Синтез, гербицидная и антиокислительная активность ряда...

705

Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. Вып. 5

УДК 547.424

СИНТЕЗ, ГЕРБИЦИДНАЯ И АНТИОКИСЛИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ РЯДА

ГЕТЕРО- И КАРБОЦИКЛИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ

МОНОХЛОРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

¹ Уфимский государственный нефтяной технический университет,

450064, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1

² Башкирский государственный медицинский университет,

450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, д. 47

* E-mail: graskildina444@mail.ru

Поступила в Редакцию 20 октября 2018 г.

После доработки 4 сентября 2019 г.

Принята к публикации 8 февраля 2020 г.

Синтезированы эфиры и амиды монохлоруксусной кислоты, содержащие карбо- и гетероциклы, а

также гетероциклические эфиры и амиды на основе хлорангидридов промышленных арилуксусных

кислот. Методами ЯМР ¹Н, ¹³С спектроскопии описаны структуры выделенных соединений. Изучена

гербицидная активность полученных веществ на одно- и двудольных растениях. Методом регистрации

люминолзависимой хемилюминесценции исследована их относительная антиоксидантная активность.

Экспериментальные данные в целом подтверждают целесообразность и перспективность создания

гербицидов, содержащих ацетальные и гем-дихлорциклопропановые фрагменты.

Ключевые слова: амины; эфиры и амиды монохлоруксусной кислоты; циклоацетальный и гем-дихлор-

циклопропановый фрагменты; гербицидная и антиокислительная активности

DOI: 10.31857/S0044461820050126

Производные монохлоруксусной кислоты, в пер-

Экспериментальная часть

вую очередь эфиры и амиды арилоксиуксусных кис-

лот, проявляют высокую гербицидную активность

Хроматографический анализ продуктов реакции

и широко применяются в качестве химических

выполняли на хроматографе HRGS 5300 Mega Series

средств защиты растений [1, 2]. Этим определяется

Carlo Erba с пламенно-ионизационным детектором,

важность и актуальность синтеза новых гетеро- и

газ-носитель — гелий, расход 30 мл·мин^-1, колон-

карбоциклических производных монохлоруксусной

ка длиной 25 м, температура анализа 50-280°С с

кислоты и оценка их гербицидной и биологической

программированным нагревом 8 град·мин^-1, тем-

активности.

пература детектора 250°С, температура испарителя

Ранее было показано, что присутствие циклоаце-

300°С. Хроматомасс-спектры записывали на прибо-

тального и гем-дихлорциклопропанового фрагментов в

рах Fisons (капиллярная кварцевая колонка DB 560

структуре молекул повышает их биологическую актив-

50 м) и Focus c масс-спектрометрическим детекто-

ность и способность регулировать рост растений [3].

ром Finingan DSQII (температура ионного источ-

Целью настоящей работы являлся синтез эфиров

ника 200°С, температура прямого ввода 50-270°С,

и амидов монохлоруксусной кислоты, содержащих

скорость нагрева 10 град·мин^-1, колонка Thermo

1,3-диоксалановый и гем-дихлорциклопропановый

TR-5MS 50 × 2.5·10^-4 м, расход гелия 0.7 мл·мин^-1).

фрагменты, и оценка их биологической и гербицид-

Для получения масс-спектров соединений использо-

ной активности.

вали ионизацию электронным ударом. Спектры ЯМР

706

Яковенко Е. А. и др.

регистрировали на спектрометре Bruker AVANCE-500

(5 мм рт. ст.). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц): 1.05 т

(¹H 300.13 МГц) в CDCl₃.

(6H, 2C¹³H₃, ²J = 7.2), 1.31 c (3H, C⁷H₃), 1.39 c (3H,

В работе использовались свежеперегнанные рас-

C⁶H₃), 2.61 дд (4H, 2C¹¹H₂, ²J = 7.1), 3.32 c (2H,

творители фирмы ООО «Техресурс»: ацетонитрил

C¹⁰H₂), 3.71 м (1H, C⁴H₁), 4.05 дд (1H, C⁵H_b, ²J = 6.0),

(х.ч.), диметилсульфоксид (х.ч.), пиридин (х.ч.),

4.15 дд (2H, C⁸H₂, ²J = 4.3, ³J = 7.1), 4.29 дд (1H, C⁵H_a,

хлорангидрид монохлоруксусной кислоты фир-

²J = 6.0). Спектр ЯМР ¹³C, δ_С, м. д.: 12.08 (2C¹²),

мы Sigma-Aldrich, свежепрокаленные соли фирмы

25.31 (C⁷), 26.65 (C⁶), 47.66 (2C¹¹), 53.73 (C¹⁰), 64.58

ООО «Стеклоприбор»: K₂CO₃ («чистый»), MgSO₄

(C⁸), 65.80 (C⁵), 73.50 (C⁴), 109.82 (C²), 171.12 (C⁹).

