苦参碱(Matrine):一种多功能的植物源生物碱
苦参碱(Matrine):一种多功能的植物源生物碱
苦参碱(Matrine)是一种从豆科植物苦参中提取的生物碱,具有广泛的药用和农用价值。它不仅是一种低毒的植物源杀虫剂,还具有抗菌、抗病毒等多种生物活性。本文将详细介绍苦参碱的化学性质、提取来源、用途、合成方法、理化性质、抗菌抗病毒作用以及作为植物杀虫剂的应用等。
苦参碱简介
苦参碱,分子式为C15H24N2O,是由豆科植物苦参的干燥根、植株、果实经乙醇等有机溶剂提取制成的一种生物碱。
- 通用名称: 苦参碱(matrine)。
- 别名: 母菊碱、苦甘草、苦参草、苦豆根、西豆根、苦平子、野槐根、山槐根、干人参、苦骨
- 商品名称: 绿宝清、百草一号、绿宝灵、维绿特、碧绿
- 毒性: 为低毒杀虫剂。原药大鼠急性经口、经皮 LD50 均>5000mg/?。对动物和鱼类安全。
- 提取来源: 苦参碱是由豆科植物苦参Sophora flavescens Ait的干燥根、植株、果实经乙醇等有机溶剂提取制成的, 是生物碱,一般为苦参总碱,其主要成分有苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱、槐定碱等多种生物碱,以苦参碱、氧化苦参碱含量最高。其他来源为山豆根Sophora subprostrata (shandougen),以及Sophora alopecuroides地上部分
- 外观: 苦参碱纯品为白色粉末,低含量为棕黄色母液,农业方面一般使用母液。
- 常用制剂: 0.3% 苦参碱水剂、1% 苦参碱醇溶液、0.2% 苦参碱水剂、1.1% 苦参碱粉剂、1% 苦参碱可溶性液剂。
- 产品特点及防治对象: 苦参碱是天然植物性农药, 对人畜低毒, 是广谱杀虫剂,具有触杀和胃毒作用。对各种作物上的黏虫、菜青虫、蚜虫、红蜘蛛有明显的防治效果。
苦参Sophora flavescens Ait.
植物来源:豆科植物苦参的干燥根
别名:母菊碱
英文名:Matrine
分子式:C15H24N2O
分子量:248.36
CAS号:519-02-8
检测方式:高效液相色谱法
规格: ≥98%
性状:白色结晶性粉末;气微,味苦。
毒性:低毒,对高等动物无害
化学性质:溶于水,苯,氯仿,乙醚和二氧化碳,难溶于石油醚。
苦参碱 用途与合成方法
苦参碱又名母菊碱,是由豆科植物苦参的根、茎、果实经乙醇等有机溶剂提取的一种生物碱,属于喹诺里西啶类的衍生物羽扇豆生物碱类。具有特定性、天然性的特点,在大自然中能迅速分解,最终产物为二氧化碳和水。是一个绿色、环保的杀虫剂。
氧化苦参碱对菜青虫、黄掌蛾和榆蓝叶甲有强触杀作用,对桃蚜、萝卜、梨二叉蚜、小麦蚜虫的防治效果均达90%以上。苦参碱对小菜蛾低龄幼虫,茶黑毒蛾防效明显。苦参碱能防治蔬菜上菜青虫、菜蚜、瓜蚜、螟虫、瓢虫、甜菜夜蛾、黄条跳甲、小菜蛾、蓝叶蛾、韭蛆,果树上的天慕毛虫、舟型毛虫、刺蛾、尺蠼、红蜘蛛蜡蚧、金龟子、蝽象等,粮食作物上粘虫、小麦吸浆虫和蝗虫等多种害虫。苦参碱对害虫具有触杀、胃毒、内吸、忌避、拒食、绝育、干拢脱皮、麻痹神经中枢系统,虫体蛋白凝固、虫体气孔堵死,害虫窒息死亡等生物活性。靶标大,多点位追杀,能抑制抗药性的产生,对已经产生抗性的害虫仍有很强的活性。
理化性质
苦参主要成分有苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱、槐定碱等多种生物碱,以苦参碱、氧化苦参碱的含量最高。随结晶条件不同,苦参碱有四种晶型:α-型:针状,熔点76℃;β-型:短棱柱状,熔点87℃;γ-型:油状液体,静置转变为α-型;δ-型:叶状或棱柱状,熔点84℃。
苦参碱是一种低毒的植物源杀虫剂。害虫一旦触及,神经中枢即被麻痹,继而虫体蛋白质凝固,虫体气孔堵死,使害虫窒息而死。
苦参碱主要特点
苦参碱是天然植物农药,对人、畜低毒,是一种广谱杀虫剂,具有触杀和胃毒作用。对于蔬菜、苹果树、棉花等作物上的菜青虫、蚜虫、红蜘蛛防治效果较好。
