背景及概述[1][2]
2-( 3,4-二氯苯氧基) 乙基二乙胺俗名增產(chǎn)胺 (DCPTA),1977 年由美國(guó)化學(xué)研究員首先發(fā)現(xiàn),它是一種性能優(yōu)異的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,在許多農(nóng)業(yè)作物上表現(xiàn)出明顯的增產(chǎn)作用并且可以提高化肥利用率,增加作物抗逆性,70 年代開始便有大量文獻(xiàn)對(duì)其生物活性做了報(bào)道。增產(chǎn)胺純品為白色固體,易溶于水及有機(jī)溶劑,對(duì)酸穩(wěn)定,對(duì)作物的葉片和生長(zhǎng)均無危害,對(duì)人畜低毒。增產(chǎn)胺的早期研究表明,可以刺激銀菊膠增加膠乳,使橡膠增產(chǎn) 2 ~ 6 倍,進(jìn)一步研究表明,增產(chǎn)胺不僅可以促進(jìn)生長(zhǎng),也可增加果品的香味和色澤,還可增強(qiáng)作為物的抗病能力。
制備[1]
1. 烷基化-胺化法
該方法缺點(diǎn)是第二步反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)( 66h),并且為封管操作,危險(xiǎn)性較大;對(duì)該工藝進(jìn)行改進(jìn),在反應(yīng)體系中加入相轉(zhuǎn)移催化劑,取得了很好的催化效果,可以使收率達(dá)到 94%;在兩步反應(yīng)中加入四丁基溴化銨作為相轉(zhuǎn)移催化劑,每步收率均達(dá)到 92%

2. 酰胺還原法

該路線以 3,4-二氯苯酚和氯乙酸為原料,經(jīng)氯乙酸取代、氯化亞砜酰氯化、二乙胺酰胺化和四氫鋁鋰還原四步反應(yīng),得到增產(chǎn)胺。雖然該路線每一步的單步收率較高,但是由于步驟較長(zhǎng),收率只有 65%,由于路線較長(zhǎng)導(dǎo)致人工成本和能耗成本較高,生產(chǎn)周期較長(zhǎng),并且最后一步反應(yīng)中用到的 LiAlH4 價(jià)格昂貴,反應(yīng)條件苛刻,反應(yīng)過程要求無水,另外后處理加水淬滅時(shí)易生成膠狀物,難以處理,不利于工業(yè)化,所以這條路線工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值不大。
3、磺?;〈倪M(jìn)法
在環(huán)氧乙烷開環(huán)法基礎(chǔ)上改進(jìn),步以 2-氯乙醇為原料合成 2-( 3,4-二氯苯氧基) 乙醇,收率只有 83%,較環(huán)氧乙烷法低約 14%;第二步用氫氧化鉀代替吡 啶作為縛酸劑,收率可達(dá)到 95%,產(chǎn)品總收率為 67%。

