全 文 :29(2)200-206 中国生物防治学报 Chinese Journal of Biological Control 2013年 5月
收稿日期:2012-06-14
基金项目:国家自然科学基金项目(31071715);教育部博士点新教师基金项目(20094320120002);湖南省教育厅青年基金项目(09B048)
作者简介:李冠华,女,硕士,农艺师,E-mail:lgh202@126.com;*通讯作者,博士,副教授,E- mail:liyouzhi2008@sina.com。
灰毛豆种子中化学成分的鉴定及其对黑翅土白蚁的杀虫活性
李冠华 1,王苏宁 1,丁文兵 1,2,薛正杰 3,刘自力 3,李有志 1,2*
(1. 湖南农业大学生物安全科技学院/植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室,长沙 410128;2. 国家植物功能成分工程技术研究中心,
长沙 410128;3. 长沙市白蚁防治站,长沙 410005)
摘要:为探明灰毛豆 Tephrosia purpurea种子中的杀虫成分及其对黑翅土白蚁 Odontotermes formosanus工
蚁成虫的杀虫活性,对其甲醇提取物采用多种色谱技术分离纯化,结合核磁共振图谱和质谱方法鉴定化合
物的结构,并测定了各化合物对黑翅土白蚁工蚁成虫的触杀、忌避和传毒活性。从灰毛豆种子甲醇提取物
中分离鉴定了 10 个化合物,即 Obovatachalcone,Obovatin,异合生果素,鱼藤酮,Pongachin,12α-羟基
鱼藤酮,6a,12a-脱氢灰叶酚,灰叶素,Penduletin和棉子糖。5个化合物(异合生果素,灰叶素, Obovatin,
12α-羟基鱼藤酮和鱼藤酮)表现出触杀活性,处理后 24 h的 LD50值分别为每虫 93.9,123.5,209.1,259.4
和 370.8 µg;3个化合物(Obovatin,鱼藤酮和 12α-羟基鱼藤酮)表现出传毒活性,处理后 56 h累积中毒
率达 24.3,38.7和 100%;2个化合物(异合生果素和灰叶素)在处理浓度为 300 mg·L−1时表现出较弱的忌
避活性。结果表明,化合物 12α-羟基鱼藤酮对黑翅土白蚁工蚁成虫无忌避性,有一定的触杀活性,在群体
中的毒性传播能力强,可进一步研究用于白蚁防治。
关 键 词:灰毛豆种子;杀虫成分;黑翅土白蚁;杀虫活性
中图分类号:S476 文献标识码:A 文章编号:1005-9261(2013)02-0200-07
Identification of Compounds from the Extracts of Tephrosia purpurea Seeds and Their
Insecticidal Activities against Odontotermes formosanus Adults
LI Guanhua1, WANG Suning1, DING Wenbing1,2, XUE Zhengjie3, LIU Zili3, LI Youzhi1,2*
(1. Hunan Provincial Key Laboratory for Biology and Control of Plant Diseases and Insect Pests/College of Bio-safety Science and
Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128; 2. National Research Center of Engineering & Technology for
Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128; 3. Changsha station of Termite
Control and Prevention, Changsha 410005, China)
Abstract: In order to determine insecticidal compounds from the methanol extracts of Tephrosia purpurea seeds
and their insecticidal activities against the adult of Odontotermes formosanus, active compounds were isolated with
column chromatography and their structures were established by NMR spectroscopy, as well as by HR-MS analysis.
Contact, repellent and transmission toxicities of each compound were determined against the adult of O. formosanus.
Ten known compounds were isolated and identified (Obovatachalcone, Obovatin, Isolonchocarpin, Rotenone,
Pongachin, 12α-hydroxyrotenone, 6α, 12α-dehydrodeguelin, Tephrosin, Penduletin, Raffinose). Five of the ten
compounds showed insecticidal activity against the adult of O. formosanus. Five compounds (Isolonchocarpin,
Tephrosin, Obovatin, 12α-hydroxyrotenone and Rotenone) exhibited contact toxicity, with LD50 of 93.9, 123.5,
209.1, 259.4 and 370.8 µg per insect at 24 hours after treatment, respectively; and three compounds (Obovatin,
Rotenone and 12α-hydroxyrotenone) exhibited transmission toxicity, with cumulative poisoning rate of 24.3,38.7
and 100% at 56 hours after treatment, respectively. At the dosage of 500 mg·L−1, two compounds (Isolonchocarpin
第 2期 李冠华等:灰毛豆种子中化学成分的鉴定及其对黑翅土白蚁的杀虫活性 201
and Tephrosin) exhibited weak repellent toxicity. The results suggested that 12α-hydroxyrotenone was the most
potential active compound against O. formosanus.
