JP6046617B2 - 2,5−ジケトピペラジン誘導体を活性成分として含む農業用薬剤 - Google Patents
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Description
植物は、病原菌の侵入を受けた時や、物理的に傷つけられた時に、自らを防御するために信号伝達物質を出すようになる[非特許文献3]。植物の代表的な信号伝達物質としてサリチル酸(salicylic acid)またはジャスモン酸(Jasmonic acid)がある。外部の侵入を受けて植物の防御機構が作動する時、信号伝達物質のサリチル酸は植物体内にPR−1、BGL−2、PR−5、SID−2、EDS−5、PAD−4などの遺伝子を発現させる。他の信号伝達物質のジャスモン酸はPDF1.2、VSP、HEL、THI−2、FAD3、ERS1、ERF1などの遺伝子を発現させる[非特許文献4]。特に、PR−1遺伝子は、サリチル酸により生じる植物の抵抗性誘導現象の指標遺伝子であって、PR−1遺伝子の発現現象は植物の信号伝達過程が作動するという決定的な証拠となる。植物はPR蛋白質を作ることにより、坑菌力と共に病抵抗性を有することになる。また、PDF1.2遺伝子は、ジャスモン酸により生じる植物の抵抗性誘導現象の指標遺伝子であって、PDF1.2遺伝子の発現は植物の防御機構の作用のための信号伝達過程が行われるという決定的な証拠となる[非特許文献5]。
商用化された植物の信号伝達物質には、ベンゾ−1,2,3−チアジアゾール−7−カルボチオ酸S−メチルエステル(BTH)がある。BTHはサリチル酸とほぼ同様の化学構造を有する合成化合物であって、麦のうどんこ病のブルメリアグラミニス(Blumeria graminis)の抑制活性[非特許文献6]、植物のオゾン抵抗性[非特許文献7]を持っており、ブドウ植物の灰色カビ菌(Botrytis cinerea)に抵抗性を有すると共にレスベラトロル(Resveratrol)とアントシアニン(anthocyanin)の生合成を促進[非特許文献8]し、イチゴのうどん粉病(powdery mildew)に抵抗性を有すると共にフェノール性物質が蓄積されるようにする効能[非特許文献9]を有すると報告されている。BTHは、サリチル酸と同様にPR−1遺伝子の発現を誘導する機能があるが、ジャスモン酸が有するPDF1.2遺伝子の発現現象は見られない。
上述したように、サリチル酸及びジャスモン酸のように植物の自己防衛のための信号伝達物質がPR−1やPDF1.2のような遺伝子を発現させると、植物は病原菌の繁殖を抑制し、物理的な傷も耐えることができる。すなわち、植物に自己防衛能力が誘導されたと認められる。したがって、既存の抗菌剤や殺菌剤を処理しなくても、植物にこのような遺伝子が発現すると、植物が病原菌に抵抗力を有することになるため、このような遺伝子を発現させる物質は植物用農業薬剤として大きな価値があると見られる。
一方、本発明の農業用薬剤に活性成分として含まれる2,5−ジケトピペラジン系の誘導体は、炒めたコーヒー豆(非特許文献10)、ココア(非特許文献11)、ビール(非特許文献12)、料理した牛肉(非特許文献13)などでも発見する天然物質である。したがって、2,5−ジケトピペラジン誘導体を活性成分として含む農業用薬剤は、毒性が非常に低く、環境に優しい農業用薬剤であるため、活用可能性が大きいと言える。
本発明者らは、2,5−ジケトピペラジン誘導体が植物の信号伝達物質として植物病抵抗性遺伝子PR−1とPDF1.2を誘導する作用をし、植物の病斑部位に直接処理しなくても植物病斑の形成を顕著に抑制して植物病害の発生を低減させる効果があり、植物の生長も促進して植物を元気に生長させる効能を有することを最初に見出して本発明を完成するようになった。
R1及びR6は同一であるか異なるものであって、水素原子またはC1〜C6の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、
R2、R3、R4、及びR5は同一であるか異なるものであって、水素原子またはヒドロキシ、メルカプト、アミノ、グアニジノ、カルバモイル、カルボン酸、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜C6アルキルチオ、トリチルチオ、アセチルアミノ、フェニル、ヒドロキシフェニル、イミダゾリル、及びインドリルから選択された置換基で置換または非置換されたC1〜C6の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、
またはR2及びR3のうち何れか1つがR1に結合して五角形〜七角形の接合環を形成してもよく、またはR4及びR5のうち何れか1つがR6に結合して五角形〜七角形の接合環を形成してもよい。)
また、前記一般式(1)で表される2,5−ジケトピペラジン誘導体は、1つ以上のキラル炭素(chiral carbon)が存在するため、本発明の農業用薬剤には活性成分として前記一般式(1)で表される化合物がラセミ混合物または異性体化合物として含まれる。
また、本発明の農業用薬剤は、植物に処理して病抵抗性遺伝子のPR−1とPDF1.2を発現させて植物病抵抗性蛋白質の生産を誘導することにより、病原菌の感染及び繁殖を抑制して植物への病斑の形成を顕著に減少させる効果がある。すなわち、本発明の農業用薬剤は、植物の自己防御機構を作動して自ら病原菌に対する抵抗力を有する。
また、本発明の農業用薬剤は、植物の自己防御機構を植物全体に持続的に作動させて植物の特定部位に薬剤を処理することにより、薬剤が処理されていない他の部位にもその効能を発揮する。すなわち、植物の根、幹、葉などの一部に薬剤を処理することにより、収穫した果実でもその薬剤効能が現れる。
また、本発明の農業用薬剤は、細菌、ウイルス、かび菌による軟腐病、立枯病、疫病、つる割病、斑点病、またはモザイク病のような植物病の防除に優れた薬効を示すので、既存の殺菌剤の代わりに使用できる環境に優しい農業用薬剤として有効である。
また、本発明の農業用薬剤は、ジャガイモ、トウガラシ、ピーマン、トマトなどのジャガイモ科植物、キュウリ、スイカ、マクワウリなどのウリ科植物、ハクサイ、チシャ、大根、キャベツ、サラリーなどのハクサイ科植物、エゴマ、イチゴ、ネギ、ニンニク、ショウガ、玉ネギなどの植物に適用されて優れた薬効を示す。
本発明で農薬学的に許容可能な塩は、例えば、金属塩、有機塩基との塩、無機酸との塩、有機酸との塩、塩基性、または酸性アミノ酸との塩などを含むことができる。好ましい金属塩は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩などのアルカリ土金属塩;アルミニウム塩などを含むことができる。有機塩基との塩は、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、2,6−ルチジン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N、N−ジベンジルエチレンジアミンなどとの塩を含むことができる。無機酸との塩は、例えば、塩酸、臭化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸などとの塩を含むことができる。有機酸との塩は、例えば、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、フタル酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、コハク酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などとの塩を含むことができる。塩基性アミノ酸との塩は、例えば、アルギニン、リシン、オルニチンなどとの塩を含むことができる。酸性アミノ酸との塩は、例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸などとの塩を含むことができる。
3−ヒドロキシメチル−6−(2−メチルプロピル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(1−ヒドロキシエチル)−6−(2−メチルプロピル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−イソプロピル−2,5−ジケトピペラジン、
3−(インドール−3−イルメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
2,5−ジケトピペラジン、
3−メチル−2,5−ジケトピペラジン、
3,6−ジメチル−2,5−ジケトピペラジン、
3−メチル−6−(2−メチルエチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−メチル−6−(4−ヒドロキシベンジル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(1−ヒドロキシエチル)−6−(2−メルカプトメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(1−ヒドロキシエチル)−6−(2−メチルチオメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(1−ヒドロキシエチル)−6−ベンジル−2,5−ジケトピペラジン、
3−(1−ヒドロキシエチル)−6−(4−ヒドロキシベンジル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(1−ヒドロキシエチル)−6−(インドール−3−イルメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−6−(2−メルカプトメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−6−(2−メチルチオメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−6−(2−トリチルチオメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−6−ベンジル−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−6−(4−ヒドロキシベンジル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−(2−メチルプロピル)−6−(インドール−3−イルメチル)−2,5−ジケトピペラジン、
3−ベンジルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−メチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−イソプロピルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−メチルプロピル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(1−メチルプロピル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(インドール−3−イルメチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
オクタヒドロジピロロ[1,2−a:1’,2’−d]ピラジン−5,10−ジオン、
3−ヒドロキシメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(1−ヒドロキシエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(4−ヒドロキシベンジル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−ベンジルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−カルバモイルエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−メチルチオエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−カルバモイルメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−メルカプトメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−メチルチオメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−トリチルチオメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−メトキシカルボニルエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−アミノエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−カルボキシエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−カルボキシメチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(イミダゾール−4−イルメチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、及び
3−(2−アセチルアミノエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン。
一方、本発明の農業用薬剤に対する植物病の誘導抵抗性効能と植物生長促進効能を調べるために様々な実験を実施した。
上述した本発明は、次の合成例及び実施例で基づいてより詳細に説明するが、本発明がこれに限定されることはない。
代表合成例
2,5−ジケトピペラジン誘導体の合成
L−またはD−型のアミノ酸メチルエステル塩酸塩(0.5g、3.6mmol)をジメチルホルムアミド(DMF)10mLに溶かし、ジイソプロピルエチルアミン(DIEA;0.78g、6.0mmol)、様々なL−またはD−型のN−Boc−アミノ酸(3.0mmol)、O−(ベンゾトリアゾル−1−イル)−N、N、N、N−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩(HBTU;1.37g、3.6mmol)を入れた。反応混合物を室温で撹拌しながら12時間反応させた。反応完了後にDMFを真空減圧下で濃縮した。残った混合物をエチルアセテートに希釈し、炭酸水素ナトリウム、塩水などで洗浄した。
前記代表合成例の方法を用いて製造された化合物を下記表1に示した。
白色固体、1H−NMR(CD3OD−d4、400MHz)δ0.95(d、J=6Hz、3H)、0.95(d、J=6Hz、3H)、1.80(m、2H)、1.85(m、1H)、3.67(dd、J=4.4Hz and 12.8Hz、1H)、3.92(m、1H、overlapped)、3.90(t、J=3.6Hz、1H)、3.92(m、1H);13C NMR(CD3OD−d4、100MHz)δ20.6、22.4、23.8、45.0、53.4、57.8、62.7、167.6、170.2
無色結晶;mp241−244℃;1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ8.21(1H、s)、7.95(1H、s)、3.78(2H、d)、3.65−3.56(2H、m)、1.76−1.72(1H、m)、1.52−1.48(1H、t)、0.87−0.83(6H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ169.3、166.9、53.5、44.9、42.8、24.2、23.5、22.4
白色固体、1H−NMR(CD3OD−d4、400MHz)δ0.93(d、J=6.4Hz、3H)、0.94(d、J=6.4Hz、3H)、1.23(d、J=6.8Hz、3H)、1.72(m、1H)、1.85(m、1H)、1.86(m、1H overlapped)、3.71(d、J=2.4Hz、1H)、3.87(dd、J=4.0Hz and 9.0Hz、1H)、4.17(dq、J=6.4Hz、1H);13C NMR(CD3OD−d4、100MHz)δ18.5、20.2、22.2、23.6、45.0、53.2、60.8、67.3、168.0、170.4
1H−NMR(CD3OD−d4、400MHz)δ0.95(d、J=6.4Hz、3H)、0.97(d、J=6.8Hz、3H)、1.65(m、1H)、1.67(m、1H)、1.80(m、1H)、3.82(d、J=17.6Hz、1H)、3.88(m、1H)、4.00(d、J=17.6Hz、1H);13C NMR(CD3OD−d4、100MHz)δ20.6、22.0、23.8、42.4、43.8、53.3、167.4、170.1
白色固体、mp280−284℃(dec);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ10.92(1H、s)、8.09(1H、s)、7.75(1H、s)、7.53(1H、d)、7.31(1H、d)、7.04(2H、m)、6.93(1H、t)、4.00(1H、d)、3.32−3.21(2H、dd)、2.98(1H、dd)、2.76(1H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ168.6、166.3、136.6、128.1、125.2、121.5、119.3、119.1、111.8、109.0、56.1、44.5、29.8
白色固体、mp210−215℃(dec);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ7.98(2H、s)、3.68(4H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ166.7(2C)、45.0(2C)
白色固体、mp210−212℃(dec);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ8.13(1H、s)、7.94(1H、s)、3.81(1H、q)、3.70(1H、d)、1.22(3H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ169.5、166.9、50.3、45.1、19.3
白色結晶;mp245−247℃(dec);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ8.06(2H、s)、3.85(2H、q)、1.21(6H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ169.7(2C)、50.4(2C)、19.1(2C)
白色固体、mp220−222℃(dec);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ8.10(1H、s)、7.96(1H、s)、3.83(1H、q)、3.65(1H、s)、2.14−2.10(1H、m)、1.24(3H、d)、0.91(3H、d)、0.80(3H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ169.3、167.3、60.0、50.3、31.7、20.7、19.1、17.5
白色固体、mp276−280℃(dec);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ9.23(1H、s)、8.01(1H、s)、7.95(1H、s)、6.89(2H、d)、6.62(2H、d)、4.05(1H、s)、3.56(1H、q)、3.01−2.96(1H、dd)、2.73−2.68(1H、dd)、0.50(3H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ168.3、166.6、156.8、131.9(2C)、126.5、115.5(2C)、56.2、50.4、38.2、20.4
白色固体、mp147−149℃;Rf0.16(0.5:9.5MeOH/MC);1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.05(2H、d)、6.77(2H、d)、5.72(1H、s)、4.21(1H、dd)、4.08(1H、t)、3.66−3.59(1H、m)、3.56−3.51(1H、m)、3.44−3.39(1H、m)、2.75(1H、dd)、2.29(1H、m)、2.02−1.96(1H、m)、1.94−1.83(2H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ169.8、165.3、155.6、130.5(2C)、127.4、116.3(2C)、59.3、56.4、45.6、36.128.5、22.7;HR−TOF−ESI−MS(m/z):C14H16N2O3(M+H)+理論値261.1161、測定値:261.1226;[α]D=−71.3°(c0.5、MeOH)
白色固体、Rf0.33(MeOH:MC/0.5:9.5);mp133−135℃;1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.36−7.21(5H、m)、5.62(1H、s)、4.25(1H、dd)、4.05(1H、t)、3.66−3.54(3H、m)、2.74(1H、dd)、2.36−2.30(1H、m)、2.05−1.87(3H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ169.6、165.2、136.1、129.5(2C)、129.3(2C)、127.78、59.3、56.3、45.6、36.9、28.5、22.7
白色固体、1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.25(1H、dd、J=9.2、1.6、Hz)、4.17(1H、q、J=11.6、6.0Hz)、3.51(2H、m)、2.30(1H、m)、1.96−2.05(3H、m)、1.37(3H、d、J=6.8Hz)
白色固体、mp177−179℃、 1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.19(1H、br t、J=8.0Hz)、4.03(1H、brs、H3)、3.46−3.59(2H、m)、2.48(1H、m)、2.31(1H、m)、1.95(1H、m)、1.89〜2.04(2H、m)、1.09(3H、d、J=7.2Hz)、0.93(3H、d、J=7.2Hz);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ171.4、166.4、60.3、58.8、45.0、28.7、28.3、22.1、17.6、15.5
白色固体、mp161−163℃;1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.25(1H、br t、J=8.0Hz)、4.12(1H、m)、3.51(2H、m)、2.30(1H、m)、2.01(1H、m)、1.89−2.01(2H、m)、1.88(1H、m)、1.85(1H、m)、0.96(3H、d、J=6.8Hz)、0.95(3H、d、J=6.8Hz);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ171.6、167.7、59.1、53.4、45.2、38.2、27.9、24.6、22.5、22.1、22.0
mp104−105℃;1H NMR(CDCl3、400MHz)δ6.68(1H、s)、4.01 1H、t)、3.93 1H、s)、3.92−3.50 2H、m)、2.36−2.25 2H、m)、2.02−1.93 2H、m)、1.88−1.85 1H、m)、1.40−1.36 1H、m)、1.21−1.15 1H、m)、1.02 3H、d)、0.88 3H、t);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.4、165.3、60.7、58.9、45.3、35.5、28.7、24.2、22.5、15.9、12.3
白色固体、mp152−156℃;1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.28(1H、s)、4.05(1H、t)、4.03(1H、s)、3.84(2H、dd)、3.61−3.50(2H、m)、2.36−2.31(1H、m)、2.06−1.98(2H、m)、1.91−1.87(1H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.4、163.8、58.7、46.8、45.5、28.6、22.6
白色固体、Rf0.16(0.5:9.5MeOH/MC);1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.05(2H、d、J=8.4Hz)、6.77(2H、d、J=8.4Hz)、5.72(1H、s)、4.21(1H、d、J=6.4Hz)、4.08(1H、t、J=6.8Hz)、3.66−3.59(1H、m)、3.56−3.51(1H、m)、3.44−3.39(1H、m)、2.75(1H、dd、J=10.0、14.4Hz)、2.29(1H、m)、2.02−1.96(1H、m)、1.94−1.83(2H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ169.8、165.3、155.6、130.5(2C)、127.4、116.3(2C)、59.3、56.4、45.6、36.1、28.5、22.7;ESI−MS(m/z):C14H16N2O3(M+H)+理論値261.1161;実験値261.1226;[α]D=−71.3°(c0.5、MeOH)
白色固体、mp140−141℃;1H NMR(CDCl3、400MHz)δ4.10(2H、t)、3.45(4H、dd)、2.28−2.22(2H、m)、2.14−2.09(2H、m)、1.94−1.92(2H、m)、1.84−1.89(2H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ166.6(2C)、60.7(2C)、45.3(2C)、27.8(2C)、23.5(2C)
白色固体、mp152−156℃;1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.40(1H、s)、4.10(2H、t)、3.97(2H、dd)、3.60−3.52(2H、m)、2.36−2.30(1H、m)、2.06−1.98(2H、m)、1.90−1.86(1H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.5、165.2、61.2、59.2、56.7、45.5、28.4、22.7
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.09(1H、s)、4.27(1H、dd)、4.01(2H、t)、3.88(1H、d)、3.57−3.50(1H、m)、3.47−3.41(1H、m)、2.29−2.23(1H、m)、2.04−1.90(3H、m)、1.86−1.81(1H、m)、1.27(3H、d);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.7、165.5、65.8、59.6、59.1、45.5、28.2、22.8
白色固体、mp148−151℃;1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ7.28−7.31(3H、m)、7.18(2H、dd、J=7.2、2.4Hz)、4.20(1H、t、J=4.8Hz)、3.53(1H、dt、J=12.0、8.4Hz)、3.27−3.33(1H、m)、3.19(1H、dd、J=14.0、4.8Hz)、2.99(1H、dd、J=14.0、4.8Hz)、2.60(1H、t、J=6.4Hz)、2.02(1H、m)、1.90(1H、m)、1.67(1H、m)、1.61(1H、m);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ170.1、166.2、135.5、130.1、128.5、127.3、58.6、57.9、45.0、39.8、28.6、21.3
白色固体、mp144−146℃;1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ6.97(2H、d、J=8.4Hz)、6.71(2H、d、J=8.4Hz)、4.14(1H、t、J=4.4Hz)、3.53(1H、dt、J=12.0、8.4Hz)、3.30(1H、m)、3.10(1H、dd、J=14.0、4.0Hz)、2.87(1H、dd、J=14.0、4.0Hz)、2.60(1H、dd、J=10.4、6.4Hz)、2.05(1H、m)、1.90(1H、m)、1.65(1H、m)、1.64(1H、m);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ170.2、166.4、157.1、131.1、125.8、115.2、58.7、58.0、44.9、39.0、28.7、21.3
1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.23(1H、dd、J=10、6.4Hz)、3.64−3.57(2H、m)、3.48(H、m)、2.34(1H、m)、2.13(1H、sext、J=6.6Hz)、2.01(1H、m)、1.86−1.90(2H、m)、1.01(3H、d、J=7.2Hz)、0.98(3H、d、J=7.2Hz)
1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.26(1H、dd、J=10、6.0Hz)、3.90(1H、ddd、J=17.6、6.4、1.2)、3.58(1H、m)、3.48(1H、m)、2.34(1H、m)、2.01(1H、m)、1.88−1.94(2H、m)、1.43(3H、d、J=7.2Hz);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ170.0、168.2、59.4、54.6、46.8、30.1、23.1、20.0
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.33(1H、s)、4.20(1H、t、J=5.6Hz)、4.10(1H、t、J=8.2Hz)、3.61−3.48(2H、m)、2.69(2H、t、J=7.0Hz)、2.41−2.28(2H、m)、2.10(3H、s)、2.07−1.93(3H、m)、1.91−1.84(1H、m)
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.55(1H、s)、4.05(2H、m)、3.63−3.56(1H、m)、3.50−3.44(1H、m)、2.65−2.51(2H、m)、2.38−2.31(1H、m)、2.05(3H、s)、2.01−1.80(4H、m)、1.80−1.70(1H、m)
白色固体、1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.29(1H、dd、J=10.8、6.4Hz)、4.18(1H、ddd、J=12.8、8.8、2.0)、3.66(1H、dd、J=2.0、0.8)、3.60−3.48(2H、m)、2.32(1H、m)、2.01(1H、m)、1.80−1.94(2H、m)、1.23(3H、d、J=7.2Hz);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ172.6、168.0、70.6、64.7、60.2、46.6、30.2、23.0、20.1
1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.23(1H、dd、J=9.8、6.8Hz)、3.67(1H、d、J=6.4Hz)、3.60(1H、m)、3.48(H、m)、2.34(1H、m)、2.0(1H、m)、1.86−1.90(3H、m)、1.59(1H、m)、1.22、(1H、m)、0.99(3H、d、J=7.2Hz)、0.94(3H、d、J=7.6Hz);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ170.4、167.7、62.3、58.5、45.6、39.8、29.1、24.8、21.7、14.5、10.4
1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.25(1H、dd J=9.2、6.8Hz)、3.84(1H、dd、J=9.6、5.2Hz)、3.48−3.56(2H、m)、2.33(1H、m)、1.90−2.04(3H、m)、1.76(1H、m)、1.67、(1H、ddd、J=14.8、10.0、6.0Hz)、1.56(1H、ddd、J=13.6、8.4、5.2Hz)、0.98(3H、d、J=6.4Hz)、0.96(3H、d、J=6.4Hz);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ170.4、167.9、58.1、55.9、45.5、42.3、28.7、24.3、21.9、22.1、20.7
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ4.01−3.96(4H、m)、3.34−3.27(2H、m)、2.46−2.39(2H、m)、2.07−1.98(2H、m)、1.94−1.86(2H、m)、1.81−1.73(2H、m)
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.30(1H、s)、4.09(1H、t)、4.05(1H、s)、3.91(2H、dd)、3.63−3.52(2H、m)、2.39−2.33(1H、m)、2.08−2.00(2H、m)、1.95−1.87(1H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.1、163.6、58.5、46.5、45.2、28.4、22.3
白色固体、1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ9.29(1H、s)、8.10(1H、d)、6.89(2H、d)、6.65(2H、d)、3.90(1H、dd)、3.42(1H、dd)、3.20−3.14(1H、m)、2.92−2.82(2H、m)、2.76(1H、dd)、1.98−1.91(2H、m)、1.78−1.72(1H、m)、1.59−1.54(1H、m);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ168.3、164.8、156.3、130.7(2C)、125.8、115.0(2C)、58.1、57.1、44.5、38.6、28.5、21.2
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.44(1H、s)、4.05(1H、dd、J=8.8、6.4Hz)、3.91−3.86(1H、m)、3.63−3.56(1H、m)、3.53−3.45(1H、m)、2.35−2.31(1H、m)、2.00−1.93(2H、m)、1.89−1.71(2H、m)、1.64−1.59(2H、m)、0.97(3H、d、J=6.8Hz)、0.94(3H、d、J=6.8Hz);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.0、166.7、58.2、56.4、45.7、42.8、29.1、24.6、23.2、22.4、21.6
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ6.98(1H、s)、4.09(1H、t、J=6.8Hz)、3.73−3.62(1H、m)、3.53−3.47(1H、m)、2.41−2.35(1H、m)、2.23−2.16(1H、m)、2.04−1.96(1H、m)、1.94−1.82(2H、m)、1.03(3H、d、J=6.8Hz)、0.88(3H、d、J=6.8Hz)
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ6.99(1H、s)、4.11−4.08(2H、m)、3.61−3.47(2H、m)、2.35−2.27(1H、m)、2.13−1.82(3H、m)、1.45(3H、d、J=6.8Hz);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.8、166.6、59.4、51.3、45.6、28.3、22.9、16.0
白色固体、1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ4.25(1H、dd、J=9.2、1.6、Hz)、4.17(1H、q、J=11.6、6.0Hz)、3.51(2H、m、H9)、2.30(1H、m)、1.96−2.05(3H、m)、1.37(3H、d、J=6.8Hz)
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.05(2H、d、J=8.4Hz)、6.77(2H、d、J=8.4Hz)、5.72(1H、s)、4.21(1H、d、J=6.4Hz)、4.08(1H、t、J=6.8Hz)、3.66−3.59(1H、m)、3.56−3.51(1H、m)、3.44−3.39(1H、m)、2.75(1H、dd、J=10.0、14.4Hz)、2.29(1H、m)、2.02−1.96(1H、m)、1.94−1.83(2H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ169.8、165.3、155.6、130.5(2C)、127.4、116.3(2C)、59.3、56.4、45.6、36.1、28.5、22.7
化合物番号55
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.40(1H、s)、4.10(2H、t)、3.97(2H、dd)、3.60−3.52(2H、m)、2.36−2.30(1H、m)、2.06−1.98(2H、m)、1.90−1.86(1H、m);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.5、165.2、61.2、59.2、56.7、45.5、28.4、22.7
白色固体、1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ8.18(1H、d)、5.04(1H、d)、4.12(1H、dd)、3.98−3.95(1H、m)、3.43−3.28(3H、m)、2.13−2.08(1H、m)、1.85−1.79(1H、m)、1.77−1.63(2H、m)、1.07(3H、d);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ169.1、164.8、67.8、62.6、57.6、44.4、28.3、21.1、19.8
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.55(1H、s)、4.05(2H、m)、3.63−3.56(1H、m)、3.50−3.44(1H、m)、2.65−2.51(2H、m)、2.38−2.31(1H、m)、2.05(3H、s)、2.01−1.80(4H、m)、1.80−1.70(1H、m)
白色固体、1H NMR(400MHz、methanol−d4)δ7.28−7.31(3H、m)、7.18(2H、dd、J=7.2、2.4Hz)、4.20(1H、t、J=4.8Hz)、3.53(1H、dt、J=12.0、8.4Hz)、3.27−3.33(1H、m)、3.19(1H、dd、J=14.0、4.8Hz)、2.99(1H、dd、J=14.0、4.8Hz)、2.60(1H、t、J=6.4Hz)、2.02(1H、m)、1.90(1H、m)、1.67(1H、m)、1.61(1H、m);13C NMR(100MHz、methanol−d4)δ170.1、166.2、135.5、130.1、128.5、127.3、58.6、57.9、45.0、39.8、28.6、21.3
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.1(1H、s)、4.08(1H、dd)、3.77(1H、dd)、3.70−3.63(1H、m)、3.51−3.46(1H、m)、2.40−2.34(1H、m)、2.03−1.82(4H、m)、1.59−1.50(1H、m)、1.25−1.18(1H、m)、1.00(3H、d)、0.92(3H、t);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ169.8、165.5、63.0、58.5、45.8、39.8、29.5、24.7、22.1、15.4、11.5
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ6.56(1H、s)、4.10(1H、t、J=8.4Hz)、3.99(1H、dd、J=9.2、3.6Hz)、3.60−3.47(2H、m)、2.32−2.27(1H、m)、2.11−1.94(3H、m)、1.90−1.85(1H、m)、1.82−1.73(1H、m)、1.53−1.46(1H、m)、0.97(3H、d、J=6.8Hz)、0.92(3H、d、J=6.8Hz);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.6、166.5、59.2、53.6、45.6、38.7、28.2、24.8、23.4、22.9、21.4
