纪发达，王敬伟

(山东龙港硅业科技有限公司，山东 潍坊 261300)

植物生长调节剂是人们在了解天然植物激素的结构和作用机制后，通过人工合成与植物激素具有类似生理和生物学效应的物质，并在农业生产上使用。目前，常用的植物生长剂多为单一的化学成分，对植物的促进作用也是单方向的，不能多方面地为作物生长提供生长所必需的元素和生长激素，不具备生物学特性。

植物生长调节剂可影响和有效调控植物的生长和发育，对农作物和果蔬的增产提质有重大作用。植物生长调节剂可广泛应用于植物，促进种子萌发、促根、增产、抗逆及提质。对植物生长可有多种调控作用，包括控长、抗冻、抗早、耐涝、防治病虫害、高产等多重功效，达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。

本文介绍了一种新研发的促进种子萌发、生根、增产且使用安全的植物生长调节剂，具体地说是由一种吡唑并吡啶取代的2，4-二氯肉桂酰硫脲类植物生长调节剂，它可用于大幅提高农作物和水果、蔬菜的产量和质量。

1 植物生长调节剂的制备

吡唑并吡啶取代的2，4-二氯肉桂酰硫脲类植物生长调节剂的结构式 I见图1。

图1 吡唑并吡啶取代的2，4-二氯肉桂酰硫脲类植物生长调节剂

其中，R1=H，CH3。

式I化合物可由下列反应制得(见图2)。

图2 制得式I化合物的反应

式I化合物作为活性组分的植物生长调节剂组合物，该组合物中活性组分指式I化合物或式I化合物与其他活性组分如萘乙酸钠、DA-6、吲哚丁酸钠等植物生长调节剂的一种、两种或多种组成的组合物，该植物生长调节剂组合物中还包括农业或林业上可接受的载体。组合物的剂型可以是可溶性液剂、水剂、悬浮剂或微乳剂等，在配制时通常加入适量助剂。助剂有利于制备植物生长调节剂的组合物分散到分散系中，方便播散。由制备植物生长调节剂的组合物和助剂制得的植物生长调节剂易于储存，且在储存过程中还能保持良好的活性。

2 式I化合物的制备

2.1 肉桂酰氯的制备

在250mL三口烧瓶分别加入15.2g(0.1mol)肉桂酸和120mL甲苯，在干净的恒压滴液漏斗中加入18.15g(0.15mol)氯化亚砜，保持每秒1滴的速度滴加氯化亚砜，室温搅拌至氯化亚砜滴毕。升温至回流，TLC检测反应完成。反应结束后将淡黄色的反应液倒入干净无水的单口烧瓶中，80 ℃水浴旋蒸除去溶剂，得肉桂酰氯16.9g。

2.2 肉桂酰基异硫氰酸酯的制备

将制得的肉桂酰氯用60mL乙酸乙酯稀释，逐滴滴入装有14.55g(0.15mol)异硫氰酸钾和50mL乙酸乙酯的250mL三口瓶中，升温至回流，控制滴加速度为1～2滴/s，反应约4h，TLC检测反应完成，此时溶液为橙黄色悬浊液。抽滤，用乙酸乙酯洗涤，得到棕红色滤液。

2.3 式Ia化合物的制备

在250 mL三口烧瓶中加入13.4 g(0.1mol)的3-氨基-1H-吡唑并[3，4-b]吡啶，再加入18.9 g(0.1mol)肉桂酰基异硫氰酸酯，安装搅拌装置和回流装置，升温至回流，反应约5～6 h，TLC检测反应完成。将反应液冷却至室温，有大量黄色固体析出。抽滤得到黄色固体，用异丙醇重结晶，烘干，得产物32.7 g，产率 86%。

式 I a化合物的1H NMR/(500 MHz，DMSO-d6)δ(mg/L)：6.906～6.948(d，2H，-CH=CH-)，7.233～7.335(m，3H，ArH)，7.358-8.554(m，3H，ArH)，12.004(s，1H，-NH)，12.551(s，1H，-NH)，13.516(s，1H，-NH)。

按上面方法由1-甲基-3-氨基-吡唑并[3，4-b]吡啶与肉桂酰基异硫氰酸酯反应，得式Ib 化合物。

式 I b化合物的1H NMR/(500 MHz，DMSO-d6)δ(mg/L)：3.586(s，3H，-CH3)，6.908～6.951(d，2H，-CH=CH-)，7.236～7.337(m，3H，ArH)，7.357～8.553(m，3H，ArH)，12.024(s，1H，-NH)，12.562(s，1H，-NH)。

3 植物生长剂的应用实验

3.1 种子发芽实验

将10%式 I 化合物悬浮剂稀释成5%悬浮剂，将5%式 I 化合物悬浮剂、5%DA-6 水剂、5%6-BA 悬浮剂，分别用蒸馏水稀释成浓度为 10 μg/mL、20 μg/mL、30 μg/mL、60 μg/mL 和 120 μg/mL 的植物生长调节剂溶液。挑选子粒大小均匀、饱满的小麦种子，用次氯酸溶液对种子进行杀菌后，于烧杯中用上述稀释液浸种培养24 h，每处理200粒种子，3次重复，处理后将种子均匀放置在有双层滤纸的培养皿中，种子之间保持一定的距离，摆放好种子之后将其放入全智能气候箱中25 ℃保温催芽处理，期间要定时加入蒸馏水使滤纸保持湿润，催芽期间观察各处理的发芽情况，胚芽长度约以种子长的 1/2 为标准，于24 h 后统计各培养皿中小麦种子发芽率，同时以相同浓度的DA-6、6-BA 和清水(CK)作对照，同时计算各稀释液发芽促进率，结果见表1。

