Научная статья на тему 'Синтез и биологическая активность фосфорилированных амидов циклопропан- и циклобутанкарбоновых кислот'

Синтез и биологическая активность фосфорилированных амидов циклопропан- и циклобутанкарбоновых кислот Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
183
58
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИМИН / АМИД / АМИНОФОСФОНАТ / ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ / ЦИКЛОПРОПАНКАРБОНОВАЯ КИСЛОТА / ЦИКЛОБУТАНКАРБОНОВАЯ КИСЛОТА / ЭНЕРГИЯ ПРОРАСТАНИЯ / ЛАБОРАТОРНАЯ ВСХОЖЕСТЬ / IMINE / AMIDES / AMINOPHOSPHONATE / PHOSPHORYLATION / CYCLOPROPANE-CARBOXYLIC ACID / CYCLOBUTANE CARBOXYLIC ACID / GERMINATIVE ENERGY / LABORATORY GERMINATING ABILITY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Митрасов Ю. Н., Фролова М. А.

Реакцией циклоалканкарбонилхлоридов с α-аминофосфонатами, синтезированными присоединением диалкилфосфитов к монои дииминам, получены фосфорилированные амиды циклопропани циклобутанкарбоновых кислот. Выявлена рострегулирующая ак-тивность синтезированных соединений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Митрасов Ю. Н., Фролова М. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

By means of the reaction of cycloalkanet carbonyl chlorides with α-aminophosphonates, synthesized by means of addition of dialkyl phosphites to monoand diimines, the phosphorylated amides of cyclopropaneand cyclobutane carboxylic acids were derived. The growthcontrolling activityof the synthesized compounds was detected.

Текст научной работы на тему «Синтез и биологическая активность фосфорилированных амидов циклопропан- и циклобутанкарбоновых кислот»

ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 547.241

Ю. Н. Митрасов, М. А. Фролова

СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ФОСФОРИЛИРОВАННЫХ АМИДОВ ЦИКЛОПРОПАНИ ЦИКЛОБУТАНКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Ключевые слова: имин, амид, аминофосфонат, фосфорилирование, циклопропанкарбоно-вая кислота, циклобутанкарбоновая кислота, энергия прорастания, лабораторная всхожесть imine, amides, aminophosphonate, phosphorylation, cyclopropane-carboxylic acid, cyclobutane carboxylic acid, germinative energy, laboratory germinating ability.

Реакцией циклоалканкарбонилхлоридов с а-аминофосфонатами, синтезированными присоединением диалкилфосфитов к моно- и дииминам, получены фосфорилированные амиды циклопропан- и циклобутанкарбоновых кислот. Выявлена рострегулирующая активность синтезированных соединений.

By means of the reaction of cycloalkanet carbonyl chlorides with a-aminophosphonates, synthesized by means of addition of dialkyl phosphites to mono- and diimines, the phosphorylated amides of cyclopropane- and cyclobutane carboxylic acids were derived. The growthcontrolling activityof the synthesized compounds was detected.

Известно, что фосфорилированные циклопропаны и циклобутаны обладают разнообразной биологической активностью [1,2]. Среди них выявлены инсектициды, нематоци-ды, инсектоакарициды, фунгициды и др. Ранее нами было показано, что эфиры циклопро-панкарбоновых кислот с гидроксифосфонатами обладают рострегулирующей активностью [3]. В продолжение этих исследований с целью синтеза фосфорилированных амидов цик-лоалканкарбоновых кислот и выявления их биологической активности, нами изучены реакции хлорангидридов 1-метил-2,2-дихлорциклопропан- и циклобутанкарбоно-вых кислот с а-аминофосфонатами. Последние были получены присоединением диалкилфосфитов по Пудовику [4] к моно- и дииминам, синтезированных взаимодействием первичных аминов с альдегидами (табл. 1).

Таблица 1 - Выходы, константы и данные элементного анализа оснований Шиффа (1а-и)

№ соединения Вы- ход, % Т пл., оС Найдено, % Формула Вычислено, %

C H N C H N

1а 98 125 62,33 5,92 14,33 C20H22N4O4 62,81 5,80 14,65

1б 94 81-2 62,21 5,69 14,80 C20H22N4O4 62,81 5,80 14,65

1в 83 80-1 62,41 5,68 14,52 C20H22N4O4 62,81 5,80 14,65

1г 96 96-8 75,81 9,21 14,72 C24H34N4 76,15 9,05 14,80

1д 65 156 71,85 5,38 10,33 C32H29N4O4 72,03 5,48 10,50

1е 86 192 86,52 6,78 6,14 C32H30N2 86,83 6,83 6,33

Установлено, что при эквимольном соотношении имин : фосфит в реакции участвует только одна азометиновая группа и образуются аминоиминофосфонаты (2а,б). При мольном соотношении реагентов, равном 1:2, получены фосфорилированные диамины (3а-ж) (табл. 2).

