（农药学专业论文）新型咪唑啉24二酮衍生物的合成及生物活性研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 含氮杂环结构如咪唑、吡啶、噻唑等由于具有广泛的生物活性，在新农药创制 中发挥着越来越重要的作用，已经成为新农药研究的热点。为了寻找具有新颖结构 的农药先导化合物，结合课题组的前期工作，采用活性亚结构连接法，将2 氯一5 一( 氯 甲基) 吡啶和2 氯5 ( 氯甲基) 噻唑引入到咪唑啉2 ，4 二酮分子中，设计并合成了1 5 种新型咪唑啉2 ，4 二酮衍生物；同时，采用活性亚结构连接法，将洳取代苯氧丙酰 基与咪唑啉2 ，4 二酮对接，设计并合成了1 2 种新型含舡取代苯氧丙酰基的咪唑啉 - 2 ，4 二酮酰胺类衍生物。具体研究内容如下： ( 1 ) 1 - 【2 一氯吡啶( 噻唑) - 5 - 亚甲基】3 - 取代芳基一咪唑啉- 2 ，4 - 二酮( 1 5 种) q r 1 仑议m c o i n p d r 1r 2 h e t ( 2 )1 一( 洳取代苯氧丙酰基) - 3 - 芳基- 咪唑啉- 2 ，4 - 二酮( 1 2 种) ：竺釜旦： c o m p d r lr 2 采用i r1 hn m r ，m s 对目标化合物的结构进行了表征，并得到元素分析的确 证。同时，对目标化合物的理化性质、波谱数据进行了系统的分析和研究；对目标 化合物的合成方法和反应条件等进行了系统的研究和探讨。测定了目标化合物的杀 菌与除草活性，并初步探讨了目标化合物的结构与活性关系。 关键词：咪唑啉2 ，4 二酮，吡啶，噻唑，合成，结构表征，x 单晶衍射，生物活 性 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a b s t r a c t t h eh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sc o n t a i l l 蛔gn i 昀g e na t i ) ms u c h 孙i 瑚_ i d a z o l o n e ，仃i a z o l e a n dp 舛d i n e 血g sp l a ya ni m p c n a n tr o l ei i lm o d 锄曲i e n l i c a lp e s t i c i d e s i no r d e rt 0 励m 1 1 0 v e ll e a dh e t e r o c y c l i cc o m p o l l i l d sc o n t a i n i n gn i 仃。窖：e 珥w ed e s i 匦e da n d 蜀，】删1 e s i z e d15 c o i n p o u n d sb y 晰n g i i l g2 - c l l l o r o 一5 一c h l o r o m e m y lp 如d i n ea n d2 - c h l o r 0 5 一c l l l o r o m e t l l y l t l l i a 2 r o l ei n t oi m i 出亿o l o n e 劬m e w o r k a n dg o t 锄o t b c rl2c o m p o u n d sb yr e f i i l j m gt l l e s t r i l c t l l r co fa 血d e 捌v a t i v e s t o t a l l y ，2 7n o v e lt a r 窖r e tc 0 如i p o u n d sw e 托o b l ：出e d t h e g 吼e r a lf 0 彻_ u l a so ft h e s ec o m p o u i l d sa r e 嬲f 0 u o w s ： ( 1 ) 1 - 【2 - s u b s t i t u t e d 州d y l ( 衄a z o l y l ) - 5 - m e t l l y l 】( 5 一s u b s t i t u ：t e d ) - 3 - p h 胁y l 一 砌d a z o l i d i n e - 2 ，4 d i o n e q r 1 0 议 c o m p d r 1r 2 h e t ( 2 ) l 。( 2 。