КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 16-16-04022

НазваниеРазработка экологически чистых технологий защиты картофеля от наиболее опасных возбудителей болезней и вредных организмов: создание сельскохозяйственных препаратов нового поколения – элиситоров, фитогормонов, фунгицидов

РуководительГлухарева Татьяна Владимировна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", Свердловская обл

Период выполнения при поддержке РНФ

2016 г. - 2018 г.

Конкурс№16 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (исследования в области картофелеводства и птицеводства).

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-106 - Растениеводство

Ключевые словаэлиситоры, системная приобретенная устойчивость, фунгициды, биологическая активность, фитогормоны, гетероциклы, 1,2,3-тиадиазолы

Код ГРНТИ34.31.31

СтатусЗакрыт досрочно

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Системная приобретенная устойчивость, СПУ (systemic acquired resistance, SAR) или приобретенный иммунитет представляет собой широкий набор защитных систем у растений, обеспечивая их устойчивость к повторным заражениям. Следует отметить, что поиск новых активаторов СПУ растений является актуальным направлением в области получения химических средств защиты растений. Основная идея проекта заключается в разработке сельскохозяйственных препаратов нового поколения: элиситоров (активаторов системной приобретенной резистентности) и пестицидов широкого спектра биологического действия на основе методов синтеза новых производных азот- и серусодержащих гетероциклов, новых гетероциклических систем и ансамблей. Предполагается проведение всесторонних испытаний их фунгицидной, противовирусной, антибактериальной активности, способности стимулировать СПУ, а также цитотоксичности на культурах животных клеток и общей токсичности in vivo на подопытных животных.Одной из задач данного проект является установление взаимосвязи структура – активность, для целенаправленного моделирования наиболее эффективного препарата. При этом будет учитываться роль не только структурных фрагментов, входящих в боковые заместители, но и размер циклического остова, количество и природа входящих в него гетероатомов, а также количество и тип различных гетероциклов в молекуле, будет определено их совместное действие. Таким образом, основной фундаментальной проблемой, на решение которой направлен проект является изучение новых методов синтеза гетероциклических азот- и серусодержащих циклических систем (моноциклических, би- и полициклических, конденсированных), обладающих физиологической активностью, способных защищать растения от воздействия различных патогенных факторов или стимулировать их резистентность к различным заболеваниям. В ходе выполнения проекта предполагается использовать следующие методы и подходы: А) Синтез новых мочевинопроизводных моноциклических азолов (1,2,3-тиадиазолов, тиазолов, 1,2,3-триазолов, 1,2,4-триазолов, пиразолов и т.д.) Б) Дизайн и синтез элиситоров на основе гетероциклических бициклических соединений. Учитывая, что в Западной Европе, Китае, США и Японии в качестве элиситоров используются такие препараты как BABA и Bion, мы предлагаем осуществить поиск аналогов аминомасляной кислоты, содержащих гетероциклической остаток, а также бициклических гетероциклов на основе 1,2,3-тиадиазола, -триазола и имидазола как аналогов препарата Бион. В) Испытания биологической активности. Испытания фунгицидной и антибактериальной активности веществ мы планируем проводить совместно с сотрудниками Ботанического сада УрО РАН, для чего планируется в этом году заключить хоздоговор. Так, фунгицидная активность будет исследована на серии грибов, вызывающих заболевания картофеля: Phytophthora infestans, (фитофтороз картофеля), Alternaria solani (альтернариоз картофеля), Hypochnus solani (ризоктониоз картофеля) и др. Антибактериальная активность – с использованием штаммов Erwinia carotovora (черная ножка), Clavibacter michiganensis (кольцевая гниль) и др. Противовирусная активность будет изучена по стандартным методикам на модельном объекте – вирусе табачной мозаики (TMV) в Нанкайском Университете, г. Тяньзинь, Китай . Там же будет исследована и способность веществ иннициировать СПУ. Г) Анализ результатов, определение закономерностей структура - активность. Д) Дизайн и свойства сельскохозяйственных препаратов нового поколения – элиситоры картофеля.

