一种蚊虫驱避剂及其制备方法和在驱蚊中的应用

文档序号:33470895发布日期:2023-03-15 08:23阅读:37来源:国知局
:1.本发明涉及蚊虫驱避剂
技术领域
:,具体涉及一种蚊虫驱避剂及其制备方法和在驱蚊中的应用。
背景技术
::2.空间驱避剂是一些具有挥发性的驱避性的化合物,在一定的空间内形成气味屏障,使吸血性医学昆虫产生忌避反应,或失去对寄主的感知能力,从而达到生态治理的一种理想模式。近年来,利用植物挥发性驱避物形成空间驱避带来防控蚊虫的实验研究可见于一些文献资料。kline等(2003)报道芳樟醇及去氢芳樟醇挥发物在实验条件下可降低蚊虫刺叮率达71%之多;doganandrossignol(1999)对14种化合物和植物精油进行筛选,认为香叶醇和dimethylcyclormol具有开发空间驱避剂的研究价值;郝蕙玲和杜家纬(2008)则认为柠檬醛、丁香酚、芳樟醇、香叶醇、茴香醛对白纹伊蚊aedesalbopictus均有不同程度的感知寄主抑制,其中以茴香醛及香叶醇抑制效果最佳;柯伟政等(2017)对18种植物精油进行筛选,认为桂醛、α-松油醇、樟脑油、香茅油和芳樟醇对白纹伊蚊既有强的熏蒸击倒活性又具有明显的驱避活性;而含丁香酚油的复方驱避剂对多种蚊虫均有明显的驱避作用,可以作为防蚊虫的药剂(石淑珍等,2003;trongtokitetal,2004)。3.然而,市场上主流产品还是涂抹式肤用驱避剂,非接触式空间驱避剂产品比较鲜见。因此,寻找新品种空间驱避剂及克服现有空间驱避剂缺点的研究一直在进行。而寻找新品种的途径有很多种,如继续挖掘和开发植物源驱避剂,利用现代技术创制新结构、新品种,开发人工合成新化合物等(麻毅和姜志宽,2004)。在创制新结构研发新药方面有成功案例,如利用结构拼合原理将丁香酚与阿司匹林通过酯化反应合成新型抗感染药物:阿司匹林丁香酚酯(aspirineugenolester,aee),该药物解决了两种药物单独使用的不足和副作用,毒性更低,药效更明显(李剑勇,2008;于光远,2011)。亟待开发出新型蚊虫驱避剂。技术实现要素:4.本发明解决了现有技术存在的问题,提供一种丁香酚α-松油醇醚及其制备方法和在驱蚊中的应用,本发明将丁香酚与α-松油醇缩合、醚化反应可制得一种新型的空间驱避剂丁香酚α-松油醇醚,通过对该化合物的驱蚊效果及对小白鼠的毒性进行测定,证实其是优良的空间驱避剂,且毒性较低。5.本发明的第一个目的是提供一种化合物丁香酚α-松油醇醚,其结构式如式i所示:6.7.上述化合物中文名称:丁香酚α-松油醇醚,中文别名:4-(2-丙烯基)-2-甲氧基苯-2-(4-甲基-3-环己烯基)-2-丙醚。8.本发明的第二个目的是保护所述的丁香酚α-松油醇醚的制备方法,包括以下步骤:以丁香酚、α-松油醇为原料,在硫酸条件下进行缩合、醚化反应,分离纯化后制备得到丁香酚α-松油醇醚。9.丁香酚α-松油醇醚的化学反应方程式如下:[0010][0011]优选地,上述制备方法,具体包括以下步骤:[0012]a.向丁香酚和α-松油醇的混合溶液中边搅拌边滴加硫酸(分析纯,95-98%),硫酸滴加完毕后,再继续搅拌反应0.5-2h,反应温度为40℃~50℃,得到反应后溶液;[0013]b.向反应后溶液中加入氢氧化钠水溶液,充分搅拌后分液,提取上层的有机物层,再依次用氢氧化钠水溶液、盐酸溶液、水洗涤有机物层,用无水硫酸钠干燥后,得到丁香酚α-松油醇醚粗提物;[0014]c.对丁香酚α-松油醇醚粗提物进行酸、碱洗涤,加入有机溶剂提取,减压蒸发掉有机溶剂溶液中的有机溶剂,得到纯化的丁香酚α-松油醇醚。酸、碱洗涤具体为依次使用体积分数10%的盐酸溶液、质量分数5%的氢氧化钠水溶液进行洗涤。