АМІДНІ ПОХІДНІ 1,2,4-ОКСАДІАЗОЛУ ЯК ПЕРСПЕКТИВНІ АГЕНТИ З ПОДВІЙНОЮ ФУНГІЦИДНОЮ ТА НЕМАТОЦИДНОЮ ДІЄЮ
DOI:
https://doi.org/10.32782/pcsd-2025-4-9Ключові слова:
1,2,4-оксадіазол, амідні похідні, синтез, фунгіцидна активність, нематоцидна активність, сукцинатдегідрогеназа (SDH), структурно-активні зв’язки (SAR)Анотація
Грибкові та нематодні патогени, що часто діють синергічно, становлять серйозну загрозу продовольчій безпеці. Традиційні методи захисту рослин передбачають застосування окремих фунгіцидів або нематицидів, що підвищує хімічне навантаження та сприяє розвитку резистентності. Перспективним підходом є розробка молекул подвійної дії, здатних одночасно пригнічувати грибкові та нематодні патогени. Особливу увагу привертають амідні похідні 1,2,4-оксадіазолу завдяки їх хімічній модульності, гетероатомному складу та сприятливому профілю токсичності. Ці сполуки демонструють високий рівень інгібування сукцинатдегідрогенази (SDH), що призводить до блокування електронного транспорту, порушення окислювального фосфорилювання та енергетичного виснаження патогенів. У роботі використано систематичний огляд публікацій у базах Scopus, Web of Science та PubMed. Проведено порівняльний аналіз синтетичних стратегій амідних 1,2,4-оксадіазолів та систематизовано дані щодо їх фунгіцидної та нематоцидної активності з застосуванням SAR-аналізу для виявлення структурно-активних закономірностей. Аналіз показав, що максимальна активність досягається при поєднанні гетероароматичних замісників (зокрема піридильних), оптимального галогенування та гнучкого амідного лінкера, що забезпечує правильну орієнтацію молекули у активному сайті ферменту. Виявлено ключові структурні фрагменти, що визначають високу біологічну ефективність, та запропоновано рекомендації щодо оптимізації синтетичних протоколів. Подальша оптимізація може бути здійснена шляхом модульного дизайну молекул, досягнення балансу гідрофобності та інтеграції вторинних механізмів дії, зокрема генерації активних форм кисню, із зменшенням токсичності та ризику біоакумуляції (екологічний SAR). Впровадження амідних похідних 1,2,4-оксадіазолу як інноваційних агентів подвійної дії відкриває перспективи підвищення продуктивності агрокультур, зменшення частоти обробок та стримування розвитку резистентності.
Посилання
Biernacki K., Daśko M., Ciupak O., Kubiński K., Rachon J., Demkowicz S. Novel 1,2,4-oxadiazole derivatives in drug discovery. Pharmaceuticals (Basel). 2020. Vol. 13(6). 111. DOI: https://doi.org/10.3390/ph13060111
Cecchini G. Function and structure of complex II of the respiratory chain. Annual Review of Biochemistry. 2003. Vol. 72. Р. 77–109. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.biochem.72.121801.161700
Chen X., Wang S., Du T., Zhang Y., Zhao X., Chen J. Design, synthesis, and nematicidal activity of novel amide derivatives containing a 1,2,4/1,3,4-oxadiazole moiety against Bursaphelenchus xylophilus. J. Agric. Food Chem. 2025. Vol. 73(12). Р. 7166–7178. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c13159
Dang Q. L., Kim W. K., Nguyen C. M., Choi Y. H., Choi G. J., Jang K. S., et al. Nematicidal and antifungal activities of annonaceous acetogenins from Annona squamosa against various plant pathogens. J. Agric. Food Chem. 2011. Vol. 59. Р. 11160–11167. DOI: https://doi.org/10.1021/jf203017f
Flemming A., Guest M., Luksch T., O’Sullivan A., Screpanti C., Dumeunier R., et al. The discovery of Cyclobutrifluram, a new molecule with powerful activity against nematodes and diseases. Pest Management Science. 2025. Vol. 81. Р. 2480–2490. DOI: https://doi.org/10.1002/ps.8730
Fu W., Yuan Q., Zhang H., Li X., Lu Y., Yan W., et al. Novel SDH inhibitors as antifungal leads: From azobenzene derivatives to the 1,2,4-oxadiazole compounds. J. Agric. Food Chem. 2024. Vol. 72. Р. 24272–24282.
Gomtsyan A. Heterocycles in drugs and drug discovery. Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2012. Vol. 48. Р. 7–10.