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ6.17(1H、s)、4.08(1H、t、J=8.0Hz)、3.92(1H、s)、3.66−3.59(1H、m)、3.55(1H、m)、2.65−2.58(1H、m)、2.39−2.33(1H、m)、2.08−1.98(2H、m)、1.93−1.83(1H、m)、1.07(3H、d、J=7.2Hz)、0.88(3H、d、J=7.2Hz)
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.30(1H、s)、4.29(1H、dd)、4.05(2H、t)、3.89(1H、d)、3.57−3.50(1H、m)、3.47−3.41(1H、m)、2.29−2.23(1H、m)、2.04−1.90(3H、m)、1.86−1.81(1H、m)、1.28(3H、d);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.5、165.6、65.7、59.7、59.1、45.4、28.2、22.7、19.4
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ6.57(1H、s)、4.04(1H、t)、3.93(1H、s)、3.63−3.47(2H、m)、2.35−2.24(2H、m)、2.02−1.93(2H、m)、1.88−1.85(1H、m)、1.43−1.35(1H、m)、1.22−1.15(1H、m)、1.04(3H、d)、0.90(3H、t);13C NMR(CDCl3、100MHz)δ170.3、165.3、60.7、58.9、45.3、35.5、28.7、24.2、22.5、15.9、12.0
白色固体、Rf0.26(1.0:9.0MeOH/MC);1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ7.96(1H、s)、7.41(1H、s)、6.90(1H、s)、4.34(1H、t、J=6.2Hz)、4.18(1H、t、J=7.8Hz)、3.40−3.35(1H、m)、3.29−3.27(1H、m)、2.70(1H、dd、J=5.6、16Hz)、2.28(1H、dd、J=6.4、16Hz)、2.15−2.08(1H、m)、1.91−1.74(3H、m);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ172.1、170.4、166.2、59.2、52.1、45.5、35.3、28.2、23.0
白色固体、1H NMR(CDCl3、400MHz)δ7.33(1H、s)、4.20(1H、t、J=5.6Hz)、4.10(1H、t、J=8.2Hz)、3.61−3.48(2H、m)、2.69(2H、t、J=7.0Hz)、2.41−2.28(2H、m)、2.10(3H、s)、2.07−1.93(3H、m)、1.91−1.84(1H、m)
白色固体、1H NMR(DMSO−d6、400MHz)δ9.29(1H、s)、8.10(1H、d、J=3.2Hz)、6.89(2H、d、J=8.4Hz)、6.65(2H、d、J=8.0Hz)、3.90(1H、d、J=4.4Hz)、3.42−3.58(1H、m)、3.20−3.14(1H、m)、2.92−2.82(2H、m)、2.76(1H、dd、J=13.6、4.8Hz)、1.98−1.91(2H、m)、1.80−1.72(1H、m)、1.61−1.52(1H、m);13C NMR(DMSO−d6、100MHz)δ168.3、164.8、156.3、130.7、125.8、115.0、58.1、57.1、44.5、38.6、28.5、21.2
シロイヌナズナ植物で誘導抵抗性遺伝子PR−1とPDF1.2の発現
本発明の2,5−ジケトピペラジン化合物を植物に処理して下記方法で抗真菌性誘導抵抗性遺伝子の発現程度を測定した。
タバコ葉でPR−1αGus活性化程度の測定
PR−1α病抵抗性プロモーターにより誘導されたGUS遺伝子が結合されたタバコ(Xanthi nc)を3週間育苗した後、第2葉に試験化合物の希釈液を100μLずつ注射器で注入した。3日後に周辺の葉を内径5mmの大きさのコルク穿孔器で採取した後、試料を1.5mLエッペンドルフチューブに入れ、GUS抽出緩衝液20μLを加えて磨砕した後、8000Gで3分間遠心分離して上澄液を取った。同量の2mMのMUG(4−methyl umbellifryl−B−glucuronide)溶液を入れ、37℃で1時間反応させた後、960μLの停止緩衝液(0.2M炭酸ナトリウム)を添加して1mLにした後、TKO100蛍光計(Hoefoer Scientific Instruments USA)で蛍光を測定した。この時、MU(4−methyl umbellyferon)を標準試薬として蛍光量を補正し、GUS活性はMU−mM/試料−10mg/時間にした。その結果は下記表2に示した。
植物病発病の抑制効果
本発明の2,5−ジケトピペラジン化合物を植物に処理し、下記の方法で植物病発病の抑制効果を測定した。
タバコまたはキュウリを直径10cm×高さ13cmのプラスチックポットに播種した後、イエローボックス(yellow box)に12個ずつ入れた。播種後に第1葉が出始めたキュウリまたはタバコの双葉に100μLずつ接種した。試験化合物の処理は20%メタノールに溶かして5000原液を製造し、この原液を1、10、100ppm濃度に希釈した。
目視で観察し、軟腐病は軟腐の程度に応じて0〜100%までの病斑面積率を調べ、炭疽病は葉に発病した病斑の個数を数えて調べた。
タバコ植物に対する軟腐病発病の抑制効果の実験結果は下記表3、4、5及び図4、5、6に示した。
前記表9は、薬剤の効能が相当期間保持されることを確認するために、第1葉と第2葉での薬効を試験した結果であって、本発明の農業用薬剤は、対照薬剤(BHT)に比較して病抵抗性が第2葉でも比較的高く保持されることを観察することができた。したがって、本発明の農業用薬剤は、その薬効が長く保持されることが分かる。
トウガラシ果実で炭疽病発生の抑制効果
本発明の農業用薬剤による植物病抵抗性の誘導により現れる全身的薬効効能を調べるために、下記のような実験を実施した。
播種後に6週目の30cm大きさのトウガラシ苗に試験化合物を0.1、1.0、10.0ppmの濃度で土壌灌注処理した後、10日後にトウガラシ果実を収穫して処理別に湿室処理されたプラスチックボックスに配列した。発病を誘導するために、トウガラシ炭疽菌(Colletotrichum acutatum)の胞子懸濁液を1×105conidia/mL個の濃度でトウガラシ果実の表面に10μLずつ滴下した後、28℃で一週間湿室処理し、病発生率を調べた。
