CN101056840A - α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物以及使用它的植物生长调节剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了下述通式(1)表示的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物,以及含有该α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物的植物生长调节剂,所述植物生长调节剂在低浓度下也具有植物成花促进性能等的植物生长调节性能,并且稳定性优异。通式(1)中,R1表示碳原子数1~5的直链烷基,或者表示含有1个或2个双键的碳原子数3~5的直链不饱和烃基,R2表示碳原子数1~15的直链亚烷基,或者表示有1~3个双键的碳原子数2~15的直链不饱和烃基,但碳原子之间的双键数最大是4。
Description
技术领域
本发明涉及α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物以及利用该化合物所具特性的植物生长调节剂。更详细地说,本发明涉及作为新物质的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物,以及含有该衍生物的植物成花促进剂、植物赋活剂以及包括上述用途的植物生长调节剂,本发明特别适合于植物成花促进剂。
背景技术
现有技术文献
专利文献1:特开平9-295908号公报
专利文献2:特开平11-29410号公报
专利文献3:特开2002-226309号公报
非专利文献1:Yokoyama et al.,Plant Cell Physiol.,41,110-113,2000
开发植物生长调节剂,尤其是开发促进植物花芽形成的技术,在提高谷类植物或园艺植物的供给效率方面,具有重要的意义。众所周知,作为决定植物成花的因素,包括昼长,低温,植物的老化等。现已查明,植物中感应昼长的部位是叶片,而花芽在生长点形成,叶片通过叶柄或茎向生长点输送某种信号,成花过程开始。这种信号一般称为成花素,如果能够将其分离,鉴定,则有可能与昼长无关地人为调节植物的开花时间,不言而喻,这将对与植物有关的多个领域产生重大影响。
因此,长久以来人们就试图通过进一步阐明植物的成花过程机理,人为地调节开花时间。例如,现已知,如果给植物施用一种植物生长激素赤霉素,则多种植物易于形成花芽。另外已经确认,给菠萝施以一种合成植物生长激素α-萘乙酸,则可以促使菠萝开花,该技术实际上已经在产业中应用。
但是,以上记述的那些植物激素,其效果是受到限制的,人们希望将开花的技法更进一步提高,具体而言,即,期望分离、鉴定直接与成花相关的物质,通过该物质确立开花的方法。
因此,本发明人进行了深入的研究,结果发现,通过单独使用具有下述式(2A)表示的特定结构的α-酮醇不饱和脂肪酸,或者与作为一种儿茶酚胺的去甲肾上腺素组合使用等,对于众多植物能够活化出所期望的诱导成花作用(参见专利文献1和2)。
另外,之后进行了更深入地研究,结果发现,在上述α-酮醇不饱和脂肪酸的羧基上通过酰胺键结合了氨基酸的α-酮醇不饱和脂肪酸酰胺,在更低的浓度下,具有同样的活性(参见专利文献3)。
式(2A)
发明内容
但是,考虑到该α-酮醇不饱和脂肪酸酰胺的制备成本,以及减少在植物体上的使用量等问题,人们希望开发出在更低的浓度下,显示同样效果的化合物。
另外,式(2A)的α-酮醇不饱和脂肪酸以及上述的α-酮醇不饱和脂肪酸酰胺容易分解,所以,人们希望开发出稳定性更优异的具有促进植物成花以及赋予植物活性等的调节植物生长性能的物质。
因此,本发明人以解决上述课题为目的,进行了研究开发,结果令人惊奇地发现除了含有α-酮醇和烯烃结构之外,还具有在相邻2个碳原子上存在OH基团的二醇结构,即,具有邻二醇结构的特定结构的新物质,并合成了下述通式(1)表示的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),并且发现,将其用于植物,具有植物生长调节性能。
