專利名稱：α－烷基－γ－甲叉－γ－丁內(nèi)酯作為農(nóng)用殺菌劑的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于防治小麥赤霉病和水稻白葉枯病的農(nóng)用殺菌劑。
現(xiàn)有防治小麥赤霉病的農(nóng)藥主要是多菌靈，防治水稻白葉枯病主要用噻枯唑。這兩種農(nóng)藥分別對上述的兩種病害有較好的防治效果。但農(nóng)業(yè)病害長期使用單一農(nóng)藥會逐漸產(chǎn)生抗藥性，藥物對病原菌的活性逐漸減弱。因此不斷開發(fā)新的農(nóng)藥品種是必要的。
英國《化學(xué)會志普爾金會刊I》(J.Chem.Soc，Perkin Trans.I，1981，582)，英國《四面體快報(bào)》(Tetrahedron Letter，1984，25，5323)和德國《合成》(Synthesis，1991，629)等報(bào)導(dǎo)過一些α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯化合物的合成方法，主要用作復(fù)雜有機(jī)物合成的中間體。至今國內(nèi)外文獻(xiàn)上未見將這類化合物用于防治小麥赤霉病和水稻白葉枯病的報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的是提供一類用于防治小麥赤霉病和水稻白葉枯病的新的農(nóng)用殺菌劑，該農(nóng)用殺菌劑具有較好的防治效果和較廣的殺菌譜。
這類農(nóng)用殺菌劑，特征在于其原藥化學(xué)成份中含有α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯，其結(jié)構(gòu)為
式中R為烷基；特別是當(dāng)R＝CH3，則為α-甲基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯，取代號為化合物I；R＝C2H5，則為α-乙基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯，取代號為化合物II；R＝n-C3H5，則為α-正丙基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯，取代號為化合物III；R＝n-C4H9，則為α-正丁基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯，取代號為化合物IV。提供這類化合物的一種合成路線如下
上述RX＝(CH3)2SO4，C2H5Br，n-C3H7Br，n-C4H9Br。
我們對天然產(chǎn)物原白頭翁素
及其類似物進(jìn)行了十幾年的系統(tǒng)研究。探索了其活性中心和構(gòu)效關(guān)系，研究了
和
的生物活性，發(fā)現(xiàn)原白頭翁素的環(huán)上甲叉是其活性中心，環(huán)內(nèi)雙鍵不起作用，然后又對γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯環(huán)上取代基的作用進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)環(huán)上α位的烷基取代基R對其活性大小有一定影響。環(huán)上α位含烷基取代基為甲基、乙基、正丙基、正丁基的γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯時(shí)，用于防治小麥赤霉病和水稻白葉病都有較好的殺菌活性。由此可以推知，凡是環(huán)上α-位有取代烷基的γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯都具有一定的殺菌效果。實(shí)驗(yàn)證明，上述化合物I、III和IV與現(xiàn)有的農(nóng)藥相比有突出的殺菌效果。
用上述化合物I-IV作為原藥，按照農(nóng)藥配制的一般方式，例如加乳化劑和有機(jī)溶劑配制成一定濃度的乳油，可用作農(nóng)用殺菌劑。例如，用20g原藥配成的乳油加50公斤水稀釋后大田噴霧可用于一畝農(nóng)田的病害防治。
