WO2002007518A1

WO2002007518A1 - Inhibiteurs metaboliques contre des brassinosteroides

Info

Publication number: WO2002007518A1
Application number: PCT/JP2001/006273
Authority: WO
Inventors: Tadao Asami; Shigeo Yoshida
Original assignee: Riken
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2002-01-31
Also published as: EP1304038A1; EP1304038A4; US6989351B2; CA2418128A1; JP2002047108A; US20040259735A1

Description

明細書ブラシノステロィド代謝阻害剤技術分野

本発明はプラシノステロイドの代謝阻害剤に関するものである。背景技術

ブラシノステロイドは、近年、分子遺伝学と生合成研究が結びつくことにより新しい分類の植物ホルモンとして認識されるようになった (Yokota, Trends in Plant Sci . 2, 137-143, 1997)。プラシノステロイドの化学が確立されて以来、それら同族体の生物活性が広く研究されており、茎の伸長、花粉管の生長、葉の屈曲、葉の開放、根の抑制、プロトンポンプの活性化（Mandava, Annu. Rev. Plant Physiol . Plant Mol . Biol . 39, 23-52， 1988)、エチレン生産の促進 (Schlagnhaufer et al . , Physiol . Plant, 61, pp.555-558, 1984)、導管要素の分化 ( Iwasaki et al . , Plant Cell Physiol . 32, 1007-1014， 1991 ; Yamamoto et al . , Plant Cell Physiol . 38, 980-983, 1997)、及び細胞伸長 (Azpiroz et al . , Plant Cell, 10, pp.219-230, 1998)を含む注目すべき植物生長反応が示されている。

また、ブラシノステロイドの生合成に関する広範囲の研究から、その生理作用のメカニズム及び調節が解明され始めている（Clouse， Plant J. 10, pp.1 - 8, 1996 ; Fujioka et al . , Physiol. Plant, 100, pp. 10-715, 1997)。現在のところ、 40個以上のブラシノステロィドが同定されているが、 C28-ブラシノステロイドのほとんどはごく一般的な植物ステロールであり、側鎖の炭素骨格がブラシノラィドと同じであるカンペステロールから生合成されると考えられている。

特有の矮小化を示すァラビドプシス変異体が幾つか単離されており、 dwarfl (dwfl : Feldman et al.， Science, 243, pp.1351-1354, 1989; dim: Takahashi et al . , Genes Dev. , 9, pp.97-107, 1995; cbbl : Kauschmann et al . , Plant J. , 9, pp.701-703, 1996)、構造的な光形態形成及び矮小化 (cpd; Szekeres et al . ₅ Cell, 85, pp.171- 182, 1997)、並びに脱黄化 (det2: Li et al . , Science, 272, pp.398-401, 1996; Fujioka et al . , Plant Cell, 9, pp.1951-1962, 1997)が知られている。これらはブラシノステロィド生合成経路に欠損を有している。また、エンドゥマメの dwarf 変異体が最近特性決定されており、プラシノステロイド欠損体であることが報告された（Nomura et al . , Plant Physiol . , 113, pp.31- 37, 1997)。これらの例では、ブラシノライドを使用すると変異体の重度の矮小化が打ち消されることが知られている。これらの知見はブラシノステロィドが植物の生長及び発達に必要不可欠な役割を持つことを示唆しているが、ブラシノライドの生理学的重要性を解明するには変異体分析よりも別の有効な道具が求められている。

