Structure-activity relationships of carboxamide fungicides and the succinic dehydrogenase complex of Cryptococcus laurentii and Ustilago maydis

The systemic fungicide, carboxin (5,6-dihydro-2-methyl-1,4-oxathiin-3-carboxanilide) and a variety of carboxamide compounds exhibit a marked specificity for Basidiomycete fungi. This unique specificity resides in the mitochondrial succinic dehydrogenase complex (SDC) of sensitive Basidiomycetes such as Ustilago maydis, the corn smut fungus. The present study examines in detail the structure-activity relationships of 93 carboxamide compounds and the SDC of two carboxin-sensitive organisms, U. maydis and a Basidiomycetous yeast, Cryptococcus laurentii. It has been possible to elucidate substantially the requirement in molecular structure needed for inhibition of the mitochondrial SDC. With few exceptions, a good correlation exists between the inhibitory activity of carboxamides towards the SDC of U. maydis and C. laurentii and the inhibition of growth of carboxamide-sensitive fungi, both in vitro and in vivo on the diseased plant. The structure-activity results were used as a basis for the synthesis of new, fungicidally-active carboxamides. The compounds found to be most active against the mycelial growth of Rhizoctonia solani were also tested on spore germination or mycelial growth of non-Basidiomycete fungi. Three carboxanilides (3-methyl-thiophene-2-carboxanilide, 3′-methyl-2-methylbenzanilide and 3′-methyl-2-ethylbenzanilide) had a fungitoxic spectrum which extended beyond Basidiomycetes. The spectrum of fungicidal activity of carboxanilides appears to be altered not only by substitution in the aniline ring, but by the nature of the ring attached to the carbonyl. No correlation was found between the inhibitory activity of oxathiins and benzanilides and their calculated partition coefficients.     

含氟2-氧代环己基磺酰胺的合成及杀菌活性

以环己酮为原料,经磺酰化、碱化后得到2-氧代环己基磺酸钾盐,再经生成酰氯后与胺反应得到9个新的标题化合物,其结构经1H NMR、13C NMR和元素分析确证。初步的生物测定结果表明,部分化合物具有一定的杀菌活性,其中 3e 对棉花立枯病菌Rhizoctonia solani和黄瓜灰霉病菌Botrytis cinerea、 3h和3i 对黄瓜灰霉病菌和油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum有较好的活性,50 μ g/mL下的抑制率均在90％以上。     

甲基立枯磷对植物病原真菌和细菌的活性测定

甲基立枯磷 ( tolclofos- methyl)系 1 982年正式公布的广谱性杀菌剂 ,在我国还没有大规模的应用。它具有良好的杀菌活性 ,可以用于多种主要农作物的重要病害防治 ,尤其是目前我国部分病原菌对一些广谱性杀菌剂已经出现抗药性 ,需要推出新的杀菌剂 ,因此研究甲基立枯磷对我国重要植物病原的活性是有意义的。有关甲基立枯磷杀菌活性的报道很多 [1～ 6] ,但详细作用机制并不清楚。研究甲基立枯磷的抑菌谱有助于了解其杀菌机理。作者根据已有的报道选择了部分常见的植物病原菌为试验菌种 ,对甲基立枯磷的抑菌活性进行了室内离体测定。1　材料与…     

5-(2-乙基亚环己基)-2-取代氨基咪唑啉酮类化合物的合成及其杀菌活性

以2-乙基环己酮和2-硫代乙内酰脲为起始原料,经Knoevenagel缩合反应制得5-(2-乙基亚环己基)-2-硫代咪唑啉-4-酮(1),化合物1在乙醇钠-乙醇体系中与碘甲烷反应得到5-(2-乙基亚环己基)-2-甲硫基咪唑啉-4-酮(2),化合物2再与相应的取代苄胺在冰醋酸体系中回流制得新化合物3a～3f,其化学结构均经1H NMR、IR和MS确证。初步生物活性测定结果表明:在50 μg/mL下,部分目标化合物对油菜菌核病菌Sclerotinia scleotiorum显示出良好的抑制活性,其中3a、3c、3e和3f的EC50值分别为12.10、8.73、10.11和7.67 μg/mL。     

