Strobilurins类杀菌剂的作用机制和化学合成

新型strobilurins类杀菌剂的设计、合成及生物活性研究的开题报告标题：新型strobilurins类杀菌剂的设计、合成及生物活性研究引言：随着农业的发展和气候变化的影响，病虫害成为影响农业生产的主要问题之一，因此对植物病原菌的防治研究也变得越来越重要。

strobilurins类杀菌剂作为一种新型广谱抗菌剂，具有高效、低毒和环境适应性等优点，已成为农业生产中不可或缺的一种杀菌剂。

本研究将探讨设计、合成和评价新型strobilurins类杀菌剂对植物病原菌的生物活性。

研究目的：本研究旨在通过新型化合物的设计和合成，评估其对一系列植物病原菌的杀菌效果，提高杀菌剂的抗性、稳定性和活性，为植物病害防治提供更多有效的杀菌剂。

研究内容：1. 设计合成新型strobilurins类杀菌剂，并对其结构进行表征和鉴定。

2. 通过体外评价评估新型杀菌剂的抗性、稳定性和生物活性。

3. 针对主要的植物病原菌进行体内和田间试验，评估其杀菌效果和作物的生长效果。

研究方法：1. 合成方法：本研究将采用现代有机合成技术，根据已有的结构改进设计新型杀菌剂，并利用核磁共振、质谱和元素分析等技术对其结构进行表征。

2. 生物活性评价方法：通过发酵液法、离体叶片法、叶膜片法等方法，对新型杀菌剂的抗性、稳定性和生物活性进行测试。

3. 体内体外试验：利用有待研究的植物病原菌株进行体内体外试验，并通过田间试验来评估新型杀菌剂对作物生长的影响。

预期成果：通过本研究，将设计合成新型strobilurins类杀菌剂，并具体评估其抗性、稳定性和生物活性。

最终通过田间试验，确定其对植物病原菌的杀菌效果和对作物生长的影响，为植物病害防治提供更多有效的杀菌剂。

研究意义：本研究的完成将设计研究新型strobilurins类杀菌剂，并开发出新的有效、低毒、环保的杀菌剂，为我国现代农业的发展提供有力支持，提高我国农业生产的质量和效率。

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂概述目前引人注目的以天然抗生素 Strobilurin A为先导化合物开发的新型杀菌剂——甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，使其成为杀菌剂发展史上一块里程碑。

是世界农药界继三唑类杀菌剂之后的又一类极具发展潜力和市场活力的新型农用杀菌剂。

2008年此类杀菌剂的销售额达15.3亿美元，与位居第1位的三唑类杀菌剂市场持平。

具有保护、治疗、铲除、渗透作用，无致癌和致突变等特点能有效防治子囊菌、担子菌、半知菌和卵菌等真菌引起的病害。

由于独特的作用机制、高度的环境安全与超高活性使其开发前景广阔。

一、综述1．作用机理甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的作用机制目前比较清楚，这类杀菌剂的活性基团是甲氧基丙烯酸(酯／酰胺)。

主要作用于真菌的线粒体呼吸链中的细胞色素 bel复合物，阻止电子传递从而抑制真菌生长。

2、环境作用甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对作物的选择性是来自作物体内酶的脱酯化作用，由于酶的脱酯化使其毒力丧失。

因此，药剂不会到达动、植物的线粒体，不会影响植物、昆虫、哺乳动物的电子传递，故对动植物安全。

另外这类杀菌剂的毒性也很低，没有致癌和致突变作用。

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对环境也有很好的相容性。

如嘧菌酯在光照和微生物作用下，于土壤中易降解。

田间条件下，在土壤中的半衰期为 7～2d。

光解和微生物降解的产物也易在土壤中降解，在土壤中的流动性很差，且易被快速降解，所以对地下水安全。

没有挥发性，不易污染大气。

3、对植物生长的促进作用甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂除了能直接防治病害外，也能诱导许多作物的生理变化，尤其对禾谷类。