(«чистый»), гетероциклический спирт — 2,2-диме-

Масс-спектр, m/e (I_отн, %): [M]⁺ 245 (2), 230 (6.5), 86

тил-4-оксиметил-1,3-диоксолан и эфир монохлорук-

(100), 43 (10).

сусной кислоты — (2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)-

Бис[(2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил]2,2′-

метил хлорацетат (1), полученные по методике [4].

пиперазин-1,4-диилацетат (5). Выход 57%, Т_пл =

Общая методика получения соединений (2,2-ди-

= 152-154°С. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц): 1.30

метил-1,3-диоксолан-4-ил)метилморфолин-4-

c (6H, 2C⁷H₃), 1.39 c (6H, C⁶H₃), 2.52 c (4H, C¹′H₂,

илацетата (2), (2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)-

C¹″H₂), 3.20 c (4H, 2C¹⁰H₂), 3.75 c (4H, C²′H₂, C²″H₂),

метилпиперазин-1-илацетата (3), 2,2-диме-

3.71 м (1H, C⁴H₁), 4.14 д (1H, C⁵H_a, ²J = 2.8), 4.27 д

тил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-N,N-диэтилглици-

(1H, C⁵H_b, ²J = 2.8). Спектр ЯМР ¹³C, δ_С, м. д.: 25.73

ната (4), бис[(2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)ме-

(2C⁷H₃), 26.94 (2C⁶H₃), 52.45 (4C²′ + C²″, C¹′ + C¹″),

тил]2,2′-пиперазин-1,4-диилацетата (5). В смесь,

58.59 (C¹⁰), 64.69 (C⁸), 65.80 (C⁴), 73.49 (C⁵), 109.22

состоящую из 20 мл ацетонитрила, 0.15 моль (20.7 г)

(C²), 170.15 (C⁹).

K₂CO₃, добавили 0.1 моль (8.7 г) морфолина, или

Общая методика получения соединений метил-

0.1 моль (8.6 г) пиперазина, или 0.1 моль (7.3 г) ди-

пиперазин-1-илацетата (6) и диметил-2,2′-пипера-

этиламина. Реакционную смесь кипятили в течение

зин-1,4-диилацетата (7). В трехгорлую колбу, осна-

2 ч. Затем добавляли 0.12 моль (20.8 г) соединения

щенную обратным холодильником, термометром и

(1) и кипятили в течение 7 ч. Реакционную смесь

механической мешалкой, загружали 0.03 моль (2.58 г)

фильтровали в горячем виде, фильтрат упаривали

пиперазина, 15 мл ДМСО, 0.01 моль (2.08 г) метило-

и перегоняли при пониженном давлении в вакууме.

вого эфира монохлоруксусной кислоты. Реакционную

(2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метилморфо-

смесь перемешивали в течение необходимого време-

лин-4-илацетат (2). Выход 37%, Т_кип = 160°С (2 мм

ни при температуре 70-75°C. По завершении реакции

рт. ст.). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц): 1.30 c (3H,

всю реакционную массу промывали 20%-ным раство-

C⁷H₃), 1.39 с (3H, C⁶H₃), 2.52 c (4H, C³′H₂, C³′H₂),

ром NaOH, экстрагировали эфиром. Верхний органи-

3.20 c (2H, C¹⁰H₂), 3.75 c (4H, C²′H₂, C²″H₂), 3.70-

ческий слой промывали водой до нейтральной среды,

3.74 м (1H, C⁴H₁), 4.14 д (1H, C⁵H_a, ²J = 2.8), 4.26 д

сушили безводным карбонатом калия. Растворитель

(1H, C⁵H_b, ²J = 2.8). Спектр ЯМР ¹³C, δ_С, м. д.: 25.23

упаривали на роторном испарителе, остаток перего-

(C⁷), 26.57 (C⁶), 53.14 (C³′ + C³″), 59.21 (C¹⁰H₂), 64.52

няли при пониженном давлении в атмосфере азота.

(C⁸H₂), 64.71 (C⁵H₂), 66.10 (C²′ + C²″), 73.72 (C⁴H₁)

Метилпиперазин-1-илацетат (6). Выход 48%,

109.77 (C²), 169.77 (C⁹). Масс-спектр, m/e (I_отн, %):

Т_пл = 122-124°С. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц):

[M]+ 259 (1), 193 (50), 101 (24), 77 (24), 72 (14), 57

2.51 с (1H, NH), 2.63 с (8H, C⁴H₂, C⁴′H₂, C⁵H₂, C⁵′H₂),

(20), 43 (100).

