苯硼酸半酯作为挥发性抗微生物剂在肉类、植物或植物部分上的用图_3

文档序号:9372152阅读:来源:国知局
,蔬菜,苗圃,草坪,和观赏作物。在一个进一步的 实施方式中,所述水果选自:香蕉,菠萝,柑橘属(包括橙,柠檬,酸柠檬,葡萄柚,和其它柑 橘),葡萄,西瓜,棱瓜,香瓜,和其它甜瓜,苹果,桃,梨,樱桃,猕猴桃,芒果,油桃,番石植,番 木瓜,柿子,石植,油梨,无花果,和浆果(包括草莓,越橘,覆盆子,黑莓,穗醋栗,和其它类 型的浆果)。在一个进一步的实施方式中,蔬菜选自:番茄,番茄,甘薯,木薯,胡椒,铃状椒, 胡萝卜,芹菜,笋瓜,茄子,甘蓝,菜花,绿菜花,芦笋,蘑菇,洋葱,大蒜,扁叶葱,和食荚菜豆。 一个进一步的实施方式中,花或花部分选自:玫瑰,康乃馨,兰花,老鹳草属植物,百合或其 它观赏花卉。一个进一步的实施方式,肉类选自牛肉,野牛,小鸡,鹿,山羊,火鸡,猪肉,羊, 鱼,水生有壳动物,软体动物,或干腌肉制品。
[0166] 在一个实施方式中,所述接触包括通过选自以下的方式施用挥发性抗微生物化合 物:喷雾,下雾,热起雾或非热起雾,浸湿,气体处理,及其组合。在一个进一步的实施方式 中,所述气体处理选自:从香囊释放,从合成膜或天然膜,纤维材料释放,和/或从衬垫或 其它包装材料释放,从粉剂释放,从释放气体的发生器释放,使用压缩气瓶或非压缩气瓶释 放,从箱内的液滴释放,及其组合。在另一个实施方式中,所述方法进一步包括接触所述肉 类、植物、植物部分与环丙烯化合物。在一个进一步的实施方式中,环丙烯化合物含有1-甲 基环丙烯(I-MCP)。
[0167]另一方面,提供使用挥发性抗微生物化合物抵抗影响肉类、植物或植物部分的病 原体的方法。所述方法包括将所述肉类、植物或植物部分与有效量的式(VIII)的挥发性抗 微生物化合物及其农用盐接触:
[0168]
[0169] 其中Ra为CN,C (O)NR 9R10或C(O)OR11,其中R11为氢,取代烷基,或未取代烷基,
[0170] X为N,CH和CRb;
[0171] Rb为卤素,取代或未取代烷基,C(O)R 12, C(0)0R12, OR12, NR12R13,其中R9, R10,R12,和 R13独立地为氢,取代或未取代烷基,取代或未取代杂烷基,取代或未取代环烷基,取代或未 取代杂环烷基,取代或未取代芳基,或取代或未取代杂芳基;
[0172] 条件是R9和R,与它们所连接的碳,任选地组合形成4-至8-元取代或未取代杂 环烷基环;
[0173] 并且条件是R12和R 13,与它们所连接的碳,任选地组合形成4-至8-元取代或未取 代杂环烷基环。
[0174] 在一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物具有式(XI)的结构:
[0175]
[0176] 在另一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物选自以下:
[0177]

[0186] 其中R3为氢,取代或未取代烷基或取代或未取代杂烷基。
[0187] 在另一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物选自以下:
[0189] 其中R3为氢,取代或未取代烷基或取代或未取代杂烷基。
[0190] 在另一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物选自以下:
[0192] 其中R3为氢,取代或未取代烷基或取代或未取代杂烷基。
[0193] 在一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物具有式(XIII)的结构:
[0194]
[0195] 其中每个R1和R 2独立地为氢,取代或未取代烷基或取代或未取代杂烷基。
[0196] 在另一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物选自以下:
