CN111727970B - 一种含呋喃类化合物的杀虫剂及其应用 - Google Patents

一种含呋喃类化合物的杀虫剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含呋喃类化合物的杀虫剂及其应用，以2‑呋喃甲酸、2‑四氢呋喃甲酸、(R)‑2‑四氢呋喃甲酸、(S)‑2‑四氢呋喃甲酸、3‑呋喃甲酸、3‑四氢呋喃甲酸、(R)‑3‑四氢呋喃甲酸、(S)‑3‑四氢呋喃甲酸中的至少一种为活性成分制备的杀虫剂，及其在毒杀根结线虫上的应用。本发明所述的活性成分来源于微生物和植物，同时也为常见的工业原料，在环境中易于降解，因此与其他杀线剂相比，具高效、低毒及低残留，与环境相容性更好，符合绿色植保和可持续农业生产和发展的需要。

Description

一种含呋喃类化合物的杀虫剂及其应用
技术领域
本发明属于杀虫剂技术领域，具体涉及一种含呋喃类化合物的杀虫剂及其应用。
背景技术
植物根结线虫危害严重，它不仅给人类和动物带来严重的疾病，而且每年给农作物造成相当于1044亿美元的损失。常见的植物病原线虫中，根结线虫属(Meloidogyne)对植物的危害位列首位，其中四种根结线虫(南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、花生根结线虫(Meloidogyne arenaria)、北方根结线虫(Meloidogyne hapla)、爪哇根结线虫(Meloidogyne javanica)较为常见。目前对线虫的防治仍然以化学防治为主，但由于化学杀线虫剂多数是高毒、高残留农药，对人畜和环境造成严重的威胁。有的化学杀线虫剂，如用作土壤熏蒸剂的溴甲烷类等，已经在全球多数国家禁止使用或已经规定了使用的最后期限。随着人们环境意识的增强，化学杀线剂的应用受到限制，因此，对根结线虫的生防研究自然成为重点和焦点问题。
在线虫的生防研究中，目前已有直接利用菌体的第一代商品生防剂问世，并已有相当范围的大田应用。由于这一代产品是活菌体，土壤存在着不同程度的抑菌作用，导致在不同国家不同土壤中试用的不稳定性和不一致性。这是活体生防制剂的共同通病，为克服这一难题，人们更加关注线虫生防第二代产品的开发，即菌株次生代谢产物的研究与开发。
国内外文献检索表明，2-呋喃甲酸又名糠酸(Pyromucic acid)是有机合成的前体，在塑料工业中可用于生产增塑剂、热固性树脂等；在食品工业中可用作防霉剂和防腐剂；3-呋喃甲酸又名3-糠酸(3-Pyromucic acid)，是药物和香料合成的前体，在部分真菌和植物中能检测到3-糠酸；2-四氢呋喃甲酸和3-四氢呋喃甲酸也是有机合成的前体，但目前未见2-呋喃甲酸、2-四氢呋喃甲酸、3-呋喃甲酸和3-四氢呋喃甲酸有关杀线虫活性以及用于制备杀线虫制剂应用的公开文献报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种含呋喃类化合物的杀虫剂及其应用。
本发明是通过如下技术方案来实施的：
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，所述的杀虫剂的活性成分为呋喃类化合物；所述的呋喃类化合物为以下物质中的至少一种：2-呋喃甲酸、2-四氢呋喃甲酸、(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸、3-呋喃甲酸、3-四氢呋喃甲酸、(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸。
杀虫剂的剂型包括水剂、水乳剂、可湿性粉剂、可溶性粉剂、可溶粒剂、水分散粒剂、悬浮剂、片剂和泡腾颗粒剂。
所述的杀虫剂中还包括农药学上可接受的辅料。
一种含呋喃类化合物的杀虫剂在杀灭植物根结线虫中的应用。
所述的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。
所述的植物为瓜果类蔬菜、叶类蔬菜、根类作物、豆类作物、烟草、种植中草药。瓜果类蔬菜包括但不限于番茄、茄子、辣椒、西瓜、黄瓜等；叶类包括但不限于蔬菜，包括芹菜、生菜、菠菜等；根类作物包括但不限于胡萝卜、番薯、马铃薯、花生、生姜等；烟草包括但不限于红花烟草、黄花烟草等；豆类作物主要为但不限于大豆、绿豆等；种植中药材主要为但不限于三七、丹参等。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明杀虫剂的活性成分——2-呋喃甲酸、2-四氢呋喃甲酸及其异构体、3-呋喃甲酸、3-四氢呋喃甲酸及其异构体均来源于微生物和植物中，同时也为常见的工业原料，对根结线虫具有强毒杀作用，同时在环境中易于降解；与其他杀线剂相比，具有高效、低毒及低残留的特点，与环境相容性更好，符合绿色植保和可持续农业生产和发展的需要。
具体实施方式
实施例1
研究2-呋喃甲酸对南方根结线虫的毒杀活性
(1)样品制备
将0.5mg-1.5mg的2-呋喃甲酸溶于甲醇，用无菌蒸馏水稀释浓度，配制成25-400μg/ml五个浓度梯度，甲醇的终浓度不超过5％。
(2)制备试验用线虫
将温室培养的带有南方根结线虫Meloidogyne incognita的番茄根用无菌水洗净，解剖针挑取根结线虫的卵囊置于0.4M的KCl溶液中，在5ml离心管中依次用4ml无菌水(三次)、1ml无菌青-链霉素双抗溶液、3m l0.1％的NaClO溶液洗涤和消毒，每一步骤均通过短暂离心(8000转30秒)除去上清液。洗涤好的虫卵置于0.4M的ZnCl2溶液中孵化48小时后获得二龄幼虫，二龄幼虫用移液器收集于1.5ml离心管，通过短暂离心(5000转30秒)富集备用。
