Изобретение относится к соединению, представляющему собой водорастворимую соль, формулы (I), где R ¹ означает C _1-10 -алкильную группу или C _2-10 -алкенильную группу; M означает катион валентности n, при условии, что, когда R ¹ означает пент-2-енильную группу, M ⁿ⁺ является другим, чем натрий или калий. Эти соли являются особенно пригодными для применения в агрономических композициях. Композиции дополнительно могут включать производные бензойной кислоты и/или антиоксиданты.

 

(57) Реферат / Формула:
относится к соединению, представляющему собой водорастворимую соль, формулы (I), где R ¹ означает C _1-10 -алкильную группу или C _2-10 -алкенильную группу; M означает катион валентности n, при условии, что, когда R ¹ означает пент-2-енильную группу, M ⁿ⁺ является другим, чем натрий или калий. Эти соли являются особенно пригодными для применения в агрономических композициях. Композиции дополнительно могут включать производные бензойной кислоты и/или антиоксиданты.

 

---

2420-140465ЕА/015 СОЛИ ДИГИДРОЖАСМОНОВОЙ КИСЛОТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Описание
Настоящее изобретение относится к новым химическим соединениям, способу их получения и их применению, в особенности, в агрономически пригодных композициях.
Когда растение подвергается абиотическому стрессу (это может быть интенсивное освещение, гербицид, озон, нагрев, охлаждение, замораживание, засуха, засоленность, затопление и вызываемая тяжелым металлом токсичность), растение увеличивает продуцирование соединений реакционноспособного кислорода (ROS) , вызывающих окислительный стресс. ROS является причиной химического повреждения клеточных компонентов растения.
Если количество ROS повышается до более высоких уровней, чем с которыми растение может справляться, в клетках происходит лизис белков, и может накапливаться токсический аммиак. Это также происходит тогда, когда растения поглощают очень много аммония из внешней среды (обычно вследствие подкормки содержащими мочевину или аммоний удобрениями), и является главным ограничивающим фактором при использовании удобрений.
Жасмоновая (жасминовая) кислота и подобные соединения, такие как жасмоновая кислота, метилжасмонат и
дигидрометилжасмонат, известны в отношении стимулирования процесса, называемого индуцированной системной резистентностью (ISR), который способствует возникновению толерантности к стрессу и заболеванию.
Однако жасмоновая кислота и ее производные обычно представляют собой масла, которые являются несмешивающимися с водой, что приводит к проблемам при приготовлении композиции и применении.
Согласно настоящему изобретению предусматривается водорастворимая соль формулы (I):
(I)
где R1 означает Ci-ю-алкильную группу или Сг-ю-алкенильную группу; М означает катион валентности п, при условии, что, когда R1 означает пент-2-енильную группу, Мп+ является другим, чем натрий или калий.
В частности, М означает катион металла, такого как щелочной металл, в особенности, калий или натрий (где п означает 1), или щелочноземельный металл, такой как магний, где п означает 2, при условии, что образуемая с ним соль является водорастворимой. Следовательно, М подходящим образом является другим, чем кальций. Соль может быть в виде смешивающегося с водой масла (как, например, соли калия и натрия) или она может находиться в виде твердого вещества, как, например, соль магния.
М предпочтительно выбирают из калия или магния, в высшей степени предпочтительно, магния.
Алкильные или алкенильные группы R1 могут быть линейными или разветвленными. Предпочтительно, однако, R1 означает алкильную или алкенильную группу с линейной цепью.
Согласно частному варианту осуществления, радикал R1 содержит 5 атомов углерода. Его предпочтительно выбирают из пентильной группы, приводящей к соединению формулы (I) в виде дигидрожасмоната, или он является пент-2-енильной группой, так что соединение формулы (I) представляет собой жасмонат.
Подходящим образом, соединение формулы (I) является водорастворимой солью производного дигидрожасмоновой кислоты. Особенно предпочтительной солью, следовательно, является
дигидрожасмонат магния. Эта соль очень пригодна в обращении и обладает характеристиками текучести, делающими ее особенно пригодной в контексте агрохимических композиций.
Далее, согласно настоящему изобретению, предусматривается способ получения соединения формулы (I), включающий введение во взаимодействие соединения формулы (II):
(II)
где R1 имеет указанное в случае формулы (I) значение, и R2 выбирают из водорода или углеводородного остатка с соединением формулы (III):
Mn+(OR3)n (HI),
где М и п имеют указанное в случае формулы (I) значение, и R3 означает водород или Ci-з-алкильную группу, такую как метил. Реакцию соответственно осуществляют в растворителе, которым может быть вода или органический растворитель, такой как алканол, в частности, метанол или толуол.
В зависимости от конкретно получаемой соли, реакция может быть осуществлена при умеренных температурах, например, в пределах от 0°С до 50°С, подходящим образом, при комнатной температуре, или она может быть проведена при повышенных температурах, например, в пределах от 50°С до 100°С, и, подходящим образом, при температуре кипения с обратным холодильником растворителя.
Продукт подходящим образом получают либо в виде твердого вещества после выпаривания растворителя, либо он может находиться в виде водного раствора, который непосредственно используют в композициях.
