CN106912489B - 阿维菌素类衍生物的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阿维菌素类衍生物，它是从花柳珊瑚(Anthogorgia caerulea)中提取分离得到，命名为5‑O‑二甲基‑25‑二(1‑甲基丙基)‑25‑(1‑甲基丁基)阿维菌素Ala。试验表明，该阿维菌素类衍生物Blc对甘蔗黑穗霉菌MAT‑1及MAT‑2两种配型担孢子增殖的的EC50值远小于阳性对照嘧菌酯悬浮剂，具有良好的抑制甘蔗黑穗霉菌活性。由于化合物Blc为海洋天然活性成分，而且易溶于甲醇和乙醇，具有良好的亲醇性，因此可单独或组合应用于制备防治甘蔗黑穗病的高效生物农药。本发明为阿维菌素类衍生物开发了一种新的用途，为制备新型抑制甘蔗黑穗霉菌的农药提供了新的来源。

Description

阿维菌素类衍生物的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于生物农药领域，尤其涉及一种阿维菌素类衍生物的制备方法及其应用，具体是一种来源于花柳珊瑚的天然阿维菌素类衍生物在抑制甘蔗黑穗霉菌方面的应用。
背景技术
甘蔗黑穗病是由真菌Sporisorium scitamineum引起的，是最棘手的和毁灭性的世界甘蔗病害之一。这种疾病在世界范围内传播，几乎每一个种植甘蔗的国家都有这种真菌病害的报道。感染甘蔗黑穗病的品种在甘蔗产量和糖分含量方面可造成重大的损失。干旱的生态条件较有利于甘蔗黑穗病冬孢子的传播，而中国90％以上的甘蔗种植于旱地或旱坡地。易感病的甘蔗品种占总甘蔗种植面积超过50％以上，造成黑穗病成为甘蔗最普遍的疾病。化学药剂如三唑酮、丙环唑、粉唑醇等化学农药已经被用于防治甘蔗黑穗霉菌，但易残留导致污染土壤。目前，防止农药污染已成为当前世界上很多国家关切的环境问题，保护人类生存环境，研究开发利用易降解的农药已成为必然的趋势。
由于海洋生物长期生活在高盐高压低温和光照的封闭体系中。因此海洋生物中蕴藏着大量化学结构新颖，生物活性极其强烈的代谢产物。许多海洋生物次级代谢产物具有较强的抗植物病原真菌的作用。阿维菌素类化合物是目前已知的有效的杀虫剂和杀螨剂。研究表明，潮湿土壤中有机质含量越高，土壤中的微生物数量越多，阿维菌素降解越快，因此，残留于土壤中的阿维菌素应能很快降解，与常规农药相比可大大减少对土壤环境的影响及对人类健康的危害。
但迄今为止，还未见有从海洋生物的次生代谢产物中获得具有抑制甘蔗黑穗霉菌活性的天然化合物的报道，更是未见将阿维菌素类衍生物用于抑制甘蔗黑穗霉菌中的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阿维菌素类衍生物的制备方法及其应用，该化合物具有良好的抑制甘蔗黑穗霉菌活性，可用防治甘蔗黑穗病的生物农药。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
阿维菌素类衍生物在抑制甘蔗黑穗霉菌方面的应用。
阿维菌素类衍生物在制备防治甘蔗黑穗病的生物农药中的应用。
上述阿维菌素类衍生物具有以下结构式：
Figure BDA0001236787140000021
上述阿维菌素类衍生物为5-O-二甲基-25-二(1-甲基丙基)-25-(1-甲基丁基)阿维菌素A1a。
上述阿维菌素类衍生物的制备方法，从花柳珊瑚中提取分离而得。
上述阿维菌素类衍生物的制备方法，将新鲜的花柳珊瑚(样品)砍碎后在室温下依次用乙醇、二氯甲烷、乙醇浸泡，然后将浸泡液进行真空浓缩得到浓缩浸膏；用等体积的石油醚对该花柳珊瑚浓缩浸膏进行萃取，反复萃取至石油醚相无色为止；弃置石油醚相，将残留相用等体积乙酸乙酯进行反复多次萃取，合并所得的乙酸乙酯相，真空浓缩得乙酸乙酯相萃取物；将乙酸乙酯萃取物进行常压硅胶柱层析，采用CHCl3-Me2CO系统和CHCl3-MeOH系统依次梯度洗脱，收集、合并流份；通过高效液相色谱仪采用甲醇和水混合液进行分离，即得(阿维菌素类衍生物B1c)。
梯度洗脱分别使用体积比1∶0.1、1∶0.2、1∶0.4、1∶0.8的氯仿-丙酮混合液以及体积比1∶0.1，1∶0.2，1∶0.35，0∶1氯仿-甲醇混合液。
甲醇和水混合液体积比为40∶60。
发明人从花柳珊瑚(Anthogorgia caerulea)中提取分离得到一种阿维菌素类衍生物B1c，命名为5-O-二甲基-25-二(1-甲基丙基)-25-(1-甲基丁基)阿维菌素A1a。试验表明，该阿维菌素类衍生物B1c对甘蔗黑穗霉菌MAT-1及MAT-2两种配型担孢子增殖的的EC50值远小于阳性对照嘧菌酯悬浮剂，具有良好的抑制甘蔗黑穗霉菌活性。由于化合物B1c为海洋天然活性成分，而且易溶于甲醇和乙醇，具有良好的亲醇性，因此可单独或组合应用于制备防治甘蔗黑穗病的高效生物农药。本发明为阿维菌素类衍生物开发了一种新的用途，为制备新型抑制甘蔗黑穗霉菌的农药提供了新的来源。
