2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物及其制备方法和应用

本发明涉及植物生长调节剂，尤其是涉及一种2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在很多国家，玉米、高粱等农作物时常受独脚金或列当等寄生植物的危害，导致农作物大幅减产。独脚金内酯(sls)是一类新型植物激素，利用sls促进寄生植物种子萌发和调节植物分支生长的特性，可将其应用于新型除草剂和株型调节剂的研发，具有广阔的前景。目前，天然的sls在植物体内含量极低，结构复杂，而且易水解，通过分离提取的方法获取十分困难。通过人工合成被认为最有效和应用最广泛的sls类似物gr24，因合成步骤繁琐、收率低，导致生产成本较高，限制了其在农业生产中的大规模推广和应用。

2、因此，开发能够促进根寄生种子萌发，且结构简单、稳定性好的新化合物对于植物生长调节剂领域的发展具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，可有效促进根系寄生种子萌发，结构简单、稳定性好，且合成路线简单。

2、本发明的另一目的在于提供2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物的制备方法。

3、本发明的又一目的在于提供一种2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物在调节植物生长活性中的应用。

4、为了实现本发明的上述目的，本发明一方面提供了2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，具有如下式ⅰ所示的结构：

5、

6、其中，r1和r2各自独立地选自h、碳数为1～4的烷基和苯环中的任一种；r3为单取代或多取代，取代基各自独立地选自卤素、碳数为1～6的烷基和碳数为1～6的烷氧基中的任一种。

7、在本发明的具体实施方式中，所述r3为单取代，取代基为甲基、br和cl中的至少一种；所述r2为h、甲基和苯环中的至少一种；所述r1为h和甲基中的至少一种。

8、在本发明的具体实施方式中，所述2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物为如下化合物中的任一种：

9、

10、

11、本发明另一方面提供了上述任意一种所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物的制备方法，包括如下步骤：

12、(a)化合物a与氯乙酰氯在第一催化剂和缚酸剂的作用下，于溶剂中反应得到中间体b；

13、(b)所述中间体b与化合物d在第二催化剂和碱的作用下，于溶剂中反应得到产物；

14、所述化合物a、所述中间体b和所述化合物d的结构分别如下：

15、

16、在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述化合物a与所述氯乙酰氯的摩尔比为1﹕(1～1.5)。

17、在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述第一催化剂包括dmap。进一步地，所述第一催化剂的用量为所述化合物a的8mol.％～12mol.％。

18、在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述缚酸剂包括吡啶。进一步地，所述缚酸剂与所述化合物a的摩尔比为1﹕(1～1.2)。

19、在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述反应的温度为0～30℃，所述反应的时间为1～5h。

20、在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，还包括：调节反应后的物料的ph至中性，然后采用乙酸乙酯萃取，收集有机相，进行柱层析纯化。

21、在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述中间体b与所述化合物d的摩尔比为1﹕(1～1.5)。

22、在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述第二催化剂包括dmap。进一步地，所述第二催化剂的用量为所述中间体b的8mol.％～12mol.％。

23、在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述碱包括碳酸钾。进一步地，所述碱与所述中间体b的摩尔比为1﹕(1～1.2)。

24、在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述反应的温度为0～30℃，所述反应的时间为1～5h。

25、在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，还包括：采用乙酸乙酯对反应后的物料进行萃取，收集有机相，进行柱层析纯化。

26、本发明又一方面提供了2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物在调节植物生长活性中的应用。

27、在本发明的具体实施方式中，所述调节植物生长活性包括诱导寄生植物的种子萌发、抑制植物分蘖、抑制植物下胚轴伸长、促进植物成熟和调节果实甜度中的至少一种。

28、在本发明的具体实施方式中，所述植物包括向日葵列当、小麦、拟南芥和草莓中的至少一种。

29、本发明另一方面提供了一种植物生长调节剂，包括上述任意一种所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、本发明提供了一种能够效促进根系寄生种子萌发，结构简单、稳定性好，且合成路线简单的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，对于植物生长调节剂领域的发展具有重要意义。

技术特征：

1.2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，其特征在于，具有如下式ⅰ所示的结构：

2.根据权利要求1所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，其特征在于，所述r3为单取代，取代基为甲基、br和cl中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，其特征在于，为如下化合物中的任一种：

4.权利要求1～3任一项所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，具有如下特征中的至少一个：

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，具有如下特征中的至少一个：

7.权利要求1～3任一项所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物在调节植物生长活性中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述调节植物生长活性包括诱导寄生植物的种子萌发、抑制植物分蘖、抑制植物下胚轴伸长、促进植物成熟和调节果实甜度中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述植物包括向日葵列当、小麦、拟南芥和草莓中的至少一种。

10.植物生长调节剂，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的2-丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物。

技术总结本发明涉及植物生长调节剂技术领域，尤其是涉及一种2‑丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物及其制备方法和应用。2‑丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，具有如下式Ⅰ所示的结构：本发明提供了一种能够效促进根系寄生种子萌发，结构简单、稳定性好，且合成路线简单的2‑丁烯羟酸内酯硫代乙酸酯类化合物，对于植物生长调节剂领域的发展具有重要意义。技术研发人员：赵汗青,段留生,于春欣,王晔,朱长恒,蒋禹,李兴佳受保护的技术使用者：北京农学院技术研发日：技术公布日：2024/10/17