3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-羧酸肟酯衍生物的合成及抑菌活性

为发现具有高抑菌活性的先导化合物,结合本课题组前期研究,设计并合成了18个新型3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-羧酸肟酯衍生物,其结构均经核磁共振氢谱、碳谱及高分辨质谱分析确证,化合物 9g 的单晶衍射结果证明肟酯的构型为E式。离体生物活性测定结果表明,目标化合物在50 μg/mL下对番茄灰霉病菌 Botrytis cinerea、苹果树腐烂病菌Valsa mali 和小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis均表现出一定的抑制活性,其中化合物 9d 对苹果树腐烂病菌、 9r 对小麦全蚀病菌的EC₅₀值分别为0.89 μg/mL和3.34 μg/mL,表现出比先导化合物 L1 (E-2-氯-6-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基)肟)和肟菌酯更优或相似的抑菌活性。     

香豆素肟酯衍生物的合成及抑菌活性

为发现具有高抑菌活性的肟酯类化合物, 结合本课题组前期研究, 设计并合成了18个新型香豆素肟酯衍生物, 并对抑菌活性及构效关系进行了研究。离体生物活性测定结果表明, 目标化合物在50 μg/mL下对番茄灰霉病菌、苹果树腐烂病菌和水稻纹枯病菌均表现出一定的抑制活性, 其中化合物 4n 对番茄灰霉病菌和水稻纹枯病菌的EC₅₀值分别为4.44 μg/mL和3.65 μg/mL，表现出比香豆素和肟菌酯更优或相似的活性。     

含肟酯的吡唑衍生物的合成及其抑菌活性

为发现高抑菌活性的先导化合物, 结合本课题组前期研究, 设计并合成了17个新型含肟酯的吡唑衍生物, 结构经 1H NMR、13C NMR及高分辨质谱分析确证, 化合物 7q 的结构经单晶衍射确证。抑菌活性测定结果表明, 目标化合物在50 μg/mL下对苹果树腐烂病菌Valsa mali、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea和小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis均表现出一定的抑制活性, 其中化合物 7q 对番茄灰霉病菌的抑制活性较好, EC₅₀值为7.04 μg/mL, 优于先导化合物 L1 和肟菌酯。     

6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱酰胺衍生物的合成及抑菌活性

为探索6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱酰胺衍生物的抑菌活性,结合前期的衍生化研究,设计并合成了15个新型6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱衍生物,并对其抑菌活性及构效关系进行了研究。离体抑菌活性测定结果表明,目标化合物在50μg/mL下对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、梨树腐烂病菌Valsa pyri、棉花枯萎病菌Fusarium oxysporum均有一定的抑制活性，尤其化合物5j对棉花枯萎病菌表现出较好的活性，抑制率达61.7%，强于阳性对照啶酰菌胺。     

雷帕霉素对4种植物病原真菌的抑菌活性

采用菌丝生长速率法,测定了雷帕霉素对番茄灰霉病菌、油菜菌核病菌、水稻纹枯病菌和棉花枯萎病菌的抑菌活性,比较了嘧菌酯、丙烷脒及雷帕霉素对番茄灰霉病菌的抑菌效果,并通过电子显微镜观察了雷帕霉素对番茄灰霉病菌菌丝生长的影响。结果表明:雷帕霉素对供试4种植物病原真菌菌丝均表现出了极强的抑制活性,其中对油菜菌核病菌的抑制作用最强,EC50值为2.23×10-4μg/mL,对番茄灰霉病菌、水稻纹枯病菌和棉花枯萎病菌的EC50值分别为1.32×10-3、4.05×10-3及3.82×10-3μg/mL;雷帕霉素对番茄灰霉病菌菌丝的抑制活性显著高于嘧菌酯(EC50值为3.24μg/mL)和丙烷脒(EC50值为3.81μg/mL)。电镜观察发现,经雷帕霉素处理后,番茄灰霉病菌菌丝表现出提前衰老等症状。研究结果可为深入探讨雷帕霉素对植物病原真菌的作用机制奠定基础。     

