若干昆虫信息素及其氟取代类似物的合成、结构-活性研究

来源 :中国科学院动物研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dyq135621
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据文献报道,实验室一般多以橙花叔醇为原料来合成蚜虫的报警信息素(反)-β-法尼烯。橙花叔醇脱水生成(反)-β-法尼烯是典型的气-固催化反应,制约该反应的是气体的扩散速率。我们尝试了流化床,根据初步的实验结果,发现流化床可以比较好地解决气固催化反应中的扩散问题,提高橙花叔醇的转化率。 将(反)-β-法尼烯与杀虫剂(氧化乐果+敌敌畏)混用,在北京大兴南郊农场进行防治麦蚜的试验。与单独使用杀虫剂相比,加入(反)-β-法尼烯可以使杀虫剂用量至少减少25%,而且提高了田间的益虫和蚜虫之比。 大多数蚜虫性信息素的主要成份是荆芥醇和荆芥内酯,只是比例不同而已。以香茅醛为原料合成荆芥醇和荆芥内酯。我们改进了合成条件,提高了荆芥内酯的产率。合成得到的荆芥醇和荆芥内酯经过提纯后,可以用于田间诱蚜试验。 氟原子的范德华半径1.65(A),氢原子为1.50(A),氟原子只比氢原子大10%,但氟原子的电负性比氢原子大得多。将氟原子引入到分子当中,取代其中的氢原子,分子的极性增加,但分子的体积和表面积却没有太大的的变化。以氟原子作为等排原子取代信息素中的氢原子,在信息素的感知及新陈代谢的研究上已经被广泛地应用。科学家已对几种昆虫信息素的氟取代类似物的活性进行了研究。研究发现,根据氟原子取代的位置和数目,信息素氟取代类似物表现出多种的生物活性,如吸引、协同或驱拒。 许多种蚜虫的报警信息素是(反)-β-法尼烯,在田间条件下易挥发和被氧化,不利于在农业生产中的有效应用。许多学者对(反)-β-法尼烯分子进行了改造,希望寻找出更为稳定而且又具有报警活性的(反)-β-法尼烯类似物,以实现在田间条件下的大量应用。我们利用PowerFit对500个1F、2F和3F取代的(反)-β-法尼烯类似物进行叠合计算。从中筛选出可能具有活性的1F,2F,3F的类似物个各1个。其活性需要得到以后的EAG及其田间实验的验证。 棉铃虫性信息素的主要成分为Z-9-16碳烯醛和Z-11-16碳烯醛。我们利用PowerFit对30个1F取代的z-9-16碳烯醛和z-11-16碳烯醛类似物进行叠合计算。从中筛选出可能具有活性的1F取代物个各1个。我们合成其中1个类似物16-F-Z-9-16:Ald,并对其进行EAG生物活性的测定。与Z-9-16:Ald相比,16-F-Z-9-16:Ald的EAG值略低,在5%的水平上,并无显著差异。信息素分子的氢原子被氟元素取代后,其分子的极性、柔韧性、疏水性都会发生变化。但最重要的是,氟取代类似物的低的亲脂性阻碍了它与受体的相互作用。尽管氟取代对信息素分子空间的影响是很小的,但是C-F键强的永久偶极也许会干扰分子中双键和受体的结合,这也可能是导致氟取代物的活性有所降低的因素之一。玉米螟、西枞色卷蛾的性信息素分子1氟取代物已经证明具有田间括性。我们预测,16-F-Z-9-16:Ald在风洞试验或田间试验中,应该具有较好的活性。
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