全 文 ：西北农业学报　2011 , 20(1):174-178
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
钩腺大戟杀虫活性成分的分离与鉴定 ＊
郭生虎1 ,2 ,张　兴1 ,朱金霞2
(1.西北农林科技大学 无公害农药研究服务中心 ,陕西省生物农药工程技术研究中心 ,陕西杨凌　712100;
2.宁夏农林科学院 农业生物技术研究中心 ,银川　750002)
摘　要:以菜青虫(Pieris rapae L.)5 龄幼虫为试虫 , 以杀虫活性追踪为指导 , 采用系统溶剂分离法 、制备
TLC 及红外光谱(IR)、质谱(EI-MS)和核磁共振(1H-NMR、13C-NMR)等方法 ,从钩腺大戟根中共分离得到 5
种单体化合物 ,均为首次分离所得。活性测试结果表明 , 2 , 4-二羟基-6-甲氧基-3-醛基-苯乙酮 、1-(2 , 4-二羟基-
6-甲氧基-3-甲基)-苯乙酮和 β-谷甾醇对菜青虫有较强的拒食和毒杀活性 , 72 h 拒食率分别为 60.6%、56.8%
和 44.7%,校正死亡率分别为 69.7%、59.2%和 57.4%。
关键词:钩腺大戟;菜青虫;杀虫活性;植物源杀虫剂
中图分类号:Q946.88　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2011)01-0174-05
Isolation and Identif ication of Insecticidal
Activities from Euphorbia sieboldiana
GUO Shenghu1 , 2 , ZHANG Xing1 and ZHU Jinxia2
(1.Research and Developm en t Cen ter of Biorat ional Pest icides , Shaanxi Research Center of Biopest icide Technology and Engineering ,
Northw est A&F Universi ty , Yangling Shaanxi　712100 , China;2.Agricu ltural Biotechnology Cen ter , Ningxia Academ y of
Agricul tu re and Forest ry Sciences , Yinchuan　750002 , C hina)
Abstract:The biolo gical activity of the ex t raction w as tested by the 5th-instar of Pieris rapae L .by
the me thod o f solvent partit ion ,preparative thin lay er chromatog raphy(T LC), inf rared spect ra(IR), e-
lect ron ionization mass spect rome try (EI-MS), nuclear magnetic resonance (1H-NMR , 13 C NMR)and
other analy sis.Five compounds w ere iso lated and ident ified f rom the foo t of Euphorbia sieboldiana ,
which we re isolated f rom this plant for the f irst t ime.T he results of bio assay show ed that 2 , 4- di-
hydro xy -6-methoxy -3- aldehyde- acetophenone , 1-(2 ,4- dihydroxy-6-methoxy -3-methy l)- and β-
acetophenone si to sterol have st rong antifeedant activi ty and pesticidal activity to P ieris rapae L.The
ant ifeeding rates w ere 60.6%, 56.8%and 44.7%af te r 72h re spectively , and corrected mortali ty w ere
69.7%, 59.2% and 57.4% respectively .
Key words:Euphorbia sieboldiana;Pieris rapae L.;Pest icidal activity ;Botanical insect icide
　　钩腺大戟(Euphorbia sieboldiana)为大戟科
(Euphorbiaceae)大戟属(Euphorbia)多年生草本
植物 ,主要分布于宁夏 、黑龙江 、吉林 、辽宁 、河北 、
湖南等地 ,宁夏主产于泾原 、西吉 、固原及六盘山
地区 ,多生于山坡 、草地或路边 。其干燥根作狼毒
