黃 晶， 肖轉(zhuǎn)泉， 王宗德*， 范國榮

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院；國家林業(yè)局/江西省樟樹工程技術(shù)研究中心， 江西 南昌 330045； 2.江西師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院， 江西 南昌 330027)

山蒼子是我國南方重要的經(jīng)濟樹種，其很多部位(花、葉、果實)都可以提取出山蒼子油[1]，我國的山蒼子油年產(chǎn)量和出口量長期以來都居世界首位[2]。但是目前我國對山蒼子油的利用尚處在初級階段，以加工成半成品和原料直接出口為主，經(jīng)濟效益低，需對其進行精深加工利用，而眾所周知山蒼子油中含檸檬醛高達(dá)70%[3]，因此，對山蒼子油的精深加工利用應(yīng)當(dāng)主要考慮對檸檬醛的利用。肟及肟醚類化合物具有良好的生物活性[4-5]，是制作農(nóng)藥的重要成分，具有相當(dāng)強的殺蟲、抗菌作用[6]，且低毒、安全，符合現(xiàn)代化學(xué)對農(nóng)藥的要求，具有很大的發(fā)展前景。直接以檸檬醛為原料合成的檸檬醛肟類化合物及其活性測試已有了相關(guān)報道[7-8]，且較為系統(tǒng)全面，為進一步研究并得到更多新型化合物，考慮以檸檬醛為原料先合成其中間體再加以利用。檸檬醛在催化劑作用下能選擇性合成香茅醛，而且轉(zhuǎn)化率高[9]，香茅醛本身就具有較好的抑菌及殺蟲等活性[10]，且能進一步合成肟及肟醚類化合物。因此，本研究以檸檬醛合成得到的香茅醛為原料與鹽酸羥胺肟化制備香茅醛肟，接著在氫氧化鈉飽和液提供的堿性環(huán)境下與鹵代烷反應(yīng)合成了4種香茅醛肟烷基醚，并以百菌清為陽性對照，采用菌絲生長速率法測定了這5種化合物對11種植物病原真菌的抑制作用，以期為山蒼子油的高值化應(yīng)用提供一個新方向，并有望為多種植物病原菌所引起的植物疾病的防治提供新的防治方案。

1 實 驗

1.1試劑、菌種與儀器

香茅醛，GC純度95%；鹽酸羥胺、溴乙烷、溴丙烷、溴代正丁烷、溴代正戊烷、氫氧化鈉、碳酸鈉等試劑均為市售化學(xué)純。

植物病原真菌：油茶炭疽病菌(Glomerellacingulata)、層出鐮刀菌(Fusariumproliferatum)、梨鏈格孢菌(Alternariakikuchiana)、辣椒菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorum)、水稻紋枯病菌(Rhizoctoniasolani)、辣椒疫霉病菌(Phytophthoracapsici)、毛竹枯梢病菌(Ceratosphaeriaphyllostachydis)、獼猴桃果實擬莖點霉菌(Botryisphariadothide)、葡萄炭疽病菌(Colletorichumgloeosporioides)、萵苣菌核病菌(Lettucesclerotinia)，七葉樹殼孢菌(Fusicoccumaeculi)均由江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院森保教研室提供。

福立GC9790型氣相色譜儀，浙江溫嶺福立分析儀器有限公司；HW-2000色譜工作站，上海千譜軟件有限公司；Nicolet iS10紅外光譜儀，美國賽默飛世爾科技公司；Bruker AVANCE 400型核磁共振儀，瑞士Bruker公司；Agilent 5977A型質(zhì)譜儀、Agilent 7980B型氣相色譜儀，美國Agilent公司。

1.2合成方法

香茅醛(1)與鹽酸羥胺反應(yīng)，合成得到香茅醛肟(2)，再在氫氧化鈉飽和液提供的堿性環(huán)境下[11]與4種溴代烷反應(yīng)合成了4種香茅醛肟烷基醚(3a～3d)，合成路線見圖1。