Р(0)(0Р1)2

____а Аг-СН-1\1Н-Р-Ы=СН-Аг 2а,б

Аг-СН=1\1-Р-Ы=СН-Аг + п (Р10)2Р(0)Н

1а-ж

п=1

Р10Ыа

п=2

Аг-СН-ЫН-Р-ЫН-СН-Аг

Р(0)(0Р1)2 Р(0)(0^)2 3а-:

2а,б: Р = -(СН 2)6- Аг = а-фурил, Р1 = СН3 (а), СН30СН2СН2 (б).

3а-л: везде: Р = -(СН2)6-, Р1 = СН3, Аг = о-021\1С6Н4 (а), м-021\1С6Н4 (б), л-021\1С6Н4 (в), 4-(СН3)2ЫС6Н4 (г), Р = 1,1-(п-С6Н4)2С6Н10-цикло, Р1 = СН3, Аг = о-02ЫС6Н4 (д), п-02ЫС6Н4 (е), п-(СН3)2ЫС6Н4 (ж).

Строение аминофосфонатов (2а,б, 3а-ж) подтверждено данными ИК и ЯМР Н спектров. В ИК-спектрах содержатся полосы поглощения, характерные для валентных колебаний Ы—Н (3300 см-1), Р=0 (1230-1240 см-1) и Р—0—С (1050-1060 см-1) связей. Наряду с этим в спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие фурильной и ароматической кольцам. Деформационные колебания группы Ы—Н маскируются скелетными колебаниями ароматического кольца. В случае соединений (3а-в,д,е) в спектрах присутствуют сигналы валентных асимметричных (1520 см-1) и симметричных (1340 см-1) колебаний Ы—

0 связей нитрогруппы. В спектрах ЯМР 1Н протон аминогруппы проявляется в виде синг-лета, а группы РСН - в виде дублетов, для которых наблюдается слабопольный сдвиг при переходе от алифатического к ароматическому радикалу. Химические сдвиги протонов других групп проявляются в обычных областях [5].

Таблица 2 - Выходы, константы и данные элементного анализа аминофосфонатов (3а-ж)

№ соединения Выход, % Т пл., оС Найдено Р, % Формула Вычислено Р, %

3а 85 а 10,03 С24Н36Ы4ОюР2 10,28

3б 83 а 10,11 С24Н36Ы4ОюР2 10,28

3в 81 а 10,41 С24Н36Ы4ОюР2 10,28

3г 80 125-6 10,21 С28Н48М4ОбР2 10,35

3д 89 201 8,01 С4оН53Ы4ОюР2 8,29

3е 90 205 7,41 С36Н41 Ы4ОюР 2 7,62

3ж 93 177 7,43 С36Н41 Ы4ОюР 2 7,62

Примечание: а) - маслообразные вещества.

Аналогично взаимодействуют с диметилфосфитом моноимины (4а-г).

(СН30)2Р(0)Н

Аг1М=СН-С6Н4Р2 ---► Аг1МСНР(0)(0СН 3)2

4а-г СН30Ыа С6Н4Р2 5а-г

5а-г: везде: Р2 = м-АсЫН, Аг1 = о-02ЫС6Н4 (а), п-02ЫС6Н4 (б), п-(СН3)2МС6Н4 (в); Р2 = 4-СН3СС12СН-, Аг1 = п-(СН3)2МС6Н4 (г).

Соединения (2а, б, 3а-ж, 5а-г) представляют собой кристаллические вещества или густые вязкие жидкости, очищенные колоночной хроматографией, имеющие желтоватый цвет, хорошо растворяющиеся в ароматических углеводородах и малорастворимые в спирте и воде.

Аминофосфонаты (3а-ж,5а-г) легко ацилируются хлорангидридом 1-метил-2,2-дихлорциклопропанкарбоновой кислоты в присутствии третичных аминов с образованием соответствующих фосфорсодержащих амидов (6а-г, 7а-ж) (табл. 3). Реакции проводили в среде абсолютного бензола при эквимольном соотношении реагентов и температуре 50-60оС. В этих условиях атом хлора трехчленного цикла не вступает в реакцию.

т=1, 5а-г

т

С!

С!

СИ.

3

т Е1^

С-С1 -т ЕШИС!

3

О

т=2, 3а-ж

Аг -

СИ3

С - ^ - СИР(О)(ОСИ3)2 О Аг1 С6И4Р2

6а-г

С!

С!

р(О)(ОСИз)2 Р(О)(ОСИз)2

СИ — N — Р— N — СИ—Аг

и3сС=о о=С/Си3

С!

>

<

7а-ж

С!

