Антидотная активность производных 2-алкилтио-никотинонитрилов
Поиск способов защиты сельскохозяйственных культур от сорных растений. Разработка новых гербицидных антидотов для вегетирующих растений подсолнечника, синтез алкилтионикотинонитрилов. Применение в качестве антидотов производных изоксазоло-пиридинов.
Рубрика | Химия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.11.2017 |
Размер файла | 30,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
10
Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина1
Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений2
УДК 632.95
АНТИДОТНАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ 2-АЛКИЛТИО-НИКОТИНОНИТРИЛОВ Научный журнал КубГАУ, №132(08), 2017 года
1Дмитриева Ирина Геннадиевна, к.х.н., доцент
1Заводнов Вячеслав Сергеевич, к.х.н., доцент
1Макарова Наталья Анатольевна, Старший преподаватель
2Дядюченко Людмила Всеволодовна, к.х.н., доцент
Краснодар, Россия
ВВЕДЕНИЕ
В условиях интенсивного земледелия химическим средствам борьбы с сорной растительностью отводится одно из ведущих мест. Ассортимент гербицидов постоянно пополняется всё более эффективными препаратами на основе новых действующих веществ или представляющие более современную препаративную форму [1]. Химическая прополка посевов является важным звеном в защите сельскохозяйственных культур от сорных растений, однако, гербициды являются токсичными не только для сорняков.
Чувствительные к гербицидам культурные растения зачастую оказываются под угрозой повреждения или уничтожения по ряду причин: передозировка препарата, снос при авиаобработках, непреднамеренное внесение с поливной водой и др. [2]. Из сказанного следует, что разработка средств снижения отрицательного действия гербицидов на культурные растения является задачей весьма актуальной. И если защита растений от почвенных гербицидов достаточно надёжно обеспечена набором коммерческих антидотов [3], то защита вегетирующих растений при поражении их гербицидами является сложной и вопрос этот совершенно не решен. В данном случае речь идёт о спасении урожая, то есть о терапевтическом воздействии на поражённые растения.
Ранее мы сообщали о потенциальной возможности применения в качестве антидотов некоторых производных изоксазоло[5,4-b]пиридинов [4], пиразоло[3,4-b]пиридинов [5], замещенных пиридилгидразонов [6,7].
Настоящая публикация посвящена скринингу потенциальных антидотов 2,4-Д для вегетирующих растений подсолнечника в ряду производных2-алкилтионикотинонитрилов. С этой целью нами была синтезирована серия новых химических соединений путём алкилирования 3-цианопиридин-2(1Н)-тионов I-III:
I- III:
где I R = H, II R = CI, III R = CН R = CI.
Алкилирование осуществляли алкилгалогенидами. В результате получены следующие замещенные 2-алкилтионикотинонитрилы 1-10:
1-10
где 1 R = H, R1 = 2-метилбензил; 2 R = CI, R1 = 2-метилбензил;
3 R = CH3, R1 = 2-метилбензил; 4 R = H, R1 = 4-хлорбензил;
5 R = CI, R1 = 4-хлорбензил; 6 R = CH3, R1 = 4-хлорбензил;
7 R = H, R1 = бензил; 8 R = CI, R1 = бензил;
9 R = CH3, R1 = бензил; 10 R = H, R1 = трифенилметил.
Замещённые никотинонитрилы, являясь ближайшими функциональными производными никотиновой кислоты, роль которой в жизнедеятельности животных и растений переоценить трудно, сами являются биологически активными веществами.
Они находят применение в качестве лекарственных препаратов, а также средств, используемых в сельском хозяйстве [8,9]. Поэтому мы сочли целесообразным провести поиск антидотов в данном классе соединений.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Первичную оценку антидотной активности проводили на проростках подсолнечника. Для этого проросшие семена подсолнечника с длиной зародышевого корешка 2-4 мм помещали на 1 ч в раствор 2,4-Д в концентрации 10-3 % в расчёте получения 40-60 % ингибирования роста гипокотиля.