即,本发明合成了具有α-酮醇、顺双键以及邻二醇结构的新物质,即,下述α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),并且发现将该物质以极低浓度用于植物时,也具有调节植物生长的性能,尤其可以促进成花。
另外,还对上述α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的制备方法进行了研究,结果成功地开发了低成本的制备方法。
进而,还判明该化合物很难分解,稳定性更加优异。
因此,本发明要解决的课题,即发明的目的在于,提供具有植物生长调节性能的新物质,即,α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),以及含有该物质的植物成花促进剂等的植物生长调节剂。
本发明提供如上所述的具有植物生长调节性能的新物质,即,α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),以及含有该物质的植物成花促进剂等的植物生长调节剂,上述的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)是下述通式(1)表示的物质。
另外,后者的植物生长调节剂,是含有下述通式(1)表示的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的物质,它尤其适合被用作植物成花促进剂。
通式(1)
(式中,R1表示碳原子数1~5的直链烷基,或者表示有1个或2个双键的碳原子数3~5的直链不饱和烃基,R2表示碳原子数1~15的直链亚烷基,或者表示有1~3个双键的碳原子数2~15直链不饱和烃基,但碳原子之间的双键数最大是4。)
另外,上述直链烷基,直链不饱和烃基,直链亚烷基,或者直链不饱和烃基中的「直链」的含义是指,碳链没有分支,呈直线键合。例如,直链亚烷基是指,碳链没有分支,呈直线连接,去掉脂肪烃中与2个不同的碳原子键合的2个氢原子,生成的两价原子团,一般以通式-(CH2)n-表示。
本发明提供具有促进植物成花性能等的植物生长调节能力,除了含有α-酮醇和烯烃结构之外,还含有邻二醇结构的新物质,即上述通式(1)表示的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),另外,本发明还提供利用了它的性能的植物成花促进剂,植物赋活剂,以及包括这些性能在内的植物生长调节剂。
另外,作为植物赋活剂,α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)具有打破休眠,生根,促进开花,促进成花,促进草或茎生长等的性质,所以通过利用这些性质,具体地可被用作打破休眠剂,生根剂,开花促进剂,成花促进剂,草或茎生长促进剂等使用。
并且,该化合物在低浓度下也能显示出这些性能,并且不易分解,稳定性更加优异,所以,本发明可以提供优异的植物成花促进剂,植物赋活剂,植物生长调节剂。
附图说明
以下,参考附图对本发明进行说明。
图1是表示由特定α-酮醇脂肪酸(1A)转化成特定的α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的生成率图,
图2是表示特定的α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)对牵牛花增加花芽活性的图,
图3是表示评价特定的α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)和特定的α-酮醇脂肪酸(2A)的稳定性的试验结果图。
具体实施方式
以下,对本发明,包括用于实施发明的最佳方案在内的发明实施方案进行详细说明。
本发明的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物是上述通式(1)表示的物质,可以将该物质用为植物成花促进剂,或者,植物生长调节剂,该植物生长调节剂具有能够呈现打破休眠,生根、促进开花,促进着花,促进草或茎生长等性能的植物赋活剂等用途。
本发明的衍生物,只要含有上述通式(1)表示的结构,就能呈现出适用于上述用途的性能。
