Koperfungiciden worden op grote schaal gebruikt vanwege hun brede sterilisatiespectrum, lage kosten en lage resistentie tegen geneesmiddelen.

Hun toxiciteit voor plantengroei en schade aan het milieu kan echter niet worden genegeerd. Daarom is de ontwikkeling van een nieuw biogeen koperfungicide met lage toxiciteit noodzakelijk.

Onlangs heeft Dr. Liu Weixiang van het team van prof. Li Pengcheng van het Institute of Oceanology van de Chinese Academie van Wetenschappen (IOCAS) nieuwe inzichten gegeven in het ontwerp en de synthese van organische koperfungiciden met langzame afgifte op basis van chitooligosaccharide (COS).

De studie werd gepubliceerd in Carbohydrate Polymers op 26 mei.

De onderzoekers stelden voor dat de constructie van een geconjugeerd systeem een ​​haalbare methode is voor het ontwerp en de synthese van COS-kopercomplexen met langzame afgifte. Ze synthetiseerden pyridinylcarbonyl-chitooligosaccharide-liganden (pCOSx) en hun kopercomplexen (pCOSx-Cu).

De resultaten toonden aan dat er een langzaam gedissocieerde coördinatiebinding werd gevormd tussen het stikstofatoom van pyridyl en Cu ²⁺ in pCOSx-Cu vanwege de formulering van een p-π-π geconjugeerd systeem in pCOSx.

Vanuit het perspectief van Phytophthora capsici Leonian-controle, vertoonde pCOS2-Cu, gesynthetiseerd door isonicotinoylchloride, de beste antischimmelactiviteit en wortelbeschermingseffect. Toen de concentratie 0,8 mg/ml was, remde pCOS2-Cu de groei van mycelium in vitro volledig.

Onderzoekers ontdekten ook dat pCOSx-Cu een betere antischimmelactiviteit, een lagere toxiciteit en een lager metaalgehalte had dan in de handel verkrijgbare koperfungiciden. Bovendien nam door de introductie van COS de wortelactiviteit van zaailingen toe met een hogere pCOSx-Cu-concentratie.

Chitooligosaccharide-metaalcomplexen hebben verschillende fysisch-chemische eigenschappen en biologische activiteiten vanwege hun structurele diversiteit, maar de relatie tussen hun prestaties bij langzame afgifte en moleculaire structuren is niet opgehelderd.

In dit opzicht werden in deze studie pyridinylcarbonyl-chitooligosaccharide-kopercomplexen met verschillende geconjugeerde systemen geconstrueerd en werden hun prestaties met langzame afgifte en biologische activiteiten verder onderzocht. "Dit zal ons helpen de structuur-activiteitsrelatie van chitooligosaccharide-kopercomplexen te begrijpen", zegt Dr. Liu, eerste auteur van de studie.

"De pyridinylcarbonyl-chitooligosaccharide-kopercomplexen bezitten een goede biologische activiteit en ecologische duurzaamheid; het biedt de mogelijkheid voor gebruik bij het uitgebreide beheer van schimmelziekten bij gewassen", zei prof. Li. Deze ontdekking legt een basis voor de diepgaande studie van groene koperen fungiciden op basis van mariene biomacromoleculen. + Verder verkennen

Theoretisch perspectief op C-H/O-H activatie door Cu-O in biologische en synthetische systemen