含三氟甲基吡啶杀虫化合物的结构多样性衍生与作用机制初探

Pests in crops (such as diamondback moth, rice stem borer, rice planthoppers, aphids, et al.) are seriously threat to food production in China, which has become the realistic subject that need to be solved and researched in current agriculture. The current work will focus on the trifluoromethyl pyridine derivatives, multiple type of compounds containing trifluoromethyl pyridine will be designed and synthesized by introduction of the active phthalic acid amide, acyl (thio) urea, oxadiazole, etc. The synthetic method for them will be studied, the insecticidal activity of these compounds against diamondback moth, cotton bollworm, armyworm, aphid, brown planthopper, root knot nematode, et al. will be evaluated, and the quantitative structure activity relationship (QSAR) will also be discussed for further guidance on the design and optimization for the structure of trifluoromethyl pyridine derivatives. We expect to develop novel lead compounds or candidates with high insecticidal activity. Moreover, the mechanism of action of the high active compounds will also be further investigated.

农作物害虫（如小菜蛾、水稻螟虫、稻飞虱、蚜虫等）严重威胁着我国粮食生产，已成为当前农业行业中必须解决和攻关的现实课题。本项目将围绕三氟甲基吡啶结构，在已开展的工作基础上，通过引入邻甲酰胺基苯甲酰胺、酰基（硫）脲、噁二唑等活性亚结构，进行基于三氟甲基吡啶的结构多样性衍生，设计合成多个系列含三氟甲基吡啶结构的衍生物，研究其合成方法，并测试目标化合物对小菜蛾、棉铃虫、粘虫、蚜虫、褐飞虱、根结线虫等农作重大物虫害的杀虫活性，开展定量构效关系研究，进一步指导化合物的结构设计与优化，预期筛选活性出高杀虫活性先导化合物或候选杀虫药物。同时，探索活性化合物的作用机制。

农作物病害虫严重威胁着我国粮食生产，已成为当前农业行业中必须解决和攻关的现实课题。三氟甲基吡啶衍生物在绿色农药的创制中扮演了重要的角色，目前以产业化含该结构的农药品种达30个。为了发现具有潜在应用价值的三氟甲基吡啶衍生物，本项目以三氟甲基吡啶结构母体，在已有工作基础上，通过引入邻甲酰胺基苯甲酰胺、酰基（硫）脲、噁二唑等活性亚结构，进行结构多样性衍生，设计合成了10系列300余个含三氟甲基吡啶结构的衍生物，并测试目标化合物对小菜蛾、棉铃虫、粘虫、蚜虫等农作重大物虫害的杀虫活性，开展定量构效关系研究，同时，探索活性化合物的作用机制。筛选出了多个（D28、D33、E18、E27等）具有杀虫活性的先导化合物。建立了具有良好预测能力的定量构效关系模型，并在此基础上开展了结构优化；针对获得的部分活性化合物，开展了作用机制的初步探究，初步建立了活性化合物与潜在靶标间的作用模式，为进一步的结构优化和衍生奠定改了良好的基础。此外，还发现部分三氟甲基吡啶衍生物表现出了显著的抑菌活性和抗病毒活性，筛选到了多个具有杀菌和抗病活性的农药先导化合物。通过研究，相关工作在Journal of Agriculture and Food Chemistry， Angew. Chem. Int. Ed., J. Org. Chem.，发表标注基金号学术论文26篇（其中SCI收录论文23篇），申请中国发明专利6项（其中，获得中国专利1项），参加国内国际本学科领域的会议13次（国际会议报告6次）。作为主要负责人，参与举办会议3次（国际会议2次）。培养研究生8人（2人在读，1人转硕博连读）。项目执行期间，项目主持人入选省部级和国家级人才。