CN108552175A - 齐墩果酸及其衍生物在防治稻飞虱中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然药物化学领域和生物农药技术领域，公开了一种齐墩果酸及其衍生物中任一化合物在防治褐飞虱中的应用。由于本发明所述的齐墩果酸原料来源易得，且具备植物源农药的特性，具有无公害、安全高效的特点，能够开发为适用于为生产绿色、无污染农产品的植物源农药，属于新型生物农药。

Description

齐墩果酸及其衍生物在防治稻飞虱中的应用
技术领域
本发明属于农药技术领域，公开了齐墩果酸及其衍生物的一种新用途，具体涉及齐墩果酸及其衍生物作为生物农药在防治稻飞虱中的应用。
背景技术
稻飞虱是亚洲大多数水稻生产国共同面临的害虫，具有远距离迁飞习性，因繁殖倍数高，在水稻基部刺吸危害，极易暴发成灾。稻飞虱发生面积一直居高不下，防治压力明显上升。据统计，2011-2013年发生面积比2001-2010年增加14.5％，比1991-2000年，增加68.4％；防治面积达6亿亩次，比2001-2010年增加13.2％，比1991-2000年增加近1倍。当前吡虫啉、毒死蜱、杀螟丹、噻嗪酮、吡蚜酮等由于连年多次重复使用,当前稻飞虱的“3R”问题严重，抗药性上升。适合用来防治水稻稻飞虱的可选高效低毒药剂已比较少，因而寻找高效低的稻飞虱药剂已成为目前植保科技工作者的主要课题之一。植物源农药因公认其具有低毒、无残留、选择性高、易分解、害虫不易产生抗药性等优点，而备受研究者亲睐。从植物资源中寻找和筛选潜在的杀虫先导化合物，并进行结构优化已成为新型杀虫剂创制的重要途径和研究热点之一。
天然源五环三萜类化合物分布于多种植物中，具有广泛的生物活性，同时也对多种农业害虫表现出了较好的防治效果。(①Phytochem Rev(2011)10:245–260；②Ecotoxicology and Environmental Safety 72(2009)1156–1162；③Chemosphere 67(2007)80–88；④Pesticide Biochemistry and Physiology 81(2005)113–122)。齐墩果酸(Oleanic acid)属于五环三萜化合物,以游离或结合成苷的形式广泛分布在多种植物中,主要提取来源木犀科植物齐墩果的叶、龙胆科植物青叶胆全草等植物中。其具有抗HIV、抗菌、抗癌、抗溃疡、治疗骨质疏松症等多种生物活性，因其活性多样，在植物中含量较高，成为目前药物化学家广泛修饰和优化的天然源先导结构。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，为农业生产提供一种天然植物源杀虫剂-----齐墩果酸及其衍生物的新用途，即齐墩果酸作为农药在防治褐飞虱中的应用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
齐墩果酸及其衍生物在防治稻飞虱中的应用。
以上所述的齐墩果酸及其衍生物包括：齐墩果酸、3-乙酰基齐墩果酸、3-羟基-28-甲酯齐墩果酸、3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-哌啶-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-(2-吡啶)-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-羟基-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3-酮齐墩果酸、3-酮-2-溴齐墩果酸、3-肟齐墩果酸、3-氨基齐墩果酸、3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯、齐墩果-2-烯[2,3-b]吡嗪-28-甲酸、吲哚[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酸、3-酮-28-甲酯齐墩果酸、甲基-3-酮-2-苯亚甲基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-3-酮-2-(4-氟苯亚甲基)-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2,3-(5-苯基)-4,5-二氢-1H-吡唑基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-异恶唑[4,5-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2-氨基嘧啶[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2-氰基-4-亚基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯。前述齐墩果酸及其衍生物按照顺序依次简称为化合物1-化合物23。
