применение 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты и ее n-4-хлорбензиламида в качестве антидотов гербицида 2,4-дихлор-феноксиуксусной кислоты на подсолнечнике

Формула изобретения

Применение 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты и ее N-4-хлорбензиламида I-II

I Х - ОН;

II Х - 4-хлорбензиламиноамино;

в качестве антидотов гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к синтетическим, химическим биологически активным веществам пиридинового ряда формулы I-II

I Х-ОН;

II Х=4-хлорбензиламиноамино;

способным снижать фитотоксическое действие гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) на растениях подсолнечника (антидотам). Заявляемые соединения известны ранее (база STN №447432-63-5. 06.09.2002 и 442870-78-2, 07.08.2002 - соединения 1-2 соответственно), однако их антидотные свойства выявлены впервые.

Как известно, подсолнечник является чрезвычайно чувствительной культурой к 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].

До сих пор защита вегетирующих растений подсолнечника от повреждающего действия 2,4-Д остается актуальной и нерешенной.

Наиболее близким аналогом по химической структуре заявляемых соединений является 4-(6-метил-4-метоксиметил-3-циано-2-пиридилокси)-бензоат калия, известный в качестве стимулятора прорастания семян пшеницы [«4-(6-Метил-4-метоксиметил-3-циано-2-пиридилокси)-бензоат калия, проявляющий рострегулирующую активность». Патент РФ №2220958 от 10.01.2004, заявка №2002120606 от 29.07.2002], формулы III

В качестве аналогов по свойствам известны N-замещенные 3-циано-4,6-диметил-5-хлорпиридил-2-сульфониламиды, наиболее активным из которых является соединение IV (прототип) [«N-Замещенные 3-циано-4,6-диметил-5-хлорпиридил-2-сульфониламиды в качестве антидотов гербицида 4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике» Патент РФ №2287273 от 20.11.2006, заявка №2005119555 от 23.06.2005]:

Недостатком N-замещенных 3-циано-4,6-диметил-5-хлорпиридил-2-сульфониламидов, в том числе и соединения IV, является то, что синтез полупродукта для их получения - 3-циано-4,6-диметил-5-хлорпиридил-2-сульфонилхлорида проводится с использованием сжиженного хлора, а следовательно, является опасным производством и требует специального аппаратурного оформления, что приводит к увеличению его стоимости.

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ, полученных синтетическим путем, для использования их в сельском хозяйстве в качестве средств, защищающих вегетирующие растения подсолнечника от повреждающего действия 2,4-Д (антидота). Это достигается обработкой поврежденных растений подсолнечника 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислотой I и ее N-4-хлор-бензиламидом II.

Синтез заявляемых соединений I-II осуществлялся по следующей схеме:

Исходный 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотинамид А диазотировали азотистой кислотой по известному методу Буво с образованием целевой 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты I [Вацуро К.В., Мищенко Г.Л. Именные реакции в органической химии. - М: Химия, 1976. - С.84]. Далее кислоту I переводили в соответствующий хлорангидрид Б кипячением с избытком тионилхлорида аналогично [Вейганд-Хильгетад. Методы эксперимента в органической химии: Пер. с англ. - М.: Химия, 1968. - С 232]. Взаимодействием хлорангидрида Б с бензиламином в присутствие триэтиламина в качестве акцептора хлороводорода синтезировали заявляемый N-4-хлорбензиламид 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)-никотиновой кислоты II аналогично [Вейганд-Хильгетад. Методы эксперимента в органической химии: Пер. с англ. - М.: Химия, 1968. - С.431].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 4,6-Диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновая кислота (соединение I)

Нагревают 6,7 г (24,4 ммоль) амида 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты А с 28,0 мл серной кислоты (d=1,84) до полного растворения, затем охлаждают до 0°С и прибавляют по каплям раствор 3,9 г (56,5 ммоль) нитрита натрия в 20 мл H₂O, поддерживая температуру реакционной массы не выше 0°С. Затем температуру повышают до комнатной и выдерживают реакционную массу при перемешивании 30-60 мин. Содержимое колбы выливают в 60 г измельченного льда, выделившийся осадок отфильтровывают, переосаждают из 10% раствора NaOH, сушат, получают 5,6 г (84%) целевого продукта I в виде бесцветного кристаллического вещества с т.пл.=133-134°С.

Найдено, %: С 53.52; Н 3.36; N 4.30; C₁₄ H₁₁Cl₂NO ₃;

Вычислено, %: С 53.87; Н 3.55; N 4.49.

Масс-спектр, m/z (относит. интенсивность): М⁺ 311 (43), 293 [М-Н₂О]⁺ (88), 267 [М-CO₂]⁺ (100), 232 [М-CI]⁺ (43), 156 [М-ОС ₆Н₄-CI-4, -СО]⁺ (34), 127 [ОС₆Н₄ -CI-4]⁺ (34), 111 [C₆ H₄-CI]⁺ (32).

Пример 2. Хлорангидрид 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты (соединение Б)

Смесь из 3,0 г (10,8 ммоль) 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты I и 12,85 г (0,108 моль) тионилхлорида нагревают при температуре кипения до полного растворения осадка. Избыток тионилхлорида отгоняют под вакуумом. В остатке получают 3,2 г (97%) целевого продукта Б в виде густого масла.

