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含二苯醚結構單元的新型煙酰胺類衍生物的合成及殺菌活性研究

2020-03-13 08:27高夢琪朱曉磊楊光富
現代農藥 2020年1期
關鍵詞:豬心殘基熔點

李 華,武 園,高夢琪,朱曉磊,楊光富

(華中師范大學農藥與化學生物學教育部重點實驗室,武漢 430079)

琥珀酸脫氫酶(SDH)作為一類重要的殺菌劑靶標,在農藥學研究領域扮演著十分重要的角色。琥珀酸脫氫酶抑制劑(SDHI)類殺菌劑因其具有高效、廣譜的殺菌活性和環境友好的特點,成為殺菌劑市場的“黑馬”,受到世界各大農藥公司的關注[1]。啶酰菌胺(boscalid)為巴斯夫公司開發的煙酰胺類殺菌劑,是第一個廣譜性的SDHI類殺菌劑,幾乎對所有的真菌病害都有效果,主要用于防治白粉病、灰霉病、菌核病、各類腐爛病、褐腐病和根腐病等[2]。啶酰菌胺是在滅銹胺和氟酰胺的基礎上,利用生物電子等排原理,將酸部分的苯環替換為吡啶環,同時將胺部分的苯環替換為空間位阻更大的聯苯結構而得到高活性、低毒性、高內吸性和高選擇性的化合物。啶酰菌胺與多菌靈、腐霉利等無交互抗性,對作物安全,加上有利的生態效果和毒理學數據,使之迅速成為上億美元的產品[3]。其結構式見圖1。

圖1 啶酰菌胺的結構式

近年來,一些結構類似的品種不斷涌現,如氟唑菌酰胺(fluxapyroxad)、聯苯吡菌胺(bixafen)和pyraziflumid等(圖2)。這些化合物的顯著特點為:酸部分不再局限于吡啶環,出現了吡唑環和吡嗪環;酰胺鍵旁邊碳上的取代基由氯原子變成了二氟甲基或三氟甲基,活性有了進一步提高[4-6]。但這些化合物的胺部分仍為聯苯結構,需要昂貴的鈀催化劑和苯硼酸作為原料,成本較高[7]。

圖2 近年來上市的聯苯類SDHIs的結構式

在課題組前期的工作中,筆者發現柔性的二苯醚片段替換剛性的聯苯片段,可以有效地降低合成成本,提高生物活性,并且成功開發了候選殺菌劑品種氯苯醚酰胺和氟苯醚酰胺[8]。因此,本文在啶酰菌胺的基礎上,將其胺部分的聯苯替換為二苯醚,酰胺鍵旁邊碳上的取代基由氯原子替換為三氟甲基,繼而合成了一系列含二苯醚結構單元的新型煙酰胺類化合物。目標化合物的合成路線見圖3。在本研究中,以廉價的取代苯酚和鄰氟硝基苯為起始原料,通過芳環上的親核取代反應和還原反應得到氨基二苯醚,其再與2-三氟甲基煙酸經EDCI/HOBt?;玫?2個未見報道的煙酰胺類化合物。隨后,對所合成的目標化合物進行了結構鑒定、離體酶抑制活性測試、作用模式研究、構效關系和活體殺菌活性研究,旨在發現較高活性的新化合物。

圖3 目標化合物的合成路線

1 材料與方法

1.1 所用儀器及試劑

使用儀器及試劑:循環水式真空泵,型號為SHZ-D(Ⅲ);遠紅外線干燥箱,型號為W70-1;電子天平,型號為德國Sartotuis BSA223S-CW;旋轉蒸發儀,型號為BüCHI R-200;隔膜泵,型號為BuCHI Vacuum Pump=V-700;低溫循環冷卻泵,型號為DLSB;恒溫磁力攪拌器,型號為德國Heidolph MR3001。使用60~90℃沸程的石油醚;其他溶劑和試劑如無特殊說明,均從各大試劑公司購買,為分析純或化學純。

化合物結構鑒定與表征使用儀器:核磁共振儀,型號為Varian VNMR 400 MHz(溶劑為DMSO-d6,內標為TMS);數字熔點儀(溫度計未經校正),型號為BüCHI B-545;高分辨質譜儀,型號為WATERS MALDI SYNAPT G2 HDMS(MA,USA)。

