IDENTIFICATION OF THE SECOND GENERATION RODENTICIDAL SUBSTANCE "BROMADIOLONE" (ANALYTICAL DETERMINATION, STRUCTURAL FEATURES AND REARRANGEMENT)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Industrial samples of the second-generation rodenticidal substance Bromadiolone (I) have been studied by UV, IR spectroscopy, RP HPLC and X-ray diffraction. The conditions for the identification of the isomeric composition by the RP HPLC method were preliminarily selected, which made it possible to divide the studied samples of the substance into groups differing in isomeric (cis/trans) composition I in the range from 82:18 to 72:28 (in products up to 64:36). The aspects of sample preparation and the results of the analysis of various formulations/products containing I are presented. Two different crystalline phases Ia and Ib have been isolated from amorphous technical substances, characterized by a complex of physico-chemical methods (IR, XRD, DTA, PPM) and comparative efficacy data have been obtained. The crystal structure for Ib was determined by the pX-ray diffraction analysis method. An attempt to isolate I from various solvosystems based on dimethyl sulfoxide led to the crystallization of phases representing degradation and rearrangement products. Under production conditions, when heated in this particular solvent, highly concentrated forms (premixes) I are obtained, which are used to prepare poisoned rodenticidal baits. Analysis of the XRD data showed that the rearrangement products, in addition to the expected salicylic acid, were cyclic derivatives: triacetone triperoxide and γ-butyrolactone II with volume substituents in the 3rd and 5th positions. Direct synthesis of II, due to the presence of bulky substituents, is difficult, however, as it turned out in the course of the work, it can be realized by directed rearrangement of I. Apparently, homologues of γ-butyrolactone with other substituents can be obtained using substances related to bromadiolone.

About the authors

A. N Kochetov

RTU-MIREA Russian Technological University, Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

Email: kochchem@mail.ru
Moscow, Russia

A. A Sergeenkova

RTU-MIREA Russian Technological University, Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

Moscow, Russia

L. A Nosikova

RTU-MIREA Russian Technological University, Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

Moscow, Russia

Z. A Kudryashov

RTU-MIREA Russian Technological University, Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

Moscow, Russia

V. V Chernyshov

Federal State Budgetary Institution of Science Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, RAS; Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia; Moscow, Russia

V. A Tafeenko

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. Yu Tsivadze

RTU-MIREA Russian Technological University, Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies; Federal State Budgetary Institution of Science Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, RAS

Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Рынок родентицидов в России. Книга 1. Сборник информационных, нормативных и методических материалов. Составители: Мелков В.К., Румянцева Л.Н., Колков В.Ф., Воронцова В.Л.— М.: Проект, 2003. 328 с.
  2. Комаров В.Ю., Иванова А.О. // Сельскохоз. Журн. 2023. № 4. С. 130.
  3. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Пест-Менеджмент. 2015. № 4. С. 42.
  4. Кочетов А.Н., Кузьмина Л.Г. // Кристаллография. 2007. Т. 52. С. 662.
  5. Porter W.R. // J. Comp.-Aid. Mol. Design. 2010. V. 24. P. 553.
  6. Кочетов А.Н., Кузьмина Л.Г. // Хим.-Фарм. Журн. 2010. Т. 44. № 2. С. 19.
  7. Danielyan E.,·Zuniga M. Hoang K.,·et al. // J. Chem. Cryst. 2023. V. 53. P. 453.
  8. Osborne D.A., Danielyan E.,·Hoang K.,·Valente E.J. // J. Chem. Cryst. 2024. V. 54. P. 64.
  9. US Pat. 20170118982 A1, опубл. 04.05.2017.
  10. Avdagić A., Cotarca L., Hameršak Z., et al. // Chirality. 1997. V. 9. P. 512.
  11. Hunter K E., Sharp. A., Newton A. // J. Chromatogr. 1988. V. 435. P. 83.
  12. Nosal D.G., Feinstein D.L., Chen L., van Breemen R.B.// J. of AOAC Int. 2020. doi: 10.1093/jaoacint/qsaa007.
  13. Menacher G., Masberg B., Elsinghorst P.W. // Anal. and Bioanal. Chem. 2022. V. 414. P. 5829.
  14. Fourel I., Damin-Pernik M., Benoit E., Lattard V. // J. Chromatogr. 2017. V. 1041—1042B. Р. 120.
  15. Felice L.J., Chalermchaikit T., Murphy M.J. // J. Anal. Toxicol. 1991. V. 15. P. 126.
  16. Palazoglu M.G., Tor E.R., Holstege D.M., Galey F.D. // J. Agric. Food Chem. 1998. V. 46. P. 4260.
  17. Guan F., Ishii A., Seno H., et al. // J. Chromatogr. 1999. V. 731B. 155.
  18. Hernández A.M., Bernal J., Bernal J.L. // Ibid. 2013. V. 925B. 76.
  19. Chalermchaikit T., Felice L.J., Murphy M.J. // J. Anal. Toxicol. 1993. V. 17. 56.
  20. Nosal D.G., Feinstein D.L., van Breemen R.B. // J. Chromatogr. 2021. V. 1156B. 122529.
  21. Fourel I. // Ibid. 2022. V. 1676A. 463209.
  22. Fasco M.J., Principe L.M. // J. Biol. Chem. 1982. V. 257. P. 4894.
  23. Choonara J.A., Haynes B.P., Cholerton S. // Br.J. Clin. Pharmac. 1986. V. 22. P. 729.
  24. US Pat. 4788297, опубл. 29.11.1988.
  25. van Heerden P.S., Bezuidenhoudt B.C.B., Ferreira D. // Tetrahedron. 1997. V. 53. Р. 6045.
  26. Damin-Pernik M., Espana B., Lefebvre S., et al. // Drug Metabolism and Disposition. 2016. V. 45. P. 160.
  27. Mihaylov Tz., Trendafilova N., Georgieva I., Kostova I. // Chemical Physics. 2010. V. 374. P. 37.
  28. Кочетов А.Н., Шестаков К.А., Шпилевский Г.М., Кузьмина Л.Г. // Хим.-Фарм. Журн. 2013. Т. 47. № 2. С. 41.
  29. Чернышев В.В. // Изв. Академии наук. Сер. хим. 2001. № 12. С. 2174.
  30. David W.I.F., Shankland K. // Acta Crystallogr. 2008. A64. Р. 52.
  31. Harris K.D.M. // Top. Curr. Chem. 2012. V. 315. P. 133.
  32. Werner P.-E., Eriksson L., Westdahl M. // J. Appl. Crystallogr. 1985. V. 18. P. 367.
  33. Zlokazov V.B. // Ibid. 1992. V. 25. P. 69.
  34. Zlokazov V.B. // Comput. Phys. Commun. 1995. V. 85. P. 415.
  35. Zhukov S.G., Chernyshev V.V., Babaev E.V., et al. // Z. Kristallogr. 2001. V. 216. P. 5.
  36. Zlokazov V.B., Chernyshev V.V. // J. Appl. Crystallogr. 1992. V. 25. P. 447.
  37. Gornostaev L.M., Tsvetkov V.B., Markova A.A., et al. // Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry. 2017. V. 17. P. 1814.
  38. de Wolff P.M. // J. Appl. Crystallogr. 1968. V. 1. P. 108.
  39. Smith G.M., Snyder R.L. // Ibid. 1979. V. 12. P. 60.
  40. Young R.A., Wiles D.B. // Ibid. 1982. V. 15. P. 430.
  41. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. 2008. V. 64A. P. 112.
  42. Brandenburg K. DIAMOND, Release 2.1d; Crystal Impact GbR: Bonn, Germany, 2000.
  43. Махнёва Т.В., Чепко В.И., Захарченко А.В. и др. // Дезинфекционное дело. 2006. № 3. С. 17.