[0197]
[0198] 在另一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物选自以下:
[0200] 其中每个R1和R2独立地为氢,取代或未取代烷基或取代或未取代杂烷基。
[0201] 在另一个实施方式中,本发明的挥发性抗微生物化合物选自以下:
[0203] 其中每个R1和R 2独立地为氢,取代或未取代烷基或取代或未取代杂烷基。
[0204] 在一个实施方式中,Rb选自氟和氯。在另一个实施方式中,Rb为选自OR26和NR27R' 在另一个实施方式中,当时Rb为OR26,R26选自H,取代或未取代烷基,取代或未取代杂烷基, 取代或未取代环烷基,取代或未取代杂环烷基,取代或未取代芳基,和取代或未取代杂芳 基。在另一个实施方式中,当Rb为OR26时,R26选自H,取代或未取代烷基,取代或未取代杂 烷基和取代或未取代环烷基。在另一个实施方式中,当时%为OR26, R26为未取代C ^C6烷基。 在另一个实施方式中,当Rb为0R26时,R 26为未取代环烷基。在另一个实施方式中,当R bS OR26时,R26为烷基,其由选自取代或未取代C ^C6烷氧基的单元取代。在另一个实施方式中, 当Rb为OR26时,R 26为烷基,其由至少一个卤素取代。在另一个实施方式中,当RbS OR26时, R26为烷基,其由至少一个含氧基团取代。
[0205] 在另一个实施方式中,当Rb为OR 26时,R26为选自以下的单元:-CH3, -CH2CH3, -(CH 2)2CH3, -CH(CH3)2, -CH2CF3, -CH2CHF2, -CH2CH2(OH), -CH2CH2(OCH3), -CH2CH2(OC(CH3)2), -C(O) CH3, -CH2CH2OC(O)CH3, -CH2C(O)OCH2CH3, -CH2C(O)OC(CH3)3, -(CH2)3C(O)CH3, -CH2C(O)
[0206] 在另一个实施方式中,当Rb为NR27R 28时,R27和R28为独立选自以下的单元:H,取代 或未取代烷基,取代或未取代杂烷基,取代或未取代环烷基,取代或未取代杂环烷基,取代 或未取代芳基,和取代或未取代杂芳基。在另一个实施方式中,当#为NR 27R28时,R27为H或 未取代烷基;和R28为未取代烷基或由选自羟基,苯基,未取代烷氧基的单元取代的烷基,和 由苯基取代的烷氧基。在一个进一步的实施方式中,当炉为NR 27R28时,R 27为H或CH 3。
[0207] 在另一个实施方式中,当Rb为NR27R 28时,R27和R28独立地选自以下:取代或未取代 烷基。在另一个实施方式中,当#为冊 27R28时,R27为未取代烷基;和R28为取代或未取代烷 基。在另一个实施方式中,当R bSNR27R28时,R27为未取代烷基;和R28为烷基,其由选自取 代或未取代烷氧基和羟基的单元取代。在另一个实施方式中,当#为NR 27R28时,R27为未取 代烷基;和R28为烷基,其由未取代烷氧基取代。在另一个实施方式中,当R bS NR27R28时, R27为未取代烷基;和R28为由烷氧基取代,由苯基取代的烷基。在另一个实施方式中,当R b 为NR27R28时,R27为未取代烷基;和R28为烷基,其由未取代烷氧基取代。在另一个实施方式 中,当炉为NR 27R28时,R27和R28与它们所连接的氮一起,组合形成4-至8-元取代或未取代 杂环烷基环。在另一个实施方式中,当炉为NR 27R28时,R27和R28与它们所连接的氮一起,组 合形成5-或6-元取代或未取代杂环烷基环。
[0208]在另一个实施方式中,Rb选自 N (CH 3) 2,N (CH3) (CH2CH2 (OCH3),N (CH3) (CH2CH2OH), NH2,NHCH3, NH(CH2CH2(0CH3),MKCH2CH 2(OCH2Ph),NH(CH2Ph),NH(C(CH3) 3)和 NH(CH2CH2OH)。