1.2 關鍵中間體的合成

1.2.1 中間體M-1的合成

在100 mL圓底燒瓶中加入5 mmol 2-氟硝基苯、6 mmol取代苯酚和7.5 mmol碳酸鉀,再加入20 mL DMF后升溫至100℃。TLC監測原料反應完全后停止反應,加入50 mL乙酸乙酯后用30 mL 2 mol NaOH洗2次,再用50 mL飽和食鹽水洗1次,減壓除去溶劑后得中間體M-1。

1.2.2 中間體M-2的合成

在100 mL圓底燒瓶中加入3 mmol中間體M-1和3.6 mmol氯化銨,再加入50 mL乙醇和5 mL水,加熱至回流后加入還原鐵粉(9 mmol),TLC監測原料反應完畢后停止反應,硅藻土過濾,濾液旋去大部分溶劑后加入50 mL乙酸乙酯萃取,有機相用50 mL飽和食鹽水洗,無水硫酸鈉干燥,減壓除去溶劑后柱層析得中間體M-2。

將3 mmol取代的1-氟-4-三氟甲苯、3.6 mmol 2-氨基苯酚和4.5 mmol碳酸鉀加入到50 mL圓底燒瓶中,再加入20 mL DMF,升溫至70℃,TLC監測原料反應完畢后停止反應,加入50 mL乙酸乙酯,分別用50 mL飽和食鹽水洗2次后加無水硫酸鈉干燥,減壓除去溶劑后柱層析得中間體M-2。

1.3 目標化合物的合成及表征

在100 mL圓底燒瓶中加入2-(三氟甲基)煙酸(2 mmol)、EDCI(0.460 g,2.4 mmol)、HOBt(0.325 g,2.4 mmol)和10 mL DMF,室溫下反應1 h,然后將中間體M-2(2.4 mmol)加入到上述溶液,室溫下反應24 h,減壓除去溶劑后柱層析得目標化合物TM(圖4、表1)。

圖4 目標化合物的結構式

表1 目標化合物的結構

化合物TM-1為白色粉末,收率為85%,熔點為112.6~113.3℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.49(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、8.00(dd,J=10.3、5.9 Hz,2H)、7.79(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.47-7.32(m,1H)、7.27-7.15(m,4H)、7.13-7.02(m,1H)、6.86(dd,J=6.2、3.3 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C19H12F4N2O2[M+H]+:377.090 77,found 377.090 19。

化合物TM-2為白色粉末,收率為75%,熔點為109.0~110.1℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.49(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、8.00(dd,J=10.3、6.0 Hz,2H)、7.79(dd,J=7.8、4.8 Hz,1H),7.46-7.33(m,1H)、7.27-7.14(m,4H)、7.13-7.02(m,1H)、6.91-6.80(m,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C19H12ClF3N2O2[M+Na]+:415.043 16,found 415.045 00。

化合物TM-3為白色粉末,收率為83%,熔點為126.5~127.6℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.46(s,1H)、8.82(d,J=4.4 Hz,1H)、7.99 (dd,J=8.4、5.2 Hz,2H)、7.80(dd,J=7.8、4.8 Hz,1H)、7.74(dd,J=8.0、1.4 Hz,1H)、7.47-7.34(m,1H)、7.26-7.16(m,2H)、7.16-7.10(m,1H)、7.01(dd,J=8.2、1.1 Hz,1H)、6.85-6.72(m,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C19H12BrF3N2O2[M+H]+:437.010 70,found 437.011 48。

化合物TM-4為白色粉末,收率為81%,熔點為87.2~88.1℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.39(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、8.01-7.91(m,2H)、7.79(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.32(d,J=7.2 Hz,1H)、7.21(t,J=7.1 Hz,1H)、7.17-7.07(m,3H)、6.86(d,J=7.9 Hz,1H)、6.74-6.66(m,1H)、2.18(s,3H)。HRMS(MALDI)Calcd for C20H15F3N2O2[M+Na]+:395.097 78,found 395.097 39。

