[發(fā)明專利]一種殼寡糖衍生物及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711182967.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN107903338A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬程;范兆乾;秦玉坤;邢榮娥;劉松;于華華;陳曉琳;李克成;李榮鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所
• 主分類號(hào): C08B37/08
• 分類號(hào): C08B37/08;A01P5/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司21002
• 代理人: 李穎,周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋化工工程技術(shù)，具體涉及一種殼寡糖衍生物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物線蟲是植物的一大病原。我國每一種作物至少有一種病原線蟲寄生，無論是糧食作物，還是經(jīng)濟(jì)作物，無論是露天耕作，還是大棚種植，都會(huì)受到不同程度的線蟲侵害，某些地區(qū)甚至?xí)蔀闅讲『ΑＳ袛?shù)據(jù)顯示,線蟲病害可導(dǎo)致作物平均檢測(cè)20％～30％，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)70％～80％，甚至絕收，我國每年因線蟲危害造成的損失高達(dá)700億元。危害隱蔽、防治難度大正使線蟲病害發(fā)生日趨嚴(yán)重。為防治線蟲病害，目前最常用手段是使用化學(xué)殺線劑。而目前已開發(fā)出的殺線劑相對(duì)于殺蟲劑或殺菌劑來講寥寥無幾，并且因環(huán)境或人類健康問題，許多殺線劑已停產(chǎn)。目前在生產(chǎn)上可選用的殺線劑種類有限，且多為高毒或殘效期較長的藥劑品種，應(yīng)用時(shí)受到很大限制。因此，面對(duì)尖銳的人口壓力，糧食壓力，環(huán)境壓力及資源壓力，急需研制高效、低毒、低殘留的生物農(nóng)藥。

我國是一個(gè)海洋大國。海洋中孕育著豐富生物資源，從中提取殺線活性物質(zhì)，開發(fā)新型海洋生物源農(nóng)藥，是一個(gè)新的且具有廣闊應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域。在海洋資源中，從蝦、蟹殼提取中甲殼素已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱門。甲殼素是一種含氨基多糖，基本單元是乙酰葡萄糖胺。其含量豐富，可再生，是含量僅次于纖維素的第二大天然生物多糖。甲殼素經(jīng)脫乙酰可得到殼聚糖，殼聚糖通過特殊的生物酶技術(shù)、化學(xué)降解或微波降解技術(shù)可得到聚合度為2-20之間的殼寡糖。殼寡糖，具有無毒、水溶性好、生物相容性好、可自然降解等優(yōu)良性能，同時(shí)具有抑菌、抗病毒活性，因此在植保上受到廣泛研究。

有研究表明，殼聚糖、殼寡糖能夠調(diào)節(jié)土壤微生物種群，刺激土壤中的微生物產(chǎn)生殺線物質(zhì)，例如幾丁質(zhì)酶，能夠降解線蟲蟲卵，影響線蟲的孵化，從而降低相應(yīng)土壤中線蟲的量及危害程度。同時(shí)，殼寡糖能夠被植物體吸收，刺激植物產(chǎn)生水楊酸、茉莉酸等抗性相關(guān)信號(hào)分子，促進(jìn)植物多糖酶、過氧化氫酶、幾丁質(zhì)酶等多種有益酶活化，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗毒素或植保素，以抵抗病原入侵，提高免疫力。此外，研究還表明寡糖能夠促進(jìn)植物愈傷組織形成，活化植物細(xì)胞，促進(jìn)植物生長，提高生物量。目前，以殼聚糖、寡糖為原料研制的海洋生物源農(nóng)藥已有多個(gè)產(chǎn)品面市。然而，由于殼寡糖為天然產(chǎn)物，本身沒有殺線活性，其間接殺線活性與化學(xué)農(nóng)藥相比差距甚大，所以在殺線方面推廣比較困難，限制了其應(yīng)用。

硫元素是構(gòu)成生命的重要元素，很多含硫化合物具有多種重要的生理活性。在植物保護(hù)中，許多高效的殺蟲劑、除草劑、殺菌劑、殺線劑都是含硫化合物。二硫代氨基甲酰類化合物是一類應(yīng)用廣泛的高效農(nóng)用殺菌劑、殺線劑。二硫代氨基酰類殺線蟲劑，可在土壤中降解成異硫氰酸酯甲酯發(fā)揮熏蒸作用，通過抑制生物細(xì)胞分裂和生物大分子的合成及造成生物呼吸受阻，能有效殺滅線蟲。然而，此類殺線劑存在皮膚毒性、對(duì)動(dòng)物毒害大、商品化種類少，因而急需改善其缺點(diǎn)，開發(fā)對(duì)環(huán)境友好的殺線劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)新穎、殺線活性好的殼寡糖衍生物及其制備方法和應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案為：

一種殼寡糖衍生物，殼寡糖衍生物為通式I所示的殼寡糖硫代甲酰胺類衍生物，

式中，R為n＝2-20；

其中，R為時(shí)，M為金屬離子或銨根離子。

進(jìn)一步的說，所述R為時(shí)，M為Na⁺、k⁺或NH₄⁺。

殼寡糖衍生物的制備方法，殼寡糖溶于醇與水的混溶液中，在堿的存在下，常溫先與二硫化碳反應(yīng)1-6h，再與氯乙酸鈉反應(yīng)1-2h，最后再與水肼反應(yīng)5-6h，產(chǎn)物即為R為的式I所示殼寡糖硫代甲酰胺類衍生物(衍生物1)；其中，殼寡糖、堿、二硫化碳、氯乙酸鈉、水合肼的摩爾比為1：1.5-2：1.0-1.5：1.0-1.2：2-2.5。堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水；所述殼寡糖的分子量為320-3200，所述混溶液中醇與水之間體積比為1：1-1.5；混合溶液體積與殼寡糖質(zhì)量比為25:1-2。

將上述獲得衍生物1溶于醇與水的混合液中，在堿的存在下，常溫與二硫化碳反應(yīng)5-6h，產(chǎn)物即為R為式I所示的殼寡糖硫代甲酰胺類衍生物(衍生物2)；其中，衍生物1、堿、二硫化碳的摩爾比為1：1.5-2：1.0-1.5；堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水。所述混溶液中醇與水之間體積比為1：1-1.5；混合溶液體積與衍生物1質(zhì)量比為25:1-2。