一类新型3-硒代吲哚的合成对植物生长促进和富硒作用 【技术领域】
本发明涉及一类新型的3-硒代吲哚化合物的结构及其调节植物生长和富硒作用的用途。
背景技术
吲哚乙酸是最早发现的植物生长素，在植物体内参加了许多生理生化过程的调节与控制.如细胞的伸长生长、形成层的细胞分裂、维管组织的分化、叶片和花的脱落、顶端优势、向性、生根和同化物的运输等。由于外源吲哚乙酸易被植物降解使得外施吲哚乙酸不能成为有效的农业增产的手段。农业生产常使用2，4-二氯苯氧乙酸、萘氧乙酸等吲哚乙酸类似物作为植物生长调节剂，但这类化合物又缺乏吲哚乙酸作为植物信使的部分功能，限制了其应用范围。如果能开发在功能上更能全面的吲哚乙酸类似物，无疑对农业生产有更重要的意义。
本文在吲哚乙酸的吲哚环与支链结构之间插入硒(Se)原子合成了一系列具有植物生长调节作用的3-硒代吲哚化合物，可能是新合成的化合物，有吲哚乙酸的类似功能却不易被降解，使得新合成的化合物在更低的浓度下能促进植物胚芽和根的生长及根芽的分化。
中国是硒资源缺乏和硒资源分布很不均的国家，一些地方由于硒缺乏导致硒缺乏病如大骨节病等。长期以来，补硒治疗和保健主要靠口服亚硒酸钠或亚硒酸钠经生物(微生物，植物)转化的有机硒化合物，本发明以有机硒化合物作为生物富硒化合物，开辟了生物补硒的新方法。
发明目的
发明新型及高效的化合物调节植物生长和富硒作用，提高作物产量或品质。
【发明内容】
本发明的第一方面涉及一类含硒代吲哚类化合物，其具有以下的结构通式(I)：
式中：R1为未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，羧酸基，酯基，腈基，酰胺基，烷基酰胺基，烷基酯基，或取代或未取代的杂环，其中取代基选自卤素、C1-4烷基、或羟基；
R2为氢，卤素，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，烷氧基，羟基，氨基，烷基取代的胺基，硝基，腈基，酰基，酰氧基，磺酸基或三氟甲基；
R3为氢，烷基磺酰基，芳基磺酰基，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，卤素，烷氧基，羟基，氨基，烷基取代的胺基，硝基，腈基，酰基，酰氧基，或三氟甲基；
X为硒，硒亚砜或硒砜。
在另一优选例中，所述杂环上的取代基为1-4个。所述的直链或支链的C1-10烷基上的取代基为1-10个，更佳地1-4个。
在另一个优选的实施方式中，R1为未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，羧酸基，酯基，腈基，酰胺基，C1-10烷基酰胺基，C1-10烷基酯基，取代或未取代的噻唑基；和/或R2为氢或卤素；和/或R3为氢，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，芳基磺酰基。
在另一个优选的实施方式中，R1为未取代的直链或支链的C1-6烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-6烷基，羧酸基，酯基，腈基，酰胺基，C1-6烷基酰胺基，C1-6烷基酯基，取代或未取代的噻唑基；和/或R2为氢或卤素；和/或R3为氢，未取代的直链或支链的C1-6烷基，芳基磺酰基。
在另一个优选的实施方式中，R1为被羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-6烷基，羧酸基，酯基，腈基，酰胺基，C1-6烷基酰胺基、C1-6烷基酯基，2-氯-噻唑-5-基；和/或R2为氢，Cl或F；和/或R3为氢，甲基，苯基磺酰基。
在另一个优选的实施方式中，R1为CH2COOCH3，CH2COOCH2CH3，CH2COOCH(CH2OH)2，CH2CONH2，CH2COOH；和/或R2为氢，5-Cl，或4-F，5-Cl；和/或R3为氢，甲基。
本发明的第二方面通式(I)化合物的制备方法，所述方法包括
式中，R1为未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，羧酸基，酯基，腈基，酰胺基，烷基酰胺基，烷基酯基，或取代或未取代的杂环，其中取代基选自卤素、C1-4烷基、或羟基；
R2为氢，卤素，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，烷氧基，羟基，氨基，烷基取代的胺基，硝基，腈基，酰基，酰氧基，磺酸基或三氟甲基；
R3为氢，烷基磺酰基，芳基磺酰基，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，卤素，烷氧基，羟基，氨基，烷基取代的胺基，硝基，腈基，酰基，酰氧基，或三氟甲基；
X为硒，硒亚砜或硒砜；
a)在0-40℃的反应温度下，使丙二腈在极性有机溶剂中与二氧化硒反应，反应完成后，加入R2取代的吲哚，在0-40℃的反应温度下反应25小时，得到式(II)的化合物，式中R2为氢，卤素，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，烷氧基，羟基，氨基，烷基取代的胺基，硝基，腈基，酰基，酰氧基，磺酸基或三氟甲基；
b)将步骤a)中合成的产物(II)加入惰性溶剂中，在惰性气氛中加入碱的水溶液，在0-40℃的反应温度反应0.5-2小时后，加水进行水解0.1-0.5小时，形成式(III)的化合物；
c)将步骤b)中合成的式(III)的产物加入惰性溶剂中，在惰性气氛中加入NaBH4，在0-40℃的反应温度反应0.5-2小时后，加入X1R1，再反应1-20小时，形成式(IV)的化合物，式X1R1中，X1为氯、溴或碘，R1为未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，羧酸基，酯基，腈基，酰胺基，烷基酰胺基，烷基酯基，或取代或未取代的杂环；
