Synthesis and Fungicidal Activity of Pyramoxadone Analogues

doi:10.7503/cjcu20260128

Abstract

Abstract:

A series of novel oxazolidinedione derivatives（2⁃2—2⁃30） was designed and synthesized based on the structure of pyramoxadone， a 5-position pyridine analogue of famoxadone. The target compounds were characterized by means of ¹H NMR， ¹³C NMR and high-resolution mass spectrometry（HRMS）. Their in vitro antifungal activities were evaluated against nine plant pathogenic fungi using the mycelial growth rate method， with famoxadone as a positive control. Preliminary screening at 50 mg/L revealed that most compounds exhibited moderate to excellent inhibitory activity， particularly against Rhizoctonia solani， Sclerotinia sclerotiorum， Botrytis cinerea， and Pyricularia grisea. Structure-activity relationship（SAR） analysis indicated that bulky groups such as tert-butyl and cyclohexyl are detrimental to the enhancement of antifungal activity， while fluorine-containing compounds generally exhibited enhanced antifungal activity. Compounds 2⁃16（EC₅₀=3.78 mg/L） and 2⁃26（EC₅₀=1.61 mg/L） exhibited superior activity against R. solani compared to famoxadone（EC₅₀=4.38 mg/L） and pyramoxadone（EC₅₀=9.67 mg/L）. In vivo protective efficacy assays demonstrated that compounds 2⁃13， 2⁃16 and 2⁃18 provided 88.3%， 89.5% and 81.7% control against cotton damping-off at 200 mg/L， respectively， significantly outperforming the positive control. Molecular docking and electrostatic surface map analysis revealed that the SAR of this class of compounds follows a pattern where the hydrophobic skeleton determines the binding orientation， electrostatic complementarity determines the binding strength， and substituent fine-tuning determines the activity level.

Key words: Famoxadone, Oxazolidinedione, Antifungal activity, Structure-activity relationship（SAR）, Molecular docking

CLC Number:

O626

TrendMD:

BAI Hui, LIU Yanfei, FU Bin, XIAO Yumei, QIN Zhaohai. Synthesis and Fungicidal Activity of Pyramoxadone Analogues[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(7): 20260128.

Figures/Tables 5

References 29

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Compd.	R	Mycelium growth inhibitory rate（%）
Compd.	R	FG	BC	SS	PA	RS	PG	FO	PC	GA
2⁃1	H	30.93	64.04	85.76	62.99	68.39	70.59	28.18	54.65	49.53
2⁃2	2⁃Me	50.00	55.60	67. 59	47.52	85.13	61.67	22.35	48.63	32.17
2⁃3	2⁃t⁃Bu	43.78	46.14	32.87	32.15	67.69	40.91	15.19	12.23	13.83
2⁃4	2-F	35.33	57.57	64.02	58.76	62.28	72.29	28.03	42.83	47.51
2⁃5	2-Cl	45.02	54.63	53.19	45.86	78.46	57.58	23.64	40.72	30.00
2⁃6	2-Br	45.27	56.09	56.02	44.68	73.85	54.09	24.36	31.65	25.50
2⁃7	2,3-2Me	36.93	56.40	77.96	49.44	70.42	46.14	35.04	41.73	43.07
2⁃8	2,5-2Me	46.77	52.69	50.10	31.68	77.18	54.55	25.79	47.05	24.17
2⁃9	2,4-2Cl	47.51	47.60	48.30	49.41	81.79	50.00	25.21	29.50	20.83
2⁃10	2-F-4-Br	46.67	64.17	66.57	52.26	72.86	48.37	32.55	49.29	48.18
2⁃11	2-Cl-4-Br	45.02	48.08	42.90	43.50	77.69	43.18	21.49	24.89	17.83
2⁃12	2,4,5-3Cl	21.07	30.40	68.82	38.84	50.07	35.95	24.82	23.15	27.32
2⁃13	3-Me	53.98	66.52	75.31	62.17	86.41	61.82	29.51	67.34	49.17
2⁃14	3-OMe	45.77	55.36	66.31	65.25	81.28	58.64	24.79	43.60	29.67
2⁃15	3-Cl	50.00	65.07	73.77	64.07	84.87	60.91	32.38	41.29	38.33
2⁃16	3,4-2Me	67.33	76.33	83.21	55.08	81.41	56.21	53.28	59.53	70.12
2⁃17	3,4-2Cl	38.40	56.02	64.32	50.14	69.06	42.48	33.14	29.45	53.16
2⁃18	3,5-2F	59.20	71.86	87.65	70.69	88.21	67.73	40.83	48.20	45.33
2⁃19	3,5-2Cl	51.60	62.23	74.21	45.34	76.66	40.13	35.47	22.36	63.26
2⁃20	4-Me	56.47	56.09	66.31	66.19	83.08	64.09	28.65	52.23	35.33
2⁃21	4-i-Pr	51.74	50.75	50.62	46.57	78.21	51.21	23.07	50.79	25.00
2⁃22	4-t-Bu	50.25	41.05	42.39	28.37	71.79	55.61	21.92	48.92	20.00
2⁃23	4-Cy	31.34	38.62	33.90	28.61	69.49	49.24	13.04	35.68	12.50
2⁃24	4-OMe	67.41	67.01	94.34	69.74	88.97	75.76	44.56	66.47	67.00
2⁃25	4-F	57.96	68.46	87.91	80.61	85.64	73.18	33.52	54.39	43.67
2⁃26	4-Cl	61.44	69.19	87.91	76.36	91.54	66.36	39.83	29.93	48.67
2⁃27	4-Br	15.07	45.02	66.27	39.27	61.33	27.71	25.55	15.43	25.98
2⁃28	4-CN	59.45	59.00	85.85	60.52	80.77	56.06	31.52	35.25	46.67
2⁃29	4-CF₃	37.60	64.17	86.81	55.23	74.90	40.92	29.64	79.84	52.22
2⁃30		28.11	82.29	95.88	30.02	98.46	79.09	32.38	10.50	48.33
Famoxadone		42.54	51.24	78.40	66.67	82.31	57.12	22.35	31.37	32.17

