新型烯丙基取代二芳醚类化合物的合成及其生物活性研究

论文摘要

为了发现高效、安全、与环境相容的除草剂新品种和具有生物活性的新型先导化合物，本文根椐活性亚结构的拼接原理，设计并合成了11类共计111个未见文献报道的烯丙基取代二芳醚类化合物。通过磁共振谱、红外光谱、元素分析和质谱等测试手段对所合成的化合物进行了结构表征，并对目标化合物及部分中间体进行了生物活性测试。 以三甲胺或DABCO为催化剂，合成了29个Baylis-Hillman加成物，生物活性测试结果表明：在25 g a.i./hm2的剂量下，3-（羟基（4-硝基苯基）甲基）-3-亚甲基-2-丁酮（BH-28）对番茄晚疫病（Phytophthora infestans）的防效为100％；在2000 g a.i.／hm2的剂量下，2-（（2，4-二氯苯基）（羟基）甲基）丙烯酸甲酯（BH-8）具有广谱的除草活性，对阔叶杂草百日草（Zinnia elegans Jacq）和苘麻（Abutilon theophrasti Medic）的防效达到100％，对禾本科杂草稗草（Echinochloa crusgalli （L.）Baeuv.）和马唐（Digitaria sanguinalis（L.）Scop）的防效分别为80％和75％。 发现在三乙胺的存在下，Baylis-Hillman加成物与二芳醚类化合物的酰氯在室温下进行酯化反应过程中，有重排产物（二芳醚羧酸2，3二取代烯丙酯）生成。 分别对商品化的二苯醚类（DPE）和芳氧苯氧丙酸酯类（APP）除草剂进行了结构修饰，在其分子中引入了含有吸电子基团的二取代烯丙基。发现所合成的部分芳氧苯甲酸烯丙酯类化合物（DPE）的除草活性优于母体化合物（三氟羧草醚）；传统的APP除草剂对单子叶作物选择性差，易产生药害，单独使用通常只能用于双子叶作物。而本文发现在其分子中引入含有吸电子基团的二取代烯丙基将使该类除草剂对单、双子叶作物均具有明显的安全性，同时所合成的新化合物对禾本科杂草具有较高的防除活性。 利用Baylis-Hillman反应所合成的芳基烯丙基醚类（AAE）及2-芳氧苯氧甲基丙烯酸酯类（APA）化合物具有良好的杀菌活性。其中2-（（3-（3-氯-5-（三氟甲基）吡啶-2-基氧）苯氧）（苯基）甲基）丙烯酸甲酯（APA-7）具有优异的广谱杀菌活性，在400 g ai／hm2的剂量下对小麦白粉病（Erysiphe graminis）、黄瓜霜霉病（Pseudoperonospora cubenis）的防效达到100％，对黄瓜炭疽病（Colletotrichum orbiculare）的防效达到98％；相同剂量下，2-（（3-（6-氯喹喔啉-2-基氧）苯基）（羟基）甲基）丙烯酸甲酯（AAE-12）对黄瓜霜霉病的抑制率达到100％。这两类化合物结构全新，分子中具有多个可供修饰的基团，可以方便的作为具有生物活性的新型先导化合物进行深入研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 新农药的创制
• 1.1.1 新农药创制的意义、特点与发展趋势
• 1.1.2 新农药创制的途径与方法
• 1.2 除草剂的药害与安全性
• 1.3 二芳基醚类除草剂
• 1.3.1 二苯醚类除草剂
• 1.3.2 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂
• 1.4 Baylis-Hillman反应及生物学应用
• 1.4.1 Baylis-Hillman反应简介
• 1.4.2 Baylis-Hillman反应在生物活性分子合成中的应用
• 1.5 选题的依据、目的和意义
• 1.6 本论文各章的内容简介
• 2 关键中间体Baylis-Hillman加成物的合成及生物活性
• 2.1 引言
• 2.2 中间体Baylis-Hillman加成物的合成
• 2.3 中间体Baylis-Hillman加成物的生物活性
• 2.3.1 中间体BH的除草活性
• 2.3.2 中间体BH的杀菌活性
• 2.3.3 中间体BH的杀虫活性
• 2.4 本章小结
• 2.5 实验部分
• 2.5.1 仪器与试剂
• 2.5.2 合成部分
• 3 苯氧苯甲酸烯丙酯类化合物的合成及生物活性
• 3.1 引言
• 3.2 苯氧苯甲酸烯丙酯类化合物的合成
• 3.2.1 苯氧苯甲酸1,2-二取代烯丙酯的合成
• 3.2.2 苯氧苯甲酸2,3-二取代烯丙酯的合成
• 3.3 苯氧苯甲酸烯丙酯类化合物的除草活性
• 3.3.1 除草活性的测定方法
• 3.3.2 除草活性的测定结果
• 3.4 本章小结
• 3.5 实验部分
• 3.5.1 仪器与试剂
• 3.5.2 合成部分
• 4 芳氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的合成及生物活性
• 4.1 引言
• 4.2 芳氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的合成
• 4.2.1 芳氧苯氧丙酸的合成
• 4.2.2 芳氧苯氧丙酰氯的合成
• 4.2.3 芳氧苯氧丙酸1,2-二取代烯丙酯的合成
• 4.2.4 芳氧苯氧丙酸1,2-二取代烯丙酯非对映体的分离
• 4.2.5 芳氧苯氧丙酸2,3-二取代烯丙酯的合成
• 4.2.6 芳氧苯氧丙酸烯丙酯还原产物的合成
• 4.3 吡啶氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的生物活性
• 4.3.1 吡啶氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的除草活性
• 4.3.2 吡啶氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的安全性
• 4.3.3 吡啶氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物生物活性小结
• 4.4 喹喔啉氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的生物活性
• 4.4.1 喹喔啉氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的除草活性
• 4.4.2 喹喔啉氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的杀草谱
• 4.4.3 喹喔啉氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物对作物的安全性
• 4.4.4 喹喔啉氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物生物活性小结
• 4.5 苯并噁唑氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的生物活性
• 4.5.1 苯并噁唑氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的除草活性及对作物的安全性
• 4.5.2 苯并噁唑氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物的杀草谱
• 4.5.3 苯并噁唑氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物毒理学研究
• 4.5.4 苯并噁唑氧苯氧丙酸烯丙酯类化合物生物活性小结
• 4.6 本章小结
• 4.7 实验部分
• 4.7.1 仪器与试剂
• 4.7.2 合成部分
• 5 新型烯丙基醚类先导化合物的合成及生物活性研究
• 5.1 引言
• 5.2 2-芳氧苯氧甲基丙烯酸酯类化合物（APA）的合成
• 5.3 芳基烯丙基苯基醚类化合物（AAE）的合成
• 5.4 目标化合物APA和AAE的生物活性
• 5.4.1 化合物APA和AAE的除草活性
• 5.4.2 化合物APA和AAE的杀菌活性
• 5.4.3 化合物APA和AAE的杀虫活性
• 5.5 本章小结
• 5.6 实验部分
• 5.6.1 仪器与试剂
• 5.6.2 合成部分
• 结论
• 参考文献
• 附录A 目标化合物的生物活性
• 创新点摘要
• 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 致谢