(3)试验方法
将本发明化合物稀释为供试药液，将药液200μl于20孔板中，加入活线虫100-150条，置于25℃下，分别于12小时、24小时、48小时在光学显微镜下检查计算线虫的死亡率。鉴定线虫死亡的方法为：在处理板孔中加入1-5滴5％NaCl溶液，2分钟后观察，死虫僵直，用针刺激无反应，活虫则卷曲或扭动。
以未加样品的测试溶液为对照(含5％甲醇无菌蒸馏水)，整个实验重复三次，取三次平均值，计算出校正死亡率。
死亡率％＝(死亡线虫数/(死亡线虫数+存活线虫数))×100％
校正死亡率％＝样品死亡率–对照死亡率
(4)实验结果
表1 2-呋喃甲酸对南方根结线虫的毒杀结果(％)
Figure GDA0003114329560000041
Figure GDA0003114329560000051
由表1可看出：400μg/ml的2-呋喃甲酸在48小时时对南方根结线虫(Meloidogyne_incognita)的校正死亡率为97.3％。将表1的数据输入SPSS软件进行分析计算，得出：2-呋喃甲酸在48小时对南方根结线虫的半数致死量LD50浓度为63.9μg/ml。结果表明，2-呋喃甲酸对南方根结线具有强的毒杀作用，能作为制备杀线虫药制剂应用。
实施例2
研究2-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸的混合物对北方根结线虫的毒杀活性
本实施例与实施例1使用的实验方法基本一致，只是将供试化合物由2-呋喃甲酸替换为2-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸的混合物；将试验用线虫由来源于番茄根的南方根结线虫替换为来源于黄花烟草的北方根结线虫。所得实验结果如下：
表2 2-四氢呋喃甲酸及其异构体的混合物对北方根结线虫的毒杀结果(％)
Figure GDA0003114329560000052
Figure GDA0003114329560000061
由表2可看出：400μg/ml的2-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸的混合物在48小时时对北方根结线虫(Meloidogyne hapla)的校正死亡率为97.3％。将表2的数据输入SPSS软件进行分析计算，得出：2-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸的混合物在48小时对北方根结线虫的半数致死量LD50浓度为62.5μg/ml。结果表明，2-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸的混合物对北方根结线具有强的毒杀作用，能作为制备杀线虫药制剂应用。
实施例3
研究3-呋喃甲酸对爪哇根结线虫的毒杀活性
(1)样品制备
将3-呋喃甲酸溶于甲醇，用无菌蒸馏水稀释浓度，配制成50-800μg/ml五个浓度梯度，甲醇的终浓度不超过5％。
(2)制备试验用线虫
爪哇根结线虫采集自农户种植的黄瓜，取感染根结线虫的根瘤，用无菌水洗净，解剖针挑取根瘤上的卵囊置于0.4M的KCl溶液中，在5ml离心管中依次用4ml无菌水(三次)、1ml无菌青-链霉素双抗溶液、3ml 0.1％的NaClO溶液洗涤和消毒，每一步骤均通过短暂离心(8000转30秒)除去上清液。洗涤好的虫卵置于0.4M的ZnCl2溶液中孵化96小时后获得二龄幼虫，二龄幼虫用移液器收集于1.5ml离心管，通过短暂离心(5000转30秒)富集备用。
(3)试验方法
将本发明化合物稀释为供试药液，浓度分别为50-800μg/ml五组，将药液200μl于20孔板中，加入活线虫100-150条，置于25℃下，分别于12小时、24小时、48小时在光学显微镜下检查计算线虫的死亡率。鉴定线虫死亡的方法为：同实施例1。
(4)实验结果
表3 3-呋喃甲酸对爪哇根结线虫的毒杀结果(％)
Figure GDA0003114329560000071
由表3可看出：800μg/ml的3-呋喃甲酸在48小时时对爪哇根结线虫二龄幼虫的校正死亡率为97.1％。将表3的数据输入SPSS软件进行分析计算，得出：3-呋喃甲酸在48小时对爪哇根结线虫的半数致死量LD50浓度为124.9μg/ml。结果表明，3-呋喃甲酸对爪哇根结线虫具有强的毒杀作用，能作为制备杀线虫药制剂应用。
实施例4
研究3-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸的混合物对花生根结线虫的毒杀活性。
本实施例与实施例3使用的实验方法基本一致，只是将供试化合物3-呋喃甲酸由替换为3-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸的混合物；将试验用线虫由来源于黄瓜的爪哇根结线虫替换为来源于花生的花生根结线虫。所得实验结果如下：
表4 3-四氢呋喃甲酸及其异构体的混合物对花生根结线虫的毒杀结果(％)
Figure GDA0003114329560000081
