CN105076234B

CN105076234B - 一种防治玉米象的植物源杀虫剂其制备工艺

Info

Publication number: CN105076234B
Application number: CN201510511002.1A
Authority: CN
Inventors: 刘权; 彭爱风; 李晓蓓
Original assignee: Lanzhou University
Current assignee: Lanzhou University
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: CN105076234A

Abstract

本发明公开了一种防治玉米象的植物源杀虫剂，其主要成分为红三叶提取物。本发明提供的红三叶植物源农药，不仅对储粮害虫有明显的触杀作用，有益于人类健康，且对环境友好，不易产生抗药性。此外，该植物资源丰富，制备工艺简单，在保护粮食安全方面具有很好的开发应用前景。

Description

一种防治玉米象的植物源杀虫剂其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种防治玉米象的植物源杀虫剂其制备工艺，属于生物农药技术领域。

背景技术

粮食是重要的战略物资，对经济发展、国家安全和社会稳定具有重要的作用。全世界每年新收获的谷物中，因仓储害虫所造成的重要损失约为15％，一些发展中国家因为技术水平跟不上，人力、物力投入少，早期预防和处理措施不及时，造成的损失高达25％[1-2]。我国是世界上最主要的产粮和消费大国，近年来，我国的粮食年产量已达5000亿公斤，库存量占年产量的一半以上。储粮害虫不仅造成质量损失,还降低了储粮的食用品质、加工品质、种用品质和工艺品质；缩短了仓房使用寿命；同时传播致病微生物,危害人们的身体健康。

植物源杀虫剂具有取材容易，加工使用方便，能有效地防治害虫和对人、畜毒性低,使用安全的特点，对粮食和环境不会造成污染，不杀伤天敌，害虫不易产生抗药性。它既适用于大规模的国库储粮,又适用于农户小批量储粮。因此，寻找有效的植物源杀虫剂对于做好储量害虫的防治具有重要意义。

玉米象是储粮害虫中的最重要的种类之一，在目前的防治手段下，已经对化学防护剂及熏蒸剂产生了较强的抗性。在储粮害虫的防治研究中，植物性杀虫剂针对玉米象等靶标害虫的研究正在兴起。前期研究中发现，菊科、樟科、柏科等多种植物对玉米象均有一定的趋避、触杀活性。然而，因为植物资源不够丰富，或者活性不是很理想，很多研究未能取得进一步的成果，而且大多均未确定其中的活性化学成分。

发明内容

本发明提供了一种杀虫效果好的防治玉米象的植物源杀虫剂；

本发明的另一个目的是提供上述防治玉米象的植物源杀虫剂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种防治玉米象的植物源杀虫剂，其主要成分为红三叶提取物。

优选的，防治玉米象的植物源杀虫剂，其主要成分为红三叶提取物的乙酸乙酯部位萃取物、石油醚部位萃取物或水相部位萃取物中的一种或两种以上的组合。

最佳的，防治玉米象的植物源杀虫剂，其主要成分为红三叶提取物的乙酸乙酯部位萃取物。经实验验证，采用红三叶提取物的乙酸乙酯部位萃取物为主要成分作为防治玉米象的植物源杀虫剂，较其它部分萃取物的效果更好。

防治玉米象的植物源杀虫剂的主要活性成分为芒柄花素和染料木素。

上述防治玉米象的植物源杀虫剂的制备工艺，所述红三叶提取物的制备方法如下：

采集新鲜红三叶植物地上部位，阴干粉碎后，加入乙醇水溶液，超声或加热回流提取，提取液减压浓缩得浸膏，然后在通风避光处晾干，制得红三叶提取物。

优选的，所述乙醇水溶液，加入量是干粉体积的10-50倍，乙醇水溶液浓度为20-100wt％；超声或加热回流提取10-90分钟。

上述以红三叶提取物的萃取物为主要成分的防治玉米象的植物源杀虫剂的制备工艺，包括如下步骤：

1)红三叶提取物的制备；

2)红三叶不同活性部位的制备

a.红三叶石油醚部位萃取物的制备：将红三叶提取物用水溶解，再加入石油醚，剧烈振荡，静置分层，上清液为石油醚层，下层水溶液用石油醚重复萃取2-5次，合并石油醚层，减压浓缩，制得红三叶石油醚部位萃取物；

b.红三叶乙酸乙酯部位萃取物的制备：石油醚萃取后的水溶液中加入乙酸乙酯，剧烈振荡，静置分层，上清液为乙酸乙酯层，下层水溶液用乙酸乙酯重复萃取2-5次，合并乙酸乙酯层，减压浓缩，制得红三叶乙酸乙酯部位萃取物；

c.红三叶水相部位萃取物的制备：将乙酸乙酯萃取后剩余水溶液，减压浓缩，制得红三叶水相部位萃取物。

优选的，所述步骤2)的步骤a中，红三叶提取物用其2-20倍体积的蒸馏水溶解。

优选的，所述步骤2)的步骤a中，加入红三叶提取物2-10倍体积的石油醚。

优选的，所述步骤2)的步骤b中，石油醚萃取后的水溶液中加入水溶液2-10倍体积的乙酸乙酯。

本发明提供的防治玉米象的植物源杀虫剂，采用的植物材料为红三叶，其为豆科多功能优良牧草，在全世界有广泛种植。其中含有的异黄酮成分，具有***样作用，对于治疗糖尿病、癌症，特别是妇女期综合症，具有明显效果。利用该植物制备的乙酸乙酯部位在49 μg/cm²的浓度下，对玉米象的触杀活性就能高达80％以上，具有很好的开发应用前景。

