全 文 ：第 33卷　第 2期 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) Vol. 33 No. 2
2005年 2月 Jour. of No rthw est Sci-Tech Univ . o f Agri. a nd Fo r. ( Na t. Sci. Ed. ) Feb. 2005
砂地柏果实中 2种二萜类杀虫活性成分的分离
朱海云 1, 2 ,李广泽1 ,廉应江 1 ,冯俊涛 1 ,张　兴 1
( 1西北农林科技大学无公害农药研究服务中心 ,陕西杨凌 712100; 2宝鸡文理学院 化学化工系 ,陕西 宝鸡 721007)
　　 [摘　要 ]　以粘虫幼虫为试虫 ,采用活性跟踪法 ,从砂地柏 ( Sabina vulgaris Ant. )果实中分离出 2种二萜化合
物 ,经 M S, 1H NM R和 13C NM R鉴定为 4-表 -松香醛和 7, 13-松香二烯 -3-酮。 活性测试结果表明 , 0. 005 g /m L 4-表
-松香醛和 7, 13-松香二烯 -3-酮对 3龄粘虫均具有较强的拒食及一定的毒杀活性。
[关键词 ]　砂地柏 ;杀虫活性 ;二萜化合物 ; 4-表 -松香醛 ; 7, 13-松香二烯 -3-酮
[中图分类号 ]　 S482. 3+ 9; Q946. 8　　　　 [文献标识码 ]　 A [文章编号 ]　 1671-9387( 2005) 02-0079-04
　　砂地柏 ( Sabina vulgaris Ant. )为柏科圆柏属
植物 ,是我国西北干旱沙区主要的防风固沙灌木树
种。国内外对砂地柏化学成分及药理学已进行了深
入的探讨 ,结果表明 [1～ 7 ] ,砂地柏中含有木脂素、萜
类、香豆素、甾醇、酚类、有机酸及烃类衍生物等多类
化学物质 ,其中木脂素、萜类及有机酸均有不同程度
的抗肿瘤活性。
西北农林科技大学无公害农药研究服务中心对
砂地柏的杀虫作用、植物化学、结构与杀虫活性关
系、杀虫致毒机理等进行了较系统的研究 ,已分离出
鬼臼毒素 [8 ]、脱氧鬼臼毒素 [9, 10 ]、松油烯 -4-醇 [ 11 ]及β -
谷甾醇 [12 ]等 4种杀虫活性成分。 杀虫活性测试表
明 [8～ 13 ]:砂地柏中含有的多种类型化合物可能均有
一定的杀虫作用 ,通过复杂的相互作用对昆虫表现
出拒食、胃毒、熏杀及生长发育抑制活性。 本研究采
用活性跟踪法 ,对砂地柏果实中的杀虫活性成分进
行进一步分离鉴定 ,旨在为其活性成分之间的相互
作用研究奠定基础 ,并为产业化开发提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
　　植物样品　砂地柏果实 ,于 2002-11采自甘肃
张掖 ,经室温阴干 ,粉碎后低温保存备用。
供试昆虫　粘虫 (Mythimna separata Walker) ,
由西北农林科技大学无公害农药研究服务中心养虫
室提供 ( T= ( 25± 2) ℃ ; RH. = 65% ～ 80% ; L /D=
12 h /12 h) ,试验时挑取生长发育状态一致的健康 3
龄初期幼虫供试。
化学药剂　鬼臼毒素 ( 95%纯度 )及脱氧鬼臼毒
素 ( 95%纯度 )由兰州大学应用有机化学实验室提
供。
1. 2　主要仪器
X-6显微熔点测定仪 , Waters-600高效液相色
谱仪 , HP-5988质谱仪 , Brucker AM-400超导核磁
共振仪等。
1. 3　试验方法
提取与分离　将 170. 5 kg砂地柏果实粉碎样
用体积分数 95%工业乙醇渗漉提取、浓缩得乙醇浸
膏 ,加水悬浮后 ,再依次用石油醚 ( 30～ 60℃ )、氯
仿、乙酸乙酯、正丁醇分别萃取 ,减压浓缩萃取液得 4
种萃取物浸膏。采用活性跟踪法 ,将 1 350 g氯仿浸
膏用 2个玻璃柱 ( 80 mm× 1 200 mm)进行硅胶柱
( 55～ 74μm)层析平行分离 ,以氯仿 -乙酸乙酯体积
比 6∶ 4, 5∶ 5, 4∶ 6, 3∶ 7, 2∶ 8依次洗脱 ,收集 ( 500
mL /馏分 )、合并 Rf值一致的馏分 ,得活性部分 A
( 1～ 8馏分 , 413 g )和 B( 9～ 22馏分 , 465 g ) ,其中 B
中出现大量沉淀 ,用乙醚洗涤并过滤 ,分滤液浸膏
( B1 , 254. 3 g )和沉淀 ( B2 , 210 g)两部分。 A和 B1成
分交叉较多 ,故将其合并 ,进行二次硅胶柱层析 ,以
石油醚-氯仿 -乙酸乙酯为溶剂系统按不同比例依次
