CN113004195A - 一种植物生长调节剂的晶型物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物生长调节剂的晶型物及其制备方法。所述晶型物晶型物包括如下晶胞参数：

α＝90°，β＝90°，γ＝90°，

Description

一种植物生长调节剂的晶型物及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，特别是涉及一种植物生长调节剂的晶型物及其制备方法。

背景技术

植物生长调节剂(植调剂)包括植物生长促进剂、植物生长抑制剂和植物生长延缓剂，是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的人工合成物质，已被世界各国广泛应用于现代农业生产中，它在促进农作物生根、生长、开花、结果以及矮化植物调节产期，降低成本等方面发挥了巨大的作用，可使产量增加5％～30％。

氟吡脲：1-(2-氟-4-吡啶基)-3-苯基脲(1-(2-fluoropyridin-4-yl)-3-phenylure)是一种新型植物生长调节剂，其结构式如下：

目前，尚无关于植物生长调节剂氟吡脲的晶型的报道，因此有必要研制和开发植物生长调节剂氟吡脲的晶型物。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种植物生长调节剂的晶型物及其制备方法。

本发明的一方面提供一种植物生长调节剂的晶型物，所述晶型物的结构式为：

所述晶型物晶型物包括如下晶胞参数：

α＝90°，β＝90°，γ＝90°，

在本发明的一些实施方式中，所述晶型空间群为Pna21，所述晶系属于斜方晶系。

在本发明的一些实施方式中，所述晶型物的熔点为178℃±4℃。

本发明另一方面提供本发明所述的晶型物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)将植物生长调节剂的粗产品纯化得纯化物；

2)将纯化物在混合溶剂中培养晶体。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中纯化采用柱层析分离，所述柱层析分离的洗脱剂选自二氯甲烷和甲醇的混合溶液。

在本发明的一些实施方式中，所述二氯甲烷和甲醇的体积比为100：1～30：1。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中混合溶剂选自甲醇和水混合溶剂、四氢呋喃和石油醚混合溶剂、四氢呋喃和正己烷混合溶剂中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中纯化物和混合溶剂的体积比为1：180～220。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中甲醇和水混合溶剂中甲醇和水的体积比为1：4～6。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中四氢呋喃和石油醚混合溶剂中四氢呋喃和石油醚的体积比为1：10～20。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中四氢呋喃和正己烷混合溶剂中四氢呋喃和正己烷的体积比为1：8～12。

附图说明

图1为本发明植物生长调节剂氟吡脲纯化物在不同的混合溶剂中培养的植物生长调节剂氟吡脲的晶型物。

图2为本发明植物生长调节剂氟吡脲的单晶椭球结构。

图3为本发明植物生长调节剂氟吡脲的单晶结构沿着a方向的堆积视图。

图4为本发明植物生长调节剂氟吡脲粗产品在CDCl₃中的核磁氢谱图以及TLC分析。

图5为本发明植物生长调节剂氟吡脲纯化物在CDCl₃中的核磁氢谱图。

图6为本发明植物生长调节剂氟吡脲粗产品的高分辨质谱图。

图7为本发明植物生长调节剂氟吡脲的单晶的差示扫描量热分析图。

图8为本发明植物生长调节剂氟吡脲的单晶的热重分析图。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的一种植物生长调节剂的晶型物及其制备方法。

本发明第一方面提供一种植物生长调节剂的晶型物，所述晶型物的结构式为：

所述植物生长调节剂为氟吡脲：1-(2-氟-4-吡啶基)-3-苯基脲(1-(2-fluoropyridin-4-yl)-3-phenylure)。

本发明所提供的晶型物中，所述晶型物包括如下晶胞参数

α＝90°，β＝90°，γ＝90°，

单晶数据的测定并没有特殊限定，可以采用本领域技术人员知悉的单晶测试仪器。在一具体实施例中，所述晶型物的单晶数据是在Rigaku XtaLAB PRO007HF(Mo)衍射仪上在180K下收集晶型物的单晶X射线衍射数据，其中MoKα辐射(λ＝0.71073)。使用CrysAlisPro程序进行数据减少和经验吸收校正。使用SHELXT程序通过双空间算法解析该结构。所有非氢原子都可以直接来自不同的傅里叶图。框架氢原子被几何地放置并且使用骑乘模型约束到母体原子。最终的结构优化是使用SHELXL程序完成的，使用全矩阵技术最小化F2的平方和偏差。

