一种骆驼蓬碱类化合物及其在防治荔枝霜疫霉病方面的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于农药杀菌剂药物的应用技术领域。更具体地，涉及一种骆驼蓬碱类化 合物及其在防治荔枝霜疫霉病方面的应用。
【背景技术】
[0002] 荔枝霜疫霉病是发生在荔枝上非常严重的病害，病原是一种真菌，称为荔枝 霜疫霉（PeronophthoralitchiChen)，最早于1934年在中国台湾地区发现（ChenC C..SpecialPublicCollegeAgriculture,Natl.TaiwanUniversity, 1961，10:1-37. )〇该 病原真菌从荔枝抽出花穗到果实成熟乃至采后储运的整个过程都可造成极大的危害，能够 危害花序、结果小枝、幼果、果柄，也能危害近成熟的果实，果实中的病斑迅速扩大至全果， 使整个果实变色、脱落，造成大量落果，对产量影响严重。高湿时，嫩叶也能发病。该病的侵 染所需时间极短，且荔枝结果期间又多为阴雨天气，若不提前进行防治几乎年年都会流行 (戚佩坤，等?植物病理学报.1984, 14(2) : 113-119.)，严重者发病率达20 % -80 %以上。 而我国是目前世界上栽培荔枝最多的国家，据统计，荔枝每年因腐烂变质而造成的损失约 占总产量的20%以上（（1)胡新宇，等.食品与发酵工业，2001，27(4) :47-52 ;(2)张秀梅， 等?中国南方果树，2004,33(5):53-57)。
[0003]目前，荔枝霜疫霉病的防治药剂多为化学药剂，如甲霜灵、代森锰锌、施保克乳油、 普力克水剂、春雷霉素王铜可湿性粉剂、嘧菌酯、醚菌酯、氟吗啉、烯酰吗啉等，对荔枝霜疫 霉病菌有一定抑制效果。但是，在田间常用的化学杀菌剂如甲霜灵已产生不同程度的抗药 性（吴向辉，等.安徽农业科学，2005, 33 (2) : 36-37)。鉴于此，荔枝霜疫霉对大多数已有药 物已经产生了抗药性，对新型药物需求已经迫在眉睫，开发高效、低毒、低残留的新型荔枝 霜疫霉病防治剂，在技术储备或实际应用上都有积极作用。
[0004] 而植物源新型农药具有低毒、低残留、对环境友好等特点，使其具备非常广阔的开 发应用前景。胳盤蓬碱是一类主要存在于漠藜科胳盤蓬（PeganumharmalaL.)的天然 0 -咔啉类生物碱，具有突出的抗癌、杀虫、抑菌及抗病毒等多种生物活性，结构相对简单， 易于修饰改造，倍受国内外研究者关注。近年来，有研究发现对骆驼蓬碱对多种病菌具有 非常突出的抑菌效果（（1)符海波，等.草原与草坪，2008,（l)，44-48;(2)NenaahG.Fito terapia，2010, 81 (7)，779-782 ; (3)于志同，等.西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2012,（09)，72-76. (4)刘建新，等.西北植物学报，2003, 23, 2200-2203 ; (5)刘建新，等.西 北植物学报，2005, 25,1756-1760)。但是总体看来，目前的研究内容主要针对骆驼蓬碱粗 提物和简单衍生物的抑菌活性的初步测定，并已有相关的文献报道（（DRharrabeK.，et al.PesticideBiochemistryandPhysiology, 2007, 89, 137-145 ; (2)张前亮，等?农 药学学报，2013,15 (4)，388-392; (3)Song,H.etal.Bioorganic&MedicinalChemistry Letters2014, 24,（22) ,5228-5233.)。当前，针对骆驼蓬碱类化合物作为农药进行植物病 害防治应用方面研究报道还非常少见，还未见该类化合物及其在防治荔枝霜疫霉病菌、胶 胞炭疽菌、水稻纹枯病菌、烟草疫霉病菌、柑橘酸腐病菌和香蕉枯萎病菌中的研究报道，骆 驼蓬碱类化合物还没有深入到实际生产应用当中。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有荔枝霜疫霉病防治技术的缺陷和不足，提供 一种抑制荔枝霜疫霉生长的小分子化合物，即骆驼蓬碱类化合物作为防治荔枝霜疫霉病杀 菌剂的应用。