3.36 с (2H, C¹H₂), 3.69 с (3H, C³H₃). Спектр ЯМР ¹³C,

(2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метилпипера-

δ_С, м. д.: 47.01 (C⁵ + C⁵′), 52.13 (C³), 54.10 (C¹), 57.32

зин-1-илацетат (3). Выход 31%, Т_пл = 135-137°С.

(C⁴ + C⁴′), 176.71 (C²). Масс-спектр, m/e (I_отн, %):

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц): 1.32 c (3H, C⁷H₃),

[M]⁺ 158 (8), 116 (20), 99 (100), 88 (8), 70 (18), 56 (34).

1.38 c (3H, C⁶H₃), 2.31 c (1H, NH), 2.53 c (4H, C²′H₂,

Диметил 2,2′-пиперазин-1,4-диилацетат (7).

C²″H₂), 3.11 c (4H, 2CH₂), 3.20 c (2H, C¹⁰H₂), 3.72 д

Выход 70%, Т_пл = 134-136°С. Спектр ЯМР ¹Н, δ,

(1H, C⁴H₁, ²J = 4.6, ³J = 7.8, ³J = 4.1), 4.02 д (2H, C⁸H₂,

м. д. (J, Гц): 2.65 c (8H, C⁴H₂, C⁴′H₂, C⁵H₂, C⁵′H₂),

²J = 4.1, ³J = 4.6), 4.15 д (1H, C⁵H_b, ²J = 7.8, ³J = 4.6),

3.25 (4H, 2C¹H₂), 3.71 c (6H, 2C³H₃). Спектр ЯМР

4.25 д (1H, C⁵H_a, ²J = 7.8, ³J = 4.6). Спектр ЯМР ¹³C,

¹³C, δ_С, м. д.: 51.73 (2C³), 52.76 (C⁴ + C⁴′, C⁵ + C⁵′),

δС, м. д.: 25.41 (C⁷), 26.35 (C⁶), 46.91 (C³′ + C³″), 55.74

59.33 (2C¹), 170.65 (2C²). Масс-спектр, m/e (I_отн, %):

(C²′ + C²″), 56.22 (C¹⁰), 64.10 (C⁸), 64.46 (C⁵), 73.70

[M]⁺ 230 (10), 171 (100), 98 (58), 80 (8) 70 (12), 56 (28).

(C⁴), 107.97 (C²), 173.01 (C⁹).

Общая методика получения соединений

2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-N,N-ди-

2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-N-бен-

этилглицинат

(4). Выход

58%, Т_кип = 142°С

зил-N-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]глицината

Синтез, гербицидная и антиокислительная активность ряда...

707

(8) и метил-N-бензил-N-[(2,2-дихлороциклопропил)-

(2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил фенокси-

метилглицината (9). В смесь, состоящую из 20 мл

ацетат (10). Выход 67%, Т_кип = 180°С (4 мм рт. ст.).

ацетонитрила, 0.15 моль (20.7 г) K₂CO₃, добавили

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м. д., J, Гц): 1.20 c (3H,

0.1 моль (23 г) N-бензил-1-(2,2-дихлороциклопро-

C⁷H₃), 1.50 c (3H, C⁶H₃), 3.65 дд (1H, C⁴H, ²J = 5.6,

пил)-метанамина и 0.12 моль (24.9 г) (2,2-диме-

³J = 6.9, ³J = 4.9), 3.95 дд (2H, C⁵H₂, ²J = 6.9, ³J = 5.6),

тил-1,3-диоксолан-4-ил)метил хлорацетата (1) или

4.20 дд (2H, C⁸H₂, ²J = 4.9, ³J = 5.6), 4.60 с (2H,

0.12 моль (12.9 г) метилового эфира монохлоруксус-

C¹⁰H₂), 6.80-7.40 (5H, Ph-). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃,

ной кислоты и перемешивали при микроволновом

δ, м. д.): 25.24 (C⁷), 26.61 (C⁶), 63.14 (C⁸), 65.45 (C⁴),

излучении в течение 1 ч. Реакционную смесь филь-

69.77 (C¹⁰), 71.12 (C⁵), 109.88 (C²), 114.56-129.60 (5H,

тровали в горячем виде, фильтрат упаривали и пере-

Ph-), 157.64 (C^Ph), 168.79 (C⁹). Масс-спектр, m/e (I_отн,

гоняли при пониженном давлении в вакууме.

%): [M]⁺ 266 (18), 251 (68), 117 (17), 107 (100), 101

2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-N-бен-

(32), 79 (14), 77 (50), 72 (12), 59 (10), 51 (9).