Как используемый в данном контексте, термин "углеводородный остаток" относится к органическим остаткам,
включающим углерод и водород, таким как алкильные, алкенильные, алкинильные, арильные или аралкильные группы, такие как бензил. Термин "алкил" относится к линейным или разветвленным цепям, подходящим образом содержащим от 1 до 20 атомов углерода и, предпочтительно, от 1 до 10 атомоь углерода. Подобным образом, термины "алкенил" и "алкинил" относятся к ненасыщенным углеводородным остаткам, подходящим образом содержащим от 2 до 20 атомов углерода и, предпочтительно, от 2 до 10 атомов углерода. Термин "арил" относится к ароматическим углеводородным остаткам, таким как фенил и нафтил, тогда как термин "аралкил" относится к алкильным группам, которые замещены арильными группами, такими как бензил.
Согласно частному варианту осуществления, где R2 представляет собой углеводородный остаток, его выбирают из Ci_ ю-алкильной группы и, соответственно, Ci-6-алкильной группы, такой как метил.
Соединения формулы (III) представляют собой известные соединения, такие как гидроксид калия, которые могут быть непосредственно использованы. Альтернативно, соединение формулы (III) может быть получено in situ. Это может быть особенно применимо в случае, где М означает магниевую соль, и где R3 означает Ci-з-алкильную группу, такую, как метил. Заявителями найдено, что пригодным путем получения этого соединения является введение во взаимодействие магния с Ci-з-алканолом, таким как метанол, в присутствии катализатора, такого как йод. Реакционную смесь соответственно нагревают до образования соединения формулы (III), после чего добавляют раствор соединения формулы (II) в том же самом алканоле и инициируют реакцию.
Соединения формулы (II) являются либо известными соединениями, либо они могут быть получены при использовании обычных способов.
В соединениях формулы (II) R2 означает предпочтительно водород. Такие соединения могут быть получены путем подкисления соединения формулы (II), где R2 означает углеводородный остаток.
Подходящие реакционные условия должны быть очевидны специалисту-химику, однако могут включать введение во взаимодействие соединения формулы (II), где R2 означает углеводородный остаток с основанием, таким как гидроксид натрия, и затем с кислотой, такой как соляная кислота, как проиллюстрировано в дальнейшем.
Соединения формулы (I) могут включать хиральный центр, и изобретение включает все формы, включая оптически активные формы и их смеси в любых соотношениях, включая рацемические смеси.
Соединения формулы (I) могут быть использованы в агрохимических композициях, в которых могут быть желательны свойства ISR. Водорастворимая природа соединений согласно изобретению позволяет преодолеть проблемы при приготовлении композиций и трудности в отношении доступности для усвоения, которые имеются, когда таким путем используют обычные жасмонаты.
Так, согласно дальнейшему аспекту, изобретение относится к агрономически приемлемой композиции, включающей соединение формулы (I) и агрономически приемлемый носитель.
Композиция имеет различные формы, как известно в уровне техники. Например, они включают дробленые гранулы, порошки для опыления, растворимые порошки или таблетки, водорастворимые гранулы, диспергируемые в воде гранулы, смачивающиеся порошки, гранулы (с медленным или быстрым высвобождением), растворимые концентраты, жидкости для ультрамалообъемного опрыскивания, эмульгируемые концентраты, диспергируемые концентраты, эмульсии (как масло-в-воде, так и вода-в-масле) , микроэмульсии, суспензионные концентраты, аэрозоли, капсулированные суспензии и композиции для обработки семян. Выбранный тип композиции в любом случае должен зависеть от конкретно предусматриваемой цели.
Агрономически приемлемые носители, используемые в композициях, могут быть твердыми или жидкими, в зависимости от природы композиции.
Например, твердые разбавители могут включать природные
глины, каолин, пирофиллит, бентонит, глинозем, монтмориллонит, кизельгур, мел, диатомовые земли, фосфаты кальция, пемзу, аттапульгитные глины, фуллерову землю, размельченные сердцевины кукурузных початков, пески, силикаты, карбонаты натрия, кальция или магния, гидрокарбонат натрия, сульфат магния, известь, пылевидные материалы, тальк, полисахариды и другие органические и неорганические твердые носители.
Жидкие разбавители могут включать воду или органические растворители, такие как кетон, спирт или простой эфир гликоля. Эти растворы могут содержать поверхностно-активное вещество (например, для улучшения разбавления водой или предохранения от кристаллизации в резервуаре опрыскивателя).
Композиции, дополнительно или альтернативно, могут включать другие типы реагентов, которые хорошо известны в уровне техники, в частности, смачиватели, суспендирующие агенты и/или диспергаторы.
Соединение согласно настоящему изобретению может быть комбинировано с другими агрохимическими соединениями либо в виде композиции, либо в виде смесей с другими агрохимическими соединениями, такими как гербициды, фунгициды или регуляторы роста растений.
В особенности, однако, соединения согласно изобретению, а также родственные соединения комбинируют с другими реагентами, которые снижают стресс у растений и, таким образом, усиливают эффект соединения формулы (I).
