CN117342989A - 蒽-9,10-二酮类化合物及其制备方法和应用、磺酰胺类化合物的应用、一种药剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农药领域,公开了一种蒽‑9,10‑二酮类化合物及其制备方法和应用、磺酰胺类化合物的应用、一种药剂;该蒽‑9,10‑二酮类化合物具有式(I)所示结构,磺酰胺类化合物具有式(II)所示结构。本发明提供的蒽‑9,10‑二酮类化合物以及磺酰胺类化合物能够用于很好的增强植物幼苗出土能力,延迟植物开花期,具有较高应用价值。

Description

蒽-9,10-二酮类化合物及其制备方法和应用、磺酰胺类化合 物的应用、一种药剂
技术领域
本发明涉及农药领域,具体涉及一种蒽-9,10-二酮类化合物及其制备方法和应用、一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,以及磺酰胺类化合物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用和一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂。
背景技术
种子出土时间影响出苗率和整齐度,尤其是在土壤板结或者逆境生长条件下,种子提前出土能够更早地进行光合作用,以此提高对环境的适应能力。种子出土主要依赖于下胚轴/胚芽鞘的伸长,这主要是与植物对外界光质的感应有关。植物通过光受体蛋白感受外界光周期的变化,调控光形态建成、控制植物生长发育。隐花色素(Cryptochrome,CRY)是一种高度保守的蓝光受体,能够感受外界蓝光信号,进而调控植物光形态建成、光周期开花、昼夜节律和气孔开关等过程。通过调控CRY蛋白活性,可有效调控植物光形态建成,光周期开花过程、营养生长与生殖生长,对调控农作物生长发育、品质具有重要作用。抑制CRY的活性,可以解除蓝光下CRY对下胚轴/胚芽鞘伸长的抑制,促进幼苗出土;可以抑制气孔保卫细胞,促进气孔关闭,抑制蒸腾作用;还可以抑制光周期开花过程,推迟开花过程,调节花期。
隐花色素具有广泛的生物活性,以隐花色素为靶标蛋白的植物生长调节剂具有重要的潜在应用价值。近年来,有研究小组通过高通量筛选技术获得了隐花色素抑制剂3-溴-7-硝基吲唑(3B7N),能够解除蓝光对下胚轴伸长的抑制(WO2018074554A1)。然而,该化合物活性尚不能令人满意,且稳定性较差,限制了其在农业上的应用。
因此,设计与合成化合物调控隐花色素活性,进而调控植物光形态建成和生长发育是化学研究的热点领域之一。研发调控光形态建成的化合物,通过促进幼苗提早出土,能够更好地提高幼苗的整齐度,提高幼苗对外界环境的适应能力。研发调控隐花色素活性的化合物,也能够实现调控植物花期的功能。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种化合物,以期增强植物幼苗的出土能力、延迟植物开花期。
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物,该化合物具有式(I)所示的结构:
其中,在式(I)中,
R1和R2中的一者为-L1-L2-R1-X,另一者为H;或者,R1为式(I-1)所示基团,R2为H;
L1和L2中的一者为-NH-,另一者为
R1选自C1-5的亚烷基、-NHCH2CH2-;
X选自-OH、卤素、-COOCH3;且当X为-COOCH3或卤素时,L1为-NH-;
R3和R4中的一者与R1相同,另一者为H;或者,R3和R4均为H;
且当R1为-L1-L2-CH2CH2OH或-L1-L2-(CH2)4OH时,R3或者R4与R1相同。
本发明的第二方面提供一种制备式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物的方法,该方法包括:在溶剂存在下,将式(A)所示的化合物与式(B)所示的化合物或式(C)所示的化合物进行接触;
H2N-R1-X式(B)或
其中,L4选自H、L3、L5、L6各自独立的选自H、
其中,在式(B)中,R1、X的定义与第一方面所述的定义对应相同。
本发明的第三方面提供第一方面所述的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用。
本发明的第四方面提供一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,该药剂的活性成分为第一方面所述的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物中的至少一种,以所述药剂的总重量计,所述活性成分的含量为0.1-100重量%。
本发明的第五方面提供式(II)所示的磺酰胺类化合物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用,
