CN106665578B - 苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂的应用，其中将式(I)或式(Ⅱ)的苦葛皂苷类化合物化合物用于灭杀菜青虫、茶蚜、小菜蛾、粘虫或茶尺蠖。特别是将所述化合物配制成微乳剂。本发明的化合物来自于天然植物，对环境影响小，毒性低，同时对多种害虫具有明显的毒杀活性，农业应用中开发潜力巨大。
Description
技术领域
本发明属于农药领域，具体涉及苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂的应用。
技术背景
利用植物代谢产物进行农业有害昆虫防治一直是农药研究的热点方向。目前，已证实具有杀虫活性的植物有一千多种，其活性成分主要为萜烯类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类等。其中，已进行产业化生产的植物源杀虫剂约20余种，主要包括印楝素、苦皮藤素、苦参碱、茶皂素、狼毒素及蛇床子素等。
已有研究发现，皂苷类化合物广泛存在于多数植物中，并在抗肿瘤、抗菌、防治心血管疾病、降血糖及免疫调节等方面起到重要的作用。在皂苷类化合物用于杀虫活性研究方面，研究表明具有杀虫活性的皂苷类物质相对较少，且不同植物提取的皂苷对有害昆虫的活性有较大的差异。目前已报道茶皂素、川楝皂苷、香椿皂苷、无患子皂苷等多种有害昆虫具有一定的毒杀和拒食作用。
苦葛属豆科葛属，别名峨眉葛藤，广泛分布于我国西藏、云南、四川、广西等地，资源极为丰富。其研究多集中于医用活性，具有清热、透疹、生津止渴等作用。在苦葛的农用活性研究方面，也有一些关于其杀虫方面的报道。李彪等研究发现，苦葛正丁醇提取物对玉米螟和菜粉蝶具有一定的拒食和毒杀作用，其致死中浓度分别为32.36和38.90mg·ml-1(李彪,叶敏,熊智,等.苦葛不同溶剂提取物对玉米螟和菜粉蝶幼虫的生物活性[J].江苏农业科学,2012,40(4):123-126.)；施蕊等发现，苦葛正丁醇提取物对玉米缢管蚜72h的致死中浓度为14.55mg·L-1(施蕊,李彪,华燕,等.苦葛藤提取物对玉米蚜虫的杀虫活性初报[J].农药,2011,50(11):851-852,854.)。综上所述，苦葛植物体内含有丰富的活性物质，对多种生物具有不同程度的生物活性。但总体而言，主要集中于初步的活性筛选方面，尚未开展其活性成分研究。
对于苦葛的化学成分研究也有较多的报道。目前已从苦葛中分离鉴定出上百种化合物，包括齐墩果型三萜皂苷类化合物、异黄酮类化合物、脂肪酸酯类及生物碱类物质，但这些具体化合物的杀虫活性尚不明确。
Pedunsaponin A(化学名称为3-ο-[β-D-吡喃葡萄糖基(1→3)-ο-β-D-吡喃葡萄糖醛酸基]-15α-羟基齐墩果-12烯-16-酮)和Pedunsaponin C(化学名称为3-ο-β-D-吡喃葡萄糖(1→3)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸-3β,15α-羟基齐墩果-12烯-16-酮)为2种具体的苦葛皂苷，为已知化合物。目前，关于这2个化合物的报道仅限于其结构的分离与鉴定，尚未对其杀虫活性进行任何报道。如李娜从苦葛中分离鉴定出Pedunsaponin C；曾明从苦葛根中分离鉴定出Pedunsaponin A(Li N.,Min Z.D.,Wu H.M.New oleanene-type triterpenesaponinsfrom PuerariaPeduncularis.[J]Journal of Asian Natural Products Research,2002,4(4):253-257；曾明,易杨华,郑水庆,等.苦葛根中的新三萜成分[J].药学学报,2000,33(6):438-441)。
因此，在现有技术中，仅有涉及苦葛粗体物用于杀虫的零星报道，没有进一步的关于这2种具体的苦葛皂苷化合物用于杀虫的报道。
所述Pedunsaponin A(式(I))结构式如下：
所述PedunsaponinC(式(Ⅱ))结构式如下：
发明内容
本发明的目的是提供苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂的应用，其特征在于，所述苦葛皂苷类化合物的化学结构式如下所示：
所述式(I)或式(Ⅱ)化合物用于灭杀菜青虫、茶蚜、小菜蛾、粘虫或茶尺蠖。
进一步地，上述苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂时，所述式(I)或式(Ⅱ)的苦葛皂苷占杀虫剂的0.1-40重量％，其余为农业上适宜的助剂。
优选地，所述杀虫剂配制成微乳剂。
优选地，所述微乳剂中，式(I)或式(Ⅱ)化合物10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、异丙醇10重量％、水补足100％。
微乳剂是一种水基化的新型环保剂型，药粒微细，易于渗透昆虫体壁，从而对有害昆虫起到更好的毒杀作用。
与现有技术相比，本发明具有下述优点：
本发明的化合物来自于天然植物，对环境影响小，毒性低。
杀虫谱广，对菜青虫、茶蚜、小菜蛾、粘虫和茶尺蠖等多种害虫具有明显的毒杀活性，农业应用中开发潜力巨大。
具体实施方式