Ожидаемые результаты
Ожидаемые результаты: Синтез серии моноциклических производных 1,2,3-тиадиазола, изотиазола, 1,2,3-триазола, 1,2,4-триазола, пиразола, содержащих различные по электронным и пространственным эффектам структурные фрагменты мочевин, а также остатки природных соединений (триптаминов, аминокислот, цитизина, анабазина и т.д.); осуществить синтез бициклических производных гетероциклов (моно-, би- и трициклических соединений). Проведение первичных биологических испытаний фунгицидной и антибактериальной активности синтезированных соединений. Проведение анализа структура – активность. На основе предварительных данных (уравнений количественной зависимости структура – активность) будут выявлены вещества с высокой фунгицидной или бактериальной активностью в отношении различных штаммов микроорганизмов, вызывающих заболевания картофеля, а также с низкой – для поиска потенциальных элиситоров. На основе испытаний биологической активности будет проведена коррекция в дизайне элиситоров, выбраны структуры-лидеры и на их основе синтезированы новые элиситоры для картофеля, а также фунгициды или антибактериальные препараты. Будут проведены биологические испытания на растениях картофеля и на основе выявленных закономерностей выбраны наиболее эффективные препараты. При этом будут варьироваться условия выращивания растений (благоприятные климатические и неблагоприятные климатические условия). На основе выявленных лидеров будут выбраны потенциальные препараты для проведения всестороннего изучения: определения острой, субхронической токсичности и побочных эффектов и испытания в теплицах при отсутствии или их незначительности токсичности. По результатам работ будут опубликованы не менее 9 статей в журналах, рецензируемых электронной базой Web of Science и одна монография. Следует отметить, что в настоящее время в мире широкое применение в сельском хозяйстве нашли такие синтетические активаторы СПУ растений как бион и тиадинил, которые в первую очередь используются при выращивании пшеницы и кукурузы. В нашей стране элиситоры не применяются. В результате выполнения данного проекта будет создан новый тип сельскохозяйственного препарата– активатор системной приобретенной устойчивости картофеля, который позволит увеличить устойчивость картофеля к неблагоприятным климатическим условиям, таким как засуха и повышенная влажность.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Важной задачей, стоящей перед картофелеводством в нашей стране, является повышение урожайности и качества картофеля. Решение этой задачи лежит не только в плоскости создания качественного посевного материала, но также и в реализации всего комплекса агротехнологии: подготовки семенного материала, защита растений от бактериоза и вирусов, хранения картофеля. Целью данного проекта является создание новых средств защиты растений, таких как фунгицидных, антибактериальных средств, а также элиситоров. Поиск новых химических средств защиты картофеля в первую очередь обусловлен тем, что в последнее время развивается резистентность с существующим средствам защиты растений. Таким образом, главным направлением работы над проектом в первом году стал синтез новых соединений и исследование их биологической активности. Среди производных 1,2,3-тиадиазола одним из самых широко применяемых препаратов, как в сельском хозяйстве, так и в научных исследованиях в области биотехнологии и физиологии растений, является тидиазурон – N-фенил-N'-(1,2,3-тиадиазол-5-ил)мочевина. В литературе представлены различные методы синтеза тидиазурона. Исходными соединениями являются этиловый эфир 1,2,3-тиадиазол-5-илкарбоновой кислоты (метод 1 и 2), этиловый эфир 5-амино-1,2,3-тиадиазол-4-илкарбоновой кислоты (метод 3) и аминоацетонитрил (метод 4). Нами был разработан новый подход к синтезу производных 1,2,3-тиадиазол-5-ил- и 1,2,3-тиадиазол-4-ил- мочевин, включающий альтернативный вариант получения 1,2,3-тиадиазолилкарбонилазидов, основанный на диазотировании гидразидов 1,2,3-тиадиазолилкарбоновых кислот. В качестве исходных соединений были выбраны описанные в литературе этиловые эфиры 1,2,3-тиадиазолилкарбоновых кислот. В результате нами был наработан ряд тиадиазолилмочевин из 12 соединений. Большую группу производных карбаминовой кислоты, обладающих гербицидными свойствами, составляют O-алкил-N-арилкарбаминовые кислоты. Они нашли применение в качестве средств борьбы с сорняками и регуляторов роста растений, некоторые из них также проявляют довольно сильное фунгицидное действие. Для получения эфиров тиадиазолилкарбаминовых кислот нами были изучены реакции 1,2,3-тиадиазол-5-илацилазида с различными алифатическими спиртами. Нами были проведены исследования фунгицидной активности полученных соединений в отношении микроскопических грибов – фитопатогенов сельскохозяйственных культур. Нами было выдвинуто предположение, что введение фрагментов аминокислот в молекулы 1,2,3-тиадиазолилмочевин позволит увеличить их биодоступность, а также получить водорастворимые формы в виде натриевых солей. Разработанная ранее методика стала основой для синтеза 1,2,3-тиадиазолилмочевин, которые были синтезированы при взаимодействии ацилазидов с аминокислотами. Таким образом, нами был разработан препаративно-удобный метод синтеза широкого ряда моно- и диамидов угольной кислоты, содержащих 1,2,3-тиадиазольный цикл (всего 49 соединений), а также обнаружена перегруппировка Димрота в ряду 1,2,3-тиадиазол-5-илмочевин. Среди ансамблей, включающих 1,2,3-тиадиазольный цикл, обнаружены соединения с различным спектром биологической активности. Так, например, 1,2,3-тиадиазол-5-ил-1,3,4-оксадиазолы проявили высокую гербицидную, противовирусную и фунгицидную активность, 1,2,3-тиадиазол-5-ил-1,3,4-тиадиазолы – фунгицидную и противовирусную активность. В литературе описано всего несколько примеров гетероциклических ансамблей, содержащих 1,2,3-тиадиазольный и пиразольный циклы. Все полученные соединения являются производными 5-пиразол-3-ил-1,2,3-тиадиазола и проявляют различные виды биологической активности. Таким образом, нами предложен метод синтеза 5-пиразол-1-ил-1,2,3-тиадиазолов, содержащих высоко реакционноспособные функциональные группы – формильную и этоксикарбонильную. Дальнейшая модификация этих гетероциклических ансамблей является перспективной для получения биологически активных соединений. В ходе проведения тестовых испытаний фунгицидной и антибактериальной активности 41 синтезированного вещества, относящихся к классу 1,2,3 – тиадиазолов на патогенных грибах (Alternaria solani, Rhizoctonia solani, Fusarium solani) и бактериях (Erwinia carotovora), вызывающих заболевания картофеля, были определили наиболее перспективные соединения для проведения дальнейших тестовых исследований с участием других штаммов микроорганизмов, а также более детального изучения влияния данных соединений на формирование и развитие растений картофеля в условиях in vitro и in vivo.