关于其衍生物,具体而言是,上述通式(1)中,R1表示碳原子数1~5的直链烷基,或者表示有1个或2个双键的碳原子数3~5的直链不饱和烃基。另外,R2表示碳原子数1~15的直链亚烷基,或者表示有1~3个双键的碳原子数2~15的直链不饱和烃基。但碳原子之间的双键数最大是4。如上所述,本发明的上述不饱和脂肪酸衍生物的碳原子数为11~29。
特别是,下述式(1A)表示的9,15,16-三羟基-10-氧代-12(
Z)-十八碳烯酸是上述通式(1)中优选的化合物,可以适用于上述各种用途。另外,下述式(1A)的化合物是上述通式(1)中的,R1是C2的直链烷基,R2是C7的直链亚烷基的化合物。
另外,上述分子式中的「Z」表示顺·反异构体中的顺式异构体的含义,其下方划线表示本应使用斜体记载。
式(1A)
A.关于α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的合成
首先,对包含式(2A)的α-酮醇不饱和脂肪酸的下述通式(2)表示的α-酮醇不饱和脂肪酸的制备方法进行说明。
通式(2)
(式中,R1表示碳原子数1~5的直链烷基,或者表示有1个或2个双键的碳原子数3~5的直链不饱和烃基,R2表示碳原子数1~15的直链亚烷基,或者表示有1~3个双键的碳原子数2~15的直链不饱和烃基,但碳原子之间的双键数最大是4。)
众所周知,天然物中含有上述通式(2)表示的α-酮醇不饱和脂肪酸所包括的上述式(2A)的α-酮醇不饱和脂肪酸,可以通过从该天然物中提取精制来制取α-酮醇不饱和脂肪酸(2A)。
另外,按照植物体内的脂肪酸代谢途径,使脂肪氧合酶等的酶作用于α-亚麻酸,也可以获得,进而,运用通常公知的化学合成法也可以制备α-酮醇不饱和脂肪酸。
关于包含式(2A)的α-酮醇不饱和脂肪酸的上述通式(2)的α-酮醇不饱和脂肪酸(2)的制备,例如,还可以按照上述专利文献1、专利文献2或非专利文献1中记载的方法进行。
另外,关于α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的制备,可以通过使上述的α-酮醇不饱和脂肪酸(2)与产生活性氧或氯自由基的强氧化剂相接触来进行。
此类强氧化剂,有例如次氯酸钠或氯化三聚异氰酸。此时优选在1小时之内结束反应,更优选在30分钟之内结束反应。
延长反应时间使其超过所必要的反应时间,会增加生成的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)再分解的危险性。另外,重要的是α-酮醇不饱和脂肪酸(2)与氧化剂的存在比。
例如,使用次氯酸钠时,相对于100摩尔的α-酮醇不饱和脂肪酸(2)使用0.01~0.5摩尔的次氯酸钠较好。该次氯酸钠量在很大程度上受α-酮醇不饱和脂肪酸的纯度的影响,高纯度(纯度90%以上)时,可以在上述范围内,纯度较低时,氯酸钠的配合量以0.01~10摩尔数为标准。对于此时的反应温度不作特殊要求,但优选冰冷却至室温之间。另外,关于反应溶剂,即使与水共存80%以下的水以外的溶剂也没有什么问题,可以使用例如,甲醇,乙醇,丙酮等的含水溶剂,优选在水中进行反应。
本发明化合物的检测可以使用UV检测器,将之与HPLC等组合,可以确认本发明化合物的生成。
进而,可以使用通常公知的方法从反应液中分离精制本发明化合物,例如可以使用溶剂提取法或柱色谱法等。
B.关于α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的植物生长调节作用
作为本发明的植物生长调节剂有效成分的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)对植物的施用量的上限,没有特别限定。即,即使大量地施用本发明的植物生长调节剂,即大量地施用α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),也几乎没有发现对植物的生长阻碍等的不良影响。
这一点与以前使用的植物激素剂相比,可以说本发明的植物生长调节剂非常优异,以往使用的植物激素剂,如果过量施用会明显地出现对植物的不良影响,在使用这些植物激素时,要特别注意不能施用过量。
另外,上述的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)对植物的施用量的下限,根据植物个体的种类或大小的不同而变化,作为其浓度的大致标准是每株植物每次的施用量约为1μM以上。
