專利名稱：對(duì)抗松木線蟲(chóng)的害物防治化學(xué)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防治松木線蟲(chóng)(Bursaphelenchus xylophilus Mamiya和Kiyohara)的害物防治化學(xué)品，且特別涉及對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑和殺線蟲(chóng)劑，它含有包含在松樹(shù)如馬尾松(Pinus massoniana Lamb)，美洲五葉松(Pinus strobus L)和美國(guó)長(zhǎng)葉松(Pinus palustris Mill)中的物質(zhì)，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的含有羥基芪的殺線蟲(chóng)劑，以及合成羥基芪的方法。
已經(jīng)知道，松木線蟲(chóng)，食菌線蟲(chóng)，進(jìn)入植物組織并繁殖而引起松樹(shù)死亡。
松木線蟲(chóng)引起松樹(shù)死亡的機(jī)理被認(rèn)為如下述a)伴隨松木線蟲(chóng)的侵染，在松樹(shù)中會(huì)產(chǎn)生毒素(植物抗毒素)如苯甲酸(1)，兒茶酚(2)，二氫松柏醇(3)，8-羥基香芹鞣酮(4)和10-羥基馬鞭草烯酮;
b)線蟲(chóng)分泌纖維素酶;
c)線蟲(chóng)侵后，松樹(shù)的管胞被α-蒎烯和β-蒎烯的非常態(tài)積累所堵塞，且d)線蟲(chóng)侵染后，通過(guò)在松樹(shù)內(nèi)繁殖的霉菌分泌毒素。
松木線蟲(chóng)是通過(guò)有害的昆蟲(chóng)如松天牛(Monochamus alternatus Hope)傳播到松樹(shù)上的。
防止松樹(shù)死亡松木線蟲(chóng)的現(xiàn)有技術(shù)主要包括(1)在松天牛從受害樹(shù)逃出帶走線蟲(chóng)之前砍倒受害的樹(shù)以消滅在受害樹(shù)上的卵、蛹和成蟲(chóng)，這種作法直接造成松樹(shù)的死亡，和(2)施用殺蟲(chóng)劑(噴灑和散布農(nóng)藥)以防止松天牛孵化后長(zhǎng)大成熟并逃逸。這里采用的殺蟲(chóng)劑包括有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑，西維因(1-萘基-N-甲苯氨基甲酸酯)，稻豐散(二甲基二硫磷?；交宜嵋阴?，二溴乙烷(1，2-二溴乙烷)，倍硫磷(O，O-二甲基-O-[3-甲基-4-(硫代甲基)苯基]硫代磷酸酯和殺螟松(二甲基(3-甲基-4-硝基苯基)硫代磷酸酯)。
除了上述用于松天牛的殺蟲(chóng)劑外，在松樹(shù)上直接消滅松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)劑包括鹽酸左咪唑劑，其中含有鹽酸左咪唑作為主要的殺蟲(chóng)劑成分(商品名“Century”，Mitsubishi Petrochemical Co.LTD.，日本)，mesulfenfos(商品名“Nemanon”，Nihon Bayer Agro Chem.K/K，日本)和噻吩乙烯嘧啶酒石酸鹽(商品名“Greenguard”，F(xiàn)izer Pharmaceutical INC，日本)。
消滅松天牛的現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問(wèn)題(1)需要大量的勞動(dòng)力。
(2)由于每年松天牛孵化和逃逸的時(shí)間不同，很難決定施用殺蟲(chóng)劑的適當(dāng)時(shí)機(jī)。
(3)殺蟲(chóng)劑的效果逐漸降低。
(4)在森林和田地，為了獲得滅生的效果，每單位面積需要的劑量通常是用于農(nóng)業(yè)上的10倍。
(5)社會(huì)問(wèn)題如在土壤中和水系統(tǒng)中殘留殺蟲(chóng)劑，以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，如周圍的動(dòng)物和植物。
由于這些問(wèn)題不能夠獲得足夠的防治效果。
(6)以前合成的，用于在樹(shù)木上直接消滅松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)劑是有效的，但是由于它們的毒性在安全上存在問(wèn)題。
到目前為止完全不知道用有機(jī)溶劑提取松樹(shù)的提取物，提取的化合物或羥基芪是控制松木線蟲(chóng)的有效的害物防治化學(xué)品。
作為消滅松木線蟲(chóng)深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)馬尾松，美洲五葉松和美國(guó)長(zhǎng)葉松包含具有驅(qū)避活性和殺線蟲(chóng)活性的物質(zhì)，以對(duì)抗松木線蟲(chóng)，這些物質(zhì)在安全性方面不存在問(wèn)題，且羥基芪具有抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性，如此完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供了(1)用有機(jī)溶劑從松樹(shù)中提取的，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的病蟲(chóng)害防治化學(xué)品，(2)含α-葎草烯或α-葎草烯和β-紅沒(méi)藥烯混合物的，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑，(3)包含α-蒎烯和白菖油萜混合物的，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑，(4)包含阿魏酸甲基酯，(+)-松脂酚或它的混合物的，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)劑，(5)包含羥基芪或它的鹽的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)劑，和(6)制備羥基芪或它的鹽的方法，其中包括采用Wittig-Horner反應(yīng)，從磷酸苯甲酯和甲氧基苯甲醛合成甲氧基芪，進(jìn)行去甲基化反應(yīng)獲得羥基芪，且如果需要通過(guò)常規(guī)方法制備它的鹽。