圖1 香茅醛肟(2)及其烷基醚(3a～3d)的合成路線Fig. 1 The synthesis route of citronellal oxime(2) and its alkyl ethers(3a-3d)

1.2.1香茅醛肟(2)的合成 在150 mL磨口錐形瓶內(nèi)依次放入磁力攪拌子、0.1 mol香茅醛、0.06 mol碳酸鈉和20 mL水，置于磁力加熱攪拌器上，安裝回流冷凝管，開始攪拌。將0.12 mol鹽酸羥胺溶于15 mL水中，通過小滴液漏斗以每3秒鐘1滴的速度滴加至反應(yīng)瓶內(nèi)。加完后開始加熱，以40 ℃反應(yīng)15 min，加熱至50 ℃再反應(yīng)15 min，加熱至65 ℃反應(yīng)2 h后，取反應(yīng)液中的油層用石油醚稀釋后經(jīng)洗滌、干燥，做氣相色譜分析。當(dāng)反應(yīng)液中不再含有香茅醛時停止加熱，攪拌下冷卻至室溫，分出水層。油層經(jīng)飽和食鹽水洗滌和無水硫酸鈉干燥后，真空蒸餾出產(chǎn)品香茅醛肟[11]。

1.2.2香茅醛肟烷基醚(3a～3d)的合成 在150 mL錐形瓶內(nèi)依次加入0.05 mol香茅醛肟(2)，石油醚(60～90 ℃)20 mL，溴代烷0.15～0.2 mol，四丁基溴化銨0.5 g，40%氫氧化鈉水溶液6 g，攪拌下加熱回流。反應(yīng)8 h后開始取有機層液體做氣相色譜分析，如仍有香茅醛肟，則繼續(xù)反應(yīng)，每隔2 h取樣分析，至反應(yīng)液中香茅醛肟的含量不再降低時，即停止反應(yīng)，冷卻，分出水層，有機層經(jīng)食鹽水洗滌、無水硫酸鈉干燥、蒸餾回收石油醚，最后真空蒸餾得到化合物3a～3d(不同的溴代烷對應(yīng)不同的產(chǎn)物)[8]。

1.3樣品測試

1.3.1紅外光譜分析 通過液膜法制備紅外分析樣品，在紅外光譜儀上分析。

1.3.2核磁共振分析 以TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑在核磁共振儀上分析，1H NMR觀測頻率為400 MHz，13C NMR觀測頻率為100 MHz。

1.3.3GC-MS分析 分析所用儀器色譜部分為Agilent 7890B型氣相色譜儀, 質(zhì)譜部分為Agilent 5977A 型質(zhì)譜儀, 色譜柱采用Agilent HP-5MS型毛細(xì)管柱。試樣溶解于甲醇，每次進樣量約為5 μL，氣化室溫度240 ℃，質(zhì)譜接口溫度250 ℃，EI離子源，EI電離電壓70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃。采用程序升溫法進行組分的分離：80 ℃保持2 min后以升溫速率8 ℃/min升溫至180 ℃，再以升溫速率10 ℃/min升溫至240 ℃，在240 ℃保持15 min后降溫，測試結(jié)束。

1.4抑菌活性測試

采用菌絲生長速率法[12]，將所合成的5個化合物(2和3a～3d)對11種植物病原真菌進行抑菌活性測試。操作如下：在無菌條件下，將化合物配制成質(zhì)量濃度為5 g/L的溶液，按一定的比例加入到經(jīng)滅菌處理的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基中，得到最終質(zhì)量濃度為500 mg/L的含藥培養(yǎng)基平板。取已活化且培養(yǎng)好的植物病原真菌菌餅(直徑5 mm)，接到上述含藥培養(yǎng)基上，每個培養(yǎng)皿上接一個菌餅，菌餅位于培養(yǎng)皿正中央，重復(fù)3次。以未加任何化合物的馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基平板作為空白對照組，百菌清為陽性對照。當(dāng)空白對照組平板的菌落直徑長到培養(yǎng)皿的2/3左右，用十字交叉法測量所有培養(yǎng)的真菌菌落直徑，取平均值，分別得到每個培養(yǎng)皿中真菌菌落平均直徑，按下述公式計算出對照組菌落直徑、處理組菌落直徑以及菌絲生長抑制率：

