Карбамоильные производные 2-тио-5- спироциклогексилгидантоинов, обладающих способностью повышать морозои засухоустойчивость пшеницы, и способ их получения

 

/;зобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к карбамоильным производным 2-тио-5-спироциклогексилгидантоинов формулы SO ,( -C-N- . CHg s где R - н-СзН, изо-СзН, которые обладают способностью повышать морозои засухоустойчивость пшеницы. Цель - получение новых соединений новым способом. Получение целевого продукта ведут взаимодействием циклогексанона с хлоргидратом метиламина и KCN в водном растворе в стехиометрическом соотношении. Полученный аминонитрил обрабатывают продуктом взаимодействия алкилхлорформиата с тиоцианатом калия в среде ацетона в стехиометрическом соотношении. Полученную смесь 1-циклогексанкарбонитрил-1-метил-3-карбоал кокситиомочевины и 2-иминокарбоалкокси-3-метил-5-тиазолидинимино-4-спироциклогексана подвергают взаимодействию с конц. HCI. 2 с.п,флы, 4 табл. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О С И-,CH„!

Ro — С вЂ” м — С-В

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4268874/04 (22) 21.04,87 (46) 23.10,91, Бюл, N 39 (71) Отделение института химической физики АН СССР и Всесоюзный научно-исследовательский институт химических средств защиты растений с опытным заводом (72) A,È. Поляков, Л.А. Медведева, А.Б, 3олотой, О.А, Дьяченко, А.О, Атовмян, А.А. Шаповалов, Л.С. Бодырева и Т.В. Овсянникова (53) 547,783(088,8) (56) Патент CLLIA М 3484525, кл. 424 — 273, 1969. (54) КАРБАМОИЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ 2ТИ О-5-СПИ РОЦИ КЛ О ГЕ КСИЛ ГИДА НТОИ "

НОВ, ОБЛАДАЮЩИХ СПОСОБНОСТЬЮ

ПОВЫШАТЬ МОРОЗО- И ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПШЕНИЦЫ, И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к карбамоильным производным 2-тио-5-спироциклогексилгидантоинов формулы

Изобретение относится к новым производным гидантоина, а именно к 2-тио-5-спироциклогексилгидантоинам общей формулы I

О-С N- СИэ

R0 — С - И вЂ” С 8

1 о где R - н-СзН-, иэо-СзН7, обладающим способностью повышать мороэо- и эасухоустойчивость пшеницы, а также новому способу их получения, „„!Ж„„1455609 Al (s»s С 07 0 233/70, А 01 N 43/50 где R - н-СЗН7, изо-СЗН7, которые обладают способностью повышать морозо- и засухоустойчивость пшеницы. Цель — получение новых соединений новым способом. Получение целевого продукта ведут взаимодействием циклогексанона с хлоргидратом метиламина и KCN в водном растворе в стехиометрическом соотношении. Полученный аминонитрил обрабатывают продуктом взаимодействия алкилхлорформиата с тиоцианатом калия в среде ацетона в 2 стехиометрическом соотношении. Полученную смесь 1-циклогексанкарбонитрил-1-ме- Л тил-3-карбоалкокситиомочевины и

2-иминокарбоал кокси-3-метил-5-тиазоли. динимино-4-спироци клогексана подвергают взаимодействию с конц. HCI. 2 с.п.флы, 4 табл. о

Цель изобретения — способ получения новых производных гидантоина, обладающих способностью повышать морозо- и засухоустойчивость пшеницы, что не характерно для данного ряда соединений.

Пример 1. Получение метиламиноциклогексанкарбонитрила, 9,82 г (0,1 моль) циклогексанона прибавляют при 0 — 5ОС к насыщенному водному раствору 6,5 г(0,1 моль) KCN и 6,75 г (0,1 моль)

СНзИН2 HCI. Перемешивают при 0 С 4 ч, а затем в течение 24 ч при комнатной темпе1455609 рампуре, Реакционную смесь разбавляют водой. Экстрагируют хлористым метиленом

{Зх50 мл), сушат над CaCIz, после отгонки растворителя получают 12,8 г (93%) аминонитрила, Чистоту продукта контролируют методом TCX.

ИК-спектр (КВг): 2210 (C=N), 3430 см (ИН).

Пример 2. Получение 1-циклогексанка!рбонитрил-1-метил-3-карбопропокситиом4чевины (а) и 2-иминокарбопропокси-3-метил-5-тиазолидинимино-4-спироциклогексан1а,(б).

К 0,97 г (0,01 моль) KSCN в 10 мл сухого ацетона прикапывают 1,22 г(0,01 моль) пропилхлорформиата. Смесь перемешивают п и комнатной температуре 10 — 15 ч.

