γ-氨丙基杂氮硅三环酰胺类衍生物的合成及其植物生长调节活性研究

胡素文，张庆伟，宋博，叶发青，郭平，刘剑敏，韩安月，叶云

(温州医学院 药学院，浙江 温州 325035)

γ-氨丙基杂氮硅三环酰胺类衍生物的合成及其植物生长调节活性研究

胡素文，张庆伟，宋博，叶发青，郭平，刘剑敏，韩安月，叶云

(温州医学院 药学院，浙江 温州 325035)

目的：合成3个目标化合物，并测试其对单子叶植物玉米、双子叶植物萝卜的生长调节作用。方法：以三异丙醇胺和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料，通过硅烷化、酰化反应合成目标化合物。将目标化合物分别用蒸馏水配制成浓度为2O、5O和100 ppm的溶液，采用平皿法测试目标化合物对单子叶植物玉米和双子叶植物萝卜的生长调节作用。结果：合成目标化合物；且结构经IR、MS、1H-NMR及元素分析确证；目标化合物在3个浓度下对单子叶植物玉米和双子叶植物萝都表现出一定的生长调节活性，在50 ppm时促进生长作用较为明显。结论：目标化合物对玉米种子和萝卜种子有一定的生长调节作用。

杂氮硅三环；化学合成；植物生长调节活性

杂氮硅三环类化合物是一类具有笼状结构的有机硅化合物，因其特殊的分子结构和显著的生物活性而一直受到人们的广泛关注[1-8]。以杂氮硅三环为主要成分的高效广谱植物生长调节剂可刺激生根细胞的有丝分裂及蛋白质的生物合成，从而提高作物的最终产量[9]。我们报道了γ-氨基丙基-3，7，10-三甲基-硅杂三环的酰胺类衍生物对植物表现出一定的生长调节作用[10]。为了进一步研究其活性，我们合成了γ-氨丙基杂氮硅三环酰胺类衍生物，探讨其植物生长调节活性。

1 实验部分

1.1 仪器与药品FinniganTRACE MS色谱-质谱仪；Electrothernlal数字熔点仪(温度计未经校正)；Nicolet AVATAR-360型傅立叶红外光谱仪(KBr压片法)；PE.2400C/H/N元素分析仪；BrukerAVANCE 600型超导核磁共振仪，TMS为内标，CDCl3为溶剂；萝卜种子(北京世农种苗有限公司)，玉米种子(山东德发种业科技公司)，天丰素（江门市大光明农化有限公司），三异丙醇胺购自天津市鑫达化工贸易有限公司，γ-氨丙基三乙氧基硅烷购自杭州硅宝化工有限公司，其余试剂均为市售分析纯。

1.2 化合物（I）的合成 参考文献[10]的方法合成。

图1化合物IIa-c的合成路线

1.3 γ-(苯甲酰基)氨基丙基-2，8，9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3，3，3，01，5]十一碳烷IIa的合成（见图1）将2.18 g（10 mmol）化合物（I）溶于20 mL CH2Cl2中，加入三乙胺2 mL，冰浴冷却下滴入(10 mmol) 苯甲酰氯的CH2Cl2溶液，室温搅拌2 h，反应液用0.6 mol·L-1的碳酸氢钠溶液洗涤2次，水洗涤，有机层用无水硫酸钠干燥过夜，过滤，浓缩滤液后倾入乙醚中，有白色固体析出，再过滤，用活性炭脱色，丙酮和乙醇重结晶，得2.58 g白色结晶IIa。收率76.8%。其物理常数和光谱数据如下：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，Found(%):C 57.12，H 7.15，N 8.36。

1.4 γ-(4-甲基苯甲酰基)氨基丙基-2，8，9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[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，Found(%)：C 58.11，H 7.50，N 8.21。

1.5 γ-(4-甲氧基苯甲酰基)氨基丙基-2，8，9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[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，Found(%)：C 58.11，H 7.50，N 8.21。

1.6 生物活性测试试验操作参考文献[10]的方法进行。分别称取5～10 mg待测样品，加入少量蒸馏水溶解，加蒸馏水配成浓度为20、50及100 ppm的化合物的溶液。取供试植物萝卜和玉米种子，于温水中浸泡5 h。在直径为9 cm的培养皿中铺入2层滤纸，再在其上各放入2O粒萝卜和玉米的种子，分别用浓度2O、50、100 ppm的样品溶液培养。用上述方法，直接用加入少量蒸馏水的培养基作为空白对照。将培养皿盖好，置于恒温（25 ℃）室内培养。1周后调查，在每个样品中取生长最茂盛的植物10棵，测量其茎、根长度，再与空白对照的茎长、根长相比较，进行药效评价。

1.7 统计学处理方法各实验组均数与对照组比较采用方差分析，进一步两两比较用LSD检验法。

2 结果

测定结果表明，在三种浓度条件下目标化合物对萝卜和玉米的生长都具有促进作用，且均在50 ppm浓度条件时效果最为明显（P<0.05或P

3 讨论

取代芳酰胺基丙基杂氮硅三环化合物的IR谱图中， 在570～580 cm-1之间出现Si←N配位键的吸收峰，且比通常的Si-N键吸收频率低。由于杂氮硅三环正离子比较稳定，电子轰击下首先发生的是Si-C键断裂，所以合成化合物的质谱中，基峰均为杂氮硅三环正离子。1H-NMR谱数据显示，环上NCH2和OCH2的质子峰发生明显分裂，这是由于杂氮硅三环上的质子相互磁不等价，这些表现都与预测结果相符。

表1化合物的茎效果、根效果（n=10）

本实验活性研究结果表明：在3个浓度条件下，目标化合物IIa-c对双子叶植物萝卜和单子叶植物玉米的根/茎效果均较好。在浓度为20 ppm时，只有IIc对萝卜的根/茎效果与空白组比较无意义，其他化合物均表现出促进作用。随着浓度增加到50 ppm时整体表现出达到最佳效果，而当浓度上升到100 ppm时，效果反而降低。50 ppm时IIa对萝卜和玉米的生长促进作用均高于IIb、IIc，对萝卜的根/茎效果，提示实际农作物种植中，目标化合物IIa可作为较理想的植物生长调节剂，但浓度需控制在适当的范围之内。

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[4]金晓冬,胡黎川,叶发青.γ-(N-对甲基苯磺酰) 氨基丙基-3,7, 10-三甲基-2,8,9-三氧杂-5 -氮杂-1-硅杂三环[3,3,3,01,5]十一碳烷抗肿瘤活性与调节植物生长活性的研究[J].温州医学院学报,2008,38(3):203-205.

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（本文编辑：吴健敏）

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

浙江省自然科学基金资助项目(Y204087)。

胡素文(1983-)，男，湖南常德人，硕士生。

叶发青，教授，硕士生导师，Email：yfq664340@ 163.com。