作为本发明的植物生长调节剂的一种形态的成花促进剂,其中的α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的配合量,可以根据其使用状态、成为对象植物的种类,进一步,根据该成花促进剂的具体剂型等进行选择。
作为本发明的成花促进剂的形态,可以直接使用α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1),也可以制成如下所述的各种的剂型,此时,如果考虑到上述α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)的施用标准等,则相对于试剂总量,优选含有0.1~100ppm左右,更优选含有为1~50ppm左右。
如上所述,可以直接使用α-酮醇不饱和脂肪酸衍生物(1)作为本发明的成花促进剂,也可以制成可适用于植物的所希望的剂型,例如可以制成液剂,固形剂,粉剂,乳剂,基底添加剂等,此时,在不损害本发明所期望的促进成花效果的范围内,可以根据剂型适当地配合制剂学上适用的已知的载体成分、制剂用助剂等。
例如,作为上述载体成分,如果本发明的成花促进剂是基底添加剂或者固形剂时,大致可以使用滑石粉、粘土、蛭石、硅藻石、高岭土、碳酸钙、氢氧化钙、白土、硅胶等的无机物或面粉、淀粉等的固体载体,另外,如果是液剂时,大致可以使用水,二甲苯等的芳香族烃类,乙醇、乙二醇等的醇类,丙酮等的酮类,二烷、四氢呋喃等的醚类,二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈等的液体载体作为上述载体成分。
另外,作为制剂用助剂,可以适当地配合例如,烷基硫酸酯类、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐等的阴离子表面活性剂,高级脂肪族胺的盐类等的阳离子表面活性剂,聚氧乙烯二醇烷基醚、聚氧乙烯二醇酰基酯、聚氧乙烯二醇多元醇酰基酯、纤维素衍生物等非离子表面活性剂,明胶、酪蛋白、阿拉伯树胶等的增稠剂,增量剂或接合剂等。
进一步,在不损害本发明所期望的效果的程度上,根据需要,可以在本发明的成花促进剂中配合植物生长调节剂、苯甲酸、烟酸、烟酸酰胺、哌可酸等。
上述本发明的成花促进剂可以按照剂型以各种方式施用于各种植物上。
例如,本发明中,作为液剂或乳剂,不但可以将其散布,滴加,或涂抹有望开花的植物的生长点,还可以将其散布,滴加,或涂抹在茎或叶为代表的植株的一部分或者整株上,作为固形剂或粉剂,可以施于土壤中被根部吸收。
另外,如果期望开花的植物是浮萍等的水草时,可用为基底添加剂使之从根部吸收,或可以将固形剂慢慢地溶解于水中等。
另外,本发明的脂肪酸衍生物(1),与多巴胺或去甲肾上腺素等的儿茶酚胺进行反应后,可以作为成花促进剂使用。
在该场合时,本发明的脂肪酸衍生物(1)与儿茶酚胺的配合比率,可以根据其目的,进而根据作为对象植物的性质以及本发明的脂肪酸衍生物的具体形态适宜地调制,对此不作特殊限制。
另外,本发明的成花促进剂对植物的施用频率,基本上只施用一次就可以获得所希望的效果,但是根据植物个体的种类或施用目的等的不同而变化,必要时,可以反复多次施用,此时,施用间隔在1周以上是有效的。
进而,在很多情况下,根据使用本发明的成花促进剂的对象植物的性质,对对象植物进行处理的同时,施用本发明的成花促进剂是有效的。
例如,在后述实施例中的牵牛花的情况下,在对牵牛花进行一定程度的暗处理的同时使用本发明的成花促进剂是有效的。
关于可以适用本发明的成花促进剂的对象植物的种类没有特殊限定,对双子叶植物和单子叶植物两类植物都有效。
在被子植物中,作为双子叶植物可以列举,包括牵牛属植物(牵牛花)、打碗花属植物(日本打碗花、打碗花、肾叶打碗花)、甘薯属植物(厚藤、甘薯)、菟丝子属植物(五角菟丝子、南方菟丝子)的旋花科植物,包括石竹属植物、繁缕属植物、米努草属植物、卷耳属植物、漆姑草属植物、蚤缀属植物、莫石竹属植物、异叶假繁缕属植物、滨繁缕属植物、牛漆姑草属植物、潮爪草属植物、麦瓶草属植物、剪秋罗属植物、粗壮女娄菜属植物、狗筋蔓属植物等的石竹科植物,以石竹科植物为首,还可以列举木麻黄科植物、三百草科植物、胡椒科植物、金粟兰科植物、杨柳科植物、杨梅科植物、胡桃科植物、桦木科植物、山毛榉科植物、榆科植物、桑科植物、荨麻科植物、川苔草科植物、山龙眼科植物、铁青树科植物、檀香科植物。
