印楝原药及含其的杀虫剂和其制备方法与应用

摘要

一种印楝原药，其中含有抗昆虫活性成分含量为10-95％（重量）的印楝素(azadirachtin)及其衍生物azdirachtinin。同时提供印楝提取物的提取、分离、转化方法及农药制剂配方及制备方法和杀虫的应用。本发明将解决目前使用的印楝类产品的不稳定性和乳油农药制剂中有机溶剂对环境的二次污染问题,将农产品的农药残留量最大限度地减少，提高农产品质量，从而有利于人们的身体健康和生命安全，促进无公害农业的发展。

说明书

技术领域：

本发明属于药物化学领域，具体地，涉及含有抗昆虫活性成分印 楝素(azadirachtin)及其衍生物azdirachtinin的印楝提取物，新的 印楝种仁提取和转化制备方法，该方法能获得高含量印楝素的原药， 配制用于新制剂。

背景技术：

生物农药由于具有纯天然、无公害、针对性强，对人畜安全，无 毒害，不污染环境，也不易产生抗性等优点，受到世界各国农药研究 和开发者们的高度关注。发展生物农药是我国发展绿色产业、增强农 产品国际竞争力的一条重要途径。植物源杀虫剂是生物农药的重要组 成部分，印楝作为国际公认的最有潜力的杀虫植物，以其杀虫的广谱 性、效果显著性等特点，成为当今世界上最受重视的杀虫植物，印楝 无公害生物农药的制备是当前国际上无公害生物农药创新的热点。印 楝等植物源农药是无公害农产品生产发展的重要保障，具有广阔的发 展及应用前景。对植物农药新剂型的研究能显著缩短农药研发的周 期，充分发挥植物源农药的潜在优势，顺应开发安全及环保农药的 潮流。

在印楝制剂及药效试验方面，国内外都进行过广泛的研究。 Schmutterer曾对印楝农药使用的局限性作过系统的综评，他认为除 毒力较低、作用缓慢外，持效期较短（5-7天）是影响印楝农药推广 应用主要原因。印楝素喷洒后在阳光下7天后分解超过50%，16天后 就没有任何作用。现阶段使用印楝制品的印楝素纯度不高，在我国处 于有效登记状态的以印楝素为有效成分的农药有14个，涉及的剂型 仅为母药和乳油，而乳油类占了10种且其中印楝素的含量较低都不 超过总含量的1%，印楝提取和制剂有待进一步研发和改进，以提高 印楝制品综合利用率。

在国内外现有印楝农药产品中，都存在印楝素不稳定的问题。包 括对光、热及储存的不稳定性。虽然国外有关于改善印楝素稳定性的 专利技术，但实际上效果并不佳，印楝素仍然在很短的时间就分解。 据报道印楝素异构体azadirachtinin具有与印楝素等同的拒食活性，但 较稳定。在文献Chemistry of insect antifeedants from Azadirachta indica (Part1):conversion from the azadirachtin to the azadirachtinin skeletons， Bilton,John N.;Jones,Philip S.;Ley,Steven V.;Robinson, Nicholas G.;Sheppard,Richard N.Tetrahedron Letters(1988),29(15),1849-52.中报道azadirachtinin是由 azadirachtin通过四步反应得到。先在甲醇中用溴水对C-22,23的C=C 亲电加成，利用溶剂效应在23位引入OCH₃，消除Br后，C=C被 OCH₃保护，以-SPh取代OCH₃，并且发生重排，最后消除PhSH，恢 复C-22,23的C=C，通过4步反应得到azadirachtinin（图3）。

迄今，现有技术中未见有新的印楝种仁提取和转化制备含有抗昆 虫活性成分印楝素(azadirachtin)及其衍生物azdirachtinin的印 楝原药方法的报道，该方法能获得高含量印楝素的原药，配制用于新 制剂。

发明内容：

本发明的目的在于：提供印楝种仁提取溶剂及比例、大孔树脂纯 化提取物中印楝素的工艺参数，获得含30%-50%印楝素的原药的创新 方法，将印楝素(azadirachtin)类的化合物通过一步反应，直接转化 为其衍生物azdirachtinin，增加其稳定性，进而用于新制剂的配方。 新制剂将解决目前使用的印楝的不稳定性和乳油农药制剂中有机溶 剂对环境的二次污染问题。

