多殺菌素C-9不同糖基衍生物的合成及殺蟲活性分析

王　旭，陳　新，李　龍，寇蕓蕓，張曉琳

(1 武漢輕工大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2 國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

多殺菌素C-9不同糖基衍生物的合成及殺蟲活性分析

王旭1，陳新1，李龍1，寇蕓蕓1，張曉琳2

(1 武漢輕工大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2 國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

[摘要]【目的】 尋找具有更高殺蟲活性的新型多殺菌素衍生物。【方法】 以鹽酸水解獲得的多殺菌素C-9假糖苷配基為受體，以3種單糖(D-葡萄糖、D-半乳糖、L-鼠李糖)為供體，采用三氯乙酰亞胺法進(jìn)行糖苷化反應(yīng)得到C-9位不同糖基大環(huán)內(nèi)酯類衍生物；用核磁共振譜(1H-NMR、13C-NMR)，MS和IR對(duì)所合成衍生物進(jìn)行表征，并分別測(cè)定所合成衍生物的殺蟲活性?！窘Y(jié)果】1H-NMR、13C-NMR、MS和IR譜圖分析表明，新合成的3種多殺菌素衍生物分別為9-0-(β-D-吡喃葡萄糖)多殺菌素衍生物、9-0-(β-D-吡喃半乳糖)多殺菌素衍生物、9-0-(β-L-吡喃鼠李糖)多殺菌素衍生物；殺蟲活性測(cè)定表明，3種新型多殺菌素衍生物在20 mg/L劑量下對(duì)鋸谷盜、赤擬谷盜、米蛾等均表現(xiàn)出一定的殺蟲活性，致死率為31%～59%?！窘Y(jié)論】 新合成的多殺菌素衍生物均具有一定的殺蟲活性，其構(gòu)效關(guān)系還具有進(jìn)一步研究的價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]多殺菌素；糖基衍生物；殺蟲活性

多殺菌素是一種大環(huán)內(nèi)酯類化合物殺蟲劑[1-3]，是土壤放線菌刺糖多孢菌[4-6]在培養(yǎng)介質(zhì)中經(jīng)有氧發(fā)酵所獲得的次級(jí)代謝產(chǎn)物。多殺菌素能有效防治雙翅目和纓翅目害蟲，也能很好地防治鞘翅目和直翅目中某些大量取食葉片的害蟲，其殺蟲活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了通常用于防治棉花害蟲的多種有機(jī)磷、氨基甲酸酯類、環(huán)戊二烯類和其他殺蟲劑，且毒力和殺蟲活性與擬除蟲菊酯類殺蟲劑相當(dāng)。由于多殺菌素兼有生物農(nóng)藥的安全性和化學(xué)農(nóng)藥的速效性[7-8]，因而獲得了美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)品挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。相關(guān)領(lǐng)域在關(guān)注多殺菌素對(duì)有益昆蟲高效選擇性的同時(shí)，很少注意其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)[9-11]。因目前多殺菌素生物合成繁雜，產(chǎn)率也因之受到一定影響，尋找高產(chǎn)、低毒、低殘留的新型多殺菌素活性物質(zhì)倍受關(guān)注。通過(guò)提高多殺菌素化合物的親脂性和減小偶極矩，對(duì)其進(jìn)行合理的化學(xué)修飾，是篩選多殺菌素類高活性化合物的一個(gè)重要途徑。本研究在多殺菌素作用機(jī)理[12]分析的基礎(chǔ)上，利用三氯乙酰亞胺法[13-15]，保留多殺菌素母核結(jié)構(gòu)及其氨基糖部位，對(duì)其C-9位的鼠李糖部位進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，合成了3種新型多殺菌素衍生物，并對(duì)其衍生物構(gòu)效關(guān)系和殺蟲活性進(jìn)行了分析，以期為更高活性的多殺菌素衍生物的合成和篩選提供參考。