入药 ,具有散结 、杀虫的功效 ,民间常用以治疗水
肿 、破积逐水 、止咳逆 、催吐 、杀虫解毒。外用治疔
疮 、疥疖 、及皮肤炭疽等皮肤病[ 1] 。贾忠健等[ 2] 从
钩腺大戟根中分离到 4个具有抗肿瘤活性的二萜
类化合物和 1个贝壳杉烯醇化合物 ,师彦平等[ 3]
对大戟属植物化学成分和生物活性进行综述报
道 ,笔者发现钩腺大戟根的乙醇提取物对菜青虫
＊ 收稿日期:2010-06-28　　修回日期:2010-08-11
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(200903052);宁夏自然科学基金(NZ0763)。
第一作者:郭生虎 ,男 ,助理研究员 ,主要从事天然产物农药活性成分的提取与分离研究。 E-mail:Guosh1118@sina.com
通讯作者:张　兴 ,男 ,博士 ,教授 ,主要研究方向为生物源农药。 E-mail:zh xing1952@126.com
有较强的生物活性 ,如能将之开发为一种新型的
植物杀虫剂 ,对充分利用该植物具有重要意义。
为此 ,采用生物活性跟踪法对其中的杀虫活性成
分进行提取 、分离 、纯化以及结构鉴定 ,为今后该
植物资源开发提供理论支持 ,同时也可为杀虫剂
的仿生合成提供结构模板 。
1　材料与方法
1.1　材 料
1.1.1　取材　钩腺大戟采自宁夏六盘山林区(海
拔约 1 300 m),标本保存于宁夏农林科学院农业
生物技术重点实验室 ,由宁夏大学生命科学院
张晋宁教授鉴定为大戟科大戟属植物钩腺大戟
(Euphorbia sieboldiana)。取其根 ,自然风干 ,粉
碎 ,过 40目筛 ,密封保存备用 。
1.1.2　供试昆虫　菜青虫(Pieris rapae L.),从
未施药的甘蓝地采回 ,经室内[温度(25±1)℃,
相对湿度(85±1)%]饲养 1 ～ 2 d 后 ,挑选大小一
致的 5龄前幼虫为试虫。
1.1.3　仪器与药品 　Bruker AV-300 、AV-500
型核磁共振光谱仪(以 TM S内标),X-6型数字显
示显微熔点测定仪(未校正), Packard 1100MSD
质谱检测器(EI-MS 70V), RE52-99 旋转蒸发器
(上海亚荣生化仪器厂),WD-9403C 型紫外分析
仪(北京市六一仪器厂), Sephadex LH-20(Amer-
sham Biosciences Corp.)、硅胶 G(薄层层析)、
GF254和 G(200-300目 ,柱层析)均为青岛海洋
化工厂产品 ,其他化学试剂均为分析纯 。
1.2　方 法
1.2.1　钩腺大戟杀虫活性物质的提取与分离　
称取钩腺大戟根粉 8.0 kg 装入大型广口瓶 ,用80
L 体积分数为 95%的乙醇室温浸提 3 次 ,分别浸
提 14 、7 、5 d ,合并浸提液 ,减压浓缩得乙醇浸膏
1 100 g ,将浸膏分散于4 000 mL蒸馏水中 ,依次
用石油醚 、氯仿 、乙酸乙酯 、正丁醇萃取 ,减压浓缩
后得到石油醚浸膏 347.6 g 、氯仿浸膏132.3 g 、乙
酸乙酯浸膏 68.5 g 、正丁醇浸膏 238.8 g 和水相
剩余物 427.5 g 。初步分离提取流程见图 1。
经过对 5种萃取物活性测定 ,石油醚萃取段
活性最强且萃取量较大 ,因此 ,采用薄层层析和柱
层析对其进行进一步分离 , 称取石油醚浸膏
50.0 g ,用少量石油醚溶解 ,加入 80 ～ 100目硅胶
20 g 混匀 ,待石油醚挥发后 ,进行硅胶柱层析(硅
胶:200 ～ 300目 ,柱规格:75 mm×1 100 mm),以
石油醚-乙酸乙酯(体积比为 99∶1 ～ 0∶100)梯
度洗脱 , 合并 Rf 值一致的流分 (每流分 500
mL),得到 14 个流分段 A 、B 、C 、D ……L 、M 、N 。
用小叶碟添加法[ 4] 测试各馏分段的生物活性 ,发
现 F 、H 、G 段拒食和毒杀活性最强 ,D 、E 段也有
较强的杀虫活性 ,故分别对这 5部分进行反复硅
胶(200 ～ 300 目)柱层析分离 ,以石油醚-乙酸乙
酯梯度洗脱 、Sephadex 凝胶柱纯化 、结合重结晶
技术 ,从 F 段分离得到无色针状结晶体(丙酮)
EP1(1.95 g),从 H 段分离得到无色针状晶体
(丙酮)EP2(2.78 g),从 G 段分离得到白色针状
晶体(石油醚-乙酸乙酯)EP3(0.123 g), 从 D段
分离得到不规则无色片状晶体(石油醚)EP4
(1.73 g),从 E段分离得到白色针状晶体(氯仿)
EP5(0.021 g)。
1.2.2　生物活性测定　待测样品的杀虫活性测
定采用小叶碟添加法[ 4] ,将新鲜甘蓝叶制成直径
1 cm 的圆形叶碟 ,在供试药液中浸渍3 s后取出 ,
晾干(以丙酮处理为对照),每皿内加叶碟1片 ,接
入饥饿 3 ～ 4 h的试虫 10头 ,每个处理重复 3次 ,
待试虫取食完后再加叶碟 ,记录试虫取食的叶碟
数 ,并于 24 、48 、72 h 用坐标纸或目测法统计取食
总量 ,计算拒食率 , 72 h 后开始以正常叶片饲养 ,
直至化蛹 、羽化 ,并检查试虫最终死亡(不能取食 ,