d)将步骤c)中合成的式(IV)的产物在极性溶剂，在-10-30℃的温度下加入NaH反应0.2-10小时后，再加入X2R5，在-10℃到30℃的温度下反应1-20小时，形成式(V)的化合物，式X2R3中X2为氯、溴或碘，R3为氢，烷基磺酰基，芳基磺酰基，未取代的直链或支链的C1-10烷基或被卤素、羧基、氰基、或氨基取代的直链或支链的C1-10烷基，卤素，烷氧基，羟基，氨基，烷基取代的胺基，硝基，腈基，酰基，酰氧基，或三氟甲基；
当X是硒亚砜或硒砜时，还包括以下步骤e)：
e)将步骤d)中合成的式(V)的产物，溶解于惰性溶剂中，加入氧化剂氧化成式(VI)的产物，式中n为1或2
在一个优选的实施方式中，步骤a)中所述极性有机溶剂为DMF或DMSO，所述反应温度为室温；步骤b)中所述的溶剂为体积比为9∶1的EtOH/H2O，所述碱为NaOH，所述反应温度为室温；步骤c)中所述的溶剂为EtOH，所述反应温度为室温；步骤d)中所述极性有机溶剂为DMF，所述的温度为-5℃到5℃，对于一些取代基，反应时允许升到室温；步骤e)所述的惰性溶剂和氧化剂是指下列条件的任一种
(1)在冰醋酸中用双氧水氧化；
(2)在冰醋酸中以钨酸钠作催化剂进行氧化；
(3)在四氢呋喃、乙醚、酮类、冰醋酸中以醋酸铅为作催化剂，用双氧水氧化；
(4)在丙酮，甲醇为溶剂，pH＝8-9的NaOH-Na2HPO4的缓冲液中用单过硫酸氧氢钾作氧化剂氧化。
本发明的第三方面涉及一种组合物，它含有0.0001重量％-99.9重量％的式I的化合物和农业上可接受的载体或稀释剂。
在一优选的实施方案中，所述组合物中含有0.001重量％-99重量％的式I的化合物和农业上可接受的载体或稀释剂。
在一优选例中，所述的组合物为粉剂，乳油，水乳剂，悬浮剂，颗粒剂，气雾剂等农业上适用的剂型。
本发明的第四方面涉及通式I所示的化合物用于制备植物生长促进剂或用于制备作物硒富集剂的用途。所述促进剂可促进根，茎，叶的生长和促进根，芽等器官的分化。通式I所示的化合物可用于富硒食品的生产，可得到硒含量显著高于通常作物的农产品，作为保健食品使用。
在一个优选的实施方式中，所述的植物指农作物，果树，林木，草坪，花卉等。
本发明的第五方面涉及通式I所示的化合物被用作植物生长促进剂或作物硒富集剂。
本发明所述的化合物与现有的化合物相比，由于在3位Se原子的存在，可能使吲哚乙酸氧化酶不能降解此类化合物，使化合物促进作物生长的活性提高，作用有效时间延长。
【具体实施方式】
在本文中，术语“烷基”是指不含杂原子的烷基。因此，该术语包括直链烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。该术语还包括直链烷基的支链异构体，包括但不限于：-CH(CH3)2、-CH(CH3)(CH2CH3)、-CH(CH2CH3)2、-C(CH3)3、-C(CH2CH3)3、-CH2CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)(CH2CH3)、-CH2CH(CH2CH3)2、-CH2C(CH3)3、-CH2C(CH2CH3)3、-CH(CH3)CH(CH3)(CH2CH3)、-CH2CH2CH(CH3)2、-CH2CH2CH(CH3)(CH2CH3)、-CH2CH2CH(CH2CH3)2、-CH2CH2C(CH3)3、-CH2CH2C(CH2CH3)3、-CH(CH3)CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH(CH3)CH(CH3)2、-CH(CH2CH3)CH(CH3)CH(CH3)(CH2CH3)等。该术语还包括环烷基，如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基，且这些环可被上述直链和支链烷基取代。因此，术语“烷基”包括伯烷基、仲烷基和叔烷基。优选的烷基包括具有1-10个碳原子的直链烷基和支链烷基以及环烷基。
在本文中，术语“低级烷基”包括具有1-6个碳原子的取代或未取代的直链或支链烷基。代表性的低级烷基包括例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、新戊基等。低级烷基可以被例如卤素、羧基、氰基、氨基等取代。
在本文中，术语″芳基”是指具有3-14个主链碳原子或杂原子的任选取代的单环和多环芳族基团，且包括碳环芳基和杂环芳基。碳环芳基是芳族环中所有环原子均是碳的芳基。在本文中，术语“杂芳基”是指具有1-4个作为芳族环中环原子的杂原子且其余环原子为碳原子的芳基。
在本文中，术语“芳烷基”是指用芳基取代的烷基。本发明化合物中所用的合适芳烷基包括例如苄基、吡啶甲基等。术语“低级芳烷基”是指用芳基取代的低级烷基。
在本文中，术语“卤素”是指氯、溴、氟和碘基团。
在本文中，术语“氨基”是指-NH2。
在本文中，术语“酰胺基”是指-C(O)-NRR’，其中R，R’是未被取代的低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基，或被羟基、卤素、氨基、羟基、氰基等取代的低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基。
在本文中，术语“磺酰基”是指-SO2-。在本文中，“烷基磺酰基”是指结构为-SO2R的取代的磺酰基，式中，R是烷基。″芳基磺酰基”是指-S(O)2-Ph。式中Ph为芳基。
在本文中，术语″酯基”是指-C(O)-O-R，其中R是低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基。