[0015]进一步优选,步骤(a)所述的丁香酚和α-松油醇的质量比为1:0.5-1.5,丁香酚与硫酸的质量比为10-25:1。[0016]进一步优选,步骤(b)所述的氢氧化钠水溶液为质量分数5%的氢氧化钠水溶液,盐酸溶液是体积分数10%的盐酸溶液。[0017]进一步优选,步骤(c)所述的有机溶剂为乙醚或正己烷。[0018]本发明的第三个目的是保护所述的丁香酚α-松油醇醚在驱避蚊虫中的应用。[0019]优选地,所述的蚊虫为白纹伊蚊。[0020]本发明的第四个目的是保护一种蚊虫驱避剂,含有质量分数为20%-40%的丁香酚α-松油醇醚作为活性成分。[0021]优选地,所述的蚊虫驱避剂,作为肤用驱避剂时,含有质量分数为20%-25%的丁香酚α-松油醇醚;作为空间驱避剂时,含有质量分数为25%-40%的丁香酚α-松油醇醚。[0022]进一步优选,所述的蚊虫驱避剂,作为空间驱避剂时,含有质量分数为30%-40%的丁香酚α-松油醇醚。[0023]优选地,所述的蚊虫驱避剂的剂型为乳剂、膏剂、酊剂、喷雾剂或气雾剂。[0024]本发明与现有技术相比,具有如下优点:本发明提出的丁香酚α-松油醇醚的驱蚊效果较好,特别是可以作为空间驱避剂,毒性较低,对皮肤无过敏,无刺激性,化合物使用安全,合成工艺路线简单,原材料易得,具有进一步研究和扩大使用价值。具体实施方式:[0025]以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。[0026]除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。除特别说明,本文中的实验材料和试剂均为本
技术领域
:常规市购产品。[0027]实施例1[0028]化合物的合成方法[0029]丁香酚α-松油醇醚的制备:在装有搅拌装置、滴液漏斗及温度计的500ml三口反应烧瓶中,加入丁香酚50g及α-松油醇50g,搅拌5min。然后边搅拌边在滴液漏斗中缓慢滴加硫酸2.5g,控制滴加硫酸的速度(大约0.5g/min),让反应过程平稳,反应温度为40℃~50℃。滴毕,继续搅拌2h。然后往反应物中加入100ml质量分数为5%的氢氧化钠水溶液,充分搅拌1h,反应结束。然后分液提取有机物层。再用5%的氢氧化钠水溶液洗涤一次有机物层。然后把有机物层用质量分数为10%的盐酸溶液和水各洗涤一次。用无水硫酸钠干燥,得到丁香酚α-松油醇醚粗提物90g,收率为98.37%。[0030]再对这90g丁香酚α-松油醇醚粗提物样品依次使用质量分数为10%的盐酸溶液和质量分数为5%的氢氧化钠水溶液进行酸碱洗涤,加入100ml乙醚提取,减压蒸发,使其纯度达到95%。最终得到的丁香酚α-松油醇醚样品呈淡黄色油状液体,具有丁香-茴香辛香气,不溶于水,溶于一般有机溶剂。[0031]化合物丁香酚α-松油醇醚,其化学结构如式i所示:[0032][0033]实施例2[0034]与实施例1相同,不同之处在于:步骤a继续搅拌反应0.5h,丁香酚和α-松油醇的质量比为1:0.5,丁香酚与硫酸的质量比为10:1。[0035]实施例3[0036]与实施例1相同,不同之处在于:步骤a继续搅拌反应2h,丁香酚和α-松油醇的质量比为1:1.5,丁香酚与硫酸的质量比为25:1。[0037]实施例4[0038]与实施例1相同,不同之处在于:有机溶剂为正己烷,正己烷的用法用量与实施例1中乙醚相同。[0039]试验例1[0040]实施例1制备得到的化合物进行如下试验:[0041]1、化合物毒性试验[0042]丁香酚α-松油醇醚对小白鼠的急性口服毒性,参照《gb15193.3-2014食品安全国家标准急性经口毒性试验》提供的测试方法进行实验。上-下法限量试验:以2000mg/kg体重剂量先给1只动物受试物,如果动物在48h内死亡,应进行正式试验。