Научная статья на тему 'Синтез замещенных пиридил-3-сульфонилизоцианатов и пиридил-3-сульфонилмочевин'

Синтез замещенных пиридил-3-сульфонилизоцианатов и пиридил-3-сульфонилмочевин Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
198
100
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУЛЬФОНИЛАМИДЫ / СУЛЬФОНИЛХЛОРИДЫ / СУЛЬФОНИЛИЗОЦИАНАТЫ / СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ / АЦИЛИРОВАНИЕ / МАСС-СПЕКТРЫ / БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ / SULFONYL AMIDES / SULFONYL CHLORIDES / SULFONYL ISOCYANATES / SULFONYL UREAS / ACYLATION / MASS-SPECTRUM / BIOLOGICAL ACTIVITY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Дядюченко Людмила Всеволодовна, Ткач Лидия Никифоровна, Голубева Наталия Васильевна, Дмитриева Ирина Геннадиевна

С целью синтеза новых пиридил-3-сульфонилизоцианатов изучены реакции ацилирования амидов замещенных пиридин-3-сульфокислот оксалилхлоридом и фосгеном. С учётом выявленных особенностей ацилирования подобраны оптимальные условия проведения синтеза. На основе полученных сульфонилизоцианатов синтезирована серия пиридил-3-сульфонилмочевин и исследована их биологическая активность. Найдены соединения, обладающие высоким гербицидным эффектом

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Дядюченко Людмила Всеволодовна, Ткач Лидия Никифоровна, Голубева Наталия Васильевна, Дмитриева Ирина Геннадиевна

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

Acylation of amides substituted with pyridine-3-sulfonic acids oxalil-chlorides and phosgene was studied. New pyridil-3-sulfonil isocyanates were synthesized. The conditions for this synthesis were optimized by taking into account the detailed understanding of this acylation. The synthesized pyridine-3-sulfonyl isozyanates were converted to pyridine-3-sulfonyl ureas. Biological activity of the new compounds was studied and the substances with high herbicidal effect were found

Текст научной работы на тему «Синтез замещенных пиридил-3-сульфонилизоцианатов и пиридил-3-сульфонилмочевин»

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

1

УДК 547.82; 547.85 UDC 547.82; 547.85

02.00.00 Химические науки Chemical sciences

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ ПИРИДИЛ-3-СУЛЬФОНИЛИЗОЦИАНАТОВ И ПИРИДИЛ-3-СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИН SYNTHESIS OF SUBSTITUTED PYRIDINE-3-SULFONYL ISOCYANATES AND PYRIDINE-3-SULFONYL UREAS

Дядюченко Людмила Всеволодовна к.х.н., доцент РИНЦ SPIN-код 1135-3336 ludm.dyadiuchenko@yandex.ru Dyadyuchenko Lyudmila Vsevolodovna Cand.Chem.Sci, associate professor RSCI SPIN-code 1135-3336 ludm.dyadiuchenko@yandex.ru

Т кач Лидия Никифоровна Научный сотрудник Tkach Lidiya Nikiphorovna research associate

Голубева Наталия Васильевна Научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений, Краснодар, Россия Golubeva Natalia Vassilievna research associate All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar, Russia.

Дмитриева Ирина Геннадиевна к.х.н., доцент РИНЦ SPIN-код 6882-9695 dm. a. dm@rambler.ru Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия Dmitrieva Irina Gennadievna Cand.Chem.Sci, associate professor RSCI SPIN-code 6882-9695 dm.a.dm@rambler.ru Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia.