本发明的上述目的是通过如下的技术方案得以实现的：

一种印楝原药，其中包括式（I）所示的印楝素(azadirachtin) 及其衍生物azdirachtinin，

如所述的印楝原药，其中印楝素(azadirachtin)及其衍生物 azdirachtinin总和含量为10-95％（重量），更优选地为30-50％（重 量）。

如所述的印楝原药,其中印楝素衍生物azdirachtinin是由印楝 素(azadirachtin)为20-50％（重量）的提取物，与有机溶剂和硅胶 混合，在弱酸性条件下，印楝素(azadirachtin)类的化合物转化为印 楝素衍生物azdirachtinin的。

一种制备所述的印楝素(azadirachtin)及其衍生物 azdirachtinin的方法，包括以下步骤：取粉碎的印楝种仁，用60-70% 的甲醇或乙醇回流提取，调至醇含量为20%，静置冷却，分离除去油 层，得到脱油的印楝提取物，通过树脂的进一步纯化，通过控制大孔 吸附树脂柱层析或离子交换柱层析固定相类型，流动相组成不同比例 的洗脱溶剂，进行柱层析，得其中印楝素(azadirachtin)为20-50％ （重量）的提取物；提取物与有机溶剂和硅胶混合，在弱酸性条件下， 将部分印楝素(azadirachtin)类的化合物转化为其衍生物 azdirachtinin。

如所述的制备方法，所述的柱层析包括大孔吸附树脂柱层析、离 子交换柱层析中的一种或多种，如果需要，每种柱层析可以重复一次 到多次，也可以多种柱层析交叉使用。

如所述的制备方法，所述的大孔吸附树脂柱层析的洗脱溶剂是甲 醇、乙醇、异丙醇或丙酮或者它们的含水混合物；所述的离子交换柱 层析的洗脱溶剂是氨水溶液；

如所述的印楝原药，所述的印楝素衍生物azdirachtinin是由印 楝素(azadirachtin)20-50％（重量）的提取物，与有机溶剂和硅胶 混合，在弱酸性条件下，转化为得。

杀虫剂，其中含有印楝素(azadirachtin)及其衍生物 azdirachtinin，按重量百分比该杀虫剂由以下组分组成:印楝原药 （20-80%），分散剂(2-20%)，崩解剂(3-5%)，乳化剂(3-8%)，粘结 剂(0.2-2%)，润湿剂(0.5-10%)，其余为填料。

本发明所述的印楝原药在制备杀虫剂中的应用。

与现有技术相比，本发明具备如下的优益性：

1、本发明提供了一种azadirachtin骨架直接转化成azadirachtinin 骨架，而C-22,23上烯醇醚式结构未受到破坏，一步直接生成 azadirachtinin的方法（图2），该方法提取率高，效率好，环保，成本 低，稳定性强。

2、本发明方法采用粉碎的印楝种仁，用60-70%的甲醇或乙醇回 流提取，调至醇含量为20%，静置冷却，分离除去油层，得到脱油的 印楝提取物。通过树脂的进一步纯化，通过控制树脂类型，流动相组 成及比例，获得其中印楝素(azadirachtin)为20-50％（重量）的提 取物。提取物与有机溶剂和硅胶混合，在弱酸性条件下，可将部分印 楝素(azadirachtin)类的化合物转化为其衍生物azdirachtinin，增 加其稳定性。

3、含印楝素(azadirachtin)及其衍生物azdirachtinin的原药、 分散剂、润湿剂、崩解剂、粘结剂、乳化剂、助崩解剂和填料通过加 工，得到印楝素新型杀虫剂。该新型杀虫剂工艺创新、配方新颖，在 水中能较快地崩解、分散，形成高悬浮的分散体系。新剂型具有对环 境友好，有效成分含量高，易包装计量，流动性好，物理化学稳定性 好，剧毒品种低毒化等优点。

4、本发明提供的新制剂将解决目前使用的印楝的不稳定性和乳 油农药制剂中有机溶剂对环境的二次污染问题,将农产品的农药残留 量最大限度地减少，提高农产品质量，从而有利于人们的身体健康和 生命安全，促进我国无公害农业的发展。