s u b s t i 硎丽p h e n 0 x yp r o p a n o y l ) 3 件s u b s t i t u t e dp h e n y l ) i n l i d a z o l i 幽地 一2 ，4 一d i o n e b 0 1h h b - 0 2 f h b 0 3 c l h b 0 4 h 2 4 c l b - 0 5 f 2 4 c l b - 0 6 c l 2 4 c l b 0 7h c l b - 0 8 fa b - 0 9 c i c l b - 1 0 h f b 1 1 f f b 一1 2 c l f n e i rs 劬c 嘶so f 也et a r 耐c o m o p o 岫w e c o l l f i 珊e d b y l h 风m s ，玻锄d e i e m e 1 1 _ t a j 锄“y s i s m i rp r o p c r t i e so fp h y s i c a l c h e m i c a l 托ds p e c 缸d s c o p yo f 龇s et i n e c o i i 啪u i 心w e 托s y s t e m a t i c a l l yi i l v e s t i g a t e d n es y i | ：l b e t i cm e m o d s 锄dr e a c t i o n c o n d l t j 0 1 1 sw e - r e 越s os t u d i e d 而e 硒百c i d a la n dh e r b i c i d a l a 嘶v 蛔o ft l 璩t a 嚷e t c o i n p o l l 】溅雒dt h e i rr c l a l i o n s 脚e 钮龇咖购】觚da 咖时w e r ea l s o i 卫i v e s t i g a t e d k e y w o r d s ：i m i d a z o l i d 妣- 2 ，4 一d i o n e ；p 蜘d i n e ；n l i a z o l e ；s ) 7 1 1 t 1 1 e s i s ；c r y s t a l 鼬m c t l 勰； b i o l o g i c a la c t i v i 妙； 硕士学位论文 n l a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究 工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：髦也 日期：彩年莎月z 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文 全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 n，1 作者签名：龙暖， 导师签名：石绣肖 日期：彩年易月z 日日期：刀口争月z 日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程 ，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库 中全文发布，并可按“章程中的 规定享受相关权益。圃童途塞握銮厦进厦! 旦坐生；旦二生；匹生筮查! 作者签名：袭也导师签名：石舀老冶 日期：o 多年易月u日期：力咯多月加 硕士擘住论文 m a s t e r st h e s i s 第一章文献综述与课题提出 含氮杂环因其所具有的良好生物活性而在医药和农药等领域发挥着重要作用。 国内外关于含氮新型杂环的合成及生物活性的研究十分活跃，已发现了许多杂环类 杀菌剂、除草剂、杀虫剂及医药等。下面就咪唑啉酮类，吡啶类和噻唑类杂环化合 物的研究进展做一综述。 1 1 咪唑啉酮类农药的研究进展 二十世纪9 0 年代，法国罗纳普朗克公司的研究人员在研究2 甲硫基咪唑啉 酮衍生物时，注意到该类化合物表现出良好的杀菌活性，从而在此基础上开发出第 洲0 7 2 1 3 在田问实验中具有触杀、渗透、内吸活性，表现出良好的保护和治 疗活性，尤其对由卵菌引起的霜霉病、疫病具有很好的活性。化合物l 杀菌作用机 制的研究显示，作为一种新型的线粒体呼吸抑制剂，它通过抑制菌体线粒体呼吸而 抑制能量生成而达到杀菌作用。