植物源番荔枝内酯的杀虫作用_综述_

番荔枝内酯 ( annonaceou s acetogen in s) 是从番荔枝科 (A nnonaceae) 植物中发现的一类新型化合物。它们大多具有 不同程度的抗肿瘤、细胞毒、杀虫、抗菌和免疫抑制等多种显著的生物活性, 尤以细胞毒和杀虫作用最为引人注目 [1 ]。自
1982 年 Jo lad 等人 [2 ] 从 U v a ria acum ina ta 根中分离到世界上第一个番荔枝内酯化合物 uva ricin 并证明有抗肿瘤活性后, 引
1 番荔枝内酯的化学结构类型
番荔枝内酯与以往所发现的各类天然产物的结构类型有较大的区别, 其基本化学结构为: 由 35 ～ 39 个碳原子构成化 合物骨架, 分子中的四氢呋喃环和末端 Χ 2内酯环通过碳链相连接, 碳链上还常常带有羟基、酮基、乙酰氧基等。根据四氢 呋喃环的数目、排列方式及羟基位置, 可将番荔枝内酯分为相邻双四氢呋喃环型、非相邻双四氢呋喃环型、单四氢呋喃环 型、 邻叁四氢呋喃环型和无呋喃环型五大类。
517×10110×10-
617×10 116 ( 510×10- 1～ 510) 116 ( 510×10- 1～ 510) 217 ( 811×10- 1～ 817) 417 ( 116 ～ 1411) 417 ( 116 ～ 1411) 612 ( 119 ～ 1819) 810 ( 210 ～ 2717) 810 ( 210 ～ 2717)
腙、残杀威、毒死蜱和氯氰菊酯进行了比较。结果表明, 所有的番荔枝内酯化合物都可引起德国蜚蠊很高的死亡率, 并且
28 卷 4 期 何道航等 植物源番荔枝内酯的杀虫作用 ( 综述)
387
可延缓 5 龄幼虫的生长发育。 表 1 44 种番荔枝内酯对鳃足虫和埃及伊蚊的生物活性
T ab le 1 B ioactivities of 44 annonaceou s acetogen in s aga in st A rtem ia sa lina and A ed es aeg y p ti la rvae
111 邻双四氢呋喃环型
已发现的这类化合物的数量最多, 其结构特征是两个呋喃环相邻 ( 见图 1) , 其碳链长度通常为 35 ～ 37 个碳, 双呋喃 环及羟基在碳链上的位置是变化的, 呋喃环两侧通常连有羟基。 碳链末端内酯及取代基的立体化学则有变化。
图 1 邻双四氢呋喃环型番荔枝内酯特征结构
F igu re 1 Cha racteristic structu re of adjacen t b is2TH F ring acetogen in s 112 非邻双四氢呋喃环型
这类化合物结构特征是两个呋喃环互不相邻, 通常由四碳链所分隔。其中一个呋喃环的两侧各有一个羟基, 另一个呋 喃环仅有一个相邻的羟基, 并且定位在两环之间。 所有这一类型为 37 碳链 ( 见图 2) 。 已发现的这类化合物有十多个。
图 2 非邻双四氢呋喃环型番荔枝内酯特征结构
F igu re 2 Cha racteristic structu re of non 2adjacen t b is2TH F ring acetog 作者简介: 何道航 ( 1973- ) , 男, 博士研究生。
386 113 单四氢呋喃环型
安
徽
农
业
大
学
学
报
2001 年
这类化合物数量较多, 通常由 37 ～ 39 个碳原子组成, 其结构特征是分子中只含有一个四氢呋喃环 ( 见图 3) , 其主要
图 3 单四氢呋喃环型番荔枝内酯特征结构
多数化合物对鳃足虫和埃及伊蚊的 L C 50 值小于 50 Λg mL , 其中 bu lla tacin 和 trilob in 对埃及伊蚊的作用效果优于鱼藤酮
[15 ] ( 见表 1) 。 A la li 等 测定了 6 种番荔枝内酯化合物对德国蜚蠊 (B la ttella g erm an ica ) 的杀虫活性, 并与有机合成农药伏蚁
安徽农业大学学报, 2001, 28 ( 4) : 385 ～ 389
Jou rna l of A nhu i A gricu ltu ra l U n iversity
植物源番荔枝内酯的杀虫作用 ( 综述)
何道航, 徐汉虹, 黄继光
( 华南农业大学昆虫毒理研究室, 广州 510642)
α
摘 要: 本文就植物中分离的番荔枝内酯的化学结构类型、 杀虫活性、 构效关系和作用机理作了综述。 关键词: 番荔枝内酯; 化学结构类型; 杀虫活性; 构效关系; 作用机理 中图分类号: S48213 文献标识码: A 文章编号: 100022197 ( 2001) 0420385205
713 ( 410 ～ 1517) 914 ( 616 ～ 1814) 810×10- 1 ( 0134 ～ 117) - 1 111 ( 610×10 ～ 217) 115×10412×10
- 3 - 3 - 3 3
鳃足虫
( 018×10 ～ 1214×10 ) ( 513×10- 3 ～ 116×10- 2 )