曲酸及氯曲酸衍生物的合成及抑菌活性

以曲酸为原料,设计合成了16个曲酸衍生物(QI-01~QI-16)和10个氯曲酸衍生物(QII-01~QII-10),通过核磁共振氢谱及元素分析对其结构进行了表征。初步抑菌活性测定结果表明:所有供试化合物对苹果炭疽病菌Glomerella cingulata和番茄灰霉病菌Botrytis cinerea的菌丝生长均有不同程度的抑制作用,其中化合物QI-07和QI-11对苹果炭疽病菌活性最高,50μg/mL时的抑制率分别为79.3%和86.2%;化合物QII-04、QII-08和QII-09对番茄灰霉病菌活性最高,50μg/mL时的抑制率分别为70.0%、70.0%和76.7%。     

桧木醇衍生物的合成及抑菌活性

桧木醇是具有?酚酮骨架的单萜类天然化合物, 设计并合成了17个新型桧木醇衍生物, 其结构经核磁共振波谱及高分辨质谱分析确证。抑菌活性测定结果表明,目标化合物在50 μg/mL下对水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、苹果树腐烂病菌Valsa mali和黄瓜炭疽病菌Colletotrichum orbiculare均表现出较好的抑菌活性,其中化合物 3a 对水稻纹枯病菌、 3j 对番茄灰霉病菌、 3m 对油菜菌核病菌的EC₅₀值分别为1.84、2.47和1.05 μg/mL,表现出比桧木醇 (2.00、11.3和5.40 μg/mL) 更优的活性。     

两种新型琥珀酸脱氢酶抑制剂的抑菌活性比较

采用菌丝生长速率法、孢子萌发法和幼苗法比较了吡唑萘菌胺和氟吡菌酰胺对23种病原菌的毒力。结果表明,吡唑萘菌胺对黄瓜褐斑病菌、黄瓜炭疽病菌、辣椒炭疽病菌、番茄早疫病菌、苹果斑点病菌、辣椒疫霉病菌、马铃薯晚疫病菌、番茄灰霉病菌、番茄菌核病菌、水稻稻瘟病菌和苹果轮纹病菌菌丝生长均有较高的抑制活性,其EC50值为0.10~9.52μg/mL,EC90值为1.87~62.23μg/mL。吡唑萘菌胺对花生白绢病菌、苹果腐烂病菌、棉花黄萎病菌、棉花立枯病菌和镰刀菌属病原菌的抑制活性均高于氟吡菌酰胺,而氟吡菌酰胺却对黄瓜褐斑病菌、番茄早疫病菌、苹果斑点病菌、番茄灰霉病菌、番茄菌核病菌和苹果褐斑病菌具有较高的抑制活性,其EC50值为0.39~3.98μg/mL,与吡唑萘菌胺相当。吡唑萘菌胺对玉米丝黑穗、花生冠腐病菌和番茄灰霉病菌的孢子有较高的毒力,其EC50值分别为0.002 9、0.07和1.38μg/mL。氟吡菌酰胺仅对花生冠腐病菌、番茄灰霉病菌的孢子有较高的活性,且它与吡唑萘菌胺活性相当。吡唑萘菌胺和氟吡菌酰胺对黄瓜白粉病菌均有较高的毒力,EC50值分别为0.04、0.05μg/mL。因此,吡唑萘菌胺比氟吡菌酰胺更加广谱,且抑菌活性相当或更高。     

氯康唑类似物的合成及抑菌活性

为了发现更多抑菌活性优于抗菌药物盐酸氯康唑的化合物,在盐酸氯康唑的结构基础上,设计、合成了其类似物,并进行了抑菌活性测定。以芝麻酚为原料,经过酰化、1,2,4-三氮唑基团的引入以及醚化3步反应,合成了19个新型氯康唑类似物4a~4s。所有目标化合物的结构均经过1H NMR、13C NMR和ESI-MS等确认。采用抑制菌丝生长速率法测定了目标化合物对水稻稻瘟病菌、番茄早疫病菌、马铃薯干腐病菌、玉米弯孢病菌、烟草赤星病菌、小麦赤霉病菌和棉花枯萎病菌7种植物源病原真菌的抑制活性,并进一步测定了部分化合物的EC50值。结果显示,在50 μg/mL时,大多数目标化合物对供试菌株表现出不同程度的抑制作用。其中,化合物4d和4m对番茄早疫病菌的EC50值分别为6.28和4.61 μg/mL,4m对烟草赤星病菌的EC50值3.58 μg/mL,与对照药剂腈菌唑（对番茄早疫病菌和烟草赤星病菌的EC50值分别为1.63和1.05 μg/mL）在同一数量级,具有开发为新型抗菌药物的潜能。     

