专利名称：一种植物生长调节剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物生长调节剂。
现在植物生长调节剂已发展为农药中的一大类。杀虫剂、杀菌剂和除草剂是作用于作物外敌，改善作物外部环境，而植物生长调节剂则直接作用于作物，调控作物生长使其增产、增收、提高质量，符合农药发展中以“调控”为主导的趋势。植物生长调节物质不存在抗药性问题，而且用量很小，所以环境压力小，鉴于以上原因，植物生长调节剂的研究引起研究者的重视。
生长素做为最古老的植物生长调节物质，长期以来受到研究者的重视，最显著的活性是促进生根，被用于生产中，但70余年的研究迄今未能阐明其生化基础和作用方式，仅发现吲哚乙酸，吲哚丁酸，苯乙酸，萘乙酸，四氯吲哚乙酸等少数几种吲哚乙酸的类似物，品种少、作用机制相似且合成较复杂，不能满足农业生产的要求和环境保护对绿化、人工造林的要求，急需有新类型的具有生长素活性的化合物的发现。
本发明目的是提供一种新型的植物生长调节剂，可以解决生长素类植物生长调节剂种类单一，合成成本较高的问题，同时为生长素的生物合成，生理作用和信息转导等方面的研究提供新的系统的材料。
经过我们长期大量的合成及筛选工作，首次发现下述通式为(Ⅰ)的化合物，具有极高的植物生长调节活性，促进生根活性超过标准药吲哚乙酸(ⅠAA) 其中，X=CH、N；Y=-NH-R，R=C1～C18烷基、单取代或多取代芳基(取代基为氢、烷基、烷氧基、卤素、硝基、酰基或羟基)、含N、S元素五员或六员杂环、酰基、磺酰基、硫代酰基或氨基酸残基(包括天然L-氨基酸、D或DL-氨基酸、β-氨基酸、氨基酸酯)。
现将本发明的具体制备方法描述如下其中X=N时的一类化合物为我们首次合成，未见文献报道，X=CH时，多数化合物的合成及物化数据未见报道。
当X=N时，苯并吡喃二酮与各种芳香胺的重氮盐反应，温度在-15℃至60℃之间，将苯并吡喃二酮的钾盐或钠盐溶液(由KOH、NaOH，K2CO3，Na2CO3与苯并吡喃二酮水溶液混合制备)与重氮盐溶液(摩尔比1∶1)相混合，TLC检测反应完全后，抽滤、水洗，用MeOH，乙醇，氯仿，二氯甲烷，乙酸乙酯，乙醚，或DMF的单一溶剂或混合溶剂重结晶，收率为75％～90％。
当X=CH时，方法A惰性气体(氮气、氩气)保护下(也可以不用保护)，加入合适溶剂，将RNH2与1．1～10倍过量的原甲酸三甲酯(或原甲酸三乙酯)相混合，加入或者不加入酸(如醋酸、苯甲酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、三氟乙酸等)，30℃～140℃反应待原料消失后加入苯并吡喃二酮，10℃～130℃反应，最适温度40～100℃反应待苯并吡喃二酮消失，减压蒸去液体，剩余固体经甲醇、乙醇、氯仿、乙酸乙酯、乙醚、DMF、水的单一溶剂或混合溶剂重结晶，所得固体经核磁、元素分析、质谱、红外谱鉴定为目标化合物。收率85～99％。
方法B惰性气体(氮气、氩气)保护下(也可以不用保护)，加入合适溶剂，将苯并吡喃二酮与1．1～10倍过量的原甲酸三甲酯(或原甲酸三乙酯)相混合，加入或者不加入酸(如醋酸、苯甲酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、三氟乙酸等)，10℃～130℃反应待原料消失后加入RNH2，10℃～140℃反应，最适温度40～100℃反应待RNH2消失，减压蒸去液体，剩余固体经甲醇、乙醇、氯仿、乙酸乙酯、乙醚、DMF、水的单一溶剂或混合溶剂重结晶，所得固体经核磁、元素分析、质谱、红外谱鉴定为目标化合物。收率85～99％。