附图说明：

图1为本发明含印楝素(azadirachtin)及其衍生物 azdirachtinin的杀虫剂新剂型的制备流程图；

图2为本发明的一种骨架直接转化成azadirachtinin骨架而 C-22,23上烯醇醚式结构未受到破坏，一步直接生成azadirachtinin的 方法流程图；

图3为现有技术文献报道由azadirachtin通过四步反应得到 azadirachtinin的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图，用本发明的实施例来更详细地说明本发明，但不 以任何形式限制本发明。

具体地，本发明下述实施例中制备印楝素(azadirachtin)及其衍 生物azdirachtinin的方法采用：取粉碎的印楝种仁，用60-70%的 甲醇或乙醇回流提取，调至醇含量为20%，静置冷却，分离除去油层， 得到脱油的印楝提取物，通过树脂的进一步纯化，通过控制大孔吸附 树脂柱层析或离子交换柱层析固定相类型，流动相组成不同比例的洗 脱溶剂，进行柱层析，得其中印楝素(azadirachtin)为20-50％（重 量）的提取物；提取物与有机溶剂和硅胶混合，在弱酸性条件下，将 部分印楝素(azadirachtin)类的化合物转化为其衍生物 azdirachtinin，制备为印楝素类原药。

试验实施例1：

50kg印楝种仁粉碎后用70%乙醇回流提取三次，每次2小时，合 并滤液（合并后浓度为50.3g/L），共400L，加入冷水800L,静置放 冷3个小时，去除油状上层共10.2kg,20%乙醇-水层含提取物10.2kg （滤掉油）。量取HPD100树脂40L,预处理后，20%乙醇装柱，柱径 比1：5，400L的20%乙醇-水层上样，流速120L/h。40%乙醇-水洗脱 6倍柱体积，流速400L/h，洗液不含有印楝素，弃去。再以70%乙 醇-水洗脱6倍柱体积，流速20L/h。合并洗脱液，减压蒸干，得到 印楝素提取物503克，印楝素含量为31%。

试验实施例2：

10kg印楝种仁粉碎后用60%甲醇回流提取三次，每次2小时，合 并滤液（合并后浓度为50.3g/L），共100L，浓缩至甲醇浓度为20%， 体积50L,静置放冷3个小时，去除油状上层共2.1kg,20%甲醇-水 层含提取物2.0kg（滤掉油）。量取LX36树脂9L,预处理后，20%甲 醇装柱，柱径比1：5，50L的20%甲醇-水层上样，流速25L/h。40% 甲醇-水洗脱6倍柱体积，流速80L/h，洗液不含有印楝素，弃去。 再以70%甲醇-水洗脱6倍柱体积，流速4L/h。合并洗脱液，减压回 收甲醇后，加入乙酸乙酯萃取，蒸干乙酸乙酯后得到印楝素提取物 88克，印楝素含量为42%。

试验实施例3：

试验实施例1获得的印楝素(azadirachtin)提取物300g，溶解 于氯仿5L,与1000g硅胶G混合拌匀，加入少量甲酸，在弱酸性条件 下，将印楝素(azadirachtin)类的化合物通过一步反应，直接转化为 其衍生物azdirachtinin，甲醇洗脱下硅胶吸附的印楝素提取物，蒸 干溶剂，得到印楝素原药295g,伴随着azdirachtini中的五员环取 代azadirachtin中的三员环，增加其稳定性，同时保持着很高的杀 虫活性。

印楝素(azadirachtin)转化为其衍生物azdirachtinin的流程 如图2所示：

试验实施例4：

试验实施例3获得的印楝素原药150g，润湿剂拉开粉10g；分散 剂萘磺酸甲醛缩合物(NNO)15g；崩解剂硫酸铵12g；乳化剂 0201B15g；粘结剂聚乙烯醇1g；白炭黑补足至300g，通过工艺流程 （图1），获得300克印楝水分散剂。

试验实施例5：

试验实施例3获得的印楝素原药50g，润湿剂K-128g；分散剂 烷基萘磺酸盐及其甲醛缩合物5g；崩解剂尿素3g；乳化剂0201B5g； 粘结剂聚乙烯醇1.5g；轻质碳酸钙22.5g,通过本发明工艺流程（图 1），获得100g印楝水分散剂。