触之不动)情况 ,计算拒食率和校正死亡率。
1.2.3　化合物结构鉴定　测定分离到化合物的
熔点 , IR、质谱(EI-MS)、核磁共振(1H-NM R ,
13C-NMR)光谱数据 ,与标准品比对并结合有关
文献确定其结构。
2　结果与分析
2.1　钩腺大戟根提取物不同萃取段杀虫活性测
定结果
取石油醚萃取物 、氯仿萃取物 、乙酸乙酯萃取
物 、正丁醇萃取物和水相剩余物 ,用饱和丙酮水溶
液制成 100 g ·L -1供试溶液 ,以菜青虫 5龄幼虫
为试虫进行拒食活性测定 ,结果见表 1。
　　从表 1中数据可看出 ,石油醚萃取物对菜青
虫的拒食和毒杀活性最强 , 72 h 拒食率达到
100%,死亡率达到 80%以上 ,氯仿萃取物次之 ,
说明钩腺大戟乙醇提取物的杀虫活性成分主要集
中在极性较低石油醚和氯仿萃取部位 ,考虑到石
油醚萃取物量较大 ,因此对石油醚萃取物进行进
一步细分和活性追踪 。
·175·1 期　　　　　　　　　　　　　　郭生虎等:钩腺大戟杀虫活性成分的分离与鉴定
A.萃取溶剂　Ex tract ion solvent;B.水悬浮液　Water suspen sion
图 1　钩腺大戟根提取物初步分离
Fig.1　Preliminary isolation of extract from the foot of Euphorbia sieboldiana
2.2　钩腺大戟根石油醚萃取物流分及分离化合
物对菜青虫的生物活性
从表 2可以看出 ,流分 F 和流分 G 的拒食活
性最强 ,流分 D 、流分 E 和流分 H 的活性次之。
分离得到的化合物 EP1 、EP2 、EP3在质量浓度
为 5.0 g ·L -1时 ,对 5龄前菜青虫有较好的拒食
活性和毒杀活性 ,在 72 h拒食率分别为60.6%、
44.7%和 56.8%, 校正死亡率分别为69.7%、
57.4%和 59.2%。EP4 、EP5对 5龄前菜青虫拒
食和毒杀活性很低。说明 EP1 、EP2 、EP3可能是
·176· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　20 卷
石油醚萃取相中的主要杀虫活性物质。
2.3　化合物结构鉴定结果
EP1:无色针状结晶体(丙酮), mp:136.2 ～
136.9 ℃, FeCl3 反应阳性 ,说明有酚羟基存在 ,
EI-MS m/ z 209.2 [ M-H ] - , 分子量为 210 , 结
合1H 、13 C-NMR光谱数据 ,推断分子式为 C10H10
O 5 , 1H-NM R(CDCl3 ,500 MHz)δ:3.24(3H , s ,3-
CH3), 3.26(3H , s , 6-O-CH 3), 5.91(1H , s),
10.19(1H , s ,), 13.0(1H , s ,),15.39(1H , s ,), 13
C-NMR(CDCl3 , 125MHz)δ:203.39(-CO),
192.61(-CHO), 171.36(C-4), 170.26(C-6),
168.49(C-2),105.08(C-1),104.45(C-3),90.75
(C-5), 55.17(-CH3), 32.70(-CH3)。综合上述物
理数据和光谱数据 ,并与参考文献[ 5]对比 ,鉴定该
化合物为 2 ,4-二羟基-6-甲氧基-3-醛基-苯乙酮 ,为
首次从钩腺大戟根中分离得到。
EP2:为无色针状晶体 ,mp:138.2 ～ 140.2 ℃
(丙酮),香草醛-浓硫酸反应显紫色 , IR光谱数据
与 β-谷甾醇的 IR 光谱数据一致 , 与标准品在
T LC上经多种展开剂中展开 ,其 Rf 值一致 ,与参
考文献 [ 6] 对比鉴定为 β-谷甾醇 , 分子式为
C20H 50O 。
EP3:白色针状晶体(石油醚-乙酸乙酯), mp:
255.6 ～ 257.2 ℃, FeCl3反应阳性 ,说明有酚羟基
存在 ,ES-MS m/ z 196 [ M] + , 181 ,166 ,138 , 123 ,
分子式为 C10H 12O 4 , IR(KBr)cm-1 :3 140(-OH),
2 900 ,1 600 , 1 560 , 1 341 , 1 250 , 940 , 13 C-NMR
(CDCl3 ,125MHz)δ:203.65 ,32.41(1-COCH 3),
15.34(3-CH 3), 55.63(6-OCH 3), 105.11(C-1),
163.08(C-2), 106.37(C-3), 163.45(C-4), 92.64
(C-5),162.25(C-6)。综合上述物理数据和光谱
数据 ,与参考文献[ 7] 对比 ,鉴定该化合物为 1-
(2 ,4二羟基-6-甲氧基-3-甲基)-苯乙酮 ,即为狼毒
乙素 ,该化合物为首次从钩腺大戟中分离得到。
表 1　钩腺大戟粗提物系统溶剂萃取物对菜青虫 5 龄幼虫的拒食活性
Table 1　The bioactivities of extracts fromEuphorbia sieboldiana to f ifth armyworm Pieris rapae L.