由于线粒体呼吸抑制剂作用机制独特、杀菌谱广、 破洲盹 1 s c h 3 1 的合成是从2 氨基- 2 苯基丙酸2 出发，经与二硫化碳和碘甲烷反应得3 ，再 与苯肼发生成环反应，得到杀菌剂1 】。 c ：= 鱼业c ：奢h 3 型监c 各：摭一c s c h 3s c h 3 l 作为一个手性分子，其s 异构体的杀菌活性高于r 异构体【4 】。 自发现1 的杀菌活性后，又有许多取代咪唑啉酮衍生物被合成出来并对其杀菌 活性进行了考察。研究表明，按结构类型可将此类化合物分为两类：5 双取代咪唑 啉酮类及5 芳基亚甲基咪唑啉酮类。 1 1 1 15 双取代咪唑啉酮类 对于这一类化合物的研究，其重点放在，通过改变5 双取代咪唑啉酮分子中2 、 3 及5 位上的取代基，来寻找具最佳杀菌活性的化合物。 1 1 1 1 12 位取代基的变化 当咪唑啉酮2 位上的取代基为烷硫基、烷氧基和烷基时，均表现出一定的杀菌 活性。如欧洲专利报道了2 烷氧基咪唑啉酮6 的合成，它是由2 烷硫基眯唑啉酮5 与醇钠作用而得到的【5 】。 娄静一心毒静一心 b c h 3 b r 3 1 9 9 4 年，b a s c o u 对2 烷基咪唑啉酮的合成及杀菌活性进行了研究旧，发现化合 物8 可由中间体7 关环而得。作为该类的典型化合物，8 在l g l 浓度时，对葡萄霜 霉病的防效为7 5 1 0 0 。 且锚迢州h 阳一谩删p h 1 1 1 1 23 位取代基的变化 有研究表明，当咪唑啉酮3 位上的取代基为芳氨基时，此类化合物常具有良好 的杀菌活性，当3 位为烷基和芳基时亦表现出杀菌活性。 如1 9 9 9 年美国专利报道3 苄基咪唑啉酮9 ，在1 9 l 浓度时，对小麦锈病的防 效大于7 5 川。 唱、 n 气 色c h 3 2 1 1 1 1 35 位取代基的变化 咪唑啉酮5 位上取代基的变化也对该类化合物的杀菌活性有着重要的影响。 1 9 9 5 年欧洲专利报道了通式为1 0 的化合物的杀菌活性。其中典型化合物1 1 在1 9 l 浓度时，对小麦锈病的防效大于7 5 嗍。 a ，￥、支：电! n r 蓍i 争。- n h s s d 5 杂环基取代咪唑啉酮亦表现出良好的杀菌活性。 如噻唑基咪唑啉酮衍生物1 2 ，在杀菌活性方面有着良好的表现网： 2 将肟基引入到咪唑啉酮分子结构中也可得到高杀菌活性的化合物【1 0 1 。 如1 9 9 9 年英国专利报道了5 肟基咪唑啉酮衍生物的合成及杀菌活性，1 3 可完全 防治葡萄霜霉病【1 1 1 。 a o ，n 1 1 1 25 芳基亚甲基咪唑啉酮类 1 3 以上所列举的这一系列作为农用杀菌剂的咪唑啉酮均为5 双取代类型，另外一 类5 芳基亚甲基咪唑啉酮其生物活性主要表现在医用杀菌及抗炎作用方面。 1 9 8 8 年，k l 皿a r 报道了5 苯亚甲基咪唑啉酮衍生物具有抗炎活性，其中化合物 1 4 具有很好的抗炎活性和安全性【1 2 1 。 h o o 1 4 3 位有席夫碱n 取代的咪唑啉酮衍生物1 5 ，在小鼠实验中( 1 0 0 m g k g 口服) 显示 出抗炎活性1 3 1 。 2 1 5 3 位含有氯霉素取代基的咪唑啉酮衍生物1 6 ，表现为较好的杀菌活性1 仉。 1 6 应用嗯唑啉酮与邻苯二胺的反应，可制得具有抗炎活性的咪唑啉酮衍生物 1 7 【1 5 】： 4 叩7 b z h 1 7 而采用相应的嗯唑啉酮和3 氨基2 苯基吲哚反应就可以得到，具有杀菌活性的 3 吲哚基眯唑啉酮1 8 。【1 6 】： 1 8 3 吡唑氨基咪唑啉酮2 2 是由咪唑啉酮1 9 先与氯代吡唑醛2 0 反应制得的2 1 ， 将之再与芳胺缩合而得。部分2 1 和2 2 表现出显著的杀菌活性【1 7 1 。 h 2 n o 1 9 + d 设一 o h c c h 3 、r 2o a r n h 2 a r 2 1 2 1 2 2 其它一些5 芳基亚甲基咪唑啉酮显示出杀菌活性，如2 3 和2 4 等【1 8 ，1 9 1 。此外， 5 位有杂环亚甲基取代的咪唑啉酮也表现出明显的杀菌活，如5 - 吡啶亚甲基咪唑啉 酮2 5 、5 苯并咪唑亚甲基咪唑啉酮2 6 等【2 0 ，2 1 1 。 