阅读说明：本技术 一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法 (Method for synthesizing isopentenyl adenine or derivatives thereof by one-step method ) 是由 韩见生 李旭 薛倩倩 徐辉 徐升升 张盼盼 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法,由式(II)所示化合物和式(III)所示化合物在碱性试剂存在的条件下反应,制备得到式(I)所示化合物。本发明的技术方案通过一步法合成内源植物细胞分裂素-N6-异戊烯基腺嘌呤或其衍生物,能有效降低生产成本,为今后内源性植物激素在农业上的广泛使用提供便利；并且克服了现有技术中存在的原有方法合成步骤长、后处理复杂的缺点,具有产品收率高、无需复杂后处理步骤即可得到高纯度产品的优点。(The invention relates to a method for synthesizing isopentenyl adenine or a derivative thereof by a one-step method, which comprises the step of reacting a compound shown in a formula (II) with a compound shown in a formula (III) in the presence of an alkaline reagent to prepare the compound shown in the formula (I). According to the technical scheme, the endogenous plant cytokinin-N6-isopentenyl adenine or the derivative thereof is synthesized by a one-step method, so that the production cost can be effectively reduced, and convenience is provided for wide agricultural use of endogenous plant hormones in future; and overcomes the defects of long synthesis steps and complex post-treatment of the original method in the prior art, and has the advantages of high product yield and capability of obtaining a high-purity product without complex post-treatment steps.)

一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法

技术领域

本发明属于有机合成方法领域，具体涉及一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法。

背景技术

细胞分裂素是目前人类已知的五大类植物激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯利)之一。 N6-位侧链取代的腺嘌呤衍生物是自然界存在的主要的游离天然细胞分裂素，这些细胞分裂素与植物的生长发育有着密切的关系，包括种子的萌发、细胞增殖、维管束发育、顶端优势和叶的衰老等。植物体内发挥功效的主要为反式玉米素型(tZ-CTK)和异戊烯基腺嘌呤型(ip-CTK)，其中反式玉米素及其核苷，异戊烯基腺嘌呤及其核苷是最重要的功能成分。

人工合成的内源型细胞分裂素也可以起到相同的作用，近年来，反式玉米素和异戊烯基腺嘌呤被成功运用于植物组织培养等方面，引起农业科学工作者的高度重视。但是目前运用传统方式合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物，合成步骤复杂，污染较大，成本高，使得其在农业上的推广使用造成很大的阻碍作用。本发明涉及一种操作简单，原料易得，污染少，收率高的一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法，有效降低了生产成本，对于内源型植物激素的推广使用具有很高的实用价值。

目前文献报到的合成N6-异戊烯基腺嘌呤的方法以6-氯嘌呤和异戊烯溴为原料合成：

该方法最大的问题是合成步骤较长，起始原料异戊烯基溴需要现制现用，无法长时间保存，在制备异戊烯基溴时，需要用到大量的溴素或者溴化氢，容易挥发，有强烈的毒害性与腐蚀性，对环境会造成严重对污染，再经过异戊烯基溴进一步反应得到的关键中间体异戊烯胺合成的收率很低，反应过程不易监测，另外反应用的溶剂正丁醇的沸点高，粘度大，后处理非常麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的原有方法合成步骤长、后处理复杂的缺点，本发明的技术方案通过一步法合成内源植物细胞分裂素-N6-异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法，能有效降低生产成本，为今后内源性植物激素在农业上的广泛使用提供便利。

本发明为了实现上述技术目的，提供如下技术方案：一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法，由式(II)所示化合物和式(III)所示化合物在碱性试剂存在的条件下反应，制备得到式(I)所示化合物

其中，式(I)及(III)中X、Y分别独立地选自H、C_1-6烷基、卤素取代的C_1-6烷基、C_1-6烷氧基、卤素取代的C_1-6烷氧基、C_3-6环烷基、芳基、被取代基取代的芳基、芳基取代的C_1-6烷基、芳基取代的C_1-6烷氧基、芳基取代的C_1-6烷基取代的C_1-6烷氧基；

进一步地，式(I)及(III)中X、Y分别独立地选自H、C_1-4烷基、卤素取代的C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、卤素取代的C_1-4烷氧基、C_3-6环烷基、苯基、被卤素或C_1-4烷基取代的苯基、苯基取代的C_1-4烷基、苯基取代的C_1-4烷氧基、苯基取代的C_1-4烷基取代的C_1-4烷氧基；

再进一步地，X、Y分别独立地选自H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、三氟甲基、三氯甲基、三溴甲基、二氟甲基、二氯甲基、二溴甲基、一氟甲基、一氯甲基、一溴甲基、-CH₂CF₃、 -CH₂CCl₃、-CH₂CBr₃、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、三氟甲氧基、三氯甲氧基、三溴甲氧基、二氟甲氧基、二氯甲氧基、二溴甲氧基、一氟甲氧基、一氯甲氧基、一溴甲氧基、-OCH₂CF₃、-OCH₂CCl₃、-OCH₂CBr₃、环丙烷基、环戊烷基、环己烷基、苯基、-CH₂Ph、-CH₂OPh、-CH₂OCH₂Ph；

再进一步地，X、Y分别独立地选自H、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、苯基、-CH₂Ph、-CH₂OPh、-CH₂OCH₂Ph；

再进一步地，X、Y分别独立地选自H、甲基；

再进一步地，X为甲基，Y为H；

进一步地，所述的碱性试剂为无机碱试剂或有机碱试剂；

再进一步地，所述无机碱试剂为IA族或IIA族元素的单质、其氢氧化物和/或其盐，所述的有机碱为三乙胺或必定；

再进一步地，所述无机碱试剂为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、甲醇钠、碳酸钾、钠金属、钾金属或叔丁醇钾；

