植物源杀虫剂印楝素的研究进展

4 印楝素的简单的结构修饰
由于印楝素分子结构中含有双键， 酯键以及环 氧结构等， 导致印楝素类化合物在自然条件下不稳 定，影响了印楝素药效的发挥和生物活性的研究，限 制了印楝素作为优良的生物源原药的推广使用。 人 们希望通过对印楝素进行简单的结构改造， 在提高 印楝素的稳定性同时不降低其生物活性， 以利于印 楝素类生物农药的推广使用。 4.1 印楝素的氢化
关键词 印楝素 提取 精制 稳定性 结构修饰 剂型研究
印 楝 (Azadirachta indica A.Juss) 系 是 热 带 亚 热 带常绿树，楝科楝属乔木，原产于缅甸和印度，以印 度等亚洲国家产量最大。 印楝中含有丰富的活性物 质 ，以 种 子 尤甚 。 印 楝 中 发 现的 生 物 活 性 物 质主 要 为 印度苦楝子素、苦楝三醇和印楝素等。 其中印楝素 （Azadirachtin）活性最强，它属于四环三萜类。 较常研 究的主要是印楝素 A，具体结构式如下：
1 印楝素的提取
收 稿 日 期 ：2009-11-26 ，修 改 稿 ：2009-12-09 作 者 简 介 ：胡 文 明 ，男 ，（1981-），安 徽 宿 州 人 ，主 要 研 究 方 向 为 天 然植物源生物农药的提取与制备。
印楝素类化合物中印楝素的含量最多， 在种子 中的含量约为 0.1%-0.5%。 印楝素在应用之前，要从 印楝植物组织中提取出来 ，再配制成各种制剂 。 印楝 素的提取方法主要分为两类： 溶剂萃取和物理或化 学 的方法来辅助溶剂萃取，后者主要包括超临界流体萃 取法，超声波强化有机溶剂提取法，微波诱导法等。 1.1 溶剂萃取法
技术研究
中国茶叶加工 2009，(4)：20-22
中国茶叶加工 2009，（4）
植物源杀虫剂印楝素的研究进展
胡文明 陆小磊 涂云飞 杨秀芳
(中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院 浙江杭州 310016)
摘 要 印楝素是取自印楝中的一类具有良好杀虫活性的植物源活性物质。本文对印楝素的理化性质，提 取分离精制方法以及简单的结构修饰，生物活性和相关剂型等做了简要的介绍，综述了近年来国内印楝素的研 究进展，并对未来印楝素作为生物源农药的研究趋势进行了展望。
段琼芬等利用溶剂提取法考察了四种提取方法 对印楝素的提取效果， 结果表明利用快速溶剂萃取 法提取印楝素具有设备和操作简单、节约溶剂、速度 快[4]的特点 ，优化后的 工 艺 条 件为 ：去 油 后 的 印楝 种 仁，以甲醇做溶剂，在快速粉碎搅拌下萃取 21min 达 到最高萃取产率，提取率为 6.86%[5]。 王秋芬等指出 溶剂法萃取 印 楝 素 工 艺分 为 4 类[6]：①先 去油 ，再 用 极性有机溶剂萃取②直接用极性有机溶剂萃取③用 烃类溶剂和极性溶剂协同萃取④用水萃取等四种， 研究了用超声波强化有机溶剂提取印楝素的工艺过 程，发现提取率最大约为 0.38%[7]。 李晓升等在室温 下用间歇式快速搅拌法从印楝种仁中浸提印楝油和 印楝素，得出在提取印楝素的最佳条件时，印楝素 A 的得率为 0.44%[8]。 1.2 匀浆法和微波诱导法
3 印楝素稳定性的影响因素
印楝素属于四环三萜类结构， 在自然环境条件 下不 稳 定 ，有 文 献 报道 ，印 楝 素-A 涂 敷 成薄 膜 在 紫 外灯下照射的半衰期只有 48min[16]。 由于不稳定导 致印楝素的商品化进程缓慢， 在环境中的稳定性是 制 约 其 产 业 发 展 的 瓶 颈 [17]。 3.1 光照对印楝素稳定性的影响
