Синтез биостимулятора на основе производных бискарбамата

Synthesis of biostimulator based on biscarbamate derivatives
Цитировать:
Синтез биостимулятора на основе производных бискарбамата // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Абдурахманов У.К. [и др.]. 2019. № 12 (66). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/8306 (дата обращения: 29.10.2020).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

Проблема биостимуляторов для технических растений, прежде всего в хлопководстве и селекции пшеницы является актуальной. Зарубежные биостимуляторы не всегда доступны. В связи с этим необходим поиск новых, высокоэффективных биостимуляторов, потребность в которых не уменьшается. С этой точки зрения, производные бискарбамата представляют интерес как вещества, обладающие биологической активностью.

Целью настоящей статьи является разработка способа получения и получение нового препарата гексаметилен бис – [(гептилоил) карбамата], обладающей биологической активностью.

ABSTRACT

The problem of biostimulants for industrial plants, especially in cotton growing and wheat breeding is relevant. Foreign biostimulants are not always available. In this regard, a further search is needed for new, highly effective biostimulants, the need for which is not decreasing. From this point of view, biscarbamate derivatives are of interest as substances with biological activity.

The aim of this article is to develop a method for producing and obtaining a new preparation of hexamethylene bis - [(heptiloyl) carbamate], which has biological activity.

 

Ключевые слова: метилизоцианат, гексаметилен бис – [(гептилоил) карбамат], гексаметилендиизоцианат, спирт, эфир, кислота, синтез.

Keywords: methilizosianate, hexamethylene bis- [(heptyloyl) carbamate], hexamethylendiizosianate, alcohol, ether, acid, synthesis.

 

Несмотря на огромные успехи, достигнутые за последние годы в развитии технологии органических веществ, проблема биостимуляторов для технических растений, прежде всего в хлопководстве, селекции пшеницы и кукурузоводстве остается актуальной. Выпускаемые за рубежом биостимуляторы зачастую дороги и не всегда доступны. В связи с этим необходим дальнейший поиск новых высокоэффективных биостимуляторов, потребность в которых увеличивается.

Большое количество исследований в области производных мочевин и бис-мочевин, проводимых в настоящее время, побуждается не только фундаментальными, научными, но и практическими потребностями. С этой точки зрения, производные мочевины и бис- мочевины представляют несомненный интерес как вещества, обладающие различной биологической, фармакологической и технической активностью. Они успешно применяются в технике как ракетное топливо, присадки к смазочным маслам и в качестве вулканизирующего агента. В сельском хозяйстве они нашли применение как пестициды, гербициды, акарициды, фунгициды, инсектициды (для плодовых деревьев, цитрусовых, кофе, чая, какао), ростостимуляторы и другие[1].

Настоящая статья относится к синтезу производных бис- карбамата, стимулятора роста технических культур при различных концентрациях.

Известен препарат пентахлорфенил - N -метилкарбамата, обладающего антимикробной активностью. Однако синтез данного карбамата представляют большие сложности, ввиду высокой опасности и сложности, ввиду высокой токсичностью метилизоцианата, участвующего в синтезе, а также труднодоступности и дороговизне. Кроме того, синтез карбамата многостадийный (6- стадии) и длительный процесс (6,5 часов). Далее нагревают с последующим охлаждением и большое количества использования бензола и гексана[2].

Известен Патент США[3] по синтезу 1-R- 5 - фторурацила, получают путем взаимодействия 5- фторурацила растворенного в диметилсульфоксиде, затем прибавляют фенилизоцианата, перемешивают, фильтруют, снова фильтруют в горячем спирте и получают продукт 1-фенил мочевин-5-фторурацила с выходом 65%.

Недостатком аналога является низкий выход конечного продукта и многостадийность процесса.

Предложен немецкими учеными способ получения диэтилфенил-N- метилкарбамата при взаимодействии диэтилфенола ((С2Н5)2—С6Н3ОН) в ацетоне с триэтиламином. К смеси по каплям добавляют метилизоцианат в ацетоне, перемешивают и охлаждают до минус 25°С и получают продукт с выходом 84,5%, обладающего инсектицидным свойством[4].

Недостатком аналога является сложность технологического процесса, высокая токсичность и труднодоступность исходных препаратов.

Задачей нашего исследования является получения новых, малотоксичных соединений при обычных условиях с высоким выходом, проявляющих более высокую биологическую активность в аграрной промышленности.

Поставленная задача достигается путем получение гексаметилен бис – [(гептилоил) карбамата] и определением ростостимулирующую активности препарата.

Способ получения гексаметилен бис- [(гептилоил)карбамата].

К 23,2 г. (0,2моль) гептилового спирта, добавляют 2 мл триэтиламина, при перемешивании по каплям добавляют при комнатной температуре 1,68 г (0,01 моль) гексаметилендиизоцианата в 50 мл бензола. Реакционную смесь перемешивают в течение 4 ч, при 24°С. По истечении времени содержимое колбы переносят в стакан, добавляют 100 мл воды. Выпавший белый осадок, промывают и хроматографируют на колонке с А1203. После сушки получается белого цвета порошок, с выходом 38,27 г (86,97 %).

Таблица 1.

Физико-химические показатели гексаметилен бис- [(гептилоил) карбамата]

Соединение

Выход, %

Т.пл. 0С

Rf

Мол. вес.

Элементный

анализ N,%

Брутто формула

Выч.

Найд.

Гексаметилен бис-

[(гептилоил) карбамат]

86,97

262­-263

0,81

400,0

6,36

6,08

C22H44N204

 

Для доказательства строения полученного вещества кроме элементного анализа сняты ИК- и ПМР - спектры.