其中,在式(II)中,W、Z中的一者为-S(O)2-,另一者为-NH-;
Rb选自羟基取代的C1-6的烷基。
本发明的第六方面提供一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,该药剂的活性成分为式(II)所示的磺酰胺类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物中的至少一种,以所述药剂的总重量计,所述活性成分的含量为0.1-100重量%;
其中,W、Z、Rb的定义与第五方面所述的定义对应相同。
本发明提供的式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物具有优异的增强植物幼苗出土能力,延迟植物开花期,具有较高应用价值。
本发明的发明人首次发现式(II)所示的磺酰胺类化合物能够显著增强植物幼苗出土能力,延迟植物开花期,具有较高应用价值。
附图说明
图1a是5μM浓度的化合物N1、N2处理的拟南芥以及对照组分别在400lux、100lux强度蓝光持续照射下室温培养5天后下胚轴的表型图片。
图1b是5μM浓度的化合物N1、N2处理的拟南芥以及对照组分别在400lux、100lux强度蓝光持续照射下室温培养5天后下胚轴的长度统计结果图。
图1c是5μM浓度的化合物1、化合物2、化合物6、化合物8处理的拟南芥以及对照组在400lux强度蓝光持续照射下室温培养5天后下胚轴的表型图片。
图1d是5μM浓度的化合物1、化合物2、化合物6、化合物8处理的拟南芥以及对照组在400lux强度蓝光持续照射下室温培养5天后下胚轴的长度统计结果图。
图2a、图2b是采用微量热泳动仪(MST)对化合物N1与受体蛋白AtCRY2特异性结合进行测定,并与ATP进行对照的结果图;其中,
图2a是化合物ATP与受体蛋白AtCRY2的MST测试结果示意图;
图2b是化合物N1与受体蛋白AtCRY2的MST测试结果示意图。
图3a是测试例3中化合物N1、N2加快小麦幼苗出土速率的结果对照图。
图3b是测试例3中化合物N1、N2以及对照(CK)对小麦幼苗出土速率的影响结果统计图。
图4a是测试例4中化合物N1推迟拟南芥花期的结果对照图。
图4b是测试例4中化合物N1与对照组推迟拟南芥花期的结果统计图。
图4c是测试例4中化合物1推迟拟南芥花期的结果对照图。
图4d是测试例4中化合物1与对照组推迟拟南芥花期的结果统计图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以下针对本发明的术语进行如下解释:
在本文中,各基团中的波浪线表示键合位置。
“卤素”包括氟、氯、溴、碘。
“C1-5的亚烷基”表示碳原子数为1-5的亚烷基,碳原子数可以为1、2、3、4、5。例如C1-5的亚烷基可以为亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚丁基、亚戊基等。
在本发明中,所述亚烷基是指烷烃失去两个氢原子后的残基,所述两个氢原子可以为同一个碳原子上的两个氢原子,也可以为不同碳原子上的两个氢原子,可以是直链的,也可以是支链的,例如,所述亚乙基可以是-CH2CH2-或-CH(CH3)-。
“羟基取代的C1-6的烷基”表示碳原子数为1-6的直链或支链烷基中至少有一个H被羟基所取代,碳原子总数可以为1、2、3、4、5、6。例如该基团可以为-CH2OH、-CH2CH2OH、-CH(CH3)OH、-CH2CH2CH2CH2OH、-(CH2)6OH等。
“水合物”是指本发明所提供的式(I)所示的化合物,其通过与水水合形成固态或液态的分子化合物,也可说是溶剂分子是水所形成的缔合物。固态水合物含有化学计量比的水作为所谓的结晶水,其中水分子不必与其结合状态等价。例如水合物可以为单水合物、二水合物等。
“溶剂化物”是指一个或多个溶剂分子与本发明的化合物所形成的缔合物。形成溶剂化物的溶剂包括但并不限于水、异丙醇、乙醇、甲醇、二甲亚砜、乙酸乙酯等。
“前药”是指本发明提供的上述通式(I)的化合物,其本身可以是生物活性的或无活性的,但可以被转化成相应的生物活性形式(例如代谢、溶解剂或以其他方式)。
“代谢产物”是指具体的化合物或其盐在植物体内通过代谢作用所得到的产物。一个化合物的代谢产物可以通过所属领域公知的技术来进行鉴定,其活性可以通过如本发明所描述的那样采用试验的方法进行表征。这样的产物可以是通过给药化合物经过氧化、还原、水解、酰氨化、脱酰氨作用、酯化、脱脂作用、酶裂解等方法得到。
如前所述,本发明的第一方面提供了一种蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物,该化合物具有式(I)所示的结构:
其中,在式(I)中,
R1和R2中的一者为-L1-L2-R1-X,另一者为H;或者,R1为式(I-1)所示基团,R2为H;
L1和L2中的一者为-NH-,另一者为
