カルボン酸アミド構造のうちカルボン酸部分を2-クロロニコチン酸に固定しアミン部分の構造と活性との関係を検討した。メタ位にアルキルまたはアルコキシ基で置換された化合物は紋枯れ病(担子菌類:Basidiomycetes)に対し高い活性を示し、オルト位にアルキル置換された化合物は灰色かび病(不完全菌類:Deuteromycetes)に高い活性を示した。そこで二つの置換基を適当なコンフォメーションに固定すればいずれの病害に対しても高い活性を示す可能性が有ると考え、様々な縮合環化合物を合成した。その結果、いずれにも高活性を示すBC723を見いだした。

　一連の化合物の構造活性相関を検討し、次の仮説を提案した。

　灰色かび病病害防除活性およびSDC酵素阻害活性と構造との関係:

　1)アミノ基のオルト位に相当する位置のアルキル置換基が活性に重要な役割を果たしており、その置換基の立体化学も活性に影響する。

　2)アミン部分の疎水性が受容部位との相互作用において重要であり、防除活性にも大きく影響する。

　紋枯れ病病害防除活性と構造との関係:

　1)アミノ基のメタ位に相当する位置の置換基(アルキル基およびアルコキシ基)が活性に重要な役割を果たしている。

　2)分子の疎水性は活性にとってそれほど影響を与えない。

　前章で提案した仮説を明確なものにすべく、定量的構造活性相関の手法を用いて検討した。灰色かび病菌(B.cinerea)から抽出したミトコンドリアのSDCに対する阻害活性(pI₅₀)と構造との関係に次の良好な式を得た。

　ポット試験における灰色かび病防除活性(pEC₉₀)と構造との関係も同じパラメータを用いて良好な式が得られた。

　これらの関係式より次のことが示された。

　1)アミン部分の疎水性(logk’)はB.cinereaの受容部位との相互作用において重要であり、防除活性にも大きく影響を及ぼす。

　2)アミノ基のオルト位に相当する位置にアルキル置換基が安定的に存在する化合物(I₈₀＝1)の場合、存在しない化合物(I₈₀＝0)に比べ約10倍高い活性を示す。このことは酵素レベルにおいてもポットレベルにおいても同様であった。

　紋枯れ病防除活性(pEC₅₀)と構造との関係に次の良好な式を得た。

　この関係式より次のことが示された。

　1)アミノ基のメタ位に相当する位置にアルキル基あるいはアルコキシ基が存在する化合物(I_sm＝1)の場合、存在しない化合物(I_sm＝0)に比べ約20倍高い活性を示す。またこの置換基の存在が防除活性にとって最も重要な要素である。

　2)オルト位とメタ位の置換基が縮合し5員環で固定された化合物(I_R5＝1)の場合、そうでない化合物に比べ約2倍活性が高まる。

　3)アミン部分の立体的嵩高さ(V_W)も活性にとって好ましい効果を与える。

　アミン部分を、灰色かび病および紋枯れ病いずれにも高い活性を示す1,1,3-トリメチルインダンアミン(AIN)に固定し、カルボン酸部分の構造活性相関を検討した。

　ニコチン酸アミド誘導体は2位にハロゲン原子、メチル基またはトリフルオロメチル基で置換されていることが、生物活性発現にとって重要であることが示された。また2位以外の置換基の付加は活性を低下させた。

　次に、塩素、トリフルオロメチルまたはアルキル基がカルバモイル基のオルト位に置換した種々のアリールまたはヘテロアリールカルボン酸アミド類を合成し、その生物活性をみた。その結果、ビラジン-3-カルボン酸アミド、フラン-3-カルボン酸アミド、ピラゾール-4-カルボン酸アミドおよびチアゾール-5-カルボン酸アミド誘導体も、ニコチン酸アミド誘導体と同様に灰色かび病紋枯れ病いずれの病害に対しても高い活性を示した。

　新たに選抜された複素環カルボン酸誘導体の環上の置換基効果を検討した。その結果、2-メチルまたは2,4-ジメチル置換体はいずれの病害に対しても高い活性を示すが、5位の置換基および2位のトリフルオロメチル置換体は灰色かび病防除活性に対しては好ましくないことが判明した。またこれら一連の化合物の中でBC340はBC723と同等以上の高い活性を示すことが明らかとなった。

　光学異性体分離用カラムを用いた光学分割あるいは/およびAINの酒石酸による光学分割により、BC723およびBC340の光学活性体を調製し、その生物活性をみた。その結果、(-)体の生物活性はポット試験(灰色かび病、紋枯れ病、赤さび病)においても酵素阻害試験(B.cinerea、T.cucumeris)においても、ラセミ体の約2倍の活性を示し、(+)体は低活性であった。(-)-AINから誘導したp-クロロ安息香酸アミド体のX線解析を行なった結果、3位の絶対立体配置はRであることが判明した。

　本研究で見いだされた新規カルボン酸アミド系薬剤(BC723)の作用機構、さらに実場面での病害防除活性を従来剤と比較検討した。

　作用機構;B.cinereaおよびT.cucumerisから抽出したミトコンドリア画分で検討し、いずれの菌に対してもsuccinate-coenzyme Q reductaseすなわちミトコンドリアのComplex IIを阻害していることが示された。このことがATP生産抑制につながり抗菌力を発現したものと考えられた。

　実場面における病害防除活性;紋枯れ病や赤星病などの担子菌類(Basidiomycetes)による病害に対し高い防除活性を示すのみならず、従来のカルボン酸アニリド系薬剤では実用活性が確認されていない灰色かび病(不完全菌類:Deuteromycetes)、黒星病、そうか病、菌核病などの子のう菌類(Ascomycetes)による病害に対しても高い実用活性を有することが示された。

　カルボン酸アミド系薬剤においてこの様な殺菌スペクトラムの広がりを見いだしたことは、従来の常識を覆すものであり、1966年より続いてきた本系統の研究に大きく貢献するものと考えられた。現在、本研究から見いだされたBC340およびBC723は、広スペクトラムを有する浸透性殺菌剤として精力的に開発検討を実施中である。