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s r 2 3 r h ，n h c h p h 0 2 n 洲啸 f 3 z 5z 6 1 1 1 3 其他 2 0 世纪5 0 年代，日本住友公司在创制氨基甲酸酯类除草剂时，却意外地发现 了化学结构为2 7 、2 8 、2 9 的化合物具有很好的杀菌活性圈，对这些化合物定性的 构效关系研究表明：在苯环的3 、5 一位引入氯原子可以提高其杀菌活性；若将酰亚 胺环由五元环变为六元环时，则杀菌活性显著下降。 各讳r ， 苦r 2各磐 岔锑2 在此定性研究的基础上，合成了一系列高活性的化合物，结果发现了结果发现 了对油菜菌核病有特效的菌核利3 0 ( m c h l o s o l i i l e ) ，并于1 9 7 0 年开始生产，后因在 作物内的残留问题而于1 9 7 2 年停产。 c io 3 0 1 9 7 4 年，南开大学元素有机化学研究所杨华铮教授课题组，对化合物3 1 进行 了结构改造，合成了一系列类似衍生物，发现了对梨黑斑病、苹果斑点落叶病等病 害有卓越效果的化合物3 2 团】。 6 c l 3 醛一 g r 3 1 艮n 从 y c io 3 2 1 1 2 眯唑啉酮类除草剂的研究进展 1 1 2 1 咪唑啉- 4 酮类衍生物 二十世纪八十年代美国氰胺公司研究发现咪唑啉酮杂环是一种乙酰乳酸合成 酶o 地s ) 抑制剂，通过抑制侧链氨基酸的合成，导致植株停止生长而死亡，是一类 高效、广谱、低毒的优秀除草剂。 通过广泛深入的研究，如今已经成功开发有咪草酯3 3 、灭草烟3 4 、咪草烟3 5 、 金豆3 6 、灭草喹3 7 等商品化的除草剂f 2 4 2 卯。 此类除草剂是以化合物3 8 为先导体进行结构优化的，在2 位分别引入取代苯 基( 3 3 ) 、取代吡啶基( 3 4 ，3 5 ，3 6 ) 和取代喹唑基( 3 7 ) ，研制开发出一系列高活性除草剂。 ( p m ) m e 3 3 o 3 4 0 x 弱 o 第一类是5 一亚胺基( 亚甲基) 型唑啉- 2 ，4 一二酮衍生物。其化合物骨架为： 7 硕士学位论文 h i a s t e r st h e s i s 心弧刊 r ，n 飞 o 3 9 硝刊 o 4 0 磷刊 o 4 1 ox 4 2 y 在上述四种通式中，r 、r 1 、r 2 、r 3 为c l 镅烷基、卤代烷基和胺基等；x 、y 、 z 为卤素、芳硫( 氧) 基等。 第二类是3 一取代芳( 杂) 基型唑啉- 2 ，4 二酮衍生物。其化合物骨架为： ox 鹳 y 通式中，r 为h 、酰基、烷氧基；r l 、r 2 、r 3 为c 的各种烷基、烷氧基、磺酰基等；x 、y 、 z 为卤素、氰基、硝基和取代胺基等。从除草活性方面看，总体上第一类不如第二类好，两类 共同存在的问题主要是用药剂量较高，一般在2 0 - 5 0 0 m g l 浓度下对杂草才表现出活性。 1 2 吡啶类农药的研究进展 1 2 1 吡啶类农药的特点【4 9 巧2 1 作为一类常见而且十分重要的杂环，吡啶在农药中的应用最早可以追溯到1 7 世纪末到1 8 世纪初的欧洲，在那里，人们将烟草浸出液作为杀虫剂来使用，后来 经过分析确认其有效成分为烟碱，直到现在许多国家和地区还在使用这一传统方 法。 吡啶类化学合成农药真正开始于2 0 世纪5 0 年代中期，1 9 5 5 年英国i c i 公司开 发的除草剂敌草快4 4 和1 9 5 8 年开发的除草剂百草枯4 5 ，到现在仍有很好的市场。 q 酬2 b r 旷9 q 刈- 4 4 4 5 吡啶杂环在生物活性物质中的特殊作用被人们真正意识到始于2 0 世纪8 0 年 代。按照生物电子等排理论，吡啶和苯是一对生物电子等排体，两者在很多方面是 8 相似的。由于两者的疏水性有较大的差别( 苯的疏水常数1 9 6 ，吡啶的是0 6 5 ) ，用 吡啶环取代苯环而得到的新化合物往往具有更高的生物活性、更低的毒性、更高的 内吸性或更高的选择性等，如化合物4 6 防治水稻叶蝉的活性要比化合物4 7 高1 0 0 倍【5 2 】。 a 饥母h引仅q h 晶n o ；5 n 0 2 n n a l 2 n n u 2 4 6 4 7 正因为吡啶环在农药分子中的独特效应，人们对含有吡啶杂环化合物的研究与 日俱增，目前有关吡啶类化合物的研究基本上遍及农药的所有领域。 这些年来，含吡啶环的新型农药类型繁多、品种层出不穷，生物活性也多种多 样。从新型的含吡啶环类农药品种来看，含吡啶环的农药不仅高效、低毒、持效期 长，而且对人及有益生物有着卓越的环境相容性，这些特性都符合农药的发展要求 和趋势。 