一种鳞翅目农业害虫杀虫剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种鳞翅目农业害虫杀虫剂及其制备方法，本发明提供的鳞翅目农业害虫杀虫剂含有活性成分铜绿微囊藻毒素和一种天然产物，铜绿微囊藻毒素与天然产物可以协同杀灭小菜蛾3龄幼虫，杀灭作用显著高于单独的铜绿微囊藻毒素或单独的天然产物。因此，本发明提供的杀虫剂对鳞翅目农业害虫具有显著的杀灭作用，与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步。
【专利说明】
一种鱗翅目农业害虫杀虫剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于农业领域，具体涉及一种鳞翅目农业害虫杀虫剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)，植物界，蓝藻门，色球藻纲，色球藻目，色 球藻科，微囊藻属。多生长在湖泊、池塘等有机质丰富的水体中，营浮游生活。目前研究发现 约有超过20余种淡水蓝藻可以产生藻毒素，主要包括水华鱼腥藻Anabaena flos-aquae、阿 氏颤藻Oscillatoria agardhii、念珠藻Nostoc spp及铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa。铜绿微囊藻Microcyst is aeruginosa是有毒蓝藻中的优势种。
[0003] 微囊藻毒素性质稳定，煮沸后不易失活，难挥发，抗pH变化，溶于水、甲醇及丙酮， 但在紫外线下容易见光分解。微囊藻毒素对人危害的主要途径是经口摄入和皮肤接触。Ito 等研究显示，微囊藻毒素经口摄入之后，绝大部分通过侵蚀小肠粘膜上皮细胞和粘膜固有 层而被小肠吸收，毒素通过血液循环从而转运到人体各个器官及全身，如胃、肝、肺和心脏 等，大部分微囊藻毒素可在两周左右通过小肠和大肠的杯状细胞分泌粘液以原形的形式经 粪便排泄到体外。同位素示踪研究表明，70%以上的微囊藻毒素在体内分布在肝脏和肾脏。
[0004] 我国蓝藻资源十分丰富，仅以太湖为例，为消除太湖蓝藻污染，2007年打捞蓝藻达 18万吨，由于无锡土地资源有限，蓝藻处置成为现实问题，如果将蓝藻作为一种生物资源， 直接收获并深加工，既能解决蓝藻处置难的问题，又可变废为宝产生一定的经济效益和生 态效益。通过大量的研究表明，可以考虑将其加工成一种新型的微生物农药剂型，来应用于 农田害虫综合治理之中。
[0005] 长期以来，化学防治作为人类防治农业病、虫、草、鼠害等的主要手段，对保证农业 的增产增收起着非常重要的作用。虽然农业病虫害的综合防治技术和转基因作物的推广应 用取得了很大成绩，但在相当长的时期内，农药仍不可取代。但是长期、重复的使用传统农 药剂型也产生了一系列严重问题，传统农药剂型因使用有毒的有机溶剂和粉尘飞扬的粉状 剂型，正日益严重污染环境和危害人类健康，同时伴随着害虫的抗药性不断增强、害虫再猖 獗、化学农药残留以及对人与环境的危害等问题。这些问题的长期积累，并在某一特定时间 爆发，严重困扰着我国农业的可持续发展。并且，随着社会的发展，人们对环境安全愈加重 视，迫切需要开发对环境友好的绿色农药制剂，以适应当今的国际环保要求。绿色农药必须 具备高效低毒、低残留、环境友好等特点。
[0006] 我国对铜绿微囊藻毒素的研究主要涉及其对水体及水生动物等方面的影响。铜绿 微囊藻毒素对昆虫的作用研究显示，其对棉铃虫、菜青虫、菜蛾等有杀虫作用，但是关于其 杀虫剂剂型的研究在国内尚属空白。因此，对铜绿微囊藻毒素水剂的研究无论是解决铜绿 微囊藻对生态环境问题还是发掘其经济价值都有着十分重要的意义，更重要的是作为一种 生物农药运用于对农业害虫的防治，这一发明对铜绿微囊藻的经济效益和社会效益都奠定 了理论基础。
[0007] 但是，目前并没有效果较好的以铜绿微囊藻毒素为活性成分的杀虫剂，主要是因 为铜绿微囊藻毒素单独应用时杀虫效果有限。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种鳞翅目农业害虫杀虫剂及其制备方法，该杀虫剂的活 性成分为铜绿微囊藻毒素和一种天然产物，二者协同发挥杀虫作用，尤其是对鳞翅目农业 害虫杀灭效果优异。
[0009] 本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
[0010] -种用于制备鳞翅目农业害虫杀虫剂的天然产物，化学结构式如下：
[0011]
