CN1944427A - 一种新的大分子化合物、其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型结构类型的化合物SPRI－1218，该化合物具有以下结构式。本发明并提供了通过培养放线链霉菌Streptomyces caviscabies CGMCC No.1369来制备该化合物的方法。该化合物可用作农用杀菌剂，对黄瓜、草莓、葡萄等作物的灰霉病、瓜类白粉病、霜霉病等多种作物真菌性病害有良好的防治效果。

Description

一种新的大分子化合物、其制备方法及应用

技术领域

本发明属化工领域，具体涉及一种新的大分子化合物—SPRI-1218、其制备方法及应用。

背景技术

众所周知，由于对生态环境的保护力度日益增大，新化合物的研究开发面临着更多的有关毒性、对自然生物的安全性以及对生态环境的友好性等因素的制约。因此，使新化合物开发的难度也相应提高，目前的普遍状况是每合成10万个左右化合物才能出现一个具备商品化的品种。为了提高新化合物创制的效率，国外大公司纷纷从源头着手，采用各种新技术手段来尽可能多的设计和获得化合物以发现先导化合物。这些方法主要有计算机辅助设计化合物结构、组合合成方法合成大量化合物、生物技术获得天然化合物、对现有结构进行修饰以及模拟天然化合物结构等多种手段，不同的方法均有许多成功的范例。

近年来，利用微生物代谢产物发现新化合物，进而研究开发成为药物(包括医药、农药、兽药)的技术正在被广泛应用，如用作医用抗生素的青霉素、链霉素等，在农用、兽用方面有防治水稻纹枯病的井冈霉素、防治多种螨虫和夜蛾的阿维菌素等。一般地，通过微生物代谢产物寻找具有一定用途的新化合物，往往从多种土壤中分离出微生物来制取微生物代谢产物，然后对这些代谢产物分别进行精制、鉴定和开发应用。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种新的大分子化合物—SPRI-1218。

本发明的另一个目的在于提供SPRI-1218的一种制备方法。

本发明的又一个目的在于提供一种SPRI-1218用于农用杀菌剂的应用。

本发明者从我国湖南省张家界地区的土壤中分离得到了一株放线链霉菌，经过对该菌株进行初步的实验室发酵培养，然后对得到的发酵培养物以虫菌草等为靶标的进行初步生物活性测定试验，发现该培养物对因病原真菌引起的植物病害，特别是黄瓜、草莓、茄子等作物灰霉病、瓜类白粉病、霜霉病等有很好的防治效果。

通过对上述放线链霉菌的进行深入的研究，将其分类归属为链霉菌属Streptomycescaviscabies。并于2005年5月16日提交中国普通微生物保藏中心保藏，保藏号为CGMCCNo.1369。

同时，为了明确上述微生物的发酵培养物中的活性物质，由上述所得的培养物出发，通过一些适当的方法分离提取并精制得到了该活性化合物的纯品，并将其编号为SPRI-1218。根据紫外谱(UV)、质谱(MS)、氢谱(¹HNMR)、碳谱(¹³CNMR)等检测手段对该活性化合物进行分子结构鉴定和分析，发现化合物SPRI-1218是一个未见报道的新的大分子化合物。确定该化合物分子式为C₃₉H₆₄N₄O₁₆，其分子结构如下：

有关物化数据如下：

分子式：C₃₉H₆₄N₄O₁₆

分子量：844

化学名称

中文：14-甲基-十五-2-烯酸{2-(3-乙酰胺基-4，5-二羟基-6-羟甲基-四氢-吡喃-2-氧)-5-[6-(2，4-二氧-3，4-二羟基-2H-嘧啶-1)-4，5-二羟基-四氢吡喃-3-氧]-4-羟基-6-羟甲基-四氢-吡喃-3}酰胺；

英文：14-Methyl-pentadec-2-enoic acid{2-(3-acetylamino-4，5-dihydroxy-6-hydroxymethyl-tetrahydro-pyran-2-yloxy)-5-[6-(2，4-dioxo-3，4-dihydro-2H-pyrimidin-1-yl)-4，5-dihydroxy-tetrahydro-pyran-3-yloxy]-4-hydroxy-6-hydroxymethyl-tetrahydro-pyran-3-yl}-amide

理化性质：常温下为白色粉末状结晶，可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、乙腈等。

上述的提取精制过程主要是利用化合物与杂质在溶解度、离子结合力、分配系数、吸附亲和力及分子量等方面的差异而进行的。这些方法可单独使用，也可适当配合或反复使用。具体地讲，化合物SPRI-1218同时存在于发酵液和菌丝体中，将菌丝体用丙酮、乙醇等有机溶剂破壁提取后，与发酵液合并后，用正丁醇、异丁醇、异戊二醇、乙酸乙酯、醋酸异戊酯、醋酸丁酯等有机溶剂萃取，有机相经浓缩后得到粗提物；粗提物再经过硅胶层析，就可得到淡黄色的半精制品。最后利用化合物SPRI-1218与少量杂质在不同溶剂中的溶解度不同，进行重结晶而得到纯品。

