Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты, способ ее получения и применение в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений

Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты, способ ее получения и применение в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу получения нового химического соединения - триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты следующей формулы:

и использованию его в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений.

Из уровня техники нам не известны способы получения данного соединения, поэтому задачей изобретения является разработка способа получения нового химического соединения - триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты, и применение его в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений.

Поставленная задача решается тем, что новое соединение (II) получают взаимодействием тозилхлорида с метакриловой кислотой последующей обработкой реакционной смеси водным раствором едкого натра, а затем соляной кислотой и взаимодействием промежуточной тозилметакриловой кислоты (I) с триэтиламином по схеме:

Взаимодействие тозилхлорида с метакриловой кислотой проводят при молярном соотношении от 1:1 до 1:3 в присутствии катализатора - хлорида меди (I) или (II) и гидрохлорида триэтиламина (роль которого состоит в превращении солей меди в комплексные соединения, растворимые в органических растворителях) в ацетонитриле при 80-100°C в течение 8-12 ч. Катализатор используют в количестве 1-10 мол.%, гидрохлорид триэтиламина - в количестве 1,5-15 мол.% на взятый сульфонилхлорид. Дегидрохлорирование образующегося аддукта и одновременное превращение непредельной кислоты (I) в водорастворимую натриевую соль осуществляют 5-25%-ным водным раствором едкого натра при 0-5°C. Катализатор и непрореагировавший тозилхлорид отделяют путем фильтрования, фильтрат подкисляют соляной кислотой до pH 1-3 при 0-5°C, выпавшую в осадок тозилметакриловую кислоту (I) отфильтровывают, промывают водой до нейтральной реакции и высушивают. Выход кислоты составляет 45-60%. Взаимодействие тозилметакриловой кислоты (I) с триэтиламином осуществляют в этаноле при температуре 25-40°C и стехиометрическом соотношении реагентов. Выход триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты (II) составляет 95%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Смесь 19,05 г (0,1 моль) тозилхлорида, 30,00 г (0,3 моль) метакриловой кислоты, 0,13 г (2 ммоль) хлорида меди (II), 0,21 г (3 ммоль) гидрохлорида триэтиламина и 40 мл ацетонитрила перемешивают при температуре 95°C в течение 8 ч. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, выливают в 80 мл 15%-ного раствора NaOH при 0-5°C. Раствор отфильтровывают от катализатора и непрореагировавшего сульфонилхлорида, фильтрат подкисляют соляной кислотой при температуре 0-5°C. Выпавший белый осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают.

Выход продукта 60%, температура плавления 146-147°C.

¹H ЯМР (ДМСО d₆) δ, м.д.: 2,15 (3H, s), 2,45 (3H, s), 7,13 (1H, s), 7,45 (2H_аром, d), 7,80 (2H_аром, d), 13,20 (1H, s).

ИК ν, см^-1: 1711 (-C=O), 1623 (C=C), 1593 (Ar), 1314, 1155 (SO₂), 840 (-C=CH-).

Пример 2. Смесь 12,00 г (0,05 моль) тозилметакриловой кислоты и 125 мл этилового спирта нагревают до 40°C и при этой температуре выдерживают до полного растворения тозилметакриловой кислоты. Затем прибавляют раствор 5,05 г (0,05 моль) триэтиламина в 20 мл этилового спирта и реакционную смесь перемешивают при 40°C в течение 30 мин. Этиловый спирт отгоняют под вакуумом при комнатной температуре, продукт сушат.

Выход триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты 95%.

C₁₇H₂₇NO₄S

Вычислено, %: C 59,82; H 7,92; N 4,10; S 9,38.

Найдено, %: C 59,79; H 7,90; N 4,07; S 9,36.

В ИК-спектре триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты имеются полосы поглощения: NH⁺-группы ν в области 2675 см^-1; -C=O-группы: ν в области 1712 см^-1; -C=C-: ν в области 1630 см^-1; аром.: ν в области 1596 см^-1; SO₂-группы: ν в области 1312 см^-1 и 1146 см^-1; -CH=С<: ν в области 836 см^-1.