圖1表示從松樹(shù)中提取活性成分工藝的流程圖;
圖2表示從美洲五葉松中提取抗松木線蟲(chóng)的具有殺線蟲(chóng)活性物質(zhì)的工藝流程圖;且圖3表示提取對(duì)抗松木線蟲(chóng)的，具有殺線蟲(chóng)活性的，并存在于美洲五葉松芯材中的物質(zhì)的工藝流程圖。
從松木中提取活性成分時(shí)采用的有機(jī)溶劑包括醇類，如甲醇、乙醇、丁醇;酯類如乙酸乙酯、乙酸甲酯;烴類如戊烷、己烷、庚烷;鹵代烴如氯仿、二氯甲烷;芳香烴如苯、甲苯;醚類如乙醚、甲醚、甲基乙基醚和酮類如丙酮、甲基乙基酮。
通過(guò)示于
圖1的方法，用有機(jī)溶劑從松木中提取活性成分。將松樹(shù)枝細(xì)細(xì)切碎，并在室溫到55℃下，浸漬在甲醇中大約1到3月，接著過(guò)濾。由此獲得的甲醇溶液伴隨振蕩與戊烷混合，并從戊烷部分中分離甲醇層。濃縮甲醇溶液并冷凍干燥得到不揮發(fā)成分。所得的非揮發(fā)成分是具有木材味道的、粘稠的棕色塊。另一方面，濃縮戊烷溶液獲得揮發(fā)成分，揮發(fā)成分是棕色油且旋光度為[α]25D-6.0°(C5.9，CHCl3)。上述非揮發(fā)成分如下述進(jìn)一步處理。
接著，對(duì)非揮發(fā)性成分，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性和被測(cè)松樹(shù)對(duì)抗松木線蟲(chóng)的抗性示于表1。
根據(jù)下述的方法，對(duì)殺線蟲(chóng)活性進(jìn)行測(cè)定1)大約300頭繁殖的松木線蟲(chóng)培養(yǎng)在甘薯灰霉僵腐病(Botorytis cinerea)菌落上，將其放到塑料培替氏皿上以計(jì)數(shù)(直徑5.5cm)。
2)將樣品溶于2%乙醇溶液，分別制備濃度為1，000ppm，100ppm和10ppm的供試溶液。
3)將4ml每種供試溶液倒入上述已放入線蟲(chóng)的培替氏皿中。作為對(duì)照的是2%乙醇溶液，其中未采用溶解的樣品。
4)在10℃使供試溶液靜置在黑暗中，并在立體顯微鏡下每24小時(shí)記錄活動(dòng)的線蟲(chóng)數(shù)，記錄3天，由此確定存活率。對(duì)每種溶液，在相同條件下重復(fù)5次實(shí)驗(yàn)，且由此測(cè)定平均值，將它作為平均存活率。在這種情況下，在對(duì)照試驗(yàn)溶液中的線蟲(chóng)的平均存活率是99.5%，且每次它的標(biāo)準(zhǔn)誤差是±3%。
5)用相對(duì)的死亡率表示殺線蟲(chóng)的活性。通過(guò)下述的公式確定相對(duì)的死亡率相對(duì)死亡率(%)＝100- (樣品溶液中平均存活率)/(對(duì)照溶液中平均存活率) ×100對(duì)松木線蟲(chóng)的抗性，采用的是在Shinrin Byochu-jugai Bojo-gijutsu，321頁(yè)(1981)(日本森林保護(hù)協(xié)會(huì)出版)中公開(kāi)的數(shù)據(jù)。
表1松樹(shù)(樹(shù)枝)中含有的非揮發(fā)性成分的殺線蟲(chóng)活性和松樹(shù)對(duì)松木線蟲(chóng)的抗性相對(duì)死亡率(%)(1000ppm)松樹(shù) 一天后 抗性等級(jí)美洲五葉松 54.1 高抗美國(guó)長(zhǎng)葉松 45.1 高抗短葉松 38.3 抗火炬松 37.0 高抗馬尾松 36.8 抗Pinus elliottii L. 34.4 抗剛松(Pinus rigida Mill) 27.2 抗歐洲赤松 6.3 高敏感日本赤松 0.0 敏感日本黑松 0.0 高敏感(示于表1的抗性數(shù)據(jù)引證于Shinrin Byochu-jugai Bojo-gijutsu，日本森林保護(hù)協(xié)會(huì)公開(kāi)。)從表1所示結(jié)果清楚地說(shuō)明美洲五葉松、美國(guó)長(zhǎng)葉松、馬尾松、短葉松(Pinus echinata Mill.)，火炬松(Pinus taeda L.)和Pinus elliottii L松樹(shù)包含具有抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性物質(zhì)。
因此，上述從美洲五葉松樹(shù)皮和芯材獲得的非揮發(fā)性成分，根據(jù)示于圖2的方法進(jìn)一步處理，得到四種餾分。對(duì)這些餾分，測(cè)定了抗木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性。實(shí)驗(yàn)根據(jù)上述的方法進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在表2中給出。該結(jié)果揭示出，殺線蟲(chóng)包含在松樹(shù)的芯材中。
進(jìn)一步的，它們揭示出殺線蟲(chóng)包含在氯仿可溶餾分，乙酸乙酯可溶餾分和丁醇可溶餾分。
