[發明專利]獨腳金內酯GR24的全合成方法

無效

• 申請號: 201310308279.5
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103396390A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 吳磊;許俊旭;查滿榮;丁艷鋒
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C07D307/93
• 分類號: C07D307/93
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于合成一類植物激素獨腳金內酯的技術領域，特別涉及一種獨腳金內酯GR24的全合成方法。

背景技術

獨腳金內酯是一些天然獨腳金醇類化合物及其人工合成類似物或衍生物的總稱。最早的獨腳金內酯是獨腳金醇(Strigol)，由Crook在1966年從獨腳金的非寄主植物棉花的根際分泌物中分離得到，可以誘導獨腳金、列當等植物的種子萌發，后來陸續在其他植物如玉米、高粱、黍稷中發現。人工合成的獨腳金醇類似物為Johnson等人在1976年報道，有GR（germination?releaser）系列如GR24,?GR7,?GR3等。其中的GR24活性最高，也是目前國內外科研工作者使用最多的類獨腳金內酯化合物，它可作為一類新的植物激素促進種子萌發（如陳貴林等利用氯化鈉和獨腳金內酯人工合成類似物GR24組成的試劑快速高效地促進鎖陽種子萌發[專利公開號：CN102742599A]）以及調控寄生植物與寄主植物之間的共生關系，另外它的最為關鍵的作用是能夠抑制植物的分枝和側芽生長，這種作用一經證實即成為學術界研究的一個熱點。已有研究證明它可以同生長素和細胞分裂素一起維持植物的株型，協調植物地上部分和地下部分的生長，而其對植物生長的負面影響尚未見報道，因此將其應用到農業生產實踐中以調控植物的株型將具有非常重要的意義。但是，目前商品化的GR24成品價格過于昂貴，嚴重限制了其在農業領域的推廣應用，故需尋求其人工合成的最佳路線。最早的GR24人工合成路線由Johnson等人在1981年報道[J.?Chem.?Soc.?Perkin?Trans.?1,?1981,?1734-1743]，隨后Zwanenburg等人修正了前者的合成路線?[J.?Agric.?Food?Chem.?1992,?40,?1230-1235.]。值得注意的是，以上兩種合成方法都較為冗長，所使用試劑或劇毒或操作條件苛刻（嚴格無水操作）。因此，研究和開發出一條新的、成本低廉、原料毒性低且操作簡單的GR24合成方法以適用于未來的工業化生產對于該類植物激素在農業領域的廣泛應用具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種植物激素獨腳金內酯GR24的合成方法，該方法具有反應條件簡單、原料易得、產品純度高的特點。

本發明的技術方案如下：

一種獨腳金內酯GR24的全合成方法，1-茚酮經縮合、還原、內酯化及縮合成鹽反應合成化合物F，2-甲基丁內酯經脫氫反應及溴代合成化合物F，最后由化合物F、H經取代反應得到獨腳金內酯GR24；具體包括以下步驟：

A1、1-茚酮A和乙醛酸縮合反應得到化合物B：

；

A2、化合物B還原得到化合物C：

；

A3、化合物C進一步還原得到化合物D：

；

A4、化合物D內酯化得到化合物E：

；

A5、甲酸甲酯與化合物E縮合成鹽反應得到化合物F：

；

B1、2-甲基丁內酯經脫氫反應得到化合物G:

；

B2、化合物G經溴代得到化合物?H，即片段2：

；

化合物?G和化合物?H經取代反應獲得獨腳金內酯GR24：

。

步驟A1中，所述1-茚酮和乙醛酸的摩爾比為1:0.5~5，優選1:0.8~2.5，兩者溶于非極性溶劑，優選為四氫呋喃，在強酸性條件下反應1~15小時，優選1~10小時；述強酸性條件為硝酸、鹽酸或硫酸存在的條件。

步驟A2中，所述化合物B和金屬鋅粉在酸性條件下反應0.5~20小時，優選1~10小時；其中化合物B和金屬鋅粉的摩爾比為1：1~5，優選1：1~2.5。

步驟A3具體包括：化合物C溶于氫氧化鈉溶液中，緩慢滴加硼氫化鈉溶液，反應5~48小時，優選5~25小時，反應結束后調節pH至弱酸性，優選pH5~6，得到化合物D；其中所述化合物C和氫氧化鈉的摩爾比為1：10~25，優選1:?18~25；所述化合物C和硼氫化鈉的摩爾比為1：3~10，優選1:?3~6。

步驟A4中，化合物D在酸性條件下反應5~28小時內酯化得到化合物E，反應時間優選20~28小時。

步驟A5具體包括：所述化合物E和甲酸甲酯溶于非極性溶劑，優選為1,4-二氧六環，冰浴下分批加入醇鉀，反應2~40小時，優選2~15小時，得到化合物F；其中化合物E和甲酸甲酯的摩爾比為1：1~5，優選1：1~2；所述醇鉀為異丙醇鉀、叔丁醇鉀。