新型三唑啉酮和四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

摘要

三唑啉酮和四唑啉酮衍生物具有广泛的生物活性，特别是在除草剂方面，以其高效、低毒、环境友好的特点成为当代除草剂研究领域中最热门的课题之一。本文采用电子等排原理、活性亚结构拼接方法，设计合成了三唑啉酮和四唑啉酮两种结构类型十三个系列共252个未见文献报道的化合物。研究了所有化合物的生物活性、构效关系及波谱性质，寻找到一批具有优良除草活性的新型化合物，并首次发现了具有杀虫活性的四唑啉酮先导骨架结构。具体研究内容如下；
　　 1、系统总结了三唑啉酮和四唑啉酮衍生物的应用、合成方法、反应性质、代谢途径等方面的研究进展，初步揭示了具有除草活性的三唑啉酮和四唑啉酮衍生物的构效关系。
　　 2、设计合成了两大类十三个系列共252个三唑啉酮和四唑啉酮衍生物，其中166个1-芳基-3-甲基-4-取代-1,2,4-三唑啉-5-酮衍生物，86个1-芳基-4-取代四唑啉-5-酮衍生物。所有化合物的结构经元素分析、1H NMR和MS表征，部分化合物经13C NMR表征和X-Ray衍射分析确证。
　　 3、测试了所有化合物的除草、杀虫和杀菌活性。发现了一批具有开发前景的三唑啉酮类除草活性化合物，和具有进一步优化潜力的四唑啉酮杀虫活性骨架结构。
　　 除草活性方面：发现了一批除草活性优良的化合物，与同类除草剂磺酰三唑酮的效果相当。在150g/hm2剂量下，化合物2-7mm、2-7nn、2-700、2-7pp、2-7qq、2-9d、2-13c对测试杂草中的5种除草活性均在80％以上，2-7tt、2-7ww、2-7hhh、2-7iii、2-7jjj、2-7kkk对六种测试杂草的除草活性均在80％以上。与对照药剂磺酰三唑酮的除草效果相当；化合物2-7rr、2-7ss、2-7fff、2-7ggg对六种测试杂草具有很好的选择性，对单子叶杂草活性差，但对双子叶杂草的除草活性均在90％以上。
　　 在450g/hm2剂量下，化合物2-15e、2-16d对反枝苋、小藜的除草活性均为100％。安全性实验表明，在150g/hm2剂量下，化合物2-7qq对水稻、棉花、玉米安全，化合物2-13c对水稻安全；在450g/hm2剂量下，化合物2-15e对棉花、大豆和油菜安全，化合物2-16d对水稻、棉花、大豆和油菜安全。
　　 杀虫活性方面：首次发现了具有四唑啉酮骨架结构的化合物表现出较好的杀虫活性。在250mg/L下，化合物3-3a、3-3b、3-3e、3-30、3-7k、3-9a、3-11g对朱砂叶螨的活性均在80％以上。在500mg/L下，化合物3-3c对粘虫的活性为100％，化合物3-11b对苜蓿蚜的活性为82.5％。这将为进一步研究具有杀虫活性的四唑啉酮类化合物提供指导。杀菌活性方面：在200mg/L浓度下，测定了所有化合物对黄瓜霜霉病、黄瓜白粉病、黄瓜灰霉病、水稻纹枯病的杀菌活性。结果表明所有化合物的杀菌活性不理想。
　　 4、初步总结了三唑啉酮和四唑啉酮衍生物的结构与活性关系，为进一步研究这两类化合物，创制新型除草剂和杀虫剂品种提供了重要的理论依据。

目录

文摘

英文文摘

本论文主要创新点

第一章 绪论

1.1 三唑啉酮衍生物的研究进展

1.1.1 三唑啉酮衍生物的应用研究进展

1.1.2 三唑啉酮的合成方法

1.1.3 三唑啉酮的反应性质

1.1.4 三唑啉酮衍生物的代谢

1.2 四唑啉酮衍生物的研究进展

1.2.1 四唑啉酮衍生物在应用上的研究进展

1.2.2 四唑啉酮的合成方法

1.2.3 四唑啉酮的反应性质

1.2.4 四唑啉酮衍生物的代谢

1.3 论文的设计思路和预期目标

1.3.1 论文的设计思路

1.3.2 论文的预期日标

参考文献

第二章 新型三唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

引言

2.1 苯并噻唑取代的三唑啉酮衍生物的合成、除草活性及结构优化研究

2.1.1 引言

2.1.2 结果与讨论

2.1.3 实验部分

2.1.4 X-Ray衍射分析

2.2 N-苯基酰肽亚胺取代的三唑啉酮衍生物的合成及除草活性研究

2.2.1 引言

2.2.2 结果与讨论

2.2.3 实验部分

2.2.4 X-Ray衍射分析

2.3 1-[5-（3-芳基脲）笨基]-1,2,4三唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

2.3.1 引言

2.3.2 结果与讨论

2.3.3 实验部分

2.3.4 X-Ray衍射分析

2.4 4-（杂）芳基亚甲基取代的三唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

2.4.1 引言

2.4.2 结果与讨论

2.4.3 实验部分

2.4.4 X-Ray单晶衍射

本章小结

参考文献

第三章 新型四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

引言

3.1 1-芳基-4-取代-四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

3.1.1 引言

3.1.2 结果与讨论

3.1.3 实验部分

3.2 1-[5-烷硫基-(1,2,4-三唑-3)亚甲基]-4-（4-氯苯基）-四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

3.2.1 引言

3.2.2 结果与讨论

3.2.3 实验部分

3.2.4 X-Ray衍射分析

3.3 1-[5-烷硫基-（1,3,4-噁（噻）二唑）-2]亚甲基-4-（4-氯苯基）-四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

3.3.1 引言

3.3.2 结果与讨论

3.3.3 实验部分

3.4 1-(4-氯苯基)4-（2-烷氧亚胺丙基）-四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究

3.4.1 引言

3.4.2 结果与讨论

3.4.3 实验部分

本章小结

参考文献

第四章 结论

4.1 主要结论

4.2 主要创新点

4.3 展望

附录一 生物测定方法

攻读博士期间发表论文、专利目录

致谢