本發(fā)明殺菌劑同時(shí)具有防治小麥赤霉病和水稻白葉枯病的作用。特別是化合物I和IV防治小麥赤霉病的效果優(yōu)于多菌靈，III防治水稻白葉枯病的效果優(yōu)于噻枯唑。
與現(xiàn)有的農(nóng)藥相比，本發(fā)明殺菌劑殺菌譜較廣?，F(xiàn)有農(nóng)藥殺菌劑一般僅對單一的病菌有效，例如多菌靈一般只用于防治真菌性的小麥赤霉病，噻枯唑一般只用于防治細(xì)菌性的水稻白葉枯病。而本發(fā)明殺菌劑既能用于防治小麥赤霉病，又能用于防治水稻白葉枯病。
本發(fā)明殺菌劑低毒。例如，I對溫血動物急性毒性試驗(yàn)為低毒；皮膚刺激試驗(yàn)證明對皮膚無刺激作用；對兔眼有中度刺激作用；Ames試驗(yàn)為陰性，即為非致突變劑；對天敵昆蟲的室內(nèi)毒力測定及大田噴霧結(jié)果都表明無不良影響；通過對鯉魚的急性毒性試驗(yàn)表明，對魚低毒。
以下為本發(fā)明農(nóng)用殺菌劑的一些實(shí)施例。
實(shí)施例1.化合物I-IV對小麥赤霉病病菌的離體活性試驗(yàn)。
按華南農(nóng)業(yè)大學(xué)主編的《植物化學(xué)保護(hù)》(農(nóng)業(yè)出版社，1990年，第2版)“生物測定”一章所采用的“菌藥生長速率抑制法”操作。
小麥赤霉病病菌經(jīng)3天27℃培養(yǎng)，制作菌絲菌碟，移入不同藥劑劑量的含藥培養(yǎng)基中，在27℃，經(jīng)48小時(shí)培養(yǎng)后，測量菌落擴(kuò)展直徑。將化合物I、II、III、IV原藥每藥劑配制6個(gè)劑量，分別為400、200、100、50、25、0ppm。每劑量三重復(fù)，每一重復(fù)放置3個(gè)菌碟，測量每一菌碟垂直相交的兩個(gè)直徑數(shù)據(jù)，對每一劑量共得18個(gè)數(shù)據(jù)，求其平均值。將各個(gè)劑量組平均值數(shù)據(jù)分別與對照組平均值數(shù)據(jù)按下列公式計(jì)算抑制百分率
然后用各個(gè)劑量和抑制率數(shù)據(jù)用直線回歸法求算回歸方程、抑制中濃度(EC50)和相關(guān)系數(shù)(r)。結(jié)果見表1.
表1.化合物I-IV對小麥赤霉病病菌的離體活性測定(1996.6)
從表1中的EC50值可看出，化合物I-IV抑制小麥赤霉病菌絲生長的活性順序是IV＞I＞III＞II。
附


圖1給出了其中化合物I對小麥赤霉病菌的離體活性測定結(jié)果照片。照片中從左到右上排三皿分別為400、200、100ppm、下排三皿分別為50、25、0ppm。
實(shí)施例2.化合物I-IV防治小麥赤霉病大田小區(qū)試驗(yàn)。
按如下配方(重量百分比)原藥I-IV(40％，)+乳化劑吐溫-80(12％)+乙醇(48％)配制農(nóng)藥殺菌劑。使用時(shí)用水稀釋后噴霧，于小麥揚(yáng)花期一次噴霧施藥，黃熟期調(diào)查計(jì)算病指?？紤]到大田小區(qū)試驗(yàn)選擇在代表不同的生態(tài)流行區(qū)?；衔颕用于防治小麥赤霉病的大田小區(qū)試驗(yàn)，于1993年在蕪湖縣和肥東縣，1994年在江蘇江寧縣上坊鄉(xiāng)泥西村、安徽蚌埠市長青鄉(xiāng)陶店村和合肥安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場，1995年在蕪湖市植保站和合肥安農(nóng)大農(nóng)場(因1995年安徽天氣長期干旱、小麥赤霉病發(fā)病率極低、導(dǎo)致大田試驗(yàn)未取得結(jié)果)，1996年在江蘇江寧上坊鄉(xiāng)泥西村和蚌埠市長青鄉(xiāng)陶店村、蕪湖地區(qū)農(nóng)科所試驗(yàn)田和蚌埠地區(qū)紅葉村實(shí)施、三年的結(jié)果基本一致；化合物II、III、IV的大田小區(qū)試驗(yàn)于1996年在蕪湖地區(qū)農(nóng)科所試驗(yàn)田和蚌埠地區(qū)紅葉村實(shí)施。分別使用武麥一號和揚(yáng)麥5號兩個(gè)小麥品種。藥劑用量20g/由。對照農(nóng)藥多菌靈用量37.5g/畝，每個(gè)小區(qū)面積33.3m2，所有試驗(yàn)三次重復(fù)。現(xiàn)將化合物I-IV的1996年大田小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果列于表2和表3。
