鄰酰胺基二苯脲類化合物的合成及其在農作物上的應用研究

彭壯　王明慧

摘要：為了尋找高活性新型植物生長調節劑，以靛紅酸酐和3--甲氨基丙胺為起始原料合成中間體2一氨基一N一[3一（二甲基氨基）丙基]苯甲酰胺，再與異氰酸苯酯加成合成目標化合物N一[3一（二甲氨基）丙基]-2-（3-苯基脲基）苯甲酰胺。結構通過元素分析和1H NMR確證，并對小麥、蘋果、番茄做了藥效試驗。結果表明：小麥試驗中，目標化合物在低濃度25 ug/mL時，發芽促進率達到了32.6%，高濃度抑制，在12.5 ug/mL時，主根促進率為36.3%，活性優于對照DA-6和清水，田間產量增產17.3%;蘋果田間試驗中，VC含量增加了35.0%，可溶性糖含量增加了5.87%，單果增產率25.2%，均優于對照化合物二苯脲;番茄田間實驗中，在50 ug/mL下，單株坐果數為12，增產率達到了35.3%，優于清水對照。說明目標化合物具有較高的生物活性，為新型植物生長調節劑的合成及活性研究提供了參考。

關鍵詞：靛紅酸酐;異氰酸苯酯;植物生長調節劑;合成;生物活性

中圖分類號：0622.6

文獻標志碼：A

論文編號：cjas18060024

0引言

自20世紀50年代以來，植物生長調節劑開始應用于農業，并得到了快速發展[1]。植物生長調節劑作為農藥的一種，具有對農作物增產、改善品質、提高抗逆的作用，但是所占比例較低[2-4]，在環境友好、安全無毒型農藥中植物生長調節劑具有巨大的發展潛力[5-6]。二苯?。―PU）是最早發現的具有細胞分裂素活性的苯脲類化合物[7]，Ricc[8]等討論了二苯脲衍生物具有促生根的細胞分裂素活性，證明了其具有廣泛的作用范圍。在此基礎上又發現了了具有促進植物芽分化的細胞分裂素噻苯?。═DZ），其生物活性高于腺嘌呤類衍生物[9-10]，Pasa[11]等通過外源施用TDZ，在保證梨品質的前提下，增加了果實的產量和梨農的收益?，F在已經商品化的調吡脲（CPPU）保留了苯基脲結構，是一種廣譜多用途植物生長調節劑，可經由植物的根、莖、葉、果吸收，然后運輸到起作用的部位，具有加速細胞分裂、誘導愈傷組織生長、促進生根發芽和果實膨大的作用[12-13]”。Ainalidouc[14]等闡述了CPPU促進迷糊桃果實的生長，且收貨后并沒有檢測到藥物殘留。但是因CPPU生產成本高，市場價格昂貴，難以在農業生產中廣泛使用[15]。專利CN 103719081A合成了一種山梨酰胺類化合物Q及其鹽，報道了其具有促進植物生根、增產提質的效果[16]。

本試驗保留了苯基脲結構，采用活性亞結構拼接法設計合成了鄰酰胺基二苯脲類化合物（如圖1所示）[17-18]，并對農作物做了生物活性試驗[19-20]，探討了增產性能。該合成方法簡單、收率高，便于在農業中廣泛使用。本產品己申請國家發明專利（CN 106831494 A）。

1材料與方法

1.1儀器和試劑

1.1.1試驗儀器旋轉蒸發儀（RE-52AA型，上海賢德實驗儀器有限公司）;數字熔點儀（X-4型，上海精密科學儀器有限公司），零點未經校正;循環水式真空泵（SHZ-D型，青島藍特恩科教儀器設備有限公司）;核磁共振儀（BRUKER Avance 500 MHz型，德國布魯克公司，DMSO- d6為溶劑，TMS為內標）;元素分析儀（VARIO EL III型）。全智能人工智能氣候植物箱（HP1000GS-B，武漢瑞華儀器設備有限責任公司），電子天平（EL104，梅特勒一托利多儀器有限公司），數顯游標卡尺（E0541，上海力易得工具有限公司）。