Публикации

1. Высокова О.А., Калинина Т.А., Токарева М.А., Поспелова Т.А., Глухарева Т.В., Моржерин Ю.Ю. Synthesis of 5-pyrazol-1-yl-1,2,3-thiadiazoles Chemistry of Heterocyclic Compounds, - (год публикации - 2017)

2. Хажиева И.С., Глухарева Т.В., Фат Ж.Дж., Моржерин Ю.Ю. Synthesis and investigation of antifungal activity a mesoionic derivatives of 1.2.3-triazoles 21st IUPAC International Conference on Organic Synthesis (ICOS 21), Mumbai, India, P158 (год публикации - 2016)

3. Хамидулина Л.А.,Калинина Т.А.,Шахмина Ю.С.,Токарева М.А., Глухарева Т.В., Моржерин Ю.Ю. Synthesis, binding properties and biological activity of 1,2,3-thiadiazolyl- semicarbazides 21st IUPAC International Conference on Organic Synthesis (ICOS 21), Mumbai, India, P190 (год публикации - 2016)

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В рамках реализации Проекта за 2017 год синтезировано более 80 химических веществ 1,2,3-тиадиазолов, 1,2,3-селенадиазолов, 1,2,3-триазолов, 1,3-тиазолинов и металлокомплексов бета-дикетонов. Были проведены предварительные испытания биологической активности in vitro, которые включали серию экспериментов по проверке фунгицидной и антибактериальной активности синтезированных веществ на патогенных штаммах грибов и бактерий, вызывающих заболевания картофеля: Alternaria solani (альтернариоз картофеля), Rhizoctonia solani (ризоктониоз картофеля), Fusarium solani (фузариоз картофеля), Colletotrichum coccodes, (антрактоз, дартроз), Phytophtora infestans (фитофтороз), Erwinia carotovora (черная ножка), а также других сельскохозяйственных культур. Фунгицидные и антибактериальные свойства наиболее активных соединений были изучены in vivo на клубнях, клональных микрорастениях и растениях картофеля, выращенных в условиях открытого грунта. Результаты экспериментов выявили способность ряда соединений оказывать положительный защитный эффект. Было установлено положительное влияние соединений класса 1,2,3-триазоло-1,3,4-тиадиазинов на процессы прорастания семенного материала, побегов, а также частей каллусной ткани. Показана ростостимулирующая активность веществ данной группы. Выявлено соединение, показавшее положительный эффект в экспериментах различной направленности на растениях картофеля (стимуляция прорастания, проверка формируемой устойчивости, активация роста и проверка формирования устойчивости к комплексному заражению патогенами). Данное соединение стимулирует устойчивость к неблагоприятным факторам среды, помогая максимально полно реализовывать стратегию развития растения. При проведении эксперимента в открытом грунте также фиксировалось повышение количества и качества урожая. В ходе проверки данного соединения при длительном хранении клубней отметили его способность повышать сопротивляемость их к патогенам. Совместно с группой проф. Фана (Нанкайский университет, Тяньзинь, Китай) была изучена противовирусная активность широкого ряда веществ, выявлены соединения, с высоким защитным и лечебным эффектом. Для трех соединений показана способность стимулировать системную приобретенную устойчивость (СПУ) растений Nicotiana tabacum L. к вирусу табачной мозаики, выше, чем у коммерческих препаратов (тиадинил, бион, изотианил, метиадинил). Планируется дальнейшее исследование индукции СПУ данных соединений на растениях Solanum tuberosum.