表2.化合物I-IV防治小麥赤霉病大田小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果時(shí)間1996年，地點(diǎn)蕪湖地區(qū)農(nóng)科所試驗(yàn)田
表3.化合物I-IV防治小麥赤霉病大田小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果時(shí)間1996年，地點(diǎn)蚌埠地區(qū)紅葉村
實(shí)施例3.化合物I、III、IV防治水稻白葉枯病大田小區(qū)試驗(yàn)。
乳油配方及濃度同實(shí)施例2。于水稻孕穗期的發(fā)病初期一次噴霧施藥，施藥前及施藥后一周調(diào)查計(jì)算病指。I、III、IV防治水稻白葉枯病大田小區(qū)試驗(yàn)于1996年在蕪湖縣火龍崗鎮(zhèn)圍塘村和宣州市綠錦村實(shí)施。水稻品種分別為協(xié)優(yōu)63和汕優(yōu)63，藥劑用量20g/畝。對比藥劑20％噻枯唑w.p100g/畝，每個(gè)小區(qū)面積33.3m2。所有試驗(yàn)三次重復(fù)。現(xiàn)將化合物I、III、IV的1996年大田小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果列于表4和表5。
表4.化合物I、III、IV防治水稻白葉枯病的大田小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果時(shí)間1996年，地點(diǎn)蕪湖縣火龍崗鎮(zhèn)圍塘村
表5.化合物I、III、IV防治水稻白葉枯病的大田小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果時(shí)間1996年，地點(diǎn)宣州市綠錦村
實(shí)施例4.化合物I的毒性試驗(yàn)用原藥+乳化劑吐溫一80+溶劑乙醇配制成含原藥重量分別為20％、40％、60％的乳液備用(這幾種乳液中含乙醇重量分別為68％、48％、28％；含吐溫一80重量均為12％)。
(1)溫血動物急性毒性試驗(yàn)SD品系大鼠，成年體重250-300g/只，白色家兔(普通級)體重約1500g，經(jīng)口急性毒性采用一次灌胃給藥(2％體積)法，樣品系列劑量，每劑量大鼠10只(雌雄各半)，以蒸餾水稀釋并作空白對照。灌胃后正常飼養(yǎng)，逐日觀察并記錄各處理中毒死亡情況，直至14天。根據(jù)劑量和校正死亡率求LD50。經(jīng)皮急性毒性試驗(yàn)用局部涂敷法，取大白兔脊柱兩側(cè)面積9～16cm2皮膚，劑量為2000mg/kg，涂敷面積直徑為2.5cm(另側(cè)作對照，重復(fù)6次)。染毒4小時(shí)后用溫水洗凈，并開始正常飼養(yǎng)，逐日觀察并記錄中毒癥狀和死亡情況直至第14天。
皮膚刺激試驗(yàn)用大鼠10只(雌雄各半)。背部備皮4×5cm，24小時(shí)后一次涂原藥0.5ml，4小時(shí)后溫水沖洗干凈。經(jīng)6小時(shí)、24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)及第7天，觀察并記錄皮膚損傷及恢復(fù)情況。眼刺激試驗(yàn)將原藥0.1ml滴入大白兔右眼結(jié)膜囊，被動閉合30秒，用生理鹽水沖洗干凈(左眼滴入等量生理鹽水)，重復(fù)3次。滴藥后6小時(shí)、24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)、96小時(shí)和第7天，用2％熒光素鈉分別檢查結(jié)膜、角膜損害程度。
測定結(jié)果急性毒性LD50大鼠經(jīng)口為4673.9mg/kg(95％可信限4061.4～5378.7)，兔經(jīng)皮＞2000mg/kg(14天內(nèi)所有試驗(yàn)個(gè)體未現(xiàn)任何中毒癥狀)。根據(jù)我國農(nóng)藥急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)，屬低毒類化合物。皮膚刺激試驗(yàn)結(jié)果，大鼠皮膚在藥劑處理后未見紅斑、水腫等癥狀發(fā)生，證明對皮膚無刺激作用。對兔眼有中度刺激作用，受試后眼結(jié)膜充血、水腫、角膜潰瘍，7天后眼刺激平均指數(shù)為13.3。