Key words: Tephrosia purpurea seeds; insecticidal compounds; Odontotermes formosanus; insecticidal activities
白蚁是地球上最古老的社会性昆虫,距今已有 2.5 亿年的历史, 是世界性害虫,其危害面积约占全球总
面积的 50%[1]。黑翅土白蚁 Odontotermes formosanus (Shiraki)是林木蚁害的主要种类,分布广泛,危害隐蔽,
破坏严重。白蚁防治主要是利用饵剂灭杀白蚁巢群,目前市场上推广利用的饵剂多为化学杀虫剂,由于化学
药剂污染环境,杀伤非靶标生物,当前白蚁防治急需高效低毒低残留的白蚁防治剂。一般认为植物源杀虫剂
为植物次生代谢产物易降解为无毒化合物,对天敌等非靶标生物影响较小,一些研究人员尝试利用植物成分
来控制蚁害,并取得了较好的进展[2,3]。灰毛豆 Tephrosia purpurea (Linn.) Pers.广布于全球热带地区,资源丰
富,其提取物表现出多种生物活性,古医学中记载了灰毛豆的根可作驱肠虫药,是一种重要的杀虫资源植物。
研究发现灰毛豆对多种害虫具有较强的杀虫活性,除茎干木质部以外其它各部位甲醇提取物对白纹伊蚊
Aedes albopictus (Skuse)、菜粉蝶 Pieris rapae (Linnaeus)、斜纹夜蛾 Spodoptera litura (Fabricius)幼虫和黄曲条
跳甲 Phyllotreta striolata (Fabricius)成虫有杀虫活性[4],地上部分甲醇提取物对米蛾幼虫有较强的胃毒作用[5],
叶粉对赤拟谷盗有较强的驱避活性[6],种子、树皮、树叶精油对谷蠹有驱避、触杀、熏蒸、种群抑制等多种
杀虫活性[7], 种子甲醇提取物对白背飞虱有杀虫活性[8]。现已从该植物树皮甲醇提取物中分离出 10个对白纹
伊蚊幼虫、3个对桃蚜Myzus persicae (Sulzer)成虫和小菜蛾 Plutella xylostella (L.) 3龄幼虫有毒杀活性的化合
物[9]。尽管该植物种子甲醇提取物具有杀虫活性,但其活性成分还不清楚。因此,本研究分离鉴定该植物种
子中的主要成分并测定其对黑翅土白蚁的杀虫活性,为评价和开发利用该植物资源用于白蚁防治提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料和仪器
灰毛豆 T. purpurea为成熟的种子,采集地点为湖南省江永县;黑翅土白蚁 O. formosanus为湖南省植
物园受害樟树上捕捉的工蚁成虫;白纹伊蚊幼虫于室内饲养,饲料为药用酵母片,用 4龄幼虫作试虫;95%
氟虫胺 sulfluramid原药为武汉金富科技发展有限公司生产; 核磁共振波谱仪(Bruker AVANCE 500型);
质谱仪(Thermo MAT-95XP型);硅胶(200~300目)和薄层制备板(20 cm×20 cm×0.5 mm)为烟台
江友硅胶开发有限公司生产。
1.2 杀虫活性成分的提取、分离及鉴定
1.2.1 植物材料的提取 采用冷浸法[10]用甲醇提取,得到灰毛豆种子甲醇提取物。
1.2.2 杀虫活性成分的分离 将该植物种子甲醇提取物用少量甲醇溶解后加 5倍量温水热溶(悬浮)后,
依次用石油醚、氯仿和乙酸乙酯连续 3次萃取,合并相同溶剂的萃取液,55 ℃减压浓缩得到各层萃取物。
取白纹伊蚊 4龄幼虫采用浸液法进行活性跟踪,对有较强杀虫活性的氯仿层萃取物(154.8 g)采用硅胶柱
层析法进一步分离,利用石油醚、石油醚/丙酮、乙酸乙酯、乙酸乙酯/甲醇、甲醇进行梯度洗脱,经薄层
层析后合并相同流分,得 21个组分 Fr.a-u(表 1)。
1.2.3 化合物的鉴定 通过各化合物的 1H NMR、13C NMR谱和质谱,进行解析并确定各化合物的结构。
在核磁共振中以 TMS为内标。
1.3 化合物的杀虫活性测定
触杀活性的测定:采用微量点滴法,各化合物用丙酮溶解稀释成 5个不同的浓度梯度,用微量点滴仪
将配制的药液点滴在经乙醚麻醉过的白蚁腹背部,点滴量为每虫 0.5 µL,每处理 30头,重复 3次,设丙
酮对照,放入有滤纸保湿的培养皿中,置于(26士 1)℃的培养箱中,处理后 24 h观察记录白蚁死亡数,
计算 LD50值及其 95%置信限。
忌避活性的测定:参照相关文献[11]。将琼脂培养基倒入直径为 20 cm的玻璃缸内,厚度为 1 cm,琼脂
冷却后, 在培养皿中心打一直径为 4 cm的圆孔,在培养基东西南北方位边缘各打一直径为 1 cm的圆孔;
在边缘的 4个小圆孔中,两个放入用 300 mgL−1药剂浸泡 1 h的马尾松碎木块, 另两个放入用清水浸泡 1 h
202 中 国 生 物 防 治 学 报 第 29卷
表 1 灰毛豆种子杀虫活性成分的分离方法及产物
Table 1 The compounds and methods separated from the chloroform extract Tephrosia purpurea seeds