另外,还可以列举,桑寄生科植物、马兜铃科植物、大花草科植物、蛇菰科植物、蓼科植物、藜科植物、苋科植物、紫茉莉科植物、假繁缕科植物、商陆科植物、番杏科植物、马齿苋科植物、木兰科植物、昆栏树科植物、连香树科植物、睡莲科植物、金鱼藻科植物、毛茛科植物、野木瓜科植物、小蘖科植物、防己科植物、腊梅科植物、樟科植物、罂粟科植物、白花菜科植物、十字花科植物、茅膏菜科植物、猪笼草科植物、景天科植物、虎耳草科植物、海桐科植物、金缕梅科植物、悬铃木科植物、蔷薇科植物、豆科植物、酢浆草科植物、拢牛儿苗科植物、亚麻科植物、蒺藜科植物、芸香科植物、苦木科植物、楝科植物、远志科植物、大戟科植物、水马齿科植物。
还可以列举,黄杨科植物、岩高兰科植物、马桑科植物、漆树科、冬青科植物、卫矛科植物、省沽油科植物、茶茱萸科植物、槭树科植物、七叶树科植物、无患子科植物、清风藤科植物、凤仙花科植物、鼠李科植物、葡萄科植物、杜英科植物、椴树科植物、锦葵科植物、梧桐科植物、猕猴桃科植物、山茶科植物、小连翘科植物、沟繁缕科植物、柽柳科植物、堇菜科植物、大风子科植物、旌节花科植物、西番莲科植物、秋海棠科植物、仙人掌科植物、瑞香科植物、胡颓子科植物、千屈菜科植物、石榴科植物、红树科植物、八角枫科植物、野牡丹科植物、菱科植物、柳叶菜科植物、小二仙草科植物、杉叶藻科植物、五加科植物、伞形科植物。
除上述的以外,还可以列举山茱萸科植物、岩梅科植物、山柳科植物、鹿蹄草科植物、杜鹃花科植物、紫金牛科植物、报春花科植物、蓝雪科植物、柿树科植物、山矾科植物、野茉莉科植物、木犀科植物、醉鱼草科植物、龙胆科植物、夹竹桃科植物、萝藦科植物、花荵科植物、紫草科植物、马鞭草科植物、唇形科植物、茄科植物(茄子、番茄等)、玄参科植物、菱霄花科植物、胡麻科植物、列当科植物、苦苣苔科植物、狸藻科植物、爵床科植物、苦槛蓝科植物、透骨草科植物、车前科植物、茜草科植物、忍冬科植物、五福花科植物、败酱科植物、川续断科植物、葫芦科植物、桔梗科植物、菊科植物等。
同样,作为单子叶植物,可以列举,包括紫萍属植物(紫萍)以及青萍属植物(青萍、品藻)在内的浮萍科植物、包括卡特兰属植物、“辛枇吉”兰属植物、石斛属植物、蝴蝶兰属植物、万带兰属植物、兜兰属植物、金蝶兰属植物等的兰科植物、香蒲科植物、黑三棱科植物、眼子菜科植物、茨藻科植物、芝菜科植物、泽泻科植物、水鳖科植物、霉草科植物、禾本科植物(稻子、大麦、小麦、黑麦、玉米等)、莎草科植物、棕榈科植物、天南星科植物、谷精草科植物、鸭跖草科植物、雨久花科植物、灯心草科植物、百部科植物、百合科植物(芦笋等)、石蒜科植物、薯蓣科植物、鸢尾科植物、芭蕉科植物、姜科植物、美人蕉科植物、水玉簪科植物等。
以上的内容对本发明化合物作为成花促进剂使用时的各种形态进行了具体且详细地说明,除以上记载的以外,本发明的化合物还可以作为打破休眠剂,生根剂,开花促进剂,着花促进剂,草·茎生长促进剂等的各种植物赋活剂使用,此时,也可以采用如上所述的各种形态。
[实施例]
以下结合实施例对本发明的化合物的制备例以及该化合物的使用例进行具体说明,但本发明不受这些实施例的限制,不言而喻,只根据权利要求中的记载确定本发明。
另外,虽然本发明的化合物因存在多个不对称碳原子而存在立体异构体,但本发明的化合物可以是各单独光学异构体,也可以是这些光学异构体的混合物。
制备例1:特定α-酮醇脂肪酸(2A)的制备
如下所述,通过酶催化法制备式(2A)表示的特定α-酮醇脂肪酸(9-羟基-10-氧代-12(
Z),15(
Z)-十八碳二烯酸)。
1.从米胚芽得到的脂肪氧合酶的制备
将由350g的米胚芽经石油醚洗涤、脱脂以及干燥得到的物质(250g)放入1.25L的0.1M的乙酸缓冲液(pH4.5)中悬浮,并均化该悬浮物。
将上述均化的提取液以16000rpm的转速离心分离15分钟,得到上清(0.8L)。
接着,在上述上清中加入140.8g的硫酸铵(30%饱和),4℃下放置1夜。
之后,同样以9500rpm转速离心分离30分钟,在得到的上清(0.85L)中加入232g的硫酸铵(70%饱和),4℃下放置5小时。
