一种脂肪多胺类衍生物在防治植物病害和食品防腐中的用途

1.本发明属于药物化学领域，公开了一种多胺类衍生物的新用途，具体涉及化合物a1-c8在防治由水稻白叶枯病病原菌xanthomonas oryzae accc11602、柑橘溃疡病病原菌xanthomonas axonopodis pv.citri、番茄青枯病原菌pseudo-monas sollamacearum和软腐病erwinia aroideae引起的农业细菌性病害；由油菜菌核病菌sclerotinia sclerotiorum、立枯丝核菌rhizoctonia solani、小麦赤霉病菌fusarium graminearum、番茄灰霉病菌botrytis cinerea、稻瘟病菌magnaporthe oryzae、辣椒疫霉病菌phytophthora capsici、扩展青霉penicillium expansum accc30898、匍枝根霉rhizopus stolonifer cicc40327、核果褐腐病菌monilinia fructicola accc36263和黄曲霉aspergillus flavus accc32601等引起的农业真菌性病害；以及由蜡样芽胞杆菌bacillus cereus bncc103930、单核增生李斯特菌listeria monocytogenes atcc19115、肠炎沙门氏菌salmonella enteritidis atcc14028、大肠杆菌escherichia coli o157:h7atcc35150等引起食品污染中的用途。


