专利名称：α－烷基－γ－甲叉－γ－丁内酯作为农用杀菌剂的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于防治小麦赤霉病和水稻白叶枯病的农用杀菌剂。
现有防治小麦赤霉病的农药主要是多菌灵，防治水稻白叶枯病主要用噻枯唑。这两种农药分别对上述的两种病害有较好的防治效果。但农业病害长期使用单一农药会逐渐产生抗药性，药物对病原菌的活性逐渐减弱。因此不断开发新的农药品种是必要的。
英国《化学会志普尔金会刊I》(J.Chem.Soc，Perkin Trans.I，1981，582)，英国《四面体快报》(Tetrahedron Letter，1984，25，5323)和德国《合成》(Synthesis，1991，629)等报导过一些α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯化合物的合成方法，主要用作复杂有机物合成的中间体。至今国内外文献上未见将这类化合物用于防治小麦赤霉病和水稻白叶枯病的报导。
本发明的目的是提供一类用于防治小麦赤霉病和水稻白叶枯病的新的农用杀菌剂，该农用杀菌剂具有较好的防治效果和较广的杀菌谱。
这类农用杀菌剂，特征在于其原药化学成份中含有α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯，其结构为
式中R为烷基；特别是当R＝CH3，则为α-甲基-γ-甲叉-γ-丁内酯，取代号为化合物I；R＝C2H5，则为α-乙基-γ-甲叉-γ-丁内酯，取代号为化合物II；R＝n-C3H5，则为α-正丙基-γ-甲叉-γ-丁内酯，取代号为化合物III；R＝n-C4H9，则为α-正丁基-γ-甲叉-γ-丁内酯，取代号为化合物IV。提供这类化合物的一种合成路线如下
上述RX＝(CH3)2SO4，C2H5Br，n-C3H7Br，n-C4H9Br。
我们对天然产物原白头翁素
及其类似物进行了十几年的系统研究。探索了其活性中心和构效关系，研究了
和
的生物活性，发现原白头翁素的环上甲叉是其活性中心，环内双键不起作用，然后又对γ-甲叉-γ-丁内酯环上取代基的作用进行探讨，发现环上α位的烷基取代基R对其活性大小有一定影响。环上α位含烷基取代基为甲基、乙基、正丙基、正丁基的γ-甲叉-γ-丁内酯时，用于防治小麦赤霉病和水稻白叶病都有较好的杀菌活性。由此可以推知，凡是环上α-位有取代烷基的γ-甲叉-γ-丁内酯都具有一定的杀菌效果。实验证明，上述化合物I、III和IV与现有的农药相比有突出的杀菌效果。
用上述化合物I-IV作为原药，按照农药配制的一般方式，例如加乳化剂和有机溶剂配制成一定浓度的乳油，可用作农用杀菌剂。例如，用20g原药配成的乳油加50公斤水稀释后大田喷雾可用于一亩农田的病害防治。
本发明杀菌剂同时具有防治小麦赤霉病和水稻白叶枯病的作用。特别是化合物I和IV防治小麦赤霉病的效果优于多菌灵，III防治水稻白叶枯病的效果优于噻枯唑。
与现有的农药相比，本发明杀菌剂杀菌谱较广。现有农药杀菌剂一般仅对单一的病菌有效，例如多菌灵一般只用于防治真菌性的小麦赤霉病，噻枯唑一般只用于防治细菌性的水稻白叶枯病。而本发明杀菌剂既能用于防治小麦赤霉病，又能用于防治水稻白叶枯病。
本发明杀菌剂低毒。例如，I对温血动物急性毒性试验为低毒；皮肤刺激试验证明对皮肤无刺激作用；对兔眼有中度刺激作用；Ames试验为阴性，即为非致突变剂；对天敌昆虫的室内毒力测定及大田喷雾结果都表明无不良影响；通过对鲤鱼的急性毒性试验表明，对鱼低毒。
以下为本发明农用杀菌剂的一些实施例。
实施例1.化合物I-IV对小麦赤霉病病菌的离体活性试验。
按华南农业大学主编的《植物化学保护》(农业出版社，1990年，第2版)“生物测定”一章所采用的“菌药生长速率抑制法”操作。
小麦赤霉病病菌经3天27℃培养，制作菌丝菌碟，移入不同药剂剂量的含药培养基中，在27℃，经48小时培养后，测量菌落扩展直径。将化合物I、II、III、IV原药每药剂配制6个剂量，分别为400、200、100、50、25、0ppm。每剂量三重复，每一重复放置3个菌碟，测量每一菌碟垂直相交的两个直径数据，对每一剂量共得18个数据，求其平均值。将各个剂量组平均值数据分别与对照组平均值数据按下列公式计算抑制百分率
然后用各个剂量和抑制率数据用直线回归法求算回归方程、抑制中浓度(EC50)和相关系数(r)。结果见表1.
