N-（二氮氧化喹喔啉甲酰胺基）-N’-烃基脲类衍生物的合成、生物活性及3D-QSAR研究

论文摘要

本论文利用活性亚结构拼接法和生物电子等排原理对二氮氧化喹喔啉类化合物进行结构改造,将具有除草、抑菌活性的脲基团与二氮氧化喹喔啉基团进行拼接,设计合成了27个未见文献报道的N-（3-甲基-1,4-二氮氧化喹喔啉-2-甲酰基）-N’-烃基脲类衍生物,结构式如下所示。采用IR、1H NMR、13CNMR对化合物的结构进行了表征,并对其理化性质和波谱性质进行了系统的分析、讨论。采用“室内除草平皿法NY/T 1155.1-2006”测试目标化合物的促（抑）植物生长活性。以商品药敌草隆为对照,目标化合物的实验浓度梯度设置为25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400mg/L,选用稗草和水稻作为单子叶植物的代表,苋菜、油菜作为双子叶植物的代表进行生物活性测试。初步生测结果表明,N-（3-甲基-1,4-二氮氧化喹喔啉-2-甲酰胺基）-N’-烃基脲类衍生物促（抑）植物生长活性随着化合物种类、浓度以及受试植物种类的变化而变化。低浓度下促进单子叶植物稗草和水稻的生长,其中,N-（3-甲基-1,4-二氮氧化喹喔啉-2-甲酰胺基）-N’-（2’-甲氧基）苯基脲对水稻根长的校正促生长率高达57%。高浓度下抑制茎和根的生长,部分化合物在400mg/L的剂量下对稗草根长的最大校正抑制率在80%以上；低浓度下,目标化合物对油菜有一定的促生长效果,但效果不及水稻明显,对苋菜的茎长和根长有良好的抑制效果,且抑制效果比较明显,但稍差于对照药敌草隆。以化合物对苋菜根长的抑制活性结果为基础,采用比较分子力场分析（CoMFA）和比较分子相似因子分析（CoMSIA）对26个新化合物进行了三维定量构效关系（3D-QSAR）研究,建立了CoMFA和CoMSIA模型,CoMFA模型的交叉验证相关系数q2为0.502,非交叉验证相关系数r2为0.917,标准偏差s为0.027,立体场和静电场对模型的贡献分别为58.7%和41.3%；CoMSIA模型的交叉验证相关系数q2为0.564,非交叉验证系数r2为0.900,s为0.030,立体场、静电场对模型的贡献分别为27.5%、72.5%。根据分子场等值势图直观地解释了结构与活性的关系,为设计高活性二氮氧化喹喔啉衍生物、发现新的除草先导化合物提供了理论指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 除草剂的研究进展和发展趋势
• 1.1.1 除草剂的研究概况
• 1.1.2 除草剂的发展趋势
• 1.2 二氮氧化喹喔啉的研究概况
• 1.2.1 二氮氧化喹喔啉的研究进展
• 1.2.2 二氮氧化喹喔啉的合成
• 1.3 取代脲类化合物概述
• 1.3.1 取代脲类除草剂概述
• 1.3.2 合成方法
• 1.4 定量构效关系
• 1.4.1 二维定量构效关系方法
• 1.4.2 三维定量构效关系方法
• 1.5 选题设想
• 第二章 N-（二氮氧化喹喔啉甲酰胺基）-N’-烃基脲类衍生物的合成
• 2.1 合成路线
• 2.2 仪器与试剂
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验试剂
• 2.3 中间体及目标产物的合成
• 2.3.1 中间体苯并呋咱N-氧化物的合成
• 2.3.2 中间体1,4-二氧-3-甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯Ⅱ的合成
• 2.3.3 中间体1,4-二氧-3-甲基喹喔啉-2-甲酰肼Ⅲ的合成
• 2.3.4 中间体取代异氰酸酯Ⅳ的合成
• 2.3.5 目标产物N-（二氮氧化喹喔啉甲酰胺基）-N’-烃基脲类衍生物的合成
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 1,4-二氧-3-甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯的合成
• 2.4.2 1,4-二氧-3-甲基喹喔啉-2-甲酰肼的合成
• 2.4.3 异氰酸酯的合成
• 2.4.4 目标产物的合成
• 第三章 生物活性的测定
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 供试作物
• 3.1.2 供试杂草
• 3.1.3 供试药剂及浓度
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 乳油的配制
• 3.2.2 浸种和催芽
• 3.2.3 药剂处理
• 3.2.4 调查及数据处理
• 3.2.5 统计分析
• 3.3 实验数据及处理
• 3.3.1 新化合物对单子叶植物的生物活性
• 3.3.2 新化合物对双子叶植物的生物活性
• 3.3.3 结果与讨论
• 第四章 3D-QSAR研究
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 化合物的选择
• 4.1.2 活性构象的确立及分子的叠合
• 4.1.3 CoMFA和CoMSIA模型的建立
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 CoMFA和CoMSIA模型分析
• 4.2.2 CoMFA和CoMSIA模型验证
• 4.2.3 CoMFA和CoMSIA模型三维等势图分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附图
• 致谢