WO2025088173A1 - Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals - Google Patents
Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025088173A1 WO2025088173A1 PCT/EP2024/080314 EP2024080314W WO2025088173A1 WO 2025088173 A1 WO2025088173 A1 WO 2025088173A1 EP 2024080314 W EP2024080314 W EP 2024080314W WO 2025088173 A1 WO2025088173 A1 WO 2025088173A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- pyrazine
- methylpropyl
- methoxy
- springtails
- butyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
- A01N43/48—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
- A01N43/60—1,4-Diazines; Hydrogenated 1,4-diazines
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
- A01P19/00—Pest attractants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D241/00—Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings
- C07D241/02—Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings
- C07D241/10—Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D241/14—Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D241/18—Oxygen or sulfur atoms
Definitions
- the invention relates to the field of plant protection products and biocontrol.
- the invention relates to pyrazine derivatives and their use as biocontrol agents for fungal diseases in cereal crops, and in particular wheat.
- the compounds of the invention act as chemical mediators by attracting springtails naturally present in soils, arthropods acting as a natural biocidal agent by feeding on fungi that are pathogenic to crops, such as Zymoseptoria tritici and Fusarium graminearum.
- crops With a global population of over 8 billion, ensuring sufficient grain production is crucial. With a limited area of arable land, achieving high crop yields is essential. In addition to the challenges of global warming, which inevitably impact crop yields due to water shortages or high temperatures, crops also suffer from numerous pathogens such as caterpillars and aphids, as well as bacteria, viruses, and fungi.
- Fusarium head blight (FHB) of wheat, barley, and maize is a widespread disease worldwide (Goswami and Kistler, 2004). It causes yield losses of up to 50%, and the 1990s epidemic alone in the United States resulted in losses of $2.6 billion (McMullen et al., 1997). Fusarium graminearum, one of the major causative agents of FHB currently, produces numerous toxic secondary metabolites such as deoxynivalenol (DON) (Miedaner, 1997) which reduces the quality of the remaining grains.
- DON deoxynivalenol
- FHB control relies on a combination of strategies including cultivar resistance and fungicides (Bai and Shaner, 2004) but plant protection products still struggle to combine efficacy, food safety and economic issues (Jones, 2000).
- Biocontrol also known as biocontrol, is another method of controlling pests and diseases using predators, parasites, or natural pathogens. It traditionally involves the deliberate introduction of one or more natural enemies, such as insects, mites, fungi, or bacteria, to suppress the population of a target pathogenic organism or promote resistance in cultivated plants.
- patent application EP 3987068 A1 proposes the use of a strain of Trichoderma atroviride as a biological control agent against fungal diseases of wheat. Spraying this strain on a seedbed would prevent contamination by Fusarium graminearum.
- Trichoderma atroviride is able to penetrate the roots and promote development, nutrition, and resistance to fungal diseases.
- Biological control can thus be an alternative to chemical pesticides and is considered a sustainable and environmentally friendly approach to pest control. It is used in agricultural and horticultural environments, as well as in natural ecosystems, to maintain the balance between different species and reduce the negative impact of invasive species. Many insects can be used as biological control agents, one of the most widespread is the ladybug, a predator Natural aphid control. By releasing ladybugs into an infested area, farmers and producers can reduce the need for chemical pesticides and promote a more sustainable approach to pest control. Alternatively, plant protection products such as chemical mediators are also considered biocontrol agents, including insect pheromones and kairomones (Article L. 253-6 of the French Rural and Maritime Fisheries Code). For example, pheromones are used to mass trap a pest insect in a trap, or in mating disruption techniques.
- the present invention aims to implement a new biocontrol method using springtails.
- Springtails are a class of small arthropods, found in and on soil and litter (i.e. plant debris on the ground) worldwide. They are generally less than 6 mm long, have a head with antennae, and a soft body divided into several segments. They are harmless to humans and play an important role in soil health and nutrient cycling. Indeed, springtails are important decomposers in terrestrial ecosystems, helping to break down organic matter and release nutrients such as nitrogen, phosphorus, and potassium, thus facilitating their availability to crop plants.
- springtails are omnivores that feed on a variety of organic matter present in and on the soil (litter). They can consume a wide range of materials, including bacteria, fungi, terrestrial microalgae, and decaying plant matter.
- laboratory food choice experiments have shown that springtails preferentially select certain fungal taxa (Collembolan dietary specialization on soil grown fungi, Jorgensen et al. 2003).
- a springtail shows a marked palatability for a pathogenic fungus, it can represent an excellent method for biological control of the fungus.
- the inventors have demonstrated that with a particular class of chemical molecules, some of which are of natural origin and used in infinitesimal doses, it is possible to indirectly implement a method of biological control against phytopathogenic fungi using springtails. They achieved this result by using pyrazine derivatives not as pesticides, but by using them as attractants, in order to attract springtails naturally present in the soil and consuming fungi that are pathogenic for certain crops, particularly cereals. These pyrazine derivatives can therefore be used as biocontrol agents, in particular as chemical mediators acting as an aggregation pheromone and attractant.
- the inventors identified and synthesized an aggregation pheromone naturally produced by the springtail species Heteromurus nitidus, which effectively attracts springtails, preferentially the species H. nitidus.
- this species is capable of consuming Zymoseptoria tritici and Fusarium graminearum, the main phytopathogenic fungi attacking wheat, over the long term.
- the natural pheromone identified in H. nitidus corresponds to the molecule 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, illustrated below, and the invention relates to its use as a biocontrol agent.
- the invention also relates to novel functional analogues of said natural pheromone which can also be used as biocontrol agents, in particular as attractants for springtails, preferably H. nitidus.
- a pyrazine-derived compound may be of formula (I), or a salt thereof: formula (I) in which
- R 1 represents a group selected from a C 1 -C 8 alkyl, a C 1 -C 2 alkyl substituted by an aryl group, a C 1 -C 10 alkyl group, and an aryl group substituted by a C 1 -C 4 alkyl group, and
- R 2 represents a C 1 to C 4 alkyloxy group
- R 3 represents a group selected from a C 1 to C 2 alkyl group.
- pyrazine-derived compound may be of formula (I) or a salt thereof, wherein:
- R 1 represents a group selected from C 1 to C 2 alkyl substituted by phenyl, butyl, isobutyl, butyl substituted by methyl, and benzyl substituted by methyl, and
- R 2 represents a methoxy group
- R 3 represents a group selected from isobutyl and secbutyl.
- the present invention thus relates to the use of at least one compound derived from pyrazine of formula (I): formula (I) or a salt thereof as a biocontrol agent attracting springtails, and wherein:
- - R 1 represents a group selected from C 1 -C 2 alkyl, C 1 -C 2 alkyl substituted by phenyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, butyl substituted by methyl, and benzyl substituted by methyl
- - R 2 represents an oxo group or a methoxy
- R 3 represents a hydrogen atom or a group selected from a C 1 -C 2 alkyl, a C 1 -C 2 alkyl substituted by a phenyl, a propyl, an isopropyl, a butyl, an isobutyl, a sec-butyl, a butyl substituted by a methyl, and a benzyl substituted by a methyl.
- 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is a molecule found in several species in nature and for which the inventors have discovered an attractive effect on springtails, and its potential as a biocontrol agent attracting springtails.
- said use relates to the pheromone naturally produced by H. nitidus, i.e. 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine:
- the inventors identified the existence of enantiomers and positional isomers of this molecule.
- the invention therefore also relates to the use described above of a compound of formula (I) in which R 1 and R 3 are distinct and chosen from a sec-butyl and iso-butyl group, or a racemic mixture, or an R or S enantiomer thereof.
- said pyrazine-derived compound of formula (I) is used as a biocontrol agent attracting springtails, in particular the springtail species H. nitidus.
- the invention proposes to attract fungivorous springtails already present in the soil by means of an aggregation pheromone and/or its analogues (and not to introduce springtails).
- said use comprises the diffusion of said pyrazine derivative compound of formula (I) in a growing ground, or the application of said pyrazine derivative compound of formula (I) to a crop or to the residues of a crop, such as a wheat crop or wheat debris.
- the pyrazine derivative compound of formula (I) is used at a dose of less than 50 ng per application, preferably between 0.01 and 3 ng.
- the dose will be between 0.01 and 3 ng, and preferably between 0.05 and 1 ng in order to have the best attractant effect on springtails in the area of application of said compound.
- the dose will be between 0.005 and 10 ng.
- the dose will be between 0.005 and 1 ng.
- the dose will be between 0.1 and 1 ng.
- the dose is 0.005 ng.
- the dose is 0.01 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 0.05 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 0.1 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 1 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 10 ng.
- the dose to be used will be adapted according to the conditions of application of these compounds.
- the invention also relates to a composition
- a composition comprising at least one compound of formula (I) among those described above or 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, in powder form or in a gel or a hydrogel or a solution, as well as the use of said composition as an attractant for a biocontrol agent, such as springtails.
- the invention also provides a device containing said composition, said device comprising a reservoir in which said composition is placed, and being capable of diffusing said composition outwards.
- the composition will thus be protected from the external environment and its diffusion can be controlled by means of any prolonged release technique known to those skilled in the art.
- the present invention is further illustrated, but not limited to, the following figures and examples.
- Figure 1 illustrates the principle of the biocontrol method proposed by the invention using a pyrazine derivative as a springtail attractant in a wheat crop.
- Figure 2 illustrates an agar culture of Zymoseptoria tritici and the ability of springtails (/-/. nitidus) to consume this phytopathogenic fungus over the long term;
- A agar at the start of the test;
- B after 3 weeks without springtails and
- C after 3 weeks with springtails.
- Figure 3 illustrates a culture on Fusarium graminearum agar and the capacity of springtails (/-/. nitidus) to consume this phytopathogenic fungus over the long term;
- A agar at the start of the test;
- B after 3 weeks without springtails;
- C after 3 weeks with springtails;
- D after 6 weeks with springtails;
- E after 8 weeks with springtails and
- F after 10 weeks with springtails.
- Figure 4 illustrates the methodology followed by the inventors to identify, synthesize and test the pyrazine-derived compounds of the invention.
- Figure 5A illustrates the synthesis pathways of the so-called original pyrazine (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) identified in H. nitidus and its analogues.
- Figure 5B illustrates the synthetic pathways of chiral pyrazines.
- Figure 6 shows the results of the attractiveness tests of the original pyrazine (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails as a function of the pyrazine dose used, according to the Petri dish attractiveness test.
- Figure 7 shows the results of attractiveness tests of one of the analogues of the original pyrazine, 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, on springtails as a function of the pyrazine dose used, according to the Petri dish attractiveness test.
- Figure 8 shows the results of attractiveness tests of the original pyrazine, (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails as a function of the pyrazine dose used, according to the olfactometry attractiveness test.
- Figure 9 shows the results of attractiveness tests of the R-enantiomer of the original pyrazine, (R)-(3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails as a function of the R-enantiomer dose used, according to the Petri dish attractiveness test.
- the present invention relates to novel pyrazine-derived compounds and their use as biocontrol agents. These compounds are intended for use in a biocontrol method using springtails as an agent for controlling phytopathogenic fungi.
- the invention is particular in that it does not propose to introduce the springtails into their site of action, but to attract springtails already present in the soil by means of an aggregation pheromone and/or its synthetic functional analogues, in particular said pyrazine-derived compounds.
- Figure 1 schematically illustrates the principle of the biocontrol method proposed by the invention.
- the latter aims to protect, in a non-limiting manner, cereal crops, and in particular wheat, against phytopathogenic fungi, such as the genera Fusarium and Zymoseptoria.
- the inventors propose using a springtail aggregation pheromone (or a synthetic analogue) so that its application in a target area induces the attraction and aggregation of springtails naturally present in the ecosystem. Once aggregated in the target area, the springtails will feed on the phytopathogenic fungi affecting this area.
- phytopathogenic fungi can affect a cereal crop and the springtails will feed on them, thus allowing the crop to recover.
- springtails can act preventively when they are attracted to a post-harvest field containing crop residues contaminated by harmful fungi. Indeed, these contaminated residues are a common source of contamination for new crops. Springtails will help alleviate this problem because, attracted to the post-harvest field, they will consume these fungi.
- H. nitidus is particularly advantageous for its ability to preferentially consume harmful fungi.
- H. nitidus is capable of long-term feeding on Fusarium graminearum or Zymoseptoria tritici, as well as reproducing and increasing its population while feeding on these fungi.
- H. nitidus is capable of consuming Zymoseptoria tritici spores when they are present on a wheat leaf contaminated by Z. tritici, as well as feeding long-term and reproducing on such a diet. H. nitidus is therefore capable of preferentially feeding on Zymoseptoria tritici when this fungus is found on a complex substrate such as wheat debris. In addition, H. nitidus is capable to stop the spread of spores and the development of the fungus, as well as to eliminate almost all spores present on the residues.
- the inventors set up an analysis of the volatile molecules produced by H. nitidus in order to identify at least one aggregation pheromone produced by this species.
- the invention proposes to use this molecule as an aggregation pheromone or attractant for springtails, and preferably H. nitidus, in order to treat a crop or a crop area affected by a phytopathogenic fungus.
- New synthetic analogues of 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine are pyrazine-derived compounds of formula (I), formula (I) or a salt thereof, in which:
- R 1 represents a group selected from a C 1 to C 2 alkyl substituted by a phenyl, a butyl, an isobutyl, a butyl substituted by a methyl, and a benzyl substituted by a methyl,
- R 2 represents an oxo or methoxy group
- R 3 represents a group selected from isobutyl and secbutyl.
- biocontrol agents particularly as chemical mediators acting as aggregation pheromones.
- the present invention thus proposes their use as a biocontrol agent, in particular as an attractant for springtails.
- the pyrazine-derived compounds of the invention also have potential as an insect attractant or repellent.
- the functional analogs are chosen from the following pyrazine derivatives and are part of the invention:
- 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is also capable of attracting springtails, including H. nitidus.
- 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is a natural molecule associated with the ladybug (Coccinella septempunctatà), the monarch butterfly (Danaus plexippus), as well as Saccharomyces cerevisiae and certain plants (PubChem compound summary). However, no link between this molecule and springtails was previously known.
- the invention thus proposes the use of 2-isopropyl-3-methoxypyrazine as a biocontrol agent in a method for treating and/or preventing septoria and/or fusarium wilt of wheat using springtails, in particular as an attractant for H. nitidus.
- the inventors have identified positional isomers of this molecule which can be used in the biocontrol method according to the invention, in the form of a racemic or non-racemic mixture, or of an R or S enantiomer thereof.
- the isomers are chosen from the following pyrazine-derived compounds:
- the enantiomer is (R)-3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine:
- the R, S enantiomers are used in the form of a mixture having a molar ratio R:S equal to or between 1:100 or equal to or between 100:1.
- the present invention thus provides the use of the pyrazine-derived compounds of the invention as a plant protection product that can be easily applied, and allowing crops to be treated indirectly, by triggering a natural biocontrol method using springtails.
- the springtails by consuming the phytopathogenic fungal species in the contaminated crop residues, prevent the contamination of subsequent crops by these fungi.
- the pyrazine-derived compounds of the invention make it possible to treat fusarium wilt and septoria wilt of wheat, and can be produced by a synthetic process in a few steps, so that they are available in large quantities on the market.
- the pyrazine derivatives of the invention are soluble in organic solvents.
- the inventors have demonstrated that the attraction of springtails is also effective when the molecules are dissolved in a very small quantity of organic solvent (a few milliliters of methanol) and the solution obtained is highly diluted in water (by a factor of approximately 1.10 6 ). It will therefore be possible to consider an aqueous solvent for the application of these compounds, and thus have a product with low toxicity for the environment. Otherwise, a dilution in an organic solvent such as methanol can be used and achieve a result similar to that of pyrazine diluted in water and shown in Figure 6.
- the pyrazine derivative compounds of the invention will for example be diffused into a growing medium in order to attract springtails so that they participate in the elimination of phytopathogenic fungi present in this medium.
- this method can be used in synergy with others (resistant wheat varieties, antagonistic fungi such as Trichoderma atroviride, etc.) in order to offer integrated management (Integrated Pest Management) of these pests.
- the compounds of the invention may also be sprayed directly onto plants or crop residues.
- the pyrazine-derived compounds may be presented in the form of a composition in powder form, in solution, in gel or hydrogel or may be integrated into a device allowing its controlled release, such as a pheromone diffuser device.
- the springtails H. nitidus species used for the experiments came from the MECADEV laboratory (National Museum of Natural History, Brunoy, France). They were kept in culture dishes (80 mm diameter, 52 mm height) in the dark on a moistened Fontainebleau sand substrate (Sordalab) and were fed with terrestrial microalgae (Pleurococcus spp.) and dried cow dung.
- Fusearium graminearum was obtained from the fungal culture collection of the Muséum national d’ consider obsolete (Paris, France). Zymoseptoria tritici was provided by INRAE BIOGER (Palaiseau, France). All strains were cultured in Petri dishes on Mandels MM medium (Mandels and Reese, 1957) because this medium is very little consumed by springtails unlike others. Spore suspensions were spread on MM medium and the Petri dishes were incubated for two weeks in climate chambers at 25°C for complete colonization. Thereafter, all Petri dishes were kept in the dark at 4°C for a maximum of two weeks until further experiments.
- the long-term consumption experiment consisted of quantifying the consumption of two phytopathogenic fungi by springtails by evaluating the evolution of springtail population size and their grazing effects on fungal development up to about ten weeks. Three conditions were tested for each pathogenic fungus with ten replicates each. Thirty adult springtails were placed in the presence of either: (i) the fungus grown on MM medium, (ii) the uncolonized MM medium or (iii) the sandy substrate alone (moistened Fontainebleau sand: H. nitidus culture medium without food resources). Conditions (ii) and (iii) were carried out to ensure that springtail growth and reproduction are the result of diet and not reserves. potentials made before the start of the experiment and that the spawning is not the result of environmental stress.
- Z. tritici unlike F. graminearum, has a yeast-like development.
- Z. tritici colonies do not homogeneously cover the entire MM culture medium.
- cubes were taken from the parts of the culture where the coverage of the MM medium by Z. tritici was the densest. This made it possible to offer approximately the same amount of fungi to the springtails in all replicates.
- the cubes covered with fungal culture were replaced every three weeks (immediately after the measurements on springtail populations at weeks 3, 6, and 9) to ensure that excess fungal mycelium was always available for all H. nitidus individuals.
- Mycelium cover was analyzed as continuous proportion data (thus bounded to the interval [0,1]) using beta regressions with a link logit function (Douma and Weedon, 2019) with the betareg (Zeileis et al., 2016) and glmmTMB (Magnusson et al., 2017) packages in R software.
- the molecules produced by springtails (/7. nitidus) in their environment were collected using SPME (Solid-Phase MicroExtraction) fibers capable of capturing a wide spectrum of molecules (divinylbenzene/Carboxen/Polydimethylsiloxane DVB/CAR/PDMS fibers, Merck). These molecules were then analyzed and identified by gas chromatography (GC) directly coupled with Shimadzu QP2010-Plus mass spectrometry (MS) analysis at the CRC laboratory (National Museum of Natural History).
- GC gas chromatography
- MS Shimadzu QP2010-Plus mass spectrometry
- the SPME fiber is conditioned for 30 min at 270°C in the GC injectors. After conditioning, the SPME fiber is introduced into the boxes so that it captures the molecules (pheromones) emitted in these boxes prepared the day before. The capture of the molecules by the fiber lasts 24 hours in the dark at ⁇ 20°C. The fiber is then removed from the boxes, placed on a fiber holder and then inserted into the injector of the GC-MS device. The analysis of the molecules desorbed from the fiber, by GC-MS lasts 34.5 minutes.
- the different parameters of the analysis are: temperature of the GC injector: 250°C, values of the flow of the Helium carrier gas: Flow rate 1.0 mL/min; pressure: 49.7kPa, splitless injection mode (for 0.4 min), temperature program applied: 1 min at 40°C then 8°C/min up to 300°C with a final plateau of 1 minute, characteristics of the stationary phase GC column: 5%phenyl-95%dimethylpolysiloxanes DB5 Agilent, GC-MS interface temperature 300°C).
- the mass spectrometer scans at a speed of 5000 us -1 , over a mass range of 45 at 500 u, under electron ionization conditions at 70 eV.
- GCMSsolution software Shiadzu
- the gain value of the mass spectrometer detector is reduced by a value of 0.9 at the beginning of the chromatogram (in order to reduce the risks of saturation of the detector and its automatic shutdown).
- the peaks corresponding to the molecules produced only in the presence of springtails are deduced by superimposing the spectra of the “Food” and “Springtails + Food” boxes.