在农业上，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂能提高产量，延缓植物衰老。

这是其它类杀菌剂所不及的。

4．抗药性及治理与其它杀菌剂一样，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂也难逃抗性的厄运。

1998年 5月，在德国北部首先检测到了小麦白粉病的抗性菌株。

治理抗性首先是混用，由于甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的抗药性已开始制约这类杀菌剂的进一步发展，目前国外农药大公司正通过生产与其他杀菌剂的混配制剂来解决抗性问题。

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂（国外称Strobilurin）是一种仿生杀菌剂，是继苯并咪唑和三唑类之后的一个里程碑式的农用杀菌剂,经过近20年的发展，成为一类非常重要的杀菌剂，在上亿美金销售额的杀菌剂中占有多个就是实证。

这类杀菌剂的先导化合物：嗜球果伞素A（S trobilurin A）和嗜球果伞素B（Strobilurin B）最早是由德国IBWF的T.Anke和Steglich 教授于1977年首次从嗜球果伞（Strobilurus tenacellus，也有译作附胞球果菌）培养液中分离得到的。

这个IBWF(Institute of Biotechnology and Drug Research)就是德国生物技术药物研究所，位于德国凯泽斯劳腾（Kaiserslautern，Germany）大学内。

而实际上，这个Strobilurin A与Musikek等人1969年从霉状小奥德蘑(Oudemansiella mucida)中分离得到的Mucidin极其相似,这个Mucidin具有抗真菌活性。

strobilurin A与mucidin的红外光谱、紫外光谱以及元素组成一致，而旋光不同。

随后Anke等人为了搞清这二者是否为同一物质，进一步研究小奥德蘑（Oudemansiella mucida）并分离到了strobilurin A 外，还得到了结晶状的小奥德蘑素1981年Sedmera等发表了mucidin的结构，将mucidin的构型定为E, E, E 。

而Beck er等人则首次报道了strobilurin A与strobilurin B、oudemansin A结构相似，而且它们的杀菌活性均源于同样的作用机制：通过阻碍细胞色素b和c1这间的电子传递来抑制线粒体呼吸。

1984年Anke和Steglich确定了strobilurin A的立体构型为E, Z, E 。

直到1986年，将mucidin和strobilurin A直接对比才证实了两者的一致性。

啶氧菌酯（picoxystrobin）是先正达公司于2001年开发的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，2006年杜邦公司收购该产品后，在全世界进行推广应用，2008年进入中国。

啶氧菌酯是一种广谱、内吸性高且高效安全的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，广泛应用于治疗谷类、蔬菜等农作物的病害，对白粉病、叶枯病、褐斑病等多种病害均有良好的防治效果，具有良好广阔的市场前景。

啶氧菌酯是以20世纪70年代发现的嗜球果伞菌素(Strobilurins)为先导化合物经过结构修饰所得，2001年成功上市的产品。

虽然啶氧菌酯在欧洲很多国家进行了登记，不过由于嘧菌酯的竞争关系，其销售市场受到了一定的限制。

先正达公司为了啶氧菌酯的市场潜能得到进一步的发挥，将啶氧菌酯的全球销售权转让给杜邦公司，杜邦通过开发新的复配产品以及新增登记等来增加啶氧菌酯的市场销售额。

巴西是啶氧菌酯非常重要的市场，2017年杜邦开发了苯并烯氟菌唑与啶氧菌酯的复配产品在巴西上市用于巴西大豆和其他谷物，另外啶氧菌酯与环丙唑醇的复配新产品，可以防治亚洲大豆锈病。