Так, согласно следующему аспекту изобретения, предусматривается агрономически приемлемая композиция, содержащая (i) соединение, представляющее собой водорастворимую соль, формулы (IA):
(IA)
где R1 означает Ci-ю-алкильную группу или Сг-ю-алкенильную группу; М означает катион с валентностью п, и (ii) реагент, уменьшающий стресс у растений.
Конкретными примерами соединений формулы (IA) являются соединения формулы (I), как указано выше.
Реагенты, уменьшающие стресс у растений, включают агрономически приемлемые соединения, содержащие группу бензойной кислоты или ее производные формулы (V):
(V)
где R4 означает группу OR7, SR7 или NR7R8, где R7 и R8 независимо выбирают из водорода или углеводородного остатка, и R5 и R6 независимо выбирают из водорода, углеводородного остатка или функциональной группы, или R5 и R6 вместе с атомами углерода, с которыми они связаны, образуют конденсированную циклическую систему, которая может включать один или более гетероатомов, выбираемых из кислорода, азота или серы.
В частности, R4 означает группу OR9, где R9 означает водород или Ci-6-алкил, такой как метил. Предпочтительно, R4 означает ОН.
Как используется в данном контексте, термин "функциональная группа" относится к реакционноспособным группами, в частности, к электронноакцепторным группам, таким
как OR10 или C(0)R10, где R10 означает водород или Ci-6-алкил, такой как метил.
В частности, R5 и R6 означают водород, или один означает водород, а другой представляет собой функциональную группу, находящуюся в орто-положении у цикла, такую как ОН или С(0)СНз.
Альтернативно, R5 и R6 вместе с атомами углерода, с которыми они связаны, которые предпочтительно являются соседними атомами углерода, образуют конденсированную циклическую систему, которая предпочтительно является циклом, содержащим 5 или б атомов, предпочтительно, 5 атомов, по меньшей мере некоторые из которых являются гетероатомами. Цикл по природе подходящим образом является ароматическим. Конкретным примером циклической системы этого типа является 1,2,3-бензотиадиазол.
Конкретные примеры соединений формулы (V) включают салициловую кислоту, ацетилсалициловую кислоту (или 2-ацетокси-бензойную кислоту), метилсалицилат, бензойную кислоту и ацибензолар-Б-метил, а также их агрономически приемлемые соли. Конкретные агрономически приемлемые соли включают соли щелочных металлов, таких как калий или натрий, соли щелочноземельных металлов, таких как кальций или магний, и соли некоторых органических кислот, такие как ацетаты.
Доказано, что эти соединения повышают резистентность к стрессу и заболеваниям у растений за счет повышения "системной приобретенной резистентности" (SAR) растения посредством стимулирования продуцирования фитоалексинов и уменьшения синтеза этилена (гормон стресса).
Однако эти соединения обладают нежелательным эффектом повышения ROS, который вызывает повреждение клеток и приводит к окислительному стрессу. Это ограничивает эффект соединения, так как он делает его токсичным, если оно накапливается в растении и в конечном счете становится ограничивающим фактором в отношении его эффективности для придания толерантности к абиотическому стрессу. Например, известно, что эффективность ацетилсалициловой кислоты для придания толерантности к стрессу ограничена, так как она вызывает окислительный стресс при
использовании и ограничивает поток кальция в цитоплазму (что делает клетку менее способной переносить накапливание аммиака, обусловленное или лизисом белков - возрастающим за счет окислительного стресса - или использованием удобрения) .
Подобным образом, хотя соединения формулы (I), такие как жасмонаты, могут вызывать ISR, их использование может приводить к снижению (если не к сдерживанию) возрастания продуцирования этилена, которое в некоторых условиях ослабляет клеточные оболочки за счет возрастающего потока кальция из клеточных оболочек в цитозоль. Повышение цитоплазматического кальция помогает растению нейтрализовать аммиак, который накапливается во время пролонгированного абиотического стресса, однако, если кальций недоступен для пополнения кальция клеточной оболочки (удерживаемого в сайтах связывания калмодулина) , клеточная оболочка утрачивает целостность, и растение становится более чувствительным к биотическому стрессу.
Так, согласно особенно предпочтительному варианту осуществления, изобретение относится к композиции, которая включает, дополнительно, антиоксидант.
Особенно подходящие антиоксиданты включают аргинин или полиамин, предшественником которого является аргинин, такой как путрисцин, спермин и спермидин., Эти соединения обладают антиоксидантными свойствами, которые могут быть использованы для борьбы с увеличением ROS во время абиотического стресса и также вызывают толерантность к абиотическому стрессу. Особенно предпочтительным антиоксидантом является аргинин.
Согласно особенно предпочтительному варианту
осуществления, изобретение относится к композиции, включающей (i) соединение вышеприведенной формулы (I), (ii) соединение вышеприведенной формулы (V) и (iii) антиоксидант.
Предпочтительные соединения формулы (I), формулы (V) и антиоксиданты являются такими, как указанные выше. В особенности, соединение формулы (I) представляет собой дигидрожасмонат магния, соединением формулы (V) является ацетилсалициловая кислота и антиоксидантом является аргинин.