R1选自C1-5的亚烷基、-NHCH2CH2-;
X选自-OH、卤素、-COOCH3;且当X为-COOCH3或卤素时,L1为-NH-;
R3和R4中的一者与R1相同,另一者为H;或者,R3和R4均为H;
且当R1为-L1-L2-CH2CH2OH或-L1-L2-(CH2)4OH时,R3或者R4与R1相同。
优选地,R1选自-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-NHCH2CH2-。
优选情况下,X选自-OH、-Br、-COOCH3
根据一种优选的具体实施方式,本发明所述的蒽-9,10-二酮类化合物选自以下化合物中的至少一种:
化合物1:化合物2:
化合物3:化合物4:
化合物5:化合物6:
化合物7:化合物8:
化合物9:化合物10:
化合物11:
如前所述,本发明的第二方面提供了一种制备式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物的方法,该方法包括:在溶剂存在下,将式(A)所示的化合物与式(B)所示的化合物或式(C)所示的化合物进行接触;
H2N-R1-X式(B)或
其中,L4选自H、L3、L5、L6各自独立的选自H、
其中,在式(B)中,R1、X的定义与第一方面所述的定义对应相同。本发明在此不再赘述,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
优选地,所述接触的条件包括:反应温度为0-200℃,反应时间为0.5-24h。本发明中所述接触优选在搅拌条件下进行,本发明对所述搅拌的转速没有特别的限定,本领域技术人员可以采用已知的技术手段进行。
优选情况下,所述溶剂选自四氢呋喃、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、水、二氯甲烷、氯仿、乙腈中的至少一种。
优选地,相对于1mmol的式(A)所示的化合物,溶剂用量为1-100mL。
优选情况下,式(A)所示的化合物与式(B)所示的化合物的用量摩尔比为1:0.8-2.4。
本发明的前述制备方法中还可以涉及本领域已知的各种后处理操作,例如萃取、洗涤、过滤、柱层析、重结晶等,本发明对此没有特别的限制,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
本发明所述制备方法中涉及的原料可以根据原料结构式,结合本领域内有机合成方法合成获得,也可以通过商购获得。本发明的后文中示例性地给出了少数几种原料的制备方法,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
如前所述,本发明的第三方面提供了第一方面所述的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用。
优选地,所述植物选自小麦、花生、玉米、棉花、绿豆、水稻、大豆、拟南芥、高粱、油菜中的至少一种。
如前所述,本发明的第四方面提供了一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,该药剂的活性成分为第一方面所述的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物中的至少一种,以所述药剂的总重量计,所述活性成分的含量为0.1-100重量%。
优选地,所述活性成分的含量为5-90重量%。示例性地,活性成分的含量为10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%等。
本发明所述用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂中还可以含有本领域内常用的各种添加剂和辅料、溶剂等,本发明对此没有特别的限定。
优选情况下,所述药剂的剂型选自水合剂、粉剂、粒剂、悬浮剂和乳剂中的至少一种。
如前所述,本发明的第五方面提供了式(II)所示的磺酰胺类化合物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用,
其中,在式(II)中,W、Z中的一者为-S(O)2-,另一者为-NH-;
Rb选自羟基取代的C1-6的烷基。
优选情况下,Rb选自羟基取代的C1-6的直链烷基。
根据一种优选的具体实施方式,本发明所述的磺酰胺类化合物选自以下化合物中的至少一种:
化合物N1:化合物N2:
化合物N3:化合物N4:
本发明中所述植物优选为小麦、花生、玉米、棉花、绿豆、水稻、大豆、拟南芥、高粱、油菜中的至少一种。
如前所述,本发明的第六方面提供了一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,该药剂的活性成分为式(II)所示的磺酰胺类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物中的至少一种,以所述药剂的总重量计,所述活性成分的含量为0.1-100重量%;
