Azadirachtin 印楝素

印楝素

中文名称：印楝素
英文名称：azadirachtin
定义：一种有多种毒杀害虫作用的植物源活性物质，存在于印楝属印楝 (Azadirachta indica)植物种核和叶子中。 应用学科：昆虫学（一级学科）；昆虫毒理与药理（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

商品名称： Azatin、Kayneem、Neemazad、 Neemix、Neemolin
试验代号：azad
CA主题索引名及CAS登录号：
dimethyl [2aR-[2aα,3β,4(1aR*,2S*,3aS*,6aS*,7S*,7aS*),4aβ,5α,7aS*,8β(E),10β,10bβ]]-10-(acetyloxy)octahydro-3,5-dihydroxy-4-methyl-8-[(2-methyl-1-oxo-2-butenyl)oxy]-4-(3a,6a,7,7a-tetrahydro-6a-hydroxy-7a-methyl-2,7-methanofuro[2,3-b]oxepin-1a(2H)-yl)-1H,7H-naphtho[1,8-bc;4,4a-c’ ]difuran-5,10a(8H)-dicarboxylate
[11141-17-6]

理化性质： 纯品为具有大蒜/硫磺味的黄绿色粉末。K ow logP=1.09。
毒性： 大鼠急性经口LD50：>5000mg/kg； 兔急性经皮LD50(24小时)：>2000mg/kg。

作用机理：
印楝素兼具拒食剂和昆虫生长调节剂等多种作用方式，在很低的剂量下即可降低昆虫蜕皮激素的合成，使昆虫不能蜕皮，还能使成虫不能繁殖，正是由于其具有拒食作用，因此其效果优于一般的昆虫生长调节剂。
制剂： 目前在欧美市场上销售的制剂有两种： Margosan-O(含量为0.3%) 和 Azatin (含量为3% )。

适宜作物和对环境安全性：
印楝素几乎适宜于所有农作物、观赏植物以及草坪等。印楝素毒性极低(3％的苦楝素水剂，大鼠口服LD50>5000mg/kg), 且没有触杀作用，因此对环境、天敌等益虫安全。

应用：它是一种广谱的杀虫剂，到目前为止，其对进行测试的200多种害虫中，对其中的90%都有活性。对鳞翅目、鞘翅目及双翅目等害虫有特效。使用剂量为10-20g a.i./ha。
制备方法：
以印楝树种子、树叶等为原料，经萃取，处理而得。在印度印楝树种子、树叶作为杀虫剂的历史已有2000多年，然而，从1988年开始，其商业价值才显得非常重要，这是因为印楝素的分子结构在此之前尚未确定。

分析方法： HPLC
开发公司： Thermo Trilogy和BIOSYS公司等

印楝(Azadirachta indica A.Juss)系楝科楝属乔木，广泛种植于热带、亚热带地区。起初对一场蝗灾考察研究分析，印楝树的种子、树叶及树皮中，含有一种物质——印楝素，正是由于它的存在，使印楝树具有趋虫治病的神奇功能。经现代研究表明，从印楝果实中提取的印楝素等成分是目前世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂且没有抗药性，对几乎所有植物害虫都具有驱杀效果，而对人畜和周围环境无任何污染，同时印楝对许多疾病还具有医疗作用，在医药中将有更广泛的应用。

简介
印楝(Azadirachta indica A.Juss)系楝科楝属乔木，广泛种植于热带、亚热带地区。原产于缅甸和印度，在70多个国家有分布和种植，以印度等亚洲国家产量最大。印楝的果实、种子、种核、枝条、树叶、树皮及树液中都含有活性物质，但以种子尤甚。迄今，印楝中已发现了100多种化合物，至少有70种化合物具有生物活性，它们为二萜类、三萜类、戊三萜类和非萜类化合物。主要为印度苦楝子素、苦楝三醇和印楝素等，这些提取物对昆虫有拒食、干扰产卵、干扰昆虫变异，使其无法蜕变为成虫、驱避幼虫及抑制其生长的作用而达到杀虫目的。印楝素（Azadirachtin）是一类从印楝中分离出来活性最强的化合物，它属于四环三萜类。印楝素可以分为印楝素-A，-B，-C，-D，-E，-F，-G，-I共8种，印楝素-A就是通常所指的印楝素