2-[4-(对氟苯基)噻唑-2-基]-3-羟基-3-烃氧基丙烯腈的合成及杀菌活性

为了寻找生物活性良好的噻唑基丙烯腈类化合物,利用2-氰甲基-4-(对氟苯基)噻唑( 3 )与取代氯甲酸酯( 4 )在碱存在下反应,合成了15个未见文献报道的2- -3-羟基-3-烃氧基丙烯腈化合物( 5 ),其结构经核磁共振氢谱、质谱和元素分析表征。初步杀菌活性测试结果表明:所有化合物在试验浓度下均具有一定的抑菌活性,尤其对炭疽病菌Colletotrichum gossypii表现出较好的抑制活性,在质量浓度25 mg/L下,所有化合物的抑制率均在50%以上,其中化合物 5a、5e、5g、5k、5n和5o 的抑制率在80%以上。     

3,4-二氯异噻唑-5-甲酰胺衍生物的合成及生物活性

异噻唑类杂环化合物具有广泛的生物活性。为了扩大先导结构的发现范围,以3,4-二氯异噻唑-5-甲酸为原料合成了10个未见文献报道的3,4-二氯异噻唑-5-甲酰胺衍生物;其结构经核磁共振氢谱、红外光谱和元素分析确证。初步生物测试结果表明,化合物Ⅲe对9种病原真菌表现出了广谱的抑菌活性,在50 μg/mL下其抑制率均超过50%;在100 μg/mL下,大部分化合物展现了较好的抗烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)或诱导烟草抗TMV活性,其中化合物Ⅲa和Ⅲi的诱导活性分别为41.88%和42.92%。     

3-芳基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸环戊烷多氢菲酯类衍生物的合成与杀虫活性

为了寻找具有较高杀虫活性的胆固醇衍生物,将异噁唑啉片段引入母体胆固醇( 1 )的C-3位,制备了20个新的3-芳基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸环戊烷多氢菲酯类衍生物 Ia~It ,并经氢谱、红外光谱和高分辨质谱确证结构。化合物 Ie (R = 3-BrPh) 对小菜蛾Plutella xyllostella幼虫具有较好的杀虫活性,其48 h LC₅₀值为 0.940 mg/mL,是母体胆固醇 (LC₅₀ 值2.566 mg/mL) 的2.7倍;化合物 Ig (R = 3-FPh) 和 Ij (R = 4-CF₃Ph) 对苹果黄蚜Aphis citricola具有较好的杀虫活性,其48 h LD₅₀值为0.042与0.041 μg/头,是胆固醇 (LD₅₀ 值0.228 μg/头) 的5.4和5.6倍。初步构效关系表明,在苯环间位引入溴原子可提高对小菜蛾的杀虫活性;在苯环对位或间位引入氟原子、或者在对位引入三氟甲基可提高对苹果黄蚜的杀虫活性。     

新型4(3H)-喹唑啉酮席夫碱衍生物的合成及抗烟草花叶病毒活性

合成了一系列含席夫碱的4（3H）-喹唑啉酮衍生物,并采用半叶枯斑法测试了目标化合物抗烟草花叶病毒活性。结果表明:目标化合物在500 μg/mL下对烟草花叶病毒的治疗活性为40.4%~53.1%,保护活性为51.2%~72.6%,钝化活性为46.0%~90.7%,其中,化合物3d的保护活性较好,有效抑制中浓度（EC50）值为203.89 μg/mL,略优于商业化抗病毒剂宁南霉素（EC50值214.90 μg/mL）。初步构效关系结果表明:在苯环的R1及R2位上引入吸电子基团有利于活性的提高。本研究结果表明,含席夫碱的4（3H）-喹唑啉酮衍生物能较好地控制烟草花叶病毒。     

4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸芳酯的合成及生物活性

为了寻找高效广谱的植物激活剂候选化合物,以三乙胺为缚酸剂,通过4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰氯与酚类化合物在二氯甲烷中于室温下反应,制得一系列共20个4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸芳酯化合物,其中9个化合物未见文献报道,所有化合物的结构均得到了核磁共振氢谱、红外光谱、高分辨质谱的表征和确认。选择化合物 2g 培养了单晶,利用X-射线单晶衍射确证了该类化合物的空间结构。杀菌活性测定结果表明:部分化合物在50 μ g/mL下具有显著的离体杀菌活性,其中化合物 2c,2n和2o 具有广谱的杀菌活性,其EC50值在3.46~23.30 μ g/mL之间。生物活性测定结果表明,部分化合物显示了较好的抗病毒活性,大部分化合物对烟草花叶病毒(TMV)具有较好的钝化效果, 2a,2c,2d,2e,2f,2g,2l,2o 具有较好的诱导烟草抗TMV的活性。     

Activity of 2-(1-alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthoquinones and related compounds against Musca domestica

A series of 2-(1-alkenyl)-3-hydroxy-1,4-naphthoquinones has been prepared and their toxicities assessed against Musca domestica. By comparison with analogous compounds having saturated 2-alkyl substituents, or unsaturated substituents with an unconjugated double bond (e.g. lapachol), it was demonstrated that the α-unsaturation of the substituent is responsible for a significant increase in the toxicity. The effect of the compounds against several other insect species and Tetranychus urticae follows completely different patterns.     

