2595157 - Применение бензоксаборолов в качестве антимикробных агентов для обработки мясных продуктов, растений или частей растений

Применение бензоксаборолов в качестве антимикробных агентов для обработки мясных продуктов, растений или частей растений

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к сельскохозяйственной отрасти промышленности. Настоящее изобретение относится к применению летучего антимикробного соединения в целях уничтожения патогенов, поражающих мясные продукты, растения или части растений. Рассматриваемыми летучими антимикробными соединениями являются некоторые оксабороловые соединения, например бензоксаборолы общей формулы:

и .

Настоящее изобретение относится к системам доставки, разрабатываемым с учетом летучей природы этих антимикробных соединений. В настоящем изобретении также раскрываются комбинации с летучим регулятором роста растений, например с 1-метилциклопропеном. 11 з.п. ф-лы, 34 табл., 6 ил., 35 пр.

Реферат

Предшествующий уровень техники

Ряд соединений, содержащих оксаборольное кольцо, был описан ранее. Однако, до сих пор не сообщалось, что эти оксабороловые соединения являются летучими антимикробными агентами. Кроме того, эти оксабороловые соединения не использовались в сельском хозяйстве.

Таким образом, необходимость в поиске новых сфер применений различных летучих антимикробных агентов и/или их комбинаций с летучим регулятором роста растений, в частности, в сельском хозяйстве, остается актуальной.

Описание сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к применению летучего антимикробного соединения в целях уничтожения патогенов, поражающих мясные продукты, растения или части растений. Рассматриваемыми летучими антимикробными соединениями являются некоторые соединения оксаборола, например, бензоксаборолы. Настоящее изобретение относится к системам доставки, разрабатываемым с учетом летучей природы этих антимикробных соединений. В настоящем изобретении также раскрываются комбинации с летучим регулятором роста растений, например, с 1-метилциклопропеном (1-MCP).

В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к способу применения летучего антимикробного соединения в целях уничтожения патогенов, поражающих мясные продукты, растения или части растений. Это способ включает контактирование мясных продуктов, растений или частей растений с эффективным количеством летучего антимикробного соединения, имеющего структуру формул (I), (II) или (III):

или

где q1 и q2 независимо равны 1, 2 или 3;

q3=0, 1, 2, 3 или 4;

M представляет собой водород, галоген, -OCH₃ или -CH₂-О-CH₂-О-CH₃;

M¹ представляет собой галоген, -CH₂OH или -OCH₃;

X представляет собой O, S или NR^1c, где R^1cпредставляет собой водород, замещенный алкил или незамещенный алкил;

R¹, R^1a, R^1b, R² и R⁵ независимо представляют собой водород, OH, NH₂, SH, CN, NO₂, SO₂, OSO₂OH, OSO₂NH₂, замещенный или незамещенный циклоалкил, замещенный или незамещенный гетероциклоалкил, замещенный или незамещенный арил, или замещенный или незамещенный гетероарил;

R* представляет собой замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный арилалкил, замещенный или незамещенный гетероарил, замещенный или незамещенный гетероарилалкил, или замещенный или незамещенный винил;

при условии, что если М представляет собой F, то R* не является членом, выбранным из:

при условии, что если М представляет собой Cl, то R* не является членом, выбранным из:

и при условии, что если М представляет собой водород, то R* не является членом, выбранным из:

где s=1 или 2; и R³ и R⁴ независимо представляют собой метил или этил;

и при условии, что если М представляет собой OCH₃, то R* не является членом, выбранным из:

при условии, что если М¹ представляет собой F, то R* не является членом, выбранным из:

и его агрономически приемлемых солей.

