天然萜类驱避剂在媒介昆虫防治上的应用

天然萜类驱避剂是指从自然界植物根、茎、叶、花、果等提取的具有驱避效果的萜类化合物,它存在于植物精油中。民间最早使用的驱避剂大多为植物精油,将天然萜类化合物单离作为驱避剂也已有多年历史。

松节油基萜类蚂蚁驱避剂的驱避活性与定量构效关系研究

以松节油中的主要组分α-蒎烯和β-蒎烯为原料,合成17个具有六元环的萜类蚂蚁驱避剂。采用荞麦种子浸液选择性生测法测定了它们对小黄家蚁的驱避效果。结果表明,这些化合物都具有一定的驱避活性,其中8-羟基别二氢葛缕醇丙酸酯(4)、诺卜甲基醚(9)、乙酸诺卜酯(13)和内型1-异莰烷基-3-己醇乙酸酯(17)表现出良好的驱避活性。使用量子化学计算软件Gaussian 03W对这些化合物进行几何优化,并计算出驱避剂分子的最低能量,再通过半经验量子力学程序Ampac 8.16进行格式转变后导入程序Codessa 2.7.10,继而计算结构描述符,并通过启发式方法对这些驱蚁剂的定量构效关系进行计算,得到了对应于驱避率对数值(lgB)和R2值为0.926 5的最佳定量构效关系计算模型。该模型显示,对这些萜类驱蚁剂活性具有较大影响的4个结构描述符分别是分数原子正电荷加权部分表面积、碳原子的最小亲核反应指数、次高占用分子轨道能量、氧原子的最大单电子反应指数。

萜类驱避化合物与引诱物三分子缔合的计算研究

【目的】目前驱避剂的作用机理研究还不理想,本研究从单个萜类驱避化合物分子与不同种类引诱气味分子同时相互缔合的角度入手,通过理论计算探究该缔合与蚊虫驱避作用的关系,从而为驱避作用机理研究提供新认识。【方法】利用Gaussian View4.1和Gaussian03W软件构建和优化萜类驱避化合物单体、单体与引诱物L-乳酸及氨分子同时缔合后三分子缔合体的结构,获得其最低能量结构和缔合能;通过程序Ampac 8.16将前述结构导入到程序Codessa 2.7.10,计算各类结构描述符;再利用Codessa 2.7.10的启发式方法得到一系列缔合体结构描述符与驱避活性之间的定量关系模型,并通过转折点确定、模型验证后确定最佳定量关系计算模型。【结果】三分子缔合的缔合能基本上在20~50 kJ/mol的范围,所得最佳三参数定量计算模型的R2值为0.9098,包含的3个结构描述符分别是三分子缔合体的maximum nucleophilic reactivity index for a C atom,topographic electronic index（all bonds）[Zefirov’s PC]和exchange energy＋e-e repulsion for a H-O bond。【结论】萜类驱避化合物分子可同时与2个不同种类的引诱物分子发生缔合作用,该缔合作用符合氢键的能量基本特征;缔合体的碳原子最大原子核反应指数、所有键的拓扑电子指数、氢氧键电子间交换互斥能对驱避活性影响显著。这些结果初步说明萜类驱避化合物与引诱物三分子缔合作用确实存在,且该缔合作用对驱避活性具有显著影响,这为驱避机理的研究提供了新的理论依据。

由松节油开发绿色杀虫化学品的现状与展望

松节油是世界上产量最大、价格最便宜的精油,其主要组分是α-蒎烯和β-蒎烯,它们的化学结构和反应性能特点、来源于天然和资源丰富的优势,使其在开发绿色杀虫化学品方面具有良好的前景。本文综述和展望由松节油开发的杀虫增效剂、萜类驱避剂和保幼激素类似物的国内外研究现状与开发前景,介绍由笔者合成的新型杀虫增效剂和新型萜类驱避剂。