[0209] 另外的抗微生物化合物也先前披露于美国专利8, 039, 450,和专利申请公开公US 2009/0291917中,将其全部内容在此引入以作参考。
[0210] 实施本发明涉及一种或多种环戊烯化合物的用途。本申请中所用的环丙烯化合物 为具有下式的任何化合物:
[0211]
[0212] 其中每个R\R2,R3和R4独立选自包含H和下式的化学基团的基团:
[0213] -(L)n-Z
[0214] 其中n为0至12的整数。每个L为二价基团。合适的L基团包括,例如,自由基 包含一个或多个选自H,B,C,N,0,P,S,Si或其混合物的原子。具有L基团的原子可以通 过单键,双键,三键或其混合键相互连接。每个L基团可以为线性,支化,环状或其组合。在 任何一个R基团(即,R1,!?2,R3和R4中的任何一个)中,杂原子(即,不是H或C的原子) 的总数为0至6。独立地,在任何一个R基团中,非氢原子总数为50或更少。每个Z为单价 基团。每个Z独立选自:氢,卤代,氰基,硝基,亚硝基,叠氮基,氯酸根,溴酸根,碘酸根,异氰 酰,异腈基(isocyanido),异硫代氰酰,五氟硫代(pentafIuorothio),和化学基团G,其中G 为3-至14-元环体系。
[0215] 1?1,1?2,1?3,和1? 4基团独立地选自合适的基团。适用作1?1,1?2,1?3,和1? 4中一个或多个 的基团尤其例如,脂族基团,脂族-氧基,烷基膦酸根(alkylphosphonato)基团,环脂族基 团,环烷基磺酰基,环烷基氨基,杂环基团,芳基,杂芳基,卤素,甲硅烷基,其它基团,和混合 物及其组合。适用作R1,R2,R3,和R4中一个或多个的基团可以是取代的或未取代的。
[0216] 合适的1^,1?2,1?3,和1?4基团尤其例如脂族基团。一些合适的脂族基团包括例如,烷 基,烯基,和炔基基团。合适的脂族基团可以为线性,支化,环状或其组合。独立地,合适的 脂族基团可以是取代的或未取代的。
[0217] 如果目的化学基团的一个或多个氢原子通过取代基取代,则认为本申请中所用的 目的化学基团是"取代的"。
[0218] 合适的1^,1?2,1?3,和1?4基团也尤其例如取代的和未取代杂环基团,其通过插入的氧 基,氨基,羰基或磺酰基连接至环丙烯化合物;这种R1,R2,R3,和R4基团的实例为杂环氧基, 杂环羰基,二杂环氨基,和二杂环氨基磺酰基。
[0219] 合适的1^,1?2,1?3,和1?4基团也尤其例如取代的和未取代杂环基团,其通过插入的氧 基,氨基,羰基,磺酰基,硫代烷基或氨基磺酰基连接至环丙烯化合物;这种R1,R2,R3,和R4基 团的实例为二杂芳基氨基,杂芳基硫代烷基,和二杂芳基氨基磺酰基。
[0220] 合适的R1,R2,R3,和R4基团也尤其例如,氢,氟,氯,溴,碘,氰基,硝基,亚硝基,叠 氮基,氯酸根,溴酸根,碘酸根,异氰酰,异腈基,异硫代氰酰,五氟硫代,乙酰氧基,乙氧羰基 (carboethoxy),氰酰,硝酸基,亚硝酸基,高氯酸根(perchlorato),丙二烯基(allenyl), 丁基疏基,^乙基勝酸根,^甲基苯基甲娃烷基,异卩奎琳基,疏基,奈基,苯氧基,苯基,呢陡 基,吡啶基,喹啉基,三乙基甲硅烷基,三甲基甲硅烷基,及其取代类似物。
[0221] 本申请中所用的化学基团G为3-至14-元环体系。合适作为化学基团G的环体 系可以是取代的或未取代的;它们可以是芳族(包括,例如苯基和萘基)或脂族(包括不饱 和脂族,部分饱和脂族或饱和脂族);和它们可以是碳环型或杂环型。杂环G基团中,一些 合适的杂原子例如,氮,硫,氧,及其组合。合适作为化学基团G的环体系可以是单环,双环, 三环,多环,螺环或稠合环;作为双环,三环或稠合环的合适的化学基团G环体系中,单一化 学基团G中的各个环可以全部为相同类型,或可以可以为两种或更多种类型(例如,芳族环 可以与脂族环进行稠合)。
