CN1290823C - 乙酮醇脂肪酸的酰胺衍生物以及植物生长调节剂 - Google Patents

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Abstract

下列通式(6)表示的α-乙酮醇脂肪酸的酰胺衍生物:[R7:碳原子数1~17的烷基等,R8:氢原子等,R9:α-乙酮醇烯烃基,以及R10:特定的二价直链烃基];以及含有这些化合物中的至少一种以作为有效成分的植物生长调节剂。

Description

乙酮醇脂肪酸的酰胺衍生物以及植物生长调节剂
本申请为申请号01807257.7、申请日2001年3月23日、发明名称“乙酮醇脂肪酸衍生物以及植物生长调节剂”的分案申请。
技术领域
本发明是涉及特定的α-乙酮醇脂肪酸衍生物及其制造方法的发明,进一步是涉及着眼于该α-乙酮醇脂肪酸衍生物的植物生长调节作用的植物生长调节剂的发明。
背景技术
植物生长调节技术的开发在提高谷类植物及园艺植物的供给效率上是非常重要的事。
通过调节植物的生长而达到显著典型的效果,可举植物的生长促进效果。作为决定植物生长速度的因子,被认为有温度、水及营养成分等。为了促进植物的生长,自古以来就根据目标植物的性质,尝试选择温度条件及日照条件。除温度及光以外的生长促进技术以施肥为代表性技术,其也有一定的提高效果。
然而,关于施肥的效果,自然有其限度,即使施用的肥料量加大,也无法期待超过一定程度以上的植物生长促进效果,况且如果给予过多肥料,反而成为植物生长的障碍,进而也很可能污染土壤。
尤其在植物的生长初期,容易因施肥引起营养障碍,一般而言,在此期间普遍对于施肥加以控制。
因此,期待有一种与由氮、磷、钾等成分构成的以往使用的肥料不同且能显示植物的生长促进效果的化合物。
还有,除了当然期望这样的植物生长促进效果,更进一步期待发现一种通过花芽形成的促进效果、植物老化的抑制效果、植物的休眠防止效果以及干燥及高温等植物应激的抑制效果等效果,根据需要发挥植物生长调节效果的手段,且使得谷类植物及园艺植物的供给效率提高。
关于上述主题,本发明人发现特定乙酮醇脂肪酸对广泛的植物呈现所期望的花芽形成促进活性(特开平11-29410号公报等)。还有,有关这种特定乙酮醇脂肪酸对植物的各种生命现象的深切影响,本发明人等正继续深究。
本发明所要解决的课题,是将该特定乙酮醇脂肪酸有关的知识进一步发展,对应于上述主题合成新物质,提供以其作为有效成分的新的植物生长调节剂。
发明内容
本发明人等针对本课题的解决进行专心研讨。结果,令人惊异地发现具有特定构造的α-乙酮醇不饱和脂肪酸与一种儿茶酚胺的去甲肾上腺素结合所形成的α-乙酮醇不饱和脂肪酸衍生物,以及具有特定构造的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物有优良的植物生长调节效果,因而完成本发明。
即,本发明人等在本申请中提供以下的发明。
第一,本发明提供下列通式(1)表示的α-乙酮醇不饱和脂肪酸衍生物(下称该乙酮醇脂肪酸衍生物I):
[式中,R1表示碳原子数1~5的直链烷基,R2表示氢原子、羟基、甲基或乙基,R3表示氢原子或羧基、R4表示氢原子、甲基、乙基、异丙基、乙酰基或叔丁基,R5表示氢原子、羟基、甲氧基、乙氧基、甲酰基或羟甲基,键结合数n为3~15的整数,以及A位及B位碳原子的立体构型可为(R)构型,也可为(S)构型]。
第二,本发明提供一种该乙酮醇脂肪酸衍生物I的制造方法(下称本制造方法),是将下列通式(2)所表示的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(下称α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)):
[式中,R1及n与在通式(1)中记述的内容相同]
与下列通式(3)表示的儿茶酚胺类或其衍生物(下称儿茶酚胺类(3)):
Figure C20051007273700062
[式中,R2~R5与在通式(1)中记述的内容相同,R6表示氢原子、直链或支链的烷基或酰基]混合,使该混合物在中性~碱性条件下温浴反应,以生成α-乙酮醇不饱和脂肪酸的儿茶酚胺衍生物。
第三,提供下列通式(6)表示的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物(下称本乙酮醇脂肪酸衍生物II):
[式中,R7表示碳原子数1~17的烷基,或碳原子数2~17并具有1~5个双键(双键数不超过全部碳键数)的不饱和烃基,R8表示氢原子或α-氨基酸的侧链,R9表示α-乙酮醇亚烷基,R10表示
式-(CH2)L-(HC=CH)m-(CH2)k-
表示的二价直链烃基(式中,键结合数L、m及k为整数,且m为0或1,L与k的和为1~15)]。
第四,提供以本乙酮醇脂肪酸衍生物I及/或II作为有效成分的植物生长调节剂(以下称本植物生长调节剂)。还有,本植物生长调节剂是着眼于得到该乙酮醇脂肪酸衍生物I或II对植物发挥个别作用的药剂(植物的花芽形成促进剂、植物活化剂、植物生长促进剂、植物老化防止剂、植物花期延长剂、植物休眠抑制剂及植物应激抑制剂)。
在本发明中,“植物的生长调节”是指由任何形式调节植物的生命活动,其概念当然包含植物的生长促进、抗老化、花期延长、休眠抑制、赋予植物抗应激性等植物活化作用,此外也包含花芽形成的促进。
还有,所谓“植物的生长促进”是包含茎叶的扩大、块茎块根的生长促进、结果促进、果实的生长促进等的概念。
本发明人等原本已经发现通过上述单独的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)或者与一种儿茶酚胺类(3)的去甲肾上腺素组合,可呈现对广泛植物的花芽形成促进活性,在上述的特开平11-29410号公报中对此有所记载。然而,具有特定构造的该乙酮醇脂肪酸衍生物I及II呈现优良的植物生长调节作用,却全然超乎预想之外。
还有,本说明书中本来应以斜体字母(附下加线的字母)表述的,仍用通常的字母表述。
附图简单说明
图1表示化合物(4)与去甲肾上腺素的反应物的HPLC分析图谱;
图2A、图2B及图2C分别表示化合物(5)、化合物(4)及去甲肾上腺素的吸收光谱图;
图3表示化合物(4)及化合物(5)的牵牛花花芽形成促进活性图;
图4表示化合物(4)与去甲肾上腺素的反应液及化合物(5)的对于青萍的花芽形成促进活性图;
图5表示化合物(4)与去甲肾上腺素或其类似物的反应物对于青萍的花芽形成促进活性图;
图6表示本乙酮醇脂肪酸衍生物(9)对牵牛花的花芽形成促进活性与化合物(4)等比较的结果图;
图7表示本乙酮醇脂肪酸衍生物(9)对牵牛花的花芽形成促进活性与投放浓度的关系的结果图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方案进行说明。
A.关于该乙酮醇脂肪酸衍生物I
该乙酮醇脂肪酸衍生物I,是具有上述通式(1)表示结构的α-乙酮醇不饱和脂肪酸衍生物。
在通式(1)中,R1如上所述的为碳原子数1~5的直链烷基,可举如甲基、乙基、丙基、丁基及戊基。在本发明中R1以甲基为佳。
R2如上述的为氢原子、羟基、甲基或乙基,在本发明中以羟基为佳。
R3如上述的为氢原子或羧基,在本发明中以氢原子为佳。
R4如上述为氢原子、甲基、乙基、异丙基、乙酰基或叔丁基,在本发明中以甲基或氢原子为佳,而又以氢原子为更佳。
R5如上述的为氢原子、羟基、甲氧基、乙氧基、甲酰基或羟甲基,在本发明中以羟基或氢原子为佳,而又以羟基为更佳。
还有,如上述,n为3~15的整数,在本发明中以5~9为佳,而又以7为特佳。
还有,如上述,A位及B位碳原子的立体构型可为(R)构型,也可为(S)构型,在本发明中以A位为(S)构型且B位为(R)构型为佳。
作为该乙酮醇脂肪酸衍生物I的具体例,可举例如:(9R)-11-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9S)-11-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9R)-11-{(2’R,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9R)-11-{(8’S,10’S,11’R)-8’-羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9R)-11-{(3’S,8’S,10’S,11’R)-3’-羧基-8’-羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9R)-11-{(8’S,10’S,11’R)-8’-羟基-4’-甲基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9S)-11-{(3’S,8’S,10’S,11’R)-3’-羧基-8’-羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9R)-11-{(3’S,10’S,11’R)-3’-羧基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基]-9-羟基-10-氧代十一烷酸;(9R)-11-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-庚烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;
(8R)-10-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-8-羟基-9-氧代癸酸、(11R)-13-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-11-羟基-12-氧代十三烷酸;(9R)-11-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-己烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;
(11R)-13-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-己烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-11-羟基-12-氧代十三烷酸;(9R)-11-{(2’S,8’S,10’R,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸;以及(9R)-11-{(2’S,8’S,10’R,11’S)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸等。
在这些例举的化合物中,(9R)-11-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸为最合适的乙酮醇脂肪酸衍生物I之一。
该乙酮醇脂肪酸衍生物I,尚未以天然物或合成化合物被发现。还有,其制造不能通过通常公知的化学合成法及酶合成法等轻易地合成。
该乙酮醇脂肪酸衍生物I具有多样而且优良的植物生长调节作用,如下文所述,可作为植物生长调节剂的有效成分使用。
本乙酮醇脂肪酸衍生物I的一大特征,即比被认为与此类似对植物具有活性的上述通式(2)表示的α-乙酮醇不饱和脂肪酸具有格外强烈的活性。具体地说,该乙酮醇脂肪酸衍生物I,在α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)的约1/10000浓度下,即可发挥期望的效果。
B.关于该乙酮醇脂肪酸衍生物I的制造方法
本制造方法,是该乙酮醇脂肪酸衍生物I的制造方法,正如上述的是将上述通式(2)所表示的α-乙酮醇不饱和脂肪酸与以去甲肾上腺素为代表的上述通式(3)所表示的儿茶酚胺类或其衍生物混合,将此混合物于中性~碱性条件下温浴反应,生成α-乙酮醇不饱和脂肪酸的儿茶酚胺衍生物。通式(2)中,R1及n与在通式(1)中记载的相同。还有,通式(3)中,R2~R5与在通式(1)中记载的相同。R6如上述的为氢原子、直链或支链烷基或酰基,在本发明中以氢原子及碳原子数1~3的直链或支链烷基或酰基为佳,以氢原子或甲基为更佳。
α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),已知至少其中一部分在动植物中作为脂肪酸代谢物质的中间体存在。还有,例如对R1为甲基且n为7的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)的9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸(下称化合物(4))而言,已知在小麦中为α-亚麻酸代谢物质的中间体(Graveland,Lipids,8,606,1973)。还有,本发明人等发现通过含有化合物(4)的上述α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),单独或与一种儿茶酚胺的去甲肾上腺素等组合,在广泛植物中具有花芽形成促进作用(特开平11-29410号公报)。
作为α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),可举例如为9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸、7-羟基-8-氧代-10(Z),13(Z)-十八碳二烯酸、9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-二十碳二烯酸、11-羟基-12-氧代-14(Z),17(Z)-二十碳二烯酸、7-羟基-8-氧代-10(Z),13(Z)-十九碳二烯酸等。
这些α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),对被含于天然物中的而言,可通过从该天然物中提取精制而制得。还有,通过脂氧化酶等酶根据植物体内脂肪酸代谢途径对α-亚麻酸作用,可得到所期望的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)。还有,运用通常公知的化学合成法,也可得到所期望的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)。
关于α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)的详细制造方法,例如特开平11-29410号公报及文献(Yokoyama等,Plant Cell Physiol.,41110-113,2000)中有记载。
在本发明中,与α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)组合并反应的儿茶酚胺类,是用本制法进行反应后形成如上述通式(1)所表示的氮杂三环结构,即,上述通式(3)所表示的儿茶酚胺或其衍生物。具体地说,除了去甲肾上腺素以外,还有例如肾上腺素、多巴胺、去甲3-O-甲基肾上腺素、3-O-甲基多巴胺、4-O-甲基多巴胺等。
还有,去甲肾上腺素及肾上腺素等儿茶酚胺类(3)可使用市售品,也可从天然物提取精制,或使用以公知的化学合成法制造的。
还有,去甲肾上腺素以作为动物中交感神经递质的角色而出名,但在植物中的存在也为人所知,例如在绿萍的悬浮液中可被发现(Takimoto等,Plant Cell Physiol.,30,1017-1021,1991),然而其作用尚不清楚。
本制造方法可通过将α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)与儿茶酚胺类(3)于中性~碱性条件下温浴反应,以制造所期望的本衍生物。
所谓中性~碱性条件下,从该用语可想到是表示宽广的pH范围,具体地说,为约pH 6.0以上,而优选pH约8~9的弱碱性条件。
温浴反应时间并无特别限定,但优选1小时~约200小时之间。反应温度也无特别限定,但优选4~40℃。
还有,α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)与儿茶酚胺类(3)的温浴反应时的混合比率,并无特别限定,但以重量比大约1∶10~10∶1为佳,而以1∶1为最佳。
还有,反应溶剂以水为佳,但含水率为约80质量%以上的含水溶剂也可。作为能与水共存的其它种类溶剂,例如甲醇、乙醇及丙酮等。
至于像这样按照本制造方法进行温浴反应的反应物中,要检测出该乙酮醇脂肪酸衍生物I,由于该乙酮醇脂肪酸衍生物I在300nm附近有吸收,所以可使用UV检测器将其检测出。因此,运用该检测与HPLC等特定物质的分离手段,可将该乙酮醇脂肪酸衍生物I从反应物分离精制。
还有,使用通常公知的方法,例如溶剂提取及各种层析法等,也可从反应物分离精制。
C.关于本乙酮醇脂肪酸衍生物II
该乙酮醇脂肪酸衍生物II,是具有上述通式(6)所示结构的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物。
通式(6)中的R7如上述的表示碳原子数1~17的烷基,或碳原子数2~17并具有1~5个双键(双键数不超过全部碳键数)的不饱和烃基。
R7表示的碳原子数1~17的烷基之中,直链的烷基可举例如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十五烷基等。还有,同样,支链的烷基可举例如2-甲基癸基、4-乙基己基、10-甲基十二烷基、3,5-二甲基十二烷基、3,6,9-三甲基癸基、2,2-异丙基-3-甲基丁基等。
还有,R7表示的碳原子数2~17并具有1~5个双键(双键数不超过全部碳键数)的不饱和烃基中,直链的不饱和烃基可举例如2-己烯基、2-戊烯基、4-辛烯基、2,5-庚二烯基、3,5-辛二烯基、3,6,11-十二碳三烯基、1,3,6,8-十六碳四烯基、3,5,8,10,12-十七碳五烯基等。还有,同样,支链的不饱和烃基可举例如3-乙基-2-辛烯基、4-甲基-3-己烯基、7-甲基-2,5-癸二烯基、2-乙基-5,7-十二碳二烯基、6-(1-丙烯基)-8-异丙基-1,4,9-癸三烯基等。
该乙酮醇脂肪酸衍生物II中的R7以式
R11-HC=CH-CH2-
所表示的烯基(R11为碳原子数1~7的烷基,优选碳原子数为2的乙基)为佳。
通式(6)中的R8如上述的表示氢原子或α-氨基酸的侧链。当R8为α-氨基酸侧链的情况,α-氨基酸的种类并无特别限定,可举例如甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、脯氨酸或苏氨酸等,且不论其为L型、D型或外消旋体均可。这些α-氨基酸之中,以L型的中性氨基酸,具体地说如L-丙氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-苯丙氨酸等为佳,其中以L-异亮氨酸为更佳。
通式(6)中的R9,如上述为α-乙酮醇亚烷基,即,下列式(7)或(8)所表示的二价基,其中以(7)[即R9酰胺键侧的碳原子是与羟基键结的碳原子]为佳:
通式(6)中的R10如上述的为
式-(CH2)L-(HC=CH)m-(CH2)k-
所表示的二价直链烃基。式中,L、m及k为整数,且m为O或1,L与k的和为1~15,但以m为O且L与k的和为3~10为佳,而以L与k的和为7为更佳。
还有,该乙酮醇脂肪酸衍生物II中的双键以顺式的双键为佳。具体地说,在R7
式R11-HC=CH-CH2-
时,该R7中的双键,在R10中的m为1时,该R10中的双键,以及该乙酮醇脂肪酸衍生物II中
式R7-HC=CH-CH2-
中的双键,均以顺式的双键为佳。
该乙酮醇脂肪酸衍生物II中,存在多个不对称碳原子,由这些不对称碳原子所形成的立体异构体,全部属于该乙酮醇脂肪酸衍生物II的范围,该乙酮醇脂肪酸衍生物II可以是被拆分的光学异构体,也可是其混合物。
该乙酮醇脂肪酸衍生物II的具体例,可举例如N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-丝氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-天冬酰胺、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-组氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-甘氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-D-异亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z)-十八碳烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[13-羟基-12-氧代-9(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-缬氨酸、N-[13-羟基-12-氧代-9(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-D-丙氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-二十碳二烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15-十六碳二烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-6(Z),12(Z)-十八碳二烯酰基]-L-亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(E),15(E)-十八碳二烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-12(E),15(E)-十八碳二烯酰基]-D-亮氨酸、N-[9-羟基-10-氧代-6(Z),12(Z),15(Z)-十八碳三烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[9-羟基-17-甲基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-异亮氨酸、N-[9-羟基-17-甲基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-D-天冬氨酸、N-[15,17-二甲基-9-羟基-10-氧代-12(Z)-十八碳烯酰基]-L-异亮氨酸等。
在例示的这些本乙酮醇脂肪酸衍生物II中,最能满足上述较佳条件的N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-异亮氨酸为最佳该乙酮醇脂肪酸衍生物II形态之一。
该乙酮醇脂肪酸衍生物II具有多样且优良的植物生长调节作用,如下文所述,可用做以植物活化为目的的植物生长调节剂的有效成分。
该乙酮醇脂肪酸衍生物II的一大特征,是比上述通式(6)中的氨基酸部份(-NH-CHR3-COOH)变为羟基(-OH)的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(特开平11-29410号公报)即α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)具有更强的活性。
还有,该乙酮醇脂肪酸衍生物II,还没有以天然物或合成化合物的形式被发现。
该乙酮醇脂肪酸衍生物II,可根据所期望衍生物的具体结构而变的方法制造。具体地说,使α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)1位的羧基与α-氨基酸的氨基结合,可制造该乙酮醇脂肪酸衍生物II。
可作为制造该乙酮醇脂肪酸衍生物II的原料的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),已知其中至少一部分在动植物中以脂肪酸代谢物质的中间体存在。还有,本发明人等已发现9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸等上述α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)具有花芽形成促进作用(特开平11-29410号公报)。
作为α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),可举例如为9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸、7-羟基-8-氧代-10(Z),13(Z)-十八碳二烯酸、9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-二十碳二烯酸、11-羟基-12-氧代-14(Z),17(Z)-二十碳二烯酸、7-羟基-8-氧代-10(Z),13(Z)-十九碳二烯酸等。
这些α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2),若是天然物中含有的,可通过从该天然物中提取精制而制造。还有,将α-亚麻酸通过脂氧化酶等酶经过植物体内脂肪酸代谢途径作用,可得到所期望的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)。还有,运用通常公知的化学合成法,也可得到所期望的α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)。
关于α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)的详细制造方法,例如特开平11-29410号公报及文献(Yokoyama等,Plant Cell Physiol.,41,110-113,2000)中所记载的。
α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)1位的羧基与α-氨基酸的氨基结合的反应,可根据通常公知的手法进行。例如实验化学讲座22,有机合成IV,酸·氨基酸·肽,259-271页(日本化学会编,丸善,1992)、肽合成的基础与实验,泉屋信夫等著,89-125页(丸善,1985)等记载的那样,可运用缩合法、活性酯法、重氮法、混合酸酐法等进行。
进行缩合法的时候,可使用例如二环己基碳化二亚胺(DCC)、二异丙基碳化二亚胺(DIPC)、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺(WSC)及其盐酸盐、苯并三唑-1-基-三(二甲氨基)六氟磷酸盐(BOP)、二苯磷酰基叠氮化合物(DPPA)作为缩合剂,且可根据需要使用1-羟基苯并三唑(HOBt)、N-羟基琥珀酰亚胺(HONSu)、3-羟基-4-氧代-3,4-二氢-1,2,3-苯并三嗪(HOObt)等作为混合剂。
例如,将α-乙酮醇不饱和脂肪酸(2)与α-氨基酸在DMF等的溶剂中溶解,使其在缩合剂或缩合剂与混合剂存在下反应,通过将反应液浓缩、清洗等,可得到目的物。
进行活性酯法时,可使用对硝基苯酚、N-羟基琥珀酰亚胺、五氟苯酚等。即,形成α-乙酮醇不饱和脂肪酸的对硝基苯酯(ONp)、N-羟基琥珀酰亚胺酯(ONSu)、五氟苯酯(OPfp)等,然后令其与所期望的氨基酸缩合而得到目的物。
进行叠氮法时,可使用联氨、无水联氨等。这时,可得到α-乙酮醇不饱和脂肪酸的联氨化物。其次,使用亚硝酸丁酯或亚硝酸叔丁酯可得到叠氮化物,然后通过与所期望的氨基酸缩合,可得到目的物。
进行混合酸酐法时,可使用异丁氧羰基氯、二乙基乙酰氯、三甲基乙酰氯等。这时,形成α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酸酐,其次通过与所期望的氨基酸缩合而得到目的物。
还有,进行上述该乙酮醇脂肪酸衍生物II的生成反应时,可视需要导入或去除保护基。
如此,可制得多样且具有优异的植物生长调节作用的该乙酮醇脂肪酸衍生物II。
D.关于本植物生长调节剂
本植物生长调节剂,通过用于植物而调节该植物的生长。
该“植物生长调节”的内容举例说明如下。
(a)关于花芽形成促进作用
本植物生长调节剂,通过投放可促进植物的花芽形成。即,通过使用本植物生长调节剂,可促进为植物开花前提的花芽形成。
