【 Tehnoloģiskais izrāviens; Produkta inovācija 】 Nankai universitāte izstrādā jaunus difluorvinilsilāna savienojumus ar lielisku pretsēnīšu iedarbību

Profesora Wang Qingmin pētniecības grupa Nankai universitātē ir izstrādājusi jaunu difluorvinilsilāna savienojumu, kam ir lieliska pretsēnīšu iedarbība pret augu patogēniem, piemēram, Botrytis cinerea, Colletotrichum macrophylla un Fusarium graminearum. Izmantojot amīna radikāļu šķelšanu, lai aizstātu silanola borskābes esterus, pārkāpjot to augsto oksidācijas potenciāla ierobežojumus, sintēzes metode ir videi draudzīga un mērogojama. Pētījumi liecina, ka dažiem savienojumiem ir vairāk nekā 60% inhibīcijas līmenis pret Botrytis cinerea koncentrācijā 50 μg/mL, ar EC50 vērtībām, kas ir labākas vai līdzvērtīgas komerciāliem fungicīdiem, nodrošinot jaunu virzienu fungicīdu attīstībai.

Saskaņā ar Ķīnas World Agrochemical Network tīmekļa vietni, augu patogēnās sēnītes rada ievērojamus draudus globālajai nodrošinātībai ar pārtiku, ekosistēmām un cilvēku iztikas līdzekļiem. Zaļā ķīmiskā kontrole ir visizplatītākā un efektīvākā sēnīšu profilakses un kontroles metode. Jaunu svina savienojumu trūkums fungicīdiem ir galvenā pašreizējās izstrādes vājās vietas problēma, tāpēc efektīvu jaunu svina savienojumu un mērķu atklāšana ir īpaši svarīga.

Core parameters: Antibacterial rate>60% pie 50 μg/ml, EC50 vērtība ir labāka nekā komerciālie fungicīdi
Fluora atomiem ir mazs rādiuss, augsta elektronegativitāte un spēcīga saistīšanās spēja ar oglekļa atomiem. Fluora elementu ieviešana bioaktīvās molekulās var ievērojami uzlabot to skābumu, lipofilitāti un stabilitāti, tādējādi uzlabojot to saistīšanās spēju ar mērķa receptoriem vai fermentiem, uzlabojot molekulārās transportēšanas efektivitāti un novēršot vielmaiņas inaktivāciju, tādējādi uzlabojot bioloģisko aktivitāti.

Silīcija atvasinājumi ir ļoti svarīgi kā galvenie izejmateriāli saistītās jomās, taču silīcija borskābes silanola esteru augstais oksidācijas potenciāls ierobežo to pielietojumu fotokatalītiskā silanizācijā. Tradicionālās metodes balstās uz nukleofīliem reaģentiem, lai samazinātu potenciālu, savukārt amīnu radikāļi kā novatoriska stratēģija demonstrē potenciālu aktivizēt Si-B saites, nodrošinot jaunu zaļās sintēzes ceļu. Tomēr pašlaik silīciju saturoši un difluorēnu saturoši fragmenti lielākajā daļā savienojumu pastāv neatkarīgi, un abu ievietošana vienā molekulā nodrošinās jaunu pētniecības perspektīvu medicīnas ķīmijai.

Reaģējot uz sastrēgumu problēmu saistībā ar jaunu fungicīdu svina savienojumu deficītu, profesora Van Cinmina pētniecības grupa Nankai Universitātē kā izejvielu izmantoja boronskābes pinālo esteri uz silīcija- bāzes un, izmantojot brīvo radikāļu pārneses stratēģiju, pārvarēja tā augstā oksidācijas potenciāla ierobežojumu, lai sintezētu virkni difluorvinilsilāna savienojumu. Papildu bioloģiskie eksperimenti ir apstiprinājuši, ka vairākiem mērķa savienojumiem ir lieliska pretsēnīšu iedarbība pret augu patogēniem, piemēram, Botrytis cinerea, Colletotrichum macrophylla un Fusarium graminearum.

Attiecīgie pētījumu rezultāti tika publicēti izdevumā Chinese Chemical Letters (DOI: 10.1016/j.clet. 2025.111940). Šai metodei ir vienkārša, zaļa un maiga sintētiskā pieeja, spēcīga substrāta universālums, saderība ar vairākām funkcionālajām grupām un dabīgām produktu struktūrām, un to var palielināt gramu līmenī.

Dažiem savienojumiem bija laba antibakteriāla iedarbība pret Botrytis cinerea (1. tabula), un DFT un MEP analīze atklāja korelāciju starp struktūru un aktivitāti (2. attēls).

DFT un MEP analīze atklāja, ka ļoti aktīviem savienojumiem ir unikālas elektroniskās īpašības. Skenējošā elektronu mikroskopija apstiprināja tās efektīvu hifu augšanas kavēšanu.

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% pie 50 μg/ml, un EC50 vērtība ir labāka vai līdzvērtīga komerciāliem fungicīdiem. Teorētiskie aprēķini (DFT/MEP) atklāj ļoti aktīvo savienojumu unikālās elektroniskās īpašības, un skenējošā elektronu mikroskopija apstiprina to efektīvu hifu augšanas kavēšanu. Šis darbs nodrošina inovatīvus svina savienojumus strukturāli optimizētu un jaunu fungicīdu izstrādei.