Compd.	R	Mycelium growth inhibitory rate（%）
Compd.	R	FG	BC	SS	PA	RS	PG	FO	PC	GA
2⁃1	H	30.93	64.04	85.76	62.99	68.39	70.59	28.18	54.65	49.53
2⁃2	2⁃Me	50.00	55.60	67. 59	47.52	85.13	61.67	22.35	48.63	32.17
2⁃3	2⁃t⁃Bu	43.78	46.14	32.87	32.15	67.69	40.91	15.19	12.23	13.83
2⁃4	2-F	35.33	57.57	64.02	58.76	62.28	72.29	28.03	42.83	47.51
2⁃5	2-Cl	45.02	54.63	53.19	45.86	78.46	57.58	23.64	40.72	30.00
2⁃6	2-Br	45.27	56.09	56.02	44.68	73.85	54.09	24.36	31.65	25.50
2⁃7	2,3-2Me	36.93	56.40	77.96	49.44	70.42	46.14	35.04	41.73	43.07
2⁃8	2,5-2Me	46.77	52.69	50.10	31.68	77.18	54.55	25.79	47.05	24.17
2⁃9	2,4-2Cl	47.51	47.60	48.30	49.41	81.79	50.00	25.21	29.50	20.83
2⁃10	2-F-4-Br	46.67	64.17	66.57	52.26	72.86	48.37	32.55	49.29	48.18
2⁃11	2-Cl-4-Br	45.02	48.08	42.90	43.50	77.69	43.18	21.49	24.89	17.83
2⁃12	2,4,5-3Cl	21.07	30.40	68.82	38.84	50.07	35.95	24.82	23.15	27.32
2⁃13	3-Me	53.98	66.52	75.31	62.17	86.41	61.82	29.51	67.34	49.17
2⁃14	3-OMe	45.77	55.36	66.31	65.25	81.28	58.64	24.79	43.60	29.67
2⁃15	3-Cl	50.00	65.07	73.77	64.07	84.87	60.91	32.38	41.29	38.33
2⁃16	3,4-2Me	67.33	76.33	83.21	55.08	81.41	56.21	53.28	59.53	70.12
2⁃17	3,4-2Cl	38.40	56.02	64.32	50.14	69.06	42.48	33.14	29.45	53.16
2⁃18	3,5-2F	59.20	71.86	87.65	70.69	88.21	67.73	40.83	48.20	45.33
2⁃19	3,5-2Cl	51.60	62.23	74.21	45.34	76.66	40.13	35.47	22.36	63.26
2⁃20	4-Me	56.47	56.09	66.31	66.19	83.08	64.09	28.65	52.23	35.33
2⁃21	4-i-Pr	51.74	50.75	50.62	46.57	78.21	51.21	23.07	50.79	25.00
2⁃22	4-t-Bu	50.25	41.05	42.39	28.37	71.79	55.61	21.92	48.92	20.00
2⁃23	4-Cy	31.34	38.62	33.90	28.61	69.49	49.24	13.04	35.68	12.50
2⁃24	4-OMe	67.41	67.01	94.34	69.74	88.97	75.76	44.56	66.47	67.00
2⁃25	4-F	57.96	68.46	87.91	80.61	85.64	73.18	33.52	54.39	43.67
2⁃26	4-Cl	61.44	69.19	87.91	76.36	91.54	66.36	39.83	29.93	48.67
2⁃27	4-Br	15.07	45.02	66.27	39.27	61.33	27.71	25.55	15.43	25.98
2⁃28	4-CN	59.45	59.00	85.85	60.52	80.77	56.06	31.52	35.25	46.67
2⁃29	4-CF₃	37.60	64.17	86.81	55.23	74.90	40.92	29.64	79.84	52.22
2⁃30		28.11	82.29	95.88	30.02	98.46	79.09	32.38	10.50	48.33
Famoxadone		42.54	51.24	78.40	66.67	82.31	57.12	22.35	31.37	32.17