- An analysis of the results is carried out with the GCMS Postrun Analysis reprocessing software (Shimadzu) and the support of the NIST 2011 mass spectra library.
- 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine was thus identified as a volatile molecule produced by H. nitidus only in the presence of food. The ability of this molecule to act as an aggregation pheromone or attractant for H. nitidus was then demonstrated.
- the attractive effect of the pyrazine-derived compounds of the invention is demonstrated by choice tests in Petri dishes or by means of an olfactometer. Whatever the test used, the previously fasted springtails are exposed to the presence of a solution of the pyrazine to be tested and a control solution, then the springtails must make a choice in their direction of movement, either to move towards the pyrazine solution or to move towards the control solution. The attractive effect is confirmed when the springtails show a significant preference for moving towards the source of pyrazine.
- Figure 8 shows the results of this same test but carried out with one of the analogues, 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine.
- the olfactometry experiments were carried out with two series of ten individuals, i.e. a total of 100 individuals subjected to olfactometry: 20 individuals per dose of 0.01 ng, 0.1 ng, 1 ng, 10 ng and 100 ng.
- IR cm-1 2953, 2867, 1534, 1523, 1451, 1340, 1300, 1220, 1167, 1077, 1037, 1024, 979, 895, 863, 808, 775, 692 628, 588
- IR cm-1 2946, 1525, 1451, 1431, 1370, 1305, 1275, 1174, 1156, 1087, 1026, 982, 916, 854,
- IR cm-1 3051, 2953, 2867, 1528, 1456, 1443, 1375, 1327, 1176, 1024, 982, 950, 853, 810, 759, 733, 712,
- IR cm-1 3123, 2949, 2922, 2870, 1669, 1526, 1457, 1381, 1327, 1194, 1174, 1160, 1040, 1024, 975, 905, 868, 845, 807, 779, 666, 622, 589
- IR cm' 1 3391, 2962, 1527, 1441, 1334, 1180, 1168, 1146, 1039, 1011, 979, 856, 848, 764, 628,589.
- IR cm-1 2954, 2868, 1526, 1451, 1370, 1356, 1341, 1274, 1200, 1180, 1028, 983, 851, 819, 703
- IR cm' 1 2954, 2927, 2867, 1526, 1475, 1452, 1371, 1361, 1349, 1193, 1180, 1028, 989, 945, 856, 741, 590
- IR cm-1 2956, 2925, 2856, 1720, 1454, 1368, 1264, 1172, 1101, 1030, 911, 729
- IR cm' 1 2955, 2928, 2869, 1540, 1446, 1367, 1349, 1172, 1029, 698
- IR cm' 1 2956, 2928, 2870, 1542, 1450, 1370, 1171, 1065, 1032
- IR cm' 1 2955, 2929, 2869, 1542, 1450, 1370, 1171, 1032
- IR cm' 1 2956, 2929, 2870, 1540, 1447, 1372, 1350, 1172, 1077, 1032
- pyrazinone was dissolved in DCM and silica was added (0.04-0.063 mm 10 eq by mass). The mixture was cooled in an ice bath and TMSCHN2 was added (2 M 5 eq). The solution was left stirring for 30 minutes. Glacial acetic acid was added until the yellow color disappeared. The mixture was filtered through a silica pad, eluting with AcOEt. The organic phase was washed with water, dried over MgSCl, filtered, and concentrated under reduced pressure to give the pyrazine. The crude product was purified on a silica column (Cyclohexane/dichloromethane 3/7). The following molecules are obtained using this procedure.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dentistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
Dérivés de pyrazine comme agents de biocontrôle et attractants de collemboles pour lutter contre les maladies fongiques des céréales Pyrazine derivatives as biocontrol agents and springtail attractants for controlling fungal diseases of cereals
Domaine technique de l’invention : Technical field of the invention:
L’invention concerne le domaine des produits phytosanitaires et du biocontrôle. En particulier, l’invention a pour objet des dérivés de pyrazine et leur utilisation en tant qu’agent de biocontrôle des maladies fongiques dans les cultures de céréales, et notamment de blé. En particulier, les composés de l’invention agissent comme médiateurs chimiques en attirant des collemboles naturellement présents dans les sols, des arthropodes agissant comme agent biocide naturel en se nourrissant des champignons pathogènes pour les cultures, tels que Zymoseptoria tritici et Fusarium graminearum. The invention relates to the field of plant protection products and biocontrol. In particular, the invention relates to pyrazine derivatives and their use as biocontrol agents for fungal diseases in cereal crops, and in particular wheat. In particular, the compounds of the invention act as chemical mediators by attracting springtails naturally present in soils, arthropods acting as a natural biocidal agent by feeding on fungi that are pathogenic to crops, such as Zymoseptoria tritici and Fusarium graminearum.
Etat de la technique : State of the art:
Avec une population mondiale de plus de 8 milliards d’êtres humains, il est crucial de pouvoir assurer une production de céréales en quantité suffisante. La surface de sols cultivables étant limitée, il est donc important d’obtenir des rendements de culture élevés. En plus des problèmes liés au réchauffement climatique qui impactent nécessairement le rendement des cultures par manque d’eau ou fortes températures, les cultures souffrent également de nombreux agents pathogènes tels que les chenilles, les pucerons mais également les bactéries, les virus et les champignons. With a global population of over 8 billion, ensuring sufficient grain production is crucial. With a limited area of arable land, achieving high crop yields is essential. In addition to the challenges of global warming, which inevitably impact crop yields due to water shortages or high temperatures, crops also suffer from numerous pathogens such as caterpillars and aphids, as well as bacteria, viruses, and fungi.
Ces agents pathogènes ont un impact non négligeable sur le rendement de production des céréales. Les épidémies de septoriose, une maladie fongique qui attaque les feuilles du blé, entraînent des pertes de rendement jusqu'à 50% sur les cultivars sensibles non traités avec des fongicides (Fones et Gurr, 2015). Le marché des fongicides en Europe pour ce champignon est estimé par les industriels à 1 ,2 milliard de dollars (Torriani et al., 2015). Cependant, leur surutilisation a des impacts négatifs sur de nombreux organismes et conduit à la résistance contre la plupart des substances actives (Palumbi, 2001). La septoriose due à Zymoseptoria tritici est la maladie la plus observée sur les cultures de blé. La propagation des mutations entrainant une résistance aux fongicides chez les populations de Zymoseptoria tritici, est favorisée par sa variabilité génétique (Linde et al., 2002). Ceci souligne la nécessité d’un contrôle par des méthodes alternatives. These pathogens have a significant impact on cereal production yield. Epidemics of Septoria, a fungal disease that attacks wheat leaves, cause yield losses of up to 50% on susceptible cultivars not treated with fungicides (Fones and Gurr, 2015). The fungicide market in Europe for this fungus is estimated by manufacturers at $1.2 billion (Torriani et al., 2015). However, their overuse has negative impacts on many organisms and leads to resistance against most active substances (Palumbi, 2001). Septoria caused by Zymoseptoria tritici is the most observed disease on wheat crops. The spread of mutations leading to fungicide resistance in Zymoseptoria tritici populations is favored by its genetic variability (Linde et al., 2002). This highlights the need for control by alternative methods.
La fusariose (FHB) de l'épi de blé, d'orge et de maïs est une maladie répandue dans le monde entier (Goswami et Kistler, 2004). Elle provoque des pertes de rendement jusqu'à 50% et la seule épidémie des années 90 aux États-Unis a entraîné des pertes de 2,6 milliards de dollars (McMullen et al., 1997). Fusarium graminearum, l'un des principaux agents responsables de la fusariose actuellement, produit de nombreux métabolites secondaires toxiques tels que le déoxynivalénol (DON) (Miedaner, 1997) qui réduit la qualité des grains restants. Actuellement, le contrôle de la FHB repose sur une combinaison de stratégies comprenant la résistance des cultivars et les fongicides (Bai et Shaner, 2004) mais les produits phytosanitaires peinent encore à conjuguer l’efficacité, la sécurité alimentaire et les questions économiques (Jones, 2000). Fusarium head blight (FHB) of wheat, barley, and maize is a widespread disease worldwide (Goswami and Kistler, 2004). It causes yield losses of up to 50%, and the 1990s epidemic alone in the United States resulted in losses of $2.6 billion (McMullen et al., 1997). Fusarium graminearum, one of the major causative agents of FHB currently, produces numerous toxic secondary metabolites such as deoxynivalenol (DON) (Miedaner, 1997) which reduces the quality of the remaining grains. Currently, FHB control relies on a combination of strategies including cultivar resistance and fungicides (Bai and Shaner, 2004) but plant protection products still struggle to combine efficacy, food safety and economic issues (Jones, 2000).
Depuis plus de cinquante ans, l’utilisation massive de pesticides ou d’agents fongicides est une solution couramment utilisée pour préserver les cultures. Parmi les fongicides les plus efficaces et les plus utilisés dans le monde contre les maladies fongiques, y compris la septoriose et la fusariose, on trouve les inhibiteurs de la succinate déshydrogénase (SDH) (SDHI). Or une étude de l’Inserm et du CNRS parue en 2019 (Bénit et al., 2019) montre la toxicité in vitro de la majorité des SDHI sur les cellules humaines ainsi que sur celles des abeilles et des vers de terre. L’Anses (l’agence national de sécurité sanitaire), a lancé un appel à la vigilance au niveau européen et international, et souligne la nécessité de renforcer la recherche sur de potentiels effets toxicologiques des SHDI chez l’Homme. For over fifty years, the massive use of pesticides or fungicidal agents has been a commonly used solution to preserve crops. Among the most effective and widely used fungicides worldwide against fungal diseases, including Septoria and Fusarium wilt, are succinate dehydrogenase (SDH) inhibitors (SDHIs). However, a study by Inserm and CNRS published in 2019 (Bénit et al., 2019) shows the in vitro toxicity of the majority of SDHIs on human cells as well as on those of bees and earthworms. Anses (the French national food safety agency) has called for vigilance at the European and international levels, and emphasizes the need to strengthen research on the potential toxicological effects of SHDIs in humans.
Ainsi il y a un grand besoin de méthodes alternatives aux pesticides ou insecticides de synthèse, reposant sur un ensemble complémentaire de processus naturels (Integrated Pest Management) des écosystèmes pour la gestion des cultures. Ces alternatives doivent permettre de préserver les cultures sans pour autant affecter la biodiversité et la santé humaine, ni polluer ou dégrader les sols. There is therefore a great need for alternative methods to synthetic pesticides or insecticides, based on a complementary set of natural processes (Integrated Pest Management) in ecosystems for crop management. These alternatives must allow crops to be preserved without affecting biodiversity and human health, or polluting or degrading soils.
La lutte biologique, également connue sous le nom de biocontrôle, est une autre méthode de lutte contre les ravageurs et les maladies à l'aide de prédateurs, de parasites ou d'agents pathogènes naturels. Elle implique traditionnellement l’introduction délibérée d'un ou plusieurs ennemis naturels, tels que des insectes, des acariens, des champignons ou des bactéries, afin de supprimer la population d'un organisme cible pathogène ou de favoriser la résistance des plantes cultivées. Par exemple, la demande de brevet EP 3987068 A1 propose l’utilisation d’une souche de Trichoderma atroviride comme agent de lutte biologique contre les maladies fongiques du blé. La pulvérisation de cette souche sur un semis permettrait de prévenir la contamination par Fusarium graminearum. En particulier, Trichoderma atroviride est capable de pénétrer dans les racines et favoriser le développement, la nutrition et la résistance aux maladies fongiques. Biological control, also known as biocontrol, is another method of controlling pests and diseases using predators, parasites, or natural pathogens. It traditionally involves the deliberate introduction of one or more natural enemies, such as insects, mites, fungi, or bacteria, to suppress the population of a target pathogenic organism or promote resistance in cultivated plants. For example, patent application EP 3987068 A1 proposes the use of a strain of Trichoderma atroviride as a biological control agent against fungal diseases of wheat. Spraying this strain on a seedbed would prevent contamination by Fusarium graminearum. In particular, Trichoderma atroviride is able to penetrate the roots and promote development, nutrition, and resistance to fungal diseases.
La lutte biologique peut ainsi être une alternative aux pesticides chimiques et est considérée comme une approche durable et respectueuse de l'environnement de la lutte contre les ravageurs. Elle est utilisée dans les milieux agricoles et horticoles, ainsi que dans les écosystèmes naturels, pour maintenir l'équilibre entre les différentes espèces et réduire l'impact négatif des espèces envahissantes. De nombreux insectes peuvent être utilisés comme agents de lutte biologique, l'un des plus répandus est la coccinelle, un prédateur naturel des pucerons. En lâchant des coccinelles dans une zone infestée, les agriculteurs et les producteurs peuvent réduire le besoin de pesticides chimiques et promouvoir une approche plus durable de la lutte contre les ravageurs. Alternativement, les produits phytopharmaceutiques comme les médiateurs chimiques sont également considérés comme agents de biocontrôle, notamment les phéromones d’insectes et les kairomones (Article L. 253-6 du Code Rural et de la Pêche Maritime en France). Par exemple les phéromones sont utilisées pour piéger en masse un insecte ravageur dans un piège, ou dans des techniques de confusion sexuelle. Biological control can thus be an alternative to chemical pesticides and is considered a sustainable and environmentally friendly approach to pest control. It is used in agricultural and horticultural environments, as well as in natural ecosystems, to maintain the balance between different species and reduce the negative impact of invasive species. Many insects can be used as biological control agents, one of the most widespread is the ladybug, a predator Natural aphid control. By releasing ladybugs into an infested area, farmers and producers can reduce the need for chemical pesticides and promote a more sustainable approach to pest control. Alternatively, plant protection products such as chemical mediators are also considered biocontrol agents, including insect pheromones and kairomones (Article L. 253-6 of the French Rural and Maritime Fisheries Code). For example, pheromones are used to mass trap a pest insect in a trap, or in mating disruption techniques.
La présente invention vise à mettre en œuvre une nouvelle méthode de biocontrôle au moyen de collemboles. Les collemboles sont une classe de petits arthropodes, que l'on trouve dans et sur le sol et la litière (i.e. débris végétaux sur le sol) partout dans le monde. Ils mesurent généralement moins de 6 mm de long, ont une tête avec des antennes, et un corps mou et divisé en plusieurs segments. Ils sont inoffensifs pour l’homme et jouent un rôle important dans la santé des sols et le cycle des nutriments. En effet, les collemboles sont d'importants décomposeurs dans les écosystèmes terrestres, aidant à décomposer la matière organique et à libérer des nutriments tels que l'azote, le phosphore et le potassium, facilitant ainsi la disponibilité de ces derniers pour les plantes cultivées. The present invention aims to implement a new biocontrol method using springtails. Springtails are a class of small arthropods, found in and on soil and litter (i.e. plant debris on the ground) worldwide. They are generally less than 6 mm long, have a head with antennae, and a soft body divided into several segments. They are harmless to humans and play an important role in soil health and nutrient cycling. Indeed, springtails are important decomposers in terrestrial ecosystems, helping to break down organic matter and release nutrients such as nitrogen, phosphorus, and potassium, thus facilitating their availability to crop plants.
En général, les collemboles sont des omnivores qui se nourrissent de diverses matières organiques présentes dans et sur le sol (litière). Ils peuvent consommer un large éventail de matières, y compris des bactéries, des champignons, des microalgues terrestres et de la matière végétale en décomposition. Cependant, des expériences de choix de nourriture en laboratoire ont montré que les collemboles choisissent de préférence certains taxons de champignons (Collembolan dietary specialisation on soil grown fungi, Jorgensen et al. 2003). Ainsi, lorsqu’un collembole montre une appétence marquée pour un champignon pathogène, il peut représenter une excellente méthode de contrôle biologique de ce dernier. In general, springtails are omnivores that feed on a variety of organic matter present in and on the soil (litter). They can consume a wide range of materials, including bacteria, fungi, terrestrial microalgae, and decaying plant matter. However, laboratory food choice experiments have shown that springtails preferentially select certain fungal taxa (Collembolan dietary specialization on soil grown fungi, Jorgensen et al. 2003). Thus, when a springtail shows a marked palatability for a pathogenic fungus, it can represent an excellent method for biological control of the fungus.
Différentes études scientifiques ont mis en évidence le potentiel des collemboles pour le biocontrôle des champignons phyto-pathogènes (Innocenti & Sabatini, 2018; Meyer- Wolfarth et al., 2017; Shiraishi et al., 2003; Lartey et al., 1994). Toutefois, implémenter cette méthode de biocontrôle, comme tout autre méthode de biocontrôle au moyen d’insectes, implique d’introduire ces insectes en quantité suffisante dans une zone à traiter. Cette introduction s’avère difficile en pratique, car les sources d’approvisionnement en insectes de lutte biologique ne sont pas courantes, et de plus requièrent une logistique d’introduction beaucoup plus contraignante que l’application d’un simple produit phytosanitaire. En ce qui concerne les collemboles, leur introduction dans les cultures est parfaitement impossible actuellement car il n’existe aucune méthode de production de masse de ces arthropodes. La présente invention a pour but général de proposer une nouvelle méthode de biocontrôle au moyen de collemboles. Various scientific studies have highlighted the potential of springtails for the biocontrol of phytopathogenic fungi (Innocenti & Sabatini, 2018; Meyer-Wolfarth et al., 2017; Shiraishi et al., 2003; Lartey et al., 1994). However, implementing this biocontrol method, like any other insect biocontrol method, requires introducing these insects in sufficient quantities into an area to be treated. This introduction is difficult in practice, as sources of supply for biological control insects are not common, and moreover require much more restrictive introduction logistics than the application of a simple phytosanitary product. Regarding springtails, their introduction into crops is currently completely impossible because there is no method for mass production of these arthropods. The general aim of the present invention is to propose a new method of biocontrol using springtails.
Exposé de l’invention : Description of the invention:
Les inventeurs ont mis en évidence qu’avec une classe particulière de molécules chimiques, dont certaines d’origine naturelle et utilisées à des doses infinitésimales, il est possible de mettre en place, de manière indirecte, une méthode de lutte biologique contre les champignons phytopathogènes au moyen de collemboles. Ils sont parvenus à ce résultat en utilisant des dérivés de pyrazine non pas comme pesticides, mais en les utilisant comme attractants, afin d’attirer les collemboles naturellement présents dans les sols et consommant des champignons présentant un caractère pathogène pour certaines cultures, notamment de céréales. Ces dérivés de pyrazine peuvent donc être utilisés comme agents de biocontrôle, notamment comme médiateurs chimiques agissant comme phéromone d’agrégation et attractant. The inventors have demonstrated that with a particular class of chemical molecules, some of which are of natural origin and used in infinitesimal doses, it is possible to indirectly implement a method of biological control against phytopathogenic fungi using springtails. They achieved this result by using pyrazine derivatives not as pesticides, but by using them as attractants, in order to attract springtails naturally present in the soil and consuming fungi that are pathogenic for certain crops, particularly cereals. These pyrazine derivatives can therefore be used as biocontrol agents, in particular as chemical mediators acting as an aggregation pheromone and attractant.
En effet, après de nombreuses études, les inventeurs ont identifié et synthétisé une phéromone d’agrégation produite naturellement par l’espèce de collemboles Heteromurus nitidus, et qui attire efficacement les collemboles, préférentiellement l’espèce H. nitidus. Avantageusement, cette espèce est capable de consommer sur le long terme Zymoseptoria tritici et Fusarium graminearum, les principaux champignons phytopathogènes attaquant le blé. Indeed, after numerous studies, the inventors identified and synthesized an aggregation pheromone naturally produced by the springtail species Heteromurus nitidus, which effectively attracts springtails, preferentially the species H. nitidus. Advantageously, this species is capable of consuming Zymoseptoria tritici and Fusarium graminearum, the main phytopathogenic fungi attacking wheat, over the long term.
La phéromone naturelle identifiée chez H. nitidus correspond à la molécule 3-methoxy-2-(1- methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, illustrée ci-dessous, et l’invention concerne son utilisation comme agent de biocontrôle. The natural pheromone identified in H. nitidus corresponds to the molecule 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, illustrated below, and the invention relates to its use as a biocontrol agent.
3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine
L’invention concerne également des nouveaux analogues fonctionnels de ladite phéromone naturelle et pouvant être également utilisés comme agents de biocontrôle, notamment comme attractants de collemboles, de préférence de H. nitidus. The invention also relates to novel functional analogues of said natural pheromone which can also be used as biocontrol agents, in particular as attractants for springtails, preferably H. nitidus.
