三嗪酮类杀虫活性分子的结构多样性合成、生物活性及构效关系研究

Pymetrozine is a non-lethal pyridine heterocyclic pesticide developed by Syngenta Participations AG in the late 1990s, targeting the transient receptor potential (TRP) channels in insect stretch receptors. In order to break the inherent skeleton limitation of Pymetrozine and to realize the molecular structure diversity, this project draws lessons from the creation experience of triazone insecticidal derivatives and carries out research systematically on structural diversity oriented pesticides with 1,2,4-triazin-3-one as key intermediate. Structurally novel triazone compounds have been designed and will be synthesized by using biological rational design and substructure link way choosing the active moieties widely existing in phthaldiamide pesticide, 1-phenyl pyrazole pesticide and neonicotinoids, and combining with the structural features of other types of molecules targeting TRP channel. Aphis activity and structure-activity relationship will be studied. Aphis mechanism, toxicity test and field test of the preferred compounds will be explored. This project is of great theoretical and practical significance for the development of easy prepared pesticides which have own independent intellectual property rights of our country.

吡蚜酮是先正达公司在上世纪九十年代后期开发的非杀生性杀虫剂，结构上属于吡啶类杀虫剂，作用靶标为昆虫牵张感受器中的TRP通道。为了突破吡蚜酮分子固有骨架的限制，使分子结构更多样化，本项目借鉴前期三嗪酮类杀虫活性衍生物的创制研发经验，以三嗪酮杀虫活性研究的初步结果为基础，系统开展以吡蚜酮药效团1,2,4-三嗪-3-酮为关键中间体的结构多样性导向的杀虫剂创制研究。选取邻苯二甲酰胺类杀虫剂、1-苯基吡唑类杀虫剂和新烟碱类杀虫剂中广泛存在的活性结构，结合以TRP通道为靶标的其他结构类型药物分子的结构特点，利用生物合理性设计和亚结构连接法设计合成多种结构新颖的三嗪酮化合物，对其杀蚜虫活性和构效关系进行研究，对优选的化合物进行杀蚜虫作用机制探索和毒性试验及田间小区试验。该项目对创制具有我国自主知识产权的易于合成的有开发价值的杀虫剂具有重要的理论和实际意义。

三嗪酮类杀虫剂是上世纪90年代以后发展起来的非杀生性杀虫剂，其商业化品种有先正达公司开发的吡蚜酮、日本农药公司开发的R-768以及Pyrifluquinazon。吡蚜酮类杀虫剂的作用靶标为TRP通道，其具体作用机制尚不十分清楚。因此，开发具有自主知识产权的三嗪酮类杀虫剂并探索其作用机制具有非常重要的理论和应用价值。本项目主要开展三嗪酮杀虫活性分子的合成、生物活性测试、构效关系总结以及作用机制研究工作。目前，本项目已经完成了四部分合成工作，包括：①苯硫酚取代的三嗪酮类化合物；②亚磺酰基取代的三嗪酮类化合物；③单酰基和双酰基取代的三嗪酮类化合物；④磺酰基取代的喹啉酮类化合物。本项目已经部分完成了上述四类化合物的杀蚜虫、粘虫、棉铃虫、玉米螟、蚊幼虫活性、抗14种植物病菌活性测试，并确定了构效关系。研究表明，化合物2-6，2-11的杀蚜虫活性与吡蚜酮相当；在2.5μg/mL的浓度下，苯环上含吸电子基的化合物4-6（4-氯），4-7（4-氟）对蚜虫的致死率接近同浓度下吡蚜酮和NK-312的活性。本项目拟对该四个化合物开展大田实验以及作用机制研究。本项目的开展将推动三嗪酮类杀虫剂的构效关系研究和作用机制研究。本项目已发表论文3篇，并申请专利2项。