CN112778197A - 一种新颖的脱落酸激动剂am1的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法；本发明涉及化学合成。本发明以廉价的喹啉为原料经成盐、氧化、还原、硝化及还原反应制得关键中间体1‑丙基‑6‑氨基‑3,4‑二氢‑2(1H)‑喹啉酮；以对甲基苄氯为原料经过亲核取代、氯化反应制备对甲基苄基磺酰氯；最后在缚酸剂作用下将对甲基苄基磺酰氯与1‑丙基‑6‑氨基‑3,4‑二氢‑2(1H)‑喹啉酮作用制得脱落酸激动剂AM1。本方法以廉价易得的喹啉为原料合成中间体1‑丙基‑6‑氨基‑3,4‑二氢‑2(1H)‑喹啉酮、降低了成本，并且对甲基磺酰氯的制备过程避免了使用氯气，提高了环境友好性、降低了污染风险。本发明的一种新颖的脱落酸受体激动剂AM1的制备方法，成本低、操作简便、低污染风险、实用性强，并且AM1能够提高重金属胁迫下植物的脯氨酸含量，具有较高应用价值和经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成和植物化学调控领域；更具体地，本发明涉及一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，以及AM1提高植物逆境耐受性。
背景技术
脱落酸（ABA）为五大植物激素之一，在植物生长发育及抗逆性方面发挥着至关重要的作用。然而，小分子ABA易发生光异构化、代谢易失活、合成成本高且手性分离难度大（R构型的活性仅为S构型的百分之一）等，这些极大地限制了ABA在生产、生活中的应用。近来，结合计算机辅助手段和受体与小分子作用机制，发现了脱落酸激动剂AM1，其受体亲和力强、光稳定性高、抗逆活性高，并且AM1还具有结构相对简单的优势，无手性异构体和立体异构体，易于合成与提纯，展现出极大的推广价值和应用价值。然而，目前研究报道了以昂贵的3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮较为起始原料，并且在制备对甲基苄基磺酰氯时用到强刺激性、强毒性的氯气，因此进一步开展中间体关键中间体1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮和对甲基苄基磺酰氯的合成研究，最终发展环境友好的、廉价的、适用于大量合成的方法制备AM1，并应用于提高植物逆境耐受性，具有广泛的实际价值和经济价值。
发明内容
为了降低1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮的合成成本、提高合成对甲基苄基磺酰氯的环境友好性以及丰富AM1的合成策略，通过系统研究磺酰氯和芳香胺的制备方法，本发明提供了一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，该方法以廉价的喹啉为起始原料经成盐、氧化、还原、硝化及硝基还原作用获得关键中间体1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮，另一方面以对甲基苄氯为原料经亲核取代和氯化作用得对甲基苄基磺酰氯，最后在缚酸剂作用下将对甲基苄基磺酰氯与1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮化合制备AM1。
为了实现上述目的，本发明提供了一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，该类似物具有式（I）所示的结构，
一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其特征是，以廉价的喹啉为起始原料经成盐、氧化、还原碳碳双键、硝化及硝基还原获得化合物1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮；以对甲基苄氯为起始原料经亲核取代和氯化作用制备对甲基苄基磺酰氯；再在缚酸剂作用下立即与1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮反应制备AM1。该制备策略特征如下：
进一步地，在上述技术方案中，化合物2的合成所述卤代烷烃选自碘代正丙烷、溴代正丙烷、氯代正丙烷中的一种或多种，所用溶剂选自乙腈、甲苯、DMF、环己烷、二氧六环、二甲亚砜中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，化合物3的合成所述氧化剂选自甲醇钾/甲醇、乙醇钾/乙醇、叔丁醇钾/叔丁醇、甲醇钠/甲醇、乙醇钠/乙醇、叔丁醇钠/叔丁醇、六氰合铁酸钾/氢氧化钠中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，化合物4的合成所述还原体系选自钯碳/氢气，其中所用溶剂选自乙酸乙酯、醋酸、四氢呋喃中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，化合物5的合成所述硝化试剂选自硝酸盐/浓硫酸，硝酸/浓硫酸，发烟硝酸/醋酸，发烟硝酸/二氯甲烷中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，化合物6的合成所述还原试剂选自铁粉/氯化铵，钯碳/氢气中的一种或多种，所用溶剂选自醋酸、四氢呋喃、乙醇、甲醇中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，化合物8的合成所述亲和试剂选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，化合物9的合成所述氯化试剂选自氯化亚砜，三氯氧磷，五氯化磷中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，所述化合物6与化合物9反应所用缚酸剂选自吡啶、三乙胺、N-甲基吗啉、N,N-二异丙基乙胺中的一种或多种。
与现有技术相比，本方面技术方案实施带来的有益效果是：
1、起始原料喹啉价格便宜，容易获得，有利于降低中间体1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮的合成成本，促进AM1在农业生产、生活中的推广与应用。
2、采用亲和取代和氯化作用制备对甲基苄基磺酰氯，避免使用氯气，降低了环境污染风险、提高了环境友好性。
本发明的发明人首次发现前述式（I）所示的脱落酸激动剂AM1的新颖的制备方法，具有较高的研究价值和应用价值。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是脱落酸激动剂AM1的合成方法图。
图2是镉胁迫下脱落酸激动剂AM1处理后植物脯氨酸含量增加。
具体实施方式
合成实施例
下面对本发明的具体实施方式进行详细地说明。应当理解为，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，所述1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮（化合物6）的合成包括如下步骤：
（1）成盐作用：将10 mmol化合物1（喹啉）与3当量碘代正丙烷混合于环己烷中，回流反应2 d，待冷却至室温后抽滤得到化合物2（1-正丙基碘化喹啉鎓），收率74%，其一维核磁氢谱数据如下：1H NMR (600 MHz, DMSO-d 6) δ: 9.57 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 9.31 (d, J =8.4 Hz, 1H), 8.66 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 8.51 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.29 (t, J =7.8 Hz, 1H), 8.23-8.17 (m, 1H), 8.07 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 5.04 (t, J = 7.8Hz, 2H), 2.07-1.94 (m, 2H), 0.98 (t, J = 7.2 Hz, 3H).