[0006] 本发明的目的是提供一种骆驼蓬碱类化合物及其在防治荔枝霜疫霉病菌、胶胞炭 疽菌、水稻纹枯病菌、烟草疫霉病菌、柑橘酸腐病菌或香蕉枯萎病菌等植物病原菌，尤其是 在防治蒸枝霜疫霉病方面的应用。
[0007] 本发明上述目的通过以下技术方案实现：
[0008] -种骆驼蓬碱类化合物，其化学结构式如式（I)所示：
[0009]
[0010] 其中，&选自苯基、对硝基苯基、对甲氧基苯基、3, 4, 5-三甲氧基苯基、对三氟甲基 苯基或对氯苯基；私选自乙基、异丙基、2-吡啶基或2-氯苯基；1?3选自氢或乙基。
[0011] 上述骆驼蓬碱类化合物在防治植物病原菌方面的应用，以及在制备防治植物病原 菌的农药杀菌剂中的应用在本发明的保护范围之内。
[0012] 其中，优选地，所述骆驼蓬碱类化合物对荔枝霜疫霉病菌、胶胞炭疽菌、水稻纹枯 病菌、烟草疫霉病菌、柑橘酸腐病菌或香蕉枯萎病菌的抑菌活性较显著。
[0013] 更优选地，是对荔枝霜疫霉病菌的抑菌活性最显著。
[0014] 另外，优选地，在应用时抑菌活性较好的骆驼蓬碱类化合物为N-(2-吡啶 基）-1-苯基-f3-咔啉-3-甲酰胺（F4)、N_邻氯苯基-1-苯基-f3-咔啉-3-甲酰胺 (F5)、N- (2-吡啶基）-1-对硝基苯基-0 -咔啉-3-甲酰胺（F9)、N-邻氯苯基-1-对硝基 苯基-0-咔啉-3-甲酰胺（F10)、N-(2-吡啶基）-1_对甲氧基苯基-0-咔啉-3-甲酰 胺（F14)、N，N-二乙基-l-(3,4,5-三甲氧基苯基咔啉-3-甲酰胺（F17)、N-邻氯苯 基-1-(3, 4, 5-三甲氧基苯基）-f3 -咔啉-3-甲酰胺（F20)、N-(2-吡啶基）-1_对三氟甲基 苯基-0 -咔啉-3-甲酰胺（F24)、N-邻氯苯基-1-对三氟甲基苯基-0 -咔啉-3-甲酰胺 (F25)、N,N-二乙基-1-对氣苯基-0 -味琳_3_甲醜胺（F27)或N-邻氣苯基-1-对氣苯 基-0-咔啉-3-甲酰胺（F30)。
[0015] 其中，抑菌活性更好的所述骆驼蓬碱类化合物为N-(2-吡啶基）-1_苯基-咔 啉-3-甲酰胺（F4)、N-邻氯苯基-1-苯基-0 -咔啉-3-甲酰胺（F5)、N- (2-吡啶基）-1-对 硝基苯基-f3-咔啉-3-甲酰胺（F9)、N-邻氯苯基-l-(3,4,5-三甲氧基苯基）-f3-咔 啉-3-甲酰胺（F20)、N- (2-吡啶基）-1-对三氟甲基苯基-0 -咔啉-3-甲酰胺（F24)、N-邻 氯苯基-1-对三氟甲基苯基--咔啉-3-甲酰胺（F25)、N，N-二乙基-1-对氯苯基--咔 啉-3-甲酰胺（F27)或N-邻氯苯基-1-对氯苯基-0 -味啉-3-甲酰胺（F30)。
[0016] 更优选地，所述骆驼蓬碱类化合物为N-(2_吡啶基）_1_苯基-咔啉-3-甲酰 胺（F4)、N-邻氯苯基-1-苯基-0-咔啉-3-甲酰胺（F5)、N-邻氯苯基-l-(3,4,5-三甲氧 基苯基）-f3-咔啉-3-甲酰胺（F20)、N-(2-吡啶基）-1_对三氟甲基苯基-f3-咔啉-3-甲 酰胺（F24)、N-邻氯苯基-1-对三氟甲基苯基-0-咔啉-3-甲酰胺（F25)或N，N-二乙 基对氣苯基-0 -味琳-3_甲醜胺（F27)。
[0017] 最优选地，所述骆驼蓬碱类化合物为N- (2-吡啶基）-1-苯基-0 -咔啉-3-甲酰胺 (F4)，英文名称为N- (2-pyridyl) -l-phenyl-9H-pyrido[3, 4_b]indole-3-formamide，其分 子式为C23H16N40 ;分子量为364,其化学结构式如式（II)所不：
[0018]
[0019] 本发明合成了一系列的式（I)所示的骆驼蓬碱类化合物，并测定了其对六种不同 病原真菌的抑制作用，本发明将l〇〇mg/L的候选化合物添加到病原真菌的培养基中，并将 接种了病原真菌的含有候选化合物的培养基于25°C培养3-7天，通过十字交叉法来比较判 断病原真菌是否受到了抑制。然后选出骆驼蓬碱类化合物离体抑制效果最好的病原真菌荔 枝霜疫霉用离体叶片法，测定所有化合物对荔枝霜疫霉在活体条件中的抑制效果。