(2)Ames試驗(yàn)根據(jù)農(nóng)藥安全評價(jià)中心要求，使用TA-97、TA-98、TA-100和TA-102標(biāo)準(zhǔn)菌株(經(jīng)生物學(xué)特性鑒定合格)，采用標(biāo)準(zhǔn)平板滲入法，預(yù)培養(yǎng)20分鐘，加入肝微粒體酶(和不加酶處理)，根據(jù)各劑量組回變菌落數(shù)與陰性對照組比較，求致突變性。
Ames試驗(yàn)經(jīng)2次重復(fù)，結(jié)果不論加或不加肝微粒體酶，各劑量組回變菌落數(shù)值(RT)與陰性對照值(RC)相比較，RT/RC均未超過2，所以化合物I的Ames試驗(yàn)為陰性，試驗(yàn)結(jié)果列于表6。
表6.化合物I的Ames試驗(yàn)結(jié)果組別劑量TA97 TA98TA100 TA102S9-溶劑 100±8.6 22.3±2.8 102.0±14.9 288.0±27蒸餾水 133.4±15.3 24.6±3.1 137.4±19.8 358.0±18.7敵克蟲 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+溶劑 129.0±23.6 31.5±9.4 133.0±2.4 363.1±77.3蒸餾水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)對天敵昆蟲安全性試驗(yàn)室內(nèi)毒力測定 異色瓢蟲[Leis axyidis(Pallas)]成蟲采自校園桃樹，飼以桃蚜，經(jīng)室內(nèi)3天飼養(yǎng)，溫度26℃自然光照。測定時(shí)選取蟲體大小一致、健康活潑個(gè)體。藥劑用丙酮配成系列濃度，微量點(diǎn)滴(1μl/頭)于成蟲胸部腹板中央，重復(fù)8～10次，并作對照處理，處理后加入飼料置恢復(fù)室中恒溫保濕通風(fēng)，經(jīng)12、24和48小時(shí)觀察記載結(jié)果。處理后12小時(shí)觀察，瓢蟲在I的最高劑量組(9150μg/ml)和最低劑量組(91.5μg/ml)均能正常爬行活動，未出現(xiàn)任何中毒癥狀，取食正常，蚜蟲數(shù)明顯減少，各劑量處理組和對照組情況相同。24小時(shí)及48小時(shí)持續(xù)觀察結(jié)果與12小時(shí)的相似。
大田噴霧對天敵種群的影響在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場小麥生產(chǎn)大田進(jìn)行，I為20g/666.7m2，同時(shí)設(shè)多菌靈(37.5g/666.7m2)和空白對照處理，小區(qū)面積132m2，重復(fù)2次。該麥田自小麥返青后直至試驗(yàn)期間不施用任何殺蟲劑。于瓢蟲盛發(fā)高峰期1次噴霧。施藥后3天、9天、15天和18天分別調(diào)查天敵昆蟲的種類和數(shù)量。乳油大田噴霧后第3天至第18天，對麥田益蟲，包括異色瓢蟲、七星瓢蟲[Coccinellaseptempunctacta(Linn)]、中華草蛉(Chrysopa sinica Tjedet)和食蚜蠅(Syrphus batteatasDe Geer)等各蟲態(tài)都相當(dāng)安全，其種群動態(tài)變化與多菌靈，或?qū)φ?未施用任何農(nóng)藥)基本相同。這說明對小麥大田穗期天敵昆蟲主要優(yōu)勢種的生長和發(fā)育無不良影響。
(4)魚毒試驗(yàn)鯉魚苗購自合肥市水產(chǎn)良種廠，均為同一天孵化，試驗(yàn)前先經(jīng)馴化飼養(yǎng)7天，馴化前期未出現(xiàn)死魚現(xiàn)象，后期死亡率穩(wěn)定在5％以下，混合飼養(yǎng)定時(shí)定量喂養(yǎng)、藥劑處理前半天開始，直至試驗(yàn)結(jié)束的過程中均不喂食，試驗(yàn)時(shí)魚體長2.0-2.7cm，每尾平均體重0.082g，個(gè)體健康活潑，養(yǎng)魚用水是經(jīng)室內(nèi)靜置和陽光曝曬4小時(shí)處理的自來水。試驗(yàn)時(shí)水溫23±1℃，水中溶解氧在5mg/L以上，pH＝6.5-7.0。
