CN108013036B - 一种吡咯-2-羧酸的应用及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种吡咯‑2‑羧酸的应用及制备方法，涉及化合物制备技术领域。其中，吡咯‑2‑羧酸应用于抗植物致病真菌。吡咯‑2‑羧酸具有抗植物病菌的活性，可以将其应用于抗植物病菌，从而抑制农作物或生态环境中的植物病菌，进而解决植物病害对农作物和生态环境的危害。

Description

一种吡咯-2-羧酸的应用及制备方法
技术领域
本发明属于化合物制备技术领域，尤其涉及一种吡咯-2-羧酸的应用及制备 方法。
背景技术
植物治病真菌是指可以寄生在职务上并引起植物病害的真菌，是植物病害 重要的侵染源。通常，一种作物上可以发现几种甚至几十种真菌病害，严重的 迫害了生态环境，对农作物的生产造成了经济损失。
发明内容
本发明提供一种吡咯-2-羧酸的应用及制备方法，旨在解决植物真菌对农作 物引起病害的问题。
本发明提供一种吡咯-2-羧酸的应用，将吡咯-2-羧酸应用于抗植物致病真 菌。
本发明提供一种吡咯-2-羧酸的制备方法，包括：
将黄杆菌(Arenibacter sp.6A1)接种到培养基中，并在温度为26～28℃， 摇床转速为160～200rpm的条件下发酵培养至少96h，得到发酵液；
利用乙酸乙酯对发酵液进行萃取，分离，得到吡咯-2-羧酸。
本发明提供一种吡咯-2-羧酸的应用及制备方法，吡咯-2-羧酸具有抗植物病 菌的活性，可以将其应用于抗植物病菌，从而抑制农作物或生态环境中的植物 病菌，进而解决植物病害对农作物和生态环境的危害。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将对 本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅 仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。
本发明提供一种吡咯-2-羧酸的应用，即将吡咯-2-羧酸应用于抗植物致病真 菌。
该植物致病真菌为苹果腐烂菌或小麦赤霉菌。
本发明提供一种吡咯-2-羧酸的应用及制备方法，吡咯-2-羧酸具有抗植物病 菌的活性，可以将其应用于抗植物病菌，从而抑制农作物或生态环境中的植物 病菌，进而解决植物病害对农作物和生态环境的危害。
本发明还提供一种吡咯-2-羧酸的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤一、将黄杆菌接种到培养基中，并在温度为26～28℃，摇床转速为 160～200rpm的条件下培养发酵至少96h，得到发酵液；
黄杆菌Arenibacter sp.6A1，已于2017年5月15日保藏于中国典型培养物 保藏中心(China Center for Type Culture Collection，简称：CCTCC，地址湖北 省武汉市武昌区八一路珞珈山，保藏编号为M2017262，命名为6A1。
具体地，将接种后的100mL培养基加入到250mL三角瓶中，保持温度为 26～28℃，摇床转速为160～200rpm，发酵至少96h，得到多瓶发酵液。优选地， 发酵时的温度为25℃，摇床转速为180rpm，发酵时间为96h。
具体地，步骤一中，培养基的配方为：蛋白胨5g/L，酵母膏1g/L，磷酸高 铁0.01g/L，海盐20g/L。
步骤二、利用乙酸乙酯对发酵后的培养基进行萃取，分离，得到吡咯-2-羧 酸。
具体地，步骤二中利用等体积的乙酸乙酯对发酵后的培养基进行萃取，将 萃取液在低于50℃的条件下蒸干，得乙酸乙酯层萃取物2.0g。分离的步骤包括：
利用稀盐酸将发酵液的pH值调至3～4，用乙酸乙酯进行萃取，得到萃取物；
其中，乙酸乙酯的体积与发酵液的体积比为1:1。
将萃取物在低于50℃的条件下蒸干，得乙酸乙酯层萃取物；
对乙酸乙酯层萃取物进行层析分离，并对层析分离后的馏份进行反相 HPLC分离纯化，得到吡咯-2-羧酸。
进一步地，将乙酸乙酯层萃取物进行层析分离的方法包括：
将乙酸乙酯层萃取物溶于甲醇中，并利用Sephadex LH20柱进行层析；
用350～450mL洗脱溶剂进行等梯度洗脱，以5～50mL为一个馏份，依次收 集多个馏份，并将最后收集到的馏份作为目标馏份，其中，洗脱剂为甲醇和氯 仿按照1:1混合后的混合液。
在实际应用中，按照乙酸乙酯层萃取物质量的0.5～1.5mL/g量取甲醇来溶 解乙酸乙酯层萃取物。
进一步地，对收集的馏份进行反向HPLC分离纯化的方法为：
将目标馏份浓缩蒸干，溶于甲醇中，进行梯度洗脱；
设检测波长为254nm，于23.05min时收集液相峰，将收集到的馏份进行干 燥，得到吡咯-2-羧酸。