洗脱 ,合并馏分 ,得活性成分 A3 ( 18. 8 g )、 A4及晶体
A8。 A3经柱层析 (石油醚洗脱 )分离 ,得一黄绿色油
状物 A3-3 ; A4长时间低温放置变为固体 , TLC检测
初步确定其为一纯品。 B2和 A8经重结晶、 TLC检
[收稿日期 ]　 2004-03-04
[基金项目 ]　国家自然科学基金资助项目 ( 39970506) ;国家“ 863”计划项目 ( 2001AA246016) ;国家“十五”攻关项目 ( 2002BA516A04)
[作者简介 ]　朱海云 ( 1976- ) ,男 ,陕西乾县人 ,在读硕士 ,主要从事天然产物农药活性成分的提取与分离研究。
[通讯作者 ]　冯俊涛 ( 1967- ) ,男 ,河南登封人 ,副教授 ,主要从事农药学与植物化学保护研究。 E-mail: Jt feng@ 126. com
DOI : 10. 13207 /j . cnki . jnwaf u. 2005. 02. 017
测、熔点测定及 HPLC分析 ,其 Rf值、熔点、保留时
间分别与鬼臼毒素和脱氧鬼臼毒素标准品一致 ,故
确定晶体 B2和 A8分别为鬼臼毒素和脱氧鬼臼毒素。
生测方法　提取分离的各步产物对粘虫的拒食
及毒杀作用采用小叶碟添加法 [ 14]测定:将试虫置于
7. 5 cm培养皿中 ,每皿接试虫 10头 ,每处理重复 3
次 ,待测样品用丙酮稀释 100或 200倍 ,将小麦叶片
剪成 1 cm× 1. 5 cm大小的叶碟 ,于药液中浸渍 2 s
后自然晾干 (另设丙酮对照 ) ,饲喂试虫。 72 h后检
查各处理试虫的取食量和死亡数 ,并计算拒食率和
死亡率。死亡标准:虫体失水皱缩 ,触之不动。
2　结果与分析
通过多次硅胶柱层析和 TLC检测相结合 ,从砂
地柏氯仿萃取物浸膏中分离得到化合物鬼臼毒素
( 157. 5 g )、脱氧鬼臼毒素 ( 87. 1 g )、 A3-3 ( 6. 3 g )和
A4 ( 8. 4 g ) , A3-3和 A4在多个展开剂系统的 T LC检
测中均为一个圆斑 ,故初步判定其为纯品。 通过
MS,
1
H NMR( 300 M Hz)及 13C NMR( 75 M Hz)并与
文献值对照 ,确定 A3-3和 A4分别为 4-表 -松香醛和 7,
13-松香二烯-3-酮。
2. 1　 4-表-松香醛和 7, 13-松香二烯-3-酮结构的鉴
定
4-表-松香醛 ,黄绿色油状物 ,分子式 C2 0 H30O,
EIM S m /z: 286( M
+
, 22) , 271 ( M -CH3 , 8. 5) , 257
( M-CHO, 7. 5 ) , 243 ( M -C3H7 , 19 )。1H NMR
( CDCl3 ) Wppm: 0. 71( s, 3H, H-18) , 1. 07( s, 3H, H-
20) , 1. 30( d, 6H, J= 5. 1 Hz, H-16, 17) , 1. 7～ 2. 6
( m, 12H, H-1, 2, 3, 6, 11, 12) , 5. 42( m , 1H, H-7) ,
5. 82( br, 1H, 14-H) , 9. 97( s, 1H, H-19)。13 C NMR
(含 DEPT)见表 1。
7, 13-松香 二 烯-3-酮 , 黄 色 固体 , 分 子 式
C20H30O, m. p. 39～ 40℃ , EIM S m /z: 286 ( M+ ,
88) , 271( M -CH3 , 18) , 243( M-C3 H7 , 36)。1 H NMR
( CDCl3 )δppm: 1. 05( d, 3H, J= 2. 4 Hz, H-16) , 1. 06
( d, 3H, J= 2. 4 Hz, H-17) , 1. 11( s, 6H, H-19, 20) ,
1. 18( s, 3H, H-18) , 1. 9( m , 1H, H-15) , 1. 3～ 3. 0
( m , 10H, H-1, 2, 6, 11, 12) , 5. 5( br, 1H, H-7) , 5. 9
( s, 1H, H-14)。13 C NM R(含 DEPT)见表 1。
表 1　 4-表 -松香醛 ( A3-3 )和 7, 13-松香二烯 -3-酮 ( A4 )的 13C NM R数据
Table 1　 13C NM R da ta for 4-epi-abietal( A3-3 ) and abieta-7, 13-dien-3-one ( A4 )
C
A3-3 A4
δ( DEP T) 文献值 Ref. δ( DEP T) 文献值 Ref.
1 38. 80( t ) 38. 8 38. 32( t) 38. 1
2 19. 94( t ) 19. 9 34. 99( t) 34. 9
3 35. 37( t ) 35. 4 217. 04(s ) 216. 3
4 47. 82( s) 47. 8 47. 82(s ) 47. 6
5 49. 46(d ) 49. 6 50. 22(d ) 50. 1
6 23. 27( t ) 23. 2 24. 36( t) 24. 2
7 120. 20(d ) 120. 1 120. 89(d ) 120. 6
8 135. 62( s) 135. 6 135. 48(s ) 135. 4
9 51. 73(d ) 51. 8 51. 63(d ) 51. 6
10 35. 48( s) 35. 4 34. 99 ( s ) 34. 9
11 22. 91( t ) 23. 2 22. 91( t) 22. 8
12 27. 71( t ) 27. 6 27. 60( t) 27. 4
13 145. 74( s) 145. 6 145. 91(s ) 145. 6
14 122. 46(d ) 122. 5 122. 31(d ) 122. 3
15 35. 16(d ) 35 35. 06(d ) 34. 9
16 21. 62( q) 21. 4 22. 40(q ) 22. 1
17 21. 04( q) 20. 9 21. 62(q ) 21. 4
18 24. 33( q) 24. 3 25. 22(q ) 25. 1
19 206. 38(d ) 206 21. 05(q ) 20. 9
20 13. 88( q) 13. 8 13. 63(q ) 13. 5
　　注:溶剂为 CDCl3 ,以 TM S作内标 ;文献中 13C NM R为 50 M Hz。
Note: Th e solvent w as CDCl3, wi th TM S as int . s tandard; 13C NM R was 50 M Hz in reference.
　　根据以上 MS, 1H NMR, 13 C NM R及 DEPT数 据分析 ,并与文献 [5 ]的 13 C NMR对照 ,数据一致 ,
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故确定 A3-3和 A4分别为二萜类化合物 4-表 -松香醛 和 7, 13-松香二烯 -3-酮 ,结构见图 1。
图 1　 2种二萜类化合物的化学结构
Fig. 1　 The chemica l str uc ture of two diterpenoids
2. 2　杀虫活性测定
以鬼臼毒素和脱氧鬼臼毒素为对照 ,测试了 4-
表 -松香醛和 7, 13-松香二烯 -3-酮对 3龄粘虫的拒食
及毒杀活性 ,结果见表 2。由表 2可见 , 4-表 -松香醛和
7, 13-松香二烯 -3-酮对 3龄粘虫均具有较强的拒食
及一定的毒杀活性 ; 4-表-松香醛与鬼臼毒素活性相
当 , 7, 13-松香二烯-3-酮明显高于鬼臼毒素 ,但两者
活性均低于脱氧鬼臼毒素。
表 2　 4-表 -松香醛和 7, 13-松香二烯 -3-酮对 3龄粘虫的生物活性测定
Table 2　 The bioa ssay activity of 4-epi-abietal and abieta-7, 13-dien-3-one against the 3rd-instar Mythimna separata
供试药剂
Tes ted
compound s
质量浓度 / ( g· mL- 1 )
Concen t ration
72 h拒食率 /%
An tifeedant
rate in 72 h
72 h校正死亡率 /%
Adjus ted mortali ty
in 72 h
4-表 -松香醛 4-epi-abietal 0. 005 85. 76 43. 33
7, 13-松香二烯 -3-酮
Abieta-7, 13-dien-3-one
0. 005 96. 11 76. 78
鬼臼毒素 Podoph yl lotoxin 0. 005 85. 68 40
脱氧鬼臼毒素 Deox ypodoph yllotoxin 0. 002 100 91. 70
　　注:试验中每处理设 3个重复 ,每重复 10头粘虫 ;表中数据为 3次重复的平均值。
Note: In this test , the t reatmen t w as rep eated 3 times , and 10 Myth imna separa ta as a group. The data of the table w as th e av erage of 3
groups.
3　讨　论
从本研究分离得到的 4个化合物的量及对粘虫
的生物活性测定结果来看 ,砂地柏中 4-表 -松香醛和
7, 13-松香二烯 -3-酮的含量远小于鬼臼毒素和脱氧
鬼臼毒素 ,活性也不及脱氧鬼臼毒素 ,因此初步推
测 , 4-表 -松香醛和 7, 13-松香二烯 -3-酮可能不是砂
地柏中的主要杀虫活性成分。
本研究结果表明 , 4-表 -松香醛和 7, 13-松香二
烯 -3-酮对 3龄粘虫均具有较强的拒食及一定的毒杀
活性 ;近期试验发现 , 0. 01 g /mL 4-表 -松香醛对 5龄
菜青虫 ( Pieris rapae L. )和 3龄小菜蛾 ( Plutella
xylostel la L. ) 7 d的死亡率分别为 50%和 62. 5% ; 0.
008 g /mL 7, 13-松香二烯 -3-酮对上述 2种试虫的死
亡率分别为 100%和 47. 36% 。可见这 2种二萜类物
质对多种害虫均具有生物活性 ,故其杀虫谱、作用方
式、致毒机理等有待于进一步研究。另外 , 4-表-松香
醛和 7, 13-松香二烯 -3-酮与松香酸均为具有松香烯
骨架的化合物 ,因该类化合物结构简单 ,易于人工合
成 ,且松香酸 [ 6, 15, 16]的药理活性及其衍生物合成方
面的研究颇多 ,故该类化合物结构与杀虫活性之间
关系的研究 ,可在一定程度上借鉴松香酸的研究结
果。
砂地柏中除大量的鬼臼类化合物有杀虫活性
外 ,单萜类、甾醇、有机酸等也有相关杀虫活性方面
的报道 [ 11, 17～ 19 ] ,本研究发现了砂地柏中二萜类物质
的杀虫活性 ,结合前期研究结果 ,推测砂地柏中杀虫
活性成分复杂多样 ,值得进一步分离。
致谢: 兰州大学应用有机化学国家重点实验室田暄教授帮助进行了化合物的鉴定工作 ,在此表示感谢!
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Isolation and structural identification o f tw o insecticidal
diterpenoids from fruits of Sabina vulgaris Ant.
ZHU Hai-yun1, 2 , LI Guang-ze1 , LIAN Ying-jiang1 , FENG Jun-tao1 , ZHANG Xing1
( 1 Biorational Pest icide Research and Development Center,N orthwest A & F University , Yangling, Shaanx i 712100,China;
2 Department of Chem ist ry ,Baoji Univ ersity of Arts and Sciences,Baiji , Shaanx i 721007,China )
Abstract: Wi th Mythimna separata Walker as the screening insect , tw o di terpenoids compounds w ere
isolated f rom fruits o f Sabina vulgaris Ant. According to the guidance of bioactivi ty assaying , thei r
molecular st ructures w ere identi fied to be 4-epi-abietal and abieta-7, 13-dien-3-one by M S, 1 H NM R, 13 C
NMR. The result of bioassay showed that 0. 005 g /mL 4-epi-abietal and abieta-7, 13-dien-3-one exhibi ted
good antifeeding and some poisonous activi ty against the 3rd-insta r Mythimna separata.
Key words: Sabina vulgaris Ant. ; insecticidal activity; di terpenoid compounds; 4-epi-abietal; abieta-7,
13-dien-3-one
82 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 33卷