Застосування 3-алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4-оксо-4н-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридинів як стимуляторів росту та коренеутворення

Застосування 3-алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4оксо-4Н-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридинів загальної формули O O (19) (21) a200902481 (22) 19.03.2009 (24) 10.12.2010 (46) 10.12.2010, Бюл.№ 23, 2010 р. (72) БРИЦУН ВАСИЛЬ МИКОЛАЙОВИЧ, ПЕТРЕНКО ВОЛОДИМИР СТЕПАНОВИЧ, ДЕНИСЕНКО ОЛЬГА МИКОЛАЇВНА, ЛОЗИНСЬКИЙ МІРОН ОНУФРІЄВИЧ (73) ІНСТИТУТ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ НАН УКРАЇНИ (56) UA 75280, C2, 15.03.2006 Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н. Пестициды и регуляторы роста растений. М., Химия, 1995, 576 с. Youssef A.M., Noaman E. / Synthesis and evaluation of some novel benzothiazole derivatives as potential anticancer and antimicrobial agents. // Arzneimittelforschung. - 2007. - Vol. 57. - P.547-553 Chiba Т., Snigeta S., Numazaki Y. / Inhibitory effect ofpyridobenzazoles on vims replication in vitro// Biological. Pharm. Bull.- 1995.-Vol. 18(8). - P. 10811083 Сергеева Т.А. / Методика лабораторных испытаний гербицидов // Защита растений. -1963.-№2.С.42-43. 3 92825 плодово-ягідних культур [1]. Проте всі ці препарати погано розчинні у воді, мають досить високі дози застосування (понад 50мг/л) та, в деяких випадках, високу токсичність для теплокровних. Крім того, відсутня універсальність їх дії. Тому пошук нових високоефективних стимуляторів росту та коренеутворення серед різних класів органічних сполук продовжується й донині [2]. Як відомо, похідні 4-оксо-4Hбензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридину характеризуються наявністю антиракових, антимікробних [3] та противірусних властивостей [4]. Проте в літературі 4 відсутні дані по використанню заміщених 4-оксо4H-бензо[4,5][1,3]тіазоло-[3,2-а] піридинів як стимуляторів росту та коренеутворення рослин. Задачею винаходу є синтез нових похідних 4оксо-4H-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]-піридину як фізіологічне активних сполук, які проявляли б високу рістрегулюючу та коренестимулюючу дію. Поставлена задача досягається застосуванням таких сполук як 3-алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4оксо-4Н-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридини IIIа,б, синтез яких здійснено нами в статті [5]: H2N O O Ph HS EtO O O N SMe R Ia,б Іа, IIIа R=СН3; lб, ІІІб R=C2H5 Біологічні властивості та застосування названих сполук для сільськогосподарських цілей в науковій літературі та патентних виданнях не описані. Винахід ілюструється такими прикладами: Приклад 1. Синтез 3-алкілкарбамоїл-1бензоїл-4-оксо-4H-бензо[4,5][1,3]тіазоло-[3,2а]піридинів (lllа,б). Розчин 1ммоль 1-алкіл-5-бензоїл-6-метилтіо-3етоксикарбоніл-1,2-дигідропіридин-2-онів (Іа,б) і 0.125г (1.0ммоль) о-амінотіофенолу (II) в 4мл 2пропанолу кип'ятили 4-6год., охолоджували і відфільтровували осад сполук (lllа,б). Вихід 1-бензоїл-3-метилкарбамоїл-4-оксо-4Hбензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридину (lllа) 0.221г (61%), т.пл. 250-252°С (ДМСО). IЧ спектр, см-1: 1330, 1380, 1420, 1460, 1490, 1560, 1615, 1670, 3000, 3350. Спектр ЯМР 1H (δ, млн-1): 2.87 д (3Н, NHMe, J2.7Гц), 7.66 м (7Н, Наром), 8.23 м (1Н, Н9), 8.74 с (1Н, Н2), 9.02 уш. с (1H, NHMe), 9.20 м (1H, Н6). Знайдено, %: С 66.02; Η 4.15; Ν 7.48; S 8.64. C20H14N2O3S. Обчислено, %: С 66.29; Η 3.89; Ν 7.73; S 8.85. За аналогічною методикою отримували 1бензоїл-3-етилкарбамоїл-4-оксо-4H-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридин (lllб). Вихід 0.214г (57%), т.