專注綠色新農(nóng)藥創(chuàng)制 暢想美好科研明天
——記海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院教授孫然鋒

文/ 徐紅 王永梅

綠色化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求和必然趨勢(shì)，其中農(nóng)作物病、蟲、草害防治技術(shù)的綠色化是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化的重要環(huán)節(jié)。農(nóng)藥綠色化，除了要求農(nóng)藥具有低毒、低殘留以及環(huán)境相容性好等鮮明的特點(diǎn)外，還要達(dá)到超高效。孫然鋒從2005年開始從事綠色新農(nóng)藥創(chuàng)制研究，通過研究，他設(shè)計(jì)合成了苯甲酰脲類昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，并在研究了其生物活性和構(gòu)效關(guān)系后，篩選出高活性苯甲酰脲類化合物NK-17，推動(dòng)了科研的發(fā)展。

農(nóng)藥研究 取得進(jìn)展

孫然鋒2005年6月畢業(yè)于安陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)系化學(xué)專業(yè)。2005年9月，他進(jìn)入南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院就讀。2010年6月，他獲得農(nóng)藥學(xué)專業(yè)理學(xué)博士學(xué)位。博士期間，他創(chuàng)制的高活性農(nóng)藥叔肟蟲脲轉(zhuǎn)讓給江蘇藍(lán)豐生化有限公司進(jìn)行開發(fā)推廣。2010年7月 — 2011年7月，他在黃河科技學(xué)院納米功能材料研究所從事科研工作。2011年7月 — 2015年12月，他在內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院工作。2016年1月，他任職于海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，受聘為教授。近年來，他以熱帶生物源農(nóng)藥創(chuàng)制和綠色化學(xué)農(nóng)藥設(shè)計(jì)與合成為研究方向，主要從事綠色新農(nóng)藥的創(chuàng)制研究。

經(jīng)過一番努力，孫然鋒取得了較大的科研進(jìn)展，特別是基于靶標(biāo)進(jìn)行農(nóng)藥分子設(shè)計(jì)尤為引人關(guān)注。自從第一個(gè)苯甲酰脲品種除蟲脲被發(fā)現(xiàn)以來，苯甲酰脲作用機(jī)制研究就成為科研界關(guān)注的焦點(diǎn)。孫然鋒運(yùn)用生物合理性設(shè)計(jì)合成了含酰胺結(jié)構(gòu)的苯甲酰脲類化合物，對(duì)苯甲酰脲的苯胺對(duì)位基團(tuán)應(yīng)該為功能基的觀點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證。N-叔丁基的空間結(jié)構(gòu)適合與靶點(diǎn)牢固相結(jié)合，從而體現(xiàn)出其殺蟲活性，這有利于設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)和開展其作用機(jī)制的研究。

孫然鋒教授

孫然鋒設(shè)計(jì)合成了含肟醚和肟酯結(jié)構(gòu)的苯甲酰脲類化合物，首次發(fā)現(xiàn)了含肟醚結(jié)構(gòu)的苯甲酰脲類高活性骨架結(jié)構(gòu)，這類化合物殺蟲譜廣，具有較好的殺蟲活性，其中含叔丁基肟醚的高活性化合物NK-17具有廣譜的殺蟲活性，對(duì)小菜蛾和甜菜夜蛾的防治有很好的效果。

孫然鋒采用飽和側(cè)鏈環(huán)合法以及不飽和環(huán)芳香化等農(nóng)藥設(shè)計(jì)策略設(shè)計(jì)合成了含異噁唑啉和異噁唑結(jié)構(gòu)的苯甲酰脲類化合物，對(duì)小菜蛾、黏蟲、尖音庫(kù)蚊幼蟲具有很好的殺蟲活性。這對(duì)首次提出的苯甲酰脲的苯胺對(duì)位基團(tuán)應(yīng)該為功能基的觀點(diǎn)起到了很好的驗(yàn)證作用。

不斷創(chuàng)新 全新發(fā)現(xiàn)

科研的進(jìn)展不斷地激勵(lì)著孫然鋒繼續(xù)前行。在漫長(zhǎng)的科研路上，他堅(jiān)定著自己一心為科研的執(zhí)著理想。

創(chuàng)新在科研中起著不可低估的作用。孫然鋒對(duì)此異常重視。在科研中，他獨(dú)到創(chuàng)新，設(shè)計(jì)合成了含磺酸酯結(jié)構(gòu)的苯甲酰脲類化合物，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)活性關(guān)系選擇性很高，含三氟乙基取代時(shí)有著很好的殺蟲活性。當(dāng)取代基為其他烷基、多氟取代烷基和芳基時(shí)，對(duì)黏蟲和小菜蛾幼蟲的殺蟲活性就會(huì)很快減少，可見在此類結(jié)構(gòu)中，三氟乙基官能團(tuán)對(duì)活性起著至關(guān)重要的作用。

孫然鋒首次運(yùn)用熒光偏振測(cè)定法研究了NK－17與德國(guó)小蠊磺酰脲受體蛋白的結(jié)合情況，發(fā)現(xiàn)與商品化品種除蟲脲和常見的磺酰脲受體蛋白抑制劑格列本脲相比，NK－17與德國(guó)小蠊磺酰脲受體蛋白有著較強(qiáng)的結(jié)合能力，這和活體測(cè)試的生物活性結(jié)果相似。