С целью синтеза новых пиридил-3-сульфонилизоцианатов изучены реакции ацилирования амидов замещенных пиридин-3-сульфокислот оксалилхлоридом и фосгеном. С учётом выявленных особенностей ацилирования подобраны оптимальные условия проведения синтеза. На основе полученных сульфонилизоцианатов синтезирована серия пиридил-3-сульфонилмочевин и исследована их биологическая активность. Найдены соединения, обладающие высоким гербицидным эффектом Acylation of amides substituted with pyridine-3-sulfonic acids oxalil-chlorides and phosgene was studied. New pyridil-3-sulfonil isocyanates were synthesized. The conditions for this synthesis were optimized by taking into account the detailed understanding of this acylation. The synthesized pyridine-3-sulfonyl isozyanates were converted to pyridine-3-sulfonyl ureas. Biological activity of the new compounds was studied and the substances with high herbicidal effect were found

Ключевые слова: СУЛЬФОНИЛАМИДЫ, СУЛЬФОНИЛХЛОРИДЫ, СУЛЬФОНИЛИЗОЦИАНАТЫ, СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ, АЦИЛИРОВАНИЕ, МАСС-СПЕКТРЫ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ Keywords: SULFONYL AMIDES, SULFONYL CHLORIDES, SULFONYL ISOCYANATES, SULFONYL UREAS, ACYLATION, MASS-SPECTRUM, BIOLOGICAL ACTIVITY

Замещённые пиридил-3-сульфонилмочевины известны давно и использовались в медицине: некоторые из них обладают

противовоспалительным [1], другие - диуретическим действием [2]. После того, как фирмой Du Pont были синтезированы уникальные гербициды нового поколения - хлорсульфурон, сульфометуронметил и другие,

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

2

начались интенсивные работы по поиску аналогичных гербицидных структур в классах гетероциклических соединений, в том числе, пиридина [3-8]. Анализ патентных данных позволяет установить, что наибольшее внимание исследователей уделено мочевинам, содержащим в

пиридиновом цикле один заместитель - хлор, чаще во втором положении пиридина. Интерес представляло изучить, как увеличение числа заместителей в кольце пиридина и изменение их природы повлияет на биологические свойства сульфонилмочевин.

В качестве исходных соединений для синтеза сульфонилмочевин используют сульфонилизоцианаты, которые в свою очередь получают ацилированием соответствующих сульфониламидов [3-8]. В настоящей работе мы исследовали возможность получения неизвестных ранее пиридил-3-сульфонилизоцианатов на основе синтезированных нами пиридил-3-сульфониламидов 1а-с [9], для чего было изучено поведение последних в реакциях с оксалилхлоридом и фосгеном.

В ходе эксперимента выявлена интересная особенность: амиды замещённых пиридин-3-сульфокислот 1а-с, в отличие от аналогичных амидов никотиновых кислот [10], при взаимодействии с оксалилхлоридом в качестве основного продукта реакции образуют соответствующие сульфонилхлориды 2а-с в смеси с небольшим количеством целевых сульфонилизоцианатов 3а-с:

Где 1-3а R = H, R1 = CH3; 1-3b R = CI, R1 = CH3; 1-3с R = H, R1 = CI.

Для качественного и количественного исследования смеси пользовались методом хромато-масс-спектрометрии. Хроматограмма

1a-c

2a-c

3a-c

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

3

показала, что во всех случаях получена смесь двух веществ и позволила установить их количественное соотношение, а значение масс молекулярных ионов в спектрах индивидуальных компонентов и картина их фрагментации позволили установить их структурные формулы.

С целью изучения влияния экспериментальных условий на количественный состав конечных продуктов реакцию проводили при различных температурах в интервале 80 -140 °С как с использованием катализатора 1,4-диазобицикло-[2,2,2]октана (ДАБЦО) или N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамина (ТМЭДА), так и без него; изменяли продолжительность нагревания (2-6 ч), а также последовательность прибавления реагентов. В качестве растворителя использовали и-ксилол. Всё это позволило установить, что при проведении реакции в мягких условиях: смешение реагентов при комнатной температуре и постепенное нагревание до 80 °С приводит к высокому выходу соответствующего сульфонилхлорида 2а-с (до 80 %), содержащего следы

сульфонилизоцианата 3а-с. В более жёстких условиях, а именно, когда к нагретой до 100-120 °С смеси оксалилхлорида, катализатора и растворителя прибавляли исследуемый пиридил-3-сульфониламид 1а-с и продолжали нагревание при 120-130 °С, содержание целевого

сульфонилизоцианата в смеси продуктов реакции увеличивалось до ~ 20 %. При температурах выше 130 °С наблюдалось существенное осмоление реакционной массы.