本发明所述的晶型物具有在178±4.0℃之间的熔点，是通过差示扫描量热分析(DSC)。在一具体的实施方式中，采用TA DSC250的差示扫描热量法仪器采集本发明晶型物的DSC图谱。测试温度范围30℃～250℃，升温速率为5℃/min；测试过程中氮气以50mL/min流量进行吹扫。

本发明所述的晶型物分解温度为209.7℃。通过热重分析(TGA)，在一具体的实施方式中，采用Mettler Toledo TGA/DSC1的热重分析仪器采集本发明的晶型物的TGA。测试温度范围30℃～800℃；升温速率为10℃/min；测试过程中氮气以20mL/min流量进行吹扫。

本发明第二方面提供本发明第一方面所述的晶型物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)将植物生长调节剂的粗产品纯化得纯化物；

2)将纯化物在混合溶剂中培养晶体。

本发明所提供的晶型物的合成方法中，所述步骤1)是将植物生长调节剂的粗产品纯化得纯化物，具体地，首先通过对植物生长调节剂粗品进行薄层色谱法(TLC)分析(其中，溶剂采用的是二氯甲烷：甲醇＝10:1,v/v)，体系中有少量杂质存在。进一步通过核磁氢谱验证，核磁图中圆圈标出部分为是杂质。进一步利用柱层析分离方法对粗产品进行提纯，所述柱层析分离的洗脱剂选自二氯甲烷和甲醇的混合溶液，所述二氯甲烷和甲醇的体积比为100：1～30：1。通过对纯化物进行TLC、核磁氢谱以及高分辨质谱表征后植物生长调节剂的粗产品品分离后纯度达100％。

本发明所提供的晶型物的合成方法中，所述步骤2)是将纯化物在混合溶剂中培养晶体。其中所述步骤2)中纯化物和混合溶剂的体积比为1：180～220。优选地，纯化物和混合溶剂的体积比为1：200。所述混合溶剂可以是本领域知悉的各种适合培养单晶的混合溶剂，优选地，所述步骤2)中混合溶剂选自甲醇和水混合溶剂、四氢呋喃和石油醚混合溶剂、四氢呋喃和正己烷混合溶剂中的一种或多种的组合。在一具体实施例中，所述步骤2)中的混合溶剂是甲醇和水时，所述甲醇和水混合溶剂中甲醇和水的体积比为1：4～6，优选地，所述甲醇和水的体积比为1:5，培养出的晶体为单晶，外观形貌为细条状如图1(A)所示。在另一具体实施例中，所述步骤2)中的混合溶剂是四氢呋喃和正己烷时，所述四氢呋喃和正己烷混合溶剂中四氢呋喃和正己烷的体积比为1：8～12，优选地，所述四氢呋喃和正己烷的体积比为1:10，培养出的晶体为单晶，外观形貌为细条状如图1(B)所示。在另一具体实施例中，所述步骤2)中的混合溶剂是四氢呋喃和石油醚时，所述四氢呋喃和石油醚混合溶剂中四氢呋喃和石油醚的体积比为1：10～20，优选地，所述四氢呋喃和石油醚的体积比为1:15，培养出的晶体为单晶，外观形貌为细条状如图1(C)所示。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的植物生长调节剂的晶型物为单晶型化合物，由于晶型单一存在，稳定性高，本发明晶型物对植物的生长及产量优势更加明显；其制备方法突破了现阶段本领域技术人员无法获得加植物生长调节剂的单晶型物的技术瓶颈，方法简单易得。

