新型环戊并[c]色烯衍生物的设计合成及其抗病毒/杀虫/杀菌活性研究

针对农药环境毒性高、抗性严重等问题，研究人员以天然产物cerbinal为先导化合物，通过骨架跃迁(scaffold hopping)和分子杂交(molecular hybridization)策略设计合成系列环戊并[c]色烯衍生物。研究发现化合物5d抗烟草花叶病毒(TMV)活性全面优于利巴韦林，6a对小菜蛾幼虫致死率达70%，母核化合物3对7种植物病原真菌抑制率超40%，为绿色农药研发提供新思路。

　　

随着全球人口快速增长，粮食需求激增，而植物病虫害对农业生产、粮食安全和生态多样性构成重大威胁。长期大量使用化学农药导致环境污染、有害残留积累等问题，部分高毒化学品已被禁用。开发高效、选择性强的环境友好型农药成为当务之急。天然产物及其衍生物作为药物和农药研发的重要来源，其结构优化对开发性能优异的农药化合物至关重要。

江西省科学院（Jiangxi Academy of Sciences）的研究团队以天然产物cerbinal为先导化合物，结合色烯衍生物的抗病毒和杀虫活性报道，采用骨架跃迁和分子杂交策略，设计合成了一系列环戊并[c]色烯衍生物。研究成果发表在《Journal of Molecular Structure》上，为创制新型农用药物先导化合物奠定了重要基础。

研究人员主要运用了以下关键技术：通过核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR)和高分辨质谱(HRMS)进行结构表征；采用单晶X射线衍射解析化合物5d的晶体结构；通过分子对接研究分析疏水相互作用；系统评价化合物对烟草花叶病毒(TMV)的灭活、保护和治疗三种作用模式，以及对小菜蛾幼虫和植物病原真菌的生物活性。

【化学合成】
通过6-二甲氨基富烯(1)与2,6-二氯环己-2,5-二烯-1,4-二酮(2)的加成反应获得母核化合物3，经醚化修饰8位羟基得到化合物4。以化合物3为底物，通过酰化反应合成5a-5i系列衍生物，并引入杂环结构增强生物活性。

【生物活性】
化合物5d在所有测试浓度下对TMV的灭活、保护和治疗活性均显著优于利巴韦林。化合物6a在200 μg/mL浓度下对小菜蛾幼虫致死率达70%。母核化合物3对7种植物病原真菌的抑制率超过40%，显著优于cerbinal。分子对接显示环戊并[c]色烯衍生物比cerbinal具有更强的疏水相互作用和结合亲和力。

【结论与意义】
该研究成功将环戊[c]吡喃骨架改造为环戊[c]色烯结构，获得多个活性显著提升的化合物。特别是化合物5d展现出卓越的抗TMV活性和良好的毒理学安全性特征，化合物3和6a分别在抗真菌和杀虫方面表现突出。这些发现不仅证实了骨架跃迁和分子杂交策略在农药研发中的有效性，更为开发具有多重生物活性的新型绿色农药提供了重要分子模板，对解决农药抗性和环境毒性问题具有重要实践意义。