[0012] -种鳞翅目农业害虫杀虫剂，包含铜绿微囊藻毒素和如上所述的天然产物。
[0013] 进一步地，所述的鳞翅目农业害虫杀虫剂还包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和农药 上可以接受的赋形剂。
[0014] 进一步地，所述的鳞翅目农业害虫杀虫剂为乳油、悬浮剂、水乳剂、可湿性粉剂、微 乳剂或水分散颗粒剂。
[0015] 上述的天然产物在制备鳞翅目农业害虫杀虫剂中的应用。
[0016] 上述的杀虫剂在防治鳞翅目农业害虫方面的应用。
[0017]本发明的优点：
[0018] 本发明提供的杀虫剂的活性成分为铜绿微囊藻毒素和一种天然产物，二者可以协 同发挥对鳞翅目农业害虫的杀灭作用。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范 围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
[0020] 实施例1:天然产物的制备和结构确证
[0021] 分离方法：（a)将虎杖的干燥根(2kg)粉碎，用80 %乙醇热回流提取（15L X 3次），合 并提取液，浓缩至无醇味(3L)，依次用石油醚(3LX3次）、乙酸乙酯(3LX3次)和水饱和的正 丁醇（3LX 3次）萃取，分别得到石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃取物；（b)步骤 (a)中乙酸乙酯萃取物用D101型大孔树脂除杂，先用10%乙醇洗脱8个柱体积，再用70%乙 醇洗脱10个柱体积，收集70%洗脱液，减压浓缩得70%乙醇洗脱浓缩物；（c)步骤(b)中70% 乙醇洗脱浓缩物用正相硅胶分离，依次用体积比为60:1 (10个柱体积）、30:1 (8个柱体积）、 15:1(10个柱体积)和5:1(8个柱体积)的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到4个组分；（d)步骤(c) 中组分4用正相硅胶进一步分离，依次用体积比为10:1(10个柱体积）、5:1(8个柱体积)和2: 1(6个柱体积）的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到3个组分；（e)步骤(d)中组分2用十八烷基硅 烷键合的反相硅胶分离，用体积百分浓度为75 %的甲醇水溶液等度洗脱，收集10~15个柱 体积洗脱液，洗脱液减压浓缩得到一种天然产物(435mg，HPLC归一化纯度大于98 % )。
[0022] 结构确证:无色粉末，册431-]\^显示[]\?1]+为111/2 253.1762，结合核磁特征可得 分子式为C15H24〇3，不饱和度为4。核磁共振氢谱数据δΗ(ppm，CDC1 3，500MHz):H-3(3 · 12，m)， H-4a(2.23，m)，H-4b(2.13，m)，H-5a(1.79，m)，H-5b(1.68，m)，H-6(2.09，m)，H-7(2.67，br， d，J = 8.4Hz)，H-8(3.55，d，J = 9.1Hz)，H-10a(2.37，d，J=15.4Hz)，H-10b(l .90，d，J = 15.4Hz)，H-lla(4.21，d，J= 11 ·2Ηζ)，H-llb(3.82，d，J= 11 ·2Ηζ)，H-12(9.73，d，J = 4.8Hz)，H-13(0.88，d，J = 7.4Hz)，H-14(0.86，s)，H-15(1.05，s);核磁共振碳谱数据δ。 (ppm，CDCl3，125MHz):139.6(C3-C)，137.5(C，2-C)47.6(CH，3-C)，22.1(CH2,4-C)，32.4 (CH2,5-C)，29.3(CH，6-C)，53.5(CH，7-C)，83.1(CH，8-C)，39.6(C，9-C)，43.7(CH2，10-C)， 64.7(CH2，n-C)，202.1(CH，12-C)，12.5(CH3，13-C)，19.5(CH3，14-C)，25.8(CH 3，15-C)。红 外波谱表明该化合物含有羟基(3340cm-1)，羰基（1735cm-1)。13C-NMR、DEPT和HSQC谱中显示 有15个碳信号，包括三个甲基，四个亚甲基（一个连氧碳），五个次甲基(一个醛基碳和一个 连氧碳），以及三个季碳(两个烯烃碳），以上功能结构再结合不饱和数表明该化合物为双环 结构。