ТРИЭТИЛАММОНИЕВАЯ СОЛЬ ТОЗИЛМЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛЯТОРА РОСТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
TRIETHYLAMMONIUM SALT OF TOSYL METHACRYLIC ACID, SYNTHESIS METHOD THEREOF AND USE AS GROWTH REGULATOR FOR AGRICULTURAL PLANTS

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.
1
6
аром
аром
H ЯМР (ДМСО d) δ, м.д.: 2,15 (3H, s), 2,45 (3H, s), 7,13 (1H, s), 7,45 (2H, d), 7,80 (2H, d), 13,20 (1H, s).
-1
2
ИК ν, см: 1711 (-C=O), 1623 (C=C), 1593 (Ar), 1314, 1155 (SO), 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%.
17
27
4
CHNOS
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.
+
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
2
В ИК-спектре триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты имеются полосы поглощения: NH-группы ν в области 2675 см; -C=O-группы: ν в области 1712 см; -C=C-: ν в области 1630 см; аром.: ν в области 1596 см; SO-группы: ν в области 1312 см и 1146 см; -CH=С<: ν в области 836 см.
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, см<sup>2</sup>
Контроль (H<sub>2</sub>O)
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 (H<sub>2</sub>O)
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%.