三十烷醇(triacontanol),是一种有机物,分子式为C30H62O,分子量为438.81268,白色至灰白色粉末。
三十烷醇作为一种广泛适用的植物生长调节剂,对多种作物如水稻、棉花、麦类、大豆、玉米、高粱、烟草、甜菜、花生、蔬菜、花卉、果树和甘蔗等均有显著的增产效果,平均增产率超过10%。它高效且作用迅速,在极低浓度下即可促进植物生长。[2]
英文别名
N-TRIACONTANOL; MYRICYLALCOHOL; MIRACULAN; triacon-10; TRIACONTANOL, 1-; triacontan-1-ol; 1-Triacontanol[3]
理化性质
主要剂型
毒性资料
三十烷醇多以酯的形式存在于多种植物和昆虫的蜡质中。对人畜和有益生物未发现有毒害作用,是一种比较安全的植物生长调节剂。[4]
结构数据
化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):无
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:1
4.可旋转化学键数量:28
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积20.2
7.重原子数量:31
8.表面电荷:0
9.复杂度:288
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
发展历程
在1933年时,Chibnall等人就鉴定为一种天然植物成分,接着Chibnall和他的同事Waldron等又通过对植物蜡和动物蜡进行质谱分析,证实了三十烷醇的存在,Chibnall等还从苜蓿组织中分离出三十烷醇。[4]
1975年, 美国密执安州立大学Ries教授, 在一项应用苜蓿作有机肥的试验中发现TA具有一定的生理活性。Ries等采用从苜蓿提取的TA喷洒玉米、水稻等幼苗, 亦有同样刺激生长的作用。1977年我国著名化学家蔡启瑞教授访美时带回TA资料。1978年初厦门大学植物激素研究组在郭奇珍教授的指导下, 成功地从蜂蜡中获得TA结晶, 并进行了生理活性测定和大田试验。其生产工艺和产品质量通过了专家鉴定。[5]
1983年, 农牧渔业部组织全国联合试验组对TA应用效果进行为期两年的试验研究, 其效果不显著。与此同时, 由厦门大学、杭州大学、上海植生所、福建农科院、山东大学、江西农大、辽宁师大、东北师大及山西农大等全国几十个大专院校和科研单位组成的“全国三十烷醇协作组”也开展了大量试验研究工作。[5]
1987年, 福建农科院、厦门大学等32个单位协作进行TA对茉莉花、瓠瓜的增产效果及其生理效应研究。[5]
1994年厦门大学化工厂生产的TA原药和1.4%TA乳粉 (可溶性粉剂) 均在农业部农药检定所临时登记, 2000年正式登记 (农药登记证号PDN 65-2000和PDN 66-2000) 并列入正式生产产品。[5]
作用特性
三十烷醇作为一种植物生长调节剂,能够:
通过植物的茎和叶吸收,促进生长,提高干物质积累,改善细胞膜透性,增加叶绿素含量,提升光合作用效率,并增强多种酶的活性。刺激植物发芽、生根、生长和开花,促使作物早熟,提高结实率,增强耐寒和耐旱能力,从而提高产量和改善品质。通常以0.5ppm的浓度用于叶面喷施。[6]
合成方法
在中华蜂蜡中,三十烷醇的含量可达到30%左右,它主要由棕榈酸三十烷醇酯、蜡酸三十烷醇酯和十六烯酸三十烷醇酯这些酯类组成。通过与碱进行皂化反应,这些酯类可以转化为高级脂肪酸钠和三十烷醇。之后,通过使用溶剂(例如苯或石油醚)进行萃取,再经过脱溶过程,可以得到含有三十烷醇和其他高级一元醇以及烃类的物质。进一步通过脱烃步骤提纯,便可获得纯净的三十烷醇。整个工艺的总收率大约在10%到15%之间。在皂化过程中,如果加入相转移催化剂(如季铵盐或冠醚),不仅可以缩短反应时间,还能轻微提高三十烷醇的回收率。将蜂蜡加热至熔融状态,通过过滤去除其中的机械杂质,获得纯净的黄色透明蜂蜡。接着,将纯净蜂蜡与工业酒精一同加热至沸腾,倾泻出上层的酒精溶液,这一萃取过程需重复两次。将得到的酒精液合并,冷却后过滤,得到淡黄色的固体,将其与不溶于热酒精的物质合并。将这些固体与氢氧化钠的乙醇溶液和苯一起加热回流,进行皂化反应,然后加入热水搅拌并洗涤,分离水层,去除苯,得到淡黄色的黏稠粗品。最终,通过使用混合溶剂进行重结晶,便可制得三十烷醇的白色结晶产品。[7][8]