其中,W、Z、Rb的定义与第五方面所述的定义对应相同。本发明在此不再赘述,本领域技术人员不应理解为式对本发明的限制。
优选地,所述活性成分的含量为5-90重量%。示例性地,活性成分的含量为10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%等。
本发明所述用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂中还可以含有本领域内常用的各种添加剂和辅料、溶剂等,本发明对此没有特别的限定。
优选地,本发明所述的含有磺酰胺类化合物的药剂的剂型选自水合剂、粉剂、粒剂、悬浮剂和乳剂中的至少一种。
本发明中所述植物优选为小麦、花生、玉米、棉花、绿豆、水稻、大豆、拟南芥、高粱、油菜中的至少一种。
本发明前述式(II)所示的磺酰胺类化合物可以采用现有技术的方法制备得到,也可以通过商购得到;本发明对此没有特别的限定。本发明在后文中示例性地提供了几种化合物的制备方法,本领域技术人员不应理解为对本发明的限定。
以下将通过制备例和测试例对本发明进行详细描述。以下制备例和测试中,在没有特别说明的情况下,所使用的各种原料均来自商购。在没有特别说明的情况下,以下室温表示25±3℃。
制备例1:制备化合物1
步骤1:室温下在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入40mL二氯亚砜,0.2mL N,N-二甲基甲酰胺,4.96g蒽醌-1-磺酸钠。随后反应体系升温至80℃回流反应5小时。反应完毕后,使用旋转蒸发仪除去绝大部分剩余的二氯亚砜,并将剩余混合物缓慢加入冰水中,析出大量固体物质,减压过滤,干燥,得到黄色固体化合物9,10-蒽二酮-1-磺酰氯,产率90%。
步骤2:在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入1,4-二氧六环20mL,9,10-蒽二酮-1-磺酰氯(2.0mmol),5-氨基-1-戊醇(2.0mmol)、三乙胺(1mL)。室温下搅拌反应6小时。反应结束后,使用旋转蒸发仪除去所有溶剂。在混合物中加入20mL饱和食盐水,并使用乙酸乙酯(20mL×3次)萃取目标产物。收集有机层并使用无水硫酸钠干燥,采用柱层析色谱法纯化,洗脱剂为体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯,得到浅黄色固体,产率62%。
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.50(d,1H),8.47(d,1H),8.22–8.13(m,2H),8.09(t,1H),8.01–7.90(m,2H),7.28(s,1H),4.23(t,1H),3.27(s,2H),2.95(t,2H),1.41(m,2H),1.29(m,2H),1.20(m,2H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ183.07,182.07,141.42,136.19,135.65,135.39,135.13,134.73,134.40,132.42,132.01,131.47,127.52,126.98,60.90,43.64,32.39,29.61,23.00.
制备例2:制备化合物2
在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入1,4-二氧六环20mL,9,10-蒽二酮-1-磺酰氯(2.0mmol),L-脯氨酸甲酯盐酸盐(2.0mmol)、三乙胺(1mL),室温下搅拌反应6小时。反应结束后,使用旋转蒸发仪除去所有溶剂。在混合物中加入20mL饱和食盐水,并使用乙酸乙酯(20mL×3次)萃取目标产物。收集有机层并使用无水硫酸钠干燥,采用柱层析色谱法纯化,得到浅黄色固体,产率65%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.50(dd,1H),8.40(dd,1H),8.20-8.13(m,2H),8.08(t,1H),7.99-7.91(m,2H),4.74(dd,1H),3.58(s,3H),3.49(m,1H),2.37(m,1H),2.00(m,3H).13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ182.02,181.92,173.06,140.35,136.17,135.48,135.40,134.82,134.55,134.51,133.01,132.31,131.43,127.30,126.88,61.21,52.50,49.16,30.93,24.82.
