“Design, Synthesis, and Insecticidal Activity of Novel Chiral Isoxazoline Thiourea Derivatives”文章发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。本研究设计并合成了32个新型手性异恶唑啉硫脲衍生物，发现化合物S-19对小菜蛾、草地贪夜蛾、甜菜夜蛾的杀虫活性与阳性对照氟虫腈相当，其通过与昆虫γ-氨基丁酸受体（GABAR）形成更有利的分子间相互作用实现高活性，S构型的活性显著优于R构型，S-19成为靶向GABAR的极具潜力的杀虫剂先导化合物。
研究背景
手性农药占商用农药的30%，且多为外消旋体，不同对映体的生物活性和毒理学性质差异显著；异恶唑啉类手性杀虫剂通过靶向昆虫GABAR的RDL亚基阻断氯离子内流发挥作用，S构型因易与受体结合且活性更高成为研发重点。硫脲基团含丰富氢键供体，易与生物活性区域氨基酸残基成键，本研究基于生物电子等排原理，将异恶唑啉类的端二酰胺基替换为硫脲基，设计出目标衍生物。
实验方法
通过奎宁/奎尼定衍生的手性催化剂立体选择性合成S、R构型的异恶唑啉中间体，经多步反应得到32个目标衍生物，利用NMR、HRMS完成结构表征；采用浸叶法测定衍生物对小菜蛾等四种鳞翅目幼虫的杀虫活性，以氟虫腈为阳性对照，计算死亡率和LC₅₀；借助DFT计算化合物前线轨道能隙，通过分子对接、分子动力学（MD）模拟及MM-GBSA法，探究衍生物与小菜蛾GABAR的结合模式和结合自由能。
核心结果
多数衍生物对小菜蛾表现出杀虫活性，S-19、S-21等在1mg/L下死亡率近100%，S-19对小菜蛾、草地贪夜蛾、甜菜夜蛾的LC₅₀分别为0.24、0.94、0.89mg/L，与氟虫腈（0.20、0.86、0.84mg/L）接近；硫脲端引入吸电子基、苯环上3,5-二氯-4-氟取代能显著提升活性，大烷基取代则降低活性；S-19/S-21的活性远高于对应R构型，如0.1mg/L下S-19对小菜蛾死亡率90%，而R-19仅23%；DFT显示S-19的HOMO-LUMO能隙更低，分子模拟表明其与GABAR形成更多氢键、卤键，范德华和静电作用更优，结合自由能（-49.27kcal/mol）显著低于S-11和R-19。
研究结论
本研究合成的手性异恶唑啉硫脲衍生物是优良的杀虫剂先导骨架，手性构型、取代基的类型和位置对杀虫活性影响显著，吸电子基和特定卤代苯环取代为最优结构特征；S-19靶向昆虫GABAR的杀虫活性优异，与受体的结合作用更稳定，为新型高活性、高选择性异恶唑啉类杀虫剂的后续设计与合成提供了重要的理论依据和先导化合物。