En particulier, un composé dérivé de pyrazine peut être de formule (I), ou d’un sel de celui-ci : formule (I) dans laquelle In particular, a pyrazine-derived compound may be of formula (I), or a salt thereof: formula (I) in which
- R1 représente un groupement sélectionné parmi un alkyle en Ci à Cw, un alkyle en Ci à C2 substitué par un groupement aryle, un groupement alkyle en Ci à C10, et un groupement aryle substitué par un groupe alkyle en Ci à C4, et - R 1 represents a group selected from a C 1 -C 8 alkyl, a C 1 -C 2 alkyl substituted by an aryl group, a C 1 -C 10 alkyl group, and an aryl group substituted by a C 1 -C 4 alkyl group, and
- R2 représente un groupement alkyloxy en Ci à C4, et - R 2 represents a C 1 to C 4 alkyloxy group, and
- R3 représente un groupement sélectionné parmi un groupement alkyle en Ci à Cw. - R 3 represents a group selected from a C 1 to C 2 alkyl group.
Plus particulièrement, le composé dérivé de pyrazine peut être de formule (I) ou d’un sel de celui-ci, dans laquelle : More particularly, the pyrazine-derived compound may be of formula (I) or a salt thereof, wherein:
- R1 représente un groupement sélectionné parmi un alkyle en Ci à C2 substitué par un phényle, un butyle, un isobutyle, un butyle substitué par un méthyle, et un benzyle substitué par un méthyle, et - R 1 represents a group selected from C 1 to C 2 alkyl substituted by phenyl, butyl, isobutyl, butyl substituted by methyl, and benzyl substituted by methyl, and
- R2 représente un groupement méthoxy, et - R 2 represents a methoxy group, and
- R3 représente un groupement sélectionné parmi un isobutyle et un secbutyle. - R 3 represents a group selected from isobutyl and secbutyl.
Les molécules suivantes sont des exemples de composé dérivé de pyrazine de formule (I) selon l’invention : hylbenzyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, The following molecules are examples of pyrazine derivative compounds of formula (I) according to the invention: (hylbenzyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, - l)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, - 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, - l)-5-(2-methylpropyl) pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, ylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, -3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, ylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, et -la (R)-3-methoxy-2-(1 -methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine. -3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, and -(R)-3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine.
La présente invention a ainsi pour objet l’utilisation d’au moins un composé dérivé de pyrazine de formule (I) : formule (I) ou d’un sel de celui-ci comme agent de biocontrôle attractant de collemboles, et dans laquelle :The present invention thus relates to the use of at least one compound derived from pyrazine of formula (I): formula (I) or a salt thereof as a biocontrol agent attracting springtails, and wherein:
- R1 représente un groupement sélectionné parmi un alkyle en Ci à C , un alkyle en Ci à C2 substitué par un phényle, un propyle, un isopropyle, un butyle, un isobutyle, un sec-butyle, un butyle substitué par un méthyle, et un benzyle substitué par un méthyle, - R2 représente un groupement oxo ou un méthoxy, et - R 1 represents a group selected from C 1 -C 2 alkyl, C 1 -C 2 alkyl substituted by phenyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, butyl substituted by methyl, and benzyl substituted by methyl, - R 2 represents an oxo group or a methoxy, and
- R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupement sélectionné parmi un alkyle en Ci à Cw, un alkyle en Ci à C2 substitué par un phényle, un propyle, un isopropyle, un butyle, un isobutyle, un sec-butyle, un butyle substitué par un méthyle, et un benzyle substitué par un méthyle. - R 3 represents a hydrogen atom or a group selected from a C 1 -C 2 alkyl, a C 1 -C 2 alkyl substituted by a phenyl, a propyl, an isopropyl, a butyl, an isobutyl, a sec-butyl, a butyl substituted by a methyl, and a benzyl substituted by a methyl.
Les molécules suivantes sont des exemples préférés de composés dérivés de pyrazine de formule (I) pour ladite utilisation : The following molecules are preferred examples of pyrazine-derived compounds of formula (I) for said use:
-la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, en particulier, la (R)-3-methoxy- 2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, in particular, (R)-3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(1-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(1-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(1-methylbenzyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(1-methylbenzyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, -3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
-la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine, et -2-isopropyl-3-methoxypyrazine, and
-la 2-isobutyl-3-methoxypyrazine. -2-isobutyl-3-methoxypyrazine.
En particulier, la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine est une molécule retrouvée dans plusieurs espèces dans la nature et pour laquelle les inventeurs ont découvert un effet d’attractivité sur les collemboles, et son potentiel comme agent de biocontrôle attractant de collemboles.In particular, 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is a molecule found in several species in nature and for which the inventors have discovered an attractive effect on springtails, and its potential as a biocontrol agent attracting springtails.
Bien entendu, dans un mode de réalisation préféré de l’invention, ladite utilisation concerne la phéromone naturellement produite par H. nitidus, c’est-à-dire la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)- 5-(2-methylpropyl)pyrazine : Of course, in a preferred embodiment of the invention, said use relates to the pheromone naturally produced by H. nitidus, i.e. 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine:
3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine
Les inventeurs ont identifié l’existence des énantiomères et des isomères de position de cette molécule. The inventors identified the existence of enantiomers and positional isomers of this molecule.
L’invention concerne donc également l’utilisation décrite ci-avant d’un composé de formule (I) dans laquelle R1 et R3 sont distincts et choisis parmi un groupement sec-butyle et iso-butyle, ou d’un mélange racémique, ou d’un énantiomère R, ou S de celui-ci. En particulier, ledit composé dérivé de pyrazine de formule (I) est utilisé comme agent de biocontrôle attractant de collemboles, notamment de l’espèce de collemboles H. nitidus. En effet, l’invention propose d’attirer les collemboles fongivores déjà présents dans les sols au moyen d’une phéromone d’agrégation et/ou de ses analogues (et non d’introduire des collemboles). Avantageusement, lesdits collemboles se nourrissent de champignons phytopathogènes tel que Zymoseptoria tritici et Fusarium graminearum. Par conséquent, ladite utilisation est de préférence destinée au traitement et/ou à la prévention de la septoriose, et/ou de la fusariose du blé. The invention therefore also relates to the use described above of a compound of formula (I) in which R 1 and R 3 are distinct and chosen from a sec-butyl and iso-butyl group, or a racemic mixture, or an R or S enantiomer thereof. In particular, said pyrazine-derived compound of formula (I) is used as a biocontrol agent attracting springtails, in particular the springtail species H. nitidus. Indeed, the invention proposes to attract fungivorous springtails already present in the soil by means of an aggregation pheromone and/or its analogues (and not to introduce springtails). Advantageously, said springtails feed on phytopathogenic fungi such as Zymoseptoria tritici and Fusarium graminearum. Consequently, said use is preferably intended for the treatment and/or prevention of septoria, and/or fusarium wilt of wheat.
En pratique, ladite utilisation comprend la diffusion dudit composé dérivé de pyrazine de formule (I) dans un terrain de culture, ou l’application dudit composé dérivé de pyrazine de formule (I) sur une culture ou sur les résidus d’une culture, tels qu’une culture de blé ou des débris de blé. In practice, said use comprises the diffusion of said pyrazine derivative compound of formula (I) in a growing ground, or the application of said pyrazine derivative compound of formula (I) to a crop or to the residues of a crop, such as a wheat crop or wheat debris.
Selon un mode de mise en œuvre de l’invention, le composé dérivé de pyrazine de formule (I) est utilisé à une dose inférieure à 50 ng par application, de préférence compris entre 0,01 et 3 ng. Selon un autre mode de mise en œuvre de l’invention, la dose sera comprise entre 0,01 et 3 ng, et de préférence entre 0,05 et 1 ng afin d’avoir le meilleur effet attractant de collemboles dans la zone d’application dudit composé. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose sera comprise entre 0,005 et 10 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose sera comprise entre 0,005 et 1 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose sera comprise entre 0,1 et 1 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose est 0,005 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose est 0,01 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose est 0,05 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose est 0,1 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose est 1 ng. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la dose est 10 ng. La dose à utiliser sera adaptée selon les conditions d’application de ces composés.According to one embodiment of the invention, the pyrazine derivative compound of formula (I) is used at a dose of less than 50 ng per application, preferably between 0.01 and 3 ng. According to another embodiment of the invention, the dose will be between 0.01 and 3 ng, and preferably between 0.05 and 1 ng in order to have the best attractant effect on springtails in the area of application of said compound. According to another embodiment of the invention, the dose will be between 0.005 and 10 ng. According to another embodiment of the invention, the dose will be between 0.005 and 1 ng. According to another embodiment of the invention, the dose will be between 0.1 and 1 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 0.005 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 0.01 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 0.05 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 0.1 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 1 ng. According to another embodiment of the invention, the dose is 10 ng. The dose to be used will be adapted according to the conditions of application of these compounds.
Enfin, l’invention concerne également une composition comprenant au moins un composé de formule (I) parmi ceux décrits ci-avant ou la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2- methylpropyl)pyrazine, sous forme de poudre ou dans un gel ou un hydrogel ou une solution, ainsi que l’utilisation de ladite composition comme attractant d’un agent de biocontrôle, tel que des collemboles. Finally, the invention also relates to a composition comprising at least one compound of formula (I) among those described above or 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, in powder form or in a gel or a hydrogel or a solution, as well as the use of said composition as an attractant for a biocontrol agent, such as springtails.
Afin de faciliter l’utilisation de ladite composition, l’invention propose également un dispositif contenant ladite composition, ledit dispositif comportant un réservoir dans lequel est placé ladite composition, et étant apte à diffuser vers l’extérieur ladite composition. La composition sera ainsi protégée de l’environnement externe et sa diffusion pourra être contrôlée au moyen de toute technique de libération prolongée connue par l’homme du métier. La présente invention est par ailleurs illustrée, sans toutefois s'y limiter, par les figures et exemples suivants. In order to facilitate the use of said composition, the invention also provides a device containing said composition, said device comprising a reservoir in which said composition is placed, and being capable of diffusing said composition outwards. The composition will thus be protected from the external environment and its diffusion can be controlled by means of any prolonged release technique known to those skilled in the art. The present invention is further illustrated, but not limited to, the following figures and examples.
Liste des figures List of figures
La figure 1 illustre le principe de la méthode de biocontrôle proposée par l’invention utilisant un dérivé de pyrazine comme attractant de collemboles dans une culture de blé. Figure 1 illustrates the principle of the biocontrol method proposed by the invention using a pyrazine derivative as a springtail attractant in a wheat crop.
La figure 2 illustre une culture sur gélose de Zymoseptoria tritici et la capacité des collemboles (/-/. nitidus) à consommer sur le long terme ce champignon phytopathogène ; A : gélose en début d’essai ; B : après 3 semaines sans collemboles et C : après 3 semaines avec collemboles. Figure 2 illustrates an agar culture of Zymoseptoria tritici and the ability of springtails (/-/. nitidus) to consume this phytopathogenic fungus over the long term; A: agar at the start of the test; B: after 3 weeks without springtails and C: after 3 weeks with springtails.
La figure 3 illustre une culture sur gélose de Fusarium graminearum et la capacité des collemboles (/-/. nitidus) à consommer sur le long terme ce champignon phytopathogène ; A : gélose en début d’essai ; B : après 3 semaines sans collemboles ; C : après 3 semaines avec collemboles ; D : après 6 semaines avec collemboles ; E ; après 8 semaines avec collemboles et F : après 10 semaines avec collemboles. Figure 3 illustrates a culture on Fusarium graminearum agar and the capacity of springtails (/-/. nitidus) to consume this phytopathogenic fungus over the long term; A: agar at the start of the test; B: after 3 weeks without springtails; C: after 3 weeks with springtails; D: after 6 weeks with springtails; E; after 8 weeks with springtails and F: after 10 weeks with springtails.
La figure 4 illustre la méthodologie suivie par les inventeurs afin d’identifier, synthétiser et tester les composés dérivés de pyrazine de l’invention. Figure 4 illustrates the methodology followed by the inventors to identify, synthesize and test the pyrazine-derived compounds of the invention.
La figure 5A illustre les voies de synthèse de la pyrazine dite originale (3-methoxy-2-(1- methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) identifiée chez H. nitidus et de ses analogues.Figure 5A illustrates the synthesis pathways of the so-called original pyrazine (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) identified in H. nitidus and its analogues.
La figure 5B illustre les voies de synthèse des pyrazines chirales. Figure 5B illustrates the synthetic pathways of chiral pyrazines.
La figure 6 montre les résultats des tests d’attractivité de la pyrazine originale (3-methoxy-2- (1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) sur les collemboles en fonction de la dose de pyrazine utilisée, selon le test d’attractivité en boite de Petri. Figure 6 shows the results of the attractiveness tests of the original pyrazine (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails as a function of the pyrazine dose used, according to the Petri dish attractiveness test.
La figure 7 montre les résultats des tests d’attractivité d’un des analogues de la pyrazine originale, la 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, sur les collemboles en fonction de la dose de pyrazine utilisée, selon le test d’attractivité en boîte de Petri. Figure 7 shows the results of attractiveness tests of one of the analogues of the original pyrazine, 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine, on springtails as a function of the pyrazine dose used, according to the Petri dish attractiveness test.
La figure 8 montre les résultats de tests d’attractivité de la pyrazine originale, la (3-methoxy-2- (1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) sur les collemboles en fonction de la dose de pyrazine utilisée, selon le test d’attractivité par olfactométrie. Figure 8 shows the results of attractiveness tests of the original pyrazine, (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails as a function of the pyrazine dose used, according to the olfactometry attractiveness test.
La figure 9 montre les résultats de tests d’attractivité de l’énantiomère R de la pyrazine originale, la (R)-(3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) sur les collemboles en fonction de la dose d’énantiomère R utilisée, selon le test d’attractivité en boîte de Petri. Description détaillée de l’invention Figure 9 shows the results of attractiveness tests of the R-enantiomer of the original pyrazine, (R)-(3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails as a function of the R-enantiomer dose used, according to the Petri dish attractiveness test. Detailed description of the invention
La présente invention concerne des nouveaux composés dérivés de pyrazine et leur utilisation comme agent de biocontrôle. Ces composés sont destinés à une utilisation dans une méthode de biocontrôle au moyen de collemboles comme agent de lutte contre des champignons phytopathogènes. L’invention est particulière en ce qu’elle ne propose pas d’introduire les collemboles dans leur site d’action, mais d’attirer les collemboles déjà présents dans les sols au moyen d’une phéromone d’agrégation et/ou de ses analogues fonctionnels synthétiques, notamment lesdits composés dérivés de pyrazine. The present invention relates to novel pyrazine-derived compounds and their use as biocontrol agents. These compounds are intended for use in a biocontrol method using springtails as an agent for controlling phytopathogenic fungi. The invention is particular in that it does not propose to introduce the springtails into their site of action, but to attract springtails already present in the soil by means of an aggregation pheromone and/or its synthetic functional analogues, in particular said pyrazine-derived compounds.
La figure 1 illustre schématiquement le principe de la méthode de biocontrôle proposée par l’invention. Cette dernière vise à protéger de manière non limitative les cultures de céréales, et notamment du blé vis-à-vis de champignons phytopathogènes, tels que les genres Fusarium et Zymoseptoria. A cette fin, les inventeurs proposent d’utiliser une phéromone d’agrégation de collemboles (ou un analogue de synthèse) de sorte que son application dans une zone cible induise l’attraction et l’agrégation de collemboles naturellement présents dans l’écosystème. Une fois agrégés dans la zone cible, les collemboles vont se nourrir des champignons phytopathogènes affectant cette zone. Par exemple, les champignons phytopathogènes peuvent affecter une culture de céréales et les collemboles vont se nourrir de ces derniers, permettant ainsi la remise en forme de la culture. Surtout, les collemboles peuvent agir de manière préventive lorsqu’ils sont attirés dans un champ post-récolte contenant des résidus de culture contaminés par les champignons nuisibles. En effet, ces résidus contaminés constituent une source courante de contamination pour les nouvelles cultures. Les collemboles vont permettre de pallier cette problématique car attirés dans le champ post récolte, ils vont consommer ces champignons. Figure 1 schematically illustrates the principle of the biocontrol method proposed by the invention. The latter aims to protect, in a non-limiting manner, cereal crops, and in particular wheat, against phytopathogenic fungi, such as the genera Fusarium and Zymoseptoria. To this end, the inventors propose using a springtail aggregation pheromone (or a synthetic analogue) so that its application in a target area induces the attraction and aggregation of springtails naturally present in the ecosystem. Once aggregated in the target area, the springtails will feed on the phytopathogenic fungi affecting this area. For example, phytopathogenic fungi can affect a cereal crop and the springtails will feed on them, thus allowing the crop to recover. Above all, springtails can act preventively when they are attracted to a post-harvest field containing crop residues contaminated by harmful fungi. Indeed, these contaminated residues are a common source of contamination for new crops. Springtails will help alleviate this problem because, attracted to the post-harvest field, they will consume these fungi.
Les études des inventeurs (Figs. 2 et 3) confirment la capacité des collemboles à se nourrir de Fusearium graminearum et de Zymoseptoria tritici, les agents phytopathogènes à l’origine des épidémies de fusariose et de septoriose respectivement. L’espèce H. nitidus se montre particulièrement avantageuse pour sa capacité à consommer de manière préférentielle des champignons nuisibles. Ainsi que le montrent les figures 2 et 3, et les études d’évaluation de population des inventeurs (résultats non montrés), H. nitidus est capable de se nourrir à long terme de Fusarium graminearum ou de Zymoseptoria tritici, ainsi que de se reproduire et augmenter sa population lorsqu’il se nourrit de ces champignons. De même, les inventeurs ont confirmé expérimentalement que H. nitidus est capable de consommer les spores de Zymoseptoria tritici lorsqu’elles sont présentes sur une feuille de blé contaminée par Z. tritici, ainsi que se nourrir à long terme et se reproduire sur la base d’un tel régime. H. nitidus est donc capable de se nourrir préférentiellement de Zymoseptoria tritici lorsque ce champignon se retrouve sur un substrat complexe comme les débris du blé. De plus, H. nitidus est capable d’arrêter la propagation des spores et le développement du champignon, ainsi que d’éliminer dans la quasi-totalité les spores présentes sur les résidus. The inventors' studies (Figs. 2 and 3) confirm the ability of springtails to feed on Fusearium graminearum and Zymoseptoria tritici, the plant pathogens responsible for Fusarium wilt and Septoria wilt epidemics, respectively. The species H. nitidus is particularly advantageous for its ability to preferentially consume harmful fungi. As shown in Figures 2 and 3, and in the inventors' population assessment studies (results not shown), H. nitidus is capable of long-term feeding on Fusarium graminearum or Zymoseptoria tritici, as well as reproducing and increasing its population while feeding on these fungi. Similarly, the inventors experimentally confirmed that H. nitidus is capable of consuming Zymoseptoria tritici spores when they are present on a wheat leaf contaminated by Z. tritici, as well as feeding long-term and reproducing on such a diet. H. nitidus is therefore capable of preferentially feeding on Zymoseptoria tritici when this fungus is found on a complex substrate such as wheat debris. In addition, H. nitidus is capable to stop the spread of spores and the development of the fungus, as well as to eliminate almost all spores present on the residues.
Au vu de ces résultats, les inventeurs ont mis en place une analyse des molécules volatiles produites par H. nitidus afin d’identifier au moins une phéromone d’agrégation produite par cette espèce. In view of these results, the inventors set up an analysis of the volatile molecules produced by H. nitidus in order to identify at least one aggregation pheromone produced by this species.
La 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine ci-dessous illustrée (dite pyrazine originale dans les figures) a été identifiée comme molécule produite naturellement chez H. nitidus et capable d’attirer et agréger les collemboles : The 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine illustrated below (referred to as original pyrazine in the figures) has been identified as a molecule produced naturally in H. nitidus and capable of attracting and aggregating springtails:
3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine
L’invention propose d’utiliser cette molécule comme phéromone d’agrégation ou attractant de collemboles, et de préférence de H. nitidus afin de traiter une culture ou une zone de culture affectée par un champignon phytopathogène. The invention proposes to use this molecule as an aggregation pheromone or attractant for springtails, and preferably H. nitidus, in order to treat a crop or a crop area affected by a phytopathogenic fungus.
Tel qu’illustré schématiquement sur la figure 4, suite à l’identification de ce dérivé de pyrazine, les inventeurs ont synthétisé cette phéromone, ainsi que des analogues fonctionnels. As schematically illustrated in Figure 4, following the identification of this pyrazine derivative, the inventors synthesized this pheromone, as well as functional analogues.