表1.化合物I-IV对小麦赤霉病病菌的离体活性测定(1996.6)
从表1中的EC50值可看出，化合物I-IV抑制小麦赤霉病菌丝生长的活性顺序是IV＞I＞III＞II。
附
图1给出了其中化合物I对小麦赤霉病菌的离体活性测定结果照片。照片中从左到右上排三皿分别为400、200、100ppm、下排三皿分别为50、25、0ppm。
实施例2.化合物I-IV防治小麦赤霉病大田小区试验。
按如下配方(重量百分比)原药I-IV(40％，)+乳化剂吐温-80(12％)+乙醇(48％)配制农药杀菌剂。使用时用水稀释后喷雾，于小麦扬花期一次喷雾施药，黄熟期调查计算病指。考虑到大田小区试验选择在代表不同的生态流行区。化合物I用于防治小麦赤霉病的大田小区试验，于1993年在芜湖县和肥东县，1994年在江苏江宁县上坊乡泥西村、安徽蚌埠市长青乡陶店村和合肥安徽农业大学农场，1995年在芜湖市植保站和合肥安农大农场(因1995年安徽天气长期干旱、小麦赤霉病发病率极低、导致大田试验未取得结果)，1996年在江苏江宁上坊乡泥西村和蚌埠市长青乡陶店村、芜湖地区农科所试验田和蚌埠地区红叶村实施、三年的结果基本一致；化合物II、III、IV的大田小区试验于1996年在芜湖地区农科所试验田和蚌埠地区红叶村实施。分别使用武麦一号和扬麦5号两个小麦品种。药剂用量20g/由。对照农药多菌灵用量37.5g/亩，每个小区面积33.3m2，所有试验三次重复。现将化合物I-IV的1996年大田小区试验结果列于表2和表3。
表2.化合物I-IV防治小麦赤霉病大田小区试验结果时间1996年，地点芜湖地区农科所试验田
表3.化合物I-IV防治小麦赤霉病大田小区试验结果时间1996年，地点蚌埠地区红叶村
实施例3.化合物I、III、IV防治水稻白叶枯病大田小区试验。
乳油配方及浓度同实施例2。于水稻孕穗期的发病初期一次喷雾施药，施药前及施药后一周调查计算病指。I、III、IV防治水稻白叶枯病大田小区试验于1996年在芜湖县火龙岗镇围塘村和宣州市绿锦村实施。水稻品种分别为协优63和汕优63，药剂用量20g/亩。对比药剂20％噻枯唑w.p100g/亩，每个小区面积33.3m2。所有试验三次重复。现将化合物I、III、IV的1996年大田小区试验结果列于表4和表5。
表4.化合物I、III、IV防治水稻白叶枯病的大田小区试验结果时间1996年，地点芜湖县火龙岗镇围塘村
表5.化合物I、III、IV防治水稻白叶枯病的大田小区试验结果时间1996年，地点宣州市绿锦村
实施例4.化合物I的毒性试验用原药+乳化剂吐温一80+溶剂乙醇配制成含原药重量分别为20％、40％、60％的乳液备用(这几种乳液中含乙醇重量分别为68％、48％、28％；含吐温一80重量均为12％)。
(1)温血动物急性毒性试验SD品系大鼠，成年体重250-300g/只，白色家兔(普通级)体重约1500g，经口急性毒性采用一次灌胃给药(2％体积)法，样品系列剂量，每剂量大鼠10只(雌雄各半)，以蒸馏水稀释并作空白对照。灌胃后正常饲养，逐日观察并记录各处理中毒死亡情况，直至14天。根据剂量和校正死亡率求LD50。经皮急性毒性试验用局部涂敷法，取大白兔脊柱两侧面积9～16cm2皮肤，剂量为2000mg/kg，涂敷面积直径为2.5cm(另侧作对照，重复6次)。染毒4小时后用温水洗净，并开始正常饲养，逐日观察并记录中毒症状和死亡情况直至第14天。
皮肤刺激试验用大鼠10只(雌雄各半)。背部备皮4×5cm，24小时后一次涂原药0.5ml，4小时后温水冲洗干净。经6小时、24小时、48小时、72小时及第7天，观察并记录皮肤损伤及恢复情况。眼刺激试验将原药0.1ml滴入大白兔右眼结膜囊，被动闭合30秒，用生理盐水冲洗干净(左眼滴入等量生理盐水)，重复3次。滴药后6小时、24小时、48小时、72小时、96小时和第7天，用2％荧光素钠分别检查结膜、角膜损害程度。