作用机理啶氧菌酯是线粒体呼吸抑制剂，即通过在细胞色素b和C1间电子转移抑制线粒体的呼吸。

对C-14脱甲基化酶抑制剂、苯甲酰胺类、二羧酰胺类和苯并咪唑类产生抗性的菌株有效。

啶氧菌酯具有内吸活性和熏蒸活性，一旦被叶片吸收后，在木质部中移动，随植物体液在运输系统中流动。

在叶片表面的气相中流动，并可以气相直接被叶片吸收，进入木质部。

由于其内吸活性和熏蒸活性，施药后有效成分能够有效再分配和充分传递，比嘧菌酯或肟菌酯有更好的治疗活性。

啶氧菌酯为广谱杀菌剂，主要应用于小麦和大麦上的相关病害防治，主要用于防治麦类的叶面病害如叶枯病、叶锈病、颖枯病、褐斑病、白粉病等，与现有Strobilurin类杀菌相比，对小麦叶枯病、网斑病和云纹病有更强的治疗效果。

啶氧菌酯的优势化合物活性高啶氧菌酯，除了此类化合物均具有的活性基团—甲氧基丙烯酸酯外，还有一个三氟甲基，氟原子是卤素原子中最活跃的，这也导致啶氧菌酯相较于同类化合物，具有更高的杀菌活性。

新型绿色杀菌剂肟菌酯的合成工艺摘要：肟菌酯是一种新型高效、低毒、对环境友好的杀菌剂。

本文较系统地研究了肟菌酯及其水分散颗粒剂和包合物的合成工艺，并对肟菌酯及其制剂进行了降解。

针对肟菌酯的合成及其制剂的研究，对改善我国农药结构，降低农药对生态和环境的不良影响有着重要的理论意义和现实意义。

关键词：Strobilurin类杀菌剂，肟菌酯，表面活性剂，水分散颗粒剂，13一环糊精包合物，降解正文：一：Strobilurin类杀菌剂的研究现状Strobilurin类生物活性物质是在天然产物β一甲基氧基丙烯酸酯的基础上发现的，最简单的天然β一甲氧基丙烯酸酯类衍生物为1961年Musilex从某种担子菌中发现的Oudemansin A和1977年Anket等分离得到的Strobilurin A[8]。

甲氧基丙烯酸酯(Strobilurin)类杀菌剂来源于具有杀菌活性的天然抗生素Strobilurin A，自1969年Mugikek等发现其杀菌活性。

经过二十多年的结构优化，终使此类杀菌剂开发成功，在杀菌剂开发史上树立了继三唑类杀菌剂之后又一个新的里程碑。

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂具有独特的作用机制，它通过锁住细胞色素b和c1之间的电子传递而阻止细胞的A TP合成，从而抑制其线粒体呼吸而发挥抑菌作用。

对14-脱甲基化酶抑制剂、苯甲酰胺类、二羧酰胺类和苯并咪唑类产生抗性的菌株有效。

具有保护、治疗、铲除、渗透、内吸活性，而且能在植物体内、土壤和水中很快降解。

尽管该类杀菌剂作用机理独特，但病原菌对其产生抗性的速度也很快，如醚菌酯在实际应用一年后就有关于小麦白粉病抗性发生的报道，到2000年抗性孢子(2％~9％)在德国的北部、法国的北部和英国已有大量报道。

另外，2000年在德国的北部、法国的北部和苏格兰已发现对Strobilurin类杀菌剂产生抗性的大麦白粉病原菌。

对叶斑病、褐锈病和网斑病的抗性问题到目前为止还没有发现。

由于Strobilurin类杀菌剂的独特作用机制、广泛杀菌谱、杰出杀菌效果、良好的选择性和环境相容性，Zeneca、BASF、Bayer等几十家公司都对此类化合物进行了大量深入研究，十余年来，申请此类化合物的专利数百件，包含的化合物万个。

具虫、菌生物活性Strobilurins的合成与性质研究Strobilurins和肟醚类化合物均具有重要的生物活性。

Strobilurins是一类以天然抗生素strobilurin、oudemansin和myxothiazol为先导而创制开发的农药活性化合物,具有虫、菌和/或螨等生物活性,由于独特的作用机制、良好的环境相容性与超高活性使其应用前景广阔。