Les nouveaux analogues de synthèse de la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2- methylpropyl)pyrazine, sont des composés dérivés de pyrazine de formule (I), formule (I) ou d’un sel de celui-ci, dans laquelle : New synthetic analogues of 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, are pyrazine-derived compounds of formula (I), formula (I) or a salt thereof, in which:
- R1 représente un groupement sélectionné parmi un alkyle en Ci à C2 substitué par un phényle, un butyle, un isobutyle, un butyle substitué par un méthyle, et un benzyle substitué par un méthyle, - R 1 represents a group selected from a C 1 to C 2 alkyl substituted by a phenyl, a butyl, an isobutyl, a butyl substituted by a methyl, and a benzyl substituted by a methyl,
- R2 représente un groupement oxo ou méthoxy, et - R 2 represents an oxo or methoxy group, and
- R3 représente un groupement sélectionné parmi un isobutyle et un secbutyle. - R 3 represents a group selected from isobutyl and secbutyl.
L’ensemble de ces composés présentent un potentiel comme agent de biocontrôle, notamment du type médiateur chimique agissant comme phéromone d’agrégation. La présente invention propose ainsi leur utilisation comme agent de biocontrôle, notamment attractant de collemboles. All of these compounds have potential as biocontrol agents, particularly as chemical mediators acting as aggregation pheromones. The present invention thus proposes their use as a biocontrol agent, in particular as an attractant for springtails.
Par « attractant » on entend, dans la présente invention, un composé capable d’attirer un agent de biocontrôle tel que les collemboles. En fonction de la dose appliquée, les composés dérivés de pyrazine de l’invention présentent également un potentiel comme attractant ou répulsif d’insectes. By "attractant" is meant, in the present invention, a compound capable of attracting a biocontrol agent such as springtails. Depending on the dose applied, the pyrazine-derived compounds of the invention also have potential as an insect attractant or repellent.
De préférence, les analogues fonctionnels sont choisis parmi les dérivés de pyrazine suivants et font partie de l’invention : Preferably, the functional analogs are chosen from the following pyrazine derivatives and are part of the invention:
- la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, en particulier la (R)-3-methoxy- 2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, in particular (R)-3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(1-methylbenzyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(1-methylbenzyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(1-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(1-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, - 3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine,
- la 2-isobutyl-3-methoxypyrazine, et - 2-isobutyl-3-methoxypyrazine, and
- la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine, comme montrés en figures 5A et 5B. - 2-isopropyl-3-methoxypyrazine, as shown in Figures 5A and 5B.
Les travaux des inventeurs ont également mis en évidence que la 2-isopropyl-3- methoxypyrazine est également capable d’attirer les collemboles, notamment H. nitidus. La 2-isopropyl-3-methoxypyrazine est une molécule naturelle associée à la coccinelle (Coccinella septempunctatà), au papillon monarque (Danaus plexippus), ainsi qu’à Saccharomyces cerevisiae et certaines plantes (PubChem compound summary). Toutefois, aucun lien entre cette molécule et les collemboles n’était connu auparavant. L’invention propose ainsi l’utilisation de la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine comme agent de biocontrôle dans une méthode de traitement et/ou de prévention de la septoriose et/ou de la fusariose du blé au moyen de collemboles, notamment comme attractant de H. nitidus. The inventors' work also demonstrated that 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is also capable of attracting springtails, including H. nitidus. 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is a natural molecule associated with the ladybug (Coccinella septempunctatà), the monarch butterfly (Danaus plexippus), as well as Saccharomyces cerevisiae and certain plants (PubChem compound summary). However, no link between this molecule and springtails was previously known. The invention thus proposes the use of 2-isopropyl-3-methoxypyrazine as a biocontrol agent in a method for treating and/or preventing septoria and/or fusarium wilt of wheat using springtails, in particular as an attractant for H. nitidus.
Bien entendu, la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine présente naturellement chez H. nitidus est le dérivé de pyrazine préféré de l’invention. Of course, 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine naturally occurring in H. nitidus is the preferred pyrazine derivative of the invention.
Les inventeurs ont identifié des isomères de position de cette molécule pouvant être utilisés dans la méthode de biocontrôle selon l’invention, sous forme de mélange racémique ou non racémique, ou d’un énantiomère R, ou S, de celui-ci. The inventors have identified positional isomers of this molecule which can be used in the biocontrol method according to the invention, in the form of a racemic or non-racemic mixture, or of an R or S enantiomer thereof.
Selon un mode de réalisation, les isomères sont choisis parmi les composés dérivés de pyrazine suivants : According to one embodiment, the isomers are chosen from the following pyrazine-derived compounds:
Selon un mode de réalisation, l’énantiomère est la (R)-3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2- methylpropyl)pyrazine : According to one embodiment, the enantiomer is (R)-3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine:
Dans un mode de réalisation, les énantiomères R, S sont utilisés sous forme d’un mélange présentant un ratio molaire R:S égal ou compris entre 1 :100 ou égal ou compris entre 100:1. La présente invention propose ainsi l’utilisation des composés dérivés de pyrazine de l’invention comme produit phytosanitaire pouvant être appliqué facilement, et permettant de traiter indirectement les cultures et ce, en déclenchant une méthode de biocontrôle naturelle au moyen de collemboles. Les collemboles, en consommant les espèces fongiques phytopathogènes dans les résidus de culture contaminés, empêchent la contamination des cultures suivantes par ces champignons. Avantageusement, les composés dérivés de pyrazine de l’invention permettent de traiter la fusariose et la septoriose du blé, et peuvent être produits par un procédé de synthèse en peu d’étapes, de sorte qu’ils soient disponibles dans de grandes quantités sur le marché. In one embodiment, the R, S enantiomers are used in the form of a mixture having a molar ratio R:S equal to or between 1:100 or equal to or between 100:1. The present invention thus provides the use of the pyrazine-derived compounds of the invention as a plant protection product that can be easily applied, and allowing crops to be treated indirectly, by triggering a natural biocontrol method using springtails. The springtails, by consuming the phytopathogenic fungal species in the contaminated crop residues, prevent the contamination of subsequent crops by these fungi. Advantageously, the pyrazine-derived compounds of the invention make it possible to treat fusarium wilt and septoria wilt of wheat, and can be produced by a synthetic process in a few steps, so that they are available in large quantities on the market.
Les dérivés de pyrazine de l’invention sont solubles dans des solvants organiques. Avantageusement, les inventeurs ont mis en évidence que l’attraction de collemboles est aussi efficace lorsque les molécules sont dissoutes dans une très faible quantité de solvant organique (quelques millilitres de méthanol) et que la solution obtenue est fortement diluée dans l’eau (d’un facteur d’environ 1.106). Il sera donc possible d’envisager un solvant aqueux pour l’application de ces composés, et avoir ainsi un produit peu toxique pour l’environnement. Autrement, une dilution dans un solvant organique comme le méthanol peut être utilisée et aboutir à un résultat similaire à celui de la pyrazine diluée dans l’eau et montré sur la figure 6. Les composés dérivés de pyrazine de l’invention seront par exemple diffusés dans un terrain de culture afin d’attirer les collemboles pour qu’ils participent à l’élimination des champignons phytopathogènes présents dans ce terrain. De plus, cette méthode pourra être utilisée en synergie avec d’autres (variétés de blé résistantes, champignons antagonistes tels que Trichoderma atroviride...) afin de proposer une gestion intégrée (Integrated Pest Management) de ces ravageurs. Les composés de l’invention pourront également être pulvérisés directement sur les plantes ou les résidus de culture. Enfin, les composés dérivés de pyrazine pourront se présenter sous la forme d’une composition sous forme de poudre, en solution, en gel ou un hydrogel ou bien être intégrée à l’intérieur d’un dispositif permettant sa libération contrôlée, tel qu’un dispositif diffuseur de phéromones. The pyrazine derivatives of the invention are soluble in organic solvents. Advantageously, the inventors have demonstrated that the attraction of springtails is also effective when the molecules are dissolved in a very small quantity of organic solvent (a few milliliters of methanol) and the solution obtained is highly diluted in water (by a factor of approximately 1.10 6 ). It will therefore be possible to consider an aqueous solvent for the application of these compounds, and thus have a product with low toxicity for the environment. Otherwise, a dilution in an organic solvent such as methanol can be used and achieve a result similar to that of pyrazine diluted in water and shown in Figure 6. The pyrazine derivative compounds of the invention will for example be diffused into a growing medium in order to attract springtails so that they participate in the elimination of phytopathogenic fungi present in this medium. In addition, this method can be used in synergy with others (resistant wheat varieties, antagonistic fungi such as Trichoderma atroviride, etc.) in order to offer integrated management (Integrated Pest Management) of these pests. The compounds of the invention may also be sprayed directly onto plants or crop residues. Finally, the pyrazine-derived compounds may be presented in the form of a composition in powder form, in solution, in gel or hydrogel or may be integrated into a device allowing its controlled release, such as a pheromone diffuser device.
La méthodologie et les essais expérimentaux ayant conduit à cette invention sont décrits ci- après. The methodology and experimental tests leading to this invention are described below.
PARTIE EXPERIMENTALE : EXPERIMENTAL PART:
1. Matériel biologique 1. Biological material
Les collemboles (espèce H. nitidus) utilisés pour les expérimentations proviennent des élevages du laboratoire MECADEV (Muséum national d'Histoire naturelle, Brunoy, France). Ils ont été maintenus dans des boîtes de culture (diamètre 80 mm, hauteur 52 mm) à l'obscurité sur un substrat de sable de Fontainebleau humidifié (Sordalab) et ont été nourris avec des microalgues terrestres (Pleurococcus spp.) et de la bouse de vache séchée. The springtails (H. nitidus species) used for the experiments came from the MECADEV laboratory (National Museum of Natural History, Brunoy, France). They were kept in culture dishes (80 mm diameter, 52 mm height) in the dark on a moistened Fontainebleau sand substrate (Sordalab) and were fed with terrestrial microalgae (Pleurococcus spp.) and dried cow dung.
Fusearium graminearum provient de la collection de cultures fongiques du Muséum national d'Histoire naturelle (Paris, France). Zymoseptoria tritici a été fourni par l’INRAE BIOGER (Palaiseau, France). Toutes les souches ont été cultivées en boîte de Petri sur milieu de Mandels MM (Mandels et Reese, 1957) car ce milieu est très peu consommé par les collemboles contrairement à d’autres. Les suspensions de spores ont été étalées sur le milieu MM et les boîtes de Petri ont été incubées pendant deux semaines dans des chambres climatiques à 25°C pour une colonisation complète. Par la suite, toutes les boîtes de Petri ont été conservées dans l'obscurité à 4°C pendant un maximum de deux semaines jusqu'aux expériences ultérieures. Fusearium graminearum was obtained from the fungal culture collection of the Muséum national d’Histoire naturelle (Paris, France). Zymoseptoria tritici was provided by INRAE BIOGER (Palaiseau, France). All strains were cultured in Petri dishes on Mandels MM medium (Mandels and Reese, 1957) because this medium is very little consumed by springtails unlike others. Spore suspensions were spread on MM medium and the Petri dishes were incubated for two weeks in climate chambers at 25°C for complete colonization. Thereafter, all Petri dishes were kept in the dark at 4°C for a maximum of two weeks until further experiments.
2. Capacité des collemboles à consommer Fusarium graminearum et Zymoseptoria tritici sur le long terme 2. Ability of springtails to consume Fusarium graminearum and Zymoseptoria tritici in the long term
L'expérience de consommation à long terme a consisté à quantifier la consommation de deux champignons phytopathogènes par les collemboles en évaluant l'évolution de la taille des populations de collemboles et leurs effets de broutage sur le développement fongique jusqu'à une dizaine de semaines. T rois conditions ont été testées pour chaque champignon pathogène avec dix répétitions chacune. Trente collemboles, adultes, ont été mis en présence soit : (i) du champignon cultivé sur milieu MM, (ii) du milieu MM non colonisé ou (iii) du substrat sableux seul (sable de Fontainebleau humidifié : milieu de culture de H. nitidus sans ressources alimentaires). Les conditions (ii) et (iii) ont été réalisées pour s'assurer que la croissance et la reproduction des collemboles sont le résultat du régime alimentaire et non de réserves potentielles faites avant le début de l'expérience et que la ponte n'est pas le résultat d'un stress environnemental. The long-term consumption experiment consisted of quantifying the consumption of two phytopathogenic fungi by springtails by evaluating the evolution of springtail population size and their grazing effects on fungal development up to about ten weeks. Three conditions were tested for each pathogenic fungus with ten replicates each. Thirty adult springtails were placed in the presence of either: (i) the fungus grown on MM medium, (ii) the uncolonized MM medium or (iii) the sandy substrate alone (moistened Fontainebleau sand: H. nitidus culture medium without food resources). Conditions (ii) and (iii) were carried out to ensure that springtail growth and reproduction are the result of diet and not reserves. potentials made before the start of the experiment and that the spawning is not the result of environmental stress.
Un dispositif expérimental spécifique a été réalisé pour chacun des deux champignons car Z. tritici, contrairement à F. graminearum, a un développement de type levure. En conséquence, les colonies de Z. tritici ne recouvrent pas de manière homogène tout le milieu de culture MM. Ainsi, des cubes ont été prélevés dans les parties de la culture où le recouvrement du milieu MM par Z. tritici était le plus dense. Cela a permis d'offrir approximativement la même quantité de champignons aux collemboles dans toutes les répétitions. Les cubes recouverts de culture fongique ont été remplacés toutes les trois semaines (juste après les mesures sur les populations de collemboles aux semaines 3, 6 et 9) afin de s'assurer que le mycélium fongique était toujours disponible en excès pour tous les individus de H. nitidus. Ces boîtes ont ensuite été laissées à l'obscurité dans des chambres climatiques à 15°C pendant dix semaines. Les collemboles adultes, juvéniles et les œufs ont ensuite été comptés chaque semaine trois fois, par le même observateur, à l'aide d'une loupe binoculaire. Les individus morts et les exuvies (proxy de la croissance) ont également été comptés et retirés chaque semaine. Enfin, une photographie de la couverture de mycélium sur le milieu gélosé a été prise chaque semaine pendant 3 et 9 semaines. La couverture mycélienne, c'est-à-dire les zones de gélose couvertes par un mycélium aérien blanc, ont été mesurées à l'aide d'image J (Schneider et al., 2012). Ce logiciel permet de compter les pixels pour distinguer ces zones de celles broutées par les collemboles en utilisant leur différence de couleur. Des modèles linéaires généralisés ont été réalisés avec une distribution de Poisson et une fonction de lien logarithmique en utilisant le package Ime4 (Bates et al., 2007) du logiciel R car les indicateurs de population étaient des données de comptage. A specific experimental setup was created for each of the two fungi because Z. tritici, unlike F. graminearum, has a yeast-like development. As a result, Z. tritici colonies do not homogeneously cover the entire MM culture medium. Thus, cubes were taken from the parts of the culture where the coverage of the MM medium by Z. tritici was the densest. This made it possible to offer approximately the same amount of fungi to the springtails in all replicates. The cubes covered with fungal culture were replaced every three weeks (immediately after the measurements on springtail populations at weeks 3, 6, and 9) to ensure that excess fungal mycelium was always available for all H. nitidus individuals. These boxes were then left in the dark in climate chambers at 15°C for ten weeks. Adult and juvenile springtails and eggs were then counted three times each week by the same observer using a binocular microscope. Dead individuals and exuviae (growth proxies) were also counted and removed weekly. Finally, a photograph of the mycelial cover on the agar medium was taken weekly for 3 and 9 weeks. Mycelial cover, i.e., the areas of agar covered by white aerial mycelium, was measured using Image J (Schneider et al., 2012). This software allows counting pixels to distinguish these areas from those grazed by springtails using their color difference. Generalized linear models were performed with a Poisson distribution and a logarithmic link function using the Ime4 package (Bates et al., 2007) in R software because the population indicators were count data.
La couverture de mycélium a été analysée sous forme de données de proportion continue (donc borné à l'intervalle [0,1]) en utilisant des régressions bêta avec une fonction logit de liaison (Douma et Weedon, 2019) avec les packages betareg (Zeileis et al., 2016) et glmmTMB (Magnusson et al., 2017) du logiciel R. Mycelium cover was analyzed as continuous proportion data (thus bounded to the interval [0,1]) using beta regressions with a link logit function (Douma and Weedon, 2019) with the betareg (Zeileis et al., 2016) and glmmTMB (Magnusson et al., 2017) packages in R software.
Les résultats montrent que H. nitidus est capable de se nourrir et de se reproduire à long terme en ayant comme source d’alimentation Zymoseptoria tritici (Fig. 2) ou Fusarium graminearum (Fig. 3). Les collemboles ont réduit significativement (p = 4,24e-12) de plus de 55% en moyenne, la surface occupée par le mycélium de Z. tritici, comparativement aux boites contrôles sans collembole. Les résultats sont très spectaculaires concernant Fusarium graminearum, pour lequel on observe au bout de dix semaines l'élimination quasi-totale de ce champignon dans certaines boites de culture, avec une réduction moyenne hautement significative (p = 7.1e-4) de la surface occupée. De plus, le nombre de collemboles adultes et total (adultes+juvéniles) est significativement plus élevé en présence des champignons phytopathogènes qu’en leur absence. Ces résultats indiquent une importante reproduction de la population de collemboles initialement introduite dans la boîte et une mortalité très faible, voire inexistante, comparativement aux boîtes sans champignons, ce qui démontre le caractère durable de cette méthode. The results show that H. nitidus is able to feed and reproduce in the long term using either Zymoseptoria tritici (Fig. 2) or Fusarium graminearum (Fig. 3) as a food source. The springtails significantly reduced (p = 4.24e -12 ) by more than 55% on average, the surface area occupied by the mycelium of Z. tritici, compared to control boxes without springtails. The results are very spectacular concerning Fusarium graminearum, for which after ten weeks we observed the almost total elimination of this fungus in some culture boxes, with a highly significant average reduction (p = 7.1e -4 ) of the occupied surface area. In addition, the number of adult and total springtails (adults + juveniles) is significantly higher in the presence of the fungi. phytopathogens than in their absence. These results indicate significant reproduction of the springtail population initially introduced into the box and very low, if not non-existent, mortality compared to boxes without fungi, which demonstrates the sustainable nature of this method.
3. Analyse des molécules volatiles produites par H. nitidus et identification de la pyrazine (Protocole GC-MS) 3. Analysis of volatile molecules produced by H. nitidus and identification of pyrazine (GC-MS protocol)
Les molécules produites par les collemboles (/7. nitidus) dans leur environnement ont été collectées grâce à des fibres SPME (Solid-Phase MicroExtraction) pouvant capter un large spectre de molécules (fibres divinylbenzène/Carboxen/Polydiméthylsiloxane DVB/CAR/PDMS, Merck). Ces molécules ont ensuite été analysées et identifiées par chromatographie en phase gazeuse (GC) directement couplée à une analyse par spectrométrie de masse (MS) Shimadzu QP2010-Plus au sein du laboratoire CRC (Muséum national d’Histoire naturelle). The molecules produced by springtails (/7. nitidus) in their environment were collected using SPME (Solid-Phase MicroExtraction) fibers capable of capturing a wide spectrum of molecules (divinylbenzene/Carboxen/Polydimethylsiloxane DVB/CAR/PDMS fibers, Merck). These molecules were then analyzed and identified by gas chromatography (GC) directly coupled with Shimadzu QP2010-Plus mass spectrometry (MS) analysis at the CRC laboratory (National Museum of Natural History).
Quarante-huit heures avant l’analyse par GC-MS, 100 H. nitidus (adultes) sont placés dans une boîte de culture (97g sable de fontainebleau ; 21 mL d’eau) avec pour nourriture 60 mg d’algues Pleurococcus spp. Les boîtes ont ensuite été placées à l’obscurité à ~20°C. La nourriture abondante, l’obscurité et l’humidité sont des conditions favorables incitant les collemboles à produire des phéromones d’agrégation. En parallèle à ces boîtes, des boîtes sans collembole avec sable seul ou sable + nourriture sont également préparées pour repérer les molécules ne provenant pas des collemboles et qui seraient issues du polystyrène cristal des boîtes, du sable ou de la nourriture. Enfin, des boites contenant les collemboles sur le sable mais sans nourriture sont préparées afin de différencier les molécules produites par les collemboles à jeûn et les collemboles se nourrissant, les potentielles phéromones d’agrégations n’étant produites que dans des conditions favorables. Forty-eight hours before GC-MS analysis, 100 H. nitidus (adults) were placed in a culture dish (97g Fontainebleau sand; 21 mL water) with 60 mg of Pleurococcus spp. algae as food. The dishes were then placed in the dark at ~20°C. Abundant food, darkness and humidity are favorable conditions that encourage springtails to produce aggregation pheromones. In parallel with these dishes, dishes without springtails with sand alone or sand + food were also prepared to identify molecules not originating from springtails and which would come from the crystal polystyrene of the dishes, the sand or the food. Finally, boxes containing springtails on sand but without food are prepared in order to differentiate the molecules produced by fasting springtails and feeding springtails, the potential aggregation pheromones being produced only under favorable conditions.
