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一种新三萜皂甙化合物及其在害虫防治中的应用

阅读:1036发布:2020-07-30

专利汇可以提供一种新三萜皂甙化合物及其在害虫防治中的应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种新三萜皂甙化合物的制备方法及其在防治 小菜蛾 方面的应用。本发明的三萜皂甙是从红树伴生 植物 山石榴(Catunaregam spinosa)中经 有机 溶剂 提取、萃取分部后经各种常规柱色谱和高效液相色谱分离得到,它对农业 害虫 具有一定的拒食作用,因此可以用于制备植物源 杀虫剂 。,下面是一种新三萜皂甙化合物及其在害虫防治中的应用专利的具体信息内容。

1.通式为
1 2 1 2
的三萜皂甙类化合物其中,其中,当R 为Xyl,R 为H或Glu;当R 为Rha,R 为Glu。
2.一种植物源杀虫试剂,其特征在于,包括权利要求1所述的三萜皂甙化合物。
3.根据权利要求2所述的杀虫试剂,包括权利要求1所述的三萜皂甙化合物中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的杀虫试剂,其中所述的虫为小菜蛾幼虫。

说明书全文

一种新三萜皂甙化合物及其在害虫防治中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新的皂甙,具体涉及一种五环三萜型糖甙的制备方法及其在小菜蛾防治中的应用。

背景技术

[0002] 山石榴Catunaregam spinosa Tirveng,属于茜草科(Rubiaceae)山石榴属Catunaregam Wolf,是海南省的一种常见红树伴生植物。在印度(当地名Madna,Mainphal)和巴西(当地名Sacrifício de Cristo),山石榴是作为传统草药被用于催吐、抗肿瘤和抗生育(Varshney IP,et al.Saponins from Randiadumetorum Lamk.Fruit pulp[J].J Indian Chem Soc,1978:397-400.)以及驱虫和抗痢疾等(Dubois M A,et al.New biologically activetriterpene-saponins from Randia dumetorum[J].Planta Medica,1990,56(5):451-455)。山石榴多样的药用活性引起了国外研究人员对其化学成分的研究,从中得到了三萜及其糖甙和香豆素糖甙以及环烯醚萜等(Hamerski L,et al.Iridoid glucosides from Randia spinosa(Rubiaceae)[J].Phytochemistry,2003,63(4):
397-400)类型化合物。
[0003] 1986年Sati等对从山石榴中得到的两个三萜皂甙3-O-[β-D-Glucopyranosyl-(1→2)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside]oleanolic acid和3-O-[β-D-Glucopyranosyl-(1→2)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→6)-[β-D-glucopyranosyl-(1→2)]-β-D-glucopyranoside]oleanolic acid进行杀螺活性试验,结果显示在15ppm到20ppm的浓度下,两个化合物对一种载有血吸虫病的蜗Biomphalaria glabrata都是致死的(Sati O P,et al.Molluscicidal Saponins of Xeromphis spinosa[J].Planta Med,
1986,5(1):381-383)。1989年Kulakkattolickal报道了山石榴果实提取物的毒鱼活性,它在5小时之内的LC50(半致死浓度)仅为0.0036%(Kulakkattolickal A.T.Piscicidal plants of Nepal:ripe fruit of Catunaregamspinosa(thunb.)(Rubiaceae)and leaves of Polygonum hydropiper L.(polygonaceae)as fish poisons[J].Aquaculture,1989,
78(3-4):293-301)。2005年华南农业大学曾东强等对采于广西省的山石榴进行了小菜蛾拒食试验,结果表明10mg/ml甲醇提取物对小菜蛾幼虫的拒食率达82.49%。并且初步确定活性成分主要存在于极性较大的提取物中(曾东强等.山石榴果实提取物对小菜娥的拒食作用[J].华南农业大学学报,2005,26(4):34-36),但未对活性化合物进行进一步的分离和鉴定。