В одном из вариантов способа согласно изобретению, патоген выбран из группы, состоящей из Alternaria spp., Aspergillus spp., Botryospheria spp., Botrytis spp., Byssochlamys spp., Colletotrichum spp., Diplodia spp., Fusarium spp., Geotrichum spp., Lasiodiplodia spp., Monolinia spp., Mucor spp., Penicillium spp., Pezicula spp., Phomopsis spp., Phytophthora spp., Pythium spp., Rhizoctonia spp., Rhizopus spp., Sclerotinia spp. и Venturia spp. В другом варианте осуществления изобретения, патоген выбран из группы, состоящей из Erwinia spp., Pectobacterium spp., Pseudomonas spp., Ralstonia spp., Xanthomonas spp., Salmonella spp., Escherichia spp., Listeria spp., Bacillus spp., Shigella spp. и Staphylococcus spp. В другом варианте осуществления изобретения, патоген выбран из группы, состоящей из Candida spp., Debaryomyces spp., Bacillus spp., Campylobacter spp., Clostridium spp., Cryptosporidium spp., Giardia spp., Vibrio spp. и Yersinia spp. В другом варианте осуществления изобретения, указанный способ включает обработку растений до снятия урожая или после снятия урожая. В другом варианте осуществления изобретения, обработка растений до снятия урожая выбрана из группы, состоящей из обработки семян и обработки саженцев. В другом варианте осуществления изобретения, обработка растений после снятия урожая выбрана из группы, состоящей из обработки, проводимой во время упаковки в полевых условиях, обработки во время упаковки в контейнеры, обработки в ящиках, обработки во время транспортировки и обработки во время хранения и/или поступления в торговую сеть.

В другом варианте осуществления изобретения, растениями или частями растений являются трансгенные растения или части трансгенных растений. В другом варианте осуществления изобретения, растения или части растений выбраны из группы, состоящей из кукурузы, пшеницы, хлопчатника, риса, сои и канолы. В другом варианте осуществления изобретения, растения или части растений выбраны из группы, состоящей из плодов, овощей, рассады для питомника, дерна и декоративных культур. В другом варианте осуществления изобретения, плоды выбраны из группы, состоящей из бананов, ананасов, цитрусовых, включая апельсин, лимон, лайм, грейпфрут и другие цитрусовые; винограда, арбуза, канталупской дыни, мускусной дыни и других дынь; яблок, персиков, груш, вишни, киви, манго, нектаринов, гуавы, папайи, хурмы, граната, авокадо, инжира и ягод, включая землянику, ежевику, малину, чернику, черную смородину и ягоды других видов. В другом варианте осуществления изобретения, овощные культуры выбраны из группы, состоящей из томатов, картофеля, батата, кассавы, перца, перца стручкового сладкого, моркови, сельдерея, кабачков, баклажанов, капусты, цветной капусты, брокколи, спаржи, съедобных грибов, лука, чеснока, лука-порея и лущильных сортов фасоли. В другом варианте осуществления изобретения, цветы иди их части выбраны из группы, состоящей из роз, гвоздик, орхидей, герани, лилий или других декоративных цветковых растений. В другом варианте осуществления изобретения, мясные продукты выбраны из группы, состоящей из говядины, мяса зубра, куриного мяса, оленины, козлятины, мяса индейки, свинины, баранины, рыбы, устриц, моллюсков или других мясных продуктов сухого посола.

В одном из вариантов осуществления изобретения, контактирование включает нанесение летучего антимикробного соединения способами, выбранными из группы, состоящей из опрыскивания, мелкокапельного орошения, термоорошения или нетермоорошения, дренирования, газовой обработки и их комбинаций. В другом варианте осуществления изобретения, газовая обработка выбрана из группы, состоящей из высвобождения из саше, высвобождения из синтетической или натуральной пленки, высвобождения из волокнистого материала и/или высвобождения из гофрированного материала или других упаковочных материалов; высвобождения из порошка, высвобождения из газораспределительного генератора, высвобождения из цилиндра со сжиженным или несжиженным газом; высвобождения из капелек, находящихся в ящиках, и их комбинаций. В другом варианте осуществления изобретения, указанный способ также включает контактирование мясных продуктов, растений и частей растений с летучим регулятором роста растений. В другом варианте осуществления изобретения, летучим регулятором роста растений является циклопропеновое соединение. В другом варианте осуществления изобретения, циклопропеновое соединение включает 1-метилциклопропен (1-MCP).