方法C惰性气体(氮气、氩气)保护下(也可以不用保护)，用“一锅煮”法将苯并吡喃二酮与1～10倍量的原甲酸三甲酯(或原甲酸三乙酯)相混合，加入甲苯、四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、乙醚、THF、乙二醇二甲醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇乙醚做单一溶剂或混合溶剂(也可以不加溶剂)，加入或者不加入酸(加入反应物0-1倍的酸)(如有机酸醋酸、苯甲酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、三氟乙酸等，无机酸盐酸、硫酸等)，加入各种取代的RNH2(R为各种C1～C18烷基，取代烷基，取代芳基，杂环、酰基、磺酰基，硫代酰基，各种天然或非天然氨基酸残基等)，10℃～140℃反应，最适温度40～100℃反应到原料消失，蒸除溶剂，固体重结晶后经核磁、元素分析、质谱、红外谱鉴定为目标化合物。收率85～99％。
本发明吡喃酮类化合物易于合成，成本低，在自然界中容易降解，而且作为植物生长调节剂，用量极低(ppm级浓度)，环境污染极小。本发明直接作用于植物，不存在抗药性和选择压力，利于保护生物多样性，保护环境，本发明从设计、生产到应用都符合环境友好，绿色化学的要求。
以下通过实施例对本发明作具体说明，但仅作说明而不是限制本发明。
实例1化合物1的合成150ml反应瓶中加入5．49ml苯胺，50ml新蒸馏的原甲酸三甲酯，130℃下搅拌反应4小时后，分批加入10．00g苯并吡喃-2，4-二酮，60℃下搅拌反应2小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯，所得固体经重结晶，得黄色固体16．18克，收率90％。MS(m／z)265(M+，95)，173(100)，144(18)，121(35)，117(36)，77(41)，51(24)；1H NMR(CDCl3200MHz)7．25～8．20(m，9H，Ar)，8．86，9．10(dd，1H，C=CH)，11．90，13．70(dd，1H，NH)。
实例2化合物2的合成
250ml反应瓶中加入10．00g苯并吡喃-2，4-二酮，100ml新蒸馏的原甲酸三甲酯，90℃下搅拌反应4小时后，分批加入9．00克邻硝基苯胺与0．025mol苯磺酸，110℃下搅拌反应4小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯0．025mol苯磺酸，所得固体用N，N，-二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶剂重结晶得黄色固体16．65克，熔点278℃，收率87％。IRγ3423，2928，2856，2005，1719，1637，1596，1521，1465，1343，855cm-1。1H NMR(DMSO 90MHz)7．38～8．40(m，8H，Ar)，9．10(m，1H，C=CH)。
实例3化合物27的合成氮气保护下，150ml反应瓶中加入30．00ml新蒸馏的原甲酸三乙酯，3．40克4-Methyl-2-pyrimidineamine，130℃下搅拌反应5小时后，加入0．025mol冰乙酸，25ml丙醇，再分批加入5．00g苯并吡喃-2，4-二酮，回流反应4小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯，所得固体经EtOH重结晶，得白色固体8．63克，收率94％。
实例4化合物29的合成氮气保护下，150ml反应瓶中加入20．00ml新蒸馏的原甲酸三乙酯，4．82克4，6-di(methoxy)-2-pyrimidineamine，0．025mol对甲苯磺酸，20ml异丙醇，90℃下搅拌反应6小时后，分批加入5．00g苯并吡喃-2，4-二酮，回流反应4小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯，所得固体经EtOH重结晶，得黄色固体10．22克，收率98％。
