Synthesis and biological testing for pesticidal activity of 8-azasteroids

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the present study is the synthesis and testing for pesticidal activities of 2,3-dimethoxy16,16-dimethyl-D-homo-8-azagona-1,3,5(10),13-tetraene-12,17а-one and 2,3-dimethoxy-16,16-dimethyl-dhomo-8-azagona-1,3,5(10),13-tetraene-12-imino-17а-one hydrochloride which could become the basis the basis of plant protection products. The first compound was obtained by condensation of 6,7-dimethoxy-2,3- dihydroisoquinoline with 2-acetyl-5,5-dimethylcyclohexane-1,3-dione. The second substance was synthesized by interaction of the first with ammonium chloride. 2-Acetyl-5,5-dimethylcyclohexane-1,3-dione was prepared by heating dimedone with acetic acid in polyphosphoric acid. 6,7-Dimethoxy-2,3-dihydroisoquinoline was synthesized in two steps. Boiling 2-(3,5-dimethoxyphenyl)ethylamine in formic acid gave the corresponding amide, which was cyclized in the presence of phosphorus oxychloride. The structure of the obtained compounds is confirmed by the data of IR, 1H NMR, UV spectra and elemental analysis. In the IR absorption spectra of 2,3-dimethoxy-16,16-dimethyl-D-homo-8-azagona-1,3,5(10),13-tetraene-12,17a-dione and 2,3-dimethoxy-16,16-dimethyl-D-homo-8-azagona-1,3,5(10),13-tetraen-12-imino-17a-one hydrochloride, enaminodiketone bands are present (1535, 1580, 1615, 1625, 1670 cm-1 ) and enimine ketone (1595, 1650, 3260 cm-1 ) groups, respectively. Their UV absorption spectra recorded in ethanol contain two absorption bands (265.303 and 268.317 nm) corresponding to ππ* transitions of the same molecular fragments. The mass spectra of the two obtained tetracycles contain peaks of molecular ions. 1H NMR spectra correspond to the structures of all obtained compounds The synthesized compounds were tested for certain types of insecticide (against Toxoptera graminum, Musca domestica, Meloidogyne incognita, Heliothis virescens, Diabrotica undecimpunctata howardi, Caenorhabditis elegans), fungicidal (against Drechslera, Erysiphe, Puccinia, Peronospora) and herbicidal (against Amaranthus retroflexus, Brassica rapa, Abutilon theophrasti, Alopecurus myosuroides, Avena fatua, Echinochloa crus galli) activities. Both synthesized compounds showed herbicidal activity against Amaranthus retroflexus, Brassica rapa, Abutilon theophrasti and insecticidal activity against Toxoptera graminum. Hydrochloride 2,3-dimethoxy-16,16-dimethyl-D-homo-8-azagon-1,3,5(10),13- tetraene-12-imino-17a-one showed insecticidal activity against Musca domestica and fungicidal activity against Drechslera.