Испытания стимулирующей активности триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты (II) проводили на семенах яровой пшеницы (сорт «Лада») в сравнении с такими известными стимуляторами корнеобразования как экогель и гетероауксин. Предпосевную обработку семян проводили водными растворами стимуляторов с концентрацией 0,1 мас.%, опыты были заложены в трехкратной повторности. Семена, обработанные соединением (II), отличались повышенной энергией прорастания, всхожестью, увеличивалась длина корня, площадь листьев. В фазе третьего листа высота и масса растения превышали контрольные варианты. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Для выяснения влияния соединения (II) на урожайность вегетирующих растений яровой пшеницы были проведены испытания в полевых условиях Ярославской области (таблица 2). Испытания показали, что применение триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты увеличивает урожайность яровой пшеницы по сравнению с контролем как при предпосевной обработке семян водным раствором этого соединения (концентрация 0,1%), так и при обработке растений в фазе трубкования. Особенно эффективно сочетание этих видов обработки. Колос удлиняется, возрастает число зерен в нем и их масса. Максимальная прибавка урожая по отношению к контролю составляет 4,3 ц/га, что соответствует увеличению урожайности на 22,5%.

Как видно из таблицы 2, соединение (II) (при любом из трех вариантов обработки регулятором) существенно превосходит по всем показателям такой известный регулятор роста как эпин.

Таблица 1
Регулятор роста растений	Всхожесть семян, %	Высота стебля, см	Длина корня, см	Высота до первого листа, см	Масса растения, г	Площадь листьев, см2
Контроль (H2O)	82	20,60	10,00	8,10	2,32	115,20
Экогель	90	31,40	12,30	8,60	2,80	127,28
Гетероауксин	82	25,00	13,80	8,60	2,75	120,78
Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты	98	38,30	16,50	6,60	3,25	144,00

Таблица 2
Регулятор роста растений	Вариант обработ-ки регулято-ром	Высота растений, см	Длина колоса, см	Количество зерен в колосе, шт.	Масса зерна в колосе, г	Масса 1000 зерен, г	Урожай, ц/га	Прибавка урожая по отношению к контролю
Контроль (H2O)	А	95	7,5	18	0,62	27,1	19,1
Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты	А	97	8,6	21	0,80	31,5	22,2	3,1 (16,2%)
Б	97	8,5	20	0,78	32,0	22,1	3,0 (15,7%)
А+Б	107	9,0	25	0,84	32,5	23,4	4,3 (22,5%)
Эпин	А	95	7,2	18	0,65	27,1	19,0	-
Б	94	7,2	18	0,69	27,0	20,0	0,9 (4,7%)
А+Б	95	8,0	20	0,73	30,2	21,5	2,4 (12,6%)
А - предпосевная обработка семян;
Б - обработка в фазу трубкования;
А+Б - совместная обработка по вариантам А и Б.
Концентрация водных растворов регуляторов 0,1%.

1. Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты формулы

2. Способ получения триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты, заключающийся во взаимодействии тозилхлорида с метакриловой кислотой в молярном соотношении от 1:1 до 1:3 в присутствии катализатора хлорида меди (I) или (II) в количестве 1-10 мол.% на взятый сульфонилхлорид и гидрохлорида триэтиламина в количестве 1,5-15 мол.% на взятый сульфонилхлорид в среде ацетонитрила при 80-100°С в течение 8-12 ч, дегидрохлорировании реакционной смеси 5-25%-ным водным раствором едкого натра при температуре 0-5°С, последующем отделении катализатора и непрореагировавшего тозилхлорида путем фильтрования, подкислении фильтрата соляной кислотой до рН 1-3 при 0-5°С, фильтровании выпавшей в осадок тозилметакриловой кислоты и ее последующем взаимодействии с триэтиламином.

3. Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты, применяемая в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений.