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《南开大学》 2017年
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新型甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的设计、合成及生物活性研究

刘阳  
【摘要】:自从1996年第一个商品化甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯问世以来,就吸引了各大农药公司的目光,相继推出了不同结构的杀菌剂品种。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂通过与真核细胞线粒体中的细胞色素结合,抑制呼吸作用,从而表现优异的杀菌效果。凭借自身高效、广谱、对哺乳动物低毒和对环境友好等特点,销售量逐年增长,已经超越三唑类杀菌剂成为全球杀菌剂需求量最大的品种。当前市场上流行的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂有嘧菌酯、醚菌酯等,销售额居第一位。在农药市场上,杂环类农药中的三唑类杀菌剂、噁二唑类杀菌剂也占据巨大份额。杂环类化合物具有广泛的生物活性,如抗细菌、抗炎症、抗病毒、抗真菌、抗肿瘤等。例如三唑类杀菌剂的1,2,4-三唑结构,具有优异抗真菌活性的1,3,4-噁二唑出现在多种商品化原料药的结构当中。同时,另一大类常见杀菌剂酰胺类杀菌剂,通过破坏电子传递链,抑制呼吸作用,从而起到杀菌的效果。具有新型作用机制的三唑类杀菌剂、酰胺类杀菌剂以及噁二唑类杀菌剂均表现出了良好的杀菌效果,将其核心的药效团如1,2,4-三唑、酰胺基以及1,3,4-噁二唑杂环引入甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂结构中,以期发现具有新颖作用机制、高效、环境友好的杀菌剂。本论文着眼于甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的研究热点—侧链部位,根据活性片段拼接以及电子生物等排体效应等生物活性分子设计的方法,将1,2,4-三唑以及酰胺基团、1,3,4-噁二唑杂环结构以硫原子或氧原子作为连接原子导入侧链当中,设计合成了六个系列共计64个结构新颖的化合物,所有化合物经过核磁共振氢谱(~1H NMR)、碳谱(~(13)C NMR)、高分辨质谱或元素分析、熔点确认,对部分化合物进行了初步的3D-QSAR研究。生物活性测试表明,1,2,4-三唑可以增强或者保持化合物对于苹果轮纹病菌、花生褐斑病菌、小麦纹枯病菌的抑制活性;在1,2,4-三唑中引入三个或者四个碳的短链烷烃有利于提高化合物对于小麦纹枯病的活性。含有给电子基团的噻吩联1,3,4-噁二唑结构有利于提升化合物对于小麦纹枯病菌的活性;具有提高芳环电子云密度的硫原子或氧原子作为连接基团可以提高化合物对于油菜菌核病菌的活性;而在1,2,4-三唑的4位引入酰胺结构,不利于多种真菌抑制活性的提高。这些研究成果为我国开发新一代高效、低毒和环境友好型的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂提供了理论指导。
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ455.4

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