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способу применения летучего антимикробного соединения в целях уничтожения патогенов, поражающих мясные продукты, растения или части растений. Этот способ включает контактирование мясных продуктов, растений или частей растений с эффективным количеством летучего антимикробного соединения формулы (IV):

где A и D, взятые вместе с атомами углерода, с которыми они связаны, образуют 5-, 6- или 7-членное конденсированное кольцо, которое может быть замещено С₁-С₆-алкилом; С₁-С₆-алкокси; гидрокси; галогеном; нитро; нитрилом; амино; амино, замещенным одной или более С₁-С₆-алкильными группами; карбокси; ацилом; арилокси; карбонамидо; карбонамидо, замещенным С₁-С₆-алкилом; сульфонамидо или трифторметилом, или конденсированное кольцо, которое может связывать два оксаборольных кольца;

X представляет собой группу -CR⁷R⁸, где каждый из R⁷и R⁸независимо представляет собой водород; С₁-С₆-алкил; нитрил; нитро; арил; арилалкил; либо R⁷ и R⁸, взятые вместе с атомом углерода, с которым они связаны, образуют алициклическое кольцо; и

R⁶ представляет собой водород; С₁-С₁₈-алкил; С₁-С₁₈-алкил, замещенный С₁-С₆-алкокси; С₁-С₆-алкилтио; гидрокси; амино; амино, замещенный С₁-С₆-алкилом; карбокси; арил; арилокси; карбонамидо; карбонамидо, замещенный С₁-С₆-алкилом, арилом или арилалкилом; арилалкил; арил; гетероарил; циклоалкил; С₁-С₁₈-алкиленамино; С₁-С₁₈-алкиленамино; замещенный фенилом, С₁-С₆-алкокси или С₁-С₆-алкилтио; карбонилалкиленамино или радикал формулы (V):

где A, D и X являются такими, как они были определены в описании настоящей заявки, за исключением фталида бора;

и его агрономически приемлемых солей.

где каждый R независимо представляет собой водород, алкил, алкен, алкин, галогеналкил, галогеналкен, галогеналкин, алкокси, алкенокси, галогеналкокси, арил, гетероарил, арилалкил, арилалкен, арилалкин, гетероарилалкил, гетероарилалкен, гетероарилалкин, галоген, гидроксил, нитрил, амин, сложный эфир, карбоновую кислоту, кетон, спирт, сульфид, сульфоксид, сульфон, сульфоксимин, сульфилимин, сульфонамид, сульфат, сульфонат, нитроалкил, амид, оксим, имин, гидроксиламин, гидразин, гидразон, карбамат, тиокарбамат, мочевину, тиомочевину, карбонат, арилокси или гетероарилокси;

n=1, 2, 3 или 4.

B представляет собой бор;

X=(CR₂)_m, где m=1, 2, 3 или 4;

Y представляет собой алкил, алкен, алкин, галогеналкил, галогеналкен, галогеналкин, алкокси, алкенокси, галогеналкокси, арил, гетероарил, арилалкил, арилалкен, арилалкин, гетероарилалкил, гетероарилалкен, гетероарилалкин, гидроксил, нитрил, амин, сложный эфир, карбоновую кислоту, кетон, спирт, сульфид, сульфоксид, сульфон, сульфоксимин, сульфилимин, сульфонамид, сульфат, сульфонат, нитроалкил, амид, оксим, имин, гидроксиламин, гидразин, гидразон, карбамат, тиокарбамат, мочевину, тиомочевину, карбонат, арилокси или гетероарилокси;

при условии, что R не является арилокси или гетероарилокси, если Y является гидроксилом;

или его агрономически приемлемых солей.

В одном из вариантов осуществления изобретения, летучее антимикробное соединение имеет структуру формулы (VII):

где W=(CH₂)_q, где q равно 1, 2 или 3.

