全 文 ：农药学学报　2009, 11(2):239-243
ChineseJournalofPesticideScience
·研究论文·
绒叶泡桐花中除草活性成分的分离与除草活性
袁忠林＊ 1 , 　罗　兰 1 , 　臧爱梅2 , 　孟昭礼1
(1.青岛农业大学 农学与植物保护学院 , 山东 青岛 266109;2.高密市农业局 , 山东 高密 261500)
摘　要:采用活性追踪和柱层析技术 ,以对杂草反枝苋 、生菜 、黄瓜种子胚根生长的抑制作用为指
标 ,对泡桐花中除草活性成分进行了提取 、分离和鉴定。绒叶泡桐 Paulowniatomentosa花乙醇提
取物依次用石油醚 、乙酸乙酯 、正丁醇和水萃取后进行活性测定 ,结果表明 ,石油醚萃取物在浓度为
0.5mg/mL时 ,对反枝苋 、生菜和黄瓜种子胚根生长的抑制率分别为 76.30%、56.17%和 23.36%;
乙酸乙酯萃取物在浓度为 0.5 mg/mL时 ,对反枝苋 、生菜和黄瓜种子胚根生长的抑制率分别为
99.89%、63.53%和 32.74%。通过对乙酸乙酯萃取物进行硅胶柱层析分离 ,得到一种活性较高的
化合物 ,经鉴定其为对乙氧基苯甲醛 ,其抑制反枝苋种子胚根生长的 EC50值为 55.20 μg/mL。对
乙氧基苯甲醛是首次从绒叶泡桐中分离鉴定的化合物 ,也是首次将其用于除草活性研究。
关键词:绒叶泡桐;除草活性物质;分离;生物测定
中图分类号:O658.1;S482.4　　　　文献标志码:A　　　　文章编号:1008-7303(2009)02-0239-05
IsolationandBioassayofHerbicidalActiveIngredientfrom
Paulowniatomentosa
YUANZhong-lin＊1 , 　LUOLan1 , 　ZANGAi-mei2 , 　MENGZhao-li1
(1.ColegeofAgronomyandPlantProtection, QingdaoAgriculturalUniversity, Qingdao266109, ShandongProvince, China;
2.AgriculturalBureauofGaomi, Gaomi261500, ShandongProvince, China)
Abstract:Herbicidalactiveingredientextracted, isolatedandidentifiedfrom Paulowniatomentosa
(Thund)SteudagainstAmaranthusretroflexusL., Lactucasativevar.capitataL.andCucumissativus
L.weretestedbybioasay-guidedseparation.TheextractsfromP.tomentosaflowerwithethanolwere
extractedwithpetroleumether, ethylacetateandn-butanol.Theinhibitionrateoftheethylacetate
extracttogrowthofthe3 kindsofplantradicelwere99.89%, 63.53% and32.74% respectivelyat
0.5mg/mLconcentration, andthatofpetroleumetherwere76.30%, 56.17% and23.36%.One
compoundhadbeenobtainedwithsilicagelcolumnchromatographyfromethylacetateextraction, and
itwasauthenticatedasp-ethoxybenzaldehyde.TheinhibitoryEC50 ofthiscompoundagainstA.
retroflexusradicalgrowthwas55.20 μg/mL.p-Ethoxybenzaldehydewasthefirstreportedfrom
Paulowniatomentosawithherbicidalactivity.
Keywords:Paulowniatomentosa;herbicidalactivityconstituents;isolation;bioassay
　　玄参科(Scrophulariaceae)泡桐属(Paulownia)植
物起源于我国 ,共有 7种 ,在我国分布广泛 , 其药
用价值早有记载 [ 1] , 其中的绒叶泡桐 Paulownia
tomentosa(Thund)Steud又叫毛泡桐 ,其叶 、花 、果
　收稿日期:2008-12-16;修回日期:2009-02-24.