Публикации

1. Высокова О.А., Калинина Т.А., Токарева М.А., Поспелова Т.А., Глухарева Т.В., Моржерин Ю.Ю. Synthesis of 5-(pyrazol-1-yl)-1,2,3-thiadiazoles Chemistry of Heterocyclic Compounds, Latvian Institute of Organic Synthesis, Riga, Latvia, Volume 53, Issue 2, 1 February 2017, Pages 236-238 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1007/s10593-017-2045-5

2. Высокова О.А., Калинина Т.А., Хамидуллина Л.А., Черепанова О.Е., Кочубей А.А., Глухарева Т.В. Изучение влияния 1,2,3-триазоло[5,1-b]-1,3,4-тиадиазинов на процессы прорастания семян томата сорта «Сибирский скороспелый» «ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИДЕИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В АГРАРНОЙ НАУКЕ» Сборник материалов международной научно-практической конференции молодых ученых (17 ноября 2017 г., Кайнар), стр. 174-177 (год публикации - 2017)

3. Галущинский А.Н., Слепухин П.А., Обыденнов К.Л. Crystal structures of two (Z)-2-(4-oxo-1,3-thiazolidin-2-ylidene)acetamides Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, Volume 73 (12) P. 1850-1854 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1107/S2056989017016061

4. Калинина Т.А., Высокова О.А., Глухарева Т.В. 1,2,3-Тиадиазолил- и 1,2,3-селенодиазолилмочевины как средства защиты растений «ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИДЕИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В АГРАРНОЙ НАУКЕ» Сборник материалов международной научно-практической конференции молодых ученых (17 ноября 2017 г., Кайнар), стр. 268-270 (год публикации - 2017)

5. Калинина Т.А., Высокова О.А., Хамидуллина Л.А., Кочубей А.А., Черепанова О.Е., Глухарева Т.В. The effect of ethyl 5′-(4-methoxybenzoyl)-5′,7′-dihydrospiro[cyclopentane-1,6′-[1,2,3]triazolo[5,1-b][1,3,4]thiadiazin]-3′-carboxylate on the Pinus sylvestris L. seed germination Agronomy Research, Estonian University of Life Sciences,Tartu, ESTONIA, - (год публикации - 2017)

6. Высокова О.А., Калинина Т.А., Глухарева Т.В. СИНТЕЗ 5-БЕНЗИЛИДЕН-1,2,3-ТРИАЗОЛО[5,1-b]1,3,4-ТИАДИАЗИНОВ Тезисы докладов XX Всероссийской молодежной школы-конференции по органической химии, г. Казань, 18-21 сентября 2017 г., 269 с., с. 113 (год публикации - 2017)

7. Галущинский А.Н., Костерина М.Ф., Глухарева Т.В. , Обыденнов К.Л. СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ 4 -(4 -ОКСОТИАЗОЛИДИН-2-ИЛИДЕН)ПИРРОЛИДИН-2,3,5-ТРИОНА Достижения молодых ученых: химические науки: тезисы III Всероссийской молодежной конференции (г. Уфа,17-20 мая 2017 г., ) Уфа: РИЦ БашГУ, 2017. – 455 с., с. 82-84 (год публикации - 2017)

8. Грачева Е.С., Хажиева И.С., Глухарева Т.В., Моржерин Ю.Ю. 2,6-ДИХЛОРМЕТИЛ-4-ТРЕТБУТИЛФЕНОЛ В СИНТЕЗЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,2,3-ТРИАЗОЛА Проблемы теоретической и экспериментальной химии : тез. докл. XXVII Рос. молодеж. науч. конф., посвящ. 175-летию со дня рожд. проф. Н.А. Меншуткина, Екатеринбург, 26–28 апр. 2017 г. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 488 с., с. 402-403 (год публикации - 2017)

9. Дёмкин П.М., Хажиева И.С., Глухарева Т.В. Взаимодействие 1,2,3-триазолий-5-олатов с этилендиамином Современные аспекты химии: материалы IV молодежной школы-конференции. Пермс. гос. нац. исслед. ун-т (Пермь, 16-17 мая 2017 г.) - 148 с., cтр. 103-104 (год публикации - 2017)

10. Дёмкин П.М., Хажиева И.С., Нейн Ю.И., Глухарева Т.В. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ 1,2,3-ТРИАЗОЛИЙ-5-ОЛАТОВ тезисы II Всероссийской молодежной конференции "Проблемы и достижения химии кислород- и азотсодержащих биологически активных соединений", г. Уфа , 15-18 ноября 2017 г., - (год публикации - 2017)

11. Калинина Т.А., Токарева М.А., Высокова О.А., Шатунова С.А., Глухарева Т.В. СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ 1,2,3-ТИАДИАЗОЛИЛ- И 1,2,3-СЕЛЕНОДИАЗОЛИЛ-МОЧЕВИН И СЕМИКАРБАЗИДОВ Тезисы докладов XX Всероссийской молодежной школы-конференции по органической химии, г. Казань, 18-21 сентября 2017 г., 269 с., с. 147 (год публикации - 2017)

12. Калинина Т.А., Хамидуллина Л.А., Хрусталев В.Н., Дороватовский П.В., Шатунова С.А., Глухарева Т.В. COPPER COMPLEXES OF 1,2,3-THIADIAZOLYL-SEMICARBAZIDES IN PLANT PROTECTION 27th International Chugaev Conference on Coordination Chemistry and 4th Young Conference School “Physicochemical Methods in the Chemistry of Coordination Compounds” October 2–6, 2017, Nizhny Novgorod BOOK OF ABSTRACTS, Р61 (год публикации - 2017)

