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_4

文档序号:9619064阅读:来源:国知局
甲烷(DCM, >99.9% )、正丁醇(99% )、和1-乙基_(3'_二甲氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐(EDC, 98% )购自 Alfa Aesar(Ward Hill,MA)。3-(三氟甲基)肉桂酸(97% )购自 Oakwood Products, Inc. (West Columbia,SC)。(9Z)-十六-9-稀酸(>99 % )和棕榈油醇购自 NU-CHEK PREP,Inc(Elysian,MN)。Phe-OtBu. HCl 购自 BACHEM(Torrance,CA)。Gly-OtBu. HCl 购自 CHEM-IMPEX International, Inc (Wood Dale,IL)。5-叔丁基 1-甲基谷氨酸 盐酸盐(>95% )、N,N-二甲基氨基吡啶(99% )、2-(三苯基正膦)乙酸甲酯(98% )购 自 Aldrich ((Milwaukee, WI)。氖化二甲基亚讽(99.9 % D)购自 Cambridge Isotope Laboratory, Inc (Andover,MA)。三氣乙酸(TFA,99. 5 % )、四氢咲喃(THF,ACS 级)和 N,N-二甲基甲酰胺(DMF,ACS级)购自EMD(GibbstoWn,NJ)。D-氨基葡萄糖盐酸盐购自 Varsal, Inc (Warminster,PA)。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-β-D-吡喃葡糖基-(1 - 4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖 基-(1 - 4) -2-乙酰氨基-2-脱氧-β -D-吡喃葡糖苷和乙二胺衍生Merrif ied树脂如美 国专利7485718中所述制备,所述专利以引用方式全文并入本文。
[0072] 种子发芽分析
[0073] 材料在使用之前全部都灭菌。制备测试化合物的水性溶液(25mL,10 7M的去离子 水溶液)用于一组五次重复实验。五个培养皿和100个大豆种子用于测试一种化合物。使 用一片Whatman滤纸覆盖每个培养皿的内侧,以使得测试溶液均匀分布。
[0074] 将二十个大豆种子放置在一个培养皿的滤纸区上。将五毫升的测试化合物溶液小 心地倒在培养皿上。对照实验以相同方式设置,其中每个培养皿使用20个大豆种子和5mL 去离子水但不具有任何化合物。将盖子置于培养皿上并用封口膜密封。堆叠重复实验的五 个培养皿。将一堆培养皿用铝箱包裹两次以防止种子接收任何光。将所述堆转移至保持在 室温下的培养箱并且使种子在黑暗中发芽。
[0075] 20h之后,将所述堆拉出用于测量。计数发芽种子数并且计算每个培养皿的发芽百 分比。将胚根出现用作发芽指标。将培养皿于室温下未包裹地放置一天,并计数发芽种子 数以确保种子成活并确保发芽结果不是由不良的种子质量所造成的。认为培养皿中发芽的 种子超过90%是正常的。计算五次重复的标准偏差。认为具有10%或更低标准偏差的结 果良好。与对照物相比,用作植物性能增强剂的化合物应当促进平均发芽百分比在统计学 上的显著增加。
[0076] 棺物牛长分析
[0077] 将使用上述种子发芽分析发芽24h的种子暴露于光中另外40h。测量胚根长并且 测定大于I. 5cm胚根长的发芽种子百分比。
[0078] 实例 1
[0079] 甲基2-氨基-2-脱氣一 β -D-吡喃葡萄糖苷2的制备:
[0081] 标题糖苷2由可商购获得的D-葡糖胺盐酸盐起始以五步制备。如美国专利 7485718中所述,将葡糖胺盐酸盐转换成糖苷1。然后将糖苷1与乙二胺改性的Merrifield 树脂在正丁醇中于ll〇°C下加热以产生期望的产物糖苷2。化合物的1H NMR谱确认了结构 证明。
[0082] 实例 2