Vingt-quatre heures après la préparation des boîtes, la fibre SPME est conditionnée 30 min à 270°C dans les injecteurs de GC. Après conditionnement, la fibre SPME est introduite dans les boîtes afin qu’elle capte les molécules (phéromones) émises dans ces boîtes préparées la veille. Le captage des molécules par la fibre dure 24h à l’obscurité à ~20°C. La fibre est ensuite retirée des boîtes, placée sur un porte-fibre puis insérée dans l’injecteur de l’appareil GC-MS. L’analyse des molécules désorbées de la fibre, par GC-MS dure 34,5 minutes. Les différents paramètres de l’analyse sont : température de l’injecteur GC : 250°C, valeurs du flux du gaz vecteur Helium : Débit 1.0 mL/min ; pression : 49.7kPa, mode d’injection splitless (pendant 0,4 min), programme de température appliqué : 1 min à 40°C puis 8°C/min jusqu’à 300°C avec un plateau final d’1 minute, caractéristiques de la colonne GC à phase stationnaire : 5%phényl- 95%diméthylpolysiloxanes DB5 Agilent, température de l’interface GC-MS 300°C). Le spectromètre de masse balaye à une vitesse de 5000 u s-1, sur une gamme de masse de 45 à 500 u, en condition d’ionisation électronique à 70 eV. Le pilotage des données est réalisé à l’aide du logiciel GCMSsolution (Shimadzu). La valeur de gain du détecteur du spectromètre de masse est réduite d’une valeur de 0,9 en début de chromatogramme (afin de réduire les risques de saturation du détecteur et sa mise à l’arrêt automatique). Les pics correspondants aux molécules produites uniquement en présence des collemboles sont déduits en superposant les spectres des boîtes « Nourriture » et « Collemboles + Nourriture ». Une analyse des résultats est menée avec le logiciel de retraitement GCMS Postrun Analysis (Shimadzu) et le support de la librairie de spectres de masse NIST 2011 . Twenty-four hours after the preparation of the boxes, the SPME fiber is conditioned for 30 min at 270°C in the GC injectors. After conditioning, the SPME fiber is introduced into the boxes so that it captures the molecules (pheromones) emitted in these boxes prepared the day before. The capture of the molecules by the fiber lasts 24 hours in the dark at ~20°C. The fiber is then removed from the boxes, placed on a fiber holder and then inserted into the injector of the GC-MS device. The analysis of the molecules desorbed from the fiber, by GC-MS lasts 34.5 minutes. The different parameters of the analysis are: temperature of the GC injector: 250°C, values of the flow of the Helium carrier gas: Flow rate 1.0 mL/min; pressure: 49.7kPa, splitless injection mode (for 0.4 min), temperature program applied: 1 min at 40°C then 8°C/min up to 300°C with a final plateau of 1 minute, characteristics of the stationary phase GC column: 5%phenyl-95%dimethylpolysiloxanes DB5 Agilent, GC-MS interface temperature 300°C). The mass spectrometer scans at a speed of 5000 us -1 , over a mass range of 45 at 500 u, under electron ionization conditions at 70 eV. Data control is carried out using GCMSsolution software (Shimadzu). The gain value of the mass spectrometer detector is reduced by a value of 0.9 at the beginning of the chromatogram (in order to reduce the risks of saturation of the detector and its automatic shutdown). The peaks corresponding to the molecules produced only in the presence of springtails are deduced by superimposing the spectra of the “Food” and “Springtails + Food” boxes. An analysis of the results is carried out with the GCMS Postrun Analysis reprocessing software (Shimadzu) and the support of the NIST 2011 mass spectra library.
Il a été ainsi identifié la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine comme molécule volatile produite par H. nitidus seulement en présence de nourriture. La capacité de cette molécule à agir comme phéromone d’agrégation ou attractant de H nitidus a été mise en évidence ensuite. 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine was thus identified as a volatile molecule produced by H. nitidus only in the presence of food. The ability of this molecule to act as an aggregation pheromone or attractant for H. nitidus was then demonstrated.
4. Tests d’attractivité de la pyrazine et des analogues sur H. nitidus 4. Attractiveness tests of pyrazine and analogues on H. nitidus
L’effet attractant des composés dérivés de pyrazine de l’invention est mis en évidence par des tests de choix en boîte de Petri ou au moyen d’un olfactomètre. Quel que soit le test utilisé, les collemboles mis à jeûner préalablement sont exposés à la présence d’une solution de la pyrazine à tester et d’une solution contrôle, ensuite les collemboles doivent faire un choix dans leur direction de déplacement, soit pour se diriger vers la solution de pyrazine, soit pour se diriger vers la solution contrôle. L’effet d’attractivité est confirmé lorsque les collemboles montrent une préférence significative pour se diriger vers la source de pyrazine. Pour référence, l’article « Étude olfactométrique du comportement de Oryctes monoceros olivier (coleoptera, dynastidae) en présence de la phéromone 4-methyl-octanoate d’ethyl (4-moe) et du matériel végétal synergiste en Côte d’ivoire » DI BY et al 2010 » Afrique Science 06(1 )(2010)74-85 donne un exemple détaillé d’étude olfactométrique apte à étudier l’attractivité d’une phéromone. The attractive effect of the pyrazine-derived compounds of the invention is demonstrated by choice tests in Petri dishes or by means of an olfactometer. Whatever the test used, the previously fasted springtails are exposed to the presence of a solution of the pyrazine to be tested and a control solution, then the springtails must make a choice in their direction of movement, either to move towards the pyrazine solution or to move towards the control solution. The attractive effect is confirmed when the springtails show a significant preference for moving towards the source of pyrazine. For reference, the article "Olfactometric study of the behavior of Oryctes monoceros olivier (coleoptera, dynastidae) in the presence of the pheromone 4-methyl-octanoate ethyl (4-moe) and synergistic plant material in Ivory Coast" DI BY et al 2010 "Afrique Science 06(1)(2010)74-85 gives a detailed example of an olfactometric study capable of studying the attractiveness of a pheromone.
4. 1 L’attractivité de la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine4. 1 The attractiveness of 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine
L’attractivité de la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine a été testée à des doses allant de 0,01 ng à 50 ng, après dilution dans deux solvants, l’eau déminéralisée et le méthanol. The attractiveness of 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine was tested at doses ranging from 0.01 ng to 50 ng, after dilution in two solvents, demineralized water and methanol.
Cinq doses de pyrazine ont été testées avec le solvant « eau déionisée » : 50 ng, 10 ng, 1 ng, 0,1 ng et 0,01 ng. Five doses of pyrazine were tested with the solvent “deionized water”: 50 ng, 10 ng, 1 ng, 0.1 ng and 0.01 ng.
Pour l'expérience avec du méthanol comme solvant, 3 microlitres de solvant (méthanol sans pyrazine) ont été déposés sur un filtre en fibre de verre et 3 microlitres de la solution de pyrazine ont été déposés sur un deuxième filtre en fibre de verre et quatre doses ont été testées : 10 ng, 1 ng, 0,1 ng et 0,01 ng. Les deux filtres sont placés à l’intérieur d’une boite de Petri à 1 ,5 cm de distance et à équidistance des bords. Ensuite, le déplacement de 10 collemboles à l’intérieur de la boité de Petri est observé, et leur position est relevée pendant 3 heures. Le choix final des collemboles pour la pyrazine a été analysé à l'aide de modèles linéaires généralisés mixtes (GLMM) suivant Bolker et al. (2009) avec le package Ime4 (Bates ét al., 2007). For the experiment with methanol as solvent, 3 microliters of solvent (methanol without pyrazine) were placed on a glass fiber filter and 3 microliters of the pyrazine solution were placed on a second glass fiber filter and four doses were tested: 10 ng, 1 ng, 0.1 ng and 0.01 ng. The two filters are placed inside a Petri dish 1.5 cm apart and equidistant from the edges. Then, the displacement of 10 Springtails inside the Petri dish are observed, and their position is recorded for 3 hours. The final choice of springtails for pyrazine was analyzed using generalized linear mixed models (GLMM) following Bolker et al. (2009) with the Ime4 package (Bates et al., 2007).
Les résultats sont montrés en figure 6, et indiquent un effet attractif de la 3-methoxy-2-(1- methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine en fonction de la dose utilisée dans chaque essai. Les doses très hautes ou très basses (50 ng et 0,01 ng) ne se montrent pas effectives en comparaison du contrôle, alors qu’un effet attractif est clairement visible entre 10 ng et 0,1 ng. Dans les conditions étudiées, les doses de 1 ng à 0,1 ng sont les plus avantageuses (effet significatif avec des p-values de 0,00136 et 0,000176 respectivement). Les résultats avec méthanol sont similaires et le même effet d’attractivité et de dose a pu être observé (attractivité significative avec des p-values de 0,0185 et 6,35.10’7 respectivement). La figure 8 montre les résultats de ce même essai mais réalisé avec l’un des analogues, la 3-methoxy-2-(3- methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine. On observe également un effet d’attractivité dépendant de la dose utilisée, l’effet le plus important (hautement significatif avec p= 1 ,22.10’ 6) étant obtenu avec une dose de 0,1 ng. The results are shown in Figure 6, and indicate an attractive effect of 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine depending on the dose used in each test. Very high or very low doses (50 ng and 0.01 ng) do not appear effective in comparison with the control, while an attractive effect is clearly visible between 10 ng and 0.1 ng. Under the conditions studied, doses from 1 ng to 0.1 ng are the most advantageous (significant effect with p-values of 0.00136 and 0.000176 respectively). The results with methanol are similar and the same effect of attractiveness and dose could be observed (significant attractiveness with p-values of 0.0185 and 6.35.10' 7 respectively). Figure 8 shows the results of this same test but carried out with one of the analogues, 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine. A dose-dependent attractiveness effect is also observed, with the most significant effect (highly significant with p= 1.22.10' 6 ) being obtained with a dose of 0.1 ng.
Ces résultats ne sont, en aucun cas, limitatifs de la dose utile des composés dérivés de pyrazine de l’invention. En effet, l’efficacité de doses selon les présents essais est dépendante des conditions du test réalisé, et ne sont pas comparables à des conditions d’application au champ. En pratique, les doses efficaces seront naturellement plus élevées car la molécule sera fortement diluée lorsqu’elle sera libérée dans l’air ambiant. These results are in no way limiting of the useful dose of the pyrazine derivative compounds of the invention. Indeed, the efficacy of doses according to the present tests is dependent on the conditions of the test carried out, and are not comparable to field application conditions. In practice, the effective doses will naturally be higher because the molecule will be highly diluted when released into the ambient air.
L’effet d’attractivité de la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine a été également évalué au moyen de ce test à une dose de 1 ng. Les résultats montrent que la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine est également capable d’attirer les collemboles, notamment H. nitidus (moyenne de 5,5 collemboles vs 3.3 sur le contrôle « eau » avec une p-value de 0.000596. La 2-isopropyl-3- methoxypyrazine présente donc un effet attractif significatif sur les collemboles. The attractiveness effect of 2-isopropyl-3-methoxypyrazine was also evaluated using this test at a dose of 1 ng. The results show that 2-isopropyl-3-methoxypyrazine is also capable of attracting springtails, including H. nitidus (average of 5.5 springtails vs. 3.3 on the “water” control with a p-value of 0.000596. 2-isopropyl-3-methoxypyrazine therefore has a significant attractive effect on springtails.
L’effet d’attractivité des molécules suivantes a été également évalué au moyen de ce test aux doses indiquées ci-dessous : The attractiveness effect of the following molecules was also evaluated using this test at the doses indicated below:
- la 3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine à une dose de 0,005 ng ; les résultats montrent que la 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine est capable d’attirer les collemboles, à une dose de 0,005 ng, notamment H. nitidus avec une moyenne de 5,4 collemboles vs 4 sur le contrôle « eau » avec une p-value de 0,0385. La 3-methoxy-2-(2- phenylethyl)-5-(2-methylpropyl) présente donc un effet attractif significatif sur les collemboles.- 3-methoxy-2-(butyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine at a dose of 0.005 ng; the results show that 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl) pyrazine is capable of attracting springtails, at a dose of 0.005 ng, notably H. nitidus with an average of 5.4 springtails vs 4 on the “water” control with a p-value of 0.0385. 3-methoxy-2-(2-phenylethyl)-5-(2-methylpropyl) therefore has a significant attractive effect on springtails.
- la (R) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine à une dose de 0,005 ng et de 0,01 ng ; les résultats montrent que la (R) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2- methylpropyl)pyrazine est également capable d’attirer les collemboles, à une dose de 0,005 ng notamment H. nitidus avec une moyenne de 5,6 collemboles vs 3,7 sur le contrôle « eau » avec une p-value de 0,00466. A une dose de 0,01 ng, les résultats montrent que l’attraction est présente avec une moyenne de 5,8 collemboles vs 3,16 sur le contrôle « eau », avec une P-value de 0,0000317. La 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine présente donc un effet attractif significatif sur les collemboles. - (R) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine at a dose of 0.005 ng and 0.01 ng; the results show that (R) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine is also capable of attracting springtails, at a dose of 0.005 ng notably H. nitidus with an average of 5.6 springtails vs 3.7 on the “water” control with a p-value of 0.00466. At a dose of 0.01 ng, the results show that attraction is present with an average of 5.8 springtails vs 3.16 on the “water” control, with a P-value of 0.0000317. 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine therefore has a significant attractive effect on springtails.
- la 2-isobutyle-3-methoxypyrazine (molécule commercialisée par Sigma Aldrich) à une dose de 1 ng ; les résultats montrent que la 2-isobutyle-3-methoxypyrazine est capable d’attirer les collemboles, à une dose de 1 ng, notamment le H. nitidus avec une moyenne de 5,5 collemboles vs 3,33 sur le contrôle « eau » avec une p-value de 0,000596. La 2-isobutyle-3- methoxypyrazine présente donc un effet attractif significatif sur les collemboles. - 2-isobutyl-3-methoxypyrazine (molecule marketed by Sigma Aldrich) at a dose of 1 ng; the results show that 2-isobutyl-3-methoxypyrazine is capable of attracting springtails, at a dose of 1 ng, notably H. nitidus with an average of 5.5 springtails vs 3.33 on the “water” control with a p-value of 0.000596. 2-isobutyl-3-methoxypyrazine therefore has a significant attractive effect on springtails.
- la 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine à une dose de 0,1 ng. Les résultats montrent que la 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine est capable d’attirer les collemboles, à une dose de 0,1 ng, notamment le H. nitidus avec une moyenne de 6,6 collemboles, vs 3,33 sur le contrôle « eau », avec une p-value de 1.22E-06. La 3-methoxy- 2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine présente donc un effet attractif significatif sur les collemboles. - 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine at a dose of 0.1 ng. The results show that 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine is capable of attracting springtails, at a dose of 0.1 ng, notably H. nitidus with an average of 6.6 springtails, vs 3.33 on the “water” control, with a p-value of 1.22E-06. 3-methoxy-2-(3-methylbutyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine therefore has a significant attractive effect on springtails.
- la 2-isopropyl-3-methoxypyrazine (molécule commercialisée par Sigma Aldrich) à une dose de 1 ng ; les résultats montrent que la 2-isobutyle-3-methoxypyrazine est capable d’attirer les collemboles, à une dose de 1 ng, notamment le H. nitidus avec une moyenne de 5,4 collemboles vs 3,9 sur le contrôle « eau » avec une p-value de 0,0013. La 2-isopropyl-3- methoxypyrazine présente donc un effet attractif significatif sur les collemboles - 2-isopropyl-3-methoxypyrazine (molecule marketed by Sigma Aldrich) at a dose of 1 ng; the results show that 2-isobutyl-3-methoxypyrazine is capable of attracting springtails, at a dose of 1 ng, notably H. nitidus with an average of 5.4 springtails vs 3.9 on the “water” control with a p-value of 0.0013. 2-isopropyl-3-methoxypyrazine therefore has a significant attractive effect on springtails
Les résultats montrent que ces molécules sont capables d’attirer les collemboles, notamment H. nitidus. The results show that these molecules are capable of attracting springtails, notably H. nitidus.
Comme déjà indiqué, l’efficacité de doses indiquées est dépendante des conditions du test réalisé. As already indicated, the effectiveness of the indicated doses depends on the conditions of the test carried out.
4.2 Test d’attractivité par olfactométrie 4.2 Attractiveness test by olfactometry
L’effectivité de la 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine a été également étudiée au moyen d’un olfactomètre. A l’aide de ce dispositif, les collemboles doivent choisir entre deux voies qui se distinguent uniquement par la présence d’une solution de la pyrazine à tester ou d’une solution contrôle sans pyrazine. Les collemboles sont notamment placés au niveau de l’embranchement d’un conduit en forme de « Y », et doivent choisir entre l’une ou l’autre voie du conduit. The effectiveness of 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine was also studied using an olfactometer. Using this device, springtails must choose between two routes that are distinguished only by the presence of a solution of the pyrazine to be tested or a control solution without pyrazine. The springtails are placed at the branch of a Y-shaped duct and must choose between one or the other route of the duct.
Les solutions de pyrazine utilisées sont des solutions dans l’eau désionisée à 5 concentrations : S0=1 pg.L'1, S1=100 ng.L-1, S2=10 ng.L'1, S3=1 ng.L-1, S4=0,1 ng.L-1. Les expériences d’olfactométrie se sont déroulées avec deux séries de dix individus soit au total 100 individus soumis à l’olfactométrie : 20 individus par dose de 0.01 ng, 0.1 ng, 1 ng, 10 ng et 100 ng. The pyrazine solutions used are solutions in deionized water at 5 concentrations: S0=1 pg.L' 1 , S1=100 ng.L -1 , S2=10 ng.L' 1 , S3=1 ng.L -1 , S4=0.1 ng.L -1 . The olfactometry experiments were carried out with two series of ten individuals, i.e. a total of 100 individuals subjected to olfactometry: 20 individuals per dose of 0.01 ng, 0.1 ng, 1 ng, 10 ng and 100 ng.
Toutes les analyses statistiques ont été réalisées sur le logiciel R v 4.1.1 (R Core Team, 2021). Les choix des individus ayant choisi un côté sont analysés avec des tests binomiaux avec l’hypothèse nulle que les individus choisissent autant le contrôle que la molécule (p=0.05).All statistical analyses were performed using R v 4.1.1 software (R Core Team, 2021). The choices of individuals who chose a side were analyzed using binomial tests with the null hypothesis that individuals chose the control as much as the molecule (p=0.05).
Les résultats de ce test sont montrés à la figure 8 où l’on observe une fois encore un effet d’attractivité du dérivé de pyrazine originale (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2- methylpropyl)pyrazine) sur les collemboles. Cet effet est fortement dépendant de la dose utilisée. Dans cette expérience, un léger effet d’attractivité est observé pour les doses de 100 ng, 10 ng et 0,01 ng, alors qu’une forte attractivité (significative avec une p value de 0,0009766) est observée aux doses de 1 ng et de 0,1 ng. Une fois encore, les doses à utiliser des composés dérivés de l’invention seront adaptées au cas par cas selon les conditions d’application de ces composés sur le terrain. The results of this test are shown in Figure 8 where we once again observe an attractiveness effect of the original pyrazine derivative (3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine) on springtails. This effect is highly dependent on the dose used. In this experiment, a slight attractiveness effect is observed for the doses of 100 ng, 10 ng and 0.01 ng, while a strong attractiveness (significant with a p value of 0.0009766) is observed at the doses of 1 ng and 0.1 ng. Once again, the doses to be used of the compounds derived from the invention will be adapted on a case-by-case basis according to the conditions of application of these compounds in the field.
5. Synthèse de la pyrazine originale et des analogues 5. Synthesis of the original pyrazine and analogues
La 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, pyrazine originale, et ses analogues ont été synthétisés selon les voies de synthèse illustrées à la figure 5, et détaillées ci-après. The original pyrazine, 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, and its analogues were synthesized according to the synthetic routes illustrated in Figure 5, and detailed below.
