含吡啶母环杂环化合物的合成、表征及生物活性研究

摘要

杂环化合物尤其是含氮杂环化合物由于具有生物活性高、环境相容性好、作用靶标新颖等特性，已成为农药和医药创制中的研究热点。基于活性含氮杂环化合物的结构特征，本文采用分子设计和药效团合理拼接等手段，合成了五类67个新型含吡啶母环的杂环化合物，经1H NMR、IR、MS和元素分析进行结构表征，所有化合物均未见文献报道。采用X-ray单晶衍射，解析了化合物I A-d、II A-b、II B-b和V-i的晶体结构。探索了一种反应条件温和的合成酰胺类化合物的新方法。生物活性测试表明，部分化合物对粘虫显示出较好的生长调节活性。全文内容概括如下： 以乙酰丙酮为起始原料，先合成中间体2,6-二甲基-3,5-二乙酰基吡啶，再经亲核加成-消除、肼关环和氮酰化等一系列反应，设计合成10个未见报道的吡啶联吡唑类化合物。通过对目标化合物I A-d进行X-ray衍射单晶测定和结构解析，对氮酰化的反应机理进行了探讨。 以中间体2,6-二甲基-3,5-二乙酰基吡啶为原料，先与芳香醛发生缩合反应，然后与肼关环得到16个未见报道的吡啶联吡唑啉类化合物，通过对同分异构体化合物IIA-b和IIB-b进行X-ray衍射单晶测定和结构解析，对目标化合物的外消旋体IIA系列和内消旋体II B系列成功进行了区分。7个化合物经除草、杀虫和杀菌活性测试，表现出较弱的生物活性。 以乙酰乙酸乙酯为起始原料，先合成中间体2,6-二甲基-3,5-二乙氧羰基吡啶，通过选择性肼解得到双边和单边吡啶酰肼，分别经关环，同时利用吡唑环具有良好的离去性能，在酸催化下胺解反应合成15个未见报道的双边和8个单边吡啶酰胺类化合物，并对酸催化条件下酰基吡唑的胺解机理进行了探讨。该合成过程反应条件温和，且未见文献报道。其中，8个化合物对2龄粘虫具有较好的生长抑制活性，但对豆蚜表现出较弱的致死活性。 以中间体双边和单边吡啶酰肼为原料，改进了1，3,4-嗯二唑衍生物的合成方法。分别与芳醛进行缩合反应生成双边酰腙和单边酰腙，然后用NBS作卤代试剂进行成环反应合成12个未见报道的吡啶联噁二唑类化合物IVA和IVB，并对分子内成环的反应机理进行了探讨。其中，10个化合物对2龄粘虫具有生长抑制活性，7个化合物对黄瓜炭疽病和瓜白粉病显示出一定的防治效果，但化合物的除草活性较弱。增加分子柔性有利于提高吡啶联噁二唑化合物的昆虫生长抑制活性。 以单边吡啶酰肼为原料，经加成、环合反应，合成9个未见文献报道的吡啶联三唑并噻二唑稠杂化合物(V)。化合物V-i经X-ray单晶衍射呈平面刚性结构。7个化合物对2龄粘虫表现出一定的生长抑制活性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 杂环化合物的重要性

1.2 具有生物活性的吡啶类化合物在医药和农药中的应用

1.3 本论文的研究意义、研究内容和技术路线

1.3.1 研究背景

1.3.2 研究意义

1.3.3 研究内容和技术路线

第二章吡啶联吡唑类化合物的合成

2.1 引言

2.2 合成路线

2.3 实验部分

2.3.1 主要仪器与试剂

2.3.2 中间体的合成

2.3.3 目标化合物的合成和表征

2.3.4 化合物Ⅰ A-d的单晶培养和晶体结构测定

2.4 结果和讨论

2.4.1 图谱分析

2.4.2 化合物Ⅰ A-d晶体结构的解析

2.4.3 合成讨论

2.4.4 氮酰化反应机理的探讨

2.5小结

第三章吡啶联吡唑啉类化合物的合成和生物活性

3.1 引言

3.2 合成路线

3.3 实验部分

3.3.1 主要仪器与试剂

3.3.2 中间体的合成

3.3.3 目标化合物的合成和表征

3.3.4 化合物ⅡA-b和ⅡB-b的单晶培养和晶体结构测定

3.4 结果和讨论

3.4.1 图谱分析

3.4.2 化合物ⅡA-b和ⅡB-b晶体结构的解析

3.4.3 合成讨论

3.5 生物活性测试

3.6 小结

第四章吡啶酰胺类化合物的合成和生物活性

4.1 引言

4.2 合成路线

4.3 实验部分

4.3.1 主要仪器与试剂

4.3.2 中间体的合成

4.3.3 目标化合物的合成和表征

4.4 结果和讨论

4.4.1 图谱分析

4.4.2 合成讨论

4.4.3 反应机理的探讨

4.5 生物活性测试

4.5.1 昆虫生长调节测试

4.5.2 杀虫活性测试

4.6 小结

第五章吡啶联噁二唑类化合物的合成和生物活性

5.1 引言

5.2 合成路线

5.3 实验部分

5.3.1 主要仪器与试剂

5.3.2 中间体的合成

5.3.3 目标化合物的合成和表征

5.4 结果和讨论

5.4.1 图谱分析

5.4.2 合成讨论

5.4.3 反应机理的探讨

5.5 生物活性测试

5.5.1 除草、杀虫、杀菌活性的筛选试验

5.5.2 昆虫生长调节测试

5.6 小结

第六章吡啶联稠环化合物的合成和生物活性

6.1 引言

6.2 合成路线

6.3 实验部分

6.3.1 主要仪器与试剂

6.3.2 中间体的合成

6.3.3 目标化合物的合成和表征

6.3.4 化合物V-i的单晶培养和晶体结构测定

6.4 结果和讨论

6.4.1 图谱分析

6.4.2 化合物V-i晶体结构的解析

6.4.3 合成讨论

6.5 生物活性测试

6.5.1 除草、杀虫、杀菌活性测试

6.5.2 昆虫生长调节测试

6.6 小结

第七章总结

7.1 全文总结

7.2 主要创新点

参考文献

攻读博士学位期间公开发表的论文

致 谢