γ-氨丙基雜氮硅三環(huán)酰胺類衍生物的合成及其植物生長調(diào)節(jié)活性研究

胡素文，張慶偉，宋博，葉發(fā)青，郭平，劉劍敏，韓安月，葉云

(溫州醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，浙江 溫州 325035)

γ-氨丙基雜氮硅三環(huán)酰胺類衍生物的合成及其植物生長調(diào)節(jié)活性研究

胡素文，張慶偉，宋博，葉發(fā)青，郭平，劉劍敏，韓安月，葉云

(溫州醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，浙江 溫州 325035)

目的：合成3個目標(biāo)化合物，并測試其對單子葉植物玉米、雙子葉植物蘿卜的生長調(diào)節(jié)作用。方法：以三異丙醇胺和γ-氨丙基三乙氧基硅烷為原料，通過硅烷化、酰化反應(yīng)合成目標(biāo)化合物。將目標(biāo)化合物分別用蒸餾水配制成濃度為2O、5O和100 ppm的溶液，采用平皿法測試目標(biāo)化合物對單子葉植物玉米和雙子葉植物蘿卜的生長調(diào)節(jié)作用。結(jié)果：合成目標(biāo)化合物；且結(jié)構(gòu)經(jīng)IR、MS、1H-NMR及元素分析確證；目標(biāo)化合物在3個濃度下對單子葉植物玉米和雙子葉植物蘿都表現(xiàn)出一定的生長調(diào)節(jié)活性，在50 ppm時促進生長作用較為明顯。結(jié)論：目標(biāo)化合物對玉米種子和蘿卜種子有一定的生長調(diào)節(jié)作用。

雜氮硅三環(huán)；化學(xué)合成；植物生長調(diào)節(jié)活性

雜氮硅三環(huán)類化合物是一類具有籠狀結(jié)構(gòu)的有機硅化合物，因其特殊的分子結(jié)構(gòu)和顯著的生物活性而一直受到人們的廣泛關(guān)注[1-8]。以雜氮硅三環(huán)為主要成分的高效廣譜植物生長調(diào)節(jié)劑可刺激生根細胞的有絲分裂及蛋白質(zhì)的生物合成，從而提高作物的最終產(chǎn)量[9]。我們報道了γ-氨基丙基-3，7，10-三甲基-硅雜三環(huán)的酰胺類衍生物對植物表現(xiàn)出一定的生長調(diào)節(jié)作用[10]。為了進一步研究其活性，我們合成了γ-氨丙基雜氮硅三環(huán)酰胺類衍生物，探討其植物生長調(diào)節(jié)活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與藥品FinniganTRACE MS色譜-質(zhì)譜儀；Electrothernlal數(shù)字熔點儀(溫度計未經(jīng)校正)；Nicolet AVATAR-360型傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片法)；PE.2400C/H/N元素分析儀；BrukerAVANCE 600型超導(dǎo)核磁共振儀，TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑；蘿卜種子(北京世農(nóng)種苗有限公司)，玉米種子(山東德發(fā)種業(yè)科技公司)，天豐素（江門市大光明農(nóng)化有限公司），三異丙醇胺購自天津市鑫達化工貿(mào)易有限公司，γ-氨丙基三乙氧基硅烷購自杭州硅寶化工有限公司，其余試劑均為市售分析純。

