WO2017002898A1 - ストライガ発芽調節剤 - Google Patents
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- A01N43/84—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms six-membered rings with one nitrogen atom and either one oxygen atom or one sulfur atom in positions 1,4
Definitions
- the present invention relates to a striker germination regulating (induction or suppression) agent and a striker germination regulation method using the same. Furthermore, the present invention relates to a fluorescent probe that can easily and efficiently measure strigolactone receptor activity and a screening method for a striga germination regulator using the same.
- Striga Plants belonging to the genus Striga (sometimes abbreviated as “Striga” in the present specification) parasitize major crops such as corn, rice, and legumes and cause poor growth.
- the damage has spread to Africa, Asia, Australia, the United States, etc., and especially in Africa, the amount of damage is said to be 10 billion US dollars per year.
- Striga seeds can survive in the soil for a long period of time, detect Strigolactone secreted from the roots of the surrounding host crops, germinate, and infest the roots of the host crops. And the seeds produced by the Striga plants that appeared on the ground also contaminate the surrounding soil. For this reason, once the soil is contaminated with the striker seed, if no countermeasures are taken, the striker will continue to be damaged in that soil, and the soil area contaminated with the seed will gradually expand. become.
- striker germination control agent induction or suppression agent
- soil contaminated with striker seed For example, if a striker germination inducer is applied in an environment where there is no host plant, the germinated striker will die without being parasitized, thereby purifying the soil. Moreover, if a striker germination inhibitor is applied, a host plant can be cultivated without being parasitized by striker. Therefore, development of a substance that induces or suppresses germination of striga more efficiently has been demanded.
- Non-Patent Document 1 Striga germination regulators containing strigolactone and its derivatives as active ingredients have been developed (Non-Patent Document 1), but have not been put into practical use from the viewpoint of stability and synthesis cost.
- An object of the present invention is to provide a striker germination regulator comprising a compound having a different basic skeleton from strigolactone and its derivatives as an active ingredient (problem 1).
- Another object of the present invention is to provide a striker germination regulator comprising a compound having higher stability and that can be synthesized at a lower cost as an active ingredient.
- an object of the present invention is to provide a method for screening a Striga germination regulator more simply and more efficiently without using Striga seeds (Problem 2).
- the compound represented by the general formula (1) has Striga germination regulating activity. These compounds have high stability in an aqueous solution and can be produced at low cost.
- the present inventors have found that the problem 2 can be solved by using the compound represented by the general formula (2) or (3) as a fluorescent probe. .
- the present invention has been completed as a result of further research based on these findings. That is, the present invention includes the following aspects.
- Invention 1 (Items 1 to 10) Item 1.
- R 1 is an alkyl group; m is an integer from 0 to 3, R 2 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted alkylthio group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted alkynyl.
- a group an amino group which may be substituted with an alkyl group (however, when the number of substitutions is 2, the alkyl groups may be linked together to form a ring with an adjacent nitrogen atom), or a nitro group Yes, n is an integer from 0 to 5,
- P is the general formula (P1) or (P2):
- R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and are hydrogen atoms or alkyl groups, and R 3 and R 4 Or R 5 and R 6 may be bonded to each other to form a benzene ring with an adjacent carbon atom, and R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a benzene ring with an adjacent carbon atom.
- a divalent group represented by Q is a group derived from an aromatic ring or a heterocyclic ring
- Y is an oxygen atom or a sulfur atom
- Z is General formula (Z1): —TU— (wherein T represents —S (O) i — (wherein i represents 1 or 2), —C ( ⁇ O) O—, Or -A (-NO 2 )-(wherein A represents a nitrogen-containing heterocyclic ring), and U is a single bond, -CH 2- , -O-, or -NR 10- (where R 10 Represents a hydrogen atom or an alkyl group.), Or a divalent group represented by general formula (Z2): —V—O—W— (in formula (Z2), V represents a single bond or — CH 2 — and W is a single bond, —C ( ⁇ O) —, or —S (O) k — (wherein k represents 1 or 2). It is a group. ] Striga
- Item 2 The striker germination regulator according to Item 1, wherein Q is a group derived from benzene.
- Item 3. The striker germination regulator according to Item 1 or 2, wherein Y is an oxygen atom.
- Item 4. The striker germination regulator according to any one of Items 1 to 3, wherein m is 0.
- Item 5 When P is a divalent group represented by the general formula (P1), Z is a divalent group represented by the general formula (Z1), and P is a divalent group represented by the general formula (P2). Item 5.
- Item 6. The striker germination regulator according to any one of Items 1 to 5, which is a striker germination inducer.
- Item 8. The striker germination regulator according to any one of Items 1 to 5, which is a striker germination inhibitor.
- Item 10 A striga germination control method, wherein the striga germination regulator according to any one of items 1 to 9 is applied to soil containing striga seeds.
- Invention 2 (Items 11 to 17) Item 11.
- R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and are a hydrogen atom or an alkyl group, R 11 and R 12 may be bonded to each other to form an optionally substituted benzene ring with an adjacent carbon atom, R 13 and R 14 may be bonded to each other to form a benzene ring that may be substituted with an alkyl group together with the adjacent carbon atom;
- R 15 is a hydrogen atom or an alkyl group
- R 16 is an optionally protected hydroxyl group, alkoxy group, halogen atom, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, isocyanate group, isothiocyanate group, sulfo group, or active ester group
- R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are the same or different and each is a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, p is 0 or an integer of 1 to 3.
- Item 12. The compound according to Item 11, wherein one of R 11 and R 12 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group, and one of R 13 and R 14 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group, or a salt thereof, Hydrates or solvates.
- Item 13 The compound according to Item 11 or 12, or a salt, hydrate or solvate thereof, wherein R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are hydrogen atoms.
- Item 14 The compound according to any one of Items 11 to 13, wherein p is 0, or a salt, hydrate or solvate thereof.
- Item 15 A fluorescent probe comprising the compound according to any one of Items 11 to 14, or a salt, hydrate or solvate thereof.
- Item 16 The fluorescent probe according to Item 15, which is used for measuring strigolactone receptor activity.
- Screening method for Striga germination regulator comprising steps (a) to (c): (A) contacting the strigolactone receptor with the fluorescent probe according to Item 15 or 16 in the presence of a test substance; (B) After step (a), the fluorescence intensity of the decomposition product of the fluorescent probe is measured, and the fluorescence intensity (test fluorescence intensity) is the fluorescence intensity (control fluorescence intensity) when the test substance is not contacted. The step of comparing, (C) A step of selecting a test substance as a striker germination regulator when the test fluorescence intensity and the control fluorescence intensity are significantly different.
- a striker germination regulator can be provided. Since the striker germination regulator of the present invention has high stability in an aqueous solution of an active ingredient, it can exert its effect stably over a long period of time after application to soil. Moreover, the active ingredient of the striker regulator of the present invention can be synthesized at a very low cost (about 120 yen per gram). Therefore, the striker regulator of the present invention is widely used all over the world, particularly in countries and regions (especially Africa, etc.) where the damage to the striker is serious but the countermeasures have not been sufficiently taken due to economic circumstances. It can be a countermeasure.
- Invention 2 by using the compound represented by the general formula (2) or (3) as a fluorescent probe, a striga germination regulator can be obtained in a much simpler and more efficient manner than a conventional method for performing a germination test. Can be screened. In addition, since the germination test can be performed only in a licensed experimental space, the screening method of the present invention can be carried out without such restrictions. Furthermore, the obtained Striga germination regulator is improved more rationally through analysis of the interaction with the Strigolactone receptor found for the first time in the present invention, prediction of the optimum compound, etc. It is also possible.
- the compound represented by the general formula (2) or (3) is hydrolyzed by the strigolactone receptor and exhibits the same physiological activity as strigolactone. And this compound produces
- Example 3-1 The measurement result of the fluorescence intensity in an in-vitro fluorescence emission test (Example 3-1) is shown.
- the horizontal axis indicates the time after the start of the reaction, and the vertical axis indicates the relative value of the fluorescence intensity.
- Black circles show the results when Arabidopsis trigolactone receptor (AtD14) was added to the reaction system, and black triangles show the results when AtD14 was not added.
- In vitro fluorescence test (Example 3-1) Fluorescence intensity measurements Linewaver-Burk plot was created based on the, and shows the K m value.
- the result of having analyzed the component in the reaction solution of an in-vitro fluorescence emission test by LC-MS (Example 3-2) is shown.
- the upper row shows the results when AtD14 was not added to the reaction system, and the lower row shows the results when AtD14 was added to the reaction system.
- Fluorescein and D-ring (3-methyl-5-hydroxyfuran-2 (5H) -one) indicate degradation products generated by hydrolysis of the ether bond portion of YLG.
- the number next to each peak indicates Retention time (minutes).
- the measurement result of fluorescence intensity in a competitive test (Example 3-3) and the IC 50 value are shown.
- the horizontal axis indicates the concentration of the competitor (GR24, carba-GR24, 5DS, or 4DO) in the reaction solution, and the vertical axis indicates the relative value of the fluorescence intensity.
- the fluorescence observation image (upper stage) and bright field image (lower stage) in an in-vivo fluorescence emission test (Example 3-4) are shown.
- the measurement result of the germination rate of a striker germination test (Example 4) is shown.
- the horizontal axis indicates the concentration of GR24 or YLG in the solution containing seeds, and the vertical axis indicates the germination rate.
- the bright field image (upper stage) and fluorescence observation image (lower stage) of the seed which germinated by the striker germination test (Example 4) are shown.
- invention 1 The present invention relates to a general formula (1):
- R 1 is an alkyl group; m is an integer from 0 to 3, R 2 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted alkylthio group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted alkynyl.
- a group an amino group which may be substituted with an alkyl group (however, when the number of substitutions is 2, the alkyl groups may be linked together to form a ring with an adjacent nitrogen atom), or a nitro group Yes, n is an integer from 0 to 5,
- P is the general formula (P1) or (P2):
- R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and are hydrogen atoms or alkyl groups, and R 3 and R 4 Or R 5 and R 6 may be bonded to each other to form a benzene ring with an adjacent carbon atom, and R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a benzene ring with an adjacent carbon atom.
- a divalent group represented by Q is a group derived from an aromatic ring or a heterocyclic ring
- Y is an oxygen atom or a sulfur atom
- Z is General formula (Z1): —TU— (wherein T represents —S (O) i — (wherein i represents 1 or 2), —C ( ⁇ O) O—, Or -A (-NO 2 )-(wherein A represents a nitrogen-containing heterocyclic ring), and U is a single bond, -CH 2- , -O-, or -NR 10- (where R 10 Represents a hydrogen atom or an alkyl group.),
- the alkyl group represented by R 1 may be either linear or branched, but is preferably linear.
- the alkyl group has, for example, 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 to 2.
- Examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n- Examples include a hexyl group and a 3-methylpentyl group.
- m is an integer of 0 to 3. m is preferably 0 or 1, more preferably 0.
- examples of the halogen atom represented by R 2 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
- a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, More preferably, a bromine atom is mentioned.
- the optionally substituted alkyl group represented by R 2 is not particularly limited, and may be a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), oxo group, phenyl group.
- halogen atom fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.
- oxo group phenyl group.
- examples thereof include a linear or branched alkyl group having 1 to 8, preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with, for example.
- the number of substituents is not particularly limited and is, for example, 0 to 6, preferably 0 to 3.
- Examples of such an optionally substituted alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and a perfluoro group.
- a methyl group, a perfluoroethyl group, etc. are mentioned.
- the optionally substituted alkoxy group represented by R 2 is not particularly limited, and may be a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), oxo group, phenyl group.
- halogen atom fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.
- oxo group phenyl group.
- examples thereof include a linear or branched alkoxy group having 1 to 8, preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with, for example.
- the number of substituents is not particularly limited and is, for example, 0 to 6, preferably 0 to 3.
- Examples of such an optionally substituted alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a t-butoxy group, a peroxy group, and the like.
- a fluoromethoxy group, a perfluoroethoxy group, etc. are mentioned.
- the optionally substituted alkylthio group represented by R 2 is not particularly limited, and may be a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), oxo group, phenyl group.
- halogen atom fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.
- oxo group phenyl group.
- examples thereof include a linear or branched alkylthio group having 1 to 8, preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with, for example.
- the number of substituents is not particularly limited and is, for example, 0 to 6, preferably 0 to 3.
- Examples of such an optionally substituted alkylthio group include a methylthio group, an ethylthio group, an n-propylthio group, an isopropylthio group, an n-butylthio group, an isobutylthio group, a sec-butylthio group, a t-butylthio group, A perfluoromethylthio group, a perfluoroethylthio group, etc. are mentioned.
- the optionally substituted alkenyl group represented by R 2 is not particularly limited, and is a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), oxo group, phenyl group. And a straight or branched alkenyl group having 2 to 8, preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 4 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group.
- the number of substituents is not particularly limited and is, for example, 0 to 6, preferably 0 to 3.
- Examples of such an optionally substituted alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a 1-propenyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group.
- the optionally substituted alkynyl group represented by R 2 is not particularly limited, and may be a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), oxo group, phenyl group. And a linear or branched alkynyl group having 2 to 8, preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 4 carbon atoms, which may be substituted with, for example.
- the number of substituents is not particularly limited and is, for example, 0 to 6, preferably 0 to 3.
- alkynyl group examples include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, phenylacetinyl group and the like.
- the amino group which may be substituted with the alkyl group represented by R 2 is not particularly limited, and has a straight or branched carbon number of 1 to 6, preferably 1 to 4. More preferred is an amino group which may be substituted with 1 to 2 alkyl groups.
- the number of substitution with an alkyl group is preferably 1 to 2 (when the number of substitution is 2, the alkyl groups may be linked to form a ring with the adjacent nitrogen atom).
- Examples of such an optionally substituted amino group include an amino group, a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, and an ethylmethylamino group.
- n is an integer of 0 to 5.
- m is preferably 0 to 3, more preferably 1 to 3.
- P is a divalent group represented by general formula (P1) or (P2).
- P is preferably a divalent group represented by the general formula (P2) from the viewpoint that higher Striga germination-inducing activity or Striga germination-inhibiting activity can be obtained.
- n is preferably 0, or n is an integer of 1 to 5 and R 2 is an alkyl group or an alkoxy group which may be substituted with a phenyl group, and still more preferably n is 0, or n is an integer of 1 to 3, and R 2 is an alkyl group which may be substituted with a phenyl group.
- the alkyl group represented by R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be either linear or branched. A linear one is preferred.
- the alkyl group has, for example, 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 to 2.
- alkyl group examples include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n- Examples include a hexyl group and a 3-methylpentyl group.
- R 3 and R 4 or R 5 and R 6 may be bonded to each other to form a benzene ring together with adjacent carbon atoms, and R 8 and R 9 may be bonded to each other together with adjacent carbon atoms.
- a benzene ring may be formed.
- R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are all hydrogen atoms.
- the group derived from the aromatic ring or heterocyclic ring represented by Q is not particularly limited as long as it is a group obtained by removing one or more hydrogens from the aromatic ring or heterocyclic ring.
- Q has a valence that varies depending on the number of n. That is, for example, when n is 0, Q is a monovalent group, and when n is 1, Q is a divalent group.
- the aromatic ring is not particularly limited, but preferably has 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 15 carbon atoms.
- Examples of such an aromatic ring include benzene, indene, naphthalene, anthracene, tetracene, pyrene, perylene, fluorene, phenanthrene, and the like, preferably benzene and naphthalene, and more preferably benzene.
- the heterocyclic ring is preferably monocyclic, bicyclic, or tricyclic, and more preferably monocyclic (especially a 5- or 6-membered ring) or bicyclic (especially a condensed ring of 5-membered and 6-membered rings). preferable.
- a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom and the like are preferable, and a nitrogen atom, an oxygen atom and the like are more preferable.
- pyrrolidine tetrahydrofuran, tetrahydrothiophene, pyrrole, furan, thiophene, piperidine, tetrahydropyran, tetrahydrothiopyran, imidazole, pyridine, pyrazole, oxazole, thiazole, imidazoline, pyrazine, morpholine, thiazine, etc .; these monocyclic A ring formed by condensing two or more heterocycles; and a ring formed by condensing these monocyclic heterocycles and aromatic rings (particularly benzene rings).
- Y is an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
- Z is a divalent group represented by general formula (Z1) or a divalent group represented by general formula (Z2).
- P is a divalent group represented by the general formula (P1)
- Z is a divalent group represented by the general formula (Z1)
- P is a divalent group represented by the general formula (P2).
- Z is a divalent group represented by the general formula (Z2).
- T represents —S (O) i — (where i represents 1 or 2, preferably 2), —C ( ⁇ O) O—, or —A (—NO 2 )-(Wherein A represents a nitrogen-containing heterocycle), preferably —S (O) i — or —C ( ⁇ O) O—, more preferably —S (O) i —. is there.
- A represents a nitrogen-containing heterocycle
- the nitrogen-containing heterocycle represented by A is the same as the heterocycle from which the group Q is derived except that it is essential to contain nitrogen.
- U is a single bond, —CH 2 —, —O—, or —NR 10 — (wherein R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group), preferably a single bond, —CH 2 — or —NR 10 —, more preferably a single bond or —CH 2 —.
- R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group
- the alkyl group represented by R 10 is the same as the alkyl group represented by R 1 .
- divalent group represented by the general formula (Z1) include the following groups.
- V represents a single bond or —CH 2 —, and preferably —CH 2 —.
- W represents a single bond, —C ( ⁇ O) —, or —S (O) k — (wherein k represents 1 or 2).
- divalent group represented by the general formula (Z2) include the following groups.
- Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include compounds 1 to 41 described in Examples described later.
- the compound represented by the general formula (1) is preferably Compound 1, 3 to 6, 8 to 9, 11 to 13, 15, 31 to 34, 36 to 37, 39 from the viewpoint of higher Striga germination inducing activity.
- 41 to 42, etc. more preferably 3 to 4, 12, 31 to 33, 36 to 37, 39, and 41, and still more preferably compounds 31 and 36. Therefore, they are particularly suitable as an active ingredient of a striker germination inducer.
- the compounds represented by the general formula (1) are preferably compounds 2, 4 to 14, 16 to 19, 29 to 30, 38, 40, etc., more preferably from the viewpoint of higher striga germination inhibitory activity.
- Compounds 6, 14, 16, 19, 29, 38, etc. are mentioned, More preferably, compounds 14, 38, etc. are mentioned. Therefore, they are particularly suitable as an active ingredient of a striker germination inhibitor.
- the compounds represented by the general formula (1) are preferably compounds 5 to 6, 8 to 9, 11 to 13 and the like from the viewpoint of exhibiting relatively high activity in both striga germination inducing activity and striga germination inhibition activity. It is done.
- the salt of the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, and any of an acid salt and a basic salt can be employed.
- acid salts include inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, sulfate, nitrate, phosphate, acetate, propionate, tartrate, fumarate, maleate, malic acid
- basic salts include alkali metal salts such as sodium and potassium, and alkaline earth metals such as calcium salts and magnesium salts. A metal salt etc. are mentioned.
- the solvate of the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited as long as it is a solvate of the compound represented by the general formula (1) or a salt thereof and a solvent.
- the solvent include ethanol, glycerol, acetic acid and the like.
- the compound represented by the general formula (1) can be produced according to or according to a known synthesis method. As an example, the synthesis method by the following process 1 or process 2 is mentioned.
- step 1 compound c included in the compound represented by formula (1) is synthesized by reacting compound a and compound b in the presence of a catalyst.
- step 2 compound f included in the compound represented by formula (1) is synthesized by reacting compound d and compound e in the presence of a catalyst.
- the amount of compound b used is usually preferably 0.2 to 2 mol, more preferably 0.5 to 1.5 mol, relative to 1 mol of compound a, from the viewpoints of selectivity and yield.
- the amount of compound e used is usually preferably 0.2 to 2 mol, more preferably 0.5 to 1.5 mol, relative to 1 mol of compound d, from the viewpoints of selectivity and yield. .
- the catalyst used in Steps 1 and 2 is not particularly limited, and examples thereof include a base catalyst such as triethylamine from the viewpoints of selectivity, yield, and safety.
- a catalyst may be used independently and may be used together.
- the amount of the catalyst used is not particularly limited as long as the target compound is obtained.
- the amount is usually preferably 0.2 to 3 mol, more preferably 0.5 to 2.0 mol, relative to 1 mol of compound a.
- Steps 1 and 2 are usually performed in a reaction solvent.