发明内容

[0004] 本发明的目的是从山石榴中分离出新的具有实用价值三萜皂甙和该化合物的制备方法,及其在防治植物源杀虫剂,特被是防治小菜蛾中的应用。
[0005] 一方面,本发明的齐墩果烷型三萜皂甙从红树伴生植物山石榴中分离得到,其结构式由通式(1)表示:
[0006]
[0007] 其中,R1为Xyl或Rha;R2为H或Glu。
[0008] 在一个优选的方式中,其中当R1为Xyl,R2为H或Glu;当R1为Rha,R2为Glu。
[0009] 另一方面,本发明还提供新三萜皂甙的制备方法,包括以下的步骤:
[0010] (1)、山石榴茎枝阴干后粉碎,先用95%乙醇室温浸泡提取三次,每次2天,然后用50%乙醇加热回流提取三次,每次6小时,提取液合并,减压浓缩得浸膏,备用;
[0011] (2)、将步骤(1)得到的浸膏加适量水溶解,依次用等体积的石油醚、醋酸乙酯和正丁醇萃取。
[0012] (3)、将步骤(2)得到的正丁醇萃取部分经大孔吸附树脂D101层析,洗脱液依次为水、30%、60%、95%乙醇水溶液。
[0013] (4)、步骤(3)中得到95%乙醇水溶液部分洗脱样品用氯仿-甲醇为洗脱液进行正相胶柱(100-200目)层析,按照体积比98∶2到50∶50进行梯度洗脱,薄层层析TLC追踪合并组分,将在TLC上用体积比7∶3的氯仿-甲醇溶剂系统(1ml中加一滴水)展开的组分通过高效液相色谱(ODS柱)以甲醇-水-磷酸(65∶35∶0.1)洗脱纯化得到化合物I;或在步骤(3)中得到60%乙醇水溶液部分洗脱样品用氯仿-甲醇为洗脱液进行正相硅胶柱(100-200目)层析,按照体积比90∶10到50∶50进行梯度洗脱,薄层层析TLC追踪合并组分,将在TLC上用体积比7∶3的氯仿-甲醇溶剂系统(1ml中加一滴水)展开的组分通过正相硅胶柱(200-300目)用氯仿∶甲醇∶水(80∶20∶5)洗脱,然后通过高效液相色谱(ODS柱)用甲醇-水-磷酸(65∶35∶0.1)洗脱纯化得到化合物II和化合
物III;
[0014] 优选的,在步骤(1)中的提取方法包括95%乙醇室温浸泡提取和50%乙醇加热回流提取两种提取方法。
[0015] 优选的,在步骤(4)和(5)中的方法中,高效液相色谱仪是Waters-600型配备Waters-996二极管阵列紫外检测器,其中ODS柱型号ODS-5-A,尺寸是250×10mm,5μm,日本YMC公司。
[0016] 最佳的,在分析和制备用流动相中加入1‰磷酸。最佳可选的,在TLC层析用展开剂中最好加入一滴水。
[0017] 另一方面,本发明提供一种植物源杀虫试剂,包括本发明的山石榴甙I、II或III式化合物中的一种或几种。
[0018] 有益效果
[0019] 本发明操作简单,所得到的新三萜皂甙化合物属植物源活性物质具有毒性低,易在自然界降解等优点,可以作为植物源幼虫拒食剂药物开发的先导化合物,因而具有良好的应用前景。特别是作为植物源幼虫,例如小菜蛾幼虫的拒食剂药物。

具体实施方式

[0020] 以下实施例是对本发明的进一步说明,不是对本发明的限制。
[0021] 实施例1:通式(1)化合物的制备
[0022] 以干重9kg的山石榴为原料,粉碎后先用95%乙醇室温浸泡提取三次,每次2天,然后用50%乙醇加热回流提取三次,每次6小时,提取液合并,减压浓缩得浸膏。浸膏悬溶于水得3L溶液后依次用等体积的石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,各三次,正丁醇萃取液减压浓缩得到粗提物(170g)。将该提取物进行大孔吸附树脂柱(D101)层析,依次用水、30%、60%、95%乙醇水溶液洗脱,分别减压浓缩60%和95%乙醇水溶液洗脱液得到两部分样品35g和10g。
[0023] 95%乙醇液洗脱部分样品(10g)进行常规正相硅胶柱层析(100-200目,200g),体积比98∶2到50∶50梯度洗脱,薄层层析TLC追踪合并组分,将在TLC上用体积比7∶3的氯仿-甲醇溶剂系统(1ml中加一滴水)展开的组分通过高效液相色谱(ODS柱)以甲醇-水-磷酸(65∶35∶0.1)洗脱纯化得到通式(1)中的化合物I(96mg),即山石榴甙I。60%乙醇水溶液部分样品(35g)用氯仿-甲醇为洗脱液进行正相硅胶柱(100-200目,800g)层析,按照体积比90∶10到50∶50进行梯度洗脱,薄层层析TLC追踪合并组分,将在TLC上用体积比7∶3的氯仿-甲醇溶剂系统(1ml中加一滴水)展开的组分通过正相硅胶柱(200-300目,100g)用氯仿∶甲醇∶水(80∶20∶5)洗脱,然后通过高效液相色谱(ODS柱)用甲醇-水-磷酸(65∶35∶0.1)洗脱纯化得到化合物II(176mg)和化合
物III(13mg),即山石榴甙II和III;
[0024] 实施例2:通式(1)化合物的结构鉴定和数据归属
[0025] 通式(1)中化合物I的高分辨质谱HRESI-MS m/z 951.4938[M+Na]+推出它的分子式为C47H76O18;通过盐酸水解反应,TLC薄层层析后用硫酸显色剂显色并与标准样品1 13
对照,确定该化合物的糖链中含有葡萄糖和木糖;结合 H NMR和 C NMR可以看到化合物中有3个糖分子的端基信号[δH4.83(d,J=7.7Hz),5.37(d,J=7.9Hz),5.60(d,J=7.7Hz);δC105.1,104.8,104.6],由碳谱上亚甲基δC67.2断定三分子糖中一个是木糖,另外两个是葡萄糖。氢谱高场区有7个单峰甲基质子信号(δH 1.28,1.07,0.84,
1.03,1.68,1.20,1.12);碳谱低场区环内烯键(δC 123.1和144.9)以及28位游离羧酸的羰基碳(δC 180.2)推测化合物甙元可能为五环三萜,且糖链连接在苷元母核的3
13
位碳上。通过碳谱苷元数据的归属并与文献对照(Mahato SB,et al. C NMR spectra of pentacyclic triterpenoids-a complication and somesalient features[J].Phytochemistry,1994,37(6):1517-1575)确定该化合物的苷元为泰国树脂酸。负离子ESIMS m/z 795.1(M-Xyl),765.6(M-Glu),633.3[M-(Xyl+Glu)]推出分子中Xyl和一分子的Glu位于糖链末端,与化合物Swartziatrioside(Abdel-Kader M S,et al.Bioactive saponins from Swartziaschomburgkii from the suriname rainforest[J].Journal of Natural Products,2000,63(11):1461-1464)的糖分子信号对比确定了化合物I的糖链部分的结构,综合以上分析推出化合物I为泰国树脂酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃木糖基]-(1→3)-β-D-吡喃葡萄糖甙(Siaresinolicacid-3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-[β-D-xylopyranosyl]-(1→3)-β-D-glucopyranoside)。
经CA检索确定该化合物为新化合物,我们命名为山石榴甙I。其物理常数和光谱数据为:无
20 -1
定型固体;[α] D=+10.4(c=0.8,MeOH).IR(KBr)υmaxcm :3400,2920,1741,1645,1038;
1
H NMR(500M Hz,pyridine-d5):δ3.25(1H,dd,J=4.5,11.6Hz,H-3),5.55(1H,m,H-12),
3.63(1H,brs,H-18),3.60(1H,br s,H-19),1.28(1H,s,H-23),1.07(1H,s,H-24),0.84(1H,s,H-25),1.03(1H,s,H-26),1.68(1H,s,H-27),1.20(1H,s,H-29),1.12(1H,s,H-30),
4.83(1H,d,J=7.7Hz,H-Glu(3-O)-1),5.37(1H,d,J=7.9Hz,H-Glu(3)-1),5.60(1H,d,
13
J=7.7Hz,H-Xly(2)-1);C NMR(125M Hz,pyridine-d5)数据见表1;正离子ESIMS:m/z + + +
951[M+Na],967[M+K] ;HRESIMS:m/z 951.4938[C47H76O18Na]。
[0026] 化合物III高分辨质谱HRESIMS m/z 1113.5471[M+Na]+推出它的分子式为C53H86O23;酸水解反应显示该化合物糖链中含有葡萄糖和木糖单元;化合物的氢谱和碳谱显示四个糖分子信号[δH 4.82(d,J=7.5Hz),5.37(d,J=7.5Hz),5.60(d,J=7.5Hz),6.38(d,J=8.0Hz);δC 105.0,104.7,104.6,95.9],其中δC 95.9是与母核三萜的28位羧基碳相连的糖的端基碳信号。结合化合物I的核磁共振光谱信号确定化合物III为泰国树脂酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃木糖基]-(1→3)-β-D-吡喃葡萄糖甙-28-O-β-D-吡喃葡萄糖酯(Siaresinolic acid-3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→
2)-[β-D-xylopyranosyl]-(1→ 3)-β-D-glucopyranoside-28-O-β-D-glucopyranosyl ester),CA检索后我们命名该新化合物为山石榴甙III。其物理常数和光谱数据为:无定
20 -1
型固体;[α] D=+68.5(c=0.15,MeOH).IR(KBr)υmaxcm :3408,2929,1741,1645,1038;
1
H NMR(500M Hz,pyridine-d5):δ3.25(1H,dd,J = 3.5,11.5Hz,H-3),5.50(1H,br s,H-12),3.52(1H,brs,H-18),3.58(1H,br s,H-19),1.28(1H,s,H-23),1.09(1H,s,H-24),
0.87(1H,s,H-25),1.13(1H,s,H-26),1.65(1H,s,H-27),1.14(1H,s,H-29),0.98(1H,s,H-30),4.82(1H,d,J=7.5Hz,H-Glu(3-O)-1),5.37(1H,d,J=7.5Hz,H-Glu(3)-1),
13
5.60(1H,d,J=7.5Hz,H-Xly(2)-1),6.38(1H,d,J=8.0Hz,H-Glu(28-O)-1);C NMR(125M + +
Hz,pyridine-d5)数据见表1;正离子ESIMS:m/z1114[M+Na],1127[M+K] ;HRESIMS:m/z +
1113.5471[C53H86O23Na]。
[0027] 化合物II高分辨质谱HRESIMS m/z 1127.5562[M+Na]+推出它的分子式为C54H88O23;酸水解反应显示该化合物的糖链中含有鼠李糖和葡萄糖;氢谱和碳谱显示四个糖的端基碳信号[δH 4.85(d,J=7.5Hz),5.13(d,J=7.5Hz),6.49(d,J=7.5Hz),6.37(d,J=8.5Hz);δC 104.9,103.9,101.7,95.9],其中δC 95.9是与母核三萜的28位羧基碳相连的糖的端基碳信号。氢谱高场区δH 1.69(3H,d,J=6.0Hz)为鼠李糖6位的甲基氢信号,同样证明了鼠李糖的存在。通过与化合物I和III苷元的碳谱数据进行比对,发现该化合物的苷元也是泰国树脂酸。负离子ESIMS m/z 958.2(M-Rha),941.7(M-Glu),
795.7[M-(Rha+Glu)],779.7[M-Glu-Glu]提示鼠李糖在糖链的末端,结合已报道的化合物 3β,20S,21-trihydroxydammar-24-ene3-O-{[α-L-rhamnopyranosyl(1 → 2)][β-D-glucopyranosyl(1→ 3)]-β-D-glucopyranosyl}-21-O-β-D-glucopyranoside 的 数据 (Yin F,et al.Dammarane-type glycosides from Gynostemma pentaphyllum[J].J Nat Prod,2004,67:942-952)确定了该化合物糖链的连接位置和顺序。综合以上信息推出化合物II为泰国树脂酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[α-L-吡喃鼠李糖
基]-(1→3)-β-D-吡喃葡萄糖甙-28-O-β-D-吡喃葡萄糖酯(Siaresinolicacid-3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-[α-L-rhamnopuranosyl]-(1→3)-β-D-glucopyranoside-28-O-β-D-glucopyranosyl ester),CA检索后确定是一新化合物命名为山石榴甙II。其物理
20 -1
常数和光谱数据为:无定型固体;[α] D=+37.5(c=0.4,MeOH).IR(KBr)υmaxcm :3408,
1
2926,1743,1644,1035;H NMR(500M Hz,pyridine-d5):δ3.38(1H,dd,J=3.8,11.5Hz,H-3),5.50(1H,br s,H-12),3.52(1H,brs,H-18),3.57(1H,br s,H-19),1.25(1H,s,H-23),
1.18(1H,s,H-24),0.88(1H,s,H-25),1.13(1H,s,H-26),1.62(1H,s,H-27),1.14(1H,s,H-29),0.98(1H,s,H-30),4.85(1H,d,J=7.5Hz,H-Glu(3-O)-1),5.13(1H,d,J=7.5Hz,H-Glu(3)-1),6.49(1H,s,H-Rha(2)-1),1.69(3H,d,J=6.0Hz,H-Rha-6Me),6.37(1H,d,J
13
=8.5Hz,H-Glu(28-O)-1);C NMR(125MHz,pyridine-d5)数据见表1;正离子ESIMS:m/z + +
1127[M+Na] ;HRESIMS:m/z 1127.5562[C54H88O23Na]。
[0028] 表1山石榴甙I-III的13C-NMR数据(125MHz,氘代吡啶)
[0029]
[0030] 实施例3:山石榴甙I-III对小菜蛾的拒食活性试验
[0031] 三种化合物的结构分别为
[0032]
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