测定结果急性毒性LD50大鼠经口为4673.9mg/kg(95％可信限4061.4～5378.7)，兔经皮＞2000mg/kg(14天内所有试验个体未现任何中毒症状)。根据我国农药急性毒性分级标准，属低毒类化合物。皮肤刺激试验结果，大鼠皮肤在药剂处理后未见红斑、水肿等症状发生，证明对皮肤无刺激作用。对兔眼有中度刺激作用，受试后眼结膜充血、水肿、角膜溃疡，7天后眼刺激平均指数为13.3。
(2)Ames试验根据农药安全评价中心要求，使用TA-97、TA-98、TA-100和TA-102标准菌株(经生物学特性鉴定合格)，采用标准平板渗入法，预培养20分钟，加入肝微粒体酶(和不加酶处理)，根据各剂量组回变菌落数与阴性对照组比较，求致突变性。
Ames试验经2次重复，结果不论加或不加肝微粒体酶，各剂量组回变菌落数值(RT)与阴性对照值(RC)相比较，RT/RC均未超过2，所以化合物I的Ames试验为阴性，试验结果列于表6。
表6.化合物I的Ames试验结果组别剂量TA97 TA98TA100 TA102S9-溶剂 100±8.6 22.3±2.8 102.0±14.9 288.0±27蒸馏水 133.4±15.3 24.6±3.1 137.4±19.8 358.0±18.7敌克虫 50μg/皿＞2000 4331108 ＞200015 122.5±19.5 22.6±5.7 141.0±28.0 377.0±35.022.5 144.5±37.5 19.0±3.8 134.0±8.0 459.5±52.531.25164.5±7.5 25.6±2.8 80.6±9.9414.0±48.040.625 97.0±6.824.0±2.8 100.0±2.0 268.0±6.050.312 94.0±5.816.0±4.6 64.0±1.5270.0±9.7S9+溶剂 129.0±23.6 31.5±9.4 133.0±2.4 363.1±77.3蒸馏水162.0±4.030.0±10.7 130.0±10.5 250.7±84.62-AF 20μg/皿 430 502 520 80015 103.3±6.051.3±3.3 70.0±16.0 370.2±25.822.5126.0±12.3 50.6±8.3 108.0±7.1 361.7±39.431.25 136.0±6.532.3±3.9 106.0±13.0 244.0±58.040.625 114.0±6.033.6±7.4 148.0±16.0 248.0±48.150.312 116.0±13.0 30.7±7.9 103.0±9.2 254.0±35.0(3)对天敌昆虫安全性试验室内毒力测定 异色瓢虫[Leis axyidis(Pallas)]成虫采自校园桃树，饲以桃蚜，经室内3天饲养，温度26℃自然光照。测定时选取虫体大小一致、健康活泼个体。药剂用丙酮配成系列浓度，微量点滴(1μl/头)于成虫胸部腹板中央，重复8～10次，并作对照处理，处理后加入饲料置恢复室中恒温保湿通风，经12、24和48小时观察记载结果。处理后12小时观察，瓢虫在I的最高剂量组(9150μg/ml)和最低剂量组(91.5μg/ml)均能正常爬行活动，未出现任何中毒症状，取食正常，蚜虫数明显减少，各剂量处理组和对照组情况相同。24小时及48小时持续观察结果与12小时的相似。
大田喷雾对天敌种群的影响在安徽农业大学农场小麦生产大田进行，I为20g/666.7m2，同时设多菌灵(37.5g/666.7m2)和空白对照处理，小区面积132m2，重复2次。该麦田自小麦返青后直至试验期间不施用任何杀虫剂。于瓢虫盛发高峰期1次喷雾。施药后3天、9天、15天和18天分别调查天敌昆虫的种类和数量。乳油大田喷雾后第3天至第18天，对麦田益虫，包括异色瓢虫、七星瓢虫[Coccinellaseptempunctacta(Linn)]、中华草蛉(Chrysopa sinica Tjedet)和食蚜蝇(Syrphus batteatasDe Geer)等各虫态都相当安全，其种群动态变化与多菌灵，或对照(未施用任何农药)基本相同。这说明对小麦大田穗期天敌昆虫主要优势种的生长和发育无不良影响。