菌落直徑=菌落平均生長直徑-菌餅直徑

菌絲生長抑制率=(空白對照組菌落直徑-處理組菌落直徑)/空白對照組菌落直徑×100%

2 結(jié)果與討論

2.1化合物的結(jié)構(gòu)分析

2.2化合物的抑菌活性

對化合物2和3a～3d對11種植物病原菌的抑菌性能進行測定，抑制率結(jié)果見表1。

由表可以看出：在藥液質(zhì)量濃度為500 mg/L時，5種化合物對11種植物病原真菌都有一定的抑制作用，化合物2的抑制作用特別優(yōu)良，對梨鏈格孢菌、辣椒菌核病菌、水稻紋枯病菌、辣椒疫霉病菌、毛竹枯梢病菌和獼猴桃果實擬莖點霉菌的抑制率均高達(dá)100%，對層出鐮刀菌和油茶炭疽病菌的抑制率達(dá)到95%及以上，均優(yōu)于同等濃度下百菌清的抑制作用；化合物3a對萵苣菌核病菌的抑制率高達(dá)100%，優(yōu)于同等濃度下百菌清的抑制作用；化合物3b對葡萄炭疽病菌的抑制率高達(dá)100%，優(yōu)于同等濃度下百菌清的抑制作用；化合物3c對毛竹枯梢病菌的抑制率高達(dá)87.7%，優(yōu)于同等濃度下百菌清的抑制作用，對七葉樹殼孢菌稍有促進作用；化合物3d對萵苣菌核病菌的抑制率達(dá)到96.2%，優(yōu)于同等濃度下百菌清的抑制作用。

表1 化合物在500 mg/L下對11種植物病原真菌菌絲生長的抑制率

1)C:油茶炭疽病菌G.cingulata；D:層出鐮刀菌F.proliferatum；G:梨鏈格孢菌A.kikuchiana；J:辣椒菌核病菌S.sclerotiorum；K:水稻紋枯病菌R.solani；L:辣椒疫霉病菌P.capsici；M:毛竹枯梢病菌C.phyllostachydis；N:獼猴桃果實擬莖點霉菌B.phariadothide；T:葡萄炭疽病菌C.gloeosporioides；W:萵苣菌核病菌L.sclerotinia；Y:七葉樹殼孢菌F.aeculi

3 結(jié) 論

3.1由香茅醛和鹽酸羥胺合成得到香茅醛肟(2)，再與4種溴代烴反應(yīng)制得了4個香茅醛肟烷基醚(3a～3d)，并采用紅外光譜(FT-IR)、核磁共振(1H NMR、13C NMR)、氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)對其結(jié)構(gòu)進行表征，從表征結(jié)果可以看出3a～3d的結(jié)構(gòu)與理論目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)相吻合。

3.2抑菌活性測試結(jié)果表明香茅醛肟(2)對所選植物病原真菌的抑制能力更為優(yōu)良且范圍較廣。化合物2對梨鏈格孢菌、辣椒菌核病菌、水稻紋枯病菌、辣椒疫霉病菌、毛竹枯梢病菌和獼猴桃果實擬莖點霉菌的抑制率均高達(dá)100%，對層出鐮刀菌和油茶炭疽病菌的抑制率達(dá)到95%及以上；化合物3a對萵苣菌核病菌的抑制率高達(dá)100%；化合物3b對葡萄炭疽病菌的抑制率高達(dá)100%；化合物3c對毛竹枯梢病菌的抑制率高達(dá)87.7%；化合物3d對萵苣菌核病菌的抑制率達(dá)到96.2%；以上所提均高于百菌清對這幾種植物病原真菌的抑制率。香茅醛肟及其烷基醚在抑制植物病原真菌方面有著較好的應(yīng)用價值，說明由香茅醛合成香茅醛肟等有著重要的意義。