一类具有杀虫活性的新型苦参碱衍生物及制备方法和应用
阅读：217发布：2020-05-08
专利汇可以提供一类具有杀虫活性的新型苦参碱衍生物及制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一类具有 杀虫活性 的新型苦参 碱 衍 生物 及制备方法和应用。本发明提供了一类新型苦参碱衍生物，其为式(I)所示的化合物，其中R为吲哚环上4、5、6或7位取代的氯或溴。本发明在催化剂存在的条件下，通过将槐果碱与氯代或溴代吲哚(4、5、6或7位取代)在 水 相或有机相和弱碱催化体系中进行化学反应与转换，得到一类具有杀虫活性高、制法简便、成本低廉的新型苦参碱衍生物，该衍生物可制备为环保型高效性、高环境相容性和经济性的 杀虫剂 ，对全面开发苦参碱的医用活性和农用活性具有重要的意义； 其中，R为吲哚环上4、5、6或7位取代的氯或溴。，下面是一类具有杀虫活性的新型苦参碱衍生物及制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一类新型苦参碱衍生物，其为式(I)所示的化合物，或式(I)所示的化合物的立体异构体、几何异构体、互变异构体、氮氧化物、药学上可接受的盐及前药、水合物、溶剂化物或代谢产物，
其中，R为吲哚环上4、5、6或7位取代的氯或溴。
2.权利要求1所述新型苦参碱衍生物的制备方法，其特征在于，所述衍生物是在催化剂存在的条件下，由卤代吲哚与槐果碱反应制成；
其中，所述卤代吲哚结构通式如下：
其中，所述卤代吲哚为4、5、6或7位取代，R为氯或溴。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将槐果碱、所述卤代吲哚、催化剂和溶剂，在通N2条件下于100～140℃条件下反应8～10h形成式(I)所示的化合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述槐果碱与所述卤代吲哚的摩尔比为1～6：1～8。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自磷酸三钾、乙醇钠、三乙烯二胺或固体碱中的一种或多种；所述溶剂选自水、DMSO、甲醇、乙醇或石油醚中的一种或多种。
6.一类杀虫的环保型农药组合物，其特征在于，它含有0.0001wt％～99.9wt％的权利要求1所述的式(I)衍生物、或权利要求2～5任一所述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物，以及农业上可接受的稀释剂或载体或它们的组合。
7.权利要求1所述的新型苦参碱衍生物，或权利要求2～5任一所述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物，或权利要求6所述的组合物在作为或制备防治害虫的杀虫剂中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述害虫为公共卫生害虫或危害农业生产的昆虫、蚜虫、线虫或螨虫。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述蚜虫选自菜蚜、桃蚜、棉蚜、麦长管蚜、麦二岔蚜、玉米蚜或萝卜蚜中一种或多种；所述线虫为植物寄生线虫。
10.一种防治害虫的方法，其特征在于，在需要施用的植物种子或植物叶子和/或植物果实或植物正在生长或预期要生长的地方，施用杀虫有效量的权利要求1所述的新型苦参碱衍生物，或权利要求2～5任一项所述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物，或权利要求6所述的组合物。
一类具有杀虫活性的新型苦参碱衍生物及制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于化学医药技术领域。更具体地，涉及一类具有杀虫活性的新型苦参碱衍生物及制备方法和应用。
背景技术
[0002] 苦参碱为针状或棱状结晶，分子式为C15H24N2O，相对分子质量为248.36，英语名matrine，熔点为76℃，易溶于水、苯、氯仿、乙醚和二氧化碳，难溶于石油醚。苦参碱(Matrine)广泛存在于苦参(SophoraflavescennsAit)、苦豆子(SophoraalopecuroidesL)及广豆根(S.subprostrata Chan et T Chen)等豆科植物，具有多方面重要的药理活性，研究发现其有镇静、缓痛、清热、降温等中枢抑制性作用，对结核杆菌等有较好的抑制作用，同时在心血管系统、消化系统、抗肿瘤作用等方面也有较好的药用价值。