[0020] 实验结果显示，大部分骆驼蓬碱类化合物对六种不同病原真菌均有一定的抑制作 用，能够抑制植物病原真菌的菌丝生长。其中对卵菌纲病原真菌的荔枝霜疫霉和烟草疫霉 抑制效果较好，而对荔枝霜疫霉的抑制效果最优。其中，F4、F5、F17、F20、F24、F25、F27对 六种病原真菌产生了广谱抑制活性，而且对荔枝霜疫霉病菌的抑制效果最好；F9、F10、F14、 F30也对荔枝霜疫霉病菌有较好的抑制活性。而且，大部分骆驼蓬碱类化合物对荔枝霜疫霉 都能表现出一定的保护效果和治疗效果，且大部分的骆驼蓬碱类化合物以保护效果为主。 其中尤以化合物F4化合物对荔枝霜疫霉的保护作用和治疗作用均表现出优异的效果，保 护效果达到92. 59%，而治疗效果为59. 26%。
[0021] 综合判断，尤其是化合物F4对六种病原真菌的抑制活性较好，而且对荔枝霜疫霉 病菌的抑制效果最好，达到95. 89%出(：5。为8. 6mg/L，EC95为86mg/L，表现出对荔枝霜疫霉 优异的抑制活性。
[0022] 实验过程中骆驼蓬碱类化合物的数据与对照药剂甲霜灵的数据比较评价得到具 有抑制荔枝霜疫霉的化合物，结论更加可靠。还对筛选出的活性最好的化合物F4对荔枝霜 疫霉的孢子囊的抑制作用进行了离体测试，发现化合物F4对荔枝霜疫霉的孢子囊的产生 和萌发都有显著的抑制作用。
[0023] 本发明具有以下有益效果：
[0024] 本发明公开了一种对多种病原菌具有较好抑制作用的骆驼蓬碱类化合物，其中尤 其是对荔枝霜疫霉的抑制和防治效果最好，因此，本发明的小分子化合物可以作为防治荔 枝霜疫霉病的新农药进行开发，为防治荔枝霜疫霉病提供一种新的途径和手段。而且具有 以下显著的优势：
[0025]1、本发明获得的小分子化合物分子量小，结构相对简单，合成容易。
[0026] 2、本发明获得的小分子化合物特异性好，能够有效抑制荔枝霜疫霉菌丝的生长、 孢子囊的产生和萌发。
[0027] 3、本发明获得的小分子化合物抑制荔枝霜疫霉的效果可以接近防治荔枝霜疫霉 药物甲霜灵，且在抑制荔枝霜疫霉孢子囊萌发的效果显著优于甲霜灵。
【具体实施方式】
[0028] 以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的 限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0029] 除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0030] 实施例1N-乙基-1-苯基--咔啉-3-甲酰胺（F1)
[0031] 1、步骤A:1_苯基_1，2, 3, 4_四氛-0-P专琳_3_駿酸（2)的合成
[0032] 称取20.4gL-色氨酸（0.lmol)于装有电热套和电动搅拌器的三口烧瓶中，搅拌 下加入100mL冰乙酸，同时加入12. 25g苯甲醛（0. 12mol)，室温搅拌15min后，升温到80~ 100°C反应10h，薄层色谱跟踪至色氨酸消失，停止加热，冷却至室温有沉淀生成，过滤，滤 液减压浓缩，除去过量的乙酸和水，得到大量浅棕色片状物，水洗后得到白色产物，即1-苯 基-1，2, 3,4-四氢--咔啉-3-羧酸，产率85%。
[0033] 2、步骤B:1_苯基_1，2, 3, 4_四氛-0 -味琳_3_駿酸甲酯（3)的合成
[0034] 在冰盐浴下，将5mL氯化亚砜缓慢滴加于100mL甲醇中，搅拌15min后除去冰盐 浴。向反应混合物中加入14. 62g1-苯基-1，2, 3, 4-四氢-咔啉-3-羧酸（0. 05mol)， 室温搅拌30min后，缓慢升温，加热回流6h，薄层色谱跟踪反应结束，减压蒸出过量的氯化 亚砜和溶剂，冷却后将残渣用水溶解并用10%氢氧化钠溶液调节溶液PH值至6~7,析 出沉淀，过滤，干燥，用甲醇重结晶得到无色透明晶体，即1-苯基-1，2, 3, 4-四氢-咔 啉-3-羧酸甲酯。
[0035] 3、步骤C:1_苯基-咔啉-3-羧酸甲酯⑷的合成
[0036]称取 6. 12g1-苯基-1，2, 3, 4-四氢-咔啉-3-羧酸甲酯（0. 02mol)，用 50mL N，N-二甲基甲酰胺溶解，冰盐浴及搅拌下分次加入4. 5gKMn04 (0 . 0 28mol)，反应大量放热。 反应混合物搅拌lh后，TLC显示原料消失，撤去冰浴、室温搅拌过夜、抽滤、滤液减压浓缩至 干，得到的固体用乙醇重结晶，得浅黄色固体，即1-苯基_咔啉-3-羧酸甲酯。
[0037] 4、步骤D: 1-苯基-0 -咔啉-3-羧酸（6)的合成
[0038] 取3. 02g1-苯基-味啉-3-羧酸甲酯（0.Ol