化合物TM-5為白色粉末,收率為89%,熔點為127.0~128.1℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.43(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、7.97(d,J=7.7 Hz,1H)、7.92-7.85(m,1H)、7.82(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.77(d,J=7.8 Hz,1H)、7.64(t,J=7.4 Hz,1H)、7.32(d,J=7.6 Hz,1H)、7.28-7.24(m,2H)、6.99(d,J=8.3 Hz,1H)、6.94(dd,J=6.1、3.5 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd forC20H12F6N2O2[M+H]+:427.087 57,found 427.088 01。

化合物TM-6為白色粉末,收率為95%,熔點為112.2~112.9℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.43(s,1H)、8.81(d,J=3.2 Hz,1H)、7.96(d,J=7.5 Hz,1H)、7.84-7.70(m,2H)、7.49(t,J=8.3 Hz,1H)、7.36-7.25(m,2H)、7.12(dd,J=7.5、1.8 Hz,2H)、6.98-6.87(m,2H)。 HRMS(MALDI) Calcd for C20H12F6N2O3[M+H]+:443.082 49,found 443.081 49。

化合物TM-7為白色粉末,收率為78%,熔點為87.5~88.2℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.41(s,1H)、8.81(d,J=3.7 Hz,1H)、7.95(dd,J=6.3、3.2 Hz,1H)、7.78(dt,J=7.8、5.7 Hz,2H)、7.40(t,J=8.2 Hz,1H)、7.32-7.23(m,2H)、7.19(dd,J=8.0、1.2 Hz,1H)、7.12-7.06(m,1H)、6.99(t,J=2.0 Hz,1H)、6.92(dd,J=8.3、2.1 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C19H12ClF3N2O2[M+H]+:393.061 22,found 393.061 47。

化合物TM-8為白色粉末,收率為75%,熔點為122.8~123.9℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.42(s,1H)、8.81(d,J=4.5 Hz,1H)、8.02-7.94(m,1H)、7.91(d,J=7.7 Hz,1H)、7.78(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.28-7.22(m,4H)、7.08-6.98(m,2H)、6.97-6.89(m,1H)。HRMS(MALDI) Calcd for C19H12F4N2O2[M+Na]+:399.072 71,found 399.072 03。

化合物TM-9為白色粉末,收率為83%,熔點為119.5~120.6℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.41(s,1H)、8.81(d,J=4.3 Hz,1H)、8.05-7.90(m,1H)、7.86(d,J=7.5 Hz,1H)、7.77(dd,J=7.7、4.7 Hz,1H)、7.43(d,J=8.8 Hz,2H)、7.31-7.18(m,2H)、7.07-6.89(m,3H)。HRMS(MALDI) Calcd for C19H12ClF3N2O2[M+H]+:393.061 22,found 393.060 87。

化合物TM-10為白色粉末,收率為82%,熔點為113.5~114.5℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.40(s,1H)、8.82-8.78(m,1H)、7.99-7.91(m,1H)、7.78-7.69(m,4H)、7.37-7.27(m,2H)、7.21-7.14(m,1H)、7.09(d,J=8.6 Hz,2H)。HRMS(MALDI)Calcd for C20H12F6N2O2[M+H]+:427.087 57,found 427.087 30。

化合物TM-11為白色粉末,收率為84%,熔點為109.0~109.9℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.50(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、8.00(t,J=7.5 Hz,2H)、7.80(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.33-7.13(m,4H)、7.03(dd,J=7.6、1.7 Hz,1H)、6.83(t,J=7.6 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C19H11F5N2O2[M+H]+:395.081 35,found 395.080 77。

化合物TM-12為白色粉末,收率為80%,熔點為112.9~113.5℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.41(s,1H)、8.82(d,J=4.2 Hz,1H)、8.00(d,J=7.6 Hz,1H)、7.87(dd,J=7.6、1.7 Hz,1H)、7.80(dd,J=7.8、4.8 Hz,1H)、7.37(d,J=2.3 Hz,1H)、7.24-7.10(m,3H)、6.74(dd,J=7.8、1.3 Hz,1H)、6.68(d,J=8.5 Hz,1H)、1.37(s,9H)、1.27(s,9H)。HRMS(MALDI)Calcd for C27H29F3N2O2[M+H]+:471.225 39,found 471.224 49。