（2）氧化作用：冰水浴下加入六氰合铁酸钾（1.3当量）和适量水，再逐滴加入2 mmol化合物2和40 mmol 氢氧化钠的水溶液，冰水浴反应3 h后转入25-30摄氏度反应12 h，二氯甲烷萃取后柱层析，得化合物3，收率72%，其一维核磁氢谱数据如下：1H NMR (600 MHz,CDCl3) δ: 7.66 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 7.56 (m, 2H), 7.36 (d, J = 9.0 Hz, 1H),7.22 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.70 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 4.31-4.19 (t, J = 7.8 Hz,2H), 1.89-1.72 (m, 2H), 1.06 (t, J = 7.2 Hz, 3H).
（3）还原作用：将2 mmol化合物3溶于适量醋酸，钯碳为催化剂，氢气氛围中，65-70摄氏度反应，反应结束后柱层析，得化合物4，收率86%，其一维核磁氢谱数据如下：1H NMR (600MHz, CDCl3) δ: 7.24 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.16 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.00 (t, J= 7.2 Hz, 2H), 3.90 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 2.89 (t, J= 7.2 Hz, 2H), 2.64 (t, J= 7.2 Hz, 2H), 1.72-1.61 (m, 2H), 0.96 (t, J = 7.2 Hz, 3H).
（4）硝化作用：将2 mmol化合物4溶于适量浓硫酸，以浓硝酸（1.1 当量）为硝化试剂冰水浴反应，反应结束后柱层析，得化合物5，收率87%，其一维核磁氢谱数据如下：1H NMR(600 MHz, DMSO-d 6) δ: 8.16 (s, 1H), 8.13 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.35 (d, J =9.0 Hz, 1H), 3.90 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 3.01 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 2.63 (t, J =7.2 Hz, 2H), 1.60-1.50 (m, 2H), 0.89 (t, J = 7.2 Hz, 3H).
（5）还原作用：将2 mmol化合物5，铁粉（3.4 当量），氯化铵（1.2 当量）混合于圆底烧瓶，加入适量体积比为8:1的乙醇水溶液，回流反应，薄层色谱监测反应完全后，加适量硅藻土趁热过滤，滤液减压浓缩，乙酸乙酯萃取后合并有机相，无水硫酸钠干燥后浓缩得化合物6，收率89%。
本发明提供了一种新颖的脱落酸类似物AM1的制备方法，所述对甲基苄基磺酰氯（化合物9）的合成包括如下步骤：
（1）亲和取代作用：5.0 mmol化合物7逐滴加入到亚硫酸钠（1.1 当量）和氢氧化钠（2.6当量）的水溶液中，回流反应4-6 h，冷却至是室温后甲醇重结晶得白色固体化合物8，收率92%。
（2）氯化作用：将干燥后的化合物8冰水浴下溶于氯化亚砜，滴加DMF后室温反应，反应结束后，缓慢加入碎冰中，二氯甲烷萃取、干燥、减压脱出溶剂得化合物9，收率86%，其一维核磁氢谱数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO) δ: 7.19 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.08(d, J = 7.8 Hz, 2H), 3.78 (s, 2H), 2.27 (s, 3H)。
本发明提供了一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，所述缚酸剂作用下将对甲基苄基磺酰氯与1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮化合制备式（Ⅰ）包括如下步骤：
胺化：冰水浴下，将化合物9逐滴加入到化合物6与吡啶的四氢呋喃溶液中，滴加完毕反应12 h，最后柱层析得目标化合物式（Ⅰ），收率87%，其一维核磁氢谱数据如下：1H NMR (600MHz, DMSO-d 6) δ: 9.66 (s, 1H), 7.16 (s, 4H), 7.11-7.03 (m, 2H), 6.99 (s, 1H),4.37 (s, 2H), 3.86-3.72 (m, 2H), 2.89-2.72 (m, 2H), 2.52 (s, 2H), 2.29 (s,3H), 1.50-1.56 (m, 2H), 0.87 (t, J = 7.2 Hz, 3H).
