Замещенные сиднонимины в качестве стимуляторов роста растений
Владельцы патента RU 2656212:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) (RU)
Изобретение относится к применению в качестве стимуляторов роста растений замещенных сиднониминов общей формулы
.
Технический результат: сиднонимимины (I) являются эффективными стимуляторами роста кукурузы и их применение позволяет интенсифицировать ранние стадии развития растений и ускорить возрастание массы их надземной части и корневой системы, что может быть применено в растениеводстве при выращивании зерновых культур. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к химическим средствам стимулирования роста растений, а именно к применению замещенных сиднониминов формулы
где R обозначает линейную или разветвленную алкильную или алкоксиалкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода; R1=H, XR2, где X=-C(O)-, -SO2-, a R2 обозначает алкильную или арильную группу, и их биологически приемлемых солей в качестве стимуляторов роста растений.
Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для ускорения ранних стадий развития кукурузы путем предпосевной обработки семян и посадочного материала, приводящего к повышению урожайности.
Сиднонимины представляют собой известные и хорошо изученные вещества, которые относятся к классу мезоионных гетероциклических соединений [В.Г. Яшунский В.Г., Холодов Л.Е. Химия сиднониминов // Успехи химии, 49, 54-91 (1980)]. Известно, что сиднонимины и их производные с заместителями различной природы обладают разнообразной физиологической активностью и нашли применение в медицине [В.Г. Яшунский В.Г., Холодов Л.Е. Химия сиднониминов // Успехи химии, 49, 54-91 (1980); Gorkin V.Z., Yashunskii V.G., Mashkovskii M.D., et al. Synthesis and pharmacological effects of some alkyl- aryl, and aralkylsydnonimines // Journal of Medicinal Chemistry, 14(10), 1013-15 (1971); Бурбелло A.T., Шабров A.B. Современные лекарственные средства: клинико-фармакологический справочник практического врача (4-е изд.) - М.: ОЛМА Медиа Групп, 2007. - 800 с.].
Установлено, что производные сиднонимина способны понижать кровяное давление (гипотензивный эффект) [патент Великобритании GB 1219254], расширять кровеносные сосуды, расслаблять мышцы [патент США US 3312690], нормализовывать работу системы кровообращения [патент США US 4421754], противодействовать агрегации тромбоцитов [Gerzer R., Karrenbrock В., Siess W., Heim J., Direct comparison of the effects of nitroprusside, SIN 1, and various nitrates on platelet aggregation and soluble guanylate cyclase activity // Thrombos Research. – 1988. - Vol. 52 - P. 11-21; P. Provost, J. Tremblay, Y. Merhi, The antiadhesive and antithrombotic effects of the nitric oxide donor SIN-1 are combined with a decreased vasoconstriction in a porcine model of balloon angioplasty // Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. – 1997. - Vol. 17, 1806-1812]. Известно, что токсичность сиднониминов и их производных существенно ниже, чем токсичность других веществ с аналогичной фармакологической активностью [патент США US 3312690]. В медицине используются психостимуляторы сиднофен [Veksler I.G, Riabukha V.N., 
K.P., 
R.A., 
M.D. Immunostimulating and antitumor action of psychotropic preparations of the sydnonimine series. Farmakologiia i Tokcikologiia. 1980, 43(3), 349-52; Koniaeva E.I, Beketov A.I. Effect of caffeine and sidnofen on the blood supply of the brain, kidneys and hindlimbs during antiorthostatism. Farmakologiia i Toksikologiia. 1987, 50(3), 39-42] и сиднокарб [GB Patent 1262830], сосудорасширяющее средство молсидомин, используемое для лечения стенокардии [Rosenkranz В.; Winkelmann B.R.; Parnham, М.J. Clinical pharmacokinetics of molsidomine // Clinical pharmacokinetics, 30(5), 1996; Косарев B.B., Бабанов C.A. Современные подходы к антиангинальной терапии при ишемической болезни сердца: в фокусе сиднонимины // Русский мед. журнал, 14, 895-901, 2011], которые являются производными сиднонимина.