[0222] 在一个实施方式中,R1,R2,R3,和R4中的一个或多个氢或(C^Ciq)烷基。在另一个 实施方式中,每个R1,!?2,R3,和R4均为氢或(C1-C8)烷基。在另一个实施方式中,每个R1,!?2, R3,和R4均为氢或(C1-C4)烷基。在另一个实施方式中,每个R ^R2,!?3,和R4均为氢或甲基。 在另一个实施方式中,R1为(C1-C4)烷基,每个R2, R3,和R4均为氢。在另一个实施方式中, R1为甲基,每个R 2, R3,和R4均为氢,并且环丙烯化合物在本申请中已知为1-甲基环丙烯或 " I-MCP'
[0223] 在另一个实施方式中,环丙烯为下式:
[0224]
[0225] 其中R为取代或未取代烷基,烯基,炔基,环烷基,环烷基烷基,苯基或萘基;其中 取代基独立地为卤素,烷氧基,或取代或未取代苯氧基。在一个实施方式中,R为C 1-C8烷基。 在另一个实施方式中,R为甲基。
[0226] 在另一个实施方式中,环丙烯为下式:
[0227]
[0228] 其中R1为取代或未取代C ^C4烷基,C ^C4烯基,C ^C4炔基,C ^C4环烷基,环烷基烷 基,苯基或萘基基团;并且R2, R3,和R4均为氢。在另一个实施方式中,环丙烯含有1-甲基 环丙烯(I-MCP)。
[0229] 本申请中所用的短语"转基因载体"是指包含脱氧核糖核酸(DNA)插入片段的载 体,转录成信使核糖核酸(mRNA)或复制为宿主细胞内的核糖核酸(RNA)的"转基因"。短语 "转基因"不仅是指转化成RNA的插入DNA的部分,而且指转录或复制RNA所需的载体的那 些部分。转基因典型地包含目的基因,但不必需包含含有能够产生蛋白质的开放读框的多 核苷酸序列。
[0230] 肉类、植物或植物部分在实施本发明时可以进行处理。一个实例为处理整株植物; 另一实例为处理整株植物同时将它们种植在土壤中,在收获有用的植物部分之前。
[0231] 提供有用的植物部分的任何植物在实施本发明时可以进行处理。实例包括提供水 果,蔬菜,和谷物的植物。
[0232] 本申请中所用的短语"植物"包括双子叶植物和单子叶植物。双子叶植物的实例 包括烟草,拟南芥(Arabidopsis),大豆,番茄,番木瓜,低芥酸油菜,向日葵,棉花,紫苜蓿, 番茄,葡萄藤,木豆(pigeon pea),豌豆,芥属(Brassica),鹰嘴豆,甜菜,菜子,西瓜,甜瓜, 胡椒,花生,南瓜,萝匐,菠菜,笋瓜,绿菜花,甘蓝,胡萝卜,菜花,芹菜,大白菜,黄瓜,茄子, 和莴苣。单子叶植物的实例包括谷物,稻,小麦,甘蔗,大麦,黑麦,高粱,兰花,竹,香蕉,香 蒲,百合,燕麦,洋葱,小麦,和小黑麦。水果的实例包括香蕉,菠萝,橙,葡萄,葡萄柚,西瓜, 甜瓜,苹果,桃,梨,猕猴桃,芒果,油桃,番石榴,柿子,油梨,柠檬,无花果,和浆果。
[0233] 本领域技术人员会理解,基于所提供的披露内容可存在某些变型。因此,以下实施 例出于说明本发明的目的给出并且不应解释为对于本发明的范围或权利要求的限制。
[0234] 实施例
[0235] 实施例1
[0236] 将12-孔(7毫升(每个孔的按mL计的体积)微量滴定板用于对于挥发性抗微 生物化合物的体外抑制试验。将3-mL体积的全强度的(full-strength)番前葡萄糖琼脂 (PDA)添加至每个孔。冷却之后,将1微升UL)的IX 106每mL番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)孢子悬浮液点滴吸移至琼脂的中心。对于第一个实验,使得接种板在4°C萌发5 天。对于第二个实验,将板在挥发性杀菌剂处理之前立即接种。将小的Whatman#l滤片 (Cat. No. 1001-0155) -式两份放置在聚乙烯PCR板密封膜的下侧。
[0237]