萃取物
E xt ract
拒食率/ % Ant ifeeding rate
24 h 48 h 72 h
死亡率/ % Mortali ty
24 h 48 h 72 h
石油醚萃取物 Pet roleum ether ext ract 100 - - 6.7 16.7 83.3
氯仿萃取物 Chloroform ex t ract 97.5 100 - 3.3 13.3 80.0
乙酸乙酯萃取物 Ethyl acetate ex tract 63.3 59.2 35.5 0 13.3 30.0
正丁醇萃取物 n-butanol ext ract 27.2 13.79 6.67 0 0 6.7
水相剩余物 Water ext ract 0 0 0 0 0 0
丙酮 Aceton cont rol(CK) 0 0 0 0 0 0
注:每个样品用 30头菜青虫 5龄前幼虫;“ -”为无拒食活性。
Note:Each sam ple w ith 30 tested 5th annyw orm P ieri s rapae L.;“ -” No anti feeding act ivi ty
表 2　分离过程中各部分杀虫活性测定结果
Table 2　Activity bioassay of every fraction during isolation
提取分离各步产物
Isolated fract ion
质量浓度/(g· L-1)
Concent ration
拒食率/ %
Ant ifeedin g rate
校正死亡率% 72 h Adjusted mortalit y
24 h 48 h 72 h
D 10.0 65.6 58.7 64.4 71.9
E 10.0 67.0 52.4 61.7 72.5
F 10.0 83.3 86.3 87.1 91.3
G 10.0 82.7 83.3 86.1 82.7
H 10.0 72.5 81.3 83.6 79.2
EP1 5.0 62.5 61.1 60.6 69.7
EP2 5.0 57.3 48.4 44.7 57.4
EP3 5.0 61.6 60.3 56.8 59.2
EP4 5.0 31.0 23.7 30.3 16.7
EP5 5.0 16.7 23.7 16.7 3.3
丙酮 Aceton cont ro(CK) 0 0 0 0 0
注:每处理用 10头菜青虫 5龄前幼虫 ,统计数据为 3次重复的平均值。
Note:Each t reatment h as 10 tes ted 5th annyw orm Pieri s ra pae L., and data is the mean of th ree duplication s.