1材料與方法

1.1試劑

D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-半乳糖，上海國(guó)藥集團(tuán)；多殺菌素標(biāo)準(zhǔn)品(Spinosad)，Dow AgroSciences；蟲卵和酵母粉，武漢市疾病預(yù)防控制中心；甲醇、乙腈(色譜純)，上海國(guó)藥集團(tuán)；乙酸銨(分析純)、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙酸乙酯，科密歐試劑有限公司；烯丙基溴、苯甲酰氯、DBU(1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.4]十一碳-7-稀)、TMSOTF(三氟甲磺酸三甲基硅醇酯)、甲胺乙醇溶液(30%)、三氯乙腈、4,4-二甲基吡啶(DMAP)、DMF(氮氮二甲基甲酰胺)，阿拉??；Dowex-50WX8型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，陶氏化學(xué)；柱層析硅膠(111～166 μm)、薄層層析硅膠(10～40 μm)，青島海洋化工有限公司。

1.2儀器

紫外-可見(jiàn)分光光度儀，Perkin Elmer spectrophotomoter；79-1磁力加熱攪拌器，金壇市醫(yī)療儀器廠；BUCHI旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，瑞士BUCHI公司；高效液相色譜儀1260，安捷倫科技(中國(guó))有限公司；分析天平，瑞士梅特勒托利多儀器；0.22 μm微濾膜，天津津騰試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3合成路線的設(shè)計(jì)

經(jīng)查閱多殺菌素結(jié)構(gòu)修飾的相關(guān)文獻(xiàn)[13-15]，葡萄糖等若要以β連接的方式形成糖苷鍵，受體上的3-H、5-H和供體上的1-H都處于直立鍵，3個(gè)靠近的H產(chǎn)生很大的位阻，連接苷元后分子量更大，骨架難以扭轉(zhuǎn)以致反應(yīng)的難度增加。因此以苯甲?；Ｗo(hù)的糖三氯乙酰亞胺酯作為糖基供體。多殺菌素局部酸水解[16]去除甲氧基化α-L-鼠李糖獲得C-9假糖苷配基，與單糖經(jīng)過(guò)三步反應(yīng)合成糖基配體，即苯甲酰基三氯異胺酯進(jìn)行糖苷化反應(yīng)得到多殺菌素的糖苷化衍生物。糖基供體、受體的制備以及供體與受體的結(jié)合見(jiàn)圖1～3，其中化合物1為全苯甲?；奶腔?，化合物2為選擇性游離1-OH的糖基，化合物3為乙?；奶腔?，化合物4為游離C-9位羥基的多殺菌素糖基受體。

1.4多殺菌素的水解

1.4.1鹽酸水解工藝的確定多殺菌素大環(huán)結(jié)構(gòu)上的9-羥基連接的是一個(gè)甲氧基化的α-L-鼠李糖，通過(guò)酸性條件水解多殺菌素的糖苷鍵，游離出活性羥基，再在一定條件下將不同糖基與多殺菌素水解產(chǎn)物結(jié)合，即可得到不同結(jié)構(gòu)的多殺菌素衍生物。

圖 1　糖基供體的制備

圖 2　糖基受體的制備

圖 3　糖基供體與糖基受體的結(jié)合

基于糖苷鍵能夠被三氟乙酸、硫酸、鹽酸等催化水解，本研究選擇鹽酸作為試驗(yàn)水解用酸，并選取鹽酸濃度(A)、水解時(shí)間(B)、水解溫度(C)3個(gè)因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，以水解后得到的多殺菌素C-9假糖苷配基的產(chǎn)率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定多殺菌素的最佳水解工藝。正交試驗(yàn)的因素及水平見(jiàn)表1。