为了适应产业化的需要，本发明者对化合物SPRI-1218的发酵制备以及在农用杀菌剂上的应用进行了进一步的研究开发。

首先，对该链霉菌属的产生菌进行了发酵培养条件的进一步研究，以提高其发酵单位。发现通过常规的抗生素生产方法，即可制得本发明所述的化合物SPRI-1218。其培养方法既可为深层液体培养，也可为固体培养。为了有利于工业性的培养，宜将上述生产菌接种到培养基上，并进行通气搅拌。

对培养基中的营养源并无特殊的规定，可使培养基中含有常用于微生物培养的碳源、氮源及其他营养源。其中碳源可为淀粉、糊精、葡萄糖、甘油、蔗糖、甘露醇等，氮源可为肉胨、黄豆饼粉、花生粉、酵母、肉膏、米糠、玉米浆、麦皮、铵盐、尿素、硝酸盐以及其他有机或无机含氮化合物。其他营养源可适当添加一些无机盐类，例如食盐、磷酸盐及钾、钙、锰、铁等金属盐。必要时可添加一些动、植、矿物油等作为消泡剂。

对温度、PH、时间等培养条件并无严格的限制，以适于产生菌的生产为准，并以选择化合物产量最高的条件为好。例如，培养基的PH范围可为6-8，以接近中性为好；培养温度在20-35℃，通气量以通气比1∶0.3到1比4之间(通气比：指每分钟通过培养液的空气体积与培养液体积之比)。这些培养基的组份、PH、培养温度、通气条件等均应根据实际情况进行适当的调整，以获得最好的效果。

其次，对本发明的化合物SPRI-1218的生物活性进行了深入的研究。发现其作为农用杀菌剂在农业上可以用于防治各种作物病害，而且它对作物病害兼具预防和治疗作用。具体来说，可防治玉米小斑病、灰霉病、水稻纹枯病、稻瘟病、黑斑病、梨黑心病、黑豆病、芦笙茎枯病、梨轮纹病、马铃薯早疫病、棉花枯萎病、瓜类炭疽病、水稻白叶枯病。

最后，对本发明所述的以SPRI-1218为有效成份的农用杀菌剂进行了研究。在制备该杀菌剂时可同样使用该技术领域中已知农药所通用的固相、液相及乳化分散剂等各种载体，并能配制成颗粒剂、粉剂、乳剂、可湿性粉剂、片剂、微胶囊剂、油剂、喷雾剂、胶悬剂等任意的剂型。同时，在各种制剂中一般可适当添加一些助剂，如分散剂、乳化剂、润湿剂、渗透剂、展着剂、粘着剂、消泡剂、发泡剂、增粘剂、稳定剂等，但不能加入碱性辅助剂。

各种制剂中有效成份的配比，可根据不同的使用目的而适当增减。一般来说，粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、片剂的有效成份范围通常在5-70％，乳剂、油剂、胶悬剂、喷雾剂的有效成份范围在2-30％，微胶囊剂在10-80％。

附图说明

图1为化合物SPRI-1218的紫外吸收图谱，显示该化合物在258nm处有吸收。

图2为化合物SPRI-1218的核磁共振氢谱图。

图3为化合物SPRI-1218的核磁共振碳氢相关谱的多键碳氢关系图(HMBC)。

图4为化合物SPRI-1218的核磁共振碳氢相关谱的异核单量子关系图(HSQC)。

图5为化合物SPRI-1218的质谱图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，进一步说明本发明。

以下涉及到的原材料皆为市售得到，且涉及到的浓度均为重量浓度。

一、制备实施例

实施例1、化合物SPRI-1218的制备

以葡萄糖2％、淀粉1％、黄豆饼粉2％、氯化钠0.2％、牛肉膏0.1％、磷酸氢二钾0.05％的比例制成培养基，PH调节到7.2，消毒灭菌。将放线链霉菌1218 Streptomyces caviscabiesCGMCC No.1369的菌种接种于该培养基中，在28±2℃下培养36-40小时。

以此培养物为种子，以5-20％的比例接种于以葡萄糖2％、淀粉1％、黄豆饼粉2.5％、氯化钠0.2％、牛肉膏0.1％、磷酸氢二钾0.05％组成的发酵培养液中，28±2℃通气搅拌培养90-96小时。