В другом варианте осуществления изобретения, летучее антимикробное соединение имеет структуру:

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способу применения летучего антимикробного соединения в целях уничтожения патогенов, поражающих мясные продукты, растения или части растения. Этот способ включает контактирование мясных продуктов, растений или частей растений с эффективным количеством летучего антимикробного соединения, имеющего структуру формулы (VIII):

где R^a представляет собой CN, C(О)NR⁹R¹⁰ или C(O)OR¹¹, где R¹¹ представляет собой водород, замещенный алкил или незамещенный алкил;

X представляет собой N, CH и CR^b;

R^b представляет собой галоген, замещенный или незамещенный алкил, C(O)R¹², C(O)OR¹², OR¹², NR¹²R¹³, где R⁹, R¹⁰, R¹² и R¹³ независимо представляют собой водород, замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный гетероалкил, замещенный или незамещенный циклоалкил, замещенный или незамещенный гетероциклоалкил, замещенный или незамещенный арил, или замещенный или незамещенный гетероарил;

при условии, что R⁹ и R¹⁰, взятые вместе с атомами, с которыми они связаны, образуют, но необязательно, 4-8-членное замещенное или незамещенное гетероциклоалкильное кольцо;

и при условии, что R¹² и R¹³, взятые вместе с атомами, с которыми они связаны, образуют, но необязательно, 4-8-членное замещенное или незамещенное гетероциклоалкильное кольцо;

и его агрономически приемлемых солей.

В другом варианте осуществления изобретения, растениями или частями растений являются трансгенные растения или части трансгенных растений. В другом варианте осуществления изобретения, растения или части растений выбраны из группы, состоящей из кукурузы, пшеницы, хлопчатника, риса, сои и канолы. В другом варианте осуществления изобретения, растения или части растений выбраны из группы, состоящей из плодов, овощей, рассады для питомника, дерна и декоративных культур. В другом варианте осуществления изобретения, плоды выбраны из группы, состоящей из бананов, ананасов, цитрусовых, включая апельсин, лимон, лайм, грейпфрут и другие цитрусовые; винограда, арбуза, канталупской дыни, мускусной дыни и других дынь; яблок, персиков, груш, вишни, киви, манго, нектаринов, гуавы, папайи, хурмы, граната, авокадо, инжира и ягод, включая землянику, ежевику, малину, чернику, черную смородину и ягоды других видов. В другом варианте осуществления изобретения, овощные культуры выбраны из группы, состоящей из томатов, картофеля, батата, кассавы, перца, перца стручкового сладкого, моркови, сельдерея, кабачков, баклажанов, капусты, цветной капусты, брокколи, спаржи, съедобных грибов, лука, чеснока, лука-порея и лущильных сортив фасоли. В другом варианте осуществления изобретения, цветы иди их части выбраны из группы, состоящей из роз, гвоздик, орхидей, герани, лилий или других декоративных цветковых растений. В другом варианте осуществления изобретения, мясные продукты выбраны из группы, состоящей из говядины, мяса зубра, куриного мяса, оленины, козлятины, мяса индейки, свинины, баранины, рыбы, устриц, моллюсков или других мясных продуктов сухого посола.

Краткое описание графического материала

На фигуре 1 представлена химическая структура репрезентативного соединения А согласно изобретению.

На фигуре 2 представлена химическая структура репрезентативного соединения В согласно изобретению.

На фигуре 3 представлены 14 соединений, протестированных в примере 2.

На фигуре 4 представлены репрезентативные фотографии, на которых проиллюстрированы результаты анализа на ингибирование in vivo, проводимого с использованием соединения А, где 0,04 мг соединения A давало 100% ингибирование, а 0,0024 мг соединения A не давало какого-либо ингибирования.

На фигуре 5 представлены репрезентативные фотографии, на которых проиллюстрированы результаты анализа на ингибирование бактерии Botrytis cinerea in vivo после 3-дневной обработки летучим соединением А при 21°C, с последующей обработкой этим соединением в течение еще 2 дней при 21°C.

Подробное описание изобретения

Если это не оговорено особо, нижеследующие термины, употребляемые в настоящей заявке, включая описание и формулу изобретения, имеют определения, представленные ниже. Следует отметить, что используемые в описании и в прилагаемой формуле изобретения формы в единственном числе, могут относиться и к формам во множественном числе, если это не противоречит контексту описания. Определение стандартных химических терминов можно найти в литературе, включая публикациию Carey & Sundberg, Advanced Organic Chemistry 4^th Ed., Vols. A (2000) and B (2001), Plenum Press, New York, N.Y.