在本文中，术语″烷基酯基”是指-R-C(O)-O-R’，其中R是低级烷基，R’是未被取代的低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基，或被羟基、卤素、氨基、羟基、氰基等取代的低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基。
在本文中，术语″烷基酰胺基”是指-R-C(O)-NHR’，其中R是低级烷基，R’是氢；未被取代的低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基；或被羟基卤素、氨基、羟基、氰基等取代的低级烷基、环烷基、芳基或低级芳烷基。
在本文中关于R2所述的“4-F”是指在吲哚的4位被F取代，同样地，“5-Cl”是指在吲哚的5位被Cl取代。
下面通过实施例对本发明作进一步的说明，其目的是为更好理解本发明的内容，但所举的实施例并不限制本发明的保护范围。
合成实施实例
实施例1：3-二硒基-1-氢-吲哚(化合物1)的合成
2克(30mmol)丙二腈溶于5ml DMF，剧烈搅拌下分批加6.7克(60mmol)二氧化硒，放出的气体用5％NaOH溶液吸收，待放热和放气结束，滴加2.6克(22.5mmol)吲哚的DMF(5ml)溶液，滴加完毕后，室温搅拌直到吲哚消失完毕，约3小时。将反应液倒入冰水中并不断搅拌，有黄色固体析出，抽滤，取固体干燥后，甲苯重结晶，得产品3.9克，产率78％，熔点75-79℃，GC/MS：222，196，169，42，117，89。
实施例2：3-二硒基-1-氢-吲哚(化合物2)的合成
(2)称取2.22克(10mmol)步骤(1)合成的产物，加入10ml无水乙醇中，N2保护条件下滴加0.2克(5mmol)NaOH的1ml水溶液，室温搅拌30分钟后，加10ml水水解，20ml乙醚萃取两次，有机相无水硫酸镁干燥，减压旋蒸得产品1.6克，产率82％。
熔点122-124℃；1H NMR(CDCl3)δ(ppm)：7.47(d，J＝8.1，2H，吲哚-CH)，7.44(d，J＝8.0，2H，吲哚-CH)，7.29(s，2H，吲哚-CH)，7.18(t，2H，吲哚-CH)，7.06(t，2H，吲哚-CH)；IR(KBr)：3339，2956，1477，1444，1401，1099cm-1；HR-MS：C16H13N2Se2(M+H)+计算值：392.9409；试验值：392.9394。
实施例3：硒-乙酸乙酯基-3-硒-吲哚(化合物3)的合成
称取0.392克(1mmol)化合物2，溶于5ml乙醇，氮气保护，搅拌。分批加0.41克NaBH4，搅拌约30分钟，溶液由黄色变为无色，滴加0.117克1-溴乙酸乙酯的5ml乙醇溶液。TLC检测反应结束。旋转去乙醇。加10ml醋酸乙酯溶解再水洗二次。取有机相，干燥，浓缩后再硅胶柱层析得产品。
熔点65-66℃。
1H NMR(CDCl3)6(ppm)7.62(d，1H，J＝7.65，吲哚-H)，7.52(s，1H，吲哚-H)，7.45(d，1H，J＝4.99，吲哚-H)，7.18-7.10(m，2H，吲哚-H)，3.95(s，2H，-CH2-)，3.36(m，2H，-CH2-)，2.87(t，3H，-CH3)。
IR(KBr)：3263，2918，1707，1410，1257，1080cm-1。
HR-MS：C12H1NO2Se(M+H)+：计算值：283.0111；试验值：283.0113，196(100)，130(8.54)，89(5.98)。
实施例4：硒-乙腈基-3-硒-吲哚(化合物4)的合成
除用氯乙腈替代溴乙酸乙酯外，其它合成及提纯方法同实施例3，得目标化合物3，熔点85-87℃；
1H NMR(CDCl3)6(ppm)：10.45(s，1H，吲哚-NH)，7.75(d，1H，J＝7.6，吲哚-H)，7.56(d，1H，J＝2.4，吲哚-H)，7.36(d，1H，J＝7.7，吲哚-H)，7.05(m，2H，吲哚-H)，2.86(s，2H，-CH2-)；
IR(KBr)：3320，2918，2229，1444，1401，749cm-1。
HR-MS：C10H9N2Se(M+H)+：计算值：236.9931，试验值：236.9958；C10H8N2SeNa(M+Na)+：计算值：258.9750，试验值：258.9721，
实施例5：硒-(2-氯噻唑-5-亚甲基-)3-硒-吲哚(化合物5)的合成
除用2-氯-4-苄氯噻唑替代替代溴乙酸乙酯外，其它合成及提纯方法同实施例3，得目标化合物3，熔点130-133℃；
1H NMR(CDCl3)δ(ppm)：7.56(d，J＝7.84，1H，吲哚-H)，7.46(d，J＝8.07，1H，吲哚-H)，7.37(s，1H，吲哚-H)，7.17(t，1H，吲哚-H)，7.10(t，1H，吲哚-H)，7.00(s，1H，噻唑-H)。
IR(KBr)：3291，2937，1631，1420，1051，744cm-1。
HR-MS：C12H9N2ClSeS(M+H)+计算值：329.9340；试验值：329.9368。
实施例6：1，2-乙二基-3-硒-二吲哚(化合物6)的合成
除用1，2-二溴乙烷替代溴乙酸乙酯外，其它合成及提纯方法同实施例3，得目标化合物3，熔点179-181℃；
1H NMR(CDCl3)δ(ppm)：10.45(s，2H，吲哚-NH)，7.75(d，2H，J＝7.6，吲哚-H)，7.56(d，2H，J＝2.4，吲哚-H)，7.36(d，2H，J＝7.7，吲哚-H)，7.05(m，2H，吲哚-H)，2.86，(s，4H，-CH2-)；
IR(KBr)：3320，2918，2229，1444，1401，749cm-1。
HR-MS：C10H9N2Se(M+H)+：计算值：236.9931，试验值：236.9958.
实施例7：硒-乙酸基-3-硒-吲哚(化合物7)的合成
0.28克化合物3悬浮在5ml 1.0N NaOH水溶液中，60℃保温3小时，悬浮体全部溶解，冰浴冷却至0℃，1N HCl调pH值到7，有大量白色固体析出，抽滤，滤渣干燥后用乙醇重结晶得产品，熔点115-116℃。1H NMR(CDCl3)δ(ppm)：7.66(d，1H，J＝7.75，吲哚-H)，7.52(s，1H，吲哚-H)，7.45(d，1H，J＝7.97，吲哚-H)，7.14-7.10(m，2H，吲哚-H)，3.30(s，2H，-CH2-)；HR-MS：C10H9NO2Se(M+H)+：计算值：254.9798；试验值：254.9796；IR(KBr)：3345，3089，1684，1436，1292，1089，853，745。
实施例8：3-硒基-1-氢-4-氟吲哚(化合物8)的合成
除用4-氟吲哚代替吲哚外，，其它合成及提纯方法同实施例1，得产品4.0克，产率75％，熔点79-82℃，GC/MS：240，214，135，107，89。1H NMR(CDCl3)δ(ppm)：10.45(s，1H，吲哚-NH)，7.75(d，1H，J＝7.6，吲哚-H)，7.56(d，1H，J＝2.4，吲哚-H)，7.36(d，1H，J＝7.7，吲哚-H)，7.05(m，1H，吲哚-H)；HR-MS：C9H5N2Se(M+H)+：计算值：240.9602；试验值：240.9572。
实施例9：3-硒基-1-氢-5-氯吲哚(化合物9)的合成
除用5-氯吲哚代替吲哚外，，其它合成及提纯方法同实施例1，得产品4.0克，产率70％，熔点90-93℃，GC/MS：256，230，150，123，89。1H NMR(CDCl3)δ(ppm)：10.45(s，1H，吲哚-NH)，7.75(d，1H，J＝7.6，吲哚-H)，7.56(d，1H，J＝2.4，吲哚-H)，7.36(s，1H，吲哚-H)，7.05(d，J＝7.6，1H，吲哚-H)；HR-MS：C9H5ClN2Se(M+H)+：计算值：256.9306；试验值：256.9396。
实施例10：3-硒基-1-氢-N-苯磺酰基吲哚(化合物10)的合成
0.28克化合物3悬浮在5ml DMF溶液中，冰浴降温到0℃，分批加0.05克NaH待停止放出气体后，滴加0.18克苯磺酰氯的3mlDMF溶液，继续搅拌，待反应结束后倒3入50ml冰水中，过滤，冰水洗，干燥后异丙醇打浆结晶再正己烷结晶得产品。熔点125-127℃。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm)，7.96(d，2H，J＝7.54，Ph-H)7.62(d，1H，J＝7.65，吲哚-H)，7.52(s，1H，吲哚-H)，7.50(m，2H，Ph-H)，7.45(d，1H，J＝4.99，吲哚-H)，7.38(m，1H，Ph-H)，7.18-7.10(m，2H，吲哚-H)，3.95(s，2H，-CH2-)，3.36(m，2H，-CH2-)，2.87(t，3H，-CH3)。
IR(KBr)：3263，1707，1410，1257，1080，9875cm-1。
HR-MS：C18H17NO4SSe(M+H)+：计算值：424.0043，实测值：424.3569。
本发明的组合物含有0.0001重量％-99.9重量％的式I的化合物和农业上可接受的载体或稀释剂。
适合作为载体或稀释剂的液体溶剂包括：芳香烃类，例如二甲苯，甲苯或烷基萘；氯化的芳香或氯化的脂肪烃类，例如氯苯，氯乙烯或二氯甲烷；脂肪烃类，例如环己烷或石蜡，矿物油馏分；醇类，例如乙醇或乙二醇以及它们的醚和脂类；酮类，例如丙酮，甲乙酮，甲基异丁基酮或环己酮；或不常用的极性溶剂，例如二甲基甲酰胺和二甲基亚砜，以及水。
固体载体包括：高岭土，粘土，滑石，石英，活性白土，蒙脱土，或硅藻土等。
非离子的和阴离子的乳化剂可用作乳化剂和/或泡沫形成剂。例如聚氧乙烯-脂肪酸酯类，聚氧乙烯-脂肪醇醚类，烷芳基聚乙二醇醚类，烷基磺酸酯类，烷基硫酸酯类，芳基磺酸酯类以及白蛋白水解产物。分散剂包括，例如木质素亚硫酸盐废液和甲基纤维素。
本发明的组合物往往成为常规的制剂，例如乳油剂，水乳剂，混悬剂，粉剂，颗粒剂，泡沫剂，糊剂，气雾剂，特别是环境相容性好的可溶性固体和液体制剂，如水分散粒剂，水溶剂和水乳剂。
组合物实施实例
组合物实例1：油状悬浮液
化合物1-7中任一种化合物 25重量％
聚氧乙烯山梨醇六油酸酯 5重量％
高级脂肪族烃油 70重量％
将各组分在沙磨中一起研磨，直到固体颗粒降至约5微米以下为止。所得的粘稠悬浮液需要在水中稀释乳化后使用。
组合物实施例2：水悬浮液
化合物1-7中任一种化合物 25重量％
水合硅镁土(hydrate attapulgite) 3重量％
木质素磺酸钙 10重量％
磷酸二氢钠 0.5重量％
水 61.5重量％
将各组分在球磨机中一起研磨，直到固体颗粒降至约10微米以下为止。该水悬浮液可稀释到适当的浓度后使用。
植物生长促进作用实施实例
实例1、对小麦胚芽鞘伸长生长的测定
取小麦种子100粒(实际数量可根据需要变化)，漂白粉溶液中消毒15分钟，取出，蒸馏水洗净。播种在垫有滤纸的培养皿中，25℃，黑暗培养3天，注意每天观察保持滤纸是湿润的。精选胚芽鞘长度一致的幼苗50株，镊子取下胚芽鞘，刀片切去顶端3mm，取中间4mm蒸馏水中漂洗1小时后放入具盖试管中，每管放胚芽鞘10段，不同浓度的化合物2ml，25℃，黑暗培养20h，取出胚芽鞘测量长度。计算胚芽鞘长度与化合物种类和浓度的关系，以IAA为对照化合物，结果见表1。