其中，反向HPLC分离纯化时的洗脱条件为：洗脱梯度为MeOH:H2O＝0： 100～100：0，洗脱梯度时间为10～50min，流速为0.5～1.5mL/min。优选地，洗 脱梯度为MeOH:H2O＝5:95～80:20，洗脱梯度时间为30min，流速为1mL/min。 在实际应用中，洗脱剂的洗脱梯度由层析设备自动进行匹配，其中，洗脱梯度 为一个范围。
实施例
1、菌种发酵：
将低温保藏的黄杆菌CCTCCM2017262接种到发酵培养基中培养96小时。 其中，培养基的摇床转速为180rpm，温度为28℃。培养基为2216E培养基(2216E 培养基的配方为：蛋白胨5g/L，酵母膏1g/L，磷酸高铁0.01g/L，海盐20g/L)， 培养基在121℃高压灭菌20分钟。
2、吡咯-2-羧酸的分离：
乙酸乙酯萃取：用1mol/L的盐酸调节发酵后的培养基的PH至3～4，用乙 酸乙酯萃取，萃取液在低于50℃下旋转蒸干，重复三次萃取过程，得到乙酸乙 酯层萃取物2g。
将乙酸乙酯层萃取物溶于2mL甲醇中，进行Sephadex LH20(柱子规格： 直径＝3.5cm，柱长＝100cm)柱层析，利用400mL体积比为1:1的氯仿和甲醇的 混合液作为洗脱溶剂进行等梯度洗脱，每50mL收集为一个馏份，共得8个馏 份，G3-A、G3-B、G3-C、G3-D、G3-E、G3-F、G3-G和G3-H。
将G3-H馏份浓缩蒸干，溶于1mL甲醇中，用甲醇/水混合溶剂进行梯度洗脱 (洗脱梯度：MeOH:H2O＝MeOH:H2O＝5:95～80:20,洗脱梯度时间：30min,流 速1mL/min)，检测波长254nm，于23.05min时收集液相峰，得目标馏份，干燥， 得到吡咯-2-羧酸(9mg)。(采用的HPLC型号为：安捷伦1260；检测器型号：安 捷伦1260DAD；柱子类别与规格为：YMC-C18,4.6×250mm,5μm)。
3、结果测试
1)实施例1制备得到的白色粉末的核磁共振测试
对实施例1得到的化合物进行核磁共振测试，得到以下数据：
白色粉末，LC-MS m/z 112.3[M+H]+，134.4[M+Na]+；1H NMR(600MHz， DMSO-d6)和13C NMR(600MHz，DMSO-d6)。
表1：化合物的NMR数据
(600MHz，DMSO-d6，J in Hz,δin ppm)
Position δ<sub>H</sub>(J in Hz) δ<sub>C</sub>
1 11.69,NH(s)
2 122.9
3 6.71,H(m) 109.3
4 6.12,H(m) 114.6
5 6.95,H(m) 123.4
6 12.15,COOH(s) 161.9
由上述数据分析并与文献比对可知，化合物的结构为：
Figure BDA0001503896350000051
可以确定该化合物为吡咯-2-羧酸。
该文献的具体信息为：Huabao Chen,Chunping Yang,Tao Ke,et. Antimicrobialactivity of secondary metabolites from Streptomyces sp.K15,an endophyte inHouttuynia cordata Thunb[J].Natural Product Research,2015,29(23), 2223-2225.
2)吡咯-2-羧酸抗植物致病真菌测试
用DMSO将吡咯-2-羧酸溶解成50mg/mL。
将11株植物致病真菌在PDA平板(BD Difco，USA)复苏(温度：28℃， 时间3天)，戳取菌圈外周直径约8mm大小的菌块到装有1mL PDB培养基 (BD Difco，USA)的24孔板中进行培养。
分别向孔中加入2ul配制的浓度为50mg/mL的样品(终浓度100μg/mL)，对 照组加入2μl DMSO，每个实验组和对照组分别设置3个重复实验，将24孔板放 至28℃培养，3天后，观察吡咯-2-羧酸对11株致病真菌的抗菌效果。如下表所 示，表2示出了浓度为100μg/mL的吡咯-2-羧酸对11种植物致病真菌的抑制作 用，其中，吡咯-2-羧酸对苹果腐烂菌和小麦赤霉菌有抑制作用。
表2.吡咯-2-羧酸对植物致病真菌的抑制作用
Figure BDA0001503896350000052
Figure BDA0001503896350000061
+表示有抑菌效果，—表示无抑菌效果
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种吡咯-2-羧酸的制备方法，其特征在于，所述吡咯-2-羧酸的制备方法包括：
将黄杆菌(Arenibacter sp.6A1)接种到培养基中，并在温度为26～28℃，摇床转速为160～200rpm的条件下发酵培养至少96h，得到发酵液；