В этой композиции соединение формулы (I) может повышать
образование полиаминов (спермин, спермидин и путрисцин), происходящих от аргинина (также введенного). Аргинин немедленно приводит к облегчению от окислительного стресса и имеется обеспеченное достаточное количество аргинина для образования полиаминов (которые, также как имеющиеся антиоксиданты, могут играть подобную роль в отношении кальция при сохранении целостности клеточной оболочки и, таким образом, играют роль в защите клеточной оболочки и контролировании токсичности NH4) .
Кроме того, за счет введения комбинации соединения формулы (I) с соединением формулы (V) может быть повышена эффективность индивидуальных соединений при замедлении образования этилена.
Соотношение используемых в композиции компонентов изменяется в зависимости от конкретной природы этих компонентов. Например, компоненты (i) и (ii) обычно находятся в соотношении от 1:1 до 1:2 масс./масс.
Количество используемого антиоксиданта также может изменяться в зависимости от его природы. Антиоксиданты, обладающие гормональными эффектами, такие как спермин, спермидин и путрисцин, подходящим образом могут быть использованы очень экономно, например, в эквивалентном количестве по отношению к компоненту (i). Таким образом, такие композиции могут иметь состав, включающий компоненты (i):(ii):(iii) в соотношении от 1:1:1 до 1:2:1 масс./масс.
Однако предпочтительные антиоксиданты, такие как аргинин, могут присутствовать в гораздо больших количествах, например, вплоть до 20-кратных по отношению к компоненту (i). Так, предпочтительная композиция в S> TOM случае может включать компоненты (i) : (ii): (iii), находящиеся в пределах вплоть до 1:2:20 или 1:1:20, например, от 1:1:10 до 1:2:10 масс./масс.
Компоненты композиций могут быть комбинированы вместе с образованием концентрата, который затем, перед использованием, смешивают с агрономически приемлемым носителем, таким как вода или удобрение. Такие концентраты составляют дальнейший аспект изобретения.
Композиции, как описанные выше, могут быть использованы для активизации растения в отношении поддерживания его роста и
развития в условиях абиотического стресса. За счет этого воздействия препарат может повышать урожайность, качество и снижать заболеваемость в условиях стресса. Это происходит за счет повышения способности растений справляться с реакционноспособным видом кислорода и лизисом белков, который усиливается в условиях абиотического стресса, и за счет сохранения целостности клеточных оболочек в условиях абиотического стресса.
Таким образом, согласно дальнейшему аспекту, изобретение относится к способу повышения роста и/или урожайности, и/или качества более высоких растений в условиях абиотического стресса, который включает нанесение на растение или на окружающую его среду соединения формулы (I).
Предпочтительно, соединение формулы (I) включают в композицию, как описанная выше.
Композиции могут быть применены, когда возникают стрессовые условия или когда они предполагаются. Такие условия включают интенсивное освещение, гербицид, озон, нагрев, охлаждение, замораживание, засуха, засоленность, затопление и вызываемая тяжелым металлом токсичность.
В частности, при некоторых исследованиях было найдено, что композиции согласно изобретению снижают стресс у растений, культивируемых на кислых почвах, имеющих значение рН меньше, чем 7, как, например, песчаные кислые почвы.
Кроме того, вышеописанные композиции могут обеспечивать улучшение действия азотных удобрений или азотсодержащих удобрений, где азот происходит от мочевины, амина (NH2) или аммония (NH4) . Это относится как к природным, так и также к искусственным удобрениям.
Одним из главных ограничивающих факторов в отношении норм аммиачного и карбамидного азста, который может быть использован, является токсичность аммиака. Путем включения композиции, как описанная выше, в удобрения в подходящем количестве повышается способность растений противостоять токсичности аммиака, что подразумевает, что норма, в которой эти удобрения могут быть внесены, повышается.
Таким образом, согласно дальнейшему аспекту, изобретение относится к способу повышения действия азотных удобрений или удобрений, содержащих азот, причем вышеуказанный способ включает нанесение вышеуказанных удобрений на растения или на окружающую их среду в комбинации с соединением вышеуказанной формулы (I). Кроме того, соединение формулы (I) подходящим образом находится в композиции, как описанная выше, и, в особенности, композиции, включающей соединение формулы (V) и антиоксидант.
Составы удобрений, включающие композицию, как описанная выше, составляют дальнейший аспект изобретения.
Соединения и композиции, описанные выше, также могут уменьшать потери урожая от биотического стресса, вызываемого, например, бактериальными, вирусными и грибковыми патогенами.
Растения становятся более чувствительными к заболеваниям, когда повреждается клеточная оболочка. Клеточные оболочки повреждаются в условиях пролонгированного абиотического стресса, когда кальций направляется из клеточной оболочки в цитоплазму. Соединения и композиции, как описанные выше, способствуют сохранению устойчивой клеточной оболочки в условиях абиотического стресса; это снижает возможность инфекции.
