琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂是一类重要的农用杀菌剂，具有高效、杀菌谱广等优点，迄今已有20多种该类杀菌剂进入农药市场，其销售额在杀菌剂市场位列第3。SDHI类杀菌剂主要是取代苯甲酰胺和杂环甲酰胺，其中以吡唑甲酰胺居多。例如萎锈灵、氟酰胺、甲呋酰胺、噻氟酰胺、啶酰菌胺、氟唑菌酰胺，其结构式见图1。
图 1 一些SDHI 类杀菌剂的结构式
近10多年来，SDHI类杀菌剂的设计与合成研究备受人们关注。该类杀菌剂可以通过与SDH的泛醌位点结合，阻断电子从琥珀酸到泛醌的传递，从而影响真菌的呼吸、阻止能量合成，进而抑制真菌生长，导致其死亡。嘧啶衍生物表现出良好的生物活性和生物相容性,长期以来一直是研究热点。近来，嘧啶衍生物在农药领域主要用于除草剂和杀菌剂，如高效除草剂苄嘧磺隆、烟嘧磺隆和嘧草硫醚，高效杀菌剂氟嘧菌胺、嘧菌环胺和嘧霉胺等。
山东农业大学化学与材料科学学院姜林教授课题组开发了一种新的嘧啶甲酰胺类琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂——N-[2-((取代苯基)氨基)吡啶-3-基]嘧啶-5-甲酰胺，设计策略如图2所示。
图 2 目标化合物的设计策略
1 化合物的合成
目标化合物的合成路线如图3所示。本研究以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸(EDCI)为缩合剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂，使取代嘧啶甲酸与胺一步反应完成，该法所得酰胺可用简单的重结晶方法提纯，简化了实验操作，降低成本。
图 3 目标化合物4a～4q的合成路线
2 杀菌活性分析
化合物4a～4q在剂量为50 μg/mL时对黄瓜菌核菌(S.sclerotiorum)和草莓灰霉菌(B.cinerea)的抑制率、EC50(抑制50%病菌菌丝生长所需剂量)列于表1，50 μg/mL的啶酰菌胺(Boscali)为对照药剂。
表 1 50 μg/mL的4a～4q对黄瓜菌核菌和草莓灰霉菌的抑制率和EC50
|
编号 |
黄瓜菌核菌 |
草莓灰霉菌 | ||
|
抑制率/%（50μg/mL） |
EC50 |
抑制率/%（50μg/mL） |
EC50 | |
|
4a |
93 |
4.40 |
79 |
9.23 |
|
4b |
90 |
2.68 |
83 |
6.15 |
|
4c |
91 |
2.89 |
71 |
11.24 |
|
4d |
90 |
2.67 |
70 |
17.04 |
|
4e |
93 |
2.15 |
71 |
13.04 |
|
4f |
91 |
3.66 |
84 |
14.40 |
|
4g |
91 |
2.31 |
80 |
19.84 |
|
4h |
86 |
3.92 |
65 |
9.42 |
|
4i |
90 |
4.83 |
64 |
13.12 |
|
4j |
94 |
3.74 |
48 |
20.68 |
|
4k |
97 |
3.90 |
65 |
9.67 |
|
4l |
94 |
4.26 |
62 |
12.48 |
|
4m |
90 |
2.11 |
54 |
19.10 |
|
4n |
90 |
1.46 |
51 |
19.20 |
|
4o |
91 |
3.04 |
49 |
24.56 |
|
4p |
91 |
1.53 |
71 |
6.35 |
|
4q |
94 |
2.06 |
67 |
12.27 |
|
啶酰菌胺 |
100 |
0.29 |
85 |
5.26 |
除4h外，其余16种目标化合物对菌核菌有较高的杀菌活性，抑制率均在90%以上；其中尤以4n、4p两中化合物对菌核菌显示出较强的杀菌活性，EC50分别为1.46和1.53 μg/mL，略低于对照药剂啶酰菌胺(0.29 μg/mL)。
4b、4f、4g对灰霉菌的抑制效果与对照药剂相当，但经测定只有4b和4p对灰霉菌的EC50与啶酰菌胺的EC50(5.26 μg/mL)相近，分别为6.15和6.35 μg/mL。总体来看，4p具有对菌核菌和灰霉菌两者的抑制效果都较好，有望开发成为新型嘧啶甲酰胺类SDHI杀菌剂。
3 总结
为寻找新型结构的琥珀酸脱氢酶抑制剂，以高效杀菌剂啶酰菌胺为先导化合物，设计合成了17种N-[2-((取代苯基)氨基)吡啶-3-基]-4-甲基-2-甲硫基嘧啶-5-甲酰胺(4a～4g)和N-[2-((取代苯基)氨基)吡啶-3-基]-4-甲氧基-2-甲硫基嘧啶-5-甲酰胺(4h～4q)，并测试了离体杀菌活性。在剂量为50 μg/mL时，16种化合物对菌核菌表现出较高的杀菌活性，4p具有对菌核菌和灰霉菌两者的抑制效果都较好，有望成为继啶酰菌胺之后的新型SDHI杀菌剂。
|