一般に、ジべレリンの作用研究法に見られるように生合成の特異的阻害剤は内因性物質の生理的機能を知る上で非常に有効である。ブラシノステロィド生合成の特異的阻害剤は、ブラシノステロィドの機能を理解するための新たな手段を提供することが期待される。ュニコナゾ一ルは ent-カウレンから ent -力ゥレン酸へのジベレリン生合成段階でチトクローム P- 450 による酸化を阻害する強力な植物生長調節剤 (PGR)であり、横田らはこの化合物の副作用として内因性カス夕ステロン量の僅かな減少を観察している（Yokota et al . , "Gibberellin" , Springer Verlag, New York, pp.339-349, 1991 )。実際に、ュニコナゾールはブラシノライドが誘導する導管要素の分化を阻害するが ( Iwasaki et al . , Plant Cell Physiol. 32, 1007-1014, 1991 )、ュニコナゾ一ルは本質的にジベレリン生合成を阻害するところから、ブラシノライド阻害作用は付随的な性質でしかない。

生合成酵素の欠損した変異体がァラビドプシスでいくつか知られており、その形態的変化はブラシノステロィド生合成欠損に特有であるところから、本発明者らはプラシノステロイド生合成の特異的阻害剤を見出すべく、テロイド生合成酵素欠損株に特有な形態変化を惹起する化合物を鋭意探索した _c その結果、 4— ( 4—クロロフヱニル）一 2—フエ二ルー 3— ( 1 , 2 , 4— トリァゾィル）ブ夕ン— 2—オールなどのトリァゾ一ル化合物が所望の阻害作用を有していることを見出した（特開 2000-53657号公報)。

一方、ブラシノステロイドの代謝を遺伝子的に制御することにより、植物はプラシノステロイドに対して高感受性になり、ブラシノステロィド投与の効果が著しく高まることが報告されている (Neff, M. Mつ et aL , Pro Natl . Acad. Sci . , USA, 96, pp.15316-23, 1999)。この方法を用いて、植物の生長を調節できる可能性もある。しかしながら、この技術は任意の時期、任意の植物への適用が難しいという問題があった。また、プラシノステロイド自体を植物に投与することにより植物の生長を調節でき、収量増加やストレス抵抗性を高めることができることが知られているが、ブラシノステロイドは高価であることから、農薬としての適用は困難である。ブラシノステロィドの代謝を薬剤により阻害することができれば、植物のブラシノステロィドに対する感受性を容易に高めることができると予想されるが、従来、ブラシノステロイドの代謝を阻害する物質は知られておらず、この方法を利用することができなかった。発明の開示

本発明の課題は、ブラシノステロィドの代謝阻害剤を提供することにある。本発明者らは上記の課題を解決すベく鋭意研究を行つた結果、ジフエノコナゾ —ル（difenoconazole) などのトリァゾ一ル化合物がプラシノステロイドの代謝阻害剤として作用することを見出した。本発明者らはさらに研究を続け、下記の式（I )又は式（I I )で表される化合物がブラシノステロィドの代謝を阻害すること、及び上記化合物がブラシノステロィドの代謝を阻害することにより植物の生長を調節する作用を有することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記の式（I )又は式（Π )：

(式中、 R¹及び R²はそれそれ独立に水素原子又は低級アルキル基を示し、： ³は水素原子、低級アルキル基、又は低級アルコキシアルキル基を示し、 H⁴は置換基を有することもあるフエ二ル基を示し、 Xは単結合又は一 CH₂—を示し、 R ¹¹は低級アルキル基、低級アルケニル基、又は置換基を有することもあるフヱ二ル基を示し、： R ¹²は低級アルキル基又は置換基を有することもあるフェニル基を示し、 R¹³は置換基を有することもあるフエ二ル基を示す）で表される化合物又はその塩を有効成分として含むブラシノステロィドの代謝阻害剤を提供するものである。

本発明の好ましい態様によれば、 R¹及び R²が水素原子であり、 R³がメチル基であり、 R⁴が 4— (4—クロ口フエニル）ォキシ一 2—クロ口フエニル基又はビフヱ二ルー 4—ィル基であり、 Xが単結合である上記の代謝阻害剤； R¹及び R²が水素原子であり、 R³が n—プロピル基又はメトキシメチル基であり、 R ⁴がクロ口フエニル基又はメトキシフエニル基であり、 Xが単結合である上記の代謝阻害剤；及び R ¹¹がメチル基であり、 R ¹²がフ工ニル基であり、 R ¹³が 4—クロロフェニル基である上記の代謝阻害剤が提供される。ブラシノステロイドとしてはブラシノライドが好ましい。