　作者简介:袁忠林(1964-),男 ,陕西扶风人 ,博士 ,教授 ,主要从事天然产物农药的研究工作.联系电话:0532-86080261;E-mail:zhongliny
@ 163.com
　基金项目:山东省科技发展计划项目(2006GG3202031).
　
农　药　学　学　报 Vol.11
实和树皮均可入药 ,具有消炎 、止咳 、化痰 、利尿等
功效 [ 2] 。有关泡桐花中的化学成分 、药理作用等
国内外已有较多报道 [ 3 ～ 9] 。前期的研究结果表明 ,
泡桐中存在一定的除草活性物质 [ 10, 11] 。为了进一
步寻找其中可能作为除草剂的先导化合物 , 笔者
对泡桐花中的活性成分进行了分离 、鉴定 ,现将有
关结果报道如下 。
1　材料与方法
1.1　材料 、试剂与仪器
绒叶泡桐 Paulowniatomentosa花 , 2005年采
于山东省高密市李家营镇 ,自然阴干 ,粉碎 ,备用。
受试植物生菜 Lactucasativevar.capitataL.(品种
为美国产结球生菜)、黄瓜 CucumissativusL.均购
于山东青岛市城阳区蔬菜种子市场;反枝苋
AmaranthusretroflexusL.种子采于青岛农业大学
校内 。
乙醇 、石油醚(沸程 60 ～ 90℃)、乙酸乙酯 、正
丁醇和丙酮均为市售分析纯 。薄层层析硅胶
(GF254)、柱层析硅胶(200 ～ 300目)购自青岛海
洋化工厂。
WRS-1B型数字溶点仪(温度未经校正);PE-
2400(Ⅱ型)元素分析测定仪;USANICOLETFT-
IRSDX红外光谱仪;BrukerAM 400型核磁共振
仪(以丙酮为溶剂 ,以 TMS为内标)。
1.2　泡桐花提取物的制备
取粉碎后的泡桐花粉末 2.5 kg,装入 3 000 mL
三角瓶中 ,加入适量乙醇(以浸过植物材料为宜),
于 40℃水浴锅中恒温提取 3次 ,分别在 3、5、7d后
过滤 ,合并滤液 ,减压浓缩至浸膏状 ,冷冻干燥后
称重得 273 g干物质。取干物质 250 g,加 450 mL
蒸馏水悬浮后 ,依次用石油醚 、乙酸乙酯 、正丁醇
萃取 ,每种溶剂萃取 5次 ,每次 500 mL,合并萃取
液 ,减压浓缩 ,冷冻干燥 ,分别得到石油醚萃取物
93 g、乙酸乙酯萃取物 43 g、正丁醇萃取物 42 g和
水萃取部分 16 g。
1.3　除草活性测定
采用培养皿药膜法测定 4种溶剂萃取物对
3种植物的除草活性 [ 10, 11] 。分别称取 4种溶剂萃
取物的干物质各 5mg,溶于 10mL相应的溶剂中 ,
配成 0.5 mg/mL的药液。在培养皿 ( 9 cm)中
放置滤纸 ,分别加入上述配好的药液 3mL,室内放
置 3 ～ 4 h待溶剂挥发后的滤纸即为药膜 。以晾干
并用等量相应溶剂浸渍过的滤纸为对照 。每浓度
重复 3次 。每皿处理 20粒种子 ,共 60粒 ,每皿加
水 8 mL,放入 27℃恒温箱中培养 , 2d后测定其胚
根长度 ,按下式计算其抑制率 。
抑制率(%)=对照胚根长度 -处理胚根长度对照胚根长度 ×100
1.4　除草活性成分的分离与鉴定
通过初步的除草活性测定发现 , 乙酸乙酯萃
取物具有较强的生物活性 ,因此对该萃取物进行
了进一步的分离 。
用 200 ～ 300目硅胶粉 700 g,湿法装柱;称取
乙酸乙酯萃取干物质 40 g,加适量乙酸乙酯溶解
后上柱 ,用石油醚 -丙酮体积比分别为 15 ∶1、12 ∶
1、10 ∶1、5 ∶1、3 ∶1、2 ∶1、1 ∶1和乙酸乙酯依次梯
度洗脱 ,采用等份法(每份 15 mL)接样 ,对收集液
进行硅胶薄层层析 (TLC)检测 (以石油醚和丙酮
不同比例混合溶液作展开剂),合并 Rf相同的收
集液并减压浓缩 。对所得 Rf不同的馏分用反枝苋
作为受试植物进行室内除草活性测定 ,对活性较
高的馏分进行再次柱层析(以石油醚-丙酮体积比
5 ∶1为洗脱剂),获得分离物 ,通过元素分析 、红外
光谱 、核磁共振等测定 ,确定其结构 ,并进行除草
活性测定 。
1.5　数据分析方法
由同一处理的胚根长度的平均值计算抑制
率 。将数据进行浓度 -对数和抑制率-机率值的转
换求出毒力回归方程 ,计算有效中浓度 EC50值 。
2　结果与分析
2.1　四种溶剂萃取物的除草活性
测定结 果见表 1。可以 看出 , 在 浓度 为
0.5 mg/mL时 ,乙酸乙酯萃取物对反枝苋 、生菜和
黄瓜种子胚根生长的抑制率分别为 99.89%、
63.53%和 32.74%;明显高于石油醚萃取物和正
丁醇萃取物对 3种植物种子胚根的抑制率 ,因此 ,
可以确定活性物质主要集中在乙酸乙酯萃取部
分 ,且对反枝苋的抑制作用最强。
2.2　乙酸乙酯萃取部分柱层析各馏分的除草活
性
对乙酸乙酯萃取物进行柱层析分离 , 共获得
17个 Rf不同的馏分 ,在浓度为 0.5 mg/mL下测
240
No.2 袁忠林等:绒叶泡桐花中除草活性成分的分离与除草活性
定其对反枝苋的除草活性 ,结果如表 2。
　　由表 2可知 ,在 0.5 mg/mL浓度下 , 10号馏
分对反枝苋的抑制率达到 89.02%, 9号和 6号馏
分分别为 72.61%和 51.48%。因此 ,推断活性物
质主要集中在 10号 、9号和 6号馏分中 。
表 1　四种溶剂萃取物对 3种植物种子胚根生长的抑制作用(0.5 mg/mL)
Table1　Inhibitionof4 extractstotheradicalgrowthof3 kindsofplantseeds(0.5 mg/mL)
萃取物　　　　　　　
Fractions　　　　　　　
抑制率 Inhibitionrate(%)
反枝苋 A.retroflexus 生菜 L.sative 黄瓜 C.sativus
乙酸乙酯萃取物 ofethylacetate 99.89±0.07 63.53±0.98 32.74±2.10
石油醚萃取物 ofpetroleumether 76.30±0.10 56.17±1.25 23.36±2.64
正丁醇萃取物 ofn-buthanol 5.57±3.38 - -
水萃取物 ofwater 6.42±0.52 - -
表 2　柱层析分离所得 17个馏分在浓度为 0.5mg/mL下对反枝苋的除草活性
Table2　Herbicidalactivityof17 fractionsunder0.5 mg/mLagainstA.retroflexus
馏分 Fractions 质量 Weight/g 抑制率 Inhibitionrate(%) 馏分 Fractions 质量 Weight/g 抑制率 Inhibitionrate(%)
1(1 ～ 8) 0.015 3.42±0.11 10(178 ～ 190) 0.132 89.02±1.04
2(9 ～ 23) 0.061 10.44±0.60 11(191 ～ 211) 1.021 25.27±0.79
3(24 ～ 45) 0.123 8.53±0.60 12(211 ～ 223) 5.162 31.44±1.08
4(46 ～ 73) 1.562 37.55±1.63 13(224 ～ 246) 1.268 26.07±0.30
5(74 ～ 83) 1.325 11.90±0.44 14(246 ～ 261) 0.348 21.44±0.74
6(84 ～ 102) 0.260 51.48±0.70 15(262 ～ 271) 1.652 10.71±0.79
7(103 ～ 144) 2.050 31.24±0.85 16(272 ～ 286) 1.306 12.60±0.70
8(145 ～ 157) 2.021 30.22±2.18 17(287 ～ 296) 0.259 9.66±0.49
9(158 ～ 177) 3.315 72.61±0.69
2.3　活性成分的分离纯化与活性测定
由于 10号馏分样品太少 ,故对 9号馏分进行
再次硅胶柱的分离纯化 , 得到白色晶体化合物 A
(以体积比为 3∶1的石油醚-丙酮作展开剂时的 Rf
值为 0.59)。测定化合物 A对反枝苋的除草活
性 ,以草甘膦为对照药剂 ,计算出 EC50值和 95%
置信限 ,结果见表 3。浓度为 250 μg/mL的化合
物 A对反枝苋胚根生长的抑制作用见图 1。
表 3　化合物 A和草甘膦对反枝苋的除草活性
Table3　HerbicidalactivityofcompoundAandglyphosateagainstA.retroflexus
供试样品
Samples
毒力方程
Regressionequation
相关系数(r)
Coeficientofcorelation
EC50(95%CL)
/(μg/mL)
化合物 AcompoundA Y=-0.295 9+3.040 2x 0.913 0 55.20(47.15～ 64.64)
草甘膦 glyphosate　　 Y=3.964 5+0.742 8x 0.994 7 24.78(11.94～ 51.42)
　　由表 3可知 ,化合物 A和草甘膦对反枝苋抑
制作用的 EC50值分别为 55.20和 24.78 μg/mL。
根据毒力方程的斜率和截矩可以得出 ,草甘膦在
低浓度下的抑制活性较化合物 A的高 ,而高浓度
下化合物 A的活性较高。
2.4　除草活性成分的结构鉴定
通过红外 、氢谱 、碳谱 、元素分析和熔点测定
等分析手段对化合物 A的结构进行了鉴定 ,结果
如下:
1HNMR, δ:1.34(t, 3H, J=7.37 Hz, -CH3),
4.29(q, 2H, J=7.21 Hz, -CH2), 6.92(d, 2H, J=
8.82Hz, Ar-H, 3, 3 ), 7.90(d, 2H, J=8.81Hz, Ar-
H, 2, 2 ), 9.13(s, 1H, -CHO)。
13CNMR, δ:14.66(-CH3), 60.89(-CH2-),
122.76(Ar-C, 1), 132.37(Ar-C, 2, 2 ), 115.99(Ar-
C, 3, 3 ), 162.52((Ar-C, 4), 206.31(-CHO)。
IR, v/cm-1:3 218(Ar-C-H), 2 995(-CH3 , -
CH2-), 2 978(-CH3 , -CH2-), 1 673(-CHO), 1 607
241
　
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(Ar-C), 1 591(Ar-C), 1 447(Ar-C), 1 287(C-O-
C), 849(Ar-)。
图 1　化合物 A对反枝苋胚根生长的抑制作用
Fig.1　InhibitionofcompoundAagainstthe
radicalgrowthofA.retroflexus
a:对照 Untreated(CK)　b:处理Treated(250μg/mL)
　　元素分析:实测值 C72.01, H6.52;理论值
C71.98, H6.71。
熔点:13 ～ 14℃(文献值 [ 12] 13 ～ 14℃)。
结合文献 [ 13 ～ 15]推断该化合物为对乙氧基
苯甲醛(p-ethoxybenzaldehyde),分子式 C9H10O2 ,相
对分子质量为 150.2,结构式如下:
3　讨论
　　从植物中寻找除草活性化合物是新除草剂研
发的一条重要途径 。本试验采用活性追踪法 ,从
绒叶泡桐花乙酸乙酯萃取物中分离得到一种具有
除草活性的物质 ———对乙氧基苯甲醛 ,其对反枝
苋的 EC50值为 55.20 μg/mL,在高浓度下的活性
高于对照药剂草甘膦 ,而在低浓度下则稍低于草
甘膦 。
笔者只是对乙酸乙酯萃取物进行了进一步的
分离和鉴定 ,对石油醚萃取物未进行分离;另外 ,
从乙酸乙酯萃取物中分离的活性物质也并不是活
性最高的组份 ,尽管 10号馏分对反枝苋的抑制率
为 89.02%,但因其量少而没能再次进行分离与鉴
定;泡桐花中的其他主要除草活性成分以及对乙
氧基苯甲醛对其他植物胚根生长的抑制情况尚需
进一步研究 。
梁峰涛 [ 16]对白花泡桐叶石油醚萃取部分的化
学成分进行了研究 ,共获得 13个化合物 ,对其中
10个化合物的结构进行了鉴定;李志刚 [ 17]对毛泡
桐花中生物活性成分的研究证明共有 25种化合
物;但迄今尚未见其他有关从泡桐中分离出对乙
氧基苯甲醛的报道。对乙氧基苯甲醛是皂用香精
香剂 [ 12] ,也用于医药中间体 ,并具有治疗红斑痤疮
的作用 [ 18] ,尚未见有关其除草活性的报道。对乙
氧基苯甲醛结构简单 ,易于合成和结构改造 ,可作
为农药先导化合物进一步研究 。
植物中的化学成分十分复杂 ,生物活性多样 ,
植物提取物所表现出来的除草活性往往并非单一
化合物 ,可能是几种或几类化合物共同作用的结
果;同种物质对不同植物的除草作用可能不同 。
有关对乙氧基苯甲醛的作用机理及杀草谱还有待
进一步研究 。
　　致谢:感谢山东大学药学院药物分析测试中
心对该化合物进行的 IR、1HNMR、13CNMR测
定;感谢青岛农业大学化学与药学院孙家隆副教
授 、郝双红副教授的帮助 !
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(Ed.JINSH)
·会讯 ·
国际食品法典农药残留委员会(CCPR)第 41届年会在北京召开
　　4月 20日 ,国际食品法典农药残留委员会 (CCPR)第 41届年会在北京召开 。 CCPR会议主
席 、中国工程院院士陈宗懋先生主持会议 ,中国农业部张桃林副部长 、世界卫生组织驻华代表麦克
当裴雷(Mukundanpilay)博士出席会议开幕式并致辞 。来自 66个国家和地区 、5个成员国组织和
政府间组织 、9个国际非政府组织近 320名代表参加了会议 。在 CCPR年会会议后 , 还举办了 “农
药残留与风险评估国际学术研讨会与培训班 ”和 “中美农药助剂管理研讨会 ”, 国内农药管理和
科研单位 200余人参加了会议和培训 。10余名国外知名专家做了主题发言 , 中国农业大学潘灿
平教授应邀在大会上做了 “不确定度及其在农药残留分析中的应用 ”的报告 。
CCPR第 41届年会由设在农业部的 CCPR秘书处具体承办 。农药残留委员会是食品法典委
员会的一个重要分委会 。本次年会是中国作为 CCPR主席国主持召开的第 3次会议 。在为期
6天的会议中 ,评估和审议了 43种农药在蔬菜 、水果 、粮食 、肉类 、禽类等动植物产品中约 800项
农药最大残留限量标准 ,并就修订 CCPR风险评估原则 、建立农药优先审议列表 、制定小作物和特
殊作物法典指南 、如何推动全球农药最大残留限量标准统一协调等有关事宜进行了讨论 。
(潘灿平　供稿)
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