[00136889]叶绿素促进剂5-氨基乙酰丙酸的中试合成及其在大田作物上的应用研究

1,课题来源与背景 本项目是2014年甘肃省农业生物技术研究与应用开发项目,项目起止时间为2014 年3 月1 日-2015 年12 月31 日。5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）是生物体内普遍存在的一种类似于氨基酸的化合物,在农业上应用广泛。然而,由于生产成本高,只能应用于附加值比较高的经济作物上,对于大田作物常出现增产不增效的尴尬局面。 2.研究目的和意义 由于5-ALA 主要由日本Cosmo公司通过发酵法生产,售价十分昂贵,每公斤达到3万元,传统农业无法实现规模化使用。尽管国内外相关学者通过化学合成法合成了该化合物,但是收率很低,操作复杂,而且用到昂贵的贵金属作为催化剂,导致化合物价格仍然很高。因此,继续开发研究方法简单,纯度较好,价格较低的目标化合物十分必要。 3.内容： 1)以5-溴代甲基呋喃酮为原料,通过四步反应,在常温常压、无贵金属条件下高产率得到了5-氨基乙酰丙酸的盐酸盐,纯度达到99%以上,价格低廉,使5-氨基乙酰丙酸在大田作物上使用成为现实。 2)获得国家发明专利一项（ZL 201310169414.2）,申请国家发明专利一项（PCT/CN2014/071092）。 3)使用合成的5-氨基乙酰丙酸作为活性成分,加入微量元素和螯合试剂,配制优化了一种叶面肥料,有效提高了玉米、马铃薯、苜蓿的产量,分别增产15%、26%、20%。（肥料配方专利正在申报）。 4.创新性 本项目以 5-溴代甲基呋喃酮为原料人工合成了5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）,发明了一种价格低廉的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）合成新方法,申请两项发明专利,其中国际发明专利1 项（进入国家阶段）,国家发明专利 1 项（已授权）。 5.经济和社会效益 1)经济效益 建立示范基地2 个,累积推广面积为5000 亩。马铃薯增产幅度为26.7%,平均每亩增产674公斤,按照马铃薯当年价格,每亩增收517 元人民币（每公斤按照0.8 元计算）,累计新增总产值 258 万元。 2)社会效益 本项目成功研制出的5-氨基乙酰丙酸叶面肥,可以极大地提高马铃薯产量,对于促进河西地区马铃薯产业发展,提高农民种植马铃薯的积极性以及增强马铃薯市场竞争能力具有重要作用。研制成功的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）叶面肥,可填补甘肃省没有自主知识产权的增产剂品种之空白,并为河西地区乃至全国农业生产增添一个叶面肥料新品种。 应用前景 甘肃省马铃薯种植面积每年在1000 万亩以上,按照已有的推广的效果,增产幅度为26.7%,平均每亩增产674 公斤,按照2014年价格（0.80 元每公斤）,每亩增收517 元人民币,那么使用本叶面肥料将会每年新增总产值 5170000000 万元（51.7 亿元）。