RU2139872C1

RU2139872C1 - 2,4-dimethyl-3-(5-nitrofurfuryl)pyrazole capable of activating germination of wheat seeds

Info

Publication number: RU2139872C1
Application number: RU98123451A
Authority: RU
Inventors: Е.Б. Усова; Е.К. Бадалян; Н.И. Ненько; Л.И. Лысенко
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 1999-10-20

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: heterocyclic compound is formula I:

Description

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

проявляющему свойство активатора прорастания семян пшеницы.The invention relates to a new biological active compound from a number of heterocyclic compounds of the formula I,

exhibiting the property of an activator of germination of wheat seeds.

Соединение 1 может найти применение в сельском хозяйстве. Compound 1 may find application in agriculture.

Указанное соединение, его химические и биологические свойства в литературе не известны. The specified compound, its chemical and biological properties are not known in the literature.

Известно применение препарата фурацилин (семикарбазон-5-интрофурфурола)-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 ЛатвССР, 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. It is known to use the drug furatsilin (semicarbazone-5-introfurfural) -analogue according to the structure of the claimed compound as an antibacterial agent acting on various gram-positive and gram-negative microbes [Alekseeva L.N. Antibacterial drugs - derivatives of 5-nitrofuran.-Riga: Publishing House of the Academy of Sciences of Latvia, 1963; Gayevy M.D., Galenko-Yaroshevsky P.A., Petrov V.I. Pharmacology with the recipe. - Volgograd. -1994. - 336 p.]. However, furatsilin did not find application in agriculture for presowing treatment of seeds.

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. Gibberellin, widely used to activate seed germination, is known as a property analogue [Chaylakhyan M.Kh., Gudeova MM, Khlopenkova L. P. Influence of phytohormones and inhibitors on the growth of dwarf forms of peas and wheat during presowing treatment of seeds. - Reports of the USSR Academy of Sciences. - 1975. - T. 225. N 5. - S. 1217-1220]. However, gibberellin, a product of microbiological synthesis, is expensive and inaccessible.

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. The objective of the present invention is to obtain a new compound, promising for the chemistry of biologically active substances and agriculture, which provides the expansion of the range of biologically active substances obtained synthetically, superior in efficiency to analogues in structure and properties.

Это достигается синтезом 2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-пиразола, нового не описанного ранее соединения, проявляющего свойства активатора прорастания семян пшеницы. This is achieved by the synthesis of 2,4-dimethyl-3- (5-nitrofurfuryl) pyrazole, a new compound not previously described, exhibiting the properties of an activator of wheat seed germination.

Соединение 1 получали двухстадийным синтезом из 5-нитрофурфурил-бромида и 2,4-пентандиона. Compound 1 was prepared by two-step synthesis from 5-nitrofurfuryl bromide and 2,4-pentanedione.

Исходные вещества для получения соединения 1-2,4-пентандион и гидразингидрат 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. - N 2. - p. 255]. The starting materials for the preparation of 1-2,4-pentanedione and hydrazine hydrate are commercially available, 5-nitrofurfuryl bromide is prepared according to the method of [Howard J.C., Klein G. Phrotochemical oxidation of 5-nitro-2-furfuril iodida. - J. Org. Chem. - 1959. - vol. 24. - N 2. - p. 255].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1
Получение 2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-пиразола
Соединение 1 получали двухстадийным синтезом из 5-нитрофурфурил бромида и 2,4-петандинона. I стадию проводили по методике [Алкилирование β-дикарбонильных соединений 1,2,3-тригалогенпропанами как метод синтеза β-замещенных фуранов/ Ш. Т. Ахмедов, Н.С. Садыков, В.М. Исмайлова и др.// ХГС. - 1986. - N 12. - С. 1602]. II стадию - по способу [Иванский В.И. Химия гетероциклических соединений. - М.: Высшая школа. - 1978. - 559 с.].The invention is illustrated by the following examples:
Example 1
Preparation of 2,4-dimethyl-3- (5-nitrofurfuryl) pyrazole
Compound 1 was prepared by two-step synthesis from 5-nitrofurfuryl bromide and 2,4-petandinone. Stage I was carried out according to the procedure [Alkylation of β-dicarbonyl compounds with 1,2,3-trihalogenopropanes as a method for the synthesis of β-substituted furans / Sh. T. Akhmedov, N.S. Sadykov, V.M. Ismayilova et al. // HCG. - 1986. - N 12. - S. 1602]. II stage - by the method of [Ivan V.I. Chemistry of heterocyclic compounds. - M .: Higher school. - 1978. - 559 p.].