表2從美洲五葉松樹(shù)皮和芯材獲得的四種餾分的抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性相對(duì)死亡率(%)(1000ppm)餾分 樹(shù)皮(1.3Kg) 芯材(11.2Kg)乙酸乙酯可溶餾分 56.6(8.2g) 99.8(82.1g)氯仿可溶餾分 0.0(28.5g) 100(10.1g)丁醇可溶餾分 62.1(24.1g) 94.5(17.3g)水溶餾分 0.0(28.4g) 0.0(36.5g)隨后，根據(jù)示于圖3的方法處理美洲五葉松的芯材，以獲得乙酸乙酯可溶餾分和丁醇可溶餾分。此后，乙酸乙酯可溶餾分進(jìn)行硅膠色譜得到的兩個(gè)活性餾分A-1和A-2。另一方面，丁醇可溶餾分進(jìn)行凝膠過(guò)濾色譜，硅膠色譜和隨后的高效液相制備色譜，由此獲得通過(guò)下式表示的赤松素單甲基醚
赤松素單甲基醚對(duì)根據(jù)下述方法從馬尾松中獲得的本發(fā)明的阿魏酸甲基酯，(+)-松脂酚和赤松素單甲基醚，和對(duì)農(nóng)藥，“Century”(商品名Mitsubishi Petrochemical Co.，LTD.，日本)，測(cè)定殺線蟲(chóng)活性。實(shí)驗(yàn)如上述進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果示于表3。
表3從美洲五葉松和馬尾松中獲得的物質(zhì)具有的抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性相對(duì)死亡率(%)濃度 1天后 2天后 3天后(ppm)美洲五葉松A1 100 43.8 49.1A2 100 41.5 57.8馬尾松阿魏酸甲基酯 100 20.6 45.5 82.7(+)-松脂酚 100 23.0 46.9 62.7赤松素單甲基醚10 100 1005 32.7 35.54 26.6 28.6農(nóng)藥,"Century" 100 88.5 89.4 91.610 41.9 51.7 54.1
赤松素單甲基醚和此外結(jié)構(gòu)類似的它的衍生物的殺線蟲(chóng)活性在表4中給出。
表4相對(duì)死亡率(%)
在防治松木線蟲(chóng)的害物防治化學(xué)品中，含有這些提取物，提取成分的含量為1到2%，且提取成分與其它已知載體結(jié)合使用。
本發(fā)明驅(qū)避劑成分之一的α-葎草烯，存在于馬尾松的芯材中，且是通過(guò)用有機(jī)溶劑提取馬尾松芯材而得到，有機(jī)溶劑如醇類、酯類、烴類、鹵代烴類、芳香烴類、醚類和酮類。
由此獲得的α-葎草烯具有的對(duì)抗松木線蟲(chóng)(第4階段)的驅(qū)避活性在表5中給出。
測(cè)試驅(qū)避劑活性的方法將在下面敘述。
本發(fā)明的驅(qū)避劑包含數(shù)量為1到2%的與其它已知載體結(jié)合的α-葎草烯。
含α-葎草烯和β-紅沒(méi)藥烯的組合物能提高驅(qū)避活性。盡管β-紅沒(méi)藥烯的量不被限定，但它優(yōu)選的量是α-葎草烯的大約30至50%。
與α-葎草烯不同的，且具有對(duì)抗松木線蟲(chóng)驅(qū)避劑活性的萜烯烴類包括α-蒎烯、β-布藜烯和白菖油萜。
進(jìn)一步的，通過(guò)例如下述的方法，獲得顯示出對(duì)抗松木線蟲(chóng)驅(qū)避活性的萜烯烴的混合物。
根據(jù)示于
圖1的方法處理馬尾松的芯材(13Kg)，得到揮發(fā)性成分(14g)。將揮發(fā)性成分反復(fù)進(jìn)行硅膠色譜分離，得到混合物Ⅰ(1.1g)[α-葎草烯(60%)+β-紅沒(méi)藥烯(40%)]和混合物Ⅱ(1.5g)[α-蒎烯(60%)+白菖油萜(40%)]，每種都是顯示出對(duì)抗松木線蟲(chóng)驅(qū)避活性的兩種萜烯烴的混合物。
這些化合物通過(guò)下式表示
如以下所示，測(cè)定這些萜烯烴對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避活性。
將測(cè)定對(duì)抗松木線蟲(chóng)吸引活性的方法(T-試管法)[M.Ishikawa，Y.Shuto和H.Watanabe，Agric.Biol.Chem.，50，1863(1986)]部分地修改，經(jīng)測(cè)定對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避活性(表4和5)。
即，在Watanabe方法中，使樣品吸附到沸石上、并將空氣吹至沸石的表面，由此擴(kuò)散樣品的蒸氣。與之對(duì)比，在本發(fā)明中，樣品事先溶于表面活性劑(0.1%Triton X-100)的水溶液中，并將通過(guò)活性碳過(guò)濾純化的空氣吹入溶液，由此擴(kuò)散樣品的蒸氣。這使得進(jìn)行長(zhǎng)為18小時(shí)的活性實(shí)驗(yàn)成為可能(在這種情況下的Watanabe方法是3小時(shí))，由此可獲得重復(fù)性更好的數(shù)據(jù)。通過(guò)從松天牛中分離獲得傳播松木線蟲(chóng)，松天牛在六月至八月間長(zhǎng)翅并從松樹(shù)上逃逸。松木線蟲(chóng)(所有階段)的繁殖與在上述測(cè)定殺線蟲(chóng)活性中采用的方法相同。
實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在表5和表6中給出。
表5α-葎草烯對(duì)松木線蟲(chóng)的驅(qū)避活性驅(qū)避指數(shù)傳播線蟲(chóng) 繁殖線蟲(chóng)α-葎草烯 26.7±5.8 10.5±4.6驅(qū)避指數(shù)＝ (對(duì)照方面的線蟲(chóng)數(shù)-樣品方面的線蟲(chóng)數(shù))/(對(duì)照方面的線蟲(chóng)數(shù)+樣品方面的線蟲(chóng)數(shù)) ×100%