具体实施方式
一、本发明阿维菌素类衍生物B1c的制备
将新鲜的花柳珊瑚(Anthogorgia caerulea)样品砍碎后在室温下依次用乙醇→二氯甲烷→乙醇浸泡，采用真空浓缩(0.09MPa，43℃)得到浓缩浸膏。用等体积的石油醚将该花柳珊瑚浓缩浸膏进行萃取，反复萃取至石油醚相无色为止。弃置石油醚相，将残留相用等体积乙酸乙酯进行反复多次萃取，合并所得的乙酸乙酯相，真空浓缩得乙酸乙酯相萃取物。
将乙酸乙酯萃取物与硅胶粉末混合均匀，待干燥后将其研磨成粉末状，采用湿法装柱装入正相硅胶柱内(硅胶粉末为200-300目，装柱溶剂：CHCl3)，采用CHCl3-Me2CO系统(CHCl3∶Me2CO＝1∶0.1，1∶0.2，1∶0.4，1∶0.8/V∶V)和CHCl3-MeOH系统(CHCl3∶MeOH＝1∶0.1，1∶0.2，1∶0.35，0∶1/V∶V)依次梯度洗脱，每个梯度段的洗脱液体积为4倍有效柱体积，每1000ml收集为1流份，一共收集了114个流份，每个流份真空浓缩(0.09MPa，43℃)后进行薄层色谱检测。根据TLC法检测结果，将成分相近的流份进行合并，初步分为8个组分J1-J8。
取组份J2先用HPLC分析柱确定分离条件，再用HPLC半制备柱进行分离纯化，在梯度MeOH∶H2O＝40∶60/V∶V处，获得该阿维菌素类衍生物B1c(甲醇溶，制备程序出峰时间t＝10.06min)。
二、本发明阿维菌素类衍生物B1c的结构解析
经核磁共振检测分析，确定本发明化合物B1c的化学结构为：
Figure BDA0001236787140000031
B1c属于阿维菌素类衍生物，命名为5-O-二甲基-25-二(1-甲基丙基)-25-(1-甲基丁基)阿维菌素A1a。
其理化性质和波谱数据分别为：[α]20 D＝-35.1°(c＝0.24，甲醇)，黄色粉末，C49H74O14，HR-ESI-MS：m/z：887.5153([M+H]+，C49H75O14 +，calc.887.5157)。1H(CD3OD，600MHz)和13C(CD3OD，150MHz)NMR数据见表1。
表1 阿维菌素B1c的1H(600MHz)and 13C NMR(150MHz)数据
Figure BDA0001236787140000041
三、本发明阿维菌素B1c抑制甘蔗黑穗霉菌担孢子活性测试
YEPSA液体培养基：蔗糖20g/L，蛋白胨20g/L，酵母浸出物10g/L，pH值6.5，常规灭菌。
将不同分量的阿维菌素B1c分别溶于YEPS液体培养基，配成系列浓度的阿维菌素B1c母液备用。将阿维菌素B1c YEPS液体培养基母液分别与等量的甘蔗黑穗霉菌两种配型单倍体菌株MAT-1与MAT-2的担孢子悬浮液各50ml混合均匀，配成阿维菌素B1c含量为1000、500、100、50、10、5、1、0.5、0.1ug/ml的孢子悬浮液，分光光度计测定阿维菌素B1c各处理浓度的起始处600nm的吸光度OD600后，置于28℃、180r/min的摇床中孵育18h，再用分光光度计测定各处理浓度的最终OD600，计算OD600的净增长。利用SPSS19.0软件求出阿维菌素B1c抑制甘蔗黑穗霉菌MAT-1与MAT-2两种配型担孢子增殖的EC50值(半数有效抑制浓度)。
实验结果表明，本发明化合物阿维菌素B1c抑制甘蔗黑穗霉菌MAT-1及MAT-2两种配型担孢子增殖的EC50值分别为0.785μg/mL及2.724μg/mL。阳性对照嘧菌酯悬浮剂抑制甘蔗黑穗霉菌MAT-1及MAT-2两种配型担孢子增殖的EC50值分别为6.231μg/mL及8.574μg/mL。该阿维菌素类衍生物B1c对抑制MAT-1及MAT-2两种配型担孢子增殖的EC50值为嘧菌酯悬浮剂的7.94及3.148倍。这说明该阿维菌素类衍生物B1c可抑制甘蔗黑穗霉菌形成二级菌丝，阻碍菌丝形成黑鞭(冬孢子孢子囊群)，防止甘蔗黑穗霉菌的系统繁殖，从而减少甘蔗黑穗霉菌的发病及传播。本发明化合物阿维菌素B1c不妨碍甘蔗的安全生长，具有良好的抑制甘蔗黑穗霉菌活性，为纯天然活性成分，且有关资料表明阿维菌素在土壤中易分解，因此，阿维菌素B1c可以用于制备新型抗甘蔗黑穗霉菌化学农药。

Claims (2)

1.阿维菌素类衍生物在抑制甘蔗黑穗霉菌方面的应用，其特征在于所述阿维菌素类衍生物的结构式为：
Figure FDA0002233095760000011
2.阿维菌素类衍生物在制备防治甘蔗黑穗病的生物农药中的应用，其特征在于所述阿维菌素类衍生物的结构式为：
Figure FDA0002233095760000012
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