组分(质量)
Component (weight)
分离方法
Separation methods
纯化合物(质量)
Compound (weight)
Fr.a (6.2 g) 薄层层析法,石油醚/氯仿(75/25)展开 A (30 mg)、B (14 mg)
Fr.b (9.6 g) 硅胶柱层析法,氯仿洗脱;
合并流分 67~105,薄层层析法,石油醚/氯仿(80/20)展开
C (39 mg)
Fr.f (9.2 g) 硅胶柱层析法,石油醚/丙酮(100/11)洗脱;
合并流分 40~52,薄层层析法,石油醚/氯仿(50/50)展开
D (26 mg)、E (128 mg)、F (11 mg)
Fr.g (8.4 g) 丙酮饱和溶解后滴入石油醚进行重结晶;
结晶体用 HPLC制备,甲醇/水(40/60)洗脱
G (18 mg)
Fr.h (16.6 g) 硅胶柱层析法,石油醚/丙酮梯度洗脱;
合并流分 620~887,薄层层析法,石油醚/丙酮(100/11)展开
E (15 mg)
Fr.i (12.1 g) 硅胶柱层析法,石油醚/丙酮梯度洗脱;
合并流分 45~93,薄层层析法,石油醚/氯仿(20/80)展开
H (113 mg )
Fr.k (12.4 g) 硅胶柱层析法,氯仿/乙酸乙酯(85/15)洗脱;
合并流分 77~83,薄层层析法,氯仿展开
I (32.9 mg)
Fr.s (24.6 g) 重结晶法,挑出流分中的晶体用甲醇饱和溶解后静置,一周后有白色晶体析出,挑
出晶体反复用丙酮冲洗
J (23.5 mg)
的马尾松碎木块作对照;在大圆孔中放入白蚁 30头;用纱布密封防止白蚁逃逸;每隔 30 min观察 1次,
连续 10 h;记录白蚁在培养皿孔洞中的活动情况。
传毒能力测定:参照相关文献[12]。取一年生的樟树枝条烘干粉碎,各化合物和氟虫胺原药分别用丙酮
溶解稀释均匀拌入干粉中,配成含量为 2%的药粉;将药粉放入直径为 12 cm的培养皿中,转入白蚁,自
由爬行 30 min后随机挑取 1头能自由活动的且全身沾有药粉的白蚁,转入已有 50头白蚁直径为 15 cm的
培养皿中,皿底放置湿滤纸作食料;重复 25次,设丙酮对照;每隔 4 h观察 1次,记录击倒白蚁数。
1.4 数据处理
利用 DPS 软件统计分析数据,采用 Abbott 氏公式计算死亡率,通过机率分析拟合毒力回归方程后,
计算致死中量 LD50值;多重比较利用新复极差法。
2 结果与分析
2.1 结构鉴定
化合物 A:化合物 UV 254有吸收,1H NMR中H 14.52 (1H, s)是一个低场羟基信号,7.87 (1H, d, J = 15.5
Hz)和 7.77 (1H, d, J = 15.5 Hz)是一对反式烯氢信号,3.92 (3H, s, OCH3)是一个甲氧基信号,1.45 (6H, s)为两
个甲基信号;碳谱中的 δc:192.72 表明这是一个查尔酮结构类型;质谱 EI-MS (m/z):336 [M]+表明分子
量为 336。其波谱数据归属为:1H NMR (500 MHz, CDCl3):H 14.52 (1H, s, -OH),7.87 (1H, d, J = 15.5 Hz,
H-7),7.77 (1H, d, J = 15.5 Hz, H-8),7.60 (2H, m, H-2, 6) 7.41−7.38 (3H, m, H-3, 4, 5),6.68 (1H, d, J = 10.0 Hz,
H-4),5.93 (1H, s, H-8),5.46 (1H, d, J = 10 Hz, H-5),3.92 (3H, s, OCH3),1.45 (6H, s, CH3-10, 11);13C NMR
(125 MHz, CDCl3):C 192.72 (C-9), 162.64 (C-7),162.55 (C-9),160.38 (C-2),142.19 (C-7),135.61 (C-1),
130.03 (C-4),128.88 (C-3, 5),128.36 (C-5),127.68 (C-8),125.40 (C-2, 6),116.08 (C-4),106.10 (C-1),
103.04 (C-3),91.58 (C-8),78.00 (C-6),55.90 (OCH3),28.64 (CH3),28.41(CH3)。波谱数据与文献[13]报
道一致,鉴定该化合物为 Obovatachalcone(图 1A)。
化合物 B:化合物 UV254有吸收,1H NMR中显示:12.09 (1H, s)为一羟基信号,7.45~7.40 (5H, m)为
一个单取代苯环氢信号;氢谱还显示二氢黄酮特征性的不饱和 2和 3-位的氢信号 5.43 (1H, dd, J = 13.0, 3.0
Hz,H-2),3.06 (1H, dd, J = 16.0, 13.0 Hz, Hax-2 ),2.83 (1H, dd, J = 16.0, 3.0 Hz, Heq-2 );结合碳谱数据及