进而,再同样地以9500rpm转速离心分离30分钟,将由此得到的沉淀物(米胚芽提取液经30~70%硫酸铵饱和分离的组分)溶解于pH4.5的300mL的乙酸缓冲液中,63℃下加热处理5分钟。
之后,除去生成的沉淀物从而得到上清,使用RC透析管(Spectrum公司制备的ポア4:MWCO 12000~14000)以及3L的缓冲液,进行3次透析,由此脱盐后,即可得到所期望的从米胚芽得到的脂肪氧合酶的粗酶液。
2.来自亚麻种子的丙二烯氧化合成酶的制备
将250mL的丙酮添加到200g的亚麻种子(从一丸フアルコス社购入)中,分3次每次20秒间歇性地进行均化(20s×3),用多孔板漏斗过滤所得沉淀物,除去溶剂。
将该沉淀物再一次悬浮于250mL的丙酮之中,进行均化(10s×3),得到沉淀物。
将该沉淀物用丙酮以及乙醚洗涤后,干燥,即可得到亚麻种子的丙酮粉末(150g)。
取该亚麻种子的丙酮粉末中的20g,使其悬浮在400mL的冰冷下的50mM的磷酸缓冲液(pH7.0)中,将之在4℃下用搅拌子搅拌1小时进行提取。
将得到的提取物以11000rpm的转速离心30分钟,在由此得到的上清(380mL)中加入105.3g的硫酸铵(0~45%饱和),冰冷下放置1小时,进而以11000rpm的转速离心30分钟,将得到的沉淀物溶解于150mL的50mM的磷酸缓冲液(pH7.0)中,进行透析脱盐(3L×3),得到所期望的来自亚麻种子的丙二烯氧化合成酶的粗酶液。
3.α-亚油酸的钠盐的制备
因为作为起始原料的α-亚油酸在水中的溶解性非常低,所以为了容易发挥作为酶基质的功效,因而将α-亚油酸进行钠盐化。即,将530mg的碳酸钠溶解于10mL的精制水中,加温至55℃,向其中滴加278mg的α-亚油酸(ナカライテスク社),搅拌3小时。
反应结束后,使用离子交换树脂[Dowe×50W-X8(H+型)(ダウケミカル社制)]中和,生成沉淀物。对其过滤,除去树脂,用MeOH溶解,减压蒸馏除去溶剂。
将由此得到的生成物用异丙醇重结晶,得到所期望的α-亚油酸的钠盐(250mg,83%)。
4.特定α-酮醇脂肪酸(2A)的制备
将上述3中制备的α-亚油酸的钠盐(15mg:50μmol)溶解在30mL的0.1M的磷酸缓冲液(pH7.0)中。然后在25℃,氧气流下向该溶液中添加由上述1制备的3.18mL的由米胚芽得到的脂肪氧合酶的粗酶液,然后搅拌30分钟,再添加3.18mL的同样的从米胚芽得到的脂肪氧合酶的粗酶液,搅拌30分钟。
该搅拌结束后,在氮气流下,向该脂肪氧合酶反应物中添加上述2中制备的34.5mL的丙二烯氧化合成酶的粗酶液,搅拌30分钟后,冰冷下添加稀盐酸,将反应液的pH调至3.0。接着,用CHCl3-MeOH=10∶1的溶剂提取该反应溶液。在得到的有机层中添加硫酸镁进行脱水,减压蒸馏除去溶剂,干燥。
使用HPLC对由此得到的粗产物进行处理,分取认为是该特定α-酮醇脂肪酸(2A)的峰(保留时间:16分左右)的组分,在分取的组分中加入氯仿,分离氯仿层后水洗,使用旋转蒸发仪蒸馏除去氯仿,得到精制物。
为了确认该精制物的结构,将之溶解于氘代甲醇溶液中,测定1H以及13C-NMR谱。其结果为,从1H-NMR谱上可确认,末端甲基[δ0.98(t)],2组的烯烃单元[(δ5.25,5.40),(δ5.55,5.62)],仲羟基[δ4.09(dd)]以及大量的基于亚甲基的信号,由此推定该精制物是特定α-酮醇脂肪酸(2)。
进一步,对13C-NMR的化学位移值进行了比较,结果发现该精制物的13C-NMR的化学位移值与特定α-酮醇脂肪酸(2A)[参考特开平10-324602号公报中的第7页第11栏的倒数第1行以后记载的“制备例(提取法)”中的13C-NMR的化学位移值(同一公开公报第8页第13栏第2行以后,段落编号【0054】以及段落编号【0055】)]相同。
所以,可以确定上述那样通过酶催化法制备的合成物确实是9-羟基-10-氧代-12(
Z),15(
Z)-十八碳二烯酸。也就是说,可以确定上述合成物是通式(2)中记载的R1是C2的直链烷基,R2是C7的直链饱和烃基的α-酮醇脂肪酸(2A)。
制备例2:特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的制备例1
如下所述,制备特定酮醇脂肪酸衍生物9,15,16-三羟基-10-氧代-12(
Z)-十八碳烯酸(1A),并进行分离精制以及结构分析。