急性毒性試驗(yàn)采用半靜態(tài)法，將I的40％乳液按試驗(yàn)設(shè)計(jì)配成系列濃度，每處理3重復(fù)，每重復(fù)魚20尾，同時(shí)設(shè)空白對照，每缸加入的藥液量或清水量控制在每升1g魚重的范圍，室內(nèi)自然光條件下進(jìn)行，試液或清水每24小時(shí)更換一次，設(shè)100、50、40、30、20、10μg/ml6個(gè)系列濃度，觀察統(tǒng)計(jì)24、48、72和96小時(shí)鋰魚死亡情況，當(dāng)出現(xiàn)死魚時(shí)，立即撈出。
結(jié)果表明，當(dāng)鋰魚苗移入高劑量組(50、100μg/ml)藥液后，首先表現(xiàn)為興奮，游動加快，呼吸頻率增大，約持續(xù)5-30分鐘；繼而出現(xiàn)魚體上浮水面，游動異常，活動程度減弱，維持時(shí)間在1小時(shí)左右，而后的癥狀為魚體失去平衡，側(cè)游或頭下尾上地垂直于水中；最后反應(yīng)遲鈍，活動及呼吸微弱，側(cè)臥或仰臥水底，及至翻白浮在水面而死亡，從中毒癥狀出現(xiàn)到死亡的全過程最快的為6小時(shí)。
根據(jù)各處理組24、48、72和96小時(shí)的劑量-死亡率值，計(jì)算求得TLm、線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)r。(見表7)。
表7.化合物I對鯉魚的急性毒性
從表中看出各組測定結(jié)果，劑量與死亡率之間均呈正相關(guān)，大多表現(xiàn)為高度正相關(guān)，根據(jù)農(nóng)藥對魚類急性毒性的分級標(biāo)準(zhǔn)，其TLm(μg/ml)值均遠(yuǎn)低于10.0，故該化合物屬低毒類。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)用殺菌劑，特征在于其原藥化學(xué)成份中含有α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯，其結(jié)構(gòu)為
式中R為烷基；對該原藥采取一般農(nóng)藥的配制方法配成農(nóng)用殺菌劑可用于防治小麥赤霉病和水稻白葉枯病的用途。
2.如權(quán)利要求1所述農(nóng)用殺菌劑，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯中的α-烷基R為甲基，其用于防治小麥赤霉病的用途。
3.如權(quán)利要求1所述農(nóng)用殺菌劑，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯中的α-烷基R為乙基。
4.如權(quán)利要求1所述農(nóng)用殺菌劑，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯中的α-烷基R為正丙基，其用于防治水稻白葉枯病的用途。
5.如權(quán)利要求1所述農(nóng)用殺菌劑，特征在于所述α-烷基-γ-甲叉-γ-丁內(nèi)酯中的α-烷基R為正丁基；其用于防治小麥赤霉病的用途。
全文摘要
本發(fā)明農(nóng)用殺菌劑,將含有結(jié)構(gòu)為右式的α－烷基－γ－甲叉－γ－丁內(nèi)酯的原藥,按一般農(nóng)藥的配制方法配制成一定濃度的乳油,用于防治小麥赤霉病和水稻白葉枯病,具有良好效果。所述α－烷基包括甲基、乙基、正丙基、正丁基;本農(nóng)用殺菌劑具有較廣的殺菌譜,低毒,對皮膚無刺激作用。
文檔編號A01N43/02GK1197599SQ9711063
公開日1998年11月4日 申請日期1997年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月28日
發(fā)明者伍越寰, 吳恭謙, 王中夏, 張國洲, 鄭昌戈 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)