Таким образом, согласно еще одному дальнейшему аспекту, изобретение относится к способу уменьшения потерь урожая от биотического стресса, который включает введение в сельскохозяйственные культуры соединения формулы (I).
Предпочтительно, соединение формулы (I) включают в композицию, как описанная выше.
Соединения формулы (I) или содержащие их композиции, как описанные выше, подходящим образом наносят, используя обычные способы. Например, композиции добавляют, перед опрыскиванием, в резервуары опрыскивателей или добавляют в резервуары для капельной ирригации. В частности, композиции согласно изобретению подходящим образом могут быть нанесены на корни растений, например, в виде пропитывания зоны расположения корней.
Используемое количество соединения или композиции изменяется в зависимости от факторов, таких как характер рассматриваемой задачи, сельскохозяйственная культура и условия. Однако обычно соединение формулы (I) наносят на сельскохозяйственную культуру в количестве от 0,005 г до 0,5 г на гектар, например, от 0,01 г до 0,1 г на гектар, на нанесение.
Соединения и композиции, описанные выше, могут быть использованы для обработки большого ряда сельскохозяйственных культур в целях уменьшения стресса у сельскохозяйственных культур и, таким образом, обеспечивают улучшение роста. Примеры сельскохозяйственных культур включают тепличные или защищенные культуры, древесные культуры, как, например, семечкоплодные и косточкоплодные культуры, и орехоплодные культуры, как, например, орехи, фисташки и оливки, плоды шоколадного дерева, пальмы, как, например, масличная пальма и финиковая пальма, листовые культуры, как, например, чай, а также, конечно, полевые культуры, такие как зерновые, например, пшеница, табак, хлопчатник и овощные, такие как крестоцветные, например, капуста и салаты, и корнеплодные культуры, такие как картофель, морковь и сахарная свекла.
В особенности, соединения и композиции, описанные выше, могут быть использованы для обработки сельскохозяйственных культур, которые подвержены связанному со стрессом заболеванию. Конкретные примеры таких культур включают плоды шоколадного дерева, которые подвергаются заболеваниям, таким как черная гниль бобов и черилл вилт.
Изобретение будет подробно описано с помощью примеров со ссылкой на сопровождающие схематические рисунки, на которых фигура 1 представляет собой графическое представление результатов воздействий композиции согласно изобретению на развитие растений, культивируемых на песчаной кислой почве, путем поглощения корнями.
Пример 1
Получение дигидрожасмоната ках[ия Стадия 1
Образование_дигидрожасмоновой_кислоты_из
метилдигидрожасмоната
Гранулы гидроксида натрия (82,6 г) при перемешивании растворяют в метаноле (425 мл). Этот раствор добавляют к перемешиваемому раствору метилдигидрожасмоната (425 г) (получен от F.D. Copeland) в метаноле (425 мл). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 24 часов. Спустя это время анализ путем тонкослойной хроматографии (ТСХ) (этилацетат:гексан = 10:90) подтверждает, что все исходные вещества израсходованы. Медленно добавляют водный 1 М раствор соляной кислоты вплоть до значения рН реакционной смеси приблизительно 1. Раствор вода/метанол экстрагируют этилацетатом (4 раза по 150 мл), и объединенные органические экстракты сушат (MgS04) и выпаривают в вакууме, получая дигидрожасмоновую кислоту в виде бледно-желтого масла (397,0 г; выход > 99%).
Структуру подтверждают при использовании 1Н- и 13С-ЯМР. Стадия 2
Получение калиевой соли дигидрожасмоновой кислоты, в виде 10 масс.%-ного водного раствора, из дигидрожасмоновой кислоты
(п-1-2)
Гидроксид калия (5,29 г) растворяют при перемешивании в воде (225 мл). Этот раствор добавляют к дигидрожасмоновой кислоте (20 г), полученной, как описано на стадии 1, получая 10 масс.%-ный водный раствор калиевой соли дигидрожасмоновой кислоты.
Структуру подтверждают при использовании 1Н- и 13С-ЯМР. Пример 2
Альтернативное получение калиевой соли дигидрожасмоновой кислоты
КОН
МеОН/толуол
(п-2)
Метилдигидрожасмонат (10 г) растворяют при перемешивании в толуоле (100 мл). Добавляют 2 М раствор КОН в метаноле (11,1 мл), и раствор доводят до температуры кипения с обратным холодильником. Реакционную смесь выдерживают при температуре кипения с обратным холодильником в течение 18 часов, по истечении которых анализ путем ТСХ (этилацетет:гексан=10:90) показывает, что исходных веществ более нет в смеси. Растворители удаляют в вакууме;, получая калиевую соль дигидрожасмоновой кислоты в виде желтого масла.
Добавляют толуол (3 раза по 100 мл) и удаляют в вакууме, пытаясь путем азеотропной перегонки удалить еще оставшуюся воду. Однако калиевая соль остается в виде желтого масла.
Структуру подтверждают при использовании 1Н- и 13С-ЯМР.