制备例3:制备化合物5
在100mL三口圆底烧瓶中,依次加入四氢呋喃20mL,磺酰氯(2mmol)。使用恒压滴液漏斗滴加1-氨基蒽醌(2mmol)的四氢呋喃溶液(20mL),45℃反应6小时。随后滴加乙醇胺(2.2mmol)的四氢呋喃溶液,45℃继续反应6小时。反应结束后,使用旋转蒸发仪除去溶剂。在混合物中加入20mL饱和食盐水,并使用乙酸乙酯(20mL×3次)萃取产物。收集有机层并使用无水硫酸钠干燥,采用柱层析色谱法纯化,得到目标产物,产率45%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.52(s,1H),8.27–8.16(m,2H),7.76(m,2H),7.66–7.45(m,2H),7.34(s,1H),7.08(dd,1H),3.47(t,2H),2.98(q,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ185.67,182.43,148.36,135.64,134.45,133.39,126.83,126.76,119.86,116.46,59.81,43.37.
制备例4:制备化合物6
步骤1:室温下在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入二氯亚砜40mL,N,N-二甲基甲酰胺0.2mL,蒽醌-1,8-二磺酸二钾3.55g。随后升温至80℃回流反应5小时。反应完毕后,使用旋转蒸发仪除去绝大部分剩余的二氯亚砜,并将剩余混合物缓慢加入至冰水中,析出大量固体物质,减压过滤,干燥,得到黄色固体化合物,为蒽醌-1,8-二磺酰氯,产率85%。
步骤2:在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入1,4-二氧六环20mL,蒽醌-1,8-二磺酰氯(2.0mmol),乙醇胺(4.4mmol),三乙胺(1mL),室温下搅拌反应6小时。反应结束后,使用旋转蒸发仪除去所有溶剂。在混合物中加入20mL饱和食盐水,并使用乙酸乙酯(20mL×3次)萃取目标产物。收集有机层并使用无水硫酸钠干燥,滤液减压抽干,柱层析色谱纯化,得到红棕色固体,产率65%。
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.45(ddd,4H),8.07(t,2H),7.15(t,2H),4.65(s,2H),3.37(d,4H),2.98(d,4H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ184.27,180.70,140.41,135.25,134.35,133.93,132.71,130.44,59.58,45.42.
采用与上述制备例相似的方法制备了本发明的化合物3至化合物4、化合物7至化合物11,核磁数据分别为:
化合物3:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.88(s,1H),8.27–8.16(m,2H),7.72(m,2H),7.66–7.50(m,2H),7.02(dd,1H),4.37(q,2H),3.47(t,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ185.37,183.43,150.36,135.64,134.05,133.29,126.83,126.76,116.86,116.56,66.61,37.37.
化合物4:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.88(s,1H),8.29–8.26(m,2H),8.32(m,1H),7.85(m,1H),7.56–7.40(m,2H),7.31(dd,1H),3.80(q,2H),3.55(s,3H),2.63(t,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ185.67,182.43,175.66,150.36,137.64,134.15,133.29,126.83,126.76,116.86,116.56,55.22,51.96,22.45.
化合物7:
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.45(ddd,4H),8.07(t,2H),7.15(t,2H),4.65(s,2H),3.75(t,4H),3.24(q,4H),1.78(m,4H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ184.27,180.70,140.41,135.25,134.35,133.93,132.71,130.44,59.86,40.85,32.29.
化合物8:
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.45(m,4H),8.07(t,J=7.8Hz,2H),7.24(t,2H),4.22(s,2H),3.30(t,4H),2.91(q,4H),1.49-1.43(m,4H),1.38-1.32(m,4H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ184.00,180.62,140.53,135.37,134.46,133.99,132.67,130.44,60.06,42.92,29.37,25.98.