Однако способность сиднониминов и их производных стимулировать рост растений до настоящего времени не была известна.
Стимуляторы роста растений особенно важно применять на ранних стадиях выращивания сельскохозяйственных культур. Ускоренное проращивание семян и более быстрое развитие проростков способствуют интенсификации возрастания массы надземной части растений и их корневой системы. Это благотворно влияет на весь цикл развития растений, повышая устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, особенно в засушливых условиях, и в итоге приводит к повышению урожайности культур.
Рынок стимуляторов роста растений представлен широким спектром препаратов, содержащих вещества, относящиеся к различным классам химических соединений: к веществам растительного происхождения, представляющим собой гормоны роста - абсцизины, ауксины, цитокинины, гиббереллины, брассиностероиды и др. (например, эпин [Ренкова Л. Эпин и вегетативное размножение декоративных растений // Цветоводство, 2000, №3, С. 16-17]; соединениям, образующимся как в результате химических процессов, протекающих с участием бактерий, так и являющимся продуктами их жизнедеятельности (агат 25К, альбит); кремнийорганическим биостимуляторам (мивал) и препаратам на основе эфиров жирных кислот и мочевины (иммуноцифит) [Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. Изд. Агрорус, М., 2006, с. 239-275]; препаратам, получаемым из торфа и в результате переработки нефти [авт. свид. СССР №655372, A01N 5/00, 1979; авт. свид. СССР №614782, A01N 5/00, 1976; патент РФ RU 2083108, A01N 61/00, 1997]; продуктам органического синтеза [Мельников Н.Н., Баскаков Ю.Л. Химия гербицидов и стимуляторов роста растений. М.: Госхимиздат, 1962. С. 53, 505; авт. свид. SU 1052204, A01N 59/14, 1983. Бюл. №41; патент РФ RU 2179806, A01N 59/14, A01N 47/28, опубл. 27.02. 2002; к неорганическим соединениям [патент РФ RU 2480990]).
В связи с усилением экологических требований постоянно возрастает потребность в новых высокоэффективных стимуляторах роста сельскохозяйственных растений, которые можно использовать в сверхмалых дозах без ущерба для окружающей среды.
В данном изобретении в качестве аналога по действию использован гидрохлорид 4-бензиламинотетрагидрофуран-2-она формулы I
,
который при предпосевной обработке семян кукурузы 0,006-0,012% водным раствором из расчета 15 мл раствора на 1 кг семян повышает урожайность зерна кукурузы на 24,6% [патент RU 2563930 С1, опубл. 27.09.2015, Бюл. №27].
Задачей изобретения является создание новых стимуляторов роста, способных при применении в сверхмалых дозах стимулировать рост кукурузы на ранних стадиях развития и расширении ассортимента эффективных стимуляторов роста растений, используемых в сверхмалых дозах.
Задача решается применением замещенных сиднониминов общей формулы
,
где R обозначает линейную или разветвленную алкильную или алкоксиалкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода; R1 обозначает Н, XR2, где X=-С(O)-, -SO2-, a R2 обозначает алкильную или арильную группу,
и их биологически приемлемых солей, например гидрохлоридов, в качестве стимуляторов роста кукурузы, причем используемая доза соединения формулы (I) или его гидрохлорида составляет от 1 до 10 г/тонну семян.
Технический результат состоит в создании новых стимуляторов роста растений, способных стимулировать рост проростков и корневой системы кукурузы, и расширении ассортимента стимуляторов роста растений, эффективных при использовании в сверхмалых дозах.
Замещенные сиднонимины формулы (I) и их соли известны, описаны способы получения, которые включают внутримолекулярную циклизацию N-нитрозопроизводных α-аминонитрилов и последующее ацилирование полученных продуктов действием ангидридов или хлорангидридов карбоновых или сульфоновых кислот [В.Г. Яшунский, Л.Е. Холодов. Химия сиднониминов // Успехи химии, 49, 54-91 (1980)].
