KR880001240B1

KR880001240B1 - 브라시노라이드 유사체의 제조방법

Info

Publication number: KR880001240B1
Application number: KR1019860001511A
Authority: KR
Inventors: 조광연; 허만욱; 김영섭
Original assignee: 재단법인 한국화학연구소; 채영복
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1988-07-12
Also published as: KR870008913A

Abstract

내용 없음.

Description

브라시노라이드 유사체의 제조방법

본 발명은 신규의 브라시노라이드 유사체의 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 식물 생장 조정제로서 유용한 하기 일반식(I)의 브라시노라이드 유사체의 제조방법에 관한 것이다.

를 나타낸다.

하기 일반식(A)의 브라시노라이드 화합물은 1979년 미국의 클로브 등에 의해 유채의 화분으로 부터 처음으로 분리된 화합물로서(Nature, 281, 216, 1979)식물 생육 촉진물이며, 이는 1980년 풍 등이 입체 선택적으로 합성했다[J. Am. Chem. Soc., 102, 6580(1980)].

그후, 이 화합물이 식물의 생장에 미치는 효과가 여러면에서 검토되었다(Chem & Eng. News, Nov. 5, 20, 1979).

브라시노라이드는 강력한 식물생장 촉진효과를 갖는다고 보고되어 있으며, 이는 식물 세포의 길이 생장과 세포분열의 촉진에 의한 것으로 밝혀졌다. 이들 물질은 극히 낮은 농도(1×10^-4μg/ml)에서도 효과가 있다고 보고되어 왔다[Agric, Bio, Chem, 48(3), 719~726, 1984, ibid 47(5), 1139~1141, 1983]현재 이런 종류의 화합물을 농업에 이용하려는 시도가 미국, 일본, 유럽 등에서 널리 행하여지고 있으며 상당히 성공적인 결과들이 보고되고 있다.

첫번째 시도는 보통 식물보다 더 빠르게 꽃이 피고 열매가 맺으며, 빨리 익게하는 시도가 벼, 딸기, 양상치, 대두콩과 보리 등에 행하여 졌으며, 이 실험결과, 이들 브라시노라이드가 유묘상태의 식물에 대해, 태양광을 좀더 효과적으로 이용케하는 것으로 믿어지고 있다. 이제 막 싹이 트는 식물체의 약 1에이커의 면적에 1mg 정도만 뿌려도 조기수학 등의 목표를 달성할 수 있는 것으로 믿어져, 우리나라, 캐나다, 알래스카와 같은 비교적 북쪽에 위치한 지역에서 수확기를 단축함으로서 생산량을 증대시킬 수 있으며, 비교적 따뜻한 나라에선, 1번 더 수확할 수 있는 가능성을 제시한다고 볼 수있다. 둘째로, 브라시노라이드는 식물체가 잡초와 곤충, 질병 그리고 그외의 여러 불리한 환경적인 요건(서리, 가뭄)에 가장 취약한 시기인 유묘시기에 이를 강하게 하여 주기 때문에, 최종산물의 상태가 좋고, 더욱 커질 수 있다. 브라시노라이드로 처리할 경우, 뿌리가 굳건해져(예, 딸기, 토마토, 콩에서), 조기 수확뿐만 아니라 노화도 늦추어 주는 것으로 믿어지고 있다. 실제 미국 농무성의 연구팀의 연구 결과로는 몇몇 작물에서 약 15%~20%의 증수가 있었고, 감자의 눈에 발라준 결과 그 크기가 커져 시장에서의 인기가 좋았다고 하며, 콩의 온실 실험에선 32%나 증수가 있었다고 한다.