После гербицидного воздействия проростки промывали водой и помещали в растворы испытуемых на антидотную активность веществ в концентрациях 10-2, 10-3, 10-4 и 10-5 % (вариант гербицид+антидот). Спустя 1 ч семена промывали водой и дальнейшее проращивание семян проводили в термостате в течение 3 суток при температуре 28 оС.
Семена варианта «гербицид» (эталон сравнения) выдерживали 1 ч в растворе 2,4-Д в концентрации 10 -3 % и 1 ч в воде. Семена контрольного варианта 2 часа выдерживали в воде. Повторность опыта трехкратная. В каждой повторности использовали по 20 штук семян.
Защитный (антидотный) эффект определяли по увеличению длины гипокотиля и корня в варианте гербицид+антидот относительно названных величин в варианте «гербицид» (эталон). Отобранные в ходе лабораторного опыта активные соединения продолжили исследовать в полевых условиях.
В полевых экспериментах растения подсолнечника в наиболее чувствительной фазе (10-16 листьев) обрабатывали 2,4-Д в дозах, обеспечивающих 40-60 % снижение его урожайности. Через сутки после воздействия гербицидом на растения наносили антидоты в дозе 30 г/га. Площадь опытной делянки 2,8 м2, повторность пятикратная. Антидотную активность оценивали по увеличению урожая семян подсолнечника в варианте гербицид + антидот в сравнении с эталоном.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Осуществлён синтез 10 новых соединений - потенциальных антидотов из класса замещённых 2-алкилтионикотинонитрилов и исследованы их антидотные свойства в условиях лабораторного и полевого опытов.
В лабораторном опыте на проростках подсолнечника выявлено, что соединения 4, 6, 8 и 9 проявляют антидотный эффект в одной, двух или трёх концентрациях на уровне 19 - 44 % (табл. 1).
Перечисленные соединения были испытаны в полевом мелкоделяночном опыте (табл. 2). Полученные данные свидетельствуют о том, что вещества 4, 6, 8 обладают высокой антидотной активностью, они повышают урожайность подсолнечника в сравнении с эталоном на 31 - 44 % соответственно. Соединение 9 в полевых условиях защитных свойств не проявило.
Таблица 2. Антидотная активность алкилтионикотинонитрилов в дозе 30 г/га по отношению к 2,4-Д на растениях подсолнечника
Антидот |
Доза антидота, г/га |
Варианты опыта |
||||
2,4-Д(гербицид) |
2,4-Д + антидот |
|||||
урожайность,ц/га |
урожайность,ц/га |
антидотная активность |
||||
ц/га |
% |
|||||
Соединение 4 |
30 |
14,9 |
21,5 |
6,6 |
44,3 |
|
Соединение 6 |
30 |
14,9 |
20,5 |
5,6 |
37,6 |
|
Соединение 8 |
30 |
14,9 |
19,6 |
4,7 |
31,5 |
|
Соединение 9 |
30 |
14,9 |
17,1 |
2,2 |
14,7 |
|
Контроль |
- |
33,6 |
- |
- |
- |
*Различия между вариантами достоверны при Р = 0,90
Таблица 1. Антидотная активность производных 2-алкилтионикотинонитрилов по отношению к 2,4-Д на проростках подсолнечника (лабораторный опыт).