一种由以上任一所述的齐墩果酸及其衍生物在制备防治稻飞虱的农药制剂，包括以上任一所述的齐墩果酸或其衍生物，并将齐墩果酸或其衍生物与农药上可接受的辅料混合制备得到农药制剂。
作为技术方案的进一步改进，以上所述的农药制剂，所述齐墩果酸或其衍生物有效成分占所述的农药制剂的重量百分含量为1％-99％。
作为技术方案的进一步改进，以上所述的农药制剂，所述农药制剂的剂型为微囊悬浮剂、悬浮剂、水分散粒剂、干悬浮剂、可湿性粉剂、乳油、水乳剂或颗粒剂中的一种。
以上所述的农药制剂在在防治稻飞虱中的应用。
进一步地，本发明所述的齐墩果酸衍生物制备方法按照文献的报道的合成方法获得的化合物。经多次硅胶柱层析等常规方法分离获得纯品，经质谱和核磁共振等波谱技术，确定了权利要求齐墩果酸及其衍生物，即化合物1-化合物23，其结构式如附图1-23所示。经活性筛选结果表明，本发明所述的齐墩果酸衍生物对褐飞虱表现出较强的抑制作用，可用于制备杀虫剂。
天然源五环三萜类化合物具有高效、低毒、无污染、对人畜安全、作用方式独特、选择性高、对天敌和有益生物安全及害虫病原菌不易产生抗药性等的天然产物，符合人们对理想农药的要求，但目前只有少数植物萜类化合物在植物保护中得到广泛应用。齐墩果酸作为一类天然源生物碱属于生物农药，与化学农药相比，其本发明所述的优点在于：
1)杀虫活性高，可作为新的防治稻飞虱先导进行生物合理性开发。
2)本发明提供的化合物对稻飞虱具有优异的致死作用，为农业虫害防治中提供了一种天然源杀虫活性物质；将其作为杀菌剂，其高效、低毒、安全等特点符合当前新农药创制的要求。
附图说明
图1为本发明的齐墩果酸结构示意图。
图2为本发明的3-乙酰基齐墩果酸结构示意图。
图3为本发明的3-羟基-28-甲酯齐墩果酸结构示意图。
图4为本发明的3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺结构示意图。
图5为本发明的3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺结构示意图。
图6为本发明的3β-羟基-N-哌啶-齐墩果-12-烯-28-酰胺结构示意图。
图7为本发明的3β-羟基-N-(2-吡啶)-齐墩果-12-烯-28-酰胺结构示意图。
图8为本发明的3β-羟基-N-羟基-齐墩果-12-烯-28-酰胺结构示意图。
图9为本发明的3-酮齐墩果酸结构示意图。
图10为本发明的3-酮-2-溴齐墩果酸结构示意图。
图11为本发明的3-肟齐墩果酸结构示意图。
图12为本发明的3-氨基齐墩果酸结构示意图。
图13为本发明的3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯结构示意图。
图14为本发明的齐墩果-2-烯[2,3-b]吡嗪-28-甲酸结构示意图。
图15为本发明的吲哚[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酸结构示意图。
图16为本发明的3-酮-28-甲酯齐墩果酸结构示意图。
图17为本发明的甲基-3-酮-2-苯亚甲基-齐墩果-12-烯-28-甲酯结构示意图。
图18为本发明的甲基-3-酮-2-(4-氟苯亚甲基)-齐墩果-12-烯-28-甲酯结构示意图。
图19为本发明的甲基-2,3-(5-苯基)-4,5-二氢-1H-吡唑基-齐墩果-12-烯-28-甲酯结构示意图。
图20为本发明的甲基-异恶唑[4,5-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯结构示意图。
图21为本发明的甲基-2-氨基嘧啶[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯结构示意图。
图22为本发明的甲基-2-氰基-4-亚基-齐墩果-12-烯-28-甲酯结构示意图。
图23为本发明的甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，以下通过具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明。但不应将此理解为对本发明的限制。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
齐墩果酸及其衍生物的制备
化合物1(齐墩果酸)商业途径购买得到。
化合物2(参照文献Journal of Medicinal Chemistry 2009,52,3248-3258)
化合物4、5、6、7、8(参照文献European Journal of Medicinal Chemistry 2014,87,159-167)