表 1　多殺菌素水解正交試驗(yàn)的因素及水平

1.4.2多殺菌素的水解稱取多殺菌素2 g,用 1 000 mL濃度0.5 mol/L的鹽酸溶解，在水浴溫度為85 ℃的條件下反應(yīng)5 h后，TLC監(jiān)測(cè)至目標(biāo)水解產(chǎn)物的量不再增加時(shí)，加入氨水調(diào)pH=7，終止反應(yīng)。將反應(yīng)液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至適量體積，用乙酸乙酯反復(fù)萃取。乙酸乙酯萃取部分旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)硅膠柱層析分離純化，流動(dòng)相體系為石油醚-丙酮溶液(V(石油醚)∶V(丙酮)=5∶1)，檢測(cè)體系為石油醚-丙酮溶液(V(石油醚)∶V(丙酮)=3∶1)，石油醚-丙酮溶液洗脫后收集水解產(chǎn)物洗脫液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，經(jīng)高效液相色譜和核磁波譜解析為去除甲氧基化α-L-鼠李糖的C-9假糖苷配基化合物4(1.76 g)。分別稱取多殺菌素標(biāo)準(zhǔn)品及酸水解后產(chǎn)物各1 mg溶于2 mL甲醇溶液，將甲醇溶液濾過(guò)微孔濾膜后作為液相檢測(cè)液。色譜條件：色譜柱為Agilent Eclipse XDB柱；流動(dòng)相為甲醇-乙腈-水溶液(0.5 g/L 乙酸銨水溶液)(V(甲醇)∶V(乙腈)∶V(水)=45∶45∶10)，流速1 mL/min；進(jìn)樣量20 μL。然后提取多殺菌素標(biāo)準(zhǔn)品及水解產(chǎn)物的液相圖。

1.5多殺菌素葡萄糖基衍生物的合成

1.5.1苯甲?；咸烟堑闹苽浞Q取D-葡萄糖18 g(0.1 mol)于反應(yīng)瓶中，加入吡啶400 mL、DMAP 13.5 g(0.044 mol)，室溫?cái)嚢韬?0 ℃水浴條件下加入35 mL(0.3 mol)苯甲酰氯，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯-HOAc溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)∶V(HOAc)=3∶1∶0.2)，室溫?cái)嚢?4 h后反應(yīng)結(jié)束。將反應(yīng)液倒入水中，靜止固化后倒去上清液，用稀鹽酸反復(fù)洗滌固化后的產(chǎn)物至無(wú)吡啶味，再用水反復(fù)洗滌，干燥。柱層析分離，得全苯甲?；咸烟前咨腆w化合物1a：67.29 g(0.096 mol)。

1.5.21-OH苯甲酰化葡萄糖的制備在300 mL THF(四氫呋喃)溶液中溶入全苯甲?；咸烟?0.12 g(0.043 mol)，加入33%甲胺乙醇溶液31 mL (0.13 mol)后室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1),5 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離(柱層析用硅膠111～166 μm，過(guò)柱體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3∶1)，得1-OH苯甲酰化葡萄糖白色固體化合物2a：12.52 g(0.021 mol)。

1.5.3葡萄糖三氯異胺酯的合成無(wú)水二氯甲烷中溶入1-OH苯甲?；咸烟?.56 g(0.013 mol)，在無(wú)氧環(huán)境中加入三氯乙腈11.8 mL(0.117 mol)，室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1)，28 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離(柱層析用硅膠111～166 μm，過(guò)柱體系為石油醚-乙酸乙酯溶液((V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=5∶1)得到葡萄糖三氯異胺酯白色固體化合物3a：5.55 g(7.63 mol)。1H-NMR(CDCl3,400 MHZ)δ：8.64(s，1H)，8.04(d，2H，J=7.4 Hz)，7.95(dd，4H，J=8.3，3.1 Hz)，7.87(d，2H，J=7.4 Hz)，7.56～7.26(m，12H)，6.28(t，1H，J=10.1 Hz)，5.84(t，1H，J=9.8 Hz)，4.64(d，2H，J=10.3 Hz)，4.48(dd，1H，J=12.8，5.4 Hz)，與參考文獻(xiàn)[17]一致。

1.5.4多殺菌素C-9全苯甲?；疍-葡萄糖衍生物的合成稱取2 000 mg(2.76 mmol)葡萄糖三氯異胺酯和880 mg(1.55 mmol)C-9假糖苷配基，溶入20 mL無(wú)水二氯甲烷中，室溫下攪拌5 min后，在無(wú)氧條件下加入4A(分子篩孔徑)分子篩約4.2 g。將反應(yīng)管放入制備好的冰鹽浴中繼續(xù)攪拌，加入TMSOTF 57 μL(0.27 mmol)，1 h后室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3∶1)，18 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離，得到多殺菌素C-9全苯甲酰化葡萄糖衍生物白色固體化合物5a：510 mg(0.40 mmol)。