1.2 化合物（I）的合成 參考文獻[10]的方法合成。

圖1化合物IIa-c的合成路線

1.3 γ-(苯甲酰基)氨基丙基-2，8，9-三氧雜-5-氮雜-1-硅雜三環(huán)[3，3，3，01，5]十一碳烷IIa的合成（見圖1）將2.18 g（10 mmol）化合物（I）溶于20 mL CH2Cl2中，加入三乙胺2 mL，冰浴冷卻下滴入(10 mmol) 苯甲酰氯的CH2Cl2溶液，室溫攪拌2 h，反應(yīng)液用0.6 mol·L-1的碳酸氫鈉溶液洗滌2次，水洗滌，有機層用無水硫酸鈉干燥過夜，過濾，濃縮濾液后傾入乙醚中，有白色固體析出，再過濾，用活性炭脫色，丙酮和乙醇重結(jié)晶，得2.58 g白色結(jié)晶IIa。收率76.8%。其物理常數(shù)和光譜數(shù)據(jù)如下：mp:163～165 ℃ IR(KBr): 572(Si←N)，1685(C=O) 1。1H-NMR（CDCl3，600 MHz）δ(ppm):0.456(t，2H，CH2Si)，1.667(t，2H，2’-CH2Si)，2.728(s，6H，NCH2×3)，3.568(d，2H，3’-CH2)，3.676(s，6H，OCH2×3)， 7.322(t，2H，J=7.2 Hz，Ph-H)，7.372 (d，1H，J=7.2 Hz，Ph-H)，7.692(d，2H，J=7.2 Hz，Ph-H)，7.124(br，1H，NH)。ESI-MS：337[M+H]+。分子式：C16H24O4N2Si元素分析：Calcd for（%）：C 57.41，H 7.14，N 8.33，F(xiàn)ound(%):C 57.12，H 7.15，N 8.36。

1.4 γ-(4-甲基苯甲?；?氨基丙基-2，8，9-三氧雜-5-氮雜-1-硅雜三環(huán)[3，3，3，01，5]十一碳烷IIb的合成方法同IIa。收率57.9%。mp：168～169℃ IR(KBr)：570(Si←N)，1637(C=O)。1H-NMR（CDCl3，600 MHz）δ(ppm)：0.447(d，2H，J=6.0 Hz，CH2Si)，1.655(d，2H，J=6.0 Hz，2’-CH2Si)，2.303 (s，3H，Ph-CH3)，2.731(d，6H，J=4.8Hz，NCH2× 3)，3.355(d，2H，J=4.8 Hz，3’-CH2)，3.679(d，6H，J=4.8 Hz，OCH2×3)，7.120(s，2H，Ph-H)，7.587(s，2H，Ph-H)；7.041(br，1H，NH)。ESI-MS：351[M+H]+。分子式：C17H26O4N2Si元素分析：Calcd for (%)：C 58.28，H7.43，N 8.00，F(xiàn)ound(%)：C 58.11，H 7.50，N 8.21。

1.5 γ-(4-甲氧基苯甲?；?氨基丙基-2，8，9-三氧雜-5-氮雜-1-硅雜三環(huán)[3，3，3，01，5]十一碳烷IIc的合成 方法同IIa。收率72.3%。mp：168～169 ℃ IR(KBr)：578(Si←N)，1627(C=O)。1H-NMR（CDCl3，600 MHz）δ(ppm)：0.447(d，2H，J=6.0 Hz，CH2Si)，1.655(d，2H，J=6.0 Hz，2’-CH2Si)，2.303 (s，3H，Ph-CH3)，2.731(d，6H，J=4.8 Hz，NCH2× 3)，3.355(d，2H，J=4.8 Hz，3’-CH2)，3.679(d，6H，J=4.8 Hz，OCH2×3)，7.120(s，2H，Ph-H)，7.587 (s，2H，Ph-H)；7.041(br，1H，NH)。ESI-MS：351 [M+H]+。分子式：C17H26O4N2Si元素分析：Calcd for (%)：C 58.28，H 7.43，N 8.00，F(xiàn)ound(%)：C 58.11，H 7.50，N 8.21。

