含异噁唑二苯乙烯衍生物的合成、抗灰霉菌活性及构效关系研究

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灰霉菌(Botrytis cinerea)具有宿主广泛、侵染方式多样与易产生抗性等特点,是难于防治的主要病原真菌之一,近年来对多种温室、大棚栽培蔬果危害日益严重。白藜芦醇等植物源二苯乙烯类化合物对灰霉菌等植物病原菌具有良好的抗菌活性,常作为先导化合物用于新药研发。杂环异噁唑具有独特的结构特征与理化性质并表现出广谱高效的生物效应。基于此,本文采用以分子杂化方法将3-取代苯基异噁唑活性亚结构引入二苯乙烯骨架的分子设计策略,合成了一系列含3-取代苯基异噁唑二苯乙烯衍生物,测试了其对灰霉菌的抗菌活性,并建立了定量构效关系模型,另外对筛选出的高活性目标化合物的抗菌机理进行了初步研究。具体研究内容及取得结果如下:(1)α,β-不饱和酮与N-对甲基苯磺酰基羟胺经环化与消去反应得到3,5-二芳基异噁唑中间体,然后该中间体再通过NBS溴代反应、Arbuzov反应及Wittig-Horner反应,得到了21个新型含3-(3,4-二氯苯基)异噁唑的二苯乙烯衍生物,目标化合物结构通过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱确认。(2)通过菌丝生长速率法测试了目标化合物对灰霉菌的离体抗菌活性,其中化合物5r展现出与白藜芦醇相当的抗菌活性。并利用番茄果实活体转接实验测定了目标化合物对灰霉菌的活体防治效果,化合物5r的防治效果最高,为56.11%,与白藜芦醇(50.99%)和商品化杀菌剂多菌灵(55.56%)的效果相当。(3)在目标化合物的活体生物活性结果基础上,采用HQSAR方法建立了以B/DA为碎片区分参数、3–8为碎片大小参数且全息长度为61的全息定量构效关系模型(q~2=0.604,r~2=0.941,r~2pred=0.844)。由原子贡献图分析可知3-苯基异噁唑结构片段中苯基邻位及异噁唑4位位点可作为提高生物活性的潜在结构位置。(4)通过光学显微镜观察,化合物5r可造成灰霉菌菌丝形貌异常,结合细胞膜通透性测定实验结果,推测化合物5r可影响细胞膜的正常功能,增大细胞膜通透性,导致胞内物质泄露,从而发挥抗菌活性。
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