이 화합물들은 그후 연구결과[T. Morishita, H.Abe, M. Uchiyama, S. Marumo, S. Takatsut and N. Ikekawa, Phytochem., 22, 1051(1983)

S. Takatsuto, B. Ying, M. Morisaki and N. Ikekawa, J. Chromatogr., 239, 233(1982)

M. Ikeda, S. Takatsuto, T. Sassa, N. Ikekawa and M. Nukina, Agric. Biol. Chem., 47, 655(1983)

T . Yokota, J. Baba and N. Takahashi, Tetrahedron Lett., 23, 4965(1982)

H. Abe, I. Morishita, M. Uchiyama, S. Marumo, K. Munakata, S. Takatsuto and M. Ikekawa, Agric. Biol. Chem., 46, 2609(1982)

H. Abe, T. Morisheta, M. Uchiyama, S. Takatsuto, N. Ikekawa, M. Ikeda, T. Sassa, T. Kitsuwa and S. Marumo, Experientia, 39, 351(1983)

T . Yokota, M. Arima and N. Takahashi, Tetrahedron Lett., 23, 1275(1982)

J. Baba, T. Yokota and N. Takahashi, Agric. Biol. Chem., 47, 659(1983)

T. Yokoda, J. Baba and N. Takahashi, Agric, Biol. Chem., 47, 1409(1983)

T. Yokota, M. Arima, N. Takahashi, S. Takatsuto, N. Ikekawa, T. Takematsu, Agric, Biol. Chem., 47(10), 2419~2420)(1983)]에 의하면, 자연계에도 널리 존재하는 것으로 알려져 있으며, 앞으로 농업적인 면에서 광범위한 응용이 기대되고 있는 화합물이다.

그러나, 이 화합물은 그 구조에서 알 수 있듯이 7개의 키랄중신(Chiral Center)을 가지고 있으며, 그 구조가 복잡하여 대량 생산에 문제가 있으며, 자연 상태에서 불안정하여 쉽게 그 효과를 상실하는 결점을 가지고 있다.

본 발명자들은 식물에 대해 브라시노라이드와 같은 생리적인 효과를 가지고 있으면서, 합성이 용이하고 생산 가격이 저렴한 화합물을 개발하기 위하여, 예의 연구를 한 결과, 브라시노라이드의 측쇄가 생물학적 활성을 좌우하는 중요한 인자임을 발견하였다. 즉 측쇄의 길이가 탄소사슬로 볼때 3개 내지 5개의 범위에 있어야 하며, 적절한 소수성을 갖어야 한다는 것이다. 따라서 이의 요구도를 충족하는 여러 화합물들을 제조하였고, 특히 방향족 화합물을 측쇄에 도입한 화합물들도 제조하였다. 또한 B환의 락톤이나 케톤 대신에 C-6에 알콜기를 갖는 유사체들도 주목할 만한 생물학적 활성을 갖음을 발견하였다. 이들 화합물들에 대해 라미나조인트 법으로 실험한 결과, 강력한 생리활성을 가지고 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 하기 일반식(Ⅱ)의 화합물을 보란과 같은 환원제로 반응시켜 일반식(Ⅲ)의화합물을 얻은 후, 일반식(Ⅲ)의 1, 2-위치의 보호기를 제거하여 상기 일반식(I)의 브라시노라이드 유사체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 식중, R은 전술한 바와 같다.

상기 방법을 상세히 설명하면, 일반식(Ⅱ)화합물을 불활성 용매에 녹인 후, 보란과 같은 환원제를 가하고 충분히 교반한 후 묽은 일칼리 용액과 과산화수소를 가하여 반응시키면 일반식(Ⅲ)화합물이 수득된다. 이렇게 생성된 화합물을 분리하거나 또는 분리하지 않은채 용매중 산 존재하 반응시키면 상기 화합물(I)이 얻어진다. 상기에서는 알칼리 용액이란 수산화나트륨 용액, 수산화 칼륨 용액 등을 의미하나 수산화나트륨 용액이 바람직하다.

본 발명을 하기 실시예로서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

2α, 3α, 6α-트리히드록시-22-엔-5α-스티그마스탄의 제조.