肟醚类化合物也是一类活性化合物,具有很好的杀虫、杀螨、杀菌和除草等生物活性,肟醚结构在新农药创制中常被选为有效的活性基团。

本文综述了strobilurins和肟醚类化合物在农药上的最新研究进展,以HNPC-A3066为先导,采用“亚结构连接”、“生物电子等排”等方法,设计并合成了两个系列共24个新颖的含肟醚strobilurin类化合物。

所有化合物的化学结构均经IR、~1H NMR、LC/MS确证。

所合成的化合物按化学结构可分为以下两类:(1)氯苯基肟醚strobilurin类化合物Ⅰ:(2)三氟甲氧基苯基肟醚strobilurin类化合物Ⅱ:本文对所合成目标化合物进行了生物活性测定,测定结果表明目标化合物具有显著的杀菌活性,其中化合物Ⅱd和Ⅱe对小麦白粉病菌的防效优于同类商品化杀菌剂嘧菌酯和苯氧菌胺;该类化合物还具有优异的杀虫活性,在100 mg/L浓度下,化合物Ⅰd对粘虫和蚜虫的活性达90.0%以上,化合物Ⅱa对粘虫和蚜虫的活性达100%,Ⅱd对蚜虫的活性也达100%。

氟嘧菌酯，英文通用名：Fluoxastrobin，是拜耳1994年开发并于2004年上市的内吸性，茎叶处理的含氟甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂。

1994年，拜耳发现了氟嘧菌酯，2004年首先在欧洲上市，现己在全球30多个国家的40多种作物上登记，防治100多种真菌病害，是又一Strobilurin类杀菌剂的优势产品。

01作用机理氟嘧菌酯为线粒体呼吸抑制剂，即通过结合于bcl复合物Ⅲ中细胞色素b 的Qo位点，阻止bcl间电子转递，从而通过阻止细胞所需能量(ATP)的产生而干扰真菌内的能量循环，抑制线粒体的呼吸，最终导致细胞死亡。

国际杀菌剂抗性行动委员会(FRAC)将其划分为11类，C3：Qol（Qo抑制剂），二氢二噁嗪类。

其对作物的选择性部分源自作物体内酶的脱脂化作用，该药剂不会到达动植物的线粒体，对作物安全。

作用于线粒体呼吸的杀菌剂较多，但Strobilurin类杀菌剂作用的部位（细胞色素b）与以往所有杀菌剂均不同；因此对甾醇抑制剂、苯基酰胺类、二羧酰胺类和苯并咪唑类产生抗性的菌株有效。

02适用作物和防治对象氟嘧菌酯防治谱很广，可防治卵菌、子囊菌、半知菌和担子菌等病原菌引起的病害。

如卵菌纲病害中的腐霉病、晚疫病、霜霉病等；子囊菌病害中的白粉病、白霉病、菌核病等；半知菌病害中的褐斑病、大小斑病、灰斑病、炭疽病、尾孢菌属等；担子菌中的丝核菌、锈病等。

应用适期长，无论在真菌侵染早期如孢子萌发、芽管生长以及侵入叶部，还是在菌丝生长期，都能提供非常好的保护和治疗作用，但对孢子萌发和初期侵染最有效。

适用于许多作物，其主要应用作物包括：大麦、小麦、谷物、柑橘、咖啡、玉米、棉花、观赏植物、花生、辣椒、马铃薯、大豆、草莓、烟草、番茄、草坪和蔬菜等。

03氟嘧菌酯的优势1)快速和优良的内吸和传导作用氟嘧菌酯可以被植物吸收，并通过向顶部传导而均匀分布于整个植株。

在相同条件下，氟嘧菌酯渗透作物叶片、跨层传导和木质部传导性能要优于嘧菌酯、肟菌酯和吡唑醚菌酯等同类产品。