[0003] 近年来许多研究人员通过细胞生物学、分子生物学方法等技术手段在苦参碱农用生物活性实验上做了许多尝试，发现其具有杀虫、抗菌和生长调节等生物活性。苦参碱作为传统生物农药具有低毒安全、低残留、绿色环保等优点，但也有其不容忽视的缺点，如生物利用度低，生物活性较差，使用量大，不易溶于水等，从而限制了其推广应用。目前，苦参碱的杀虫作用机理尚不完全明确，相关研究发现可能作用于神经系统，先麻痹中枢神经，然后使中枢神经产生兴奋，进而作用于横膈膜及呼吸肌神经，使昆虫窒息而死亡。通过化学方法对其结构进行修饰、转化和生物活性比较分析，确定其分子结构的关键活性键位及功能基团，再经过优化合成新的苦参碱衍生物，提高苦参碱的生物活性和生物利用度，最终成功设计和创制绿色、环保、高效的苦参碱类农药候选化合物成为研究者们的工作重点。
[0004] 含氮杂环化合物由于其独特的作用机制及其高活性、高选择性、高环境相容性的特点，一直是新农药发展的主流。目前已有一批通过结构修饰的杀虫剂新品种得以成功开发并进入市场，其中具有噻唑环结构的新烟碱类杀虫剂具有高效广谱、选择性好、对环境相容性好等特点，已广泛用于刺吸式口器害虫、各类甲虫及某些鳞翅目害虫的防治。本发明人课题组对含氮杂环化合物进行结构改造，在现有苦参碱化合物的基础上增加环的结构，成功地发现了一类具有杀虫活性的化合物，使其应用于杀虫剂。这种化合物公开于中国专利文献201710412481.0。然而，在上述专利申请优选的化合物只表现出了中等的活性，其对中枢神经也有一定毒性，在杀虫方面的效果仍然有限，限制了苦参碱的临床应用以及进一步推广。
发明内容
[0005] 本发明的首要目的是克服上述现有技术的缺陷和不足，通过将槐果碱类化合物与取代吲哚及其类似物在水相或有机相和弱碱催化体系中进行化学反应与转换，得到一类具有杀虫活性高、制法简便、成本低廉的新型苦参碱衍生物，该衍生物可制备为环保型高效性、高环境相容性和经济性的杀虫剂。
[0006] 本发明的另一目的是提供上述新型苦参碱衍生物的制备方法。
[0007] 本发明的再一目的是提供一类含上述新型苦参碱衍生物的杀虫组合物。
[0008] 本发明的又一目的是提供上述新型苦参碱衍生物在作为或制备杀虫剂中的应用。
[0009] 本发明的又一目的是提供一种防治害虫的方法。
[0010] 本发明上述目的通过以下技术方案实现：
[0011] 一类新型苦参碱衍生物，其为式(I)所示的化合物，或式(I)所示的化合物的立体异构体、几何异构体、互变异构体、氮氧化物、药学上可接受的盐及前药、水合物、溶剂化物或代谢产物，
[0012]
[0013] 其中，R为吲哚环上4、5、6或7位取代的氯或溴。
[0014] 更优选地，所述R为吲哚环上4位或5位取代的氯或溴。
[0015] 本发明还涉及了上述新型苦参碱衍生物的制备方法，所述衍生物是在催化剂存在的条件下，由卤代吲哚与槐果碱反应制成；
[0016] 其中，所述卤代吲哚结构通式如下：
[0017] 其中，所述卤代吲哚为4、5、6或7位取代，R为氯或溴。
[0018] 上述新型苦参碱衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0019] 将槐果碱、卤代吲哚、催化剂和溶剂，在通N2条件下于100～140℃条件下反应8～10h形成式(I)所示的化合物。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。
[0020] 考虑到苦参碱的13、14位均为饱和键，引入基团的难度相对较大，本发明人经过广泛而深入的研究，将以13、14位带不饱和双键的苦参碱类似物槐果碱为原料，降低合成反应的复杂性和基团引入的难度。本发明还通过探究发现，通过更换溶剂，调整反应温度和反应时间，可以在水相或有机相和弱碱催化体系中合成一些苦参碱衍生物，不需要在强碱性催化剂的条件下进行，从而大大简化了工艺路线，降低了化合物的制备成本，使得化合物的实际应用价值得到提高。此外，通过对大量化合物的筛选，选出了一类优选的杀虫活性高且制备工艺简便的式(I)衍生物。在此基础上完成了本发明。
[0021] 优选地，所述槐果碱与所述卤代吲哚的摩尔比为1～6：1～8。
[0023] 优选地，所述溶剂选自水、DMSO、甲醇、乙醇或石油醚中的一种或多种。
[0024] 优选地，所述催化剂与溶剂的质量体积比为0.1～1g：0.5～10mL。
[0025] 优选地，于120℃条件下反应9h。在此条件下，制备得到的新型苦参碱衍生物产率和纯度较高，可以减少副产物的生成。
[0026] 在另一优选例中，所述新型苦参碱衍生物经过以下纯化结晶操作步骤可以获得所述衍生物晶体：
[0027] S2.分离纯化：采用硅胶柱层析法，用硅胶作为固定相，加入400mm*30mm i.d.层析柱，流动相为乙酸乙酯和乙醇混合物，湿法装柱完成后，反复用流动相过柱活化；用灯照层析柱确认无气泡或断层，硅胶沉积面上方保持5cm以上液面，封口，流动相浸泡静置过夜；