Аналогично протекают реакции аминофосфонатов (3а-ж, 5а-г) с циклобутанкарбо-нилхлоридом.

т

С-С!

н

О

т=1, 5а-г

т Е1^

- т Е13МИС! т=2, 3а-ж

С — N — СИР(О)(ОСИ3)2

О Аг1 С6Н4Р

Р(О)(ОСИ3)2

8а-г

Р(О)(ОСН3)2

Аг — СИ — N — Р — N — СИ —Аг

I

С=О О=С-

9а-ж

1

В ЯМР Н спектрах амидов (6-9) протоны трехчленного цикла проявляются в виде синглетов с 3 1,53-1,97 м. д., а четырехчленного - мультиплетов 3,06-3,19 (С1И), 2,26-2,35 (С2И), 2 ,16 (С3И) м. д. Протоны ароматических и алкоксигрупп проявляются в обычных областях. Значения химических сдвигов протона РСИ группы [дублеты с 3 5,96-7,54 м. д. для амидов (6а-г, 7а-ж) и 5,97-7,42 м. д. для амидов (8а-г, 9а-ж), 2ЛИР 11,89 Гц) при одном и том же радикале Я зависят от природы и положения заместителей в кольце. Так, при наличии в о-положении электроноакцепторных групп наблюдается слабопольный сдвиг, который уменьшается при их перемещении в и-положение.

С целью выявления физиологической активности синтезированных аминофосфонатов (2,3,5) и амидов (6,7) нами было изучено влияние их водных растворов на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян следующих сельскохозяйственных культур: пшеница яровая сорта Приокская, рожь озимая сорта Безенчукская 87. Определение энергии прорастания и лабораторной всхожести проводили согласно ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методика определения всхожести».

В большинстве случаев выявлено ростстимулирующее действие растворов амино-фосфонатов (3а-ж) и амидов (6а-г), которое возрастает по мере уменьшения их концентраций. Так, предпосевная обработка семян пшеницы 0,005% раствором соединений (3а-ж,6а) повышает энергию прорастания по сравнению с контролем (вода) в зависимости от кон-

центрации на 0,5-5%, а всхожесть - на 1,5-6,5%. Еще более существенное влияние оказывают растворы указанных соединений при проращивании семян ржи. По сравнению с пшеницей энергия прорастания максимально повышается в 1,8 раза, а всхожесть - в 1,2 раза. Повышение концентрации растворов аминофосфонатов (3а-ж) и амидов (6а-г) уменьшает ростстимулирующее действие семян ржи.

Таблица 3 - Выходы, константы и данные элементного анализа соединений (6а,б, 7 аж, 8а,б, 9а-ж)

<5 Вы- ход, % Т пл., оС Найдено, % Брутто-формула Вычислено, %

О! N Р СІ N Р

6а 82 141-2 13,14 7,59 5,73 С22Н24СІ2^0уР 13,03 7,72 5,69

6б 76 150-1 13,14 7,58 5,73 С22Н24СІ2^0уР 13,03 7,72 5,69

6в 87 148-9 13,02 7,65 5,69 С24НзоСІ2^05Р 13,07 7,75 5,71

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6г 72 139 23,74 4,65 5,18 С25Н29СІ4^04Р 23,86 4,71 5,21

7а 91 а 15,58 6,14 6,81 0з4Н440І4^0і2Р2 15,68 6,19 6,85

7б 88 а 15,59 6,15 6,77 0з4Н440І4^0і2Р2 15,68 6,19 6,85

7в 75 а 15,56 6,13 6,79 0з4Н440І4^0і2Р2 15,68 6,19 6,85

7г 78 86-7 15,71 6,19 6,85 Сз8Н5бСІ4^08Р2 15,75 6,22 6,88

7ж 94 128-9 13,38 5,27 5,81 С5оНббСІ4^08Р2 13,44 5,31 5,87

8а 88 152 — 8,80 6,47 С22Н26^07Р — 8,84 6,51

8б 86 147-8 — 8,78 6,45 С22Н26^07Р — 8,84 6,51

8в 75 132-3 — 8,84 6,49 С24Нз2^05Р — 8,87 6,54

8г 78 154 13,46 5,30 5,86 С25НзіСІ2^04Р 13,50 5,33 5,90

9а 84 а — 7,41 8,01 Сз4Н48^0і2Р2 — 7,31 8,08

9б 85 а — 7,39 7,97 Сз4Н48^0і2Р2 — 7,31 8,08

9в 85 а — 7,35 8,02 Сз4Н48^0і2Р2 — 7,31 8,08

9г 79 75 — 7,30 8,09 Сз8Нб0^08Р2 — 7,34 8,12

9ж 78 112-3 — 6,08 6,74 С5оНб6^08Р2 — 5,14 6,78

Примечание: а) - маслообразные вещества.