合成的3-硒代吲哚类化合物在1μg/ml浓度以上对小麦胚芽鞘生长的促进作用较差，有的还有抑制生长作用(生长促进率为负值)，在1μg/ml以下，新合成的化合物在相应的浓度水平时对小麦胚芽鞘的生长促进作用介于吲哚乙酸和萘乙酸之间。只有化合物2优于萘乙酸，在0.01μg/ml还有9.2％的生长促进作用，这时其它化合物都无促进作用了(表1)。
表1各化合物对小麦胚芽鞘伸长生长的影响
浓度 (μg/ml) 样品编号 20 10 1 0.1 0.01 胚芽鞘 长度 (cm) 生长促 进率 (％) 胚芽鞘 长度 (cm) 生长促 进率 (％) 胚芽鞘 长度 (cm) 生长促 进率 (％) 胚芽鞘 长度 (cm) 生长促 进率 (％) 胚芽鞘 长度 (cm) 生长促 进率 (％) 化合物1 5.4 -16.9 6.3 -3.1 6.8 4.6 6.5 0.0 5.7 -12.3 化合物2 5.3 -18.5 6.8 4.6 7.0 7.7 7.8 20.0 7.1 9.2 化合物3 6.9 6.2 7.1 9.2 6.9 6.2 6.6 1.5 6.3 -3.1 化合物4 5.9 -9.2 6.6 1.5 7.1 9.2 6.9 6.2 6.7 3.1 化合物5 5.6 -13.8 6.1 -6.2 6.8 4.6 7.4 -1.5 7.3 -3.1 化合物6 5.6 -13.8 6.1 -6.2 6.6 1.5 6.6 1.5 6.4 -1.5 化合物7 6.8 4.6 6.8 4.6 6.5 0.0 6.7 3.1 6.6 1.5 萘乙酸 7.6 16.9 7.4 13.8 8.2 26.2 7.8 20.0 6.5 0.0 吲哚乙酸 7.4 13.8 7.2 10.8 6.3 -3.1 6.5 0.0 6.6 1.5 空白 6.5 --- 6.5 --- 6.5 --- 6.5 --- 6.5 ---
备注：1.胚芽鞘长度单位为毫米(mm)；
2.生长促进率＝(处理胚芽鞘长度-空白胚芽鞘长度)/空白胚芽鞘长度*100％。
实例2、对油菜下胚轴和根生长的测定
取油菜种子若干，漂白粉溶液中消毒15分钟，取出，蒸馏水洗净。培养皿中垫滤纸1张，加不同浓度的各化合物溶液3m每培养皿播种油菜种子20粒，黑暗25℃培养，1天测定发芽率，除掉没有萌发的种子，3天测量下胚轴的长度和根的长度。3次重复，计算下胚轴和根的长度与化合物种类和浓度的关系，以IAA为对照化合物，结果见表2，3。
油菜根系的生长对合成的新化合物很敏感，在10-7μg/ml时，化合物4，5，6，7对油菜根生长的促进率分别为12.0，14.0，23.9，25.2％，这时吲哚乙酸和萘乙酸已经无生长促进作用了。对于油菜下胚轴，化合物5的生长促进作用降低，在10-7μg/ml时促进率为2.7％，这时吲哚乙酸和萘乙酸的促进率都为8.9％，化合物4，6，7仍然保持着较高的活性，促进率分别为17.0，33.0，13.4％。
表2 各化合物对油菜根生长的影响
浓度 (μg/ml) 样品编号 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 根长度 (cm) 促进率 (％) 根长度 (cm) 促进率 (％) 根长度 (cm) 促进率 (％) 根长度 (cm) 促进率 (％) 根长度 (cm) 促进率 (％) 化合物1 35.7 18.6 37.5 24.6 31.7 5.3 36.4 20.9 27.8 -7.6 化合物2 25.2 -16.3 29.5 -2.0 29.7 -1.3 31.8 5.6 31.8 5.6 化合物3 37.2 23.6 38.3 27.2 40.0 32.9 37.6 24.9 32.3 7.3 化合物4 30.7 2.0 35.2 16.9 40.5 34.6 41.2 36.9 33.7 12.0 化合物5 30.5 1.3 31.4 4.3 34.1 13.3 35.7 18.6 34.3 14.0 化合物6 35.7 18.6 36.5 21.3 37.8 25.6 38.4 27.6 37.3 23.9 化合物7 30.5 1.3 31.3 4.0 33.6 11.6 36.4 20.9 37.7 25.2 萘乙酸 28.9 -4.0 30.4 1.0 34.4 14.3 33.7 12.0 30.1 0.0 吲哚乙酸 28.8 -4.3 29.0 -3.7 36.6 21.6 37.5 24.6 30.5 1.3 空白 30.1 --- 30.1 --- 30.1 --- 30.1 --- 30.1 ---
备注：1、油菜根长度长度单位为厘米(cm)；2、生长促进率＝(处理根长度长度-空白根长度长度)/空白根长度长度*100％；3、“---”表示不必计算的缺损项。
表3 各化合物对油菜下胚轴生长的影响