About the authors

A. N. Pyrko

International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University

Email: pyrko@yandex.ru

References

  1. Ibrahim-Ouali M. Total synthesis of steroids and heterosteroids from BISTRO. Steroids. 2015;98(6):9- 28. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2015.02.014.
  2. Kaplan W., Khatri H. R., Nagorny P. Concise enantioselective total synthesis of cardiotonic steroids 19-hydroxysarmentogenin and trewianin aglycone. Journal of the American Chemical Society. 2016;138 (22):7194-7198. https://doi.org/10.1021/jacs.6b04029.
  3. Khatri H. R., Bhattarai B., Kaplan W., Li Zh., Long M. J., Aye Y., et al. Modular total synthesis and cell-based anticancer activity evaluation of ouabagenin and other cardiotonic steroids with varying degrees of oxygenation. Journal of the American Chemical Society. 2019;141(12):4849-4860. https://doi.org/10.1021/jacs.8b12870.
  4. Iqbal A., Siddiqui T. A review on synthesis and biological activities of D-ring modified pregnenolone. Steroids. 2021;170(6):108827. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2021.108827.
  5. Martinez-Gallegos A. A., Guerrero-Luna G., Ortiz-Gonzalez A., Cardenas-Garcia M., Bernes S., Hernandez-Linares M. G. Azasteroids from diosgenin: synthesis and evaluation of their antiproliferative activity. Steroids. 2021;166(2):108777. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2020.108777.
  6. Brito V., Santos A. O., Almeida P., Silvestre S. Novel 4-azaandrostenes as prostate cancer cell growth inhibitors: synthesis, antiproliferative effects and molecular docking studies. Comptes Rendus Chimie. 2019;22(1):73-83. https://doi.org/S1631074818301838.
  7. Huang L. H., Xu H.-D., Yang Z.-Ya., Zheng Y.-F., Liu H.-M. Synthesis and anticancer activity of novel C6-piperazine substituted purine steroid–nucleosides analogues. Steroids. 2014;82(4):1-6. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2013.12.004.
  8. Yao Zh., Xu Y., Zhang M., Jiang Sh., Nicklaus M. C., Liao C. Discovery of a novel hybrid from finasteride and epristeride as 5α-reductase inhibitor. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2011;21(1):475-478. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2010.10.112.
  9. Mikhalschuk A. L. On the 95th birthday of Afanasy Andreevich Akhrem. Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2008;44:243-246. https://doi.org/10.1007/s10593-008-0039-z.
  10. Mikhal’chuk A. L. The most important publications of A. A. Akhrem on the chemistry of heterocyclic compounds. Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2008;44:247-252. https://doi.org/10.1007/s10593-008-0040-6.
  11. Lakhvich F. A., Lis L. G., Akhrem A. A. Total synthesis of 8-аzasteroids. Russian Chemical Reviews. 1984;53(6);582-612. http://dx.doi.org/10.1070/RC1984v053n06ABEH003076.
  12. Gulyakevich O. V., Mikhal'chuk A. L. Mechanism for annelation (cyclocondensation of schiff bases by β-dicarbonyl and β,β′-tricarbonyl compounds in amphiprotic media (review). Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2008;44:253-262. https://doi.org/10.1007/s10593-008-0041-5.
  13. Akhrem A. A., Lakhvich F. A., Pyrko A. N., Lis L. G. Нeterocyclic analogs of steroids. xiii. new synthesis of 8-aza-16-oxasteroids. Russian Journal of Organic Chemistry. 1985;16(18):2565-2570. https://doi.org/10.1002/chin.198518300.
  14. Akhrem A. A., Borisevich N. A., Gulyakevich O. V., Mikhal'chuk A. L., Raichyonok T. F., Tikhomirov S. A., et al. Specific fluorescence properties and picosecond transient absorption of 8-azasteroids. Journal of Fluorescence. 1999;9:357-361. https://doi.org/10.1023/A:1020596210145.
  15. Rao H. S. P., Senthilkumar S. P. Review on the synthesis of 8-azasteroids. Current Organic Chemistry. 2004;8(15):1521-1528. https://doi.org/10.2174/1385272043369881.
  16. Aksenov N. A., Malyuga V. V., Abakarov G. M., Aksenov D. A., Voskressensky L. G., Aksenov A. V. Synthesis of 3,4-dihydroisoquinolines using nitroalkanes in polyphosphoric acid. Russian Chemical Bulletin. 2019;68:1047-1051. https://doi.org/10.1007/s11172-019-2518-z.
  17. Shimizu M., Orita H., Hayakawa T., Suzuki K., Takehira K. Oxidation of 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines to 3,4-dlhydrolsoqulnollnes with molecular oxygen catalyzed by copper(i1) chloride. Heterocycles. 1995;41(4):773-779. https://doi.org/10.3987/COM-94-6991.
  18. Akhrem A. A., Moiseenkov A. M., Krivoruchko V. A., Lakhvich F. A., Poselenov A. I. Approach to synthesis of 8-azasteroids. Russian Chemical Bulletin. 1972;21(9):2078-2083. https://doi.org/1007/BF00854629.
  19. Pyrko A. N. Method of preparation of cyclic β-triketones. Zhurnal organicheskoi khimii = Russian Journal of Organic Chemistry. 1991;27(10):1981- 1982. (In Russian).
  20. Akhrem A. A., Titov Yu. A. Total steroid synthesis. New York: Plenum Press; 1970. 306 p.
  21. Blickenstaff R. T., Ghosh A. C., Wolf G. C. Total synthesis of steroids. New York: Academic Press; 1974. 318 p.
  22. Pshenichny V. N., Gulyakevich O. V., Khripach V. A. Interaction of 6,7-dimethoxy-3,4-dihydroxy isoquinoline with enamines 2-acetyl-5,5-dimethyl- 1,3-cyclohexanediones. Proceedings of the Academy of Science of BSSR. Chemical series. 1986;(5):114-116.
  23. Gulyakevich O. V., Mikhal'chuk A. L., Khripach V. A. Enamino ketones. Annelation of cyclic Shiff bases with 2(1-aminoethylidene)-1,3-cyclohexanones. Zhurnal organicheskoi khimii = Russian Journal of Organic Chemistry. 1991;27(1):187-188. (In Russian).
  24. Borisevich N. A., Raichyonok T. F., Sukhodola G. B., Tolstorozhev V. A., Shashilov A. A. Absorption and fluorescence of 8-azasteroids in the gas phase. Journal of Applied Spectroscopy. 2005;72 (1):49-58. https://doi.org/10.1007/s10812-005-0030-8N.
  25. Borisevich N. A., Dubovskii V. L., Mikhal'chuk A. L., Raichenok T. F., Tikhomirov S. A., Tolstorozhev G. B. Photochemical processes in aqueous solutions of immunoactive 8-azasteroid. Journal of Applied Spectroscopy. 2003;70:545-549. https://doi.org/10.1023/a:1026146430668.
  26. Bagnich S. A., Gulyakevich O. V., Mikhalchuk A. L. Spectral-luminescent properties of 12- oximino derivatives of 8-Aza-D-Homogona-12,17a- Diones and their concentration dependence. Journal of Fluorescence. 2008;18:277-283. https://doi.org/10.1007/s10895-007-0267-0.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».