Из изложенного следует, что получить замещённые пиридил-3-сульфонилизоцианаты рассматриваемого ряда (3а-с) реакцией

соответствующих сульфониламидов с оксалилхлоридом с удовлетворительным выходом не представляется возможным.

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

4

Для синтеза искомых сульфонилизоцианатов 3а-с нами за основу был взят другой известный метод получения [11] - фосгенирование соответствующих алкилсульфонилмочевин 4а-с:

R

R1

O н

S'N

W

O

Cl

Y

O

н

N

COCI2

N=C=O

4a-c

3a-c

Где 3-4а R = H, R1 = CH3; 3-4b R = CI, R1 = CH3; 3-4с R = H, R1 = CI.

В реакциях с фосгеном использовали предварительно полученную и очищенную К-бутил-К1-(замещённый пиридил-3)-сульфонилмочевину 4а-с, которую с высоким выходом получали кипячением соответствующего сульфониламида 1а-с с бутилизоцианатом в течение 3 ч в среде диэтилкетона в присутствии карбоната калия.

Исследование конечных продуктов фосгенирования сульфонилмочевин 4а-с, полученных в различных экспериментальных условиях, методами ИК- и масс-спектрального анализа показало, что целевые сульфонилизоцианаты 3а-с в качестве примеси содержат соответствующие сульфонилхлориды 2а-с.

Нами были установлены оптимальные условия проведения реакций, позволяющие получать сульфонилизоцианаты 3а-с с выходами 75-85 %. Для всех сульфонилизоцианатов 3а-с лучшие результаты получили при проведении реакции в температурном интервале 120-125 °С, время фосгенирования в зависимости от структуры исходной сульфонилмочевин 4а-с составляет 0,5-3 ч, а также использование в качестве катализатора ДАБЦО. Очистку конечных продуктов осуществляли дистиляцией в вакууме.

Время окончания реакции для каждого сульфонилизоцианата 3а-с устанавливали по изменению интенсивности характеристической полосы

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

5

валентных колебаний N=C=O в ИК-спектре, при этом использовали кювету с фиксированным зазором между линзами. Наблюдение за ходом реакции проводили методом отбора проб; подачу фосгена в реакционную массу поддерживали на уровне 0,05-0,07 г/мин. Реакцию считали завершённой когда интенсивность полосы поглощения N=C=O достигала постоянной величины (для соединения 3а - 30 мин., 3b - 50 мин., 3с - 3ч).

Путём ИК-измерений изучен также ход реакций без катализатора и с использованием в качестве катализаторов триэтиамина, ТМЭДА и ДАБЦО. Как отмечалось выше, лучшие результаты получены с использованием катализатора ДАБЦО.

В таблице 1 приведена характеристика синтезированных пиридил-3 сульфонилизоцианатов.

Таблица 1 - Характеристика соединений 3а-с

Сое ди- нение Брутто- формула Найдено Вычислено Ткип., °С (мм. рт. ст) Выход, % ИК- спектр, (vNCO) Масс- спектр, (M+)

С, % Н, % N, %

38,56 2,71 11,18 114-115

3а С8Н7aN2OзS 85 2239 246

38,95 2,86 11,36 (6)

33.89 2,24 9,74 122-123

3b С8Н6CI2N2OзS 75 2239 280

34,18 2,15 9,96 (6)

31,69 1,63 10,30 141-142

3c С7Н4CI2N2OзS 82 2239 266

31,48 1,51 10,49 (6)

В чистом виде пиридил-3 сульфонилизоцианаты 3а-с представляют собой вязкие масла светло-жёлтого цвета, легко реагирующие с влагой воздуха. На их основе взаимодействием с гетероциклическими аминами синтезирована серия замещённых сульфонилмочевин (5а-р) -

потенциальных БАВ. Для уменьшения потерь изоцианатов в реакциях использовали последние без выделения, в виде реакционных растворов, предварительно подвергнутых дегазации и концентрированию.

