基于天然产物二噁吡咯霉素的苄基吡咯类新型杀虫杀螨剂的设计、合成及生物活性研究

摘要

二嗯吡咯霉素是目前报道的吡咯霉素类化合物唯一一个既具有杀虫杀螨又有杀菌活性的天然抗生素。商品化品种溴虫腈就是美国氰胺公司以其为先导创制成功的。本文以此天然产物为先导，根据已有的构效关系，运用农药分子设计方法，设计并合成了五类结构新颖的苄基吡咯类化合物。所有新化合物的结构经1H NMR、质谱、高分辨质谱等手段确证，并对新化合物进行了生物活性研究。
　　 基于文献报道芳基吡咯类化合物的构效关系研究，以天然产物二噁吡咯霉素为先导，从溴虫腈的创制经纬出发，我们设计合成了一系列α-烷氧醚苄基吡咯化合物，发现部分化合物的杀虫活性优于溴虫腈。对粘虫，化合物3-O-10(α-三氟乙氧基)活性效果最佳，在测试浓度为5 mg/kg时，死亡率为40％，与溴虫腈在该浓度下效果相当;化合物3-O-10'（α-三氟乙氧基-1-乙氧基甲基）在浓度为0.05 mg/kg时，对蚊幼虫表现出100％的致死率，与溴虫腈效果相当;特别值得一提的是，化合物3-O-2（α-乙氧基）、3-O-9（α-炔丙氧基）、3-O-10（α-三氟乙氧基），在测试浓度为0.01 mg/kg时，对小菜蛾分别表现出57％、43％、29％的致死率，杀虫效果远远优于溴虫腈。
　　 为进一步深入研究α-位醚键对活性的影响，我们用活性片段引入的方法，将农药分子中常用的药效基团肟醚引入到仅-位，合成了α-肟醚苄基吡咯化合物;利用生物电子等排的方法将烷氧醚等排为硫醚，合成了α-硫醚苄基吡咯化合物。生物活性测试结果表明这两类化合物均具有杀虫杀螨及杀菌活性，但低于α-烷氧醚苄基吡咯化合物，可见氧醚结构对活性有重要的影响。
　　 在上述工作的基础上，为进一步系统研究α-位取代基对苄基吡咯类化合物的活性影响，扩大该类化合物的杀虫杀螨谱，我们利用生物电子等排的方法，将α-位的氧等排成氨基，利用氮原子与氧原子构型的差异，改变该类化合物α-位的空间结构，设计合成了α-N-烷基苄基吡咯化合物，该系列化合物表现出较好的杀虫活性，杀螨活性略差;为了更深入的研究α-氨基对活性的影响，我们利用类同合成策略引入活性基团酰肼，合成了α-N-酰肼苄基吡咯化合物，该系列化合物的杀虫杀螨活性低于α-N-烷基苄基化合物，由此我们推测可能的原因是4-N类衍生物极性较大，溶解性变差，因此难以有效的进入昆虫体内发挥药效。
　　 为研究吡咯环的N上取代基在生物体中所起的作用及对活性的影响，我们设计合成了N上为乙氧基甲基取代的化合物。该类化合物针对不同的测试昆虫、螨及测试菌所表现出的影响效果不同。N上取代基的引入可能不再是成为前体农药，而是作为能够影响生物活性的药效基团。
　　 本文设计合成的所有化合物均具有较好的杀菌活性，离体测试结果显示绝大部分化合物在测试浓度为50μg/mL对苹果轮纹和油菜菌核的抑制率在80％以上;在对油菜菌核和水稻纹枯及小麦白粉的活体测试中部分化合物也表现出较高的防效，因此该类化合物可作为杀菌剂新先导继续研究开发。

目录

声明

摘要

第一章 天然吡咯类化合物的研究进展

第一节 天然吡咯类化合物的发现

第二节 二噁吡咯霉素的简介及研究概况

1．2．1 二噁吡咯霉素的简介

1．2．2 二噁吡咯霉素的合成研究

1．2．3 二噁吡咯霉素生物活性研究

1．2．4 二噁吡咯霉素的作用机制

第三节 以天然产物二噁吡咯霉素为先导的杀虫杀螨剂的研究进展

1．3．1 溴虫腈的简介

1．3．2 芳基吡咯类杀虫杀螨剂的研究进展

第二章 论文的设计思想及工作要点

第三章 α-烷氧基苄基、α-肟醚苄基和α-硫醚苄基新型吡咯类化合物的设计合成及生物活性研究

第一节 设计思想

3．1．1 α-烷氧基苄基吡咯类化合物

3．1．2 α-肟醚苄基和α-硫醚苄基吡咯类化合物

第二节 目标化合物的合成

3．2．1 化合物的合成路线

3．2．2 实验部分

3．2．3 合成与结构讨论

第三节 生物活性研究

3．3．1 杀虫杀螨活性测试

3．3．2 杀菌活性测试

3．3．3 除草活性测试

3．3．4 小结

第四章 α-N烷基苄基、α-N酰肼苄基新型吡咯类化合物的设计合成及生物活性研究

第一节 设计思想

第二节 化合物的合成路线

4．2．1 化合物的合成路线

4．2．2 实验部分

4．2．3 目标化合物的结构确定

第三节 生物活性研究

4．3．1 杀虫杀螨活性测试

4．3．2 杀菌活性测试

4．3．3 除草活性测试

4．3．4 小结

第五章 对吡咯霉素骨架结构的认识和探索

第一节 苯甲酰基吡略类衍生物的研究

第二节 环状吡咯衍生物的合成探索

5．2．1 化合物的合成路线

5．2．2 实验部分

5．2．3 合成过程讨论

5．2．4 小结

第六章 总结论

参考文献

致谢

个人简历