砂地柏化学成分及其杀虫活性研究

论文摘要

为进一步明确砂地柏Sabina vulgaris Ant.化学成分及其杀虫活性,本论文在前期研究基础上,对其精油和非精油部分化学成分进行了分析、分离、鉴定和杀虫活性测试;衍生合成了一系列鬼臼毒素类化合物,并对其杀虫活性进行了比较分析;同时,还进行了砂地柏杀虫活性物质对粘虫Mythimna separate Walker.幼虫的生物活性研究,取得如下主要结果:1.为明确砂地柏Sabina vulgaris Ant.精油资源化学和杀虫化学成分特征,采用GC/MS法,比较分析了砂地柏精油水蒸汽蒸馏法（HD）、超临界CO2萃取法（SCE）及溶剂萃取法（PEE）3种提取方法提取物的化学成分,并测试了3种提取物对家蝇Musca domestica Vicial成虫、玉米象Stitophilus zeamais Molschulsky成虫和粘虫三龄幼虫的熏蒸毒杀活性。结果表明,SCE法萃取砂地柏精油优于其它两种常规方法,其萃取率显著高于两种常规方法,熏蒸杀虫活性略低于HD而显著高于PEE;不同提取方法提取物化学成分存在明显差异。在此基础上,采用SCE和GC/MS技术萃取、分析了果实、茎和叶3种器官,叉子圆柏Sabina vulgaris Ant.、榆林叉子圆柏Sabina vulgaris var. yulinensis T. C. Chang et C. G. Chen和松藩叉子圆柏Sabina vulgaris var. erectopatens Cheng et L. K. Fu 3个变种,以及陕西榆林、内蒙乌审旗、甘肃张掖祁连山区、宁夏银川贺兰山区、青海乌兰县、新疆天山和阿尔泰山等7个国内主要分布区的砂地柏精油萃取率、化学成分及其熏蒸杀虫活性,结果表明,不同变种、不同产地及砂地柏不同器官精油化学成分存在一定程度的差异,初步分析认为种属特征、分布地域生态环境及砂地柏次生代谢特点可能分别是造成这些差异的主要因素;砂地柏3个变种精油熏蒸杀虫活性差异不明显;而不同产地的砂地柏精油熏蒸杀虫活性存在显著差异,采自新疆天山和阿尔泰山及宁夏贺兰山和陕西榆林4地的砂地柏精油杀虫活性明显高于其余几地,同时砂地柏果实精油杀虫活性明显高于茎和叶,因而这4地砂地柏果实是开发砂地柏精油杀虫剂适宜的原料来源。分析总结提出砂地柏精油化学成分主要由单萜、倍半萜、二萜、烷烃、小分子有机酸（醇）组成,通过比较分析不同方法提取制备的砂地柏精油、不同产地和不同器官精油化学成分与杀虫活性之间的关系,推测认为砂地柏精油中的单萜、倍半萜和小分子有机酸（醇）类化合物可能均具有熏蒸杀虫活性。本研究采用了先进的植物精油提取、分析技术,并结合杀虫活性测试,不仅初步明确了砂地柏精油的较佳提取方法、资源化学和杀虫化学成分特征,而且为植物精油杀虫作用的研究方法作了有益的探索,并在此基础上,提出了将中药指纹图谱技术引入到植物源农药研究开发领域的设想。2.采用活性示踪法,从砂地柏果实乙醇提取物氯仿萃取段中分离得到34种化合物,鉴定出其中的24种化合物,包括13种木脂素类化合物:鬼臼毒素、（-）-hibalactone、