如果动物在48h内存活,另取4只动物以相同的剂量给予受试物,如5只动物中有3只死亡,应进行正式试验;如3只及以上的动物存活,结束试验,则该受试物ld50》2000mg/kg体重。[0043]化合物毒性试验结果如下:[0044]经测定,丁香酚α-松油醇醚对小白鼠的急性口服毒性为雌鼠ld50》2000mg/kg,雄鼠为ld50》2000mg/kg。据我国食品安全国家标准(gb15193.3-2014),大鼠口服ld50为501~5000mg/kg属于低毒。故丁香酚α-松油醇醚属于低毒。[0045]参照gb/t13917.9-2009测试方法进行室内和现场驱避实验期间,参试人员(12人)的手部皮肤无药物过敏现象,无刺激性。[0046]2、化合物的实验室驱蚊效果[0047]丁香酚α-松油醇醚对白纹伊蚊的实验室驱蚊效果:将丁香酚α-松油醇醚用无水乙醇分别配成质量分数为10.0%、12.5%、15.0%、17.5%、20.0%、22.5%、25.0%的乙醇溶液,丁香酚配成为质量分数20%的乙醇溶液,α-松油醇配成为质量分数20%的乙醇溶液,无水乙醇为对照,备用。[0048]参照《gb/t13917.9-2009农药登记用卫生杀虫剂室内药效试验及评价第9部分:驱避剂》提供的测试方法进行实验。选4名及以上攻击力合格的测试人员(男女各半,且试验前和试验期间不应饮酒、茶或咖啡,不应使用含香精类的产品),在其双手手背上各画出50mm×50mm的皮肤面积,其中一只手按1.5mg/cm2(膏状驱避剂)或1.5μl/cm2(液状驱避剂)的剂量均匀涂抹待测的驱避剂,暴露其中的40mm×40mm皮肤,严密遮蔽其余部分,另一只手为空白对照(即涂抹1.5μl/cm2的无水乙醇)。涂抹驱避剂2h,将手伸入攻击力合格的蚊虫笼中2min,观察有无蚊虫前来停落吸血。之后每隔1h测试一次,只要有一只蚊虫前来吸血即判作驱避剂失效。记录驱避剂的有效保护时间(h)。每次对照手先做对照测试,攻击力合格的试虫可继续试验,试虫攻击力不合格则需更换合格试虫进行试验。[0049]实验室驱蚊结果如下:[0050]丁香酚α-松油醇醚对白纹伊蚊的驱避效果随着浓度的增加而增加,有效保护时间与浓度呈现线性正相关。丁香酚α-松油醇醚的质量分数为20%的有效保护时间为6.3±0.5h,达到《gb/t13917.9-2009农药登记用卫生杀虫剂室内药效试验及评价第9部分:驱避剂》a级标准(有效保护时间≥6.0h)。丁香酚α-松油醇醚的质量分数为22.5%、25.0%的有效保护时间则分别为7.0±0.8h和8.0±0.8h,保护效果更好。而相同浓度(20%)的对照药丁香酚和α-松油醇有效保护时间分别为0.5±0.6h、0.8±0.5h(表1)。[0051]表1不同浓度丁香酚α-松油醇醚对白纹伊蚊的室内驱蚊效果[0052]table1therepellentefficacyofeugenolα-terpineoletheratdifferentconcentrationsagainstaedesalbopictus[0053][0054][0055]表中数据为平均数量±标准差(n=4)。dataaremeans±sd(n=4)[0056]3、化合物在模拟现场的驱蚊效果[0057]丁香酚α-松油醇醚对白纹伊蚊的空间驱蚊效果,参照模拟房空间驱避方法进行实验:在房间(通风房间:长、宽、高分别为6m×3m×3m)正中间放置办公桌,办公桌上与地面高度1m处放置盛有滤纸的培养皿,然后将丁香酚α-松油醇醚配成质量分数为20.0%、25.0%、30.0%、35.0%的丁香酚α-松油醇醚乙醇溶液,丁香酚、α-松油醇分别配成为质量分数为30.0%的乙醇溶液,无水乙醇为空白对照,各取1ml分别滴入培养皿中,关好门窗。