Пример 3
Образование натриевой соли дигидрожасмоновой кислоты из
метилдигидрожасмоната
Гранулы гидроксида натрия (3,53 г) растворяют при перемешивании в метаноле (20 мл) , после чего добавляют к раствору метилдигидрожасмоната (20 г) в толуоле (20 мл) . Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 4 8 часов, по истечении которых анализ путем ТСХ (этилацетат:гексан=10:90) показывает, что исходных веществ более нет в смеси. Растворители удаляют в вакууме, получая натриевую соль дигидрожасмоновой кислоты в виде желтого масла.
Добавляют толуол (3 раза по 100 мл) и удаляют в вакууме, пытаясь путем азеотропной перегснки удалить еще оставшуюся воду. Однако натриевая соль остается в виде бледно-желтого масла.
Пример 4
Образование магниевой соли дигидрожасмоновой кислоты из дигидрожасмоновой кислоты
Мд(ОМе)2
МеОН
(п-4)
В трехгорлую круглодонную колбу емкостью 3 л в атмосфере азота вводят магниевые стружки и метанол (700 мл) . Добавляют кристаллы йода. Как только реакцию инициируют, начинают перемешивание, и реакционную смесь доводят до температуры кипения с обратным холодильником. Реакционная смесь первоначально темно-коричневого цвета постепенно становится
бледно-желтой и начинает выпадать осадок. Нагревание продолжают до тех пор, пока не прореагирует весь магний. В этот момент реакционная смесь состоит из фактически бесцветного раствора, содержащего осадок белого цвета. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, после чего по каплям добавляют раствор дигидрожасмоновой кислоты (350 г) в метаноле (700 мл). Реакционную смесь затем доводят до температуры кипения с обратным холодильником, выдерживают при этой температуре в течение двух часов и после этого перемешивают при комнатной температуре в течение ночи. Это приводит к реакционной смеси в виде прозрачного раствора бледно-желтого цвета. Метанол удаляют в вакууме, получая продукт в виде бледно-желтого масла. Добавляют пропан-2-ол (2 раза по 250 мл) и удаляют в вакууме с целью удаления еще оставшейся воды, и это приводит к получению магниевой соли дигидрожасмоновой кислоты (368 г; выход> 99%) в виде твердого вещества бледно-желтого цвета.
Структуру подтверждают при использовании 1Н- и 13С-ЯМР. ХН-ЯМР магниевой соли показывает, что соединение содержит воду. Анализ по Карлу Фишеру подтверждает это и показывает, что магниевая соль содержит 1,8% воды и остаточный пропан-2-ол.
Пример 5
Агрономическая композиция
Следующую комбинацию компонентов подходящим образом смешивают вместе с получением следующих концентратов:
Композиция 1 дигидрожасмонат магния 100 г
ацетилсалициловая кислота 100 г
аргинин 1000 г
Композиция 2 дигидрожасмонат магния 100 г
бензоат натрия 100 г
аргинин 100 г
Композиция 3
дигидрожасмонат магния 100 г
салицилат натрия 200 г
спермин 100 г
Композиция 4
дигидрожасмонат магния 100 г
бензоат натрия 100 г
L-аргинин 500 г
Эти компоненты, все, представляют собой водорастворимые порошки, и, таким образом, композиция может быть получена путем простого смешения. Концентрат затем может быть смешан с носителем, таким как вода или удобрение, и нанесен на растения, такие как сельскохозяйственные культуры, или на окружающую их среду.
Комбинация соединений в этой композиции предназначена для борьбы с окислительным стрессом при сохранении целостности клеточной оболочки. Это придает повышенную толерантность в условиях абиотического стресса и приносит дополнительную пользу также в отношении экспрессирования как SAR-, так и ISR-ответов.
Воздействия на стресс у растений, обработанных композицией 4, оценивали в виде пропитывания почвы. Выбранным для теста видом являлся сорт салата Lactuca sativa разновидности Arctic King. Салатные растения выращивали в индивидуальных горшках на четырех различных средах для роста: кислая песчаная почва с низким значением рН (рН=4,27); меловая глинистая почва с высоким значением рН (рН=9,35); Lufa 2.2 (рН=5,8) и блоки для культивирования из минеральной ваты (инертные).
Растения подвергали стрессу с помощью высоких температур (30-35°С) и низких уровней влажности, которые вызывают угнетенный и хлоротический рост особенно у растений, культивируемых на кислой песчаной почве. Их выдерживали при интенсивности освещения 3280-10320 Люкс, которая необходима для хорошего роста растения, при световом режиме 16 часов освещения/8 часов темноты. Растения поливали только как требовалось для сохранения их в состоянии набухания.
Пример 6
Вышеуказанную композицию 4 растворяли в воде, получая следующую композицию 5: Композиция 5
дистиллированная вода (99,93 % масс./масс.)
L-аргинин (00,05 % масс./масс.)
бензоат натрия (00,01 % масс./масс.)
дигидрожасмонат магния (00,01 % масс./масс.)
Композицию 5 испытывали одну при следующих нормах: 0 (контроль); норма 0,2х, норма 1х, норма 5х и норма 25х, причем норма х означает 500 мл препарата/га. При предположении того, что плотность растений составляет 70000 салатных растений на гектар (литература) и норма х составляет 500 мл препарата на гектар, каждое растение тогда получало 7,14 мг препарата. Осуществляли разбавления препарата, так что каждое растение получало 7 мг (приблизительно) в каждой суточной дозе для нормы
X .