质谱 EI-MS (m/z):322 [M]+确定分子量为 322。其波谱数据归属为:1H NMR (500 MHz, CDCl3):H 12.09 (1H,
s, -OH),7.45~7.40 (5H, m, H-2, 3, 4, 5, 6),6.55 (1H, d, J = 10.5 Hz, H-4),6.00 (1H, s, H-6),5.47 (1H, d,
J = 10.5 Hz, H-5),5.43 (1H, dd, J = 13.0, 3.0 Hz, H-2),3.06 (1H, dd, J = 16.0, 13.0 Hz, Hax-2 ),2.83 (1H, dd,
J = 16.0, 3.0 Hz, Heq-2 ),1.45 (3H, s, CH3),1.43 (3H, s, CH3);13C NMR (125 MHz, CDCl3):C 195.68 (C-4),
第 2期 李冠华等:灰毛豆种子中化学成分的鉴定及其对黑翅土白蚁的杀虫活性 203
163.79 (C-7), 162.33 (C-9),156.77 (C-5),138.54 (C-1),128.85 (C-3,5),128.77 (C-4),126.52 (C-5),
126.00 (C-2,6),115.59 (C-4),102.90 (C-10),102.00 (C-8),97.68 (C-1),79.11 (C-2),78.18 (C-6),43.35
(C-3),28.53 (CH3),28.28 (CH3)。波谱数据与文献[13]报道一致,鉴定该化合物为 Obovatin(图 1B)。
化合物 C:化合物 UV 254有吸收,1H NMR与化合物 Obovatin的氢谱相近,不同之处为低场的特征羟
基氢信号消失,及 6位质子由 s峰变为 d 峰 δ 7.74 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-6);质谱 EI-MS (m/z):306 [M]+结
果表明分子量比 Obovatin少 16个单位。以上信息表明该化合物是 Obovatin脱 5-OH的结构。其波谱数据
归属为 1H NMR (500 MHz, CDCl3):H 7.74 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-6),7.49−7.38 (5H, m, H-2, 3, 4, 5, 6),6.65
(1H, d, J = 10.0 Hz, H-4),6.50 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-5),5.57 (1H, d, J = 10.0 Hz, H-5),5.47 (1H, dd, J = 13.5,
3.0 Hz, H-2),3.00 (1H, dd, J = 17.0, 13.0 Hz, Hax-2 ),2.84 (1H, dd, J = 17.0, 3.0 Hz, Heq-2 ),1.47 (3H, s, CH3),
1.45 (3H, s, CH3);13C NMR (500 MHz, CDCl3):C 195.60 (C-4),159.67 (C-7),157.65 (C-9),139.02 (C-1),
128.89 (C-5),128.79 (C-3,5),128.61 (C-4),127.93 (C-5),126.01 (C-2,6),115.89 (C-4),114.77 (C-8),
111.22 (C-10),109.45 (C-6),79.78 (C-6),44.35 (C-3),28.42 (CH3),28.11 (CH3)。波谱数据与文献[14]报
道一致,鉴定该化合物为异合生果素(Isolonchocarpin)(图 1B)。
化合物D:EI-MS (m/z): 394 [M]+,mp为 162~164 ℃,1H NMR ( 500MHz, CDCl3 ):H 1. 77 (3H, s, H-3),
2.95 ( 1H, dd, J = 15.7 Hz, 8.1 Hz, H-2),3.31 ( 1H, dd, J = 15.6 Hz, 9.8 Hz, H-2), 3.77(3H, s, OCH3),3.81 (3H,
s, OCH3),3.84(1 H, d, J = 3.0Hz, H-6),4.17(1H, d, J = 12.1 Hz, H-12a),4.60(1H, dd, J = 12.1Hz, J = 3.0 Hz,
H-6),4.93 ( 1H, s, H-2),5.08(1H, s, H-11),5.24 (1H, t, J = 9.30 Hz, H-2),6.45 (1H, s, H-4),6.50 (1H, d, J =
8.5Hz, H-10),6.77 (1H, s, H-1),7.83 (1H, d, J = 8.5Hz, H-11);13C NMR (125MHz, CDCl3):C C17.1 (C-3),