依此定义,本发明也提供能发挥所谓“促进植物的花芽形成”等更具体效果的药剂(花芽形成促进剂)。
投放本植物生长调节剂以作为花芽形成促进剂的情况,只要在花芽应该形成的时期以前即可,并无特别限制,但根据使用对象的植物的性质而进行处理的同时投放为佳。例如牵牛花等短日照植物的情况,以一边进行一定程度的暗处理,一边投放本植物生长调节剂为佳。
(b)关于植物的活化作用
本植物生长调节剂,通过将其投放于植物,可发挥活化作用以使该植物的生命活动活性化。
发挥对该植物作用的植物活化剂,具体地说,可为植物生长促进剂、抗老化剂、休眠抑制剂、抗应激剂等各样的药剂。
(b)-1:植物生长促进作用
将本植物调节剂作为植物活化剂使用的情况,可加快植物的生长速度,使收获效率提高(如上述,可期待茎叶的扩大、块茎块根的生长促进、结果促进、果实的生长促进等)。这意味着本发明也可提供发挥所谓“促进植物生长”的更具体效果的药剂(植物生长促进剂)。
若将本植物生长调节剂用于以使植物活化为目的的用途,则对于迄今肥料尚难于促进生长的发芽后初期的植物,也可特别促进其生长。
因此,以促进植物生长为目的而使用本植物生长调节剂作业植物活化剂的情况,优选在播种时至发芽后的生长初期阶段投放本植物生长调节剂。
即,只需将本植物生长调节剂在发芽后的生育初期通过喷雾等方式投放,可观察到植物生长的促进,并且该生长促进效果具持续性。还有,如上述的方式,即使过量使用本植物生长调节剂,也未观察到过剩施肥所产生的生长障碍,因此不用担心使用过量。
园艺以至农业的范围中,并非是交货后处理麻烦的种子,而是通过幼苗来流通正逐渐成为主流。特别在花卉事业中,一般爱好者几乎均是购入花苗。通过在幼苗流通前使用本植物生长调节剂,可让苗在销售时长得更大。
还有,上述本植物生长调节剂的性质适合用于使菠菜、生菜、卷心菜等所谓叶类农作物的收获增加。
(b)-2:抗老化作用
本植物生长调节剂,通过将其投放于植物,可抑制该植物的老化,使其活化,而作为植物活化剂使用。具体地说,可将花期延长,延长花卉观赏时间及受粉时间(此种着眼于个别花期延长效果的“花期延长剂”,本发明也有提供)。还有,通过本植物生长调节剂的投放,可使每株植物的平均花数增加。
本植物生长调节剂作业植物活化剂(使花期延长)的情况,可在整个花期投放,具体地说,可在种子的浸水时期,也可在发芽后。
还有,如在一年生草本植物等所见到的,即使植株衰弱迈向枯死的时期,通过投放本植物生长调节剂,可使植物的衰弱(老化)延迟。
本植物生长调节剂,可观察到如上述般的「花期延长」及「枯死延迟」的效果,简而言之,能发挥所谓「抑制植物老化」的效果而使植物活化。
即,本发明也提供可发挥所谓「抑制植物老化」的植物活化效果的药剂(植物抗老化剂)。
(b)-3:休眠抑制作用
本植物生长调节剂,通过将其投放于植物,可防止植物的休眠,使植物活化。即,通过将本植物生长调节剂作业植物活化剂使用,可使植物缩短或终止随着一定期间生长环境的恶化而停止其生长的“休眠时期”。
这意味着本发明也提供可发挥所谓“抑制植物休眠”的更具体效果的药剂(植物休眠抑制剂)。
本植物生长调节剂作业植物活化剂(抑制植物的休眠)使用的情况,若在植物发芽后的早期投放,可预防植物的休眠。还有,投放于已经休眠的植物,也可使该植物的休眠终止。
(b)-4:抗应激作用
本植物生长调节剂,通过将其投放于植物,可赋予该植物对各种应激(具体地说,如干燥应激、高温应激、低温应激、渗透压应激等)的抵抗性,使该植物活化。即,通过本植物生长调节剂使为栽培植物产量降低原因的气候变动及种子发芽诱导作业等应激对植物的影响减轻,可使植物活化。
这意味着本发明也提供可发挥所谓「抑制对植物的应激」的更具体效果的药剂(植物应激抑制剂)。
将本植物生长调节剂使用于作为植物活化剂(抑制植物的应激)情况的投放,若在植物的种子发芽时,或发芽后实施,可赋予该植物对应激的抵抗性。
作为本植物生长调节剂有效成分的该乙酮醇脂肪酸衍生物I或II,在对植物投放量的上限方面并无特别限定。即,即使经由本植物生长调节剂投放大量的该乙酮醇脂肪酸衍生物I或II,也几乎不会见到抑制植物生长的负面效果。若过量投放以往使用的植物激素剂,将对植物出现显著的负面效果,因此若与其使用时必须格外小心不致过量投放的情况比较,本植物生长调节剂称得上非常优异。
还有,上述该乙酮醇脂肪酸衍生物I或II对于植物的投放量的下限,随者植物个体的种类与大小而异,但对一株植物个体投放一次时的大致标准,在该乙酮醇脂肪酸衍生物I的情况为约0.1nM以上,还有,在该乙酮醇脂肪酸衍生物II的情况为约0.01μM以上。
本植物生长调节剂中该乙酮醇脂肪酸衍生物I或II的添加量,可根据其使用形式及使用对象植物的种类,更进而根据本植物生长调节剂的具体剂型而进行选择。就本植物生长调节剂的形式而言,虽可将该乙酮醇脂肪酸衍生物I或II原样使用,但若考虑上述该乙酮醇脂肪酸衍生物I或I I的一般投放量,在该乙酮醇脂肪酸衍生物I的情况,优选作成为全剂的约0.1ppb至1ppm,更优选约1ppb至100ppb,还有,在该乙酮醇脂肪酸衍生物II的情况,优选为全剂的10ppb至100ppm,更优选约100ppb至10ppm。
作为本植物生长调节剂的剂型,例如有液剂、固形剂、粉剂、乳剂、底基添加剂等剂型,在无损于本发明所期望效果的植物生长促进作用的限度内,可根据其剂型,适当地配合添加制剂学上可适用的公知载体成分及制剂用助剂等。例如,作为载体成分,当本植物生长调节剂为底基添加剂或固形剂等时,大体上可使用滑石、粘土、蛭石、硅藻土、高岭土、碳酸钙、氢氧化钙、白土及硅胶等无机质以及小麦粉及淀粉等固体载体;还有,在液剂的情况,大体上可使用水、二甲苯等芳香族烃类,乙醇及乙二醇等醇类,丙酮等酮类,二氧六环及四氢呋喃等醚类,二甲基甲酰胺,二甲基亚砜以及乙腈等液体载体作为上述的载体成分。还有,作为制剂用助剂,例如可以添加硫酸烷酯类、烷磺酸盐、烷基芳基磺酸盐及磺酸基琥珀酸二烷酯的盐等阴离子表面活性剂,高级脂肪族胺的盐类等阳离子表面活性剂,聚氧乙烯二醇烷基醚、聚氧乙烯二醇酰基酯、聚氧乙烯二醇多元醇酰基酯及纤维素衍生物等非离子表面活性剂,明胶、酪蛋白及阿拉伯胶等增粘剂、增量剂,以及粘合剂等。
还有,可视需要,将一般植物生长调节剂以及苯甲酸、烟酸、烟酰胺及2-甲基哌啶酸等,在无损于上述本发明所期望效果的限度内,可配合本植物生长调节剂。
本植物生长调节剂,可按照其剂型以各种方法投放于植物。例如,在本发明中,可将其以液剂或乳剂的形式散布、滴下或涂布于不仅是植物的生长点,而且是茎、叶为代表的植物体的一部份或全部,或者以固形剂及粉剂的形式使其从土地中被根吸收。还有,生长待促进的植物为紫萍等水草的情况,可将其作成底基吸收剂而从根被吸收,也可使固形剂慢慢溶解于水中。
本植物生长调节剂投放于植物的频率,按照植物个体的种类及投放目的而异,然而基本上,即使仅只投放一次,亦可得到所期望的效果。多次投放的情况,投放间隔为一星期以上,可产生良好效果。
本植物生长调节剂可适用的植物种类并无特别限定,除了被子植物(双子叶植物、单子叶植物)外,对菌类、地衣类、苔藓类、蕨类及裸子植物,本植物生长调节剂也有效。