Все обработки тестируемых растений осуществляли в виде водных растворов и в 10 повторностях. Пропиточные растворы, используемые для минеральной ваты, доводили до объема с помощью раствора Hoaglands вследствие отсутствия питательных веществ в этой среде. Пропиточные растворы для трех почв доводили до объема при использовании деионизированной воды. На каждый поддонник для растения наносили 10 мл раствора в сутки.
В случае каждого интервала оценки (до нанесения и спустя неделю после) растения оценивали в отношении высоты (мм), стадии роста (ВВСН) и фитотоксических эффектов. В конце исследования определяли массы корней и побегов (свежие и сухие).
Результаты представлены в таблицах 1-5 и на фигуре 1.
Таблица 1
Высота растения (Р/Н) в мм (среднее для 10 растений)
Тип почвы
Норма х Alethea
Контроль
0,2
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
Р/Н
st+
end
end
end
end
End
песчаная
263
324
324
106
303
341
кислая
меловая
111
123
123
124
100
глинис-
тая
Минеральная вата
133
121
148
125
103
119
Lufa 2.2
110
129
116
103
Примечание: * значимое отклонение от контроля, полученное на основе двухстороннего критерия (Р^0,05)
"st" означает начало теста и "end" означает конец теста
Таблица 2
Стадии роста тестируемых растений (G/S) (среднее для 10
растений)
Тип почвы
Норма х Alethea
Контроль
0,2
G/S
G/S
G/S
G/S
G/S
G/S
G/S
G/S
G/S
G/S
end
end
end
end
end
песчаная кислая
56,5
56, 5
56, 5
меловая глинистая
12, 5
25, 5
12,5
12, 5
12, 5
12, 5
Минеральная вата
34, 8
37, 6
41,8
37, 1
32, 3
Lufa 2.2
Таблица 3
% Хлороза в выбранное конечное время оценки
% хлороза
Обработка
Песчаная
кислая почва, 41 день
Меловая глинист с. я почва, 36 дней
Lufa 2.2., 43 дня
Минеральная вата, 43 дня
Контроль
0,2х
25х
54*
Примечание: * значимое отклонение от контроля, полученное на основе двухстороннего критерия (Р <0,05)
Таблица 4
Средние массы сухих побегов
Средние массы сухих ростков (г)
Обработка
Песчаная кислая почва
Меловая глинистая почва
Lufa 2.2.
Минеральная вата
Контроль
5,74
2,89
3,16
6,13
0, 2х
7,01
3, 77
3,06
6,48
6, 68
3,13
3, 05
3, 67*
5,89
3, 19
2,21
6,13
25х
6,14
4,15
2, 77
5,18
Примечание: * значимое отклонение от контроля, полученное на основе двухстороннего критерия (Р^0,05)
Таблица 5
Средние массы сухих корней
Средние массы сухих корней (г)
Обработка
Песчаная кислая почва
Меловая глинистая почва
Lufa 2.2.
Минеральная вата
Контроль
2,77
2,00
1,25
н/а
0,2х
2, 61
2,43
1,07
н/а
2,28
2, 04
1, 07
н/а
2,62
2,52
1, 04
н/а
25х
2, 61
2, 97
1,26
н/а
Toxcalc V 05 использовали для определения любого статистически значимого различия между обработанными и контрольными растениями.
Значительное улучшение здоровья растений по отношению к необработанным растениям обнаружено при обработке растений с помощью 25х (12,5 л/га) в случае песчаной кислой почвы спустя 41 день после первого нанесения. Улучшения были в отношении высоты растений (341 мм по сравнению с 2 63 мм в случае контроля) (см. также фигуру 1) и снижения фитотоксичности (54% хлороза по сравнению с 58% в случае контроля) . Композиция, наносимая во всех нормах в виде пропитки в случае растений, культивируемых на песчаной кислой почве, вызывала увеличение высоты растений (на 23%, 23%, 15% и 30% при 100 мл/га,
500 мл/га, 2500 мл/га и 12500 мл/га, соответственно) и вызывала повышение средней массы сухих побегов (на 22%, 16%, 3% и 7% при 100 мл/га, 500 мл/га, 2500 мл/га и 12500 мл/га, соответственно).
Для использования в тесте нанесения на листья средой для роста, которая показана как более всего приводящая к стрессу растений, была выбрана песчаная кислая почва. Нанесения на листья осуществляли при использовании ручного опрыскивателя для обеспечения равномерного покрытия, и опрыскивали листву вплоть до начинающегося стекания. Однако обработанные растения не проявляли статистически значимого улучшения здоровья или облегчения стресса, когда сравнивали с необработанными растениями, в случае всех тестированных норм.