在1.3L水中溶解上述制备例1中制备的500mg的特定酮醇脂肪酸(2A),再加入192mg的氯化三聚异氰酸,25℃下搅拌30分钟,使之反应。用500mL氯仿提取该反应液3次,用无水硫酸镁干燥,过滤后浓缩,将得到的粗提取物进行HPLC处理,确认其为生成物(1A)(分析柱:CAPCELL PAK C18 UG120,4.6×250mm(资生堂),溶剂:25%乙腈+0.1%三氟乙酸,流速为1ml/min,波长为300nm)。
关于保留时间为5.7分的峰成分,使用大尺寸的分析柱(CAPCELLPAK C18 UG120,10×250mm),分取后用氯仿提取,得到187.5mg化合物(1A)(收率38%)。对该化合物(1A)进行结构分析。
该化合物的吸收光谱,即,UV V-560分光光度计(日本分光)、1H以及13C-NMR分别使用ECP-400(日本电子)测定。其结果如下。
化合物(1A)
UV λmax(MeOH,nm):201.0nm(ε=4520)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ0.97(3H,t,J=7.2,18-H3),1.25-1.46(8H,4,5,6,7-H2),1.63(4H,m,3,17-H2),1.63,1.83(both 1H,m,8-H2),2.34(2H,t-like,J=7.2,2-H2),2.58,2.66(both 1H,m,14-H2),3.31(2H,m,11-H2),3.75(1H,m,15-H),3.85(1H,m,16-H),4.24(1H,m,9-H),5.68(1H,m,12-H),5.72(1H,m,13-H)。
13C-NMR(100MHz,CDCl3):10.0(C-18),24.5,27.8,28.1,28.8,28.9,29.0(C-3,4,5,6,7,17),33.5(C-2),33.8(C-8),33.9(C-14),36.6(C-11),66.1(C-15),73.9(C-16),76.2(C-9),123.3(C-13),128.9(C-12),179.1(C-1),210.3(C-10)。
上述氢以及碳的归属,使用DIFCOSY,HMQC以及HMBC谱等的二维NMR谱进行测定,将得到的数据同化合物(2A)的数据(参考特开平9-295908号公报以及文献Yokoyama et al.,Plant Cell Physiol.,41,110-113,2000中的记载)相比较,结果发现,化合物(2A)的1组烯烃单元消失了,取而代之的是2个结合了羟基的亚甲基。
关于该消失了的烯烃单元,依照HMBC以及DIFCOSY的分析结果可以判定其是第15位的烯烃单元。
根据上述记载可以判定,结合了羟基的次甲基的位置是C-15,C-16。另外,该化合物在第9位存在羟基,第10位存在氧代基。
根据以上的数据,将化合物(1A)的结构定为上述式(1A)那样。
制备例3:特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的制备例2
如下所述,研究在特定酮醇脂肪酸衍生物9,15,16-三羟基-10-氧代-12(
Z)-十八碳烯酸(1A)制备过程中使用次氯酸钠时,两者的最佳比率。
在25mL的精制水中加入188μl的特定α-酮醇脂肪酸(2A)的乙醇溶液(112mM,3.5%),(不能完全溶解,呈白浊状态)。一边搅拌该特定α-酮醇脂肪酸(2A)的水溶液,一边添加次氯酸钠溶液(和光纯药工业株式会社制),添加量从6μl开始,每次添加1μl,直至增加到20μl。
添加次氯酸钠溶液10分钟后,使用HPLC(柱:CAPCELL PAK C18UG120,4.6×250mm,溶剂:25%乙腈+0.1%三氟乙酸,流速为1ml/min,波长为300nm)进行分析,测定特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的生成率。
结果表明,次氯酸钠溶液添加到0.09%左右时,特定α-酮醇脂肪酸(2A)几乎100%转换成特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)。结果如图1所示。