また、別の観点からは、植物のブラシノステロィドの代謝を阻害する方法であって、上記の式（I)又は式（II)で表される化合物又はその塩を植物に適用する工程を含む方法、及び上記の式（I)又は式（II)で表される化合物又はその塩を有効成分として含む代謝阻害剤を用いてブラシノステロイドの代謝を阻害することにより植物の生長を調節する方法が本発明により提供される。

また、さらに別の観点からは、上記のプラシノステロイドの代謝阻害剤を含む植物生長調節剤が本発明により提供される。この植物生長調節剤は、ブラシノステロィドの代謝阻害作用を有しており、例えば、植物の伸長調節、花粉生長調節、花の鮮度保持、植物の抗ストレス剤、雑草防除、植物の老化抑制、根の肥大化などの植物生長調節剤として用いることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の代謝阻害剤によりクレスの胚軸が伸長された結果を示す。播種後 5日目の結果を示す。

第 2図は、本発明の代謝阻害剤によりクレスの胚軸が伸長された結果を示す。播種後 14日目の結果を示す。発明を実施するための最良の形態

日本国特許出願 2000- 225486号明細書（2000年 7月 26日出願）の全ての開示を参照として本明細書の開示に含める。

上記式（I)において、 II¹、 R 又は R³が示す低級アルキル基としては、炭素数 1個〜 6個程度の直鎖又は分枝鎖のアルキル基を用いることができる（低級アルキル部分を有するアルコキシ基などのアルキル部分についても同様である）例えば、メチル基、ェチル基、 n-プロピル基、イソプロピル基、 n-ブチル基、 sec -プチル基、 tert-ブチル基などを挙げることができる。！^及び！^がともに水素原子である場合が好ましい。また、 R¹及び R²が水素原子であり、 R³が直鎖の低級アルキル基（例えばメチル基、ェチル基、 n—プロピル基、 n—プチル基など）であることが好ましい。特に好ましいのは、 1^及ぴ11²が水素原子であり、 R³がメチル基の場合である。： R³が示す低級アルコキシアルキル基の例としては、例えば、メトキシメチル基などを挙げることができる。 Xは単結合であることが好ましい。

が示すフエニル基が置換基を有する場合には、その置換基の種類、個数、又は結合位置は特に限定されない。例えば、 1個ないし 3個、好ましくは 1個又は 2個程度の置換基を有していることが好ましく、 2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。

フエニル基上の置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでもよい）、低級アルキル基（メチル基、ェチル基など)、低級シクロアルキル基（シクロプロピル基など)、ハロゲン化低級アルキル基（トリフルォロメチル基など）、低級アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基など）、アミノ基、モノ若しくはジアルキルアミノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基（エトキシカルボニル基など）、アルカノィル基（ァセチル基など）、ァロイル基（ペンゾィル基など）、ァラルキル基（ベンジル基など）、ァリール基（フエニル基など）、ァリ一ルォキシ基（フエノキシ基など）、ヘテロァリ一ル基（ピリジル基など）、ヘテロァリールォキシ基（ピリジルォキシ基など）、ヘテロ環基（ピロリジニル基など）、水酸基、二ト口基、シァノ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。

フエニル基上の置換基として、低級アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化低級アルキル基、低級アルコキシ基、ハロゲン化低級アルコキシ基、水酸基、ァリール基、ァリールォキシ基が好ましく、ハロゲン原子、フエニル基（環上にさらに 1個以上の置換基を有していてもよい）、フエノキシ基（環上にさらに 1個以上の置換基を有していてもよい）、又はハロゲン化低級アルキル基がより好ましい。 R ⁴が示すフエニル基上の置換基としてさらに好ましいのは、ハロゲン原子、置換若しくは無置換フエニル基、及び置換若しくは無置換フエノキシ基からなる群から選ばれる 1以上の置換基であり、特に好ましいのは塩素原子、フエニル基、及び 4—クロロフエノキシ基からなる群から選ばれる置換基である。