化合物9、14、15(参照文献European Journal of Medicinal Chemistry 2009,44,2796-2806)
化合物11(参照文献Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006,54,3566-3571)
化合物21(参照文献Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 2009,19,6618-6622)
化合物3、16、17、18、19、20(参照文献European Journal of MedicinalChemistry 2014,74,398-404)
化合物22(参照文献Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 2004,14,4723-4726；Journal of Organic Chemistry 2003,68,4833-4844)
化合物10(参照文献European Journal of Medicinal Chemistry 2015,92,700-711)
化合物13(参照文献European Journal of Medicinal Chemistry 2014,72,84-101)
化合物12(参照文献European Journal of Medicinal Chemistry 2015,95,240-248)
化合物23(参照文献Journal of Natural Products,2010,73,1743-1750)
参照已有文献报道的合成方法而获得的，经物理性质和核磁质谱鉴定和文献报道的一致，确定了权利要求所列举的齐墩果酸及其衍生物，即化合物1-化合物23，其结构式如附图1-23所示。所有化合物经多次硅胶柱层析等常规方法分离获得纯品，用于进一步活性测试。
齐墩果酸及其衍生物对褐飞虱致死活性测定及结果
1)化学式1-23的齐墩果酸及其衍生物。
2)供试昆虫：褐飞虱。
3)生物测定方法：采用浸稻杆法测定齐墩果酸衍生物对褐飞虱(3龄)的活性，将5mg化合物分别溶解到5mL(MeOH/NMP/NP-10)混合溶液中，配制成质量浓度为1000mg/L的药液，取其1mL再用丙酮分别稀释成25，50，100，200和500mg/L的供试药液。各取20mL供试药液置于玻璃试管中，取健康稻杆浸泡15-20s，以空白溶剂作对照。每个浓度为一处理，每处理重复2次。处理后将玻璃试管置于25℃恒温箱中,于处理后48h、72h检查褐飞虱的存活和死亡数。
表1齐墩果酸及其衍生物作用48小时对褐飞虱的致死活性试验结果
表2齐墩果酸及其衍生物作用72小时对褐飞虱的致死活性试验结果
由上表生测结果可知，本发明制备的齐墩果酸衍生物对褐飞虱表现出较好的抑制活性，其中部分化合物在100ppm下对褐飞虱抑制活性达60％以上，甚至表现出更好的活性，因而本发明所述的化合物可用于制备农药中的用途。综上所述，本发明所述的齐墩果酸其来源广泛，易于衍生合成，且一些化合物对褐飞虱表现出显著的抑制活性，具有进一步研究的价值，有望开发成为新型的植物源农药。
农药制剂的制备实施例1：20％齐墩果酸微囊悬浮剂
配方组成：20％齐墩果酸原药,0.5％多异氰酸酯,0.8％石油基聚醚多元醇,0.2％三乙烯基二胺,0.02％二丁基锡二月桂酸酯,0.4％二苯基甲烷二异氰酸酯,6％烷基苯磺酸盐,1％聚氧丙烯基环氧乙烷加成物,0.2％黄原胶,4％丙三醇,0.3％苯甲酸钠,0.1％有机硅,水补足100％。
按以上述配方组成称量好各组分备用，①将齐墩果酸、石油基聚醚多元醇、三乙烯基二胺,二丁基锡二月桂酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，搅拌8～10s后，加入多异氰酸酯，再进行搅拌至开始发热时停止，静置发泡及熟化，发泡时间为5min～24h，发泡完全后用粉碎机粉碎至10微米以下的半成品细小颗粒。
②在水里加入①所得的半成品细小颗粒、烷基苯磺酸盐、聚氧丙烯基环氧乙烷加成物，黄原胶、丙三醇、苯甲酸钠、有机硅搅拌均匀成微囊悬浮剂。
可以将齐墩果酸分别替成3β-羟基-N-哌啶-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-(2-吡啶)-齐墩果-12-烯-28-酰胺形成新的农药制剂的制备实施例。
农药制剂的制备实施例2：10％3-乙酰基齐墩果酸悬浮剂
配方组成：10％3-乙酰基齐墩果酸、3％亚甲基双甲基萘磺酸(润湿分散剂)、2％丙烯酸与丙酰胺共聚物(润湿分散剂)、0.5％乙二醇(防冻剂)、0.2％黄原胶(增稠剂)、水(载体)补足100％。
按上述配方组成称量好各组分备用，然后将亚甲基双甲基萘磺酸(润湿分散剂)、丙烯酸与丙酰胺共聚物(润湿分散剂)、乙二醇(防冻剂)、黄原胶(增稠剂)、水(载体)初步混合，然后移入高速剪切釜中高速剪切釜混合均匀，最后加入10％3-乙酰基齐墩果酸在磨球机中磨球2～3小时，制得10％3-乙酰基齐墩果酸悬浮剂。
