多杀菌素衍生物的合成及杀虫活性研究

发布时间：2017-06-03 13:08

  本文关键词：多杀菌素衍生物的合成及杀虫活性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多杀菌素是一种大环内酯类化合物杀虫剂,因为其同时具有生物性农药的安全性和化学性农药的快速起效性,多杀菌素杀虫剂已成为绿色的优质生物农药。因目前多杀菌素的生物合成繁杂,产率也受到影响,因此为寻找高产、低毒、低残留的新型多杀菌素活性物质,本文在结合多杀菌素作用机理基础上,利用三氯乙酰亚胺法和点击化学,根据相关文献报道,提高其亲脂性和减小偶极矩,对其进行合理的化学结构修饰,是筛出高活性多杀菌素类化合物的重要途径之一。本文保留多杀菌素母核结构不变,对其C-9位的鼠李糖部位和C-17氨基糖部位进行合成修饰,合成得到新型的多杀菌素衍生物,并借助计算化学方法预测、活性实验初步生测已合成新的化合物的杀虫活性,并将对系列衍生物的构效关系及杀虫活性作更进一步研究,以期得到具更高杀虫活性的多杀菌素类衍生物。本论文的主要研究内容如下:1、正交设计实验研究了多杀菌素原料的酸水解工艺,多杀菌素原料的最佳水解条件为:三氟乙酸的浓度为2mol/L,水解反应时间为9h,水解温度为90℃,利用酸水解得到多杀菌素的游离C-9位羟基和C-17位羟基的假糖苷配基,作为后续进行糖苷化反应的糖基假糖苷受体。2、以三种单糖(D-葡萄糖、D-半乳糖、L-鼠李糖)为原料,在多杀菌素类衍生物化学合成中作为糖基供给体,以多杀菌素(游离出C-9羟基和C-17位羟基)为糖基受体,采用三氯乙酰亚胺酯法进行糖苷化和链接反应反应,建立且同时优化多杀菌素类衍生物的化学合成方法及路线,利用化学合成方法得到具有不同糖基的大环内酯类多杀菌素衍生物,其衍生物结构经过核磁共振谱1H-NMR、核磁共振谱13C-NMR、HPLC等进行表征。其归属确认7种多杀菌素类衍生物分别为:9-0-(β-D-吡喃葡萄糖)-17-0-(β-D-吡喃葡萄糖)多杀菌素、9-0-(β-D-吡喃半乳糖)-17-0-(β-D-吡喃半乳糖)多杀菌素、17-0-(β-D-吡喃半乳糖)多杀菌素、9-0-(β-L-吡喃鼠李糖)-17-0-(β-L-吡喃鼠李糖)多杀菌素、17-0-(β-D-吡喃鼠李糖)多杀菌素、2-(2'-酰胺乙氧基)-乙基-β-D-吡喃葡萄糖多杀菌素、2-(2'-酰胺乙氧基)-乙基-β-D-吡喃半乳糖多杀菌素。3、三氯乙酰法反应总共有五大步:假糖苷的制备、全苯甲酰化糖、选择性游离羟基、酯化、新糖苷键的形成得到新型化合物。链接反应共有三大步:叠氮糖基的制备,多杀菌素酸酐的制备和酰胺键的形成。酯化和糖苷键形成时要严格控制无水无氧环境,糖苷键立体构型可控制。整体反应路线中条件稳定,目标物产率高,合成效率高。在20mg/L浓度剂量下,合成的系列新型多杀菌素类衍生物均对锯谷盗及赤拟谷盗等害虫表现出一定的杀虫活性,致死率为41%~69%。合成的多杀菌素衍生物杀虫活性的研究正好补充了多杀菌素在锯谷盗和赤拟谷盗中的杀虫谱,但其起效时间和与其他类型杀虫剂的毒力比较等有待进一步考究。虽然考察新合成的多杀菌素衍生物对锯谷盗及赤拟谷盗等害虫的杀虫活性稍差于现成产品多杀菌素,但仍可对其衍生物做进一步的杀虫毒力研究及母核之外的糖基结构改造以望得到更优质的多杀菌素衍生物。
【关键词】：多杀菌素 合成 衍生物 杀虫
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R914.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 符号缩写及说明8-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 多杀菌素的研究概况12-13
• 1.2 发酵液中多杀菌素的提取及分化方法13-15