R ⁴が示す置換フェニル基として、より具体的には、 2—クロ口フエ二ル基、 4—クロ口フエ二ル基、 3 , 4—ジクロロフェニル基、 2 , 4—ジクロロフエニル基、 3， 4—ジフルオロフェニル基、 2 , 4—ジフルオロフェニル基、 4 —ブロモフエニル基、 4一トリフルォロメトキシフエ二ル基、 4 - 4一トリフルォロメチルフヱニル基、 3—トリフルォロメチルフエニル基、 4 —ヒドロキシフエニル基、 4—メトキシフエ二ル基、 2—クロ口一 4一トリフルォロメチルフエニル基、 3—クロ口— 4一トリフルォロメチルフエニル基、 4—ブロモ一 2—クロ口フエニル基、ビフエニル一 4—ィル基、（4—クロロフェニル）ォキシ一 2—クロ口フエニル基などを挙げることができる。これらのうち、ビフエ二ルー 4—ィル基、 4 - ( 4—クロ口フエニル）ォキシ—2—クロ口フエニル基が好ましい。

上記式（II )において、 R ^{1 1}は低級アルキル基、低級アルケニル基、又は置換基を有することもあるフエ二ル基を示す。低級アルキル基としては、炭素数 1 個〜 6個程度の直鎖又は分枝鎖のアルキル基を用いることができる。例えば、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n—ブチル基、 s e c—プチル基、 t e r t一ブチル基、イソプチル基などを挙げることができる。これらのうちメチル基又はェチル基が好ましく、特に好ましいのはメチル基である。低級アルケニル基としては、炭素数 2個〜 6個程度の直鎖又は分枝鎖のアルケニル基を用いることができる。例えば、ビニル基、ァリル基、 2—ブテニル基などを挙げることができる。

R ^{1 1}が示すフェニル基が置換基を有する場合には、その置換基の種類、個数、又は結合位置は特に限定されない。例えば、 1個ないし 3個、好ましくは 1個又は 2個程度の置換基を有していることが好ましく、 2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。フヱニル基上の置換基としては、例えば、上記に説明したものを用いることができる。

R ^{1 2}が示す低級アルキル基又は置換基を有することもあるフエニル基、 R ¹ ³が示す置換基を有することもあるフエニル基としては、それぞれ R ^{1 1}について説明したもの同様なものを用いることができる。 R ^{1 2}は無置換フエニル基が好ましいが、置換フエニル基として 2 , 4—ジフルオロフェニル基などを用いてもよい。 R ^{1 3}が示す置換フエニル基としては、 4一クロ口フエニル基などを挙げることができる。上記式（I )又は式（I I )で表される化合物は 1個又は 2以上の不斉炭素を有する場合がある。不斉炭素に基づく純粋な形態の光学活性体又はジァステレオ異性体のほか、任意の異性体混合物（例えば、 2以上のジァステレオ異性体の混合物）又はラセミ体などはいずれも本発明の代謝阻害剤の有効成分として利用 _ できる。また、式（I )又は式（I I )で表される化合物は酸付加塩を形成することができ、置換基の種類に応じて酸付加塩を形成することもある。塩の種類は特に限定されず、塩酸、硫酸などの鉱酸類との塩、 p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、酒石酸などの有機酸類との塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシゥム塩などの金属塩、アンモニゥム塩、トリェチルァミンなどの有機アミンとの塩、グリシンなどのアミノ酸との塩を挙げることができる。

