N-ариламиды-3n-ариламино-4-амино-(4-нитрофенил)бутановой кислоты, обладающие способностью активировать прорастание семян пшеницы, и способ их получения

 

Изобретение относится к новым N-ариламидам-3N-ариламино-4-амино-(4-нитрофенил)бутановой кислоты, обладающим способностью активировать прорастание семян пшеницы, формулы I, где Аr = С₆Н₅ (1), -СН₂-С₆Н₅ (2). Также раскрыт способ получения указанных соединений I взаимодействием анилина, играющего роль и реагента, и растворителя, с 1-(4-нитрофенил)-5Р-пирролин-2-оном в мольном соотношении 1 : амин = 1 : 50. при температуре 50°С, и указанных соединений 2 взаимодействием бензиламина, играющего роль и реагента, и растворителя, с 1-(4-нитрофенил)-5Н-пирролин-2-оном в соотношении 2 : амин = 1 : 48, при температуре 50°С. Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для получения новых активаторов прорастания семян пшеницы. 2 с. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к новым химическим биологически активным соединениям из ряда амидов-3N-ариламино-4-аминобутановой кислоты общей формулы I, где Ar = C₆H₅ (1), -CH₂-C₆H₅ (2), проявляющим свойство активировать прорастание семян пшеницы, и способу их получения.

Указанные соединения, их химические и биологические свойства в литературе не известны.

В качестве аналога по свойствам известен гиббереллин, широко используемый для активации прорастания семян. Однако, гиббереллин является продуктом микробиологического синтеза и малодоступен. В растении вызывает нерациональную трату пластических веществ [3. Муромцев Г.С. и др. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. Гл. 2. Гиббереллин.- М.: ВО "Агропромиздат", 1987, с. 33-80].

К аналогам заявляемых соединений по структуре могут быть отнесены N-алкил(арил)амиды-3N-алкил(арил)амино-4-гидроксибутановой кислоты формулы II, R = C₂H₅; C₄H₉; CH₃(CH₂)₇; C₆H₅CH₂, проявляющие акарицидное и фунгицидное действие.

Задачей настоящего изобретения является получение новых соединений, перспективных для химии биологически активных веществ и сельского хозяйства. Это достигается синтезом новых не описанных ранее соединений 1 и 2, проявляющих свойства активаторов прорастания семян пшеницы.

Соединения 1 и 2 получали из доступных товарных продуктов ароматических аминов и доступного 1-(4-нитрофенил)-пирролин-2-она [4. А.С. 1120653. Способ получения 1-(4-нитрофенил)- ³-пиролин-2-она. Г.Ф. Музыченко, Л.Н. Бибик, В. Г Кульневич], который в свою очередь получен из фурфурола с последующим его окислением перекисью водорода.

Способы получения амидов-3N-ариламино-4-аминобутановой кислоты на основе N-арилзамещенных пирролинонов в литературе не известны.

Наиболее близкие по структуре N-алкил(арил)амиды-3N- алкил(арил)амино-4-гидроксибутановой кислоты получают синтезом на основе кротонолактона по схеме: Задачей предлагаемого изобретения является получение новых производных аминокислот доступным способом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Получение N-ариламидов-3N-ариламино-4-амино-(4-нитрофенил)бутановой кислоты.

Синтез соединения 1.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой и термометром, загружали 11,4 мл (0,125 моль) анилина (б/ц масл. жидкость, d= 1,02²⁰, Т_кип= 184,4^oC) и нагревали до 50^oC. Затем прибавляли порциями 0,5 г (0,0025 моль) 1-(4-нитрофенил)-5Н-пирролин-2-она (желтое кристаллическое вещество, Т_пл=177^oC).

Реакционную смесь нагревали при интенсивном перемешивании и термостатировании (502^oC) в течение 1 часа. Смесь охлаждали, выпавшие через 3 суток кристаллы промывали серным эфиром и перекристаллизовывали из ацетона с водой, затем отфильтровывали.

Выход 1: 0,67 г (69% от теории), Т_пл= 145^oC.

Найдено,%: C 67,74; H 5,73; N 12,37.

Вычислено,%: C 67,69; H 5,64; N 12,30.

ИК спектр (, см^-1, вазелиновое масло): 1647-(C=O), 3303 (NH), 1605; 1505 (бензольное кольцо), 1550 (_NH). Чистота 1 проверена методом тонкослойной хроматографии в системе - ацетон : CCl₄ : петролейный эфир = 2 : 1 : 0,5, R_f=0,51.

Пример 2. В аналогичных условиях с применением 9,3 г (0,1 моль) анилина получено 0,34 г соединения 1. Выход 35%.

Пример 3. В аналогичных условиях с применением 10,46 г (0,1125 моль) анилина получено 0,58 г соединения 1. Выход 60%.

Пример 4. При аналогичном мольном соотношении при температуре 45^oC получено 0,59 г соединения 1. Выход 61%.

Пример 5. При аналогичном мольном соотношении при температуре 60^oC получено 0,27 г соединения 1. Выход 53%.

Синтез соединения 2.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой и термометром, загружали 7,49 мл (0,07 моль) бензиламина (б/ц жидкость, d=0,98²⁵, Т_кип=184,5^oC) и нагревали до 50^oC. Затем прибавляли порциями 0,3 г (0,00147 моль) 1-(4-нитрофенил)-5Н-пирролин-2-она.

