用于改善植物生长和产量的合成脂氨基酸葡糖胺衍生物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于改善植物生长和作物产量的合成葡糖胺衍生物的制剂和使用方 法。
【背景技术】
[0002] 信号分子由根瘤菌产生以引发豆科植物的早期根结瘤。细菌和植物之间产生的共 生关系向植物提供减少的氮并增强生长或产量。某些根瘤菌接种剂和/或提取的天然的产 生根瘤菌的化合物用于增加各种豆科作物，包括大豆、花生、苜蓿和干豆的产量。这些化合 物还可用于增加非豆科作物诸如玉米的生长和产量。
[0003] 根瘤菌接种剂和天然源的化合物目前通过发酵产生。然而，根瘤菌接种剂的使用 受到若干因素，包括生产的变化性和商业制剂中的细胞活性限制。同样，单独萃取的化合物 可能难以与混合物分离或不适用于经济的合成方法。因此，仍然需要对于这些萃取的化合 物的成本有效的另选的替代方案，以及产生新型且有效的衍生物化合物的机会。本发明满 足该需求。
【发明内容】
[0004] 本发明提供用于改善植物生长和作物产量的制剂和方法。更具体地，本发明涉及 组合物，其包含式I的合成脂氨基酸衍生的葡糖胺化合物。这些化合物可施用于植物繁殖 材料，包括种子和其它可再生的植物部分，包括插条、鳞茎、根茎和块茎。还可在种植植物繁 殖材料之前或之后将它们施用于叶或土壤。此类应用可单独进行或与杀真菌剂、杀昆虫剂、 杀线虫剂或用于改善植物生长和作物产量的其它农用试剂组合进行。
【具体实施方式】
[0005] 本发明提供用于通过用生物有效量的下文式I化合物处理植物繁殖材料、叶或土 壤来改善植物生长和作物产量的制剂和方法：
[0006]
[0007] 其中 m 为 0、I、2、3 或 4 ;A 和 B 选自：-C (0) -、-C (S) -、C (0) 0-、-C (0) S-、-C (S) S-; E选自0H、MaPNHC(O)CH35R1选自包含1至20个碳原子的基于直链或支链的、饱和或不 饱和的烃的链，亚芳基或取代的亚芳基；R 2和R5选自H和C1-20烷基；R3选自天然或非天然 氨基酸的任何侧链，其包括氢、C1-6烷基、芳基和卤素；并且R 4选自包含1至20个碳原子 的基于直链或支链的、饱和或不饱和的、杂原子取代或非杂原子取代的烃的链，亚芳基或取 代的亚芳基。
[0008] 基于本文所示式1的具体结构基于m = 0示出，然而，根据式1，本领域技术人员还 应当理解m可等于0、1、2、3或4中的任一个。
[0009] 本发明的某些实施例涉及下文所示的脂甘氨酸连接的合成葡糖胺衍生物：
[0012] 在其它实施例中，本发明涉及下文所示的包含苯丙氨酸连接的合成葡糖胺衍生物 甲基-2-脱氧-2-( {N-[(2E，4E)-5-苯基戊烷-2, 4-二烯酰基]苯丙氨酰基}氨基）葡糖 吡喃糖苷的组合物：
[0014] 在其它实施例中，本发明涉及下文所示的天冬氨酸连接的合成葡糖胺衍生物：
[0015]
[0016] 在其它实施例中，本发明的其它实施例涉及下文所示的甘氨酸连接的合成葡糖胺 衍生物：
[0018] 在另一个实施例中，本发明涉及下文所示的脂甘氨酸连接的合成葡糖胺衍生物甲 基2-氨基-2-脱氧-β -D-吡喃葡萄糖基-(1 - 4) -2-乙酰氨基-2-脱氧一β -D-吡喃葡 萄糖基-(1 - 4) -2-乙酰氨基-2-脱氧一β -D-吡喃葡萄糖基-(1 - 4) -2乙酰氨基-2-脱 氧一β-D-吡喃葡萄糖苷：
[0019]
[0020] 如本文所用，术语"农用组合物"包含一种或多种被配制成用于至少一种农业应用 的物质。应当理解，农业应用包括但不限于产量改善、病虫害防治、疾病控制和耐非生物环 境胁迫。
[0021] 如本文所用，术语"生物有效量"是指产生植物生长和产量所期望的效应所需的物 质量。组合物的有效量将取决于多种因素，包括处理方法、植物物种、繁殖材料类型和环境 条件。
[0022] 如本申请所限定的叶包括所有气生植物器官，即叶、茎、花和果。