31.3 (C-3),44.6 (C-12a),55.8 (C22-OMe),56.3 (C23-OMe),66.3 (C-6),72.2 (C-6a),87.8 (C-2),100.9 (C-
4),104.8 (C-10),110.4 (C-12b),112.6 (C-1),112.9 (C-11a),113.3 (C-8),129.9 (C-2),143.0 (C-1),143.9
(C-2),147.4 (C- 3),149.5 (C-4a),157.9 (C-7a),167.3 (C-9),188.9 ( C-12)。其波谱数据与文献[15]报道一
致,鉴定该化合物为鱼藤酮(Rotenone)(图 1C)。
化合物 E:化合物 UV 254有吸收,与化合物 Obovatin十分相近,仅多出一个甲氧基的信号:δH 3.89 (3H,
s, OCH3),δC56.18,质谱 EI-MS (m/z):336 [M]+结果表明分子量比 Obovatin多 15个单位。以上信息表明
该化合物是 Obovatin的 5-OH甲醚化的结构。其波谱数据归属为:1H NMR (500 MHz, CDCl3):H 7.44−7.36
(5H, m, H-2, 3, 4, 5, 6),6.60 (1H, d, J = 10.0 Hz, H-4),6.06 (1H, s, H-6),5.46 (1H, d, J = 10.0 Hz, H-5),
5.42 (1H, dd, J = 13.0, 3.0 Hz, H-2),3.89 (3H, s, OCH3),2.99 (1H, dd, J = 16.5, 13.0 Hz, Hax-2 ),2.83 (1H, dd,
J = 16.5, 3.0 Hz, Heq-2 ),1.46 (3H, s, CH3),1.44 (3H, s, CH3);13C NMR (125 MHz, CDCl3):C 189.25 (C-4),
162.16 (C-5),160.03 (C-7),158.81 (C-9),138.97 (C-1),128.73 (C-3,5),128.50 (C-4), 126.32 (C-5),125.93
(C-2,6),116.00 (C-4),105.69 (C-10),102.89 (C-8),93.81 (C-6),78.96 (C-2),78.02 (C-6),56.18 (-OCH3),
45.63 (C-3),28.50 (CH3),28.19 (CH3)。波谱数据与文献[13]报道一致,鉴定该化合物为 Pongachin(图 1B)。
化合物 F:EI-MS (m/z):410 [M]+。1H NMR (500 MHz, CDCl3):H 1.76 (3 H, s, H-3″, -CH3),2.94 (1 H,
dd, J = 15.8 Hz, 8.2 Hz, H-3),3.29 (1 H, dd, J = 15.8 Hz, 9.8 Hz, H-3 ),3.73 (3H, s, -OCH3),3.82 (3 H, s,
-OCH3),4.50 (1 H, d, J = 11.6 Hz, H-6),4.61 (1 H, d, J = 2.4 Hz, H-6 ),4.59 (1 H, s, H-6a, ),4.94(1 H, s, H-2″,
=CH2),5.07 (1 H, s, H-2″, =CH2),5.24 (1 H, t, J = 9.0 Hz, H-2),6.49 (1 H, s, H-4),6.54 (1 H, d, J = 8.6 Hz,
H-10),6.56 (1 H, s, H-1),7.83 (1 H, d, J = 8.6 Hz, H-11);13C NMR (125 MHz, CDCl3):C 17.1(C-3″),31.1
(C-3),55.9 (-OMe),56.4 (-OMe),63.9 (C-6),67.6 (C-12a),87.9 (C-2),101.1 (C-4),105.3 (C-10),108 (C-12b),
109.5 (C-1),118 (C-11a),112.7 (C-2″),113.2 (C-8),130.1 (C-11),142.9 (C-1″),144.0 (C-2),148.4 (C-4a),
151.2 (C-3),157.7 (C-7a),168.0 (C-9),191.1(C-12)。其波谱数据与文献[16]报道一致,鉴定该化合物为 12a-
羟基鱼藤酮(12α-hydroxyrotenone) (图 1C)。
化合物 G:化合物 UV254有吸收,1H NMR中显示有两对相互偶合的芳香质子 8.05 (1H, d, J = 9.0 Hz)、
6.87 (1H, d, J = 9.0 Hz)和 6.77 (1H, d, J = 10 Hz)、5.73 (1H, d, J = 10 Hz);两个甲氧基信号 3.96 (3H, s, OCH3)、
