鱼尼丁受体类杀虫剂的设计合成和生物活性研究

摘要

鱼尼丁受体类杀虫剂是近年来开发成功的具有独特作用机制的新型农药。此类杀虫剂具有广谱、高效，对非靶标生物安全，和传统农药没有交互抗性等特点，受到了科研工作者的极大关注。此类杀虫剂的代表分别为日本农药公司和杜邦公司开发的高活性杀虫剂:邻苯二甲酰胺类和邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂。目前商品化的此类杀虫剂有氟虫双酰胺、氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺。这两类杀虫剂具有和传统杀虫剂不同的作用机制，此类杀虫剂作用于昆虫的鱼尼丁受体，激活昆虫体内的钙离子通道，引起钙离子持续的释放，导致钙离子释放的失控和流失，从而引起肌肉持续收缩。昆虫中毒后的症状表现为进食迅速停止、乏力、呕吐和肌肉瘫痪，最终导致死亡。由于昆虫鱼尼丁受体和哺乳动物鱼尼丁受体结构存在较大的差异，因此此类杀虫剂对哺乳动物安全。
　　本文总结了鱼尼丁受体杀虫剂的作用机制、全球主要农药公司对其研究的最新进展以及国内各个研究机构和高校的最近研究进展。在此基础上，以氯虫苯甲酰胺为基础，利用类同合成、活性片段拼接以及生物电子等排等药物分子设计的原理，设计合成了九大系列共127个未见文献报道的新化合物。其结构经过了核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、元素分析、高分辨质谱和X-射线单晶衍射分析确认。本文主要是对苯甲酰胺部分和酰胺桥键部分进行了改造:将苯甲酰胺部分改为噁二唑环的结构;将酰胺键改为喹唑啉酮环、异喹唑啉酮环、嗯二唑环、双酰肼桥、磺酰肼桥、含亚甲基的酰胺桥键、含三唑环的桥键、苯并三嗪酮、脲桥等结构。
　　对合成的所有新化合物进行了粘虫的杀虫活性筛选和离体杀菌活性的筛选，对部分活性较好的化合物进行了小菜蛾的杀虫活性筛选。杀虫测试结果表明:苯甲酰胺部分改为嗯二唑环的结构(Ⅲ)后有较好的杀虫活性，部分化合物在1 ppm的浓度下对粘虫有40％的杀灭活性，在此系列的合成中还发现未见文献报道的合成嗯二唑环的新的反应;在对酰胺桥键的改造中，尝试了很多新的桥键结构，得到有不同程度生物活性的化合物，其中系列(Ⅳ)将酰胺桥键改为双酰肼桥之后部分化合物在5 ppm的浓度下对粘虫有60％的杀虫活性。还对以上两个系列的部分化合物进行了电生理实验，实验结果表明该类化合物为可能的鱼尼丁受体激活剂。离体杀菌测试结果表明:部分化合物有较好的杀菌活性，尤其是化合物(Ⅶ)，部分化合物的活性高于对照药百菌清，可以作为先导化合物进行继续的研究。

目录

声明

摘要

前言

第一章 鱼尼丁受体及以其为靶标的杀虫剂研究进展

第一节 鱼尼丁受体

1．1 鱼尼丁受体的结构

1．2 鱼尼丁受体的功能

1．3 鱼尼丁受体的调节

1．4 昆虫的鱼尼丁受体

第二节 鱼尼丁受体杀虫剂作用机制的研究进展

2．1 天然鱼尼丁受体杀虫剂

2．2 商品化鱼尼丁受体杀虫剂

第三节 鱼尼丁受体杀虫剂的研究进展

3．1 日本农药公司

3．2 社邦公司

3．3 拜耳公司

3．4 先正达公司

3．5 巴斯夫公司

3．6 住友化学公司

3．7 石原产业株式会社

3．8 日产化学公司

3．9 国内研究进展

第四节 鱼尼丁受体及其杀虫剂的总结和展望

第二章 论文的立题依据与设计思想

第三章 氯虫苯甲酰胺标样及部分中间体的合成

3．1 实验部分

3．2 结果与讨论

第四章 新型含N-吡啶基吡唑的2，3-二氢喹唑啉酮类化合物的合成与生物活性研究

4．1 新型含N-吡啶基吡唑的2，3-二氢喹唑啉酮类化合物的合成

4．2 生物活性测试

4．3 结果与讨论

本章小结

第五章 新型N-吡啶基吡唑异喹唑啉酮类化合物的合成与生物活性研究

5．1 新型含N-吡啶基吡唑异喹唑啉酮类化合物的合成

5．2 生物活性测试

5．3 结果与讨论

本章小结

第六章 新型含N-吡啶基吡唑的2，3-二氢-1，3，4-噁二唑类化合物的合成与生物活性研究

6．1 新型含N-吡啶基吡唑的2，3-二氢-1，3，4-噁二唑类化合物的合成

6．2 生物活性测试

6．3 结果与讨论

6．4 电生理实验

本章小结

第七章 新型含N-吡啶基吡唑甲酰肼类化合物的合成与生物活性研究

第一节 新型含N-吡啶基吡唑甲酰肼类化合物的合成

7．1．1 合成路线

7．1．2 合成步骤

7．1．3 生物活性测试

7．1．4 结果与讨论

7．1．5 电生理实验

第二节 新型含苯磺酰肼基吡啶基吡唑类化合物的合成

7．2．1 合成路线

7．2．2 合成步骤

7．2．3 生物活性测试

7．2．4 结果与讨论

本章小结

第八章 新型含亚甲基氨基苯甲酰胺类化合物的合成与生物活性研究

8．1 含亚甲基氨基苯甲酰胺类化合物的合成

8．2 生物活性测试

8．3 结果与讨论

本章小结

第九章 新型含1，2，3-三唑环的吡啶基吡唑类化合物的合成与生物活性研究

9．1 含1．2，3-三唑环的吡啶基吡唑类化合物的合成

9．2 生物活性测试

9．3 结果与讨论

本章小结

第十章 含酰肼结构的邻苯二甲酰胺类化合物的合成与生物活性研究

10．1 含酰肼结构的邻苯二甲酰胺类化合物的合成

10．2 生物活性测试

10．3 结果与讨论

本章小结

第十一章 酰胺桥倒置以及脲桥结构的邻甲酰氨基苯甲酰胺类化合物的合成与生物活性研究(未成功)

11．1 此系列化合物的尝试合成路线

11．2 合成步骤

11．3 生物活性测试

11．4 结果与讨论

本章小结

总结

参考文献

致谢

附录

作者简介