トウガラシ果実で炭疽病発病の抑制効果の実験結果は下記表10及び図9に示した。
夏期水耕栽培におけるハクサイの軟腐病の抑制効果
本発明の化合物は、細菌性病にも有効な効果があることを確認するために、細菌性軟腐病が発生する畑で下記のような試験を実施した。
水耕栽培ハクサイに試験化合物を散布した後、1週後に自然発生した軟腐病を調べた。ハクサイは低温性作物で、暑い夏季には生育が非常に不良で、細菌性軟腐病菌(Pectobacterium carotovorum)による発病発生が非常に高いため、自然発生軟腐病の調査で試験が可能であった。病気の発生は葉当たり病斑面積率を評価し、統計的均一性を確保するために第3、第4本葉の病斑面積率を調べた。
ハクサイ葉で細菌性軟腐病発病の抑制効果の実験結果は下記表11及び図10に示した。
植物の生長促進効能の測定
本発明の化合物による植物生長促進の効能を確認するために、下記の実験を実施した。
植物の葉に試験化合物を灌注処理し、7日後に草長を測定し、植物病を接種し、3〜5日経過した後に植物葉の大きさを測定して対照群と比較し、相対的な生長程度を測定した。
キュウリ葉での植物生長促進効果の実験結果は下記表12に示した。また、ハクサイ葉での植物生長促進効果の実験結果は図11に示した。
本製剤例では、前記一般式(1)で表される化合物を活性成分として含む農業用薬剤を適用目的に適するように製剤化する代表例である。製剤化に用いられた各使用成分の組成は下記の通りである。
水和剤
化学式1の化合物10g、NK250L(界面活性剤)10g、ホワイトカーボン10g、パイロフィライト(Pyrophyllite;増量剤)70gを粉砕混合して水和剤を製造した。
乳剤
化学式1の化合物10g、DDY2000(界面活性剤)10g、キシレン80gを混合して乳剤を製造した。
液状水和剤
化学式1の化合物10g、HY1910(界面活性剤)10g、プロピレングリコール5g、キサンタンゴム0.2g、KM−73(消泡剤)0.15g、バイオサイド(Biocide)−LS(防腐剤)0.2g、KNP(増粘剤)0.1g、水(増量剤)74.35gをボールミル(Ball mill)で粉砕混合して液状水和剤を製造した。
水面浮上性粒剤
化学式1の化合物5g、パラフィンオイル7.5g、アルキルスルホコハク酸ナトリウム(界面活性剤)2g、ホワイトカーボン3g、キサンタンゴム1.2g、ポリアクリル酸ナトリウム0.8g、塩化カリウム80.5gを混合して水平式押出成形機で粒化、乾燥して水面浮上性粒剤を製造した。
粒剤
化学式1の化合物5g、HY1910(界面活性剤)2.5g、NK250L(界面活性剤)0.2g、ソーダ灰0.5g、デキストリン2.0g、ベントナイト25g、滑石(Talc)64.8gを水と混合し、水平式押出成形機で粒化、乾燥して粒剤を製造した。
混合剤
前記製剤例1〜5において、活性成分として用いられる化学式1の化合物重量の20重量%内で商業的に用いられている通常の殺菌剤、殺虫剤、除草剤から選択された単独または混合物を代替使用して混合剤を製造した。
Claims (15)
- 下記一般式(1)で表される2,5−ジケトピペラジン誘導体及び農薬学的に許容可能なその塩から選択された化合物を活性成分として含む、植物の生長を促進させるための、植物の病気に対する誘導抵抗性(ISR)を提供するための、あるいは、植物の生育を促進させかつ植物の病気に対する誘導抵抗性(ISR)を提供するための農業用薬剤。
R1、R3、及びR4は水素原子であり、
R2はヒドロキシ、カルバモイル、C1〜C6アルキルチオ、及びインドリルから選択された置換基で置換されたC1〜C6の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、
R5はR6に結合して5員の縮合環を形成する。) - 前記一般式(1)で表される2,5−ジケトピペラジン誘導体がラセミ混合物または異性体化合物であることを特徴とする請求項1に記載の農業用薬剤。
- 3−(インドール−3−イルメチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−ヒドロキシメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、 3−(1−ヒドロキシエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−カルバモイルエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−(2−メチルチオエチル)ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−カルバモイルメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、
3−メチルチオメチルヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピラジン−1,4−ジオン、 から選択された2,5−ジケトピペラジン化合物または農薬学的に許容可能なその塩を活性成分として含むことを特徴とする請求項1に記載の農業用薬剤。 - 活性成分として他の殺菌剤、殺虫剤、除草剤、植物生長調節剤、及び肥料から選択された単独または複数の成分をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の農業用薬剤。
- 水和剤、懸濁剤、乳剤、乳濁剤、微乳濁剤、液剤、分散性液剤、顆粒水和剤、粒剤、粉剤、液状水和剤、水面浮上性粒剤または錠剤としたことを特徴とする請求項1に記載の農業用薬剤。
- 前記植物病が軟腐病、立枯病、疫病、つる割病、斑点病、またはモザイク病であることを特徴とする請求項1に記載の農業用薬剤。
- 前記植物は双子葉植物であることを特徴とする請求項1に記載の農業用薬剤。
- 前記双子葉植物はタバコ、ハクサイ、トウガラシ、キュウリ、ジャガイモ、及びトマトから選択されることを特徴とする請求項7に記載の農業用薬剤。
- 請求項1に記載の農業用薬剤を植物に処理することを特徴とする植物生長促進方法。
- 前記植物は双子葉植物であることを特徴とする請求項9に記載の植物生長促進方法。
- 前記双子葉植物はタバコ、ハクサイ、トウガラシ、キュウリ、ジャガイモ、及びトマトから選択されることを特徴とする請求項10に記載の植物生長促進方法。
- 請求項1に記載の農業用薬剤を植物に処理することを特徴とする植物病発病の予防または抑制方法。
- 前記植物は双子葉植物であることを特徴とする請求項12に記載の植物病発病の予防または抑制方法。
- 前記双子葉植物はタバコ、ハクサイ、トウガラシ、キュウリ、ジャガイモ、及びトマトから選択されることを特徴とする請求項13に記載の植物病発病の予防または抑制方法。
- 前記植物病が軟腐病、立枯病、疫病、つる割病、斑点病、またはモザイク病であることを特徴とする請求項12に記載の植物病発病の予防または抑制方法。
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