3.88 (3H, s, OCH3)及两个重合单峰甲基信号 1.50 (6H, s, CH3);结合分子量 392。其波谱数据归属为:EI-MS
(m/z):392 [M]+。1H NMR (500 MHz, CDCl3):δH 8.46 (1H, s, H-1),8.05 (1H, d, J = 9.0 Hz, H-11),6.87 (1H,
204 中 国 生 物 防 治 学 报 第 29卷
d, J = 9.0 Hz, H-10),6.77 (1H, d, J = 10 Hz, H-4),6.57 (1H,s, H-4),5.73 (1H, d, J = 10 Hz, H-5),5.03 (2H, s,
H-6),3.96 (3H, s, OCH3),3.88 (3H, s, OCH3),1.50 (6H, s, CH3)。波谱数据与文献[17]报道一致,鉴定该化
合物为 6a,12a-脱氢灰叶酚(6α,12α-dehydrodeguelin)(图 1D)。
化合物 H:化合物 UV254 有吸收,1H NMR 中显示的信号与化合物 6a,12a -脱氢灰叶酚(6a,12a
-dehydro-deguelin) 十分相近,但多出了几组质子信号:4.62 (1H, dd, 12 Hz, 2.3 Hz),4.56 (1H, s),4.49 (1H,
d, J = 12 Hz) 结合分子量比前者多出 18,表明该化合物是 6a,12a-脱氢-灰叶酚的 OH取代结构。其波谱数
据归属为:EI-MS (m/z):410 [M]+。1H NMR (500 MHz, CDCl3):δ ppm,7.72 (1H, d, J = 9.0 Hz, H-11),6.59
(1H, d, J = 10.0 Hz, H-1),6.56 (1H, s),6.48 (1H, d, J = 4.5 Hz, H-4),6.46 (1H, s, H-10),5.55 (1H, d, J = 10.0
Hz, H-5),4.62 (1H, dd, 12 Hz, 2.3 Hz, H-6),4.56 (1H, s, H-6a),4.49 (1H, d, J = 12 Hz, H-6),4.40 (1H, s,
12-OH),3.81 (3H, s, OCH3),3.72 (3H, s, OCH3),1.44 (3H, s, CH3),1.38 (3H, s, CH3);13C NMR (125 MHz,
CDCl3):δC 191.39 (C-12),160.73 (C-9),156.65 (C-8a),151.12 (C-2),148.42 (C-4a),143.99 (C-3),128.82
(C-2),128.55 (C-11), 115.40 (C-1),111.87 (C-10),111.15 (C-1a),109.48 (C-1),109.13 (C11-a),108.65
(C-8),101.10 (C-4),77.99 (C-3),76.26 (C-6a),67.47 (C12-a),63.85 (C-6),56.37 (OCH3),55.85 (OCH3),
28.53 (CH3),28.28 (CH3)。波谱数据与文献[17]报道一致,鉴定该化合物为灰叶素(Tephrosin)(图 1E)。
化合物 I:化合物 UV254 有吸收,1H NMR显示:一个低场羟基氢信号 δH 12.72 (1H, s, 5-OH),一个 1,4-
对称取代的苯环氢信号 8.05 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-2,6),7.02 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-3,5),一个单峰芳香质子
信号 6.80(1H, s, H-8)及三个甲氧基信号 3.98 (3H, s, OCH3),3.88 (3H, s, OCH3),3.80 (3H, s, OCH3);碳谱信
息也表明这是一个黄酮醇结构类型;结合分子量 334。其波谱数据归属为:1H NMR (500 MHz, Acetone-d6):
H 12.72 (1H, s, 5-OH),8.05 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-2,6),7.02 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-3,5),6.80 (1H, s, H-8),
3.98 (3H, s, OCH3),3.88 (3H, s, OCH3),3.80 (3H, s, OCH3);13C NMR (125 MHz, Acetone-d6):C179.81 (C-4),
161.02 (C-4), 160.11 (C-7),157.07 (C-9),153.61 (C-5),153.20 (C-2),139.16 (C-3),133.18 (C-6),131.23
