CN105753766A - 一种吲哚类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吲哚类化合物，其结构式如式（Ⅰ）所示：

Description

一种吲哚类化合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及植物生长调节剂领域，具体一种吲哚类化合物及其制备方法和作为植物生长调节剂的应用。

背景技术

自20世纪30年代发现植物生长素以后，陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等，人们统称他们为植物激素。植物激素在植物体内含量极微，难以提取，价格昂贵。随着研究深入，科研人员合成和筛选了许多化学结构和生理特性与植物激素功能相似或相对抗的活性物质，就称之为植物生长调节剂。目前，植物生长调节剂已被全世界、特别是发达国家在农业生产商推广应用。

吲哚乙酸是最早应用于农业的生根剂，吲哚乙酸经复合加工成稳定制剂后，在农业生产商得到广泛应用。

但是，随着我国农业技术的发展，迫切需要更高效的植物生长调节剂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种吲哚类化合物及其制备方法与应用，所述吲哚类化合物具有调节植物生长的作用，并且所述吲哚类化合物促进植物根茎生长的效果要明显优于现有的生根剂吲哚乙酸。

本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种吲哚类化合物，其结构式如式(Ⅰ)所示：

进一步的，结构式如式(Ⅰ)所示的吲哚类化合物的化学名称为6-氯-1H-吲哚-3-氨甲酰。

本发明的第二方面提供了前述吲哚类化合物的制备方法，具体包括如下步骤：对东方拟无枝酸菌CGMCCNo.6023进行发酵，对发酵液进行经分离纯化制得结构式如式(Ⅰ)所示的吲哚类化合物。

东方拟无枝酸菌CGMCCNo.6023，于2012年4月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号CGMCCNo.6023。

优选地，所述对发酵液进行分离纯化包括：分离获得含有结构式如式(Ⅰ)所示的吲哚类化合物的粗提物，纯化制得如权利要求1所述的吲哚类化合物。

优选地，所述分离获得含有结构式如式(Ⅰ)所示的吲哚类化合物的粗提物，具体方法为：将发酵液进行离心，获得上清和菌体沉淀，菌体沉淀用甲醇浸泡后离心取上清，合并上清后浓缩，有机溶剂萃取，减压浓缩获得含有所述吲哚类化合物的粗提物。

优选地，所述有机溶剂选自石油醚、乙酸乙酯、正丁醇中的一种或多种的组合。

优选地，所述纯化制得结构式如式(Ⅰ)所示的吲哚类化合物，具体方法为：将粗提物采用大孔树脂进行吸附、阶段洗脱，洗脱液浓缩，获得含吲哚类化合物的浓缩物；使用反相层析树脂分离所述的浓缩物，层析液减压浓缩；将所述反相层析树脂所分离的层析液进行半制备液相色谱和制备液相色谱进行精制，获得所述的吲哚类化合物。

优选地，所述大孔树脂为大孔树脂XAD-1600。

优选地，所述反相层析树脂为反相层析树脂PS25-300。

本发明的第三方面，提供了结构式如式(Ⅰ)所示的吲哚类化合物在制备植物生长调节剂或制备植物生长调节剂前体物质中的用途。

本发明的第四方面，提供了一种植物生长调节剂，至少包含结构式如(Ⅰ)所示的吲哚类化合物。

优选地，所述吲哚类化合物为该植物生长调节剂的唯一有效成分。

本发明的有益效果为：

根据本发明，所述吲哚类化合物可作为植物生长调节剂，所述化合物在高浓度时具有抑制小麦种子根茎萌发的作用，而在低浓度时，具有促进小麦种子生根的作用下。在同等浓度下，本发明提供的吲哚类化合物促进植物根茎生长的效果要明显优于吲哚乙酸。因此，根据本发明，本发明提供的吲哚类化合物可以作为植物生长调节剂使用，或者作为植物生长调节剂的前体物质。

