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  2023年11月2日， Molecular Plant 在線發(fā)表了同濟大學附屬第十人民醫(yī)院彭艾教授和中國科學院上海有機化學研究所湯文軍研究員共同合作的研究論文“Dienediamine: A Safe Herbicide as Paraquat Surrogate”。研究團隊創(chuàng)制的Dienediamine（雙烯雙胺）不僅在一系列小鼠和細胞實驗中表現(xiàn)出安全無毒，而且呈現(xiàn)出和百草枯相當?shù)某菪Ч?，有望成為一種替代百草枯、安全無毒的新型綠色農(nóng)藥。

  由于百草枯的除草性能和毒性均源于其聯(lián)吡啶鹽結構的電子傳導功能，因此要保持其結構的除草性能卻消除其毒性極其困難。研究團隊基于植物除草和人畜體內(nèi)的作用環(huán)境不同，提出一種本身沒有電子傳導功能，但在除草環(huán)境中能轉(zhuǎn)化為聯(lián)吡啶鹽結構的百草枯前體有望成為一種安全無毒的除草劑（圖1）?；诎俨菘莸某莺投拘詸C制，一個容易制備的“還原態(tài)”百草枯前體-雙烯雙胺成為了研究目標。

圖1. 雙烯雙胺的創(chuàng)制原理

  研究團隊實現(xiàn)了1,1'-二甲基-1,1'，2,2'，3,3'，6,6'-八氫-4,4'-聯(lián)吡啶的簡潔合成，通過X射線單晶衍射確定其結構，并將其命名為雙烯雙胺。利用硼氫化鉀和水作為反應條件可實現(xiàn)雙烯雙胺的百克級規(guī)模制備。在研究雙烯雙胺轉(zhuǎn)化為百草枯的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)采用[{Cu(Sal)₂(NCMe)}₂]作為催化劑，四氯苯醌或氧氣作為氧化劑時，雙烯雙胺能在水或丙酮中以較高收率轉(zhuǎn)化為百草枯。研究團隊驚奇地發(fā)現(xiàn)，雙烯雙胺在一定溫度的鹽水中，空氣和自然光照條件下， 仍然以63%的收率轉(zhuǎn)化為百草枯（圖2）。

圖2. 雙烯雙胺的鑒定、制備和轉(zhuǎn)化

  研究人員將百草枯及雙烯雙胺溶液噴灑到擬南芥葉上，在空氣和自然光照條件下24小時葉子均開始枯萎，且其枯萎程度呈時間依賴性地增強，在120 小時葉片均完全枯萎和干燥。雙烯雙胺展現(xiàn)出和百草枯相當?shù)臍⒉菪阅埽▓D3）。

圖3. 雙烯雙胺和百草枯對擬南芥的除草作用

圖4. 雙烯雙胺與百草枯小鼠模型安全性評估