СТИМУЛЯТОР РОСТА РАСТЕНИЙ НА ОСНОВЕ 3-ИНДОЛИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
PLANT GROWTH STIMULATOR BASED ON 3-INDOLYLACETIC ACID AND PRODUCTION METHOD THEREOF

Изобретение относится к области сельского хозяйства и органической химии и касается способа получения многокомпонентного стимулятора роста растений на основе калиевой соли 3-индолилуксусной кислоты.
3-Индолилуксусная кислота (ИУК) относится к природным стимуляторам роста растений и широко применяется при индустриальном методе вегетативного размножения кустарниковых и древесных насаждений, цветоводстве и огородничестве, а также при моноклональном выращивании безвирусных клубней картофеля, садовой земляники (клубники) и т.д.
Известен способ получения регулятора роста растений на основе 3-индолилуксусной кислоты путем взаимодействия индола с хлоруксусной кислотой и гидроксидом калия в водной среде при 245-250°C и давлении 45-50 атм (А.С. СССР №181119, C07D, 28.05.1966). Способ осуществляют периодически, целевой продукт, представляющий собой ИУК, отделяют путем фильтрации, подкисления и перекристаллизации.
Наиболее близким по технической сущности является стимулятор роста растений, а именно 3-индолилуксусная кислота, полученная путем взаимодействия индола с хлоруксусной кислотой в присутствии едкого кали и воды при температуре 285-290°C и давлении 85-90 атм (А.С. СССР №160186, C07D, 16.06.1972). Целевой продукт, представляющий собой 3-индолилуксусную кислоту, отделяют фильтрацией.
Недостатком стимулятора и способа его получения является то, что способ осуществляется в автоклаве периодического действия, многостадиен и требует выделения продукта в кристаллическом виде. При этом получаемый продукт, с одной стороны, загрязнен примесями, а с другой стороны, не содержит таких дополнительных ингредиентов, как калий, фосфор и калиевую соль гликолевой кислоты, жизненно необходимых для развития растений. Кроме того, получение стимулятора роста в виде кислотной формы имеет и другой недостаток - она имеет ограниченный срок хранения.
Данное изобретение направлено на решение задачи, связанной с созданием нового, экологически чистого стимулятора роста растений и разработкой высокопроизводительного непрерывного способа его получения.
В соответствии с изобретением описывается стимулятор роста растений на основе калиевой соли 3-индолилуксусной кислоты, содержащий калиевую соль 3-индолилуксусной кислоты, хлористый калий, калиевую соль гликолевой кислоты, дигидрофосфат калия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Калиевая соль 3-индолилуксусной кислоты
4,5-4,7
Хлористый калий
2,4-2,6
Калиевая соль гликолевой кислоты
1,2-1,4
Дигидрофосфат калия
11,1-11,5
Вода
остальное
В соответствии с изобретением описывается также способ получения стимулятора роста растений на основе 3-индолилуксусной кислоты путем взаимодействия индола, хлоруксусной кислоты и едкого кали в водной среде при температуре 250-290°C и давлении 40-76 атм с последующей нейтрализацией полученного охлажденного водного раствора ортофосфорной кислотой до pH 7,5-8,0.
Установка непрерывного действия для реализации предлагаемого способа показана на фиг.1. Установка включает смеситель 1, плунжерный насос 2, реактор 3, сепаратор высокого давления 4, сепаратор низкого давления 5, холодильник 6, нейтрализатор 7.
Описываемый непрерывный способ получения стимулятора роста растений на основе 3-индолилуксусной кислоты включает следующие стадии: в смеситель 1 непрерывно подают индол, хлоруксусную кислоту, едкий кали и воду и получаемую в смесителе эмульсию непрерывно подают плунжерным насосом 2 в реактор 3, где нагревают до 250-290°C при давлении 40-76 атм, с последующим снижением давления с 40-76 атм до 5 атм в сепараторе 4 и с 5 атм до атмосферного давления в сепараторе 5. Затем раствор охлаждают в холодильнике 6 и нейтрализуют ортофосфорной кислотой до pH 7.5-8.0 в нейтрализаторе 7.