В ИК - спектре гексаметилен-бис [(гептилоил) карбамата] имеется широкая полоса поглощения в области 1430-1376 см-1 характерная для -NН-СН2-групп, а полоса в области 1680-1690 см-1 соответствует поглощению -С(О)- связи, полоса поглощения в области 3285-­3290 см-1 указывают на наличие -NН- групп.

Таблица 2.

Спектральные данные гексаметилен бис-[(гептилоил) карбамата]

R

ИК-спектр, ν см -1

ПМР-спектр, δ м.д,

-NH-СН2 -

-C=O

-NН-

СН3-

-СНз-N

-CH2-

С7Н15-

1418-1380

1686

3320

2,74

3,55

1,22-1,01

 

Данные элементного анализа и ИК-, ПМР - спектры подтверждают структурную формулу гексаметилен бис-[(гептилоил) карбамата].

Для выявления ростостимулирующей активности препарата был испытан в лаборатории фитотоксикологии Института химии растительных веществ АН РУЗ.

Биотестами служили семена овощных культур и хлопчатника. Представлена простая достаточно точная оценка первичной биологической активности препаратов на семенах вышеуказанных биотестов.

Первичный скрининг проведен по методике Ю. В. Ракитина. Данный метод позволяет довольно быстро определить степень физиологический активности химических соединений, которая выявляется по стимуляции или торможению всхожести семян растений, а также по изменению длины корней и длины стеблевой части.

Препарат испытан методом замочки семян в растворах разных концентраций с последующим проращиванием в чашках Петри. Контрольные семена замачивали в дистиллированной воде.

Каждая серия опытов сопровождается контролем. В контрольных вариантах в питательную среду вносят только чистый растворитель. Результаты опытов фиксируют через 3,5,7 и 10 дней после инокуляции.

Таблица 3.

Ростостимулирующая активность Гексаметилен бис- [(гептилоил) карбамата] (ГМГК) на технические культуры

Опыт

 

Хлопчатник

Огурцы

Томаты

Конц. %

Всхож.

%

Рост корня.%

Стебля.

%

Всхож.

%

Рост корня.%

Стебля.

%

Всхож.

%

Рост корня.%

Стебля.

%

1

Контроль

 

85,0

100,0

100,0

90,0

100,0

100,0

70,0

100,0

100,0

2

ГМГК

0.1

100,0

107,0

95,5

76,9

104,4

111,8

95,0

79,0

93,5

0,01

90,0

115,9

105,5

84,6

99,4

107,4

100,0

141,0

138,8

0,001

100,0

123,3

111,5

76,9

103,1

111,0

100,0

125,9

109,7

3

Рослин

0,75

85,0

104,6

103,7

90,2

106,2

105,0

89,0

112,9

103,1

 

Сравнительные испытания показывают, что испытуемый препарат от 7,5 - до 750 раза менее низкой концентрации проявил более высокую ростостимулирующую активность, чем ныне применяемый во многих хозяйствах сельского хозяйство «Рослин».

Препарат гексаметилен бис-[(гептилоил) карбамат] на культуре хлопчатника проявил ростовую активность при 0,001 концентрации. Так, наилучший рост стебля (111,5%), а рост корня 123,3 % выше контроля были при 0,1 % концентрации на культуре огурца корневой части проростков (107,5 %), тогда как стеблевая часть проростков оставалась на уровне контроля. А при концентрации 0,01-0,001 % на культуре помидора рост корня составили 123,3 %, а рост стебля - 111,5%, выше контроля.

Таким образом, испытуемый препарат проявил высокую стимулирующую активность на культуре хлопчатника, томата, огурца при различных концентрациях.

 

Список литературы:
1. Холбоев Ю.Х., Абдурахманов У.К., Махсумов А.Г. Гексаметилен бис-[(гексилоил) карбамат] в качестве стимулятора роста // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7968 (дата обращения: 30.10.2019).
2. Ласкин Б.М., Малин А.С. Способ получения N,N1-(диметиламинометил) мочевины// Патент 2311406 Россия МПК С 07С275/14; заявл.15.12.2005; опубл.27.11.2007.
3. Mitsui С., AsoS., NoguchiT., OgawaS. Uretane compound and process for producing polycyclic aliphatic diisocynate//Патент 6204409 США, МПК 7С07С271/20. заявл.30.03.1999; опуб.20.03.2001.
4. HolzemanG., CrassierH., RautenbergW. Производные пиразола // Заявка 102005015253 Германия. МПК8, С 07 Д 401/12, А 61 к 31/33; заявл. 04.04.2005. опубл. 05.10.2006 (нем).

 

Информация об авторах

д-р хим.наук, проф., заслуженный изобретатель Республики Узбекистан, действительный член Академии исцеления Узбекистана, акад. АН «Турон», Ташкентский химико-технологический институт, кафедра «Химическая технология переработки нефти и газа», Республика Узбекистан, г. Ташкент

doctor of Chemical Sciences, professor of the department of chemical technology of oil and gas refining, Honored Inventor of the Republic of Uzbekistan valid member of the healing academy of Uzbekistan, Academician of the Ac.Sc. “Turon”, Tashkent chemical-technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent

канд. хим. наук, доц., зав.кафедрой медицинской химии, Андижанский Государственный медицинский институт, Узбекистан, г. Андижан

Ph.D. of Chemistry, Andijan State Medical Institute, Uzbekistan, Andijan

канд. хим. наук, доц. кафедры медицинской химии, Андижанский Государственный медицинский институт, Узбекистан, г. Андижан

Kandidat of Chemical Sciences, Andijan State Medical Institute, Uzbekistan, Andijan

канд. хим. наук, доц. кафедры биологической химии, Андижанский государственный медицинский институт, Узбекистан, г. Андижан

Kandidat of Chemical Sciences, Andijan State Medical Institute, Uzbekistan, Andijan

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top