背景技术：

2.植物病原菌是危害最大的植物病原微生物之一，可以造成严重的植物疾病和农作物减产。一旦被这些植物致病微生物侵染，植物的自然生长不仅会受到严重影响，而且还会直接影响农产品的外观、产量和质量。为了防治这些病害，除了在农业生产中使用必要的保护措施之外，农化品的使用也尤为关键。
3.目前，由于化学药剂匮乏，且现有传统杀菌剂的长期使用和滥用导致植物病害抗药性增强。且治疗性较弱，现已在田间使用的农业化学杀菌剂实际防效不理想，长期使用会导致农业病原菌耐药性增强和环境农药残留超标。这使得农作物受侵染后发病率有不断增长的趋势，严重影响了农民收入的增加和效益的提升。因此研究与开发能有效保护和治疗植物的高效、低毒、低残留的新型农化品，是农药发展的主要目标之一。
4.辛菌胺最早由中国山东省化工开发中心研制，可防治多种由植物病原真菌、细菌引起的病害，其中对柑橘溃疡的防效突出。本课题组以辛菌胺为模型线索，构建以环己二胺为核心骨架的多胺类衍生物，并对其进行了抗植物病原菌活性测试。结果表明，该类化合物对水稻白叶枯病原菌和柑橘溃疡等农业细菌表现出优异的杀菌活性。其中化合物二胺类化合物对水稻白叶枯病菌具有较优的抑制效果，且明显优于对照药物辛菌胺。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种多胺类衍生物在抗农业病原菌中的新用途，用于防治4种农业病原细菌水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌、番茄青枯病菌和软腐病菌；6种农业病原真菌油菜菌核病菌、立枯丝核病菌、小麦赤霉病菌、番茄灰霉病菌、辣椒疫霉病菌和稻瘟病菌；4种致腐真菌扩展青霉、匍枝根霉、核果褐腐病菌和黄曲霉；4种食源性细菌大肠杆菌、肠炎沙门氏菌、单核增生李斯特菌和蜡样芽胞杆菌引起病害中的用途。
6.为了实现以上目的该发明采用了如下合成技术方法，其中含有治疗有效量的任一化合物结构通式如下所示。
[0007][0008]
本发明提供了如下技术方法：
[0009]
一种多胺类衍生物在防治农业病原细菌、真菌、果蔬致腐真菌和食源性细菌中的新用途，这些衍生物对农业病原细菌和食源性细菌的给药浓度为100、50、25、12.5、6.25、3.12、1.56μg/ml等；对农业病原真菌以及果蔬致腐真菌的给药浓度是50μg/ml。
[0010]
本发明提供的杀菌剂具有以下优势：
[0011]
1)本发明发现多胺类衍生物对农业病原菌表现出优异的抑制作用，可进一步作为杀菌先导化合物来开发。
[0012]
2)此多胺类衍生物结构简单、易合成、毒性低、抗菌谱较广，具有进一步开发为新型农用杀菌剂的潜力。
[0013]
3)此多胺类衍生物抗菌谱广泛，对18种病原菌均有不同程度的抗菌效果。
具体实施方式
[0014]
为了更好地理解本发明，通过以下具体实施例对本发明的上述内容做进一步的详细说明。但不应将此理解为对本发明的限制。以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但本发明的内容不仅仅局限于实施例所述的范围，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
[0015]
实施例1：饱和多胺类化合物的制备：
[0016]
把相应的醛类化合物、胺类化合物和分子筛在干燥甲醇(15ml)中的混合物于室温下搅拌3-4h。反应完成后，在0℃下添加硼氢化钠。在室温下进一步搅拌反应混合物2-3h。去除甲醇后，用水淬火反应混合物，并用氯仿萃取。合并的有机层用无水硫酸钠干燥，去除多余的溶剂以得到所需的产品。使用柱色谱法纯化粗产物。得终产物a1-a23和b1-b6，如所示。
[0017][0018]
化合物b1-b6
[0019][0020]
化合物a1-a23,b1-b6的合成路线
[0021]
实施例2：不饱和多胺类化合物的制备：
[0022]
合成方法除所需醛不同外，其余操作同实施例1，得终产物c1-c16和d1-d8，如所示。
[0023][0024][0025]
化合物c1-c16,d1-c8的合成路线
[0026]
实施例3：多胺类衍生物抗植物病原细菌活性测定
[0027]
本实验中所用的菌株为实验室-80℃含30％甘油冻存的菌株。将冻存菌株取出，分别在植物细菌的nb固体培养基(牛肉膏：3g，蛋白胨：5g，酵母粉：1g，蔗糖：10g，琼脂：15g，蒸馏水：1l，ph7.0；121℃灭菌20min)上面进行划线，在28℃下恒温培养直到长出单菌落。分别挑取固体培养基上单菌落至植物细菌nb液体培养基(牛肉膏：3g，蛋白胨：5g，酵母粉：1g，蔗糖：10g，蒸馏水：1l；121℃灭菌20min)，在28℃、180rpm恒温摇床振荡培养到对数生长期。将处于对数生长期的菌株用相应的液体培养基稀释至约106cfu/ml备用。将化合物分别用dmso溶解，加入液体培养基中，混合均匀，配制成浓度为200μg/ml的含药液体培养基。取50μl含药培养基和相同体积的含约106cfu/ml细菌培养物加入到96孔板的孔中，最终给药浓度为100μg/ml。含等量dmso的相同浓度100μl菌液做对照。将96孔板在28℃(37℃)恒温培养箱
中培养24-48h直至对照组菌液长出，在酶标仪上测定孔中菌液的od值(od
600
)。并且另外测定100μl液体培养基和浓度为100μg/ml药剂的od值，对培养基和药剂本身造成的od值进行矫正。校正od值和抑制率的计算公式如下：
[0028]
校正od值＝含菌培养基od值-无菌培养物od值；
[0029]
抑制率＝(校正后对照培养基菌液od值-校正后含药培养基od值)/校正后对照培养基菌液od值
×
100％
[0030]
所有实验设置三个重复，测定得到化合物的抑制率见表1。
[0031]
表1.多胺衍生物在100μg/ml下的植物病原细菌活性
[0032]
[0033][0034]
由表1生测结果可知，本发明涉及的脂肪胺衍生物对测定菌株均表现出一定的抗菌活性，其中部分化合物对水稻白叶枯病病原菌表现出高活性。
[0035]
将活性化合物的含药液体培养基在96孔板中通过二倍稀释法稀释得到系列浓度的50μl含药培养基，然后根据实施例2中相同的试验方法测定系列浓度对应的抑制率。将抑制率大于90％的最低浓度定义为mic，测定得到的活性数据见表2。
[0036]
表2.高活性化合物对植物病原细菌的mic值
[0037]
[0038][0039]
[0040]
实施例4：多胺类化合物室内抗真菌活性测定
[0041]
采用菌丝生长速率法：按照一定的浓度梯度，将测试化合物加入经灭菌并冷却至50℃左右的培养基中，混匀，将药剂稀释成系列浓度制备成含药培养基，每培养皿接种一菌碟(直径d＝5mm)，每个浓度设置3个重复。在25℃培养至对照菌落长满培养皿2/3以上时以十字交叉法测定各浓度处理的菌落直径(mm)，计算药剂对菌丝体的生长抑制率。测定脂肪多胺衍生物对植物病原真菌以及致腐真菌的抗菌活性，其中对6种植物病原真菌的抑制效果结果见表3。
[0042]
表3.多胺衍生物在50μg/ml下的抗植物病原真菌活性
[0043]
[0044][0045]
多胺衍生物抗果蔬采后致腐真菌抑菌效果结果见表4。
[0046]
表4.多胺类化合物抗果蔬采后致腐真菌抑菌效果
[0047]
[0048][0049][0050]
由表3、4生测结果可知，本发明涉及的脂肪胺衍生物对大部分病原真菌均表现出良好的杀菌活性，明显优于嘧菌酯和那他霉素。
[0051]
实施例5：脂肪胺类化合物抗食源性致病细菌活性测定
[0052]
采用微量肉汤稀释法：将食源性细菌接种于20mllb培养基中，然后置于37℃的恒温摇床中孵育18-24h，转速为150rpm。取适量菌体培养液用酶标仪测定在600nm下的吸光度，以不加细菌的培养液作为空白对照，根据od
600
值0.1相当于浓度为1
×
108cfu/ml，用lb培养基将细菌悬浮液稀释成浓度1
×
106cfu/ml的菌液后，备用。
[0053]
将化合物分别用dmso溶解，加入液体培养基中，混合均匀，配制成浓度为200μg/ml的含药液体培养基。取50μl含药培养基和相同体积的含约106cfu/ml细菌培养物加入到96孔板的孔中，最终给药浓度为100μg/ml。含等量dmso的相同浓度100μl菌液做对照。将96孔板在28℃(37℃)恒温培养箱中培养24-48h直至对照组菌液长出，在酶标仪上测定孔中菌液的od值(od
600
)。并且另外测定100μl液体培养基和浓度为100μg/ml药剂的od值，对培养基和药剂本身造成的od值进行矫正。校正od值和抑制率的计算公式如下：
[0054]
校正od值＝含菌培养基od值-无菌培养物od值；
[0055]
抑制率＝(校正后对照培养基菌液od值-校正后含药培养基od值)/校正后对照培养基菌液od值
×
100％
[0056]
所有实验设置三个重复，测定脂肪胺化合物对4种食源性细菌的抑制效果，结果见表5。
[0057]
表5脂肪多胺类化合物对4种食源性细菌的抑制率
[0058]
[0059][0060]
将活性化合物的含药液体培养基在96孔板中通过二倍稀释法稀释得到系列浓度的50μl含药培养基，然后根据实施例3中相同的试验方法测定系列浓度对应的抑制率。将抑制率大于90％的最低浓度定义为mic，所有实验设置三个重复，测定得到的活性数据见表6。
[0061]
表6.脂肪多胺类化合物抗食源性致病细菌的mic值(μg/ml)
[0062]
[0063][0064]
由表5、6检测脂肪多胺对所测试食源性细菌具有较好的抗菌活性，其中a18对蜡样芽孢杆菌bncc103930的mic值可达3.12μg/ml。
[0065]
综上所述，本发明所述的脂肪多胺类化合物对多种食源性致病细菌具有良好的抗菌活性，可在食品防腐上具有进一步的研究和开发价值。