以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。

实施例1

植物生长调节剂粗产品的制备

1)苯异氰酸酯(isocyanatobenzene)的合成

先将三光气(5.40g,33mmol)溶于20mL氯仿中，在冰浴冷却下滴加苯胺(3.10g,18mmol)的氯仿溶液15mL。室温反应1h后，加热回流至反应液澄清，过滤除去不溶物。之后，常压蒸出氯仿，减压蒸馏得无色液体苯异氰酸酯(1.72g,80％)。

2)1-(2-氟-4-吡啶基)-3-苯基脲(1-(2-fluoropyridin-4-yl)-3-phenylure)的合成

先将2-氟-4-氨基吡啶(0.30g,2.68mmol)溶于10mL无水甲苯，之后加入苯异氰酸酯(0.50mL,4.28mmol)。在70℃下反应24h后，TLC检测显示原料完全反应。将反应液抽滤，固体部分用少量甲苯洗涤5次，得到白色1-(2-氟-4-吡啶基)-3-苯基脲固体(0.30g,48％)。

实施例2

植物生长调节剂粗产品的纯化

1)对实施例1制备的植物生长调节剂粗产品进行薄层色谱法(TLC)分析，其中，二氯甲烷：甲醇＝10:1,v/v，调节二氯甲烷/甲醇的混合比例从而调控目标产物点出现的位置，确定二氯甲烷：甲醇＝30:1,v/v时，目标点的Rf值约为0.3。

2)对实施例1制备的植物生长调节剂粗产品进行提纯，利用柱层析进行分离纯化，湿法装柱，干法上样，调节淋洗剂的比例范围二氯甲烷：甲醇＝100:1～30:1，直到产物点出现，收集，减压旋蒸，得到纯产物。

对纯化物进行TLC、核磁氢谱(如图5)以及高分辨质谱(如图6)表征，结果显示：对植物生长调节剂的粗产品品分离后纯度达100％。其中如图5所示的核磁氢谱的数据包括：¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm):δ＝9.41(s,1H,-CONH-),8.96(s,1H,-CONH-),8.03(d,1H,pyridine-H),7.47(d,2H,J＝8Hz,ArH),7.31(m,3H,ArH and pyridine-H),7.24(d,1H,J＝8Hz,pyridine-H),7.03(t,1H,J₁＝4Hz,J₂＝8Hz,ArH)；HRMS(ESI):m/z[M+H]⁺calcd.forC12H₁₀FN₃O 232.0886,found 232.0882。

实施例3

晶型物的合成

将20mg的实施例2制得的纯化物置于甲醇和水的混合体系中，其中甲醇和水的体积比为1：5。25℃条件下，培养168h，得到如图1(A)的晶体的外观形貌。

实施例4

晶型物的合成

将20mg的实施例2制得的纯化物置于四氢呋喃和正己烷的混合体系中，其中四氢呋喃和正己烷的体积比为1:10。25℃条件下，培养168h，得到如图1(B)的晶体的外观形貌。

实施例5

晶型物的合成

将20mg的实施例2制得的纯化物置于四氢呋喃和石油醚的混合体系中，其中四氢呋喃和石油醚的体积比为1:15。25℃条件下，培养144h，得到如图1(C)的晶体的外观形貌。

实施例6

将实施例5得到的晶体进行单晶X-ray diffraction测试。

在Rigaku XtaLAB PRO 007HF(Mo)衍射仪上在180K下收集C₁₂H₁₀FN₃O的单晶X射线衍射数据，其中MoKα辐射(λ＝0.71073)。使用CrysAlisPro程序进行数据减少和经验吸收校正。使用SHELXT程序通过双空间算法解析该结构。所有非氢原子都可以直接来自不同的傅里叶图。框架氢原子被几何地放置并且使用骑乘模型约束到母体原子。最终的结构优化是使用SHELXL程序完成的，使用全矩阵技术最小化F2的平方和偏差。结果详见表1～表8。.

表1. C₁₂H₁₀FN₃O的晶体数据及结构

表2 C₁₂H₁₀FN₃O的原子坐标(x 10^4)和等效各向同性位移参数(A^2x 10^3)U(eq)is defined as one third of the trace of the orthogonalized Uij tensor.

