CN102823588B - 呋喃香豆素类化合物减轻酰胺类除草剂对作物毒害作用的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一类呋喃香豆素类化合物的用途。具体而言涉及一类由通式(I)表示的呋喃香豆素类化合物及其组合物在保护农作物免遭酰胺类除草剂毒害中的用途,该类化合物可用于制备除草剂安全剂。本发明可以减轻或消除除草剂对作物的伤害,扩大除草剂的应用范围,为除草剂提供新的应用前景,延长使用寿命,有利于新品种的开发,同时因减轻或消除了对作物的伤害,而不至于影响作物的产量。
Description
技术领域
本发明属于天然药物化学及农药领域,具体涉及到一类呋喃香豆素类化合物作为安全剂在保护农作物免遭酰胺类除草剂毒害中的应用。
背景技术
酰胺类除草剂,是一类高效、广谱的选择性除草剂,大部分主要用于旱地作物防除一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草,是目前世界应用最为广泛的除草剂种类之一。但是,其中部分品种易对小麦、烟草、水稻等产生药害,尤其是在水田中,由于水稻对大部分酰胺类除草剂异常敏感,酰胺类除草剂在水田使用时容易对幼嫩水稻产生药害,使得酰胺类除草剂在水田中的应用受到了严格的限制。除草剂安全剂是一类可以降低除草剂对作物的毒害,通过增加敏感作物的耐受性,减轻或消除除草剂对作物的伤害,具有独特性的物质,它在不影响除草剂对靶标杂草活性的前提下能有选择地保护作物免遭受除草剂的药害,因而使许多除草剂的应用范围得到扩大,这样即可为老品种提供新的应用前景,延长使用寿命,又有利于新除草剂的开发。目前已商品化的酰胺类除草剂安全剂有解草酮、解草胺腈、解草腈、萘二甲酐等。研究的国家主要有美国、瑞士、德国、日本、加拿大、俄罗斯、匈牙利等国。我国也非常关注这一课题,但有关安全剂的合成及生物活性研究仍处于起步阶段,而关于植物性安全剂保护作物免遭酰胺类除草剂毒害的作用尚未见报道。从植物中提取分离纯化具有解毒活性的单体物质,并针对具有解毒活性的物质进行化学合成和结构优化,为安全剂的开发提供了一条重要的途径。
呋喃香豆素类化合物在自然界中广泛存在,之前主要在药物应用领域进行了较多的研究。而关于该类化合物在农业方面的应用甚少,目前已知佛手柑内酯对昆虫有较强的拒食活性,其实验结果可见于下列文献:
华燕青,李广泽,陈安良.藁本中杀虫活性成分的分离与鉴定[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2004,32(增刊):54-56,60。
然而,迄今为止,未有关于呋喃香豆素类化合物减轻酰胺类除草剂对作物伤害作用的报道。本发明首次发现了该类化合物可显著减轻酰胺类除草剂对作物的毒害,为除草剂安全剂的开发提供了一些新的有效成分。
发明内容
本发明提供了一类呋喃香豆素类化合物及其组合物。
呋喃香豆素类化合物及其组合物在保护农作物免遭酰胺类除草剂毒害中的用途,该类化合物可用于制备除草剂安全剂。
本发明所提供的呋喃香豆素类化合物的结构由下面通式(I)所示:
更优选地,本发明涉及的呋喃香豆素类化合物的结构如下所示:
上述呋喃香豆素类化合物及其立体异构体存在于植物体内,这类化合物也可以用化学合成的方式获得,其中部分分布在植物界的许多植物中,可以从植物中提取分离制备而得到。
本发明提出的化合物组合物包括组合物A和组合物B。组合物A以呋喃香豆素类化合物为活性成分,与一种或多种加工上可接受的载体组合;组合物B以呋喃香豆素类化合物为活性成分和酰胺类除草剂与一种或多种加工上可接受的载体组合,其中,活性成分的重量含量为1~99%。
本发明的呋喃香豆素类化合物及其组合物A单独施用于施用过酰胺类除草剂的作物或土壤中,或者与酰胺类除草剂单剂(或复配剂)组合后施用于作物或土壤中;或者含有安全剂的除草剂的组合物B直接施用于作物或土壤中。有效的安全使用量为1~3000克/亩。
所述的加工上可接受载体系指满足下述条件的物质:载体与活性成分配制后便于施用于待处理的位点,例如可以是植物、种子、土壤或者细河沙;或者有利于贮存、运输或操作;可以是农药剂型加工领域常规的农药载体,例如乳化剂、分散剂、湿润剂、渗透剂、助溶剂、稳定剂、增效剂、粘结剂及其它农业上可以接受的载体,这些分散剂、湿润剂、粘结剂、表面活性剂和助剂等可一种或多种的混合,各成分比例可任意,占重量为99~1%,所述的上述物质是目前生产上常用的,为本领域的技术人员公知的,其用量也为本领域技术人员的常规选择。
本发明可以减轻或消除除草剂对作物的伤害,扩大除草剂的应用范围,为除草剂提供新的应用前景,延长使用寿命,有利于新品种的开发,同时因减轻或消除了对作物的伤害,而不至于影响作物的产量。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明,但无论怎样都不应该看作是以任何方式对本发明的应用范围进行的限制。