- the reaction solvent that can be used include dichloromethane, N, N-dimethylformamide, acetonitrile, tetrahydrofuran, acetone, toluene and the like, preferably dichloromethane and the like.
- a solvent may be used independently and may be used together.
- reaction solvents organic solvents
- concentration of compound a or d is 0.005 to 1 mol / L, preferably 0.01 to Adjust to 0.5 mol / L.
- the reaction temperature in steps 1 and 2 can be carried out under heating, at room temperature, or under cooling, and is usually preferably about 0 to 50 ° C.
- the reaction may be carried out at normal pressure, and if necessary, may be carried out under reduced pressure or pressurized conditions, but is preferably carried out under normal pressure.
- the progress of the reaction can be followed by conventional methods such as chromatography. After completion of the reaction, the solvent is distilled off, and the product can be isolated and purified by usual methods such as chromatography and recrystallization.
- the structure of the product can be identified by elemental analysis, MS (FD-MS) analysis, IR analysis, 1 H-NMR, 13 C-NMR and the like.
- the compounds c and f synthesized in the steps 1 and 2 can be purified by an ordinary purification method such as activated carbon treatment, recrystallization, column chromatography, or the like, if necessary.
- the compound represented by the general formula (1) follows a method in which these steps are combined with a known substitution reaction, addition reaction, or the like, or a method described in Examples described later. Alternatively, it can be produced by a similar method or the like.
- the compound represented by the general formula (1) has a striga germination regulating action. Therefore, the compound represented by the general formula (1), or a salt, hydrate or solvate thereof can be used as an active ingredient of a striker germination regulator.
- “regulation” of striker germination indicates induction of striker germination or suppression of striker germination.
- a compound having a striga germination inducing action, or a salt, hydrate or solvate thereof is used as an active ingredient of a striga germination inducer among striga germination regulators.
- a striga germination inducer among striga germination regulators.
- the striker germination inducer is applied in an environment where the plant serving as the striker's host is not present in the vicinity, the germinated striker cannot die and die, thereby purifying the soil.
- a compound having a striga germination inhibitory action or a salt, hydrate or solvate thereof is used as an active ingredient of a striga germination inhibitor among striga germination regulators.
- the striga germination inhibitor is applied, for example, in the growth environment of the plant that is the striker host, the host plant can be cultivated without being parasitized by the striker.
- the plant serving as the striker host there are no particular restrictions on the plant serving as the striker host, and examples include corn, millet, sorghum, sugar cane, rice, and beans.
- the target striker is not particularly limited and may be a known striker.
- the agent of the present invention may consist only of the active ingredient (the compound represented by the general formula (1), or a salt, hydrate or solvate thereof), but in addition to these, the dosage form and the application mode Various additives may be included depending on the like.
- the content ratio of the active ingredient in the agent of the present invention is not particularly limited. Specifically, the amount is about 0.0001 to 100% by weight, preferably about 0.01 to 50% by weight.
- the dosage form of the agent of the present invention is not particularly limited as long as it is an agriculturally acceptable dosage form.
- liquid agent, solid agent, powder agent, granule, granule, wettable powder, flowable agent, emulsion, paste agent, dispersant and the like can be mentioned.
- the additive is not particularly limited as long as it is an agriculturally acceptable additive.
- examples include carriers, surfactants, thickeners, extenders, binders, vitamins, antioxidants, pH adjusters, volatilization inhibitors, and dyes.
- the application mode of the agent of the present invention is not particularly limited as long as it is a mode in which the active ingredient and the striker seed can come into contact with each other.
- coating, mixing, etc. of the agent of this invention to the soil containing a striker seed is mentioned.
- R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and are a hydrogen atom or an alkyl group, R 11 and R 12 may be bonded to each other to form an optionally substituted benzene ring with an adjacent carbon atom, R 13 and R 14 may be bonded to each other to form a benzene ring that may be substituted with an alkyl group together with the adjacent carbon atom;
- R 15 is a hydrogen atom or an alkyl group
- R 16 is an optionally protected hydroxyl group, alkoxy group, halogen atom, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, isocyanate group, isothiocyanate group, sulfo group, or active ester group
- R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are the same or different and each is a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, p is 0 or an integer of 1 to 3.
- Or a salt, hydrate or solvate thereof
- R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and are a hydrogen atom or an alkyl group, and R 11 and R 12 may be bonded to each other and substituted with an alkyl group together with adjacent carbon atoms.
- a good benzene ring may be formed, and R 13 and R 14 may be bonded to each other to form a benzene ring which may be substituted with an alkyl group together with an adjacent carbon atom.
- the alkyl group represented by R 11 , R 12 , R 13 or R 14 may be either linear or branched, but is preferably linear.
- the alkyl group has, for example, 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 to 2.
- Examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n- Examples include a hexyl group and a 3-methylpentyl group.
- the alkyl group that may be substituted on the benzene ring formed by R 11 and R 12 or R 13 and R 14 is the same as the above-mentioned “alkyl group represented by R 11 , R 12 , R 13, or R 14 ”.
- the number of substitution on the benzene ring is not particularly limited, but is, for example, 0 to 3, preferably 0 to 1.
- R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are preferably R 11 and R 12 from the viewpoint of being closer to the structure of strigolactone (that is, more easily accepted by the strigolactone receptor).
- R 13 and R 14 do not form an optionally substituted benzene ring, more preferably one of R 11 and R 12 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group, and R 13 and One of R 14 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group, more preferably R 11 and R 13 are hydrogen atoms, and R 12 and R 14 are alkyl groups.
- R 15 is a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkyl group represented by R 15 may be either linear or branched, but is preferably linear.
- the alkyl group has, for example, 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
- Examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n- Examples include a hexyl group and a 3-methylpentyl group.
- R 15 is preferably an alkyl group from the viewpoint of easier synthesis of the compound of the present invention.
- R 16 is an optionally protected hydroxyl group, alkoxy group, halogen atom, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, isocyanate group, isothiocyanate group, sulfo group, or active ester group.
- Examples of the protecting group for the optionally protected hydroxyl group represented by R 16 include alkoxyalkyl groups such as methoxymethyl group (MOM), alkanoyl groups such as 2-tetrahydropyranyl (THP) group, and acetyl group (Ac). Groups and the like.
- alkoxyalkyl groups such as methoxymethyl group (MOM)
- alkanoyl groups such as 2-tetrahydropyranyl (THP) group
- Ac acetyl group
- Examples of the alkoxy group represented by R 16 include linear or branched C1-6 (particularly 1 to 3) alkoxy groups, and specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, and an n-propyloxy group. And isopropyloxy group.
- Examples of the halogen atom represented by R 16 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
- alkoxycarbonyl group represented by R 16 examples include linear or branched (C1) such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-propyloxycarbonyl group, isopropyloxycarbonyl group, tert-butyloxycarbonyl group and the like. ⁇ 6 alkoxy group) carbonyl group.
- the active ester group represented by R 16 is a group in which a carboxyl group (—COOH) is converted into a highly reactive active ester.
- an active ester group using N-hydroxysuccinimide for example, — C ( ⁇ O) OSu: Su is a succinimide group
- a group obtained by making a carboxylic acid a mixed acid anhydride for example, —C ( ⁇ O) OC ( ⁇ O) R: R is a C1-C6 alkyl group
- an imidazolide group using carbonylimidazole (CDI) for example, —C ( ⁇ O) —Im: Im is 1-imidazolyl group.
- P is not particularly limited, but is, for example, 0 or an integer of 1 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
- R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
- Examples of the halogen atom represented by R 17 , R 18 , R 19 and R 20 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom.
- the alkyl group represented by R 17 , R 18 , R 19 and R 20 may be either linear or branched, but is preferably linear.
- the alkyl group has, for example, 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 to 2.
- Examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n- Examples include a hexyl group and a 3-methylpentyl group.
- R 17 , R 18 , R 19 and R 20 , R 17 and R 19 are preferably the same or different from each other in terms of being more easily accepted by the strigolactone acceptor, and preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl
- R 18 and R 20 are hydrogen atoms, and more preferably, R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are all hydrogen.
- the compound of the present invention is preferably a compound represented by the general formula (3) from the viewpoint of stability and the like.
- the salt of the compound of the present invention is not particularly limited, and either an acidic salt or a basic salt can be employed.
- acid salts include inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, sulfate, nitrate, phosphate, acetate, propionate, tartrate, fumarate, maleate, malic acid
- basic salts include alkali metal salts such as sodium and potassium, and alkaline earth metals such as calcium salts and magnesium salts. A metal salt etc. are mentioned.
- the solvate of the compound of the present invention is not particularly limited as long as it is a solvate of the compound represented by the general formula (2) or (3) or a salt thereof and a solvent.
- the solvent include ethanol, glycerol, acetic acid and the like.
- the compound represented by the general formula (2) or (3) can be produced according to or according to a known synthesis method such as Williamson's ether synthesis method or Ullman's ether synthesis method. As an example, it can be synthesized by the following scheme.
- step (I) compound i (compound represented by formula (2)) is synthesized by a step of reacting compound g and compound h in the presence of a catalyst.
- step (II) compound k (compound represented by general formula (3)) is synthesized by a step of reacting compound j and compound h in the presence of a catalyst.
- the amount of compound h used is usually preferably 0.2 to 2 mol, preferably 0.5 to 1.5 mol, relative to 1 mol of compound g, from the viewpoints of selectivity and yield. More preferred.
- the amount of compound h used is usually preferably 2 to 5 mol, more preferably 2.5 to 4 mol, relative to 1 mol of compound j, from the viewpoints of selectivity and yield.
- potassium carbonate, silver (I) oxide, a pyridine, copper examples thereof include copper (II) oxide and sodium hydride, preferably a base catalyst, and more preferably potassium carbonate, silver (I) oxide, pyridine and the like. These may be used alone or in combination.
- potassium carbonate is preferable as the catalyst used in step (I)
- a combination of silver (I) oxide and pyridine is preferable as the catalyst used in step (II).
- the amount of the catalyst used is not particularly limited as long as the target compound is obtained, and can be appropriately set according to the step and the type of catalyst.
- the amount is usually preferably 0.2 to 2 moles relative to 1 mole of compound g, 0.5 to 1. 5 moles is more preferred.
- silver oxide is used in step (II), from the viewpoint of selectivity and yield, it is usually preferably 2 to 5 mol, preferably 2.5 to 4 mol, relative to 1 mol of compound j. More preferred.
- Steps (I) and (II) are usually performed in a reaction solvent.
- the reaction solvent that can be used include N, N-dimethylformamide, acetonitrile, dichloromethane, tetrahydrofuran, acetone, toluene and the like, preferably N, N-dimethylformamide, acetonitrile and the like. These may be used alone or in combination.
- reaction solvents organic solvents
- concentration of compound g or j is 0.01 to 1 mol / L, preferably 0.05 to It is preferable to adjust so that it may become 0.5 mol / L.
- reaction temperature in steps (I) and (II) can be carried out under heating, at room temperature, or under cooling, and is usually preferably about 10 to 50 ° C.
- the reaction may be carried out at normal pressure, and if necessary, may be carried out under reduced pressure or pressurized conditions, but is preferably carried out under normal pressure.
- the progress of the reaction can be followed by conventional methods such as chromatography. After completion of the reaction, the solvent is distilled off, and the product can be isolated and purified by usual methods such as chromatography and recrystallization.
- the structure of the product can be identified by elemental analysis, MS (FD-MS) analysis, IR analysis, 1 H-NMR, 13 C-NMR and the like.
- the compounds i and k synthesized in the steps (I) and (II) can be purified by an ordinary purification method such as activated carbon treatment, recrystallization, column chromatography or the like, if necessary.
- the compound g or j has a hydroxyl group other than the hydroxyl group on the xanthene skeleton, the other hydroxyl group is protected with an appropriate protecting group as necessary, and then the step (I) or (II) is performed.
- the compound i or k can also be synthesized by removing the protecting group after completion of the reaction.
- Fluorescent probe A fluorescent probe containing the compound of the present invention, or a salt, hydrate or solvate thereof (hereinafter, sometimes referred to as “fluorescent probe of the present invention”) will be described.
- the compound of the present invention is hydrolyzed by the strigolactone receptor and exhibits the same physiological activity as strigolactone. And the compound of this invention produces
- the fluorescent probe may be composed only of the compound of the present invention, or a salt, hydrate or solvate thereof, as long as the activity as a fluorescent probe is not impaired, It may contain components.
- the concentration of the compound of the present invention, or a salt, hydrate or solvate thereof can be appropriately adjusted depending on the purpose of use and is not particularly limited, but may be a case where it acts on a plant. Examples include 1 ⁇ 10 ⁇ 10 mole / L to 1 ⁇ 10 ⁇ 3 mole / L, preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 8 mole / L to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 mole / L, and accept strigolactone in vitro.
- the solvent is not particularly limited, and any of a polar solvent and a nonpolar solvent can be used.
- polar solvents examples include ether compounds (tetrahydrofuran, anisole, 1,4-dioxane, cyclopentyl methyl ether, etc.), alcohols (methanol, ethanol, allyl alcohol, etc.), ester compounds (ethyl acetate, etc.), ketones (acetone, etc.) Halogenated hydrocarbons (dichloromethane, chloroform), dimethyl sulfoxide, amide solvents (N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylpyrrolidone, etc.) .
- ether compounds tetrahydrofuran, anisole, 1,4-dioxane, cyclopentyl methyl ether, etc.
- alcohols methanol, ethanol, allyl alcohol, etc.
- ester compounds ethyl acetate, etc.
- ketones acetone, etc.
- Halogenated hydrocarbons
- nonpolar solvent examples include aliphatic organic solvents such as pentane, hexane, cyclohexane and heptane; aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene and mesitylene.
- the buffer is not particularly limited, and examples thereof include hepes buffer, tris buffer, tricine-sodium hydroxide buffer, phosphate buffer, and phosphate buffered saline.
- Striga germination regulator screening method A Striga germination regulator screening method (hereinafter also referred to as “the screening method of the present invention”) comprising the following steps (a) to (c) will be described: (A) contacting the strigolactone receptor with the fluorescent probe according to claim 5 or 6 in the presence of a test substance; (B) After step (a), the fluorescence intensity of the decomposition product of the fluorescent probe is measured, and the fluorescence intensity (test fluorescence intensity) is the fluorescence intensity (control fluorescence intensity) when the test substance is not contacted. The step of comparing, (C) A step of selecting a test substance as a striker germination regulator when the test fluorescence intensity and the control fluorescence intensity are significantly different.
- the striga germination regulating substance is a substance that acts on the seed of striga and regulates (induces or suppresses) germination of the seed.
- the germination inducer When the germination inducer is applied in an environment where there is no host plant, the germinated striga cannot die and die (so-called suicide germination), so that the soil can be purified.
- the host plant can be cultivated without being parasitized by the striker.
- the test substance is a target substance to be screened for whether or not it is a striga germination regulating substance.
- the test substance can be widely used regardless of a naturally occurring compound or an artificially produced compound.
- the composition which mixed not only the refined compound but various compounds, and the extract of animals and plants can also be used.
- the strigolactone receptor is not particularly limited as long as it is a receptor having an activity of accepting strigolactone and hydrolyzing an ether bond portion thereof.
- the strigolactone receptor include AtD14 which is a strigolactone receptor of Arabidopsis thaliana, a strigolactone-derived strigolactone receptor, and the like, preferably a strigalactone-derived receptor.
- Striga-derived strigolactone receptors have been found for the first time in the present invention. For example, SEQ ID NOs: 2 to 11, preferably SEQ ID NOs: 2, 4 to 8, 10, and 10, more preferably 5, 6, And a protein consisting of the amino acid sequence represented by 8 and 8.
- the mode of contacting the strigolactone receptor and the fluorescent probe of the present invention in the presence of the test substance is not particularly limited as long as these three components can be contacted.
- mixing these three components in a suitable solvent can be mentioned.
- the contact time is not particularly limited as long as the compound of the present invention is hydrolyzed by the strigolactone receptor.
- the contact time is preferably such that a specific fluorescent substance generated by hydrolysis is accumulated to such an extent that fluorescence can be detected, for example, 5 minutes to 3 hours, preferably about 30 to 90 minutes.
- Fluorescence intensity can be measured according to or according to a known method. From the viewpoint of carrying out more simply and efficiently, a system in which the contact is performed in the well of the microplate and the fluorescence intensity is measured with a fluorescence microplate reader is preferable.
- test substance is not contacted is the case where the same or equivalent treatment is performed except that the test substance is not contacted in the step (a).
- the fluorescence intensity in this case can also be measured in the same manner as the fluorescence intensity when brought into contact with the aforementioned test substance.
- test fluorescence intensity and the control fluorescence intensity are significantly different may be determined based on a certain standard, for example, a statistical standard. Specifically, a method of determining a significant difference when the P value is obtained by measuring a plurality of times and the P value is not more than a certain value, for example, not more than 0.05, may be mentioned.
- the strigolactone receptor activity is regulated (activated or inhibited) by the test substance, for example, the test substance is a strigolactone receptor agonist or It means functioning as an antagonist. Since striga germination is controlled by strigolactone, in this case, the test substance can be selected as a striga germination regulator.
- the Striga germination regulator selected in this manner may be used as a candidate substance for a human hematopoietic stem cell proliferation regulator as a test substance for secondary screening.
- SA formula
- SB formula
- RX 4-bromobenzene-1-sulfonyl chloride
- OTf represents a trifluoromethanesulfonate ion (the same applies to the following schemes).
- Acetonitrile (5 mL) was added to a mixture of furan-2-yl (piperazin-1-yl) methanone (3) (228 mg, 1.27 mmol) and triflate salt (5r) (551 mg, 1.52 mmol) at room temperature. Stir for hours. The solvent was evaporated, and the crude reaction mixture was purified by silica gel column chromatography (eluent: hexane / ethyl acetate mixed solvent) to obtain the desired product (compound 28) as a sticky solid (152 mg, yield 39%). ).
- Example 2 Analysis of the effect on striga germination Using compounds 1-42 as test compounds, a striga germination induction test and a striga germination inhibition test were conducted.
- the striga germination induction test was carried out by measuring the germination rate in the same manner as in Example 1 except that the final concentration of the test compound was 0.1, 1, or 10 ⁇ M.
- the striga germination inhibition test germination was carried out in the same manner as in Example 1 except that the final concentration of the test compound was 0.1, 1, or 10 ⁇ M, and synthetic strigolactone was added to the final concentration of 0.1 ⁇ M together with the test compound. This was done by measuring the rate. Table 1 shows the average germination rate for some test compounds.
- the control indicates a case where there is no test compound.
- Compounds 1, 3-6, 8-9, 11-13, 15, 31-34, 36-37, 39 and 41-42 show relatively high Striga germination-inducing activity, among which compounds 3-4, 12, 31 ⁇ 33, 36-37, 39 and 41 showed higher Striga germination-inducing activity, and compounds 31 and 36 showed particularly high Striga germination-inducing activity.
- compounds 2, 4-14, 16-19, 29-30, 38 and 40 show a relatively high striga germination inhibitory activity, among which compounds 6, 14, 16, 19, 29 and 38 have a higher striga germination inhibition activity.
- the compounds 14 and 38 showed particularly high striga germination inhibitory activity.
- Compounds 5-6, 8-9 and 11-13 showed relatively high activity in both Striga germination-inducing activity and Striga germination-inhibiting activity. It was also confirmed that compounds not shown in Table 1 (compounds 20 to 28) also exhibited Striga germination-inducing activity or Striga germination-inhibiting activity.
- Ethyl 2- (6-hydroxy-3-oxo-3H-xanthen-9-yl) benzoate (227.0 mg, 0.63 mmol, 1.00 equiv) and K 2 CO 3 (152 mg, 0.69 mmol, 1.10 equiv) were replaced with N, N -Dimethylformamide (DMF) (2.0 mL) was added and stirred at room temperature for 10 minutes.
- DMF N, N -Dimethylformamide
- 5-Bromo-3-methylfuran-2 (5H) -one 136.1 mg, 0.63 mmol, 1.00 equiv was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Water was added thereto, and the aqueous layer was extracted with ethyl acetate.
- Example 3 Hydrolysis and fluorescence of strigolactone by Arabidopsis thaligolactone receptor are hydrolyzed by strigolactone receptor in plants such as Arabidopsis thaliana, thereby controlling plant life phenomena (branch inhibition, etc.) It is known. Therefore, it was examined whether the same phenomenon occurred in the compound synthesized in the above synthesis example (test compound).