此外，孫然鋒對(duì)前體農(nóng)藥也頗有研究。原來無生物活性或活性較低的農(nóng)藥化合物，在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為活性的或活性更高的化合物而殺傷有害生物，說的就是前體農(nóng)藥。開發(fā)前體農(nóng)藥，利用衍生物與母核理化性質(zhì)的差異，改善母核的農(nóng)藥行為。通過運(yùn)用生物電子等排原理，他設(shè)計(jì)合成了多種含噠嗪環(huán)的苯甲酰脲類化合物；通過運(yùn)用活性片段拼接法，他設(shè)計(jì)合成了多種含多氟取代的苯甲酰脲類化合物。

創(chuàng)制高效低毒低殘留農(nóng)藥能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)藥減量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的增收。孫然鋒發(fā)現(xiàn)，海南擁有6000多種豐富的熱帶植物資源、南海海洋微生物資源和全年適合開展田間藥效試驗(yàn)的自然氣候，對(duì)生物源農(nóng)藥研究的開展極為便利，然而，海南現(xiàn)在尚未建立熱帶生物源農(nóng)藥創(chuàng)制的完整平臺(tái)，有著很大的發(fā)展空間。來海南大學(xué)工作后，孫然鋒作為海南大學(xué)農(nóng)藥學(xué)學(xué)科的學(xué)術(shù)帶頭人，在“農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥登記藥效試驗(yàn)資質(zhì)單位”的基礎(chǔ)上積極籌備成立熱帶生物源農(nóng)藥創(chuàng)制及應(yīng)用研究中心，加強(qiáng)綠色農(nóng)藥創(chuàng)制平臺(tái)硬件建設(shè)，力爭(zhēng)使海南大學(xué)熱帶生物源農(nóng)藥創(chuàng)制平臺(tái)成為我國(guó)生物源農(nóng)藥創(chuàng)制的重要基地，同時(shí)服務(wù)于海南熱帶特色高效生態(tài)農(nóng)業(yè)。目前，他的課題組已經(jīng)從熱帶植物中篩選到對(duì)南方根結(jié)線蟲和多種農(nóng)業(yè)病原真菌具有較好防效的植物源農(nóng)藥，從中分離出了高活性天然源農(nóng)藥先導(dǎo)化合物，并開始研究其構(gòu)效關(guān)系。

主持項(xiàng)目 收獲成果

在科研中，孫然鋒主持了多個(gè)項(xiàng)目。2013年10月 — 2016年8月，他主持了教育部博士點(diǎn)基金聯(lián)究合資助課題《光降解可控納米TiO2-苯甲酰脲類農(nóng)藥水劑的制備及生物活性研究》、國(guó)家自然科學(xué)基金《具有雙作用位點(diǎn)靶向磺酰脲受體的新型昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的設(shè)計(jì)合成與生物活性研》、《基于飛蝗基因組學(xué)靶向多巴胺受體的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)活性關(guān)系研究》、海南大學(xué)C類高層次人才引進(jìn)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)《熱帶生物源農(nóng)藥創(chuàng)制及其應(yīng)用研究》，發(fā)表了20篇論文，并授權(quán)兩項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利（專利公開號(hào)：101602695；102690241）。

此外，孫然鋒還樂于施教。從2013年開始，他已培養(yǎng)或正在培養(yǎng)8名博、碩士研究生?，F(xiàn)在，孫然鋒主要承擔(dān)“農(nóng)藥化學(xué)”“植物化學(xué)保護(hù)”和“植物病蟲害綜合防治”等課程的教學(xué)任務(wù)，并主持國(guó)家自然科學(xué)基金1項(xiàng)和海南大學(xué)C類高層次人才引進(jìn)啟動(dòng)基金1項(xiàng)。

作為2010年南開大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)研究生，孫然鋒曾于2012年獲天津市優(yōu)秀博士論文，2012年獲全國(guó)優(yōu)秀博士論文提名獎(jiǎng)，并于2016年8月8日至11日以“苯甲酰脲類幾丁質(zhì)合成抑制劑的研究”為主題在第十五屆全國(guó)農(nóng)藥學(xué)教學(xué)科研研討會(huì)做了大會(huì)報(bào)告。

現(xiàn)在，孫然鋒擔(dān)任著多個(gè)國(guó)際期刊的審稿人、國(guó)家自然科學(xué)基金通訊評(píng)審專家和教育部學(xué)位與研究生教育評(píng)審專家，兼任中國(guó)植物保護(hù)學(xué)會(huì)化感專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)農(nóng)業(yè)國(guó)際合作促進(jìn)會(huì)顧問專家。

在科研領(lǐng)域努力開拓未來，創(chuàng)制出高效低毒環(huán)境友好的綠色農(nóng)藥，已成為孫然鋒的希望和追求。在探索科研、探索未知的道路上，孫然鋒心懷對(duì)未來藍(lán)圖的規(guī)劃，暢想著美好的科研明天。