зил-N-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]глицинат

2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил(2,4-дихло-

(8). Выход 78%, Т_кип = 270°С (3 мм рт. ст.). Спектр

рофенокси)ацетат (11). Выход 33%, Т_кип = 215°С

ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц): 1.18 т (1H, C¹H_a, ²J = 7.5),

(3 мм рт. ст.). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м. д., J, Гц):

1.36 с (3H, C⁷H₃), 1.39 с (3H, C⁶H₃), 1.68 т (1H, C¹H_b,

1.34 c (3H, C⁷H₃), 1.42 c (3H, C⁶H₃), 3.72 д (1H, C⁴H₁,

²J = 2.8), 1.78-1.84 м (1H, C³H₁), 2.95 дд (2Н, С¹¹Н₂,

²J = 5.7, ³J = 7.2, ³J = 5.9), 4.19 дд (2H, C⁵H₂, ²J = 7.2,

²J = 7.3), 3.45 с (2Н, С¹⁰Н₂), 3.62 м (1H, C⁴H₁), 3.71

³J = 5.7), 4.25 д (2H, C⁸H₂, ²J = 5.9, ³J = 5.7), 4.75 с

д (2H, C¹²H₂, ²J = 7.3), 4.01 дд (2H, C⁸H₂, ²J = 6.9,

(2H, C¹⁰H₂), 6.75-7.45 (3H, Ph-). Спектр ЯМР ¹³С

³J = 5.6), 4.15 дд (2H, C⁵H₂, ²J = 4.9, ³J = 5.6), 7.13-

(CDCl₃, δ, м. д.): 25.25 (C⁷), 26.62 (C⁶), 63.13 (C⁸),

7.65 (5Н, Ph-). Спектр ЯМР ¹³C, δ_С, м. д.: 24.63 (C³),

66.02 (C⁵), 66.26 (C¹⁰), 73.22 (C⁴), 109.99 (C²), 114.70-

25.31 (C⁷), 26.01 (C⁶), 26.58 (C²), 56.74 (C¹²), 60.29

130.36 (Ph-), 152.25 (C^Ph), 167.88 (C⁹). Масс-спектр,

(C), 61.31 (C¹⁰), 64.18 (C⁵), 64.26 (C⁸), 66.10 (C¹¹),

m/e (I_отн, %): M⁺ нет, 334/336/338 (10/6/2), 319/321/323

73.71 (C⁴), 107.94 (C²), 127.11-130.37 (Ph-), 140.21

(100/72/8), 175/177/179 (66/38/8), 145/147/149 (14/9/2),

(C^Ph), 170.46 (C).

133/135/137 (8/14/2), 109/111/113 (8/14/2), 101 (44), 73

Метил-N-бензил-N-[(2,2-дихлороциклопропил)

(28), 57 (14), 43 (96).

метил]глицинат (9). Выход 88%, Т_кип = 182°С

Общая методика получения соединений 1-[(2,2-ди-

(2 мм рт. ст.). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц): 1.16 т

хлороциклопропил)метил]-4-(феноксиацетил)пипе-

(1H, C¹H_a, ²J = 7.5), 1.66 т (1H, C¹H_b, ²J = 2.8), 1.79-

разина (12), N-[(2,2-дихлороциклопропил)-метил]-

1.85 м (1H, C³H₁), 2.95 дд (2Н, С⁴Н₂, ²J = 7.3), 3.45 с

N-(1,3-диоксолан-4-илметил)-2-феноксиацетамида

(2Н, С⁶Н₂), 3.65 с (3Н, С⁸Н₃), 3.91 дд (2Н, С⁵Н₂,

(13) и N-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]-2-фен-

²J = 13.5), 7.15-7.65 (5Н, Ph-). Спектр ЯМР ¹³C, δ_С,

окси-N-(тетрагидрофуран-2-илметил)ацетамида

м. д.: 25.22 (C³), 29.23 (C¹), 51.23 (C⁸), 53.46 (C⁴),

(14). В смесь соответствующего амина 0.02 моль

57.96 (C⁶), 60.75 (C⁵), 127.20-129.27 (Ph-), 138.52

(4.18 г) 1-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]пипера-

(C²), 171.51 (C⁷). Масс-спектр, m/e (I_отн, %): [M]⁺ нет,

зина, 0.02 моль (5.21 г ) [(2,2-дихлороциклопропил)

242/244/246 (28/20/3), 91 (100), 65 (10).