пл. 241-243°С (ДМСО). IЧ спектр, см-1: 1310, 1385, 1470, 1500, 1570, 1620, 1690, 3000, 3300. Спектр ЯМР 1H (δ, млн.-1): 1.18 т (3Н, NHCH2CH3, J6.6Гц), 3.34 м (2Н, NHCH2CH3), 7.687.83 м (7Н, Наром), 8.26 м (1Н, Н9), 8.78 с (1Н, Н2), 9.15 уш. с (1Н, NHEt), 9.24 м (1Н, Н6). Знайдено, %: С 66.73; Η 4.42; Ν 7.29; S 8.40. C21H16N2O3S. Обчислено, %: С 67.01; Η 4.28; Ν 7.44; S 8.52. Приклад 2. Вивчення рістрегулюючої та коренестимулюючої дії сполук ІІІа,б в умовах лабораторних дослідів. Рістрегулюючу та коренестимулюючу дії сполук lllа,б вивчали на модельних рослинах озимої пшениці сорту "Безоста" за методикою [6]. Дослі O NHR N II S O Ph ІІІа,б джувався вплив нових хімічних сполук та еталонів на схожість насіння, ріст кореня, стебла та зелену масу рослин. Досліди проводились в чашках Петрі на агарагаровому середовищі. Для приготування розчину досліджуваної сполуки lllа,б з масовою часткою 0.1% її наважку (10мг) розчиняли в 10мл води. Інші концентрації (0.01, 0.001, 0001%) отримували шляхом відповідного розведення отриманого розчину водою. На дно кожної чашки Петрі (діаметр 10см) вносили по 1мл водних розчинів досліджуваних сполук. В контрольні чашки Петрі замість розчину сполуки lllа,б додавали по 1мл дистильованої води. Наостанок в кожну чашку Петрі додавали по 37 мл свіжовиготовленого розчину агарагару, який був зроблений таким чином: наважку 10.0г агар-агару вносили в термостійку колбу з 1л води, підігрівали до повного розчинення та охолоджували до температури 35-40°С. В чашки Петрі на застиглий субстрат висівали по 15 зерен пшениці, після чого всі дослідні та контрольні чашки Петрі покривали кришками та ставили на 3 доби в термостат (температура 2426°С). Після інкубації чашки Петрі з паростками пшениці витримували при кімнатній температурі на денному освітленні ще протягом 5 діб. Облік результатів здійснювали на дев'ятий день після закладки досліду шляхом обчислення схожості насіння, вимірювання та зважування сходів пшениці. Результати дослідів наведено в таблиці 1. Ефективність дії сполук lllа,б визначалась в середньоарифметичних величинах (відсотках) в порівнянні з контролем. Повторність дослідів трикратна. Результати статистично оброблені [7]. Як еталон використовували стимулятор росту гетероауксин (індоліл-3-оцтову кислоту). Еспериментальні дані (табл.1) свідчать, що 1бензоїл-3-метилкарбамоїл-4-оксо-4H 5 92825 бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридин lllа є досить ефективним стимулятором коренеутво-рення (в порівнянні з контролем +19%, в порівнянні з еталоном +14.1%). Необхідно відзначити, що, на відміну від еталону, сполука Ша дещо позитивніше впливає на схожість насіння, ріст стебла та зелену масу рослин. 6 1-Бензоїл-3-етилкарбамоїл-4-оксо-4Hбензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридин lllб також характеризується досить високою коренестимулюючою активністю, проте його дія добре помітна при підвищеній концентрації (0.01-0.001%). Ця сполука майже не впливала на схожість насіння, проте досить ефективно стимулювала ріст стебла та зеленої маси рослин. Таблиця 1 Рістрегулююча та коренестимулююча дія 3-алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4-оксо-4H-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридинів IIIа,б № 1 2 Сполука Контроль (вода) IlIa Ефективність ( % до контролю) Концентрація, Маса коре- Висота сте% Зелена маса Схожість нів бла 100 100 