进一步地，所述式(II)所示化合物和式(III)所示化合物的质量比为1:5-1:20，优选质量比为1:10；

进一步地，所述式(II)所示化合物和碱性试剂的质量比为1:1-1:4，优选质量比为1:2；

进一步地，所述式(II)所示化合物和式(III)所示化合物在碱性试剂存在的条件下反应的温度为100℃-180℃；

再进一步地，反应温度为先100℃反应、待反应稳定后将反应温度调至150℃；

进一步地，所述式(II)所示化合物和式(III)所示化合物在碱性试剂存在的条件下反应的时间为3-8小时；

进一步地，还包括后处理步骤，即：式(II)所示化合物和式(III)所示化合物在碱性试剂存在的条件下反应后经后处理步骤制得式(I)所示化合物；

进一步地，所述后处理步骤包括向反应混合物中加水，使用有机溶剂萃取未反应的原料，水相用酸性试剂中和后得到产物；

再进一步地，所述有机溶剂为酯类或卤代烷类；再优选的，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸丙酯、二氯甲烷或二氯乙烷；

进一步地，所述酸性试剂为质子酸；

再进一步地，所述酸性试剂为冰醋酸、硫酸、盐酸或磷酸。

由于采用了以上技术，本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1)通过一步法反应替代传统给的合成方式，使腺嘌呤和对应的2-烯醇类似物在碱性及高温下脱水制备而成，反应完成后降温、加水和有机溶剂萃取，水相用酸中和即可得到产品，有机相中含有的原料可以回收再利用，降低了生产成本，适合工业扩大化生产；

2)通过控制温度(先中温、再升高温度)，避免了副产物和反应物的聚合物产生，提高了反应收率，简化了后处理操作，反应后水层中和即可得到产品；

3)产品含量可达到96％以上，收率至少达到70％以上(以式II化合物计)。

附图说明

图1为本申请所述的异戊烯基腺嘌呤的核磁氢谱图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体的实施例对本发明进行进一步详细说明，但并不因此而限定本发明的范围。

实施例1

一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法，具体步骤如下：

取13.5克的腺嘌呤，135克异戊烯醇和4克氢氧化钠固体加入250ml的三口瓶中，三口瓶配分水器和冷凝管，磁力搅拌，油浴锅加热到100℃，待温度稳定，再慢慢加热到150℃条件下反应，TLC检测反应过程，待反应不再进行，停止反应，高温蒸馏出剩余的异戊烯醇，剩余物质加水溶解，再加入二氯甲烷萃取，除去有机物，保留水相。水相用稀盐酸调pH值到中性，析出的白色固体即为最终的产品，过滤，重结晶得到目标化合物，收率：55％，纯度：97％。核磁氢谱如图1所示。

¹H-NMR(600MHz,d₆-DMSO):1.63(s,3H)；1.65(s,3H)；4.02(s,2H)；5.28(t,J＝6,1H)；7.59(s,1H)；8.04 (s,1H)；8.15(s,1H).

实施例2

一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法，具体步骤如下：

取13.5克的腺嘌呤，135克异戊烯醇和20克甲醇钠(30％wt)加入250ml的三口瓶中，三口瓶配分水器和冷凝管，磁力搅拌，油浴锅加热到100℃，待温度稳定，再慢慢加热到150℃条件下反应，TLC检测反应过程，待反应不再进行，停止反应，高温蒸馏出剩余的异戊烯醇，剩余物质加水溶解，再加入二氯甲烷萃取，除去有机物，保留水相。水相用50％的硫酸水溶液调pH值到中性，析出的白色固体即为最终的产品，过滤，重结晶得到目标化合物，收率65％，纯度：98％。

实施例3

一种一步法合成异戊烯基腺嘌呤或其衍生物的方法，具体步骤如下：

取13.5克的腺嘌呤，135克异戊烯醇和2.3克金属钠加入250ml的三口瓶中，三口瓶配分水器和冷凝管，磁力搅拌，油浴锅加热到100℃，待温度稳定，再慢慢加热到150℃条件下反应，TLC检测反应过程，待反应不再进行，停止反应，高温蒸馏出剩余的异戊烯醇，剩余物质加水溶解，再加入二氯甲烷萃取，除去有机物，保留水相。水相用稀盐酸调pH值到中性，析出的白色固体即为最终的产品，过滤，重结晶得到目标化合物，收率78.9％，纯度：98.5％。

对比例1

一种合成异戊烯基腺嘌呤的方法，具体步骤如下：

取13.5克的腺嘌呤，135克异戊烯醇和2.3克金属钠加入250ml的三口瓶中，三口瓶配分水器和冷凝管，磁力搅拌，油浴锅加热到150℃条件下反应，TLC检测反应过程，待反应不再进行，停止反应，高温蒸馏出剩余的异戊烯醇，剩余物质加水溶解，再加入二氯甲烷萃取，除去有机物，保留水相。水相用稀盐酸调pH值到中性，析出的白色固体即为最终的产品，过滤，重结晶得到目标化合物，收率53.6％，纯度：92.2％。

对比例2

一种合成异戊烯基腺嘌呤的方法，具体步骤如下：

取13.5克的腺嘌呤，135克异戊烯醇和2.3克金属钠加入250ml的三口瓶中，三口瓶配分水器和冷凝管，磁力搅拌，油浴锅加热到100℃条件下反应，TLC检测反应过程，待反应不再进行，停止反应，高温蒸馏出剩余的异戊烯醇，剩余物质加水溶解，再加入二氯甲烷萃取，除去有机物，保留水相。水相用稀盐酸调pH值到中性，析出的白色固体即为最终的产品，过滤，重结晶得到目标化合物，收率42.1％，纯度：90.1％。

上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。