- the test compound is designed so that a fluorescent substance (fluorescein derivative) is generated by hydrolysis of the ether bond. Specifically, it was performed as follows.
- Arabidopsis trigolactone receptor was produced according to a conventional method. Specifically, the receptor cDNA was obtained by RT-PCR and expressed and purified in E. coli. The obtained Arabidopsis trigolactone receptor (recombinant AtD14, 1 ⁇ g) and test compound (YLG, YLG2, YLG3, YLG4, YLG5, YLGW, or YLGW-F) (final concentrations 0.2 ⁇ M, 0.4 ⁇ M, 0.6 ⁇ M, 1 ⁇ M) , 5 ⁇ M, or 10 ⁇ M) was prepared, and 100 ⁇ L of a reaction solution (100 mM HEPES, 150 mM NaCl, pH 7.0, 0.1% DMSO) was prepared and reacted in a 96 black well plate (Greiner).
- a reaction solution 100 mM HEPES, 150 mM NaCl, pH 7.0, 0.1% DMSO
- FIG. 1 shows the measurement results of the fluorescence intensity when YLG is used as a test compound at a final concentration of 1 ⁇ M. Furthermore, a Linewaver-Burk plot was created based on the measurement result of the fluorescence intensity after 60 minutes from the start of the reaction, and the K m value was calculated.
- FIG. 2 shows the plot and K m value when YLG is used as the test compound.
- fluorescence emission occurred by the YLG treatment in the wild strain, but no fluorescence emission occurred in the strigolactone-insensitive strain. Moreover, the fluorescence emission site
- the 0.2 mL tube was transferred to a new 15 mL conical tube filled with liquid medium containing YLG (final concentration 5 ⁇ M) or DMSO and cultivated for 2 weeks.
- the number of branches when the wild-type strain was not treated with YLG was 0.5 ⁇ 0.6
- the number of branches when the strigolactone biosynthesis mutant was not treated with YLG was 2.8 ⁇ 0.5.
- the ton biosynthesis mutant was treated with YLG, the number of branches was 1.3 ⁇ 0.6. This suggests that YLG has a function to return to normal branching abnormalities (increase in the number of branches) due to strigolactone biosynthesis mutation, that is, it has the same function as strigolactone in Arabidopsis thaliana. .
- Example 4 Striga Germination Test Striga seeds are known to germinate along with the detection and degradation of strigolactone secreted from surrounding plants. Therefore, it was examined whether the same phenomenon occurred in the compound synthesized in the above synthesis example (test compound).
- ⁇ Striga seeds pretreated according to a conventional method were suspended in distilled water and placed in a 96-well plate. Then, a DMSO solution of synthetic strigolactone (GR24) or test compound (YLG or YLGW) is added to the final concentration of synthetic strigolactone or test compound of 0.0001 ⁇ M, 0.001 ⁇ M, 0.01 ⁇ M, 0.1 ⁇ M, 1 ⁇ M, or After adding 10 ⁇ M and DMSO concentration to 0.1% and keeping in the dark at room temperature for 2 days, the number of radicles emerged was counted.
- FIG. 6 shows the ratio (showing germination rate) obtained by dividing this measured value by the number of seeds when YLG is used as the test compound.
- FIG. 7 shows bright field images and fluorescence observation images (excitation wavelength: 480 nm, detection wavelength: 520 nm) when YLG is used as the test compound and the final concentration of synthetic strigolactone or test compound is 10 ⁇ M.
- Embodiment 5 Identification of Strigatrigolactone Receptor and Hydrolysis and Fluorescence Emission by the Receptor ⁇ 5-1. Search for Strigatrigolactone Receptor> The strigolactone receptor in Striga is unclear. Therefore, as a result of searching for the strigolactone receptor in Striga based on the amino acid sequence of the strigolactone receptor of the strigolactone-producing plant, 12 receptor candidates were found. Table 2 shows the names and amino acid sequence numbers.
- the DNA was incorporated into an E. coli expression vector (p15TV-L for ShHTL2, 3, and 5-11, pDEST17 for ShHTL1 and 4) and introduced into E. coli (BL21-CodonPlus (DE3), Agilent).
- E. coli was cultured, and the target protein was purified by His tag according to a conventional method. Further, the target protein was purified by gel filtration chromatography using AKTA system (Superdex 200-increase (GE Healthcare), Running buffer composition: 10 mM HEPES, 150 mM NaCl, pH 7.0).
- the obtained strigolactone receptor candidate proteins (ShHTL1 to 11 and ShD14) were used in Example 5-3 below.
- YLG K m values for each strigolactone receptor candidate protein are ShHTL2: 3.2 ⁇ 0.6 ⁇ M, ShHTL3: 8.3 ⁇ 2.7 ⁇ M, ShHTL4: 2.8 ⁇ 0.5 ⁇ M, ShHTL5: 1.6 ⁇ 0.2 ⁇ M, ShHTL6: 0.35 ⁇ 0.02 ⁇ M ShHTL7: 3.8 ⁇ 0.7 ⁇ M, ShHTL8: 1.9 ⁇ 1.2 ⁇ M, ShHTL9:> 10 ⁇ M, ShHTL10: 3.0 ⁇ 0.3 ⁇ M, ShHTL11: 6.1 ⁇ 0.7 ⁇ M.
- the IC 50 values of strigolactone (5DS) for each strigolactone receptor candidate protein are as follows: ShHTL2: 8.9 ⁇ 1.5 ⁇ M, ShHTL3: 9.3 ⁇ 1.7 ⁇ M, ShHTL4: 0.30 ⁇ 0.04 ⁇ M, ShHTL5: 3.6 ⁇ 1.3 ⁇ M, ShHTL6 : 0.19 ⁇ 0.02 ⁇ M, ShHTL7: 0.12 ⁇ 0.01 ⁇ M, ShHTL8: 0.36 ⁇ 0.17 ⁇ M, ShHTL9: 1.2 ⁇ 0.2 ⁇ M, ShHTL10: 0.62 ⁇ 0.04 ⁇ M, ShHTL11: 1.6 ⁇ 0.04 ⁇ M.
- the IC 50 values of strigolactone (4DO) for each strigolactone receptor candidate protein are as follows: ShHTL2:> 10 ⁇ M, ShHTL3: 5.1 ⁇ 1.2 ⁇ M, ShHTL4: 0.84 ⁇ 0.14 ⁇ M, ShHTL5: 5.6 ⁇ 1.5 ⁇ M, ShHTL6: 0.29 ⁇ 0.08 ⁇ M, ShHTL7: 0.11 ⁇ 0.02 ⁇ M, ShHTL8: 0.17 ⁇ 0.02 ⁇ M, ShHTL9: 1.0 ⁇ 0.2 ⁇ M, ShHTL10: 0.25 ⁇ 0.05 ⁇ M, ShHTL11: 4.3 ⁇ 0.7 ⁇ M.
- the IC 50 values of strigolactone (ORO) for each strigolactone receptor candidate protein are as follows: ShHTL2:> 10 ⁇ M, ShHTL3:> 10 ⁇ M, ShHTL4:> 10 ⁇ M, ShHTL5:> 10 ⁇ M ⁇ M, ShHTL6: 0.058 ⁇ 0.012 ⁇ M, ShHTL7 : 1.1 ⁇ 1.4 ⁇ M ShHTL8:> 10 ⁇ M, ShHTL9: 1.6 ⁇ 0.3 ⁇ M, ShHTL10: 0.39 ⁇ 0.11 ⁇ M, ShHTL11: 4.8 ⁇ 1.1 ⁇ M.
- the IC 50 values of strigolactone (STR) for each strigolactone receptor candidate protein are as follows: ShHTL2:> 10 ⁇ M, ShHTL3:> 10 ⁇ M, ShHTL4: 5.8 ⁇ 2.0 ⁇ M, ShHTL5:> 10 ⁇ M ⁇ M, ShHTL6: 0.36 ⁇ 0.09 ⁇ M ShHTL7: 0.12 ⁇ 0.03 ⁇ M ShHTL8: 0.77 ⁇ 0.13 ⁇ M, ShHTL9:> 10 ⁇ M, ShHTL10:> 10 ⁇ M, ShHTL11: 2.0 ⁇ 0.1 ⁇ M. From the above, it was suggested that ShHTLs 2 to 11 function as strigolactone receptors in Striga.
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Abstract
ストリゴラクトン及びその誘導体とは基本骨格が異なる化合物を有効成分とする、ストライガ発芽調節剤を提供すること。 一般式(1)で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、ストライガ発芽調節剤。
Description
本発明は、ストライガ発芽調節(誘導又は抑制)剤、及びそれを用いたストライガ発芽調節方法に関する。さらには、本発明は、ストリゴラクトン受容体活性を簡便且つ効率的に測定できる蛍光プローブ、及びそれを用いたストライガ発芽調節物質のスクリーニング方法に関する。
ストライガ属に属する植物(本明細書において、「ストライガ」と略記することもある)は、トウモロコシ、コメ、マメ類等の主要作物に寄生し、生育不良を引き起こす。その被害は、アフリカ、アジア、オーストラリア、アメリカ等に及んでおり、特にアフリカにおいては、被害額は年間100億USドルに上るといわれている。
ストライガの種子は、土壌中で長期間に亘って生存することができ、周辺の宿主作物の根から分泌されるストリゴラクトンを感知し、これにより発芽し、宿主作物の根に寄生する。そして、地上に現れたストライガの植物体により生成される種子が、周辺の土壌をまた汚染する。このため、一旦土壌がストライガの種子に汚染されてしまうと、何も対策をしなければ、その土壌ではストライガ被害が続くこととなり、また種子で汚染された土壌範囲も徐々に広がっていくこととなる。
ストライガの対策としては、ストライガの種子に汚染された土壌に、ストライガ発芽調節(誘導又は抑制)剤を施用することが有効であるといわれている。例えば、宿主植物がいない環境下でストライガ発芽誘導剤を施用すれば、発芽したストライガは寄生できずに枯死することとなり、これにより土壌を浄化することができる。また、ストライガ発芽抑制剤を施用すれば、ストライガに寄生されることなく宿主植物を栽培することが可能となる。そこで、ストライガの発芽をより効率的に誘導又は抑制する物質の開発が求められている。
これまで、ストリゴラクトン及びその誘導体を有効成分とするストライガ発芽調節剤が開発されているが(非特許文献1)、安定性や合成費用の観点から、実用化には至っていない。
また、ストライガ発芽調節物質を開発する場合は、通常、ストライガの種子に候補物質を作用させ、その発芽誘導率の変化を指標とすることにより、ストライガ発芽調節物質としての有効性を試験する(非特許文献2)。ただ、このような試験は、1つの候補物質の有効性を試験するにも、種子の準備、発芽数の測定等、多くの手間を要し、多数の候補物質をハイスループット処理することが困難である。また、ストライガ種子を使用する場合、該種子を植物防疫所の許可を経て輸入する必要があり、また許可を受けた実験スペースでしか使用できないという問題がある。さらに、発芽を指標に化合物を同定できたとしても、標的タンパク質が明らかでない場合、合理的な設計を通して改良していくことは困難である。
J. Agric. Food Chem., 1999, 47 (4), pp 1705‐1710
Tsuchiya et al., Nature Chemical Biology 6 741-749 (2010)
本発明は、ストリゴラクトン及びその誘導体とは基本骨格が異なる化合物を有効成分とする、ストライガ発芽調節剤を提供することを課題(課題1)とする。さらには、安定性がより高く、また安価に合成することができる化合物を有効成分とする、ストライガ発芽調節剤を提供することをも課題とする。
また一方で、本発明は、ストライガ種子を用いることなく、ストライガ発芽調節物質をより簡便且つより効率的にスクリーニングする方法を提供することを課題(課題2)とする。
本発明者等は課題1に鑑みて鋭意研究を進めた結果、一般式(1)で表わされる化合物がストライガ発芽調節活性を有することを見出した。これらの化合物は、水溶液中での安定性が高く、また安価に製造することが可能であった。
また一方で、本発明者等は課題2に鑑みて鋭意研究を進めた結果、一般式(2)又は(3)で表わされる化合物を蛍光プローブとして用いることにより、課題2を解決できることを見出した。
本発明はこれらの知見に基づいてさらに研究を重ねた結果、完成されたものである。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。
発明1(項1~10)
項1.
一般式(1):
項1.
一般式(1):
[式(1)中、
R1は、アルキル基であり、
mは、0~3の整数であり、
R2は、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいアルキニル基、アルキル基で置換されていてもよいアミノ基(但し、置換数が2の場合、アルキル基同士が連結して隣接する窒素原子と共に環を形成していてもよい。)、又はニトロ基であり、
nは、0~5の整数であり、
Pは、一般式(P1)又は(P2):
R1は、アルキル基であり、
mは、0~3の整数であり、
R2は、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいアルキニル基、アルキル基で置換されていてもよいアミノ基(但し、置換数が2の場合、アルキル基同士が連結して隣接する窒素原子と共に環を形成していてもよい。)、又はニトロ基であり、
nは、0~5の整数であり、
Pは、一般式(P1)又は(P2):
(式(P1)及び(P2)中、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、R3とR4又はR5とR6が、互いに結合して隣接する炭素原子と共にベンゼン環を形成していてもよく、R8とR9が、互いに結合して隣接する炭素原子と共にベンゼン環を形成していてもよい。)
で表わされる二価の基であり、
Qは、芳香環又は複素環由来の基であり、
Yは、酸素原子又は硫黄原子であり、
Zは、
一般式(Z1):-T-U-(式(Z1)中、Tは、-S(O)i-(但し、iは1又は2を示す。)、-C(=O)O-、又は-A(-NO2)-(但し、Aは含窒素複素環を示す。)であり、Uは、単結合、-CH2-、-O-、又は-NR10-(但し、R10は水素原子又はアルキル基を示す。)である。)で表わされる二価の基、又は
一般式(Z2):-V-O-W-(式(Z2)中、Vは、単結合又は-CH2-であり、Wは、単結合、-C(=O)-、又は-S(O)k-(但し、kは1又は2を示す。)である。)で表わされる二価の基である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、ストライガ発芽調節剤。
で表わされる二価の基であり、
Qは、芳香環又は複素環由来の基であり、
Yは、酸素原子又は硫黄原子であり、
Zは、
一般式(Z1):-T-U-(式(Z1)中、Tは、-S(O)i-(但し、iは1又は2を示す。)、-C(=O)O-、又は-A(-NO2)-(但し、Aは含窒素複素環を示す。)であり、Uは、単結合、-CH2-、-O-、又は-NR10-(但し、R10は水素原子又はアルキル基を示す。)である。)で表わされる二価の基、又は
一般式(Z2):-V-O-W-(式(Z2)中、Vは、単結合又は-CH2-であり、Wは、単結合、-C(=O)-、又は-S(O)k-(但し、kは1又は2を示す。)である。)で表わされる二価の基である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、ストライガ発芽調節剤。
項2.
Qがベンゼン由来の基である、項1に記載のストライガ発芽調節剤。
Qがベンゼン由来の基である、項1に記載のストライガ発芽調節剤。
項3.
Yが酸素原子である、項1又は2に記載のストライガ発芽調節剤。
Yが酸素原子である、項1又は2に記載のストライガ発芽調節剤。
項4.
mが0である、項1~3のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
mが0である、項1~3のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
項5.
Pが一般式(P1)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z1)で表わされる二価の基であり、Pが一般式(P2)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z2)で表わされる二価の基である、項1~4のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
Pが一般式(P1)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z1)で表わされる二価の基であり、Pが一般式(P2)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z2)で表わされる二価の基である、項1~4のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
項6.
ストライガ発芽誘導剤である、項1~5のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
ストライガ発芽誘導剤である、項1~5のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
項7.
一般式(1)で表わされる化合物が、
一般式(1)で表わされる化合物が、
である、項6に記載のストライガ発芽調節剤。
項8.
ストライガ発芽抑制剤である、項1~5のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
ストライガ発芽抑制剤である、項1~5のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
項9.
一般式(1)で表わされる化合物が、
一般式(1)で表わされる化合物が、
である、項8に記載のストライガ発芽調節剤。
項10.
項1~9のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤を、ストライガ種子を含む土壌に施用する、ストライガ発芽調節方法。
項1~9のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤を、ストライガ種子を含む土壌に施用する、ストライガ発芽調節方法。
発明2(項11~17)
項11.
一般式(2)又は(3):
項11.
一般式(2)又は(3):
[式中、
R11、R12、R13及びR14は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、
R11及びR12が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R13及びR14が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R15は、水素原子又はアルキル基であり、
R16は、保護されていてもよい水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルホ基、又は活性エステル基であり、
R17、R18、R19及びR20は、同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基であり、
pは、0又は1~3の整数である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
R11、R12、R13及びR14は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、
R11及びR12が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R13及びR14が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R15は、水素原子又はアルキル基であり、
R16は、保護されていてもよい水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルホ基、又は活性エステル基であり、
R17、R18、R19及びR20は、同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基であり、
pは、0又は1~3の整数である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
項12.
R11及びR12の一方が水素原子であり他方がアルキル基であり、且つR13及びR14の一方が水素原子であり他方がアルキル基である、項11に記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
R11及びR12の一方が水素原子であり他方がアルキル基であり、且つR13及びR14の一方が水素原子であり他方がアルキル基である、項11に記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
項13.
R17、R18、R19及びR20が水素原子である、項11又は12に記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
R17、R18、R19及びR20が水素原子である、項11又は12に記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
項14.
pが0である、項11~13のいずれかに記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
pが0である、項11~13のいずれかに記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
項15.
項11~14のいずれかに記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、蛍光プローブ。
項11~14のいずれかに記載の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、蛍光プローブ。
項16.
ストリゴラクトン受容体活性測定用である、項15に記載の蛍光プローブ。
ストリゴラクトン受容体活性測定用である、項15に記載の蛍光プローブ。
項17.