13. Обыденнов К.Л., Галущинский А.Н., Хамидуллина Л.А., Костерина М.Ф., Шатунова С.А., Глухарева Т.В. СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ АНСАМБЛЕЙ 1,3ТИАЗОЛИДИН-4-ОНА И ПИРРОЛИДИН-2,3,5-ОНА С ДВОЙНОЙ ЭКЗОЦИКЛИЧЕСКОЙ С=С-СВЯЗЬЮ Тезисы докладов XX Всероссийской молодежной школы-конференции по органической химии, г. Казань, 18-21 сентября 2017 г., 269 с., с. 181 (год публикации - 2017)

14. Садовскова К.А., Нейн Ю.И., Моржерин Ю.Ю. СИНТЕЗ МЕЗОИОННЫХ 3-АМИНО-2,6-ДИАРИЛ-1,2,3ТРИАЗОЛООКСАЗЕПИН-5-ОНОВ Проблемы теоретической и экспериментальной химии : тез. докл. XXVII Рос. молодеж. науч. конф., посвящ. 175-летию со дня рожд. проф. Н.А. Меншуткина, Екатеринбург, 26–28 апр. 2017 г. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 488 с., с. 430-431 (год публикации - 2017)

15. Токарева М.А., Высокова О.А., Калинина Т.А., Морженрин Ю.Ю. Синтез и изучение фунгицидной и антибактериальной активности 1,2,3-тиадиазолилсемикарбазидов Достижения молодых ученых: химические науки: тезисы III Всероссийской молодежной конференции (г. Уфа,17-20 мая 2017 г., ) Уфа: РИЦ БашГУ, 2017. – 455 с., с. 278-279 (год публикации - 2017)

16. Хамидуллина Л.А., Пестов А.В., Хрусталев В.Н., Доравотовский П.В., Шатунова С.А., Пузырев И.С. CHARACTERIZATION AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF TRANSITION METAL COMPLEXES POSSESSING FLUORINE-CONTAINING ARYL-β-DIKETONE LIGANDS 27th International Chugaev Conference on Coordination Chemistry and 4th Young Conference School “Physicochemical Methods in the Chemistry of Coordination Compounds” October 2–6, 2017, Nizhny Novgorod BOOK OF ABSTRACTS, Р145 (год публикации - 2017)

17. Хасанова К.М., Мухаметкулова А.Р., Нейн Ю.И., Моржерин Ю.Ю. СИНТЕЗ ВОДОРАСТВОРИМЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ЦВИТТЕР-ИОННЫХ 1,2,3-ТРИАЗОЛОВ Проблемы теоретической и экспериментальной химии : тез. докл. XXVII Рос. молодеж. науч. конф., посвящ. 175-летию со дня рожд. проф. Н.А. Меншуткина, Екатеринбург, 26–28 апр. 2017 г. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 488 с., с. 434-435 (год публикации - 2017)

18. Чуприков С.Д., Хажиева И.С., Глухарева Т.В., Улитко М.В., Фан Ж.Дж., Моржерин Ю.Ю. СИНТЕЗ, МОДИФИКАЦИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ 4-ЦИННАМОИЛ-1-ФЕНИЛ-1Н-1,2,3-ТРИАЗОЛ-5-ОЛАТОВ Проблемы теоретической и экспериментальной химии : тез. докл. XXVII Рос. молодеж. науч. конф., посвящ. 175-летию со дня рожд. проф. Н.А. Меншуткина, Екатеринбург, 26–28 апр. 2017 г. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 488 с., с. 437-438 (год публикации - 2017)