該路線的優(yōu)點(diǎn)是避免使用毒性較大且難以處理的吡啶和沸點(diǎn)較低的環(huán)氧乙烷,降低對(duì)環(huán)境污染和生產(chǎn)操作的危險(xiǎn)性,但是整條路線總收率較環(huán)氧乙烷開環(huán)-磺酰基取代法降低約 13%,物料成本上較高,如果通過優(yōu)化反應(yīng)條件,將步收率繼續(xù)提高,該路線不失為一條適宜工業(yè)化生產(chǎn)的路 線。
應(yīng)用[3]
增產(chǎn)胺在眾多農(nóng)作物,比如豆類、馬鈴薯、玉米、甜菜、小 麥和棉花等中均有應(yīng)用。
1. 在大豆上的應(yīng)用
1)增產(chǎn)胺對(duì)大豆植株農(nóng)藝性狀的影響:從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,60ppm 增產(chǎn)胺在初花期噴施 效果,植高 94.21cm,比對(duì)照高 13.8cm,增產(chǎn)胺對(duì)結(jié)莢高度影響不大,對(duì)莖粗及分枝數(shù)兩者影響趨勢(shì)基本一致,三葉期,比對(duì)照增加 1.1mm,分枝數(shù)增加 0.8 個(gè),多出 50 %。
2)增產(chǎn)胺對(duì)大豆產(chǎn)量及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響:初花期施用效果最為明顯,中高濃度處理較對(duì)照增產(chǎn)達(dá)顯著水平,畝產(chǎn)分別比對(duì)照增長(zhǎng) 17.1 %和 20.1 %,較對(duì)照增加。
3)增產(chǎn)胺對(duì)大豆籽蛋白質(zhì),脂肪含量的影響:試驗(yàn)表明經(jīng)增產(chǎn)胺處理后,大豆的蛋白質(zhì),脂肪的含量都有所增高,粗蛋白含量從 47.80 %(空白對(duì)照平均值)提高到53.37 %(處理平均值),經(jīng)方差分析達(dá)極顯著水平,粗脂肪含量從 16.40 %(空白平均值)提高到7.64 %(處理平均值)。大豆上施用增產(chǎn)胺將會(huì)促進(jìn)大豆的生長(zhǎng),提高產(chǎn)量。初花期噴施增產(chǎn)胺,由于增加了光合積累,減少了花莢的脫落,為籽粒的生長(zhǎng)提供了更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。增莢增粒厚,增產(chǎn)效果十分明顯。因此初花期施用增產(chǎn)胺,對(duì)增加產(chǎn)量改善品質(zhì)十分有益。隨增產(chǎn)胺的使用濃度的升高增產(chǎn)有上升趨勢(shì),但高濃度的增產(chǎn)胺對(duì)大豆葉片有時(shí)會(huì)出現(xiàn)藥害。
2. 在甜菜上的應(yīng)用
甜菜含糖是甜菜生產(chǎn)的重要指標(biāo),直接影響糖 廠的經(jīng)濟(jì)效益甚至生存,通過技術(shù)措施來提高含糖 量對(duì)甜菜生產(chǎn)具有重要意義。據(jù)美國(guó)專利報(bào)道,用 100ppm DC PTA 鹽酸鹽噴灑六星期的甜菜植株,可使甜菜產(chǎn)量增加 50 %,產(chǎn) 糖量提高 83.4 %。據(jù)黑龍江省化工研究院在大田試驗(yàn)結(jié)果表明,花苗期和繁茂期用 100ppm 噴施,增糖1.21 度,增產(chǎn) 10.51 %,增加產(chǎn)糖量 19.67 %;在苗期和繁茂期用 150ppm 噴施,增糖 1.57 度,增產(chǎn) 9.95 %,增加產(chǎn)糖量 20.46 %。 100ppm 投入產(chǎn)出比 為1∶54,150ppm 投入產(chǎn)出比為 1∶38,噴施增糖劑經(jīng)濟(jì)效應(yīng)十分顯著。
3. 在棉花上的應(yīng)用
用 125ppm DCPTA 處理棉花能夠大大增加棉花葉片中的光合作用。用 125ppm DCPTA 處理可使棉花植株對(duì) CO2 的吸收增 加21 %。使用 21.5ppm DCPTA 時(shí),則可使葉和莖干重增加69 %,植株高度增加 36 %,莖直徑增加27 %,植株節(jié)結(jié)增加 36 %,用該藥處理的植株比對(duì)照組提前開花,且棉蕾和鈴數(shù)增多。
4. 在玉米上的應(yīng)用
用 1500ppm(約 5mmol)的 DCPTA 處理玉米幼苗,能夠抑制玉米葉中的葉綠素及類胡蘿卜素的合成。用80ppm DCPTA 噴 灑玉米,發(fā)現(xiàn)其營(yíng)養(yǎng)成份提高了。(即增加蛋白質(zhì),脂肪,游離糖,降低亞油酸和亞麻油酸的比例),同時(shí)植株的抗蟲害和抗害性也增強(qiáng)了。
5. 在小麥上的應(yīng)用
研究表明:DCPTA 對(duì)小麥的生長(zhǎng)有影響,1.5ppm(約 5μmol)的 DCPTA 能刺激小麥根的生長(zhǎng),使其增長(zhǎng) 15 %,更高的濃度則抑制其生長(zhǎng)。
6. 用于蔬菜和水果
用 DCPTA 調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)合成過程,不僅使果實(shí)中某些組成含量增加,而且可抑制部分物質(zhì)進(jìn)一 步轉(zhuǎn)化,使疏菜和水果的色澤和品味更佳。 綜上所述,新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 DCPTA不但能提高作物的產(chǎn)量,而且還能提高產(chǎn)品 的質(zhì)量。因此,國(guó)內(nèi)外植物生理工作者正試用于組織培養(yǎng),以便提高藥物的有效成份。并致力于研究各種作物使用的濃度,噴灑時(shí)間及次數(shù),使 DCPTA 發(fā)揮更好的作用。
主要參考資料
[1] 增產(chǎn)胺的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展
[2] 增產(chǎn)胺的合成與應(yīng)用
[3] 新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 -增產(chǎn)胺的應(yīng)用