被子植物中,双子叶植物例如有以旋花科植物〔包括牵牛属植物(牵牛花)、打碗花属植物(日本打碗花、打碗花、滨旋花(ハマヒルガオ))、番薯属植物(参薯(ダンバイヒルガオ)、番薯)、菟丝子属植物(日本菟丝子、豆倒(マメダオシ))等〕、石竹科植物〔包括石竹属植物、繁缕属植物、高岭爪草(タカネツメクサ)属植物、卷耳属植物、漆姑草属植物、蚤缀属植物、大山襖(オオヤマフスマ)属植物、“瓦企盖”草(ワチガイソウ)属植物、滨繁缕(ハマカコベ)属植物、奥爪草(オオツメクサ)属植物、盐爪草(シオツメクサ)属植物、蝇子草属植物、剪秋罗属植物、秋罗属(フシグロ)植物、印度繁缕(ナンバンハコベ)属植物等〕、木麻黄(モクマモウ)科植物、三白草科植物、胡椒科植物、金粟兰科植物、杨柳科植物、杨梅科植物、胡桃科植物、桦木科植物、壳斗科植物、榆科植物、桑科植物、荨麻科植物、河苔草科植物、山龙眼科植物、铁青树科植物、檀香科植物、桑寄生科植物、马兜铃科植物、帽蕊草科植物、蛇菰科植物、蓼科植物、藜科植物、苋科植物、紫茉莉科植物、假繁缕科植物、商陆科植物、番杏科植物、马齿苋科植物、木兰科植物、昆栏树科植物、连香树科植物、睡莲科植物、金鱼藻科植物、毛茛科植物、木通科植物、小檗科植物、防己科植物、腊梅科植物、樟科植物、罂粟科植物、白花菜科植物、十字花科植物、茅膏菜科植物、猪笼草科植物、景天科植物、虎耳草科植物、海桐花科植物、金缕梅科植物、悬铃木科植物、蔷薇科植物、豆科植物、酢酱草科植物、牻牛儿苗科植物、亚麻科植物、蒺藜科植物、芸香科植物、苦木科植物、棟科植物、远志科植物、大戟科植物、水马齿科植物、黄杨科植物、岩高兰科植物、马桑科植物、漆树科植物、冬青科植物、卫茅科植物、省沽油科植物、茶茱萸科植物、槭树科植物、七叶树科植物、无患子(ムクロジ)科植物、清风藤科植物、凤仙花科植物、鼠李科植物、葡萄科植物、杜英科植物、椴科植物、锦葵科植物、梧桐科植物、猕猴桃科/五桠果科植物、山茶科植物、藤黄科植物、沟繁缕科植物、柽柳科植物、堇菜科植物、大风子科植物、旌节花科植物、西番莲科植物、秋海棠科植物、仙人掌科植物、瑞香科植物、胡颓子科植物、千屈菜科植物、石榴科植物、红树科植物、八角枫科植物、野牡丹科植物、菱科植物、柳叶菜科植物、小二仙草科植物、杉叶藻科植物、五加科植物、伞形科植物、山茱萸科植物、岩梅科植物、山柳科植物、鹿蹄草科植物、杜鹃花科植物、紫金牛科植物、报春花科植物、白花丹科植物、柿科植物、山矾科植物、安息香科植物、木犀科植物、马钱科植物、龙胆科植物、夹竹桃科植物、萝摩科植物、花葱科植物、紫草科植物、马鞭草科植物、紫苏科植物、茄科植物、玄参科植物、紫葳科植物、胡麻科植物、列当科植物、古苣苔科植物、狸藻科植物、爵床科植物、苦槛蓝科植物、透骨草科植物、车前草科植物、茜草科植物、忍冬科植物、五福花(レンプクソウ)科植物、败酱科植物、川续断科植物、葫芦科植物、桔梗科植物、菊科植物等。
相同地,单子叶植物例如有浮萍科植物[包括紫萍属植物(紫萍)以及浮萍属植物(稀脉浮萍、品藻)]、兰科植物[包括卡特兰属植物、“辛枇吉”兰(シンビジウム)属植物、石斛属植物、蝴蝶兰属植物、万代兰属植物、兜兰属植物、瘤瓣兰属植物]、香蒲科植物、黑三棱科植物、眼子菜科植物、茨藻科植物、芝菜科植物、泽泻科植物、水鳖科植物、霉草科植物、禾本科植物、莎草科植物、棕榈科植物、天南星科植物、谷精草(ホシグサ)科植物、鸭跖草科植物、雨久花科植物、灯心草科植物、百部科植物、百合科植物(芦笋等)、石蒜科植物、薯蓣科植物、鸢尾科植物、芭蕉科植物、姜科植物、美人蕉科植物、水玉簪科植物等。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明。但是,本发明的技术范围并不限于这些实施例。
[实施例1](9R)-11-{(2’S,8’S,10’S,11’R)-2’,8’-二羟基-7’-氧代-11’-[(Z)-2-戊烯基]-9’-氧杂-4’-氮杂三环[6.3.1.01,5]十二碳-5’-烯-10’-基}-9-羟基-10-氧代十一烷酸[以下称为化合物(5)]的制造、分离精制及结构解析
将化合物(4)100毫克溶于500毫升水中,在其中添加(R)-(-)-去甲肾上腺素水合物酒石酸氢盐一水合物(和光纯药)111.3毫克及1M Tris缓冲溶液(pH 8.0)16.1毫升,于25℃温浴102小时。将反应液减压浓缩后,通过硅胶柱层析法(Wakogel C-200)分级分离。以氯仿∶甲醇∶水=10∶3∶1进行洗脱,进一步通过HPLC进行分级分离(柱:Capcellpak C-18 UG120,4.6×250mm,溶剂:25%乙腈+0.1%三氟醋酸,流速:1mL/min,波长:300nm)。HPLC分析的结果如图1所示。对于最大峰(保持时间26.8分钟)部分,将柱加大(Capcellpak C-18UG120,10×250mm)再次层析分离并且冷冻干燥,得到黄色结晶的化合物(5)(4.5毫克)。
通过各种仪器分析,对化合物(5)的构造进行解析。旋光度使用SEPA-300数字旋光计(堀场制作所制)测定,吸收光谱使用UV-2200分光光度计(岛津制作所制)测定,IR光谱使用FT/IR-5300(日本分光公司制)测定,高分辨率FAB-MS使用MAT95Q(Finigan Mat公司制)测定,1H-及13C-NMR使用ECP-400(JEOL公司制)测定。还有,200nm~600nm的吸收光谱如图2[图2A:化合物(5)的吸收光谱;图2B:化合物(4)的吸收光谱;图2C:去甲肾上腺素的吸收光谱,横轴为测定波长(nm),纵轴为吸光度]所示。
旋光度:[α]D 25+40.5°(c=0.2,MeOH)
高分辨率FAB-MS:494.27789(M+H)+
UVλmax(MeOH):292nm(ε=12000),205nm(ε=3500)
IR(KBr,cm-1):3400,1695,1685,1630
1H-NMR(400MHz,CD3OD):δ1.03(3H,t,J=7.3,5″-H3),1.11-1.32(8H,4,5,6,7-H2),1.22(1H,m,3-H),1.59(1H,t,J=12.0,3-H),1.44(1H,m,11’-H),1.48,1.66(共1H,m,8-H2),2.00,2.10(共1H,d,J=12.0,12’-H2),2.11,2.65(共1H,m,1″-H2),2.17(2H,m,J=7.3,4″-H2),2.26(2H,类t,J=7.3,2-H2),2.56(1H,dd,J=7.8,17.0,11-H),2.86(1H,dd,J=5.0,17.0,11-H),3.43(1H,d,J=13.0,3’-H),3.85(1H,dd,J=3.4,13.0,3’-H),3.98(1H,dd,J=4.0,7.7,9-H),4.29(1H,d,J=3.4,2’-H),4.58(1H,m,10’-H),5.25(1H,m,2″-H),5.36(1H,m,3″-H),5.42(1H,s,6’-H)。
13C-NMR(100MHz,CD3OD):15.0(C-5″),22.7(C-4″),25.7(C-1″),26.3,26.4(C-3,4),31.0,31.0,31.0(C-5,6,7),33.6(C-12’),34.9(C-8),35.7(C-2),41.5(C-11’),42.9(C-11),56.1(C-3’),59.5(C-1’),72.6(C-10’),74.2(C-2’),79.0(C-9),95.0(C-6’),95.8(C-8’),131.0(C-2″),134.2(C-3″),177.3(C-5’),178.5(C-1),189.0(C-7’),213.1(C-10)。