Найдено, %: С 51.09; Н 3,54; N 2.98; N 4.51; С₁₄Н ₁₀Cl₃NO₃;

Вычислено, %: С 50.86; Н 3.05; N 4.34.

Пример 3. Н-(4-хлорбензил)-4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотинамид (соединение II)

К раствору 0,47 г (1,47 ммоль) хлорангидрида 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты Б в 10 мл безводного бензола приливают раствор 0,22 г (1,56 ммоль) 4-хлорбензиламина и 0,14 г (1,42 ммоль) триэтиламина в 5 мл бензола и кипятят реакционную массу 1,5 ч. Отделенный от осадка гидрохлорида триэтиламина реакционный раствор упаривают досуха, остаток перекристаллизовывают из этилацетата, получают 0,57 г (82%) целевого продукта II в виде бесцветного порошка с т.пл=152-154°С.

Найдено, %: С 61.35; Н 3,44; N 9.96; С₂₁Н₁₅Cl ₂N₃O₂;

Вычислено, %: С 61.18; Н 3.67; N 10.19.

Масс-спектр, m/z (относит. интенсивность): M⁺ 434 (41), 294 [М-NHCH₂C₆H ₄CI-4]⁺ (100), 266 [294-СО] ⁺ (33), 231 [266-CI]⁺ (12), 140 [NHCH ₂C₆H₄CI-4] ⁺ (93), 125 [СН₂С ₆Н₄CI-4]⁺ (45).

Пример 4. Оценка соединений I-II на антидотную активность на проростках подсолнечника.

Проросшие семена подсолнечника с длиной зародышевого корешка 2-4 мм помещали на 1 ч в раствор 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) в концентрации 10 ^-3% в расчете получения 40-60% ингибирования роста гипокотиле. После гербицидного воздействия проростки промывали водой и помещали в растворы испытываемых на антидотную активность веществ в концентрациях 10^-2, 10^-3, 10 ^-4, 10^-5% (вариант гербицид + антидот). Спустя 1 ч семена промывали водой и раскладывали на полосы фильтровальной бумаги (размер 10×75 см) по 20 шт., которые сворачивали в рулоны и помещали в стаканы с 50 мл воды. Дальнейшее проращивание семян проводили в термостате в течение 3 суток при температуре 28°С. Температура растворов и промывной воды 28°С.

Семена варианта «гербицид» (эталон сравнения) выдерживали 1 ч в растворе 2,4-Д в концентрации 10^-3 % и 1 ч в воде.

Семена контрольного варианта 2 часа выдерживали в воде.

Повторность опыта трехкратная. В каждой повторности использовали по 20 шт. семян.

Защитный (антидотный) эффект определяли по увеличению длины гипокотиля и корня в варианте гербицид + антидот относительно названных величин в варианте «гербицид» (эталон).

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с использованием t-критерия Стъюдента при Р=0,95.

Результаты исследований приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, применение на фоне воздействия гербицида предлагаемых в качестве антидотов 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты I ее N-4-хлорбензиламида II резко снижает токсическое действие гербицида.

Соединения I-II нивелировали отрицательное действие 2,4-Д на гипокотиле проростков подсолнечника на 29-54% при использовании в трех и более концентрациях, в то время как величина антидотного эффекта прототипа IV составляла 15-30%.

Соединения I-II снижали ингибирующее действие 2,4-Д на корни проростков на 41-50% также при использовании в четырех концентрациях, а прототип IV проявлял антидотный эффект на уровне 17-31%.

Соединение III, являющееся структурным аналогом продуктов I-II, проявляет низкую антидотную активность (8-11% по гипокотилю и 15-18% по корням).

Таким образом, применение заявляемых в качестве антидотов 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты I ее N-4-хлорбензиламида II позволяет эффективно защитить подсолнечник от отрицательного воздействия 2,4-Д, а также расширить ассортимент известных антидотов.

Антидотная активность 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты I, N-4-хлорбензиламида 4,6-диметил-5-хлор-2-(4-хлорфенокси)никотиновой кислоты II и их структурного аналога III и прототипа к 2,4-Д на проростках подсолнечника сорта ВНИИМК-8883
Препарат	Концентрация, %	Длина гипокотиле		Длина корня
		мм	к 2,4-Д%	мм	к 2,4-Д, %
Контроль	0	70		112
2,4-Д	10-3	42		44
2,4-Д +	10 -2	58	138*	62	141*
соединение	10-3	54	129	65	148*
I	10-4	56	134*	62	141*
	10-5	56	134*	66	150*
2,4-Д +	10 -2	53	126	61	138*
соединение	10-3	57	137*	63	144*
II	10-4	58	139*	64	145*
	10-5	65	154*	62	140*
2,4-Д +	10 -2	47	111	51	115
соединение	10-3	44	104	44	101
III	10-4	45	108	49	112
	10 -5	43	103	52	118
2,4-Д +	10-2	53	125*	52	119
соединение	10-3	54	129*	51	117
IV	10 -4	55	130*	58	131*
(прототип)	10-5	48	115*	52	119
* Различия между вариантами достоверны при Р=0,95