将培养好的发酵液100升，经板框过滤后，菌丝体用50升80％丙酮浸泡5小时，减压浓缩除去丙酮后与上清液合并，120升得到合并液；减压浓缩合并液，得到12升浓缩液，用16升异戊二醇萃取三次。减压浓缩有机相得到270克油状物I；用500毫升甲醇溶解油状物I，过滤除去不溶物。减压浓缩除去甲醇，得到粗提物——65克黄褐色油状物II；将得到的粗提物II溶于650ml甲醇中，将溶液加入硅胶柱(350×30mm)层析，用甲醇∶氯仿＝10∶90～90∶10(重量比)的十个不同梯度洗液进行洗脱，得到十个不同组分的洗脱液；然后分别对这十个洗脱液进行生物活性跟踪检测(方法同实施例10)，将有杀菌活性的洗脱液收集起来合并在一起，减压浓缩脱去溶剂得到18克淡黄色固体III；在50-80％的乙醇溶液中结晶，得到12克灰白色固体IV，再次在50-80％的乙醇溶液中重结晶，得到11克白色固体V。

实施例2、化合物SPRI-1218的紫外吸收图谱测定

取实施例1中得到的化合物V0.5mg溶于50ml甲醇中，取3ml加入比色槽中，以甲醇作空白对照，在紫外全波长扫描仪(UV-2501PC，日本岛津公司)上进行测定，测定波长从400nm到200nm，得到图1所示的该化合物的紫外吸收图谱，由图1可见，紫外显示该化合物在258nm处有吸收。

实施例3、化合物SPRI-1218的核磁共振氢谱测定

取实施例1中得到的化合物V 10mg，溶于0.5ml氘代氯仿中，以四甲基硅烷TMS为测量化学位移的基准物质，在BRUKER AC 400核磁共振仪(瑞士，BRUKER公司)上进行扫描，得到图2所示的该化合物核磁共振氢谱，¹H NMR显示有10组不同的H，其积分显示其比例为2∶1∶1∶2∶1∶9∶2∶12∶1∶40。

实施例4、化合物SPRI-1218的核磁共振碳氢相关谱(HMBC以及HSQC)测定

取实施例1中得到的化合物V 10mg，溶于0.5ml DMSO中，以四甲基硅烷TMS为测量化学位移的基准物质，在BRUKER AC 600核磁共振仪(瑞士，BRUKER公司)上进行扫描，得到多键碳氢关系(HMBC)(图3)和异核单量子关系(HSQC)(图4)。

实施例5、化合物SPRI-1218的质谱测定

取实施例1得到的化合物V25mg溶于1.5ml氘代氯仿中，在高频等离子体质谱仪(ICPM-8500，日本岛津公司)上进行测定，得到该化合物的质谱图，见图5，图谱分析的结果如下：

MS，m/z：230，244，308，428，456，486，534，557，612，646，724，755，867(钠盐)，883(钾盐)，945(三乙胺盐)。

由图5的结果显示，本发明制备的化合物的分子量均为867-23＝883-39＝945-101＝844。

根据以上分析结果可得出本发明制备的化合物具有以下结构式：

化学命名为：14-甲基-十五-2-烯酸{2-(3-乙酰胺基-4，5-二羟基-6-羟甲基-四氢-吡喃-2-氧)-5-[6-(2，4-二氧-3，4-二羟基-2H-嘧啶-1)-4，5-二羟基-四氢吡喃-3-氧]-4-羟基-6-羟甲基-四氢-吡喃-3}酰胺。

根据以上结构式计算的分子量为844，与实施例5的结果相吻合。

二、应用实施例

实施例6、含有化合物SPRI-1218的可湿性粉剂制备

取实施例1得到的III、IV或V 40份(重量比，下同)与2份木质素磺酸钠、4份拉开粉、2份浸润剂LS以及52份硅藻土混合、粉碎，即得100份含量为40％的可湿性粉剂。

实施例7、含有化合物SPRI-1218的乳油制备

取实施例1得到的I或II28份与10份乙二醇、20份二甲基甲酰胺、10份二甲苯及32份乙醇混合，即得100份含量为28％的乳油。

实施例8、应用于预防灰霉病

将按实施例1所制备的原药或母药或实施例6、7所制备的制剂稀释至所预定浓度，均匀喷洒在一张真叶期黄瓜苗上，待药液干后在黄瓜叶片中央接种灰霉病病菌，每组处理药剂浓度设四组重复。另外设一组清水作为空白对照。在20℃下保湿72小时，检查发病情况，计算防治效果。试验结果表明SPRI-1218的有效浓度为6.25毫克/升时，就可达到78.6％的预防效果。试验结果见表1。

