Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Высокую фунгицидную активность по отношению к фитопатогенным грибам проявили пероксиды, специально синтезированные из 1,3- и 1,5-дикетонов и пероксида водорода в гомогенных условиях с использованием в качестве катализаторов эфирата трифторида бора и фосфорномолибденовой кислоты. Установлено, что фосфорномолибденовая кислота, нанесенная на TiO2, является эффективным гетерогенным катализатором пероксидирования 1,3-дикетонов и 1,5-дикетонов с образованием соответственно тетраоксанов и озонидов. Разработан метод региоселективного окисления по Байеру-Виллигеру стероидных кетонов - производных эстрона и андростана в 17-окса-D-гомостероиды с использованием системы BF3⸱Et2O / H2O2. Важной особенностью обнаруженного процесса является селективное образование продуктов окисления с выходами от умеренного до высокого с использованием системы BF3⸱Et2O / H2O2, традиционно используемой для синтеза пероксидов. Полученные 17а-окса-D-гомостероиды принадлежат к важному классу стероидных лактонов с широким спектром биологической активности. Высокую фунгицидную активность, превосходящую триадимефон и крезоксим-метил в отношении различных классов грибков, показали бис-тиоцианатозамещенные пирролы. Разработан подход к неизвестному ранее классу пероксидов: β-алкокси-β-пероксилактонам. Целевые пероксиды получены с умеренными или отличными выходами из β-кетоэфиров, Н2О2 и спиртов. В найденных оптимальных условиях синтезирован широкий спектр β-алкокси-β-пероксилактонов, как α-незамещенных, так и α-замещенных. Синтезированные β-алкокси-β-пероксилактоны не превращаются в более стабильные β-гидроперокси-β-пероксилактоны из-за стереоэлектронно обусловленной нестабильности циклического пероксикарбениевого промежуточного продукта вследствие усиленного обратного α-эффекта. Разработан эффективный и масштабируемый метод получения нового химического класса фунгицидов: 1,3,4-тризамещенных 4-нитропиразолин-5-онов. Использованный нитрующий агент позволяет подавить характерную для пиразолонов реакцию окислительной димеризации. Некоторые из синтезированных 4-нитропиразолин-5-онов превосходят по фунгицидной активности триадимефон и крезоксим-метил.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Синтезированные из 1,3- и 1,5-дикетонов и пероксида водорода циклические пероксиды проявили высокую фунгицидную активность в отношении Ascosphaera apis, патогена, вызывающего аскосфероз – наиболее вредоносное грибковое заболевание медоносной пчелы и шмелей. Четыре синтезированных пероксида в концентрации 30 мг/л подавляют рост мицелия A. apis на 94-100%, превосходя коммерческие фунгициды широкого спектра действия – Триадимефон и Крезоксим-метил. Синтезирован широкий ряд 4-нитропиразолин-5-онов с различными ароматическими заместителями при амидном атоме азота и в положениях 3 и 4 пиразолонового цикла. Синтезированы родственные 4-нитропиразолин-5-онам гетероциклические соединения: 4-нитроизоксазолин-5-оны и пиразолин-5-оны с различными заместителями вместо нитрогруппы в положении 4. Разработан процесс получения из винилазидов и сульфинатов натрия N-незамещенных енаминосульфонов (структурных аналогов известного гербицида сульфосульфурона) в фотокаталитическом варианте в присутствии органического красителя эозина Y в качестве фотокатализатора. Исследована фунгицидная активность синтезированных 4-нитропиразолин-5-онов и родственных им соединений по отношению к фитопатогенным грибкам, наносящим серьезный ущерб растениеводству: Venturia inaequalis – возбудитель парши яблони, Rhizoctonia solani – возбудитель ризоктониоза, корневой гнили многих сельскохозяйственных культур, Fusarium oxysporum, Fusarium moniliforme – возбудители фузариозов зерновых и овощных культур, Bipolaris sorokiniana – возбудитель корневых гнилей зерновых культур и Sclerotinia sclerotiorum – возбудитель белых гнилей подсолнечника и многих овощных культур. Лидерные соединения предложенного нового класса фунгицидов по активности не уступают современным коммерческим действующим веществам для защиты растений, а по некоторым фитопатогенам даже превосходят их. Получены продукты окислительного C–O сочетания простых эфиров с диацилпероксидами. Обнаруженный процесс окисления простых эфиров открывает широкие возможности для использования малонил пероксидов и других циклических диацилпероксидов как селективных окислителей sp3-гибридного атома углерода в различных органических субстратах.