метил](1,3-диоксолан-4-илметил)амина или 0.02 моль

Общая методика получения сложных эфиров

(5.08 г) [(2,2-дихлороциклопропил)метил](тетраги-

(2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил фенокси-

дрофуран-2-илметил)амина и 0.02 моль (1.58 г) све-

ацетата (10) и 2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)ме-

жеперегнанного пиридина при охлаждении до 0°С и

тил(2,4-дихлорофенокси)ацетата (11). Смесь 0.03

при перемешивании прибавляли 0.02 моль (3.41 г)

моль (3.96 г) 2,2-диметил-4-оксиметил-1,3-диоксола-

хлорангидрида феноксиуксусной кислоты. Смесь

на, 0.03 моль (5.1 г) хлорангидрида феноксиуксусной

нагревали до 35°С при постоянном перемешивании

или 0.03 моль (7.17 г) 2,4-дихлорфеноксиуксусной кис-

в течение 1 ч и оставляли на ночь. Далее промывали

лоты и 0.03 моль (2.37 г) свежеперегнанного пиридина

ледяной водой до нейтральной реакции. Выпавшие

перемешивали в течение 9 ч. Выделившееся масло-

хлопья отфильтровывали на воронке Бюхнера,

образное вещество при охлаждении и перемешивании

промывали водой, отделяли, сушили на воздухе.

стеклянной палочкой оставляли закристаллизовы-

1-[(2,2-Дихлороциклопропил)метил]-4-(фенокси-

ваться на 1 сут. Затем в реакционную массу выливали

ацетил)пиперазин (12). Выход 31%, Т_пл = 142-144°С.

смесь из 15 г льда и 30 мл 1 М HCl и перемешивали

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м. д., J, Гц): 1.12 т (2Н,

до тех пор, пока не образуется суспензия. Сырой

С¹Н₂, ²J = 6.8, ³J = 4.8), 1.76 д (1H, C³H₁, ²J = 4.8,

продукт отфильтровывали, промывали ледяной водой,

³J = 6.7, ³J = 4.9), 2.57 дд (4H, C⁵H₂, C⁵′H₂, ²J = 6.8,

сушили над MgSO₄ и остаток перегоняли в вакууме.

³J = 5.4), 2.66 дд (C⁴H₂, ²J = 4.9, ³J = 4.8), 3.66 дд

708

Яковенко Е. А. и др.

(4H, C⁶H₂, C⁶′H₂, ²J = 5.4, ³J = 6.8), 4.59 c (2H, C⁸H₂,

Выход 53%, Т_пл = 133-135°С. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.

²J = 27.3), 6.85-7.35 (5H, Ph-). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃,

(J, Гц): 1.25 д (2H, C³′H₂, ²J = 7.0, ³J = 5.7), 1.65 д (1H,

δ, м. д.): 25.12 (C¹), 28.04 (C³), 41.89 (C⁵), 45.17 (С⁵′),

C¹′H₁, ²J = 7.5, ³J = 6.0), 1.95 д (2H, C⁴H₂, ²J = 5.7,

52.31 (C⁴), 57.61 (C⁶ + C⁶′), 60.61 (C¹), 67.60 (C⁸),

³J = 6.0), 2.05 д (1H, C³H₁, ²J = 6.0, ³J =5.7), 3.55 д (2H,

114.54-129.60 (Ph), 157.71 (C^Ph), 166.38 (C⁷). Масс-

C²′H₂, ²J = 7.3), 3.60 д (2H, C⁶H₂, ²J = 7.3), 3.75 д (2H,

спектр, m/e (I_отн, %): [М]⁺ 355 (1), 342/344/346 (2/1/0.5),

C⁵′H₂, ²J = 6.7, ³J = 5.7), 4.10 д (1H, C⁴′H₁, ²J = 4.5,

307/309/311 (18/6.5/0.5), 233/235/237 (26/1/0.5),

³J = 7.0), 4.85 c (2H, C⁸H₂, ²J = 6.5), 6.85-7.35 (5H, Ph-).

205/207/209 (4.5/50/10), 178/180/182 (100/36/5),

Спектр ЯМР ¹³C, δ_С, м. д.: 25.34 (C¹), 25.70 (C³′),

123/125/127 (14/10/6.5), 107/109/111 (24/1.5/8), 85/87/89

29.35 (C³), 29.92 (C⁴), 47.38 (C⁶), 51.13 (C²), 60.52

(4/26/10), 77 (52), 54/56/58 (8/46/4), 42/44 (30/36).

(C⁸), 67.72 (C²′), 76.80 (C⁴′), 114.58-129.62 (Ph-),

N-[(2,2-Дихлороциклопропил)метил]-N-(1,3-диок-

157.99 (C^Ph), 168.85 (C⁷). Масс-спектр, m/e (I_отн, %):

солан-4-илметил)-2-феноксиацетамид (13). Выход

[M]⁺ 358 (0.3), 322/324 (1/0.4), 274/276/278 (25/20/5),

53%, Т_пл = 138-140°С. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д. (J, Гц):

152/154/156 (5/3/0.8), 123/125/127 (9/6/1), 107 (76), 84

1.65 т (2H, C¹H₂, ²J = 7.5, ³J = 6.0), 1.95 д (1H, C³H₂,

(55), 71 (100), 43 (27).