制备例4:特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的制备例3
在1.9L的水中溶解500mg的特定α-酮醇脂肪酸(2A),接着再加入1.2mL的次氯酸钠溶液,室温放置10分钟以上。
用500mL的氯仿提取该反应液3次,用无水硫酸镁干燥,过滤后浓缩,将得到的粗提取物通过HPLC进行分取(柱:CAPCELL PAK C18UG120,10×250mm,溶剂:25%乙腈+0.1%三氟乙酸,流速为4ml/min,波长为300nm)。
分取后用氯仿进行提取,得到472mg的化合物(1A)(收率85%)。
使用例:特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)对牵牛花增加花芽的活性
用浓硫酸对9g牵牛花(品种名:紫草(ムラサキ))的种子处理20分钟,然后在流动的水下放置1夜。
接着,将种子脐部朝上放置在潮湿的海砂上24小时,使之生根,将这些已生根的种子播种在海砂的约1cm深处,连续光照下进行培养(约5天)。
将这些经培育长叶的牵牛花整株植物移植到培养液[在1L蒸馏水中溶解了KNO3(250mg),NH4NO3(250mg),KH2PO4(250mg),MgSO4·7H2O(250mg),MnSO4·4H2O(1mg),n水合柠檬酸铁(Fe-citrate n-hydrate)(6mg),H3BO3(2mg),CuSO4·5H2O(0.1mg),ZeSO4·7H2O(0.2mg),Na2MoO4·2H2O(0.2mg),Ca(H2PO4)2·2H2O(250mg)]中。
在该培养系中,以0.1mL/株的量,喷雾水,或含有0.01,0.1,1,或100μM的特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的水溶液,接着进行13.5小时的暗处理。
然后在25℃下,连续光照培育14天,统计第14天已形成的花芽数。
将8株牵牛花的结果进行平均,并将该结果表示在图2中。
喷雾水时的成花数平均为1.25个/株。
如图2所示,经过特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)处理的花芽形成数增加200%以上。
α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的最佳浓度是1μM,该浓度是特定α-酮醇脂肪酸(2A)的最佳浓度100μM(参考特开平11-29410号公报)的1/100。
稳定性评价:特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的稳定性
按照以下的方法评价特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的稳定性。
用水将16mM的上述衍生物(1A)的乙醇溶液稀释30倍,将该稀释的溶液分别在4℃,25℃以及25℃的温度下长时间放置,使用HPLC对经时的分解程度进行分析(分析柱:CAPCELL PAK C18 UG120,4.6×250mm,溶剂:50%乙腈+0.1%三氟乙酸,流速为1ml/min,波长为210nm)。
为了进行比较,对特定α-酮醇脂肪酸衍生物(2A)进行同样稀释,将制备的溶液,分别在25℃以及50℃的温度下长时间放置,同样地调查分解程度。
该调查结果表示在图3中。图3的结果表明,放置在25℃以及50℃的两种温度下,本发明的特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)的稳定性都比用来作比较对照的特定α-酮醇脂肪酸衍生物(2A)优异。
另外,只对本发明的特定α-酮醇脂肪酸衍生物(1A)实施了4℃下的稳定性调查,其结果表明,4℃的稳定性比25℃和50℃更为优异。
Claims (4)
3.根据权利要求2所述的植物生长调节剂,其中,上述不饱和脂肪酸衍生物的碳原子数是18,且碳原子之间的双键是1个或2个。
4.根据权利要求2或3所述的植物生长调节剂,其中,上述不饱和脂肪酸衍生物是9,15,16-三羟基-10-氧代-12(
Z)-十八碳烯酸。
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