化合物TM-13為白色粉末,收率為85%,熔點為111.0~112.3℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.45(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、8.00(d,J=2.0 Hz,1H)、7.98-7.91(m,2H)、7.80(dd,J=7.8、4.8 Hz,1H)、7.69(dd,J=8.7、1.9 Hz,1H)、7.38-7.25(m,2H)、7.10(dd,J=7.7、1.7 Hz,1H)、7.03(d,J=8.6 Hz,1H)。HRMS (MALDI) Calcd for C20H11ClF6N2O2[M+H]+:461.048 60,found 461.048 77。

化合物TM-14為白色粉末,收率為82%,熔點為119.5~120.7℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.44(s,1H)、8.82(d,J=4.6 Hz,1H)、8.11(d,J=1.9 Hz,1H)、7.98-7.89(m,2H)、7.80(dd,J=7.8、4.8 Hz,1H)、7.73(dd,J=8.7、2.0 Hz,1H)、7.34-7.31(m,2H)、7.08(dd,J=7.7、1.8 Hz,1H)、7.00(d,J=8.6 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd forC20H11BrF6N2O2[M+H]+:504.998 09,found 504.997 21。

化合物TM-15為白色粉末,收率為81%,熔點為124.5~125.1℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.42(s,1H)、8.82(d,J=4.6 Hz,1H)、8.21(d,J=1.8 Hz,1H)、7.97(d,J=7.8 Hz,1H)、7.92(dd,J=7.6、2.0 Hz,1H)、7.80(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.73(dd,J=8.7、1.9 Hz,1H)、7.36-7.22(m,2H)、7.02(dd,J=7.7、1.8 Hz,1H)、6.92(d,J=8.6 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C20H11F6IN2O2[M+H]+:552.984 22,found 552.984 07。

化合物TM-16為白色粉末,收率為85%,熔點為152.8~153.4℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.47(s,1H)、8.85(d,J=4.4 Hz,1H)、8.09(s,1H)、8.02(dd,J=16.3、8.3 Hz,2H)、7.89-7.83(m,2H)、7.44-7.34(m,2H)、7.21(d,J=7.4 Hz,1H)、7.15(d,J=8.8 Hz,1H)。HRMS(MALDI) Calcd for C21H11F9N2O2[M+H]+:495.074 96,found 495.074 18。

化合物TM-17為白色粉末,收率為89%,熔點為73.4~74.1℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.37(s,1H)、8.81(d,J=4.5 Hz,1H)、8.01-7.94(m,1H)、7.89(d,J=7.7 Hz,1H)、7.78(dd,J=7.8、4.8 Hz,1H)、7.22(d,J=7.8 Hz,1H)、7.18-7.09(m,2H)、6.99(d,J=7.7 Hz,1H)、6.74(s,1H)、6.67(dd,J=7.3、2.1 Hz,1H)、2.87-2.74(m,1H)、2.12(s,3H)、1.12(d,J=6.9 Hz,6H)。HRMS(MALDI)Calcd for C23H21F3N2O2[M+H]+:415.162 79,found 415.163 37。

化合物TM-18為白色粉末,收率為73%,熔點為85.8~87.1℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.39(s,1H)、8.82(d,J=4.5 Hz,1H)、8.04-7.89(m,2H)、7.80(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.27(d,J=7.9 Hz,1H)、7.13(pd,J=7.4、1.7 Hz,2H)、6.98(d,J=7.7 Hz,1H)、6.73-6.63(m,2H)、3.18(dt,J=13.8、6.9 Hz,1H)、2.56-2.47(m,1H)、1.14(d,J=6.9 Hz,6H)。 HRMS(MALDI)Calcd for C23H21F3N2O2[M+H]+:415.162 79,found 415.162 46。

化合物TM-19為白色粉末,收率為75%,熔點為99.1~100.3℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.46(s,1H)、8.83(d,J=4.6 Hz,1H)、8.09-7.95(m,2H)、7.89-7.79(m,2H)、7.67(d,J=8.2 Hz,1H)、7.43-7.28(m,2H)、7.18(s,1H)、7.12(dd,J=7.6、1.9 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C21H11F9N2O2[M+H]+:495.074 96,found 495.074 00。