浓度 (μg/ml) 样品编号 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 下胚轴 长度(cm) 促进率 (％) 下胚轴 长度(cm) 促进率 (％) 下胚轴 长度(cm) 促进率 (％) 下胚轴 长度(cm) 促进率 (％) 下胚轴 长度(cm) 促进率 (％) 化合物1 9.6 -14.3 11.5 2.7 12.2 8.9 12.9 15.2 11.1 -0.9 化合物2 10.4 -7.1 12.3 9.8 10.2 -8.9 9.6 -14.3 12.4 10.7 化合物3 12.9 15.2 12.8 14.3 13.9 24.1 12.7 13.4 12.2 8.9 化合物4 12.6 12.5 14.2 26.8 13.5 20.5 14.9 33.0 13.1 17.0 化合物5 11.3 0.9 11.3 0.9 11.2 0.0 12.3 9.8 11.5 2.7 化合物6 12.7 13.4 14.7 31.3 13.2 17.9 14.7 31.3 14.9 33.0 化合物7 11.9 6.3 12.6 12.5 12.7 13.4 13.8 23.2 12.7 13.4 萘乙酸 10.2 -8.9 13.6 21.4 12.6 12.5 12.8 14.3 12.2 8.9 吲哚乙酸 10.1 -9.8 11.3 0.9 13.9 24.1 12.2 8.9 12.2 8.9 空白 11.2 0.0 11.2 0.0 11.2 0.0 11.2 0.0 11.2 0.0
备注：1、油菜下胚轴长度长度单位为厘米(cm)2、生长促进率＝(处理下胚轴长度长度-空白下胚轴长度长度)/空白下胚轴长度长度*100％；3、“---”表示不必计算的缺损项。
实例3、诱导黄瓜子叶生根的测定
取黄瓜种子若干，漂白粉溶液中消毒15分钟，取出，蒸馏水洗净。充足蒸馏水黑暗25℃浸泡1天，除去悬浮的瘪粒，播种于盛有1.3％琼脂的带盖塘瓷盘中，黑暗25℃培养3天，剪下子叶。培养皿中放入滤纸片一张，加不同浓度的化合物溶液3ml，离体黄瓜子叶10片。黑暗，25℃培养，7天后测定10片子叶的生根数和根重。计算子叶的生根数和根重与化合物种类和浓度的关系，以IAA为对照化合物，结果见表4。
在促进根芽分化方面，化合物6，7性能明显好于其它化合物，在0.0005μg/ml使黄瓜子叶生根数比对照分别增加27.9，29.5％。相比较而言，化合物4，5，6，7都好于对照药剂吲哚乙酸和萘乙酸。
表4各化合物对黄瓜子叶生根的影响
浓度 (μg/ml) 样品编号 0.5 0.05 0.005 0.0005 生根数 (个) 促进率 (％) 生根数 (个) 促进率 (％) 生根数 (个) 促进率 (％) 生根数 (个) 促进率 (％) 化合物1 6.1 0.0 7.4 21.3 6.7 9.8 6.7 9.8 化合物2 6.0 -1.6 6.9 13.1 5.3 -13.11 6.0 -1.6 化合物3 7.8 27.9 6.5 6.6 6.5 6.6 7.0 14.7 化合物4 7.2 18.0 6.0 -1.6 6.3 3.3 6.5 6.5 化合物5 6.7 9.8 6.8 11.5 5.9 -3.3 6.0 -1.6 化合物6 8.3 36.1 7.9 29.5 7.3 19.7 7.8 27.9 化合物7 6.7 9.8 6.6 8.2 6.9 13.1 7.9 29.5 萘乙酸 5.6 -8.2 6.5 6.6 5.5 -9.8 5.7 -6.6 吲哚乙酸 6.3 3.3 6.3 3.3 6.0 -1.6 6.7 9.8 空白 6.1 --- 6.1 --- 6.1 --- 6.1 ---
备注：1、生根数单位为“个”；2、生根促进率＝(处理声根数-空白生根数)/空白生根数*100％；3、“---”表示不必计算的缺损项。
富硒作用实施实例：
称0.1克硒粉，加硝酸(HNO3)和高氯酸(HClO4)的混酸(4∶1)10ml，120℃热浴(消化)45分钟，冷却后，加5ml 4M盐酸(HCl)还原，90℃保持15分钟后，冷却到室温。纯水定容至1000ml。得100μg/ml硒标准溶液。
取0.5g样品(小麦胚芽鞘法测定的胚芽鞘)加硝酸(HNO3)和高氯酸(HClO4)的混酸(4∶1)10ml及，120℃热浴(消化)45分钟，冷却后，加5ml 4M盐酸(HCl)还原Se6+和Se4+，90℃保持15分钟后，冷却到室温，另取10ml硒标准品，加5ml 0.1MEDTA，充分混匀后加2ml 2.5M甲酸和2ml 1500μg/ml 3，3-二氨基联苯胺。此样品在黑暗中保持60分钟，4N氨水调pH至7，5ml苯萃取。萃取液用荧光色谱分析(激发波长420nm，发射波长570nm)含量，以硒标准液的反应液为对照，(表5)。
各化合物被小麦胚芽鞘富硒利用度不相同，化合物1，6的利用度很低。硒含量不足0.05μg/g，利用度较好的是化合物2，4，7，胚芽鞘中硒含量明显大于常规作物中的硒含量，这些化合物可用于富硒食品的生产，可得到硒含量显著高于通常作物的农产品，作为保健食品使用。可能由于没用新合成化合物处理的胚芽鞘内硒含量很低，在实验中来测到其中的含量。
表5各化合物在小麦胚芽鞘的硒富集作用
样品编号 硒含量 (μg/g ) 样品编号 硒含量 (μg/g) 样品编号 硒含量 (μg/g) 化合物1 0.02 化合物5 0.24 吲哚乙酸 0 化合物2 0.45 化合物6 0.04 空白 0 化合物3 0.22 化合物7 0.32 化合物4 0.38 萘乙酸 0
代表性化合物列表
下面列表说明本发明代表性化合物在1μg/ml时对小麦胚芽鞘生长促进作和硒富集作用，其目的是为更好理解本发明的内容，所列表应不限制本发明的保护范围：
表6 代表性化合物在1μg/ml时对小麦胚芽鞘生长促进和富硒作用