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 砂地柏生物生态学及开发利用
• 1.1.1 生境与天然分布
• 1.1.2 生长与繁殖
• 1.1.3 生理特性
• 1.1.4 砂地柏育苗和造林技术
• 1.1.5 砂地柏在沙漠生态治理和园林绿化中的开发利用价值
• 1.2 砂地柏医药活性及化学成分研究进展
• 1.2.1 医药活性
• 1.2.2 砂地柏化学成分研究进展
• 1.3 砂地柏杀虫作用研究进展
• 1.3.1 砂地柏杀虫化学成分
• 1.3.2 砂地柏杀虫活性
• 1.3.3 砂地柏杀虫活性物质作用机理
• 1.3.4 砂地柏杀虫制剂产品研制及应用研究
• 1.4 鬼臼毒素类化合物生物活性及结构与杀虫活性关系研究进展
• 1.4.1 鬼臼毒素类化合物的生物活性
• 1.4.2 鬼臼毒素类化合物结构与杀虫活性之间的关系
• 1.5 本论文的提出及设计思路
• 1.5.1 砂地柏精油化学成分及熏蒸杀虫活性研究的提出及设计思路
• 1.5.2 砂地柏非精油部分杀虫化学成分研究的提出及设计思路
• 1.5.3 鬼臼毒素类化合物结构与杀虫活性关系研究的提出及设计思路
• 1.5.4 砂地柏杀虫活性物质对粘虫幼虫生物活性研究的提出及设计思路
• 第二章 砂地柏精油化学成分及熏蒸杀虫活性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 供试昆虫
• 2.1.3 实验仪器
• 2.1.4 实验设计
• 2.1.5 实验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 砂地柏果实精油三种提取方法的提取率
• 2.2.2 砂地柏精油三种提取方法提取物化学成分分析结果
• 2.2.3 砂地柏精油3 种提取方法提取物熏蒸杀虫活性测定结果
• 2 萃取不同变种、不同产地及不同器官砂地柏精油萃取率'>2.2.4 超临界CO₂萃取不同变种、不同产地及不同器官砂地柏精油萃取率
• 2.2.5 不同变种砂地柏精油化学成分分析结果
• 2.2.6 砂地柏不同器官精油化学成分分析结果
• 2.2.7 不同产地砂地柏精油化学成分分析结果
• 2.2.8 不同变种和不同产地砂地柏精油对家蝇成虫熏蒸杀虫活性测定结果
• 2.3 问题与讨论
• 2.3.1 砂地柏精油三种提取方法的比较分析
• 2.3.2 砂地柏精油熏蒸杀虫成分的化学类别
• 2.3.3 砂地柏不同变种、不同产地及不同器官对精油化学成分的影响
• 2.3.4 砂地柏精油杀虫剂开发的资源问题
• 2.3.5 有必要将中药指纹图谱理念引入植物源农药研究开发领域
• 第三章 砂地柏非精油部分杀虫化学成分研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料、试剂和仪器
• 3.1.2 对昆虫的拒食活性和毒杀活性测定方法
• 3.1.3 活性物质的提取分离
• 3.2 化合物的结构鉴定
• 3.3 化合物对昆虫的拒食和毒杀活性
• 3.3.1 11 种木脂素类化合物对粘虫幼虫的拒食活性
• 3.3.2 6 种二萜类化合物对粘虫幼虫的拒食活性
• 3.3.3 3 种香豆素类化合物对粘虫幼虫的拒食活性
• 3.3.4 2 种甾醇三萜类化合物对粘虫幼虫的拒食活性
• 3.3.5 5 种化合物对小菜蛾幼虫的毒杀活性
• 3.4 小结与讨论
• 3.4.1 砂地柏次生代谢产物的化学特征
• 3.4.2 砂地柏杀虫活性成分的化学特征
• 3.4.3 苯丙素类化合物的杀虫活性值得研究
• 第四章 鬼臼毒素类衍生物合成及其对粘虫幼虫的拒食活性
• 4.1 合成实验
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 化合物的合成方法
• 4.1.3 合成化合物的结构鉴定
• 4.2 对粘虫幼虫的拒食活性测定方法与结果
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 4β位卤代有利于提高拒食活性
• 4.3.2 4β位氧醚和硫醚化对拒食活性的影响不一致
• 4.3.3 4β位酯化或引入氨基均降低了拒食活性
• 4.3.4 C 环不饱和可显著提高拒食活性
• 4.3.5 巯基表鬼臼（5a）的杀虫活性值得深入研究
• 4.3.6 鬼臼毒素类化合物的昆虫拒食活性与其抗癌活性之间的联系与区别
• 4.3.7 有必要进一步深入研究的几个问题
• 第五章 砂地柏杀虫活性物质对粘虫幼虫生长发育和食物利用的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试虫
• 5.1.2 供试物质
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 拒食活性测定结果
• 5.2.2 对粘虫幼虫生长发育的影响
• 5.2.3 对食物近似消化率的影响
• 5.2.4 对食物转化率的影响
• 5.2.5 对食物利用率的影响
• 5.3 问题与讨论
• 5.3.1 3 种物质造成粘虫幼虫生长发育延缓可能是拒食作用的影响
• 5.3.2 3 种物质在拒食剂量下对粘虫幼虫的消化系统无明显影响
• 5.3.3 需要进一步寻求鬼臼类物质的作用靶标
• 5.3.4 需进一步研究鬼臼类物质杀虫剂量、作用方式和机理之间的关系
• 5.3.5 本研究设计思路及其有待于进一步补充完善的问题
• 第六章 总结
• 6.1 砂地柏精油化学成分及熏蒸杀虫活性研究
• 6.2 砂地柏非精油部分杀虫化学成分研究
• 6.3 鬼臼毒素类衍生物合成及其对粘虫幼虫的拒食活性
• 6.4 砂地柏杀虫活性物质对粘虫幼虫生长发育和食物利用的影响
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 作者简介