工程(a)~(c)を含むストライガ発芽調節物質のスクリーニング方法:
(a)被検物質の存在下で、ストリゴラクトン受容体と項15又は16に記載の蛍光プローブとを接触させる工程、
(b)工程(a)の後、前記蛍光プローブの分解物の蛍光強度を測定し、該蛍光強度(被検蛍光強度)を、被検物質を接触させない場合の蛍光強度(対照蛍光強度)と比較する工程、
(c)被検蛍光強度と対照蛍光強度とが有意に相違している場合に、被検物質を、ストライガ発芽調節物質として選択する工程。
工程(a)~(c)を含むストライガ発芽調節物質のスクリーニング方法:
(a)被検物質の存在下で、ストリゴラクトン受容体と項15又は16に記載の蛍光プローブとを接触させる工程、
(b)工程(a)の後、前記蛍光プローブの分解物の蛍光強度を測定し、該蛍光強度(被検蛍光強度)を、被検物質を接触させない場合の蛍光強度(対照蛍光強度)と比較する工程、
(c)被検蛍光強度と対照蛍光強度とが有意に相違している場合に、被検物質を、ストライガ発芽調節物質として選択する工程。
発明1
本発明によれば、ストライガ発芽調節剤を提供することができる。本発明のストライガ発芽調節剤は、有効成分の水溶液中での安定性が高いので、土壌への施用後もより長期に亘って安定に効果を発揮することができる。また、本発明のストライガ調節剤の有効成分は、非常に安価(1gあたり約120円)に合成することが可能である。このため、本発明のストライガ調節剤は、世界中で広く、特にストライガの被害が深刻ながらも経済事情等により対策が十分に行われていない国及び地域(特にアフリカ等)において、実用的なストライガ対抗手段となり得る。
本発明によれば、ストライガ発芽調節剤を提供することができる。本発明のストライガ発芽調節剤は、有効成分の水溶液中での安定性が高いので、土壌への施用後もより長期に亘って安定に効果を発揮することができる。また、本発明のストライガ調節剤の有効成分は、非常に安価(1gあたり約120円)に合成することが可能である。このため、本発明のストライガ調節剤は、世界中で広く、特にストライガの被害が深刻ながらも経済事情等により対策が十分に行われていない国及び地域(特にアフリカ等)において、実用的なストライガ対抗手段となり得る。
発明2
本発明によれば、一般式(2)又は(3)で表わされる化合物を蛍光プローブとして用いることにより、発芽試験を行う従来の方法に比べて遥かに簡便且つ効率的に、ストライガ発芽調節物質をスクリーニングすることができる。また、発芽試験は許可を受けた実験スペースでしか行うことができないところ、本発明のスクリーニング方法はこのような制約無く実施することができる。さらに、得られたストライガ発芽調節物質について、本発明で初めて見出されたストリゴラクトン受容体との相互作用等の解析、最適化合物の予測等を通じて、より合理的にストライガ発芽調節物質を改良することも可能である。
本発明によれば、一般式(2)又は(3)で表わされる化合物を蛍光プローブとして用いることにより、発芽試験を行う従来の方法に比べて遥かに簡便且つ効率的に、ストライガ発芽調節物質をスクリーニングすることができる。また、発芽試験は許可を受けた実験スペースでしか行うことができないところ、本発明のスクリーニング方法はこのような制約無く実施することができる。さらに、得られたストライガ発芽調節物質について、本発明で初めて見出されたストリゴラクトン受容体との相互作用等の解析、最適化合物の予測等を通じて、より合理的にストライガ発芽調節物質を改良することも可能である。
一般式(2)又は(3)で表わされる化合物は、ストリゴラクトン受容体による加水分解を受け、ストリゴラクトンと同様の生理活性を発揮する。そして、該化合物は、この加水分解により特定の蛍光物質を生成する。よって、該化合物を蛍光プローブとして用いることにより、上記スクリーニングのみならず、ストリゴラクトン受容体活性の測定や、該受容体が関連する種々の生命現象の解析(例えば、ストライガ発芽過程におけるストリゴラクトン受容体活性の変化の、時間的、空間的な解析等)が可能となる。
1.発明1
本発明は、一般式(1):
本発明は、一般式(1):
[式(1)中、
R1は、アルキル基であり、
mは、0~3の整数であり、
R2は、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいアルキニル基、アルキル基で置換されていてもよいアミノ基(但し、置換数が2の場合、アルキル基同士が連結して隣接する窒素原子と共に環を形成していてもよい。)、又はニトロ基であり、
nは、0~5の整数であり、
Pは、一般式(P1)又は(P2):
R1は、アルキル基であり、
mは、0~3の整数であり、
R2は、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいアルキニル基、アルキル基で置換されていてもよいアミノ基(但し、置換数が2の場合、アルキル基同士が連結して隣接する窒素原子と共に環を形成していてもよい。)、又はニトロ基であり、
nは、0~5の整数であり、
Pは、一般式(P1)又は(P2):
(式(P1)及び(P2)中、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、R3とR4又はR5とR6が、互いに結合して隣接する炭素原子と共にベンゼン環を形成していてもよく、R8とR9が、互いに結合して隣接する炭素原子と共にベンゼン環を形成していてもよい。)
で表わされる二価の基であり、
Qは、芳香環又は複素環由来の基であり、
Yは、酸素原子又は硫黄原子であり、
Zは、
一般式(Z1):-T-U-(式(Z1)中、Tは、-S(O)i-(但し、iは1又は2を示す。)、-C(=O)O-、又は-A(-NO2)-(但し、Aは含窒素複素環を示す。)であり、Uは、単結合、-CH2-、-O-、又は-NR10-(但し、R10は水素原子又はアルキル基を示す。)である。)で表わされる二価の基、又は
一般式(Z2):-V-O-W-(式(Z2)中、Vは、単結合又は-CH2-であり、Wは、単結合、-C(=O)-、又は-S(O)k-(但し、kは1又は2を示す。)である。)で表わされる二価の基である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、ストライガ発芽調節剤(本明細書において、「本発明の剤」と示すこともある。)に関する。以下、これについて説明する。
で表わされる二価の基であり、
Qは、芳香環又は複素環由来の基であり、
Yは、酸素原子又は硫黄原子であり、
Zは、
一般式(Z1):-T-U-(式(Z1)中、Tは、-S(O)i-(但し、iは1又は2を示す。)、-C(=O)O-、又は-A(-NO2)-(但し、Aは含窒素複素環を示す。)であり、Uは、単結合、-CH2-、-O-、又は-NR10-(但し、R10は水素原子又はアルキル基を示す。)である。)で表わされる二価の基、又は
一般式(Z2):-V-O-W-(式(Z2)中、Vは、単結合又は-CH2-であり、Wは、単結合、-C(=O)-、又は-S(O)k-(但し、kは1又は2を示す。)である。)で表わされる二価の基である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、ストライガ発芽調節剤(本明細書において、「本発明の剤」と示すこともある。)に関する。以下、これについて説明する。
一般式(1)中、R1で示されるアルキル基は、直鎖状又は分枝状のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。該アルキル基の炭素数は、例えば1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3、さらに好ましくは1~2である。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。
一般式(1)中、mは0~3の整数である。mは、好ましくは0又は1、より好ましくは0である。
一般式(1)中、R2で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、より好ましくは臭素原子が挙げられる。
一般式(1)中、R2で示される置換されていてもよいアルキル基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、オキソ基、フェニル基等で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4のアルキル基が挙げられる。置換基の数は特に制限はなく、例えば0~6個、好ましくは0~3個である。このような置換されていてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R2で示される置換されていてもよいアルコキシ基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、オキソ基、フェニル基等で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4のアルコキシ基が挙げられる。置換基の数は特に制限はなく、例えば0~6個、好ましくは0~3個である。このような置換されていてもよいアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ基、パーフルオロメトキシ基、パーフルオロエトキシ基等が挙げられる。
一般式(1)中、R2で示される置換されていてもよいアルキルチオ基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、オキソ基、フェニル基等で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4のアルキルチオ基が挙げられる。置換基の数は特に制限はなく、例えば0~6個、好ましくは0~3個である。このような置換されていてもよいアルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、n-ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-ブチルチオ基、t-ブチルチオ基、パーフルオロメチルチオ基、パーフルオロエチルチオ基等が挙げられる。
一般式(1)中、R2で示される置換されていてもよいアルケニル基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、オキソ基、フェニル基等で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2~8、好ましくは2~6、より好ましくは2~4のアルケニル基が挙げられる。置換基の数は特に制限はなく、例えば0~6個、好ましくは0~3個である。このような置換されていてもよいアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R2で示される置換されていてもよいアルキニル基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、オキソ基、フェニル基等で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2~8、好ましくは2~6、より好ましくは2~4のアルキニル基が挙げられる。置換基の数は特に制限はなく、例えば0~6個、好ましくは0~3個である。このような置換されていてもよいアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、フェニルアセチニル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R2で示されるアルキル基で置換されていてもよいアミノ基としては、特に制限はなく、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~2のアルキル基で置換されていてもよいアミノ基が挙げられる。アルキル基による置換数は、好ましくは1~2である(置換数が2の場合、アルキル基同士が連結して隣接する窒素原子と共に環を形成していてもよい。)。このような置換されていてもよいアミノ基としては、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基等が挙げられる。
一般式(1)中、nは0~5の整数である。mは、好ましくは0~3、より好ましくは1~3である。
一般式(1)中、Pは一般式(P1)又は(P2)で表わされる二価の基である。Pは、より高いストライガ発芽誘導活性又はストライガ発芽抑制活性が得られるという観点から、一般式(P2)で表わされる二価の基であることが好ましい。この場合、より好ましくはnが0、又はnが1~5の整数であり且つR2がフェニル基で置換されていてもよいアルキル基若しくはアルコキシ基であり、よりさらに好ましくはnが0、又はnが1~3の整数であり且つR2がフェニル基で置換されていてもよいアルキル基である。
一般式(P1)及び(P2)中、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びR9で示されるアルキル基は、直鎖状又は分枝状のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。該アルキル基の炭素数は、例えば1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3、さらに好ましくは1~2である。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。なお、R3とR4又はR5とR6は、互いに結合して隣接する炭素原子と共にベンゼン環を形成していてもよく、R8とR9は、互いに結合して隣接する炭素原子と共にベンゼン環を形成していてもよい。
一般式(P1)及び(P2)中、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は、全て水素原子であることが好ましい。
一般式(1)中、Qで示される芳香環又は複素環由来の基とは、芳香環又は複素環から1個以上の水素を除いて得られる基であれば、特に制限されない。Qは、n数に応じて価数が変わる。すなわち、例えばnが0の場合は、Qは一価の基であり、nが1の場合は、Qは二価の基である。
芳香環としては、特に制限されないが、炭素数6~20のものが好ましく、炭素数が6~15のものがより好ましい。このような芳香環としては、例えばベンゼン、インデン、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、フルオレン、フェナントレン等が挙げられ、好ましくはベンゼン、ナフタレン等が挙げられ、より好ましくはベンゼンが挙げられる。
複素環としては、単環式、二環式、又は三環式が好ましく、単環式(特に5又は6員環)又は二環式(特に5員環と6員環の縮合環)がより好ましい。複素環が含有するヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が好ましく、窒素原子、酸素原子等がより好ましい。具体的には、ピロリジン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフェン、ピロール、フラン、チオフェン、ピペリジン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、イミダゾール、ピリジン、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾリン、ピラジン、モルホリン、チアジン等; これら単環式複素環が2以上縮合してなる環; これら単環式複素環及び芳香環(特にベンゼン環)が縮合してなる環等が挙げられる。
一般式(1)中、Yは、酸素原子又は硫黄原子であり、好ましくは酸素原子である。
一般式(1)中、Zは、一般式(Z1)で表わされる二価の基、又は一般式(Z2)で表わされる二価の基である。好ましくは、Pが一般式(P1)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z1)で表わされる二価の基であり、Pが一般式(P2)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z2)で表わされる二価の基である。
一般式(Z1)中、Tは、-S(O)i-(但し、iは1又は2、好ましくは2を示す。)、-C(=O)O-、又は-A(-NO2)-(但し、Aは含窒素複素環を示す。)であり、好ましくは-S(O)i-又は-C(=O)O-であり、より好ましくは-S(O)i-である。また、Aで示される含窒素複素環は、窒素を含むことを必須とする以外は、上記Qの基が由来する複素環と同様である。
一般式(Z1)中、Uは、単結合、-CH2-、-O-、又は-NR10-(但し、R10は水素原子又はアルキル基を示す。)であり、好ましくは単結合、-CH2-、又は-NR10-であり、より好ましくは単結合又は-CH2-である。また、R10で示されるアルキル基は、上記R1で示されるアルキル基と同様である。
一般式(Z1)で示される二価の基として、具体的には、例えば以下の基等が挙げられる。
一般式(Z2)中、Vは単結合又は-CH2-であり、好ましくは-CH2-である。
一般式(Z2)中、Wは、単結合、-C(=O)-、又は-S(O)k-(但し、kは1又は2を示す。)である。
一般式(Z2)で示される二価の基として、具体的には、例えば以下の基等が挙げられる。
一般式(1)で表わされる化合物の具体例としては、後述の実施例に記載の化合物1~41等が挙げられる。
一般式(1)で表わされる化合物として、ストライガ発芽誘導活性がより高いという観点から、好ましくは化合物1、3~6、8~9、11~13、15、31~34、36~37、39、41~42等が挙げられ、より好ましくは3~4、12、31~33、36~37、39、41等が挙げられ、よりさらに好ましくは化合物31、36等が挙げられる。したがって、これらは、ストライガ発芽誘導剤の有効成分として特に適している。
一般式(1)で表わされる化合物として、ストライガ発芽抑制活性がより高いという観点から、好ましくは化合物2、4~14、16~19、29~30、38、40等が挙げられ、より好ましくは化合物6、14、16、19、29、38等が挙げられ、よりさらに好ましくは化合物14、38等が挙げられる。したがって、これらは、ストライガ発芽抑制剤の有効成分として特に適している。
一般式(1)で表わされる化合物として、ストライガ発芽誘導活性及びストライガ発芽抑制活性の両方において比較的高い活性を示すという観点から、好ましくは化合物5~6、8~9、11~13等が挙げられる。
一般式(1)で表わされる化合物の塩としては、特に制限されるものではなく、酸性塩、塩基性塩のいずれも採用することができる。酸性塩の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酒石酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、リンゴ酸塩、クエン酸塩、メタンスルホン酸塩、パラトルエンスルホン酸塩等が挙げられ、塩基性塩の例としては、ナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属塩、並びにカルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。
一般式(1)で表わされる化合物の溶媒和物としては、一般式(1)で表される化合物又はその塩と、溶媒との溶媒和物である限り特に限定されない。溶媒としては、例えばエタノール、グリセロール、酢酸等が挙げられる。
一般式(1)で表わされる化合物は、公知の合成方法に従って又は準じて製造することができる。例として、以下の工程1又は工程2による合成方法が挙げられる。
[式中、m、n、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、V、W、Y、及びZは前記に同じであり、Xはハロゲン原子である。]
工程1では、化合物aと化合物bとを触媒の存在下で反応させることにより、一般式(1)で表わされる化合物に包含される化合物cを合成する。工程2では、化合物dと化合物eとを触媒の存在下で反応させることにより、一般式(1)で表わされる化合物に包含される化合物fを合成する。
工程1では、化合物aと化合物bとを触媒の存在下で反応させることにより、一般式(1)で表わされる化合物に包含される化合物cを合成する。工程2では、化合物dと化合物eとを触媒の存在下で反応させることにより、一般式(1)で表わされる化合物に包含される化合物fを合成する。
工程1において、化合物bの使用量は、選択率及び収率の観点から、化合物a 1モルに対して、通常、0.2~2モルが好ましく、0.5~1.5モルがより好ましい。工程2において、化合物eの使用量は、選択率及び収率の観点から、化合物d 1モルに対して、通常、0.2~2モルが好ましく、0.5~1.5モルがより好ましい。
工程1及び2で使用する触媒としては、特に限定されるものではないが、選択率、収率及び安全性の観点から、例えばトリエチルアミン等の塩基触媒が挙げられる。触媒は単独で使用してもよく、また、複数併用してもよい。
工程1及び2において、触媒の使用量は、目的化合物が得られる限りにおいて特に限定されない。例えば、選択率及び収率の観点から、化合物a 1モルに対して、通常、0.2~3モルが好ましく、0.5~2.0モルがより好ましい。
工程1及び2は、通常、反応溶媒下で行われる。使用できる反応溶媒としては、例えばジクロロメタン、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、アセトン、トルエン等が挙げられ、好ましくはジクロロメタン等が挙げられる。溶媒は単独で使用してもよく、また、複数併用してもよい。
これらの反応溶媒(有機溶媒)の使用量は、反応が進行すれば特に限定されるものではないが、通常、化合物a又はdの濃度が0.005~1mol/L、好ましくは0.01~0.5mol/Lとなるように調整する。
工程1及び2の反応温度は、加熱下、室温下、冷却下のいずれでも行うことができ、通常0~50℃程度が好ましい。また、反応は、常圧で実施してもよく、また、必要に応じて、減圧又は加圧条件下で実施することも可能であるが、常圧下で実施することが好ましい。反応時間は、特に制限はなく、反応が十分に進行する時間とすればよい。
反応の進行は、クロマトグラフィーのような通常の方法で追跡することができる。反応終了後、溶媒を留去し、生成物はクロマトグラフィー法、再結晶法等の通常の方法で単離精製することができる。また、生成物の構造は、元素分析、MS(FD-MS)分析、IR分析、1H-NMR、13C-NMR等により同定することができる。
また、工程1及び2で合成される化合物c及びfは、必要に応じて、活性炭処理、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製方法により精製することも可能である。
一般式(1)で表わされる化合物は、上記した工程1及び2以外にも、これらの工程に公知の置換反応、付加反応等を組み合わせた方法や、後述の実施例に記載の方法に従った又は準じた方法等によって製造することも可能である。
一般式(1)で表わされる化合物は、ストライガ発芽調節作用を有する。したがって、一般式(1)で表される化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、ストライガ発芽調節剤の有効成分として利用することができる。ここで、ストライガ発芽の「調節」とは、ストライガの発芽を誘導すること、或いはストライガの発芽を抑制することを示す。
一般式(1)で表わされる化合物の中でも、ストライガ発芽誘導作用を有する化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、ストライガ発芽調節剤の中でも、ストライガ発芽誘導剤の有効成分として利用することができる。ストライガ発芽誘導剤は、例えば、ストライガの宿主となる植物が周辺にいない環境下で施用すれば、発芽したストライガは寄生できずに枯死することとなり、これにより土壌を浄化することができる。
一般式(1)で表わされる化合物の中でも、ストライガ発芽抑制作用を有する化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、ストライガ発芽調節剤の中でも、ストライガ発芽抑制剤の有効成分として利用することができる。ストライガ発芽抑制剤は、例えばストライガの宿主となる植物の生育環境下で施用すれば、ストライガに寄生されることなく宿主植物を栽培することが可能となる。
ストライガの宿主となる植物としては、特に制限はなく、例えばトウモロコシ、キビ、モロコシ、サトウキビ、イネ、マメ等が挙げられる。
対象となるストライガとしては、特に制限されず、公知のストライガが挙げられる。例えば、Striga hermonthica、Striga gesnerioides、Striga asiatica、Striga aequinoctialis、Striga angolensis、Striga angustifolia、Striga aspera、Striga bilabiata、Striga brachycalyx、Striga chrysantha、Striga dalzieli 、Striga elegans、Striga forbesii、Striga gastonii、Striga gracillima、Striga hallaei、Striga hirsuta、Striga junodii、Striga klingii、Striga latericea、Striga lepidagathidis、Striga lutea、Striga macrantha、Striga passargei、Striga pinnatifida、Striga primuloides、Striga pubiflora、Striga yemenica等が挙げられる。
本発明の剤は、有効成分(一般式(1)で表される化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物)のみからなるものでもよいが、これらに加えて、剤形、施用態様等に応じて種々の添加剤を含んでいてもよい。本発明の剤中の有効成分の含有割合は、特に限定されない。具体的には、0.0001~100重量%、好ましくは0.01~50重量%程度が例示される。
本発明の剤の剤形は、農学的に許容される剤形である限り特に限定されない。例えば、液剤、固形剤、粉剤、顆粒剤、粒剤、水和剤、フロアブル剤、乳剤、ペースト剤、分散剤等が挙げられる。
添加剤は、農学的に許容される添加剤である限り特に限定されない。例えば、担体、界面活性剤、増粘剤、増量剤、結合剤、ビタミン類、酸化防止剤、pH調整剤、揮散抑制剤、色素等が挙げられる。
本発明の剤の施用態様は、上記有効成分とストライガ種子とが接触できる態様である限り特に限定されない。例えば、ストライガ種子を含む土壌に、本発明の剤を散布、滴下、塗布、混合等する態様が挙げられる。
2.発明2
2-1.化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物
一般式(2)又は(3):
2-1.化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物
一般式(2)又は(3):
[式中、
R11、R12、R13及びR14は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、
R11及びR12が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R13及びR14が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R15は、水素原子又はアルキル基であり、