Процесс состоит из следующих стадий:

К взвеси 13,8 г K₂CO₃ (0, моль) в 150 мл диметилсульфоксида (ДМСО) при температуре 10-12^oC добавляли 20 мл ацетилацетона (0,2 моль) и 10,3 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, отфильтровывали, промывали холодной водой. Выход 3-(5-нитрофурфурил)-2,4-пентандиона составил 7,3 г (64,9%). T_пл = 93^oC.The process consists of the following stages:

To a suspension of 13.8 g of K ₂ CO ₃ (0 mol) in 150 ml of dimethyl sulfoxide (DMSO) at a temperature of 10-12 ^° C were added 20 ml of acetylacetone (0.2 mol) and 10.3 g of 5-nitrofurfuryl bromide (0 , 05 mol). The mixture was stirred under continuous cooling with ice for 12 hours. After completion of the reaction (TLC control), the reaction mixture was poured into ice water, filtered, washed with cold water. The yield of 3- (5-nitrofurfuryl) -2,4-pentanedione was 7.3 g (64.9%). T _PL = 93 ^o C.

Вычислено, %: C 53,33; H 4,89; N 6,20. Calculated,%: C 53.33; H 4.89; N, 6.20.

Найдено, %: C 53,4; H 4,83; N 6,28. Found,%: C 53.4; H 4.83; N, 6.28.

ПМР спектры сняты в CDCl₃, стандарт ГМДС, ( δ , м.д., J Гц):
2,26 (с, 6H, (CH₃)₂); 4,07 (c, CH₂), 7,8 и 8,8 (д, 1H, 3-H, 4-H, J_3,4= 3,6).PMR spectra were recorded in CDCl ₃ , standard GMDS, (δ, ppm, J Hz):
2.26 (s, 6H, (CH ₃ ) ₂ ); 4.07 (s, CH ₂ ), 7.8 and 8.8 (d, 1H, 3-H, 4-H, J _3.4 = 3.6).

ИК спектры ( ν , см^-1, вазелиновое масло); 1340, 1518 (NO₂); 1575 (C=C); 1700 (C=O).IR spectra (ν, cm ^-1 , liquid paraffin); 1340, 1518 (NO ₂ ); 1575 (C = C); 1700 (C = O).

В колбу помещали раствор 2,25 г 3-(5-нитрофурфурил)-2,4-пентандиона (0,01 моль) в 10 мл спирта, добавляли 0,5 г гидразин-гидрата (0,01 моль) и 0,25 г уксусной кислоты (0,04 моль) в качестве катализатора. Реакционную смесь кипятили 2,5 часа, продукт выделяли выпариванием растворителя, осадок отфильтровывали. Дополнительное количество вещества 1 получали выпариванием фильтрата. Выход соединения I 2,15 г (95,7%). T_пл = 130^oC (из этанола)
Вычислено, %: C 54,3; H 4,98; N 19,0.

A solution of 2.25 g of 3- (5-nitrofurfuryl) -2,4-pentanedione (0.01 mol) in 10 ml of alcohol was added to the flask, 0.5 g of hydrazine hydrate (0.01 mol) and 0.25 were added g of acetic acid (0.04 mol) as a catalyst. The reaction mixture was boiled for 2.5 hours, the product was isolated by evaporation of the solvent, and the precipitate was filtered. An additional amount of substance 1 was obtained by evaporation of the filtrate. The yield of compound I was 2.15 g (95.7%). T _PL = 130 ^o C (from ethanol)
Calculated,%: C 54.3; H 4.98; N, 19.0.