编号 R1 R2 R3 X 生长促 进作用 硒含量 (μg/g) 1 CN H H Se -- - 2 COOH H H Se - - 3 COOCH3 H H Se + - 4 COOCH2CH3 H H Se + - 5 COOCH(CH2OH)2 H H Se + - 6 CONH2 H H Se - - 7 CH2CN H H Se - - 8 CH2COOH H H Se ++ + 9 CH2COOCH3 H H Se +++ ++ 10 CH2COOCH2CH3 H H Se ++ ++ 11 CH2COOCH(CH2OH)2 H H Se +++ ++ 12 CH2CONH2 H H Se - ++ 13 CN 5-Cl H Se -- - 14 COOH 5-Cl H Se + - 15 COOCH3 5-Cl H Se + + 16 COOCH2CH3 5-Cl H Se + + 17 COOCH(CH2OH)2 5-Cl H Se ++ - 18 CONH2 5-Cl H Se - - 19 CH2CN 5-Cl H Se -- - 20 CH2COOH 5-Cl H Se -- + 21 CH2COOCH3 5-Cl H Se ++ + 22 CH2COOCH2CH3 5-Cl H Se ++ ++ 23 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl H Se +++ ++ 24 CH2CONH2 5-Cl H Se ++ + 25 CH2CN 5-Cl CH3 Se -- - 26 CH2COOH 5-Cl CH3 Se - - 27 CH2COOCH3 5-Cl CH3 Se + - 28 CH2COOCH2CH3 5-Cl CH3 Se ++ ++
编号 R1 R2 R3 X 生长促 进作用 硒含量 (μg/g) 29 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl CH3 Se ++ ++ 30 CH2CONH2 5-Cl CH3 Se + + 31 CH2CN 4-F，5-Cl H Se -- + 32 CH2COOH 4-F，5-Cl H Se -- - 33 CH2COOCH3 4-F，5-Cl H Se + - 34 CH2COOCH2CH3 4-F，5-Cl H Se + - 35 CH2COOCH(CH2OH)2 4-F，5-Cl H Se ++ - 36 CH2CONH2 4-F，5-Cl H Se - - 37 CH2CN 4-F，5-Cl CH3 Se -- - 38 CH2COOH 4-F，5-Cl CH3 Se -- - 39 CH2COOCH3 4-F，5-Cl CH3 Se -- - 40 CH2COOCH2CH3 4-F，5-Cl CH3 Se + - 41 CH2COOCH(CH2OH)2 4-F，5-Cl CH3 Se + + 42 CH2CONH2 4-F，5-Cl CH3 Se - + 43 CH2CN 5-Cl SO2Ph Se -- - 44 CH2COOH 5-Cl SO2Ph Se -- - 45 CH2COOCH3 5-Cl SO2Ph Se + - 46 CH2COOCH2CH3 5-Cl SO2Ph Se + - 47 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl SO2Ph Se ++ - 48 CH2CONH2 5-Cl SO2Ph Se + - 50 CH2CN H H SeO -- - 51 CH2COOH H H SeO -- - 52 CH2COOCH3 H H SeO + - 53 CH2COOCH2CH3 H H SeO ++ + 54 CH2COOCH(CH2OH)2 H H SeO +++ + 55 CH2CONH2 H H SeO ++ + 56 CN 5-Cl H SeO -- - 57 COOH 5-Cl H SeO -- + 58 COOCH3 5-Cl H SeO + +
编号 R1 R2 R3 X 生长促 进作用 硒含量 (μg/g) 59 COOCH2CH3 5-Cl H SeO +++ + 60 COOCH(CH2OH)2 5-Cl H SeO +++ ++ 61 CONH2 5-Cl H SeO + + 62 CH2CN 5-Cl H SeO -- - 63 CH2COOH 5-Cl H SeO ++ + 64 CH2COOCH3 5-Cl H SeO ++ + 65 CH2COOCH2CH3 5-Cl H SeO +++ + 66 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl H SeO +++ + 67 CH2CONH2 5-Cl H SeO - + 68 CH2CN 5-Cl CH3 SeO + + 69 CH2COOH 5-Cl CH3 SeO ++ - 70 CH2COOCH3 5-Cl CH3 SeO + - 71 CH2COOCH2CH3 5-Cl CH3 SeO + - 72 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl CH3 SeO ++ + 73 CH2CONH2 5-Cl CH3 SeO + + 74 CH2CN 4-F，5-Cl H SeO - - 75 CH2COOH 4-F，5-Cl H SeO - - 76 CH2COOCH3 4-F，5-Cl H SeO - - 77 CH2COOCH2CH3 4-F，5-Cl H SeO ++ - 78 CH2COOCH(CH2OH)2 4-F，5-Cl H SeO + + 79 CH2CONH2 4-F，5-Cl H SeO ++ + 80 CH2CN 4-F，5-Cl CH3 SeO - + 81 CH2COOH 4-F，5-Cl CH3 SeO + - 82 CH2COOCH3 4-F，5-Cl CH3 SeO ++ + 83 CH2COOCH2CH3 4-F，5-Cl CH3 SeO - - 84 CH2COOCH(CH2OH)2 4-F，5-Cl CH3 SeO - ++ 85 CH2CONH2 4-F，5-Cl CH3 SeO - - 86 CH2CN 5-Cl SO2Ph SeO - + 87 CH2COOH 5-Cl SO2Ph SeO --- +