使用方法
使用三十烷醇浸种。种子发芽前,使用0.1%三十烷醇微乳油剂1000倍溶液浸种两天,再催芽播种。旱地农作物,在播种之前,使用0.1%三十烷醇微乳剂1000倍溶液浸种半天到一天,再播种。三十烷醇浸泡种子,可以增强发芽趋势,提高种子的发芽能力。三十烷醇在作物叶面喷雾,即在初花期和盛花期各喷一次,使用0.1%三十烷醇微乳剂2000倍溶液叶面喷雾,促进花蕾的形成,开花授粉和坐果率。使用三十烷醇浸苗。在作物幼苗期,如海带、紫菜等等水产植物养殖,在幼苗期,使用1.4%三十烷醇乳粉7000倍溶液浸没幼苗两小时,有利于早分苗和分大苗,长壮苗,提前成熟,增加产量。[6]
熔点
纯三十烷醇的熔点在85至86摄氏度之间,有的资料可能报告为85.5至86.5摄氏度或87摄氏度。研究表明,即使三十烷醇中含有少量的二十八烷醇和三十二烷醇,其熔点仍可达到85摄氏度。因此,熔点并不足以作为判断纯度的唯一标准。然而,三十烷醇含量较低的产品通常熔点也较低,如果产品的熔点低于85摄氏度,则其三十烷醇含量很可能不足85%。所以,熔点可以作为评估产品纯度的一个参考因素。[9]
红外光谱与质谱
红外光谱能有效识别分子中的特定官能团,如羟基(—OH)、末端甲基(—CH3)和次甲基(—CH2—),以及碳氢链(—CH—)n的吸收峰,从而确认分子是否为含饱和碳直链的伯醇。然而,由于其同系物也有相似的吸收峰,因此需要结合质谱分析来进一步确认。质谱通过测量分子离子峰和特征碎片峰(如421、380、351、327等)来确定分子中是否含有侧链,并据此确定分子量,从而鉴定出正三十烷醇。这一过程需要专业的色谱分析知识和技术,通常也会与标准物质的谱图进行对照分析以确保准确性。[10]
气相色谱分析
气相色谱法是分析三十烷醇纯度的有效工具。传统方法是先将醇转化为烷烃或乙酸酯,再进行色谱分析,但这一间接法过程繁琐且耗时。直接法更为简便,使用特定比例的OV-1和OV-17色谱柱,控制柱温在160至280℃之间,以高纯度氮气作为载气,通过火焰离子化检测器(FID)进行检测。此法能精确分析碳链长度在C18至C34范围内的脂肪醇,检测下限达到0.02%,标准偏差仅为0.1%,具有操作简便、分析迅速和高精确度的优点。[11]
柱层析
在从天然蜡中提取三十烷醇的过程中,通常会伴随着C26、C28和C32等碳链长度不同的醇类杂质,这些杂质难以通过常规方法彻底去除。为了提高三十烷醇的纯度,可以采用柱层析法进行分离和提纯。在这个过程中,常用的吸附剂是氧化铝(Al2O3),通过使用苯作为洗脱剂,或者依次使用石油醚和乙醇苯的混合溶剂进行洗脱。如果采用硅胶(SiO2)作为吸附剂,则可以使用按1:1比例混合的石油醚和乙醚作为洗脱剂。这种方法能够有效地分离和纯化三十烷醇,以获得更高纯度的产品。[9]
注意事项
配制药液要准确,浓度过高会起到抑制生长的作用。避免与吗啉类物质混用。喷药后4~6小时遇雨应补喷。择优选购商品,以保证药效。[6]
参考资料 11
- 三十烷醇 — 美伦生物
- Your current behavior is detected as abnormal, Please try again later... — 分析测试百科网
- 三十烷醇 — 合规化学
- 一文读懂三十烷醇 — chemical book
- 我国三十烷醇研究进展及其在农业上的应用前景 — 中国工程科学
- 植物生长促进剂——三十烷醇的神奇作用 — chemical book
- 三十烷醇制备工艺研究 — 中国知网
- 从蜂蜡分离纯化三十烷醇-1的研究 — 中国知网
- 三十烷醇的检测方法 — 分析测试百科网
- 如何解释红外谱图 — 大学化学杂志
- 毛细管气相色谱法测定蜂蜡素及其胶囊中三十烷醇和二十八烷醇的含量 — 掌桥科研