【Przełom technologiczny; Innowacja produktu 】 Uniwersytet Nankai opracowuje nowe związki difluorowinylosilanowe o doskonałej aktywności przeciwgrzybiczej

Grupa badawcza profesora Wang Qingmina na Uniwersytecie w Nankai opracowała nowy związek difluorowinylosilanowy, który wykazuje doskonałe działanie przeciwgrzybicze przeciwko patogenom roślinnym, takim jak Botrytis cinerea, Colletotrichum makrophylla i Fusarium graminearum. Dzięki zastosowaniu rozszczepienia rodników aminowych w celu zastąpienia estrów kwasu silanoloboronowego, przełamując ich ograniczenia związane z wysokim potencjałem utleniania, metoda syntezy jest przyjazna dla środowiska i skalowalna. Badania wykazały, że niektóre związki wykazują ponad 60% skuteczność hamowania przeciwko Botrytis cinerea w stężeniu 50 μg/ml, przy wartościach EC50 lepszych lub równoważnych dostępnym na rynku grzybobójcom, co wyznacza nowy kierunek rozwoju środków grzybobójczych.

Według chińskiej strony internetowej World Agrochemical Network grzyby chorobotwórcze dla roślin stanowią poważne zagrożenie dla światowego bezpieczeństwa żywnościowego, ekosystemów i źródeł utrzymania ludzi. Ekologiczna kontrola chemiczna jest najbardziej popularną i skuteczną metodą zapobiegania i zwalczania grzybów. Niedobór nowych związków ołowiu w środkach grzybobójczych jest głównym problemem wąskiego gardła w obecnym rozwoju, dlatego szczególnie ważne jest odkrycie nowych, skutecznych związków ołowiu i celów.

Core parameters: Antibacterial rate>60% przy 50 μg/ml, wartość EC50 lepsza niż dostępne na rynku środki grzybobójcze
Atomy fluoru mają mały promień, wysoką elektroujemność i silną zdolność wiązania z atomami węgla. Wprowadzenie pierwiastków fluoru do cząsteczek bioaktywnych może znacznie poprawić ich kwasowość, lipofilowość i stabilność, zwiększając w ten sposób ich zdolność wiązania z receptorami lub enzymami, poprawiając efektywność transportu molekularnego i zapobiegając inaktywacji metabolicznej, zwiększając w ten sposób aktywność biologiczną.

Pochodne krzemu mają kluczowe znaczenie jako kluczowe surowce w pokrewnych dziedzinach, ale wysoki potencjał utleniający estrów silanolowych kwasu krzemoboronowego ogranicza ich zastosowanie w silanizacji fotokatalitycznej. Tradycyjne metody opierają się na odczynnikach nukleofilowych w celu obniżenia potencjału, natomiast rodniki aminowe, jako innowacyjna strategia, wykazują potencjał aktywacji wiązań Si-B, zapewniając nową ścieżkę zielonej syntezy. Jednakże obecnie fragmenty zawierające krzem i fragmenty oparte na difluoroenie istnieją niezależnie w większości związków, a wprowadzenie obu do tej samej cząsteczki zapewni nową perspektywę badawczą w chemii medycznej.

W odpowiedzi na wąskie gardło problemu niedoboru nowych związków ołowiu w środkach grzybobójczych grupa badawcza profesora Wanga Qingmina na Uniwersytecie w Nankai wykorzystała ester pinalowy kwasu boronowego na bazie krzemu- jako surowiec i przełamała jego wysokie ograniczenie potencjału utleniającego poprzez strategię przenoszenia wolnych rodników, aby zsyntetyzować szereg związków difluorowinylosilanowych. Dalsze eksperymenty biologiczne potwierdziły, że wiele docelowych związków wykazuje doskonałe działanie przeciwgrzybicze przeciwko patogenom roślinnym, takim jak Botrytis cinerea, Colletotrichum makrophylla i Fusarium graminearum.

Odpowiednie wyniki badań opublikowano w chińskim czasopiśmie Chemical Letters (DOI: 10.1016/j.clet. 2025.111940). Metoda ta charakteryzuje się prostym, ekologicznym i łagodnym podejściem syntetycznym, dużą uniwersalnością podłoża, kompatybilnością z wieloma grupami funkcyjnymi i naturalnymi strukturami produktów, a także może być skalowana na poziomie gramatycznym.

Niektóre związki wykazały dobrą aktywność przeciwbakteryjną przeciwko Botrytis cinerea (Tabela 1), a analizy DFT i MEP ujawniły korelację pomiędzy strukturą i aktywnością (Rysunek 2).

Analiza DFT i MEP ujawniła, że ​​wysoce aktywne związki mają unikalne właściwości elektroniczne. Skaningowa mikroskopia elektronowa potwierdziła jego skuteczne hamowanie wzrostu strzępek.

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% przy 50 μg/ml, a wartość EC50 jest lepsza lub równoważna dostępnym w handlu środkami grzybobójczymi. Obliczenia teoretyczne (DFT/MEP) ujawniają unikalne właściwości elektroniczne wysoce aktywnych związków, a skaningowa mikroskopia elektronowa potwierdza ich skuteczne hamowanie wzrostu strzępków. Praca ta dostarcza innowacyjne związki ołowiu do opracowania zoptymalizowanych strukturalnie i nowych środków grzybobójczych.