Найдено, %: C 54,12; H 5,01; N 19,09. Found,%: C 54.12; H 5.01; N, 19.09.

Спектры ПМР сняты в CDCl₃, стандарт ГМДС ( δ , м.д., J, Гц); 2,28 (с, 6H, (CH₃)₂; 3,85 (c, 2H, CH₂); 6,17 и 7,20 (д, 1H, 3-H, 4-H, J_3,4=8,6); 9,09 (с, NH);
ИК спектры ( ν , см^-1, вазелиновое масло);
3470 (NH); 1590 (C=N); 1518 (NO₂).PMR spectra were recorded in CDCl ₃ , standard GMDS (δ, ppm, J, Hz); 2.28 (s, 6H, (CH ₃ ) ₂ ; 3.85 (s, 2H, CH ₂ ); 6.17 and 7.20 (d, 1H, 3-H, 4-H, J _3.4 = 8.6); 9.09 (s, NH);
IR spectra (ν, cm ^-1 , liquid paraffin);
3470 (NH); 1590 (C = N); 1518 (NO ₂ ).

Пример 2. Example 2

Изучение рострегулирующей активности 2,4-диметил-3-(5-нитрофурфурил)-пиразона 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 гиббереллин 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.Study of the growth-regulating activity of 2,4-dimethyl-3- (5-nitrofurfuryl) -pyrazone I on Yuna winter wheat
The growth-regulating activity of the compound of formula I and the analogue was studied on the structure of furatsilin on winter wheat seeds of the Yuna variety. The compound of formula I and an analogue in structure were used in the form of aqueous solutions with a mass fraction of 0.01, 0.001 and 0.0001%, as well as an analogue of the properties of gibberellin in the form of an aqueous solution with a mass fraction of 0.001% by pre-sowing seed soaking for 18 hours. Seeds treated with water were taken as a control. 50 samples were used in each sample. seed. The repetition of experience is three times. Seeds were germinated for 7 days in rolls of filter paper. The activity of the compounds of formula I was judged by their influence on the germination of seeds, the height of the sprouts and the length of the roots of the seedlings, as well as their mass.

Результаты исследований приведены в таблице. The research results are shown in the table.

Установлено, что соединение формулы I увеличивает всхожесть семян на 9%, высоту проростков - на 11% и на рост корней проростков существенного влияния не оказывает. It was found that the compound of formula I increases seed germination by 9%, the height of seedlings by 11% and does not significantly affect the growth of rootlets of seedlings.

Соединение формулы I активирует синтетические процессы в проростках. Соединение формулы I оказывает большое влияние на накопление биомассы в ростках проростков. The compound of formula I activates synthetic processes in seedlings. The compound of formula I has a great effect on the accumulation of biomass in seedling sprouts.

В целом соединение формулы I изменяет направленность биологических процессов, что проявляется в активации роста надземной части растений. Аналогичное воздействие на проростки оказал гиббереллин. In general, the compound of formula I changes the direction of biological processes, which is manifested in the activation of growth of the aerial parts of plants. Gibberellin had a similar effect on the seedlings.

Однако соединение I, в отличие от гиббериллина, повышает всхожесть семян, увеличивает сухую массу корней проростков, позволяет получить более мощную корневую систему, что улучшает посевные качества семян. However, compound I, in contrast to giberbillin, increases seed germination, increases the dry mass of the roots of seedlings, allows you to get a more powerful root system, which improves the sowing quality of seeds.

Таким образом, соединение формулы I оказывает на семена пшеницы воздействие, аналогичное гиббереллину и превосходит его по своей эффективности. Исходное сырье для получения соединения I производится в промышленности, что обуславливает перспективу его применения в сельском хозяйстве. Thus, the compound of formula I has an effect similar to gibberellin on wheat seeds and is superior in its effectiveness. The feedstock for the production of compound I is produced in industry, which leads to the prospect of its use in agriculture.

Claims

2,4-Dimethyl-3- (5-nitrofurfuryl) pyrazole of the formula

exhibiting the properties of an activator of wheat seed germination.