Похідні 1-вініл-3,4-епоксициклогексану як регулятори росту рослин

Похідні 1-вініл-3,4-епоксициклогексану - 1-(2гідрокси-5-вінілциклогексил)-1-метил-3фенілсечовина (1) та 1-(2-гідрокси-5вінілциклогексил)-1-бензил-3-фенілсечовина (2), які мають росторегулюючу активність. 2 них фітогормонів, відомий під назвою «Івін» [4, 5]. Івін на практиці зарекомендував себе як високоактивний регулятор росту рослин, що сприяє підвищенню врожаю озимої пшениці та овочевих культур. Однак, прибавка врожаю отримана при обпобприскуванні рослин розчином препарату, що є значним недоліком оскільки обприскування більш трудомісткий у порівнянні з передпосівною обробкою зерна процес. N-Оксид 2,6-диметилпіридину являє собою рідину яка легко поглинає вологу повітря та вуглекислий газ в результаті чого утворюються кристалогідрати та карбонати. Це є додатковим суттєвим недоліком препарату, що обмежує його зберігання, транспортування, виготовлення та використання робочих розчинів [5]. Задачею корисної моделі є розширення асортименту регуляторів росту рослин з високою активністю та широким спектром дії. Задача вирішується використанням наступних сполук: 1-(2-гідрокси-5-вінілциклогексил)-1-метил3-фенілсечовини (1) та 1-(2-гідрокси-5вінілциклогексил)-1-бензил-3-фенілсечовини (2) як регуляторів росту рослин. U Корисна модель належить до сільського господарства і може бути використана для регулювання процесів росту та розвитку рослин. Застосування регуляторів росту дозволяє повніше реалізувати потенційні можливості рослин, закладені природою та селекцією. Оскільки використання регуляторів розвитку рослин в сільськогосподарській галузі передбачає певний економічний ефект, важливість розробки нових регуляторів росту не викликає сумнівів. Відомо використання моноетаноламіну як регулятора росту рослин, але він рекомендований для стимулювання росту однодольних рослин, що обмежує можливості його застосування [1]. Також використовують індолілоцтову кислоту (гетероауксин), до її недоліків слід віднести недостатньо високий рівень росторегулюючої активності яка не забезпечує необхідний рівень розвитку підземної частини рослин. Крім того, препарат нестійкий при зберіганні [2]. Росторегулюючий ефект сполук, що заявляються, порівнювали з аналогом та прототипом. Як аналог за хімічною будовою взято N-(nнатрійсульфонатофеніл)-N'-{2-окси-2-(nнітрофеніл)-етил}тіосечовину [3], як прототип взято N-оксид 2,6-диметилпіридину - аналог природ O OH (13) 1 H N N 61503 O OH H N (11) N UA CH3 (19) (21) u201014602 (22) 06.12.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) КАС'ЯН ЛІЛІЯ ІВАНІВНА, КАРАБАНОВ ЮРІЙ ВІКТОРОВИЧ, ГАПОНОВА РИТА ГЕОРГІЇВНА, ПАЛЬЧИКОВ ВІТАЛІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, СЕФЕРОВА МАРИНА ФЕДОРІВНА, РИБАЛКО ВАСИЛЬ ЄВГЕНОВИЧ (73) ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. О. ГОНЧАРА 2 3 OH 61503 4 CH3 H N H N H3C S O2 N SO3Na аналог N N CH3 H N O OH O OH O 2 1 прототип Додатковий позитивний момент використання сполук (1, 2) пов'язаний з синтезом їх із промислово доступного 1-вініл-3,4-епоксициклогексану (3), який в свою чергу синтезують із димеру бутадієну (1-вінілциклогекс-3-ену) - багатотонажного продукту хімічної промисловості [6]. Для отримання 1вініл-3,4-епоксициклогексану (3) розроблено промисловий метод [7]. Спосіб синтезу, фізико-хімічні властивості та параметри ІЧ-спектрів сполук що заявляються наведено в роботі [8]. Для синтезу сечовин (1, 2) проводили взаємодію еквімольних кількостей аміноспиртів (4, 5) [8] з фенілізоціанатом в розчині бензолу при температурі 20 °С за методикою, наведеною в роботі [9]. R NH2R O 3 NHR 2-пропанол 20оС H N N OH PhNCO PhH, 20oC 4,5 H N N OH O 1,2 R=CH3 (1 (34 %), 4 (64 %)), CH2Ph (2 (41 %), 5 (64 %)) Приклад. До розчину 1.19 г (0.01 моль) фенілізоціанату в 10 мл бензолу додають 1.55 г (0.01 моль) 2-(метиламіно)-4-вінілциклогексанолу (4) в 5 мл бензолу і перемішують реакційну масу при температурі 20 °С протягом 1 години (дані тонкошарової хроматографії). Кристали, що випадають, відфільтровують і висушують на повітрі. Вихід сполуки (1) 0.93 г (34 %), т.пл. 243-246 °С. ІЧ-1 спектр (КВr), см : 3210, 1620, 1585, 1530, 1460, 1445, 1390, 1150, 1060, 1020, 990, 740. Знайдено, %: С 70.15; Н 8.11; N 10.03. C16H22N2O2. Обчислено, %: С 70.07; Н 8.03; N10.22. Аналогічно з використанням 2-(бензиламіно)4-вінілциклогексанолу (5) [8] синтезують Nбензилсечовину (2). Вихід 1.44 г (41 %), т.пл. 261-1 263 °С. ІЧ-спектр (КВr), см : 3270, 3045, 1610, 1570, 1530, 1470, 1270, 1200, 1057, 860, 760. Знайдено, %: С 75.38; Н 7.29. C22H26N2O2. Обчислено, %: С 75.43; Н 7.43. Росторегулюючу активність речовин (1, 2) вивчали в лабораторних умовах, модельні рослинні об'єкти дослідження - капуста та овес. Дослідження проведені за загальноприйнятим стандартним методом на проростках рослин [10]. У кожному варіанті досліду п'ять повторень, у кожному повторенні - 10-11 рослин. У чашки Петрі на поверхню застиглого агару, що містив досліджувану речовину певної концентрації, розкладалося насіння капусти та вівса. Пророщення насіння здійснювалося в термостаті (три доби, температура 22-24 °С). Після пророщення чашки Петрі переносили у витяжну шафу з додатковим освітленням. У шафі рослини витримували ще 4 доби. Потім проводили облік дослідів шляхом вимірювання довжини коріння, стебел або листя і визначали схожість насіння. Отримані дані статистично обробляли та представляли у вигляді середньої арифметичної величини. Помилка не перевищувала 0.7-2.5 %. У контрольному варіанті пророщення проводили на застиглому агарі, що містить замість розчинів сполук воду. Всі випробувані речовини розчиняли у воді. Результати випробувань всіх сполук обчислені у відсотках відносно контролю, дані наведені в таблиці. Серед пропонованих сечовин більший практичний інтерес має сполука (1). Як стимулятор росту вона на 17 % перевершує аналог по рівню впливу на ріст кореня капусти. Коріння обох досліджуваних рослин стимулює на рівні прототипу, а величина стимуляції росту надземної частини рослин перевищує прототип на 6-7 %. Речовини (1, 2) підвищують схожість насіння капусти й вівса і вже в мінімальній концентрації (0.0001 %) перевищують активність аналога та прототипу. Івін на схожість насіння капусти не проявляє достовірної дії, а схожість насіння вівса стимулює в концентрації, що в 100 разів більша, ніж для препарату (1). Сечовини (1, 2) мають практичне значення і можуть знайти застосування для регулювання росту рослин, підвищення їх врожайності. Більш висока активність речовин, що заявляються, передбачає можливість зниження ефективних доз, що має істотне значення для екології та економіки. 