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В рамках реализации Проекта за 2018 год синтезировано более 50 химических веществ 1,2,3-тиадиазолов, 1,2,3-селенадиазолов, 1,2,3-триазолов, 1,2,4-триазолов 1,3-тиазолидинов и металлокомплексов бета-дикетонов – потенциальных регуляторов роста растений, элиситоров, фунгицидов, антибактериальных веществ. Проведены испытания фунгицидной и антибактериальной активности синтезированных веществ на патогенных штаммах грибов и бактерий, вызывающих заболевания картофеля: Alternaria solani (альтернариоз картофеля), Rhizoctonia solani (ризоктониоз картофеля), Fusarium solani (фузариоз картофеля), Colletotrichum coccodes, (антрактоз, дартроз), Phytophtora infestans (фитофтороз), Erwinia carotovora (черная ножка), а также других сельскохозяйственных культур: Botrytis cinereal, Gibberella zeae, Physalospora piricola, Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia cerealis, Pellicularia sasakii и др. Для наиболее активных в отношении фитопатогенных грибов соединений были определены значения средней ингибирующей концентрации. Установлены минимальные ингибирующие концентрации для веществ, проявляющих антибактериальную активность. Часть работ была проведена в Нанкайском университете (г. Тянцзинь, Китай). Результаты синтеза и исследования противомикробной активности веществ опубликованы в виде статей в журналах: Organic and Biomolecular Chemistry (https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/OB/C7OB02701J#!divAbstract); Journal Agricultural and Food Chemistry (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.8b02151); Chemistry of Heterocyclic Compounds (https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs10593-018-2380-1.pdf$); Russian Journal of General Chemistry (https://link.springer.com/content/pdf/10.1134%2FS1070363218100304.pdf); Journal of Molecular Structure (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022286018310615?via%3Dihub); Chinese Journal of Chemistry (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cjoc.201700765). Проведена серия экспериментов по изучению влияния ряда 1,2,3-триазоло-1,3,4-тиадиазинов на рост и развитие растений. Ранее фиторегуляторные свойства этих веществ были отмечены в экспериментах на семенах сосны и томатов. В текущем году было изучено их влияние на растения картофеля сорта «Ирбитский» при выращивании в условиях открытого грунта. Результаты исследований, позволили обнаружить 2 соединения, повышающие продуктивность картофеля в полевых условиях. Показано, что их использование для обработки клубней картофеля перед посадкой приводит к увеличению скорости роста и накопления биомассы растений и формируемых ими клубней. Послеуборочное тестирование клубней выявило увеличение количества клубней стандартной фракции по сравнению с контролем. Также отмечено уменьшение количества клубней, пораженных гнилями. Исследования фиторегуляторной активности соединений класса 1,2,3-триазоло-1,3,4-тиадиазинов in vitro на каллусных культурах картофеля и вереска, а также микроклональных растений картофеля и протосомах орхидей, показали, что эти соединений влияют на морфо- и ризогенез, а также клубнеобразование у микрорастений картофеля и повышение жизнеспособности протосом орхидей. Использование данных соединений весьма перспективно для ускорения роста и развития эксплантов. Таким образом, отмечено влияние 1,2,3-триазоло-1,3,4-тиадиазинов на ростовые процессы, жизненность и формирование общей устойчивости растений к неблагоприятным факторам, как в условиях открытого грунта, так и в условиях in vitro. Совместно с группой проф. Фана (Нанкайский университет, Тяньзинь, Китай) была изучена противовирусная активность широкого ряда веществ, выявлены соединения, с высоким защитным и лечебным эффектом. Результаты опубликованы частично https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cjoc.201700765. Обнаружены соединения, стимулирующие системную приобретенную устойчивость (СПУ) растений, активность которых выше, чем у коммерческих препаратов (тиадинил, бион, изотианил, метиадинил). Результаты исследований росторегулирующей и элиситорной активности веществ и отправлены в печать. В результате работы по Проекту за 2018 год опубликовано 7 статей в журналах, индексируемых базами данных WoS и Scopus (два из которых входят в первый квартиль (Q1) по импакт-фактору JCR Science Edition) и 11 тезисов докладов. Отправлены в печать 6 статей в журналы, индексируемые базами данных WoS и Scopus. Проведены исследования острой токсичности веществ, перспективных для применения в качестве средств защиты и регуляторов роста растений. Показано, вещества обладают низкой токсичностью, LD50 (средняя доза веществ, вызывающая гибель половины членов испытуемой группы) превышает 5000 мг/кг. В рамках реализации Проекта с 12 по 14 ноября 2018 года состоялась Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений», в которой приняли участие ведущие российские и зарубежные ученые и молодые специалисты в области защиты растений. Информация о конференции и сборник материалов тезисов докладов участников представлены на официальном сайте мероприятия: https://plantprotection2018.urfu.ru

Публикации

1. Высокова О.А., Калинина Т.А., Слепухин П.А., Поспелова Т.А., Обыденнов К.Л., Глухарева Т.В. Синтез этиловых эфиров 5-(5-амино-4-R-1H-пиразол-1-ил)-1,2,3-тиадиазол-4-карбоновой кислоты и их циклизация в 6-R-пиразоло[1,5-a][1,2,3]тиадиазоло[4,5-e]пиримидин-4(5H)-оны Chemistry of Heterocyclic Compounds, - (год публикации - 2018)

2. Жу Ю.Дж., Хуо Дж.К., Фан Ж.Дж., Ву К.Ф., Ли. К, Жоу С., Ксионг Л.К., Калинина Т.А., Глухарева Т.В. Efficient construction of bioactive trans-5A5B6C spirolactones via bicyclo[4.3.0] α-hydroxy ketones Organic and Biomolecular Chemistry, 16, 1163-1166 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1039/c7ob02701j

3. К.Л. Обыденнов, Л.А. Хамидуллина, А.Н. Галущинский, С.А. Шатунова, М.Ф. Костерина, Т.А. Калинина, Ж.Дж. Фан, Т.В. Глухарева, Ю.Ю. Моржерин Discovery of Methyl (5Z)‑[2-(2,4,5-Trioxopyrrolidin-3-ylidene)-4-oxo-1,3-thiazolidin-5-ylidene]acetates as Antifungal Agents against Potato Diseases Journal Agricultural and Food Chemistry, 66(24), 6239-6245 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1021/acs.jafc.8b02151