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

6

R1 •

CH3 O R2

л; 4" -N=C=0 1 N^X R

0 Cl + АЛ H2N N R3 R1

3a-c

CH3 0 H -N-

rvVVR2

O O N^x

N Cl 5a-p

R3

Где 5a R = H, R1 = CH3, R2 = R3 = CH3, X=CH; 5b R = H, R1 = CH3, R2 = CH3, R3 = CF3, X=CH; 5c R = H, R1 = CH3, R2 = CH3, R3 = OCH3, X=CH; 5d R = H, R1 = CH3, R2 = CH3,

R3 = OCH3, X=N; 5e R = H, R1 = CH3, R2 = CH3, R3 = N(№3)2, X=N; 5f R = H, R1 = CH3, R2 = CI, R3 = OCH3, X=N; 5g R = H, R1 = CI, R2 = R3 = CH3, X=CH; 5h R = H, R1 = CI,

R2 = CH3, R3 = OCH3, X=CH; 5j R = H, R1 = CI, R2 = CH3, R3 = CF3, X=CH; 5k R = H,

R1 = CI, R2 = CH3, R3 = OCH3, X=N; 51 R = H, R1 = CI, R2 = OCH3, R3 = OCH3, X=N;

5m R = CI, R1 = CH3, R2 = R3 = CH3, X=CH; 5n R = CI, R1 = CH3, R2 = CH3, R3 = OCH3, X=CH; 5o R = CI, R1 = CH3, R2 = CH3, R3 = CF3, X=CH; 5p R = CI, R1 = CH3, R2 = CH3,

R3 = OCH3, X=N.

Синтез осуществляли в среде ксилола в присутствии ТМЭДА или без катализатора. Активность рассматриваемых сульфонилизоцианатов в реакциях с аминами снижалась в ряду 3b ^ 3c ^ 3a, следовательно,

присутствие электроноакцепторных заместителей в кольце пиридина (особенно в положении 5) повышает их реакционную способность.

Полученные сульфонилмочевины представляют собой белые кристаллические вещества, их физико-химические константы и данные элементного анализа представлены в таблице 2. Структура их подтверждена данными ИК- и масс-спектрального анализа.

