【 Technologinis proveržis; Produkto naujovės 】 Nankų universitetas kuria naujus difluorvinilsilano junginius, pasižyminčius puikiu priešgrybeliniu poveikiu

Profesoriaus Wang Qingmino tyrimų grupė Nankų universitete sukūrė naują difluorvinilsilano junginį, kuris pasižymi puikiu priešgrybeliniu poveikiu augalų patogenams, tokiems kaip Botrytis cinerea, Colletotrichum macrophylla ir Fusarium graminearum. Naudojant aminų radikalų skilimą, pakeičiant silanolio boro rūgšties esterius, pažeidžiant jų didelius oksidacijos potencialo apribojimus, sintezės metodas yra nekenksmingas aplinkai ir keičiamas. Tyrimai parodė, kad kai kurių junginių Botrytis cinerea slopinimo laipsnis viršija 60%, kai koncentracija yra 50 μg/mL, o EC50 vertės yra geresnės arba lygiavertės komerciniams fungicidams, o tai suteikia naują fungicidų kūrimo kryptį.

Remiantis „World Agrochemical Network“ interneto svetaine Kinijoje, augalų patogeniniai grybai kelia didelę grėsmę pasauliniam maisto saugumui, ekosistemoms ir žmonių pragyvenimui. Žalioji cheminė kontrolė yra labiausiai paplitęs ir efektyviausias grybelių prevencijos ir kontrolės metodas. Naujų švino junginių trūkumas fungicidams yra pagrindinė dabartinės plėtros kliūtis, todėl ypač svarbu atrasti veiksmingus naujus švino junginius ir taikinius.

Core parameters: Antibacterial rate>60 % esant 50 μg/mL, EC50 vertė geresnė nei komerciniai fungicidai
Fluoro atomai turi mažą spindulį, didelį elektronegatyvumą ir stiprią jungtį su anglies atomais. Fluoro elementų įvedimas į bioaktyvias molekules gali žymiai pagerinti jų rūgštingumą, lipofiliškumą ir stabilumą, taip sustiprinant jų gebėjimą prisijungti prie tikslinių receptorių ar fermentų, pagerinti molekulinio transportavimo efektyvumą ir užkirsti kelią metabolinei inaktyvacijai, taip sustiprinant biologinį aktyvumą.

Silicio dariniai yra labai svarbūs kaip pagrindinės žaliavos susijusiose srityse, tačiau didelis silicio boro rūgšties silanolio esterių oksidacijos potencialas riboja jų taikymą fotokataliziniam silanizavimui. Tradiciniai metodai remiasi nukleofiliniais reagentais, kad sumažintų potencialą, o aminų radikalai, kaip novatoriška strategija, rodo potencialą aktyvuoti Si-B ryšius, sudarydami naują žaliosios sintezės kelią. Tačiau šiuo metu daugumoje junginių silicio turintys ir difluoreno pagrindu pagaminti fragmentai egzistuoja nepriklausomai, o jų įvedimas į tą pačią molekulę suteiks naują medicininės chemijos tyrimų perspektyvą.

Reaguodama į naujų švino junginių, skirtų fungicidams, trūkumo problemą, profesoriaus Wang Qingmino tyrimų grupė Nankų universitete naudojo silicio -boro rūgšties pinalinį esterį kaip žaliavą ir peržengė didelį oksidacijos potencialo apribojimą, taikydama laisvųjų radikalų perdavimo strategiją, kad susintetintų difluorvinilsilano junginių seriją. Kiti biologiniai eksperimentai patvirtino, kad keli tiksliniai junginiai pasižymi puikiu priešgrybeliniu aktyvumu prieš augalų patogenus, tokius kaip Botrytis cinerea, Colletotrichum macrophylla ir Fusarium graminearum.

Atitinkami tyrimų rezultatai buvo paskelbti „China Chemical Letters“ (DOI: 10.1016/j.clet. 2025.111940). Šis metodas turi paprastą, žalią ir švelnų sintetinį metodą, tvirtą substrato universalumą, suderinamumą su keliomis funkcinėmis grupėmis ir natūralių produktų struktūromis, be to, jį galima padidinti gramų lygiu.

Kai kurie junginiai parodė gerą antibakterinį aktyvumą prieš Botrytis cinerea (1 lentelė), o DFT ir MEP analizė atskleidė ryšį tarp struktūros ir aktyvumo (2 pav.).

DFT ir MEP analizė atskleidė, kad labai aktyvūs junginiai turi unikalių elektroninių savybių. Skenuojanti elektroninė mikroskopija patvirtino veiksmingą hifų augimo slopinimą.

The author developed a method for efficiently generating silicon-based free radicals and introducing difluoroene based fragments through the homolytic substitution reaction of silanol boronic acid esters using amine free radicals. This method can synthesize silicon containing difluoroalkenes on a large scale under mild conditions and exhibits excellent antifungal activity: the inhibition rate against pathogenic bacteria such as gray mold is>60 % esant 50 μg/mL, o EC50 vertė yra geresnė arba lygiavertė komerciniams fungicidams. Teoriniai skaičiavimai (DFT/MEP) atskleidžia unikalias labai aktyvių junginių elektronines savybes, o skenuojanti elektroninė mikroskopija patvirtina jų veiksmingą hifų augimo slopinimą. Šiame darbe pateikiami naujoviški švino junginiai, skirti kurti struktūriškai optimizuotus ir naujus fungicidus.