Cинтез и пестицидная активность аминоэфиров на основе 4-метоксифенилхлорацетата

Соединения ряда метоксифенола, в частности кислород и аминопроизводные, привлекают внимание химиков не только своим своеобразным строением и доступностью, но и возможностью их практического использования. Основным сырьем для получения соединений фенолового ряда служит доминирующий компонент скипидара сосны (Pinus silvestris L.) - метоксифенол, на основе которого синтезирован широкий ряд соединений, обладающих различными видами биологической активности [5;8;9]. В продолжение работ [2-4] по синтезу функционально замещенных производных ряда фенола и изучению спектра их биологической активности мы осуществили синтез ранее не описанных пестицидная активных аминоэфиров 4-метоксифенилхлорацетата. 4-Метоксифенол (8) получали монометилированием гидрохинона по методике [10]. Далее взаимодействием 4-метоксифенола с хлорацетилхлоридом в растворе хлористого метилена в присутствии пиридина при температуре кипения реакционной смеси с количественным выходом получили монохлорацетат 4-метоксифенола (2). Алкилирование первичного (циклогексиламин) и вторичных (диметиламин, диэтиламин, дибутиламин, морфолин и пиперидин) аминов монохлорацетатом (2) осуществляли в растворе диэтилового эфира. Поскольку атом хлора в галогениде 2 активирован карбонильной группой в α-положении, образование аминоэфиров 3-8 происходило с препаративными выходами. Как известно, выход продуктов в реакции алкилирования возрастает с повышением основности амина. В ряду диметил-, диэтил-, дибутиламинов основность аминогруппы растет, однако выход соединения 5 несколько ниже, что обусловлено пространственной затрудненностью дибутиламина. Лучшая доступность атома азота в пиперидине обеспечивала и более высокий выход аминоэфира 8. Из синтезированных аминоэфиров получили соответствующие гидрохлориды 9-14 и йодметилаты 15-19. Выход и физико-химические константы синтезированных соединений приведены в табл. 1.

Таблица 1.

 Физико-химические константы соединений 2-19

Таблица 2.

Антифидантная активность соединений 2-19 по отношению к жукам большого мучного хрущака

R₁R₂ = CH₃ (3); R₁R₂ = C₂H₅ (4); R₁R₂ = C₄H₉ (5); R₁ = H, R₂ = C₆H₁₁ (6);

NR₁R₂ = морфолин (7); NR₁R₂ = пиперидин (8)

В ИК-спектре соединения 2 присутствовала полоса поглощения карбонильной группы в области 1745 см^-1, полосы поглощения группы С-О-С в области 1260 см^-1. Колебания связи С-СI проявились в области 830 см^-1. В ИК-спектрах соединений 3-19 отметили полосы поглощения в области 1750-1735 см^-1, обусловленные валентными колебаниями С=О связей. Валентные колебания группы С-О-С проявлялись в области 1260-1230 см^-1, группы R₃N- при 1260-1275 см^-1. В соединениях 6,12 присутствовала полоса в области 3350 см^-1, характерная для валентных колебаний связи N-H.

Изучение антифидантной активности аминоэфиров 4-метоксифенола и их солей по отношению к жуку большого мучного хрущака Tenebrio molitor по методике [3] показало, что все испытанные соединения обладают антифидантной активностью в большей или меньшей степени. Результаты испытаний проведены в табл. 2.

Из исследованных соединений выраженной антифидантной активностью обладают аминоэфир 4, содержащий N-диэтиламиногруппу, и его йодметилат 16, а также гидрохлорид 14, степень защиты листа фасоли у которых выше 80%. Для активных веществ определяли концентрацию раствора ЗК₅₀, при которой степень защиты листа составляла 50%. Для веществ 4, 14, 16 она составила 0,24%, 0,18 и 0,15% соответственно. Для сравнения следует отметить, что для жуков большого мучного хрущака ЗК₅₀ брестана – трифенилоловоацетата (эталон) составляет 0,1%. Таким образом, хотя активность изученных соединений ниже или равняется таковой эталона – брестана, однако метоксифенолы и их производные обладают меньшей токсичностью для теплокровных, чем оловосодержащий препарат, и меньше загрязняют окружающую среду из-за их более легкого биоразложения.

Изучение рострегулирующей активности соединений 2-19 проводили по методике [9] на культуре клеток сахарной свеклы и водоросли хлореллы. Результаты испытаний показали, что соединения 2,5,8,9,15,16 обладают выраженным рострегулирующим действием в отношении хлореллы. Соединение 16 в тепличных условиях проявляет свойства ретарданта, а соединение 7 – ингибитора роста растений, что указывает на перспективность поиска в этом ряду соединений гербицидов – ингибиторов фотосинтеза.

