本发明属于植物化学、农业病害防治,特别涉及一种具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物及其制备方法和应用。
背景技术:
1、由病原体引起的植物病害对全球农业生产的安全与稳定构成重大威胁,并可能导致作物产量和质量的严重下降。使用合成杀菌剂或抗生素进行化学防治是管理这些农业植物病害的最常用方法之一。然而,合成化学品的广泛使用和误用已经对人类、动物和环境造成了潜在的危害。此外,主要杀菌剂的耐药性发展迅速,需要新的高效、低毒、环保的杀菌剂。因此,迫切需要开发新的有效的杀菌剂来预防这些农业疾病。
2、次级代谢产物作为一种典型的防御策略,这种复杂的防御系统产生的特化代谢物具有低分子质量,并对病原体的攻击产生直接的拮抗作用。这些代谢物是发现具有重要经济意义的分子的宝贵资源,为化学家发展绿色杀菌剂产业和取代现有的商业产品提供了宝贵的资源。因此,鉴定病害植物免疫系统产生的具有杀菌剂潜力的防御性特殊代谢产物具有重大的科学价值和社会经济效益。
3、半红树林植物黄槿(hibiscus tiliaceus)与棉花有亲缘关系,广泛生长于热带和亚热带沿海生态系统中。该植物在中国被用作观赏树种,传统上被用作清热解毒、化瘀和消肿的传统药物。根据本技术发明人先前的调查,被感染的黄槿茎产生大量的防御性专门代谢物倍半萜,这与从健康植物中分离出来的天然产物截然不同。因此,推测这些物质可能具有消杀农业病原菌的作用。为了获得此类活性物质,发明人分离得到并鉴定10种结构新颖的天然倍半萜,命名为hibisceusins i-r(1-10),这些化合物展示出显著且广谱的抗农业病原菌活性,在农作物生产,新型农药开发等方面具有重要的应用价值。化合物hibisceusins i-r(1-10)、其分离方法以及其在抗农业病原菌方面的应用尚未被报道。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足,本发明提供了一种具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物及其制备方法和应用。
2、本发明的技术方案如下:
3、本发明目的之一是提供一类具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物,其化学结构式如以下式(ⅰ)~式(ⅴ)任一项所示:
4、
5、式(ⅰ)中,r1选自c=o或c(och3)2;
6、式(ⅳ)中,r1选自ch3、cho或cooh,r2选自oh或h,r3选自异丙基或异丙烯基,r4选自ch3或ch(och3)2,r5选自oh或h,r6选自甲氧基、oh或h。
7、进一步的,所述的具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物,包括化合物1~化合物10中的至少一种,其化学结构式分别为:
8、
9、
10、
11、本发明目的之二是提供所述的具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物的制备方法,包括以下步骤:
12、s1:将染病的黄槿茎干燥粉碎,用二氯甲烷在室温下提取,真空浓缩得到提取物;提取物在硅胶上进行柱层析,用石油醚-ch2cl2/ch2cl2-meoh梯度洗脱,通过tlc薄层色谱合并相似组分,得到极性从小到大的fr a-fr g流分;
13、s2:流分fr.c用硅胶柱层析法,以石油醚-ch2cl2和ch2cl2-meoh洗脱,得到极性从小到大的fr.c1-fr.c11;fr.c5采用半制备液相色谱法,以甲醇水溶液洗脱,得到fr.c5-1和c5-2;fr.c5-2采用半制备液相色谱法,以甲醇-h2o溶液洗脱,得到化合物5和化合物8;fr.c6采用半制备液相色谱法,以甲醇-水溶液洗脱,得到化合物7;
14、s3:流分fr.d用硅胶柱层析法,以石油醚-ch2cl2和ch2cl2-meoh洗脱,得到极性从小到大的fr.d1-fr.d15;fr.d2采用半制备液相色谱法,用80v/v%乙腈-h2o洗脱,得到化合物4;fr.d3采用半制备液相色谱法,用75v/v%meoh-h2o洗脱,得到化合物9;fr.d4采用半制备液相色谱法,用甲醇-水洗脱,得化合物6;
15、s4:流分fr.e用硅胶柱层析法,以石油醚-ch2cl2和ch2cl2-meoh洗脱,得到极性从小达大的fr.e1-e7;fr.e1用硅胶柱层析法,以石油醚-ch2cl2和ch2cl2-meoh洗脱,得到极性从小达大的fr.e1-1-fr.e1-9;fr.e1-2采用半制备液相色谱法,用甲醇-h2o洗脱,得到化合物1;fr.e1-4采用半制备液相色谱法,用甲醇-h2o为洗脱液洗脱得到化合物2;fr.e1-5采用半制备液相色谱法,以甲醇-水为洗脱液,分离得到化合物3;fr.e2用硅胶柱层析法,用石油醚/ch2cl2和ch2cl2/meoh梯度洗脱,得到馏分fr.e2-1-e2-6;fr.e2-4采用半制备液相色谱法,以65v/v%meoh-h2o为洗脱液,分离得到10。