h-NMR谱结合HSQC谱显示三个甲基质子信号δΗ 〇. 88 (3H，d，J = 7.4Hz)、0.86 (3H，s)、 1.05(3!1，8)，三组亚甲基质子信号5[12.23(1!1，111)与2.13(1!1，111)、1.79(1!1，111)与1.68(1!1， 111)、2.37(1!1，(1，了=15.4抱）与1.90(1!1，(1，了=15.4抱），一组羟甲基质子信号5114.21(1!1，(1， 了=11.2抱）与3.82(1!1，(1，了=11.2抱），三个次甲基质子信号5[13.12(1!1，111)，2.09(1!1，111)与 2.67(1!1，1^，(1，1 = 8.4泡），一个连氧次甲基质子信号6113.55(1!1，(1，1 = 9.1泡），一个醛基 质子信号δΗ 9 · 73 (1H，d，J = 4 · 8Hz)。4-? COSY谱中存在H-3/H-12、H-3/H2-4/H2-5/H-6/H- 7/H-8相关信号，同时HMBC谱中显示有H2-4与C-2和C-3，H2-5与C-3，H-6与C-8，H-7与C-1，H 2- 10 与 01、02、07、(：-8和(：-14，!12-11与(：-1、(：-2和(：-3，!1-12与(：-2，!13-13与(：-5和(：-7，!13-14 与C-8、C-9和C-10，H3-15与C-9和C-10相关信号，通过上述NMR谱中的相关信息可以构建该 化合物的连接方式，并且上述波谱数据表明该化合物为tremulane型倍半砲。在tremulane 型倍半萜中，H-6与H-7-般为β构型，H3-14构型通常处是β位，H3-15构型为α位。在该化合物 的Ν0Ε试验中体现的Η-6与Η-7以及Η-7与Η3-14相关信号符合tremulane型倍半萜的构型关 系。同时，R0ESY谱中的H-12与H-7以及H3-15与H-8相关信号暗示C-12的醛基为β构型，H-8的 构型为α型。综合氢谱、碳谱、HMBC谱和R0ESY谱，以及文献关于相关类型核磁数据，可基本确 定该化合物如下所示，立体构型进一步通过ECD试验确定，理论值与实验值基本一致。该天 然产物化学结构和碳原子标记如下：
[0023]
[0024] 实施例2:对鳞翅目农业害虫的杀灭作用
[0025] 1.1实验方法
[0026] 试验分组:铜绿微囊藻毒素组，天然产物组，铜绿微囊藻毒素+天然产物组。铜绿微 囊藻毒素组为含铜绿微囊藻毒素4μg/ml的水溶液，天然产物组为含实施例1制备的天然产 物4μg/ml的水溶液，铜绿微囊藻毒素+天然产物组为含铜绿微囊藻毒素2μg/ml和实施例1制 备的天然产物2μg/ml的水溶液。
[0027] 取新鲜无农药污染的带叶柄油菜叶片(大小一致)在不同试验分组的药液中浸渍 10s，放在锡箱折成的沟槽上常温自然晾干，用沾水的脱脂棉球包裹油菜叶基部，放入9cm直 径培养皿中（垫有滤纸保湿），用小毛笔分别选取大小一致的3龄小菜蛾幼虫(2±0.5mg/头） 各30头(每组重复三次)放入培养皿中，培养皿表面盖上保鲜膜以防幼虫逃逸。培养皿置于 培养箱内恒温恒湿饲养，48h后统计死亡结果。
[0028] 1.2试验结果
[0029] 对小菜蛾3龄幼虫的杀灭作用见表1。
[0030] 表1对小菜蛾3龄幼虫的杀灭作用
[0031]
[0032] 上述结果表明，铜绿微囊藻毒素和实施例1制备的天然产物可以协同杀灭小菜蛾3 龄幼虫，杀灭作用显著高于单独的铜绿微囊藻毒素或实施例1制备的天然产物。说明本发明 提供的杀虫剂对鳞翅目农业害虫具有显著的杀灭作用，可以用于制备鳞翅目农业害虫杀虫 剂。
[0033] 上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护 范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。
【主权项】
1. 一种用于制备鱗翅目农业害虫杀虫剂的天然产物，其特征在于，化学结构式如下：V.2. -种鱗翅目农业害虫杀虫剂，其特征在于:包含铜绿微囊藻毒素和如权利要求1所述 的天然产物。3. 根据权利要求2所述的鱗翅目农业害虫杀虫剂，其特征在于:还包括脂肪醇聚氧乙締 酸硫酸钢和农药上可W接受的赋形剂。4. 根据权利要求3所述的鱗翅目农业害虫杀虫剂，其特征在于:该杀虫剂为乳油、悬浮 剂、水乳剂、可湿性粉剂、微乳剂或水分散颗粒剂。5. 权利要求1所述的天然产物在制备鱗翅目农业害虫杀虫剂中的应用。6. 权利要求2~4任一所述的杀虫剂在防治鱗翅目农业害虫方面的应用。
【文档编号】A01N65/03GK105837423SQ201610183789
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】石鸿娟
【申请人】石鸿娟