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

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

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

7

Таблица 2 - Физико-химические константы соединений 4a-c, 5а-р

Сое ди- нение Брутто- формула Найдено Вычислено Тпл., °С Выход, %

С, % Н, % N, %

4а c12Н18aNзOзS 45,33 45,07 5,88 5,69 13,25 13,14 141-142 90

4b ^217^212-^^3 ^^3 S 40,80 40,69 4,89 4,85 11,74 11,86 144-145 83

4c c11н15a2Nз0зS 39,02 38,83 451 4,45 12,42 12,35 135-136 79

5а Сl4Н16aN5OзS 45,70 45,47 4,38 4,36 18,89 18,94 216-217 89

5b Сl4Н1зaFзN5OзS 39,45 39,68 3,08 3,10 16,71 16,53 209-210 80

5c c14Н16aN5O4S 43,79 43,58 4,06 4,19 18,02 18,16 210-212 81

5d СlзН15aN6O4S 40,44 40,37 3,90 3,92 21,80 21,73 186-187 76

5e Сl4Н18aN7O4S 40,65 40,43 4,29 4,37 23,36 23,58 202-203 82

5f С1зН15a2N7OзS 36,94 37,15 3,48 3,60 23,37 23,34 189-190 54

5g c1зН1зa2N50зS 40,28 40,01 3,43 3,36 17,89 17,95 229-230 75

5h С1зН1зa2N5O4S 38,26 38,44 3,15 3,23 17,07 17,24 214-215 72

5j С1зН1oa2FзN5OзS 35,61 35,15 2,32 2,27 15,90 15,77 199-200 48

5k С12Н12a2N6O4S 35,45 35,39 2,95 2,98 20,48 20,64 171-172 67

5l С12Н12a2N6O5S 34,12 34,05 2,84 2,86 19,62 19,85 188-189 44

5m С14Н15a2N5OзS 41,28 41,59 3,72 3,75 17,21 17,33 217-218 95

5n С14Н15a2N5O4S 40,20 40,01 3,68 3,61 16,72 16,67 205-206 94

5o Сl4Н12a2FзN5OзS 36,43 36,69 2.64 2.65 15,33 15,29 208-209 90

5P СlзНl4a2N6O4S 36,82 37,07 3,24 3,36 19,90 19,96 184-185 64

ИК-спектры соединений этого ряда содержат характеристические полосы поглощений, свойственные этому типу структур (таблица 3). Интенсивное поглощение в области 1736-1655 см-1 соответствует валентным колебаниям карбонильной группы. Спектры также содержат по две полосы средней интенсивности в области 3346-3132 см-1, отвечающие валентным колебаниям двух N-H групп. Две очень интенсивные полосы

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

8

поглощения в интервалах 1394-1340 и 1192-1151 см 1 обусловлены асимметрическими и симметрическими валентными колебаниями SO2-

группы [12].

Таблица 3 - Данные ИК-спектров соединений 4a-c, 5а-р

Соединение vc=o VN-H VO=S=O vc=C, C=N

асимм. симм. пиридина пиримидина, триазина

4а 1678 3342,3160 1354 1169 1591, 1560 —

4b 1655 3344,3174 1362 1169 1555, 1522 —

4c 1664 3346,3150 1356 1180 1560,1532 —

5а 1699 3227, 3161 1369 1177 1558, 1512 1605

5b 1709 3236, 3146 1371 1165 1568, 1525 1610

5c 1699 3242, 3160 1366 1165 1568,1528 1614

5d 1709 3210, 3140 1373 1171 1560, 1529 1598

5e 1705 3210, 3132 1370 1171 1585,1548 1615

5f 1703 3201, 3136 1383 1187 1580, 1534 1610

5g 1699 3229, 3151 1373 1169 1558, 1518 1605

5h 1709 3236, 3148 1371 1170 1568, 1530 1620

5j 1713 3245, 3157 1372 1157 1570, 1536 1614

5k 1707 3212,3140 1383 1155 1556,1517 1601

5l 1707 3209, 3132 1375 1151 1560, 1531 1599

5m 1699 3229, 3155 1371 1171 1556,1519 1609

5n 1699 3256, 3160 1372 1165 1570,1521 1614

5o 1709 3235, 3148 1394 1191 1570,1541 1614

5p 1705 3231, 3150 1365 1169 1556,1528 1597

Сульфонилмочевины 5а-р весьма неустойчивы под действием электронного удара, поэтому их масс-спектры записывали при энергии ионизирующих электронов 20 эВ; интенсивность пиков их молекулярных ионов составляет 5-9 %. Для первичной фрагментации, как и для ранее описанных К-алкил(арил)-К1-(замещённый никотиноил)мочевин [13], наиболее характерным является диссоциация связи С- N мочевинного мостика с одновременной миграцией атома водорода:

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

9

CH3 O

3 и

O

:

S—N^C

O H ^1 N=,

, , H >-N \\ /X

N Cl^ N "

R2

CH O

3 II

c/TU

C \

H

R

R1

r~r~C

O H O

/R2

,X

V

N Cl

R3

В результате образуется четыре типа фрагментов (в скобках указана их относительная интенсивность):

R2

+

- R2

+

N =

H2N^\ /X

N-

O=C-N —^ X

R3

+

S—NH

R3

F1 (100 %)

F2(8-62 %)

F3 (17-75 %)

F4 (3-33 %)

N

N

Результаты масс-спектрального анализа приведены в таблице 4. Таблица 4 - Данные масс-спектров соединений 4a-c, 5а-р

Соединение m/z (относительная интенсивность, %)

4а 319 [М]+ (100); 284 [М-CIp (31); 347 [M-NHC4H9]+ (53); 220 [284-SO2]+ (36); 204 [M-NHC(O)NHC4H91+ (12); 140 [204-SO2]+ (63).