技术特征：
1.本发明涉及一种脂肪多胺衍生物在防治或抗农业病原细菌中的用途。2.本发明涉及一种脂肪多胺衍生物在防治或抗农业病原真菌中的用途。3.本发明涉及一种脂肪多胺衍生物在防治或抗致腐真菌中的用途。4.本发明涉及一种脂肪多胺衍生物在防治或抗食源性细菌中的用途。5.根据权利要求1所述的脂肪多胺衍生物具有如下的分子结构特征：6.根据权利要求1、5所述的脂肪多胺衍生物a1-a23、b1-b6、c1-c16和d1-d8任一化合物在制备防治或抗白叶枯病病原菌、柑橘溃疡病病原菌、番茄青枯病原菌和软腐病中的用途。7.根据权利要求2、5所述的脂肪多胺衍生物a1-a23、b1-b6、c1-c16和d1-d8任一化合物在制备防治或抗油菜菌核病菌、立枯丝核菌、小麦赤霉病菌、番茄灰霉病菌、稻瘟病菌和辣椒疫霉病菌中的用途。8.根据权利要求3、5所述的脂肪多胺衍生物a1-a23、b1-b6、c1-c16和d1-d8任一化合物在制备防治或抗防治由水果采后致腐真菌：扩展青霉、匍枝根霉、核果褐腐病菌、黄曲霉中的用途。9.根据权利要求4、5所述的脂肪多胺衍生物a1-a23、b1-b6、c1-c16和d1-d8任一化合物在制备防治或抗蜡样芽胞杆菌、单核增生李斯特菌、肠炎沙门氏菌、大肠杆菌中的用途。

技术总结
本发明公开一种脂肪多胺类中任一化合物在防治农业病害中的用途。该类衍生物对水稻白叶枯病病原菌Xanthomonas oryzae ACCC 11602等植物细菌；对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum等植物食品中存在的真菌；以及对蜡样芽胞杆菌Bacillus cereus BNCC 103930等食源性病菌表现出一定的抑制活性，其中对水稻白叶枯病病原菌和柑橘溃疡病病原菌具有较好的抑制效果。本发明所涉及化合物制备工艺简单，原料廉价易得，有望开发为一种新型农用抗菌药物。菌药物。


技术研发人员：刘映前 王艺荣 马越 张智军 罗雄飞 丁艳艳 安俊霞 张保琪
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/9/23