²J = 5.7, ³J = 6.0), 3.11 д (2H, C⁶H₂, ²J = 5.7), 3.25 д

(2H, C⁴H₂, ²J = 7), 3.75 д (2H, C⁵′H₂, ²J = 7.3), 4.10 д

Обсуждение результатов

(1H, C⁴′H₁, ²J = 4.5, ³J = 7.0), 4.35 д (2H, C²′H₂), 4.59 c

(2H, C⁸H₂, ²J = 27.3), 6.85-7.35 (5H, Ph-). Спектр ЯМР

Реакцией хлорангидрида монохлоруксусной кис-

¹³C, δ_С, м. д.: 25.34 (C¹), 25.70 (C³), 29.35 (C⁴), 29.92

лоты и спирта — (2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)-

(C⁶), 47.38 (C²), 51.13 (C⁸), 60.52 (C⁵′), 77.72 (C⁴′),

метанола (изопропилиденовое производное глицери-

94.80 (C²′), 114.58-129.62 (Ph-), 157.99 (C^Ph), 168.85

на) с количественным выходом был получен эфир (1)

(C⁷). Масс-спектр, m/e (I_отн, %): [M]⁺ нет, 274/276/278

[4]. Его реакции со вторичными аминами привели к

(25/20/5), 152/154/156 (5/3/0.8), 123/125/127 (9/6/1),

соответствующим эфирам аминокислот (2)-(4). На

107 (76), 84 (55), 73 (100), 43 (27).

глубоких стадиях алкилирования пиперазина при

N-[(2,2-Дихлороциклопропил)метил]-2-фенок-

3-5-кратном избытке эфира (1) наряду с монозаме-

си-N-(тетрагидрофуран-2-илметил)ацетамид (14). щенным соединением (3) был получен димер (5):

Для сравнения гербицидной активности алкило-

ствующие производные пиперазина (6) и (7) (выход

вых и циклоацетальных эфиров синтезировали на

продуктов 47 и 57% соответственно), которые явля-

основе промышленного метилхлорацетата соответ-

ются аналогами соединений (3) и (5):

710

Яковенко Е. А. и др.

Согласно результатам тестирования производных

лоты (рег. номер 068(116)-03-605)]. Доза препарата

монохлоруксусной кислоты, биологическую актив-

(100 мг·л^-1) повышает эффективность ингибирования

ность проявили вещества (2), (11), (12) и (14). На

длины и массы проростков пшеницы. Соединение

этом основании данные соединения были выбраны

(11) максимально ингибирует развитие двудольных

для подробного экспериментального изучения. Была

растений (пшеницы), лучшее ингибирующее дей-

определена гербицидная и ростстимулирующая ак-

ствие на однодольные культуры (горох) оказало про-

тивность соединений (2), (11), (12) и (14) на пророст-

изводное пиперазина, содержащее гем-дихлорцикло-

ках пшеницы и гороха по ранее описанной методике

пропановый фрагмент (12). Соединения (2) и (14)

[6, 7].

умеренно активны по отношению как к пшенице, так

Эффективность действия синтезированных сое-

и к гороху.

динений (табл. 1) определяли через 3 сут экспозиции

Результаты (ингибирование массы побега), близ-

по отношению к эталону [Октапон экстра (С⁸) —

кие к эталону, получены при действии производного

октиловый эфир 2,4-дихлорфеноксиуксусной кис-

морфолина (2), содержащего диоксолановый фраг-

Таблица 1

Гербицидная активность препаратов (Т = 24-25°С)

Доза,

Средняя длина

Ингибирование

Средняя масса

Ингибирование

Препарат

мг·л^-1

проростка, мм

длины, %

проростка, г

массы, %

Пшеница

Контроль

—

69.7

—

14.1

—

Эталон

12.8

81.6

9.6

31.9

71.5

+2.6

13.5

4.0

(2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-

100

54.8

21.4

11.4

4.3

морфолин-4-илацетат (2)

11.5

83.5

9.9

29.8

2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-

100

10.0

85.6

8.7

38.3

(2,4-дихлорофенокси)ацетат (11)

73.7

31.8

13.2

25.4

1-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]-4-

100

36.8

65.9

10.9

38.4

(феноксиацетил)пиперазин (12)

65.9

39.0

13.3

24.9

N-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]-2-

100

51.3

52.5

10.7

39.5

фенокси-N-(тетрагидрофуран-2-илме-

тил)ацетамид (14)

Синтез, гербицидная и антиокислительная активность ряда...