4b 353 [М]+ (100); 318 [М-CIp (28); 281 [M-NHC4H9]+ (25); 280 [F3]+ (20); 254 [284-SO2]+ (39); 174 [F3- SO2NCO]+ (24); 138 [174-HCI]+ (12); 99[F2]+ (53); 73 [F1]+ (22).

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

4c 339 [М]+ (100); 304 [М-CIp (45); 267 [M-NHC4H9]+ (45); 240 [284-SO2]+ (68); 224 [M-NHC(O)NHC4H9]+ (40); 160 [224-SO2]+ (71); 99[F2]+ (80); 73 [F1]+ (51).

5а 369 [М]+ (9); 246 [F3]+ (45); 220 [F4]+ (7); 204 [F4-NH2]+ (19); 149 [F2]+ (15); 123 [F1]+ (100).

5b 423 [М]+ (5); 246 [F3]+ (32); 220 [F4]+ (13); 204 [F4-NH2]+ (15); 203 [F2]+ (22); 177 [F4]+ (100).

5c 385 [М]+ (6); 246 [F3]+ (41); 220 [F4]+ (16); 204 [F4-NH2]+ (10); 165 [F2]+ (18); 139 [F4]+ (100).

5d 386 [М]+ (7); 322 [M-SO2]+ (14); 246 [F3]+ (43); 220 [F4]+ (6); 204 [F4-NH2]+ (15); 166 [F2]+ (12); 140 [F4]+ (100).

5e 415 [М]+ (6); 246 [F3]+ (54); 220 [F4]+ (31); 204 [F4-NH2]+ (8); 195 [F2]+ (14); 169 [F4]+ (100).

5f 419 [М]+ (8); 246 [F3]+ (59); 220 [F4]+ (33); 204 [F4-NH2]+ (17); 199 [F2]+ (32); 173 [Fj]+ (100).

5g 389 [М]+ (7); 266 [F3]+ (26); 240 [F4]+ (8); 224 [F4-NH2]+ (21); 149 [F2]+ (18); 123 [Fj]+ (100).

5h 405 [М]+ (5); 266 [F3]+ (38); 240 [F4]+ (16); 224 [F4-NH2]+ (11); 165 [F2]+ (24); 139 [Fj]+ (100).

5j 443 [М]+ (6); 266 [F3]+ (20); 240 [F4]+ (22); 224 [F4-NH2]+ (14); 203 [F2]+ (49); 177 [Fj]+ (100).

5k 406 [М]+ (5); 266 [F3]+ (41); 240 [F4]+ (12); 224 [F4-NH2]+ (9); 166 [F2]+ (10); 140 [Fj]+ (100).

5l 422 [М]+ (9); 266 [F3]+ (33); 240 [F4]+ (19); 224 [F4-NH2]+ (11); 182 [F2]+ (35); 156 [Fj]+ (100).

5m 419 [М]+ (6); 280 [F3]+ (46); 254 [F4]+ (10); 238 [F4-NH2]+ (9); 165 [F2]+ (16); 139 [Fj]+ (100).

5n 403 [М]+ (7); 280 [F3]+ (54); 254 [F4]+ (16); 238 [F4-NH2]+ (21); 149 [F2]+ (29); 123 [Fj]+ (100).

5o 457 [М]+ (8); 358 [M-SO2]+ (20); 280 [F3]+ (22); 254 [F4]+ (6); 203 [F2]+ (26); 177 [Fj]+ (100).

5P 420 [М]+ (5); 280 [F3]+ (35); 254 [F4]+ (32); 238 [F4-NH2]+ (18); 166 [F2]+ (33); 140 [Fj]+ (100).

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

10

Синтезированные сульфонилмочевины 5а-р были исследованы на гербицидную активность в полевых мелкоделяночных опытах на базе ВНИИБЗР. Высокую активность проявило соединение 5с, которое в дозе 4 г/га уничтожает как злаковые сорняки (пырей ползучий, овсюг, щетинник), так и двудольные (марь белая).