2α, 3α-이소프로필리덴-디옥시-22-엔-스티그마스탄-6-온(0.22g)을 무수에테르(10ml)에 녹인 후, 보란(2ml, 10M 용액)을 가한 후, 30분간 교반하고 3N-수산화나트륨 수용액(2ml)을 적가한 후 과산화수소(2ml, 35%)을 가하고 약 1시간 동안 교반한다. 이를 감압하 증발 시킨 후 컬럼 크로마토그래피(실리카겔 230~400 메쉬, 헥산 : 에틸아세테이트=4 : 1, Rf=0.21)하여 2α, 3α-이소프로필리덴-디옥시-22-엔-스티그마스탄-6-히드록시(0.18g)을 얻었다. 수율=81.8%

: 3425(w), 2900(s), 2825(s), 1466(m), 1380(m), 1370(m), 1250(m), 1220(m), 1175(w), 1150(w), 1080(m), 1050(s), 1020(w), 980(w), 950(w), 900(w), 880(w), 860(w), 805(w), 520(w).

NMR(H, 60MHz, CDC1₃/TMS)δ(ppm) : 0.65~2.35(m, singlets at 0.70, 0.91, 1.07, 1.10, 1.21, 1.32, 1.42, 1.70, 2.0), 3.67~4.33(3H, m), 4.90~5.15(2H, m).

상기에서 얻은 생성물을 테트라히드로푸란(10ml)에 녹이고, 6N 염산(5ml)을 넣어 하룻밤 반응시킨 후 삼압하 용매를 제거하고 헥산-에테르하에서 충분히 긁어서 표제 화합물 0.12gr을 얻었다. 수율=72.7%

융점 : 219~223℃

: 3350(s), 2900(s), 2840(s), 1650(w), 1470(m), 1385(m), 1370(m), 1220(w), 1075(m), 1040(s), 1015(m), 980(m), 595(m).

NMR(H, 80MHz, CDC1₃/TMS)δ(ppm) : 0.60~2.30(m, singlets at 0.67, 0.81, 0.88, 0.95, 1.02, 1.05), 3.60~4.20(3H, m), 4.90~5.20(2H, m).

원소분석

계산치 ; C 78.05%, H 11.20%, O 10.75%

실측치 ; C 77.25%, H 11.49%, O 10.02%

시험방법

본 발명의 방법에 따라 제조한 브라시노라이드 유사체의 생물학적 활성 시험은 벼의 유묘의 라미나조인트의 굴곡각도를 알아보는 방법을 사용하였다. 이는 극히 낮은 농도에서도 브라시노하이드 유사체의 활성을 검정할 수 있는 극히 효과적인 방법이다[참조 : K. Wada, S. Marumo, N. Ikekawa, M. Morisaki 및 K. Mori, Plant and Cell Pbysiologh, 22, 323(1981)]벼(풍산벼, Oriza sativa, L. cv. Pungsna)를 발아시킨 후, 암실에서 8일간 키운 후에 제2절간의 조인트를 2cm 길이로 잘라서, 이를 하루동안 암실에서 증류수에 띄워 놓은 다음, 균일한 조인트를 골라 약제(1% 아세톤, 1%트윈으로 용액화)로 처리한 다음 2일간 암실에서 띄워 놓는다. 이를 꺼내 녹색광하에서 그의 굴곡 각도를 측정한다.

생물 실험의 결과를 하기표에 나타냈다.

주) * C는 대조구의 굴곡각도를 나타냄.

본 발명에 따라 제조된 신규 브라시노라이드 유사체는 상기 표에서 나타낸 바와 같이, 대조구에 비해 강력한 생리활성을 갖고 있음을 나타냈다.

따라서 본원의 목적물은 연중 일조량이 적은 지방에서 획기적으로 농업에 이용할 수 있으며, 온대, 열대 지방에서는 종래보다 2~3모작 경작에 충분한 효과를 나타내며 특히 경제작물의 영농을 성취할 수 있는 가능성이 있는 효과를 부여한다.

Claims

하기 일반식(Ⅱ)의 화합물을 환원제와 반응시켜 일반식(Ⅲ)이 화합물을 얻고, 이의 보호기를 제거함을 특징으로 하는 일반식(I)의 브라시노 유사체의 제조방법.

상기 식에서

R은 식

를나타낸다.