4. Хажиева И.С., Демкин П.М., Ельцов О.С., Нейн Ю.И., Калинина Т.А., Фан Ж.Дж., Чен Л., Жао Б., Глухарева Т.В., Моржерин Ю.Ю. Synthesis and fungicidal activity of monocyclic and fused 1,2,3-triazolium-5-olates Chemistry of Heterocyclic Compounds, 54(10), 956-963 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1007/s10593-018-2380-1

5. Хамидуллина Л.А., Калинина Т.А., Дороватовский П.В., Хрусталев В.Н., Глухарева Т.В. Synthesis and Structure of 1-(1,2,3-Thiadiazolylcarbonyl)-4-(1,2,3-thiadiazolyl)semicarbazide Derivatives Russian Journal of General Chemistry, 88(10), 2209-2212 (год публикации - 2018)

6. Хамидуллина Л.А., Пузырев И.С., Глухарева Т.В., Шатунова С.А., Слепухин П.А., Дороватовский П.В., Зубавихус Я.В., Хрусталев В.Н. , Ж.Дж. Фан, Т.А. Калинина, А.В. Пестов Synthesis, characterization, DFT calculations, and biological activity of copper(II) complexes with 1,1,1-trifluoro-4-(2-methoxyphenyl)butan- 2,4-dione Journal of Molecular Structure, 1176(2019),515-528 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.08.112

7. Чен Лай, Ву Кифан, Фан Жи-Джин, Ли Гонпенг, Ли Дживай, Ху Венхао, Лиу Ксиумэй, Бельская Н.П., Глухарева Т.В., Жао Бин Design, Synthesis and Biological Evaluation of Isothiazole Based 1,2,4-Triazole Derivatives Chinese Journal of Chemistry, 36, 731-736 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1002/cjoc.201700765

8. Высокова О.А., Калинина Т.А., Хамидуллина Л.А., Обыденнов К.Л., Черепанова О.Е., Кочубей А.А., Кокшарова М.К., Глухарева Т.В. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НОВЫХ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ КЛАССОВ ТРИАЗОЛОТИАДИАЗИНА И ПИРРОЛИДИНИЛТИАЗОЛИДИНА НА УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ, ВЫРАЩЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ОТКРЫТОГО ГРУНТА, К ПАТОГЕННЫМ ШТАММАМ ГРИБОВ И БАКТЕРИЙ Программа и тезисы докладов Международной научно-практической конференци СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ДОСТИЖЕНИЯ В ЗАЩИТЕ КАРТОФЕЛЯ ОТ БОЛЕЗНЕЙ, ВРЕДИТЕЛЕЙ И СОРНЯКОВ, Большие Вязёмы, Московская область 12-14 марта 2018 г., с. 11 (год публикации - 2018)

9. Высокова О.А., Калинина Т.А., Хамидуллина Л.А., Черепанова О.Е., Кочубей А.А., Кокшарова М.К., Глухарева Т.В. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНГИЦИДНОИ АКТИВНОСТИ 1,2,3-ТРИАЗОЛО[5,1-B]-1,3,4-ТИАДИАЗИНОВ НА КЛОНАЛЬНЫХ МИКРОРАСТЕНИЯХ КАРТОФЕЛЯ СБОРНИК ТЕЗИСОВ Научной конференции Марковниковские чтения. Органическая химия: от Марковникова до наших дней Школа-конференция молодых ученых «Органическая химия: традиции и современность», с. 90 (год публикации - 2018)

10. Демкин П.М., Глухарева Т.В. Синтез новых производных 1,2,3-триазолий-5-олатов Материалы V молодежной школы-конференции "Современные аспекты химии", Перм. гос. нац. исслед. ун-т.,– Пермь, с. 121 (год публикации - 2018)

11. Калинина Т.А., Высокова О.А., Кочубей А.А., Черепанова О.Е., Фан Ж.Дж., Глухарева Т.В., Моржерин Ю.Ю. Поиск и разработка активаторов системной приобретенной устойчивости растений как средств защиты от фитопатогенов Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Актуальные проблемы картофелеводства: фундаментальные и прикладные аспекты", Издательский Дом Томского государственного университета, Томск, стр. 57-59 (год публикации - 2018)

12. Котлованов А.А., Обыденнов К.Л., Глухарева Т.В. СИНТЕЗ НОВЫХ 5-АРИЛИДЕН-4-ОКСО-1,3-ТИАЗОЛИДИН-2- ИЛИДЕНЭТАНТИОАМИДОВ Тезисы докладов 2-ой Международной (российско-индийской) научно-практической конференции «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM2018), ЗД-46 (год публикации - 2018)

