.

Рострегулирующую активность соединения формулы I и аналога по структуре фурацилина изучали на семенах озимой пшеницы сорта Юна. Соединение формулы I и аналог по строению применяли в виде водных растворов с массовой долей 0,01, 0,001 и 0,0001%, а также аналог по свойствам гиббереллина в виде водного раствора с массовой долей 0,001% путем предпосевного замачивания семян в течение 18 часов. В качестве контроля взяты семена, обработанные водой. В каждом образце использовали по 50 шт. семян. Повторность опыта - трехкратная. Семена проращивали в течение 7 дней в рулонах фильтровальной бумаги. Об активности соединения формулы I судили по влиянию их на всхожесть семян, высоту ростков и длину корней проростков, а также их массу.

Результаты исследований приведены в таблице.

Установлено, что соединение формулы I увеличивает всхожесть семян на 9%, высоту проростков - на 11% и на рост корней проростков существенного влияния не оказывает.

Соединение формулы I активирует синтетические процессы в проростках и увеличивает сухую массу ростков на 10,8% и корней - на 17,4% в сравнении с контролем.

Соединение формулы I изменяет направленность биологических процессов, что проявляется в активации роста надземной части растений и по эффективности воздействия превосходит гиббереллин, аналог по структуре, что улучшает посевные качества семян пшеницы.

Таким образом, соединение формулы I оказывает на семена пшеницы воздействие, аналогичное гиббереллину, и превосходит по своей активности.