R16は、保護されていてもよい水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルホ基、又は活性エステル基であり、
R17、R18、R19及びR20は、同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基であり、
pは、0又は1~3の整数である。]
で表わされる化合物(本明細書において、「本発明の化合物」と示すこともある。)、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物について説明する。
R11、R12、R13及びR14は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、
R11及びR12が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R13及びR14が、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
R15は、水素原子又はアルキル基であり、
R16は、保護されていてもよい水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルホ基、又は活性エステル基であり、
R17、R18、R19及びR20は、同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基であり、
pは、0又は1~3の整数である。]
で表わされる化合物(本明細書において、「本発明の化合物」と示すこともある。)、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物について説明する。
R11、R12、R13及びR14は、同一又は異なって水素原子又はアルキル基であり、R11及びR12は、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよく、R13及びR14は、互いに結合して隣接する炭素原子と共に、アルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成していてもよい。
R11、R12、R13又はR14で示されるアルキル基は、直鎖状又は分枝状のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。該アルキル基の炭素数は、例えば1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3、さらに好ましくは1~2である。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。
R11及びR12或いはR13及びR14が形成するベンゼン環を置換していてもよいアルキル基は、上記「R11、R12、R13又はR14で示されるアルキル基」と同様である。該ベンゼン環の置換数は、特に制限されないが、例えば0~3個、好ましくは0~1個である。
R11、R12、R13及びR14の態様としては、ストリゴラクトンの構造により近い(すなわちストリゴラクトン受容体に対してより受容され易い)という観点から、好ましくはR11及びR12並びにR13及びR14がアルキル基で置換されていてもよいベンゼン環を形成しておらず、より好ましくはR11及びR12の一方が水素原子であり他方がアルキル基であり、且つR13及びR14の一方が水素原子であり他方がアルキル基であり、さらに好ましくはR11及びR13が水素原子であり、且つR12及びR14がアルキル基である。
R15は、水素原子又はアルキル基である。
R15で示されるアルキル基は、直鎖状又は分枝状のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。該アルキル基の炭素数は、例えば1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3である。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。
R15は、本発明の化合物の合成がより容易であるという観点から、アルキル基であることが好ましい。
R16は、保護されていてもよい水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルホ基、又は活性エステル基である。
R16で示される保護されていてもよい水酸基における保護基としては、例えば、メトキシメチル基(MOM)等のアルコキシアルキル基、2-テトラヒドロピラニル(THP)基、アセチル基(Ac)等のアルカノイル基等が挙げられる。
R16で示されるアルコキシ基としては、例えば、直鎖又は分枝鎖のC1~6(特に1~3)アルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基等が挙げられる。
R16で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
R16で示されるアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、tert-ブチルオキシカルボニル基等の直鎖又は分枝鎖の(C1~6アルコキシ基)カルボニル基が挙げられる。
R16で示される活性エステル基としては、カルボキシル基(-COOH)が反応性の高い活性エステルに変換された基であり、例えば、N-ヒドロキシコハク酸イミドを用いた活性エステル基(例えば、-C(=O)OSu:Suはコハク酸イミド基)、カルボン酸を混合酸無水物にした基(例えば、-C(=O)OC(=O)R:RはC1~C6アルキル基)、カルボニルイミダゾール(CDI)を用いたイミダゾライド基(例えば、-C(=O)-Im:Imは1-イミダゾリル基)等が挙げられる。
pは、特に制限されるものではないが、例えば0又は1~3の整数、好ましくは0又は1、より好ましくは0である。
R17、R18、R19及びR20は、同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基である。
R17、R18、R19及びR20で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子が挙げられる。
R17、R18、R19及びR20で示されるアルキル基は、直鎖状又は分枝状のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。該アルキル基の炭素数は、例えば1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3、さらに好ましくは1~2である。該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。
R17、R18、R19及びR20の態様としては、よりストリゴラクトン受容体に受容され易いという観点から、好ましくはR17及びR19が同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基であり、且つR18及びR20が水素原子であり、より好ましくはR17、R18、R19及びR20が全て水素である。
本発明の化合物としては、安定性等の観点からは、一般式(3)で表わされる化合物が好ましい。
本発明の化合物の塩としては、特に制限されるものではなく、酸性塩、塩基性塩のいずれも採用することができる。酸性塩の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酒石酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、リンゴ酸塩、クエン酸塩、メタンスルホン酸塩、パラトルエンスルホン酸塩等が挙げられ、塩基性塩の例としては、ナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属塩、並びにカルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。
本発明の化合物の溶媒和物としては、一般式(2)又は(3)で表される化合物又はその塩と、溶媒との溶媒和物である限り特に限定されない。溶媒としては、例えばエタノール、グリセロール、酢酸等が挙げられる。
一般式(2)又は(3)で表わされる化合物は、公知の合成法、例えばウィリアムソンのエーテル合成法やウルマンのエーテル合成法に従って又は準じて製造することができる。一例として、以下のスキームで合成することができる。
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、及びpは、前記に同じである。]
工程(I)では、化合物gと化合物hとを触媒の存在下で反応させる工程により、化合物i(一般式(2)で表わされる化合物)を合成する。工程(II)では、化合物jと化合物hとを触媒の存在下で反応させる工程により、化合物k(一般式(3)で表わされる化合物)を合成する。
工程(I)では、化合物gと化合物hとを触媒の存在下で反応させる工程により、化合物i(一般式(2)で表わされる化合物)を合成する。工程(II)では、化合物jと化合物hとを触媒の存在下で反応させる工程により、化合物k(一般式(3)で表わされる化合物)を合成する。
工程(I)において、化合物hの使用量は、選択率及び収率の観点から、化合物g 1モルに対して、通常、0.2~2モルが好ましく、0.5~1.5モルがより好ましい。工程(II)において、化合物hの使用量は、選択率及び収率の観点から、化合物j 1モルに対して、通常、2~5モルが好ましく、2.5~4モルがより好ましい。
工程(I)及び(II)で使用する触媒としては、特に限定されるものではないが、選択率、収率及び安全性の観点から、例えば炭酸カリウム、酸化銀(I)、ピリジン、銅、酸化銅(II)、水素化ナトリウム等が挙げられ、好ましくは塩基触媒が挙げられ、より好ましくは炭酸カリウム、酸化銀(I)、ピリジン等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また、複数併用してもよい。これらの中でも、工程(I)で使用する触媒としては炭酸カリウムが好ましく、工程(II)で使用する触媒としては酸化銀(I)及びピリジンの組み合わせが好ましい。
工程(I)及び(II)において、触媒の使用量は、目的化合物が得られる限りにおいて特に限定されず、工程別、触媒の種類別に適宜設定することができる。例えば、工程(I)において触媒として炭酸カリウムを用いる場合は、選択率及び収率の観点から、化合物g 1モルに対して、通常、0.2~2モルが好ましく、0.5~1.5モルがより好ましい。別の例として、工程(II)において酸化銀を用いる場合は、選択率及び収率の観点から、化合物j 1モルに対して、通常、2~5モルが好ましく、2.5~4モルがより好ましい。
工程(I)及び(II)は、通常、反応溶媒下で行われる。使用できる反応溶媒としては、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、アセトン、トルエン等が挙げられ、好ましくはN,N-ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また、複数併用してもよい。
これらの反応溶媒(有機溶媒)の使用量は、反応が進行すれば特に限定されるものではないが、通常、化合物g又はjの濃度が0.01~1mol/L、好ましくは0.05~0.5mol/Lとなるように調整することが好ましい。
工程(I)及び(II)の反応温度は、加熱下、室温下、冷却下のいずれでも行うことができ、通常10~50℃程度が好ましい。また、反応は、常圧で実施してもよく、また、必要に応じて、減圧又は加圧条件下で実施することも可能であるが、常圧下で実施することが好ましい。反応時間は、特に制限はなく、反応が十分に進行する時間とすればよい。
反応の進行は、クロマトグラフィーのような通常の方法で追跡することができる。反応終了後、溶媒を留去し、生成物はクロマトグラフィー法、再結晶法等の通常の方法で単離精製することができる。また、生成物の構造は、元素分析、MS(FD-MS)分析、IR分析、1H-NMR、13C-NMR等により同定することができる。
また、工程(I)及び(II)で合成される化合物i及びkは、必要に応じて、活性炭処理、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製方法により精製することも可能である。
なお、化合物g又はjが、キサンテン骨格上の水酸基以外の他の水酸基を有する場合、必要に応じてこの他の水酸基を適当な保護基で保護してから、工程(I)又は(II)に供し、反応終了後、該保護基を除去することによって、化合物i又はkを合成することもできる。
2-2.蛍光プローブ
本発明の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、蛍光プローブ(本明細書において、「本発明の蛍光プローブ」と示す場合もある。)について説明する。
本発明の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、蛍光プローブ(本明細書において、「本発明の蛍光プローブ」と示す場合もある。)について説明する。
本発明の化合物は、ストリゴラクトン受容体による加水分解を受け、ストリゴラクトンと同様の生理活性を発揮する。そして、本発明の化合物は、この加水分解により特定の蛍光物質を生成する。よって、本発明の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を蛍光プローブとして用いることにより、ストリゴラクトン受容体活性の測定、該受容体が関連する種々の生命現象の解析(例えば、ストライガ発芽過程におけるストリゴラクトン受容体活性の変化の、時間的、空間的な解析等)等が可能となる。さらには、ストリゴラクトン受容体活性の変化を指標とすることにより、ストリゴラクトン受容体によるストリゴラクトンの加水分解を経て起こる生命現象の調節物質のスクリーニングも可能である。このような生命現象としては、後述のストライガ種子の発芽の他にも、ストリゴラクトンを生成する植物における茎の分枝、根の伸長、発芽等が知られている。
蛍光プローブは、本発明の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物のみからなるものであってもよいが、蛍光プローブとしての活性を損なわない限りにおいて、緩衝剤、溶媒等の他の成分を含有していてもよい。この場合、本発明の化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の濃度は、使用目的によって適宜調節することができ、特に制限されるものではないが、植物体に作用させる場合であれば例えば1×10-10mоl/L~1×10-3mоl/L、好ましくは1×10-8mоl/L~1×10-4mоl/Lが挙げられ、in vitroでストリゴラクトン受容体に作用させる場合であれば例えば1×10-9mоl/L~1×10-4mоl/L、好ましくは1×10-7mоl/L~1×10-5mоl/Lが挙げられる。
溶媒としては、特に制限はなく、極性溶媒及び非極性溶媒のいずれも使用できる。
極性溶媒としては、例えば、エーテル化合物(テトラヒドロフラン、アニソール、1,4-ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等)、アルコール(メタノール、エタノール、アリルアルコール等)、エステル化合物(酢酸エチル等)、ケトン(アセトン等)、ハロゲン化炭化水素(ジクロロメタン、クロロホルム)、ジメチルスルホキシド、アミド系溶媒(N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチルピロリドン等)等が挙げられる。
非極性溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族有機溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族溶媒等が挙げられる。
緩衝剤としては、特に制限はなく、例えばヘペス緩衝剤、トリス緩衝剤、トリシン-水酸化ナトリウム緩衝剤、リン酸系緩衝剤、リン酸緩衝生理食塩水等が挙げられる。
2-3.ストライガ発芽調節物質のスクリーニング方法
下記の工程(a)~(c)を含むストライガ発芽調節物質のスクリーニング方法(本明細書において、「本発明のスクリーニング方法」と示す場合もある。)について説明する:
(a)被検物質の存在下で、ストリゴラクトン受容体と請求項5又は6に記載の蛍光プローブとを接触させる工程、
(b)工程(a)の後、前記蛍光プローブの分解物の蛍光強度を測定し、該蛍光強度(被検蛍光強度)を、被検物質を接触させない場合の蛍光強度(対照蛍光強度)と比較する工程、
(c)被検蛍光強度と対照蛍光強度とが有意に相違している場合に、被検物質を、ストライガ発芽調節物質として選択する工程。
下記の工程(a)~(c)を含むストライガ発芽調節物質のスクリーニング方法(本明細書において、「本発明のスクリーニング方法」と示す場合もある。)について説明する:
(a)被検物質の存在下で、ストリゴラクトン受容体と請求項5又は6に記載の蛍光プローブとを接触させる工程、
(b)工程(a)の後、前記蛍光プローブの分解物の蛍光強度を測定し、該蛍光強度(被検蛍光強度)を、被検物質を接触させない場合の蛍光強度(対照蛍光強度)と比較する工程、
(c)被検蛍光強度と対照蛍光強度とが有意に相違している場合に、被検物質を、ストライガ発芽調節物質として選択する工程。
ストライガ発芽調節物質とは、ストライガの種子に作用し、該種子の発芽を調節(誘導又は抑制)する物質である。発芽誘導物質は、宿主植物がいない環境下で施用することにより、発芽したストライガは寄生できずに枯死(いわゆる自殺発芽)することとなるので、土壌を浄化することができる。一方、発芽抑制物質を施用すれば、ストライガに寄生されることなく宿主植物を栽培することが可能となる。
被検物質は、ストライガ発芽調節物質か否かをスクリーニングする対象物質である。被検物質としては、天然に存在する化合物又は人工に作られた化合物を問わず広く使用することができる。また、精製された化合物に限らず、多種の化合物を混合した組成物や、動植物の抽出液も使用することができる。
ストリゴラクトン受容体は、ストリゴラクトンを受容し、そのエーテル結合部分を加水分解する活性を有する受容体である限り特に限定されない。ストリゴラクトン受容体としては、例えば、シロイヌナズナのストリゴラクトン受容体であるAtD14、ストライガ由来ストリゴラクトン受容体等が挙げられる、好ましくはストライガ由来ストリゴラクトン受容体が挙げられる。ストライガ由来ストリゴラクトン受容体は、本発明において初めて見出されたものであり、例えば配列番号2~11、好ましくは配列番号2、4~8、10、及び10、より好ましくは5、6、及び8で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。
被検物質の存在下で、ストリゴラクトン受容体と本発明の蛍光プローブとを接触させる態様は、これら3成分が接触することができる限り特に限定されない。例えば、これら3成分を適当な溶媒中で混合することが挙げられる。
接触時間は、ストリゴラクトン受容体により本発明の化合物の加水分解が起こる限りにおいて、特に限定されない。接触時間としては、加水分解により生じる特定の蛍光物質が蛍光検出可能な程度に蓄積される程度の時間が好ましく、例えば5分間~3時間、好ましくは30~90分間程度が挙げられる。
蛍光強度の測定は、公知の方法に従って又は準じて行うことができる。より簡便且つ効率的に実施するという観点からは、上記接触をマイクロプレートのウェル内で行い、蛍光強度の測定を蛍光マイクロプレートリーダーで行うというシステムが好ましい。
被検物質と接触させない場合とは、工程(a)において被検物質と接触させていない以外は、同じ又は同等の処理をした場合である。この場合の蛍光強度も、上記した被検物質と接触させた場合の蛍光強度と同様に測定することができる。
被検蛍光強度と対照蛍光強度とが有意に相違しているか否かの判断は、一定の基準、例えば統計学的基準に基づき判断すればよい。具体的には、複数回測定してP値を求め、P値が一定値以下、例えば0.05以下である場合に有意に相違すると判断する方法等が挙げられる。
判断の結果、有意に相違している場合は、ストリゴラクトン受容体活性が被検物質により調節(活性化又は抑制)されていること、例えば被検物質が、ストリゴラクトン受容体のアゴニスト又はアンタゴニストとして機能していることを意味する。ストライガの発芽はストリゴラクトンによって制御されていることから、この場合は、被検物質を、ストライガ発芽調節物質として選択することができる。このように選択されたストライガ発芽調節物質は、ヒト造血幹細胞増殖調節物質の候補物質として、2次スクリーニングの被検物質として使用してもよい。
以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
発明1(実施例1~2、合成例A)
実施例1.ストライガ発芽誘導化合物のスクリーニング
Striga hermonthicaの種子を滅菌した超純水に懸濁し、96ウェルプレートに100μL(種子約20個を含む)ずつ分注した。そこへ、DMSOに溶解した被検化合物を、該化合物の最終濃度が25μMになるように加え、2日間暗所に静置した。顕微鏡観察により発芽の有無を観察し、発芽率(=発芽した種子数/総種子数)を測定した。スクリーニングはduplicateで行い、再現的に発芽率がコントロール(DMSOのみ)よりも高い化合物として、下記式(SA)又は式(SB)で表わされる8つの化合物(化合物S1~S8)を選別した。
実施例1.ストライガ発芽誘導化合物のスクリーニング
Striga hermonthicaの種子を滅菌した超純水に懸濁し、96ウェルプレートに100μL(種子約20個を含む)ずつ分注した。そこへ、DMSOに溶解した被検化合物を、該化合物の最終濃度が25μMになるように加え、2日間暗所に静置した。顕微鏡観察により発芽の有無を観察し、発芽率(=発芽した種子数/総種子数)を測定した。スクリーニングはduplicateで行い、再現的に発芽率がコントロール(DMSOのみ)よりも高い化合物として、下記式(SA)又は式(SB)で表わされる8つの化合物(化合物S1~S8)を選別した。
合成例A
化合物S1~S8の誘導体として、下記式(A)で表わされる化合物(化合物1~22、24~28、及び42)、化合物23、下記式(B)で表わされる化合物(化合物29~41)を合成した。
化合物S1~S8の誘導体として、下記式(A)で表わされる化合物(化合物1~22、24~28、及び42)、化合物23、下記式(B)で表わされる化合物(化合物29~41)を合成した。
<化合物1の合成>
以下の合成スキームに従って化合物1を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物1を合成した。
[上記スキーム中、Etはエチル基を示す(以下のスキームにおいても同様)。]
Step: 1
ピペラジン (1)(516 mg, 6 mmol)及びエチルフラン-2-カルボキシレート (2)(280 mg, 2 mmol)の混合物を、アルゴン雰囲気下、110℃で溶解し、3時間撹拌した。反応混合物をジクロロメタン(20 mL)で希釈し、希塩酸(0.5N, 10 mL)で洗浄(×3)した。水層を、炭酸カリウム水溶液でpH10に調整し、クロロホルム(10 mL)で抽出(×3)し、無水Na2SO4で乾燥させ、濃縮した。得られた濃縮物をカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム/メタノールの混合溶媒)で精製し、シロップ状液体のフラン-2-イル(ピペラジン-1-イル)メタノン (3)を得た(190 mg, 収率53%)。
R f : 0.6 (3:1, CHCl3:メタノール(MeOH))、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 6.98 (dd, J = 3.6, 0.9 Hz, 1H), 6.48 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.77 (br s, 4H), 2.93 (t, J = 5.5 Hz, 4H), NH proton was not found due to broadening.、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C9H13N2O2181.0977, found 181.0968.
Step: 2
アミン (3)(18 mg, 0.10 mmol, 1 equiv.)、 4-ブロモベンゼン-1-スルフォニルクロライド (RX) (5a)(40 mg, 0.11 mmol, 1.1 equiv.)、及びトリエチルアミン(20 μL, 0.15 mmol, 1.5 equiv.)をジクロロメタン(1 mL)中で混合し、0 ℃-室温で、終夜撹拌した後、飽和炭酸水素ナトリウムでクエンチした。反応混合物を、ジクロロメタン(5 mL)で抽出(×3)し、塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させた後、残渣をシリカゲルカラム(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、白色固体の目的物(化合物1)を得た(33 mg, 収率82%)。
R f : 0.4 (3:1, 酢酸エチル(EtOAc):Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.69 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.46 (br s, 1H), 7.02 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.91 (br s, 4H), 3.08 (dd, J = 5.5, 4.6 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C15H16BrN2O4S 399.0014, found 399.0010。
Step: 1
ピペラジン (1)(516 mg, 6 mmol)及びエチルフラン-2-カルボキシレート (2)(280 mg, 2 mmol)の混合物を、アルゴン雰囲気下、110℃で溶解し、3時間撹拌した。反応混合物をジクロロメタン(20 mL)で希釈し、希塩酸(0.5N, 10 mL)で洗浄(×3)した。水層を、炭酸カリウム水溶液でpH10に調整し、クロロホルム(10 mL)で抽出(×3)し、無水Na2SO4で乾燥させ、濃縮した。得られた濃縮物をカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム/メタノールの混合溶媒)で精製し、シロップ状液体のフラン-2-イル(ピペラジン-1-イル)メタノン (3)を得た(190 mg, 収率53%)。
R f : 0.6 (3:1, CHCl3:メタノール(MeOH))、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 6.98 (dd, J = 3.6, 0.9 Hz, 1H), 6.48 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.77 (br s, 4H), 2.93 (t, J = 5.5 Hz, 4H), NH proton was not found due to broadening.、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C9H13N2O2181.0977, found 181.0968.
