2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения

Международная патентная классификация:       A01N C07D

Патент на изобретение №:      2152942

Автор:      Дедикова Т.Г., Бадовская Л.А., Ненько Н.И., Косулина Т.П.

Патентообладатель:      Кубанский государственный технологический университет

Дата публикации:      20 Июля, 2000

Начало действия патента:      10 Февраля, 1999

Адрес для переписки:      350072, г.Краснодар, ул.Московская 2, Кубанский государственный технологический университет, патентный отдел

Изображения

Изобретение относится к области химии гетероциклических соединений и касается, в частности, нового химического соединения 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси] метилен-1,3-диоксалана, проявляющего свойства активатора прорастания семян пшеницы и повышающего устойчивость проростков к водному стрессу. Описывается также способ его получения. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. ,

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к новому биологически активному соединению из ряда гетероциклических веществ формулы I, 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

проявляющему свойство активатора прорастания семян пшеницы и повышающему устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения.

Указанное соединение, его химические и биологические свойства и способ его получения в литературе не известны.

Известно применение препарата фуролан 2-(2-фурил)-1,3- диоксолана - аналога по свойствам заявляемого соединения в качестве средства для предпосевной обработки семян черешни (авт.св. СССР N 1185667 от 15.06.1985), а также средства для повышения устойчивости растений риса к засолению, плодовых, косточковых культур и сахарной свеклы к засухе и озимой пшеницы к засухе и поражению грибковыми заболеваниями (Патент РФ N 2842326 от 27.08.1995).

К аналогам по структуре заявляемого соединения могут быть отнесены 1,3-диоксоланы формулы II [Садык-Заде С., Мамедова Д.Г. Синтез и реакции глицилфуранового эфира и его производных //Докл. АН Аз. ССР.-1969.-Т.25.-вып. 7. -С.-С.30-34; Гольцев В.Я., Малиновский М.С. Гидролиз и реакции фурфурилглицидного эфира с карбонильными соединениями //Укр. хим. журн.-1968.- Т.342.- С.169-171] 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

II R =Me, Et, Ph; R,R"= 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

, R1=Me; R2=H, Me.

Среди аналогов по структуре формулы II рострегулирующая активность не описана.

Задачей предлагаемого изобретения является получение нового биологически активного соединения в ряду 1,3-диоксоланов, перспективных в практике сельского хозяйства.

Это достигается синтезом 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолана (I) - новым, не описанным ранее соединением, проявляющим свойства активатора прорастания семян пшеницы и повышающий устойчивость проростков к водному стрессу (повышающий урожайность зерновых культур). Соединение формулы I получают взаимодействием фурфурилглицидного эфира с 2-метилпропаналем в среде четыреххлористого углерода в присутствии каталитических количеств SnCl4.

Исходное вещество для получения соединения I - фурфурилглицидный эфир производится в промышленности.

Пример синтеза 2-изопропил-4-[(фурил-2)- метиленокси]метилен-1,3-диоксолана (I), его константы и спектральные характеристики приводятся во второй части предлагаемого изобретения.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Изучение рострегулирующих свойств 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолана (I) на озимой пшенице сорта "Краснодарская-70 ".

Рострегулирующую активность соединения формулы I и аналога по свойствам фуролана изучали на семенах озимой пшеницы сорта "Краснодарская-70".

Соединения применяли путем предпосевного замачивания семян в течение 18 ч. Для обработки семян пшеницы использовали водные растворы соединения по изобретению формулы I с массовой долей 0,01 0,001 0,0001% и прототип с массовой долей 0,001%. В качестве контроля взяты семена, обработанные водой.

Семена проращивали в течение 7 дней в рулонах фильтровальной бумаги. Повторность опыта трехкратная. Обработку проводили путем замачивания семян в течение 18 ч с последующим проращиванием в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге. Через 3 дня от начала проращивания половину семян каждого образца подвергали подсушиванию в течение 1 часа. После этого проращивание всей партии семян продолжали в рулонах фильтровальной бумаги. В каждом варианте опыта использовали по 50 шт. семян.

В ходе опыта определяли энергию прорастания, всхожесть, высоту ростков и длину корней проростков. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Проведенные испытания показали, что соединение по изобретению в оптимальной ростстимулирующей концентрации 0,0001% в обычных условиях по своей эффективности не уступает аналогу по структуре и свойствам фуролану и повышает высоту ростков на 43,7% и длину корней - на 30,3% в сравнении с контролем и при водном стрессе увеличивает длину ростков на 45,7% и корней - на 54,6% в сравнении с контролем.

Таким образом, соединение I в оптимальной дозе 0,0001% по своей эффективности не уступает аналогу по свойствам фуролану, который имеет оптимальную дозу в 10 раз превышающую найденную для соединения I как в обычных условиях, так и при водном стрессе. Это обусловливает целесообразность применения соединения I в зоне рискованного земледелия.

В литературе известны способы получения 1,3-диоксоланов путем конденсации гликолей с карбонильными соединениями [Химия и технология органических веществ. Химия и технология 1,3-диоксацикланов/Рахманкулов Д.Л., Караханов Р.А., Злотский С.С. и др.: М.: Наука, 1979.-Т.5.-С.140].