[0083] 甲基2_月兑氧,_2_ (?「(2Ε,11Ζ)-十八碳_2,11_二懦酉先基氣基?乙酉先基}氣基)六 吡喃糖苷7的合成
[0084] 通过以下步骤实现甲基2-脱氧-2-Ν- ({[ (2Ε,11Ζ)-十八碳-2, 11-二烯酰基氨 基]乙酰基}氨基)-β -D-吡喃葡萄糖苷7的合成:
[0085] a) (9Ζ)-十六烯-9-醛3的合成:
[0087] 将PCC (氯铬酸吡啶,3. 0g,13. 4mmol)和Celite (3. Og)加入干燥箱中的干燥的圆 底烧瓶中。向该混合物中,加入二氯甲烧(50g)。然后滴加棕榈油醇(2. 0g,8. 32mmol)的二 氯甲烷(2ml)溶液。将反应混合物在室温下搅拌4h以完成反应,如由TLC证明。添加乙醚 (18ml)并且然后溶液通过装有2英寸硅胶的砂芯漏斗真空过滤,并且然后用100mL的己烷 /乙酸乙酯溶液(9/1)洗涤。将溶液用栗抽干以获得期望的醛3并且不经进一步纯化而用 于下一步骤。
[0088] b)甲基_(2E,IlZ)-十八碳-2, 11二烯酸酯4的合成:
[0090] 将化合物3溶于CH2Cl2(200ml)中并与2-(三苯基膦烯)乙酸甲酯(4. 0g,12mmol) 一起添加。将所得的混合物在室温下搅拌过夜。添加乙醚(18ml)并且然后溶液通过装有 2in硅胶的砂芯漏斗真空过滤,并且用100mL的己烷/乙酸乙酯溶液(9/1)洗涤。然后将溶 液用栗抽干。粗产物通过柱色谱纯化以提供2. 2g期望的化合物4,收率为90%。所述结构 由1H NMR表征。
[0091] 1H NMR(500MHz,CDCl3) : 6 6.97((^,1= 15.6Hz,J2= 7.0Hz,1H),5. SUdt1J1 = 15. 6Hz,J2= 3. 2Hz,1H),5· 38-5. 31 (m,2H),3· 72 (s,3H),2· 21-2. 17 (m,2H),2· 10-1. 99 (m,4 Η),I. 48-1. 42 (m,2Η),I. 36-1. 26 (m,16Η),0· 88 (t,J = 7· 0Hz,3Η)。
[0092] c) (2Ε,11Ζ)-十八碳-2, 11-二烯酸 5 的合成:
[0094] 将由上述程序合成的化合物4 (0. 5g,I. 7mmol)溶于小瓶中的I: IMeOH/THF混合物 中(总体积5ml)。添加 LiOH水性溶液(5mL,15重量%的去离子水溶液),然后混合物在室 温下搅拌约4h。反应混合物在真空下浓缩。所得的残余物用水(5ml)稀释,用2N HCl酸化 至pH 1-2并且用二乙醚萃取(3次,20ml/每次)。混合的有机萃取物用盐水(15ml)和水 (15ml)洗涤,经无水Na 2SO4干燥,过滤并浓缩以定量产生0. 47g相应的酸5,所述酸不经进 一步纯化而用于下一个步骤。
[0095] d) N- [ (2E,11Z)-十八碳-2, 11-二烯酰基]甘氨酸6的合成:
[0097] 将化合物5(0. 2g,I. 15mmol)溶于1:2DMF/THF中(总体积为5ml)。向该溶液 中,加入4-N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP) ((X25g,2.07mmol)、l-乙基-3-(3' -二甲氨基 丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC) (0· 40g,2. 07mmol)以及 Gly-OtBu. HCl (0· 23g,L 38mmol) 并且反应在室温下搅拌过夜。在完成反应之后,将混合物用栗抽干,并用去离子水洗涤 三次(5ml/每次)。产物通过柱层析在硅胶柱上纯化以提供220mg的均质产物,收率为 67%。所述结构由 1H NMR 表征,H NMR(500MHz,CDCl3) : δ 6. 85 (CltJ1= 15.3Hz, J2 = 7. 0Hz, 1H), 5. 92 (br, 1H), 5. 81 (d, J = 15. 3Hz, 1H), 5. 35-5. 33 (m, 2H), 4. 0 (d, J = 5. 0Hz, 2H ),2. 19-2. 14 (m, 2H), 2. 02-1. 99 (m, 4H), I. 47 (s, 9H), I. 46-1. 40 (m, 2H), I. 33-1. 25 (m, 16H) ,0· 88(t,J = 6. 9Hz,3H)。