利用乙酸乙酯对发酵液进行萃取，分离，得到吡咯-2-羧酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养基的配方为：蛋白胨5g/L，酵母膏1g/L，磷酸高铁0.01g/L和海盐20g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，萃取的方法包括：
利用稀盐酸将发酵液的pH值调至3～4，用乙酸乙酯进行萃取，得萃取物，其中，乙酸乙酯的体积与发酵液的体积比为1:1；
将萃取物在低于50℃的条件下蒸干，得乙酸乙酯层萃取物；
对乙酸乙酯层萃取物进行层析分离，并对层析分离后的馏份进行反相HPLC分离纯化，得到吡咯-2-羧酸。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对乙酸乙酯层萃取物进行层析分离的方法包括：
将乙酸乙酯层萃取物溶于甲醇中，并利用Sephadex LH20柱进行层析；
用350～450mL洗脱溶剂进行等梯度洗脱，以5～50mL为一个馏份，依次收集多个馏份，并将最后收集到的馏份作为目标馏份，其中，洗脱剂为甲醇和水按照1:1混合后的混合液。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对收集的馏份进行反向HPLC分离纯化的方法为：
将目标馏份浓缩蒸干，溶于甲醇中，并进行梯度洗脱；
设检测波长为254nm，于23.05min时收集液相峰，将收集的馏份进行干燥，得到吡咯-2-羧酸。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，反向HPLC分离纯化时的洗脱条件为：洗脱梯度为MeOH:H2O＝0:100～80:20，洗脱梯度时间为25～35min，流速为0.5～1.5mL/min。
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Assignor: SHENZHEN University

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Granted publication date: 20200818

License type: Common License

Record date: 20231123

Application publication date: 20180511

Assignee: Huada import and export trade (Hainan) Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048264

Denomination of invention: Application and preparation method of a pyrrole-2-carboxylic acid

Granted publication date: 20200818

License type: Common License

Record date: 20231123

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20180511

Assignee: Guangdong Whale Biotechnology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048812

Denomination of invention: Application and preparation method of a pyrrole-2-carboxylic acid

Granted publication date: 20200818

License type: Common License

Record date: 20231129

Application publication date: 20180511

Assignee: Guangdong Bonn Life Sciences Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048412

Denomination of invention: Application and preparation method of a pyrrole-2-carboxylic acid

Granted publication date: 20200818

License type: Common License

Record date: 20231127