Гербицидную активность соединений 2-19 изучали по методике [7] в тепличных условиях на таких биотестах, как овес, соя и горчица. Соединения 2,9,14,16,17,19 подавляли развитие биотестов на 20-80%. Гербицидная активность полученных соединений проявлялась только при применении их на вегетирующих растениях, что объясняется, вероятно, затрудненностью их проникновения через проростки, чем через вегетативные органы растений.

Соединения 2-19 испытали в качестве ювеноидов по способу топикального нанесения испытуемых жидкостей на шестичасовых куколок большого мучного хрущака, но не выявили заметной активности.

Токсичность веществ 2-19 для личинок галловой нематоды, а лабораторном опыте in vitro при концентрации по действующему веществу 0,5-2% не превышала 40%.

Из проведенных данных о пестицидной активности аминоэфиров 4-метоксифенола видно, что диметиламинопроизводное 3 обладает средней активностью, а диэтилзамещенное производное аминоэфира 4 проявляет высокую пестицидную активность, особенно его йодметилат 16. При дальнейшем увеличении молекулярного веса аминогруппы активность соединений понижалась. Исключение составляли только пиперидин производное 8 и его гидрохлорид 14. Полученные данные позволят в дальнейшем вести направленный синтез биорациональных пестицидов в ряду фенолов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ИК-спектры исследуемых соединений регистри­ровали на спектрофотометре UR-20 в диапазоне частот 400-4000 см^-1, в тонком слое между пластинами КВr. Температуры плавления определяли на микронагревательном столике KOFLER. ТСХ-анализ выполнили на пластинках Silufol, проявление - парами йода.

4-Метоксифенол (1) получили монометили­рованием по методике [10], полученный продукт (1) имел т. пл. 56-57 °С.

Монохлорацетат 4-метоксифенола (2). К раствору 12,4 г (0,1 моль) 4-метоксифенола (1) в 50 мл хлористого метилена и 7,9 мл пиридина при интенсивном перемешивании добавили по каплям раствор 11,3 (0,1 моль) хлорангидрида монохлоруксусной кислоты в 25 мл хлористого метилена. Реакция протекала с разогреванием до 40°С. Реакционную смесь кипятили в течение 2-5 ч при постоянном перемешивании. По окончании реакции смесь разбавляли 100 мл воды, отделяли органический слой, дважды промывали водой и пропускали через колонку с окисью алюминия. Элюент – хлористый метилен. После отгонки растворителя и перегонки в вакууме остатка получили 18,2 г (91%) 4-метоксифенилхлорацетата. ИК-спектр (ν, см^-1): 2960, 2875 (С-Н), 1745 (С=О), 1475,1420,1370, 1320, 1260 (С-О-С), 1190, 1155,1006, 980, 830 (С-Сl).

Аминоацетаты 4-метоксифенола 3-8 (общая методика). Эквимолекулярные количества монохлор­ацетата 4-метоксифенола (2) и соотвествующего амина (диметил-, диэтил-, дибутил-, циклогексиламина, морфолина и пиперидина) кипятили в диэтиловом эфире в течение 2-5 ч. К реакционной массе добавляли 5% раствор КОН и продукт реакции экстрагировали эфиром. Эфирные вытяжки промывали водой, сушили прокаленным хлористым кальцием; после отгонки эфира остаток перегоняли в вакууме.

Гидрохлориды аминоацетатов 4-метоксифенола 9-14 (общая методика). Через эфирный раствор аминоэфира 3-8 пропускали сухой хлористый водород. Выпавший осадок отделяли фильтро­ванием, промывали на фильтре растворителем, сушили на воздухе, при необходимости перекристаллизовывали из метилена хлористого.

Йодметилаты аминоацетатов 4-метоксифенола 15-19 (общая методика). Раствор аминоацетата 4-метоксифенола (3-8) в бензоле и 1.5-кратный избыток метила йодистого нагревали на кипящей водяной бане 5-6 ч и оставляли на ночь. Выделившийся осадок соответсвующего йодметилата аминоэфира (3-8) отфильтровывали на фильтре Шотта, промывали небольшим количеством бензола, отжимали, сушили на воздухе или в сушильном шкафу при 40-50 °С. Состав и строение полученных соединений подтверждают данные элементного анализа, ИК- и ПМР-cпектроскопии.