專利名稱：一種新的植物防御誘導(dǎo)劑冠酮甘素及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于農(nóng)藥化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種新的植物防御誘導(dǎo)劑冠酮甘素2-[(6-ethyl-l-oxoindane-4-carbonyl) amio] -acetic acid methyl ester 及其制備方法和在制備植物防御誘導(dǎo)劑或植物保護(hù)劑中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
:時(shí)常發(fā)生的農(nóng)作物或經(jīng)濟(jì)作物病蟲(chóng)災(zāi)害每年都會(huì)給我國(guó)農(nóng)、林等行業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失，探索開(kāi)發(fā)對(duì)植物病蟲(chóng)害防控更具經(jīng)濟(jì)實(shí)效性的新技術(shù)方法一直是備受重視的研究課題。在植物病蟲(chóng)害防控方面，當(dāng)前最為主要的防控手段是使用化學(xué)農(nóng)藥。然而化學(xué)農(nóng)藥的長(zhǎng)期大量使用不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并且還會(huì)對(duì)人類自身帶來(lái)直接或間接的嚴(yán)重健康威脅，因而在越來(lái)越注重綠色環(huán)保和人類自身健康的當(dāng)今社會(huì)，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的和更具綠色環(huán)保特性的植物病蟲(chóng)害防控(植物保護(hù))新技術(shù)方法便具有著其特殊重要的意義和需求。植物在進(jìn)化過(guò)程中其與周圍病原微生物或昆蟲(chóng)有著長(zhǎng)期的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系，經(jīng)由千百萬(wàn)年的協(xié)同進(jìn)化和自然選擇，植物大都已形成有了自身較系統(tǒng)的自身防衛(wèi)機(jī)制系統(tǒng)。近些年來(lái)，化學(xué)生態(tài)學(xué)等多學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域的研究顯示，植物潛在具有的在抵御外界病原微生物或昆蟲(chóng)等侵害的能力大多數(shù)情況下是足夠和充分有效的，因而若能有效利用和發(fā)揮植物自身潛在具有的防衛(wèi)能力則將可極大地實(shí)現(xiàn)對(duì)植物病蟲(chóng)害綠色環(huán)保地防控。然而植物病蟲(chóng)災(zāi)害還是會(huì)時(shí)不時(shí)在較廣泛地域發(fā)生，究其原因這主要是由于大多數(shù)情況下植物在遭遇病原微生物或昆蟲(chóng)等侵害時(shí)其自身的防衛(wèi)機(jī)制系統(tǒng)沒(méi)有被激活啟動(dòng)或沒(méi)能來(lái)得及被充分有效地激活。植物經(jīng)協(xié)同進(jìn)化和自然選擇而獲得的自我防衛(wèi)機(jī)制系統(tǒng)并不始終處于充分激活狀態(tài)，而是在植物生長(zhǎng)過(guò)程中受到植`物自身調(diào)節(jié)機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控。目前有關(guān)植物防御的相關(guān)研究顯示，植物防御機(jī)制系統(tǒng)的啟動(dòng)激活需經(jīng)由防御相關(guān)化學(xué)信號(hào)的傳導(dǎo)激發(fā)，這其中JA、Me-JA以及JA-L-1le (JAI)被證實(shí)是激活植物防御(特別是系統(tǒng)獲得性防御)最為有效的信號(hào)分子。研究表明，這些信號(hào)分子的外源使用能有效地激活植物防御而相應(yīng)顯著提高植物抵御病原微生物和昆蟲(chóng)侵害的能力，因而它們是能用于有效提高植物防衛(wèi)能力的植物防御誘導(dǎo)激活子。然而這些信號(hào)分子一方面不易規(guī)?；@得，且它們屬于植物內(nèi)源就能產(chǎn)生的相關(guān)信號(hào)分子很容易被植物自身的代謝機(jī)制快速降解失活，因而其誘導(dǎo)激活植物防御的功能相應(yīng)較難以持久，因而它們尚不具備作為理想植物防御誘導(dǎo)劑必要的推廣實(shí)用化潛質(zhì)。以上植物內(nèi)源相關(guān)信號(hào)物作為植物防御誘導(dǎo)子易被植物自身快速代謝降解的局限性促使科學(xué)家們將獲得理想誘導(dǎo)劑的希望寄托在了探索發(fā)掘這些相關(guān)信號(hào)分子的結(jié)構(gòu)功能類似物上，而這其中的一個(gè)經(jīng)典發(fā)現(xiàn)便是冠毒素Coronatine。冠毒素是微生物細(xì)菌產(chǎn)生的一種植物毒素，該化合物的一個(gè)重要特點(diǎn)是它與JA尤其是JAI的結(jié)構(gòu)極為近似(參考文獻(xiàn):Phytochemistry，1998，49:1579-1583)。研究發(fā)現(xiàn)冠毒素不僅具有比JA和JAI等信號(hào)更強(qiáng)烈的誘導(dǎo)激活植物防御的活性，且由于冠毒素只是植物信號(hào)JA等的結(jié)構(gòu)功能類似物，相對(duì)于天然信號(hào)其不容易被植物快速降解失活，因而它在誘導(dǎo)功能上更能持久，因而該化合物是用于誘導(dǎo)植物防御系統(tǒng)提高植物自身防衛(wèi)能力的更好的誘導(dǎo)劑。