[0028] 进样与洗脱：使用少量洗脱剂溶解试样后上样，样品渗入硅胶柱后再用少量洗脱剂冲洗柱内壁，使液面降至硅胶沉积面即加入大量洗脱剂开始洗脱。每流出10mL馏分收集一次，蒸去大部分溶剂后用于检测；
[0029] 检测：TLC薄层色谱跟踪检测分析分离液中目标产物的开始流出时间和洗脱剂体积，目标物洗脱完毕时间和洗脱溶剂体积，合并目标产物开始流出和洗脱完毕时间点之间的所有洗脱样品，浓缩；
[0030] S3.重结晶：
[0031] 将步骤S2所得浓缩的产品用重结晶溶剂溶解，挥发至晶体析出，重复2～3次，得到目标衍生物(I)。
[0032] 进一步优选地，步骤S2所述流动相为乙酸乙酯：乙醇按照体积比为8～10:1的混合物。
[0033] 进一步优选地，步骤S3所述所述重结晶溶剂是石油醚。
[0034] 本发明还涉及了一种杀虫的环保型农药组合物，它含有0.0001wt％～99.9wt％(较佳地0.1wt％～95wt％，更佳地为0.5wt％～90wt％)的所述的式(I)衍生物、或由上述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物，以及农业上可接受的稀释剂或载体或它们的组合。
[0035] 在另一优选例中，所述的式(I)衍生物、或由上述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物的浓度为0.1～100mg/mL，较佳地0.2～10mg/mL，更佳地为0.3～5mg/mL，最佳地为0.5～1.5mg/mL。
[0036] 在另一优选例中，所述组合物的剂型为各种常规农药剂型，如饵剂等。
[0037] 上述的新型苦参碱衍生物，或由上述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物，或上组合物在作为或制备防治害虫的杀虫剂中的应用，也在本发明的保护范围之内。
[0039] 所述公 共卫生害 虫或危害 农业生产的昆 虫为双翅目 迟眼蕈 蚊(Bradysiaodoriphage)、鳞翅目稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocismedinalis)、茶尺蠖(Ectropis oblique hypulinaWehrli)、杨扇舟蛾[Closteraanachoreta(Denis et Schiffermüller，1775)]、直翅目蝗虫、同翅目苹果棉蚜[Eriosomalanigerum(Hausmann)]、梨木虱、膜翅目樟叶蜂(MesonurarufonotaRohwer)、以及桑园害虫如桑尺蠖(PhthonandriaatrilineataButler)、棉大造桥虫(AscotisselenariaSchiffermuller et Denis)、桑毛虫(PorthesiaxanthocampaDyer)、红腹白灯蛾[Spilarctiasubcarnea(Walker)]、白毛虫(Pilargidae)、桑蓟马(PseudcdendrothripsmoriNiwa)或朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus)等。
[0040] 更优选地，所述蚜虫选自菜蚜、桃蚜、棉蚜、麦长管蚜、麦二岔蚜、玉米蚜或萝卜蚜中一种或多种。
[0041] 优选地，所述线虫为植物寄生线虫，所述植物寄生线虫优选为根结线虫。
[0042] 更优选地，所述根结线虫选自桑根结线虫、红薯根结线虫、胡萝卜根结线虫、爪哇根结线虫、花生根结线虫或番茄根结线虫中的中一种或多种。
[0043] 本发明还涉及了一种防治害虫的方法，在需要施用的植物种子或植物叶子和/或植物果实或植物正在生长或预期要生长的地方，施用杀虫有效量的所述的新型苦参碱衍生物(如0.1～100mg/mL，较佳地0.2～10mg/mL，更佳地为0.3～5mg/mL，最佳地为0.5～1.5mg/mL)，或由上述制备方法制备得到的新型苦参碱衍生物，或组合物。
[0044] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0045] (1)本发明公开的式(I)所示的新型苦参碱衍生物是由取代吲哚及其类似物和槐果碱类化合物两种化合物在水相和弱碱催化体系中反应制得的，该衍生物具有更高的杀虫活性，能够更好地杀灭害虫。
[0046] (2)本发明所述苦参碱衍生物毒副作用小，相比于常用的毒死蜱具有更好的环境相容性，更环保。
[0048] 图1为新型苦参碱衍生物4位或5为氯代或溴代吲哚苦参碱的红外谱图。
[0049] 图2为新型苦参碱衍生物4-氯吲哚苦参碱的质谱图。
[0050] 图3为新型苦参碱衍生物4-氯吲哚苦参碱的氢谱图。
[0051] 图4为新型苦参碱衍生物4-氯吲哚苦参碱的碳谱图。