[0023] 如本文所用，"发芽百分比"或"发芽率"是指在种植或被置于其它适用于发芽的 条件下之后发芽的种子百分比。术语"促进发芽"及其等同物是指相比于被指定为实验对 照的种子，经实验处理的种子的发芽百分比作为时间的函数（通常表达为种植之后的天数 (DAP))而增加。在本文所提出的示例中，种子发芽率利用在发芽的最佳条件和模拟盐和 低温胁迫的条件下进行的基于实验室的发芽分析来测定，其中发芽百分比在指定DAP下测 定。种子发芽测试的一般描述可见于Genebanks的Handbook of Seed Technology，第I卷， Principles and Methodology，R. H. Ellis, T. D. Hong 和 Ε· H. Roberts 编辑，International Board for Plant Genetic resources，Rome，1985,第 94-120 页，和由官方种子分析协 会的种子活力测试委员会编写的Seed Vigor Testing Handbook，Contribution No. 32 至Handbook on Seed Testing，1983中。种子低温和盐胁迫发芽分析的示例分别描述 于 Burris 和 Navratil，Agronomy Journal，71:985-988 (1979)和 Scialabba 等人，Seed Science&Technology，27:865-870(1999)中。
[0024] 如本文所用，植物"生长"由（但不限于）以下测量值限定：出苗、早期生长、株高、 开花时间、（稻科植物类）的分蘖、成熟天数、活力、生物质和产量。
[0025] 如本发明公开内容和权利要求中所涉及的，术语"繁殖材料"是指种子或可再生的 植物部分。术语"可再生的植物部分"是指除种子以外的植物部分，当将所述植物部分放置 在农艺或园艺生长培养基（诸如润湿的土壤、泥煤苔藓、砂、蛭石、珍珠岩、岩石棉、玻璃纤 维、椰壳纤维、桫椤纤维等，或甚至完全是液体介质诸如水）中时，由所述植物部分可生长 或再生出整个植株。可再生的植物部分通常包括此类地下芽植物物类诸如土豆、甘薯、山 药、洋葱、大丽花、郁金香、水仙等的根茎、块茎、鳞茎和球茎。可再生的植物部分包括被分开 (例如切割）以保留其生长成新植物的能力的植物部分。因此可再生的植物部分包括保留 分生组织诸如芽眼的根茎、块茎、鳞茎和球茎的活体分株。可再生的植物部分还包括其他植 物部分，诸如使用园艺或农艺生长培养基可由其长出某些种类植物的切下或分割出的茎杆 和叶片。如本发明公开内容和权利要求中所涉及的，除非另外指明，术语"种子"包括未发 芽的种子和其中外种皮（种子包衣）仍包围部分正在冒出的芽和根的种子。
[0026] 如本文所定义的，术语"根际"是指直接包围并受植物的根影响的土壤区。
[0027] 如本文所用，术语"处理"是指将生物有效量的式I化合物或包含式I化合物的组 合物施用于种子或其它植物繁殖材料，植物叶或植物根际；相关的术语诸如"处理"类似地 定义。
[0028] 如本文所用，术语"活力"或"作物活力"是指作物的生长率、生物质体积、地面覆 盖或叶体积。在本文所提出的示例中，"活力"通过相比于对照处理，对包括高度、宽度和地 面覆盖在内的植物生长参数进行目测评估和比较评分来测定。
[0029] 如本文所限定的，术语"产量"是指在收获植物作物之后所获得的每单位面积农作 物物料回报。作物产量上的增加是指相对于未处理的对照处理，农作物产量上的增加。农 作物物料包括但不限于种子、果实、根、块茎、叶和各种类型的农作物生物质。用于评价农作 物产量的田间小区技术的描述可见于W.R.Fehr，Principles of Cultivar Development， McGraw-Hill, Inc.，New York，NE，1987,第 261-286 页，并且以引用方式并入本文。