CK₁-空白对照区施药后病情指数

PT₁-药剂处理区施药后病情指数

分级方法：

0级：无病斑；

1级：病斑面积占整个叶面积5％以下；

3级：病斑面积占整个叶面积6％-10％；

5级：病斑面积占整个叶面积11％-20％；

7级：病斑面积占整个叶面积21％-50％；

9级：病斑面积占整个叶面积50％以上。

表1、化合物SPRI-1218预防黄瓜灰霉病效果

处理药剂浓度	防治效果(％)
		100毫克/升	100
50毫克/升	100
		25毫克/升	98.6
12.5毫克/升	86.4
		6.25毫克/升	78.6
3.125毫克/升	42.2
		1.5625毫克/升	0
空白对照	--

实施例9、应用于防治番茄灰霉病

将按实施例6、7所制备的制剂稀释至所预定的浓度(有效成份分别为25、12.5、6.25、3.125毫克/升)，同时以50％速克灵可湿粉300毫克/升作对照药剂，清水作空白对照。采用喷雾器均匀喷雾，药液量每亩50升。试验结果表明，每亩用有效成分0.3克左右，就可达到70％以上的防治效果，而目前常用药剂每亩需150克以上才能达到相似防治效果(防治效果计算方法同实施例8)。试验结果如表2。

           表2、防治番茄灰霉病试验结果

处理	重复	防治效果
				SPRI-12183.125毫克/升	1	43.2	42.7
2	38.4
		3	44.1
4	45.2
		SPRI-12186.25毫克/升	1		70.6	70.3
2	72.9
			3	67.7
4	71.0
			SPRI-121812.5毫克/升	1	76.5		76.2
2	79.2
		3		73.1
4	76.8

SPRI-121850毫克/升	1	84.4	85.5
				2	86.6
	3	82.6
				4	88.4
	50％速克灵可湿粉300毫克/升	1				64.3	62.7
2			63.8
		3		61.5
4			61.3
		空白对照			-	-

实施例10、化合物SPRI-1218的杀菌谱测定

将按实施例1所制备的IV或V稀释至所预定浓度，在室内采用培养皿法(除水稻白叶枯病用盆栽法外)作试验，结果如表3：

     表3、SPRI-1218最低抑制浓度试验结果

序号	病原菌	最低抑制浓度(mg/l)
			1	玉米小斑病	＜0.05
2	灰霉病	＜0.05
			3	水稻纹枯病	＜0.05
4	稻瘟病	＜0.05
			5	黑斑病	0.1
6	梨黑心病	0.2
			7	黑豆病	0.4
8	芦笙茎枯病	6.25
			9	梨轮纹病	6.26
10	马铃薯早疫病	6.25
			11	棉花枯萎病	12.5
12	瓜类炭疽病	12.5
			13	白色念珠菌	25
14	清酒酵母	25
			15	水稻白叶枯病	50

本发明所述的化合物SPRI-1218是结构全新的大分子化合物，以该化合物可用于一种新型的农用杀菌剂，该药剂特别对防治作物灰霉病等多种病害有卓越的效果。与现有农用杀菌剂相比，以本发明所述的化合物为有效成分的农用杀菌剂具有以下优点：

1、用药量少，在同等防治效果时，每亩有效成分用量SPRI-1218为0.3-1克，而其它现有药剂需20-500克；

2、使用范围广，SPRI-1218可防治灰霉病抗性菌和敏感菌以及其它15种病害，而目前常用药剂往往只能防治少数几个病害；

3、稳定性好，安全低毒。

4、利用本发明制备含有化合物SPRI-1218的农用杀菌剂时，可充分利用黄豆饼粉、玉米粉、羽毛粉等农副产品，变废为宝，故其具备生产成本低的特点。

Claims (7)

1、一种化合物，其特征在于具有以下结构式：

2、如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于先培养放线链霉菌Streptomyces caviscabies CGMCC No.1369，再从这些培养物中进行分离提取而得到化合物SPRI-1218。

3、如权利要求1所述的化合物的应用，其特征在于，所述化合物用作农用杀菌剂。

4、如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述杀菌剂的剂型包括但不限于：乳油或可湿性粉剂。

5、如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的剂型中，乳油中所述化合物的含量为2-30wt％，可湿性粉剂中所述的化合物的含量为5-70wt％。

6、如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的杀菌剂剂型是将权利要求1所述的化合物与载体和助剂混和均匀而制得。

7、如权利要求3-6中任一项所述杀菌剂的应用，其特征在于，用于防治下列作物病害：玉米小斑病、灰霉病、水稻纹枯病、稻瘟病、黑斑病、梨黑心病、黑豆病、芦笙茎枯病、梨轮纹病、马铃薯早疫病、棉花枯萎病、瓜类炭疽病、水稻白叶枯病。

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