[0238] 为了确定最小抑菌浓度(MIC),将化合物A(苯硼酸半酯;图1)在丙酮中稀释,并 且将适当量的化合物以剂量依赖的方式添加至片(1. 25至0. 0006毫克每片(mg/片)。允 许丙酮挥发5分钟。将番前灰霉病菌(Botrytis cinerea)培菌液周围的顶空然后通过具有 含杀菌剂粘附片的膜密封在孔的内部。将板倒放在经处理的片上并且密封以防止任何化学 品从片剥落并且落在经接种的琼脂上。在4°C储存14天之后,评价培养物相对于对照物的 生长百分比。不管孢子是否已经萌发5天或如果板接种之后不久开始处理(~15分钟); 有100%对照的真菌病原体降至0.005mg。实验结果汇总于表1中。结果表明,在相同浓度 化合物A能够杀死番前灰霉病菌(Botrytis cinerea)孢子并且抑制菌丝体生长。因此,将 化合物A(图1)显示在配额为0. 005mg/片的100%体外抑制真菌生长的功效。
[0239] 实施例2
[0240] 将总共14个抗微生物化合物使用实施例1中所述体外抑制试验进行试验。将全 部14个化合物一式两份以剂量依赖的方式施用至Whatman片(0. 31至0. 0006mg/片)。结 果显示,将化合物A提供最好的对照的番前灰霉病菌(Botrytis cinerea),其中100%对照 降至0. 005mg/片。其它化合物如化合物C、化合物D和化合物E,分别使得100 %对照降至 0. 023,0. 04,和0. 08mg/片。试验化合物显示于图3中。九个化合物的结果汇总于表2中, 其中其它五个化合物在试验范围内不显示检测活性。
[0241]
[0242] 实施例3
[0243] 化合物B(图2 ;2_(羟甲基)苯硼酸环状单酯,将化合物A的脱氟类似物),以上 述实施例1和2的类似方式进行评价。将化合物以配额为0. 5mg至0. 0039mg/片施用至 Whatman滤纸。结果显示,将化合物B在配额为0.0078mg/片抑制100 %的番茄灰霉病菌 (Botrytis cinerea)〇
[0244] 实施例4
[0245] 为了评估挥发性抗微生物化合物的体内活性,使用绿色平葡萄开展挥发性生 物测定。将水果单独放置在20mL闪烁管内部,其中茎会朝上。将鲜茎伤口用IOiiL的 IX 106每mL番前灰霉病菌(Botrytis cinerea)孢子悬浮液接种。将Whatman滤纸(Cat. No. 1822-024) -式两份放置在瓶盖内部。为了确定MIC,将化合物A (图1)在丙酮中稀释, 并且将适当量的化合物以剂量依赖的方式添加至所述片(2. 5至0. 0024mg/片)。允许丙酮 挥发5分钟。将瓶然后用含杀菌剂的盖盖住,并且在4°C放置14天。储存之后,评价水果 的发病率和表观的植物毒性。结果汇总于表3中,有100%对照的番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)降至0.04mg/片,在评价的任一配额没有植物毒性的迹象。使用化合物A的示 例性体内抑制结果的代表性像片显示于图4中,其中0. 04mg的化合物A显示100%抑制, 00024mg的化合物A显示不抑制。
[0246]
[0247] 实施例5
[0248] 为了评估挥发性抗微生物化合物的体内活性,使用草莓开展挥发性生物测定。将 两只水果放置在240mL罐内部,其中花萼朝下。将新鲜伤口用20yL的IX 106每mL番茄 灰霉病菌(Botrytis cinerea)抱子悬浮液接种。将 Whatman 滤纸(Cat. No. 1822-024) - 式两份放置在罐盖内部。为了确定MIC,将化合物A(苯硼酸半酯;图1)在丙酮中稀释,并且 将适当量的化合物以剂量依赖的方式添加至所述片(2. 5至0. 005mg/片)。为了确定MIC, 将化合物B (苯硼酸半酯;图2)在丙酮中稀释,并且将适当量的化合物以剂量依赖的方式添 加至所述片(2. 5至0. 005mg/片)。允许丙酮挥发5分钟。将罐然后用含杀菌剂的盖盖住, 并且放置5天在21°C。储存之后,评价水果的发病率和严重程度以及表观的植物毒性。结 果汇总于表4中。对于化合物A有100%对照的番前灰霉病菌(Botrytis cinerea)降至 0? 16mg/片,对于化合物B有100%对照的番前灰霉病菌(Botrytis cinerea)降至0? 32mg/ 片,在评价的任一配额没有植物毒性的迹象。