同时本发明也明确其主要活性成分为芒柄花素和染料木素。经实验验证，红三叶乙酸乙酯部位具有非常好的杀虫活性。利用柱层析色谱、重结晶等分离手段，从乙酸乙酯部位中分离得到两种化合物。通过现代波谱技术测定，鉴定这两个化合物为异黄酮类化合物，分别为芒柄花素(formononetin，以下简称FOR)和染料木素(genistein，以下简称GEN)。活性检测结果表明，这两个化合物也对储量害虫具有明显的触杀活性，LC₅₀分别为0.295和0.273 μmol/cm²。

本发明提供的红三叶植物源农药，不仅对储粮害虫有明显的触杀作用，不易产生抗药性，且对环境友好，对人体无害。此外，该植物资源丰富，制备工艺简单，在保护粮食安全方面具有很好的开发应用前景。

具体实施方式

首先需要指出，本发明的实施例仅仅公开几个优选的实施方式，不应该理解成对本发明实施的限制，本发明的保护范围仍以权利要求书所公开的内容为准。

实施例1红三叶不同活性部位的制备

1、红三叶提取物的制备：采集新鲜的红三叶植物的地上部位，阴干，粉碎。加入20倍体积乙醇，超声提取30分钟，重复提取3次。将提取溶剂减压浓缩，得浸膏，在通风避光处，晾干，得红三叶提取物。

2、红三叶不同活性部位的制备：取制得的红三叶提取物20g，用5倍体积的蒸馏水100mL 溶解，在水溶液中加入3倍于水溶液体积的石油醚300mL，剧烈振荡，静置分层，上清液为石油醚层；重复萃取3次，合并石油醚层，减压浓缩，制得红三叶石油醚部位。将石油醚萃取后剩余水溶液中加入3倍体积的乙酸乙酯300mL，剧烈振荡，静置分层，上清液为乙酸乙酯层，重复萃取3次，合并乙酸乙酯层，减压浓缩，制得红三叶乙酸乙酯部位。将萃取后剩余水溶液，减压浓缩，制得红三叶水相部位。

实施例2不同活性部位对玉米象的杀虫活性

杀虫剂即得制备：称取上述制备的石油醚、乙酸乙酯和水相不同活性部位物质10-15mg，分别加入含10％蒸馏水的丙酮液配制成12.5mg/mL浓度的母液，再用蒸馏水将母液依次稀释成6.25、3.125、1.25和0.625mg/mL的溶液，加入药液体积1％的表面活性剂JFC(C7～C9 烷醇聚氧乙烯醚)，混合均匀即得杀虫剂。不同组分杀虫剂对玉米象的触杀效果见表1。

从表1，我们可知红三叶乙酸乙酯和水相部位的活性均高于石油醚部位。其中，在49 μg/cm²浓度下，96h处理后，乙酸乙酯部位对玉米象的触杀活性就高达82％，水相的活性为 59％。此外，水相部位具有较好活性，也为在进一步开发和应用红三叶杀虫剂过程中提高提取液和配液中水的比例提供可能，有利于降低生产和使用成本，且更为安全环保。

表1红三叶不同活性部位对玉米象的触杀活性

实施例3杀虫活性化合物的跟踪分离

活性结果表明，红三叶乙酸乙酯部位活性最强。因此，对乙酸乙酯部位进行了进一步分离纯化。取乙酸乙酯部位10g，用硅胶10g拌样，上100g硅胶柱，依次用石油醚300mL，石油醚：丙酮(100：1)溶液300mL，石油醚：丙酮(50：1)溶液300mL，石油醚：丙酮(10： 1)溶液500mL，石油醚：丙酮(2：1)溶液300mL，石油醚：丙酮(1：1)溶液300mL，丙酮100mL洗脱，通过薄层色谱分析比较，合并相似组分，得A-H 8个组分。对其中组分D 进行多次连续的硅胶柱层析分离，利用葡聚糖凝胶进行纯化，重结晶得到化合物FOR。对其中组分E进行多次连续的硅胶柱层析分离，利用葡聚糖凝胶进行纯化，得到化合物GEN。