印楝素对昆虫的作用机理
一般公认的印楝素对昆虫的作用机理有如下几个方面：直接或间接通过破坏昆虫口器的化学感应器官产生拒食作用；通过对中肠消化酶的作用使得食物的营养转换不足，影响昆虫的生命力。高剂量的印楝素可以直接杀死昆虫，低剂量则致使出现永久性幼虫，或畸形的蛹、成虫等。通过抑制脑神经分泌细胞对促前胸腺激素(PTrH)的合成与释放，影响前胸腺对蜕皮甾类的合成和释放，以及咽侧体对保幼激素的合成和释放。昆虫血淋巴内保幼激素正常浓度水平的破坏同时使得昆虫卵成熟所需要的卵黄原蛋白合成不足而导致不育。

印楝适生条件
印楝是热带亚热带常绿树； 年平均生长温度为21~32C ； 印楝耐干旱，在年降雨量为400~1200mm的干旱半干旱地区生长良好，在年降雨量为130mm以下的地区，若有地下水仍可生存。 印楝能在黑棉土(苏丹和印度)、粘土(尼日利亚)、砖红壤(贝宁)和高钙土(海地)等土壤中旺盛生长。其主根约为树干的2倍，可以在缺水的贫瘠土壤深处吸收水分和养分，与其它许多树种相比，印楝在贫瘠、多石、缺水、石灰质含量较高或质地粘硬的土地上更具生命力。 印楝适生土壤的pH为5.9~10，最适宜的pH为6.2~7。印楝能在盐碱地存活。 在多米尼加高盐度的荒地，在地下水含盐量很高的索马里Mogadish地区，印楝生长旺盛。多米尼加是一个少雨且土壤含有大量盐分的地区，印楝种植2年后就高达6~7米。 在沙特阿拉伯，用地下盐水每周灌溉一次，每次每株150升，印楝长势良好。 在海地和马来西亚等沿海国家，印楝能够生长在离海水只有数米远的盐碱地上

印楝的药用价值
几千年来，印度人一直将印楝产品用作农药和医药。 印楝果、种子、油、叶、茎杆和树皮具有防腐和杀菌作用，可治疗小便失调、支气管炎、败血症、腹泻、发烧、皮疹、烫伤、刀伤、高血压、黄疸、伤口感染、麻风病、皮肤病、胃溃疡和水痘等。 现代研究表明，印楝对许多疾病具有医疗作用，在医药中将有更广泛的应用。
Nimbin是印楝种子中的物质，被用作医药，具有退热作用、能治疗关节炎、低血糖、胃溃疡和内分沁失调等疾病，也被用作抗生素 印楝茎杆水提物中的多糖具有抗肿瘤和诱导产生干扰素作用。Lal等(1986)报导，印楝油具有避孕作用。印楝具有杀精作用和免疫避孕作用 印楝树皮：味苦、辛辣、具有镇定、清凉和收敛作用，对疲劳、过度干渴、创伤、皮肤病、咳嗽、发烧、厌食和蚧虫引起的疥疮有较好的疗效。印楝果：味苦，通便、驱虫和antihemorrhodia。 印楝花：具有收敛和驱虫作用，无毒，可用于治疗咳嗽和发烧。 印楝油：味苦，能治疗皮肤病，具有强烈驱虫作用，是一种广谱优质的传统医药。印楝油具有抗细菌和抗真菌活性，可用于防治或驱避室内、菜园、花园内和草坪上的蝇类、蚊子和蝗虫等害虫及宠物、牛、羊和其它家畜身上扁虱、大苍蝇、虻、蠓、跳蚤和蚊子等。