化合物9:
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.55(m,4H),8.17(t,2H),7.24(t,2H),4.22(s,2H),3.30(t,4H),2.91(q,4H),1.49-1.43(m,4H),1.38-1.32(m,4H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ182.62,140.53,135.37,134.46,133.99,132.67,130.44,60.06,42.92,29.37,25.98.
化合物10:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.58(dd,2H),8.29–8.18(m,2H),7.94(t,1H),7.86–7.75(m,2H),6.93(t,1H),3.75(t,2H),3.24(q,2H),2.14(s,1H),1.78(m,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ184.06,181.86,140.76,136.22,135.93,134.93,134.78,134.27,133.95,132.10,132.08,131.90,128.01,127.10,59.86,40.85,32.29.
化合物11:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.80(s,1H),8.54-8.22(m,5H),7.87(s,2H),5.16(s,1H),3.76(t,2H),3.23(t,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ182.62,181.68,141.50,135.72,135.35,134.91,134.61,134.20,133.75,131.90,131.45,131.25,127.21,126.51,59.52,45.65.
制备例5:制备化合物N1
步骤1:室温下在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入40mL二氯亚砜,0.2mL N,N-二甲基甲酰胺,4.96g蒽醌-1-磺酸钠。随后升温至80℃回流反应5h。反应完毕后,使用旋转蒸发仪除去绝大部分剩余的二氯亚砜,并将剩余混合物缓慢加入至不断搅拌的冰水中,析出大量固体物质,减压过滤,抽干,得到黄色固体化合物9,10-蒽二酮-1-磺酰氯,产率90%。
步骤2:在100mL的单颈圆底烧瓶中,依次加入20mL 1,4-二氧六环,613.4mg的9,10-蒽二酮-1-磺酰氯,146.6mg乙醇胺、三乙胺(1mL)。室温下搅拌反应6h。反应结束后,使用旋转蒸发仪除去所有溶剂。在混合物中加入20mL饱和食盐水,并使用乙酸乙酯萃取目标产物(20mL×3次)。收集有机层并使用无水硫酸钠干燥,滤液减压抽干,柱层析,洗脱剂为体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯,得到浅黄色固体,产量90%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.51-8.47(m,2H),8.18-8.13(m,2H),8.11-8.06(t,1H),7.95-7.91(m,2H),7.29-7.26(t,1H),4.03(br,1H),3.40-3.37(t,2H),3.04-3.00(q,2H).13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ182.71,181.58,140.50,135.70,135.34,134.94,134.71,134.30,133.85,131.90,131.45,131.15,127.15,126.49,59.49,45.62.
采用与上述制备例相似的方法制备了本发明的化合物N2-N4,核磁数据分别为:
化合物N2:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.60(ddd,2H),8.31–8.22(m,2H),7.95(t,1H),7.90–7.80(m,2H),6.80(t,1H),3.63(t,2H),3.15(q,2H),1.62(m,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ184.18,181.81,140.93,136.15,135.87,134.87,134.73,134.24,133.88,132.05,132.03,131.79,127.97,127.06,62.15,43.53,29.55,26.41.
化合物N3:1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.51(d,1H),8.48(d,1H),8.18(s,2H),8.10(t,1H),7.96(t,2H),7.29(s,1H),4.23(t,1H),3.29(t,2H),2.96(d,2H),1.41(m,2H),1.29(m,2H),1.17(m,4H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ182.51,181.51,140.89,135.62,135.12,134.85,134.58,134.19,133.83,131.86,131.45,130.91,126.97,126.43,60.44,43.03,32.24,29.24,25.81,24.92.
化合物N4:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.58(m,1H),8.31–8.22(m,3H),7.95(t,1H),7.90–7.80(m,2H),4.24(s,1H),4.09(t,2H),3.60(q,2H).