• 1.2.1 大孔吸附树脂法13
• 1.2.2 溶剂萃取法13-14
• 1.2.3 发酵液的脱色工艺研究14
• 1.2.4 本文采用的分离纯化方法14-15
• 1.3 多杀菌素生物合成的研究15-16
• 1.3.1 生物发酵条件及制备工艺15-16
• 1.4 多杀菌素的化学合成及修饰研究16-17
• 1.4.1 多杀菌素鼠李糖基的化学修饰16
• 1.4.2 多杀菌素C-21部位修饰16-17
• 1.5 多杀菌素的作用机理及杀虫活性研究17
• 1.6 小结与展望17-18
• 2 多杀菌素衍生物的合成18-42
• 2.1 实验方法18-24
• 2.1.1 试剂18
• 2.1.2 仪器18
• 2.1.3 方案和化学合成路线的设计18-19
• 2.1.4 糖基供体的制备19-20
• 2.1.5 糖基受体的制备20
• 2.1.6 糖基供体与受体的结合20-21
• 2.1.7 多杀菌素的水解21-24
• 2.2 多杀菌素葡萄糖基衍生物的合成24-26
• 2.2.1 全苯甲酰葡萄糖的制备24
• 2.2.2 1-OH苯甲酰葡萄糖的制备24-25
• 2.2.3 三氯异胺酯葡萄糖的合成25
• 2.2.4 多杀菌素假糖苷配基与葡萄糖供体进行糖苷化反应25-26
• 2.3 多杀菌素半乳糖基衍生物的合成26-28
• 2.3.1 苯甲酰半乳糖的制备26
• 2.3.2 1-OH苯甲酰半乳糖的制备26-27
• 2.3.3 三氯异胺酯半乳糖的合成27
• 2.3.4 多杀菌素假糖苷配基与半乳糖供体进行糖苷化反应27-28
• 2.4 多杀菌素鼠李糖基衍生物的合成28-31
• 2.4.1 苯甲酰鼠李糖的制备28-29
• 2.4.2 1-OH苯甲酰鼠李糖的制备29
• 2.4.3 鼠李糖三氯异胺酯的合成29-30
• 2.4.4 多杀菌素假糖苷配基与鼠李糖供体进行糖苷化反应30-31
• 2.5 多杀菌素葡萄糖基衍生物的链接反应法的合成31-35
• 2.5.1 全苯乙酰葡萄糖的制备33
• 2.5.2 2-(2＇-氯乙氧基)-乙酰基-葡萄糖苷的合成33-34
• 2.5.3 2-(2＇-叠氮乙氧基)-乙酰基-葡萄糖苷的合成34
• 2.5.4 2-(2＇-叠氮乙氧基)-葡萄糖苷的合成34-35
• 2.6 多杀菌素半乳糖基衍生物的点击化学法的合成35-37
• 2.6.1 全苯乙酰半乳糖的制备35-36
• 2.6.2 2-(2＇-氯乙氧基)-乙酰基-半乳糖苷的合成36
• 2.6.3 2-(2＇-叠氮乙氧基)-乙酰基-半乳糖苷的合成36
• 2.6.4 2-(2＇-叠氮乙氧基)-半乳糖苷的合成36-37
• 2.7 多杀菌素鼠李糖基衍生物的点击化学法的合成37-38
• 2.7.1 全苯乙酰鼠李糖的制备37
• 2.7.2 2-(2＇-氯乙氧基)-乙酰基-鼠李糖苷的合成37
• 2.7.3 2-(2＇-叠氮乙氧基)-乙酰基-鼠李糖苷的合成37-38
• 2.7.4 2-(2＇-叠氮乙氧基)-鼠李糖苷的合成38
• 2.8 链接反应合成多杀菌素衍生物38-40
• 2.9 小结40-42
• 3 计算化学初筛多杀菌素衍生物的杀虫活性42-47
• 3.1 药效团模型与分子匹配43-45
• 3.2 3D模型系数等高图45-46
• 3.3 小结46-47
• 4 多杀菌素衍生物的杀虫活性研究47-49
• 4.1 杀虫活性47-48
• 4.2 小结48-49
• 5 结果与分析49-50
• 6 结论与创新点50-52
• 6.1 结论50-51
• 6.2 创新点51-52
• 参考文献52-57
• 致谢57-58
• 附录58-72
• 攻读硕士期间研究成果72

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本文编号：418234