·177·1 期　　　　　　　　　　　　　　郭生虎等:钩腺大戟杀虫活性成分的分离与鉴定
　　EP4:不规则无色片状晶体(石油醚), mp:
243.2 ～ 244.5 ℃,易溶于氯仿 , Liebe rmann-Bur-
chard反应由砖红色变紫 、变蓝 ,最后褪色 , T LC
展开后喷浓硫酸-香草醛试剂显蓝紫色 ,表明为三
萜类化合物 ,结合1H 、13 C-NM R光谱数据推断分
子式为 C32 H52 O2 , IR(KBr)cm-1 :2 960 , 2 934 ,
1 735(C =O), 1 459 , 1 366 , 1 241 cm-1 , 1H-
NMR(CDCl3 , 500 MHz)δ:0.82(3H , s , 28-
CH3),0.87(6H , s ,23 、24-CH 3),0.87(6H , s , 29 、
30-CH3),0.96(6H , s , 25 , 26-CH 3), 1.13(3H , s ,
27-CH3), 2.04(3H , s , CH 3CO), 4.48 ～ 4.52
(1H , t , J =8.02;J =8.06H-12);5.17 ～ 5.19
(1H , t , J =3.58;H-11), 1 3 C-NMR(CDCl3 ,
125MHz)δ:38.26(C-1), 23.55(C-2), 80.95(C-
3),37.70(C-4), 55.27(C-5), 81.24(C-6), 32.59
(C-7),39.81(C-8), 47.56(C-9), 36.84(C-10),
23.51(C-11),121.68C-12),145.24(C-13),41.71
(C-14), 28.35(C-15), 26.12(C-16), 32.46(C-
17), 47.24(C-18), 6.79(C-19), 31.04(C-20),
34.72(C-21), 37.13(C-22), 28.01(C-23), 16.64
(C-24), 15.51(C-25), 16.78(C-26), 25.91(C-
27), 26.92(C-28), 33.28(C-29), 23.65(C-30),
21.23(C-31),171.01(C-32)。综合上述物理数据
和光谱数据 ,并与参考文献[ 8] 对比 ,鉴定该化合
物为 3-氧乙酰基齐墩果酸(β-香树脂醇乙酸酯)
(β-amy rin acetate), 该化合物为首次从钩腺大戟
中分离得到。
EP5:白色针状晶体(氯仿), mp:71.9 ～
73.7 ℃,FeCl3 反应阳性 , 说明由酚羟基存在 ,
ESI-MS m/ z 469.3[ M +N a] - ,分子量为 446 ,表
明分子式为 C28 H 46O 4 , IR(KBr)cm-1 :3 550(-
OH),2 920 , 2 845 , 1 680(-CO-),1 620(C =C),
1 600 ,1 520(苯环), 1 405 , 1 374 , 1 286 , 1 255 ,
1 182 , 1 163 , 1 031 , 840 , 1HNMR(400 MHz ,
CDCl3)δ(10-6):7.03 (1H , d , J=1.5 Hz , 2-
H), 6.92 (1H , d , J =8.4 Hz , 5-H), 7.05
(1H ,dd , J =8.4 Hz , 6-H ,) , 这 3个 H 为芳香
质子信号 ,说明有三取代苯环 , 7.59 (1H , d , J
=16.1 Hz ,7-H), 6.27(1H ,d , J =16.1Hz ,8-
H), 3.92(3H , s ,OCH 3), 4.21(2H , t , J =6.3
Hz ,OCH 2), 1.25(多个 H , 多个 CH 2), 0.90
(3H , t , J =6.5 Hz , CH 3)。综合上述物理数据
和光谱数据 ,与参考文献[ 9] 对比 ,鉴定该化合物
为 3-甲氧基-4-羟基-反式苯丙烯酸正十八醇酯 ,
该化合物为首次从钩腺大戟中分离得到 。
3　结论与讨论
本研究以 5 龄前菜青虫为试虫进行活性追
踪 ,采用系统溶剂分离法对钩腺大戟根提取物进
行分离纯化 ,分离测试发现钩腺大戟乙醇提取物
的石油醚萃取物和氯仿萃取物有较强的生物活
性 ,72 h 校正死亡率均达到 80%以上 。从钩腺大
戟根中首次分离得到 5个活性成分 ,其中 2个苯
乙酮类化合物 , 1个植物甾醇和 2 个醇酯类化合
物。杀虫活性检测发现 , 2 , 4-二羟基-6-甲氧基-3-
醛基-苯乙酮 、1-(2 , 4-二羟基-6-甲氧基-3-甲基)-
苯乙酮和 β-谷甾醇对菜青虫具有较好的毒杀活
性 ,72 h拒食率分别为60.6%、56.8%和 44.7%,
校正死亡率分别为 69.7%、59.2%和 57.4%,初
步认为钩腺大戟根中的苯乙酮类化合物和甾醇类
化合物可能是其含量丰富杀虫活性物质 。
研究发现 ,分离程度越高其生物活性反而降
低 ,说明目前所分离到的 5种化合物可能是含量
较丰富且较容易分离到的物质 ,但不一定是活性
最强的活性成分 ,其他含量相对较少的香豆素类 、
二帖类和黄酮类化合物对其杀虫活性可能也有贡
献 ,一些高活性的化合物可能被漏筛了 ,因此 ,有
必要进一步对钩腺大戟根提取物进行分离 ,以期
获得高活性杀虫物质 。
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