1.6多殺菌素半乳糖基衍生物的合成

1.6.1苯甲?；肴樘堑闹苽浞Q取D-半乳糖16 g(0.089 mol)于反應(yīng)瓶中，加入吡啶350 mL、DMAP 12.1 g(0.039 mol)。室溫?cái)嚢韬蟊l件下加入98 mL(0.84 mol)苯甲酰氯，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯-HOAc溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)∶V(HOAc)=3∶1∶0.2)，室溫?cái)嚢?0 h后反應(yīng)結(jié)束。然后同1.5.1節(jié)，得全苯甲?；肴樘前咨腆w化合物1b：60.29 g(0.08 mol)。

1.6.21-OH苯甲?；肴樘堑闹苽湓?00 mL THF溶液中溶入全苯甲酰化半乳糖32.78 g(0.047 mol)，加入33%甲胺乙醇溶液66 mL(0.28 mol)后室溫?cái)嚢瑁琓LC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1)，3 h后反應(yīng)結(jié)束。柱層析分離，得到1-OH苯甲?；肴樘前咨腆w化合物2b：12.72 g(0.021 4 mol)。

1.6.3半乳糖三氯異胺酯的合成無(wú)水二氯甲烷中溶入1-OH苯甲?；肴樘?.56 g(0.014 4 mol)，在無(wú)氧環(huán)境中加入三氯乙腈17.4 mL(0.139 mol)、DBU 1.8 mL(0.013 mol)，室溫?cái)嚢瑁琓LC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1)，12 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離，得到半乳糖三氯異胺酯產(chǎn)物——白色固體化合物3b：6.45 g(8.87 mol)，與參考文獻(xiàn)[17]一致。

1.6.4多殺菌素C-9 全苯甲?；疍-半乳糖衍生物的合成稱取2 283.3 mg(3.137 mmol)半乳糖三氯異胺酯和574.4 mg(1.01 mmol)C-9假糖苷配基，溶入20 mL無(wú)水二氯甲烷中，室溫下攪拌5 min，之后繼續(xù)攪拌，加入TMSOTF 11 μL(0.06 mol)，1 h后室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3∶1)，16 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離，得到多殺菌素全苯甲?；肴樘茄苌铩咨腆w化合物5b：1.005 g(0.786 mmol)。

1.7多殺菌素鼠李糖基衍生物的合成

1.7.1苯甲?；罄钐堑闹苽浞Q取L-鼠李糖14 g(0.085 mol)于反應(yīng)瓶中，加入吡啶230 mL、DMAP 10.5 g(0.034 mol)。室溫?cái)嚢韬蟊∠录尤?8 mL(0.535 mol)苯甲酰氯，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯-HOAc溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)∶V(HOAc)=4∶1∶0.2)，室溫下攪拌36 h后反應(yīng)結(jié)束。然后同1.5.1節(jié)，得全苯甲?；罄钐前咨腆w化合物1c：43.38 g(0.08 mol)。

1.7.21-OH苯甲?；罄钐堑闹苽湓?00 mL THF溶液中溶入全苯甲?；罄钐?5.46 g(0.535 mol)，加入33%甲胺乙醇溶液114 mL(0.49 mol)后室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1)，1 h后反應(yīng)結(jié)束。柱層析分離得1-OH苯甲?；罄钐前咨腆w化合物2c：11.89 g(0.025 mol)。

1.7.3鼠李糖三氯異胺酯的合成無(wú)水二氯甲烷中溶入1-OH苯甲?；罄钐?.31 g(0.015 4 mol)，在無(wú)氧環(huán)境中加入三氯乙腈22 mL(0.215 mol)、DBU 2.2 mL(0.015 mol)，室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1)，20 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離，得鼠李糖三氯異胺酯白色固體化合物3c：5.96 g(0.009 8 mol)，與參考文獻(xiàn)[17]一致。