Step: 2
アミン (3)(18 mg, 0.10 mmol, 1 equiv.)、 4-ブロモベンゼン-1-スルフォニルクロライド (RX) (5a)(40 mg, 0.11 mmol, 1.1 equiv.)、及びトリエチルアミン(20 μL, 0.15 mmol, 1.5 equiv.)をジクロロメタン(1 mL)中で混合し、0 ℃-室温で、終夜撹拌した後、飽和炭酸水素ナトリウムでクエンチした。反応混合物を、ジクロロメタン(5 mL)で抽出(×3)し、塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させた後、残渣をシリカゲルカラム(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、白色固体の目的物(化合物1)を得た(33 mg, 収率82%)。
R f : 0.4 (3:1, 酢酸エチル(EtOAc):Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.69 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.46 (br s, 1H), 7.02 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.91 (br s, 4H), 3.08 (dd, J = 5.5, 4.6 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C15H16BrN2O4S 399.0014, found 399.0010。
<化合物2~16、20、及び42の合成>
化合物1の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
化合物1の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
[化合物2]白色固体(32 mg, 収率89%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.63 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.45 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.34 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.00 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.46 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 3.90 (br s, 4H), 3.06 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.44 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H18N2NaO4S 357.0885, found 357.0874。
[化合物3]白色固体(32 mg, 収率84%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.68 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.46 (br s, 1H), 7.05-6.95 (m, 3H), 6.50-6.45 (m, 1H), 4.00-3.80 (m, 7H), 3.10-3.00 (m, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H18N2NaO5S 373.0834, found 373.0843。
[化合物4]白色固体(39 mg, 収率93%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.89 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.82 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.46 (br s, 1H), 7.03 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 3.93 (br s, 4H), 3.12 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H15F3N2NaO4S 411.0602, found 411.0596。
[化合物5]白色固体(38 mg, 収率76%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ8.19 (s, 2H), 8.13 (s, 1H), 7.47 (br s, 1H), 7.05 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.48 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 3.96 (br s, 4H), 3.16 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H14F6N2NaO4S 479.0476, found 479.0473。
[化合物6]白色固体(34 mg, 収率92%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.95-7.85 (m, 1H), 7.55-7.45 (m, 2H), 7.40-7.30 (m, 2H), 7.04 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 3.90 (br s, 4H), 3.30-3.20 (m, 4H), 2.66 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H18N2NaO4S 357.0885, found 357.0874。
[化合物7]白色固体(23 mg, 収率62%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.60-7.55 (m, 2H), 7.50-7.40 (m, 3H), 7.05-7.00 (m, 1H), 6.50-6.45 (m, 1H), 3.93 (br s, 4H), 3.15-3.05 (m, 4H), 2.46 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H18N2NaO4S 357.0885, found 357.0875。
[化合物8]白色固体(33 mg, 収率92%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.47 (br s, 1H), 7.04 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.98 (s, 2H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.84 (br s, 4H), 3.25 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.63 (s, 6H), 2.32 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C18H22N2NaO4S 385.1198, found 385.1194。
[化合物9]白色固体(35 mg, 収率92%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.66 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.54 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.46 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.01 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.46 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 3.91 (br s, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 1.35 (s, 9H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C19H24N2NaO4S 399.1354, found 399.1345。
[化合物10]白色固体(35 mg, 収率97%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (300 MHz, CDCl
3
): δ7.99 (dd, J = 9.6, 1.6 Hz, 1H), 7.80-7.60 (m, 3H), 7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.05 (dd, J = 3.5, 0.9 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.5, 1.8 Hz, 1H), 3.91 (br s, 4H), 3.39 (t, J = 5.1 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C15H15N3NaO6S 388.0579, found 388.0575。
[化合物11]白色固体(29 mg, 収率66%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (300 MHz, CDCl
3
): δ7.81 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.74 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.65-7.55 (m, 2H), 7.55-7.35 (m, 4H), 7.01 (dd, J = 3.5, 0.9 Hz, 1H), 6.46 (dd, J = 3.5, 1.9 Hz, 1H), 3.93 (br s, 4H), 3.14 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C21H20N2NaO4S 419.1041, found 419.1036。
[化合物12]白色固体(36 mg, 収率97%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (300 MHz, CDCl
3
): δ7.65 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.45 (dd, J = 1.8, 0.8 Hz, 1H), 7.35 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.00 (dd, J = 3.5, 0.8 Hz, 1H), 6.46 (dd, J = 3.5, 1.8 Hz, 1H), 3.90 (br s, 4H), 3.07 (t, J = 5.1 Hz, 4H), 2.73 (q, J = 7.7 Hz, 2H), 1.27 (t, J = 7.7 Hz, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H20N2NaO4S 371.1041, found 371.1044。
[化合物13]白色固体(36 mg, 収率92%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.66 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.45 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.38 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.00 (dd, J = 3.6, 0.9 Hz, 1H), 6.46 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.91 (br s, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.99 (sept, J = 6.9 Hz, 1H), 1.28 (d, J = 6.9 Hz, 6H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C18H22N2NaO4S 385.1198, found 385.1196。
[化合物14]白色固体(34 mg, 収率97%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.69 (br s, 1H), 7.50-7.45 (m, 1H), 7.28 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.03 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.50-6.45 (m, 1H), 3.88 (br s, 4H), 3.23 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.59 (s, 3H), 2.38 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H20N2NaO4S 371.1041, found 371.1045。
[化合物15]白色固体(42 mg, 収率93%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.91 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.50-7.40 (m, 3H), 7.02 (dd, J = 3.7, 0.9 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 3.90 (br s, 4H), 3.08 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C15H15IN2NaO4S 468.9695, found 468.9689。
[化合物16]白色固体(55 mg, 収率87%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.55-7.45 (m, 1H), 7.45-7.30 (m, 5H), 7.04 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 5.16 (s, 2H), 3.80 (br s, 4H), 3.65-3.55 (m, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H18N2NaO4 337.1164, found 337.1158。
[化合物20]白色固体(53 mg, 収率76%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.59 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.45 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.05-7.00 (m, 3H), 6.47 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 3.90-3.75 (m, 7H), 3.30-3.15 (m, 2H), 3.15-3.00 (m, 2H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C16H19N2O4S 335.1066, found 335.1058。
[化合物42] 1
H NMR (400 MHz, CDCl3): δ7.67 (2H, d, J = 9.2 Hz), 7.45 (1H, d, J = 1.8 Hz), 7.00 (1H, dd, J = 0.8, 3.6 Hz), 6.98 (2H, d, J = 9.2 Hz), 6.46 (1H, dd, J = 1.8, 3.2 Hz), 4.04 (2H, t, J = 6.6 Hz), 3.89 (4H, brs), 3.06 (4H, t, J = 5.2 Hz), 1.79 (2H, quin, J = 7.6 Hz), 1.49 (2H, quin, J = 7.6 Hz), 0.99 (3H, t, J = 7.6 Hz).、 13
C NMR (151 MHz, CDCl3) δ163.1, 159.0, 147.6, 144.0, 130.0, 126.5, 117.4, 115.0, 111.6, 68.4, 46.4, 31.2, 19.3, 13.9, one carbon atom was not found probably due to overlapping.、HRMS (ESI) calcd for C19H24N2NaO5S+ ([M+Na]+) 415.1304. found 415.4287.、IR (film) 2953, 1612, 1483, 1433, 1329, 1258, 1184, 1155, 1119, 1015, 949 cm-1。
<化合物17の合成>
以下の合成スキームに従って化合物17を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物17を合成した。
密封チューブ内で化合物1 (4a)(100 mg, 0.25 mmol, 1 equiv.)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(2.25 mg, 0.01 mmol, 4 mol%)、2-ジシクロヘキシルフォスフィノ-2′,4′,6′-トリイソプロピルビフェニル(X-phos)(9.5 mg, 0.02 mmol, 8 mol %)、Cs2CO3(164 mg, 0.5 mmo, 2 equiv.l)、及びトルエン(3 mL)を撹拌し、そこへジエチルアミン(50μL, 0.50 mmol, 2 equiv.)を加え、100℃で24時間加熱した。反応混合物を水で希釈した。水層を酢酸エチル(10 mL)で抽出(×3)し、混ぜ合わせた有機層を塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させた後、残渣をシリカゲルカラム(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物17)を得た(25 mg, 収率26%)。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.52 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.50-7.45 (m ,1H), 6.99 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.63 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.50-6.45 (m, 1H), 3.90 (br s, 4H), 3.40 (q, J = 7.3 Hz, 4H), 3.04 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 1.20 (t, J = 7.3 Hz, 6H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C19H26N3O4S 392.1644, found 392.1655。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.52 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.50-7.45 (m ,1H), 6.99 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.63 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.50-6.45 (m, 1H), 3.90 (br s, 4H), 3.40 (q, J = 7.3 Hz, 4H), 3.04 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 1.20 (t, J = 7.3 Hz, 6H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C19H26N3O4S 392.1644, found 392.1655。
<化合物18~19の合成>
化合物17の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
化合物17の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
[化合物18]白色固体(47 mg, 収率48%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.55 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.45 (br s, 1H), 6.98 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.54 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 6.46 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.88 (br s, 4H), 3.34 (t, J = 6.4 Hz, 4H), 3.03 (t, J = 5.0 Hz, 4H), 2.05 (t, J = 6.4 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C19H23N3NaO4S 412.1307, found 412.1301。
[化合物19]白色固体(36 mg, 収率47%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.57 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.50-7.45 (m, 1H), 6.99 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.67 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 6.46 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.89 (br s, 4H), 3.10-3.00 (m, 10H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C17H22N3O4S 364.1331, found 364.1323。
<化合物28の合成>
以下の合成スキームに従って化合物28を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物28を合成した。
[上記スキーム中、OTfはトリフルオロメタンスルホン酸イオンを示す(以下のスキームにおいても同様)。]
フラン-2-イル(ピペラジン-1-イル)メタノン (3)(228 mg, 1.27 mmol)及びトリフラート塩 (5r)(551 mg, 1.52 mmol)の混合物にアセトニトリル(5 mL)を加え、室温で24時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、粗反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘキサン/酢酸エチルの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物28)を得た(152 mg, 収率39%)。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.90 (br s, 1H), 7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.24 (br s, 1H), 7.17 (br s, 1H), 7.08 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.7 Hz, 1.8 Hz, 1H), 3.93 (br s, 4H), 3.26 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C12H15N4O4S 311.0814, found 311.0807。
フラン-2-イル(ピペラジン-1-イル)メタノン (3)(228 mg, 1.27 mmol)及びトリフラート塩 (5r)(551 mg, 1.52 mmol)の混合物にアセトニトリル(5 mL)を加え、室温で24時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、粗反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘキサン/酢酸エチルの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物28)を得た(152 mg, 収率39%)。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.90 (br s, 1H), 7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.24 (br s, 1H), 7.17 (br s, 1H), 7.08 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.7 Hz, 1.8 Hz, 1H), 3.93 (br s, 4H), 3.26 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C12H15N4O4S 311.0814, found 311.0807。
<化合物21の合成>
以下の合成スキームに従って化合物21を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物21を合成した。
イミダゾール (6)(152 mg, 0.49 mmol)及び乾燥ジクロロメタン(4 mL)を0℃で撹拌し、そこへメチルトリフラート (7)(60μL, 0.54 mmol)を加え、室温で3時間撹拌した。得られた沈殿を濾過し、ジクロロメタンで洗浄し、乾燥させることにより、トリフラート (5x)を得た(170 mg, 収率73%)。
トリフラート (5x)(160 mg, 0.34 mmol, 1.5 equiv.)及びアセトニトリル(4 mL)の混合溶液に、アニリン (8)(20μL, 0.22 mmol, 1 equiv.)を加え、80℃で24時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、粗反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液は酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物21)を得た(86 mg, 収率76%)。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.47 (br s, 1H), 7.40-7.30 (m, 2H), 7.25-7.10 (m, 3H), 7.05-7.00 (m, 1H), 6.48 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 6.38 (br s, 1H), 3.80 (br s, 4H), 3.33 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C15H17N3NaO4S 358.0837, found 358.0832。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.47 (br s, 1H), 7.40-7.30 (m, 2H), 7.25-7.10 (m, 3H), 7.05-7.00 (m, 1H), 6.48 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 6.38 (br s, 1H), 3.80 (br s, 4H), 3.33 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C15H17N3NaO4S 358.0837, found 358.0832。
<化合物22の合成>
化合物21の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
粘着性固体(8 mg, 収率85%)。R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.45-7.35 (m, 4H), 7.35-7.25 (m, 1H), 7.03 (dd, J = 3.2, 0.9 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 3.78 (br s, 4H), 3.30 (s, 3H), 3.27 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H19N3NaO4S 372.0994, found 372.0980。
化合物21の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
粘着性固体(8 mg, 収率85%)。R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.45-7.35 (m, 4H), 7.35-7.25 (m, 1H), 7.03 (dd, J = 3.2, 0.9 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 3.78 (br s, 4H), 3.30 (s, 3H), 3.27 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H19N3NaO4S 372.0994, found 372.0980。
<化合物24の合成>
以下の合成スキームに従って化合物24を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物24を合成した。
化合物21の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて4-(フラン-2-カルボニル)-N-(4-メトキシフェニル)ピペラジン-1-スルホンアミド (9c)を合成した。水素化ナトリウム(60% dispersion in mineral oil, 2.5 mg, 0.05 mmol, 1.5 equiv.)及びテトラヒドロフラン(1 mL)を撹拌し、そこに0℃でスルホンアミド (9c)(13 mg, 0.04 mmol, 1 equiv.)を加え、室温で30分間撹拌した。反応液を0℃に冷却し、ヨードメタン (11)(10μL, 0.16 mmol, 2 equiv.)を滴下した後、反応液をゆっくりと室温に戻しながら終夜撹拌した。反応液を水の添加によりクエンチし、酢酸エチルで抽出した。有機層を希塩酸(1 M)及び塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液は酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物24)を得た(13 mg, 収率97%)。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.48 (br s, 1H), 7.31 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 7.05-7.00 (m, 1H), 6.88 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.85-3.75 (m, 7H), 3.30-3.20 (m, 7H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H22N3O5S 380.1280, found 380.1275。
R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.48 (br s, 1H), 7.31 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 7.05-7.00 (m, 1H), 6.88 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.85-3.75 (m, 7H), 3.30-3.20 (m, 7H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H22N3O5S 380.1280, found 380.1275。
<化合物25~27の合成>
化合物24の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
化合物24の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
[化合物25]粘着性固体(4 mg, 収率66%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.64 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.51 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.05 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.82 (br s, 4H), 3.34 (s, 3H), 3.30 (t, J = 5.0 Hz, 4H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H18F3N3NaO4S 440.0868, found 440.0860。
[化合物26]粘着性固体(12 mg, 収率97%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.48 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.34 (br s, 4H), 7.05 (dd, J = 3.7, 0.9 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 3.80 (br s, 4H), 3.30-3.25 (m, 7H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C16H18ClN3NaO4S 406.0604, found 406.0598。
[化合物27]粘着性固体(11 mg, 収率69%)。R
f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.40 (dd, J = 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.38 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.03 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 3.79 (br s, 4H), 3.30-3.25 (m, 7H), 1.31 (s, 9H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C20H27N3NaO4S 428.1620, found 428.1619。
<化合物23の合成>
以下の合成スキームに従って化合物23を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物23を合成した。
水素化ナトリウム(60% dispersion in mineral oil, 45 mg, 0.93 mmol)及びテトラヒドロフラン(5 mL)を撹拌し、そこへ1,2,3,4-テトラヒドロキノキサリン (13)(50 mg, 0.37 mmol)のテトラヒドロフラン(1 mL)溶液を0℃で加え、室温で30分間撹拌した。反応液を0℃に冷却し、2-フロイルクロライド (12)(37μL, 0.37 mmol)を滴下した後、反応液をゆっくりと室温に戻しながら終夜撹拌した。反応液を水の添加によりクエンチし、酢酸エチル(5 mL)で抽出(×3)した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液は酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性固体のキノキサリン (14) を得た(26 mg, 収率30%)。
R f : 0.4 (3:2, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.41 (br s, 1H), 6.95 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.87 (br d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.76 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.62 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.52 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.45-6.35 (m, 1H), 4.10 (br s, 1H), 3.99 (t, J = 5.5 Hz, 2H), 3.53 (t, J = 5.5 Hz, 2H).
キノキサリン (14)(26 mg, 0.11 mmol)及びピリジン(2 mL)を0℃で撹拌混合し、そこに4-メトキシベンゼン-1-スルホニルクロライド (5c)(28 mg, 0.14 mmol)を加え、室温に戻しながら終夜撹拌した。反応液を希塩酸(1 mL, 5 mL)でクエンチし、酢酸エチル(5 mL)で抽出(×3)した。塩水で洗浄後、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液は酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物23)を得た(25 mg, 収率56%)。R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.91 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.56 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.30-7.25 (m, 1H), 7.20 (dt, J = 7.3, 0.9 Hz, 1H), 7.02 (t, J = 8.2 Hz, 1H), 6.84 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.71 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.43 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.32 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 4.05-3.95 (m, 2H), 3.95-3.90 (m, 2H), 3.69 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C20H18N2NaO5S 421.0834, found 421.0819。
R f : 0.4 (3:2, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.41 (br s, 1H), 6.95 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.87 (br d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.76 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.62 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.52 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.45-6.35 (m, 1H), 4.10 (br s, 1H), 3.99 (t, J = 5.5 Hz, 2H), 3.53 (t, J = 5.5 Hz, 2H).
キノキサリン (14)(26 mg, 0.11 mmol)及びピリジン(2 mL)を0℃で撹拌混合し、そこに4-メトキシベンゼン-1-スルホニルクロライド (5c)(28 mg, 0.14 mmol)を加え、室温に戻しながら終夜撹拌した。反応液を希塩酸(1 mL, 5 mL)でクエンチし、酢酸エチル(5 mL)で抽出(×3)した。塩水で洗浄後、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液は酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性固体の目的物(化合物23)を得た(25 mg, 収率56%)。R f : 0.4 (3:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.91 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.56 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.30-7.25 (m, 1H), 7.20 (dt, J = 7.3, 0.9 Hz, 1H), 7.02 (t, J = 8.2 Hz, 1H), 6.84 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.71 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.43 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.32 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 4.05-3.95 (m, 2H), 3.95-3.90 (m, 2H), 3.69 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C20H18N2NaO5S 421.0834, found 421.0819。
<化合物29の合成>
以下の合成スキームに従って化合物29を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物29を合成した。
N-ベンジルエタノールアミン (16)(500 mg, 3.3 mmol)及びイソプロパノール/水(1:1)混合溶媒(1 mL)に溶解し、そこに(±)-エピクロロヒドリン (17)(0.22 mL, 2.8 mmol)を加え、室温で6時間撹拌した。得られた懸濁液を-20℃で終夜保管した。室温に戻し、水酸化テトラエチルアンモニウムの20%水溶液(3 mL)を加えた。反応液を室温で1時間撹拌した後、希塩酸(1M, 0.6 mL)でクエンチし、pHを10に維持した。反応液を水で希釈し、ジクロロメタン(10 mL)で抽出(×3)し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ジクロロメタン:メタノール=1:0→19:1→9:1)で精製し、無色油状のN-ベンジルモルホリン (18) を得た(280 mg, 収率49%).
N-ベンジルモルホリン (18)(600 mg, 2.9 mmol)のメタノール(10 mL)溶液を、水素及び5%パラジウム炭素を用いて、24時間、水素化分解した。反応液をセライトでろ過し、得られたろ液を濃縮した。そこにジクロロメタン(10 mL)及びトリエチルアミン(0.45 mL, 3.2 mmol)を加えた。0℃に冷却した後、2-フロイルクロライド (12)(0.27 mL, 2.7 mmol)を加え、0℃から室温に戻しながら終夜撹拌した。反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液でクエンチし、ジクロロメタン(10 mL)で抽出(×3)した。塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラム(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、無色油状のアルコール (19) を得た(338 mg, 収率60%).
R f : 0.4 (5:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.55-7.45 ( m, 1H), 7.05 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 4.43 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.01 (d, J = 11.3 Hz, 1H), 3.80-3.55 (m, 5H), 3.40-2.80 (br s, 2H), 2.10 (s, 1H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C10H13NNaO4 234.0742, found 234.0735.
アルコール (19)(35 mg, 0.16 mmol, 1 equiv.)、トリフェニルホスフィン(52 mg, 0.20 mmol, 1.25 equiv.)、4-(tert-ブチル)フェノール (20)(32μL, 0.20 mmol, 1.25 equiv.)、及びテトラヒドロフラン(3 mL)を撹拌し、そこにアゾジカルボン酸ジ-tert-ブチル(46 mg, 0.20 mmol, 1.25 equiv.)のテトラヒドロフラン溶液を滴下し、室温で48時間撹拌した。反応液を水の添加によりクエンチし、酢酸エチルで抽出した。有機層を塩水で洗浄し、真空で乾燥及び濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性液状の目的物(化合物29)を得た(21 mg, 収率41%)。
R f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.50-7.45 ( m, 1H), 7.30 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 7.05 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 4.61 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.44 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.15-3.95 (m, 3H), 3.95-3.85 (m, 1H), 3.70 (dt, J = 11.4, 2.8 Hz, 1H), 3.23 (br s, 2H), 1.30 (s, 9H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C20H26NO4 344.1862, found 344.1855。
N-ベンジルモルホリン (18)(600 mg, 2.9 mmol)のメタノール(10 mL)溶液を、水素及び5%パラジウム炭素を用いて、24時間、水素化分解した。反応液をセライトでろ過し、得られたろ液を濃縮した。そこにジクロロメタン(10 mL)及びトリエチルアミン(0.45 mL, 3.2 mmol)を加えた。0℃に冷却した後、2-フロイルクロライド (12)(0.27 mL, 2.7 mmol)を加え、0℃から室温に戻しながら終夜撹拌した。反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液でクエンチし、ジクロロメタン(10 mL)で抽出(×3)した。塩水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラム(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、無色油状のアルコール (19) を得た(338 mg, 収率60%).
R f : 0.4 (5:1, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.55-7.45 ( m, 1H), 7.05 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.2, 1.8 Hz, 1H), 4.43 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.01 (d, J = 11.3 Hz, 1H), 3.80-3.55 (m, 5H), 3.40-2.80 (br s, 2H), 2.10 (s, 1H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C10H13NNaO4 234.0742, found 234.0735.
