CN110590593B - 一种酚酸酰胺衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微生物农药技术领域，具体的说是一种从菌株Penicilliumsp.TR85（保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期：2019年8月2日，保藏号：CGMCC No.18116）液体发酵产物中得到酚酸酰胺衍生物及其分离纯化方法和在除草活性方面的应用。酚酸酰胺衍生物为式（一）所示化合物，在20μg/mL浓度时，式（一）所示化合物对马唐[Digitariasanguinalis]胚芽鞘的生长抑制率为68.96%，优于商品化除草剂乙草胺；对马唐胚根的生长抑制率为64.74%，与乙草胺接近。因此，式（一）所示酚酸酰胺衍生物可作为具有除草活性的先导化合物，进而开发微生物源除草剂，

Description

一种酚酸酰胺衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及微生物农药技术领域，具体的说是一种从菌株Penicilliumsp. TR85液体发酵产物中得到酚酸酰胺衍生物及其分离纯化方法和在除草活性方面的应用。
背景技术
马唐[Digitaria sanguinalis]是农田最主要的恶性杂草之一，由于马唐的幼苗与稻苗相似，因此严重危害我国的水稻生产。目前对马唐的防除主要采用化学除草技术，其缺点是易污染环境，且导致抗性杂草的产生。以杂草生物防除技术取代化学除草技术能够缓解因化学除草剂的使用所带来的一系列问题，因此，从植物或微生物中寻找具有除草活性的先导化合物，并进一步开发生物源除草剂已经成为除草剂开发的重要方向。
根据文献调研，本发明涉及的酚酸酰胺衍生物为新化合物，且尚无除草活性相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种酚酸酰胺衍生物及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种酚酸酰胺衍生物，其特征在于：酚酸酰胺衍生物为式（一）所示化合物，分子式为C15H13NO4。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
一种酚酸酰胺衍生物制备方法：
1）将菌株Penicilliumsp. TR85（保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2019年8月2日，保藏号：CGMCC No. 18116）于液体培养基中静置发酵，发酵产物经乙酸乙酯反复浸泡提取，合并提取液进行浓缩，获得发酵粗提物；
2）将上述发酵粗提物进行硅胶柱层析，以梯度为40:1至1:1（v/v，下同）的石油醚-乙酸乙酯作为溶剂进行梯度洗脱；
3）将上述步骤2）中石油醚-乙酸乙酯=1:1洗脱组分，进行反相硅胶柱层析，以梯度为2:8至1:0的甲醇-水作为溶剂进行梯度洗脱；
4）将上述步骤3）中甲醇-水=5:5洗脱组分，进行半制备高效液相色谱法纯化，流动相为45%乙腈-水，检测波长为230 nm，流速为3 mL/min，收集保留时间t R值为13.8 min的组分，即得式（一）所示酚酸酰胺衍生物。
一种酚酸酰胺衍生物应用，所述式（一）所示酚酸酰胺衍生物可用于具有除草活性的先导化合物制备。
所述杂草为马唐[Digitaria sanguinalis]。
本发明所具有的优点：
1）本发明所涉及的式（一）所示酚酸酰胺衍生物为新化合物，在20 μg/mL浓度时，式（一）所示化合物对马唐[Digitaria sanguinalis]胚芽鞘的生长抑制率为68.96%，优于商品化除草剂乙草胺；对马唐胚根的生长抑制率为64.74%，与乙草胺接近。
2）本发明所涉及的式（一）所示酚酸酰胺衍生物由菌株Penicilliumsp. TR85产生，便于进行规模发酵生产；其次，式（一）所示酚酸酰胺衍生物为天然产物，相比较化学合成农药，具有环境兼容性好、不易产生抗药性等优点。
3）本发明所涉及的式（一）所示酚酸酰胺衍生物结构便于改造，能够作为具有除草活性的先导化合物，进而开发微生物源除草剂。