1.7.4多殺菌素C-9全苯甲酰化L-鼠李糖衍生物的合成稱取1 680 g(1.47 mol)鼠李糖三氯異胺酯、280 mg (0.49 mmol) C-9假糖苷配基，溶入20 mL無(wú)水二氯甲烷中，室溫?cái)嚢? min后在無(wú)氧環(huán)境中加入4A(分子篩孔徑)分子篩約1.4 g。將反應(yīng)管放入制備好的冰鹽浴中繼續(xù)攪拌，加入TMSOTF 9 μL (0.050 mmol)，1 h后室溫?cái)嚢?，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，監(jiān)測(cè)體系為石油醚-乙酸乙酯溶液(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3∶1)，12 h后反應(yīng)結(jié)束，柱層析分離，得到多殺菌素C-9 L-鼠李糖衍生物白色固體化合物5c：198 g(0.172 mmol)。

1.8目標(biāo)化合物殺蟲活性的測(cè)定

以多殺菌素原料為對(duì)照品，采用96孔板法初步測(cè)定合成的新型多殺菌素衍生物對(duì)鋸谷盜(Oryzae-philussurinamensis)、赤擬谷盜(Triboliumcastaneum(Herbst))、米蛾(Corcyracephalonica)等儲(chǔ)糧蟲害的攝食殺蟲活性。將多殺菌素原料及合成的目標(biāo)產(chǎn)物溶解在蒸餾水中(超聲，溫度<70 ℃)，配制成質(zhì)量濃度20 mg/L的藥物溶液，幼蟲卵在純水恒溫箱(35 ℃)中培養(yǎng)孵化8 h待用，期間用酵母粉提供營(yíng)養(yǎng)。測(cè)試時(shí)每孔最佳幼蟲個(gè)數(shù)為5只，每種成蟲有1個(gè)孔，重復(fù)3次。將酵母粉噴灑樣品后供試蟲攝食，于室溫光源下連續(xù)觀察24 h，記錄試蟲的活動(dòng)情況，并計(jì)算幼蟲、成蟲的死亡率。以撥動(dòng)蟲子不再活動(dòng)作為蟲子死亡的判斷標(biāo)準(zhǔn)，死亡率為每個(gè)孔板中死亡蟲子數(shù)除以每孔板的總蟲數(shù)。連續(xù)7～10 d在相同溫度及濕度等外因條件下進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1多殺菌素最佳水解工藝的確定

多殺菌素最佳水解工藝的三因素三水平正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析結(jié)果見(jiàn)表2～3。

表 2　多殺菌素水解工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果

表 3　多殺菌素水解工藝正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析

從表2,3可知，多殺菌素水解工藝正交試驗(yàn)的3個(gè)因素對(duì)水解率的影響程度依次為B>C>A，3個(gè)因素、水平的最佳組合為A2B2C3，即鹽酸水解的最佳工藝條件為：鹽酸濃度為0.5 mol/L，水解時(shí)間為5.0 h，水解溫度為95 ℃。

2.2多殺菌素標(biāo)準(zhǔn)品及水解產(chǎn)物的液相分析

多殺菌素標(biāo)準(zhǔn)品及水解產(chǎn)物的液相圖如圖4～5所示。

圖 4　多殺菌素標(biāo)準(zhǔn)品的液相圖

圖 5　多殺菌素水解產(chǎn)物的液相圖

比較圖4和圖5可以看出，圖4中2個(gè)物質(zhì)的出峰時(shí)間均明顯晚于圖5中2個(gè)物質(zhì)的出峰時(shí)間，而多殺菌素水解后游離出羥基，極性變大，與之相對(duì)應(yīng)其在HPLC中的出峰時(shí)間有所提前。因此，通過(guò)HPLC可初步判斷多殺菌素已成功水解游離出羥基。

2.3多殺菌素衍生物的理化性質(zhì)

化合物4和多殺菌素衍生物5a、5b、5c的相關(guān)理化性質(zhì)和核磁共振數(shù)據(jù)、質(zhì)譜和紅外分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表4和表5。