新型2-烷氧基取代苯甲酸香叶酯类蚜虫报警信息素类似物的设计、合成及生物活性

为了发现结构新颖的蚜虫行为控制剂,以课题组发现的高活性化合物 3e (2-羟基-3-甲氧基苯甲酸香叶酯)为先导,利用活性亚结构拼接的方法,设计合成了15个未见文献报道的新型2-烷氧基取代苯甲酸香叶酯类蚜虫报警信息素(E)-β-farnesene (EβF)衍生物,其结构经过核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(IR)和高分辨质谱(HRMS)的确证。蚜虫驱避活性测定结果表明,部分目标化合物在5 μg剂量下对豌豆蚜Acyrthosiphon pisum表现出不同程度的驱避活性,其中化合物 6i 活性最高,驱避率达到60.9%,与先导化合物 3e 的活性没有显著性差异。靶标蛋白结合实验证明,部分目标化合物与气味结合蛋白ApisOBP9具有较好的结合活性,尤其是化合物 6i 与ApisOBP9的结合常数达到(4.92±0.18) μmol/L。进一步的分子对接结果表明, 6i 与靶标ApisOBP9具有较好的结合作用力,能很好地结合到靶标蛋白的活性位点,其结合模式和先导化合物相似。本研究对后续化合物的结构优化具有重要参考价值。     

New 2-phenyl-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazole derivatives as paddy field herbicides

A series of 3-chloro-2-(4-chloro-2-fluorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazole derivatives containing various substituted isoxazolinylmethoxy groups at the 5-position of the benzene ring were synthesized and their herbicidal activities assessed under greenhouse and flooded paddy conditions. Among them, compounds having a phenyl or cyano substituent at the 3-position of the 5-methyl-isoxazolin-5-yl structure demonstrated good rice selectivity and potent herbicidal activity against annual weeds at 16-63 g AI ha(-1) under greenhouse conditions. Field trials indicated that these two compounds controlled a wide range of annual weeds rapidly with a good tolerance on transplanted rice seedlings by pre-emergence application. They showed a low mammalian and environmental toxicity in various toxicological tests.     

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。     

山东省不同地区蔬菜菌核病菌对四霉素的敏感性

采用菌丝生长速率法测定了四霉素对采自山东省不同地区不同蔬菜作物的151株菌核病菌的毒力作用,同时比较了其对蔬菜菌核病菌不同生育阶段的抑制活性,并通过离体叶片法评价了四霉素对蔬菜菌核病的防治效果。结果表明:菌核病菌对四霉素比较敏感,敏感性频率呈单峰正态分布,151株病菌菌丝生长的平均EC₅₀值为 (0.29 ± 0.01) μg/mL,该值可作为蔬菜菌核病菌对四霉素的敏感基线。此外,经四霉素处理后,该病菌的菌核数量以及干重明显降低,菌核明显变小;2 μg/mL的处理对菌核萌发的抑制率达到100.00%。 离体黄瓜叶片接种试验表明,四霉素对菌核病具有较好的保护和治疗效果,且保护作用较为显著。在质量浓度为20 μg/mL时,四霉素对该病的防效显著高于对照药剂多菌灵和异菌脲。因此,四霉素具有防治蔬菜菌核病的潜在价值,可进一步通过田间试验验证其应用效果。     