附图说明
图1为式（一）所示酚酸酰胺衍生物的1H NMR谱图。
图2为式（一）所示酚酸酰胺衍生物的13C NMR谱图。
图3为式（一）所示酚酸酰胺衍生物对马唐种子萌发的抑制作用。
具体实施方式
为阐明对本发明特征的理解，下面结合一些非限定性的实施实例对本发明做进一步阐述。
本发明从菌株Penicilliumsp. TR85（保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2019年8月2日，保藏号：CGMCC No. 18116）中分离得到如下的实施例中所指的化合物，一种酚酸酰胺衍生物的结构如式（一）所示（结构中的阿拉伯数字为碳原子的标位）：
Figure 694302DEST_PATH_IMAGE002
实施例1：式（一）所示酚酸酰胺衍生物的制备方法。
1) 菌株发酵培养
切取生长于PDA平板表面的菌株Penicilliumsp. TR85（大小2×2 cm），接种至已灭菌的、盛有液体培养基的锥形瓶中，室温静置培养30天。发酵产物经乙酸乙酯反复浸泡提取，合并提取液进行浓缩，获得发酵粗提物。
所述液体培养基为葡萄糖 40 g，蛋白胨 10 g，酵母粉 5 g，麦芽膏 5 g，天然海水1000 mL。
2) 化合物的制备
将上述发酵粗提物进行减压硅胶柱层析（内径65 mm，长度300 mm，具砂板及抽咀的玻璃层析柱），按照洗脱液极性递增顺序，以梯度为40:1至1:1（v/v，下同）的石油醚-乙酸乙酯作为溶剂进行梯度洗脱；收集石油醚-乙酸乙酯=1:1洗脱组分，进行反相硅胶柱层析（内径30 mm，长度600 mm，具标准四氟节门的玻璃层析柱），以梯度为2:8至1:0的甲醇-水作为溶剂进行梯度洗脱；
收集甲醇-水=5:5反相硅胶洗脱组分，进行半制备高效液相色谱法纯化，流动相为45%乙腈-水，检测波长为230 nm，流速为3 mL/min，收集保留时间t R值为13.8 min的组分，即得式（一）所示酚酸酰胺衍生物。
3) 化合物的结构鉴定
式（一）所示酚酸酰胺衍生物，白色粉末，HR-ESI-MS m/z 272.0917 [M + H]+，提示分子式为C15H13NO4，其1H-（附图1）和13C-NMR（附图2）数据见表1。
Figure 508674DEST_PATH_IMAGE004
实施例2：除草活性试验。
罗小勇等所建立的琼脂混粉法[青岛农业大学学报, 2007, 24: 267-270]用于快速测定化合物的除草活性，具有灵敏度高、操作简便、重复性好、便于大通量筛选等优点，且易于观察指示植物的生长状况。罗小勇等利用该方法对40种园林植物叶片进行了快速除草活性测定。张丽娟[植物保护, 2016, 42: 63-66]和苏范胜[应用化学, 2014, 31: 290-295]以稗草为供试杂草，采用琼脂混粉法快速测定了玉米秸秆和咪唑类化合物的除草活性。张蕴[微生物学报, 2015, 55: 292-298]和Li Shuai[Journal of Agricultural andFood Chemistry，2014, 62: 8997-9001]以反枝苋为供试杂草，研究了微生物次生代谢产物对反枝苋根生长的抑制作用。
1）杂草种子的萌发
杂草种子先用0.2%次氯酸钠消毒处理15分钟，然后用无菌蒸馏水反复清洗，浸泡4-6小时，在黑暗条件下用无菌湿滤纸在医用托盘中发芽12小时。
2）样品溶液的制备
待测化合物以二甲亚砜（DMSO）溶解，配制为4 mg/mL溶液，以50％ DMSO水溶液稀释成不同浓度，备用。
3) 试验方法
1 mL的样品溶液和99 mL无菌琼脂水溶液混合均匀，分别倒入3个25 mL的小烧杯内冷凝。用尖嘴镊子在已冷凝的琼脂表面插5个小口，分别夹取胚根长达4～5 mm的已发芽供试杂草幼苗，将胚根垂直轻轻插入小口中。每烧杯5粒，重复3次。而后将所有烧杯用锡纸封口并置于已消毒的小纸箱内，放人人工气候箱遮光培养2 d。人工气候箱的设置条件为14h光照（25℃）和10 h黑暗（20℃）的自动循环，箱内的相对湿度为60％。2 d后调查胚根和胚轴的长度，计算杂草生长抑制率。
计算公式为[中国农学通报, 2013, 29: 177-182]：