Dans un ballon ont été ajoutés 1 équivalent (eq) de 3-méthoxy-5-bromo-2-pyrazinamine, du toluène (12 mL/mmol), H2O (2.5 mL/mmol), K2CO3 (6 eq), (PPhs) 4 (0.1 eq) et de l'acide isobutyl-boronique (2eq). Le mélange a été agité à 100°C pendant 3h puis le deuxième équivalent d'acide boronique a été ajouté et le mélange a été agité pendant une nuit à 100°C. Après refroidissement à température ambiante, la couche aqueuse a été extraite deux fois avec AcOEt (acétate d’éthyle). Les couches organiques combinées ont ensuite été lavées avec une solution saturée de NaCI, séchées avec du MgSCL anhydre et concentrées sous vide. Le matériau brut a été purifié sur un tampon de gel de silice (85/15 Dichlorométhane/ acétate d’éthyle « DCM/AcOEt ») pour donner la 3-méthoxy- 5-isobutyl-2-pyrazinamine souhaitée avec un rendement de 64%. In a flask were added 1 equivalent (eq) of 3-methoxy-5-bromo-2-pyrazinamine, toluene (12 mL/mmol), H2O (2.5 mL/mmol), K2CO3 (6 eq), (PPhs)4 (0.1 eq) and isobutyl-boronic acid (2eq). The mixture was stirred at 100°C for 3 h then the second equivalent of boronic acid was added and the mixture was stirred overnight at 100°C. After cooling to room temperature, the aqueous layer was extracted twice with AcOEt (ethyl acetate). The combined organic layers were then washed with saturated NaCl solution, dried with anhydrous MgSCL and concentrated in vacuo. The crude material was purified on silica gel pad (85/15 Dichloromethane/ethyl acetate “DCM/AcOEt”) to give the desired 3-methoxy-5-isobutyl-2-pyrazinamine in 64% yield.
1H RMN (300 MHz, CDCh) ô ppm : 7.32 (s, 1 H) ; 4.69 (brs, 2H) ; 3.94 (s,3H) ; 2.39 (d, J=7.2 Hz, 2H) ; 2.0 (m,1 H) ; 0.90 (d, J=6.Q Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCh) δ ppm: 7.32 (s, 1 H); 4.69 (brs, 2H); 3.94 (s,3H); 2.39 (d, J=7.2 Hz, 2H); 2.0 (m,1 H); 0.90 (d, J=6.Q Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCh) ô ppm : 148,0, 143,2, 141 ,2, 131 ,7, 53,1 , 43,0, 28,4, 22,3 13 C NMR (75 MHz, CDCh) δ ppm: 148.0, 143.2, 141.2, 131.7, 53.1, 43.0, 28.4, 22.3
IR cm-1 : 3317, 3194, 2867, 1618, 1475, 1405, 1227, 1199, 1028, 588, 474 HRMS : calculé pour [CgHi5N3O+H]+ m/z=182.1293 trouvé 182.1289 IR cm-1: 3317, 3194, 2867, 1618, 1475, 1405, 1227, 1199, 1028, 588, 474 HRMS: calculated for [CgHi5N3O+H]+ m/z=182.1293 found 182.1289
Dans un ballon scellé, on a ajouté de la 3-méthoxy-5-isobutyl-2-pyrazinamine (1 eq), de l'acétonitrile (4mL/mmol), de l'H2O (6mL/mmol) et de l'HI 48% (3mL/mmol). La solution a été refroidie à 0°C avant d'ajouter goutte à goutte une solution de NaNO2 (15 eq) dans l'eau (4mL/mmol). Attention : la réaction est très exothermique. Après la fin de l'addition, le ballon a été scellé et le mélange a été agité à 50°C pendant une nuit. Après refroidissement à température ambiante, la couche aqueuse a été extraite deux fois avec de l'éther diéthylique. Les couches organiques combinées ont ensuite été lavées avec une solution saturée de NaCI et de Na2S2C>3- La couche organique a été séchée avec du MgSO4 anhydre et concentrée sous vide. Le précipité a été purifié sur gel de silice dans du DCM pour donner de la 2-iodo- 3-méthoxy-5- isobutyl-pyrazine avec un rendement de 93%. In a sealed flask, 3-methoxy-5-isobutyl-2-pyrazinamine (1 eq), acetonitrile (4 mL/mmol), H 2 O (6 mL/mmol), and 48% HI (3 mL/mmol) were added. The solution was cooled to 0°C before a solution of NaNO 2 (15 eq) in water (4 mL/mmol) was added dropwise. Caution: The reaction is highly exothermic. After the addition was complete, the flask was sealed, and the mixture was stirred at 50°C overnight. After cooling to room temperature, the aqueous layer was extracted twice with diethyl ether. The combined organic layers were then washed with saturated NaCl and Na2S2C>3 solution. The organic layer was dried with anhydrous MgSO 4 and concentrated in vacuo. The precipitate was purified on silica gel in DCM to give 2-iodo-3-methoxy-5-isobutyl-pyrazine in 93% yield.
1 H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7.75 (s, 1 H), 3.99 (s,3H), 2.50 (d, =7.1 Hz, 2H), 2.07 (m,1 H),0.92 (d, J=6.Q Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.75 (s, 1 H), 3.99 (s, 3H), 2.50 (d, =7.1 Hz, 2H), 2.07 (m,1 H), 0.92 (d, J=6.Q Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 158,4, 152,8, 137,0, 103,3, 54,6, 42,9, 28,5, 22,3 13 C NMR (75 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 158.4, 152.8, 137.0, 103.3, 54.6, 42.9, 28.5, 22.3
IR cm'1 : 2954.78, 2868.15, 1358.78, 1047.55 IR cm' 1 : 2954.78, 2868.15, 1358.78, 1047.55
HRMS : calculé pour [C9Hi3N20l+H]+ m/z=293.0151 trouvé 293.0151 HRMS: calculated for [C9Hi3N 2 0l+H]+ m/z=293.0151 found 293.0151
5.1 Procédure générale A pour le couplage de Suzuki de l'acide thiophényl-boronigue5.1 General Procedure A for the Suzuki Coupling of Thiophenyl Boronic Acid
Dans un ballon ont été ajoutés 1 eq de 2-iodo-3-méthoxy-5-isobutyl-pyrazine, du toluène (12 mL/mmol), H2O (2,5 mL/mmol), K2CO3 (6 eq), (PPh3)4 (0.1 eq) et de l'acide boronique (2 eq). Le mélange a été agité à 100°C pendant 3h puis le deuxième équivalent d'acide boronique a été ajouté et le mélange a été agité pendant une nuit à 100°C. Après refroidissement à température ambiante, la couche aqueuse a été extraite deux fois avec AcOEt. Les couches organiques combinées ont ensuite été lavées avec une solution saturée de NaCI et séchées avec du MgSCL anhydre et concentrées sous vide. La matière brute a été purifiée sur un tampon de gel de silice. In a flask were added 1 eq of 2-iodo-3-methoxy-5-isobutyl-pyrazine, toluene (12 mL/mmol), H2O (2.5 mL/mmol), K2CO3 (6 eq), (PPh3)4 (0.1 eq) and boronic acid (2 eq). The mixture was stirred at 100°C for 3 h then the second equivalent of boronic acid was added and the mixture was stirred overnight at 100°C. After cooling to room temperature, the aqueous layer was extracted twice with AcOEt. The combined organic layers were then washed with saturated NaCl solution and dried with anhydrous MgSCL and concentrated in vacuo. The crude material was purified on a pad of silica gel.
5.2 Procédure générale B pour le couplage de Suzuki de l'acide thiophényl-boronigue :5.2 General procedure B for the Suzuki coupling of thiophenyl-boronic acid:
Dans un ballon ont été ajoutés de la 2-iodo-3-méthoxy-5-isobutyl-pyrazine (1 eq), 4 mL de dioxane, 1 mL de H2O, K2COs(2 eq), et de l'acide boronique (2 eq). De l'argon est insufflé dans le mélange avant d'ajouter le catalyseur XPhos Pd G2 (0, 1 eq). Le mélange a été agité à 100°C pendant une nuit. Après refroidissement à température ambiante, la couche aqueuse a été extraite deux fois avec AcOEt. Les couches organiques combinées ont ensuite été lavées avec une solution saturée de NaCI et séchées avec du MgSC>4 anhydre et concentrées sous vide. Le matériau brut a été purifié sur gel de silice. In a flask were added 2-iodo-3-methoxy-5-isobutyl-pyrazine (1 eq), 4 mL of dioxane, 1 mL of H2O, K2COs (2 eq), and boronic acid (2 eq). Argon was blown into the mixture before adding the XPhos Pd G2 catalyst (0.1 eq). The mixture was stirred at 100 °C overnight. After cooling to room temperature, the aqueous layer was extracted twice with AcOEt. The combined organic layers were then washed with saturated NaCl solution and dried with anhydrous MgSC>4 and concentrated in vacuo. The crude material was purified on silica gel.
Préparé selon la procédure A avec un rendement de 88%. Prepared according to procedure A with a yield of 88%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 8.19 (dd, J=3.0 ; 1.2 Hz, 1 H), 7.99 (s, 1 H), 7.91 (dd,J= 5,1 Hz ; 1 ,2 Hz, 1 H), 7,35 (dd, J= 5,1 Hz ; 3,0 Hz, 1 H), 4,08 (s, 3H), 2,58 (d, J=7,1 Hz, 2H),2,15 (m,1 H) 0,97 (d, J= 6,6 Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 8.19 (dd, J=3.0; 1.2 Hz, 1 H), 7.99 (s, 1 H), 7.91 (dd, J= 5.1 Hz; 1.2 Hz, 1 H), 7.35 (dd, J= 5.1 Hz; 3.0 Hz, 1 H), 4.08 (s, 3H), 2.58 (d, J=7.1 Hz, 2H),2.15 (m,1 H) 0.97 (d, J=6.6 Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 156,5, 151 ,2, 137,6, 136,0, 135,3, 129,0, 128,3, 128,2, 126,2, 13 C NMR (75 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 156.5, 151.2, 137.6, 136.0, 135.3, 129.0, 128.3, 128.2, 126.2,
124,7, 53,4, 43,7, 28,6, 22,4 124.7, 53.4, 43.7, 28.6, 22.4
IR cm-1 : 2953, 2867, 1534, 1523, 1451 , 1340, 1300, 1220, 1167, 1077, 1037, 1024, 979, 895, 863, 808, 775, 692 628, 588 IR cm-1: 2953, 2867, 1534, 1523, 1451, 1340, 1300, 1220, 1167, 1077, 1037, 1024, 979, 895, 863, 808, 775, 692 628, 588
HRMS : calculé pour [Ci3HieN2OS+H]+ m/z=249.1062 trouvé 249.1053. HRMS: calculated for [Ci3HieN2OS+H]+ m/z=249.1062 found 249.1053.
Préparé selon la procédure A avec un rendement de 74%. Prepared according to procedure A with a yield of 74%.
1 H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 8.22 (s, 1 H), 8.02 (s, 1 H), 7.82 (m,2H), 7.35 (m, 2H), 4.17 (s,3H), 2.61 (d, J=7.1 Hz, 2H), 2.16 (m, 1 H) 0.98 (d, J= 6.6 Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 8.22 (s, 1 H), 8.02 (s, 1 H), 7.82 (m, 2H), 7.35 (m, 2H), 4.17 (s, 3H), 2.61 (d, J=7.1 Hz, 2H), 2.16 (m, 1 H) 0.98 (d, J= 6.6 Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 156.1 , 152.2, 141.2, 140.9, 140.3, 135.5, 135.1 , 125.1 , 125.0, 13C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 156.1, 152.2, 141.2, 140.9, 140.3, 135.5, 135.1, 125.1, 125.0,
124.4, 124.3, 122.2, 53.7, 43.8, 28.6, 22.4 124.4, 124.3, 122.2, 53.7, 43.8, 28.6, 22.4
IR cm-1 : 2946, 1525, 1451 , 1431 , 1370, 1305, 1275, 1174, 1156, 1087, 1026, 982, 916, 854,IR cm-1: 2946, 1525, 1451, 1431, 1370, 1305, 1275, 1174, 1156, 1087, 1026, 982, 916, 854,
831 , 738, 722, 564, 535 831, 738, 722, 564, 535
HRMS : calculé pour [Ci?Hi8N2OS+H]+ m/z=299.1218 trouvé 299.1230. HRMS: calculated for [Ci?Hi8N2OS+H]+ m/z=299.1218 found 299.1230.
Préparé selon la procédure A avec un rendement de 69%. Prepared according to procedure A with a yield of 69%.
1 H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 8,60 (dd, J= 5,3 ; 1 ,8 Hz, 1 H) ; 8,23 (s, 1 H) ; 8,13 (s,1 H) ; 7,90 (dd, J= 5,8 ; 1 ,6 Hz, 1 H) ; 7,41 (m, 2H) ; 4,06 (s, 3H) ; 2,64 (d, J= 7,1 Hz, 2H) ; 2,2 (m, 1 H) ;1,01 (d, J= 6,6 Hz, 6H). 1 H NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm: 8.60 (dd, J=5.3; 1.8 Hz, 1 H); 8.23 (s, 1 H); 8.13 (s,1 H); 7.90 (dd, J=5.8; 1.6 Hz, 1 H); 7.41 (m, 2H); 4.06 (s, 3H); 2.64 (d, J=7.1 Hz, 2H); 2.2 (m, 1 H); 1.01 (d, J= 6.6 Hz, 6H).
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 157.1 , 151.1 , 139.8, 138.1 , 136.9, 135.0, 130.5, 129.1 , 124.9,124.5, 124.4, 122.4, 53.5, 43.7, 28.6, 22.5. 13C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 157.1, 151.1, 139.8, 138.1, 136.9, 135.0, 130.5, 129.1, 124.9, 124.5, 124.4, 122.4, 53.5, 43.7, 28.6, 22.5.
IR cm-1 : 3051 , 2953, 2867, 1528, 1456, 1443, 1375, 1327, 1176, 1024, 982, 950, 853, 810, 759, 733, 712, IR cm-1: 3051, 2953, 2867, 1528, 1456, 1443, 1375, 1327, 1176, 1024, 982, 950, 853, 810, 759, 733, 712,
HRMS : calculé pour [Ci?Hi8N2OS+H]+ m/z=299.1218 trouvé 299.1230. HRMS: calculated for [Ci?Hi8N2OS+H]+ m/z=299.1218 found 299.1230.
Préparé selon la procédure A avec un rendement de 84%. Prepared according to procedure A with a yield of 84%.
1 H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 9.99 (s, 1 H) ; 8.58 (d, 1.4 Hz, 1 H) ; 8.57 (t, J=1.2 Hz) ; 8.01 (s, 1 H), 4.10 (s,3H), 2.60 (d, J=7.1 Hz, 2H), 2.15 (m,1 H) 0.97 (d, J= 6.6 Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 9.99 (s, 1 H); 8.58 (d, 1.4 Hz, 1 H); 8.57 (t, J=1.2 Hz); 8.01 (s, 1 H), 4.10 (s,3H), 2.60 (d, J=7.1 Hz, 2H), 2.15 (m,1 H) 0.97 (d, J= 6.6 Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 183,3, 156,5, 152,6, 143,3, 138,9, 137,4, 135,6, 134,8, 134,3, 53,6, 43,7, 28,6, 22,4 13C NMR (75 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 183.3, 156.5, 152.6, 143.3, 138.9, 137.4, 135.6, 134.8, 134.3, 53.6, 43.7, 28.6, 22.4
IR cm-1 : 3123, 2949, 2922, 2870, 1669, 1526, 1457, 1381 , 1327, 1194, 1174, 1160, 1040, 1024, 975, 905, 868, 845, 807, 779, 666, 622, 589 IR cm-1: 3123, 2949, 2922, 2870, 1669, 1526, 1457, 1381, 1327, 1194, 1174, 1160, 1040, 1024, 975, 905, 868, 845, 807, 779, 666, 622, 589
HRMS : calculé pour [Ci4HieN2O2S+H]+ m/z=277.1011 trouvé 277.1016 HRMS: calculated for [Ci4HieN2O2S+H]+ m/z=277.1011 found 277.1016
Dans un ballon a été ajouté l'aldéhyde (1 eq), 10 mL d'éthanol. Le mélange a été refroidi à 0°C avant d'ajouter NaBH4 (1 eq). Après 1 h, la solution a été hydrolysée avec 15 mL d'eau. La couche aqueuse a été extraite deux fois avec AcOEt. Les couches organiques combinées ont ensuite été lavées avec une solution saturée de NaCI et ont été séchées avec du MgSC>4 anhydre et concentrées sous vide. Le résidu a été purifié sur gel de silice (80/20 cyclohexane/AcOEt) pour donner l'alcool avec un rendement de 85%. In a flask was added the aldehyde (1 eq), 10 mL of ethanol. The mixture was cooled to 0°C before adding NaBH4 (1 eq). After 1 h, the solution was hydrolyzed with 15 mL of water. The aqueous layer was extracted twice with AcOEt. The combined organic layers were then washed with saturated NaCl solution and were dried with MgSC>4 anhydrous and concentrated in vacuo. The residue was purified on silica gel (80/20 cyclohexane/AcOEt) to give the alcohol with a yield of 85%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 8.11 (d, J= 1.4 Hz, 1 H) ; 7.94 (s, 1 H) ; 7.77 (d, J= 1.2 Hz, 1H) ; 4.84 (s, 2H) ; 4.06 (s,3H) ; 2.57 (d, J=7.1 Hz, 2H) ; 2.15 (m,1 H) ; 0.95 (d, J= 6.6 Hz, 6H). 13C RMN (75 MHz, CDCh) 5 ppm : 156,5, 151 ,3, 143,6, 137,1 , 135,7, 135,3, 128,8, 126,6, 126,2,60,2, 53,5, 43,7, 28,6, 22,4. 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 8.11 (d, J= 1.4 Hz, 1 H); 7.94 (s, 1 H); 7.77 (d, J= 1.2 Hz, 1 H); 4.84 (s, 2H); 4.06 (s,3H); 2.57 (d, J=7.1 Hz, 2H); 2.15 (m,1 H); 0.95 (d, J= 6.6 Hz, 6H). 13 C NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm: 156.5, 151.3, 143.6, 137.1, 135.7, 135.3, 128.8, 126.6, 126.2, 60.2, 53.5, 43.7, 28.6, 22.4.
IR cm’1 : 3391 , 2962, 1527, 1441 , 1334, 1180, 1168, 1146, 1039, 1011 , 979, 856, 848, 764, 628,589. IR cm' 1 : 3391, 2962, 1527, 1441, 1334, 1180, 1168, 1146, 1039, 1011, 979, 856, 848, 764, 628,589.
HRMS : calculé pour [Ci4HisN2O2S+H]+ m/z=279.1167 trouvé 279.1163. HRMS: calculated for [Ci4HisN2O2S+H]+ m/z=279.1167 found 279.1163.
Préparé selon la procédure B avec un rendement de 58%. Prepared according to procedure B with a yield of 58%.
1 H RMN (300 MHz, CDCh) 5 ppm : 7,97 (dd, J= 3,7 ; 0,9 Hz, 1 H) ; 7,94 (s, 1 H) ; 7,41 (dd, J= 5.1 ; 0.9 Hz, 1 H) ; 7.12 (dd, J= 5.1 Hz ; 3.7 Hz, 1 H) ; 4.01 (s,3H) ; 2.57 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2,13 (m, 1 H) ; 0,95 (d, J=6,6 Hz, 6H). 1 H NMR (300 MHz, CDCh) 5 ppm: 7.97 (dd, J = 3.7; 0.9 Hz, 1 H); 7.94 (s, 1 H); 7.41 (dd, J = 5.1; 0.9 Hz, 1 H); 7.12 (dd, J= 5.1 Hz; 3.7 Hz, 1 H); 4.01 (s,3H); 2.57 (d, J= 7.1 Hz, 2H); 2.13 (m, 1 H); 0.95 (d, J=6.6 Hz, 6H).
13C RMN (75 MHz, CDCh) 5 ppm : 155,3, 151 ,4, 140,7, 135,4, 135,3, 128,2, 128,0, 127,8, 53.5, 43.8, 28.8, 22.5 13 C NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm: 155.3, 151.4, 140.7, 135.4, 135.3, 128.2, 128.0, 127.8, 53.5, 43.8, 28.8, 22.5
IR cm-1 : 2954, 2868, 1526, 1451 , 1370, 1356, 1341 , 1274, 1200, 1180, 1028, 983, 851 , 819, 703 IR cm-1: 2954, 2868, 1526, 1451, 1370, 1356, 1341, 1274, 1200, 1180, 1028, 983, 851, 819, 703
HRMS : calculé pour [Ci3HieN2S+H]+ m/z=249.1062 trouvé 249.1049 HRMS: calculated for [Ci3HieN2S+H]+ m/z=249.1062 found 249.1049
Préparé selon la procédure B avec un rendement de 58%. Prepared according to procedure B with a yield of 58%.
