CN111149808B

CN111149808B - 一种呋喃环并吡喃环类化合物在制备杀线虫药物中的应用

Info

Publication number: CN111149808B
Application number: CN202010024435.5A
Authority: CN
Inventors: 徐俊驹
Original assignee: Yunnan Agricultural University
Current assignee: Yunnan Agricultural University
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2040-01-10
Also published as: CN111149808A

Abstract

本发明公开了一种呋喃环并吡喃环类化合物在制备杀线虫药物中的应用，属于农药技术领域。本发明创造性发现一种呋喃环并吡喃环类化合物或其药学上可接受的盐、酯、溶剂合物对线虫有很好的杀线虫活性，可应用于制备杀线虫的药物，用于植物线虫的防治，尤其是对于根结线虫具有很强的杀线虫活性，本发明化合物来源于植物，具有环保、高效、低毒等优点。

Description

一种呋喃环并吡喃环类化合物在制备杀线虫药物中的应用

技术领域

本发明属于农药技术领域，特别涉及一种呋喃环并吡喃环类化合物在制备杀线虫药物中的应用。

背景技术

线虫是世界性的病原生物，每年会给农作物造成上千亿美元的损失。在常见的植物病原线虫中，根结线虫对植物的危害位列首位，被害植株地上部生长矮小、缓慢、叶色异常，结果少，产量低，甚至造成植株提早死亡。线虫寄主范围广泛，对西瓜、黄瓜、甜瓜等各种瓜类危害巨大。瓜类水果由于生长周期较长，日常管理难度更高。而市场上，瓜类水果的价格远远高于蔬菜，一旦被根结线虫侵害，造成的经济损失更为巨大。目前根结线虫病的传统防治主要依赖化学农药，然而杀线剂的种类较少，全世界杀线剂品种(单剂)仅有30余种，且大部分属于高毒农药，如有机磷类以及氨基甲酸酯类等药剂多为高毒物，存在环境污染问题，严重影响人畜以及环境安全。另一方面，由于防治药剂单一，线虫很容易对常用药剂产生抗性。因此，寻求更多新的、对环境友好型的控制根结线虫病的方法是国内外学者的共识，研究、开发新型生物防治药剂是防治根结线虫病的发展趋势，寻找到安全、高效的杀虫化合物具有重要意义。

植物是大自然赋予人类的宝贵财富。在生存进化的过程中，植物能够通过丰富的代谢途径产生次生代谢产物来抵御病原生物的侵袭。与高毒的化学合成类农药相比，这些植物源化合物是病原生物的天然克星。天然产物具有选择性好、低毒、无残留、不易产生抗药性、与环境相容等特点，完全符合现代农业对于绿色农药的要求。因此，从植物中分离并筛选具有杀线虫活性的成分对于开发绿色农药意义重大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种杀线虫的新药物，尤其提供了一种呋喃环并吡喃环类化合物在制备杀线虫药物中的应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供具有如下结构式所示的呋喃环并吡喃环类化合物或其药学上可接受的盐、酯、溶剂合物在制备杀线虫药物中的应用。

上述结构式所示化合物的英文名为：(+)-isoaltholactone，为白色针晶，分子式为C₁₃H₁₂O₄，分子量为232，该化合物是Steven M.Colegate等1990年从哥纳香属植物中分离得到的一种天然产物，已应用于抗肿瘤、抗真菌等药物开发。作为杀线虫药物，其毒性小，在农作物中的残留少，对人、畜的危害性小，安全环保。

优选地，所述线虫为根结线虫；

更优选地，所述根结线虫为南方根结线虫、北方根结线虫、瓜哇根结线虫或花生根结线虫。

本发明意外地发现，所述化合物具有杀线虫活性，利用所述化合物处理南方根结线虫后，于24h、48h和72h时，通过体态观察法和针刺法检查线虫的活动情况，发现所述化合物浓度为12.5μg/mL时，在24h后即表现出中等的杀线活性，校正死亡率为30.9％，并在48h后表现出较强的杀线活性，校正死亡率为60.6％，当浓度为25.0μg/mL时，在24h后表现出较强的杀线活性，校正死亡率为50.0％，且在48h后表现出对线虫强烈的毒杀作用，校正死亡率为79.1％，当浓度为50.0μg/mL时，在24h后即表现出强烈的杀线活性，校正死亡率为81.8％，且在72h后校正死亡率达到了100％。说明该化合物具有很强的杀线虫活性。

