異吲哚-1，3-二酮衍生物的合成、生物活性及構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、21世紀(jì)的農(nóng)藥必須具有高效、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的特點(diǎn)。原卟啉原氧化酶(protox)抑制劑為需光型除草劑，其獨(dú)特的除草機(jī)制可保證 動(dòng)植物之間的良好選擇性，具有十分廣闊的發(fā)展前景。 本文以現(xiàn)有商品化protox抑制劑丙炔氟草胺等除草劑的結(jié)構(gòu)為先導(dǎo)， 針對它們物理特性或生物活性等方面的某些缺陷，采用活性亞結(jié)構(gòu)拼接、生物等排體等農(nóng)藥分子設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)具有潛在protox抑制劑活性的新化合物；運(yùn)用傳統(tǒng)有機(jī)合成方法與固載化試劑純化目標(biāo)產(chǎn)

2、物技術(shù)相結(jié)合的合成手段成功制備了苯并嗯嗪取代異吲哚-1,3-二酮、異吲哚-1,3-二酮取代苯并嗯嗪羧酸酯、N-異吲哚-1,3-二酮取代苯基酰胺和N-異吲哚-1,3-二酮取代苯基脲四系列共九類85個(gè)新型2-取代苯基異吲哚-1,3-二酮(SPIIDO)衍生物，利用核磁共振、質(zhì)譜、紅外光譜、元素分析等現(xiàn)代分析手段表征了新化合物的結(jié)構(gòu)。首次在異吲哚-1,3-二酮取代苯并嗯嗪酮衍生物中引入羧酸酯結(jié)構(gòu)，首次在SPIIDO衍生物中苯環(huán)的5-位引入N,

3、N-不對稱脲基團(tuán) 與苯甲酰脲基團(tuán)，研究結(jié)果擴(kuò)展了protox抑制劑的結(jié)構(gòu)類型。 采用農(nóng)藥生物活性測定標(biāo)準(zhǔn)操作程序測試新化合物的除草活性，發(fā)現(xiàn) 許多化合物表現(xiàn)出高的protox抑制劑的生物活性，如1個(gè)苯并嗯嗪取代 異吲哚-1,3-二酮衍生物的除草活性和對作物安全性與先導(dǎo)化合物丙炔氟 草胺和B2055基本相當(dāng)，3個(gè)異吲哚-1,3-二酮取代苯并嗯嗪羧酸酯化合物 在75 gai／ha劑量下不論芽前還是芽后施用對苘麻、藜、凹頭莧

4、等雙子葉 雜草和馬唐、稗草、狗尾草等單子葉雜草均表現(xiàn)出80％以上除草活性，2 個(gè)N-異吲哚-1,3-二酮取代苯基酰胺衍生物的除草譜較廣，部分N-異吲哚-1,3-二酮取代苯基脲衍生物對闊葉雜草表現(xiàn)出芽后除草活性的新化合物。 雜草中毒癥狀有葉片白化、卷曲、灼傷和壞死等，是protox抑制劑典型 的除草特征。 在制備N-異吲哚-1，3-二酮取代苯基酰胺和N-異吲哚-1，3-二酮取代苯基脲衍生物的反應(yīng)體系中成功地利用伯胺樹脂清除

5、過量的反應(yīng)底物或雜質(zhì)，建立了一種利用互補(bǔ)分子反應(yīng)活性與分子識別(ComplementaryMolecular Reactity and Molecular Recognition，CMR／R)技術(shù)優(yōu)化除草活性先導(dǎo)化合物的新方法，能有效提高產(chǎn)品的純度，方便目標(biāo)產(chǎn)物的分離。該方法具有快捷、簡便、高效的特點(diǎn)，對快速合成同類型化合物具有實(shí)際借鑒與指導(dǎo)作用。 培養(yǎng)出3-氯-N-(2-氯-5-(1，3-二氧-4,5,6,7-四氫-1H-異吲

6、哚-2(3H)-基)-4-氟苯基)-2,2-二甲基丙酰胺的單晶，通過分析<'1>H NMR與X-射線晶體衍射實(shí)驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)，揭示了分子中兩甲基碳原子處于不同的環(huán)境中，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)具有生物活性的化合物提供了有價(jià)值的信息和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 通過新化合物結(jié)構(gòu)與除草活性之間的定性研究，論文揭示了SPIIDO衍生物結(jié)構(gòu)與活性之間的規(guī)律性；對不同活性的典型化合物定量構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了原子的凈電荷、前沿電子密度以及分子的平均極化率通過原子或基