然而冠毒素天然來(lái)源極為有限，且因分子結(jié)構(gòu)具多手心中心而不易被經(jīng)濟(jì)有效地化學(xué)合成，因而該化合物無(wú)論是從相關(guān)微生物中分離獲取還是化學(xué)合成制備其成本都極高，因而難以擴(kuò)大化使用。為克服冠毒素的相關(guān)不足，科學(xué)家們于是對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，由此導(dǎo)致具高誘導(dǎo)活性的冠酮素COTonalon的被發(fā)現(xiàn)。冠酮素是德國(guó)馬普化學(xué)生態(tài)研究所Boland教授研究組依據(jù)冠毒素的結(jié)構(gòu)特征通過(guò)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)而合成的JAI的類似物，研究顯示該化合物不僅保留了冠毒素的強(qiáng)誘導(dǎo)活性和相對(duì)的功能持久性的優(yōu)點(diǎn)，且由于結(jié)構(gòu)已大大簡(jiǎn)化而更易被化學(xué)全合成制備。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中該化合物依然存在一個(gè)顯著的缺陷，那就是其在配制相應(yīng)水溶液作為植物防御誘導(dǎo)劑具體使用時(shí)其在水中的溶解性極為不好，不僅需甲醇或乙醇助溶，且最大濃度還僅能達(dá)到ImM，這嚴(yán)重限制了其作為植物防御誘導(dǎo)激活劑的實(shí)際應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的是提供一種在誘導(dǎo)植物防御方面具有強(qiáng)的誘導(dǎo)活性，并同時(shí)兼具良好水溶性的化合物冠酮甘素及其制備方法和用途。為克服當(dāng)前冠酮素等化合物在用作植物防御誘導(dǎo)劑依然存在的不足，我們從優(yōu)化冠酮素的結(jié)構(gòu)以期能在保持其優(yōu)點(diǎn)和同時(shí)能增強(qiáng)其水溶性的角度出發(fā)，通過(guò)進(jìn)一步的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)合成了新的化合物分子即冠酮甘素，具體是以6-乙基-4-羧基-茚酮為反應(yīng)底物與甘氨酸甲酯鹽酸鹽縮合反應(yīng)生成了目標(biāo)產(chǎn)物分子，即新化合物2- [ (6-ethyl-l-oxoindane-4-carbonyl)amio]-acetic acid methyl ester (命名為冠酮甘素)。該化合物不僅具有與已報(bào)道化合物冠酮素同樣強(qiáng)烈的誘導(dǎo)植物防御的活性，且還具有更為良好的水溶性，我們以合成獲得的該新化合物為基礎(chǔ)課配制成相關(guān)水溶液用能作為植物防御的誘導(dǎo)激活劑或植物保護(hù)劑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明目的。本發(fā)明的冠酮甘素或其衍生物，其特征在于，冠酮甘素的結(jié)構(gòu)如式(I )表示:
權(quán)利要求
1.冠酮甘素或其衍生物，其特征在于，冠酮甘素的結(jié)構(gòu)如式(I)表示:
2.—種權(quán)利要求1所述的如式(I )表示的冠酮甘素的制備方法，其特征在于，是以6-乙基-4-羧基-茚酮為反應(yīng)底物在DMF溶液中于HATU催化劑作用下與甘氨酸甲酯鹽酸鹽縮合反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物冠酮甘素。
3.權(quán)利要求1所述的如式(I)表示的冠酮甘素或其衍生物在制備植物防御誘導(dǎo)劑或植物保護(hù)劑中的應(yīng)用。
4.含權(quán)利要求1所述的如式(I)表示的冠酮甘素或其衍生物的組合物在制備植物防御誘導(dǎo)劑或植物保護(hù)劑中的應(yīng)用。
5.一種植物防御誘導(dǎo)劑或植物保護(hù)劑，其特征在于，含有有效量的作為活性成分的權(quán)利要求I所述的如式(I )表 示的冠酮甘素或其衍生物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新的植物防御誘導(dǎo)劑冠酮甘素及其制備方法和用途。冠酮甘素其結(jié)構(gòu)如式(Ⅰ)所示。本發(fā)明的新化合物冠酮甘素不僅水溶性良好，且以該化合物配制的低濃度水溶液其在對(duì)多種植物揮發(fā)性成分的誘導(dǎo)分析實(shí)驗(yàn)測(cè)試中呈現(xiàn)了與已報(bào)道化合物冠酮素同樣強(qiáng)烈的誘導(dǎo)活性，顯示該化合物是比冠酮素更具優(yōu)越特性的、具推廣實(shí)用化前景的植物防御誘導(dǎo)劑(或植物保護(hù)劑)，其在對(duì)農(nóng)作物或經(jīng)濟(jì)作物實(shí)施綠色環(huán)保型植物保護(hù)或病蟲(chóng)害防控等方面可望具有潛在重要的用途。
文檔編號(hào)A01P21/00GK103113255SQ20131005918
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者譚建文, 徐巧林, 王晶, 任慧, 鄭夢(mèng)斐 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院華南植物園