5 61503 6 Таблиця Вплив речовин на ріст рослин і схожість насіння в % до контролю Речовина OH Аналог H N H N S O2N Прототип (Івін) Концентрація розчину, % Хімічна формула SO3Na H3 C N CH3 Довжина частин рослин, % до контролю Схожість насіння, % до контролю капуста овес стебстебкоріння коріння ло ло капусовес та 0.01 0.001 0.0001 96 102 104 105 107 111 123 128 137 111 112 117 93 90 95 100 102 100 0.01 0.001 0.0001 104 110 119 71 100 103 117 115 123 110 107 108 97 100 102 110 101 101 0.01 0.001 0.0001 71 101 121 84 99 110 75 105 124 88 101 114 91 110 109 90 112 111 0.01 0.001 0.0001 88 109 115 92 111 109 84 108 114 94 105 110 95 107 101 97 110 104 O CH3 Сполука 1 N H N O OH Сполука 2 N H N O OH Джерела інформації: 2 1. А.с. СССР 704577 (1979) МПК A01N 5/00. Стимулятор роста растений «ЦИЭП-21» / Алиев Д.А., Исаева Ф.Г., Джалилов Т.Н. и др. - № 2649464/30-15; Заявл. 27.07.1978; Опубл. 25.12.1979, бюл. № 47. 2. Мельников Н.Н., Баскаков Ю.А. Химия гербицидов и стимуляторов роста растений. - М: Госхимиздат. - 1962. - 723 с. 3. А.с. СССР 792854 (1985) МПК С07С 157/09, С07С 87/10, A01N 47/30. N-(nнатрийсульфонатофенил)-N'-{2-окси-2-(nнитрофенил)-этил}тиомочевина, обладающая свойствами стимулятора роста растений / Карабанов Ю.В., Кудря Т.Н., Лозинский М.О. и др. - № 2735893/23-04; Заявл. 11.03.1979; Опубл. 30.06.1985, бюл. № 24. 4. Улянич O.I. Продуктивність шпинату залежно від обробки насіння регуляторами розвитку рослин // Вісник Харківського національного аграрного ун-ту. Сер. Агрохімія. - 2009. - № 2. - С 94-97. 6 5. Пат. 2106343 Россия (1998) МПК C07D 213/89, A01N 43/40. Соль ди (N-окиси 2,6диметилпиридина) и янтарной кислоты, повыша ющая продуктивность гороха и кукурузы / Дульнев П.Г., Донченко П.А., Ливенская О.А. и др. - № 5050140/04; Заявл. 30.06.1992; Опубл. 10.03.1998. 6. Онищенко А.С. Диеновый синтез. - М.: Изд. АН СССР. - 1963. - 650 с. 7. Заявка 2117669 (1990) Япония, МКИ С 07 D 301/14, С 07 D 303/04. Способ получения винилциклогексанмоноэпоксида и/или циклогександиэпоксида / Такааки Ф. -№ 63-270282; Заявл. 26.10.1988; Опубл. 02.05.1990 // РЖХим. - 1991. 11Н95П. 8. Касьян Л.И., Гапонова Р.Г., Сеферова М.Ф. Азотсодержащие продукты трансформации 1винил-3,4-эпоксициклогексана // Вопр. химии и хим. технологии. - 2001. - № 4. - С. 35-39. 9. Мочевины и тиомочевины на основе аминов ряда норборнена / А.О. Касьян, О.Ю. Красновская, С.И. Оковитый, Л.И. Касьян // Журн. орган, химии. - 1995. -Т. 31, вып. 3.- С. 347-356. 2 10. А.с. СССР 547203 (1977) МПК A01N 5/00. Стимулятор роста растений / Карабанов Ю.В., Брагина А.Ш., Домбровская Л.И. и др. - № 2188242/15; Заявл. 10.11.1975; Опубл. 25.02.1977, бюл. № 7. 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 61503 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601