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《深圳大学》 2015年
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磺酰脲类除草剂水解机理的理论计算及其异氰酸酯法的合成研究

肖俊平  
【摘要】:乙酰羟酸合成酶(AHAS)是植物和真菌等体内支链氨基酸合成的第一个关键酶,但是在人体内目前还没有发现它的存在,AHAS抑制剂以AHAS作为除草剂靶标酶,通过阻碍支链氨基酸的合成,从而达到除草的目的,绿色环保对人畜无害。其中磺酰脲类除草剂是应用最为广泛的AHAS抑制剂,但是现有的一些磺酰脲类抑制剂存在抗药性突出和环境残留严重等问题。以已有的磺酰脲类化合物为基础进行分子修饰改造,设计合成出活性高、易降解的新型磺酰脲类除草剂具有重要的现实意义。本论文以课题组前期工作为基础,主要包含两部分的内容:第一、磺酰脲类除草剂水解机理的理论计算;第二、采用异氰酸酯法合成苯环4-取代磺酰脲类化合物。本文有着如下研究成果:1、采用量化学计算软件Gaussian 09,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP泛函,在6-31+G(d,p)基组水平上,综合应用构型优化、频率分析、能量计算、反应路径分析、分子势能面扫描、溶剂化效应、电荷布局分析等手段,建立了磺酰脲类除草剂在中性条件下的水解反应机理模型,并且首次提出了其水解机理的自催化模型,计算了水解反应能垒,以此为基础设计出一系列在理论上易水解的新型磺酰脲类化合物分子。本节主要研究了两部分内容:①研究磺酰脲分子苯环上的不同取代基在不同位置对其水解的影响(苯环体系);②研究磺酰脲类抑制剂分子脲桥上的不同取代基对其水解的影响(脲桥体系)。2、应用异氰酸酯法合成苯环4-取代磺酰脲类化合物,与实验室一直以来沿用的氰酸钠盐法相辅相成,提高了磺酰脲类化合物的合成效率。苯环4-取代磺酰脲类化合物以2-氯-5-硝基苯甲酸甲酯为原料,经过亲核取代、氧化裂解、氯氧化、酰氯氨解、异氰酸酯化和铁酸还原方法等七步合成目标产物,增加了氨解和异氰酸酯化两步,但是降低了2-甲氧羰基-4-硝基苯磺酰氯纯度要求,安全稳定且适合工业化生产。反应过程中各个中间体经过核磁共振氢谱、红外光谱和元素分析等的确认,并且合成了2个新型的磺酰脲分子。
【学位授予单位】:深圳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ457

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