[0030] 在本发明的一个实施例中，组合物以种子处理制剂形式施用。此类制剂通常包含 约10 5M至10 12M的组合物。在优选的实施例中，制剂包含约10 6M至10 的式I化合物。 繁殖材料的部位可通过许多不同方法用式I化合物处理。唯一需要的是将生物有效量的式 I化合物施加到繁殖材料上或足够接近地施加于繁殖材料，从而其可被繁殖材料吸收。可 通过如下方法施用式I化合物：用式I化合物的溶液或分散体喷淋包括繁殖材料的生长介 质，将式I化合物与生长介质混合并将繁殖材料种植到经处理的生长介质中（例如，育苗箱 处理），或者各种形式的繁殖材料处理，式I化合物由此在繁殖材料被种植到生长介质中之 前被施用到繁殖材料。
[0031] 在这些方法中，式I化合物将通常以具有农业上适宜载体的制剂或组合物形式使 用，所述载体包括液体稀释剂、固体稀释剂或表面活性剂中的至少一种。各种各样的制剂适 用于本发明，最适宜的制剂类型取决于施用方法。如本领域技术人员所熟知的，制剂的目的 是提供运输、测量和分散农用试剂并且还优化其功效的安全且方便的方法。
[0032] 取决于施用的方法，可用的制剂包括液体诸如溶液（包括乳油）、悬浮液、乳液（包 括微乳液和/或悬乳液）等，它们可以任选地被稠化成凝胶。可用的制剂还包括固体诸如粉 剂、粉末、颗粒剂、丸剂、片剂、膜剂等，它们可以是水-可分散（"可润湿"）或水溶性-的。 活性成分可被（微）胶囊包封，并且进一步形成悬浮液或固体制剂；作为另外一种选择，可 将整个活性成分制剂胶囊包封（或"包覆"）。包封可以控制或延迟活性成分的释放。可喷 雾的制剂可在适宜介质中扩展并以约一至数百升/公顷的喷雾体积使用。高-强度组合物 主要用作其它制剂的中间体。
[0033] 所述制剂通常将包含有效量的活性成分、稀释剂和表面活性剂，其在以下大致范 围内，总计为按重量计100 %。
[0034]
[0036] 典型的固体稀释剂描述于Watkins等人的Handbook of Insecticide Dust Diluents and Carriers，第 2 版，Dorland Books，Caldwell，New Jersey 中。典型 的液体稀释剂描述于 Marsden 的 Solvents Guide，第 2 版，Interscience，New York， 1950 中。McCutcheon 的 Emulsifiers and Detergents 和 McCutcheon 的 Functional Materials(North America and International 版，2001)，The Manufactuing Confection Pub I. Co. , Glen Rock，New Jersey，以及 Sisely 和 Wood，Encyclopedia of Surface Active Agents，Chemical Publ. Co.，Inc.，New York，1964列出了表面活性剂和推荐的用途。所有 制剂均可包含少量添加剂以减少发泡、结块、腐蚀、微生物生长等，或者增稠剂以增加粘度。
[0037] 表面活性剂包括例如乙氧基化醇，乙氧基化烷基酚，乙氧基化脱水山梨糖醇脂肪 酸酯，乙氧基化胺，乙氧基化脂肪酸、酯和油，磺基琥珀酸二烷基酯、烷基硫酸酯，烷基芳基 磺酸酯，有机硅氧烷，N，N-二烷基牛磺酸酯，乙二醇酯，磷酸酯，木质素磺酸酯，萘磺酸酯甲 醛缩合物，聚羧酸酯以及嵌段聚合物，其包括聚环氧乙烷/聚环氧丙烷嵌段共聚物。
[0038] 固体稀释剂包括例如粘土（如膨润土、蒙脱石、绿坡缕石和高岭土）、淀粉、糖、二 氧化硅、滑石、硅藻土、脲、碳酸钙、碳酸钠和碳酸氢钠、以及硫酸钠。液体稀释剂包括例如， 水、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-烷基吡咯烷酮、乙二醇、聚丙二醇、碳酸亚丙酯、二 元酯、石蜡、烷基苯、烷基萘、橄榄油、蓖麻油、亚麻籽油、桐树油、芝麻油、玉米油、花生油、 棉-籽油、大豆油、油菜-籽油和椰子油、脂肪酸酯、酮诸如环己酮、2-庚酮、异佛尔酮和 4-羟基-4-甲基-2-戊酮、以及醇诸如甲醇、环己醇、癸醇、苄醇和四氢糠醇。