Шифр соединения |
Формула |
Контроль |
Гербицид (эталон) |
Гербицид + антидот в концентрации, % |
|||||||||
А |
А |
С |
10-2 |
10-3 |
10-4 |
10-5 |
|||||||
4 |
14582 |
7959 |
4638 |
9561 |
120*103 |
10465 |
132*110 |
9450 |
119*100 |
7656 |
9695 |
||
6 |
11065 |
4440 |
6038 |
3940 |
89100 |
4348 |
98120* |
5441 |
123*103 |
5745 |
130*113 |
||
8 |
11577 |
3236 |
7253 |
4644 |
144*122* |
4438 |
138*106 |
3347 |
103124* |
4041 |
125*114 |
||
9 |
14374 |
6951 |
5231 |
8356 |
120*110 |
8662 |
125*122* |
6658 |
96114 |
7058 |
101114 |
Примечания: А - средняя длина корня/гипокотиля, мм, В - процент к эталону, С - подавление роста корня/гипокотиля под действием гербицида, %.*Различия достоверны при Р = 0,90
Таким образом, проведённое исследование позволило выявить вещества, способное снижать потери урожайности подсолнечника от воздействия гербицида в чрезвычайных ситуациях и заслуживающие в дальнейшем более детального изучения.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-44-230215 р_а и администрации Краснодарского Края.
антидот подсолнечник гербицидный синтез
ЛИТЕРАТУРА
1. Чкаников Д.И. Гербицидное действие 2,4-Д и других галоидфеноксикислот / Д.И. Чкаников, М.С. Соколов // М.:Наука, 1973.
2. Питина М.Р. Современный уровень и перспективные направления защиты сельскохозяйственных культур от нежелательных последствий применения гербицидов / М.Р. Питина, Н.Л. Познанская, В.К. Промоненков, Н.И. Швецов-Шиловский // Агрохимия. 1986. № 4. С. 107-136.
3. Спиридонов Ю.Я. Антидоты гербицидов / Ю.Я. Спиридонов, П.С. Хохлов, В.Г. Шестаков // Агрохимия. 2009. № 5. С. 81-91.
4. Дядюченко Л.В. Синтез замещённых изоксазоло[5,4-b]пиридинов и их антидотная активность / Л.В. Дядюченко, И.Г. Дмитриева, В.С. Заводнов, Н.А. Макарова // Научный журнал КубГАУ. 2016. №122(08). С. 461-470. Электронный ресурс http://ej.kubagro.ru/2016/08/pdf/34.pdf.
5. Дмитриева И.Г. Поиск антидотов 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты для растений подсолнечника в ряду производных пиразолопиридинов / И.Г. Дмитриева и др. // Наука Кубани. 2017. № 2. С. 26-33.
6. Дядюченко Л.В. Антидотная и рострегулирующая активность N1-арил-N2-(замещённый никотинонитрил) гидразонов / Л.В. Дядюченко, И.Г. Дмитриева, Д.Ю. Назаренко, В.Д. Стрелков //Агрохимия. 2014. № 7. С. 33-37.
7. Стрелков В.Д. Антидоты гербицида 2,4-Д на подсолнечнике / В.Д. Стрелков, Л.И. Исакова, Л.В. Дядюченко., Т.И., Д.Ю. Назаренко // Защита и карантин растений. 2011. № 5. с. 29-31.
8. Деянов А.Б. Синтез, свойства и биологическая активность 2-амино [алкиламино] -5-карбэтокси-6-метил-никотинонитрилов / А.Б. Деянов, Р.Х. Ниязов, Ф.Я. Назметдинов // Хим.-фарм. ж. 1991. Т. 25. №10. С. 31-33.
9. Peseke K. Darstellung von substituiererten Nicotinonitrilen / K. Peseke, М. Michalik, U. Schцnhusen // J. prakt. Chem. 1986. V. 328. № 6. P. 856-866.
REFERENCES
1. CHkanikov D.I. Gerbicidnoe dejstvie 2,4-D i drugih galoidfenoksikislot / D.I. CHkanikov, M.S. Sokolov // M.:Nauka, 1973.
2. Pitina M.R. Sovremennyj uroven' i perspektivnye napravleniya zashchity sel'skohozyajstvennyh kul'tur ot nezhelatel'nyh posledstvij primeneniya gerbicidov / M.R. Pitina, N.L. Poznanskaya, V.K. Promonenkov, N.I. SHvecov-SHilovskij // Agrohimiya. 1986. № 4. S. 107-136.