本发明中，所述药物还可以包含农业或林业上可接受药用辅料。

优选地，所述药用辅料包括分散剂、润湿剂、增稠剂、稳定剂、防冻剂、消泡剂、稀释剂、乳化剂、或填充剂中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如增溶剂和稀释剂的组合、分散剂和稳定剂的组合等，其他任意的组合方式便不在此一一赘述。

本发明对所述药物的剂型并没有特殊限定，优选包括液体剂、水乳剂、微乳剂、分散剂、悬浮剂、可湿性粉剂和颗粒剂。所述杀线虫药物可以根据实际需要被制备成上述任一种药物剂型，各剂型的药物均可以按照农药制剂领域的常规方法进行制备。

进一步地，在用于防治线虫时，所述化合物的浓度为12.5～50μg/mL，其施用量可根据用药方式、所杀线虫类型和严重程度等变化，优先15～45μg/mL，还优选20～40μg/mL，更优选25～35μg/mL。

本发明对所述药物的应用方法并没有特殊限定，如可进行喷雾、灌根、撒施、沟施、穴施等，也可过施用至作物生长的区域如土壤或种子处理等。

进一步的，所述杀线虫组合物还可与其它常规的农用活性成分复配使用，包括但不限于其它杀线虫剂、杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、肥料等。

本发明所述药物可以施用于任何遭受线虫侵害的作物中，这些作物包括但不限于粮食作物，蔬菜和林木等，具体地，粮食作物如花生、玉米、水稻、大豆，高粱、小麦，蔬菜如黄瓜，番茄，芹菜，菠菜，白菜，甜菜，辣椒等，林木如香蕉树、杨树、松树、柏树、椰树、橡胶树等。还可以是烟草、马铃薯、柑橘等。

对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明创造性地发现所述呋喃环并吡喃环类化合物(+)-isoaltholactone具有很好的杀线虫活性，尤其是对南方根结线虫，效果显著，浓度为50.0μg/mL时，72h后校正死亡率达到了100％。提供了其在制备线虫防治药物方面的应用，用于植物线虫防治，其来源于天然植物，毒性低，安全环保，在农作物中的残留少，对人、畜的危害性小，很好解决了现有的杀线虫剂毒性较大，在作物中的残留较多的问题，提高了农业生产的安全性，具有重要经济和社会意义。

说明书附图

图1化合物(+)-isoaltholactone的化学结构式

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。各实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

除非另有说明，本说明书中使用的全部专业术语和科学用语的含义均与本发明所属技术领域的技术人员一般理解的含义相同。但如有冲突，以包含定义的本说明书为准。

化合物(+)-isoaltholactone为云南农业大学徐俊驹实验室自制样品。

提取南方根结线虫虫卵的番茄由云南农业大学烟草学院提供。

实施例1化合物(+)-isoaltholactone的制备

(1)采集景洪哥纳香的茎，阴干后粉碎；

(2)将称取好的5.5kg样品加入25L渗漏桶中，用甲醇溶液浸泡12h，反复冷浸提取3-5次，所得提取液减压蒸馏，得到浸膏，将浸膏分别溶于蒸馏水中，用乙酸乙酯进行萃取。

(3)对景洪哥纳香茎的乙酸乙酯部分过MCI柱进行脱色处理后进行硅胶柱色谱[石油醚-丙酮(20:1-7:3)]等梯度洗脱，得到4部分(B6.1-6.4)，B6.3经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(15:1-8:2)]分离后，经反相柱层析硅胶[甲醇-蒸馏水(3:7-9:1)]，再经HPLC(甲醇-水7:3)和HPLC(甲醇-水8.5:1.5)纯化，得到化合物(+)-isoaltholactone。

化合物(+)-isoaltholactone的理化常数和波谱数据如下：

(+)-isoaltholactone：白色针晶，EI-MS m/z 232[M]，分子式为：C₁₃H₁₂O₄。¹H-NMR(CDCl₃,600MHz)δ:7.32-7.38(5H,m)6.21(1H,d,J＝10Hz,H-3),6.88(1H,dd,J＝10,4.5Hz,H-4),4.89(1H,t,J＝4.5Hz,H-5),5.06(1H,t,J＝5.0Hz,H-6),4.28(1H,dd,J＝7.0,4.5Hz,H-7),4.79(1H,d,J＝7.0Hz,H-8)；¹³C-NMR(CDCl₃,600MHz)δ:161.11(C-2),123.01(C-3),141.73(C-4),67.74(C-5),83.31(C-6),78.42(C-7),78.51(C-8),138.44(C-1),125.71(C-2,C-6),128.32(C-3,C-5),128.63(C-4)。