印楝中的活性成分及其它重要成分
新鲜印楝叶中的成分： 水份59.4 %，蛋白质7.1 %，脂肪1.0 %，纤维素 6.2%，糖类22.9%，矿物质3.4%，钙510mg/100g，磷80mg/100g，铁17mg/100g，维生素B10.04mg/100g，烟酸1.40mg/100g，维生素C218mg/100g，胡萝卜素1998mg/100g，热能值1290Kcal/Kg，谷氨酸73.30mg/100g，酪氨酸31.50mg/100g，天冬氨酸15.50mg/100g，丙氨酸6.40mg/100g，脯氨酸4.00mg/100g，谷氨酸盐1.00 mg/100g。
已从印楝中分离并鉴定出100余种protolimonoids、limonoids或tetranortriterpenoids、pentanortriterpenoids、hexanortriterpenoids和一些nonterpenoid(Jones,1989; Koul,199)。最重要的活性物质是印楝素，至少还有其它10多种柠檬素类物质具有昆虫生长发育调节作用(Saxena, 1989; Schmutterer, 1990)。
从化学结构上看，印楝素类化合物与昆虫体内的类固醇和甾类化合物等激素类物质非常相似，因而害虫不易区分它们是体内固有的还是外界强加的，所以它们既能够进入害虫体内干扰害虫的个生命过程，从而杀死害虫，又不易引起害虫对产生抗药性。这类化合物与脊椎动物的激素类质的结构差异很大，所以它们对人畜几乎是无的。

印楝杀虫作用机理
印楝素能降低昆虫的血细胞数量、降低血淋巴中蛋白质含量、降低血淋巴中海藻糖和金属阳离子浓度，能抑制昆虫中肠酯酶和脂肪体中蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、磷酸酶和葡萄糖酶的活性，降低昆虫的取食率和对食物的转化利用率，能影响昆虫的正常呼吸节律，降低昆虫脂肪体中DNA和RNA含量，降低雌虫卵巢、输卵管、受精囊中蛋白质、糖原和脂类的含量及一些酶的活性，对雄虫生殖系统有影响，使昆虫的脑、咽侧体、心侧体、前胸腺、脂肪体等发生病变，影响昆虫体内激素平衡，从而干扰昆虫生长发育。

印楝的发现
20世纪60年代，一位德国植物学家在印度进行生物考察时巧遇了一场蝗灾，当时，有一群蝗虫铺天盖地地压向一片作物，顷刻之间，这片作物就被蝗虫蚕食得荡然无存，但是其中有一棵树安然无恙，这就是印楝树。这位科学家研究分析，印楝树的种子、树叶及树皮中，含有一种物质——印楝素，正是由于它的存在，使印楝树具有趋虫治病的神奇功能。后经进一步研究，从印楝果实中提取的印楝素等 成分是目前世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂且没有抗药性，对几乎所有植物害虫都 具有驱杀效果。试验证明，印楝对防治10目400多种农林、仓储和卫生害虫，特别是对鳞翅目、鞘翅目等害虫有特效，而对人畜和周围环境无任何污染。

azadirachtin
See also The BioPesticide Manual, 2nd Ed., entry 2:100
Insecticide

Structure and stereochemistry, see W. Kraus et al., Tet. Letters, 26(52), 6435 (1985); H. B. Broughton et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm. 1986, 46; and S. V. Ley et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm. 1992, 1304.

NOMENCLATURE
IUPAC name dimethyl (3S,3aR,4S,5S,5aR,5a1R,7aS,8R,10S,10aS)-8-acetoxy-3,3a,4,5,5a,5a1,7a,8,9,10-decahydro-3,5-dihydroxy-4-{(1S,3S,7S,8R,9S,11R)-7-hydroxy-9-methyl-2,4,10-trioxatetracyclo[6.3.1.03,7.09,11]dodec-5-en-11-yl}-4-methyl-10[(E)-2-methylbut-2-enoyloxy]-1H,7H-naphtho[1,8a,8-bc:4,4a-c']difuran-3,7a-dicarboxylate
Chemical Abstracts name dimethyl [2aR-[2aa,3b,4b(1aR*,2S*,3aS*,6aS*,7S*,7aS*),4ab,5a,7aS*,8b(E),10b,10aa,10bb]]-10-(acetyloxy)octahydro-3,5-dihydroxy-4-methyl-8-[(2-methyl-1-oxo-2-butenyl)oxy]-4-(3a,6a,7,7a-tetrahydro-6a-hydroxy-7a-methyl-2,7-methanofuro[2,3-b]oxireno[e]oxepin-1a(2H)-yl)-1H,7H-naphtho[1,8-bc:4,4a-c']difuran-5,10a(8H)-dicarboxylate
Other names azad CAS RN [11141-17-6] Development codes N-3101 (Cyclo)