1.1.2試驗試劑靛紅酸酐，3--甲氨基丙胺，異氰酸苯酯，乙酸乙酯，甲苯，木質素磺酸鈉，THIX-108水性硅乳化消泡劑，硅酸鎂鋁，乙二醇等，以上試劑均為分析純。

1.2合成路線

目標化合物的合成路線見圖2。

1.3合成方法

1.3.1中間體Ⅱ的合成稱取0.1 mol （16.31 g）靛紅酸酐置于250 mL的反應瓶中，加入100 mL乙酸乙酯做溶劑。室溫攪拌下滴加0.12 mol （7.41 g）3一二甲氨基丙胺，反應th，TLC追蹤靛紅酸酐消失，反應完全，加水，分液，有機相干燥，旋蒸除去乙酸乙酯，得產物II20.9 g，收率96%。

1.3.2目標產物I的合成將中間體11 20.9 g加入到裝有100 mL甲苯的250 mL反應瓶中，加熱溶解，回流脫水，至無水脫出時，降溫冷卻，滴加0.13 mol異氰酸苯酯。反應20 min有固體析出，反應th，TLC追蹤反應完全。抽濾，洗滌，干燥，得固體產物I 31.2 g。收率92.9%;熔點138.9—142.60C;1H NMR （500 MHz，DMSO- d6） 6：1.653—1.709 （m， 2H， CH2）， 2.135（s，6H，CH3）， 2.261—2.296 （m， 2H， CH2）， 3.282—3.308（t，J=6.5Hz， 2H， CH2）， 6.938—6.967 （t， J=7.2 Hz， 1H， ArH），7.020—7.050 （t， J=7.8 Hz， 2H， ArH）， 7.243—7.275 （t，J=7.9 Hz， 2H， ArH）， 7.410～7.441（t，J=7.7 Hz， 1H， ArH），7.498—7.5 14 （d， J=7.8 Hz， 1H， ArH）， 7.608—7.624 （d，J=7.8 Hz， 1H， ArH）， 8.202—8.219 （d， J=8.5 Hz， 1H， ArH），8.716—8.737（t，J=5.1 Hz， 1H， NH）， 9.679 （s， 1H， NH），10.285 （s， 1H， NH）; Anal. Calcd for C19H24N402：C67.04，H 7.11，N 16.46; Found：C 67.21，H 7.20，N16.59。

2結果與分析

2.1制劑的制備

5%目標化合物I懸浮劑的制備：分別稱取5g目標化合物I，2g木質素磺酸鈉，3g聚羧酸鹽分散劑Sokalan CP 5（馬來酸一丙烯酸鈉鹽），lg有機硅乳消泡劑（THIX-108水性硅乳化消泡劑），2g硅酸鎂鋁和5g乙二醇于250 mL燒杯中，加入82 g水，攪拌均勻，用砂磨機研磨2h，轉速為3000 r/min，檢測粒度3—5 um，得白色流動性懸浮劑。

2.2活性測定

2.2.1小麥種子的發芽試驗將目標化合物I制備的5%懸浮劑與DA-6（河南鄭氏化工有限公司出品）水劑和清水做對照。分別將藥劑用蒸餾水稀釋成濃度為12.5、25、50、125 ug/mL的溶劑。將小麥種子用上述稀釋液培養8h，處理100粒種子，將種子分為3份（每份30—40粒）放置在有雙層濾紙的培養皿中，25C保溫催芽，并保持濾紙濕潤，催芽中觀察各處理的發芽情況，胚芽長度以種子長的1/2為標準，于24 h后統計各器皿中小麥發芽率，同時以相同濃度的DA-6和清水（CK）作對照，計算發芽促進率，試驗結果見表1。結果表明：在相同濃度下，目標化合物發芽率均優于對照DA-6和清水，且在25 ug/mL時發芽促進率最高達到了32.6%，隨著濃度增加，對發芽率出現先促進后抑制的效果。說明目標化合物具有促進發芽的效果，且在低濃度使用效果較好。