由表1 实验数据可见，本发明式 I 化合物处理的小麦发芽率在最佳浓度下优于对比药剂 DA-6和 6-BA，更显著优于清水处理(CK)的情况。

表1 小麦种子发芽实验

3.2 浸种促生根实验

将10%式 I 化合物悬浮剂稀释成 5%悬浮剂，将5%式 I 化合物悬浮剂、5%DA-6 水剂、5%6-BA 悬浮剂，分别用蒸馏水稀释成浓度为 10 μg/mL、20 μg/mL、30 μg/mL、60 μg/mL 和 120 μg/mL 的植物生长调节剂溶液。挑选子粒大小均匀、饱满的小麦种子，用次氯酸溶液对种子进行杀菌后，于烧杯中用上述稀释液浸种培养 8 h，每处理 20 粒小麦，3 次重复，处理后将种子均匀放置在湿润的纸床上，种子之间保持一定的距离，以保证种子充分吸收水分，置床时胚部向上并朝向同一侧，摆放好种子之后将其放入全智能气候箱中进行催芽处理 24 h，期间要定时加入蒸馏水使纸床保持湿润。待小麦主根露出 2 mm 左右，将其种在已经凝固的固体培养基中，然后放入全智能气候箱中进行培养。40 h 后用卡尺测量主根、茎高，并做详细的记录。同时以相同浓度的 DA-6、6-BA 和清水处理(CK)作对照，结果见表2。

表2 小麦种子促生根实验

续表

由表2的结果可以看出，本发明化合物在30 μg/mL浓度时，对小麦浸种促生根效果达到最佳，优于对照DA-6，显著优于6-BA。

3.3 黄瓜子叶扩张试验

供试黄瓜品种为津研4号，浸种后播种在盛有 0.7%琼脂的带盖搪瓷盘中，置于 26 ℃ 暗环境下培养 72 h，选择大小均匀的完整子叶待用，样品制备采用植物激素活性物质测定中的滤纸片法。样品测试浓度为 10、1、0.1 μg/mL，式 I 化合物、噻苯隆溶剂为 DMF。具体做法如下：将样品分别制备为 100、10、1μg/mL 的母液，分别取各母液 0.3 mL 均匀滴于φ6 cm 的滤纸片上，待溶剂风干后，在φ6 cm 的培养皿中，各放入含样品的滤纸片 1 张，加入3 mL蒸馏水，子叶 10 片，即为 10、1、0.1 μg/mL 处理。以蒸馏水为对照，置于 26 ℃，3 000 Lx 光强环境下培养，72 h 后测量每 10 片子叶鲜重。每处理 3 次重复，结果取平均值，试验结果见表3。

表3 黄瓜子叶扩张对比试验

由表3试验数据可见，本发明式 I 化合物具有良好的细胞分裂活性，对黄瓜子叶扩张活性显著优于对比化合物噻苯隆。

3.4 杀菌活性测定

将一定量药剂溶解在适量N，N-二甲基甲酰胺(DMF)内，然后用含有一定量吐温20乳化剂的水溶液稀释至60mg/L。采用离体平皿法，供试病原菌包括番茄灰霉病菌、芦笋茎枯病菌、西瓜炭疽病菌、苹果轮纹病菌、玉米大斑病菌、小麦赤霉病菌。测试结果见表4。

表4 杀菌试验防效数据

防效(%)=(空白菌落直径-处理菌落直径)/(空白菌落直径-4)×100%

由上表数据可见，杀菌活性测定结果表明，式I化合物对番茄灰霉病菌、芦笋茎枯病菌、西瓜炭疽病菌、苹果轮纹病菌、玉米大斑病菌、小麦赤霉病菌均有良好的抑制生长作用。

综上所述，该植物生长调节剂不含化学合成的物质，具有无毒副作用、性质稳定、安全可靠、无农药残留问题等优点；且有效成分高、制备方法简单、生产成本低、质量稳定、易于控制；对植物生长有明显的促进作用，可用于调节植物生长。

4 结语

通过实验表明，该植物生长调节剂可使小麦、玉米作物的茎杆粗壮、提高叶宽/叶重，叶片寿命延长，提高抗旱、抗涝、抗病能力，使小麦的增产率达28%～31%，使玉米增产率达30%～33%。本植物生长调节剂 30μg/mL 溶液浸泡小麦种子24 h，可显著提高小麦发芽率，其发芽促进率达34%，高于 DA-6、6-BA 等商品(见表1)；在促生根方面明显优于 DA-6、6-BA(见表2)。式 I 化合物对黄瓜子叶扩张活性显著优于对比化合物噻苯隆(见表3)。

植物生长调节剂的研制和应用为实现农作物高产稳产、节水栽培提供了新的条件[2]。与现有的植物生长调节剂相比，它克服了以往绝大多数产品成分单一、使用范围较窄、功能较少的缺点。本文研制合成的含氮杂环肉桂酰胺脲类化合物，含有吡唑并吡啶和肉桂酰氨基团，通过硫脲键将具有不同植物调节活性的基团进行连接，得到一种结构新颖的植物生长调节剂，它能够高效促进作物生长，提高综合抗性，更能充分发挥优异品种的增产潜力，最终实现高产稳产[3]，达到使作物增产、优质的效果，并具有一定的杀菌作用，对环境和人、畜无毒无害，具有良好的生物降解性，且合成方法简单、成本低、合成过程污染小，属于环境友好型产品。式 I化合物具有高效、安全、用量少、成本低的特点，不但能刺激植物生长，还能提高植物对养分的吸收能力以及提高养分的利用率，具有很高的应用价值和商品化潜力。