Hu X., Miao J., Tian Y., Luo W., Shang J., Liu R., Lu H. Design, synthesis and herbicidal activity of 1,2,4-oxadiazole compounds as novel light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase inhibitors. Molecules. 2025. Vol. 30(19). 3970. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules30193970
Jeschke P. Latest generation of halogen-containing pesticides. Pest Management Science. 2017. Vol. 73(6). Р. 1053–1066. DOI: https://doi.org/10.1002/ps.4540
Kharchenko Y., Detistov O., Orlov V. Polycyclic systems containing 1,2,4-oxadiazole ring 2. 4-(1,2,4-Oxadiazol-5-yl)pyrrolidin-2-ones: Synthesis and prediction of biological activity. Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2008. Vol. 44. Р. 600–605. DOI: https://doi.org/10.1007/s10593-008-0080-y
Kharchenko J. V., Detistov O. S., Orlov V. D. Synthesis of substituted 5-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)-3,4-dihydropyrimidine-2(1H)-thiones. Journal of Combinatorial Chemistry. 2009. Vol. 11(2). Р. 216–219. DOI: https://doi.org/10.1021/cc800111h
Kumar G., Kumar R., Mazumder A., Salahuddin H., Singh U., Kumar M. M. A., Shahar Yar N., Kumar N. Insight into the synthesis, biological activity, and structure–activity relationship of 1,2,4-oxadiazole and analogs: A comprehensive review. Letters in Drug Design & Discovery. 2024. Vol. 21(9). Р. 1437–1464. DOI: https://doi.org/10.2174/1570180820666230330105308
Kumar N., Goel N. Heterocyclic compounds: Importance in anticancer drug discovery. Anticancer Agents in Medicinal Chemistry. 2022. Vol. 22. Р. 3196–3207. DOI: 10.2174/1871520622666220404082648
Lahm G. P., Desaeger J., Smith B. K., Pahutski T. F., Rivera M. A., Meloro T., et al. The discovery of fluazaindolizine: A new product for the control of plant parasitic nematodes. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2017. Vol. 27(7). Р. 1572–1575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2017.02.029
Liu D., Luo L., Wang Z., Ma X., Gan X. Design, synthesis and antifungal/nematicidal activity of novel 1,2,4-oxadiazole derivatives containing amide fragments. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23(3). 1596. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms23031596
Liu M. M., Liang Y. R., Zhu Z. Z., Wang J., Cheng X. X., et al. Discovery of novel aryl carboxamide derivatives as hypoxia-inducible factor 1α signaling inhibitors with potent anticancer metastasis activity. Journal of Medicinal Chemistry. 2019. Vol. 62. Р. 9299–9314. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.9b01313
Liu X.-H., Fu C.-H., Wang J., Wei Y.-C., Tan C.-X., Weng J.-Q., et al. Novel 5-(trifluoromethyl)-1,2,4-oxadiazolebased pyrimidin-4-ether HDAC inhibitors for controlling rust disease. J. Agric. Food Chem. 2025. Vol. 73(8). Р. 4563–4573. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c09039
Miles T. D., Miles L. A., Fairchild K. L., Wharton P. S. Screening and characterization of resistance to succinate dehydrogenase inhibitors in Alternaria solani. Plant Pathology. 2014. Vol. 63(1). Р. 155–164. DOI: https://doi.org/10.1111/ppa.12077
Miyamoto T., Hayashi K., Okada R., Wari D., Ogawara T. Resistance to succinate dehydrogenase inhibitors in field isolates of Podosphaera xanthii on cucumber. Pesticide Biochemistry and Physiology. 2020. Vol. 169. 104646. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.104646
Ou Y., Guo X., Zhang Q., Zhang W., Gan X. Design, synthesis, and nematicidal activity of novel 1,2,4-oxadiazole derivatives containing amide fragments. Molecular Diversity. 2025. Vol. 29. Р. 2293–2304. DOI: https://doi.org/10.1007/s11030-024-10992-9
Schleker A. S. S., Rist M., Matera C., Damijonaitis A., Collienne U., et al. Mode of action of fluopyram in plantparasitic nematodes. Scientific Reports. 2022. Vol. 12(1). 11954. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-15782-7
Sun F., Huo X., Zhai Y., Wang A., Xu J., Su D., Bartlam M., Rao Z. Crystal structure of mitochondrial respiratory membrane protein complex II. Cell. 2005. Vol. 121. Р. 1043–1057. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2005.05.025
Thompson H., Peris-Felipo F. J., Peranginangin N., Pocock M., Gayan-Quijano A. L. Cyclobutrifluram (TYMIRIUM® technology): Low risks… Crop Protection. 2024. Vol. 184. 106822. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cropro.2024.106822.
Wang M. L., Du Y., Ling C., Yang Z. K., Jiang B. B., Duan H. X., et al. Design, synthesis and antifungal/antioomycete activity of pyrazolyl oxime ethers. Pest Management Science. 2021. Vol. 77. Р. 3910–3920. DOI: https://doi.org/10.1002/ps.6418
Wang Y., Song H., Wang S., Cai Q., Chen J. Design, synthesis, nematicidal activity, and mechanism of novel amide derivatives containing a 1,2,4-oxadiazole moiety. J. Agric. Food Chem. 2024. Vol. 72(1). Р. 128–139. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c04945
Xie J. L., Yang F., Wang Y. P., Peng Y. L., Ji H. L. Studies on the efficiency of different inoculation methods of rice white-tip nematode. Nematology. 2019. Vol. 21. Р. 673–678. DOI: https://doi.org/10.1163/15685411-00003244
Yan Z., Liu A., Huang M., Liu M., Pei H., et al. Design, synthesis, DFT study and antifungal activity of pyrazolecarboxamide derivatives. Eur. J. Med. Chem. 2018. Vol. 149. Р. 170–181. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2018.02.036
Yu L., Yang K., Yao L., Wang N., Kang H., Yao G., et al. Synthesis and antifungal activity of 1,2,4-oxadiazole derivatives. Molecules. 2025. Vol. 30(8). 1851. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules30081851
Zhao L., Wang B., Zhang Y., Zhang C. et al. Design, synthesis, nematicidal, and fungicidal activities of novel azo and azoxy compounds. J. Agric. Food Chem. 2024. Vol. 72(10). Р. 2473–2481. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c04847
Zhong L., Wu C., Li M., Wu J., Chen Y., Ju Z., Tan C. 1,2,4-Oxadiazole as a potential scaffold in agrochemistry: A review. Org. Biomol. Chem. 2023. Vol. 21(37). Р. 7511–7524. DOI: https://doi.org/10.1039/D3OB00934C
Zhu M., Du T., Zhang Y., Chen W., Zhu Z., Lu S., Chen J. Novel amide derivatives containing an 1,2,4-oxadiazole moiety as potential SDH inhibitors. Pest Management Science. 2025. Vol. 81(9). Р. 5234–5249. DOI: https://doi.org/10.1002/ps.8878
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
