具有双作用位点的双酰胺类杀虫剂的设计合成和生物活性研究

Ryanodine receptors insecticides are a class of pesticides with a unique mode of action, high efficiency and safety to non-target. But with several years’ extensive and repetitive application, high levels of resistance were reported in many countries. In this study we intend to design and synthesize four series compounds by using chlorantraniliprole and insect growth regulator insecticide tebufenozide as a pilot for structural modification. Based on the molecular structure of chlorantraniliprole, we propose an idea to examine whether the diacylhydrazine bridge could have an effect on insect molting, increasing the site of action. And thus the resistance issue would be overcome, the structure of such insecticides would be simplified. The calcium imaging technique and insect molting experiments will be adopt to investigate the mode of action of the new compounds.

鱼尼丁受体类杀虫剂是一类具有特定作用靶标、选择性高的绿色杀虫剂。但随着这类杀虫剂大规模不科学的施用，有关的抗性报道也越来越多。本项目拟采用前体农药和亚结构拼接的分子设计思路，以氯虫苯甲酰胺和昆虫生长调节剂类杀虫剂虫酰肼为先导进行结构改造和修饰，以期得到结构简单并具有双作用位点的新化合物，从而克服害虫的抗性问题，同时降低合成成本。此外，通过昆虫蜕皮实验和电生理实验对所合成的新化合物进行深入的作用机理研究。

鱼尼丁受体类杀虫剂是一类作用靶标新颖、选择性高的新型杀虫剂，其高效且对哺乳动物低毒的特性使得其一上市就收到了广泛的关注。但由于该类杀虫剂大规模不科学的使用，导致此类杀虫剂的抗性问题越来越突出。为了解决此类杀虫剂的抗性问题，我们希望能从作用机制入手，通过结构修饰使得目标化合物可以作用于不同的靶点，从而提高杀虫活性、降低抗性问题。基于以上设计想法，该项目在开展过程中，通过将双酰肼结构片段引入邻氨基苯甲酰胺类化合物的骨架，设计合成了三大系列六小系列、七十余个新化合物，并对这些新化合的杀虫活性的及作用机制进行了深入的研究，为下一步新化合的开发打下了基础。对新化合物的杀虫活性进行了测试筛选，生测结果表明部分化合物在5 mg/L下对粘虫有很好的杀灭活性，部分化合物在1 mg/L下对小菜蛾表现出很高的杀灭活性，另外还有一些化合物对朱砂叶螨也有一定的抑制作用。在杀虫活性测试基础上，对部分化合物进行了电生理实验，发现经过结构改造的化合仍然可以作用于昆虫的鱼尼丁受体，当昆虫的中枢神经细胞被施以目标化合物后，细胞内的鱼尼丁受体被激活，导致内质网中钙离子的持续释放，是典型的鱼尼丁受体激活剂。另外还对部分化合物进行了昆虫蜕皮实验，发现部分化合物对昆虫的杀灭现象与虫酰肼类化合物类似，可能有两个作用位点，需要进一步的深入研究。以上研究内容，圆满的完成了前期的工作计划内容。在本项目开展过程中整理研究成果发表论文四篇，申请中国发明专利一项。