711

Таблица 1 (продолжение)

Доза,

Средняя длина

Ингибирование

Средняя масса

Ингибирование

Препарат

мг·л^-1

проростка, мм

длины, %

проростка, г

массы, %

Горох

Контроль

—

18.4

—

72.1

—

Эталон

13.0

29.3

60.0

16.8

18.4

63.5

11.9

(2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-

морфолин-4-илацетат (2)

7.0

62.0

65.6

9.0

2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метил-

(2,4-дихлорофенокси)ацетат (11)

36.7

34.3

6.9

72.2

1-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]-4-

(феноксиацетил)пиперазин (12)

45.9

17.9

28.8

16.1

N-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]-2-

фенокси-N-(тетрагидрофуран-2-илме-

тил)ацетамид (14)

мент, на горох. Наличие гем-дихлорциклопропильно-

несценции по методике [10, 11]. В контрольных изме-

го фрагмента в амидах феноксиуксусной кислоты (12)

рениях антиоксидант отсутствовал. Для сравнения в

и (14) оказывает незначительное влияние на длину

качестве эталона использовали ингибитор свободно-

побега как двудольных, так и однодольных растений.

радикального окисления в биологических системах

Лучшие результаты показали соединения (2) и

5-гидрокси-6-метилурацил [12, 13]. Основными ха-

(12), они могут представлять интерес в плане созда-

рактеристиками хемилюминесценции служили све-

ния новых полифункциональных химических средств

тосумма свечения (S) и интенсивность максимальной

защиты растений [8, 9]. Мы оценили действие этих

вспышки (I_max).* Реагенты (2) и (12) обладают незна-

соединений на процессы свободнорадикального окис-

ления in vitro на модельных системах, генерирующих

* Фархутдинов Р. Р. Методики исследования хеми-

люминесценции биологического материала на хемилю-

активные формы кислорода, и системах, модулиру-

минометре ХЛ-003. Методы оценки антиоксидантной

ющих реакции пероксидного окисления липидов.

активности биологически активных веществ лечебного

Антиокислительную активность изучали в растворе

и профилактического назначения: Сб. докл. / Под ред.

диметилсульфоксида методом измерения хемилюми-

Е. Б. Бурлаковой. М.: Изд-во РУДН, 2005. С. 147-154.

712

Яковенко Е. А. и др.

Таблица 2

Изменение светосуммы и максимальной интенсивности хемилюминесценции модельной системы,

генерирующей активные формы кислорода и имитирующей пероксидные окисления липидов в присутствии

соединений (2) и (12)

Модель активных форм кислорода

Модель пероксидного окисления липидов

Соединение

I_max (максимальная

S (светосумма), %

светимость), %

Контроль (без антиоксиданта)

100

Эталон (5-гидрокси-6-метилурацил)

113

132

(2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)ме-

тилморфолин-4-илацетат (2)

109

116

1-[(2,2-дихлороциклопропил)метил]-

4-(феноксиацетил)пиперазин (12)

чительным антиоксидантным действием (табл. 2) в

УФИЦ РАН, за оказанное содействие в идентифика-

модельной системе активных форм кислорода, тогда

ции структуры соединений.

как в модельной системе пероксидного окисления

липидов они проявляют прооксидантное действие.

Финансирование работы

В литературе отмечается важность поиска ве-

ществ, обладающих не только антиоксидантными

Исследования выполнены при поддержке РФФИ

свойствами [14, 15], но и прооксидантными [16].

конкурса мол_эв_а (Эврика! Идея), по договору

Разнонаправленное воздействие синтезированных

№ 19-33-80002\19 от 07.12.2018.

соединений (2) и (12) определяет перспективность

поиска на основе изученных карбо- и гетероциклов

Конфликт интересов

новых биоактивных реагентов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

Выводы

По результатам биологических испытаний среди

Информация об авторах

синтезированных соединений выявлены вещества,

обладающие гербицидной и противомикробной ак-

Яковенко Евгения Андреевна, инженер-лаборант

тивностью, антиоксидантными свойствами, что дает

кафедры «Общая, аналитическая и прикладная хи-

основание рекомендовать полученные вещества для

мия» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный не-

дальнейшего изучения областей их эффективного

фтяной технический университет»,

использования.

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0559-391X

Баймурзина (Борцова) Юлия Львовна, к.б.н., заве-

дующая центральной научной исследовательской ла-

Благодарности

бораторией ФГБОУ ВО «Башкирский государствен-

Авторы выражают огромную благодарность

ный медицинский университет»,

Л. В. Спирихину, заведующему лабораторией ФХМА ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5839-9793

Синтез, гербицидная и антиокислительная активность ряда...

713

Раскильдина Гульнара Зинуровна, к.х.н., доцент ка-

[7] Казакова А. Н., Кузнецов В. М., Мусавирова Л. Р.,

федры «Общая, аналитическая и прикладная химия»

Михайлова Н. Н., Богомазова А. А., Мудрик Т. П.,

ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной

Злотский С. С. Гербицидная активность замещен-

ных гем-дихлорциклопропанов // Баш. хим. журн.