测试例1
本测试例用于说明式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物、式(II)所示结构的磺酰胺类化合物解除蓝光对下胚轴伸长的抑制活性。
初筛试验(MS培养基法):
考察植物为野生型(哥伦比亚型,Col-0)拟南芥;
将消毒春化后的拟南芥种子,在光照培养箱中培养,培养条件为23℃、光照16h、再黑暗8h,待拟南芥种子萌发露白初期,即可移接备用。
分别将化合物1至化合物11、化合物物N1至化合物N4中按照5μM的终浓度加入到MS培养基,以上化合物均使用DMSO进行溶解,并以0.5%(体积分数)的DMSO加入培养基进行测试,同时空白对照为含有0.5%(体积分数)DMSO的MS培养基。挑选长势一致的拟南芥幼苗进行移接,移接完成后,垂直放入培养箱中培养,培养条件为温度23℃、光照强度分别为400lux、100lux的持续蓝光,生长5天后对其进行采相。
示例性地,在图1a中给出了化合物N1、化合物N2处理的拟南芥及空白对照在蓝光强度分别为400lux、100lux照射下幼苗的下胚轴长度图片;图1b中给出了化合物N1、化合物N2处理的拟南芥及空白对照在蓝光强度分别为400lux、100lux照射下幼苗的下胚轴长度统计图。从图1a、图1b可以看出,与对照组相比,化合物N1、N2能够促进下胚轴伸长,增强植物幼苗的出土能力。
示例性地,在图1c中给出了化合物1、化合物2、化合物6、化合物8以及空白对照在400lux蓝光强度下培养的拟南芥幼苗下胚轴长度表型图;在图1d中给出了化合物1、化合物2、化合物6、化合物8处理的拟南芥及空白对照在蓝光(400lux)照射下幼苗的下胚轴长度统计图。从图1c、图1d可以看出,与对照组相比,化合物1、化合物2、化合物6、化合物8能够促进下胚轴伸长,增强植物幼苗的出土能力。
使用ImageJ-2x软件测量每棵拟南芥幼苗的下胚轴长度,计算培养皿上总棵数的下胚轴长度的平均值,并计算实验组(用式(I)所示结构的化合物或式(II)所示的结构化合物处理)与对照组的下胚轴长度的比值,结果如表1所示。
下胚轴长度比值计算方法:
表1.化合物N1至化合物N4,化合物1至化合物11解除蓝光对下胚轴伸长抑制的实验结果(拟南芥下胚轴长度比值)
由表1的结果可知,本发明提供的式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物能够有效的解除蓝光下隐花色素对下胚轴伸长的抑制活性;式(II)所示结构的磺酰胺类化合物能够有效的解除蓝光下隐花色素对下胚轴伸长的抑制活性。
测试例2
微量热泳动法(MST):采用MST(微量热泳动)测试方法对化合物N1与受体蛋白AtCRY2特异性结合进行测定,并使用ATP作为对照,结果如图2a、图2b所示。化合物N1与受体蛋白AtCRY2的解离常数Kd值为0.513μM(图2b所示),明显优于ATP与受体蛋白AtCRY2的结合(图2a所示,Kd为2.69μM)。
测试案例3
小麦幼苗出土实验:取相同的培养套盆(大盆+小盆),在小盆中装入相同质量的营养土,并移入相同数量(150粒)小麦(品种:山农46号),并覆盖相同厚度(5cm)20目粒径的河沙。在大盆中加入2L化合物N1、化合物N2浓度为10μM的溶液(0.4体积%的DMSO水溶液);空白对照组中加入2L的0.4体积%的DMSO水溶液。随后将小盆放入大盆中,待大盆中的水溶液被小盆中沙土吸收饱和后,将所有培养套盆置于23℃下培养,每天拍照记录小麦的出苗数量。结果如图3a、3b所示,其中在图3a中,与对照组(CK)相比,化合物N1、N2加快了小麦幼苗出土速率。在由图3b可以看出,经本发明的化合物N1、N2处理后,小麦幼苗出土时间显著提前。其中,化合物N2处理后,小麦幼苗出土率达到50%的时间点,相对于对照组(CK),提前了21个小时。
测试例4
拟南芥推迟花期实验:取长势一致的野生型拟南芥幼苗(已培养20天,幼苗长势强壮且花芽已经分化),分别使用5μM浓度的化合物N1和化合物1(VDMSO:V=1:10000)浸土种植,每20天补浇1次,1次补浇500mL;空白对照组中加入等量DMSO水溶液(VDMSO:V=1:10000)。花期区间为由种子萌发至拟南芥植株出现第一朵花;记录每一株拟南芥的花期。实验结果如图4a、4b、4c、4d所示,由图4a和图4c可以看出,分别施加化合物N1、化合物1后,拟南芥花期明显迟于对照组;由图4b可知,施加化合物N1的拟南芥花期(35天)相对于对照组(33天),花期推迟两天;由图4d可知,施加化合物1的拟南芥花期(33.6天)相对于对照组(30.7天),花期推迟三天。