通過(guò)T-試管方法對(duì)驅(qū)避劑進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)5次。
表6萜烯烴混合物對(duì)傳播線蟲(chóng)的驅(qū)避活性混合物 驅(qū)避活性(A)α-葎草烯(60%) +47.1 ±19.3β-紅沒(méi)藥烯(40%)(B)α-蒎烯(60%) +44.5 ±18.4白菖油萜(40%)加入β-紅沒(méi)藥烯到α-葎草烯中顯示出較強(qiáng)的驅(qū)避活性。
通過(guò)下式表示的阿魏酸甲基酯和(+)-松脂酚，具有對(duì)抗繁殖的松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性，且是從馬尾松外皮中獲得。
阿魏酸甲基酯
(+)-松脂酚通過(guò)處理馬尾松皮獲得這些化合物，這些化合物的分離和提取采用上述類似的方法，采用相同的有機(jī)溶劑。
阿魏酸甲基酯還可通過(guò)市售的阿魏酸與重氮甲烷的甲基化作用而制備。
對(duì)這些化合物，測(cè)定了對(duì)抗繁殖松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性。實(shí)驗(yàn)方法與上述相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表7和表8中給出。
表7對(duì)抗繁殖的松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性相對(duì)死亡率(%)(100ppm)一天后 二天后 三天后阿魏酸甲基酯 20.6 45.5 82.7(+)-松脂酚 23.0 46.9 62.7農(nóng)藥 88.5 89.4 91.6"Century"相對(duì)死亡率(%)＝100- (樣品溶液中線蟲(chóng)的存活率)/(對(duì)照溶液中線蟲(chóng)的存活率) ×100
表8阿魏酸甲基酯和其六個(gè)衍生物，對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性
進(jìn)一步的，測(cè)定了示于表9中的單羥基芪和其鹽的對(duì)抗松木線蟲(chóng)和殺線蟲(chóng)活性。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果示于表10。通過(guò)這些結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)單羥基芪類似于赤松素單甲基醚，具有比赤松素單甲基醚強(qiáng)的殺線蟲(chóng)活性。
以下述的方法進(jìn)行此殺線蟲(chóng)活性實(shí)驗(yàn)。再次培養(yǎng)的純Shimabara種的繁殖松木線蟲(chóng)，用于此殺線蟲(chóng)活性實(shí)驗(yàn)。
首先，線蟲(chóng)被放在培替代皿中以計(jì)數(shù)，并在立體顯微鏡下記錄移動(dòng)的線蟲(chóng)數(shù)。
然后，將每種實(shí)驗(yàn)溶液倒入培替氏皿，然后在10℃靜置在黑暗中。實(shí)驗(yàn)用溶液的濃度為100ppm、50ppm、10ppm、5ppm、2ppm、1ppm和0.5ppm。
1天和2天后，再次記錄移動(dòng)的線蟲(chóng)數(shù)。
將不能移動(dòng)的線蟲(chóng)認(rèn)作死亡，最初存活的線蟲(chóng)數(shù)與其中死亡的線蟲(chóng)的比例，計(jì)算作為死亡率。
用對(duì)照溶液比較以確定線蟲(chóng)是否真的被樣品殺死，對(duì)照采用1%乙醇溶液。
表9
表9(續(xù))
表9(續(xù))
表9(續(xù))
表10線蟲(chóng)死亡率(%)(兩天后)樣品號(hào) 100 50 10 5 2 1 0.5(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)1 100 100 100 88 11 - -2 14 4 - - - - -3 100 69 12 - - - -4 56 44 - - - - -5 100 100 9 4 - - -6 1 - - - - - -7 100 48 - - - - -8 0 - - - - - -9 100 100 100 99 80 61 0.510 98 99 - - - - -
表10(續(xù))線蟲(chóng)死亡率(%)(兩天后)樣品號(hào) 100 50 10 5 2 1 0.5(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)11 100 100 100 100 97 9 -12 30 - - - - - -13 100 100 92 95 83 44 3414 20 - - - - - -15 100 100 13 - - - -16 100 100 0 - - - -17 41 - - - - - -18 - - 42 19 17 - -19 100 100 100 64 2 - -20 100 100 98 - - - -
表10(續(xù))線蟲(chóng)死亡率(%)(兩天后)樣品號(hào) 100 50 10 5 2 1 0.5(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)21 19 - - - - - -22*100 100 100 100 100 95 4523 - - 56 16 - - -24 100 100 49 - - - -25 56 - - - - - -26 100 100 100 100 - 83 827 100 100 18 - - - -*該樣品在濃度為0.25ppm時(shí),表現(xiàn)的線蟲(chóng)亡率為0.2%。