[0039] 可通过简单地混合所述成分来制备包括乳油的溶液。粉剂和粉末可以通过共混制 备，并且通常通过例如在锤磨或流体-能磨中研磨制备。悬浮液通常通过湿-磨来制备；参 见例如，U. S. 3, 060, 084。可通过将活性物质喷雾在预成形颗粒载体上或者通过附聚技术来 制备颗粒剂和球剂。参见Browning 的"Agglomeration"(Chemical Engineering，1967年 12 月 4 日，第 147 - 48 页）、Perry 的"Chemical Engineer's Handbook"，第4版（McGraw-Hill， New York，1963,第 8 - 57 页及其后页）和 PCT 公布 W091/13546。球剂可根据 U. S. 4, 172, 714 中所述的来制备。水-分散性和水-溶性颗粒剂可根据U. S. 4, 144, 050、U. S. 3, 920, 442 和DE 3, 246, 493中的教导来制备。片剂可根据U. S. 5, 180, 587、U. S. 5, 232, 701和 U. S. 5, 208, 030中的教导来制备。膜剂可根据GB 2, 095, 558和U. S. 3, 299, 566中的教导来 制备。
[0040] 关于制剂领域的进一步信息，参见T. S. Woods的Pesticide Chemistry and Bioscience, The Food-Environment Challenge 中的"The Formulator' s Toolbox-Product Forms for Modern Agriculture"，T. Brooks 和 T.R. Roberts 编辑， Proceedings of the 9th International Congress on Pesticide Chemistry,The Royal Society of Chemistry，Cambridge，1999,第 120-133 页。还可参见 U.S. 3,235,361 第 6 栏，第16行至第7栏，第19行和实施例10-41 ;U. S 3, 309, 192第5栏，第43行至第7栏， 第 62 行和实施例 8、12、15、39、41、52、53、58、132、138-140、162-164、166、167 和 169-182 ; U. S. 2, 891，855 第 3 栏，第 66 行至第 5 栏，第 17 行和实施例 1-4 ;Klingman 的 Weed Control as a Science，John Wiley and Sons，Inc.，New York，1961，第 81-96 页；以及 Hance 等人 的 Weed Control Handbook，第 8 版，Blackwell Scientific Publications，Oxford，1989。
[0041] 根据本发明，用于处理繁殖材料或由所述繁殖材料长成的植物的组合物，还可包 含（除了式I组分之外）有效量的一种或多种其它生物活性化合物或试剂。合适的附加 化合物或试剂包括但不限于，杀昆虫剂，杀真菌剂，杀线虫剂，杀菌剂，杀螨剂，昆虫致病细 菌、病毒或真菌，生长调节剂如生根刺激剂，化学不育剂，驱避剂，引诱剂，信息素，取食刺激 剂和其它信号化合物，包括脱辅基类胡萝卜素、类黄酮、茉莉酮酸酯和独脚金内酯（Akiyama 等人，Nature，435:824-827 (2005) ;Harrison，Ann.Rev.Mic;robiol.，59:19-42(2005); Besserer 等人，PLoS Biol.，4(7):e226(2006) ;W02009049747)。这些化合物可被配制成多 组分-杀虫剂，给出比单独的式I化合物更广谱的农业实用性。
[0042] 可用于本发明化合物相配制的此类生物活性化合物或试剂的示例为：杀昆虫剂如 阿维菌素（abamectin)、乙酰甲胺磷、啶虫脒、磺胺螨酯（S-1955)、除虫菌素（avermec