细交链孢菌酮酸及其衍生物的合成与杀虫活性

为了寻找具有较高杀虫活性的特胺酸化合物，以天然活性产物细交链孢菌酮酸(TeA)作为先导化合物，利用酰基化米氏酸作为酰基化试剂，设计、合成了26个3-位不同酰基取代和5-位不同取代的含特胺酸骨架衍生物 4a~4s、5a~5g、7a 和 8a ，其中14个化合物未见文献报道，所有目标化合物的结构均经核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱确证。初步杀虫活性测定结果表明，在100 μg/mL下处理72 h内，所有目标化合物对麦长管蚜Macrosiphum avenae (Fabricius)均表现出良好的杀虫活性，并具有内吸性，其中化合物 5d 和 7a 48 h致死率为100%，高于对照药剂螺虫乙酯，具有作为先导化合物进一步研究的价值。对处理后的小麦植株进行残留量测定，结果表明目标化合物 4e、5c、7a 和 8a 能被植株较好的吸收 。 该研究结果可为进一步研究具有特胺酸骨架化合物的构效关系提供参考。     

菲并吲哚里西啶生物碱及其盐衍生物 的生物活性研究

分别采用菌丝生长速率法和盆栽法,测定了一系列菲并吲哚里西啶生物碱及其盐衍生物的杀菌及除草活性。结果表明:该类生物碱及其盐衍生物表现出了很好的杀菌活性,尤其是生物碱安托芬 ± )-antofine]( 2 )和脱氧娃儿藤宁碱 ± )-deoxytylophorinine]( 3 )在50 μ g/mL下,对番茄早疫Alternaria solani、花生褐斑Cercospora arachidicola、苹果轮纹Physalospora piricola 和黄瓜枯萎Cladosporium cucumerium 4种菌体的抑制率达70%~100%;但未表现出明显的除草活性。     

取代苯甲酸酯类化合物的合成与杀菌活性

以取代苯甲酸和异戊醇为原料,合成了14个未见文献报道的取代苯甲酸酯类化合物,其结构均通过红外光谱、核磁共振氢谱和气相色谱-质谱联用（GC-MS）确证。生物活性测定结果表明:14个新化合物对灰霉病菌Botrytis cinerea、稻瘟病菌Piricularia oryzae和纹枯病菌Rhizoctonia solani的活体杀菌活性均好于离体杀菌活性,尤其是化合物3j在500 μg/mL下对黄瓜灰霉病的活体防效达96.4%,3e（500 μg/mL）对水稻稻瘟病的活体防效为96.3%。     

牡丹皮等16种中草药提取物抑制植物病原菌的研究

以牡丹皮等16种中草药的丙酮提取物为材料,测定了其对5种植物病原菌的生长抑制活性。结果表明:在供试质量浓度为0.05 g/mL时,牡丹皮提取物对所有供试病原菌菌丝生长抑制效果最好,除对杨树溃疡病菌菌丝生长抑制率为85.3%外,对其他植物病原菌的抑制率均为100%。高良姜提取物抑菌活性次之,对4种供试植物病原菌菌丝生长抑制率均在80%以上,对番茄灰霉病菌的抑制率最低,也达到68%。黄芩提取物对供试的3种植物病原菌的抑制率超过60%。连翘、知母、蔓荆、乳香和地榆等5种中药提取物分别对供试的5种植物病原菌中的2种有较好的抑菌活性。在供试质量浓度为0.1 g/mL时,牡丹皮、高良姜等2种中药提取物对杨树溃疡病菌孢子萌发抑制作用相当明显,抑制率均在80%以上;白花蛇舌草、乳香、川楝等3种中药提取物对杨树溃疡病菌孢子萌发抑制作用次之,抑制率均在60%以上。     

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。     

牡丹皮等16种中草药提取物抑银植物病原菌的研究

以牡丹皮等16种中草药的丙酮提取物为材料，测定了其对5种植物病原菌的生长抑制活性。结果表明：在供试质量浓度为0．05g／mL时，牡丹皮提取物对所有供试病原菌菌丝生长抑制效果最好，除对杨树溃疡病菌菌丝生长抑制率为85.3％外，对其他植物病原菌的抑制率均为100％。高良姜提取物抑菌活性次之。对4种供试植物病原菌菌丝生长抑制率均在80％以上，对番茄灰霉病菌的抑制率最低，也达到68％。黄芩提取物对供试的3种植物病原菌的抑制率超过60％。连翘、知母、蔓荆、乳香和地榆等5种中药提取物分别对供试的5种植物病原菌中的2种有较好的抑菌活性。在供试质量浓度为0．1g／mL时。牡丹皮、高良姜等2种中药提取物对杨树溃疡病菌孢子萌发抑制作用相当明显。抑制率均在80％以上；白花蛇舌草、乳香、川楝等3种中药提取物对杨树溃疡病菌孢子萌发抑制作用次之，抑制率均在60‰以上。