实例5化合物63的合成50ml反应瓶中加入4．2ml新蒸镏的邻甲基苯胺，和25．7ml的6N的盐酸溶液搅拌均匀，加热至溶解，冷却至室温后放入冰溶中。5分钟后，加入14ml 20％的亚硝酸钠溶液，保持温度不超过5℃，近反应终点时用淀粉-KI试纸检测，取一滴反应液，加入试纸，立即变蓝，表明NaNO2过量，数分钟后再检测试纸不变色，再加入亚硝酸钠溶液，直至加入1滴亚硝酸钠数分钟后检测，试纸立即变蓝表明反应完全。保持冰溶10分钟，得反应液A；250mol反应瓶中加入6．00克苯并吡喃-2．4-二酮，和180ml 1M的氢氧化钾溶液，得反应液B；将A、B混合，得棕红色浊液，0℃反应半小时后，室温反应6小时，抽滤，所得固体水洗、乙醇重结晶，得9．33克桔黄色固体，熔点198℃，收率90％。
实例6化合物72的合成100ml反应瓶中加入11．0g对硝基苯胺，和58ml的6N的盐酸溶液搅拌均匀，加热至溶解，冷却至室温后放入冰溶中。5分钟后，加入30ml 20％的亚硝酸钠溶液，保持温度不超过10℃，近反应终点时间淀粉-KI试纸检测，取一滴反应液，加入试纸，立即变蓝，表明NaNO2过量，数分钟后再检测试纸不变色，再加入亚硝酸钠溶液，直至加入1滴亚硝酸钠数分钟后检测，试纸立即变蓝表明反应完全，保持冰溶10分钟，得反应液A；250mol反应瓶中加入12．2克苯并吡喃-2，4-二酮，和200ml 1M的碳酸钠溶液，得反应液B；将A、B混合，得棕黄色浊液，室温反应1小时，40℃反应4小时，抽滤，所得固体水洗、乙醇重结晶，得21．6克黄色固体，熔点＞300℃，收率94％。
实例7化合物90的合成100ml反应瓶中加入5．86克2，3，4-三氟苯胺，和30ml的6N的盐酸溶液搅拌均匀，加热至消解，冷却至室温后放入冰溶中。10分钟后，加入15ml 20％的亚硝酸钠溶液，保持温度不超过5℃，近反应终点时间淀粉-KI试纸检测，取一滴反应液，加入试纸，立即变蓝，表明NaNO2过量，数分钟后再检测试纸不变色，再加入亚硝酸钠溶液，直至加入1滴亚硝酸钠数分钟后检测，试纸立即变蓝表明反应完全。保持冰溶10分钟，得反应液A；250mol反应瓶中加入6．2克苯并吡喃-2，4-二酮，和100ml 1M的碳酸钾溶液，得反应液B；将A、B混合，得棕黄色浊液，室温反应1小时，40℃反应2小时，抽滤，乙醇／氯仿重结晶，得11．0克黄色固体，熔点210℃(dec．)，收率93％。
实例8化合物97的合成氮气保护下，150ml反应瓶中加入50ml乙二醇单甲醚，10．00g苯并吡喃-2，4-二酮，20ml新蒸馏的原甲酸三甲酯；100℃下搅拌反应4小时后，分批加入4．63克甘氨酸，100℃下搅拌反应2小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯，所得固体用N，N-二甲基甲酰胺／甲醇混合溶剂重结晶，得白色固体14．48克，收率95％。
实例9化合物98的合成氮气保护下，50ml反应瓶中加入6．00ml新蒸馏的原甲酸三乙酯，5．00g苯并吡喃-2，4-二酮，3．61克烯丙基硫脲，0．025mol三氟乙酸，50ml丁醇，搅拌回流反应3小时，TLC检测反应完全，蒸馏回收溶剂，所得固体经DMF／EtOH重结晶，得黄色固体8．70克，收率95％。
实例10化合物99的合成氮气保护下，150ml反应瓶中加入50ml新蒸馏的原甲酸三甲酯，5．23克Dicyandiamide，130℃下搅拌反应4小时后，分批加入10．00g苯并吡喃-2，4-二酮，0．05mol冰醋酸或对甲苯磺酸，50ml丁醇，60℃下搅拌反应2小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯，所得固体经DMF／MeOH重结晶，得白色固体15．0克，收率95％。
实例11化合物104的合成氮气保护下，150ml反应瓶中加入10．00g苯并吡喃-2，4-二酮，100ml新蒸馏的原甲酸三甲酯；100℃下搅拌反应3小时后，分批加入7．33ml(0．675mol)新蒸馏的苯肼，60℃下搅拌反应4小时，TLC检测反应完全，减压蒸馏回收过量的反应物原甲酸三甲酯，所得固体用N，N-二甲基甲酰胺／水混合溶剂重结晶，得橘红色固体15．90克，收率92％。