苦参碱是由豆科植物苦参的根、茎、果实经乙醇等有机溶剂提取的一种生物碱,属于喹诺里西啶类的衍生物羽扇豆生物碱类。苦参成分主要有苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱、槐定碱等多种生物碱,以苦参碱、氧化苦参碱的含量最高。随结晶条件不同,苦参碱有四种晶型:α-型:针状,熔点76℃;β-型:短棱柱状,熔点87℃;γ-型:油状液体,静置转变为α-型;δ-型:叶状或棱柱状,熔点84℃。这些晶型能相互转变并生成相同的盐类。相对密度1.0888(85/4℃),折光率1.52865(85℃)[α]D20-39.11℃水。溶于冷水、乙醇、乙醚、氯仿和苯,难溶于石油醚,在热水中溶解度比在冷水中小。用过氧化氢氧化生成氧化苦参碱。苦参碱和氧化苦参碱均较易溶于水。但氧化苦参碱分子中的氧原子是通过半极性配位键与N原子共享一对电子的,与生物碱盐类有一定的相似性,极性较大,因此在水中的溶解度更大于苦参碱,在有机溶剂中则溶解度比苦参碱小。苦参碱具有比较强的碱性,它的分子中有2个氮原子,N16呈酰胺状态几乎没有碱性,N1属叔胺,三价都结在环上,由于它的立体形象便于接受质子,减弱了立体效应的影响,所以碱性比较强。又如在东莨菪碱的分子中,由于三元氧环的存在,氮原子上的孤电子对产生显著的立体效应(加强空间位阻),使氮原子不容易给出电子,所以使碱性减弱。生物碱的碱性强弱,不但与杂环结构中N原子结合的状态有关,也与N原子所处的化学环境有关,如是否有电性效应、立体效应以及其他取代基团与分子内氢键等因素的影响。但更主要的是要从分子整体性全面来考虑。苦参碱有抗菌、平喘、升白细胞等多种药理作用。动物实验表明对某些恶性肿瘤有抑制作用,氧化苦参碱尤为突出,其化疗指数是自力霉素的7.8倍。在乏氧状态下对LA-795细胞的杀伤作用明显增强。
抗菌抗病毒作用
0.3%~1%苦参碱溶液对乙型链球菌、痢疾杆菌、变形杆菌、大肠杆菌、金黄色葡葡球菌、绿脓杆菌均有较强的抑制作用,7.5%~10%的氧化苦参碱对痢疾、大肠杆菌、金黄色葡葡球菌、乙型链球菌也有抑制作用。另有报道苦参总碱对结核杆菌、霍乱弧菌、麻风杆菌、皮肤致病性真菌及钩端螺旋体等病原体也都有一定抑制杀灭作用。另外,山豆根水煎剂中含有抗CoxB5病毒的活性物质。具有一定的抗病毒作用。
苦参碱植物杀虫剂
苦参碱是一种低毒的植物杀虫剂。害虫一旦触及,神经中枢即被麻痹,继而虫体蛋白质凝固,虫体气孔堵死,使害虫窒息而死。该杀虫剂对害虫具有触杀和胃毒作用,对于蔬菜、苹果树、棉花等作物上的菜青虫、蚜虫、红蜘蛛防治效果较好。
使用方法
- 防治棉花叶螨:在6月上旬棉叶螨第一次发生高峰前,棉苗红叶率达7%~14%时施药,每亩用0.2%苦参碱水剂250~350ml加水40~50kg喷雾,喷雾时要均匀周到。
- 防治苹果叶螨:在苹果树开花后,叶螨越冬卵开始孵化至孵化结束期间防治,用0.2%水剂100~300倍液喷雾,以整株树叶喷湿为宜。
- 防治蚜虫:在蚜虫发生期施药,每亩用1%苦参碱醇溶液50~120ml或0.3%水剂50~65ml,加水40~50kg,叶背、叶面均匀喷雾,着重喷叶背。
- 防治菜青虫:在成虫产卵高峰后7d左右,幼虫3龄前进行防治,每亩用1%醇溶液60~110ml加水40~50kg,或0.3%水剂50~70ml对水40~50kg均匀喷雾,有较好的防治效果。该药对4~5龄幼虫防效较差。
- 防治韭菜蛆:于韭菜蛆发生初盛期施药,每亩用1.1%苦参碱粉剂2~4kg,加水1000~2000kg灌根。
- 防治地下害虫:防治小麦地老虎、蛴螬、金针虫等,每亩用1.1%粉剂2~2.5kg撒施、条施或拌种。拌种处理时,种子先用水润湿,每100kg种子用1.1%粉剂4~4.67kg搅拌均匀,堆放2~4h后播种。
苦参碱用途
临床作为抗菌消炎药:用于慢性宫颈炎、菌痢、肠炎等。苦参碱栓用于滴虫或念珠菌性阴道炎,慢性宫颈炎,盆腔炎等。苦参碱注射液具有清热利湿、利尿退黄,解毒、改善病理性肝炎症状与体征、退黄、降酶作用。苦参碱农药常用制剂:0.3% 苦参碱水剂、1% 苦参碱醇溶液、0.2% 苦参碱水剂、1.1% 苦参碱粉剂、1% 苦参碱可溶性液剂.是天然植物性农药, 对人畜低毒, 是广谱杀虫剂,具有触杀和胃毒作用。对各种作物上的黏虫、菜青虫、蚜虫、红蜘蛛有明显的防治效果。