100 100 O CONHCH3 N S O 3 0.01 0.001 0.0001 104.5 105.6 119.0 98.9 99.7 102.4 97.2 99.1 104.3 98.2 98.5 102.8 0.01 0.001 0.0001 122.4 107.7 104.8 104.6 102.0 101.9 107.7 105.9 98.9 100 100 100 0.01 0.001 0.0001 86.2 98.2 104.9 71.5 102.0 100.2 40.1 79.5 87.7 100 100 100 Ph ІІІб O CONHCH2 CH3 N S O 4 Ph Еталон (Гетероауксин) CH2 COOH N H Приклад 3. Дослідження гострої токсичності 3алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4-оксо-4Hбензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридинів lllа,б. Гостра токсичність сполук lllа,б вивчалась в лабораторних дослідах на білих мишах самцях і самках масою 18-20г шляхом перорального введення водних розчинів препарату з допомогою зонда. Облік результатів досліду проводився через 24 години з моменту введення речовин, а термін спостереження за тваринами 48год. Показни ком токсичності є величина ЛД50 (доза, яка викликає загибель 50% експериментальних тварин, в мг/кг маси). Статистична обробка результатів проводилась за методом Літчфілда та Уілкоксона в модифікації Рота [8]. Дані по токсичності сполук IIIа,б (табл.2) показують, що 3-алкілкарбамоїл-1-бен-зоіл-4-оксо-4Hбензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридини IIIа,б відносяться до малотоксичних сполук (ІІІ-й клас небезпеки) [9]. Таблиця 2 Гостра токсичність 3-алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4-оксо-4H-бензо[4,5]-[1,3]тіазоло[3,2-а]піридинів ІІІа,б та еталону № досліду 1 2 3 Сполука ІІІа ІІІб Гетероауксин* ЛД50, мг/кг 1250±120 1875±125 350±100 * Для гетероауксину дані взяті з довідника [1]. Основні клінічні ознаки Пригнічення, яке повністю зникало через 1-3 години 7 92825 Таким чином, синтезовані нами 3алкілкарбамоїл-1-бензоїл-4-оксо-4H-бензо[4,5][1,3]тіазоло[3,2-а]піридини IIIа,б проявляють високу коренестимулюючу та рістрегулю-ючу дію. Крім того, вказані сполуки малотоксичні для теплокровних, тому цей клас органічних сполук може знайти застосування в сільському господарстві для створення готових препаративних форм стимуляторів росту. Література 1. Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н. Пестициды и регуляторы роста растений. М., Химия, 1985, 352с. 2. Петренко B.C., Даніленко Г.І., Яворовський П.П., Швартау В.В., Лозинський М.О. / Норборн-5ен-2-карбокси-3-карбоксилат 1-оксид-2,6диметилпіридину (Івінор) - стимулятор росту та розвитку рослин // Патент України 75280 (від 15.03.2006). 3. Youssef A.M., Noaman E. / Synthesis and evaluation of some novel benzothiazole derivatives as potential anticancer and antimicrobial agents. // Arzneimittelforschung. - 2007. - Vol.57. - P.547-553. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 8 4. Chiba Т., Snigeta S., Numazaki Y. / Inhibitory effect ofpyridobenzazoles on vims replication in vitro // Biological. Pharm. Bull. - 1995.-Vol. 18(8). - P.10811083. 5. Брицун В.Н., Есипенко А.Н., Гутов А.В., Чернега А.Н., Лозинский М.О. / Рециклизация 1алкил-5-бензоил-6-метилтио-3-этоксикарбонил1,2-дигидропиридин-2-онов в 1,6-аннелированные производные 3-алкилкарбамоил-5бензоилпиридин-2-она // ХГС. - 2009. - №4. С.568-577. 6. Сергеева Т.А. / Методика лабораторных испытаний гербицидов // Защита растений. - 1963. №2. - С.42-43. 7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. - 351с. 8. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Л.: Медгиз, 1963. - 95с. 9. Медведь Л.И. Справочник по пестицидам (гигиена применения и токсикология). Киев: Урожай, 1974, 448с. Підписне Тираж 26 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