化合物TM-20為白色粉末,收率為90%,熔點為162.3~163.2℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.35(s,1H)、8.80(d,J=2.8 Hz,1H)、8.02-7.88(m,1H)、7.86-7.72(m,2H)、7.27-7.13(m,2H)、7.03-6.90(m,1H)、6.78(s,1H)、6.60(s,2H)、2.23(s,6H)。HRMS(MALDI)Calcd for C21H17F3N2O2[M+Na]+:409.113 43,found 409.113 81。

化合物TM-21為白色粉末,收率為82%,熔點為142.9~143.4℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.44(s,1H)、8.81(d,J=4.0 Hz,1H)、7.99(dd,J=7.7、1.8 Hz,1H)、7.92-7.87(m,1H)、7.84(s,1H)、7.78(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.50(s,2H)、7.44-7.32(m,2H)、7.27(dd,J=7.8、1.7 Hz,1H)。HRMS(MALDI)Calcd for C21H11F9N2O2[M+H]+:495.074 96,found 495.075 33。

化合物TM-22為白色粉末,收率為79%,熔點為103.9~104.7℃。

1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.42(s,1H)、8.83(d,J=4.4 Hz,1H)、8.06-7.90(m,2H)、7.81(dd,J=7.8、4.7 Hz,1H)、7.39-7.24(m,2H)、7.14(dd,J=7.5、2.0 Hz,1H)、6.94(dd,J=9.1、6.0 Hz,2H)。HRMS(MALDI)Calcd for C19H10F6N2O2[M+H]+:413.071 92,found 413.410 12。

1.4 離體酶抑制活性測定

按文獻[9]中的方法對合成的22個目標化合物進行離體酶水平的活性測試。測試中使用的SDH來自豬心線粒體。反應底物為琥珀酸和2,6-二氯酚吲哚酚鈉(2,6-dichlorophenolindophenol,DCIP)。琥珀酸被氧化成延胡索酸,被還原后的泛醌繼續將電子傳遞給電子受體DCIP,最終DCIP被還原并產生光吸收變化。反應總體積為200 μL,其中含pH=7.4的100 mmol/L磷酸緩沖液、20 mmol/L琥珀酸、53 μmol/L DCIP、0.3 mmol/L乙二胺四乙酸(EDTA)和20.6 nmol/L酶,在30℃恒溫條件下反應,監測7 min內波長為600 nm處底物DCIP的還原產物的光吸收變化。根據DCIP的摩爾消光系數21 mmol/(L·cm),可以計算得到DCIP的還原產量,并用origin軟件擬合得到反應初速度。加入不同抑制劑時反應速率不同,按照公式計算抑制率,并用Sigmaplot軟件擬合求出IC50值。

1.5 分子對接

小分子的三維結構通過SYBYL-X 2.0構建,使用最陡下降法和共軛梯度法各2 000步優化結構,收斂標準為0.001 kcal/(mol·?)。受體選用豬心SDH,其晶體結構可從PDB庫中獲?。≒DB ID:1ZOY)。由于其活性腔只涉及B、C、D三條鏈,且距離A鏈較遠,所以對接時將A鏈刪除。對接時格點盒子大小設置為50×44×44,格點間距為0.375 ?。對接過程中使用拉馬克遺傳算法搜索構象,對接構象個數為256。其余參數均采用默認值。對接結束后,挑選合適的構象進行簡單優化并計算結合能,挑選結合能最優的構象確定其結合模式[10]。

1.6 溫室盆栽試驗

委托沈陽化工研究院對22個目標化合物進行活體水平的殺菌活性測試,具體方法參見文獻[11]殺菌劑卷中SOP-SC-1101黃瓜白粉病盆栽法、SOP-SC-1119玉米銹病盆栽法和SOP-SC-1120大豆銹病盆栽法。

2 結果與分析

2.1 離體酶抑制活性

目標化合物對豬心來源SDH的抑制活性測試結果見表2。由表2可見,10個化合物的IC50值達到了微摩爾水平,優于對照藥劑啶酰菌胺,其中化合物TM-12、TM-15、TM-18的IC50值分別為0.24、0.23、0.20 μmol/L,較啶酰菌胺(IC50=2.57 μmol/L)提高了近10倍??偨Y構效關系發現:①對于單取代化合物,2號位取代最優,對于2號位取代的化合物活性,2-CF3>2-Br>2-Cl>2-F,說明2號位的位阻越大,越有利于活性的提高;②對于雙取代化合物,2,3-二取代、2,4-二取代和2,5-二取代活性普遍較高,只有3,5-二取代的化合物的活性較差,在10 μmol/L的濃度下抑制率小于50%,進一步說明了2號位對活性的保持至關重要。