Fungus	Compd.	EC₅₀	95%FL	R	Regression equation
R. Solani	Famoxadone	4.38	0.41， 9.42	0.97	y=-0.30+0.47x
	2⁃1	9.67	5.25， 14.06	0.99	y=-0.77+0.79x
	2⁃4	9.92	4.48， 15.38	0.93	y=-0.64+0.64x
	2⁃13	5.01	0.91， 9.69	1.00	y=-0.37+0.54x
	2⁃16	3.78	0.80， 7.35	0.97	y=-0.34+0.61x
	2⁃18	6.63	2.83， 10.50	0.99	y=-0.60+0.74x
	2⁃24	4.89	1.87， 8.09	0.97	y=-0.52+0.76x
	2⁃25	10.25	4.97， 15.54	0.98	y=-0.69+0.68x
	2⁃26	1.61	0.11， 4.20	0.94	y=-0.14+0.60x
	2⁃30	5.56	3.57， 7.50	0.97	y=-0.95+1.32x
S. Sclerotiorum	Famoxadone	16.42	10.67， 23.14	0.98	y=-2.19+1.80x
	2⁃1	22.83	19.36， 26.81	1.00	y=-2.39+1.76x
	2⁃4	14.35	10.51， 18.37	0.97	y=-1.27+1.10x
	2⁃13	21.86	18.23， 26.01	0.98	y=-2.13+1.58x
Fungus	Compd.	EC₅₀	95%FL	R	Regression equation
S. Sclerotiorum	2⁃16	15.53	12.66， 18.56	0.99	y=-1.85+1.55x
	2⁃18	20.67	17.37， 24.39	0.99	y=-2.19+1.66x
	2⁃24	10.40	8.34， 12.45	0.99	y=-1.75+1.73x
	2⁃25	13.09	10.48， 15.76	1.00	y=-1.73+1.55x
	2⁃26	6.26	3.88， 8.60	1.00	y=-0.97+1.22x
	2⁃30	12.29	10.87， 13.77	0.99	y=-3.28+3.03x
P. Grisea	Famoxadone	68.38	33.95， 812.52	0.99	y=-0.70+0.38x
	2⁃1	19.89	8.90， 36.41	0.96	y=-1.80+1.38x
	2⁃4	10.38	4.82， 15.98	0.97	y=-0.66+0.65x
	2⁃13	35.49	25.86， 52.60	0.99	y=-1.27+0.82x
	2⁃16	35.23	23.62， 59.89	0.97	y=-1.01+0.65x
	2⁃18	29.04	23.01， 37.21	0.99	y=-1.67+1.14x
	2⁃24	15.87	11.51， 20.58	0.97	y=-1.22+1.02x
	2⁃25	21.10	15.31， 28.18	0.96	y=-1.22+0.91x
	2⁃26	35.74	27.35， 49.29	0.98	y=-1.52+0.98x
	2⁃30	15.52	12.25， 18.99	1.00	y=-1.63+1.37x
B. Cinerea	Famoxadone	42.28	30.70， 65.33	0.95	y=-1.38+0.84x
	2⁃1	34.72	26.20， 48.60	0.99	y=-1.42+0.92x
	2⁃4	32.33	20.54， 57.79	0.95	y=-0.88+0.58x
	2⁃13	14.77	8.84， 21.15	0.99	y=-0.85+0.72x
	2⁃16	13.45	9.78， 17.25	1.00	y=-1.26+1.12x
	2⁃18	21.12	16.21， 26.94	0.98	y=-1.44+1.08x
	2⁃24	11.87	7.19， 16.61	0.98	y=-0.89+0.83x
	2⁃25	15.73	10.32， 21.65	0.99	y=-0.98+0.82x
	2⁃26	8.19	2.56， 13.93	0.99	y=-0.51+0.56x
	2⁃30	17.19	2.80， 41.66	0.92	y=-2.88+2.24x