通过下述实施例有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。
实施例一
本发明Pedunsaponin A(即上述式(I)化合物)和PedunsaponinC(即上述式II化合物)对几种有害昆虫的毒力测定
1.供试靶标
将菜青虫、茶蚜、小菜蛾、粘虫、茶尺蠖和大猿叶虫6种害虫，在室内饲养2代后备用，由四川农业大学无公害农药研究实验室提供。
2.试验药剂
Pedunsaponin A和PedunsaponinC：从苦葛根粗提物中通过中压C18柱柱层析分离纯化得到。由四川农业大学无公害农药研究实验室提供。
10％的印楝素原药，由四川农业大学无公害农药研究实验室提供。
3.试验方法
采用浸虫法，将Pedunsaponin A、PedunsaponinC和印楝素各设5个处理浓度(用二甲基亚砜溶剂稀释)。取有害鳞翅目昆虫3龄幼虫、大猿叶虫及带蚜虫叶片在各浓度药液中浸渍10s，取出，用吸水纸吸干多余药液，置于放有新鲜食物的干净容器中。二甲基亚砜作对照。每个浓度处理20头，重复4次。然后将处理过的试虫放入人工智能气候箱培养(28℃±1℃、RH＝80％)中饲养。72h后(蚜虫24h)检死、活虫数，以不能正常爬行为死亡。计算虫口死亡率，校正死亡率，并按机率分析法求出两单剂的毒力回归曲线与LC50值。
4.试验结果
以3龄鳞翅目幼虫菜青虫、粘虫、小菜蛾、茶尺蠖、大猿叶虫和无翅茶蚜为生测对象，72h(蚜虫24h)2种苦葛皂苷Pedunsaponin A、PedunsaponinC的杀虫毒力结果见表1。
由表1可知，苦葛皂苷Pedunsaponin A、PedunsaponinC对供试的5种农业昆虫均具有明显的毒杀作用。在处理72h后，Pedunsaponin A、PedunsaponinC对菜青虫的毒力分别为277.4485μg/mL、284.3472μg/mL，对照药剂印楝素的毒力为457.3966μg/mL；对小菜蛾的毒力分别为293.44270μg/mL、346.2914μg/mL，对照药剂印楝素的毒力为364.4645μg/mL；对粘虫的毒力分别为400.6667μg/mL、510.7906μg/mL，对照药剂印楝素的毒力为436.5208μg/mL；对茶尺蠖的毒力分别为253.0596μg/mL、273.1061μg/mL，对照药剂印楝素的毒力为302.9820μg/mL；对大猿叶虫的毒力分别为1655.6802μg/mL、1749.9931μg/mL，对照药剂印楝素的毒力为364.0274μg/mL；处理24h后，Pedunsaponin A、PedunsaponinC对茶蚜的毒力分别为14.1480μg/mL、13.8938μg/mL，对照药剂印楝素的毒力为22.6822μg/mL。
通过以上数据可以看出，苦葛皂苷Pedunsaponin A、PedunsaponinC二者对菜青虫、粘虫、小菜蛾、茶尺蠖、茶蚜等农业昆虫均表现强的毒杀活性，其毒力值优于或相当于对照药剂印楝素。但对大猿叶虫毒力较差，远低于对照药剂印楝素的活性。
表12种苦葛皂苷对几种害虫的毒杀作用
实施例二：10％Pedunsaponin A(即上述式(I)化合物)微乳剂和10％PedunsaponinC(即上述式II化合物)微乳剂田间杀虫试验
1.供试药剂
10％Pedunsaponin A微乳剂和10％PedunsaponinC微乳剂。由四川农业大学无公害农药研究实验室制备、提供。
0.3％印楝素乳油。市购。
所述10％Pedunsaponin A微乳剂1组分如下：Pedunsaponin A 10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、异丙醇10重量％、水补足100％。
所述10％PedunsaponinC微乳剂1组分如下：Pedunsaponin C 10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、异丙醇10重量％、水补足100％。
所述10％Pedunsaponin A微乳剂2组分如下：Pedunsaponin A 10重量％、甲醇30重量％、山梨醇聚氧乙烯醚10重量％、异丙醇10重量％、水补足100％。
所述10％PedunsaponinC微乳剂2组分如下：Pedunsaponin C 10重量％、甲醇30重量％、山梨醇聚氧乙烯醚10重量％、异丙醇10重量％、水补足100％。
2.供试作物
甘蓝，品种为北农早生。
茶树，品种为乌蒙早。
3.防治对象
甘蓝：菜青虫(Pierisrapae)、小菜蛾(Plutellaxylostella)、大猿叶虫(Colaphellus bowringi Baly)；茶树：茶尺蠖(Ectropis oblique hypulina)、茶蚜(Toxopteraaurantii)。
4.试验方法