технический университет»,

2013. Т. 20. № 1. C. 8-10.

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9770-5434

[8] Ганиев М. М., Недорезков В. Д. Химические сред-

Злотский Семен Соломонович, д.х.н., заведую-

ства защиты растений. М.: КолосС, 2006. С. 21-27.

щий кафедрой «Общая, аналитическая и прикладная

[9] Гривенникова В. Г., Виноградов А. Д. Генерация ак-

химия» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный

тивных форм кислорода митохондриями // Успехи

нефтяной технический университет»,

биол. химии. 2013. Т. 53. С. 245-296.

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6365-5010

[10] Кольтовер В. К. Антиоксидантная биомедицина:

от химии свободных радикалов к системно-био-

логическим механизмам // Изв. АН. Сер. хим.

Список литературы

2010. № 1. С. 37-43 [Koltover V. K. Antioxidant

[1] Ганиуллина Э. Р., Вороненко Б. И., Кузнецов В. М.,

biomedicine: From the chemistry of free radicals to

Мазитов Р. М., Злотский С. С., Дехтярь Т. Ф.

system-biological mechanisms // Bull. Russ. Acad.

Гербицидная и биологическая активность гем-

Sci. Div. Chem. Sci. 2010. N 1. P. 37-42].

дихлорциклопропанов на основе арилаллиловых

[11] Бурлакова Е. Б., Храпова Н. Г. Перекисное окисле-

эфиров // Баш. хим. журн. 2008. Т. 15. № 3. С. 53-56.

ние липидов мембран и природные антиоксидан-

[2] Раскильдина Г. З., Борисова Ю. Г., Валиев В. Ф.,

ты // Успехи химии. 1985. Т. 54. С. 1540-1558.

Михайлова Н. Н., Злотский С. С., Заиков Г. Е.,

[12] Петрова И. В., Катаев В. А., Мещерякова С. А.,

Емелина О. Ю. Замещенные простые эфиры и аце-

Николаева К. В., Мунасипова Д. А., Фархутди-

тали, обладающие биологической активностью //

нов Р. Р. Влияние вновь синтезированных произ-

Вестн. Казан. техн. ун-та. 2014. Т. 17. № 15. С. 166-

водных урацила на образование активных форм

169.

кислорода // Мед. вестн. Башк. 2013. Т. 8. № 4.

[3] Кузнецов В. М., Богомазова А. А., Шириаздано-

С. 64-67.

ва А. Р., Михайлова Н. Н., Злотский С. С. Герби-

[13] Петрова И. В., Катаев В. А., Мещерякова С. А.,

цидная активность некоторых кислородсодержащих

Николаева К. В., Мунасипова Д. А., Фархутди-

соединений // Баш. хим. журн. 2010. Т. 17. № 3.

нов Р. Р. Биологические свойства новых производ-

С. 33-35.

ных урацила // Мед. вестн. Башк. 2013. Т. 8. № 6.

[4] Яковенко Е. А., Байбуртли А. В., Раскильдина Г. З.

С. 163-165.

О-ацилирование диоксановых спиртов хлорангидри-

[14] Лалетин В. С., Колесниченко Л. С. Липоевая кис-

дами // Баш. хим. журн. 2017. Т. 24. № 2. С. 52-56.

лота как потенциальный прооксидант // Сиб. мед.

[5] Яковенко Е. А., Булатова Ю. И., Миракян С. М.,

журн. 2010. № 1. С. 72-74.

Валиев В. Ф., Борисова Ю. Г., Михайлова Н. Н.,

[15] Варданян Р. Л., Варданян Л. Р., Айрапетян С. А.,

Раскильдина Г. З. Производные спиртов и аминов,

Арутюнян Л. Р., Арутюнян Р. С. Антиоксидантное

содержащих циклопропановый и циклоацеталь-

и прооксидантное действие аскорбиновой кисло-

ный фрагмент // Баш. хим. журн. 2016. Т. 23. № 4.

ты // Химия раст. сырья. 2015. № 1. С. 113-119.

С. 94-98.

https://doi.org/10.14258/10.14258/jcprm.201501295

[6] Тимофеева С. А., Гиниятуллина Э. Х., Кузнецов В. М.,

[16] Узбеков М. Г. Перекисное окисление липидов и

Удалова Е. А., Шавшукова С. Ю., Злотский С. С.

антиоксидантные системы при психических забо-

Гербицидная активность ряда замещенных цикли-

леваниях. Сообщение I // Соц. и клин. псих. 2014.

ческих ацеталей // Баш. хим. журн. 2011. Т. 18. № 3.

T. 24. № 4. С. 97-103.

C. 71-73.