综上,由上述测试例的结果可以看出,本发明提供的式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物能够有效的解除蓝光下隐花色素对下胚轴伸长的抑制活性;能够显著促进植物幼苗出土,延迟植物开花期。
同时,式(II)所示的磺酰胺类化合物能够有效的解除蓝光下隐花色素对下胚轴伸长的抑制活性;能够显著促进植物幼苗出土,延迟植物开花期。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物,其特征在于,该化合物具有式(I)所示的结构:
其中,在式(I)中,
R1和R2中的一者为-L1-L2-R1-X,另一者为H;或者,R1为式(I-1)所示基团,R2为H;
L1和L2中的一者为-NH-,另一者为
R1选自C1-5的亚烷基、-NHCH2CH2-;
X选自-OH、卤素、-COOCH3;且当X为-COOCH3或卤素时,L1为-NH-;
R3和R4中的一者与R1相同,另一者为H;或者,R3和R4均为H;
且当R1为-L1-L2-CH2CH2OH或-L1-L2-(CH2)4OH时,R3或者R4与R1相同。
2.根据权利要求1所述的蒽-9,10-二酮类化合物,其中,该化合物选自以下化合物中的至少一种:
化合物1:化合物2:
化合物3:化合物4:
化合物5:化合物6:
化合物7:化合物8:
化合物9:化合物10:
化合物11:
3.一种制备式(I)所示结构的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物的方法,其特征在于,该方法包括:在溶剂存在下,将式(A)所示的化合物与式(B)所示的化合物或式(C)所示的化合物进行接触;
H2N-R1-X式(B)或
其中,L4选自H、L3、L5、L6各自独立的选自H、
其中,在式(B)中,R1、X的定义与权利要求1或2所述的定义对应相同。
4.权利要求1或2所述的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用。
5.一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,其特征在于,该药剂的活性成分为权利要求1或2所述的蒽-9,10-二酮类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物中的至少一种,以所述药剂的总重量计,所述活性成分的含量为0.1-100重量%;
优选地,所述活性成分的含量为5-90重量%。
6.式(II)所示的磺酰胺类化合物在增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期中的应用,
其中,在式(II)中,W、Z中的一者为-S(O)2-,另一者为-NH-;
Rb选自羟基取代的C1-6的烷基。
7.根据权利要求6所述的应用,其中,该化合物选自以下化合物中的至少一种:
化合物N1:化合物N2
化合物N3:化合物N4:
8.一种用于增强植物幼苗出土能力和/或延迟植物开花期的药剂,其特征在于,该药剂的活性成分为式(II)所示的磺酰胺类化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体,或其农业化学上可接受的盐、前药、水合物、溶剂化物、代谢产物中的至少一种,以所述药剂的总重量计,所述活性成分的含量为0.1-100重量%;
其中,W、Z、Rb的定义与权利要求6或7所述的定义对应相同。
9.根据权利要求8所述的药剂,其中,所述活性成分的含量为5-90重量%。
10.根据权利要求9所述的药剂,其中,所述药剂的剂型选自水合剂、粉剂、粒剂、悬浮剂和乳剂中的至少一种。
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