菜青虫、小菜蛾和大猿叶虫试验在成都市双流区开展；茶尺蠖和茶蚜试验在雅安市名山县开展。试验地土壤类型为粘土，土壤肥力中等，小区栽培条件一致。小区面积20m2，中间设置隔离行。在菜青虫、小菜蛾、大猿叶虫和茶尺蠖防治试验中，用10％PedunsaponinA微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1按有效成分10g/hm2、30g/hm2、50g/hm2的使用剂量喷雾，10％Pedunsaponin A微乳剂2和10％PedunsaponinC微乳剂2按有效成分50g/hm2的使用剂量喷雾，药剂对照为0.3％印楝素乳油有效成分10g/hm2；在茶蚜防治试验中，用10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1按有效成分2g/hm2、4g/hm2、6g/hm2的使用剂量喷雾，10％Pedunsaponin A微乳剂2和10％PedunsaponinC微乳剂2按有效成分6g/hm2的使用剂量喷雾，药剂对照为0.3％印楝素乳油有效成分2g/hm2；以喷施清水为空白对照；每处理4次重复，随机区组进行小区排列。施药后1d、3d、7d和14d调查各小区内的虫数，根据清水对照区与处理区的虫数计算防治效果，并进行差异显著性分析。
5.试验结果与分析
测定了10％Pedunsaponin A微乳剂和10％PedunsaponinC微乳剂对菜青虫、小菜蛾、茶尺蠖、大猿叶虫和茶蚜的田间防治效果，见表2、表3、表4、表5和表6。
由表2、表3和表4中可以看出，10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1不同浓度下对菜青虫、小菜蛾、茶尺蠖均具有较好的速效性，其3d后的防治效果与对照0.3％印楝素乳油相比，防治效果明显高于对照，均差异显著；但从防治效果的持效性(7d和14d)分析，10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1在低浓度(10g/hm2)下，其防治效果低于对照药剂；但在中高浓度(30g/hm2和50g/hm2)下，其防治效果普遍高于对照药剂或和对照药剂防治效果相当。同时，在同等剂量下，10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1的防治效果显著高于10％Pedunsaponin A微乳剂2和10％PedunsaponinC微乳剂2的防治效果。说明10％Pedunsaponin A微乳剂和10％PedunsaponinC微乳剂对这3种害虫表现出极强的毒杀作用，但在微乳剂加工中，乳化剂会显著影响其防效。
由表5可以看出，10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1不同浓度及10％Pedunsaponin A微乳剂2和10％PedunsaponinC微乳剂2均未对大猿叶虫表现出明显的防治效果，与对照药剂0.3％印楝素乳油防治效果相比，差异显著。
由表6可以看出，10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1不同浓度及对照药剂0.3％印楝素乳油在施药3d后均对茶蚜表现出明显的防治效果，差异显著性分析表明，不同浓度药剂处理与对照药剂防治效果普遍表现为差异不显著。说明10％Pedunsaponin A微乳剂1和10％PedunsaponinC微乳剂1对茶蚜防治效果优越。
表2 10％Pedunsaponin A微乳剂和10％Pedunsaponin C微乳剂田间防治甘蓝菜青虫效果
注：表中数据为3次重复的平均值，同列数据后不同小写字母表示邓肯氏多重比较法检验在0.05水平差异极显著，下同。
表3 10％Pedunsaponin A微乳剂和10％Pedunsaponin C微乳剂田间防治甘蓝小菜蛾效果
表4 10％Pedunsaponin A微乳剂和10％Pedunsaponin C微乳剂田间防治茶尺蠖效果
表5 10％Pedunsaponin A微乳剂和10％Pedunsaponin C微乳剂田间防治大猿叶虫效果
表6 10％Pedunsaponin A微乳剂和10％Pedunsaponin C微乳剂田间防治茶蚜效果
本发明的苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂的应用已经通过具体的实例进行了描述，本领域技术人员可借鉴本发明内容，适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围。
Claims (4)
1.苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂的应用，其特征在于，所述苦葛皂苷类化合物的化学结构式如下所示：
所述式(I)或式(Ⅱ)化合物用于灭杀菜青虫、茶蚜、小菜蛾、粘虫或茶尺蠖。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述苦葛皂苷类化合物制备成杀虫剂时，所述式(I)或式(Ⅱ)的苦葛皂苷占杀虫剂的0.1-40重量％，其余为农业上适宜的助剂。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述杀虫剂配制成微乳剂。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述微乳剂中，式(I)或式(Ⅱ)化合物10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、异丙醇10重量％、水补足100％。
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