农药制剂的制备实施例3：40％3-羟基-28-甲酯齐墩果酸水分散粒剂
配方组成：40％3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺％、3％十二烷基硫酸钠、4％亚甲基双荼磺酸钠(简称NNO)、5％白炭黑、2％硫酸铵、高岭土补足100％。
按上述配方组成称量好各组分备用，然后将各组分混合均匀，经气流粉碎机粉碎后，搅拌30min，经捏合，后加入流化床造粒干燥机中进行造粒、干燥、得到40％3-羟基-28-甲酯齐墩果酸水分散粒剂。
可以将3-羟基-28-甲酯齐墩果酸分别替换成甲基-2-氨基嘧啶[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2-氰基-4-亚基-齐墩果-12-烯-28-甲酯形成新的实施例。
农药制剂的制备实施例4：50％3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺可湿性粉剂
配方组成：50％3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺，5.2％十二烷基硫酸钠，3.8％丙烯酸与丙酰胺共聚物，6％白炭黑、硅藻土补足100％。
按上述配方组成称量好各组分备用，然后将各组合混合搅拌，再经气流粉碎机粉碎后，搅拌30min，得到50％3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺可湿性粉剂。
可以将3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺分别替换成3-酮齐墩果酸、3-酮-2-溴齐墩果酸、3-肟齐墩果酸、3-氨基齐墩果酸形成新的实施例。
农药制剂的制备实施例5：60％3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺干悬浮剂
配方组成：60％3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺，15％木质素磺酸钠、10％萘磺酸盐甲醛缩合物，0.2％消泡剂，硫酸钠补足100％。
在混合罐中按上述配方组成分别称量好各组分原料，开动搅拌混合均匀得到原药混合物，投入均质机中，按照原药混合物质量比1:1抽入去离子水，开动剪切机，均匀分散原药混合物，得到30％β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺粗浆料；再抽入砂磨机研磨一定时间，使物料粒径≤5μm，从而得到30％β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺悬浮浆料；最后将悬浮浆料进行压力喷雾干燥或离心式喷雾干燥，将50％水分蒸干，制得60％3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺干悬浮剂。
可以将3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺分别替换成3-酮-28-甲酯齐墩果酸、甲基-3-酮-2-苯亚甲基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-3-酮-2-(4-氟苯亚甲基)-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-异恶唑[4,5-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯形成新的实施例。
农药制剂的制备实施例6：30％3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯乳油
配方组成：30％3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯，5％壬基酚聚氧乙烯醚(乳化剂)，3％烷基芳基聚氧丙烯聚氧乙烯醚，油酸甲酯补足100％。
按上述配方组成分别称量好各组分原料，然后将各组分原料放入混合釜中混合搅拌，搅拌均匀后得透明液体，即制得30％3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯乳油。
可以将3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯分别替换成齐墩果-2-烯[2,3-b]吡嗪-28-甲酸、吲哚[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酸形成新的实施例。……….