1H RMN (300 MHz, CDCh) 5 ppm : 7.95 (s, 1 H) ; 7.93 (d, J=1.3 Hz, 1 H) ; 7.56 (brs, 1 H) ; 4.05 (s,3H) ; 2.56 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2.52 (d, J=1.1 Hz, 3H) ; 2.15 (m,1 H) ; 0.95 (d, J=6.6 Hz, 6H) 13C RMN (75 MHz, CDCh) 5 ppm : 156.4, 150.8, 138.9, 137.1 , 136.1 , 135.2, 125.9, 124.3, 53.3, 43.6, 28.5, 22.3, 15.2 1 H NMR (300 MHz, CDCh) 5 ppm: 7.95 (s, 1 H); 7.93 (d, J=1.3 Hz, 1 H); 7.56 (brs, 1 H); 4.05 (s,3H); 2.56 (d, J= 7.1 Hz, 2H); 2.52 (d, J=1.1 Hz, 3H); 2.15 (m,1 H); 0.95 (d, J=6.6 Hz, 6H) 13 C NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm: 156.4, 150.8, 138.9, 137.1, 136.1, 135.2, 125.9, 124.3, 53.3, 43.6, 28.5, 22.3, 15.2
IR cm-1 : 2954, 2867, 1525, 1485, 1451 ,1334,1207,1179, 1167,1143, 1026, 847, 750, 478 HRMS : calculé pour [Ci4HisN2OS]+ m/z=262.1140 trouvé 262.1138. IR cm-1: 2954, 2867, 1525, 1485, 1451, 1334, 1207, 1179, 1167, 1143, 1026, 847, 750, 478 HRMS: calculated for [Ci4HisN2OS]+ m/z=262.1140 found 262.1138.
Préparé selon la procédure B avec un rendement de 64%. Prepared according to procedure B with a yield of 64%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7.93 (s, 1 H) ; 7.78 (d, J=1.2 Hz, 1 H) ; 7.00 (d, J=1.2 Hz 1 H) ;4.10 (s,3H) ; 2.57 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2.31 (s, 3H) 2.15 (m, 1 H) ; 0.95 (d, J=,6.6 Hz, 6H 13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 155,3, 151 ,3, 140,4, 138,7, 135,5, 135,4, 130,6, 123,6, 53.6, 43.8, 28.8, 22.6, 16.1 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.93 (s, 1 H); 7.78 (d, J=1.2 Hz, 1 H); 7.00 (d, J=1.2 Hz 1 H);4.10 (s,3H); 2.57 (d, J= 7.1 Hz, 2H); 2.31 (s, 3H) 2.15 (m, 1H); 0.95 (d, J=,6.6 Hz, 6H 13 C NMR (75 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 155.3, 151.3, 140.4, 138.7, 135.5, 135.4, 130.6, 123.6, 53.6, 43.8, 28.8, 22.6, 16.1
IR cm’1 : 2954, 2927, 2867, 1526, 1475, 1452, 1371 , 1361 , 1349, 1193, 1180, 1028, 989, 945, 856, 741 , 590 IR cm' 1 : 2954, 2927, 2867, 1526, 1475, 1452, 1371, 1361, 1349, 1193, 1180, 1028, 989, 945, 856, 741, 590
HRMS : calculé pour [Ci4HisN2OS+H]+ m/z=263.1218 trouvé 263.1224. HRMS: calculated for [Ci4HisN2OS+H]+ m/z=263.1218 found 263.1224.
5.3 Procédure générale C pour la désulfuration du nickel de Raney : 5.3 General procedure C for the desulfurization of Raney nickel:
Dans un ballon a été ajouté le dérivé thiophénique (100mg), 10 mL d'éthanol et 1 g de Nickel de Raney et mis sous une pression atmosphérique d'hydrogène (H2 ballon). La réaction a été agitée à 60°C pendant une nuit. Après refroidissement à température ambiante, la réaction a été filtrée sur un tampon de gel de silice (9/1 cyclohexane/AcOEt). Le filtrat a été concentré pour donner le produit avec une pureté généralement suffisante. Si nécessaire, il peut être purifié par chromatographie flash. In a flask were added the thiophene derivative (100 mg), 10 mL of ethanol and 1 g of Raney Nickel and put under atmospheric hydrogen pressure (H2 flask). The reaction was stirred at 60 ° C overnight. After cooling to room temperature, the reaction was filtered through a silica gel pad (9/1 cyclohexane/AcOEt). The filtrate was concentrated to give the product with generally sufficient purity. If necessary, it can be purified by flash chromatography.
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 77%. Prepared according to procedure C with a yield of 77%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7.86 (s, 1 H) 3.92 (s,3H), 3.10 (m, 1 H) 2.50 (d, J= 7.1 Hz, 2H), 2.10 (m,1 H) 1.77 (m, 1 H) 1.56 (m, 1 H) 1.21 (d, J= 6.90 Hz, 2H) ; 0.93 (d, J=6.6 Hz, 6H) 0.83 (t, J= 7.4 Hz, 3H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.86 (s, 1 H) 3.92 (s, 3H), 3.10 (m, 1 H) 2.50 (d, J= 7.1 Hz, 2H), 2.10 (m, 1 H) 1.77 (m, 1 H) 1.56 (m, 1 H) 1.21 (d, J= 6.90 Hz, 2H); 0.93 (d, J=6.6 Hz, 6H) 0.83 (t, J= 7.4 Hz, 3H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 157,5, 150,1 , 148,2, 134,8, 53,1 , 43,6, 36,0, 28,5, 28,2, 22,7, 22,5, 18,4. 13 C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 157.5, 150.1, 148.2, 134.8, 53.1, 43.6, 36.0, 28.5, 28.2, 22.7, 22.5, 18.4.
IR cm-1 : 2956, 2925, 2856, 1720, 1454, 1368, 1264, 1172, 1101 , 1030, 911 , 729 IR cm-1: 2956, 2925, 2856, 1720, 1454, 1368, 1264, 1172, 1101, 1030, 911, 729
HRMS : calculé pour [CI3H22N2O]+ m/z=222.1732, trouvé 222.1721. HRMS: calculated for [CI 3 H 2 2N 2 O] + m/z = 222.1732, found 222.1721.
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 94%. Prepared according to procedure C with a yield of 94%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7.88 (s, 1 H) ; 7.25, (m, 5H) ; 3.95 (s,3H) ; 3.08 (m, 4H) ; 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.88 (s, 1 H); 7.25, (m, 5H); 3.95 (s,3H); 3.08 (m, 4H);
2.55 (d, J= 7.2 Hz, 2H) ; 2.14 (m,1 H) ; 0.97 (d, J=6.6 Hz, 6H) 2.55 (d, J= 7.2 Hz, 2H); 2.14 (m,1 H); 0.97 (d, J=6.6 Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3 ) 5 ppm : 157.8, 150.9, 143.5,141.9, 134.8, 128.5, 128.3,125.9, 53.2, 13 C NMR (75 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 157.8, 150.9, 143.5, 141.9, 134.8, 128.5, 128.3, 125.9, 53.2,
43.6, 34.0, 33.6, 28.5, 22.5 43.6, 34.0, 33.6, 28.5, 22.5
IR cm’1 : 2956, 2925, 2856, 1720, 1454, 1368, 1264, 1172, 1101 , 1030, 911 , 729 HRMS : calculé pour [CI7H22N2O]+ m/z=270.1732, trouvé 270.1727. IR cm' 1 : 2956, 2925, 2856, 1720, 1454, 1368, 1264, 1172, 1101, 1030, 911, 729 HRMS: calculated for [CI 7 H 2 2N 2 O]+ m/z=270.1732, found 270.1727.
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 33%. Prepared according to procedure C with a yield of 33%.
1 H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7,84 (s, 1 H) ; 3,92 (s, 3H) ; 3,58 (m, 2H) ; 3,20 (m, 1 H) ; 2,49 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2.09 (m,1 H) ; 1.85 (m, 1 H) ; 1.44 (m, 1 H) ; 1.60 (m, 2H) ; 1.21 (d, J=6.8 Hz,3H) ; 0.92 (d, J=6.6 Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.84 (s, 1 H); 3.92 (s, 3H); 3.58 (m, 2H); 3.20 (m, 1 H); 2.49 (d, J=7.1 Hz, 2H); 2.09 (m,1 H); 1.85 (m, 1 H); 1.44 (m, 1 H); 1.60 (m, 2H); 1.21 (d, J=6.8 Hz, 3H); 0.92 (d, J=6.6 Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 157.3, 150.3, 147.6, 134.7, 62.8, 53.1 , 43.5, 34.0, 30.9, 30.6,28.4, 22.4, 19.0 13C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 157.3, 150.3, 147.6, 134.7, 62.8, 53.1, 43.5, 34.0, 30.9, 30.6, 28.4, 22.4, 19.0
IR cm-1 : 3364, 2955, 2869, 1540, 1447, 1373, 1351 , 1172, 1065, 1057, 1033, 586 HRMS : calculé pour [Ci4H24N2O2+H]+ m/z=253.1916 trouvé 253.1911. IR cm-1: 3364, 2955, 2869, 1540, 1447, 1373, 1351, 1172, 1065, 1057, 1033, 586 HRMS: calculated for [Ci4H 2 4N 2 O 2 +H]+ m/z=253.1916 found 253.1911.
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 47%. Prepared according to procedure C with a yield of 47%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm :7.83 (s, 1 H) ; 7.20 (m, 6H) ; 4.44 (q, J= 7.1 Hz, 1 H) ; 3.92 (s,3H) ; 2.42 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2.01 (m,1 H) ; 1.56 (d, J=7.1 Hz, 3H) ; 0.84 (d, J=6.6 Hz, 6H). 13C RMN (75 MHz, CDCh) 5 ppm : 157.2, 150.9, 146.2, 144.6, 134.9, 128.3, 127.9, 126.2, 53.3, 43.7, 40.1 , 28.5, 22.5, 19.9 Tl 1 H NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm: 7.83 (s, 1 H); 7.20 (m, 6H); 4.44 (q, J= 7.1 Hz, 1 H); 3.92 (s,3H); 2.42 (d, J= 7.1 Hz, 2H); 2.01 (m,1 H); 1.56 (d, J=7.1 Hz, 3H); 0.84 (d, J=6.6 Hz, 6H). 13 C NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm: 157.2, 150.9, 146.2, 144.6, 134.9, 128.3, 127.9, 126.2, 53.3, 43.7, 40.1, 28.5, 22.5, 19.9 Tl
IR cm’1 : 2955, 2928, 2869, 1540, 1446, 1367, 1349, 1172, 1029, 698 IR cm' 1 : 2955, 2928, 2869, 1540, 1446, 1367, 1349, 1172, 1029, 698
HRMS : calculé pour [CI7H22N2O+H]+ m/z=271.1810, trouvé 271.1800. HRMS: calculated for [CI 7 H 2 2N 2 O+H]+ m/z=271.1810, found 271.1800.
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 63%. Prepared according to procedure C with a yield of 63%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7.81 (s, 1 H) ; 3.93 (s, 3H) ; 2.76 (d, J=7.6 Hz, 1 H) ; 2.73 (d, J=7.6 Hz, 1 H) ; 2.49 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2.09 (m, 1 H) ; 1.65 (m, 2H) ; 1.38 (m, 2H) 0.92 (d, J=6.6 Hz, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm: 7.81 (s, 1 H); 3.93 (s, 3H); 2.76 (d, J=7.6 Hz, 1 H); 2.73 (d, J=7.6 Hz, 1 H); 2.49 (d, J= 7.1 Hz, 2H); 2.09 (m, 1 H); 1.65 (m, 2H); 1.38 (m, 2H) 0.92 (d, J=6.6 Hz, 6H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 157.9, 150.5, 144.7, 134.8, 53.2, 43.6, 31.9, 29.8, 28.6, 22.7, 22.5, 14.0 13 C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 157.9, 150.5, 144.7, 134.8, 53.2, 43.6, 31.9, 29.8, 28.6, 22.7, 22.5, 14.0
IR cm’1 : 2956, 2928, 2870, 1542, 1450, 1370, 1171 , 1065, 1032 IR cm' 1 : 2956, 2928, 2870, 1542, 1450, 1370, 1171, 1065, 1032
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 91 %. Prepared according to procedure C with a yield of 91%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7.79 (s, 1 H) ; 3.91 (s, 3H) ; 2.74 (d, J=7.6 Hz, 1 H) ; 2.70 (d, J=7.6 Hz, 1 H) ; 2.47 (d, J= 7.1 Hz, 2H) ; 2.06 (m,1 H) ; 1.56 (m, 3H) ; 0.90 (d, J=6.6 Hz, 12H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.79 (s, 1 H); 3.91 (s, 3H); 2.74 (d, J=7.6 Hz, 1 H); 2.70 (d, J=7.6 Hz, 1 H); 2.47 (d, J= 7.1 Hz, 2H); 2.06 (m,1 H); 1.56 (m, 3H); 0.90 (d, J=6.6 Hz, 12H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 157.8, 150.4, 144.9, 134.7, 53.1 , 43.6, 36.6, 30.1 , 28.5, 28.2, 22.6, 22.4 13 C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 157.8, 150.4, 144.9, 134.7, 53.1, 43.6, 36.6, 30.1, 28.5, 28.2, 22.6, 22.4
IR cm’1 : 2955, 2929, 2869, 1542, 1450, 1370, 1171 , 1032 IR cm' 1 : 2955, 2929, 2869, 1542, 1450, 1370, 1171, 1032
HRMS : calculé pour [Ci4H24N2O+H]+ m/z=237.1976 trouvé 237.1963. HRMS: calculated for [Ci4H 2 4N 2 O+H]+ m/z=237.1976 found 237.1963.
1H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.92 (12H, m), 2.12 (2H, m), 2.51 (2H, d, J=7.1 Hz), 2.64 (2H, d, J=7.2 Hz), 3.93 (3H, s), 7.84 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 0.92 (12H, m), 2.12 (2H, m), 2.51 (2H, d, J=7.1 Hz), 2.64 (2H, d, J=7.2 Hz), 3.93 (3H, s), 7.84 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 21.4, 21.5, 26.5, 27.5, 39.9, 42.6, 52.1 , 133.7, 142.9, 149.5, 13 C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 21.4, 21.5, 26.5, 27.5, 39.9, 42.6, 52.1, 133.7, 142.9, 149.5,
157.1. HRMS : calculé pour [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, trouvé 223.1801. 157.1. HRMS: calculated for [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, found 223.1801.
Préparé selon la procédure C avec un rendement de 86%. Prepared according to procedure C with a yield of 86%.
1H RMN (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 7,85 (s, 1 H) ; 3,92 (s, 3H) ; 3,2 (m,1 H) ; 2,49 (d, J= 7,1 Hz,2H) ; 2.10 (m,1 H) ; 1.70 (m, 1 H) ; 1.50 (m, 1 H) ; 1.20 (d, J=6.9 Hz, 3H) ; 0.92 (d, J=6.6 Hz, 6H) ; 0.87 (t, J=7.3 Hz, 3H) 1 H NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 7.85 (s, 1 H); 3.92 (s, 3H); 3.2 (m,1 H); 2.49 (d, J = 7.1 Hz, 2H); 2.10 (m,1 H); 1.70 (m, 1 H); 1.50 (m, 1 H); 1.20 (d, J=6.9 Hz, 3H); 0.92 (d, J=6.6 Hz, 6H); 0.87 (t, J=7.3 Hz, 3H)
13C RMN (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 157,5, 150,2, 148,6, 135,0, 53,3, 43,8, 37,8, 34,2, 28,6, 22,6, 20,9, 19,0, 14,4 13 C NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 157.5, 150.2, 148.6, 135.0, 53.3, 43.8, 37.8, 34.2, 28.6, 22.6, 20.9, 19.0, 14.4
IR cm’1 : 2956, 2929, 2870, 1540, 1447, 1372, 1350, 1172, 1077, 1032 IR cm' 1 : 2956, 2929, 2870, 1540, 1447, 1372, 1350, 1172, 1077, 1032
HRMS : calculé pour [Ci4H24N2O+H]+ m/z=237.1967 trouvé 237.1960 HRMS: calculated for [Ci4H24N2O+H]+ m/z=237.1967 found 237.1960
5.4 Procédure de synthèse par couplage peptidique 5.4 Peptide coupling synthesis procedure
Les molécules chirales (S) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine et de la 3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(1-methylpropyl l)pyrazine, ainsi que de la 3-methoxy-2-(2- methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, et (R) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2- methylpropyl)pyrazine ont été synthétisées selon la présente procédure basée sur la méthodologie de synthèse des pyrazynones chirales selon Remya Ramesh, Michael T. Bovino, Yibin Zeng, Jeffrey Aubé, J. Org. Chem. 2019, 84, 3647-3651. Cette procédure est décrite ci-après. The chiral molecules (S) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine and 3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(1-methylpropyl l)pyrazine, as well as 3-methoxy-2-(2-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine, and (R) 3-methoxy-2-(1-methylpropyl)-5-(2-methylpropyl)pyrazine were synthesized according to the present procedure based on the methodology for the synthesis of chiral pyrazynones according to Remya Ramesh, Michael T. Bovino, Yibin Zeng, Jeffrey Aubé, J. Org. Chem. 2019, 84, 3647-3651. This procedure is described below.
Dans un ballon à fond rond, une solution de DCC (dicyclohexylcarbodiimide) dans du DCM (dichlorométhane) est ajoutée goutte à goutte à une solution à 0°C d'acide aminé (1 eq) et de NHS (1 eq) dans du DCM. La réaction est agitée pendant 4 heures à température ambiante. Une solution d'aminoalcool (1 ,2 eq) est ajoutée au mélange réactionnel. Le mélange est agité pendant une nuit, puis filtré et lavé avec de l'eau. La phase aqueuse est extraite deux fois avec du DCM. Les phases organiques combinées sont lavées avec de l'eau, de la saumure, séchées sur sulfate de magnésium, filtrées et concentrées sous pression réduite pour donner le dipeptide sous forme de solide blanc. Le brut est purifié sur une colonne de gel de silice 1H-NMR (300 MHz, CDCh) 5 ppm : 0.97 (12H, m), 1.17 (1 H, m), 1.48 (9H, s), 1.66 (2H, q, J=6.4 Hz), 2.96 (1 H, s), 3.57 (1 H, t, J=5.3 Hz), 3.72 (1 H, d), 3.90 (1 H, t, J=7.5 Hz), 4.09 (1 H, m), 5.12 (1 H, s), 6.23 (1 H, s). In a round-bottom flask, a solution of DCC (dicyclohexylcarbodiimide) in DCM (dichloromethane) is added dropwise to a 0°C solution of amino acid (1 eq) and NHS (1 eq) in DCM. The reaction is stirred for 4 hours at room temperature. An amino alcohol solution (1.2 eq) is added to the reaction mixture. The mixture is stirred overnight, then filtered and washed with water. The aqueous phase is extracted twice with DCM. The combined organic phases are washed with water, brine, dried over magnesium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure to give the dipeptide as a white solid. The crude product is purified on a silica gel column. 1 H-NMR (300 MHz, CDCh) 5 ppm: 0.97 (12H, m), 1.17 (1 H, m), 1.48 (9H, s), 1.66 (2H, q, J=6.4 Hz), 2.96 (1 H, s), 3.57 (1 H, t, J=5.3 Hz), 3.72 (1 H, d), 3.90 (1 H, t, J=7.5 Hz), 4.09 (1 H, m), 5.12 (1 H, s), 6.23 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm : 11.4, 15.7, 22.1 , 23.1 , 24.9, 28.3, 36.7, 40.0, 50.2, 59.9, 66.0, 80.2, 156.1 , 172.1. 13 C-NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm: 11.4, 15.7, 22.1, 23.1, 24.9, 28.3, 36.7, 40.0, 50.2, 59.9, 66.0, 80.2, 156.1, 172.1.
HRMS: calculé pour [CI?H34N2O4+H]+ m/z= 331.2597, trouvé: 331.2613. HRMS: calculated for [CI?H34N2O4+H]+ m/z= 331.2597, found: 331.2613.