实例12离体黄化黄瓜子叶生根活性测定用95％的乙醇配成10ppm的供试样品溶液，取0．3ml均匀滴于6cm直径的滤纸圆片上，风干或吹干使乙醇挥发，在直径为6cm的培养皿中放入上述含有各种浓度供试样品的滤纸圆片一张，蒸馏水3ml，即为相当于10ppm的供试样品处理，以滴加95％乙醇的滤纸圆片为对照。每个培养皿中放入选好的离体黄化黄瓜子叶10片，于暗室(26℃)中培养5天后，测定每10片子叶叶柄基部的生根数，每个处理4次重复。(植物学报1990，32(10)815-818；一种新的生根测定方法)。
标准药吲哚乙酸ⅠAA的测定值为150％；测定值超过150％的为A级，测定值在100～150％之间的为B级，测定值在50～100％之间的为C级，测定值＜50％的为D级。[测定值=(给药组平均生根数-对照组平均生根数)／对照组平均生根数]。
表1化合物物化数据；表2化合物的核磁数据；表3化合物的元素分析数据；表4化合物的植物生长调节活性。表1化合物物化数据列于下表(Y=RNH2)
*温度计未经校正表2化合物的核磁数据
*核磁如果没有特殊标明为200MHz核磁表3化合物的元素分析数据
表4化合物的植物生长调节活性
权利要求
1．一种植物生长调节剂，其特征在于它是式(Ⅰ)化合物 其中，X=CH、N；Y=-NH-R，R=C1～C18烷基、苯基、取代的芳基、含N、S元素五员或六员杂环、酰基、磺酰基、硫代酰基或氨基酸残基。
2．按照权利要求1所说的植物生长调节剂，其特征在于所说的取代的芳基是带有烷基、烷氧基、卤素、硝基、酰基或羟基取代的芳基。
3．权利要求1所说的植物生长调节剂的制备方法，其特征在于它是经过下述步骤当X=N时，令苯并吡喃二酮与芳香胺的重氮盐反应，温度在-15℃至60℃之间，将苯并吡喃二酮的钾或钠的碱溶液生成的盐溶液与重氮盐溶液相混合反应，摩尔比1∶1，反应完全后，抽滤、水洗，用有机溶剂重结晶，所得固体为目标化合物；当X=CH时(1)惰性气体保护下，将RNH2与1．1～10倍过量的原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯相混合，加入有机溶剂或不加，加入或者不加入有机酸，30℃～140℃反应，待原料消失后加入苯并吡喃二酮，10℃～130℃反应，待苯并吡喃二酮消失，减压蒸去液体，剩余固体经有机溶剂重结晶，得固体目标化合物；(2)惰性气体保护下，将苯并吡喃二酮与1．1～10倍过量的原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯相混合，加入有机溶剂或不加，加入或者不加入有机酸，10℃～130℃反应待原料消失后加入RNH2，10℃～140℃反应，减压蒸去液体，重结晶，所得固体为目标化合物；(3)惰性气体保护下，将苯并吡喃二酮与1～10倍量的原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯相混合，加入有机溶剂或不加，加入反应物0-1倍的酸，加入RNH2，10℃～140℃反应，反应到原料消失，蒸除液体，固体重结晶后为目标化合物。
4．按照权利要求3所说的植物生长调节剂的制备方法，其特征在于所说的R为R=C1～C18烷基、包括氢、烷基、烷氧基、卤素、硝基、酰基或羟基取代的芳基、含N、S元素五员或六员杂环、酰基、磺酰基、硫代酰基或氨基酸残基。
5．按照权利要求3所说的植物生长调节剂的制备方法，其特征在于所说的碱溶液是KOH、NaOH、K2CO3或Na2CO3。
6．按照权利要求3所说的植物生长调节剂的制备方法，其特征在于所说的有机溶剂是MeOH、乙醇、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、或DMF的单一溶剂或混合溶剂。
全文摘要
本发明涉及植物生长调节剂。式(Ⅰ)化合物提供了一类不同于吲哚乙酸类结构的具有生长素活性的新型化合物。从设计、生产到使用都符合环境友好,绿色化学的要求,经济效益显著。其中,X=CH、N;Y=－NH－R,R=C
文档编号C07D311/00GK1292995SQ0013157
公开日2001年5月2日 申请日期2000年10月28日 优先权日2000年10月28日
发明者李正名, 贾强, 黄桂琴 申请人:南开大学