13. Котлованов А.А., Обыденнов К.Л., Калинина Т.А., Высокова О.А., Галущинский А.Н., Глухарева Т.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНГИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ 1,3-ТИАЗОЛИДИН-4-ОНОВ В ОТНОШЕНИИ ФИТОПАТОГЕНОВ Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений», 12-14 ноября, 2018, 23-25 (год публикации - 2018)

14. Кочубей А.А., Высокова О.А., Калинина Т.А., Набайире К.О., Кокшарова М.К., Глухарева Т.В. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РОСТОВОЙ АКТИВНОСТИ/ МИКРОРАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРОИЗВОДНЫХ 1,2,3-ТРИАЗОЛО-1,3,4-ТИАДИАЗИНОВ Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений», 12-14 ноября, 2018, c. 55-57 (год публикации - 2018)

15. Мухаметкулова А.Р., Хасанова К.М., Калинина Т.А., Высокова О.А., Нейн Ю.И., Глухарева Т.В. СИНТЕЗ И ФУНГИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ МЕЗОИОННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,2,3-ТРИАЗОЛОВ Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений», 12-14 ноября, 2018, с. 46-48 (год публикации - 2018)

16. Обыденнов К.Л., Галущинский А.Н., Костерина М.Ф., Калинина Т.А., Глухарева Т.В. Синтез и функционализация производных 4-(4-оксотиазолидин-2-илиден)пирролидин-2,3,5-триона Сборник тезисов V Всероссийской с международным участием конференции по органической химии, г. Владикавказ, Республика Северная Осетия – Алания., с. 420 (год публикации - 2018)

17. Токарева M.A., Обыденнов K.Л., Слепухин П.A., Высокова O.A., Глухарева T.В. REACTION OF SODIUM 4-ACETYL-1-PHENYL-1H-1,2,3-TRIAZOL-5-OLATE WITH 1,2,3-THIADIAZOLE-4-CARBOXYLIC ACID HYDRAZIDE Сборник тезисов 2-ой Международной (российско-индийской) научно-практической конференции «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM2018), PR-24 (год публикации - 2018)

18. Хамидуллина Л.A., Калинина T.A., Глухарева T.В., Лукьянина Н.В., Пузырев И.С. NEW AROMATIC FLUORINE-CONTAINING POLYCARBONYL COMPOUNDS AS PESTICIDE CANDIDATES BOOK OF ABSTRACTS IX International Scientific Agriculture Symposium “AGROSYM 2018”, с. 329 (год публикации - 2018)

19. Хамидуллина Л.А., Глухарева Т.В., Калинина Т.А., Лукьянина Н.В., Пестов А.В. Новые комплексы металлов и металлоидов поликарбонильных соединений в защите растений Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Актуальные проблемы картофелеводства: фундаментальные и прикладные аспекты", Издательский Дом Томского государственного университета, Томск, с. 76-80 (год публикации - 2018)

20. Черепанова О.Е., Высокова О.А., Лукьянина Н.В., Калинина Т.А., Глухарева Т.В. ПОЛУЧЕНИЕ КАЛЛУСНОЙ КУЛЬТУРЫ ВЕРЕСКА ОБЫКНОВЕННОГО (CALLUNA VULGARIS (L.) HULL) Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений», 12-14 ноября, 2018, 57-59 (год публикации - 2018)

21. Черепанова О.А., Филиппов Е.Г., Дудкина Н.А., Высокова О.А., Хамидуллина Л.А., Глухарева Т.В. CALLUS CULTURE PRODUCTION OF CALLUNA VULGARIS (L.) HULL USING NEW SYNTHETIC GROWTH REGULATORS BOOK OF ABSTRACTS IX International Scientific Agriculture Symposium “AGROSYM 2018”, Jahorina, Bosnia and Herzegovina, October 04 - 07, 2018, page 330 (год публикации - 2018)

22. - Сотрудники ВНИИБЗР приняли участие в работе Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений» Сайт Всероссийского научно-исследовательского института биологической защиты растений, г. Краснодар, - (год публикации - )

23. - Соединения, противостоящие заражению картофеля патогенами, синтезировали в вузе Портале УрФУ, - (год публикации - )

24. - Современные подходы и методы в защите растений Сайт Института экологии горных территорий им. А.К. Темботова, Кабардино-Балкарская республика, г. Нальчик, - (год публикации - )

25. - Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений» Сайт ХТИ на Портале УрФУ, - (год публикации - )

Возможность практического использования результатов
Основной целью современного сельскохозяйственного производства является обеспечение народонаселения России полноценным, доступным по цене питанием. Значительной угрозой устойчивости мирового продовольственного снабжения являются потери урожая, вызванные уже давно известными патогенами и вновь возникающими инфекционными заболеваниями сельскохозяйственных культур. С каждым годом растет интерес к научно обоснованным методам защиты растений. Одним из важнейших способов предохранения растений от болезней и вредителей является обработка их химическими препаратами. Полученные в результате работы по Проектом результаты могут быть использованы в разработке технологий получения новых высоко эффективных средств защиты растений (элиситоров, регуляторов роста, фунгицидов и бактерицидов).