アルコール (19)(35 mg, 0.16 mmol, 1 equiv.)、トリフェニルホスフィン(52 mg, 0.20 mmol, 1.25 equiv.)、4-(tert-ブチル)フェノール (20)(32μL, 0.20 mmol, 1.25 equiv.)、及びテトラヒドロフラン(3 mL)を撹拌し、そこにアゾジカルボン酸ジ-tert-ブチル(46 mg, 0.20 mmol, 1.25 equiv.)のテトラヒドロフラン溶液を滴下し、室温で48時間撹拌した。反応液を水の添加によりクエンチし、酢酸エチルで抽出した。有機層を塩水で洗浄し、真空で乾燥及び濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒)で精製し、粘着性液状の目的物(化合物29)を得た(21 mg, 収率41%)。
R f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.50-7.45 ( m, 1H), 7.30 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 7.05 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 4.61 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.44 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.15-3.95 (m, 3H), 3.95-3.85 (m, 1H), 3.70 (dt, J = 11.4, 2.8 Hz, 1H), 3.23 (br s, 2H), 1.30 (s, 9H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C20H26NO4 344.1862, found 344.1855。
<化合物30~31及び35~41の合成>
化合物29の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
化合物29の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
[化合物30]粘着性液状(10 mg, 収率35%)。R
f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.55-7.45 ( m, 1H), 7.37 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.30-7.20 (m, 1H), 7.07 (dd, J = 3.7, 0.9 Hz, 1H), 7.00-6.90 (m, 2H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 4.74 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.46 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.18 (dd, J = 9.6, 4.6 Hz, 1H), 4.15-4.00 (m, 2H), 4.00-3.90 (m, 1H), 3.71 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.26 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C16H17ClNO4 322.0846, found 322.0840。
[化合物31]粘着性液状(5 mg, 収率16%)。R
f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.47 (s, 1H), 7.30 (dd, J = 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.18 (dt, J = 8.2, 1.8 Hz, 1H), 7.07 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.92 (dt, J = 7.8, 0.9 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 4.76 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.48 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.13 (ABX, J = 9.6, 4.6 Hz, 1H), 4.10-3.90 (m, 3H), 3.72 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.29 (br s, 2H), 1.38 (s, 9H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C20H26NO4 344.1862, found 344.1858。
[化合物35]粘着性液状(21 mg, 収率57%)。R
f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.58 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.55-7.45 (m, 2H), 7.10-7.00 (m, 3H), 6.50 (dd, J = 3.7, .18 Hz, 1H), 4.82 (m, 1H), 4.55-4.45 (m, 1H), 4.25-4.15 (m, 1H), 4.10-3.90 (m, 3H), 3.71 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.22 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+H): m/z calcd. for C17H17F3NO4 356.1110, found 356.1099。
[化合物36]粘着性液状(2 mg, 収率5%)。R
f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.39 (br s, 1H), 7.30-7.15 (m, 8H), 7.15-7.05 (m, 1H), 7.02 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.91 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.85 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.46 (br s, 1H), 4.58 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.43 (d, J = 11.9 Hz, 1H), 4.08 (ABX, J = 10.1, 5.0 HZ, 1H), 4.05-3.95 (m, 4H), 3.90-3.80 (m, 1H), 3.67 (dt, J = 11.9, 2.7 Hz, 1H), 3.23 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C23H23NNaO4 400.1525, found 400.1522。
[化合物37]粘着性液状(3 mg, 収率8%)。[α]D
21-13.7 (c = 0.80, MeOH)。
[化合物38]粘着性液状(17 mg, 収率53%)。[α]D
25-21.9 (c = 1.4, MeOH)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.55-7.45 (m, 1H), 7.05 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.90-6.80 (m, 4H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 4.60 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.44 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.10-3.85 (m, 4H), 3.77 (s, 3H), 3.70 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.24 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H19NNaO5 340.1161, found 340.1137。
[化合物39]粘着性液状(4 mg, 収率10%)。[α]D
21+25.8 (c = 2.70, MeOH)。
[化合物40]粘着性液状(25 mg, 収率42%)。[α]D
25+36.8 (c = 2.2, MeOH)。
[化合物41]粘着性液状(3 mg, 収率7%)。R
f : 0.3 (1:1, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.47 (br s, 1H), 7.33 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 7.18 (dd, J = 8.7, 2.8 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 6.79 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 4.76 (d, J = 13.2 Hz, 1H), 4.47 (d, J = 11.5 Hz, 1H), 4.15-4.10 (m, 1H), 4.10-3.90 (m, 2H), 3.71 (dt, J = 12.1, 2.3 Hz, 1H), 3.26 (br s, 2H), 1.38 (s, 9H), 1.30 (s, 9H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C24H33NNaO4 422.2307, found 422.2297。
<化合物32の合成>
以下の合成スキームに従って化合物32を合成した。
以下の合成スキームに従って化合物32を合成した。
アルコール (19)(12.5 mg, 0.06 mmol, 1 equiv.)、ベンゾイルクロライド (5)(8μL, 0.07 mmol, 1.1 equiv.)、トリエチルアミン(10μL, 0.07 mmol, 1.1equiv.)、及びジクロロメタン(2 mL)を、0℃から室温に戻しながら、終夜撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液でクエンチし、ジクロロメタン(5 mL)で抽出(×3)した。塩水で洗浄後、無水Na2SO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液は酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒)で精製し、シロップ状液体の目的物(化合物32)を得た(6 mg, 収率32%)。
R f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.06 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.58 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.50-7.40 (m, 3H), 7.07 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 4.60 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.50-4.35 (m, 3H), 4.10-4.00 (m, 1H), 3.95-3.85 (m, 1H), 3.69 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.24 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H17NNaO5 338.1004, found 338.0997。
R f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.06 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.58 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.50-7.40 (m, 3H), 7.07 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.49 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 4.60 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.50-4.35 (m, 3H), 4.10-4.00 (m, 1H), 3.95-3.85 (m, 1H), 3.69 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.24 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H17NNaO5 338.1004, found 338.0997。
<化合物33~34の合成>
化合物32の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
化合物32の合成方法に準じて、適当な材料化合物を用いて合成した。
[化合物33]シロップ状液体(580 mg, 収率97%)。R
f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.80 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.49 (d, J = 0.9 Hz, 1H), 7.36 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.04 (dd, J = 3.7, 0.9 Hz, 1H), 6.50 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 1H), 4.43 (td, J = 13.3, 2.3 Hz, 1H), 4.36 (d, J = 14.2 Hz, 1H), 4.10 (ABX, J = 10.6, 5.5 Hz, 1H), 4.05 (ABX, J = 10.6, 4.6 Hz, 1H), 3.95-3.90 (m, 1H), 3.75-3.65 (m, 1H), 3.56 (dt, J = 11.9, 2.7 Hz, 1H), 3.23 (br s, 1H), 2.91 (br s, 1H), 2.46 (s, 3H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H19NNaO6S 388.0831, found 388.0826。
[化合物34]シロップ状液体(3 mg, 収率14%)。R
f : 0.3 (2:3, EtOAc:Hexanes)、 1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
): δ7.85 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.50-7.45 (m, 1H), 7.04 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 7.01 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 6.50 (dd, J = 3.6, 1.8 Hz, 1H), 4.43 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.36 (d, J = 13.3 Hz, 1H), 4.09 (ABX, J = 11.0, 5.5 Hz, 1H), 4.04 (ABX, J = 11.0, 4.6 Hz, 1H), 4.00-3.85 (m, 4H), 3.75-3.65 (m, 1H), 3.57 (dt, J = 11.9, 2.8 Hz, 1H), 3.21 (br s, 2H).、HRMS (ESI, M+Na): m/z calcd. for C17H19NNaO7S 404.0780, found 404.0773。
実施例2.ストライガ発芽に与える影響の解析
化合物1~42を被検化合物として、ストライガ発芽誘導試験、及びストライガ発芽抑制試験を行った。ストライガ発芽誘導試験は、被検化合物の最終濃度を0.1、1、又は10μMとする以外は、実施例1と同様に発芽率を測定することにより行った。ストライガ発芽抑制試験は、被検化合物の最終濃度を0.1、1、又は10μMとし、且つ被検化合物と共に合成ストリゴラクトンを最終濃度0.1μMになるように加える以外は、実施例1と同様に発芽率を測定することにより行った。一部の被検化合物について、発芽率の平均値を表1に示す。表1中、コントロールは、被検化合物が無い場合を示す。ストライガ発芽誘導試験の発芽率が高い程、ストライガ発芽誘導活性が高いことを示し、ストライガ発芽抑制試験の発芽率が低い程、ストライガ発芽抑制活性が高いことを示す。
化合物1~42を被検化合物として、ストライガ発芽誘導試験、及びストライガ発芽抑制試験を行った。ストライガ発芽誘導試験は、被検化合物の最終濃度を0.1、1、又は10μMとする以外は、実施例1と同様に発芽率を測定することにより行った。ストライガ発芽抑制試験は、被検化合物の最終濃度を0.1、1、又は10μMとし、且つ被検化合物と共に合成ストリゴラクトンを最終濃度0.1μMになるように加える以外は、実施例1と同様に発芽率を測定することにより行った。一部の被検化合物について、発芽率の平均値を表1に示す。表1中、コントロールは、被検化合物が無い場合を示す。ストライガ発芽誘導試験の発芽率が高い程、ストライガ発芽誘導活性が高いことを示し、ストライガ発芽抑制試験の発芽率が低い程、ストライガ発芽抑制活性が高いことを示す。
化合物1、3~6、8~9、11~13、15、31~34、36~37、39及び41~42は比較的高いストライガ発芽誘導活性を示し、中でも化合物3~4、12、31~33、36~37、39及び41はより高いストライガ発芽誘導活性を示し、化合物31及び36は特に高いストライガ発芽誘導活性を示した。一方、化合物2、4~14、16~19、29~30、38及び40は比較的高いストライガ発芽抑制活性を示し、中でも化合物6、14、16、19、29及び38はより高いストライガ発芽抑制活性を示し、化合物14及び38は特に高いストライガ発芽抑制活性を示した。化合物5~6、8~9及び11~13はストライガ発芽誘導活性及びストライガ発芽抑制活性の両方において比較的高い活性を示した。また、表1に示されない化合物(化合物20~28)についても、ストライガ発芽誘導活性又はストライガ発芽抑制活性を示すことが確認された。
発明2(実施例3~5、合成例1~7)
合成例1
エチル 2-(6-((4-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG)を合成した。
合成例1
エチル 2-(6-((4-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG)を合成した。
エチル 2-(6-ヒドロキシ-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(227.0 mg, 0.63 mmol, 1.00 equiv)及びK2CO3(152 mg, 0.69 mmol, 1.10 equiv)をN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(2.0 mL)に加え、室温で10分間撹拌した。ここに5-ブロモ-3-メチルフラン-2(5H)-オン(136.1 mg, 0.63 mmol, 1.00 equiv)を加え、室温で30分間撹拌した。ここに水を加え、水層を酢酸エチルで抽出した。混ぜ合わせた有機層を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、無水Na2SO4で乾燥させ、減圧下で濃縮した。得られた混合物を、分取薄層クロマトグラフィー(PTLC)(溶媒は、CHCl3/メタノール(MeOH) = 20:1の混合溶媒)で精製し、ジアステレオマーの混合物として黄色固体の目的物(YLG)を得た(140 mg、収率51%)。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.96‐1.26 (m, 6H), 2.04 (s, 6H), 3.98‐4.11(m, 4H), 6.40 (s, 2H), 6.44 (s, 2H), 6.54 (dd, J = 10.0, 2.0 Hz, 2H), 6.87‐6.97 (m, 6H), 7.04 (brs, 2H), 7.24 (dd, J = 5.2, 2.4 Hz, 2H), 7.31 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.69 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.75 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 8.27 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 185.8, 170.8, 165.32, 165,27, 160.06, 158.8, 153.5, 149.7, 149.6, 141.8, 134.9, 134.05, 133.97, 132.8, 131.4, 130.73, 130.66, 130.46, 130.35, 129.9, 129.36, 118.7, 117.0, 113.99, 113.86, 106.0, 104.07, 103.96, 97.9, 61.4, 13.74, 13.71, 10.75. HRMS (ESI(+)) m/z = 457.1282 calcd for C27H21O7 [M+H]+, found: .457.1268。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.96‐1.26 (m, 6H), 2.04 (s, 6H), 3.98‐4.11(m, 4H), 6.40 (s, 2H), 6.44 (s, 2H), 6.54 (dd, J = 10.0, 2.0 Hz, 2H), 6.87‐6.97 (m, 6H), 7.04 (brs, 2H), 7.24 (dd, J = 5.2, 2.4 Hz, 2H), 7.31 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.69 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.75 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 8.27 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 185.8, 170.8, 165.32, 165,27, 160.06, 158.8, 153.5, 149.7, 149.6, 141.8, 134.9, 134.05, 133.97, 132.8, 131.4, 130.73, 130.66, 130.46, 130.35, 129.9, 129.36, 118.7, 117.0, 113.99, 113.86, 106.0, 104.07, 103.96, 97.9, 61.4, 13.74, 13.71, 10.75. HRMS (ESI(+)) m/z = 457.1282 calcd for C27H21O7 [M+H]+, found: .457.1268。
合成例2~5
エチル 2-(6-((3-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG2)、エチル 2-(6-((3,4-ジメチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG3)、エチル 2-(3-オキソ-6-((3-オキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-1-イル)オキシ)-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG4)、及びエチル 2-(3-オキソ-6-((5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG5)を合成した。合成は、5-ブロモ-3-メチルフラン-2(5H)-オンに代えて適当な材料化合物を用いる以外は、合成例1と同様に行った。
エチル 2-(6-((3-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG2)、エチル 2-(6-((3,4-ジメチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG3)、エチル 2-(3-オキソ-6-((3-オキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-1-イル)オキシ)-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG4)、及びエチル 2-(3-オキソ-6-((5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3H-キサンテン-9-イル)ベンゾエート(YLG5)を合成した。合成は、5-ブロモ-3-メチルフラン-2(5H)-オンに代えて適当な材料化合物を用いる以外は、合成例1と同様に行った。
<YLG2>得られた混合物を、PTLC(溶媒は、CHCl3/MeOH = 20:1の混合溶媒)で精製し、ラセミ体として黄色固体の目的物(YLG2)を得た(収率70%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.97‐1.04 (m, 3H), 2.23 (s, 3H), 4.03‐4.08 (m, 2H), 6.05 (s, 1H), 6.26 (s, 1H), 6.45 (s, 1H), 6.55 (dd, J = 5.6, 2.0 Hz, 1H), 6.86‐6.98 (m, 3H), 7.25 (dd, J = 5.2, 2.0 Hz, 1H), 7.31 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.71 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.76 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 8.28 (d, J = 7.6 Hz, 1H)。
<YLG3>得られた混合物を、PTLC(溶媒は、CHCl3/MeOH = 20:1の混合溶媒)で精製し、ラセミ体として黄色固体の目的物(YLG3)を得た(収率52%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.96‐1.04 (m, 3H), 1.93 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 4.04‐4.08 (m, 2H), 6.18 (s, 1H), 6.45 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 6.55 (dd, J = 9.6, 2.0 Hz, 1H), 6.86‐6.95 (m, 3H), 7.24‐7.32 (m, 2H), 7.69 (t, J = 6.4 Hz, 1H), 7.73 (t, J = 6.4 Hz, 1H), 8.27 (d, J = 8.0 Hz, 1H)。