侧柏内生真菌Chaetomium globosum ZH-32抗菌活性成分研究

采用生物活性追踪法,从侧柏内生真菌Chaetomium globosum ZH-32发酵液中分离得到1个具有抑菌活性的化合物——WH-01,经紫外光谱、核磁共振及质谱等鉴定为球毛壳菌素A。抑菌活性测定结果表明:WH-01对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和大肠埃希氏菌Escherichia coli有强烈的抑制作用,其最低抑制浓度(MIC)分别为3.13、3.13、1.56和3.13μg/mL;对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea和油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum菌丝生长的抑制中浓度(EC50)分别为5.36和12.19μg/mL。     

3-甲基-β-咔啉衍生物的合成及其抑菌活性

以吲哚甲醛和硝基乙烷为起始原料,经Henry、Pictet-Spengler等反应合成了12个9-取代-3-甲基-β-咔啉衍生物,其中10个未见文献报道,其结构均通过核磁共振和质谱确证。毒力测定结果表明:化合物Z-5(3-甲基-9-异丙基-β-咔啉)抑制玉米弯孢霉叶斑病菌Curvularia lunata和番茄灰霉病菌Botrytis cinerea孢子萌发的EC50值分别为4.23和6.73 μg/mL;相应地, Z-7(3-甲基-9-炔丙基-β-咔啉)的EC50值分别为11.16和7.51 μg/mL。     

含单萜酚结构酰胺类杂合分子的设计与合成及抑菌活性

为寻找具有良好抑菌活性的酰胺类化合物,本研究将天然单萜酚类化合物香芹酚和百里香酚与琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)药效团拼合,设计并合成了30个酰胺类杂合分子,其结构经核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)及高分辨质谱(HRMS)等确认。采用菌丝生长速率法测定了目标化合物对5种植物病原真菌的抑菌活性。结果表明,目标化合物对茄链格孢菌Alternaria solani和灰葡萄孢Botrytis cinerea的抑菌活性较好,其中 7e (N-(4-羟基-5-异丙基-2-甲基苯)-3-甲基噻吩-2-酰胺)的活性最高,对茄链格孢菌和灰葡萄孢的EC₅₀值分别为3.28和15.06 μg/mL,且 7e 与啶酰菌胺之间没有交互抗性。琥珀酸脱氢酶(SDH)活性测定表明, 7e 对灰葡萄孢敏感、抗性和B-P225F突变菌株的SDH均具有较强的抑制活性。分子对接研究表明, 7e 与野生型和突变型灰葡萄孢琥珀酸脱氢酶(BcSDH)之间具有较强的亲和力;推测 7e 是潜在的新型SDHI,其与啶酰菌胺之间对菌株SDH抑制活性的差异和与野生型和突变型BcSDH之间结合模式的差异,可能是二者之间没有交互抗性的原因。     

新型含嘧啶环的半乳糖苷类衍生物的合成及杀菌活性

为寻找具有更高杀菌活性的含氮杂环化合物，合成了13个未见文献报道的新型含嘧啶环的半乳糖苷类衍生物，其结构经过核磁共振氢谱 (1H NMR)、碳谱 (13C NMR) 和高分辨质谱 (HRMS) 等方法确证。杀菌活性测试结果表明:该类化合物对马铃薯晚疫病菌Phytophthora infestans、小麦赤霉病菌Gibberella zeae、水稻纹枯病菌Thanatephorus cucumeris、葡萄座腔病菌Botryosphaeria dothidea和拟茎点霉菌Phompsis sp. 均具有较好的杀菌活性，其中化合物 4m 对马铃薯晚疫病菌的EC₅₀值分别为8.67 μg/mL，与对照药剂烯酰吗啉 (EC₅₀值8.34 μg/mL) 活性相当。此外，该类化合物对柑橘溃疡病菌Xanthomonas citri subsp. citri和水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzae也有一定的杀菌活性。     