XH-NMR (300 MHz, CDCh) 6 ppm : 0.90 (m, 12H), 1.13 (m, 1H), 1.30 (m, 1H), 1.40 (m, 1H), 1.43 (s, 9H), 1.64 (m, 1H), 1.82 (m, 1H), 2.88 (brs, 1H), 3.14 (brs, 1H), 3.48 (m, 1H), 3.67 (m, 1H), 3.82 (t, J=7.8 Hz, 1H), 4.05 (m, 1H), 5.15 (brs 1H), 6.19 (d, J=8.5 Hz, 1H). X H-NMR (300 MHz, CDCH) 6 ppm: 0.90 (M, 12h), 1.13 (m, 1h), 1.30 (m, 1h), 1.40 (m, 1h), 1.43 (S, 9h), 1.64 (m, 1h), 1.82 (m, 1h), 2.88 (BRS, 1h), 3.14 (brs, 1H), 3.48 (m, 1H), 3.67 (m, 1H), 3.82 (t, J=7.8 Hz, 1H), 4.05 (m, 1H), 5.15 (brs 1H), 6.19 (d, J=8.5 Hz, 1H).
13C-NMR (75 MHz, CDCh) 6 ppm : 11.3, 15.7, 22.0, 23.3, 25.0 (2C), 28.4, 36.8, 40.1, 50.2, 60.2, 66.0, 80.4, 156.5, 172.6. 13 C-NMR (75 MHz, CDCh) 6 ppm: 11.3, 15.7, 22.0, 23.3, 25.0 (2C), 28.4, 36.8, 40.1, 50.2, 60.2, 66.0, 80.4, 156.5, 172.6.
HRMS: calculated for [Ci7H34N2O4+Na] m/z= 353.2416, found: 335.2403 HRMS: calculated for [Ci 7 H34N 2 O4+Na] m/z= 353.2416, found: 335.2403
1H-NMR (300 MHz, CDCh) 5 ppm : 0.86 (2H, d, J=7.4 Hz), 0.92 (10H, m), 1.43 (10H, s), 1.66 (3H, m), 2.98 (1 H, s), 3.66 (2H, q, J=4.0 Hz), 3.76 (1 H, m), 4.05 (1 H, q, J=7.2 Hz), 5.00 (1 H, s), 6.51 (1 H, d, J=7.9 Hz). 1 H-NMR (300 MHz, CDCh) 5 ppm: 0.86 (2H, d, J=7.4 Hz), 0.92 (10H, m), 1.43 (10H, s), 1.66 (3H, m), 2.98 (1 H, s), 3.66 (2H, q, J=4.0 Hz), 3.76 (1 H, m), 4.05 (1 H, q, J=7.2 Hz), 5.00 (1 H, s), 6.51 (1 H, d, J=7.9 Hz).
13C-NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm : 11.3, 15.5, 22.1 , 22.9, 24.8, 25.4, 28.3, 35.5, 40.6, 53.5, 56.1 , 63.6, 80.4, 156.0, 173.2 13 C-NMR (75 MHz, CDCh) 5 ppm: 11.3, 15.5, 22.1, 22.9, 24.8, 25.4, 28.3, 35.5, 40.6, 53.5, 56.1, 63.6, 80.4, 156.0, 173.2
HRMS : calculé pour [CI?H34N2O4+H]+ m/z= 331.2597, trouvé 331 ,2589. 1H-NMR (300 MHz, CDCb) 5 ppm : 0.85 (11 H, m), 1.37 (9H, s), 1.57 (3H, m), 3.07 (1 H, s), 3.46 (1 H, q, J=5.4 Hz), 3.59 (1 H, d, J=5.5 Hz), 3.97 (2H, m), 4.99 (1 H, s), 6.38 (1 H, d, J=7.7 Hz). HRMS: calculated for [CI?H34N2O4+H]+ m/z= 331.2597, found 331.2589. 1 H-NMR (300 MHz, CDCb) 5 ppm: 0.85 (11 H, m), 1.37 (9H, s), 1.57 (3H, m), 3.07 (1 H, s), 3.46 (1 H, q, J=5.4 Hz), 3.59 (1 H, d, J=5.5 Hz), 3.97 (2H, m), 4.99 (1 H, s), 6.38 (1 H, d, J=7.7 Hz).
13C-NMR (75 MHz, CDCb) 5 ppm : 22.1 , 22.9, 23.1 , 24.8, 28.29, 40.0, 40.7, 50.1 , 53.4, 66.0, 80.3, 156.0, 173.1. 13 C-NMR (75 MHz, CDCb) 5 ppm: 22.1, 22.9, 23.1, 24.8, 28.29, 40.0, 40.7, 50.1, 53.4, 66.0, 80.3, 156.0, 173.1.
HRMS : calculé pour [CI?H34N2O4+H]+ m/z= 331.2597, trouvé 331 ,2586. HRMS: calculated for [CI?H34N2O4+H]+ m/z= 331.2597, found 331.2586.
5.4. 1 Procédure générale de cyclisation : 5.4. 1 General cycling procedure:
Dans un ballon à fond rond, on ajoute du dipeptide (1 eq), du periodinane Dess Martin (1 ,5 eq) et du DCM. Le mélange est agité à température ambiante pendant 1 ,5 heure. Une solution de Na2S2Û3 saturée et de NaHCCb saturée est ajoutée et agitée vigoureusement pour donner deux phases claires. La phase organique est séparée et la couche aqueuse est extraite deux fois avec du DCM. Les phases organiques combinées sont séchées sur sulfate de magnésium, filtrées et concentrées sous pression réduite pour donner le matériau brut qui est directement engagé dans l'étape suivante. De l’acide trifluoroacétique TFA (20 eq, sur la base du dipeptide) est ajouté au matériau brut dans la solution de DCM, et le mélange est agité sous air pendant 16 heures à température ambiante. Le mélange est dilué avec du DCM, lavé avec du NaCI saturé, séché sur du sulfate de magnésium et concentré sous pression réduite pour donner la pyrazinone brute qui est purifiée sur une colonne de gel de silice (dichlorométhane/acétate d'éthyle 9 :1 v/v). Les molécules ci-après sont obtenues selon cette procédure. In a round-bottom flask, dipeptide (1 eq), periodinane Dess Martin (1.5 eq), and DCM are added. The mixture is stirred at room temperature for 1.5 hours. Saturated Na2S2O3 and saturated NaHCCb solutions are added and stirred vigorously to give two clear phases. The organic phase is separated, and the aqueous layer is extracted twice with DCM. The combined organic phases are dried over magnesium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure to give the crude material, which is directly used in the next step. Trifluoroacetic acid TFA (20 eq, based on the dipeptide) is added to the crude material in the DCM solution, and the mixture is stirred under air for 16 hours at room temperature. The mixture is diluted with DCM, washed with saturated NaCl, dried over magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to give the crude pyrazinone, which is purified on a silica gel column (dichloromethane/ethyl acetate 9:1 v/v). The following molecules are obtained using this procedure.
1H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.89 (3H, t, J=7.4 Hz), 0.97 (6H, d, J=6.6 Hz), 1.21 (3H, d, J=6.9 Hz), 1.53 (1 H, m), 1.80 (1 H, m), 2.06 (1 H, m), 2.38 (2H, d, J=7.2 Hz), 3.21 (1 H, q, J=6.9 Hz), 7.21 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 0.89 (3H, t, J=7.4 Hz), 0.97 (6H, d, J=6.6 Hz), 1.21 (3H, d, J=6.9 Hz), 1.53 (1 H, m), 1.80 (1 H, m), 2.06 (1 H, m), 2.38 (2H, d, J=7.2 Hz), 3.21 (1 H, q, J=6.9 Hz), 7.21 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCb) 5 ppm : 12.1 , 17.6, 22.2, 27.6, 28.3, 36.9, 39.4, 123.3, 137.6, 158.2, 160.6. 13 C-NMR (75 MHz, CDCb) 5 ppm: 12.1, 17.6, 22.2, 27.6, 28.3, 36.9, 39.4, 123.3, 137.6, 158.2, 160.6.
HRMS : calculé pour [Ci2H2iN2O+H]+ m/z=209.1654, trouvé 209.1645 HRMS: calculated for [Ci2H2iN2O+H]+ m/z=209.1654, found 209.1645
1H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.90 (3H, t, J=7.4 Hz), 0.95 (6H, d, J=Q.7 Hz), 1.32 (3H, d, J=7.0 Hz), 1.70 (2H, m), 2.19 (1 H, m), 2.56 (1 H, q, J=7.1 Hz), 2.65 (2H, d, J=7.1 Hz), 7.23 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 0.90 (3H, t, J=7.4 Hz), 0.95 (6H, d, J=Q.7 Hz), 1.32 (3H, d, J=7.0 Hz), 1.70 (2H, m), 2.19 (1 H, m), 2.56 (1 H, q, J=7.1 Hz), 2.65 (2H, d, J=7.1 Hz), 7.23 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCI3) ô ppm : 11.9, 18.7, 22.7, 27.1 , 28.5, 37.4, 41.4, 121.3, 143.2, 156.9, 158.6. 13 C-NMR (75 MHz, CDCI 3 ) ô ppm: 11.9, 18.7, 22.7, 27.1, 28.5, 37.4, 41.4, 121.3, 143.2, 156.9, 158.6.
HRMS : calculé pour [Ci2H2iN2O+H]+ m/z=209.1654, trouvé 209.1654 HRMS: calculated for [Ci2H2iN2O+H]+ m/z=209.1654, found 209.1654
1H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.97 (12H, m), 2.05 (1 H, m), 2.22 (1 H, m), 2.39 (2H, d, J=7.3 Hz), 2.65 (2H, d, J=7.1 Hz), 7.20 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 0.97 (12H, m), 2.05 (1 H, m), 2.22 (1 H, m), 2.39 (2H, d, J=7.3 Hz), 2.65 (2H, d, J=7.1 Hz), 7.20 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 22.2, 22.7, 27.0, 28.2, 39.5, 41.6, 123.2, 137.9, 156.8, 158.4. 13 C-NMR (75 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 22.2, 22.7, 27.0, 28.2, 39.5, 41.6, 123.2, 137.9, 156.8, 158.4.
HRMS : calculé pour [Ci2H2iN2O+H]+ m/z=209.1654, trouvé 209.1657. HRMS: calculated for [Ci2H2iN2O+H]+ m/z=209.1654, found 209.1657.
5.4.2 Procédure générale de méthylation : 5.4.2 General methylation procedure:
Dans un ballon à fond rond, la pyrazinone est dissoute dans du DCM et de la silice est ajoutée (0,04-0, 063mm 10 eq en masse). Le mélange a été refroidi dans un bain de glace et du TMSCHN2 a été ajouté (2M 5 eq). La solution est laissée sous agitation pendant 30 minutes. De l'acide acétique glacial a été ajouté jusqu'à ce que la couleur jaune disparaisse. Le mélange a été filtré sur un tampon de silice, éluant avec AcOEt. La phase organique a été lavée à l'eau, séchée sur MgSCL, filtrée et concentrée sous pression réduite pour donner la pyrazine. Le produit brut a été purifié sur une colonne de silice (Cyclohexane/ dichlorométhane 3/7). Les molécules ci-après sont obtenues selon cette procédure. In a round-bottom flask, pyrazinone was dissolved in DCM and silica was added (0.04-0.063 mm 10 eq by mass). The mixture was cooled in an ice bath and TMSCHN2 was added (2 M 5 eq). The solution was left stirring for 30 minutes. Glacial acetic acid was added until the yellow color disappeared. The mixture was filtered through a silica pad, eluting with AcOEt. The organic phase was washed with water, dried over MgSCl, filtered, and concentrated under reduced pressure to give the pyrazine. The crude product was purified on a silica column (Cyclohexane/dichloromethane 3/7). The following molecules are obtained using this procedure.
1 H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.84 (4H, t, J=7.43 Hz), 0.93 (7H, d, J=6.63 Hz), 1 .21 (4H, d, J=6.90 Hz), 1.58 (1 H, m, J=7.04 Hz), 1.77 (1 H, m, J=5.92 Hz), 2.11 (1 H, m, J=6.88 Hz), 2.50 (2H, d, J=7.11 Hz), 3.10 (1 H, q, J=6.96 Hz), 3.93 (3H, s), 7.86 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm: 0.84 (4H, t, J=7.43 Hz), 0.93 (7H, d, J=6.63 Hz), 1.21 (4H, d, J=6.90 Hz), 1.58 (1 H, m, J=7.04 Hz), 1.77 (1 H, m, J=5.92 Hz), 2.11 (1 H, m, J=6.88 Hz), 2.50 (2H, d, J=7.11 Hz), 3.10 (1 H, q, J=6.96 Hz), 3.93 (3H, s), 7.86 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 12.08, 18.45, 22.48, 28.17, 28.50, 35.99, 43.61 , 53.15, 134.84, 148.20, 150.13, 157.49. 13C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 12.08, 18.45, 22.48, 28.17, 28.50, 35.99, 43.61, 53.15, 134.84, 148.20, 150.13, 157.49.
HRMS : calculé pour [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, trouvé 223.1815. HRMS: calculated for [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, found 223.1815.
(R)-énantiomère : [OC]D -11 (C=l, CHCI3) (R)-enantiomer: [OC]D-11 (C=l, CHCI3)
(S)-énantiomère: [OC]D +16 (C=l, CHCI3) (S)-enantiomer: [OC]D +16 (C=l, CHCI3)
1H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.83 (4H, t, J=7.41 Hz), 0.93 (7H, m), 1.26 (4H, d, J=6.9 Hz), 1.60 (2H, m, J=5.2 Hz), 1.75 (1 H, m), 2.14 (1 H, m), 2.64 (3H, d, J=7.2 Hz), 3.93 (3H, s), 7.86 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm: 0.83 (4H, t, J=7.41 Hz), 0.93 (7H, m), 1.26 (4H, d, J=6.9 Hz), 1.60 (2H, m, J=5.2 Hz), 1.75 (1 H, m), 2.14 (1 H, m), 2.64 (3H, d, J=7.2 Hz), 3.93 (3H, s), 7.86 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 12.1 , 19.9, 22.6, 27.6, 29.4, 40.1 , 41.0, 53.0, 133.5, 144.1 , 155.2, 158.2. 13 C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 12.1, 19.9, 22.6, 27.6, 29.4, 40.1, 41.0, 53.0, 133.5, 144.1, 155.2, 158.2.
HRMS : calculé pour [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, trouvé 223.1813. HRMS: calculated for [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, found 223.1813.
1H-NMR (300 MHz, CDCI3) 5 ppm : 0.92 (12H, m), 2.12 (2H, m), 2.51 (2H, d, J=7.1 Hz), 2.64 (2H, d, J=7.2 Hz), 3.93 (3H, s), 7.84 (1 H, s). 1 H-NMR (300 MHz, CDCI 3 ) 5 ppm: 0.92 (12H, m), 2.12 (2H, m), 2.51 (2H, d, J=7.1 Hz), 2.64 (2H, d, J=7.2 Hz), 3.93 (3H, s), 7.84 (1 H, s).
13C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm : 21.4, 21.5, 26.5, 27.5, 39.9, 42.6, 52.1 , 133.7, 142.9, 149.5, 157.1. 13 C-NMR (75 MHz, CDCI3) 5 ppm: 21.4, 21.5, 26.5, 27.5, 39.9, 42.6, 52.1, 133.7, 142.9, 149.5, 157.1.
HRMS : calculé pour [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, trouvé 223.1801. HRMS: calculated for [Ci3H22N2O+H]+ m/z=223.1810, found 223.1801.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRPCT/FR2023/051698 | 2023-10-27 | ||
| PCT/FR2023/051698 WO2025088253A1 (en) | 2023-10-27 | 2023-10-27 | Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025088173A1 true WO2025088173A1 (en) | 2025-05-01 |
Family
ID=89121610
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2023/051698 Pending WO2025088253A1 (en) | 2023-10-27 | 2023-10-27 | Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals |
| PCT/EP2024/080314 Pending WO2025088173A1 (en) | 2023-10-27 | 2024-10-25 | Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2023/051698 Pending WO2025088253A1 (en) | 2023-10-27 | 2023-10-27 | Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (2) | WO2025088253A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999037152A1 (en) * | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Rothamsted Experimental Station | Pyrazines as attractants for insects of order coleoptera |
| EP3987068A1 (en) | 2019-06-18 | 2022-04-27 | Agro Industrie Recherches et Developpements A.R.D. | Novel biocontrol agent and use thereof for controlling fungal diseases of plants |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003095950A (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Tenyo Takeda:Kk | Antibacterial agent |
| US11124498B2 (en) * | 2016-11-23 | 2021-09-21 | The Regents Of The University Of California | Compositions and methods for modulating protease activity |
-
2023
- 2023-10-27 WO PCT/FR2023/051698 patent/WO2025088253A1/en active Pending
-
2024
- 2024-10-25 WO PCT/EP2024/080314 patent/WO2025088173A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999037152A1 (en) * | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Rothamsted Experimental Station | Pyrazines as attractants for insects of order coleoptera |
| EP3987068A1 (en) | 2019-06-18 | 2022-04-27 | Agro Industrie Recherches et Developpements A.R.D. | Novel biocontrol agent and use thereof for controlling fungal diseases of plants |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| DIBY ET AL., AFRIQUE SCIENCE, vol. 06, no. 1, 2010, pages 74 - 85 |
| JEROEN S DICKSCHAT ET AL: "Novel Pyrazines from the Myxobacterium Chondromyces crocatus and Marine Bacteria", EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, WILEY-VCH, DE, vol. 2005, no. 19, 12 August 2005 (2005-08-12), pages 4141 - 4153, XP072102141, ISSN: 1434-193X, DOI: 10.1002/EJOC.200500280 * |
| REMYA RAMESHMICHAEL T. BOVINOYIBIN ZENGJEFFREY AUBÉ, J. ORG. CHEM., vol. 84, 2019, pages 3647 - 3651 |
| SALMON SANDRINE ET AL: "Chemical communication in springtails: a review of facts and perspectives", BIOLOGY AND FERTILITY OF SOILS, SPRINGER BERLIN HEIDELBERG, BERLIN/HEIDELBERG, vol. 55, no. 5, 20 May 2019 (2019-05-20), pages 425 - 438, XP037187805, ISSN: 0178-2762, [retrieved on 20190520], DOI: 10.1007/S00374-019-01365-8 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025088253A1 (en) | 2025-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Waliwitiya et al. | Insecticidal activity of selected monoterpenoids and rosemary oil to Agriotes obscurus (Coleoptera: Elateridae) | |
| EP3874948B1 (en) | Attractive composition for male and female field bean weevils | |
| FR2532522A1 (en) | METHOD FOR BIOLOGICAL CONTROL OF CROP PEST INSECTS AND INSECTICIDAL COMPOSITIONS | |
| JP2014510051A (en) | Insect pest control | |
| WO2015029872A1 (en) | Repellant for repelling root-knot nematodes, method for manufacturing same and repelling method using repellant | |
| CA2772060A1 (en) | Use of glycerol ethers as activators of the biological effects of a herbicide, fungicide or insecticide substance | |
| De Silva et al. | Identification of sex pheromone components of blueberry spanworm Itame argillacearia (Lepidoptera: Geometridae) | |
| FR3035775A1 (en) | ATTRACTIVE COMPOSITION FOR THE FEVEROLE BRUCH | |
| WO2025088173A1 (en) | Pyrazine derivatives as biocontrol and springtail attractant agents for controlling fungal diseases in cereals | |
| Ortiz et al. | Potential for use of synthetic sex pheromone for mating disruption of the olive Pyralid moth, Euzophera pinguis | |
| Hussein et al. | Effects of insect growth regulators on the hairy rose beetle, Tropinota squalida (Col., Scarabeidae) | |
| Bandara et al. | Can leek interfere with bean plant–bean fly interaction? Test of ecological pest management in mixed cropping | |
| Büchs | Impact of on‐farm landscape structures and farming systems on predators | |
| JP7429968B2 (en) | Pest resistance inducer and plant pest control method | |
| JP4999939B2 (en) | Sex attractant and attractant method for stag beetle | |
| EP0981277A1 (en) | Bionematicide with efficient ovicide activity against plant-parasitic nematodes | |
| CA1088418A (en) | Fungicidal mixtures | |
| FR2570704A1 (en) | New N-alkyl(ene)-N-[(O,O-disubstituted)thiophosphoryl]glycine N',N'-disubstituted amides, process for their preparation and acaricide, insecticide and fungicide containing these compounds as active substance | |
| FR2699051A1 (en) | Polyphenol-based insecticide compositions. | |
| US8663621B2 (en) | Identification and synthesis of a male-produced pheromone for the neotropical root weevil Diaperpes abbreviatus (coleoptera: curculionidae) | |
| EP0695502A1 (en) | Insecticidal compositions based on methylundecylenate | |
| Rice et al. | Soybean insecticides for 2007 | |
| Shobharani et al. | Seasonal incidence and management of potato shoot borer Leucinodes orbonalis Guenee | |
| Piitz | Effects of thiamethoxam seed treatments on bean leaf beetles | |
| EP3721711A1 (en) | Agent for controlling unwanted plants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24798237 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |