全 文 :第47卷第2期
2008年2月
Vol. 47, No. 2
Feb. 2008
农 药
AGROCHEMICALS
吉祥草中杀灭钉螺有效成分的分离及结构解析
李文新a,黄雪英b,陈新苗b,邓灵福a,祁 超a
(华中师范大学 a.生命科学学院; b.化学学院,武汉 430079)
摘要:吉祥草为新发现的灭螺化合物,从水相提取物中分离出了杀螺有效成分晶体,进行了熔点、晶体衍
射、元素分析、核磁共振C谱(13C NMR)、气-质谱等测定晶体性质的测试,证明为环己六醇。 环己六醇的
质量浓度为2.50 mg/L,72 h浸杀钉螺死亡率达93.3% ;当杀螺成分质量浓度为5.00 mg/L时,72 h浸杀,其
死亡率达100%。
关键词:吉祥草;灭螺剂;分离;结构
中图分类号:TQ450.7 文献标志码:A 文章编号:1006-0413(2008)02-0097-03
Study on the Molluscicidal Component Isolation and Structure
Determination of Reinecken carnea
LI Wen-xina, HUANG Xue-yingb, CHEN Xin-miao b, DENG Ling-fu a, QI Chaoa
(Huazhong Normal University a. College of Life Science; b. College of Chemistry, Wuhan 430079, China)
Abstract: The Reineckea carnea recently discovered is effective against Oncomelania hupensis. The compound
isolated from the water phase of the Reineckea carnea with very good activity against Oncomelania hupensis. Its
structure was determined by melting point, crystal X-ray, element analysis, 13C NMR, and MS, and was proved to be
cyclohexane-1,2,3,4,5,6-hexaol with a lethality of 93.3% to killing Oncomelania hupensis by immersing the snails for
72 h at 2.50 mg/L, and 100% for 72 h at 5.00 mg/L.
Key words: Reinecken carnea; molluscicide; isolation; structure
血吸虫病是一种严重危害人类健康和社会经济发展的
重大传染性疾病,在我国流行的是日本血吸虫病,主要流
行于南方12个省市(自治区)。 湖北钉螺(Oncomelania
hupensis:简称钉螺)属水陆两栖贝类,是日本血吸虫的惟
一中间宿主,杀灭湖北钉螺是控制血吸虫病的有效方法。
化学药物灭螺具有对钉螺毒性大和效果快的优势,但存在
污染环境、对鱼毒性过大及价格昂贵等多种弊病。 WHO
和卫生血防主管部门始终将灭螺药物研究列为重点攻关
项目之一,期望研究出一种灭螺效率高、选择毒性强、
对动植物毒性低、对环境友好且价格低廉、使用方便的
灭螺剂[1-2]。 因此,植物杀螺研究受到高度重视。 植物的
杀螺作用是由于其中含有杀螺的化学成分。 在我国,通
过对5 0 0余种植物资源的研究,已发现油菜、山茶、赤
胺、烟梗、黄姜、麻风树等植物对钉螺有较强的毒杀效
果。 杀螺有效成分多为脂肪族酰胺、链烷醇、烯基酚、
呋喃香豆素、黄酮、鱼藤酮、倍半双萜、皂素8个化学大
类。 由于杀螺植物的药效缓慢、资源分布地域性、有效
成分低、提取费用高、选择毒性差等许多制约因素,目前
尚未研究出一种达到WHO要求的灭螺植物。
实验以吉祥草为原料,优化提取方法,从中提取对钉
螺有效的高效单体化合物。
1 材料与方法
1.1 仪器试剂及灭螺实验材料
主要仪器:ZFQ85A旋转蒸发仪(上海医械专机厂)、
TGL.16G台式高速离心机(上海医用分析仪器厂)、SHB-III循
环水式多用真空泵(郑州长城仪器厂)、柱层析装置(3.0 cm×
60 cm)、高效液相色谱(HPLC)(美国Beckman公司,125 Sol-
vent Module,168紫外检测器)、光学分析天平(TG328,
湘仪天平仪器厂)、磁力加热搅拌器(79-1,中外合资深圳
天南地北有限公司)、索氏提取器(上海亚荣生化仪器
厂)、单晶衍射仪(Bruker公司,Smart opex CCD)。 主要
试剂:石油醚、丙酮、无水甲醇、正丁醇、硅胶
(250~150 mm),均为分析纯。 灭螺实验材料:鲜吉祥草,
华中师范大学校园内绿化种植。 钉螺采集于荆州市李埠
镇沟渠,清洗后用去氯水饲养备用。
1.2 吉祥草杀螺有效成分的提取分离及结构解析
1.2.1 吉祥草杀螺有效成分的制备
新鲜吉祥草(华中师范大学校园内绿化种植)全草洗净,
用剪刀剪碎并放在80 ℃干燥箱中烘干(14 h左右),小型粉碎
收稿日期:2007-05-27
基金项目:863计划专项资助项目(2004AA2z3550) ;国家自然科学基金(30670429) ;湖北省自然科学基金资助(2006ABA179)
作者简介:李文新(1952-),男,湖北荆州人,教授,博士,主要从事灭螺药物研究。 Tel :027-67867133。
通讯作者:祁超。 E-mail :qichao@mail.ccnu.edu.cn。
科研与开发-
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机粉碎成粗粉,备用。 称取吉祥草全草粗粉100 g置于索
氏提取器中,加入700 mL石油醚(沸程60 ℃~90 ℃),提取
12~16 h以除去脂类成分与部分色素。 然后再用700 mL丙酮
索氏提取4~8 h以除去色素。 用700 mL甲醇索氏提取12~16 h
得粗样品,在甲醇提取液中加入少许活性炭进一步除色
素,振摇并过滤,再将甲醇提取液60 ℃减压浓缩蒸干(糖浆
状),得粗样品9.0 g。在蒸干的甲醇提取物中加入150 mL蒸
馏水溶解,同时加入100 mL正丁醇萃取(手摇5 min)分离两
相,以后每次萃取加正丁醇80 mL,共萃取6~8次,合并正丁
醇相,通过薄层色谱寻找对水相提取物纯化的最佳分离条
件,所得条件为纯甲醇。 将250~150 mm硅胶过筛细分,在
水相挥干物中加入适量甲醇溶解,并加入250~180 mm硅胶
10 g左右搅拌,用180~150 mm硅胶填柱进行柱上色谱分离。
用无水甲醇作淋洗液,每接40 mL(约20 min)换一次瓶。 放
置1~3 d自由挥发甲醇,即有若干沉淀或结晶物出现,分别
进行重结晶(重结晶甲醇与水的体积比≥1∶1),放在冰箱
中。 如果晶体不纯,继续重结晶。 最后取出晶体,放在干
燥器中干燥。 经高效液相测试晶体纯度为84%。
1.2.2 浸杀钉螺成螺实验
称取适量杀螺成分晶体,加入适量去氯水配制成
30.000 mg/L母液,随后利用等比稀释法配制0.312、0.625、
1.250、2.500、5.000 mg/L的溶液2 000 mL,置于玻璃缸
中,同时设去氯水作对照。 每缸投放9袋尼龙沙袋,每
袋装有30只钉螺成螺,浸杀24、48、72、96 h,分别取
3袋用清水冲洗干净,将钉螺放入平皿内,加去氯水。
判断钉螺死亡的标准方法如下:第一,钉螺厣趴下;第
二,钉螺足外伸且对针刺无反应。 并计算不同质量浓
度、不同时间钉螺的死亡率。
1.2.3 晶体性质的测试
熔点,晶体衍射,元素分析,核磁共振C谱(13C NMR),
气相-质谱。
2 结果
2.1 浸杀钉螺成螺实验
浸杀钉螺成螺实验结果见表1。
表1 浸杀钉螺成螺的效果
质量浓度/(mg·L-1)
浸杀不同时间死亡率/%
24 h 48 h 72 h 96 h
0.312 6.7 23.3 43.3 53.3
0.625 23.3 33.3 47.0 70.0
1.250 43.3 56.6 83.3 86.6
2.500 60.3 73.3 93.3 100.0
5.00 53.3 63.3 100.0 100.0
对照 0 0 0 3.3
实验结果表明,杀螺成分质量浓度为2.500 mg/L,
72 h浸杀钉螺死亡率达到93.3% ;当杀螺成分质量浓度
为5.00 mg/L时,其死亡率达到100%。
2.2 晶体性质的测试
2.2.1 熔点
经多次测定,晶体熔点为222 ℃~224 ℃。
2.2.2 晶体衍射
经测试晶体结构为环己六醇(见图1)。
图1 环己六醇晶体结构图
2.2.3 元素分析
Vario ELⅢ CHNSO元素分析仪(ELEMENTAR)。 元素
分析样品结果:C%=40.57、H%=6.518、O%=52.786。 此结
果和晶体衍射所得结构的环己六醇(C6H12O6)的元素理论值
含量C%=40.00、H%=6.71、O%=53.29基本相符。
2.2.4 核磁共振C谱(13C NMR)
MERCURY-PLUS400超导核磁共振谱仪(VARIAN)。
碳谱(见图2)显示主要基团在d 72.319~75.539之间,和晶体
衍射所测得环己六醇的椅式结构一致。
图2 环己六醇13C NMR图
2.2.5 气相-质谱
图3 环己六醇的气相质谱图
第2期 99
质谱(见图3)谱图解析:分子离子峰m/z 180.4 C6H12O6┐+,
分子离子峰失去一个水分子产生碎片离子m/z162.3
C6H10O5┐+,分子离子峰经过一系列裂解产生碎片离子m/z
72.2 C3H4O2┐+,分子离子峰经过一系列裂解产生碎片离子
m/z 59.3 C2H3O2┐+,证实环己六醇的结构。
环己六醇裂解过程:
吉祥草为绿化用草,到处都大面积种植,原料丰富,
同时环己六醇对环境损害极小。 我们解析了吉祥草中杀
螺有效成分环己六醇的结构,这为开展研制新型灭螺剂、
掌握化学母体结构提供科学依据。
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