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Установлено, что N2O4 является оптимальным нитрующим агентом для получения нового класса перспективных фунгицидов - нитропиразолонов. Проведены сравнительные испытания наиболее активных нитропиразолонов и известных антимикробных препаратов с нитрогруппой по отношению к 6 фитопатогенным грибам, которые наносят наибольший ущерб сельскому хозяйству. Противомикробные нитрофураны (Фуразолидон, Нитрофурантоин) и нитроимидазолы (Тинидазол, Орнидазол), в отличие от нитропиразолонов, показали незначительную фунгицидную активность по отношению к фитопатогенным грибам. Различия в структуре и активности свидетельствуют о том, что нитропиразолоны имеют принципиально новый механизм действия по сравнению с известными действующими веществами. Замена нитрогруппы на -OMe, -OH, -N3, -SCN или -Br привела к сильному снижению фунгицидной активности, однако 4-хлорпиразолин-5-он проявил высокую фунгицидную активность (на уровне крезоксим-метила). Этот результат позволяет сделать вывод о целесообразности дальнейшего изучения производных пиразолин-5-онов в качестве потенциальных фунгицидов. Осуществлено окислительное С-О сочетание неактивированных ацеталей по α-положению циклическими диацилпероксидами с образованием продуктов окислительного ацилоксилирования. Реакция необычна тем, что ацетальная группа является широко используемой защитной группой и, как правило, устойчива к действию окислителей. В данном случае функционализация неактивированного ацетального α-положения протекает через образование из ацеталя енолэфира in situ. Получен широкий спектр α-ацилоксиацеталей со свободной карбоксильной группой с выходами 42-85% при 100% атомной эффективности. Бромгидрины и их эфиры, ценные интермедиаты органического синтеза, получены электрохимическим гидроксибромированием и алкоксибромированием алкенов в неразделенной электрохимической ячейке. Предложенная комбинация исходных реагентов, добавок и растворителей позволяет селективно получать бромгидрины или их эфиры, несмотря на разнообразие возможных побочных продуктов (эпоксиды, дибромиды, диолы). Разработан общий метод тиоцианирования N-замещенных пирролов, индолов, пиразолонов и барбитуровых кислот системой NaSCN/CAN. Проведены фунгицидные испытания ряда синтезированных тиоцианатов на 14 фитопатогенных грибах, которые наносят наибольший ущерб сельскому хозяйству. Наиболее выраженная активность обнаружена у 2,5-дироданопирролов, которые превосходят коммерческие фунгициды широкого спектра действия - триадимефон и крезоксим-метил. Синтезированные циклические пероксиды, проявившие высокую фунгицидную активность в отношении Ascosphaera apis, патогена, вызывающего аскосфероз – наиболее вредоносное грибковое заболевание медоносной пчелы и шмелей, исследованы на острую токсичность по отношению к Apis mellifera carnica (Краинская медоносная пчела). Тетраоксаны и монопероксид с октильным заместителем в мостиковом положении оказались в основном нетоксичными для медоносных пчел (LD50 >1 г/кг).

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Разработан мультиграммовый метод синтеза фунгицидных нитропиразолонов, что делает этот новый класс фунгицидов легко доступным и обеспечивает перспективы практического применения нитропиразолонов в растениеводстве. Для лидерных нитропиразолонов определены значения EC50 для подавления роста мицелия фитопатогенных грибов, наносящих наибольший ущерб сельскому хозяйству - Venturia inaequalis, Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Fusarium moniliforme, Bipolaris sorokiniana и Sclerotinia sclerotiorum в сравнении с современным коммерческим фунгицидом крезоксим-метилом. Полученные данные говорят о сопоставимом уровне активности открытых в ходе выполнения настоящего проекта фунгицидов нового структурного класса с современным коммерческим фунгицидом; по ряду фитопатогенов нитропиразолоны превосходят крезоксим-метил по активности. Важной отличительной чертой нитропиразолонов является их структурная новизна – среди используемых средств защиты растений отсутствуют структурно родственные нитропиразолонам фунгициды. В связи с этим можно ожидать, что нитропиразолоны по механизму действия отличаются от широко применяемых классов фунгицидов, а значит могут иметь большую ценность для борьбы с резистентными фитопатогенами. Нитрогруппа в нитропиразолонах, может быть заменена другим заместителем сравнимого размера и электронных свойств без потери фунгицидной активности. Открытие высокой фунгицидной активности галогенпиразолонов и азидопиразолонов значительно расширяет круг возможных новых сильнодействующих фунгицидов на основе фрагмента пиразолин-3-она. Лидерные в отношении фитопатогенных грибов нитропиразолоны показали высокую фунгицидную активность в отношении патогенных для человека грибов C. albicans и A. niger, сравнимую с активностью широко используемых в настоящее время противогрибковых препаратов флуконазол и клотримазол. Эти результаты показывают, что синтезированные нитропиразолоны представляют большой интерес не только для защиты растений, но и имеют потенциал для разработки медицинских противогрибковых препаратов. Разработан эффективный метод присоединения 1,2,4-триазолов к винилсульфонам. Предполагается, что полученные соединения, содержащие триазольный и сульфонильный фрагменты, окажутся перспективыми для поиска новых фунгицидов. Полученные в ходе выполнения настоящего Проекта пероксиды, тиоцианаты и нитропиразолоны, в отношении которых установлена высокая фунгицидная активность в лабораторных исследованиях in vitro, испытаны на фунгицидную активность in vivo на опытных полях ВНИИФ в качестве средств для предпосевной обработки семян озимой и яровой пшеницы и гороха против комплекса грибковых патогенов. Предварительные результаты свидетельствуют о том, что полученные лидерные пероксиды, тиоцианаты и нитропиразолоны проявляют фунгицидную активность in vivo на уровне коммерческих фунгицидов или превосходят их.