上述氢质子及碳的归属,是通过测定DIFCOSY、HMQC及HOHAHA光谱等二维NMR光谱而确定。将所得到的数据与化合物(4)的数据[特开平11-29410及文献(Yokoyama等,Plant Cell Physiol.,41,110-113,2000)所记载的]比较时,化合物(4)的12位顺式烯烃的信号消失,从而认为是由于该部分被某种化合物加成上去的结构。
还有,由于使用醋酐/吡啶而乙酰化的化合物(5)可得到其四乙酸酯衍生物,因此其显然具有四个活性氢质子。还有,将四乙酸酯衍生物的1H-NMR数据与化合物(5)的数据比较时,9位、2’位、3’位的氢质子向低场位移,而由于10’位的氢质子并未位移,因此认为在10’位进行醚键结合。依据这些结果及HMBC谱的详细解析,其显然具有三环结构。还有,测定化合物(5)的NOESY及GOESY光谱时,11’位直立氢质子与2’位、3’位、10’位直立氢质子间,10’位氢质子与6’位氢质子间,12’位轴向氢质子与1″位氢质子间等处可观测到NOE,明确了环状结构的立体构型。
为确定本化合物(5)的9位的绝对构型,首先对于通过酶合成得到的化合物(4)进行9位绝对构型的解析。将化合物(4)的甲酯还原物在1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐及4-二甲氨基吡啶存在下,与(R)-(+)或(S)-(-)-2-甲氧基-2-三氟甲基苯基乙酸(MTPA)反应,分别得到(R)-、(S)-MTPA酯。对这些MTPA酯应用改良Mosher法(Ohtani等,J.Am.Chem.Soc.,113,4092-4096,1991)的结果,明显可见酶合成的化合物(4)为70%的(9R)体与30%的(9S)体的混合物。
其次,使用手性柱分离的(9R)-及(9S)-的化合物(4)进行去甲肾上腺素的反应。结果判明从(9R)-的化合物(4)生成化合物(5)。
通过以上数据,决定化合物(5)的结构如下:
[实例2]牵牛花中化合物(4)及化合物(5)的花芽形成促进活性的测定
将9公克的牵牛花(品种名:紫)种子进行20分钟的浓硫酸处理,然后在流水下放置过夜。其次将种子脐部向上,在潮湿海砂上放置24小时使其生根。将这些已生根的种子在海砂中以约1.5~2.0厘米的深度种植,在连续光照下培养(约5天)。
将通过这种培养而出叶的牵牛花整株植物体移入培养液[硝酸钾(250毫克)、硝酸铵(250毫克)、磷酸二氢钾(250毫克)、硫酸镁7水合物(250毫克)、硫酸锰4水合物(1毫克)、柠檬酸铁n水合物(6毫克)、硼酸(2毫克)、硫酸铜5水合物(0.1毫克)、ZeSO4·7H2O(0.2毫克)、钼酸钠2水合物(0.2毫克)、磷酸二氢钙2水合物(250毫克)/1000毫升蒸馏水]中。
将化合物(4)或化合物(5),对上述牵牛花子叶8个以2毫升的比例喷雾后,进行暗处理(14小时的暗处理)。然后在26℃下以连续光照进行14日的培育,观察确认第14日的花芽数。
结果如图3所示。对照组是以蒸馏水喷雾组,其余以100μM的化合物(4)或0.001μM~100μM浓度的化合物(5)喷雾。
将化合物(5)与化合物(4)比较,明显地显示在低浓度下的花芽形成促进活性,化合物(5)0.01μM与化合物(4)100μM具有同等的活性。
[实例3]绿萍中化合物(5)花芽形成促进活性的测定
化合物(5)的花芽形成促进作用,是以绿萍P151株作为为标本植物,调查其成花率(%)(确认形成花芽的叶状体数/全体叶状体数×100)。
将化合物(4)0.155毫克溶于0.15毫升水中,于其中添加10mM的(R)-(-)-去甲肾上腺素1水合物酒石酸氢盐溶液50微升及0.5M的Tris缓冲溶液(pH 8.0)25微升。将此溶液于25℃温浴6小时。
其次,将所定量的已温浴溶液或上述实例1中所调制的化合物(5),分别添加于烧瓶中的检测培养基(未添加蔗糖的1/10E培养基+1μM苄基腺嘌呤)10毫升中。
在上述检测培养基上,接种P151集落各一个,在24~25℃以日光色荧光灯进行持续照射(用日立FL20SSD,对植物以约5W/m2的比例照射)7日,计算上述的成花率(图4)。
通过添加化合物(5),可看出比添加化合物(4)与去甲肾上腺素的反应液者稍低,但可确认活性。初次发现单独物质可诱导绿萍花芽形成。
[实例4]绿萍中化合物(4)与去甲肾上腺素或其类似体反应物的花芽形成促进活性的测定
化合物(4)与去甲肾上腺素(L-去甲肾上腺素)或其类似体反应物的花芽形成促进作用,是以绿萍P151株作为标本植物,调查其成花率(%)(确认形成花芽的叶状体数/全体叶状体数×100)。
去甲肾上腺素的类似体可使用L-肾上腺素、多巴胺、DL-去甲-3-O-甲基肾上腺素、3-O-甲基多巴胺、4-O-甲基多巴胺、高香草酸、香草酰基苦杏仁酸等。
将化合物(4)0.155毫克溶于0.092毫升水中,在其中添加10mM的(R)-(-)-去甲肾上腺素1水合物酒石酸氢盐溶液或各种类似物溶液50微升及0.5M的Tris缓冲溶液(pH 8.0)25微升。将此溶液于25℃温浴24小时。
其次,将上述已温浴溶液10微升或1/10稀释溶液10微升,分别添加于烧瓶中的检测培养基(未添加蔗糖的1/10E培养基+1μM苄基腺嘌呤)10毫升中。
在上述检测培养基上,接种P151集落各一个,在24~25℃以日光色荧光灯进行持续照射(用日立FL20SSD,对植物以约10W/m2的比率照射)培养7日,计算上述的成花率(图5)。
除去甲肾上腺素以外,对于多巴胺及4-O-甲基多巴胺的反应物,可看出高的花芽形成促进活性,肾上腺素、DL-去甲-3-O-甲基肾上腺素、3-O-甲基多巴胺,可看出具某种程度的花芽形成促进活性。另一方面,高香草酸、香草酰基苦杏仁酸的反应物,可看出无高花芽形成促进活性。
[实例5]N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-异亮氨酸[以下称为该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)]的合成
将9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸[化合物(4):通过特开平11-29410号公报中段落编号0046~0065所记载的「酶法」制造](14.7毫克,0.0474毫摩尔),在DMF-H2O(9∶1)混合液(5毫升)中溶解。在此溶液中添加WSC(8.17毫克,0.9当量)、HOBt(6.52毫克,0.9当量)及N-甲基吗啉(52.1微升,10当量),在室温搅拌20分钟。在反应液中添加L-异亮氨酸的锂盐(13.0毫克,2当量),再在室温搅拌2小时。将反应液直接通过HPLC(Capcellpak C18UG 120A,5μM,10mm×250mm:溶剂[CH3CN(含有0.085%TFA)-H2O(含有0.1%TFA)=1∶1])分离精制,得到该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)(3.0毫克)。