Fungus	Compd.	EC₅₀	95%FL	R	Regression equation
R. Solani	Famoxadone	4.38	0.41， 9.42	0.97	y=-0.30+0.47x
	2⁃1	9.67	5.25， 14.06	0.99	y=-0.77+0.79x
	2⁃4	9.92	4.48， 15.38	0.93	y=-0.64+0.64x
	2⁃13	5.01	0.91， 9.69	1.00	y=-0.37+0.54x
	2⁃16	3.78	0.80， 7.35	0.97	y=-0.34+0.61x
	2⁃18	6.63	2.83， 10.50	0.99	y=-0.60+0.74x
	2⁃24	4.89	1.87， 8.09	0.97	y=-0.52+0.76x
	2⁃25	10.25	4.97， 15.54	0.98	y=-0.69+0.68x
	2⁃26	1.61	0.11， 4.20	0.94	y=-0.14+0.60x
	2⁃30	5.56	3.57， 7.50	0.97	y=-0.95+1.32x
S. Sclerotiorum	Famoxadone	16.42	10.67， 23.14	0.98	y=-2.19+1.80x
	2⁃1	22.83	19.36， 26.81	1.00	y=-2.39+1.76x
	2⁃4	14.35	10.51， 18.37	0.97	y=-1.27+1.10x
	2⁃13	21.86	18.23， 26.01	0.98	y=-2.13+1.58x
Fungus	Compd.	EC₅₀	95%FL	R	Regression equation
S. Sclerotiorum	2⁃16	15.53	12.66， 18.56	0.99	y=-1.85+1.55x
	2⁃18	20.67	17.37， 24.39	0.99	y=-2.19+1.66x
	2⁃24	10.40	8.34， 12.45	0.99	y=-1.75+1.73x
	2⁃25	13.09	10.48， 15.76	1.00	y=-1.73+1.55x
	2⁃26	6.26	3.88， 8.60	1.00	y=-0.97+1.22x
	2⁃30	12.29	10.87， 13.77	0.99	y=-3.28+3.03x
P. Grisea	Famoxadone	68.38	33.95， 812.52	0.99	y=-0.70+0.38x
	2⁃1	19.89	8.90， 36.41	0.96	y=-1.80+1.38x
	2⁃4	10.38	4.82， 15.98	0.97	y=-0.66+0.65x
	2⁃13	35.49	25.86， 52.60	0.99	y=-1.27+0.82x
	2⁃16	35.23	23.62， 59.89	0.97	y=-1.01+0.65x
	2⁃18	29.04	23.01， 37.21	0.99	y=-1.67+1.14x
	2⁃24	15.87	11.51， 20.58	0.97	y=-1.22+1.02x
	2⁃25	21.10	15.31， 28.18	0.96	y=-1.22+0.91x
	2⁃26	35.74	27.35， 49.29	0.98	y=-1.52+0.98x
	2⁃30	15.52	12.25， 18.99	1.00	y=-1.63+1.37x
B. Cinerea	Famoxadone	42.28	30.70， 65.33	0.95	y=-1.38+0.84x
	2⁃1	34.72	26.20， 48.60	0.99	y=-1.42+0.92x
	2⁃4	32.33	20.54， 57.79	0.95	y=-0.88+0.58x
	2⁃13	14.77	8.84， 21.15	0.99	y=-0.85+0.72x
	2⁃16	13.45	9.78， 17.25	1.00	y=-1.26+1.12x
	2⁃18	21.12	16.21， 26.94	0.98	y=-1.44+1.08x
	2⁃24	11.87	7.19， 16.61	0.98	y=-0.89+0.83x
	2⁃25	15.73	10.32， 21.65	0.99	y=-0.98+0.82x
	2⁃26	8.19	2.56， 13.93	0.99	y=-0.51+0.56x
	2⁃30	17.19	2.80， 41.66	0.92	y=-2.88+2.24x

Compd.	Concentration/（mg∙L^-1）	Protective efficacy（%）
Compd.	Concentration/（mg∙L^-1）	R. solani	S. sclerotiorum
2⁃1（Pyramoxadone）	200	25.3	38.3
2⁃1（Pyramoxadone）	100	12.3	22.4
2⁃4	200	76.2	66.9
2⁃4	100	56.6	43.3
2⁃13	200	88.3	40.5
2⁃13	100	49.6	29.1
2⁃16	200	89.5	78.7
2⁃16	100	68.5	57.5
2⁃18	200	81.7	83.6
2⁃18	100	60.6	67.4
2⁃24	200	75.8	72.3
2⁃24	100	54.1	46.5
2⁃25	200	62.2	64.4
2⁃25	100	23.1	17.8
Famoxadone	200	40.5	56.3
Famoxadone	100	25.3	35.2