Реакционную смесь нагревали при интенсивном перемешивании и термостатировании (502^oC) в течение 30 мин. Смесь охлаждали, выпавшие кристаллы промывали серным эфиром и перекристаллизовывали из ацетона с водой, затем отфильтровывали кристаллы и промывали гексаном
Выход 2: 0,44 г (84% от теории). Т_пл=120^oC.

Найдено, %: C 68,92; H 6,21; N 11,39.

Вычислено,%: C 68,89; H 6,22; N 11,48.

ИК-спектр (, см^-1, вазелиновое масло): 1645 (С=O), 3300 (NH), 1600; 1500 (бензольное кольцо), 1555(_HN).
Чистота 2 проверена методом тонкослойной хроматография в системе - ацетон: CCl₄:петролейный эфир = 2:1:0,5. R_f = 0,48.

Пример 2. В аналогичных условиях с применением 6,29 г (0,0588 моль) бензиламина получено 0,17 г соединения 2. Выход 33%.

Пример 3. В аналогичных условиях с применением 7,07 г (0,0662 моль) бензиламина получено 0,24 г соединения 2. Выход 45%.

Пример 4. При аналогичном мольном соотношении при температуре 45^oC получено 0,31 г соединения 1. Выход 59%.

Пример 5. При аналогичном мольном соотношении при температуре 60^oC получено 0,16 г соединения 1. Выход 51%.

Изучение росторегулирующей активности N-ариламидов-3N- ариламино-4-амино(4-нитрофенил)бутановой кислоты на озимой пшенице сорта Ника Кубани.

Росторегулирующую активность соединения формулы I, выбранного аналога по структуре II и аналога по свойствам гиббереллина III изучали на семенах озимой пшеницы сорта Ника Кубани модельными методами лабораторного скрининга.

Семена замачивали в водных растворах препаратов в течение 18 часов, затем проращивали в чашках Петри в течение трех суток, далее проращивание продолжали в рулонах фильтровальной бумаги. Повторность опытов трехкратная. В каждой повторности использовали по 50 штук семян. Контролем служили семена, замоченные в воде. Для получения водных растворов соединения 1, 2 и аналога по структуре II их предварительно растворяли в ДМСО. Массовая доля ДМСО в водных растворах препаратов составляла 0,01%. Соединения 1 и 2 применяли в виде водных растворов с массовой долей 0,004; 0,002; 0,0004; 0,0002; 0,0001; 0,00004; 0,00002%, а аналог по свойствам - гиббереллин - в виде водного раствора с массовой долей 0,001%.

Об активности соединений формулы I судили по влиянию их на всхожесть семян, высоту проростков, длину корней, а также их массу, потенциальную продуктивность.

Энергию прорастания семян определяли по ГОСТ 50555-56. Высоту семидневных проростков (длину побеговой системы) и длину корней определяли с помощью полоски миллиметровой бумаги. Определение сухой массы проростков проводили по ГОСТ 3040-55. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Проведенные исследования показали, что для соединения 1 оптимальная ростостимулирующая концентрация составляет 0,0001%, для 2 - 0,002%, для 3 - 0,0005%.

Таким образом, по сравнению с гиббереллином соединения 1 и 2 могут применяться в значительно меньших концентрациях и все соединения не уступают ему по своей эффективности.

Соединение 1 в оптимальной концентрации увеличивает длину семидневных проростков на 11%, длину корней на 33%, массу проростков на 65%, корней на 37% и повышает потенциальную продуктивность на 38%.

Соединение 2 в оптимальной концентрации увеличивает длину корней проростков на 27%, повышает сухую массу проростка на 48% и его корней на 39%, потенциальную продуктивность на 41%.

Соединение 3 в оптимальной концентрации увеличивает длину корней проростков на 10%, их массу на 26%, уменьшает высоту проростков на 10%, увеличивая при этом их массу на 12% и потенциальную продуктивность на 30%.

В целом соединения 1 и 2 влияют на направленность биологических процессов, что проявляется в активации роста побеговой системы растений.

По росторегулирующей активности наиболее эффективным является соединение 1, которое при значительно меньшей концентрации обладает большей ростостимулирующей активностью, по сравнению с прототипом и аналогом по свойствам - гиббереллином.

Это обуславливает эффективность использования соединений формулы I в сельском хозяйстве для активации прорастания семян пшеницы и увеличения продуктивности растений.

Формула изобретения

1. N-акриламиды-3N-ариламино-4-амино-(4-нитрофенил)бутановой кислоты формулы I

где Аr = С₆Н₅ (1), -СН₂-С₆Н₅ (2),
обладающие способностью активировать прорастание семян пшеницы.

2. Способ получения N-ариламидов-3N-ариламино-4-амино(4-нитрофенил)бутановой кислоты формулы I

где Аr = С₆Н₅ (1), -СН₂-С₆Н₅ (2),
отличающийся тем, что для получения соединения 1 взаимодействию с анилином, играющим роль и реагента, и растворителя, подвергают 1-(4-нитрофенил)-5Н-пирролин-2-он в мольном соотношении 1 : амин = 1 : 50, при температуре 50^oC; для получения соединения 2 взаимодействию с бензиламином, играющим роль и реагента, и растворителя, подвергают 1-(4-нитрофенил)-5Н-пирролин-2-он в мольном соотношении 2 : амин = 1 : 48, при температуре 50^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4