式（I )で表される化合物の具体例としては、特願 2000-057564号明細書に示されているもののほか、下記の difenoconazole、Brz401などを挙げることができ、式（I I )で表される化合物の具体例としては、例えば、下記の brassinazoleのほか、特閧 2000- 53657号公報、特願 2000- 57565号明細書に記載された化合物を挙げることができる。

difenoconazole

式（I )で表される化合物は、文献記載の方法で製造するか（例えば、 Zeitschrift fur Naturforschung, 44c, pp.85-96, 1989など）、市販品を入手することが可能である。例えば、式（I )において、 R ¹及び R ²が水素原子であり、 R ³が n—プロビル基であり、 R ⁴が 2、 4—ジクロロフェニル基であり、 Xが単結合である化合物はチバ ·ガイギ一社から殺菌剤として販売されている (プロピコナゾ一ル： propiconazole)。また、新規化合物は、文献記載の方法に準じて製造することが可能である。上記式（II )で表される化合物は、特開 2000- 53657号公報に記載され方法又は特願 2000-57565号明細書に記載された方法に従って容易に製造することができる。

本発明の代謝阻害剤の有効成分である上記式（I )若しくは式（Π )の化合物又はそれらの塩は、植物ホルモンであるプラシノステロイドの代謝を阻害する作用を有している。本発明の代謝阻害剤を植物に適用した場合には、ブラシノステロイドを植物に投与した場合と同等の効果を発揮でき、ブラシノステロィドの代謝阻害に基づく植物生長調節を達成することができる。本明細書において用いられる「植物生長調節」という用語は、例えば、植物の矮化などの伸長調節、花粉生長調節、花の鮮度保持、植物の抗ストレス剤（熱、乾燥、寒さなど)、生殖制御による雑草防除、植物の老化抑制、根の肥大化などを含めて、最も広義に解釈する必要がある。また、プラシノステロイドにはブラシノライドなどの化合物が包含されるが、本発明の代謝阻害剤は、プラシノステロイドに包含される任意の化合物の代謝を阻害することができる。

本発明の代謝阻害剤は、例えば、当業界で周知の製剤用添加物を用いて、農薬用組成物として調製することができる。農薬用組成物の形態は特に限定されず、当業界で利用可能な形態であればいかなる形態を採用してもよい。例えば、乳剤、液剤、油剤、水溶剤、水和剤、フロアブル、粉剤、微粒剤、粒剤、エアゾール、くん蒸剤、又はペースト剤などの形態の組成物を用いることができる。農薬用組成物の製造方法も特に限定されず、当業者に利用可能な方法を適宜採用することができる。本発明の代謝阻害剤の有効成分としては、上記式（ I )又は式（Π )で表される化合物またはそれらの塩の 2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、殺虫剤、殺菌剤、殺虫殺菌剤、除草剤などの他の農薬の有効成分を配合してもよい。

本発明の代謝阻害剤の適用方法及び適用量は、適用目的、剤型、適用場所などの条件に応じて当業者が適宜選択可能である。本発明の代謝阻害剤は、高濃度で用いた場合にはブラシノステロィドの生合成を阻害することがあり、植物に対して代謝阻害剤とは逆の作用を発揮することがある。このような現象は、本発明の代謝阻害剤の代表例である difenoconazole、 Brz217、 Brz218、 Brz224、及び Brz225などに認められる。従って、本発明の代謝阻害剤は、植物に対して比較的低濃度で適用することが望ましいが、至適な作用を得るための濃度は以下の実施例を参照することにより当業者に適宜決定できる。実施例

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。

例 1

植物栽培実験法（寒天培地使用）

この方法は全ての化合物に対して共通の活性測定法である。代謝阻害剤としての活性はクレスの胚軸伸長を促進させる活性として測定した。種子を 1 %次亜塩素酸に 2 0分間浸潰して滅菌し、滅菌水で 5回洗浄した。次に種子を 0.5 Xの MS培地、 1.5%のショ糖を含んだ 1 %寒天培地上に播種しァグリポット（キリンビール株式会社より購入）内で無菌的に生育させた。被験化合物はこの寒天培地上にあらかじめ所定の濃度になるように調製しておき、同時に化合物を加えない対照区を常に用意した。植物は 1 6時間光条件 8時間暗条件で 2 5 °C で生育させた。活性測定は所定の生育期間後、クレスの下胚軸長を測定することにより行った。