(C-2,6),122.65 (C-1),116.45 (C-3,5),107.05 (C-10),91.69 (C-8),60.55 (-OCH3),60.20 (-OCH3),56.82
(-OCH3)。波谱数据与文献[18,19]报道一致,鉴定该化合物为 Penduletin(图 1F)。
化合物 J:化合物紫外无吸收,1H NMR中显示两个 α-构型的糖端基质子信号 5.42 (1H, d, J = 3.5 Hz),
4.92 (1H, d, J = 3.5 Hz),3.3~4.9有多个 m峰信号;结合碳谱中给出的 18个碳信号;表明这是一个三聚寡
糖结构。其波谱数据归属为:1H NMR (500 MHz, CD3OD):H 5.42 (1H, d, J = 3.5 Hz, H-Glc),4.92 (1H, d, J
= 3.5 Hz, H-Gal );13C NMR (125 MHz, CD3OD):C 99.18 (Gal-1),69.12 (Gal-2),70.07 (Gal-3),69.66 (Gal-4),
71.68 (Gal-5),61.7 (Gal-6);92.05 (Glc-1),71.06 (Glc-2),73.07 (Glc-3),70.61 (Glc-4),71.92 (Glc-5),66.91
(Glc-6);61.77 (Fru-1),103.90 (Fru-2),77.82 (Fru-3),3.97 (Fru-4),82.08 (Fru-5),62.90 (Fru-6)。波谱数据
与文献[20]报道一致,鉴定该化合物为棉子糖(Raffinose)(图 1G)。
O
OH O
OMe
Me O
Me O
OH
化合物 Compound I
F
OH O
OMeO
化合物 Compound A
A
OO
OR
化合物 Compound B:R=OH
化合物 Compound C:R=H
化合物 Compound E:R=OMe
B
O
O
O
O
OMe
OMe
化合物 Compound G
D
O
O
O
O
OMe
OMe
OH
化合物 Compound H
E
O
O
O
OMe
OMe
R
O
H
化合物 Compound D:R=H
化合物 Compound F:R=OH
C
CH2OH
O
OOH
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
O
OH
OH
化合物 Compound J
CH2OH
CH2OH
CH2
G
图 1 灰毛豆种子甲醇提取物中分离鉴定的化合物
Fig. 1 The chemical structure of compounds isolated and identified from the methanol extracts of T. purpurea seeds
第 2期 李冠华等:灰毛豆种子中化学成分的鉴定及其对黑翅土白蚁的杀虫活性 205
2.2 化合物对白蚁的生物活性
2.2.1 触杀活性 处理后 24 h,5个化合物和对照药剂氟虫胺对黑翅土白蚁工蚁成虫有触杀活性(表 2),
其毒力大小依次为 Isolonchocarpin>灰叶素>Obovatin>氟虫胺>12a-羟基鱼藤酮>鱼藤酮,LD50 值分别
为每虫 93.9,123.5,209.1,259.4和 370.8 µg。结果表明,异合生果素对该虫的触杀活性比氟虫胺高,12a-
羟基鱼藤酮的触杀活性和氟虫胺的触杀活性基本相当,鱼藤酮的触杀活性比氟虫胺低。
表 2 灰毛豆种子中各化合物和氟虫胺对黑翅土白蚁的触杀活性(24 h)
Table 2 Contact toxicities of sulfluramid and the potential compounds from T. purpurea seeds against the adult of O. formosanus at 24 h after treatment
化合物
Compounds
毒力回归方程
Toxicity regressive equation
X2 LD50及其 95%的置信范围(µg每虫)
LD50 and its 95% confidence interval
异合生果素 Isolonchocarpin y=2.4825x+1.2760 0.0666 93.9 (57.9~138.3)
灰叶素 Tephrosin y=1.2862x+2.3092 0.8971 123.5 (75.9~182.5)
Obovatin y=1.2974x+1.9895 0.4613 209.1 (139.9~317.9)
12a-羟基鱼藤酮 12a-hydroxyrotenone y=1.5480x+1.2632 0.6745 259.4 (179.4~360.2)
鱼藤酮 Rotenone y=1.9469x-0.0017 0.5628 370.8 (272.7~484.9)