[0098] 将得自上文的叔丁基酯溶于1: 1DCM/TFA溶液中(总体积I. 5ml)。混合物在室温 下搅拌2h,以获得用于下一个合成步骤的游离酸6形式。所述结构由1H NMR表征。
[0099] 1H (500MHz,CDCl3) :? (500MHz,CDCl3) : δ 6. 9-6. 87 (m,1H),6. 41 (br,1 Η), 5. 86 (d, J = 15. 3Hz, 1H), 5. 38-5. 33 (m, 1H), 5. 07-5. 02 (m, 1H), 4. 13-4. 12 (m, 2H), 2. 20-2. 16 (m, 2H),2· 02-1. 94 (m, 2H),I. 66-1. 58 (m, 2H),I. 44-1. 42 (m, 2H),I. 28-1. 27 (m, I 6H),0· 87 (t,J = 6. 7Hz,3H)。
[0100] e)甲基2-脱氧-2- ({[ (2E, 11Z)-十八碳-2, 11-二稀酰基氨基]乙酰基}氨基) 六吡喃糖苷7的合成
[0102] 将化合物6 (0. 04g,0.1 mmol)溶于1: 2DMF/THF的混合物中(总体积为Iml)。 向该溶液中,加入 DMAP(0. 02g,0. 12mmol)、EDC(0. 02g,0. 12mmol)以及化合物 2(0. 04g, 0.21mmol)并且将反应在室温下搅拌过夜。将混合物用栗抽干,并用去离子水洗涤三次 (lml/每次)。终产物用柱色谱7纯化以提供50mg期望的产物,收率为36%。所述结构由 1H NMR 和 LC-MS 表征。
[0103] 1H NMR (500MHz, DMSO-D6) : δ 8. 06 (t, J = 5. 7Hz, 1H) , 7. 76 (d, J = 9. 1Hz, 1H), 6. 62 (dt, J1= 15. 4Hz, J 2= 7. 0Hz, 1H), 6. 00 (d, J = 15. 4Hz, 1H), 5. 33-5. 31 (m ,2H), 5. 01 (br, 1H), 4. 89 (br, 1H), 4. 57-4. 55 (m, 1H), 4. 20 (d, J = 8. 5Hz, 1H), 3. 79-3. 67 (m ,4H), 3. 31 (s, 3H), 3. 01 (br, 2H), 2. 14-2. 09 (m, 2H), 2. 00-1. 96 (m, 4H), I. 39-1. 35 (m, 2H), I ? 29-1. 24 (m,16H),0. 85 (t, J = 6. 8Hz,3H)。LC-MS(ESI) :m/z 513 [M+l]+。
[0104] 实例 2A
[0105] 用化合物甲基2-脱氣-2-( {T(2E, IIZ)-十八碳-2, 11-二燔酰基氨基I乙酰基I 氨基)六吡喃糖苷7处理的大豆种子的测试
[0106] 使用General Material&Methods中所述的种子发芽分析来评价实例2中制备的 化合物7。用该化合物处理的大豆种子在20h时示出46%发芽率并具有6%标准偏差。对 照大豆种子在20h时示出24%发芽率并具有4%标准偏差。
[0107] 使用实例1所述的植物生长分析评价相同的化合物。百分之七十九(79%)的用该 化合物处理的发芽大豆种子表现出大于I. 5cm的胚根长度,标准偏差为6%。百分之五十五 (55% )发芽对照大豆种子表现出大于I. 5cm的胚根长度,标准偏差为9%。
[0108] 实例 3
[0109] 甲基2-脱氣-2-N-(丨「(9Z)-十六碳-9-燔酰基氨基1乙酰基丨氨基)β -D-吡喃 葡萄糖苷9的合成
[0110] (9Ζ)-十六碳-9-稀酸(I. 5g,5. 91mmol)溶于 1: 2DMF/THF (总体积 IOml)中。向 该溶液中,加入 DMAP (0· 87g,7. 09mmol)、EDC (I. 36g,7. 09mmol)以及 Gly-OtBu. HCl (I. 98g, 11. Slmmol)并且将反应在室温下搅拌过夜。反应表示在以下方案中:
