我国是农业大国,近年来植物细菌性病害已经成为影响我国农业生产的主要病害之一,严重地影响着农产品产量和质量,造成了巨大的经济损失。2012年,西北农林科技大学农药研究所分离得到一种具有广谱高效抑菌活性的二氢噁唑类抗生素,并将其命名为杨凌霉素。2014年,我们课题组成功合成了杨凌霉素及其类似物。抗菌活性测定结果表明二氢噻唑类类似物显示出了比杨凌霉素更强的抑菌活性。为了研究二氢噻唑类化合物的结构与生物活性之间的关系,并期望从中发现活性更好的抑菌化合物,我们设计合成了80个二氢噻唑类化合物,其中包括62个未见文献报道的新化合物。测定了所有化合物对8种常见细菌的抑菌活性,并对高活性化合物7h抑菌机理进行了初步研究。相关研究结果如下:(1)化合物的合成。以芳腈和半胱氨酸为初始原料,首次通过采用碳酸钠的甲醇溶液的反应条件合成了二氢噻唑类化合物,并通过核磁、旋光和熔点并参照相关文献对所有化合物的结构进行了鉴定。(2)化合物的抑菌活性初筛。采用滤纸片法,以氨苄卡西林钠为阳性对照,测定载药量为1μg时,化合物对茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、猕猴桃溃疡病病菌(Pseudomonas syringae pv.actinidiae)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、烟草青枯病病菌(Pseudomonas solanacearum)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制活性;其中24个化合物对八种供试细菌均显示出不同程度的抑制活性,尤其化合物7h和7h’的抑菌活性比杨凌霉素甚至氨苄卡西林钠更好。(3)最小抑制浓度的测定(MIC)。采用二倍稀释法,测定活性较好化合物的MIC,结果显示互为对映异构体的一对化合物的抑菌活性相当,高活性化合物7h和7h’对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和猕猴桃溃疡病病菌(Pseudomonas syringae pv.actinidiae)显示出了极好的抑制作用,其MIC值分别为7.81μg/mL和3.91μg/mL,其余化合物的MIC均大于250μg/mL。(4)电镜扫描实验。为了探究高活性化合物7h的抑菌机理,首先通过扫描电镜对7h处理后的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)进行形态学观察实验,发现细菌的细胞壁被破坏,细胞内容物流出来。这与杨凌霉素对细胞壁的作用效果类似,由此推测,7h可能作用于细胞壁。(5)脂肪酸添加实验。为了验证7h作用于细胞壁上的脂肪酸合成酶,以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为实验菌进行了脂肪酸添加实验,实验结果显示,加入长链脂肪酸后细菌正常生长,这一结论与杨凌霉素的实验结果相似。由此推测,化合物7h可能作用于细胞壁上的脂肪酸合成酶,进而影响脂肪酸的合成。