第 1図及び第 2図に示したように、コントロールと比較して各化合物を処理した場合はクレス胚軸の伸長促進が観察された（図中、 Dif はジフヱノコナゾ —ルを示し、 Brz217 などの化合物は前記のとおりである）。また、ブラシノラィドを共に処理した場合、伸長がより促進される傾向が観察された。例 2

このクレス胚軸の伸長促進活性がブラシノステロイドの活性本体と考えられドの代謝阻害活性に基づくものであることを調べるために、ド 2 6位の酸化に伴う分解系における化合物の活性を調べた。植物材料としてエンドゥ豆の未熟種子を用い、セルフリ一系にブラシノライドを添加し、下記のスキーム中の右端の化合物の量を定量することにより代謝活性とし、 difenoconazoleについて代謝阻害作用を調べた ₍

ブラシノライド

化合物濃度代謝の阻害度 (％)コントロール比コントロ一ノレ 0

diienoconazole Ο.ΟΙ Μ 0

dnenoconazole 0.1μ.Μ 7

cafenoconazole Ι.ΟμΜ 72

dnenoconazole ΙΟμΜ 76 difenoconazoleはブラシノライドの代謝過程を 1〃Mの濃度で 72%阻害することが明らかとなった。有効濃度的には例 1の試験結果と異るが、植物種の違いに起因するものであると考えられる。

産業上の利用可能性

本発明の代謝阻害剤の有効成分である式（I )若しくは式（Π )の化合物又はそれらの塩はブラシノステロィドの代謝阻害作用を有しており、例えば、植物の伸長抑制、花粉生長抑制、花の鮮度保持、植物の抗ストレス剤、雑草防除、植物の老化抑制、根の肥大化などの植物生長調節剤として用いることができる。

Claims

請求の範囲下記の式（I)又は式（II)

(式中、 R¹及び R ²はそれそれ独立に水素原子又は低級アルキル基を示し、 R ³は水素原子、低級アルキル基、又は低級アルコキシアルキル基を示し、 R⁴は置換基を有することもあるフエ二ル基を示し、 Xは単結合又は一 C H ₂—を示し、 R ¹¹は低級アルキル基、低級アルケニル基、又は置換基を有することもあるフェニル基を示し、 R ¹²は低級アルキル基又は置換基を有することもあるフェニル基を示し、 R¹³は置換基を有することもあるフヱニル基を示す）で表される化合物又はその塩を有効成分として含むプラシノステロイドの代謝阻害剤

2. R¹及び R²が水素原子であり、 R³がメチル基であり、 R⁴が 4— (4ークロロフエニル）ォキシ— 2—クロ口フエニル基又はビフエニル— 4—ィル基であり、 Xが単結合である請求の範囲第 1項に記載の代謝阻害剤。

3. R¹及び R²が水素原子であり、 R³が n—プロビル基又はメトキシメチル基であり、 R⁴がクロ口フエニル基又はメトキシフエ二ル基であり、 Xが単結合である請求の範囲第 1項に記載の代謝阻害剤。

4. R¹¹がメチル基であり、： R¹²がフエニル基であり、 R¹³が 4—クロロフェニル基である請求の範囲第 1項に記載の代謝阻害剤。

5. ブラシノステロィドがブラシノライドである請求の範囲第 1項ないし第 3 項のいずれか 1項に記載の代謝阻害剤。

6. 請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれか 1項に記載の代謝阻害剤を用いドの代謝を阻害することにより植物の生長を調節する方法 _c