Используемый здесь термин «радикал» означает конкретный компонент или функциональную группу молекулы. Химическими радикалами являются хорошо известные химические частицы, включенные в молекулу или присоединенные к молекуле.

Используемые здесь термины «гетероатом» и «гетеро-» означают атомы, не являющиеся углеродом (C) и водородом (H). Примерами гетероатомов являются кислород (O), азот (N), сера (S), кремний (Si), германий (Ge), алюминий (Al) и бор (B).

Используемые здесь термины «галогено» и «галоген» являются синонимами и означают фтор (-F), хлор (-Cl), бром (-Br) и иод (-I).

Используемый здесь термин «алкил» означает незамещенную или замещенную углеводородную группу, которая может быть прямой, разветвленной, циклической, насыщенной и/или ненасыщенной. Хотя алкильная группа может представлять собой «ненасыщенную алкильную» группу, что означает, что она содержит по меньшей мере одну алкеновую или алкиновую группу, однако, обычно алкильная группа представляет собой «насыщенную алкильную» группу, что означает, что она не содержит каких-либо алкеновых или алкиновых групп. Аналогичнным образом, хотя алкильная группа может быть циклической, однако, обычно алкильная группа является ациклической. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения, термин «алкил» означает необязательно замещенный насыщенный углеводородный монорадикал с прямой цепью или необязательно замещенный насыщенный углеводородный монорадикал с разветвленной цепью, имеющий приблизительно от одного до тридцати атомов углерода; в некоторых вариантах осуществления изобретения, приблизительно от одного до пятнадцати атомов углерода; а в других вариантах осуществления изобретения, приблизительно от одного до шести атомов углерода. Примерами насыщенных алкильных радикалов являются, но не ограничиваются ими, метил, этил, н-пропил, изопропил, 2-метил-1-пропил, 2-метил-2-пропил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-3-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-l-бутил, 2-этил-1-бутил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, н-пентил, изопентил, неопентил и н-гексил, и более длинные алкильные группы, такие как гептил и октил. При этом следует отметить, что во всем описании настоящей заявки, численный интервал, такой как «1-6», означает каждое целое число, входящее в данный интервал, например, термин «1-6 атомов углерода» или «C_1-6» или «С₁-С₆» означает, что алкильная группа может состоять из 1 атома углерода, 2 атомов углерода, 3 атомов углерода, 4 атомов углерода, 5 атомов углерода и/или 6 атомов углерода, хотя в представленное определение входит также термин «алкил», для которого численный интервал атомов углерода точно не указан.

Используемый здесь термин «замещенный алкил» означает определенную здесь алкильную группу, в которой один или более (приблизительно до пяти, а предпочтительно, приблизительно до трех) атомов водорода заменены заместителем, независимо выбранным из группы заместителей, определенных в настоящей заявке.

Используемые здесь термины «заместители» и «замещенный» относятся к группам на молекуле, которые могут быть использованы вместо другой группы. Эти группы известны специалистам-химикам, и такими группами могут быть, но не ограничиваются ими, одна или более из нижеследующих независимо выбранных групп или подгрупп, таких как: галоген, -CN, -OH, -NO₂, -N₃, =О, =S, =NH, -SO₂, -NH₂, -COOH, нитроалкил, амино, включая моно- и дизамещенные аминогруппы, цианато, изоцианато, тиоцианато, изотиоцианато, гуанидинил, О-карбамил, N-карбамил, тиокарбамил, урил, изоурил, тиоурил, изотиоурил, меркапто, сульфанил, сульфинил, сульфонил, сульфонамидил, фосфонил, фосфатидил, фосфорамидил, диалкиламино, диариламино, диарилалкиламино и их защищенные соединения. Защитные группы, которые могут входить в состав защищенных соединений, имеющих вышеуказанные заместители, известны специалистам и описаны в литературе, например, в публикациях Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd ed.; John Wiley & Sons, New York, N.Y. (1999) и Kocienski, Protective Groups; Thieme Verlag, New York, N.Y. (1994), которые во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки.