表 4　化合物4及化合物5a～5c的理化和質(zhì)譜分析

表 5　化合物4及化合物5a～5c的核磁共振譜和紅外光譜分析

由表4和表5可知，新合成的3種多殺菌素衍生物經(jīng)核磁共振譜、質(zhì)譜和IR表征為9-0-(β-D-吡喃葡萄糖)多殺菌素、9-0-(β-D-吡喃半乳糖)多殺菌素、9-0-(β-L-吡喃鼠李糖)多殺菌素，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。本研究采用三氯乙酰亞胺法進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，反應(yīng)可在相對(duì)穩(wěn)定的條件下進(jìn)行，并通過(guò)反應(yīng)條件的控制得到所需的立體構(gòu)型，在酯化時(shí)采用的是堿性相對(duì)較強(qiáng)的DBU，同時(shí)選擇反應(yīng)活性較高的苯甲?；Ｗo(hù)的糖三氯乙酰亞胺酯作為糖基的供體，并與高效催化劑TMSOTF配合使用可使位阻較大的受體發(fā)生糖苷化反應(yīng)，得到熱力學(xué)比較穩(wěn)定的α構(gòu)型的產(chǎn)物，但當(dāng)糖環(huán)2位帶有鄰基參與功能的保護(hù)基如?；鶗r(shí)，易形成β構(gòu)型的糖苷鍵[16-17]。因?yàn)長(zhǎng)-鼠李糖C2-OH位于a鍵上，所以以最難確定的L-吡喃鼠李糖為例進(jìn)行分析，在CDCl3中，C-1’、C-2’、C-3’、C-41’、C-5’和C-6’分別為95.5，7.5，72.9，70.3，70.2，20.1 ppm(ppm為核磁中化學(xué)位移單位)，與文獻(xiàn)[16-17]一致，且與原料對(duì)比鼠李糖異頭碳的質(zhì)子信號(hào)為4.39(J=7.7 Hz)，所以確定為9-0-(β-L-吡喃鼠李糖)多殺菌素，以此類推D-葡萄糖和D-半乳糖的C2-OH位于e鍵上，即可通過(guò)葡萄糖和半乳糖異頭碳質(zhì)子信號(hào)分別為4.89(J=8.2 Hz)、4.65(J=7.7 Hz)推斷出其分別為9-0-(β-D-吡喃葡萄糖)多殺菌素和9-0-(β-D-吡喃半乳糖)多殺菌素。

圖 6　化合物5a～5c的結(jié)構(gòu)式

2.4多殺菌素衍生物的殺蟲活性

以多殺菌素原料為對(duì)照品，采用96孔板法測(cè)定新合成的多殺菌素衍生物對(duì)鋸谷盜(Oryzaephilussurinamensis)、赤擬谷盜(TriboliumcastaneumHerbst)、米蛾(Corcyracephalonica)等儲(chǔ)糧蟲害的殺蟲活性，結(jié)果如表6所示。

表 6　多殺菌素及衍生物的殺蟲活性

由表6可以看出，合成的目標(biāo)化合物在20 mg/L 劑量下對(duì)鋸谷盜、赤擬谷盜和米蛾等害蟲均表現(xiàn)出一定的攝食殺蟲活性，死亡率為31%～59%，有效性可持續(xù)7～8 d，且對(duì)米蛾的殺蟲活性高于鋸谷盜和赤擬谷盜。

3結(jié)論與討論

1)通過(guò)水解去除多殺菌素的甲氧基化α-L-鼠李糖獲得多殺菌素的C-9假糖苷配基，多殺菌素的最佳水解工藝條件為：鹽酸濃度0.5 mol/L，水解時(shí)間為5.0 h，水解溫度為95 ℃。在此條件下多殺菌素的水解產(chǎn)率大、效率高、條件穩(wěn)定，更有利于保證后期合成所需的糖苷鍵量。