王秋芬等通过实验比较了 5 种大孔吸附树脂对 印楝素吸附和解吸的性能， 得出 XAD-1180 大孔树 脂对印楝素的纯化， 用体积 分数 为 50%、60%、70% 的甲醇-水溶液梯度解吸，一次提纯纯度达 85.14%， 经 过 二 次 提 纯 纯 度 可 达 93.18%。 甲 醇 含 量 为 60% 时，所得产品纯度最高达到 84.21% [15]。
谭卫红等对比研究了多溶剂萃取法与单溶剂萃 取法精制印楝素的效果， 并通过正交试验法选择了 多溶剂萃取法精制印楝素的最佳试验条件， 得出乙 酸乙酯萃取时印楝素的回收率最高， 为 92.54%﹔二 氯甲烷萃取时获得的萃取物中印楝素的质量分数最 高，为 9.5 %，试验证明多溶剂萃取法可将乙醇提取 物中的印楝素的质量分数从 3.68%提高到 17.76%[14]。 2.2 大孔树脂吸附法
杨磊等采用匀浆提取法从脱脂印楝种子中提取 印楝素 A， 研究了提取过程中不同影响因子对提取 效果的影响 ，确 定了 匀 浆 提 取 优 化条 件[9]：以 乙 酸 甲 酯作为提取溶媒，料液比 1∶12，匀浆 3min，匀浆提 取 1 次。 冯沙克等将微波萃取印楝素的提取进行了放 大实验的研究， 该方法将印楝除油后的油饼加入微 波提取器中，加入工业酒精，搅拌，微波辐射，提取温 度 50℃，提取结束后将提取液放出，合 并 ，减 压回 收 溶剂，浸膏精制得印楝素原药和印楝油，实验发现提 取时间 40min 时提取液中印楝素浓度最高[10]。
王秋芬等将印楝素和表面活性剂一起溶解后涂 覆在表面皿上在紫外光照射的条件下考察了不同表 面活性剂对印楝素的影响， 结果表明表面活性剂
Tween-20、TX-10 和 CH400 不影响或有利于印楝素 的 光 稳 定 ﹔稳 定 剂 印 楝 油 、亚 麻 油 对 印 楝 素 的 光 稳 定 效果较差， 而对氨基苯甲酸和水杨酸苯酯对印楝素 的 光 稳 定 性 有 较 大 改 善 [18]。 3.2 热量对印楝素稳定性的影响
将印楝素水解以增加印楝素在水存在的条件下 的稳定性可能有效解决制备印楝素水基性剂型遇到 的难题。 印楝素在碱性条件下水解得到 3-羟基印楝
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素 ， 与 印 楝 素 相 比 ，3-羟 基 印 楝 素 活 性 有 所 降 低 ，但 是 表 现 出 良 好 的 拒 食 活 性 或 毒 杀 活 性 [25]；吴 毓 林 等 对 印 楝素进行水解反应， 得到 3-羟基，12-羧基印楝素，其 活性比印楝素明显降低，水溶性提高[23]；Yamasaki R B 则 指 出 酯 键 水 解 后 极 大 降 低 了 印 楝 素 的 活 性 [26]。
印楝 素-A 是 无 色 或略 带 黄 色 的 结 晶 或 结 晶 性 粉 末 ，味 微 苦 ，熔 点 244～245℃(分 解)，旋 光 度-13.1° (c=1.75，丙 酮)，易 溶 于 吡 啶 、丙 酮 、乙 醇 、甲 醇 ，微 溶 于氯仿、苯，几乎不溶于石油醚及水。