3. Spiridonov YU.YA. Antidoty gerbicidov / YU.YA. Spiridonov, P.S. Hohlov, V.G. SHestakov // Agrohimiya. 2009. № 5. S. 81-91.
4. Dyadyuchenko L.V. Sintez zameshchyonnyh izoksazolo[5,4-b]piridinov i ih antidotnaya aktivnost' / L.V. Dyadyuchenko, I.G. Dmitrieva, V.S. Zavodnov, N.A. Makarova // Nauchnyj zhurnal KubGAU. 2016. №122(08). S. 461-470. Еlektronnyiy resurs http://ej.kubagro.ru/2016/08/pdf/34.pdf.
5. Dmitrieva I.G. Poisk antidotov 2,4-dihlorfenoksiuksusnoj kisloty dlya rastenij podsolnechnika v ryadu proizvodnyh pirazolopiridinov / I.G. Dmitrieva, L.V. Dyadyuchenko, P.V. Sidak, YU.S. Popova // Nauka Kubani. 2017. № 2. S. 26-33.
6. Dyadyuchenko L.V. Antidotnaya i rostreguliruyushchaya aktivnost' N1-aril-N2-(zameshchyonnyj nikotinonitril)gidrazonov / L.V. Dyadyuchenko, I.G. Dmitrieva, D.YU. Nazarenko, V.D. Strelkov // Agrohimiya. 2014. № 7. S. 33-37.
7. Strelkov V.D. Antidoty gerbicida 2,4-D na podsolnechnike / V.D. Strelkov, L.I. Isakova, L.V. Dyadyuchenko., T.I., D.YU. Nazarenko // Zashchita i karantin rastenij. 2011. № 5. s. 29-31.
8. Deyanov A.B. Sintez, svojstva i biologicheskaya aktivnost' 2-amino [alkilamino] -5-karbehtoksi-6-metil-nikotinonitrilov / A.B. Deyanov, R.H. Niyazov, F.YA. Nazmetdinov // Him.-farm. zh. 1991. T. 25. №10. S. 31-33.
9 Peseke K. Darstellung von substituiererten Nicotinonitrilen / K. Peseke, М. Michalik, U. Schцnhusen // J. prakt. Chem. 1986. V. 328. № 6. P. 856-866.
АННОТАЦИЯ
УДК 632.95
06.00.00 Сельскохозяйственные науки
Антидотная активность производных 2-алкилтио-никотинонитрилов
Дмитриева Ирина Геннадиевна, к.х.н., доцент, РИНЦ SPIN-код 6882-9695, irina.bona.mente@gmail.com
Заводнов Вячеслав Сергеевич, к.х.н., доцент, РИНЦ SPIN-код 2448-3231, zavodnov52@mail.ru
Макарова Наталья Анатольевна, Старший преподаватель, РИНЦ SPIN-код 8364-2019, makarovanatalya@mail.ru
Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Дядюченко Людмила Всеволодовна, к.х.н., доцент, РИНЦ SPIN-код 1135-3336, ludm.dyadiuchenko@yandex.ru, Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений, Краснодар, Россия
С целью разработки новых гербицидных антидотов для вегетирующих растений подсолнечника синтезирована группа новых химических соединений, относящихся к производным 2-алкилтионикотинонитрилов, и изучена их антидотная активность в лабораторном и полевом опыте. Найдены соединения с высоким антидотным эффектом
Ключевые слова: подсолнечник, гербициды, антидотная активность, сохраненный урожай, синтез, 2-алкилтионикотинонитрилы
Doi: 10.21515/1990-4665-132-034
ANNOTATION
UDC 632.95
Agricultural sciences
Antidote activity of 2-alkylthionicotinitrile derivatives
Dmitrieva Irina Gennadievna, Cand. Chem. Sci, associate professor, RSCI SPIN-code 6882-9695, irina.bona.mente@gmail.com
Zavodnov Vaycheslav Sergeevich, Cand. Chem. Sci, associate professor, RSCI SPIN-code 2448-3231, zavodnov52@mail.ru
Makarova Natalya Anatolievna, Senior lecturer, RSCI SPIN-code: 8364-2019, makarovanatalya@mail.ru
I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
Dyadyuchenko Lyudmila Vsevololovna, Cand. Chem. Sci, associate professor, RSCI SPIN-code 1135-3336 , ludm.dyadiuchenko@yandex.ru, All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar, Russia.