2)以水解獲得的多殺菌素C-9假糖苷配基為受體，以D-葡萄糖、D-半乳糖、L-鼠李糖 3種單糖為供體，采用三氯乙酰亞胺法進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，經(jīng)過(guò)五大反應(yīng)步驟，即假糖苷的制備、糖的全苯甲?；?、游離羥基的選擇、酯化、新糖苷鍵的形成，可以得到3種新型化合物，酯化和糖苷鍵形成時(shí)要嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧環(huán)境，糖苷鍵立體構(gòu)型可控制。通過(guò)核磁共振譜1H-NMR、13C-NMR、MR和IR等分析，確認(rèn)成功得到了具有殺蟲活性的9-0-(β-D-吡喃葡萄糖)多殺菌素衍生物、9-0-(β-D-吡喃半乳糖)多殺菌素衍生物、9-0-(β-L-吡喃鼠李糖)多殺菌素衍生物。如果將酯化反應(yīng)中的DBU換成弱無(wú)機(jī)堿K2CO3等，也可以提供以β構(gòu)型為主的異構(gòu)體。

3)采用96孔板法測(cè)定所獲得的多殺菌素衍生物對(duì)儲(chǔ)食害蟲的攝食殺蟲活性，表明其對(duì)鋸谷盜、赤擬谷盜、米蛾等儲(chǔ)糧蟲害均具有一定的攝食毒殺活性，致死率為31%～59%。合成的多殺菌素衍生物的殺蟲活性研究補(bǔ)充了多殺菌素在鋸谷盜和赤擬谷盜中的殺蟲譜，但其起效時(shí)間和與其他類型殺蟲劑的毒力比較及其對(duì)蟲害的熏蒸及趨避毒性等，均有待于進(jìn)一步探究。盡管多殺菌素衍生物對(duì)鋸谷盜和赤擬谷盜的殺蟲活性稍差于成熟產(chǎn)品多殺菌素，但仍可對(duì)其衍生物做進(jìn)一步的殺蟲毒力研究，推測(cè) C-9 糖基的變化對(duì)其殺蟲活性的影響較小，還可以考慮單獨(dú)將母環(huán)C-17或同時(shí)對(duì)C-9和C-17位的糖基進(jìn)行修飾改造，對(duì)于其有關(guān)糖取代基更深一步的構(gòu)效關(guān)系尚待進(jìn)一步研究。

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Synthesis and insecticidal activity of different aglycones derivatives of spinosad C-9

WANG Xu1,CHEN Xin1,LI Long1,KOU Yun-yun1,ZHANG Xiao-lin2

(1SchoolofBiologyandPharmaceuticalEngineering,WuhanPolytechnicUniversity,Wuhan,Hubei430023,China;2AcademyofStateAdministrationofGrain,Beijing100037,China)

Abstract：【Objective】 The purpose of this study was to synthesize spinosad with better insecticidal activity.【Method】 Using C-9 aglycone as receptor and three monosaccharaides (D-gluclse,D-galactose,and L-rhamnose) as donor, different aglycones derivatives of spinosad C-9 were synthesized using trichloroacetimidate method.All compounds were confirmed by1H-NMR,13C-NMR,MS and IR and their insecticidal activities were determined. 【Result】 Spectra analysis with1H NMR,13C-NMR,MS and IR confirmed that the new synthesized three derivatives were 9-0 (β-D-pyran glucose),9-0-(β-D-pyran galactose),and 9-0-(β-L-pyran rat lee sugar).The new compounds exhibited intertidal activities against Oryzaephilus surinamensis,Tribolium castaneum (Herbst),Corcyra cephalonica at concentration of 20 mg/L,and the lethality was 31%-59%.【Conclusion】 The compounds synthesized in this study had good insecticidal activity and the structure activity relationship should be further studied.

Key words：spinosad;glycosyl derivatives;insecticidal activity

DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-05-0314:0510.13207/j.cnki.jnwafu.2016.06.020

[收稿日期]2014-10-24

[基金項(xiàng)目]國(guó)家糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“儲(chǔ)糧蟲霉監(jiān)測(cè)與生態(tài)控制技術(shù)研究”(201313002)

[作者簡(jiǎn)介]王旭(1987-)，男，湖北隨州人，碩士，主要從事藥學(xué)研究。E-mail：wangxu54ep@126.com [通信作者]陳新(1978-)，男，福建龍海人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事藥學(xué)研究。E-mail：chenxin_0001@126.com

[中圖分類號(hào)]S482.2+8

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1671-9387(2016)06-0141-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160503.1405.040.html