28 100 100 96 0 - - -29 100 100 99 18 - - -
表10(續(xù))線蟲(chóng)死亡率(%)(兩天后)100 50 10 5 2 1 05樣品號(hào) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)30 100 100 100 100 71 - -31 100 100 100 100 48 - -32 100 100 100 100 61 - -33 100 100 100 100 52 - -34 100 100 100 100 44 - -35 100 100 100 100 60 - -36 94 1 - - - - -37 99 6 - - - - -38 63 0 - - - - -39 1 - - - - - -40 3 - - - - - -41 0 - - - - - -
表10(續(xù))線蟲(chóng)死亡率(%)(2天后)樣品 100 50 10 5 2 1 0.5號(hào) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)42 0 - - - - - -43 0 - - - - - -44 1 - - - - - -45 0 - - - - - -46 2 - - - - - -47 1 - - - - - -48 0 - - - - - -在這些化合物中，特別好的是3-羥基芪(樣品號(hào)11)，3-羥基芪鈉鹽(樣品號(hào)32)，3-羥基芪鉀鹽(樣品號(hào)33)，2-羥基芪(樣品號(hào)9)，2-羥基芪鈉鹽(樣品號(hào)30)，2-羥基芪鉀鹽(樣品號(hào)31)，4-羥基芪(樣品號(hào)13)，4-羥基芪鈉鹽(樣品號(hào)34)，4-羥基芪鉀鹽(樣品號(hào)35)，2-羥基-3′-甲氧基芪(樣品號(hào)19)，2-羥基-4′-甲氧基芪(樣品號(hào)22)和3-羥基-3′-甲氧基芪(樣品號(hào)26)。
通過(guò)下述的方法合成羥基芪羥基芪的合成通過(guò)Wittig-Horner反應(yīng)，從磷酸苯甲基酯(A)和甲氧基苯甲醛合成甲氧基芪(C)，且然后，采用吡啶鎓氯化物或三溴硼進(jìn)行去甲基化作用得到羥基芪(D)。
A作為Wittig-Horner反應(yīng)起始物的磷酸苯甲基酯化合物(A)，可采用a-0、a-2和a-3
對(duì)這些化合物，如a-0，可采用市售產(chǎn)品，但a-2和a-3采用下述方法合成
B作為Wittig-Horner反應(yīng)的另一個(gè)起始物甲氧基苯甲醛，采用b-2、b-3和b-4，所有這些都是市售的產(chǎn)品。
C通過(guò)Wittig-Horner反應(yīng)獲得下述的甲氧基芪
D甲氧基芪(C)在去甲基化反應(yīng)條件下，獲得下述的羥基芪(D)
這些化合物顯示出很強(qiáng)的殺線蟲(chóng)活性。
在去甲基化反應(yīng)中，采用的路易斯酸，如在方法1或方法2中使用的酸吡啶鎓氯化物或三溴化硼。
包含這些具有殺線蟲(chóng)活性化合物作為主要成分的殺線蟲(chóng)劑，含有這些活性成分的量大約為1到10%，并結(jié)合于其它已知載體等中。
對(duì)抗松木線蟲(chóng)驅(qū)避劑和殺線蟲(chóng)劑中包含的作為病蟲(chóng)害防治化學(xué)品的載體，可以根據(jù)它們應(yīng)用的目的，采用液體載體或固體載體。
液體載體包括水、醇類、酮類、醚類、芳香烴類、酰胺和酯類。固體載體包括已知的固體載體如礦物粉末類，氧化鋁、硫黃粉和活性碳。
對(duì)于害物防治化學(xué)品的制劑，可采用注射劑和糊劑。這些制備物可含有乳化劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑、粘著劑、滲透劑和分散劑，如果需要，可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)已知的方法制備。
用有機(jī)溶劑從松樹(shù)中的提取物具有對(duì)抗松木線蟲(chóng)的活性。從松樹(shù)中得到或合成的α-葎草烯、α-葎草烯和β-紅沒(méi)藥烯的混合物，以及α-蒎烯和白菖油萜的混合物具有對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避活性。進(jìn)一步的，阿魏酸甲基酯，(+)松脂酚和包括赤松素單甲基醚的羥基芪，具有對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)活性。
以舉例的方式提供了下述實(shí)施例，但它不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
1.具有控制松木線蟲(chóng)活性的提取物的制備1)從美洲五葉松枝條制備具有控制松木線蟲(chóng)活性物質(zhì)(1)將美洲五葉松枝條(570g)細(xì)細(xì)切碎，并在室溫下浸漬在3升甲醇中3個(gè)月，接著過(guò)濾獲得3升的甲醇溶液。然后，將0.6升的戊烷加入到甲醇溶液中，伴隨振蕩在分離漏斗中混合30分鐘。然后，從3.1升甲醇溶液中分離出0.5升的戊烷。濃縮戊烷溶液得到5g揮發(fā)性成分。所得揮發(fā)性成分為棕色油，且具有旋光度[α]25D為-6.0°(C5.9，CHCl3)。另一方面，將除去戊烷溶液后的甲醇溶液濃縮并凍干得到非揮發(fā)性成分。此非揮發(fā)性成分是粘稠棕色塊(
圖1)。