生物实施例
测定AM1提高植物胁迫耐受性，以镉胁迫为例：将长势相近的植物扦插条定植于营养钵，15天后进行相应处理， 对照组加清水，胁迫组加入浓度为30 mg/L的镉离子(CdCl2·2.5H2O)溶液，实验组加入浓度为30 mg/L的镉离子溶液与 25 μmol/L 的AM1混合液。24 h后采用茚三酮显色法测定各组脯氨酸含量，结果表明AM1处理可提高镉胁迫下脯氨酸含量（附图2）。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对技术方案进行多种简单的变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，如上具体实施方式所描述的各具体技术特征，在不矛盾的情况下，可通过合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种新颖的脱落酸受体激动剂AM1的制备方法，其特征在于，以廉价的喹啉为起始原料经成盐、氧化、还原碳碳双键、硝化及硝基还原获得化合物1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮(6)；以对甲基苄氯为起始原料经亲核取代和氯化作用制备对甲基苄基磺酰氯(9)；再在缚酸剂作用下对甲基苄基磺酰氯与1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮反应制备AM1，其制备策略如下：
其中：
上述反应也适用于制备式（I）所示的衍生物和类似物。
2.根据权利要求1所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其特征在于，所述1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮（化合物6）的合成包括如下步骤：
(1)、成盐，将喹啉与卤代正丙烷反应制备1-丙基卤代喹啉鎓（化合物2）；
(2)、氧化，氧化剂作用下将1-丙基卤代喹啉鎓转化为N-丙基喹啉-2-酮（化合物3）；
(3)、还原，在钯碳催化作用下、氢气氛围中选择性还原N-丙基喹啉-2-酮中碳碳双键制得1-丙基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮（化合物4）；
(4)、硝化，硝化试剂与1-丙基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮反应制备1-丙基-6-硝基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮（化合物5）；
(5)、还原硝基，还原剂将1-丙基-6-硝基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮中硝基还原制得1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮（化合物6）。
3.根据权利要求1所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其特征在于，所述对甲基苄基磺酰氯（化合物9）的合成包括如下步骤：
(1)、亲和取代，亲和试剂与对甲基苄氯反应、重结晶后得对甲基苄基磺酸盐（化合物8）；
(2)、氯化，对甲基苄基磺酸钠经氯化试剂作用后得对甲基苄基磺酰氯（化合物9）。
4.根据权利要求1所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其特征在于，缚酸剂作用下，将对甲基苄基磺酰氯与1-丙基-6-氨基-3,4-二氢-2(1H)-喹啉酮化合制备式（I）所示化合物。
5.根据权利要求1-4所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其中，化合物2的合成所述卤代烷烃选自碘代正丙烷、溴代正丙烷、氯代正丙烷中的一种或多种，所用溶剂选自乙腈、甲苯、DMF、环己烷、二氧六环、DMSO中的一种或多种。
6.根据权利要求1-4所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其中，化合物3的合成所述氧化剂选自甲醇钾/甲醇、乙醇钾/乙醇、叔丁醇钾/叔丁醇、甲醇钠/甲醇、乙醇钠/乙醇、叔丁醇钠/叔丁醇、六氰合铁酸钾/氢氧化钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1-4所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其中，化合物4的合成所述还原体系选自10% 钯碳/氢气，其中所用溶剂选自乙酸乙酯、醋酸、四氢呋喃中的一种或多种。
8.根据权利要求1-4所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其中，化合物5的合成所述硝化试剂选自硝酸盐/浓硫酸，硝酸/浓硫酸，发烟硝酸/醋酸，发烟硝酸/二氯甲烷中的一种或多种。
9.根据权利要求1-4所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其中，化合物6的合成所述还原试剂选自铁粉/氯化铵，钯碳/氢气中的一种或多种，所用溶剂选自醋酸、四氢呋喃、乙醇、甲醇中的一种或多种。
10.根据权利要求1-4所述的一种新颖的脱落酸激动剂AM1的制备方法，其中，化合物6与化合物9反应所用缚酸剂选自吡啶、三乙胺、N-甲基吗啉、N,N-二异丙基乙胺中的一种或多种。
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