生长量 = 处理后的胚根(胚轴)长度−处理前的胚根(胚轴)长度；
抑制率(％) = [(对照平均生长量−处理平均生长量)／对照平均生长量]×100％。
试验结果见表2及附图3，结果表明，在20 μg/mL浓度时，式（一）所示化合物对马唐[D. sanguinalis]胚芽鞘的生长抑制率为68.96%，优于商品化除草剂乙草胺；对马唐胚根的生长抑制率为64.74%，与乙草胺接近。因此，式（一）所示酚酸酰胺衍生物可作为具有除草活性的先导化合物，进而开发微生物源除草剂。
Figure DEST_PATH_IMAGE006
序列表
<110> 青岛农业大学
<120> 一种酚酸酰胺衍生物及其制备方法和应用
<130> 6
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 561
<212> DNA
<213> Penicillium sp
<400> 1
tccgtaggtg aaccttgcgg ttggggtcca acctcccacc cgtgtttatt ttaccttgtt 60
gcttcggcgg gcccgccttt actggccgcc ggggggctca cgcccccggg cccgcgcccg 120
ccgaagacac cctcgaactc tgtctgaaga ttgaagtctg agtgaaaata taaattattt 180
aaaactttca acaacggatc tcttggttcc ggcatcgatg aagaacgcag cgaaatgcga 240
tacgtaatgt gaattgcaaa ttcagtgaat catcgagtct ttgaacgcac attgcgcccc 300
ctggtattcc ggggggcatg cctgtccgag cgtcattgct gccctcaagc ccggcttgtg 360
tgttgggccc cgtcctccga ttccggggga cgggcccgaa aggcagcggc ggcaccgcgt 420
ccggtcctcg agcgtatggg gctttgtcac ccgctctgta ggcccggccg gcgcttgccg 480
atcaacccaa atttttatcc aggttgacct cggatcaggt agggataccc gctgaactta 540
agcatatcaa taagcggagg a 561

Claims (4)

1.一种酚酸酰胺衍生物，其特征在于：酚酸酰胺衍生物为式(一)所示化合物，分子式为C15H13NO4，
Figure FDA0003840104980000011
2.一种权利要求1所述的酚酸酰胺衍生物制备方法，其特征在于：
1)菌株Penicillium sp.TR85，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期：2019年8月2日，保藏号：CGMCC No.18116，将所述菌株于液体培养基中静置发酵30天，发酵产物经乙酸乙酯反复浸泡提取，合并提取液进行浓缩，获得发酵粗提物，所述液体培养基由葡萄糖40g，蛋白胨10g，酵母粉5g，麦芽膏5g，天然海水1000mL组成；
2)将上述发酵粗提物进行硅胶柱层析，以梯度为40:1至1:1(v/v，下同)的石油醚：乙酸乙酯作为溶剂进行梯度洗脱；
3)将上述步骤2)中石油醚：乙酸乙酯＝1:1洗脱组分，进行反相硅胶柱层析，以梯度为2:8至1:0的甲醇：水作为溶剂进行梯度洗脱；
4)将上述步骤3)中甲醇：水＝5:5洗脱组分，进行半制备高效液相色谱法纯化，流动相为45％乙腈-水，检测波长为230nm，流速为3mL/min，收集保留时间tR值为13.8min的组分，即得式(一)所示酚酸酰胺衍生物。
3.一种权利要求1所述的酚酸酰胺衍生物应用，其特征在于：所述式(一)所示酚酸酰胺衍生物用于具有除草活性的先导化合物制备。
4.按权利要求3所述的酚酸酰胺衍生物应用，其特征在于：杂草为马唐（ Digitariasanguinalis） 。
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