(2)將8g上述非揮發(fā)性成分溶于0.3升水中，且a)0.6升的乙酸乙酯加入到那里，接著伴隨攪拌振蕩在分離漏斗中混合，得到0.5升乙酸乙酯可溶餾分，從中獲得0.746g的粘稠棕色塊。隨后，b)除去提取的乙酸乙酯后，將0.6升氯仿加入到水層，接著伴隨振蕩進(jìn)行類似混合30分鐘，得到0.5升的氯仿-可溶餾分，從中獲得0.036g粘稠棕色塊。進(jìn)一步的，c)將0.6升的丁醇加入到水層中，接著伴隨振蕩進(jìn)行類似混合，得到0.5升丁醇可溶餾分，從中獲得1.556g的粘稠棕色塊(圖2)。
2)從美洲五葉松芯材中的制備具有控制松木線蟲(chóng)活性物質(zhì)。
將芯材(11.2g)細(xì)細(xì)切碎，并在室溫下浸漬在30升甲醇3個(gè)月，接著過(guò)濾得到30升甲醇溶液。然后，處理所得溶液，處理方法與處理枝條相同(前述)(參見(jiàn)圖2和3)，得到乙酸乙酯可溶餾分(82.1g)和丁醇可溶餾分(17.3g)。
(1)乙酸乙酯可溶餾分(82.1g)進(jìn)一步進(jìn)行硅膠色譜，得到兩個(gè)活性餾分A-1(3.5g)和A-2(25.8g)。
(2)丁醇可溶餾分(17.3g)進(jìn)行凝膠過(guò)濾色譜，硅膠色譜，和隨后的高效液相制備色譜。得到赤松素單甲基醚(20mg)。
2.具有對(duì)抗松木線蟲(chóng)驅(qū)避活性物質(zhì)和具有對(duì)抗松木線蟲(chóng)活性物質(zhì)的制備(1)α-葎草烯制備對(duì)于α-葎草烯，采用的市售產(chǎn)品(Tokyo Kasei Kogyo，日本，制備)，含有α-葎草烯和白菖油萜的活性萜烯烴的驅(qū)避劑混合物，是采用下述方法，從馬尾松芯材制備的。
將馬尾松芯材(13Kg)細(xì)細(xì)切碎并浸漬在甲醇中(50升)。過(guò)濾后，18升戊烷加入所得甲醇溶液(50升)中，接著伴隨振蕩混合獲得戊烯溶液(16升)。濃縮此戊烷得到揮發(fā)性成分(14g)，所得揮發(fā)性成分進(jìn)行硅膠色譜，得到兩種混合物Ⅰ(1.1g)和Ⅱ(1.5g)，此混合物是兩種呈現(xiàn)對(duì)抗松木線蟲(chóng)驅(qū)避活性的萜烯烴。
氣相色譜和氣相色譜質(zhì)譜分析揭示混合物Ⅰ含有α-律草烯(60%)和β-紅沒(méi)藥烯(40%)，而混合物Ⅱ含有α-蒎烯(60%)和白菖油萜(40%)。
(2)阿魏酸甲基酯的制備通過(guò)市售的阿魏酸(Tokyo Kasei Kogyo Co.，LTD制造，日本)與疊氮甲烷或與鹽酸(Fisher法)酸化的甲醇的甲基化作用，制備阿魏酸甲基酯。
阿魏酸甲基酯還可以從馬尾松外皮中，與(+)-松脂酚一起分離出來(lái)。
(3)從馬尾松外皮中制備阿魏酸甲基酯和(+)-松脂酚將馬尾松外皮(14Kg)細(xì)細(xì)切碎，并浸漬在甲醇(15升)中3個(gè)月。過(guò)濾后，處理所得甲醇溶液，處理方法與處理美洲五葉松(上述)(圖2)相同，得到丁醇可溶餾分(29g)。然后，丁醇可溶餾分進(jìn)行凝膠過(guò)濾色譜，硅膠色譜，和隨后高效液相制備色譜，獲得阿魏酸甲基酯(6mg)和(+)-松脂酚(3mg)。
3.2-、3-和4-羥基芪(樣品號(hào)9、11和13)的合成(Wittig-Horner反應(yīng))在氮?dú)鈼l件下，將5克(36.8mmol)的3-甲氧基苯甲醛(b-3)和10.1g(44.1mmol)和磷酸二乙基苯甲基酯(a-0)溶解于50ml無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺。然后，在0℃冰浴冷卻條件下，在溶液中加入含有28%的甲醇鈉的8.9ml(45.9mmol)甲醇溶液。
在0℃攪拌所得混合物1小時(shí)，并進(jìn)一步的在室溫下攪拌過(guò)夜。
然后，將200ml水加入反應(yīng)溶液，并用三份200ml的乙酸乙酯萃取液體混合物。含有3-甲氧基芪(C-0.3)的乙酸乙酯層，用二份50ml水洗滌，并用無(wú)水Na2SO4充分干燥，接著過(guò)濾并在減壓下濃縮。將100ml甲醇-水(1∶4V/V)加入到濃縮物上，使之溶解。當(dāng)使溶液在冰箱中靜置過(guò)夜后，獲得7.0g(產(chǎn)率90.8%)，淺黃色結(jié)晶狀的3-甲氧基芪(C-0.3)。
(去甲基化反應(yīng)-方法1)將16克(138.5mmol)的吡啶鎓氯化物加入到6.9g(32.9mmol)的3-甲氧基芪(C-0.3)中，并使混合物在180℃下攪拌4小時(shí)。使之冷卻后，將混合物在冰浴中冷卻，并將2M HCl水溶液(大約100ml)加入到其中，反應(yīng)溶液變成酸性。所得溶液用三份200ml乙醚萃取，將醚層用無(wú)水Na2SO4干燥，接著過(guò)濾。減壓蒸餾除去溶劑后，獲得含有3-羥基芪(d-0.3)(樣品號(hào)11)的棕色油狀產(chǎn)物。
此油狀產(chǎn)物用柱色譜提純[SiO2200g，己烷-乙酸乙酯(9∶1V/V)，并用己烷-乙酸乙酯進(jìn)一步重結(jié)晶，由此得到4.9g(產(chǎn)率76.9%)的3-羥基芪(樣品號(hào)11)，為白色針狀結(jié)晶(熔點(diǎn)117-118℃)。
以相同方法，從4-甲氧基苯甲醛和磷酸二乙基苯甲基酯合成4-甲氧基芪，并去甲基化得到白色針狀結(jié)晶的4-羥基芪(樣品號(hào)13)(熔點(diǎn)185-186℃)。
2-羥基芪的合成是首先從2-甲氧基苯甲醛和磷酸二乙基苯甲基酯合成類似的2-甲氧基芪，然后從2-甲氧基芪根據(jù)下示的方法2進(jìn)行去甲基化反應(yīng)得到產(chǎn)物。