实施例2杀线虫活性评价

(1)从成功侵染南方根结线虫的番茄根结挑取新鲜卵囊，进行线虫的鉴定和培养。清洗带大量线虫卵囊的病根，在解剖镜下挑取大小一致的卵囊用1％的次氯酸钠表面消毒2min，用无菌水漂洗4-5次。将收集到的根结线虫卵放入有清水的培养皿中，使水略漫过卵块。培养箱中25℃孵化，每24h收集一次培养皿中的根结线虫，4℃冰箱中保存备用。

(2)取实施例1制备化合物(+)-isoaltholactone样品用纯甲醇溶液溶解，配制1mg/mL浓度的样品溶液，分别取395、390、380μL根结线虫悬浮液分别放入24孔细胞培养板中，使线虫数量均保持在30～50条之间，再加入5、10、20μL样品溶液，使样品终浓度分别为12.5μg/mL、25μg/mL和50μg/mL，置于25℃培养箱中培养，处理后24、48和72小时，通过体态观察法和针刺法检查各处理组的线虫活动情况，每组设一个相同浓度甲醇-蒸馏水溶液做对照，三次重复。

用线虫死亡校正率来表示杀线虫活性，统计和计算方法如下：

杀线活性分为五级：

“－”：表示校正死亡率≤10％，无杀线活性；

“+”：表示校正死亡率为10％～30％，杀线活性弱；

“++”：表示校正死亡率为30％～50％，杀线活性中等；

“+++”：表示校正死亡率为50％～80％，杀线活性较强；

“++++”：表示校正死亡率＞80％，杀线活性强。

表1化合物(+)-isoaltholactone的杀线虫活性

结果显示，化合物(+)-isoaltholactone样品浓度为12.5μg/mL时，在24h后即表现出中等的杀线活性，校正死亡率为30.9％，并在48h后表现出较强的杀线活性，校正死亡率为60.6％，当浓度为25.0μg/mL时，在24h后表现出较强的杀线活性，校正死亡率为50.0％，且在48h后表现出对线虫强烈的毒杀作用，校正死亡率为79.1％，当浓度为50.0μg/mL时，在24h后即表现出强烈的杀线活性，校正死亡率为81.8％，且在72h后校正死亡率达到了100％，说明该化合物具有很强的杀线虫活性。

实施例3 30％悬浮剂制备

实施例1制备化合物样品30％，甲基萘磺酸钠甲醛缩合物10％、木质素磺酸盐4％、黄原胶1％、硅藻土1％、乙二醇5％、水补足至100％，将上述物料混匀后，经高速剪切混合均匀，然后加入卧式磨砂机中研磨，使得制剂粒径在5微米以下，即制得30％悬浮剂。

实施例4 20％微乳制剂制备

实施例1制备化合物样品20％，醛树脂聚氧乙基醚8％、烷基联苯醚二磺酸镁盐6％、N-甲基吡咯烷酮9％、异丙醇20％、去离子水补充至100％。将活性成分溶解于少量溶剂和助溶剂中，再加入乳化剂和水，在搅拌下混合溶解，既得20％微乳。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的呋喃环并吡喃环类化合物在制备杀线虫药物中的应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims

1.如下结构式所示的呋喃环并吡喃环类化合物或其药学上可接受的盐在制备杀线虫药物中的应用

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述线虫为根结线虫。

3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述根结线虫为南方根结线虫、北方根结线虫、瓜哇根结线虫或花生根结线虫。

4.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述药物还包含农业或林业上可接受药用辅料。

5.根据权利要求1至4任一项所述应用，其特征在于所述药物的剂型包括水乳剂、微乳剂、分散剂、悬浮剂、可湿性粉剂和颗粒剂。

6.根据权利要求1至4任一项所述应用，其特征在于，所述化合物的浓度为12.5～50μg/mL。

7.根据权利要求1至4任一项所述应用，其特征在于，所述化合物的浓度为25～40μg/mL。