[0112] 在完成反应之后,将混合物用栗抽干,并用去离子水洗涤三次(5ml/每次)。终产 物用柱色谱纯化以提供1060mg期望的产物,收率为49%。所述结构由 1H NMR表征:
[0113] 1H NMR (500MHz,CDCl3) : δ 8. 11 (t,J = 6. 0Hz,1H),5. 34-5. 30 (m,2H),3. 67 (d,J = 6. 0Hz, 2H), 2. 09 (t, J = 7. 4Hz, 2H), 2. 00-1. 96 (m, 4H), I. 51-1. 46 (m, 2H), I. 39 (s, 9H), I. 3 0-1. 24 (m, 16H),0· 85 (t, J = 6. 9Hz, 3H)。
[0114] 将所得的叔丁基酯溶于1: 1DCM/TFA溶液中(总体积I. 5ml)。混合物在室温下搅 拌2h,以获得用于下一个合成步骤的游离酸形式8。反应表示在以下方案中:
[0116] 将化合物8 (0· 2g,0· 65mmol)溶于1: 2DMF/THF中(总体积为5ml)。向该溶液中, 加入 DMAP(0. 09g,0. 71mmol)、EDC(0. 14g,0. 71mmol)以及化合物 2(0. 22g,L 19mmol)并且 将反应在室温下搅拌过夜。将混合物用栗抽干,并用去离子水洗涤三次(lmL/每次)。终产 物用柱色谱纯化以提供96mg期望的产物9,收率为30%。所述结构由LC-MS和 1H NMR表 征:
[0117] 1H NMR (500MHz, DMSO-D6) : δ 7. 91 (t, J = 5. 6Hz, 1H) , 7. 69 (d, J = 9. 1Hz, 2H), 7. 37 (t, J = 9. 2Hz, 2H), 5. 35-5. 29 (m, 2H), 5. 01 (br, 1H), 4. 88 (br, 1H), 4. 57-4 .55(m, 1H),4. 20 (d, J = 8. 5Hz, 1H), 3. 74-3. 62 (m, 4H), 3. 31 (s, 3H), 3. 11-3. 05 (m, 2H), 2. I I (t, J = 7. 5Hz, 2H), 2. 00-1. 96 (m, 4H), I. 48-1. 46 (m, 2H), I. 29-1. 24 (m, 16H), 0. 85 (t, J = 6. 8Hz,3H)。LC-MS(ESI) :m/z487[M+l]+。
[0118] 实例 3A
[0119] 用甲基-2-脱氣-2-N-(丨「(9Z)-十六碳-9-燔酰基氨基I乙酰基丨氨基)-β -D-吡 喃葡萄糖苷9处理的大豆种子的测试
[0120] 使用General Material&Methods中所述的种子发芽分析来评价实例3中制备的 化合物9。用该化合物处理的大豆种子在20h时示出33%发芽率并具有3%标准偏差。对 照大豆种子在20h时示出24%发芽率并具有4%标准偏差。
[0121] 使用实例1所述植物生长分析评价相同的化合物。百分之七十三(73% )的用该 化合物处理的发芽大豆种子表现出大于I. 5cm的胚根长度,标准偏差为6%。百分之五十五 (55% )对照大豆种子表现出大于I. 5cm的胚根长度,标准偏差为9%。
[0122] 实例 4
[0123] 甲基2_月兑氧,「( ?「(2E, 4E) 苯基戊_2, 4_二懦酉先基?氣基}酉先基)氣 基1- β -D-吡喃葡萄糖苷11的合成
[0124] 将 5-苯基戊-2, 4-二烯酸(0· 2g,I. 15mmol)溶于 1:2DMF/THF 中(总体积为 5ml)。 向该溶液中,加入DMAP(0. 25g,2. 07mmol)、EDC(0. 4g,2. 07mmol)以及Gly-OtBu. HCl (0· 23g
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