表3 C₁₂H₁₀FN₃O的键长[A]和键角[deg].

Symmetry transformations used to generate equivalent atoms:

表4 C₁₂H₁₀FN₃O的各向异性位移参数(A^2x 10^3).

各向异性位移因子指数:

-2pi^2[h^2a*^2U11+...+2h k a*b*U12]

表5 C₁₂H₁₀FN₃O的键长

表6 C₁₂H₁₀FN₃O的键角(°).

表7 C₁₂H₁₀FN₃O的扭转角(°)

表8 C₁₂H₁₀FN₃O的氢分数原子坐标(×104)和等效各向同性位移参数

Ueq定义为正交Uij的迹线的1/3

实施例7

差示扫描量热分析(DSC)

采用TA DSC250的差示扫描热量法仪器采集实施例5的晶型物的DSC图谱。测试温度范围30℃～250℃，升温速率为5℃/min；测试过程中氮气以50mL/min流量进行吹扫。

从图7中可知，本发明晶型物的熔点是178.6℃。

实施例8

热重分析(TGA)

采用Mettler Toledo TGA/DSC1的热重分析仪器采集实施例5的晶型物的TGA。测试温度范围30℃～800℃；升温速率为10℃/min；测试过程中氮气以20mL/min流量进行吹扫。

从图8可知，本发明晶型物的分解温度为209.7℃。

实施例9

氟吡脲晶型物对甜瓜生长及产量的影响

从表9可以看出，本发明氟吡脲晶型物0.5mg a.i./L处理甜瓜坐瓜率为81.25％，与空白对照处理相当，1.25～2.50mg a.i./L处理能有效提高甜瓜坐瓜率，坐瓜率均达到100.00％，显著高于空白对照处理。

在有效成分含量为0.50～2.00mg a.i./L时，随着氟吡脲晶型物用药量增加，单瓜重、果实纵、横径、果梗直径、果肉厚度均增大，而硬度和可溶性固形物含量均降低。当用药量增加至2.50mg a.i./L时，单瓜重、果实纵、横径均较2.00mg a.i./L处理有所降低。生产中推荐使用剂量为2.00mg a.i./L。

表9 氟吡脲晶型物对甜瓜生长及产量的影响

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种晶型物，所述晶型物的结构式为：

所述晶型物包括如下晶胞参数

α＝90°，β＝90°，γ＝90°，

2.如权利要求1所述的晶型物，其特征在于，所述晶型空间群为Pna21，所述晶系属于斜方晶系。

3.如权利要求1所述的晶型物，其特征在于，所述晶型物的熔点为178℃±4℃。

4.如权利要求1～3任一项权利要求所述的晶型物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)将植物生长调节剂的粗产品纯化得纯化物；

2)将纯化物在混合溶剂中培养晶体。

5.如权利要求4所述的晶型物的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中纯化采用柱层析分离，所述柱层析分离的洗脱剂选自二氯甲烷和甲醇的混合溶液。

6.如权利要求5所述的晶型物的制备方法，其特征在于，所述二氯甲烷和甲醇的体积比为100：1～30：1。

7.如权利要求4所述的晶型物的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中混合溶剂选自甲醇和水混合溶剂、四氢呋喃和石油醚混合溶剂、四氢呋喃和正己烷混合溶剂中的一种或多种的组合。

8.如权利要求4所述的晶型物的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中纯化物和混合溶剂的体积比为1：180～220。

9.如权利要求7所述的晶型物的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中甲醇和水混合溶剂中甲醇和水的体积比为1：4～6。

10.如权利要求7所述的晶型物的制备方法，其特征在于，还包括如下技术特征的一项或多项：

A1)所述步骤2)中四氢呋喃和石油醚混合溶剂中四氢呋喃和石油醚的体积比为1：10～20；

A2)所述步骤2)中四氢呋喃和正己烷混合溶剂中四氢呋喃和正己烷的体积比为1：8～12。

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