试验实施例6：

试验实施例3获得的印楝素原药40g，湿润剂 Witconol NP-1001g；分散剂(木质素磺酸钙+Morwet-450)20g；崩解 剂羧甲基淀粉钠5g；乳化剂0201B5g；粘结剂NJ1g；陶土补足到 100g，通过上述工艺流程（图1），获得100g印楝水分散剂。

试验实施例7：

试验实施例2获得的印楝素原药70g，润湿分散剂脂肪醇硫酸酯 盐AS6g；崩解剂硫酸铵3g；乳化剂0201B5g；粘结剂聚乙二醇2.g； 高岭土补足至l00g，通过上述工艺流程(图1)，获得100g印楝水分散 剂。

试验实施例8：

将上述试验实施例4-7获得的4种印楝水分散剂（表1和表2中简写 为4、5、6、7）进行其室内杀虫活力评价，四种产品分别稀释30000 倍，0.3%印楝素乳油稀释500倍作为对照，小菜蛾（Plutella xylostlla L.） 为室内饲养的敏感品系，菜粉蝶（Piers rapae L.）为田间采集的幼虫， 都以三龄幼虫供试。叶片浸渍法为将甘蓝叶洗净凉干后，在供试药液 内浸渍1分钟，凉干后接虫供试。喷雾法为将幼虫接入洗净凉干的甘 蓝叶后，以手提喷雾器均匀喷雾，使虫体和叶片均匀接触供试药液。

表1 印楝水分散剂对小菜蛾三龄幼虫的室内毒力测定（20℃）

表2 印楝水分散剂对菜粉蝶三龄幼虫的室内毒力测定（20℃）

试验实施例9：

将试验实施例4获得的印楝水分散剂稀释10000倍进行其田间杀 虫活力评价，以手提喷雾器均匀喷雾甘蓝，每天1次，共20天。试 验结果表明：印楝水分散剂对小菜蛾和菜粉蝶幼虫有一定的拒食作 用，减少取食量，致使幼虫延迟蜕皮，蜕皮畸形至死亡，各处理浓度 15～20天小菜蛾幼虫死亡率70%～90%;菜粉蝶幼虫死亡率90%～100%。 印楝水分散剂对小菜蛾和菜粉蝶幼虫处理后影响化蛹率和羽化率，不 仅产卵率减少，且所产的卵不能孵化。从药剂的速效性来看，印楝水 分散剂的速效比1.8%害极灭乳油来得慢。印楝水分散剂的最佳效果 是在施药第10天后才表现出来，而1.8%害极灭乳油的最佳效果是在 施药第5天。从持效性来看，1.8%害极灭乳油的持效时间短于印楝水 分散剂。1.8%害极灭乳油施药后10天防效开始下降，而印楝水分散 剂施药后20天防效才开始下降。

综上，本发明方法采用粉碎的印楝种仁，用60-70%的甲醇或乙 醇回流提取，调至醇含量为20%，静置冷却，分离除去油层，得到脱 油的印楝提取物。通过树脂的进一步纯化，通过控制树脂类型，流动 相组成及比例，可以获得其中印楝素(azadirachtin)为20-50％（重 量）的提取物。

本发明提供了一种骨架直接转化成了azadirachtinin骨架而 C-22,23上烯醇醚式结构未受到破坏，一步直接生成azadirachtinin的 方法（图2），增加其稳定性。

本发明的含印楝素(azadirachtin)及其衍生物azdirachtinin 的原药、分散剂、润湿剂、崩解剂、粘结剂、乳化剂、助崩解剂和填 料通过加工制成的印楝素新型杀虫剂，工艺创新与配方新颖，在水中 能迅速崩解分散成高悬浮的固液分散体系的颗粒状剂型，不使用有机 溶剂造成环境污染，有效成分含量高，分散、悬浮稳定性好，悬浮率 可达90%以上，分散后的颗粒细度达8～10微米，药效和商品稳定性 能好。具有对环境友好，有效成分含量高，易包装计量，流动性好， 物理化学稳定性好，剧毒品种低毒化等优点。

本发明新制剂将解决目前使用的印楝的不稳定性和乳油农药制 剂中有机溶剂对环境的二次污染问题,将农产品的农药残留量最大限 度地减少，提高农产品质量，从而有利于人们的身体健康和生命安全， 促进无公害农业的发展。