Наиболее близкие по структуре 1,3-диоксоланы формулы II получают двухстадийным синтезом из фурановых глицидных эфиров [Гольцев В.Я., Малиновский М. С. Гидролиз и реакции фурфурилглицидного эфира с карбонильными соединениями//Украин. хим. журнал. -1968.-Т.242.-С. 168-171].Процесс состоит из следующих стадий: 1-я стадия. Гидролиз глицидного эфира.

2-я стадия. Конденсация полученного гликоля с карбонильными соединениями в кислой среде в бензоле с выходом 31-60%.

R=Me,Ph; R,R" = 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

; R1 = Me Соединения II, получаемые этим методом, являются аналогами по структуре заявляемого соединения формулы I, а способ получения является способ-прототип.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение способа получения заявляемого соединения I по сравнению с прототипом: исключение выделения промежуточного гликоля.

Технический эффект решения поставленной задачи достигается синтезом соединения I путем взаимодействия фурфурилглицидного эфира с изопропиловым альдегидом в присутствии катализатора SnCl4 при мольном соотношении компонентов, равном 1,1:1 (0,05-0,15) соответственно. Использованием при вакуумной перегонке продукта безводного Na2CO3 для нейтрализации следов катализатора в мольном соотношении, равном 1,1:1.

Способ осуществляют в одну стадию. Предлагаемый нами способ не предполагает получения гликоля, что делает способ препаративно более простым при значительно высоком для фурановых производных выходе конечного продукта (52%).

Соединение I идентифицировано по совокупности данных элементного анализа, ПМР и ИК спектров.

ИК спектр записан на приборе Specord-71 в области 650-3800 см-1 (призмы LiCl) в растворе CCl4.

Спектр ПМР снят на приборе Tesla-BS 567-А (100 МГц) для 15% растворов в CCl4, внутренний стандарт - ГМДС.

Получение 2-изопропил-4[(фурил-2)-метиленокси] метилен-1,3-диоксолана (I).

Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и термометром с раствором 1,44 г (0,02 моль) 2-метилпропаналя и 3,39 г (0,022 моль) фурфурилглицидного эфира в 52,4 мл четыреххлористого углерода при интенсивном перемешивании в течение 20 мин прибавили 0,261 г (0,001 моль) хлорида олова (IV) в 10,0 мл (0,09 моль) четыреххлористого углерода. Через 40 минут после прибавления катализатора в реакционную смесь внесли 2,29 г (0,08 моль) кристаллогидрата Na2CO3 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

10H2O. Реакционную смесь перемешивали 30 мин, кристаллы отфильтровывали, из фильтрата под вакуумом удалили растворитель, а остаток с 0,124г (0,0011 моль) безводного карбоната натрия фракционировали в вакууме. Получили 2,24 г (52%) соединения I, Ткип = 160-161 oC (533 Па), nD20=1,5000.

Найдено, %: С 63,20, H 8,4 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

C12H18O4. Вычислено, %: С 63,70, Н 8,02. ИК спектр ( 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

, см-1): 770, 925, 1105, 1170, 1210, 1300, 3020 (фуран), 1040, 1120, 1234, 1555 (O-C-O), 1340, 1380, 1440 (CH3).

Спектр ПМР ( 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

, м. д. ): 7,23с, 6,15с, 6,18 с (фурановые); 3,85 кв. (H2COCH2); 4,96с (2-Н); 4,0 м (4-СН), 3,9д (5-CH2), 2,2м (СН- изопроп.), 0,95 м (CH3).

Пример 2. В аналогичных условиях с применением 0,195 г (0,00075 моль) хлорида олова (IV) получено 1,872 г соединения I. Выход 40%.

Пример 3. В аналогичных условиях с применением 0,456 г (0,002 моль) хлорида олова (IV) получено 2,34 г соединения I. Выход 52%.

Пример 4. В аналогичных условиях с применением 0,522 г (0,003 моль) хлорида олова (IV) получено 2,339 г соединения I. Выход 52%.

Пример 5. В аналогичных условиях с применением 0,912 г (0,004 моль) хлорида олова (IV) получено 2,1 г соединения I. Выход 44,9%.

Таким образом, исследованием реакции фурфурилглицидного эфира с 2-метилпропаналем показано, что оптимальным соотношением их количеств является 0,001-0,003 моль. Уменьшение катализатора приводит к замедлению процесса и неполному взаимодействию исходных реагентов. Увеличение количества катализатора способствует течению побочных процессов. При этом установлено следующее мольное соотношение реагентов и катализатора: оксиран: альдегид: катализатор (SnCl4) 1,1:1: [0,05-0,15]. Предложенный способ содержит "ноу-хау".

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. 2-Изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан формулы I

проявляющий свойства активатора прорастания семян пшеницы и повышающий устойчивость проростков к водному стрессу.