- 3 - 2
埃及伊蚊
110×10
- 1 - 1
( 512×10- 3 ～ 1414×10- 3 ) ( 315×10- 3 ～ 910×10- 3 ) ( 115×10- 2 ～ 513×10- 2 ) ( 016×10- 3 ～ 119×10- 2 ) ( 210×10- 1 ～ 416×10- 1 )
发了植物化学家、药物学家及毒理学家对这类化合物的极大兴趣, 使之成为国内外抗癌研究和植物性农药研究热点之一。 迄今已从番荔枝属 (A nnona ) 、 紫玉盘属 (U v a ria ) 、 哥纳香属 (G on iotha lam us) 、 泡泡树属 (A sim ina ) 、 卷团属 (R ollin ia ) 、 木瓣树属 (X y lop ia ) 和暗罗属 (P oly a lth ia ) 等 7 个属中分离、鉴定出 220 余种番荔枝内酯化合物 [3 ] , 其中至少有 50 种化合 物对某些鳞翅目、双翅目、同翅目和鞘翅目等多种害虫有生物活性。本文就其化学结构类型、杀虫活性、构效关系和作用 机理方面的研究进展报告如下。
图 6 A sim icin
F igu re 6 A si m icin
好的拒食活性, 将 011% 、 015% 的药液喷于菜叶上, 对瓜条叶甲的拒食率分别为 80% 和 100% 。 R a tnayake 等 [13 ] 也报道
a si m icin 对棉蚜和墨西哥瓢虫等有强烈的致死作用。 H e 等 [14 ] 室内毒力测定了 44 种番荔枝内酯化合物对鳃足虫 (A rtem ia sa lina ) 和埃及伊蚊幼虫的杀虫活性, 结果发现大
F igu re 3 Cha racteristic structu re of m ono 2TH F ring acetogen in s 114 邻叁四氢呋喃环型
这类化合物的结构特征在于长链上含有 3 个四氢呋喃环 ( 见图 4 ) , 少有报道。 我国杨仁洲等 [4 ] 从番荔枝 (A nnona
M iko la jczak 等将整个番荔枝内酯归为杀虫药剂, 并于 1988 年获得了 a si m icin
的美国专利 [10 ]。Kaw azu 等 [11 ] 将 gneoannon in 混入饲料, 然后接入新产的黄腥腥果 蝇 (D rosop bila m elanog aster) 卵, 发现 5 ～ 140 Λg g 的该化合物具有强烈的杀卵活 性。 拒食和杀卵活性。 对 R upp rech t 等 [12 ] 报道 a si m icin 对多种害虫显示强烈的胃毒、 墨西哥瓢虫 (E p ilax bna v a rv estis) , 01005% 浓度时死亡率为 100% ; 对棉蚜 (A p h is
图 5 无呋喃环型番荔枝内酯特征结构
F igu re 5 Cha racteristic structu re of non 2TH F ring acetogen in s
2 番荔枝内酯的杀虫活性
在印度民间, 番荔枝的果实、种子、叶子被用来杀虫、毒鱼和堕胎。在南美秘鲁, 毛叶番荔枝 (A nnona cherim olia ) 是 传统的抗人体寄生虫药物。在马来西亚婆罗州, 绒毛哥纳香 (Gon iotha lam us v elu tinus) 是当地特产植物, 其叶子被用作驱 蚊剂 [6～ 8 ]。尽管部分具有杀虫活性的番荔枝科植物早为人们所利用, 但对其应用本质的揭示较晚。R upp rech t 等 [9 ] 1986 年 从泡泡树 (A sim ina triloba ) 的皮和种子中提取到 a sim icin ( 见图 6) 并首次报道了其杀虫效果后, 有关番荔枝内酯杀虫活 性的研究报道才渐进增多。
g ossy p ii ) , 0105% 的浓度时死亡率为 100% ; 对丽蝇 (C ollip bora v icina ) , 015% 的
浓度死亡率为 50% ; 对埃及伊蚊 (A ed es aeg y p ti) 的毒杀效果尤为明显, 010001% 浓度下死亡率就高达 100% 。 另外, a sim icin 对瓜条叶甲 (A ca lym m a v itta tum ) 有很
( 210×10- 2～ 319×10- 1 ) ( 317×10- 2～ 211×10- 1 )
- 2 2
311×101
311×101
( 116×10- 1 ～ 513×10- 1 )
- 1 - 1
( 218×10 ～ 617×10 ) 413×10 416 ( 113 ～ 912)
- 1
squam osa ) 中首次分离得到 C 36 类型番荔枝西宁甲。
图 4 邻叁四氢呋喃环型番荔枝内酯特征结构
F igu re 4 Cha racteristic structu re of adjacen t tri2TH F ring acetogen in s 115 无呋喃环型