Экспериментальная часть

ИК спектры были записаны на приборе иЯ-20, призма ЫаО!, тонкий слой или суспензия в вазелиновом масле, ЯМР 1Н - на приборе Бгцкег WM-250 (250 МГц), внутренний стандарт - диме-тилсульфоксид, растворитель — (Сй^гЭО, тонкослойную хроматографию осуществляли на пластинках типа Зііи/оі, элюент - бензол-этанол (8:1), проявитель - пары иода.

1,6-М,М-Ьис(а-диметоксифосфорил-о-нитробензил)гександиамин (3а)

В колбу, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, загрузили 1,7 г диимина (1а), 1,1 г диметилфосфита и 5 мл метанола. К этой смеси прибавили 20 капель насыщен-

ного раствора метилата натрия в метаноле и нагревали при 50оС в течение 5 ч. Затем разбавили смесь 15 мл хлористого метилена, промыли водой, высушили безводным сульфатом магния и после упаривания растворителя получили 2,1 г (85%) целевого продукта в виде густого некристалли-зующегося масла. Спектр ЯМР 1Н, 6, м. д. (Л, Гц): 1,32-1,48 м [8Н, (СН2)4], 3,09 т (4Н, СН2Ы, 3ЛНН 7,25), 2,74 с (2Н, ЫН), 3,64 д (12Н, РОСНз, 3Лнр 10,35), 5,21 д (2Н, РСН, 2Лнр 14,4), 7,37-7,77 м (8Н, С6Н4).

Аналогично синтезировали аминофосфонаты (3б-г) (табл. 2).

М-(м-Ацетиламинофенил)-М-(а-диметоксифосфорил-о-нитробензил)-1 -метил-2,2-дихлорциклопропанкарбоксамид (6а)

К раствору 0,79 г диметил-а-(м-М-ацетиламинофенил)-о-нитробензилфосфоната, 0,21 г три-этиламина в 3 мл бензола по каплям при перемешивании прибавляли 0,37 г раствора хлорангидрида 1-метил-2,2-дихлорциклопропанкарбоновой кислоты в 2 мл бензола. Нагревали реакционную смесь при температуре 50-60оС в течение 1 ч. После охлаждения смесь промывали водой и 3 мл 5% раствора соляной кислоты, отделяли органический слой, высушивали безводным сульфатом натрия и хроматографировали на колонке с оксидом алюминия. После отгонки растворителя остаток закристаллизовался. Выход целевого продукта составил 0,92 г (82 %). Спектр ЯМР 1Н, 6, м. д. (Л, Гц): 1,64 с (2Н, СН2СС1-2С), 1,38 с (3Н, СНз), 7,87 с (1Н, ЫН), 2,11 с [3Н, С(О)СНз], 3,61 д (6Н, РОСНз, 3Лнр 10,35), 7,54 д (1Н, РСН, 2Лнр 11,89), 7,17-8,38 м (8Н, СбН4).

Аналогично синтезировали соединения (6б-г, 7а-ж, 8а-г, 9а-ж) (табл. 3).

Работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.) на 2009 г.», проект № 2.1.1/1979.

Литература

1. Колямшин, О.А. Фосфорилированные производные циклопропана / О.А. Колямшин, В.В. Кор-мачев, Ю. Н. Митрасов. - Чебоксары, 1989. - 40 с. // Деп. в ОНИИТЭХИМ, г. Черкассы. 03.01.90. №15 - хп 90. РЖХим. - 1990. - 9Ж373 Деп.

2. Митрасов, Ю.Н. Синтез и свойства фосфорилированных производных циклобутана и циклобу-тена / Ю.Н. Митрасов, Е.А. Анисимова, В.В. Кормачев. - Чебоксары, 1996. - 41 с. // Деп. в ОНИИТЭХИМ, г. Черкассы. 14.08.96. №85 - хп 96.

3. Пат. РФ № 2178417. Средство для предпосевной обработки семян / Ю.Н. Митрасов, Е.А. Анисимова, Н.А. Кириллов, И.И. Антонова, А.А. Илларионова, В.Г. Скворцов. - Опубл. 20.01.2002, Бюл. №2.

4. Пудовик, А.Н. Реакции присоединения фосфорсодержащих соединений с подвижным атомом водорода / Реакции и методы исследований органических соединений // А.Н. Пудовик, И.В. Гурьянова, Э. А. Ишмаева. - М.: Химия, 1968. - Т.19. - 1848 с.

5. Казицына, Л.А. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии в органической химии / Л.А. Казицина, Н.Б. Куплетская. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. - 240 с.

© Ю. Н. Митрасов - д-р хим. наук, проф., зав. каф. химии биолого-химического факультета ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева»; М. А. Фролова - асп. той же кафедры, e-mail: mariafrolova25@yandex.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.