Таким образом, разработаны способы синтеза новых пиридил-3-сульфонилизоцианатов и замещённых сульфонилмочевин на их основе. В числе синтезированных соединений найдено вещество с высоким гербицидным эффектом, которое после детального изучения его токсикологических свойств может найти применение в качестве гербицида сплошного действия для обработки полей после уборки урожая или земель несельскохозяйственного назначения.

Экспериментальная часть

Элементный анализ на C, H, N синтезированных соединений выполнен на анализаторе Carlo-Erba (мод. 1106). Масс-спектры

электронного удара записаны на приборе «Finnigan MAT INCOS 50» (энергия ионизирующего излучения — 20 эВ). ИК-спектры получены на приборе Infra LUM FT-02. Температуры плавления определены на нагревательном приборе Stuart SMP 30.

Синтез 2-хлор-4,6-диметилпиридил-3-сульфонилизоцианата (3а)

В четырёхгорлую колбу, снабжённую мешалкой, термометром, обратным холодильником и барботёром загружают 2,0 г (4,8 ммоль) N-бутил- ^-(2-хлор-4,6-диметилпиридил-3)-сульфонилмочевины 4а, 50 мл абсолютного м-ксилола и нагревают до 120 °С, затем начинают подачу фосгена со скоростью 0,05-0,07 г/мин (расход фосгена контролируют газовым реометром). Через 3-5 мин вносят каталитическое количество ДАБЦО и продолжают пропускать фосген в течение 0,5 ч. После охлаждения и отделения нерастворившейся части реакционный раствор

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

11

упаривают с помощью ротационного испарителя, остаток дистилируют в вакууме при температуре 114-115 °С (6 мм. рт. ст.). Получают продукт в виде масла, выход 1,24 г (90%).

Аналогично получают изоцианаты 3b (время фосгенирования 50 мин) и 3с (3 ч).

Общая методика синтеза бутилсульфонилмочевин 4а-с

Смешивают эквимолярные количества пиридил-3 сульфониламида 1а-с, бутилизоцианата, безводного углекислого калия в среде абсолютного диэтилкетона и кипятят 3 ч. Охлаждённую реакционную массу выливают в ледяную воду, подкисляют НС1 до рН 1,5, осадок отфильтровывают, сушат. После перекристаллизации из этилацетата получают целевые продукты 4а-с.

Общая методика синтеза гетерилсульфонилмочевин 5а-р

В реакционную колбу вносят навеску из 10 ммоль гетероциклического амина, приливают сконцентрированный до половины объёма реакционный раствор, содержащий 11 ммоль сульфонилизоцианата 3а-с, перемешивают до образования равномерной суспензии, добавляют 23 капли ТМЭДА, затем продолжают перемешивание при комнатной температуре или нагревают реакционную смесь. Сульфонилизоцианат 3а реагирует с аминопиримидинами и аминитриазинами при комнатной температуре и без катализатора, время реакции 2-5 ч. Изоцианаты 3b, c при нагревании (80 -100 °С) в присутствии ТМЭДА, продолжительность реакции 10-14 ч. Очищают мочевины 5а-р переосаждением из слабого раствора NaOH.

Литература

1. Патент № 16836/74, Англия. Delarge J.E., Lapiere C.L. Pyridine derivatives. Опубликовано 22.06.1977.

2. Патент № 1593609, Англия. Lapiere C.L., Delarge J.E. Pyridin sulphonamides. Опубликовано 11.06.1981.

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

12

3. Патент № 4301286, США. Schwing G.W., Woods T.S. Herbicidal O-alkylsulfonyl isoureas. Опубликовано 17.11.1981.

4. Патент № 4425155, CША. Donald J Dumas. Herbicidal sulfonamide N-oxides. Опубликовано 10.01.1984.

5. Патент № 4544401, CША. Lewitt G. Agricultural pyridinesulfonamides. Опубликовано 01.11.1985.

6. Патент № 4544401, CША. Lewitt G. Herbicidal heterocyclic

alkylaminocarbonylsulfonamides. Опубликовано 21.01.1986.