[0052] 图5为新型苦参碱衍生物4-氯吲哚苦参碱的单晶衍射结果。
[0053] 图6为新型苦参碱衍生物4-溴吲哚苦参碱的单晶衍射结果。
[0054] 图7为新型苦参碱衍生物5-氯吲哚苦参碱的单晶衍射结果。
[0055] 图8为新型苦参碱衍生物5-溴吲哚苦参碱的单晶衍射结果。
具体实施方式
[0056] 以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的简单修改或替换，均属于本发明的范围；若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0057] 除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0058] 实施例1制备4-氯吲哚苦参碱
[0059] 1、制备方法
[0060] S1.制备粗产品
[0061] 50mL三口烧瓶，加入1.23g的槐果碱，0.5g的磷酸三钾，0.65g的4-氯吲哚与4mL的DMSO，组装冷凝装置及通入N2，120℃反应9h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。
[0062] 合成路线如下：
[0063]
[0064] S2.柱层析分离与TLC检测
[0065] 将步骤S1所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化：
[0066] (1)装柱：采用湿法装柱。量取150mL硅胶放入250mL烧杯中，加入适量乙酸乙酯，充分搅拌使气泡逸出，静置0.5h后，打开层析柱阀门通过漏斗边搅拌边加入400mm*30mm i.d.层析柱。装柱完成后，反复用当前流动相冲洗硅胶柱；用灯照层析柱确认无气泡或断层，硅胶沉积面上方保持5cm以上液面，封口，静置过夜。
[0067] (2)上样与洗脱：粗产品溶于尽可能少的洗脱剂中。打开柱下活塞，使柱内液体流出，小心使液面降至硅胶沉积面，然后关闭活塞，将样品沿柱内壁缓缓加入层析柱，打开活塞，样品渗入硅胶柱后再用少量洗脱剂冲洗柱内壁，小心使液面降至硅胶沉积面即加入大量洗脱剂开始洗脱。准备10mL收集瓶并编号，每个收集瓶收集10mL流出液，旋蒸除去大部分溶剂后留下约1mL保存于2mL样品瓶内用于TLC检测。(洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝10：1的混合液)。
[0068] (3)TLC检测
[0069] 取出GF-254硅胶板，用玻璃刀裁出所需大小，画20mm起点线，10mm溶剂前沿线与间隔5mm样品点。用0.3mm毛细管点样，样品点控制直径大小为1.5～2mm。将层析缸清洗干净、烘干，倒入约1cm高的展开剂，放入点样完成的硅胶板展开；待溶剂前沿到达前沿线，取出硅胶板，置于通风橱内挥干溶剂，然后用N2将碘液喷洒均匀(碘液：质量比5％碘溶于质量比95％的三氯甲烷)，待碘液挥发干后检查硅胶板分离情况。
[0070] S3.浓缩结晶
[0071] 收集含有目标产物的流分段，旋蒸浓缩。加入5～10mL石油醚，摇匀，溶液转入样品瓶，样品瓶用铝箔包裹，瓶口用封口膜封住，膜上留5个小孔，于通风橱内静置挥发(瓶内需留有一定量液体，不可挥干)。每隔8小时查看一次，直到晶体析出。取出部分晶体，在50℃下烘干3h用于红外光谱检测，分析光谱图初步确认槐果碱与所需基团以链接，然后另取部分晶体进行单晶衍射。
[0072] 2、结构表征
[0073] (1)红外IR
[0074] 4-氯吲哚苦参碱产物是在槐果碱13、14位碳碳双键上发生反应，4-氯吲哚苦参碱中有羟基，没有了双键，根据对目标物的红外光谱图分析(图1)，在1639cm-1为C＝O伸缩振动，说明在样品中有羰基，另外，该反应是在槐果碱双键上，所以目标物中应该没有碳碳双键，在3070cm-1为芳环上C-H振动。在1473cm-1为芳环上C＝C骨架震动。在1300cm-1为叔胺键伸缩振动。在742cm-1为C-Cl伸缩振动。综上所述，初步判断该物质为目标物4-氯吲哚苦参碱。
[0075] (2)质谱MS
[0076] 4-氯吲哚苦参碱衍生物的LR-ESI-MS分析如图2所示，基于ESI-MS离子峰在m/z 398.7([M+H]+，计算398.0)，测定苦参碱衍生物的分子式为C23H28ClN3O。
[0077] (3)核磁NMR
[0078] 核磁NMR分析结果如图3和图4所示：
[0079] 1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ＝1.15-2.03(m,8H),1.98-2.18(t,3H),2.32-2.63(m,1H),2.67-2.97(m,6H),3.01-3.26(t,1H),3.74-4.10(d,2H),4.30–4.82(m,2H),