Снижение давления до атмосферного осуществляют путем передавливания реакционной массы из реактора в сепараторы высокого и низкого давления. Снижение давления до атмосферного позволяет перейти от периодического способа (автоклава) получения стимулятора роста растений к непрерывному.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
В смеситель 1 при включенной мешалке и обогреве загружают 24 л воды, 7,2 моль индола, 10,8 моль хлоруксусной кислоты и 72 моль едкого кали. Эмульсию нагревают до 55-70°C и непрерывно подают плунжерным насосом 2 в электрообогреваемый реактор 3, в котором поддерживают температуру 250-290°C. Затем реакционную массу последовательно передавливают в сепараторы высокого и низкого давления (4, 5). В первом сепараторе снижают давление с 40-76 атм до 5 атм, во втором сепараторе - с 5 атм до атмосферного. Водный раствор поступает в холодильник 6, а затем в нейтрализатор 7, куда добавляют ортофосфорную кислоту, чтобы pH раствора соответствовал 7,5-8,0. Полученный раствор без разделения используют в качестве стимулятора роста растений. Выход калиевой соли 3-индолилуксусной кислоты составляет 96%, считая на исходный индол.
Полученный стимулятор роста растений имеет следующий состав,  мас.%:
Калиевая соль 3-индолилуксусной кислоты,
4,5-4,7
Хлористый калий
2,4-2,6
Калиевая соль гликолевой кислоты
1,2-1,4
Дигидрофосфат калия
11,1-11,5
Вода
остальное
Все соединения, входящие в состав описываемого стимулятора роста растений, полезны для развития растений. Способ является безотходным, так как водный раствор без разделения готов к применению.
Стимулятор сохраняет свою биологическую активность свыше трех лет.
Испытания:
1. Водный раствор стимулятора роста растений на основе калиевой соли 3-индолилуксусной кислоты был апробирован при обработке черенков роз, спирей, вейгелы, барбариса Тунберга, чубушника, калины бульденеж и т.д. Параллельно черенки замачивали в водных растворах, содержащих ИУК такой же концентрации (50-100 мг/л). Количество укоренившихся черенков (85-95%) в параллельных опытах практически не отличалось.
2. Сеянцы огурцов в фазе третьего настоящего листа обрабатывали поливом растворами, содержащими чистую ИУК, и описываемым стимулятором роста. В период посадки растений в грунт стебли растений срезали и определяли их массу взвешиванием. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Влияние концентрации и формы ростстимулирующей системы на формирование рассады
Масса стеблей (г) 8 штук
Контроль
ИУК чистая
Описываемый стимулятор роста, содержание ИУК
25 мг/л
50 мг/л
100 мг/л
25 мг/л
50 мг/л
100 мг/л
Сырые
132,78
152,98
168,50
150,70
138,50
158,05
171,13
Сухие
9,72
10,23
9,65
9,43
9,60
10,80
11,10
Полученные результаты свидетельствуют об эффективности обработки сеянцев огурцов на стадии третьего основного листа описываемым стимулятором роста растений.
Описание технологического процесса
В смеситель (1) подают 24 л воды, включают обогрев, мешалку и доводят температуру воды до 60°C. Затем загружают последовательно 0,8424 кг индола, 1,0206 кг монохлоруксусной кислоты и 4,032 кг едкого кали. При этом количество оборотов мешалки должно быть таким, чтобы смесь находилась постоянно в состоянии устойчивой эмульсии. После этого включают плунжерный насос (2), который подает эмульсию в трубчатый реактор (3) со скоростью 3 л/час. Трубка должна быть предварительно разогрета до 265-270°С. Из реактора (3) смесь перемещается в сепаратор высокого давления (4), в котором давление должно быть снижено с 60 атм до 5 атм. Затем смесь поступает в сепаратор низкого давления (5). Здесь давление снижается с 5 атм до атмосферного. Из сепаратора низкого давления водный раствор поступает в холодильник (6), где температура раствора должна быть снижена с 99°С до комнатной. Из холодильника раствор поступает в нейтрализатор (7). Включают мешалку и подают в нейтрализатор фосфорную кислоту для снижения pH среды с 12,0 до 7,5-8,0.