2.2 作用模式研究

為了研究目標化合物與靶標蛋白的作用模式,將酶抑制活性較好的代表化合物TM-18和啶酰菌胺分別與豬心來源SDH進行了分子對接,結果發現啶酰菌胺的酰胺氧原子與B_W173殘基和D_Y91殘基形成兩個氫鍵(圖5(A));吡啶環與C_R46殘基形成π-cation相互作用;聯苯的中間苯環處于C_I30、C_W35、C_I43和B_W172殘基形成的疏水口袋中。代表化合物TM-18的結合模式(圖5(B))與啶酰菌胺類似,其酰胺氧原子與B_W173殘基和D_Y91殘基形成兩個氫鍵;吡啶環與C_R46殘基形成π-cation相互作用;二苯醚的中間苯環部分同樣處于SDH的疏水口袋中。此外,化合物TM-18二苯醚的末端苯環與D_Y91殘基形成π-π相互作用,與C_I43殘基和B_W173殘基形成疏水相互作用,以上作用使得化合物TM-18與SDH結合時有較強的范德華力,如表3所示,其ΔEvdw為-48.41 kcal/mol,絕對值大于啶酰菌胺與SDH的ΔEvdw(-40.76 kcal/mol)絕對值。

表2 目標化合物對豬心來源SDH的抑制活性

圖5 啶酰菌胺和化合物TM-18與豬心來源SDH的結合模式及TM-18和啶酰菌胺的疊合圖

表3 代表化合物TM-18和啶酰菌胺與豬心來源SDH的計算結合自由能 kcal/mol

2.3 溫室盆栽殺菌活性

目標化合物對黃瓜白粉病、玉米銹病和大豆銹病的殺菌活性測試結果見表4。由表4可見,目標化合物TM-5、TM-13、TM-14、TM-15、TM-16和TM-19表現出廣譜的殺菌活性,在6.25 mg/L下對黃瓜白粉病、玉米銹病和大豆銹病防效優異,優于對照藥劑啶酰菌胺。進一步EC90值測試結果見表5?;衔颰M-16對黃瓜白粉病的治療效果EC90值為28.74 mg/L,較苯醚甲環唑(108.15 mg/L)提高了近3倍。

3 結 論

本文以啶酰菌胺為先導化合物,設計合成了一類含二苯醚結構單元的靶向SDH的新型煙酰胺類化合物。酶抑制活性測試結果顯示,10個化合物對豬心來源SDH的IC50值均達到了微摩爾水平,其中化合物TM-12、TM-15、TM-18的IC50值分別為0.24、0.23、0.20 μmol/L,較啶酰菌胺提高了近10倍。通過分子對接發現,新化合物在保留啶酰菌胺酸部分和酰胺鍵與SDH之間關鍵作用的同時,二苯醚的末端苯環還與氨基酸殘基形成了π-π相互作用和疏水相互作用,這可能是新化合物活性較好的原因。

表4 目標化合物的溫室盆栽殺菌活性篩選結果

表5 目標化合物TM-16的深入殺菌活性篩選

構效關系研究表明,二苯醚末端苯環2號位的取代基對活性的保持至關重要,且2號位上位阻較大的取代有利于活性的提高。進一步溫室盆栽試驗結果表明,化合物TM-5、TM-13、TM-14、TM-15、TM-16和TM-19表現出廣譜的殺菌活性,在6.25 mg/L質量濃度下對黃瓜白粉病、玉米銹病和大豆銹病具有優異的防效,優于對照藥劑啶酰菌胺。其中化合物TM-16對黃瓜白粉病的治療效果EC90值為28.74 mg/L,明顯高于苯醚甲環唑,具有進一步研究價值。本研究為新型煙酰胺類化合物的設計與構效關系研究提供了新思路。

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