isopropylstilbene发酵条件优化及其对灰葡萄孢的抑制作用

isopropylstilbene (3, 5-二羟基-4-异丙基二苯乙烯) 是发光杆菌Photohabdus temperata产生的一种二苯乙烯类化合物，具有多种生物活性。为促进isopropylstilbene在农业抗生素领域应用价值的开发，采用固相萃取、柱层析等技术从发光杆菌P. temperata SN 35的发酵液中分离纯化得到1个化合物，通过核磁共振氢谱对其结构进行了确认，并采用高效液相色谱测定了其纯度；通过Plackett-Burman试验和响应面法对发光杆菌SN 35摇瓶发酵培养条件进行了优化，并初步研究了所分离化合物对灰葡萄孢Botrytis cinerea的离体抑菌活性及对灰霉病的防治效果。结果表明:所分离的化合物为isopropylstilbene，纯度为93%；对发光杆菌SN 35摇瓶发酵培养条件进行优化后，isopropylstilbene的产量是优化前的2.22倍。离体抑菌试验结果表明:isopropylstilbene对灰葡萄孢的菌丝生长具有较好的抑制作用，其EC₅₀值为 (9.17 ± 0.17) μg/mL，但低于对照药剂百菌清[EC₅₀值为 (0.90 ± 0.08) μg/mL]；在10 μg/mL下，isopropylstilbene对灰葡萄孢孢子萌发的抑制率为63.01%。活体盆栽试验结果表明，在200 μg/mL下，isopropylstilbene对黄瓜灰霉病的防治效果达92.19%，与百菌清的防效 (97.63%) 相当，对番茄灰霉病的防治效果为72.12%，略低于百菌清 (81.61%)。本研究通过对isopropylstilbene发酵条件的优化，为其工业化生产奠定了理论基础。该化合物对灰霉病具有很好的防治效果，可为天然杀菌剂的研究与开发提供参考。     

N-(2,4,5-三氯苯基)-2-氧代环己烷基磺酰胺对灰葡萄孢的抑制作用

研究了新型环烷基磺酰胺类化合物N-(2,4,5-三氯苯基)-2-氧代环己烷基磺酰胺(简称化合物108)对灰葡萄孢菌丝生长、孢子形成和萌发以及菌核产生等不同生育阶段的抑制作用及其对菌丝致病力和形态结构的影响。结果表明:化合物108对灰葡萄孢菌丝生长和孢子形成及孢子萌发具有明显的抑制作用,其EC50值分别为6.90、4.70和4.11μg/mL;菌核形成受到明显抑制,当药剂质量浓度达20μg/mL时,无菌核产生。经化合物108处理后的灰葡萄孢菌丝致病力下降,40μg/mL处理的菌丝致病力显著低于对照。超微结构观察结果表明,化合物108能导致灰葡萄孢菌丝萎缩、塌陷和变形,菌体细胞壁增厚、皱缩及分层。     

嗜线虫致病杆菌SN313的次生代谢产物及其抑制植物病原真菌活性研究

通过化学与生物活性筛选从土壤中分离得到一株菌株,利用16S rDNA方法将其鉴定为嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila并命名为SN313。采用微生物发酵、液相萃取、柱层析及半制备高效液相色谱等技术,对SN313的发酵液进行分离纯化,得到3个化合物。利用质谱和核磁共振等波谱技术并依据文献数据确定了这3个化合物分别是N-(2-羟基苯基乙酰) 色胺 ( 1 )、吩嗪-1-羧酸 ( 2 ) 和环(脯氨酸-色氨酸) ( 3 ),其中化合物 1 是一个新的β-吲哚基乙胺类衍生物。通过微量稀释法测定了3个化合物对4种植物病原真菌的抑制活性。结果表明:化合物 1 对辣椒疫霉Phytophthoa capsici和番茄灰霉病菌Botrytis cinerea具有明显的抑制作用 (IC₅₀值分别为11.20 μg/mL和28.94 μg/mL);化合物 2 对番茄灰霉病菌、辣椒疫霉、水稻纹枯病菌Thanatephorus cucumeris和小麦根腐病菌Bipolaris sorokiniana有明显的抑制作用 (IC₅₀ < 40 μg/mL);化合物 3 对番茄灰霉病菌具有较好的抑制效果 (IC₅₀ = 41.58 μg/mL)。从土壤微生物中获取化合物 2 ,为生物农药申嗪霉素有效成分的天然获取提供了一种新的途径。