将刚羽化未吸血雌蚊放飞于房间中,待药剂在房间挥发1h后,测试人员4名进入房间,呈正方形坐于办公桌旁,盛有药剂的培养皿置于志愿者对角线中间,药剂与志愿者距离为1m。停留15min,记录志愿者被蚊虫叮咬情况。每隔1h测试一次。[0058]计算有效保护时间(h)和有效保护率(%)。有效保护率的计算公式如下:[0059][0060]模拟现场驱蚊结果如下:[0061]丁香酚α-松油醇醚对白纹伊蚊的空间驱避效果随着浓度的增加而显著,有效保护率与浓度呈现线性正相关。模拟现场应用质量分数为30%、35%的丁香酚α-松油醇醚乙醇溶液保护人体,处理1h,有效保护率分别为85.71%、90.82%。一般驱避剂的有效保护率≥80%可以认为有效,<80%则视为失去保护作用。而相同浓度(30%)的对照药α-松油醇和丁香酚其有效保护率均《80%。空白对照乙醇组4人全被叮咬,平均叮刺数24.5~26.3只/15min(表2)。[0062]表2几种丁香酚醇醚精油对白纹伊蚊的模拟现场空间驱蚊效果[0063]table2spatialrepellentefficacyofseveraleugenolalcoholetheressentialoilsagainstaedesalbopictusinthesimulatedfield[0064][0065][0066]4、化合物在野外现场的驱蚊效果[0067]野外现场驱蚊试验在2022年5月份,在蚊虫活动时间,于广东省科学院动物研究所大院内进行。大院内路旁树木以红花羊蹄甲、木棉树、芒果树、白玉兰、莲雾树,大叶榕树为主,建筑物周围的绿化带则主要种植花叶合果芋和翠芦莉。试验药组为质量分数25.0%、30.0%、35.0%、40.0%的丁香酚α-松油醇醚乙醇溶液,空白对照组为无水乙醇。各取1ml分别滴入盛有滤纸培养皿中,并将培养皿中置于室外绿化带树丛中蚊虫密集地方(距离地面高度约1m)。待药剂挥发1h后,4名测试人员均穿短衣短裤,裤脚挽起,膝关节以下踝关节以上部位裸露,每隔1h到药剂处站立15min,随时观察蚊虫叮刺情况,记录叮刺蚊虫数和叮刺时间。[0068]计算有效保护时间(h)和有效保护率(%)。有效保护率的计算公式如下:[0069][0070]野外现场驱蚊结果如下:[0071]野外现场应用质量分数为30%、35%、40%的丁香酚α-松油醇醚乙醇溶液保护人体,处理1h,无人被蚊虫叮咬,保护率均为100%;处理2h、3h,保护率均》80%。一般驱避剂的有效保护率大于等于80%可以认为有效,小于80%则视为失去保护作用。故野外现场2h、3h亦是有效保护。质量分数30%的丁香酚α-松油醇醚的乙醇溶液野外现场对人体的有效保护时间为3h。而相同浓度(30%)的对照药α-松油醇和丁香酚其有效保护率均《80%。空白对照乙醇组4人全被叮咬,平均叮刺数14.8~16.8只/15min(表3)。[0072]表3不同浓度丁香酚α-松油醇醚的野外现场空间驱蚊效果[0073]table3spatialrepellentefficacyofdifferentconcentrationsofeugenolα-terpineoletheragainstaedesalbopictusinthefield[0074][0075]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想,应当指出,对于本
技术领域
:的技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。当前第1页12当前第1页12
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