PHYSICAL CHEMISTRY
Composition Azadirachtin is the principal insecticidal ingredient of neem seed extracts; these extracts also contain a variety of limonoids, such as nimbolide, nimbin and salannin. 'Neememulsion' is made from material containing 25% w/w azadirachtin, 30-50% other limonoids, 25% fatty acids and 7% glycerol esters. Mol. wt. 720.7 M.f. C35H44O16 Form Yellow-green powder, with a strong garlic/sulfur odour. Neem oil is a dark yellow liquid with a disagreeable, garlic-like odour. M.p. 155-158 °C V.p. 3.6 ´ 10-6 mPa (azadirachtin) Solubility In water 0.26 g/l. Readily soluble in ethanol, diethyl ether, acetone and chloroform; insoluble in hexane. Stability Stable in the dark. DT50 50 d (pH 5, room temperature); rapidly decoposed at higher temperatures, in alkaline, and strongly acidic media. Specific rotation [a]D = -53?(c = 0.5 in chloroform) F.p. >140 ºF (Tag closed cup)

COMMERCIALISATION
Production Extracted from the neem tree, Azadirachta indica. History Extracts of the neem tree have long been known to have insect-controlling activity; azadirachtin is the principal active ingredient of such extracts. Manufacturers Certis; Cyclo; Fortune; Sharda; Tagros

APPLICATIONS
Biochemistry Ecdysone antagonist. Mode of action Disrupts insect moulting. Fungicidal and miticidal properties of the hydrophobic extract derive from physical smothering and desiccation. Uses Neem tree extracts, and formulations are used for control of whitefly, leaf miners and other pests including pear psylla. Neem extracts also show anti-feedant and repellent properties, which have been shown to be due to other chemicals such as salannin. A hydrophobic extract shows nematicidal and fungicidal activity. Dihydroazadirachtin is under development as an insecticide. Formulation types EC. Selected products: 'Azatin' (Certis); 'Ecozin' (Amvac); 'Kayneem' (neem oil) (Krishi Rasayan); 'Neemazad' (Certis); 'NeemAzal' (Andermatt, Parry); 'Neememulsion' (Cyclo); 'Neemix' (Certis); 'Neemolin' (seed extract) (Rallis); 'Ornazin' (Amvac); 'Trilogy' (hydrophobic extract of neem oil) (Certis); 'Vineem' (Vipesco)

OTHER PRODUCTS
'Align' (Certis); 'Amazin' (Amvac); 'Aza' (Fortune); 'Bio-neem' (Certis); 'Biotech' (Fortune); 'Blockade' (RPG); 'Bollwhip' (Certis); 'EI-783' (PBI/Gordon); 'Jawan' (J B Chemicals); 'Neem Suraksha' (Karapur Agro); 'Neem Wave' (Karapur Agro); 'Neemactin' (Biostadt); 'Neemgard' (Certis); 'Niblecidine' (Certis); 'Nimbecidine' (Stanes); 'Proneem' (Karapur Agro); 'Triact' (Certis); 'Trineem' (Tagros) Discontinued products: 'Margosan O' * (Thermo Trilogy); 'Neemachtin' * (Suterra)

ANALYSIS
By hplc; details available from Cyclo.

MAMMALIAN TOXICOLOGY
Oral Acute oral LD50 for rats >5000 mg/kg. Skin and eye Acute percutaneous LD50 for rabbits >2000 mg/kg. No skin irritation; slight eye irritation (rabbits). Slight skin sensitisation (guinea pigs). Inhalation LC50 for rats 0.72 mg/l. Toxicity class EPA (formulation) IV

ENVIRONMENTAL FATE
On foliage, DT50 c. 17 h; in soil DT50 c. 25 d. Commercial formulations contain stabilisers to retard hydrolytic and photodegradation.