Затем добавляют 1,38 г (0,01 моль) амин нитрила. По окончании реакции (кОнтроль методом ТСХ), реакционную смесь разбавляют водой (30 мл), выпавшее масло экстрагируют хлороформом (40 мл х 3) сушат, упаривают. Остаток — масло (смесь продуктов а и б, суммарный выход 80%) заливают гексаном (100 мл). отфильтровывают кристаллический продукт (а}, Получают 1,5 г а„выход 53 . т,пл. 127 С.

Найдено, : С 55,1; Н 7,5; N 14,8; S 11,3.

С1з Нг Л зОг Б

Вычислено,%: С 54,8; Н 7,5; N 14,4; S

11,1.

ИК-спектр (КВг), у ñì; 3240, 3420 (МН), 1620-1640 (NCO ассоциирования). После упаривания гексана получают продукт (б)

0,8 г, выход 28, т,пл. 95 — 97 С.

Найдено, : С 55 1, Н 7,5, N 14 8, S 1 1,3.

С1зНг ЛзОЛ

Вычислено,%: С 55,6, Н 7,5, N14,,7,,S

11,4, ИК-спектр (КВг), 3300 (Н); 1735 см (С- = 0}.

Пример 3. Получение 1-метил-2-тионо-З-пропоксикарбониламино-4-окса-1,3диазоспиро(4,5)декана.

К 1,38 г аминонитрила прибавляют ацетоновый раствор пропоксикарбоизотиоцианата. Реакцию выдерживают при 20 С

10 — 12 ч (контроль методом TCX до исчезновения аминонитрила), Ацетон отгоняют. Остаток заливают 15-20 мл этанола, к которому приливают 5 — 7 мл 10%-ного раствора HCI. Оставляют смесь при комнатной температуре на 4 ч. Выливают в воду, целевой продукт отфильтровывают, Выход 94, т.пл, 80-82 С, Найдено,%: С 54.9; Н 7,0; N 9,8; S 11,2.

С 13 Н гсМг О з>

Вычислено,%: С 54.9; Н 7,1; N 9,9; S

11,3.

ИК-спектр (КВг); 1735, 1785 см (С = О}.

Аналогично получают 1-метил-2-тионо3-изоп ропоксикарбониламино-4-окса-1,3диазаспиро(4,5)декан. Выход 90%, т.пл.

138 — 139 С, Найдено, : С 54,7; Н 7,3; IU 10,0; S 10,9, С 13 Н г0 1 г - з->

Вычислено,%: С 54,9: Н 7,1; N 9,9; S 11,3, ИК-спектр (КВг): 1730, 1785 см (C = О).

Спектр ПМР; 1,24; 1,35 (6Н, д, 2СНз), 1,72 (1ОН, м, цикла-СвН1о), 3,07 (ÇH, с. СНз-N), 5,02 (Н, септет, СНз) м.д.

Строение соединения формулы (R - СзНт) однозначно доказано методом рентгеноструктурного анализа. Основные кристалл ографические данные

С1зНгойгОзБ.

M = 268,493, а = 11,632 (3). Ь = 12,469 (3), c = 10,454 (2) А, rI = j3 = 900, у = 107,81 (4), 20 V = 1443,58 А (3), Z = 4 (d) выч. 1,24 г /см, пространственная группа P21/Ь. Интенсивность 2389 отражений с 1 2 о измерена на дифрактометре РЭД-4.

Структура расшифрована прямым мето25 дом по программе "Рентген-75", Атомы водорода найдены из разностного синтеза.

Уточнение структуры проведено методом наименьших квадратов в полнометрическом". приближении с учетом анизотропии

30 для BTGMQB S. О, N, С N изотропии pl1H Btot40B

Н до R 0,061. Рисунок молекулы получен по

° программе "ЕLLIDS"

Пример 4. Получение :.-метил-2-тионо-3-пропоксикарбон ил амин о-4-окса-1,3диазоспиро(4,5)дека:-:а (I), 2,83 г (0,01 моль) 1-циклогексанкарбонитрил-1-метил-3-карбопропокситиомочевины (а) растворяют в 50 мл этанола, добавляют 10 мл 10 -ного раствора HCI, Смесь

40 кипятят ЗО мин, охлаждают до комнатной температуры, Затем реакционную смесь высаживают в воду. Отфильтровыв=þò проду кт. Получают 2,7 г (95,), Пример 5, Получение 1-метил-2-тионо-З-пропоксикарбониламино-4-окса-1,3диазоспиро(4,5)декана (I, .

2,83 г (0,01 г/моль} 2-иминокарбопропокси-3-метил-5-тиазолидинимино-4-спироциклогексана (б) растворяют в 50 мл этанола, добавляют 10 мл 10 -ного раствора HCI.

Смесь кипятят, охлаждают до комнатной температуры и выливают в воду. Отфильтровывают продукт. Выход 2,65 r (93 ).