  44. Кудрявцева Е.Е., Манькович Л.С. // Там же. 2021. № 4. С. 55.
  45. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Тонкие хим. технол. 2015. Т. 10. № 6. С. 88.
  46. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Пест-Менеджмент. 2018. № 4. С. 22.
  47. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Пест-Менеджмент. 2019. № 1. С. 36.
  48. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Дезинфекционное дело. 2019. № 3. С. 54.
  49. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Там же. 2016. № 1. С. 44.
  50. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Тонкие Хим. Технол. 2017. Т. 12. № 1. С. 76.
  51. Носикова Л.А., Кочетов А.Н., Хряпин Р.А. // Пест-Менеджмент. 2021. № 4. С. 12.
  52. Носикова Л.А., Кочетов А.Н. // Пест-Менеджмент. 2022. № 1. С. 29.
  53. Kuijpers E.A., den Hartigh J., Savelkoul T.J., de Wolff F.A. // J. Anal. Toxicol. 1995. V. 19. P. 557.
  54. Jones A. // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1996. V. 56. P. 8.
  55. Fauconnet V., Pouliquen H., Pinault L. // J. Anal. Toxicol. 1997. V. 21. P. 548.
  56. Marek L.J., Koskinen W.C. // J. Agric. Food Chem. 2007. V. 55. P. 571.
  57. Krizkova S., Beklova M., Pikula J., et al. // Sensors. 2007. V. 7. P. 1271.
  58. Kuijpers E.A.P., Hartigh J. den, Savelkoul T.J.F., de Wolff F.A. // J. Anal. Toxicol. 1995. V. 19. P. 557.
  59. Subbiah D., Kala S., Mishra A.K. // Chemosphere. 2005. V. 61. P. 1580.
  60. Felice L.J., Chalermchaikit T., Murphy M.J. // J. Anal. Toxicol. 1991. V. 15. P. 126.
  61. Koeber R., Niessner R. // Anal. Bioanal. Chem. 1996. V. 354. P. 464.
  62. Jung J.C., Kim J.C., Park O.S., Jang B.S. // Archives of Pharmacal Research. 1999. V. 22. P. 302.
  63. Park O.S., Jang B.S. // Archives of Pharmacal Research. 1995. V. 18. P. 277.
  64. van Heerden P.S., Bezuidenhoudt B.C.B., Ferreira D. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1997. V. 8. P. 1141.
  65. van Heerden P.S., Bezuidenhoudt B.C.B., Ferreira D. // Tetrahedron. 1997. V. 53. № 17. Р. 6045.
  66. AU Pat. 2015273548 B2, опубл. 17.12.2015.
  67. Kimihiko Y., Yasuhide T. // J. Health Sci. 2004. V. 50. P. 142.
  68. Gallocchio F., Basilicata L., Benetti C., et al. // Forensic Sci. Int. 2014. V. 244. P. 63.
  69. Armentano A., Iammarino M., Margo S.L., Muscarella M.// J. Vet. Diagnostic Inv. 2012. V. 24. P. 307.
  70. US Pat. 3574234 A61k, опубл. 06.04.1971.
  71. US Pat. 3764693 A01n 9/28, опубл. 09.10.1973.
  72. Pesticide Synthesis Handbook: Thomas A. Unger. — Elsevier Science: 1997. P. 845 (ISBN0815514018, 9780815514015).
  73. Tosti T., Rakić G., Natić M., et al. // J. Planar Chromatogr. — Modern TLC. 2009. V. 22. P. 333.
  74. Ray A.C., Murphy M.J., Du Vall M.D., Reagor J.C. // J. Am. Vet. Res. 1989. V. 50. P. 546.
  75. Aakeröy C.B., Spartz C.L., Dembowski S., et al. // Int. Union Cryst. J. 2015. V. 2. P. 498.
  76. Mukiza J., Gerber T.I.A., Hosten E.C., Betz R. // Z. Kristallogr. New Crystal Struct. 2015. V. 230. P. 35.
  77. Dubikova F., Kosloff R., Almog J., et al. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. P. 1146.
  78. Oxley J., Smith J., Brady J., et al. // Appl. Spectroscopy. 2008. V. 62. P. 906.
  79. Абдушукуров А.К., Хуррамов Э.Н., Нурматов Д.У. // Universum: техн. науки. 2020. № 7. С. 76.
  80. Патент RU2739772 С1, опубл. 28.12.2020.
  81. Ruan Q.-F., Pan W.-C., Zhao M., et al. // Bioorganic Chemistry. 2021. V. 111. 104871.
  82. Makosza M., Judka M. // Chem. Eur. J. 2002. V. 8. P. 4234.
  83. Tiecco M., Testaferri L., Temperini A., et al. // Synlett. 2006. P. 587.
  84. Zhang Y., Wang Y., Dai W.M. // J. Org. Chem. 2006. V. 71. P. 2445.
  85. Kapferer T., Brückner R. // Eur. J. Org. Chem. 2006. P. 2119.
  86. US Pat. 4585786 A61K 31/38, опубл. 29.04.1986.
