【 Tehnoloogiline läbimurre; Tooteuuendus 】 Nankai ülikool töötab välja uusi difluorovinüülsilaani ühendeid, millel on suurepärane seenevastane toime

Professor Wang Qingmini uurimisrühm Nankai ülikoolis on välja töötanud uudse difluorovinüülsilaani ühendi, millel on suurepärane seenevastane toime selliste taimede patogeenide vastu nagu Botrytis cinerea, Colletotrichum macrophylla ja Fusarium graminearum. Kasutades silanooli boorhappe estrite asendamiseks amiinradikaali lõhustamist, ületades nende kõrge oksüdatsioonipotentsiaali piirangud, on sünteesimeetod keskkonnasõbralik ja skaleeritav. Uuringud on näidanud, et mõnel ühendil on Botrytis cinerea inhibeerimise määr üle 60% kontsentratsioonil 50 μg/ml, kusjuures EC50 väärtused on paremad või samaväärsed kaubanduslike fungitsiididega, mis annab uue suuna fungitsiidide arendamiseks.

World Agrochemical Networki Hiina veebisaidi kohaselt kujutavad taimepatogeensed seened märkimisväärset ohtu ülemaailmsele toiduga kindlustatusele, ökosüsteemidele ja inimeste elatusvahenditele. Roheline keemiline tõrje on kõige levinum ja tõhusam meetod seente ennetamiseks ja tõrjeks. Fungitsiidide uute pliiühendite nappus on praeguse arenduse peamine kitsaskoht, mistõttu on eriti oluline uute tõhusate pliiühendite ja sihtmärkide leidmine.

Core parameters: Antibacterial rate>60% 50 μg/ml juures, EC50 väärtus parem kui kaubanduslikud fungitsiidid
Fluori aatomitel on väike raadius, kõrge elektronegatiivsus ja tugev sidumisvõime süsinikuaatomitega. Fluorielementide sisestamine bioaktiivsetesse molekulidesse võib oluliselt parandada nende happesust, lipofiilsust ja stabiilsust, suurendades seeläbi nende seondumisvõimet sihtretseptorite või ensüümidega, parandades molekulaarse transpordi efektiivsust ja ennetades metaboolset inaktivatsiooni, suurendades seeläbi bioloogilist aktiivsust.

Räni derivaadid on seotud valdkondade võtmetoormena üliolulised, kuid räniboorhappe silanoolestrite kõrge oksüdatsioonipotentsiaal piirab nende kasutamist fotokatalüütilises silaaniseerimises. Traditsioonilised meetodid toetuvad potentsiaali vähendamiseks nukleofiilsetele reagentidele, samas kui amiiniradikaalid näitavad uuendusliku strateegiana potentsiaali Si-B-sidemete aktiveerimiseks, pakkudes uut teed roheliseks sünteesiks. Kuid praegu eksisteerivad räni sisaldavad ja difluoroeenipõhised fragmendid enamikus ühendites sõltumatult ning mõlema samasse molekuli viimine annab meditsiinilise keemia jaoks uue uurimisperspektiivi.

Vastuseks kitsaskohaprobleemile, milleks on uute fungitsiidide pliiühendite nappus, kasutas Nankai ülikooli professor Wang Qingmini uurimisrühm toorainena räni{0}}põhist boorhappe pinaalestrit ja ületas selle kõrge oksüdatsioonipotentsiaali piirangu vabade radikaalide ülekandestrateegia kaudu, et sünteesida mitmeid difluorovinüülsilaani ühendeid. Täiendavad bioloogilised katsed on kinnitanud, et mitmel sihtühendil on suurepärane seenevastane toime taimepatogeenide, nagu Botrytis cinerea, Colletotrichum macrophylla ja Fusarium graminearum, vastu.

Vastavad uurimistulemused avaldati ajakirjas Chinese Chemical Letters (DOI: 10.1016/j.clet. 2025.111940). Sellel meetodil on lihtne, roheline ja mahe sünteetiline lähenemine, tugev substraadi universaalsus, ühilduvus mitme funktsionaalrühma ja looduslike tootestruktuuridega ning seda saab grammide tasemel suurendada.

Mõned ühendid näitasid head antibakteriaalset toimet Botrytis cinerea vastu (tabel 1) ning DFT ja MEP analüüs näitas korrelatsiooni struktuuri ja aktiivsuse vahel (joonis 2).

DFT ja MEP analüüs näitas, et väga aktiivsetel ühenditel on ainulaadsed elektroonilised omadused. Skaneeriv elektronmikroskoopia kinnitas selle tõhusat hüüfi kasvu pärssimist.

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% kontsentratsioonis 50 μg/ml ja EC50 väärtus on parem või samaväärne kaubanduslike fungitsiididega. Teoreetilised arvutused (DFT/MEP) paljastavad üliaktiivsete ühendite ainulaadsed elektroonilised omadused ja skaneeriv elektronmikroskoopia kinnitab nende efektiivset hüüfikasvu pärssimist. See töö pakub uuenduslikke pliiühendeid struktuuriliselt optimeeritud ja uudsete fungitsiidide väljatöötamiseks.