(去甲基化反應(yīng)-方法2)在氮?dú)鈼l件下，7.75g(36.9mmol)的2-甲氧基芪(C-2)溶解于無(wú)水二氯甲烷中，在-78℃(在干冰-丙酮浴上)，將含有3.2g(12.9mmol)的三溴化硼的40ml二氯甲烷溶液加入到其中，接著在室溫下攪拌過(guò)夜，反應(yīng)溶液在冰浴中冷卻，并將10%的KOH水溶液，一滴滴地加入到其中，以分解反應(yīng)溶液中形成的硼復(fù)合物。此反應(yīng)溶液移到分液漏斗，2M HC1加入其中直到水層變成酸性，所得溶液用三份200ml的氯仿萃取，氯仿層用50ml一份的水洗滌二次，并用無(wú)水Na2SO4充分干燥，接著過(guò)濾。減壓蒸餾除去溶劑后，獲得含有2-羥基芪(d-2)的棕色油狀產(chǎn)物。用柱色譜[SiO2200g，己烷-乙酸乙酯(9∶1V/V)]提純此油狀產(chǎn)物，并進(jìn)一步的用己烷-乙酸乙酯重結(jié)晶，由此獲得5.05g(產(chǎn)率69.9%)的2-羥基芪(d-2)(樣品號(hào)9)，為白色針狀結(jié)晶(熔點(diǎn)138-139℃)。
2)羥基芪鹽的制備如上述合成2-、3-和4-羥基芪鹽(樣品號(hào)9、11和13)，根據(jù)下述的反應(yīng)式制備
其中R1、R2、R3、R1′、R2′和R3′示于表11。
表11樣品號(hào) R1 R2 R3 樣品號(hào) R1′ R2′ R3′11 H OH H 32 H ONa H9 OH H H 30 ONa H H13 H H OH 34 H H ONa11 H OH H 33 H OK H9 OH H H 31 OK H H13 H H OH 35 H H OK在少量(大約5ml)的乙醇中，溶解1.120g(5.71mmol)，的3-羥基芪，并將59.9ml(5.71mmol)的0.095N NaOH水溶液(用0.1N的草酸溶液滴定)滴加入此溶液。所得溶液凍干后，獲得灰白色粉末狀的1.276g(產(chǎn)率101.8%)的3-羥基芪鈉鹽(樣品號(hào)32)。為什么產(chǎn)率超過(guò)等當(dāng)量的原因，考慮是由于潮濕等因素。
類似地，分別從2-羥基芪和4-羥基芪獲得2-羥基芪鈉鹽(樣品號(hào)30)和4-羥基芪鈉鹽(樣品號(hào)34)。
采用類似的方法，1.398g(7.13mmol)的4-羥基芪溶于少量(大約5ml)的乙醇中，并將64.2ml的0.111N KOH水溶液滴加到其中。由此，獲得如淺黃色粉末狀的1.688g的4-羥基芪鉀鹽(樣品號(hào)35)。
類似地，分別從2-羥基芪和3-羥基芪獲得如收濕的黃色粉末狀和白色粉末狀的2-羥基芪鉀鹽(樣品號(hào)31)和3-羰基芪鉀鹽(樣品號(hào)33)。
3)2-羥基-4′-甲氧芪(樣品號(hào)22)合成，等(起始產(chǎn)物磷酸2-甲氧基苯甲基酯(a-2)的合成)(1)將含有0.6g(16.0mmol)NaBH4的5毫升甲醇溶液，滴加入含有2.0g(14.7mmol)的2-甲氧基苯甲醛的10ml甲醇溶液中，接著在室溫下攪拌約1小時(shí)。反應(yīng)的進(jìn)行用薄層色譜證實(shí)后，將100ml的水倒入反應(yīng)溶液分解過(guò)量的NaBH4，接著用30ml乙醚提取三次。醚層用無(wú)水NaSO4充分干燥，然后過(guò)濾。蒸餾除去溶劑后，獲得1.95g(產(chǎn)率96.1%)的2-甲氧基苯甲醇，為無(wú)色油狀物。
(2)在20ml無(wú)水苯中，溶解1.75g(12.7mmol)的2-甲氧基苯甲醇，并將溶液在0℃(在冰浴上)攪拌大約20分鐘。此時(shí)伴隨在其間吹入HBr氣體。
回流反應(yīng)溶液大約2小時(shí)后，在減壓條件下蒸餾除去苯。
用硅膠柱色譜[SiO2200g，己烷-乙酸乙酯(96∶4)]分離產(chǎn)物，并從甲醇中重結(jié)晶，由此獲得0.86g(產(chǎn)率33.8%)的2-甲氧基苯甲基溴化物，為白色結(jié)晶。
(3)對(duì)450mg(2.2mmol)的2-甲氧基苯甲基溴化物，加入0.7ml(4.1×10-3mol)的過(guò)量的亞磷酸三乙酯，且混合物在130℃攪拌大約1小時(shí)，直到觀察到?jīng)]有溴乙烷進(jìn)一步放出。反應(yīng)后，減壓條件下蒸餾除去過(guò)量的亞磷酸三乙酯。獲得磷酸2-甲氧基苯甲基酯(a-2)(630mg)，為棕色油狀剩余物，不需要提純，將其用于隨后的Wittig-Horner反應(yīng)。假定此反應(yīng)等當(dāng)量的進(jìn)行。
(Wittig-Horner反應(yīng))在氮?dú)鈼l件下，將4ml無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺，加入到放置于反應(yīng)燒瓶中的630mg(2.2mmol)的磷酸2-甲氧基苯甲基酯(a-2)中，在冰浴中冷卻到0℃，加入150mg(2.8mmol)的甲醇鈉。。隨后，將0.3ml(2.5mmol)的4-甲氧基苯甲醛滴加入其中。此混合物在0℃攪拌1小時(shí)，并在室溫下進(jìn)一步攪拌過(guò)夜。
將20毫升水加入到反應(yīng)溶液中，接著用每次20ml的乙酸乙酯提取三次。用每次5ml的水洗滌乙酸乙酯層二次并用無(wú)水Na2SO4充分干燥，接著在減壓條件下濃縮，由此獲得1.3g的粗產(chǎn)物。當(dāng)此粗產(chǎn)物用硅膠柱色譜[SiO250g，己烷-乙酸乙酯(9∶1)]純化后，獲得349mg(產(chǎn)率74.7%)的2，4′-二甲氧基芪(C-2.4，樣品號(hào)21)，為白色結(jié)晶。
(去甲基化反應(yīng))對(duì)80mg(0.33mmol)的2，4′-二甲氧基芪，加入200mg(1.7mmol)的吡啶鎓氯化物，并將混合物在170℃攪拌3小時(shí)。使其冷卻后，將混合物在冰浴上冷卻，并把2ml 2M HCl水溶液加入其中。用三份20ml的乙醚提取所得混合物，并將醚層用無(wú)水Na2SO4充分干燥，接著過(guò)濾。減壓下蒸餾除去溶劑，由此獲得反應(yīng)混合物，用硅膠柱色譜[SiO250g，己烷-乙酸乙酯(9∶1→8∶2)]將混合物分離成二羥基和單烴基型。當(dāng)單羥基型進(jìn)一步用高效液相色譜[Wakopack Wakosil，己烷-乙酸乙酯(9∶1)]離析后，獲得5.13mg(產(chǎn)率6.8%)的2-羥基-4′-甲氧基芪(d-2.4，樣品號(hào)22)，為無(wú)色針狀結(jié)晶(熔點(diǎn)142-143℃)。