由表4可看出：800μg/ml的3-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸的混合物在48小时时对花生根结线虫二龄幼虫的校正死亡率为97.2％。将表4的数据输入SPSS软件进行分析计算，得出：3-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸的混合物在48小时对花生根结线虫的半数致死量LD50浓度为134.4μg/ml。结果表明，3-四氢呋喃甲酸及其异构体(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸的混合物对花生根结线虫具有强的毒杀作用，能作为制备杀线虫药制剂应用。
实施例5
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，是以2-呋喃甲酸为活性成分制备的悬浮剂，制备工艺为：将2-呋喃甲酸与助剂(以嵌段聚醚类分散剂和聚羧酸分散剂以1:5的比例搭配作为分散剂)经过超细研磨、均匀分散于水中制得。配方组成如下：
原材料 用量
2-呋喃甲酸 10％
嵌段聚醚类分散剂 0.2％
聚羧酸分散剂 1g
水 补足至100％
上述悬浮剂亦可加入隔离剂通过再造粒制成水分散粒剂。
实施例6
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，是以3-呋喃甲酸为活性成分制备的水乳剂，制备工艺为：先将3-呋喃甲酸溶于溶剂后，与乳化剂和助表面活性剂混合，使溶解成均匀油相，将水、增稠剂等混合在一起成均一水相，在高速搅拌下将水相加入油相，形成分散良好的水乳剂。配方组成如下：
原材料 比例
3-呋喃甲酸 10％
溶剂乙醇 30％
乳化剂 5％
增稠剂(黄原胶) 0.2％
助表面活性剂(正丁醇) 3％
水 补足至100％
实施例7
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，是以2-四氢呋喃甲酸、(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸为活性成分制备的水剂，制备工艺为：将2-四氢呋喃甲酸、(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸混合物溶于水中，加适量表面活性剂后制得。配方组成如下：
Figure GDA0003114329560000101
实施例8
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，是以3-四氢呋喃甲酸、(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸为活性成分制备的可溶性粉剂，制备工艺为：将3-四氢呋喃甲酸、(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸与填料、助剂(分散剂)经粉碎、均匀混合制成的可溶于水的干燥粉末状制剂。配方组成如下：
Figure GDA0003114329560000111
上述可溶性粉剂亦可加入适量水，搅拌混合均匀，造粒干燥制成可溶粒剂。
实施例9
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，是以2-呋喃甲酸、3-呋喃甲酸为活性成分制备的可湿性粉剂，制备工艺为：将2-呋喃甲酸、3-呋喃甲酸、惰性填料(如硅藻土、膨润土、高岭土等)和一定量的助剂(湿润剂、分散剂等)，按比例经充分混合粉碎后，达到一定粉粒细度的剂型。配方组成如下：
原材料 比例
2-呋喃甲酸、3-呋喃甲酸总量 85％
填料(硅藻土) 7％
润湿剂(脂肪醇聚氧乙烯醚) 3％
分散剂(羧甲基纤维素) 5％
上述可湿性粉剂亦可加入隔离剂通过再造粒制成水分散粒剂。
实施例10
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，以2-呋喃甲酸、3-四氢呋喃甲酸、(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸为活性成分制备的泡腾颗粒剂，制备工艺为：将2-呋喃甲酸、3-四氢呋喃甲酸、(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸与辅料充分混合，通过干法制粒而成。配方组成如下：
Figure GDA0003114329560000121
上述泡腾颗粒剂亦可加入润滑剂、助流剂通过压片制成泡腾片剂。
实施例11
一种含呋喃类化合物的杀虫剂，是以3-呋喃甲酸、2-四氢呋喃甲酸、(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸为活性成分制备的片剂，制备工艺为：将3-呋喃甲酸、2-四氢呋喃甲酸、(R)-2-四氢呋喃甲酸、(S)-2-四氢呋喃甲酸与辅料充分混合，通过干法制粒形成颗粒，再通过加入润滑剂、助流剂压片后制成片剂。配方组成如下：
Figure GDA0003114329560000131

Claims (2)

1.一种含呋喃类化合物的杀虫剂的应用，其特征在于，所述的杀虫剂用于杀灭植物根结线虫；所述的根结线虫为南方根结线虫、瓜哇根结线虫、花生根结线虫或北方根结线虫；所述的杀虫剂的活性成分为呋喃类化合物；所述的呋喃类化合物为以下物质中的至少一种：2-四氢呋喃甲酸、（R）-2-四氢呋喃甲酸、（S）-2-四氢呋喃甲酸、3-四氢呋喃甲酸、(R)-3-四氢呋喃甲酸、(S)-3-四氢呋喃甲酸。
2.根据权利要求1所述的一种含呋喃类化合物的杀虫剂的应用，其特征在于，所述的植物为瓜果类蔬菜、叶类蔬菜、根类蔬菜、豆类作物、烟草和种植中药材。
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