[0249]
[0250] 实施例6
[0251] 为了评估挥发性抗微生物化合物的体内剂量随时间的活性,使用草莓开展挥发 性生物测定。将两只水果放置在240mL罐内部,其中花萼朝下。将新鲜伤口用20 yL的 IX 106每mL番前灰霉病菌(Botrytis cinerea)孢子悬浮液接种。将Whatman滤纸(Cat. No. 1822-024) -式两份放置在罐盖内部。将化合物A(苯硼酸半酯;图1)在丙酮中稀释, 并且将适当量的化合物以两个配额为0. 008或0. 125mg添加至所述片。允许丙酮蒸发5分 钟。将罐用含杀菌剂的盖盖住,并且用挥发性杀菌剂接种1,3,6,24或72小时。接种之后, 将包含具有化合物A的片的盖用不具有化合物A的新盖替换。将所有样品在21°C保持3天, 然后将盖移除并且保持另外48小时,全部在90%相对湿度(R.H.)。评价水果的发病率和 严重程度以及表观的植物毒性。结果汇总于表5中。对于化合物A在0.125mg/片在6小 时暴露之后有100%对照的番前灰霉病菌(Botrytis cinerea),并且没有植物毒性的迹象。 与丙酮唯一的对照相比,0. 125mg的化合物A显示100%体内抑制。代表性结构也显示于图 5中。
[0252]
[0253] 严重程度:
[0254] 0=没有真菌生长
[0255] I =轻微感染(〈5毫米(mm)直径)
[0256] 2 =中度感染(〈1厘米(cm)直径)
[0257] 3 =高度感染(>lcm直径)
[0258] 4 =极度感染(> 半长的水果)
[0259] 实施例7
[0260] 将12-孔(每个孔7mL体积)微量滴定板用于挥发性抗微生物化合物的体外抑 制试验。将3-mL体积的全强度的LB琼脂添加至每个孔。冷却之后,将15 y L的大肠杆菌 (Escherichia coli)调节至光学密度为0. 02至0. 035,将进一步稀释的1/10吸移至琼脂 的中心并且倾斜以均匀分布。将小的Whatman#l滤片(Cat. No. 1001-0155) -式两份放置 在聚乙烯聚合酶链反应(PCR)板密封膜的下侧。为了确定最小抑菌浓度(MIC),将化合物 A(苯硼酸半酯;图1)在丙酮中稀释,将5mg的化合物添加至片。允许丙酮挥发5分钟。将 大肠杆菌培菌液周围的顶空然后通过具有含杀菌剂粘附片的膜密封在孔的内部。将板倒放 在经处理的片上并且密封以防止任何化学品从片剥落并且落在经接种的琼脂上。在4°C储 存3天之后,将培养物转移至23°C另外2天,然后评价相对于对照的菌落生长。实验结果汇 总于表6中。结果表明,化合物A能够抑制大肠杆菌。
[0261]
[0262] 菌落评定:
[0263] 0 =没有菌落
[0264] 1 =微菌落未连接
[0265] 2 =小菌落有些合并
[0266] 3 =大菌落合并在一起
[0267] 实施例8
[0268] 将12-孔(6. 5每个孔的按mL计的体积)微量滴定板用于挥发性抗微生物化合物 的体外抑制试验。将3-mL体积的全强度的番茄葡萄糖琼脂(PDA)添加至每个孔。冷却之 后,将In L的IX 105每mL番前灰霉病菌(Botrytis cinerea),扩展青霉菌(Penicillium expansum),烟草赤星病菌(Alternaria alternata),桃褐腐病菌(Monilinia fructicola) 或胶孢炭疽病菌(Glomerella cingulata)孢子悬浮液点滴吸移至琼脂的中
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