1.6 生物活性測試試驗操作參考文獻[10]的方法進行。分別稱取5～10 mg待測樣品，加入少量蒸餾水溶解，加蒸餾水配成濃度為20、50及100 ppm的化合物的溶液。取供試植物蘿卜和玉米種子，于溫水中浸泡5 h。在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中鋪入2層濾紙，再在其上各放入2O粒蘿卜和玉米的種子，分別用濃度2O、50、100 ppm的樣品溶液培養(yǎng)。用上述方法，直接用加入少量蒸餾水的培養(yǎng)基作為空白對照。將培養(yǎng)皿蓋好，置于恒溫（25 ℃）室內(nèi)培養(yǎng)。1周后調(diào)查，在每個樣品中取生長最茂盛的植物10棵，測量其莖、根長度，再與空白對照的莖長、根長相比較，進行藥效評價。

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理方法各實驗組均數(shù)與對照組比較采用方差分析，進一步兩兩比較用LSD檢驗法。

2 結(jié)果

測定結(jié)果表明，在三種濃度條件下目標(biāo)化合物對蘿卜和玉米的生長都具有促進作用，且均在50 ppm濃度條件時效果最為明顯（P<0.05或P

3 討論

取代芳酰胺基丙基雜氮硅三環(huán)化合物的IR譜圖中， 在570～580 cm-1之間出現(xiàn)Si←N配位鍵的吸收峰，且比通常的Si-N鍵吸收頻率低。由于雜氮硅三環(huán)正離子比較穩(wěn)定，電子轟擊下首先發(fā)生的是Si-C鍵斷裂，所以合成化合物的質(zhì)譜中，基峰均為雜氮硅三環(huán)正離子。1H-NMR譜數(shù)據(jù)顯示，環(huán)上NCH2和OCH2的質(zhì)子峰發(fā)生明顯分裂，這是由于雜氮硅三環(huán)上的質(zhì)子相互磁不等價，這些表現(xiàn)都與預(yù)測結(jié)果相符。

表1化合物的莖效果、根效果（n=10）

本實驗活性研究結(jié)果表明：在3個濃度條件下，目標(biāo)化合物IIa-c對雙子葉植物蘿卜和單子葉植物玉米的根/莖效果均較好。在濃度為20 ppm時，只有IIc對蘿卜的根/莖效果與空白組比較無意義，其他化合物均表現(xiàn)出促進作用。隨著濃度增加到50 ppm時整體表現(xiàn)出達到最佳效果，而當(dāng)濃度上升到100 ppm時，效果反而降低。50 ppm時IIa對蘿卜和玉米的生長促進作用均高于IIb、IIc，對蘿卜的根/莖效果，提示實際農(nóng)作物種植中，目標(biāo)化合物IIa可作為較理想的植物生長調(diào)節(jié)劑，但濃度需控制在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。

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（本文編輯：吳健敏）

Synthesis of γ-aminopropyl silatrane derivatives and research on its plant growth-regulating activity

HU Suwen，ZHANG Qingwei，SONG Bo，YE Faqing，GUO Ping，LIU Jianmin，HAN Anyue，YE Yun.School of Pharmacy，Wenzhou Medical College，Wenzhou，325035

Objective:To synthesize three target compounds in order to explore the growth regulating activity on radishes and corns. Methods:Triisopropanolamine and γ-aminopropyltriethoxysilane were used as raw materials to obtain the new target compounds through silylation and acylation.Method of plating test was used to examine growth regulating activity of target compounds on radishes of amphibrya and corns of dicotyledon under the concentration of 20，50，100 ppm.Results:The stucture of target compounds were identified by1H-NMR，MS，IR and elemental analysis.The test results showed that all compounds have definite plant growth regulating activity.The optimal concentration of target compounds for promoting plant growth was 50 ppm. Conclusion: The target compounds have definite growth regulating function for the radish seeds and corn seeds.

silatrane；chemical synthesis；plant growth-regulating activity

book=5,ebook=7

O621.29

A

1000-2138 (2010)03-0221-03

2010-01-08

浙江省自然科學(xué)基金資助項目(Y204087)。

胡素文(1983-)，男，湖南常德人，碩士生。

葉發(fā)青，教授，碩士生導(dǎo)師，Email：yfq664340@ 163.com。