编号 R1 R2 R3 X 生长促 进作用 硒含量 (μg/g) 88 CH2COOCH3 5-Cl SO2Ph SeO - - 89 CH2COOCH2CH3 5-Cl SO2Ph SeO - - 90 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl SO2Ph SeO - ++ 91 CH2CONH2 5-Cl SO2Ph SeO + - 92 CH2CN H H Se(O)2 ++ - 93 CH2COOH H H Se(O)2 ++ - 94 CH2COOCH3 H H Se(O)2 ++ - 95 CH2COOCH2CH3 H H Se(O)2 +++ + 96 CH2COOCH(CH2OH)2 H H Se(O)2 +++ + 97 CH2CONH2 H H Se(O)2 + + 98 CN 5-Cl H Se(O)2 + - 99 COOH 5-Cl H Se(O)2 + - 100 COOCH3 5-Cl H Se(O)2 + - 101 COOCH2CH3 5-Cl H Se(O)2 + - 102 COOCH(CH2OH)2 5-Cl H Se(O)2 + - 103 CONH2 5-Cl H Se(O)2 - - 104 CH2CN 5-Cl H Se(O)2 -- - 105 CH2COOH 5-Cl H Se(O)2 - - 106 CH2COOCH3 5-Cl H Se(O)2 + + 107 CH2COOCH2CH3 5-Cl H Se(O)2 - + 108 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl H Se(O)2 ++ ++ 109 CH2CONH2 5-Cl H Se(O)2 - + 110 CH2CN 5-Cl CH3 Se(O)2 - + 111 CH2COOH 5-Cl CH3 Se(O)2 - + 112 CH2COOCH3 5-Cl CH3 Se(O)2 - + 113 CH2COOCH2CH3 5-Cl CH3 Se(O)2 + + 114 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl CH3 Se(O)2 ++ + 115 CH2CONH2 5-Cl CH3 Se(O)2 - + 116 CH2CN 4-F，5-Cl H Se(O)2 + -
编号 R1 R2 R3 X 生长促 进作用 硒含量 (μg/g) 117 CH2COOH 4-F，5-Cl H Se(O)2 --- - 118 CH2COOCH3 4-F，5-Cl H Se(O)2 + - 119 CH2COOCH2CH3 4-F，5-Cl H Se(O)2 ++ - 120 CH2COOCH(CH2OH)2 4-F，5-Cl H Se(O)2 +++ - 121 CH2CONH2 4-F，5-Cl H Se(O)2 - - 122 CH2CN 4-F，5-Cl CH3 Se(O)2 - - 123 CH2COOH 4-F，5-Cl CH3 Se(O)2 + - 124 CH2COOCH3 4-F，5-Cl CH3 Se(O)2 - - 125 CH2COOCH2CH3 4-F，5-Cl CH3 Se(O)2 ++ + 126 CH2COOCH(CH2OH)2 4-F，5-Cl CH3 Se(O)2 + + 127 CH2CONH2 4-F，5-Cl CH3 Se(O)2 + - 128 CH2CN 5-Cl SO2Ph Se(O)2 + - 129 CH2COOH 5-Cl SO2Ph Se(O)2 - + 130 CH2COOCH3 5-Cl SO2Ph Se(O)2 - + 131 CH2COOCH2CH3 5-Cl SO2Ph Se(O)2 - - 132 CH2COOCH(CH2OH)2 5-Cl SO2Ph Se(O)2 - - 133 CH2CONH2 5-Cl SO2Ph Se(O)2 - -
备注：
1、生长促进率＝(处理小麦胚芽鞘长度-对照小麦胚芽鞘长度)/对照小麦胚芽鞘长度*100％。
2、表中“生长促进作用”列符号的含义
“-”表示生长促进率＜-1.5％，即对生长有抑制作用；
“-”表示-1.5％＜生长促进率＜1.5％，即对生长影响很小；
“+”表示1.5％＜生长促进率＜5.0％，即有明显的生长促进作用；
“++”表示5.0％＜生长促进率＜10.0％，即有良好的生长促进作用；
“+++”表示10.0％＜生长促进率，即有极佳的生长促进作用。
3、表中“富硒作用”列符号的含义
“-”表示硒含量＜0.05μg/g，表示无富硒作用；
“+”表示0.05μg/g＜硒含量＜0.2μg/g，表示硒利用度较低；
“++”表示0.2μg/g＜硒含量，表示硒利用度较高。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。