Используемый здесь термин «алкокси» означает группу -O-алкил, где алкил определен в настоящем описании. В одном из вариантов осуществления изобретения, алкоксигруппами являются, например, метокси, этокси, н-пропокси, изопропокси, н-бутокси, трет-бутокси, втор-бутокси, н-пентокси, н-гексокси, 1,2-диметилбутокси и т.п. Алкокси может быть незамещенным или замещенным.

Используемые здесь термины «циклический» и «n-членное кольцо» относятся к любой циклической структуре, включая алициклические, гетероциклические, ароматические, гетероароматические и полициклические конденсированные или неконденсированные циклические системы, описанные в настоящей заявке. Термин «n-членный» относится к числу атомов остова, составляющих данное кольцо. Так, например, пиридин, пиран и пиримидин представляют собой 6-членные кольца, а пиррол, тетрагидрофуран и тиофен представляют собой 5-членные кольца.

Используемый здесь термин «ароматический» относится к циклической или полициклической группе, имеющей сопряженную ненасыщенную электронную систему (4n+2)π (где n равно положительному целому числу), иногда называемую делокализованной электронной системой π.

Используемый здесь термин «арил» означает необязательно замещенный ароматический циклический углеводородный монорадикал, имеющий от шести и приблизительно до двадцати атомов на кольце, а предпочтительно, от шести и приблизительно до десяти атомов углерода, и включающий конденсированные или неконденсированные ароматические кольца. Конденсированный ароматический циклический радикал содержит от двух до четырех конденсированных колец, где указанным конденсированным кольцом является ароматическое кольцо, а другими отдельными кольцами, составляющими такое конденсированное кольцо, могут быть циклоалкил, циклоалкенил, циклоалкинил, гетероциклоалкил, гетероциклоалкенил, гетероциклоалкинил, ароматическая группа, гетероароматическая группа или любые их комбинации. Неограничивающим примером арильной группы с одним кольцом является фенил, примером арильной группы с конденсированными кольцами являются нафтил, антрил, азуленил, а примером би-арильной группы с неконденсированными кольцами является бифенил.

Используемый здесь термин «замещенный арил» означает определенную здесь арильную группу, в которой один или более (приблизительно до пяти, а предпочтительно, приблизительно до трех) атомов водорода заменены заместителем, независимо выбранным из группы заместителей, определенных в настоящей заявке (за исключением конкретно определенных арильных заместителей).

Используемый здесь термин «гетероарил» означает необязательно замещенный ароматический циклический монорадикал, содержащий приблизительно от пяти до двадцати атомов на кольце, а предпочтительно, от пяти и приблизительно до десяти атомов на кольце, и включающий конденсированные или неконденсированные ароматические кольца, в которых один или более (от одного до десяти, а предпочтительно, приблизительно от одного до четырех) атомов на кольце выбраны из атомов, не являющихся углеродом (то есть, гетероатомов), таких как, например, атомы кислорода, азота, серы, селена, фосфора или их комбинации. Термин «гетероарил» включает, но необязательно, замещенные конденсированные и неконденсированные гетероарильные радикалы, имеющие по меньшей мере один гетероатом. Конденсированный гетероарильный радикал может содержать от двух до четырех конденсированных колец, где указанным конденсированным кольцом является гетероароматическое кольцо, а другими отдельными кольцами, составляющими такую конденсированную систему колец, могут быть алициклическое, гетероциклическое, ароматическое, гетероароматическое кольцо или любые их комбинации. Термин «гетероарил» также включает конденсированные и неконденсированные гетероарилы, имеющие от пяти и приблизительно до двенадцати атомов на кольце, а также гетероарилы, имеющие от пяти и приблизительно до десяти атомов на кольце. Примерами гетероарильных групп являются, но не ограничиваются ими, акридинил, бензо[1,3]диоксол, бензимидазол, бензииндазолил, бензоизооксазолил, бензокизазолил, бензофуранил, бензофуразонил, бензопиранил, бензотиадиазолил, бензотиазолил, бензо[b]тиенил, бензотиофенил, бензотиопиранил, бензотриазолил, бензоксазолил, карбазолил, карбол

Применение бензоксаборолов в качестве антимикробных агентов для обработки мясных продуктов, растений или частей растений

Патент 2595157