2. Способ получения 2-изопропил-4--[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолана формулы I 2-изопропил-4-[(фурил-2)метиленокси]метилен-1,3-диоксолан, обладающий способностью активировать прорастание семян пшеницы и повышать устойчивость проростков к водному стрессу, и способ его получения, патент № 2152942

отличающийся тем, что фурфурилглицидный эфир подвергают взаимодействию с 2-метилпропаналем в присутствии катализатора SnCl4 при мольном соотношении компонентов, равном 1,1 : 1 : (0,05 - 0,15) соответственно, в среде четыреххлористого углерода и добавлением безводного Na2CO3 в перегоняемую под вакуумом смесь в мольном соотношении к SnCl4, равном 1,1 : 1.

Популярные патенты:

2153256 Инсектицидное средство и способ борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур

... основе карбофоса и к способам борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, в частности с проволочниками, и могут быть использованы для повышения урожайности подсолнечника. Средство содержит в качестве инсектицида карбофос 50% к.э. В качестве вещества, катализирующего процесс токсикации карбофоса для проволочников, - сульфат железа при следующих соотношениях компонентов, мас.%: карбофос 50% к.э. 99,3 - 99,0; сульфат железа 0,7 - 1,0. Средство используется для борьбы с проволочниками путем обработки семян в дозе 15 - 10 л/т семян. Изобретения позволяют повысить эффективность инсектицидных средств и способа борьбы с проволочниками. 2 с.п.ф-лы, 4 табл. , , , ...

2086081 Рабочий орган культиватора

... вертикальной стороне профиля, и снабжены лезвием, а внутри трапеции предусмотрен преимущественно треугольный вырез, примыкающий одной стороной к стойке. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что он снабжен двумя [ - образными профилями, оппозитно расположенными друг относительно друга и примыкающими своими вертикальными сторонами к стойке. 3. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что на вертикальной стороне [-образного профиля выполнена выдавка, взаимодействующая со стойкой. 4. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что на вертикальной стороне [-образного профиля предусмотрены преимущественно треугольные вырезы, являющиеся продолжением вырезов на ...

2095957 Устройство для транспортирования подстилочного навоза

... транспортер и так, чтобы вначале заполнялась передняя часть кузова. По мере заполнения передней части кузова тележки она перемещается вперед, и так заполняется вся длина кузова, а наиболее полное заполнение кузова по его ширине осуществляет разравниватель в виде штанги 4. При разгрузке тележка подпячивается к тому месту бурта, где должна быть выгружена новая порция навоза, или к устройству по формированию навозного бурта задних размеров, включается промежуточная муфта, включается вал отбора мощности трактора или шасси, и скреперное полотно начинает выталкивать подстилочный навоз из кузова тележки. Если разгрузка требуется неполная, то с помощью муфты привод на спаренные винты ...

2451442 Способ обогащения селеном овощей и злаков

... пленка) вода112,5 15,0±0,90,08±0,03 селенит натрия 40 мг/л308,0 22,0±1,7 0,07±0,01 Опыт (светокорректирующая полиэтиленовая пленка) вода166,7 20,5±0,70,08±0,01 селенит натрия 40 мг/л565,0 28,1±2,1 0,15±0,02 Таблица 2 Содержание селена и биологически активных веществ в листьях растений капусты сорта Точка на стадии вегетации при искусственном освещении в закрытом грунте Условия выращивания Обработка семян Селен, мкг/кг сухой массы Аскорбиновая кислота, мг % Синий свет + Белый свет 240 мкмоль/м2c вода 129 108-248 10±0,3 селенит натрия 20 мг/л 200 129-316 15±0,7 Красный свет + Белый свет 240 мкмоль/м2c ...

2421965 Способ возделывания зерновых колосовых культур

... перемешивании 1,5 л на 10 л рабочего раствора Опрыскивание рабочим раствором 1,5 л Заявляемый способ действующее вещество Метионин Рабочим раствором при постоянном перемешивании 4 г на 10 л рабочего раствора Опрыскивание рабочим раствором 4 г5 г на 10 л рабочего раствора 5 г7 г на 10 л рабочего раствора 7 г10 г на 10 л рабочего раствора 10 гЛабораторные исследования по эффективности заявляемого способа осуществляют по схеме, представленной в таблице 2. Таблица 2 Схема обработки семян и растений ВариантОписание 0 Без обработки 1Обработка семян Фитолавином 300 из расчета 1,5 л на 1 тонну семян 2 Обработка метионином из расчета 4 г на 1 тонну семян 3 ...

Еще из этого раздела:

2400963 Передвижной перегрузчик для зерна сельскохозяйственных культур

2075933 Композиция для иммунизации растений от различных фитопатогенов

2171570 Устройство для группового учета надоев молока при доении

2488263 Система механической подачи недомолота для вторичного обмолота на возвратную доску

2391804 Почвообрабатывающий каток

2054872 Гербицидная композиция и способ борьбы с сорняками

2312500 Способ защиты смородины от вредителей и болезней

2384988 Способ и устройство для управления сельскохозяйственной машиной

2080774 Способ изготовления брикетов для выращивания растений и устройство для его осуществления

2427999 Способ повышения плодородия мерзлотных засоленных почв в условиях криолитзоны

Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

Изображения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