(4)鱼毒试验鲤鱼苗购自合肥市水产良种厂，均为同一天孵化，试验前先经驯化饲养7天，驯化前期未出现死鱼现象，后期死亡率稳定在5％以下，混合饲养定时定量喂养、药剂处理前半天开始，直至试验结束的过程中均不喂食，试验时鱼体长2.0-2.7cm，每尾平均体重0.082g，个体健康活泼，养鱼用水是经室内静置和阳光曝晒4小时处理的自来水。试验时水温23±1℃，水中溶解氧在5mg/L以上，pH＝6.5-7.0。
急性毒性试验采用半静态法，将I的40％乳液按试验设计配成系列浓度，每处理3重复，每重复鱼20尾，同时设空白对照，每缸加入的药液量或清水量控制在每升1g鱼重的范围，室内自然光条件下进行，试液或清水每24小时更换一次，设100、50、40、30、20、10μg/ml6个系列浓度，观察统计24、48、72和96小时锂鱼死亡情况，当出现死鱼时，立即捞出。
结果表明，当锂鱼苗移入高剂量组(50、100μg/ml)药液后，首先表现为兴奋，游动加快，呼吸频率增大，约持续5-30分钟；继而出现鱼体上浮水面，游动异常，活动程度减弱，维持时间在1小时左右，而后的症状为鱼体失去平衡，侧游或头下尾上地垂直于水中；最后反应迟钝，活动及呼吸微弱，侧卧或仰卧水底，及至翻白浮在水面而死亡，从中毒症状出现到死亡的全过程最快的为6小时。
根据各处理组24、48、72和96小时的剂量-死亡率值，计算求得TLm、线性回归方程和相关系数r。(见表7)。
表7.化合物I对鲤鱼的急性毒性
从表中看出各组测定结果，剂量与死亡率之间均呈正相关，大多表现为高度正相关，根据农药对鱼类急性毒性的分级标准，其TLm(μg/ml)值均远低于10.0，故该化合物属低毒类。
权利要求
1.一种农用杀菌剂，特征在于其原药化学成份中含有α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯，其结构为
式中R为烷基；对该原药采取一般农药的配制方法配成农用杀菌剂可用于防治小麦赤霉病和水稻白叶枯病的用途。
2.如权利要求1所述农用杀菌剂，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯中的α-烷基R为甲基，其用于防治小麦赤霉病的用途。
3.如权利要求1所述农用杀菌剂，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯中的α-烷基R为乙基。
4.如权利要求1所述农用杀菌剂，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯中的α-烷基R为正丙基，其用于防治水稻白叶枯病的用途。
5.如权利要求1所述农用杀菌剂，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁内酯中的α-烷基R为正丁基；其用于防治小麦赤霉病的用途。
全文摘要
本发明农用杀菌剂,将含有结构为右式的α－烷基－γ－甲叉－γ－丁内酯的原药,按一般农药的配制方法配制成一定浓度的乳油,用于防治小麦赤霉病和水稻白叶枯病,具有良好效果。所述α－烷基包括甲基、乙基、正丙基、正丁基;本农用杀菌剂具有较广的杀菌谱,低毒,对皮肤无刺激作用。
文档编号A01N43/02GK1197599SQ9711063
公开日1998年11月4日 申请日期1997年4月28日 优先权日1997年4月28日
发明者伍越寰, 吴恭谦, 王中夏, 张国洲, 郑昌戈 申请人:中国科学技术大学