利用核磁共振技术和质谱，鉴定这两个活性成分分别为芒柄花素(Formononetin)和染料木素(Genistein)，化学结构式为：

其结构数据如下：

FOR：无色针状晶体。ESI-MS给出[M+H]⁺m/z 269.0805。¹H-NMR(400M，DMSO-d₆) δ：8.34(1H,s,H-2),7.97(1H,d,J＝8.0Hz,H-5),7.51(2H,d,J＝8.0Hz,H-2’,H-6’),6.98(2H,d, J＝8.0Hz,H-3’,H-5’),6.93(1H,dd,J＝8.0,4.0Hz,H-6),6.87(1H,d,J＝4.0Hz,H-8),3.79(3H,s, 4’-OCH₃)。

GEN：无色针状晶体。ESI-MS给出[M+H]⁺m/z 271.0440。¹H-NMR(400M，DMSO-d₆) δ：12.96(1H,s,5-OH),10.88(1H,s,7-OH),9.58(1H,s,4’-OH),8.32(1H,s,H-2),7.38(2H,d,J＝12.0Hz,H-2’,H-6’),6.82(2H,d,J＝12.0Hz,H-3’,H-5’),6.39(1H,brs,H-8),6.23(1H,brs, H-6)。

活性测试结果表明(表2)，化合物FOR和GEN均对玉米象有明显的触杀活性，它们处理玉米象96h后(表3)，LC₅₀分别为79.06μg/cm²(0.295μmol/cm²)和73.83μg/cm²(0.273 μmol/cm²)。与乙酸乙酯部位相比，活性较弱，这种现象在植物活性跟踪分离检测也较为常见。可能这两个化合物在植物提取物中以一定的比例混合，具有协同效应，从而表现更强的杀虫活性。

表2红三叶活性化合物对玉米象的触杀活性

表3活性化合物对玉米象处理96小时后的触杀活性

从以上实例可知，利用红三叶制备的杀虫剂对玉米象有较好的触杀活性，尤其是乙酸乙酯部位，而且制备工艺简单，成本便宜。同时，红三叶作为对人体有益的植物源保健药，在食品安全上具有得天独厚的优势。本发明所制备的的红三叶杀虫剂将在粮食储备、运输中具有重要的应用前景。

最后还应指出，任何单位和个人使用或实施本发明的技术方案都是对本发明的侵犯，任何单位和个人未经过本申请人的允许，都不能单独实施本专利。而任何单位和个人受到本发明的启发或经过简单调整而实施，也应认为是本专利的保护范围。

Claims

1.一种植物源杀虫剂在防治玉米象中的应用，其特征在于：所述植物源杀虫剂的主要成分为红三叶提取物的萃取物，所述红三叶提取物的萃取物的制备方法如下：

1）红三叶提取物的制备

采集新鲜红三叶植物地上部位，阴干粉碎后，加入乙醇水溶液，超声或加热回流提取，提取液减压浓缩得浸膏，然后在通风避光处晾干，制得红三叶提取物；

所述乙醇水溶液，加入量是干粉体积的10-50 倍，乙醇水溶液浓度为20-100wt% ；超声或加热回流提取10-90 分钟；

2）红三叶不同活性部位的制备

a. 红三叶石油醚部位萃取物的制备：将红三叶提取物用水溶解，再加入石油醚，剧烈振荡，静置分层，上清液为石油醚层，下层水溶液用石油醚重复萃取2-5 次，合并石油醚层，减压浓缩，制得红三叶石油醚部位萃取物；

b. 红三叶乙酸乙酯部位萃取物的制备：石油醚萃取后的水溶液中加入乙酸乙酯，剧烈振荡，静置分层，上清液为乙酸乙酯层，下层水溶液用乙酸乙酯重复萃取2-5 次，合并乙酸乙酯层，减压浓缩，制得红三叶乙酸乙酯部位萃取物；

c. 红三叶水相部位萃取物的制备：将乙酸乙酯萃取后剩余水溶液，减压浓缩，制得红三叶水相部位萃取物；

所述植物源杀虫剂的主要成分为红三叶提取物的乙酸乙酯部位萃取物、石油醚部位萃取物或水相部位萃取物中的一种或两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的植物源杀虫剂在防治玉米象中的应用，其特征在于：所述植物源杀虫剂的主要活性成分为芒柄花素和染料木素。

3.根据权利要求1所述的植物源杀虫剂在防治玉米象中的应用，其特征在于：所述步骤2）的步骤a 中，红三叶提取物用其2-20 倍体积的蒸馏水溶解。

4.根据权利要求1所述的植物源杀虫剂在防治玉米象中的应用，其特征在于：所述步骤2）的步骤a 中，加入红三叶提取物2-10 倍体积的石油醚。

5.根据权利要求1所述的植物源杀虫剂在防治玉米象中的应用，其特征在于：所述步骤2）的步骤b 中，石油醚萃取后的水溶液中加入水溶液2-10 倍体积的乙酸乙酯。