6.52-6.76(d,1H),7.00-7.36(m,4H)。
6.52-6.76(d,1H),7.00-7.36(m,4H)。
[0080] 13C NMR(Chloroform-d,126MHz):δ(ppm)20.79,21.21,26.35,27.77,30.91,35.02,35.84,39.35,47.20,48.84,50.82,51.97,57.23,63.48,101.28,107.97,119.75,
122.60,123.88,126.53,127.45,136.37,166.88。
122.60,123.88,126.53,127.45,136.37,166.88。
[0081] (4)单晶衍射XRD
[0082] 单晶衍射分析结果如图5和表1所示。C23H28ClN3O,P212121(no.19),α＝90°,β＝90°,γ＝90°,Z＝1,Rgt(F)＝0.0366,ωRref(F2)＝0.1004,T＝100.00(10)K。
[0083] 表14-氯吲哚苦参碱的单晶衍射结果
[0084]
[0085] 实施例2制备4-溴吲哚苦参碱
[0086] 1、制备方法
[0087] 合成路线如下：
[0088]
[0089] 50mL三口烧瓶，加入0.5g槐果碱、0.06g碳酸铯、260μL4-溴吲哚与5mL的1,4-二氧六环，105℃反应9h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝6：1的混合液，进行TLC检测后，以体积比乙酸乙酯：乙醇＝4：1的混合溶液为溶剂，进行重结晶2～3次，得到目标衍生物如下所示：
[0090]
[0091] 2、结构表征
[0092] (1)红外IR
[0093] 4-溴吲哚苦参碱产物是在槐果碱13、14位碳碳双键上发生反应，4溴吲哚苦参碱中有羟基，没有了双键，根据对目标物的红外光谱图分析(图1)，在1632cm-1为C＝O伸缩振动，说明在样品中有羰基，另外，在1292cm-1为叔胺键伸缩振动。在703cm-1为C-Br伸缩振动。综上所述，初步判断该物质为目标物4-溴吲哚苦参碱。
[0094] (2)单晶衍射XRD
[0095] 单晶衍射分析结果如图6和表2所示。C23H28BrN3O,P212121(no.19),α＝90°,β＝90°,γ＝90°, Z＝4,Rgt(F)＝0.0252,ωRref(F2)＝0.0681,T＝103(5)K。
[0096] 表2 4-溴吲哚苦参碱的单晶衍射结果
[0097]
[0098] 实施例3制备5-氯吲哚苦参碱
[0099] 合成路线如下：
[0100]
[0101] 50mL三口烧瓶，加入0.25g果碱、0.05g碳酸铯、0.15g 5-氯吲哚与3mL的1,4-二氧六环，120℃反应9h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝1：6的混合液，进行TLC检测后，以乙酸乙酯为溶剂进行重结晶2～3次，得到目标衍生物如下所示：
[0102]
[0103] (1)红外IR
[0104] 5-氯吲哚苦参碱产物是在槐果碱13、14位碳碳双键上发生反应，5-氯吲哚苦参碱中有羟基，没有了双键，根据对目标物的红外光谱图分析(图1)，在1638cm-1为C＝O伸缩振动，说明在样品中有羰基，另外，在1280cm-1为叔胺键伸缩振动。在705cm-1为C-Br伸缩振动。综上所述，初步判断该物质为目标物5-氯吲哚苦参碱。
[0105] (2)单晶衍射XRD
[0106] 单晶衍射分析结果如图7和表3所示。C23H26ClN3O,P21(no.4),β＝92.3389(6)°, Z＝2,Rgt(F)
＝0.1390,ωRref(F2)＝0.4035,T＝99.9(7)K。
＝0.1390,ωRref(F2)＝0.4035,T＝99.9(7)K。
[0107] 表35-氯吲哚苦参碱的单晶衍射结果
[0108]
[0109]
[0110] 实施例4制备5-溴吲哚苦参碱
[0111] 合成路线如下：
[0112]
[0113] 50mL三口烧瓶，加入0.8g槐果碱、0.6g氟化铯、0.6g 5-溴吲哚与0.3mL的四甲氧基硅烷和8mL的DMSO，组装冷凝装置及通入N2，140℃反应6h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝10：1的混合液，进行TLC检测后，以无水乙醇为溶剂进行重结晶2～3次，得到目标衍生物如下所示：
[0114]
[0115] (1)红外IR
[0116] 5-溴吲哚苦参碱产物是在槐果碱13、14位碳碳双键上发生反应，5-溴吲哚苦参碱中有羟基，没有了双键，根据对目标物的红外光谱图分析(图1)，在1626cm-1为C＝O伸缩振动，说明在样品中有羰基，另外，在1290cm-1为叔胺键伸缩振动。在700cm-1为C-Br伸缩振动。综上所述，初步判断该物质为目标物5-溴吲哚苦参碱。
[0117] (2)单晶衍射XRD
[0118] 单晶衍射分析结果如图8和表4所示。C23H28BrN3O,P21(no.4),β＝102.622(4)°, Z＝2,Rgt(F)＝
0.0438,ωRref(F2)＝0.1098,T＝100.00(10)K。
0.0438,ωRref(F2)＝0.1098,T＝100.00(10)K。
[0119] 表4 5-溴吲哚苦参碱的单晶衍射结果
[0120]
[0121] 实施例5制备6-氯吲哚苦参碱
[0122]
[0123] 50mL三口烧瓶，加入1.23g的槐果碱，0.5g的磷酸三钾，0.65g的6-氯吲哚与4mL的DMSO，组装冷凝装置及通入N2，120℃反应9h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝8：1的混合液，进行TLC检测后，以石油醚为溶剂进行重结晶2～3次，得到与实施例1相同的化合物6-氯吲哚苦参碱。
[0124] 实施例6制备6-溴吲哚苦参碱
[0125]
[0126] 50mL三口烧瓶，加入1.23g的槐果碱，0.5g的磷酸三钾，0.65g的6-溴吲哚与4mL的DMSO，组装冷凝装置及通入N2，120℃反应8h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝8：1的混合液，进行TLC检测后，以石油醚为溶剂进行重结晶2～3次，得到与实施例1相同的化合物6-溴吲哚苦参碱。
[0127] 实施例7制备7-氯吲哚苦参碱
[0128]
[0129] 550mL三口烧瓶，加入1.23g的槐果碱，0.5g的磷酸三钾，0.65g的7-氯吲哚与4mL的DMSO，组装冷凝装置及通入N2，120℃反应9h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝8：1的混合液，进行TLC检测后，以石油醚为溶剂进行重结晶2～3次，得到与实施例1相同的化合物7-氯吲哚苦参碱。
[0130] 实施例8制备7-溴吲哚苦参碱
[0131]
[0132] 50mL三口烧瓶，加入1.23g的槐果碱，0.5g的磷酸三钾，0.65g的7-溴吲哚与4mL的DMSO，组装冷凝装置及通入N2，120℃反应9h。反应结束后，加入10mL二氯甲烷，搅拌后过滤，滤液蒸去溶剂得到粗产品。将所得粗产品采用硅胶柱层析法分离纯化，洗脱剂是体积比为乙酸乙酯：乙醇＝8：1的混合液，进行TLC检测后，以石油醚为溶剂进行重结晶2～3次，得到与实施例1相同的化合物7-溴吲哚苦参碱。
[0133] 本发明的化合物能用作控制和消灭广泛的害虫，包括公共卫生害虫或危害农业生产的昆虫、蚜虫、线虫或螨虫(如枸杞瘿螨(AcerimacrodonisKeifer)、猪疥螨等)等农业害虫或禽畜病源虫。具体如：双翅目迟眼蕈蚊(Bradysiaodoriphage)、鳞翅目稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocismedinalis)、茶尺蠖(Ectropis oblique hypulinaWehrli)、杨扇舟蛾[Closteraanachoreta(Denis et Schiffermüller，1775)]、直翅目蝗虫、同翅目苹果棉蚜[Eriosomalanigerum(Hausmann)]、梨木虱、膜翅目樟叶蜂(MesonurarufonotaRohwer)、以及桑园害虫如桑尺蠖(PhthonandriaatrilineataButler)、棉大造桥虫(AscotisselenariaSchiffermuller et Denis)、桑毛虫(Porthesiaxanthocampa Dyer)、红腹白灯蛾[Spilarctiasubcarnea(Walker)]、白毛虫(Pilargidae)、桑蓟马(PseudcdendrothripsmoriNiwa)或朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus)等。
[0134] 本发明涉及的化合物尤其对菜蚜、桃蚜、棉蚜、麦长管蚜、麦二岔蚜、玉米蚜和萝卜蚜等蚜虫，以及桑根结线虫、红薯根结线虫、胡萝卜根结线虫、爪哇根结线虫、花生根结线虫和番茄根结线虫等植物寄生线虫有特效。
[0135] 这些活性化合物可做成常规的制剂，例如溶液剂、乳剂、混悬剂、粉剂、颗粒剂、泡沫剂、糊剂、颗粒剂、气雾剂，特别是环境相容性好的可溶性固体和液体制剂，如水分散粒剂、水溶剂、水乳剂、超低容量制剂等，用活性物质浸渍的天然的和合成的材料，在多聚物中的微胶囊，用于种子的包衣复方，和与燃烧装置-块使用的制剂，例如烟熏药筒、烟熏罐和烟熏盘，以及ULV冷雾(Cold mist)和热雾(Warm mist)制剂。这些制剂可用已知的方法生产，例如，将活性化合物与扩充剂混合，这些扩充剂就是液体的或液化气的或固体的稀释剂或载体，并可任意选用表面活性剂即乳化剂和/或分散剂和/或泡沫形成剂。例如在用水作扩充剂时，有机溶剂也可用作助剂。
