DOI: https://doi.org/10.6023/a25120401
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Han Zhongyan وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات التخليق المعتمدة على الكبريت
نظرة عامة
تقدم البحث طريقة جديدة مدفوعة بالكهرباء لتخليق β-hydroxysulfides، والتي تعتبر مهمة بسبب أنشطتها البيولوجية المتنوعة، بما في ذلك الخصائص المضادة للفطريات، ومضادة للأورام، ومضادة للالتهابات، ومضادة لفيروس نقص المناعة البشرية. تستخدم هذه الطريقة خلية تحليل كهربائي غير مقسمة مع أنود مغنيسيوم وكاثود جرافيت، مما يسمح بظروف تفاعل معتدلة، واقتصاد عالي في الذرات، وتحمل ممتاز لمجموعات وظيفية متنوعة. ومن الجدير بالذكر أن العملية تتجنب الحاجة إلى محفزات المعادن الانتقالية، ومركبات البيروكسيد، والثيولات ذات الرائحة الكريهة، مما يعزز من عمليتها للتطبيقات الاصطناعية.
تم تقييم β-hydroxysulfides المُصنّعة من حيث فعاليتها المضادة للفطريات ضد فطرين مرضيين للنبات، Rhizoctonia solani و Botrytis cinerea، باستخدام طريقة معدل نمو الفطريات. بشكل ملحوظ، أظهرت بعض المركبات نشاطًا مضادًا للفطريات متفوقًا مقارنة بمبيد الفطريات التجاري Azoxystrobin، حيث حقق المركب (3ae) معدلات تثبيط بلغت 90% و 97% ضد R.s. و B.c.، على التوالي، متجاوزًا فعالية العامل الضابط. بالإضافة إلى ذلك، استكشفت الدراسة العلاقة بين الأنشطة المضادة للفطريات والهياكل الجزيئية للمركبات، مما يوفر رؤى لتصميم عوامل مضادة للفطريات الزراعية أكثر فعالية في المستقبل.
نقاش
في هذا القسم، يستكشف المؤلفون نطاق الأريل ألكينات وثلاثي ميثيل سيليل سلفيدات في تفاعل الهيدروكسيل سلفرة الكهربية، مع تحسين الظروف لتحقيق عوائد تتراوح بين 41% و 90% لـ 38 β-hydroxysulfides. تكشف الدراسة أن مجموعات الاستبدال المختلفة على الحلقة الفينيلية، بما في ذلك مجموعات سحب الإلكترون (مثل الفلور، والكلور، والبروما، وثلاثي فلوروميثيل، والنيتريل) ومجموعات منح التبرع بالإلكترون (مثل الميثيل والميثوكسي)، يمكن أن تخضع للتفاعل بنجاح، مع الإبلاغ عن عوائد ملحوظة (3ab–3af، 3ag، 3ah). بالإضافة إلى ذلك، فإن المشتقات المعوقة استيركياً والمركبات التي تحتوي على حلقات غير متجانسة، مثل الثيوفين والنفتالين، تحقق أيضًا نتائج مرضية (3ap، 3aq). تظهر الطريقة توافقًا مع مشتقات الأدوية والمنتجات الطبيعية، مما يشير إلى إمكانياتها لمزيد من التطبيقات.
توضح التجارب الضابطة آلية التفاعل، حيث يظهر أن وجود مادة مسح الجذور، 2،2،6،6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (TEMPO)، يمنع تمامًا تكوين المنتج، مما يشير إلى مسار جذري. تم تأكيد مصدر الأكسجين الهيدروكسي في β-hydroxysulfide على أنه الأكسجين الجوي، حيث لا يتكون أي منتج تحت جو النيتروجين. تسلط النتائج الضوء على ظروف التفاعل المعتدلة، التي تتجنب استخدام المؤكسدات، ومحفزات المعادن الانتقالية، والثيولات ذات الرائحة الكريهة، مما يجعل هذا النهج مفيدًا لتخليق β-hydroxysulfides ذات النشاط المضاد للفطريات المحتمل. ومن الجدير بالذكر أن المركب 3ae يظهر فعالية مضادة للفطريات كبيرة ضد مسببات الأمراض، متفوقًا على العامل الضابط pyraclostrobin، مما يوفر رؤى لتطوير عوامل مضادة للفطريات الزراعية أكثر فعالية.
DOI: https://doi.org/10.6023/a25120401
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Han Zhongyan et al.
Primary Topic: Sulfur-Based Synthesis Techniques
Overview
The research presents a novel electricity-driven method for synthesizing β-hydroxysulfides, which are significant due to their diverse biological activities, including antifungal, anti-tumor, anti-inflammatory, and anti-HIV properties. This method employs an undivided electrolysis cell with a magnesium anode and graphite cathode, allowing for mild reaction conditions, high atom economy, and excellent tolerance for various functional groups. Notably, the process circumvents the need for transition-metal catalysts, peroxide reagents, and unpleasant thiols, enhancing its practicality for synthetic applications.
The synthesized β-hydroxysulfides were evaluated for their antifungal efficacy against two plant pathogenic fungi, Rhizoctonia solani and Botrytis cinerea, using the mycelial growth rate method. Remarkably, some compounds demonstrated superior antifungal activity compared to the commercial fungicide Azoxystrobin, with compound (3ae) achieving inhibition rates of 90% and 97% against R.s. and B.c., respectively, surpassing the control agent’s effectiveness. Additionally, the study explored the correlation between the antifungal activities and the molecular structures of the compounds, offering insights for the future design of more effective agricultural antifungal agents.
Discussion
In this section, the authors investigate the scope of aryl alkenes and trimethylsilyl sulfides in the electrochemical hydroxysulfurization reaction, optimizing conditions to achieve yields between 41% and 90% for 38 β-hydroxysulfides. The study reveals that various substituents on the phenyl ring, including both electron-withdrawing (e.g., fluorine, chlorine, bromine, trifluoromethyl, and nitrile) and electron-donating groups (e.g., methyl and methoxy), can successfully undergo the reaction, with notable yields reported (3ab–3af, 3ag, 3ah). Additionally, sterically hindered derivatives and compounds containing heterocycles, such as thiophene and naphthalene, also yield satisfactory results (3ap, 3aq). The method demonstrates compatibility with pharmaceutical and natural product derivatives, indicating its potential for further applications.
Control experiments elucidate the reaction mechanism, showing that the presence of a radical scavenger, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (TEMPO), completely inhibits product formation, suggesting a radical pathway. The source of the hydroxyl oxygen in β-hydroxysulfide is confirmed to be atmospheric oxygen, as no product is formed under nitrogen atmosphere. The findings highlight the mild reaction conditions, which avoid the use of oxidants, transition metal catalysts, and malodorous thiols, making this approach advantageous for synthesizing β-hydroxysulfides with potential antifungal activity. Notably, compound 3ae exhibits significant antifungal efficacy against pathogens, outperforming the control agent pyraclostrobin, thus providing insights for the development of more effective agricultural antifungal agents.