При этом исследовании поэтому композиция 5, вызывающая улучшение в отношении высоты растения и уменьшение стресса (хлороз), показана при культивировании растений на песчаной кислой почве, когда наносят путем поглощения корнями.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Соединение, включающее водорастворимую соль формулы
(D :
(I)
где R1 означает Ci-ю-алкильную группу или Сг-ю-алкенильную группу; М означает катион валентности п, при условии, что, когда R1 означает пент-2-енильную группу, Мп+ является другим, чем натрий или калий.
2. Соединение по п.1, где М означает калий или магний.
3. Соединение по п.2, где М означает магний.
4. Соединение по любому из пп. 1-3, где R1 означает н-пентильную группу или пент-2-енильную группу.
5. Соединение по п.4, где R1 означает н-пентил.
6. Способ получения соединения формулы (I) по любому из пп. 1-5, включающий введение во взаимодействие соединения формулы (II) :
(ID
где R1 имеет указанное в случае формулы (I) значение, и R2 выбирают из водорода или углеводородного остатка с соединением формулы (III) :
Mn+(OR3)n (HI),
где М и п имеют указанное в п. 1 значение, и R3 означает водород или Ci-з-алкильную группу.
7. Агрономически приемлемая композиция, включающая соединение формулы (I) и агрономически приемлемый носитель.
8. Композиция по п. 7, где композиция дополнительно включает реагент, который уменьшает стресс у растений.
9. Композиция по п. 8, где реагентом является соединение формулы (V):
где R4 означает группу OR7, SR7 или NR7R8, где R7 и R8 независимо выбирают из водорода или углеводородного остатка, и R5 и R6 независимо выбирают из водорода, углеводородного остатка или функциональной группы, или R5 и R6 вместе с атомами углерода, с которыми они связаны, образуют конденсированную циклическую систему, которая может включать один или более гетероатомов, выбираемых из кислорода, азота или серы.
10. Композиция по п. 9, где соединением формулы (V) является салициловая кислота, ацетилсалициловая кислота (или 2-ацетоксибензойная кислота), метилсалицилат, бензойная кислота или ацибензолар-Б-метил.
11. Композиция по любому из пп.7-10, дополнительно включающая антиоксидант.
12. Композиция по п.11, где антиоксидантом является аргинин или полиамин, предшественником которого является аргинин.
13. Композиция по п.12, включающая (i) соединение формулы (I) по п. 1, (ii) соединение формулы (V) по п. 9 и (iii) антиоксидант.
14. Композиция по п.13, включающая дигидрожасмонат магния, ацетилсалициловую кислоту и аргинин.
15. Композиция по п. 13 или п. 14, где соотношение
компонентов (i):(ii):(iii) находится в пределах от 1:1:1 до 1:2:20 масс./масс.
16. Агрономически приемлемая композиция, включающая (i) соединение, представляющее собой водорастворимую соль, формулы (IA) :
(IA)
где R1 означает Ci-ю-алкильную группу или Сг-ю-алкенильную группу; М означает катион валентности п, и (ii) реагент, уменьшающий стресс у растений.
17. Композиция по п.16, где реагентом, который уменьшает стресс у растений, является соединение формулы (V) :
(V)
где R4 означает группу OR7, SR7 или NR7R8, где R7 и R8 независимо выбирают из водорода или углеводородного остатка, и R5 и R6 независимо выбирают из водорода, углеводородного остатка или функциональной группы, или R5 и R6 вместе с атомами углерода, с которыми они связаны, образуют конденсированную циклическую систему, которая может включать один или более гетероатомов, выбираемых из кислорода, азота или серы.
18. Композиция по п. 17, где соединением формулы (V) является салициловая кислота, ацетилсалициловая кислота (или 2-ацетоксибензойная кислота), метилсалицилат, бензойная кислота или ацибензолар-Б-метил.
19. Композиция по любому из пп. 16-18, дополнительно
включающая антиоксидант.
20. Композиция по п.19, где антиоксидантом является аргинин или полиамин, предшественником которого является аргинин.
21. Композиция по п.20, включающая (i) соединение формулы (IA) по п. 16, (ii) соединение формулы (V) по п. 9 и (iii) антиоксидант, где соотношение компонентов (i):(ii): (iii) находится в пределах от 1:1:1 до 1::2:20 масс./масс.
22. Способ повышения роста и/или урожайности и/или качества более высоких растений в условиях абиотического стресса, включающий нанесение на растение или на окружающую его среду соединения формулы (I) по любому из пп. 1-5 или композиции по любому из пп. 7-21.
23. Способ повышения действия азотных удобрений или азотсодержащих удобрений, где вышеуказанный способ включает нанесение вышеуказанных удобрений на растения или на окружающую их среду в комбинации с соединением формулы (I) по любому из пп. 1-5, или композицией по любому из пп. 7-21.
24. Способ уменьшения потерь урожая от биотического стресса, включающий введение в растение или окружающую его среду соединения формулы (I) по любому из пп. 1-5 или композиции по любому из пп. 7-21.
25. Композиция удобрения, включающая соединение формулы (I) по любому из пп. 1-5 или композицию по любому из пп. 7-21.
26. Концентрат, включающий соединение формулы (I) по п.1 и одно или оба из соединения формулы (V) по п.9 и антиоксиданта.
По доверенности
140465ЕА
l/i