16、所述半制备液相色谱法以半制备苯基色谱柱agilent sb-phenyl,9.4×250mm为固定相。
17、进一步的,所述的制备方法的步骤s1中,所述染病的黄槿茎包括感染镰刀菌的黄槿茎,所述石油醚-ch2cl2的体积比为100:0~0:100,所述ch2cl2-meoh的体积比为50:1~1:1。
18、进一步的,所述的制备方法的步骤s2为:
19、流分fr.c用硅胶柱层析法,以体积比6:1~0:100石油醚-ch2cl2和体积比40:1~1:1ch2cl2-meoh进行洗脱,得到极性从小到大的fr.c1-fr.c11;fr.c5采用半制备液相色谱法,以80v/v%的甲醇水溶液洗脱,得到fr.c5-1和c5-2;fr.c5-2采用半制备液相色谱法,以体积比65:35甲醇-h2o溶液洗脱,得到化合物5和化合物8;fr.c6采用半制备液相色谱法,以体积比75:25甲醇-水溶液洗脱,得到化合物7。
20、进一步的,所述的制备方法的步骤s3为:
21、s3:流分fr.d用硅胶柱层析法,以体积比6:1~0:100石油醚-ch2cl2和体积比40:1~1:1ch2cl2-meoh进行洗脱,得到极性从小到大的fr.d1-fr.d15;fr.d2采用半制备液相色谱法,用80v/v%乙腈-h2o洗脱,得到化合物4;fr.d3采用半制备液相色谱发,用75v/v%甲醇-h2o洗脱,得到化合物9;fr.d4采用半制备液相色谱法,用体积比75:25甲醇-水洗脱,得化合物6。
22、进一步的,所述的制备方法的步骤s4为:
23、s4:流分fr.e用硅胶柱层析法,以体积比1:1~0:100石油醚-ch2cl2和体积比40:1~1:1ch2cl2-meoh洗脱,得到极性从小到大的fr.e1-e7;fr.e1用硅胶柱层析法,以体积比4:1~0:1石油醚-ch2cl2和体积比99:1~1:1ch2cl2-meoh洗脱,得到极性从小达大的fr.e1-1-fr.e1-9;fr.e1-2采用半制备液相色谱法,用体积比75:25甲醇-h2o洗脱,得到化合物1;fr.e1-4采用半制备液相色谱法,用体积比85:25甲醇-h2o为洗脱液洗脱得到化合物2;fr.e1-5采用半制备液相色谱法,以体积比70:30甲醇-水为洗脱液,分离得到化合物3;fr.e2用硅胶柱层析法,用体积比2:1~0:100石油醚/ch2cl2和体积比40:1~1:1ch2cl2/meoh梯度洗脱,得到馏分fr.e2-1-e2-6;fr.e2-4采用半制备液相色谱法,以65v/v%meoh-h2o为洗脱液,分离得到10。
24、本发明的目的之三是提供所述的天然倍半萜化合物在抑制植物病原菌中的应用。
25、所述植物病原菌包括匍枝根霉rhizopus stolonifer、黄萎病菌verticilliumdahliae kleb.、纹枯病菌thanatephorus cucumeris或枯萎病菌fusarium oxysporum。
26、本发明的有益效果:
27、本发明所述的天然倍半萜化合物结构新颖,对匍枝根霉、黄萎病菌、纹枯病菌、枯萎病菌有良好的抑菌活性,可应用于防治农作物常见病害。
1.具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物,其特征在于,其化学结构式如以下式(ⅰ)~式(ⅴ)任一项所示:
2.根据权利要求1所述的具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物,包括化合物1~化合物10中的至少一种,其特征在于,其化学结构式分别为:
3.权利要求2所述的具有抗农业病原菌作用的天然倍半萜化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述染病的黄槿茎包括感染镰刀菌的黄槿茎,所述石油醚-ch2cl2的体积比为100:0~0:100,所述ch2cl2-meoh的体积比为50:1~1:1。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤s2为:
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤s3为:
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤s4为:
8.权利要求1-2任一项所述的天然倍半萜化合物在抑制植物病原菌中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述植物病原菌包括匍枝根霉rhizopusstolonifer、黄萎病菌verticillium dahliae kleb.、纹枯病菌thanatephorus cucumeris或枯萎病菌fusarium oxysporum。