印楝素具有很强的杀虫、拒食、抑制生长发育、 胃毒、忌避、抑制呼吸、抑制昆虫激素分泌和降低昆 虫生育能力等作用，对高等动物无害，对昆虫的天敌 比较安全，不污染环境，是目前研究和应用最广泛的 生物农药[1]。 此外，印楝素也是一种很有前途的抑菌 剂[2]。 由于印楝素具有非常好的生物活性，对印楝素 的研究和开发业日益受到人们的重视。 截止到 2009 年 4 月 19 日，我国批准登记的印楝素制剂产品企业 有 13 家，登记剂型大多为乳油[3]。
胡文明 陆小磊 涂云飞等：植物源杀虫剂印楝素的研究进展
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1.3 超临界 CO2 萃取法 赵淑英等利用超临界 CO2 萃取印楝素， 考察了
萃 取 压 力 、萃 取 温 度 、CO2 的 流 量 、提 携 剂 的 种 类 以 及料液比等因素对萃取产率的影响 ， 实验发现 CO2 超临界萃取印楝素 A 的萃取率小于微波辅助萃取， 分 析 原 因 可 能 是 超 临 界 萃 取 中 的 CO2 为 非 极 性 溶 剂，溶解印楝素的能力较差，加入甲醇作为提携剂效 果 仍 不 理 想[11]；江 定 心 等 建 立 了 用 超 临 界 流 体 从 印 楝种子中萃取印楝素的方法。 用正交试验优化设计 选 择 萃 取 条 件 ， 最 佳 萃 取 条 件 为 ： 温 度 35℃ ， 压 力 30MPa，夹带剂用量每克印楝种子干粉 1.5mL 甲醇[12]。
张志祥等以印楝素 A 为原料，采用氢化加成反 应合成了 22，23-二氢印楝素 A，结果表明 22，23-二 氢印楝素 A 相对于印楝素活性提高，拒食活性没有 发生质的变化[23]；将印楝素 C22～23 和 C2ˊ，3ˊ位双 键氢化加成后印楝素稳定性提高，但杀虫活性降低， 且 随 着 氢 化 程 度 的 提 高 ，印 楝 素 的 活 性 降 低 越 大 [24]。 4.2 印楝素的水解
5 印楝素的相关剂型的研究
由于印楝素良好的杀虫性能和选择性， 一直受 到人们的重视。 自 1985 年第一个商品化的印楝素制 剂在美国获准登记后， 日前许多国家都成功开发出 了商品化的印楝素制剂， 使印楝素生物农药在世界 范 围 内 得 到 了 应 用 [27]。 5.1 印楝素乳剂的研制
苏 鹏 娟 等 以 印 楝 素 原 药 （含 量≥10%）为 原 料 ， 制备了 0.3%印楝素乳剂，并经溶剂，乳化剂，稳定剂 的优选试验， 确定了剂型的最佳配方和质量技术指 标[30]。 最 佳 配 方 为 印 楝 素 原 药 0.3% ﹔乳 化 剂 (0203) 10%﹔稳定剂(P1)2%﹔其他助剂 4%﹔二甲苯和无水乙 醇 补 至 100%[28]；段 琼 芬 等 以 水 为 分 散 介 质 ，使 用 有 机溶剂，制备出了环境效益好，符合 当 今 农 药 剂 型 发 展 方 向 的 5%的 印 楝 素 微 乳 剂[29]。 5.2 印楝素粉剂和胶囊剂的研制
2 印楝素的精制
目前印楝素的生产工艺的报道主要集中在印楝 素的提取方面， 针对应用于印楝素农药生产的低成 本 、高 效 率 的 提取 精 制 方 法 还 不理 想 。 印 楝 素 类化 合 物的结构和性质相似， 富集分离提纯印楝素十分困 难 ，常 需 要 多 种分 离 提 纯 方 法 结合 使 用 。 分 离 和提 纯 印楝素的方法主要有溶剂分配、硅胶柱层析色谱、制 备 高 效 液 相 色 谱 等[13]，这 类 方 法 通 常 只 能 用 于 初 级 或少量产品的分离，成本高，不适合于实际应用。 2.1 多溶剂萃取法