To develop the novel herbicide antidotes for the sunflower vegetative plants, the group of chemical compounds, belonging to the derivatives of 2-alkylthionicotinonitrile was synthesized and their antidote activity both in the laboratory and field experiments was studied. The compounds with a high antidote effect were found
Keywords: sunflower, herbicides, antidote activity, saved harvest, synthesis, 2-alkylthionicotinitrile
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Хиназолины и основные методы их синтеза. Химические свойства хиназолинов и их производных. Общие синтетические подходы для получения 4-оксохиназолинов. Взаимодействие антраниловой кислоты с изоцианатами. Процесс получения новых производных хиназолина.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 23.07.2015Препараты фенотиазинового ряда, характеристика, токсикологическое значение и метаболизм. Изолирование производных фенотиазина из биологического материала. Качественное обнаружение производных фенотиазина в экстракте и их количественное определение.
реферат [29,7 K], добавлен 07.06.2011Связь между структурой и фармацевтическим действием. Кислотно-основные свойства производных 5-нитрофурана. Применение, формы выпуска и хранение лекарственных средств, содержащих производные фурана. Противопоказания и возможные побочные явления.
курсовая работа [684,0 K], добавлен 24.05.2014Молекулярная формула, физические и химические свойства 3,5-дифенилпиразолина, анализ методик его получения: синтез пиразольных соединений из гидразина или его производных, синтез пиразолов из алифатических диазосоединений. Уравнение основных реакций.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.04.2017Общая характеристика лекарственных средств, производных барбитуровой кислоты. Химическое строение таблеток бензонала и порошка тиопентала натрия. Хроматографический анализ производных барбитуровой кислоты. Реакции идентификации лекарственных средств.
курсовая работа [830,6 K], добавлен 13.10.2017Применение дифениламина. Амины. Ацилирование и алкилирование аминов. Образование производных мочевины. Алкилирование первичных и вторичных аминов. Расщепление и окисление аминов. Синтез на основе анилина и анилиновой соли. Синтез из хлорбензола и анилина.
курсовая работа [471,2 K], добавлен 17.01.2009Физические и химические свойства 1,3,4-оксадиазола, схемы получения его симметричных и несимметричных 2,5-производных. Метод окислительной и дегидратационной циклизации. Синтез 2-амино-5-фенил-1,3,4-оксадиазола циклизацией семикарбазона бензальдегида.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 03.09.2013Методы синтеза ароматических соединений и поиск новых, ранее неизвестных соединений пиразольного ряда. Характеристика опасных и вредных факторов при проведении работы и методы защиты. Организация исследований и рабочего места в химической лаборатории.
дипломная работа [170,8 K], добавлен 20.05.2011Способы получения акридина и его производных, область их применения, основные химические и физические свойства. Общие методы синтеза 9-аминоакридина и орто-аминофенола. Методика перекристаллизации и хроматографического анализа 9-ортогидроксифенилакридина.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.05.2011Синтез малеимидов циклизацией малеамовых кислот и других линейных производных малеиновой кислоты. Применение металлсодержащих полимеров. Определение констант устойчивости и термодинамических параметров образования соединений меди, кобальта, никеля, хрома.
диссертация [2,3 M], добавлен 15.10.2011