<YLG4>得られた混合物を、PTLC(溶媒は、CHCl3/MeOH = 20:1の混合溶媒)で精製し、ラセミ体として黄色固体の目的物(YLG4)を得た(収率83%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.98‐1.05 (m, 3H), 4.04‐4.11 (m, 2H), 6.45 (s, 1H), 6.55 (dd, J = 9.2 2.0 Hz, 1H), 6.89 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 6.96‐7.01 (m, 3H), 7.34 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.68‐7.85 (m, 5H), 7.98 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.28 (d, J = 8.0 Hz, 1H)。
<YLG5>得られた混合物を、PTLC(溶媒は、CHCl3/MeOH = 10:1の混合溶媒)で精製し、ラセミ体として黄色固体の目的物(YLG5)を得た(収率56%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.97‐1.03 (m, 3H), 4.00‐4.09 (m, 2H), 6.41 (d, J = 5.6 Hz, 1H), 6.45 (s, 1H), 6.52‐6.56 (m, 2H), 6.87‐6.98 (m, 3H), 7.25 (dd, J = 5.2, 2.4 Hz, 1H), 7.32 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 7.69 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.75 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 8.27 (d, J = 7.6 Hz, 1H)。
合成例6
(1S)-3'-(((R)-4-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-6'-((4-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3H-スピロ[イソベンゾフラン-1,9'-キサンテン]-3-オン(YLGW)を合成した。
(1S)-3'-(((R)-4-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-6'-((4-メチル-5-オキソ-2,5-ジヒドロフラン-2-イル)オキシ)-3H-スピロ[イソベンゾフラン-1,9'-キサンテン]-3-オン(YLGW)を合成した。
2-(6-ヒドロキシ-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル)安息香酸(160 mg, 0.50 mmol)、Ag2O(348 mg, 1.50 mmol, 3.00 equiv)、及び触媒量のピリジンをアセトニトリル(3.0 mL)に加え、室温で10分間撹拌した。ここに5-ブロモ-3-メチルフラン-2(5H)-オン(281 mg, 1.50 mmol, 3.00 equiv)を加え、40℃で10時間撹拌した。ここに水を加え、水層を酢酸エチルで抽出した。混ぜ合わせた有機層を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、無水Na2SO4で乾燥させ、減圧下で濃縮した。得られた混合物を、フラッシュカラムクロマトグラフィー(溶媒は、CHCl3)で精製し、ジアステレオマーの混合物として黄色油状の目的物(YLGW)を得た(32.8 mg、収率13%)。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.04 (s, 12H), 6.34 (d, J = 6.4 Hz, 4H), 6.76‐6.84 (m, 8H), 6.87‐6.97 (m, 6H), 7.01‐7.16 (m, 4H), 7.64 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.69 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 8.03 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 171.0, 169.3, 158.0, 153.1, 152.2, 141.9, 135.3, 134.9, 130.1, 129.6, 126.4, 125.3, 124.0, 114.23, 114.10, 114.00, 113.90, 112.85, 112.75, 105.30, 105.08, 104.5, 104.2, 98.50, 98.43, 82.20, 10.76. HRMS (ESI(+)) m/z = 525.1180 calcd for C30H21O9 [M+H]+, found: 525.1162。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.04 (s, 12H), 6.34 (d, J = 6.4 Hz, 4H), 6.76‐6.84 (m, 8H), 6.87‐6.97 (m, 6H), 7.01‐7.16 (m, 4H), 7.64 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.69 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 8.03 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 171.0, 169.3, 158.0, 153.1, 152.2, 141.9, 135.3, 134.9, 130.1, 129.6, 126.4, 125.3, 124.0, 114.23, 114.10, 114.00, 113.90, 112.85, 112.75, 105.30, 105.08, 104.5, 104.2, 98.50, 98.43, 82.20, 10.76. HRMS (ESI(+)) m/z = 525.1180 calcd for C30H21O9 [M+H]+, found: 525.1162。
合成例7
5,5'-((2',7'-ジフルオロ-3-オキソ-3H-スピロ[イソベンゾフラン-1,9'-キサンテン]-3',6'-ジイル)ビス(オキシ))ビス(3-メチルフラン-2(5H)-オン)(YLGW-F)を合成した。
5,5'-((2',7'-ジフルオロ-3-オキソ-3H-スピロ[イソベンゾフラン-1,9'-キサンテン]-3',6'-ジイル)ビス(オキシ))ビス(3-メチルフラン-2(5H)-オン)(YLGW-F)を合成した。
2',7'-ジフルオロ-3',6'-ジヒドロキシ-3H-スピロ[イソベンゾフラン-1,9'-キサンテン]-3-オン(73.6 mg, 0.20 mmol)、Ag2O(139 mg, 0.60 mmol, 3.00 equiv)、及び触媒量のピリジンをDMF(3.0 mL)に加え、室温で10分間撹拌した。ここに5-ブロモ-3-メチルフラン-2(5H)-オン(106 mg, 0.60 mmol, 3.00 equiv)を加え、室温で20分間撹拌した。ここに水を加え、水層を酢酸エチルで抽出した。混ぜ合わせた有機層を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、無水Na2SO4で乾燥させ、減圧下で濃縮した。得られた混合物を、フラッシュカラムクロマトグラフィー(溶媒は、CHCl3)で精製し、ジアステレオマーの混合物として黄色油状の目的物(YLGW-F)を得た(13.2 mg、収率12%)。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.03 (s, 12H), 6.36 (d, J = 15.6 Hz, 4H), 6.52‐6.56 (m, 4H), 7.05 (d, J = 14 Hz, 4H), 7.14-7.20 (m, 2H), 7.26 (d, J = 6.0 Hz, 4H), 7.65-7.76 (m, 4H), 8.05 (d, J = 7.6 Hz, 2H)。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.03 (s, 12H), 6.36 (d, J = 15.6 Hz, 4H), 6.52‐6.56 (m, 4H), 7.05 (d, J = 14 Hz, 4H), 7.14-7.20 (m, 2H), 7.26 (d, J = 6.0 Hz, 4H), 7.65-7.76 (m, 4H), 8.05 (d, J = 7.6 Hz, 2H)。
実施例3.シロイヌナズナストリゴラクトン受容体による加水分解及び蛍光発光
ストリゴラクトンは、シロイヌナズナ等の植物内において、ストリゴラクトン受容体により加水分解され、それにより植物の生命現象(枝分かれ抑制等)を制御していることが知られている。そこで、上記合成例で合成した化合物(被検化合物)でも、同様の現象が起こるかどうか調べた。被検化合物は、エーテル結合が加水分解されることにより蛍光物質(フルオレセイン誘導体)が生成するようにデザインされている。具体的には次のように行った。
ストリゴラクトンは、シロイヌナズナ等の植物内において、ストリゴラクトン受容体により加水分解され、それにより植物の生命現象(枝分かれ抑制等)を制御していることが知られている。そこで、上記合成例で合成した化合物(被検化合物)でも、同様の現象が起こるかどうか調べた。被検化合物は、エーテル結合が加水分解されることにより蛍光物質(フルオレセイン誘導体)が生成するようにデザインされている。具体的には次のように行った。
<3-1.In vitro蛍光発光試験>
シロイヌナズナストリゴラクトン受容体を定法に従って製造した。具体的には、該受容体のcDNAをRT-PCRによって得て、大腸菌内で発現・精製することにより製造した。得られたシロイヌナズナストリゴラクトン受容体(リコンビナントAtD14、1μg)及び被検化合物(YLG、YLG2、YLG3、YLG4、YLG5、YLGW、又はYLGW-F)(終濃度0.2μM、0.4μM、0.6μM、1μM、5μM、又は10μM)を含む反応溶液(100 mM HEPES、150 mM NaCl、pH 7.0、0.1% DMSO)100μLを調製し、96ブラックウェルプレート(Greiner社製)内で反応させた。反応開始後、90分後まで、10分毎に、蛍光検出器(spectraMax i3、Molecular Devices社製)を用いて、励起波長480 nm、検出波長520 nmで蛍光を検出し、蛍光強度を測定した。被検化合物としてYLGを終濃度1μMで用いた場合の蛍光強度の測定結果を図1に示す。さらに、反応開始後60分経過時の蛍光強度の測定結果に基づいて、Linewaver-Burkプロットを作成し、Km値を算出した。被検化合物としてYLGを用いた場合の該プロット図及びKm値を図2に示す。
シロイヌナズナストリゴラクトン受容体を定法に従って製造した。具体的には、該受容体のcDNAをRT-PCRによって得て、大腸菌内で発現・精製することにより製造した。得られたシロイヌナズナストリゴラクトン受容体(リコンビナントAtD14、1μg)及び被検化合物(YLG、YLG2、YLG3、YLG4、YLG5、YLGW、又はYLGW-F)(終濃度0.2μM、0.4μM、0.6μM、1μM、5μM、又は10μM)を含む反応溶液(100 mM HEPES、150 mM NaCl、pH 7.0、0.1% DMSO)100μLを調製し、96ブラックウェルプレート(Greiner社製)内で反応させた。反応開始後、90分後まで、10分毎に、蛍光検出器(spectraMax i3、Molecular Devices社製)を用いて、励起波長480 nm、検出波長520 nmで蛍光を検出し、蛍光強度を測定した。被検化合物としてYLGを終濃度1μMで用いた場合の蛍光強度の測定結果を図1に示す。さらに、反応開始後60分経過時の蛍光強度の測定結果に基づいて、Linewaver-Burkプロットを作成し、Km値を算出した。被検化合物としてYLGを用いた場合の該プロット図及びKm値を図2に示す。
図1及び2に代表的に示されるように、被検化合物と、シロイヌナズナストリゴラクトン受容体とが反応することにより、蛍光物質が生成した。このことから、被検化合物は、ストリゴラクトンと同様に、シロイヌナズナストリゴラクトン受容体により分解され、それにより蛍光物質を生成させていることが示唆された。また、被検化合物の中でもYLGWは安定性が高かった。
<3-2.分解物のLC-MS解析>
実施例3-1と同様に反応させた後、反応溶液中の成分を、定法に従ってLC-MS(Thermo社製)解析した。被検化合物としてYLGを用いた場合の結果を図3に示す。
実施例3-1と同様に反応させた後、反応溶液中の成分を、定法に従ってLC-MS(Thermo社製)解析した。被検化合物としてYLGを用いた場合の結果を図3に示す。
図3に示されるように、YLGとシロイヌナズナストリゴラクトン受容体との反応後(図3の下段)は、YLGのピーク(Retention time 16.78分)がほぼ消失しており、YLGのエーテル結合部分の加水分解によって生じるフルオレセイン誘導体(図中、「Fluorescein」)のピーク(Retention time 15.75分)、及び3-メチル-5-ヒドロキシフラン-2(5H)-オン(図中、「D-ring」)のピーク(Retention time 4.92分)が出現した。このことより、被検化合物は、ストリゴラクトンと同様に、シロイヌナズナストリゴラクトン受容体により分解され、それにより蛍光物質が生成することが明らかとなった。
<3-3.ストリゴラクトンによる競合試験>
被検化合物としてYLGを終濃度1μMで用い、競合化合物として既知の天然又は合成ストリゴラクトン(GR24、5DS、又は4DO)又は活性を有しない既知のストリゴラクトン誘導体(carba-GR24)を終濃度0.01~10μMで用い、且つ反応開始後60分経過時の蛍光強度を測定する以外は、実施例3-1と同様に行った。さらに、蛍光強度の測定結果に基づいて、競合化合物である各ストリゴラクトンのIC50値を算出した。結果を図4に示す。
被検化合物としてYLGを終濃度1μMで用い、競合化合物として既知の天然又は合成ストリゴラクトン(GR24、5DS、又は4DO)又は活性を有しない既知のストリゴラクトン誘導体(carba-GR24)を終濃度0.01~10μMで用い、且つ反応開始後60分経過時の蛍光強度を測定する以外は、実施例3-1と同様に行った。さらに、蛍光強度の測定結果に基づいて、競合化合物である各ストリゴラクトンのIC50値を算出した。結果を図4に示す。
図4に示されるように、既知の天然又は合成ストリゴラクトンを反応系に入れた場合、蛍光強度が減少した。このことから、これらのストリゴラクトンとYLGとは、シロイヌナズナストリゴラクトン受容体上の同一部位を認識していることが示唆された。また、ストリゴラクトン活性を有しないcarba-GR24がYLGと競合していなかったことから、この競合試験は、シロイヌナズナストリゴラクトン受容体の結合特異性を反映していることが示された。
<3-4.In vivo 蛍光発光試験>
シロイヌナズナの野生株又はストリゴラクトン非感受性株(Atd14-1)の根を、1μM YLG水溶液で30分間処理した後、根を蛍光顕微鏡(LSM780-DUO-NLO; Zeiss, Goettingen , Germany)で観察(励起波長480 nm、検出波長520 nm)した。蛍光観察像及び明視野像を図5に示す。
シロイヌナズナの野生株又はストリゴラクトン非感受性株(Atd14-1)の根を、1μM YLG水溶液で30分間処理した後、根を蛍光顕微鏡(LSM780-DUO-NLO; Zeiss, Goettingen , Germany)で観察(励起波長480 nm、検出波長520 nm)した。蛍光観察像及び明視野像を図5に示す。
図5に示されるように、野生株ではYLG処理により蛍光発光が起こったが、ストリゴラクトン非感受性株では蛍光発光は起こらなかった。また、蛍光発光部位は、ストリゴラクトンが作用することが報告されている部位(側根)と同じであった。
<3-5.シロイヌナズナの枝分かれに対する影響の解析>
0.2 mLチューブを液状のMS寒天で満たし、これを固めた後、チューブの底を除去した。この0.2 mLチューブに、シロイヌナズナの野生株又はストリゴラクトン生合成変異株(max4-1)の種子(滅菌済み)を入れ、4℃で2日間保存した。この0.2 mLチューブを、液体培地(4.3 g/L Murashige and Skoog基本塩、25 mg/L MES、pH5.8(KOH)、1×Gambourgalビタミン)で満たされた15 mLコニカルチューブに入れ、16時間明暗周期下で栽培した。とう立ちし始めたところで、0.2 mLチューブを、YLG(終濃度5μM)又はDMSOを含む液体培地で満たされた新しい15 mLコニカルチューブに移し、2週間栽培した。2 mm長以上の腋生の枝の数を測定し、その平均値及び標準偏差を求めた(n=3)。その結果、野生株をYLGで処理しない場合の該枝の数は0.5±0.6であり、ストリゴラクトン生合成変異株をYLGで処理しない場合の該枝の数は2.8±0.5であり、ストリゴラクトン生合成変異株をYLGで処理した場合の該枝の数は1.3±0.6であった。このことから、YLGは、ストリゴラクトンの生合成変異による枝分かれ異常(枝分かれ数の増加)を正常に戻す機能を有すること、すなわちシロイヌナズナ内のストリゴラクトンと同様の機能を有することが示唆された。
0.2 mLチューブを液状のMS寒天で満たし、これを固めた後、チューブの底を除去した。この0.2 mLチューブに、シロイヌナズナの野生株又はストリゴラクトン生合成変異株(max4-1)の種子(滅菌済み)を入れ、4℃で2日間保存した。この0.2 mLチューブを、液体培地(4.3 g/L Murashige and Skoog基本塩、25 mg/L MES、pH5.8(KOH)、1×Gambourgalビタミン)で満たされた15 mLコニカルチューブに入れ、16時間明暗周期下で栽培した。とう立ちし始めたところで、0.2 mLチューブを、YLG(終濃度5μM)又はDMSOを含む液体培地で満たされた新しい15 mLコニカルチューブに移し、2週間栽培した。2 mm長以上の腋生の枝の数を測定し、その平均値及び標準偏差を求めた(n=3)。その結果、野生株をYLGで処理しない場合の該枝の数は0.5±0.6であり、ストリゴラクトン生合成変異株をYLGで処理しない場合の該枝の数は2.8±0.5であり、ストリゴラクトン生合成変異株をYLGで処理した場合の該枝の数は1.3±0.6であった。このことから、YLGは、ストリゴラクトンの生合成変異による枝分かれ異常(枝分かれ数の増加)を正常に戻す機能を有すること、すなわちシロイヌナズナ内のストリゴラクトンと同様の機能を有することが示唆された。
実施例4.ストライガ発芽試験
ストライガの種子は、周辺の植物から分泌されるストリゴラクトンを感知して分解し、それに伴い発芽することが知られている。そこで、上記合成例で合成した化合物(被検化合物)でも、同様の現象が起こるかどうか調べた。
ストライガの種子は、周辺の植物から分泌されるストリゴラクトンを感知して分解し、それに伴い発芽することが知られている。そこで、上記合成例で合成した化合物(被検化合物)でも、同様の現象が起こるかどうか調べた。
定法に従って前処理したストライガの種子を蒸留水に懸濁し、96ウェルプレートに入れた。そこに、合成ストリゴラクトン(GR24)又は被検化合物(YLG又はYLGW)のDMSO溶液を、合成ストリゴラクトン又は被検化合物の終濃度0.0001μM、0.001μM、0.01μM、0.1μM、1μM、又は10μM、DMSO濃度が0.1%になるように加え、暗所で室温下、2日間保持した後、幼根が出た数を計測した。被検化合物としてYLGを用いた場合について、この計測値を種子数で除して得られた割合(発芽率を示す)を図6に示す。また、被検化合物としてYLGを用い、合成ストリゴラクトン又は被検化合物の終濃度が10μMの場合の明視野像及び蛍光観察像(励起波長480 nm、検出波長520 nm)を図7に示す。
図6及び7に示されるように、被検化合物は、合成ストリゴラクトンと同様に、ストライガ内で分解され、これに伴いストライガの発芽を誘導することが示された。
実施例5.ストライガストリゴラクトン受容体の同定、及び該受容体による加水分解及び蛍光発光
<5-1.ストライガストリゴラクトン受容体の探索>
ストライガにおけるストリゴラクトン受容体は明らかとなっていない。そこで、ストリゴラクトン産生植物のストリゴラクトン受容体のアミノ酸配列に基づいて、ストライガにおけるストリゴラクトン受容体を探索した結果、12つの受容体候補が見つかった。これらの名称及びアミノ酸配列の配列番号を表2に示す。
<5-1.ストライガストリゴラクトン受容体の探索>
ストライガにおけるストリゴラクトン受容体は明らかとなっていない。そこで、ストリゴラクトン産生植物のストリゴラクトン受容体のアミノ酸配列に基づいて、ストライガにおけるストリゴラクトン受容体を探索した結果、12つの受容体候補が見つかった。これらの名称及びアミノ酸配列の配列番号を表2に示す。
<5-2.ストライガストリゴラクトン受容体候補タンパク質の調製>
ストライガ種子から調製したcDNAをテンプレートとして、PCRによりストライガストリゴラクトン受容体候補タンパク質のORFコードDNAを取得した。使用したプライマー名及び塩基配列の配列番号を表3に示す。
ストライガ種子から調製したcDNAをテンプレートとして、PCRによりストライガストリゴラクトン受容体候補タンパク質のORFコードDNAを取得した。使用したプライマー名及び塩基配列の配列番号を表3に示す。
該DNAを大腸菌発現ベクター(ShHTL2、3、及び5~11についてはp15TV-L、ShHTL1及び4についてはpDEST17)に組み込み、大腸菌(BL21-CodonPlus(DE3)、Agilent社製)に導入した。該大腸菌を培養し、目的タンパク質を定法に従ってHisタグ精製した。さらに、目的タンパク質を、AKTAシステムを用いたゲル濾過クロマトグラフィー(Superdex 200 increase(GEヘルスケア社製)、Running buffer組成:10 mM HEPES、150 mM NaCl、pH7.0)で精製した。得られたストリゴラクトン受容体候補タンパク質(ShHTL1~11及びShD14)を、以下の実施例5-3で用いた。
<5-3.In vitro蛍光発光試験、及び競合試験>
受容体として実施例5-2で調製したストリゴラクトン受容体候補タンパク質を用い、且つ被検化合物としてYLGを用いる以外は実施例3-1及び3-3と同様にしてin vitro蛍光発光試験及び競合試験を行い、YLGの各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するKm値、及び各競合化合物であるストリゴラクトンのIC50値を算出した。
受容体として実施例5-2で調製したストリゴラクトン受容体候補タンパク質を用い、且つ被検化合物としてYLGを用いる以外は実施例3-1及び3-3と同様にしてin vitro蛍光発光試験及び競合試験を行い、YLGの各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するKm値、及び各競合化合物であるストリゴラクトンのIC50値を算出した。
in vitro蛍光発光試験の結果、ストリゴラクトン受容体候補タンパク質の内、ShHTL2~11を用いた場合について、蛍光が確認された。また、競合試験の結果、ShHTL2~11を用いた場合について、ストリゴラクトンにより蛍光強度が減少することが確認された。各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するYLGのKm値は、ShHTL2:3.2 ± 0.6μM、ShHTL3:8.3 ± 2.7μM、ShHTL4:2.8 ± 0.5 μM、ShHTL5:1.6 ± 0.2μM、ShHTL6:0.35 ± 0.02μM、ShHTL7:3.8 ± 0.7μM、ShHTL8:1.9 ± 1.2μM、ShHTL9:> 10μM、ShHTL10:3.0 ± 0.3μM、ShHTL11:6.1 ± 0.7μMであった。各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するストリゴラクトン(5DS)のIC50値は、ShHTL2:8.9 ± 1.5 μM、ShHTL3:9.3 ± 1.7μM、ShHTL4:0.30 ± 0.04μM 、ShHTL5:3.6 ± 1.3 μM、ShHTL6:0.19 ± 0.02μM、ShHTL7:0.12 ± 0.01μM、ShHTL8:0.36 ± 0.17μM、ShHTL9:1.2 ± 0.2μM、ShHTL10:0.62 ± 0.04μM、ShHTL11:1.6 ± 0.04μMであった。各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するストリゴラクトン(4DO)のIC50値は、ShHTL2:> 10μM、ShHTL3:5.1 ± 1.2μM、ShHTL4:0.84 ± 0.14μM 、ShHTL5:5.6 ± 1.5 μM、ShHTL6:0.29 ± 0.08μM、ShHTL7:0.11 ± 0.02μM、ShHTL8:0.17 ± 0.02μM、ShHTL9:1.0 ± 0.2μM、ShHTL10:0.25 ± 0.05μM、ShHTL11:4.3 ± 0.7μMであった。各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するストリゴラクトン(ORO)のIC50値は、ShHTL2:> 10μM、ShHTL3:> 10μM、ShHTL4:> 10μM 、ShHTL5:> 10μM μM、ShHTL6:0.058 ± 0.012μM、ShHTL7:1.1 ± 1.4μM ShHTL8:> 10μM、ShHTL9:1.6 ± 0.3μM、ShHTL10:0.39 ± 0.11μM、ShHTL11:4.8 ± 1.1μMであった。各ストリゴラクトン受容体候補タンパク質に対するストリゴラクトン(STR)のIC50値は、ShHTL2:> 10μM、ShHTL3:> 10μM、ShHTL4:5.8 ± 2.0μM 、ShHTL5:> 10μM μM、ShHTL6:0.36 ± 0.09μM、ShHTL7:0.12 ± 0.03μM ShHTL8:0.77 ± 0.13μM、ShHTL9:> 10μM、ShHTL10:> 10μM、ShHTL11:2.0 ± 0.1μMであった。以上より、ShHTL2~11は、ストライガにおけるストリゴラクトン受容体として機能することが示唆された。
Claims (10)
- 一般式(1):
R1は、アルキル基であり、
mは、0~3の整数であり、
R2は、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいアルキニル基、アルキル基で置換されていてもよいアミノ基(但し、置換数が2の場合、アルキル基同士が連結して隣接する窒素原子と共に環を形成していてもよい。)、又はニトロ基であり、
nは、0~5の整数であり、
Pは、一般式(P1)又は(P2):
で表わされる二価の基であり、
Qは、芳香環又は複素環由来の基であり、
Yは、酸素原子又は硫黄原子であり、
Zは、
一般式(Z1):-T-U-(式(Z1)中、Tは、-S(O)i-(但し、iは1又は2を示す。)、-C(=O)O-、又は-A(-NO2)-(但し、Aは含窒素複素環を示す。)であり、Uは、単結合、-CH2-、-O-、又は-NR10-(但し、R10は水素原子又はアルキル基を示す。)である。)で表わされる二価の基、又は
一般式(Z2):-V-O-W-(式(Z2)中、Vは、単結合又は-CH2-であり、Wは、単結合、-C(=O)-、又は-S(O)k-(但し、kは1又は2を示す。)である。)で表わされる二価の基である。]
で表わされる化合物、又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、ストライガ発芽調節剤。 - Qがベンゼン由来の基である、請求項1に記載のストライガ発芽調節剤。
- Yが酸素原子である、請求項1又は2に記載のストライガ発芽調節剤。
- mが0である、請求項1~3のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
- Pが一般式(P1)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z1)で表わされる二価の基であり、Pが一般式(P2)で表わされる二価の基である場合、Zが一般式(Z2)で表わされる二価の基である、請求項1~4のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
- ストライガ発芽誘導剤である、請求項1~5のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
- ストライガ発芽抑制剤である、請求項1~5のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤。
- 請求項1~9のいずれかに記載のストライガ発芽調節剤を、ストライガ種子を含む土壌に施用する、ストライガ発芽調節方法。
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