  87. Заева Г.Н., Мальцева М.М., Березовский О.И., и др. // Дезинфекционное дело. 2004. № 3. С. 58.
  88. GB Pat. 2126578 A, опубл. 14.06.1982.
  89. Osborne D.A., Danielyan E., Hoang K., Valente E. // J. Chem. Cryst. 2024. V. 54. P. 64.
  90. Malde A.K, Stroe M., Caron B., Visscher K.M., Mark A.E. // J. Chem. Theory Comput. 2018. doi: 10.1021/acs.jctc.8b00453.
  91. Комаров В.Ю., Иванова А.О. // Дезинфекционное дело. 2024. № 1. С. 33.
  92. Hadler M.R., Redfern R., Rower F.P. // J. Hygiene. 1975. V. 74. P. 441.
  93. Заева Г.Н., Мальцева М.М., Рыльников В.А. и др. // Пест-менеджмент. 1996. № 2. С. 6.
  94. Berg P. // Pest Contr. 1979. V. 47. № 6. P. 60.
  95. Заева Г.Н., Березовский О.И., Родионов Р.П. // Дезинфекционное дело. 1997. № 4. С. 24.
  96. Gill J.E., Redfern R. // J. Hygiene. 1980. V. 85. Р. 443.
  97. Кочетов А.Н., Носикова Л.А., Кудряшова З.А., идр.// Журн. физ. хим. 2024. Т. 98. № 4. С. 86.
  98. Кочетов А.Н., Носикова Л.А., Кудряшова З.А., идр.// Там же. 2023. Т. 97. № 6. С. 904.
  99. Annunziata R., Raimondi L., Nano G.M., Palmisano G., Tagliapietra S. // Magn. Res. Chem. 1997. V. 35. P. 721.
  100. Stanchev S., Momekov G., Jensen F., Manolov I. // Eur. J. Med. Chem. 2008. V. 43. P. 694.
  101. Baskar M., Devi А., Arya В. // Int. J. Cur. Sci. Res. Rev. 2021. V. 4. P. 1457.
  102. Feig M., Gebreyohannes K.G., McGuffin V.L. // J. of Molecular Structure: TEOCHEM. 2010. V. 949. P. 41.
  103. Dolmella A., Gatto S., Girardi E., Bandoli G. // Ibid. 1999. V. 513. P. 177.
  104. Mladenović M., Mihailović M., Bogojević D., et al. // Eur. J. Med. Chem. 2012. V. 54. P. 144.
  105. Wang M., Chen F., Guan J., et al. // Appl. Biochem. Biotech. 2009. V. 159. P. 768.
  106. Chen F., Liu L., Bai Z., et al. // Bioengineered. 2016. V. 8. P. 92.
  107. Chen F., Zhang T., Qu C., et al. // Env. Sci. Pollut. Res. 2018. doi: 10.1007/s11356-018-3539-0.
  108. Abdou M.M., El-Saeed R.A., Bondock S. // Arab. J. Chem. 2019. V. 12. P. 88.
  109. Groom C.R., Allen F.H. // Angew. Chem. Int. Ed. 2014. V. 53. P. 662.
  110. Кorp J.D., Bernal I., Lemke T.L. // Acta Crystallogr. 1980. V. 36B. Р. 428.
  111. Магомедова Н.С., Звонкова З.В. // Кристаллография. 1978. Т. 23. С. 281.
  112. Precigoux G., Cotrait M., Le Baut G., Leblois D., Courant J. // Acta Crystallogr. 1987. V. 43С. Р. 1391.
  113. Enchev V., Abrahams I., Angelova S., Ivanova G. // J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 2005. V. 719. P. 169.
  114. Yamamoto Y., Takagishi H., Itoh K. // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. P. 6844.
  115. Ide S., Kendi E., Ozbey S., Ertan N. // Acta Cryst. C. 1994. V. 50. P. 1505.
  116. Ide S., Kendi E., Ertan N. // J. Chem.Cryst. 1994. V. 24. P. 743.
  117. Kendi E., Ozbey S., Ide S., Fun H.-K., Yip B.-C. // Acta Cryst. C. 1995. V. 51. P. 1144.
  118. Song J., Mishima M., Rappoport Z. // Organic Lett. 2007. V. 9. P. 4307.
  119. Valente E.J., Eggleston D.S. // Acta Crystallogr. 1989. С45. Р. 785.
  120. Csoregh I., Eckstein M. // Ibid. 1979. B35. Р. 389.
  121. Vijayalakshmi L., Parthasarathi V., Vora V., Desai B., Shah A. // Acta Crystallogr. 2002. Е58. o659.
  122. Kidwai M., Bansal V., Mothsra P., et al. // J. Molec. Catalysis. 2007. A268. P. 76.
  123. Stanchev S., Maichle-Mossmer C., Manolov I. // Z. Naturforsch. 2007. B62. P. 737.
  124. Zhang S.-L., Huang Z.-S., Shen Yu-D., et al. // Tetrahedron Lett. 2006. V. 47. P. 6757.
  125. Manolov I., Maichle-Mossmer C. // X-Ray Struct. Anal. Online. 2007. V. 23. P. 63.
  126. Castleberry B., Valente E.J., Eggleston D.S. // J. Crystallogr. Spectrosc. Res. 1990. V. 20. P. 583.
  127. Manolov I., Maichle-Mossmer C. // X-Ray Struct. Anal.Online. 2007. V. 23. P. 79.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).