本发明菌株保藏信息如下：

菌株名称：东方拟无枝酸菌Amycolatopsisorientalis；

保藏号为：CGMCCNo.6023。

保藏日期：2012年4月20日；

保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；

保藏单位简称：CGMCC；

保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中国科学院微生物研究所。

附图说明

图1为本发明吲哚类化合物的高效液相图谱。

图2为本发明吲哚类化合物的紫外吸收图谱。

图3为本发明吲哚类化合物的质谱图。

图4为本发明吲哚类化合物的氢谱。

具体实施方式

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

除非另外说明，本发明中所公开的实验方法、检测方法、制备方法均采用本技术领域常规的分子生物学、生物化学、染色质结构和分析、分析化学、细胞培养、重组DNA技术及相关领域的常规技术。这些技术在现有文献中已有完善说明，具体可参见Sambrook等MOLECULARCLONING：ALABORATORYMANUAL，Secondedition，ColdSpringHarborLaboratoryPress，1989andThirdedition，2001；Ausubel等，CURRENTPROTOCOLSINMOLECULARBIOLOGY，JohnWiley&Sons，NewYork，1987andperiodicupdates；theseriesMETHODSINENZYMOLOGY，AcademicPress，SanDiego；Wolffe，CHROMATINSTRUCTUREANDFUNCTION，Thirdedition，AcademicPress，SanDiego，1998；METHODSINENZYMOLOGY，Vol.304，Chromatin(P.M.WassarmanandA.P.Wolffe，eds.)，AcademicPress，SanDiego，1999；和METHODSINMOLECULARBIOLOGY，Vol.119，ChromatinProtocols(P.B.Becker，ed.)HumanaPress，Totowa，1999等。

本发明所用的菌种是东方拟无枝酸菌，于2012年4月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号CGMCCNo.6023。

以下实施例中所述斜面培养基、所述种子培养基、所述大米培养基的配方(重量百分比)如下：

斜面培养基：高氏一号培养基。

种子培养基：60g/L甘油，20g/L熟黄豆粉，6g/L硝酸钾，0.2g/L磷酸二氢钾，0.2g/L六水氯化镁，3g/L碳酸钙，pH6.5。

发酵培养基：20g/L熟黄豆粉，40g/L糊精，10g/L葡萄糖，0.5g/L六水硫酸亚铁铵，pH6.8。

实施例1吲哚类化合物的制备

1.1从斜面培养基上刮取适量东方拟无枝酸菌孢子于种子培养基中，置于28℃摇床上，以转速220rpm，振荡培养44小时；之后按8％接种量将种子接种于发酵培养基中，同样置于28℃摇床上，以转速220rpm，振荡培养5天。

1.2分离纯化

大量积累发酵液，收集发酵液后，4000rpm离心15min，取上清。菌体沉淀用等体积的甲醇浸泡过夜后，离心取上清。合并上清液，旋转浓缩。浓缩后的固形物用适量纯水溶解，用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇混合萃取多次，用于去除发酵液中的色素和蛋白等杂志。然后减压浓缩去除有机溶剂，并用少许纯水溶解。使用70mm*1000mm的吸附柱，XAD1600大孔吸附树脂为填料，柱体积为120ml，进行梯度洗脱，洗脱体积为柱体积的5倍。梯度为20％乙醇、40乙醇、60％乙醇、80乙醇、100％乙醇，分别收集洗脱液。HPLC检测后合并相同组分并浓缩。浓缩液采用柱层析分离，介质为PS25-300，柱体积为100ml。洗脱梯度为30％甲醇、40％甲醇、55％甲醇、60％甲醇、65％甲醇、70％甲醇、80％甲醇、90％甲醇、100％甲醇。洗脱体积为柱体积的5倍。分别收集洗脱液，HPLC检测后合并相同组分后浓缩。

HPLC分析方法：

色谱柱：AgilentPoroshell120SB-C18，2.7μm，4.6mm×150mm；柱温：40℃；进样量：20μl；流动相：A相为0.05％甲酸水，B相为0.05％甲酸-乙腈；流速：0.8ml/min

洗脱流程：

HPLC半制备方法：

色谱柱：YMC-PackCOSA250mm*20mm，55um，12nm，柱温：40℃；流速：2ml/min进样量：1ml；流动相：A：0.05％甲酸水，B：0.05％甲酸—乙腈。