农药制剂的制备实施例7：6％甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯水乳剂
配方组成：6％甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯，10％N-甲基吡咯烷酮(溶剂)，5％壬基酚聚氧乙烯醚(乳化剂)，3％烷基芳基聚氧丙烯聚氧乙烯醚(乳化剂)，1％壬基酚聚氧乙烯醚(乳化剂)，3％乙二醇(防冻剂)，0.2％有机硅(消泡剂)水补足100％。
将用溶剂溶解甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯，然后依次加入乳化剂混合，溶解成均匀的油相；将部分水、防冻剂、消泡剂混合在一起成均匀的水相；在反应釜中高速搅拌的同时将油相加入水相，开启剪切机进行高速剪切，并加入剩余的水补足，剪切约半小时，形成水乳剂，即制得6％甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯水乳剂。
农药制剂的制备实施例8：0.5％甲基-2,3-(5-苯基)-4,5-二氢-1H-吡唑基-齐墩果-12-烯-28-甲酯颗粒剂
配方组成：0.5％甲基-2,3-(5-苯基)-4,5-二氢-1H-吡唑基-齐墩果-12-烯-28-甲酯，2.6％木质素磺酸钠(润湿分散剂)，3.4％聚羧酸衍生物(润湿分散剂)，2％淀粉，1％硫酸铵，尿素(填料)10％，膨润土(填料)补足100％
按上述配方组成分别称量好各组分原料，然后将各组分原料进行混合均匀，粉碎，加水润湿后充分搅拌均匀，再用螺杆挤压造粒机造粒，干燥后过筛，即得0.5％甲基-2,3-(5-苯基)-4,5-二氢-1H-吡唑基-齐墩果-12-烯-28-甲酯颗粒剂
农药制剂的应用田间试验
试验方法：参照《GB/T 17980.4-2000农药田间药效试验准则(一)杀虫剂防治水稻飞虱》。防治对象：稻飞虱；施药方法：常规喷雾。
对照药剂1：25％噻虫嗪可湿性粉剂(登记证号PD20172724，厂家：广西田园生化股份有限公司)
对照药剂2：20％噻虫胺悬浮剂(登记证号PD20181268，厂家：柳州市惠农化工有限公司)
申请人进一步还将其他齐墩果酸或其衍生物制备得到有效成分重量百分含量为1％-99％的悬浮剂、悬乳剂、乳油、水乳剂、微乳剂、可分散油悬浮剂或水分散粒剂，然后进行田间试验，基本上均能达到前述表格记载的田间试验效果。

Claims (6)

1.齐墩果酸及其衍生物在防治稻飞虱中的应用。
2.根据权利要求1所述的齐墩果酸及其衍生物在防治稻飞虱中的应用，其特征在于：所述的齐墩果酸及其衍生物包括：齐墩果酸、3-乙酰基齐墩果酸、3-羟基-28-甲酯齐墩果酸、3β-羟基-N-吗啉-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-吡咯烷-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-哌啶-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-(2-吡啶)-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3β-羟基-N-羟基-齐墩果-12-烯-28-酰胺、3-酮齐墩果酸、3-酮-2-溴齐墩果酸、3-肟齐墩果酸、3-氨基齐墩果酸、3-酮-12-溴-齐墩果-28-甲酸-28,13-内酯、齐墩果-2-烯[2,3-b]吡嗪-28-甲酸、吲哚[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酸、3-酮-28-甲酯齐墩果酸、甲基-3-酮-2-苯亚甲基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-3-酮-2-(4-氟苯亚甲基)-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2,3-(5-苯基)-4,5-二氢-1H-吡唑基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-异恶唑[4,5-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2-氨基嘧啶[3,2-b]齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-2-氰基-4-亚基-齐墩果-12-烯-28-甲酯、甲基-3,12-二酮-18β-H-齐墩果-28-甲酯。
3.一种由利要求1-2任一所述的齐墩果酸及其衍生物在制备防治稻飞虱的农药制剂，其特征在于：包括权利要求1-2任一所述的齐墩果酸或其衍生物，并将齐墩果酸或其衍生物与农药上可接受的辅料混合制备得到农药制剂。
4.根据权利要求3所述的农药制剂，其特征在于：所述齐墩果酸或其衍生物有效成分占所述的农药制剂的重量百分含量为1％-99％。
5.根据权利要求5或6所述的农药制剂，其特征在于：所述农药制剂的剂型为微囊悬浮剂、悬浮剂、水分散粒剂、干悬浮剂、可湿性粉剂、乳油、水乳剂或颗粒剂中的一种。
6.如权利要求3-5所述的农药制剂在在防治稻飞虱中的应用。
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