氟虫胺 Sulfluramid y=1.7191x+0.8612 0.9821 255.9 (199.2~321.9)
2.2.2 忌避活性 结果表明,各化合物在处理浓度为 300 mgL−1时,仅异合生果素和灰叶素对黑翅土白蚁
工蚁成虫表现出较弱的忌避活性,而其它化合物均未表现出忌避活性。
2.2.3 传毒效率 当药粉中化合物含量为 2%时, 12a-羟基鱼藤酮、鱼藤酮和 Obovatin对黑翅土白蚁工蚁
成虫均有杀虫活性(表 3)。处理后 52 h,氟虫胺、12a-羟基鱼藤酮、鱼藤酮和 Obovatin导致该虫累积中
毒率分别达到 100%、87.6%、35.4%和 21.4%。处理后 56 h,它们导致该虫累积中毒率分别是 100%、100%、
38.7%和 24.3%。可见,和对照药剂相比,鱼藤酮和 Obovatin的毒杀效率明显不如氟虫胺,而 12a-羟基鱼
藤酮和氟虫胺间的毒杀效率差异不大。
表 3 灰毛豆种子中各化合物对黑翅土白蚁的传毒活性(平均值±标准误)
Table 3 Transmission insecticidal toxicity of the potential compounds from T. purpurea seeds against the adult of O. formosanus (Mean±SE)
累积中毒率(%) Cumulative mortality 化合物
Compounds 12 h 16 h 20 h 24 h 28 h 32 h 36 h 40 h 44 h 48 h 52 h 56 h
Obovatin 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 d 0.0±0.0 d 0.0±0.0 d 3.2±0.3 d 5.7±0.1 d 9.3±0.2 d 13.7±0.1 d 17.2±0.1 d 21.4±0.2 d 24.3±0.1 c
12a-羟基鱼藤酮
12a-hydroxyrotenone
0.0±0.0 7.3±1.1 17.3±0.3 a 26.5±0.1 a 32.6±0.1 a 38.7±0.4 b 43.8±0.6 b 47.6±0.2 b 67.2±0.0 b 73.7±0.1 b 87.6±0.3 b 100±0.0 a
鱼藤酮 Rotenone 0.0±0.0 0.0±0.0 2.3±0.2 c 8.6±0.7 c 13.2±2.2 c 17.6±1.3 c 21.6±0.7 c 24.3±0.0 c 28.9±0.1 c 32.3±0.2 c 35.4±0.2 c 38.7±0.1 b
氟虫胺 Sulfluramid 0.0±0.0 0.0±0.0 9.6±0.3 b 13.8±0.2 b 28.7±0.4 b 45.6±0.1 a 57.6±0.8 a 63.1±0.3 a 83.2±0.4 a 93.2±0.3 a 100±0.0 a 100±0.0 a
注:同列数据后不同字母表示在 0.05 水平上差异显著
Note: Mean followed by the same letter within the same column were not significantly different ( P<0.05).
3 讨论
从灰毛豆种子甲醇提取物中分离鉴定了 10 个化合物,即 Obovatachalcone,Obovatin,异合生果素,
鱼藤酮,Pongachin,12a-羟基鱼藤酮,6a,12a-脱氢灰叶酚,灰叶素,Penduletin 和棉子糖。其中
Obovatachalcone,Obovatin,Pongachin,Penduletin 和棉子糖为首次从该植物种子中分离得到;异合生果
素、灰叶素、Obovatin、12a-羟基鱼藤酮和鱼藤酮对黑翅土白蚁工蚁成虫具有杀虫活性。
利用粉剂或饵剂灭杀白蚁巢群是当前防治地下白蚁最重要的方法之一。该方法主要是利用白蚁在巢内
相互吮吸的习性,将药剂由觅食个体传递给非觅食的个体[21],从而导致巢内群体集体中毒死亡,最终达到
灭巢的目的。因此,选择的药剂应该是没有忌避活性,触杀活性低,作用速度慢,传毒效率高的化合物。
本研究结果表明,从灰毛豆种子中分离的异合生果素、灰叶素、Obovatin、2a-羟基鱼藤酮和鱼藤酮对黑翅
206 中 国 生 物 防 治 学 报 第 29卷
土白蚁工蚁成虫具有杀虫活性。其中,12a-羟基鱼藤酮对该虫的触杀活性和白蚁防治药剂氟虫胺的触杀活
性差异不大(表 2),处理浓度为 300 mg·L1时没有忌避活性,在群体中的毒性传播能力较强(含量为 2%
时处理后 56 h累积中毒率达 100%)。12a-羟基鱼藤酮的这些特点正是理想的白蚁饵剂必须具备的特征。
由此可见,12a-羟基鱼藤酮具有开发为白蚁防治剂的潜力。
参 考 文 献
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