采用上述合成2-羥基-4′-甲氧基芪(樣品號(hào)22)的相同方法，還合成了2-羥基-3′-甲氧基芪(樣品號(hào)19)為淺黃色油狀產(chǎn)物，以及3-羥基-3′-甲氧基芪(樣品號(hào)26)，為無(wú)色結(jié)晶粉末(熔點(diǎn)78至79℃)。
含有這些具有殺線蟲(chóng)活性的化合物作為主要成分的殺線蟲(chóng)劑中包含大約1到10%的這些活性成分，并與其它已知的載體等結(jié)合。
作為包括用于松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑和殺線蟲(chóng)劑的害物防治化學(xué)品的載體，采用液體載體或固體載體取決于它們的使用目的。
液體載體包括水，醇類、酮類、醚類、芳香烴類、酸酰胺和酯類。固體載體包括已知的固體載體，如礦物粉末、氧化鋁、硫粉和活性碳。
作為制劑，本害物防治化學(xué)品可用作注射劑和糊劑。這些制備物可含有乳化劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑、滲透劑和分散劑，如果需要，可采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法制備。
實(shí)施例1驅(qū)避劑制備了與其它已知載體結(jié)合的，含有1到2%α-葎草烯的粉劑或液劑。
實(shí)施例2殺線蟲(chóng)劑將1到2%的阿魏酸甲基酯成分溶于有機(jī)溶劑中，并將溶液封閉在安瓿瓶中以制備注射劑，用它注射到松樹(shù)的管胞。
實(shí)施例3以1到2%的濃度將每種羥基芪溶解在有機(jī)溶劑中，并將溶液封閉在安瓿瓶中，以制備注射劑用它注射到樹(shù)的管胞中。
羥基芪作為害物防治化學(xué)品對(duì)松木線蟲(chóng)是非常有效的。
權(quán)利要求
1.對(duì)抗松木線蟲(chóng)的害物防治化學(xué)品，其中包含用有機(jī)溶劑從松樹(shù)中的提取物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的害物防治化學(xué)品，其中所述的松樹(shù)選自由美洲五葉松、美國(guó)長(zhǎng)葉松、短葉松、火炬松、Pinus effiottii L.，剛松和馬尾松組成的一組松樹(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的害物防治化學(xué)品，其中所述的有機(jī)溶劑選自醇、烴、氯化烴、乙酸酯和酮組成的成分。
4.對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑，其中包含α-葎草烯或α-葎草烯和β-紅沒(méi)藥烯的混合物。
5.對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑，其中包含α-蒎烯和白菖油萜的混合物。
6.對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)劑，其中包含阿魏酸甲基酯，(+)-松脂酚或它們的混合物。
7.含有羥基芪或它的鹽的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的害物防治化學(xué)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的害物防治化學(xué)品，其中所述的羥基芪或所述的它的鹽是赤松素單甲基醚、赤松素單甲基醚鈉鹽、赤松素單甲基醚鉀鹽、3-羥基芪、3-羥基芪鈉鹽、3-羥基芪鉀鹽、2-羥基芪、2-羥基芪鈉鹽、2-羥基芪鉀鹽、4-羥基芪、4-羥基芪鈉鹽、4-羥基芪鉀鹽、2，3′-二羥基芪、3-羥基-3′-甲氧基芪、2-羥基-3′-甲氧基芪或2-羥基-4′-甲氧基芪。
9.制備羥基芪或它的鹽的方法，包括通過(guò)Wittig-Horner反應(yīng)從磷酸苯甲基酯和甲氧基苯甲醛合成甲氧基芪，進(jìn)行去甲基化獲得羥基芪，且如果需要采用常規(guī)的方法制備它的鹽。
全文摘要
公開(kāi)的是(1)含有用有機(jī)溶劑從松樹(shù)中的提取物的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的害物防治化學(xué)品，(2)含有α-葎草烯或α-葎草烯和β-紅沒(méi)藥烯混合物的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑，(3)含有α-蒎烯和白菖油萜的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的驅(qū)避劑，(4)含有阿魏酸甲基酯，(+)—松脂酚或它的混合物的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的殺線蟲(chóng)劑，和(5)含有羥基芪或它的鹽的對(duì)抗松木線蟲(chóng)的高效的害物防治化學(xué)品，羥基芪的制備是通過(guò)Wittig—Horner反應(yīng)從磷酸苯甲基酯和甲氧基苯甲醛合成甲氧基芪，進(jìn)行去甲基化反應(yīng)獲得羥基芪，且如果需要通過(guò)常規(guī)的方法制備它的鹽。
文檔編號(hào)A01N43/90GK1075845SQ93102510
公開(kāi)日1993年9月8日 申請(qǐng)日期1993年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月7日
發(fā)明者菅隆幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社共立