[0136] 用液体溶剂作稀释剂或载体时，基本上是合适的，如：芳香烃类，例如二甲苯、甲苯或烷基萘；氯化的芳香或氯化的脂肪烃类，例如氯苯、氯乙烯或二氯甲烷；脂肪烃类，例如环己烷或石蜡，例如矿物油馏分；醇类，例如乙醇或乙二醇以及它们的醚和脂类；酮类，例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮或环己酮；或不常用的极性溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、水。
[0137] 固体载体可用地面天然的矿物质，例如高岭土，粘土，滑石，石英，活性白土，蒙脱土，或硅藻土，和地面合成的矿物质，例如高度分散的硅酸，氧化铝和硅酸盐。供颗粒用的固体载体是碾碎的和分级的天然锆石，例如方解石、大理石、浮石、海泡石和白云石，以及无机和有机粗粉合成的颗粒，和有机材料例如锯木屑、椰子壳、玉米棒子和烟草梗的颗粒等。
[0138] 非离子的和阴离子的乳化剂可用作乳化剂和/或泡沫形成剂。例如聚氧乙烯-脂肪酸酯类、聚氧乙烯-脂肪醇醚类，例如烷芳基聚乙二醇醚类、烷基磺酸酯类、芳基磺酸酯类以及白蛋白水解产物。分散剂包括，例如木质素亚硫酸盐废液和甲基纤维素。
[0141] 这些制剂通常含0.1％～95％按重量计的活性化合物，最好是含0.5％～90％。
[0142] 本发明的这些活性化合物可与其他活性化合物制成一种混合物存在于它们的商品制剂中或从这些制剂制备的使用剂型中，这些其他的活性化合物为杀虫剂、饵剂、杀菌剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀真菌剂、生长控制剂等。杀虫剂包括，例如磷酸酯类、氨基甲酸酯类、除虫菊酯类、氯化烃类、苯甲酰脲类、沙蚕毒素类以及由微生物产生的物质，如阿维菌素。
[0143] 此外，本发明的这些活性化合物也可与增效剂制成一种混合物存在于它们的商品制剂中成从这些制剂制备的使用剂型中。增效剂是提高活性化合物作用的化合物，由于活性化合物本身有活性，也可不必加增效剂。从商品制剂制成使用剂型中的活性化合物的浓度可在广阔的范围内变动。使用剂型中的活性化合物的浓度可从0.0000001％到100％(按活性化合物重量计)，最好在0.0001％与1％之间。
[0144] 这些化合物被制成合适的可用的剂型，用常规的方法来使用。
[0145] 实施例9虫体毒力实验
[0146] 1、菜蚜毒力测定
[0147] 蚜虫属于同翅目害虫，具有刺吸口器，是一种常见的农作物害虫。以菜蚜为测试对象，采用浸叶饲喂法测试。
[0148] 用清水(加入0.1％吐温80和0.1％DMSO)溶解供试药物为0.5、1.0、1.5mg/mL3个处理。将新鲜未使用过农药的小白菜(玉米、菜心)叶片用打孔器处理成直径2cm左右的叶饼，并用干净的注射器在叶饼上戳出10～20个小孔。在药液中浸渍5～10s后放在滤纸上自然风干，试虫处理前饥饿5～6h。每个处理3次重复，每重复10头试虫，以清水(加入0.1％吐温80和0.1％DMSO)为对照，处理后试虫放入垫有滤纸的保湿培养皿内，并置于养虫室内恒温饲养，将培养皿放入人工智能气候培养箱((28±l)℃、RH＝80％)中饲养，检查24h、48h、72h时死亡虫数，死亡判断标准为：轻触虫体，不能正常爬行个体视为死亡。并按Abbott公式计算校正死亡率(当对照组死亡率大于20％时，为无效对照)。
[0149] 2、根结线虫毒力测定
[0150] 根结线虫也是一种常见的农作物害虫。以桑根结线虫为测试对象进行测试。
[0151] (1)从广州市宝桑园挖取病树根结和病根附近的土壤，将病根用手掰开成每段3cm左右，并与土壤混合。用贝尔曼式漏斗法，在漏斗底部铺上4层纱布，然后放入适量病根和土壤，再加入无菌水，静置24h后打开止水夹用烧杯接取橡胶管中下部的液体备用。将分离到的线虫用无菌水洗出，冲入无菌的指形管中，用0.5％的次氯酸钠消毒2min，然后用无菌水冲洗2-3遍，使线虫自然沉降或用离心机使线虫快速沉淀(6 000r/min，3min)。在离心管中加入各约500mg/kg的链霉素(100万单位/g)，保持1h，离心后吸出消毒液。再用无菌水冲洗3遍，定容到一定体积放在4℃冰箱中保存备用。
[0152] (2)取待用的线虫悬浮液，每个培养皿加入配好的不同浓度的药剂溶液1mL，在25℃条件下进行培养。在处理后的不同时间分别用显微镜检查桑树根结线虫二龄幼虫的存活数量，线虫呈僵直不动为死虫，线虫呈弯曲蠕动状态为活虫计算死亡率和校正死亡率。设置3个浓度梯度，无菌水为空白对照，每个浓度设置2个重复。浓度分别为：0.5mg/L、1.0mg/L、
1.5mg/L。时间梯度为24h、48h、72h。为了保证根结线虫的生存环境，在观察培养期间，在大的剥离培养皿内加入一定量的无菌水，将线虫培养皿放入里面盖上大培养皿的盖子，在常温下保存。
1.5mg/L。时间梯度为24h、48h、72h。为了保证根结线虫的生存环境，在观察培养期间，在大的剥离培养皿内加入一定量的无菌水，将线虫培养皿放入里面盖上大培养皿的盖子，在常温下保存。
[0153] 死亡率(％)＝试虫死亡数/试虫总数×100％
[0154] 校正死亡率(％)＝(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)×100％[0155] 3、粘虫毒力测定
[0156] 粘虫为鳞翅目，夜蛾科，寄主于麦、稻、粟、玉米等禾谷类粮食作物及棉花、豆类、蔬菜等16科104种以上植物，具有群聚性、迁飞性、杂食性、暴食性，成为全国性重要农业害虫。以粘虫为测试对象，采用浸叶饲喂法测试。
[0157] 用清水(加入0.1％吐温80和0.1％DMSO)溶解供试药物为0.1、0.5、1.0mg/mL共3个处理。将新鲜未使用过农药的上海青叶片用打孔器处理成直径2cm左右的叶饼，并用干净的注射器在叶饼上戳出10～20个小孔。在药液中浸渍5～10s后放在滤纸上自然风干，试虫处理前饥饿5～6h。每个处理3次重复，每重复10头试虫，以清水(加入0.1％吐温80和0.1％DMSO)为对照，处理后试虫放入垫有滤纸的保湿培养皿内，并置于养虫室内恒温饲养，将培养皿放入人工智能气候培养箱((28±l)℃、RH＝80％)中饲养，检查24h、48h、72h时死亡虫数，死亡判断标准为：轻触虫体，不能正常爬行个体视为死亡。并按Abbott公式计算校正死亡率(当对照组死亡率大于20％时，为无效对照)。
[0158] 3、实验结果
[0159] (1)实施例1制备的4-氯吲哚苦参碱对菜蚜的室内活性测定
[0160] 表5 72h目标物对菜蚜的室内活性测定(平均数±SE)
[0161]
[0162]
[0163] (2)实施例1制备的4-氯吲哚苦参碱对桑根结线虫的室内活性测定
[0164] 表6 72h目标物对桑根结线虫的室内活性测定(平均数±SE)
[0165]
[0166] 实验结果如表5和表6所示，在1.5mg/mL4-氯吲哚苦参碱的作用下，其作用72h对菜蚜的死亡率为90％，对桑根结线虫的死亡率为80％，同等条件下与苦参碱相比死亡率分别提高了30％、25％。上述结果表明，4-氯吲哚苦参碱能够显著杀灭菜蚜和桑根结线虫，具有更强的杀虫活性。
[0167] 表6 72h目标物对粘虫的室内活性测定(平均数±SE)
[0168]
[0169] 实验结果如表7所示，在1.0mg/mL 4种氯代和溴代吲哚苦参碱的作用下，其作用72h对粘虫的作用效果均比苦参碱有所提高，其中5号位效果比较明显，其校正死亡率比苦参碱提高了30～40％，最高可达72.41％。上述结果表明，4、5位氯、溴代吲哚苦参碱能够显著杀灭粘虫，具有更强的杀虫活性。
[0170] 实施例10组合物
[0171] (1)油状悬浮液
[0172] 4-氯吲哚苦参碱 25wt％；
[0173] 聚氧乙烯山梨醇六油酸酯 5w％；
[0174] 高级脂肪族烃油 70wt％。
[0176] (2)水悬浮液
[0177] 4-氯吲哚苦参碱 25wt％；
[0178] 水合硅镁土(hydrate attapulagit) 3wt％；
[0179] 木质素磺酸钙 10wt％；
[0180] 磷酸二氢钠 0.5wt％；
[0181] 水 61.5wt％。
[0182] 将各组分在球磨机中一起研磨，直到固体颗粒降至约10μm以下为止。该水悬浮液可直接使用。
[0183] (3)饵剂
[0184] 按以下组成制备可食用的饵：
[0185] 4-氯吲哚苦参碱 0.1～10wt％；
[0186] 小麦面粉 80wt％；
[0187] 糖蜜 19.9～10wt％。
[0188] 将这些组分完全混合，按需要形成饵形状。可食用饵可以分散到卫生害虫所侵染的场所，例如家居或工业场所，诸如厨房、医院或商店或户外区域，以通过口服摄入来防治害虫。
[0189] (4)可润湿性粉剂
[0190] 按以下组成制备可润湿性粉剂：
[0191] 4-氯吲哚苦参碱 30wt％；
[0192] 十二烷基苯磺酸钠 2wt％；
[0193] 木质磺酸钠 5wt％；
[0194] 合成的硅酸镁载体 63wt％。
[0196] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明权利要求书所限定技术方案的范围内。
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