7. Патент № 4605432, CША. Adams John B. Pyridil sulphone herbicides. Опубликовано12.08. 1986.

8. Патент № 4668279, CША. Rorer Morris P. Herbicidal pyridinesulfonamides. Опубликовано 26.05.1987.

9. Dyadyuchenko L.V. Synthesis of several substituted pyridine-3-sulfonyl chlorides, -sulfonic acids and sulfonyl amides / L. V. Dyadyuchenko, I. G. Dmitrieva, D. Yu. Nazarenko, V. D. Strelkov // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2014. - Vol. 50. - № 9. - P. 1259-1269.

10. Dyadyuchenko L.V. Synthesis and properties of some new nicotinoyl isocyanates and their fragmentation under electron impact / L. V. Dyadyuchenko, S.N. Michaylichenko, I. G. Dmitrieva, V.N. Zaplishny // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2005. - Vol. 41. -

№ 4. - P. 466-470.

11. Патент № 4342587, CША. Lewitt G. Herbicidal pyridinesulfonamides. Опубликовано 03.08.1982.

12. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. -М: Мир, 1965. - С. 53.

13. Dyadyuchenko L.V. Synthesis, properties, and special features of the fragmentation under electron impact of N-substituted nicotinoyl ureas impact / L. V. Dyadyuchenko, S.N. Michaylichenko, I. G. Dmitrieva, V.N. Zaplishny // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2005. - Vol. 41. - No. 5. - P. 606-612.

References

1. Patent № 16836/74, Anglija. Delarge J.E., Lapiere C.L. Pyridine derivatives. Opublikovano 22.06.1977.

2. Patent № 1593609, Anglija. Lapiere C.L., Delarge J.E. Pyridin sulphonamides. Opublikovano 11.06.1981.

3. Patent № 4301286, CShA. Schwing G.W., Woods T.S. Herbicidal O-alkylsulfonyl isoureas. Opublikovano 17.11.1981.

4. Patent № 4425155, CShA. Donald J Dumas. Herbicidal sulfonamide N-oxides. Opublikovano 10.01.1984.

5. Patent № 4544401, CShA. Lewitt G. Agricultural pyridinesulfonamides. Opublikovano 01.11.1985.

6. Patent № 4544401, CShA. Lewitt G. Herbicidal heterocyclic

alkylaminocarbonylsulfonamides. Opublikovano 21.01.1986.

7. Patent № 4605432, CShA. Adams John B. Pyridil sulphone herbicides. Opublikovano12.08. 1986.

8. Patent № 4668279, CShA. Rorer Morris P. Herbicidal pyridinesulfonamides. Opublikovano 26.05.1987.

9. Dyadyuchenko L.V. Synthesis of several substituted pyridine-3-sulfonyl chlorides, -sulfonic acids and sulfonyl amides / L. V. Dyadyuchenko, I. G. Dmitrieva, D. Yu. Nazarenko,

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

Научный журнал КубГАУ, №112(08), 2015 года

13

V. D. Strelkov // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2014. - Vol. 50. - № 9. - P. 1259-1269.

10. Dyadyuchenko L.V. Synthesis and properties of some new nicotinoyl isocyanates and their fragmentation under electron impact / L. V. Dyadyuchenko, S.N. Michaylichenko, I. G. Dmitrieva, V.N. Zaplishny // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2005. - Vol. 41. -

№ 4. - P. 466-470.

11. Patent № 4342587, CShA. Lewitt G. Herbicidal pyridinesulfonamides. Opublikovano 03.08.1982.

12. Nakanisi K. Infrakrasnye spektry i stroenie organicheskih soedinenij. - M: Mir, 1965. - S. 53.

13. Dyadyuchenko L.V. Synthesis, properties, and special features of the fragmentation under electron impact of N-substituted nicotinoyl ureas impact / L. V. Dyadyuchenko, S.N. Michaylichenko, I. G. Dmitrieva, V.N. Zaplishny // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2005. - Vol. 41. - No. 5. - P. 606-612.

http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/20.pdf

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.