Возможности реализации заявленного изобретения подтверждаются примерами результатов биологических испытаний ряда соединений формулы (I): Ia-Ig, приведенных в таблицах 1 и 2.
Биологические испытания соединений Ia-Ig проводили в термостатированных условиях с использованием в качестве тест-растений семена кукурузы сорта Краснодарская 12.
Для испытаний каждого вещества в двух дозах 1 г/т и 10 г/т семян взвешивали по 15 г семян кукурузы и помещали семена в круглодонные колбы объемом 100 мл.
Далее готовили растворы для выбранных доз испытуемого вещества. Для этого брали навеску 10 мг испытуемого соединения, помещали в пробирку и добавляли 10 мл дистиллированной воды или 75% этанола. Из полученного раствора отбирали нужное количество раствора в дозах 1 и 10 г/т семян.
Полученные растворы химических веществ вносили в колбы с семенами. Для смачивания 15 г семян кукурузы использовали по 1 мл соответствующего раствора. Содержимое колбы встряхивали вручную до полного поглощения жидкости семенами в течение 15-20 мин. После этого обработанные таким образом семена высыпали в чашки Петри и оставляли на 3 суток при комнатной температуре в открытом виде.
Для проращивания семян готовили чашки Петри. Для этого в чашку Петри вкладывали круглый фильтр соответствующего размера из фильтровальной бумаги и помещали по 15 штук обработанных растворами химических веществ семян кукурузы. Для каждой дозы испытуемого соединения брали по 3 чашки Петри (т.е. три повторности). Для контрольных вариантов с не обработанными испытуемыми веществами семенами - водный контроль (Кводн.) - готовили чашки Петри также в трех повторностях.
В чашки Петри с опытными вариантами и водным контролем (Кводн.) добавляли по 4 мл дистиллированной воды.
Чашки Петри с обработанными таким образом семенами помещали на 7 суток в термостат при температуре 25°C. Ежедневно семена проветривали, открывая чашки на 25-30 мин, и по мере необходимости добавляли по 1-2 мл дистиллированной воды, чтобы не допустить высыхания семян.
Через 7 суток производили подсчет длины ростков и корешков семян кукурузы в каждой чашке. Снижение (увеличение) длины ростков и корешков семян кукурузы рассчитывали по формуле:
где A - длина ростков и корешков семян в опытном варианте,
Кводн. - длина ростков и корешков семян в контрольном варианте.
Таким образом, отрицательные значения В означают увеличение длины ростков (корешков) семян относительно контроля (Кводн.),
Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2.
* Примечание: отрицательные значения - стимуляция роста.
* Примечание: отрицательные значения - стимуляция роста.
Данные таблиц 1 и 2 показывают, что соединения общей формулы I (Ia-Ig) и их гидрохлориды проявляют статистически доказуемое рост-регулирующее действие на рост семян кукурузы.
При этом соединения, указанные в таблице 1, стимулируют рост проростков и особенно корневой системы кукурузы, проявляя в сверхмалых дозах (от 1 до 10 г/тонну семян) дозозависимый стимулирующий эффект, достигающий 71%.
Соединения, указанные в таблице 2, являются в сверхмалых дозах дозозависимыми стимуляторами роста проростков семян кукурузы.
Полученные данные подтверждают возможность применения соединений общей формулы (I) в сверхмалых дозах в качестве эффективных стимуляторов роста кукурузы, обеспечивающих значительное ускорение ее развития на ранних стадиях.
1. Применение замещенных сиднониминов общей формулы
где R обозначает линейную или разветвленную алкильную или алкоксиалкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода;
R1 обозначает Н, XR2, где X=-С(O)-, -SO2-, a R2 обозначает алкильную или арильную группу,
и их биологически приемлемых солей, например гидрохлоридов, в качестве стимуляторов роста кукурузы.
2. Применение по п. 1, отличающееся тем, что используемая доза стимулятора роста формулы (I) составляет от 1 до 10 г/т семян.