Пример 6. 283 г (О 01 r моль) 2-иминокарбопропокси-3-метил-5-тиазол идинимино-4-спироциклогексана (б) растворяют в

50 мл этанола, добавляют 7,5 мл концентрированной соляной кислоты {соответствует

5,-ной концентрации HCI B реакционной среде). Смесь нагревают до кипения, охлаж1455609 дают и выливают в воду, Выход продукта

2,68 r (94Я.

Пример 7. 2,83 г (0,01гмоль) 2-иминокарбопропокси-3-метил-5-тиазолидинимино-4-спироциклогексана (б) растворяют в

50 мл этанола, добавляют 4,8 мл концентрированной HCI (соответствует 3,57;-ной концентрации HCI в реакционной среде). Смесь нагревают при кипении в течение 10 мин.

Раствор охлаждают и выделяют целевой продукт. Выход продукта 2,7 г (95оь).

Пример 8, В отборочных испытаниях соединений в качестве регулятора роста растений использовалась культура клеток табака, выращиваемая Е! строго контролируемых условиях (температура 26 С, модифицированная среда по Шенку и

Хильдебранту). Испытания пооводят при концентрации вещества 5 10 м. Показания снимают через 120 ч после начала опыта. Результаты приведены в табл.1.

Эталоном в этом тесте служит кинетин, П р и M е р 9. Соединения McBblTBHbl в тесте на стимуляцию образования хлорофилла в семядолях огурца, который особенно характерен для цитокининов, обладающих антистрессовой активностью, Семена огурца проращивают в термостате 6 суток, отделяли семядоли и инкубировали 1 сутки в чашках Петри на растворах исследуемых препаратов, Затем чашки с семядолями переносили на свет и через 3 часа определяли в них концентрацию хлорофилла, Для цитакининов характерна стимуляция образования хлорофилла. Эталон кинетин. Результаты приведены в табл.2.

Пример 10, Десятидневные растения пшеницы, обработанные исследуемым препаратом (через корни) подвергали медленному высушиванию в термостате при 24 С.

Через сутки растение переносили во влажную камеру для регенерации и определения выживаемости растений. Результаты приведены в табл.3. Эталоном служил хлорхолинхлорид, Пример 11, Десятидневные растения пшеницы, обработанные препаратом (через корни), закаливали 7 дней при температуре

+2, + 4 С, одни сутки промораживают при

-ЗОС и затем определяют выход электролитов из тканей листа и стебля, После этого растения убивают кипячением и определяют выход электролитов из убитых тканей.

Отношение выхода электролитов из промороженных таней к выходу электролитов из убитых тканей есть мера устойчивости тканей к отрицательным температурам. Чем

5 ниже эта величина, тем выше устойчивость.

Эталоном служил хлорхолинхлорид, Результаты приведены в табл.4.

Таким образом, предлагаемый способ предоставляет возможность получения кар10 бамоильных произвсдных 2-тио-5-спироциклогексилгидантоина, которые могут найти применение в сельском хозяйстве как препараты антистрессового действия, обладая способностью повышать морозо- и засу15 хоустойчивость пшеницы.

Формула изобретения

1. Карбамоильн ые производные 2-тио-5спироциклогексилгидантоинов общей формулы I о-с ц-ац, Ro-Ñ вЂ” к — ь 8

II о где Й вЂ” н-СзН7, изо-СзН7, обладающие способностью повышать мороза- и засухоустойчивость пшеницы.

2.Способ получения карбамоильных производных 2-тио-5-спироциклогексилгидантоинов общей формулы i о-г г — 3 ао — с — м — с з

II о

40 где R - н-СзН7, изо-СзН7, отличающийся тем, что циклогексанон подвергают взаимодействию с хлоргидратом метиламина и цианистым калием в водном растворе в стехиометричес ком соотношении, полученный аминонитрил обрабатывают продуктом взаимодействия алкилхлорформиата с тиоцианатом калия в среде ацетона в стехиометрическом соотношении, полученную смесь 1-циклогексанкарбонитрил-1-метил-3-карбоал кокситиомочевины и 2-иминокарбоалкокси-3-метил-5тиазолидинимино-4-спироциклогексана подвергают взаимодействию с концентрированной соляной кислотой.

1455609

Таблица 1

Результаты испытаний соединений формулы в качестве регуляторов роста клеток табака

Таблица 2

Результаты испытания соединения на стимуляцию образования хлорофилла в семядолях огурца ержание х

Таблица 3

Результаты испытаний соединений формулы на засухоустойчивость

Числ

0,1

188

117

Таблица 4

Результаты испытаний соединений (1,2) на морозоустойчивость

Относи

0,1

87

Составитель Г,Жукова

Редактор Л,Герасимова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор B.Гирняк

Заказ 4595 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101