洗脱流程：

HPLC制备方法：

色谱柱：AgilentSBC18柱，9.4mm*250mm，5um，柱温：40℃

流速：2ml/min，进样量：30ul；流动相：A：0.05％甲酸水，B：0.05％甲酸—乙腈。

洗脱流程：

经过制备，获得制备液于40℃旋蒸浓缩至干获得目标化合物纯品，获得的纯品为白色粉末，命名为LYXLF2，该化合物易溶于丙酮、DMSO、微溶于甲醇。

实施例2吲哚类化合物的结构鉴定

经UPLC-MS分析，实施例1中所得吲哚类化合物(亦可称之为LYXLF2)的分子量为195.0890[M+H]⁺，分子式为C₉H₇ClN₂O。氢谱数据1HNMR(400MHz,DMSO-d6),δ:8.17(1H,d,J＝8.5Hz,H-4),8.0(1H,s,H-2),7.5(1H,d,J＝1.8Hz,H-7),7.1(1H,dd,J＝8.5,1.8Hz,H-5)。

经过解析，确定所述化合物结构为：

确定其化学名为6-氯-1H-吲哚-3-氨甲酰。

实施例3吲哚类化合物的活性分析

3.1活性测定方法：

实验材料：小麦种子，实施例1制备获得的吲哚类化合物LYXLF2、阳性对照植物激素吲哚乙酸(IAA)

样品浓度：100mg/L、50mg/L、25mg/L、5mg/L、0.5mg/L

过程：纯水浸泡小麦种子6小时；滤纸置于平板内，并吸取3ml不同浓度梯度的样品于滤纸上；选取浸泡后的颗粒饱满，大小相近的小麦种子置于滤纸上；置于暗室培养，温度为24℃，培养3天至种子发芽后，在自然光照条件下培养至7天；量取小麦苗的根茎长度。

3.2结果

结果：表1结果显示了与吲哚乙酸比较，LYXLF2对小麦苗生长的影响。化合物高浓度抑制小麦苗生长，低浓度促进小麦苗生长。用LYXLF2和IAA处理的小麦的茎长度与对照(水)处理的表现相近。而用浓度25mg/L-0.5mg/L的LYXLF2处理的小麦根长度明显高于对照，其中用浓度5mg/L和0.5mg/L的LYXLF2处理的小麦根长更高于吲哚乙酸处理的小麦根长。结果表明，LYXLF2低浓度时具有明显的促进植物根生长的作用，效果明显优于阳性对照IAA。因此，LYXLF2可以作为植物生长调节剂应用，或者作为植物生长调节剂的前体化合物。

表1LYXLF2对小麦苗的影响

a)数值表示小麦苗根茎平均长度与阴性对照的比值。b)阳性对照:吲哚乙酸(IAA)

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种吲哚类化合物，其特征在于，所述吲哚类化合物的结构式如式(Ⅰ)所示：

2.一种如权利要求1所述的吲哚类化合物的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：对东方拟无枝酸菌CGMCCNo.6023进行发酵，对发酵液进行经分离纯化制得如权利要求1所述的吲哚类化合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对发酵液进行分离纯化包括：分离获得含有如权利要求1所述的吲哚类化合物的粗提物，纯化制得如权利要求1所述的吲哚类化合物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分离获得如权利要求1所述的吲哚类化合物的粗提物，具体方法为：将发酵液进行离心，获得上清和菌体沉淀，菌体沉淀用甲醇浸泡后离心取上清，合并上清后浓缩，有机溶剂萃取，减压浓缩获得含有所述吲哚类化合物的粗提物。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自石油醚、乙酸乙酯、正丁醇中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纯化制得如权利要求1所述的吲哚类化合物，具体方法为：将粗提物采用大孔树脂进行吸附、阶段洗脱，洗脱液浓缩，获得含吲哚类化合物的浓缩物；使用反相层析树脂分离所述的浓缩物，层析液减压浓缩；将所述反相层析树脂所分离的层析液进行半制备液相色谱和制备液相色谱进行精制，获得如权利要求1所述的吲哚类化合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述大孔树脂为大孔树脂XAD-1600。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反相层析树脂为反相层析树脂PS25-300。

9.根据权利要求1所述的吲哚类化合物在制备植物生长调节剂或制备植物生长调节剂前体物质中的用途。

10.一种植物生长调节剂，其特征在于，至少包含结构式如(Ⅰ)所示的吲哚类化合物。