DMNT结构修饰产物在作为抵御鳞翅目害虫侵害作物药物中的应用

摘要

本发明涉及DMNT结构修饰产物在作为抵御鳞翅目害虫侵害作物药物中的应用，属于农药制造技术领域。DMNT氧化修饰产物是植物次生代谢产物——萜烯类化合物的衍生物。已有研究表明，DMNT具有毒杀小菜蛾并且降低小菜蛾的繁殖能力的作用。本发明首次发现DMNT氧化修饰产物能显著增强对鳞翅目害虫小菜蛾的趋避效果与毒杀作用。该化合物以植物源杀虫物质为源头，在不改变其核心药效基团的基础上对该植物源物质进行一定的结构修饰制备得到，通过抗虫活性的检测，证实部分DMNT氧化修饰产物对鳞翅目害虫小菜蛾具有更强的毒杀效果并且更大程度上降低了其繁殖能力。

权利要求

1.一种DMNT结构修饰产物在毒杀鳞翅目害虫小菜蛾中的应用，其特征在于，所述DMNT结构修饰产物为DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy或DMNT‑OAc，化学结构式如下Ⅰ‑Ⅲ所示：

2.根据权利要求1所述的DMNT结构修饰产物在毒杀鳞翅目害虫小菜蛾中的应用，其特征在于，所述DMNT结构修饰产物具体为DMNT‑OCH3。

3.根据权利要求1‑2任一所述的DMNT结构修饰产物在毒杀鳞翅目害虫小菜蛾中的应用，其特征在于，以所述DMNT结构修饰产物作为杀虫药物的唯一活性成分，所述药物制备成常规剂型使用，所述常规剂型包括乳剂、粉剂。

4.根据权利要求3所述的DMNT结构修饰产物在毒杀鳞翅目害虫小菜蛾中的应用，其特征在于，所述剂型为乳剂。

说明书

DMNT结构修饰产物在作为抵御鳞翅目害虫侵害作物药物中的

应用

技术领域

[0001] 本发明属于农药制造技术领域，尤其涉及一种DMNT结构修饰产物在作为抵御鳞翅目害虫侵害作物药物中的应用。

背景技术

[0002] 小菜蛾(Plutella xylostella)别名小青虫，是鳞翅目菜蛾科菜蛾属昆虫，世界性迁飞害虫，主要为害白菜、油菜、萝卜、甘蓝等十字花科植物，危害范围广，生态适应性强。初龄幼虫仅取食叶肉，留下表皮，在菜叶上形成一个个透明的斑，3～4龄幼虫可将菜叶食成孔洞和缺刻，严重时全叶被吃成网状。在苗期常集中心叶为害，影响包心。在留种株上，危害嫩茎、幼荚和籽粒，直接影响作物产量。由于其发生世代多，繁殖能力强，寄主范围广，抗药性水平高而具备典型的昆虫进化优势，给防治工作带来极大困难，因此开发新的小菜蛾的防治技术尤为重要。

[0003] 现有的小菜蛾防治技术主要有农业防治、物理防治、生物防治和药剂防治，同时，将这四种防治技术科学的综合利用可提高药效与扩大防治对象，达到更好的防治效果。小菜蛾作为是十字花科蔬菜的重要害虫，虽然目前存在多种多样防治的方法，但使用药剂防治作为一种重要的手段有着不可替代的作用。近些年越来越多的农药被开发应用到小菜蛾的防治上，小菜蛾较高的抗药性给农药的开发制定了一定的困难，所以亟需开发新型药剂用于小菜蛾的防治工作。

[0004] 萜烯类化合物(3E)‑4,8‑二甲基‑1,3,7‑壬二烯，(3E)‑4,8‑dimethyl‑1,3,7‑nonatriene，分子式C11H18，相对分子量为150.1409，简称DMNT，是一种天然的植物次生代谢产物，已有文献报道该化合物能够显著抑制小菜蛾幼虫的生长和繁殖，并起到直接的毒杀效果。然而从植物中获取的抗虫性的次生代谢产物一般提取困难，获得量少，很难应用于农业生产。目前以商品化农药为先导化合物，通过化学手段对其进行改造，增强其抗菌、杀虫活性的研究方法已经得到了较为广泛的应用，但以具有抗虫活性的植物次生代谢产物为主体，进行化学结构修饰，得到一系列具有更高抗虫活性的化合物，这方面的研究还有待于进一步的探索。

发明内容

[0005] 本发明为了解决上述问题，提供了DMNT结构修饰后产物，(2E,6E)‑2,6‑Dimethyl nona‑2,6,8‑trien‑1‑ol(DMNT‑OH),(3E,7E)‑9‑Methoxy‑4,8‑dimethylnona‑1,3,7‑triene(D MNT‑OCH3),(((2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑yl)oxy)cyclohexane(DMNT‑OCy)，(2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑yl acetate(DMNT‑OAc)在毒杀鳞翅目害虫小菜蛾中的应用。其中，DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy、DMNT‑OAc均表现出较好的杀虫活性，以DMNT‑OCH3活性最佳。

[0006] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

[0007] 一种DMNT结构修饰产物在作为抵御鳞翅目害虫侵害作物药物中的应用，所述DMNT结构修饰产物通过趋避或毒杀害虫达到抵御害虫的目的。

[0008] 作为本发明进一步的优化方案，所述DMNT结构修饰产物为以(3E)‑4,8‑二甲基‑1,3,7‑壬二烯为基础进行常规化学修饰后产生的化合物，所述DMNT结构修饰产物作为药物的一种活性成分或唯一活性成分，通过将药物喷洒在作物上，可趋避或毒杀鳞翅目害虫。

[0009] 作为本发明进一步的优化方案，所述DMNT结构修饰产物具体为以下：

[0010] (2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑ol(DMNT‑OH)；

[0011] (3E,7E)‑9‑Methoxy‑4,8‑dimethylnona‑1,3,7‑triene(DMNT‑OCH3)；

[0012] (((2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑yl)oxy)cyclohexane(DMNT‑OCy)；

[0013] (2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑yl acetate(DMNT‑OAc)；

[0014] 其中，DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy、DMNT‑OAc均表现出较好的杀虫活性，以D MNT‑OCH3活性最佳。

[0015] 作为本发明进一步的优化方案，所述鳞翅目害虫为小菜蛾。

[0016] 作为本发明进一步的优化方案，将所述杀虫剂制备成常规剂型使用，所述常规剂型包括乳剂、粉剂等，但不限于此。由于DMNT结构修饰产物具有挥发性且不溶于水，进一步优选地将DMNT结构修饰产物制备成乳剂后作为杀虫剂使用。

[0017] 一种可抵御鳞翅目害虫侵害作物的杀虫剂，所述杀虫剂的组分中含有DMNT结构修饰产物，进一步优选的，所述DMNT结构修饰产物为杀虫剂的唯一活性成分。

[0018] 本发明的有益效果在于：DMNT为植物天然次生代谢产物，已有研究表明DMNT对鳞翅目害虫小菜蛾具有趋避效果与毒杀作用。本发明首次以该植物源杀虫物质作为源头，在不改变其核心药效基团的基础上对其分子进行一定的结构修饰，得到了杀虫效果更强的DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy以及DMNT‑OAc。研究证明三者对于鳞翅目害虫小菜蛾具有更强的毒杀作用并且更显著地降低害虫的化蛹率和羽化率，抑制其生长发育。因此，以该物质为研究对象，开发新型高效的杀虫剂对农作物害虫的防治具有重要意义。

附图说明

[0019] 图1为化合物DMNT‑OH、DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy、DMNT‑OAc合成路线；

[0020] 图2为喂食化合物后小菜蛾幼虫的存活率；

[0021] 图3为喂食化合物后小菜蛾的体重变化；

[0022] 图4为喂食化合物后小菜蛾的取食量及排泄量；

[0023] 图5为喂食化合物后小菜蛾的化蛹率及羽化率。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

[0025] 1、材料

[0026] 本发明所用方法如无特别说明均为本领域的技术人员所知晓的常规方法，未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

[0027] 2、方法

[0028] 2.1DMNT结构修饰后产物的合成

[0029] 2.1.1DMNT‑OH

[0030] (2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑ol(DMNT‑OH)，合成路线如图1所示，在100mL圆底烧瓶中，在N2环境中加入叔丁基过氧化氢(70％在水中，5.2mL，40mmol，4.0equiv)和DMNT(1.5g，10.0mmol，1.0equiv)溶于CH2Cl2(20mL)，然后加入二氧化硒(22.2mg，0.02equiv)。该混合物在室温下搅拌30小时后，用CH2Cl2提取反应混合物。合并的有机层在Na2SO4上干燥，过滤，并在减压下浓缩。所得的粗产品经过柱色谱分离提纯，得到无色油状的化合物DMNT‑OH(370mg，产率23％)。

[0031] 2.1.2DMNT‑OCH3

[0032] (3E,7E)‑9‑Methoxy‑4,8‑dimethylnona‑1,3,7‑triene(DMNT‑OCH3)，合成路线如图1所示，在氮气氛围下，0℃条件下，将DMNT‑OH(83mg，0.5mmol)溶解在干燥的THF(4mL)中，向该溶液中加入氢化钠(在矿物油中为60％，40mg，1.0mmol)。搅拌10分钟后，加入碘甲烷(62μL，1.0mmol)，混合液在室温下搅拌30分钟，然后回流过夜。反应结束后加入饱和的NH4Cl(aq.,1mL)淬灭反应，用乙酸乙酯(30mL×3)提取混合物，有机相用水和盐水洗涤，并在Na2SO4上干燥。减压下除去溶剂，残余物通过柱色谱法纯化，得到无色油状的化合物DMNT‑OCH3(37.8mg，产率42％)。

[0033] 2.1.3DMNT‑OCy

[0034] (((2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑yl)oxy)cyclohexane(DMNT‑OCy)，合成路线如图1所示，在氮气氛围下，0℃条件下，将DMNT‑OH(83mg，0.5mmol)溶于干燥的THF(4mL)中，向该溶液中加入氢化钠(在矿物油中为60％，40mg，1.0mmol)。搅拌10分钟后，加入环己基溴(163.0mg，1.0mmol)，混合液在室温下搅拌30分钟，然后回流过夜。反应结束后加入饱和的NH4Cl(aq.,1mL)淬灭反应，用乙酸乙酯(30mL×3)提取混合物，有机相用水和盐水洗涤，并在Na2SO4上干燥。减压下除去溶剂，残余物通过柱色谱法纯化，得到无色油状的DMNT‑OCy(47.2mg，产率38％)。

[0035] 2.1.4DMNT‑OAc

[0036] (2E,6E)‑2,6‑Dimethylnona‑2,6,8‑trien‑1‑yl acetate(DMNT‑OAc)，合成路线如图1所示，将DMNT‑OH(83mg，0.5mmol)和Et3N(140μL，1.0mmol)溶于CH2Cl2(4mL)，混合物在0℃下加入醋酐(95μL，1.0mmol)并在室温下搅拌2小时，用CH2Cl2(30mL×3)提取，有机相用Na2SO4干燥过滤，减压除去溶剂，残留物通过柱色谱法纯化，得到无色油状物的DMNT‑OAc(72.9mg，产率70％)。

[0037] 2.2DMNT结构修饰后产物对十字花科作物害虫小菜蛾的毒杀效果

[0038] (1)将DMNT及化合物DMNT‑OH、DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy、DMNT‑OAc溶于石蜡，并分别稀释成浓度为10μg/mL，12.45μg/mL,13.5μg/mL,18.6μg/mL和15.6μg/mL的样品待用。

[0039] (2)将2龄小菜蛾饥饿处理0.5h。

[0040] (3)实验以石蜡油为对照组，DMNT处理和四种不同化合物处理为实验组，每个组设置6个平行重复。使用打孔器钻取大小均一的饲料(d＝1.5cm,h＝8.5mm)，每个平皿中加入三块饲料，每块饲料分别加入5μL的石蜡油(对照组)、5μL DMNT(实验组)或者5μL DMNT化学修饰物(实验组)，使饲料中化合物终浓度达到0.25μM。向每个组中放入15头小菜蛾幼虫，放入25℃恒温培养箱中培养。

[0041] (4)分别于每天统计小菜蛾的死亡率，体重情况，记录72h饲料啃食及排泄情况，统计最终小菜蛾的化蛹率和羽化率。

[0042] 实验结果显示，随着喂食时间的增加，与对照组相比，DMNT实验组小菜蛾幼虫以及DMNT‑OH实验组的小菜蛾幼虫没有明显的死亡，且生长情况差别不明显。而相同浓度下DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy、DMNT‑OAc处理后的小菜蛾幼虫死亡率显著上升(图2)。对于体重(图3)、饲料取食量和排泄量，四种化合物处理后均显著降低，其中DMNT‑OH起到轻微抑制作用，但也是明显的(图4)。化蛹率和羽化率来说，四种化合物处理过后，均呈现显著降低的趋势(图5)。

[0043] 实验结果表明，在DMNT无法起到毒杀作用的较低浓度下，DMNT‑OCH3、DMNT‑OCy、DMNT‑OAc对小菜蛾仍然具有显著的毒杀作用并降低小菜蛾的繁殖能力，其中DMNT‑OCH3的活性和作用最强。

[0044] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，例如DMNT结构修饰产物可能对其他害虫也具有毒杀作用，以及以DMNT结构修饰产物为基础进行各种化学修饰后产生的有效杀虫制剂，这些都属于本发明的保护范围。