通过1H-及13C-NMR确认该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):0.92(3H,t,J=7.3,5’-H3),0.96(3H,t,J=7,3.18-H2),0.98(3H,d,J=7.3,6’-H3),1.18,1.54(2H,均m,4H’-H2),1.20-1.50(all 8H,m,4,5,6,7-H2),1.52,1.93(2H,均m,8-H2),1.60(2H,m,3-H2),1.83(1H,m,3’-H),2.08(2H,m,17-H2),2.23(2H,类t,J=7.3,2-H2),2.78(2H,类t,J=7.0,14-H2),3.28(2H,类t,J=6.8,11-H2),4.23(1H,m,2’-H),4.55(1H,m,9-H),5.29(1H,m,15-H),5.44(1H,m,16-H),5.56(1H,m,13-H),5.61(1H,m,12-H)
13C-NMR(100MHz,CD3OD):12.4(C-5’),15.4(C-18),17.0(C-6’),22.3(C-17),26.8,27.1(C-3,4),27.5,27.8(C-4’,14),31.0,31.1,31.2(C-5,6,7),34.5(C-8),35.8(C-2),37.6(C-3’),39.2(C-11),77.6(C-2’),78.6(C-9),123.0(C-12),127.7(C-15),129.2(C-13),134.6(C-16),174.0(C-1’),176.6(C-1),203.9(C-10)
Figure C20051007273700281
               该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)
[实例6]该乙酮醇脂肪酸衍生物II对牵牛花花芽形成促进活性的研究
将9克的牵牛花(品种名:紫)种子进行20分钟的浓硫酸处理,然后在流水下放置过夜。其次将种子脐部向上,在潮湿海砂上放置24小时使其生根。将这些已生根的种子在海砂中以约1.5~2.0厘米的深度种植,在连续光照下培养(约5天)。
将通过这种培养而出叶的牵牛花整株植物体移入培养液[硝酸钾(250毫克)、硝酸铵(250毫克)、磷酸二氢钾(250毫克)、硫酸镁7水合物(250毫克)、硫酸锰4水合物(1毫克)、柠檬酸铁n水合物(6毫克)、硼酸(2毫克)、硫酸铜5水合物(0.1毫克)、ZeSO4·7H2O(0.2毫克)、钼酸钠2水合物(0.2毫克)、磷酸二氢钙2水合物(250毫克)/1000毫升蒸馏水]中。
在培养系统中将上述实例1所得到的该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)与化合物(4)等试验品,直接喷雾在牵牛花的子叶上,同时进行暗处理,然后在26℃下以连续光照进行16日的培育,观察确认第16日的花芽数(各组8例)。
暗处理是进行一夜(14小时的暗处理)。
图6中,横轴的(a)表示对照组(以蒸馏水喷雾的组),(b)表示以本乙酮醇脂肪酸衍生物(9)1μM喷雾投放的组,(c)表示以化合物(4)与L-异白氨酸各1μM投放的组,(d)表示以L-异亮氨酸1μM投放的组,(e)表示以化合物(4)1μM投放的组,(f)表示以化合物(4)100μM投放的组。纵轴为花芽形成促进活性[将对照组作为100,各组平均每株的花芽数(%)]。
从图6的结果,显然可知该乙酮醇脂肪酸衍生物(9),在比化合物(4)低的浓度下,显示与化合物(4)同等以上的花芽形成促进效果。还有,这种效果在L-异亮氨酸单独投放组中未被见到,而如该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)之类的酰胺衍生物显然能够发挥效果。
图7是表示研究该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)最佳投放浓度的结果图。如图7的横轴所示,为将0μM(对照)、0.1μM、1μM、5μM、10μM、50μM及100μM的该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)(每组8~24例),以上述的方式,对牵牛花喷雾投放情况下,研究花芽形成促进活性(%)。
通过图7所示的结果,显然可知该乙酮醇脂肪酸衍生物(9)最佳投放浓度是在1μM附近。
产业上利用的可能性
通过本发明,提供具有优良植物生长调节作用的物质及该物质的制造方法,并且提供以该物质作为有效成分的植物生长调节剂。

Claims (11)

1.一种下列通式(6)表示的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物:
Figure C2005100727370002C1
式中,R7表示碳原子数1~17的烷基或者碳原子数2~17并具有1~5个双键的不饱和烃基,其中双键数不超过全部碳键数,
R8表示氢原子或α-氨基酸的侧链,
R9表示乙酮醇亚烷基,
R10表示
式-(CH2)L-(HC=CH)m-(CH2)k-
所表示的2价直链烃基,式中,键合数L、m及k为整数,且m为0或1,L与k的和为1~15。
2.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中键合数m为0,且L与k的和为3~10。
3.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中键合数L与k的和为7。
4.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中R7
式R11-HC=CH-CH2-
表示的链烯基,式中,R11为碳原子数1~7的直链烷基。
5.权利要求4记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中R11为乙基。
6.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中双键为顺式双键。
7.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中R9的酰胺键侧的碳原子为与羟基键合的碳原子。
8.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,其中R8为L型中性α-氨基酸的侧链。
9.权利要求1记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物,是N-[9-羟基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酰基]-L-异亮氨酸。
10.一种植物生长调节剂,其含有权利要求1至9中任一项记载的α-乙酮醇不饱和脂肪酸的酰胺衍生物作为有效成分。
11.权利要求10记载的植物生长调节剂,其中植物生长调节剂为花芽形成促进剂。
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