实施例1化合物通式(I)中佛手柑内酯(5-methoxypsoralen)的制备。步骤如下:
1)干燥的羌活根和根茎粉碎成粉,过100目筛;
2)称取100g羌活粉,用95%乙醇作为提取溶剂在90℃水浴中回流提取6~8h,浓缩后得到20g膏状提取物,得率为20%;
3)称取乙醇提取的羌活粗提物20g用硅胶柱色谱进行初步分离,以石油醚-乙酸乙酯(8:2,7:3,6:4,5:5)进行梯度洗脱。经薄层色谱(TLC)合并相同馏分,得到Q1~Q10共10个组分,经室内生测发现组分Q5有解毒活性,将其冷冻干燥,备用;
4)组分Q5经过高速逆流色谱(HSCCC)进一步分离,得到一个单体化合物F,经高效液相色谱(HPLC)检测纯度为99.1%,分离所选溶剂体系为正己烷︰乙酸乙酯︰甲醇︰水(体积比为5:5:4:5),流速为1.8ml/min,转速为850r/min,温度为26℃;
5)经室内生测确定F为活性物质,通过功能基的测定和紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱、质谱等波谱分析技术对F进行了结构鉴定,确定为佛手柑内酯,分子量为216。
实施例2佛手柑内酯减轻酰胺类除草剂乙草胺对水稻毒害作用的室内试验方法供试水稻为金优207,使用之前经过次氯酸钠消毒处理,土壤为没有农药等化学物质污染的灭菌干燥土壤。称取200g土壤放入13cm×8cm×5cm的塑料盒,加100mL自来水混匀,每盒播种20株发芽一致的水稻幼苗,水稻在光照培养箱中培养。
水稻长到一叶一心开始施药处理。将佛手柑内酯和除草剂乙草胺溶解在氯仿中,加水和醋酸配制成混合溶剂,加吐温-80分散。将50mL 0.1mg/L的除草剂分别与50mL佛手柑内酯(一系列浓度为:5mg/L、10mg/L、20mg/L和40mg/L)混合后倒入培养盒中(混合后乙草胺和佛手柑内酯的浓度均稀释一倍);设安全剂对照,除草剂对照,清水对照,每处理设3个重复。施药后,继续在光照培养箱中以同样的条件生长,7天后测量水稻株高和鲜重,结果表明佛手柑内酯能够明显减轻酰胺类除草剂乙草胺对水稻的毒害作用(表1)。
表1佛手柑内酯解除乙草胺对水稻毒害的作用
实施例3佛手柑内酯解除乙草胺对水稻毒害的桶栽试验
乙草胺:900g/L的乙草胺乳油
供试水稻:金优207
在面积为0.05m2的塑胶桶内加入没有施用过除草剂的土壤。水稻种子经催芽后播种于桶内,待秧苗长至一叶期进行药剂处理,处理方法是毒土法撒施,按每亩1g乙草胺的用量施用。药后4天后可观察到药害,1周后药害显著,表现为植株矮化,明显低于未处理同生育期水稻株高。6周后可以明显发现与未处理同生育期水稻相比,分蘖数少。而每亩使用1g乙草胺与佛手柑内酯按0.3g/m2用量混土撒施,药后1周无明显药害症状,6周后的分蘖数与未处理同生育期水稻无明显差别,水稻株高接近未处理同生育期水稻株高,说明佛手柑内酯能有效地缓解乙草胺对水稻毒害。
Claims (4)
1.一种呋喃香豆素类化合物的用途,其特征在于:呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂减轻酰胺类除草剂乙草胺对水稻的毒害作用。
2.根据权利要求1所述的呋喃香豆素类化合物的用途,其特征在于:所述的呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂可组成组合物A和组合物B,组合物A是呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂与一种或多种加工上可接受的载体组合;组合物B以呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂和酰胺类除草剂乙草胺与一种或多种加工上可接受的载体组合,其中,呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂的重量含量为1~99%;所述的载体为农药剂型加工领域常规的农药载体,包含乳化剂、分散剂、湿润剂、渗透剂、助溶剂、稳定剂、增效剂、粘结剂的一种或多种,各成分比例为任意,占重量为99~1%。
3.根据权利要求2所述的呋喃香豆素类化合物的用途,其特征在于:所述的呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂与农药剂型加工上可以接受的载体组合。
4.根据权利要求2所述的呋喃香豆素类化合物的用途,其特征在于:所述的呋喃香豆素类化合物佛手柑内脂组合物A、组合物B直接施用于作物或土壤中,有效的安全使用量为1~3000克/亩。
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