2.2.2小麥浸種促生根試驗將目標化合物制備的懸浮劑和DA-6水劑分別用蒸餾水稀釋成濃度為12.5、25、50、125 ug/mL的溶液。挑選子粒大小均勻、飽滿的小麥種子，用次氯酸溶液對種子進行殺菌后，將其放入紗布中，于燒杯中用上述稀釋液浸泡8h，然后將小麥種子均勻排放在濕潤的紙床上，胚部向上并朝向發芽盒的同一側，種子之間保持一定距離，以保證種子充分吸收水分，每個處理放20粒小麥，擺放好種子之后將其放入全智能氣候植物箱中進行發芽處理24 h，期間要定時加入蒸餾水保持紙床濕潤。待小麥主根露出2 mm左右，將其種在凝固的固體培養基中，各處理均重復3次，然后放入全智能氣候植物箱中進行培養。40 h后用卡尺測量主根、側根、莖高，并作詳細的記錄，同時以相同濃度的DA-6和清水（CK）作對照，試驗結果見表2。

結果表明：目標化合物隨著濃度的增加對小麥的生根和莖高具有抑制作用，在相同濃度下目標化合物對小麥促生根效果和莖高抑制效果優于對照DA-6和清水，目標化合物在12.5 ug/mL時主根促進率達到了36.3%，莖高促進率為16.5%低于相同濃度下DA-6的18.7%。說明試驗藥劑在低濃度下對小麥具有促進生根，使根系發達的作用，同時又不會出現莖稈過高而倒伏的情況。

2.2.3小麥田間試驗試驗地點：山東省青島市平度崔家集鎮張家坊村。時間：2016年3-6月。對象：春小麥。試驗方法：在同一地塊劃分3個區，每區0.067hm2，中間區域作為隔離區，目標化合物I、空白（清水）對照各0.067hm2。在小麥分蘗和出穗期人工噴灑各1次，濃度100 ug/mL，用水量為224 kg/hm2，與未施用空白組作對照。結果：施用組外觀表現為莖桿粗壯、葉色濃綠、顆粒飽滿。空白產量8209 kg/hm2，施用式I化合物產量9627 kg/hm2，增產17.3%。

2.2.4蘋果田間試驗對蘋果試驗共設3個處理，每個處理選擇新嘎拉蘋果樹上3個長勢相當的大枝進行，試驗隨機取株，單株小區，3次重復，分別在紅富士蘋果幼果期和果實膨大期各噴施1次（濃度為100 ug/mL），葉面噴施清水作為對照，收獲后，分別測量蘋果的品質指標，其中，VC含量采用2，6-二氯酚靛酚法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，結果見表3。

結果表明：目標化合物VC含量增加了35.0%，可溶性糖含量增加了5.87%，單果增產率25.2%，均優于對照化合物二苯脲。

2.2.5番茄田間試驗試驗選取長勢均勻的番茄30株，于苗期、花蕾期各噴施1次，3個處理的濃度為20、50、100 ug/mL各噴施10株，間隔時間為10天，選10株葉面噴施清水作為對照。調查單株坐果數、果實總產量和增產率，結果取平均值，試驗結果列于表4。

結果表明：目標化合物I在單株坐果數和果實產量均高于清水對照，且隨著濃度增加對單株坐果數和果實產量出現先促進后抑制效果，在50 Ug/mL下單株坐果數為12，增產率達到了35.3%。

3結論與討論

合成的鄰酰胺基二苯脲化合物通過元素分析和1H NMR確證了結構，并對小麥、蘋果、番茄完成了活性測試。目標化合物在低濃度25 ug/mL時，對小麥的發芽促進率達到了32.6%，在12.5 ug/mL時，對小麥的主根促進率為36.3%，活性優于對照DA-6和清水，小麥的田間產量增產l7.3%;蘋果田間試驗中，目標化合物VC含量增加了35.0%，可溶性糖含量增加了5.87%，單果增產率25.2%，均優于對照化合物二苯脲;番茄田間試驗中，在50 ug/mL下單株坐果數為12，增產率達到了35.3%，優于清水對照。

合成的目標化合物結夠穩定、性狀穩定，可以做成固體粉劑也可做成懸浮劑，可以單獨應用于農業也可以與各種農藥或肥料復配來提高其綜合功能，因而具有一定的實際應用價值與開發前景。

參考文獻

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