1 2 2 吡啶类杀菌剂的研究进展 吡啶类杀菌剂按化学结构主要分为以下6 类： 1 2 2 1 含吡啶的醇酮及其衍生物【5 3 6 刀 已商品化的啶斑肟4 8 是公认的保护兼有治疗作用的内吸性杀菌剂，可有效防 治香蕉、葡萄、花生、观赏作物、仁果、核果和蔬菜或果实上的病原菌。b a s f 公 司报道的化合物4 9 在2 5 0 m g l 喷雾处理可l o o 防治葡萄孢引起的病害；而化合物 5 0 在2 5 m g l 下即可显示很好的活性。 瓣q n c h 3 n 柏4 9 c i 1 2 2 2 吡啶羧酸及其衍生物【5 阳 吡啶羧酸及其衍生物是近几年开发出来的。如化合物n p s i 、n c i 等，这些化 合物本身并无杀菌活性，当施于作物上，作物即对茵产生抗性能力，从而达到防病 之目的。 化合物5 1 是日本中外制药公司报道的，在5 0 0 m g l 下可1 0 0 防治苹果黑星 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 附k g 9 5 、o n h g n h c h 2 c n n c l5 1 1 2 2 3 吡啶胺及其衍生物【5 9 】 已有四个吡啶胺及其衍生物正在开发中，石原产业公司报道的氟啶胺5 2 对交 链孢属、葡萄孢属、疫霉属、单轴霉属、核盘菌属和黑星菌属菌非常有效；化合物 5 3 抑制灰霉病菌有丝分裂，可很好的防治灰霉病，并且同苯并咪唑系列杀菌剂无交 互抗性；化合物5 4 在1 0 0 4 0 0 m g ，l 下对葡萄霜霉病有很好的保护和治疗效果。 n 0 2 c f 3 h c o o c h 2 c 三c h 5 3 f 3 c 睇豫杏c 1 2 2 4 二芳基吡啶类化合物【5 9 1 c i 5 55 6 1 2 2 5 含吡啶基的甲氧基丙烯酸酯类化合物删 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂来源于天然抗生素。而含吡啶基的甲氧基丙烯酸酯类 化合物同样具有很好的杀菌活性，如化合物s 7 和5 8 等。 l o 硕士学住论文 m a s t e r st h e s l 8 p o o 一 耵 p o 1 2 2 6 其他吡啶类杀菌剂【6 1 1 化合物可5 9 用于稻瘟病的防治；化合物6 0 可防治黄瓜灰霉病；化合物6 1 在 5 0 m g l 下即具有很好的杀菌活性；化合物6 2 则具有很好的广谱杀菌活性，在 2 0 0 m g 几下对黄瓜霜霉病等5 种病害的防效为8 5 1 0 0 。 识职 璐谤 o c 2 h 5 6 1 f 3 c i c i 0 2 c h 3 l 综上所述，吡啶类杀菌剂的开发有可能给发展缓慢的杀菌剂市场注入新的活 力。 1 2 3 吡啶类除草剂的研究进展 吡啶类除草剂除早期开发的化合物如毒莠定、绿草定、卤草定、三氯吡啶酚、 敌草枯、百草枯、及二氯吡啶酸外，最近开发的化合物按结构分为以下几类： 1 2 3 1 二氢吡啶酮类【6 拍3 1 二氢吡啶酮类化合物是优良的除草剂。氟啶酮6 3 作用方式是抑制类叶红素的 生物合成，适用于防治玉米田中一年生阔叶杂草及某些多年生杂草；住友化学公司 报道的化合物6 4 在1 6 鲫诅下即具有很好的除草效果。 i c f 3 6 36 4 1 2 3 2 吡啶羧酸及其衍生物【5 9 】 吡啶羧酸及其衍生物作为除草剂，按结构可以分为咪唑啉酮类、吡啶羧酸酯类 和芳氧( 硫) 基吡啶羧酸及其衍生物三类。 咪唑啉酮类化合物是美国氰胺公司引以为荣的新型除草剂，已商品化的品种是 咪草烟，以1 0 0 2 5 0g i l a 于大豆田中使用具有很好的除草效果。化合物6 5 是最近 报道的，以3 2g 】h 进行土壤处理即显示良好的除草活性。此类化合物属于a l s 抑 制剂。 o 6 5 芳氧( 硫) 基吡啶羧酸及其衍生物中的吡氟草胺“是m a y b a l 【e r 公司开发的具 有抑制胡萝卜素生物合成作用，导致叶绿素被破坏、细胞膜破裂而使杂草死亡的广 谱、选择性麦间除草剂，以6 0 2 5 0 h a 芽前或芽后使用，均有很好的防治效果。 6 6 1 2 3 3 磺酰脲类【6 5 1 含吡啶的磺酰脲类除草剂是众所周知的a l s 抑制剂，已经开发的品种有烟磺 隆、唑嘧磺隆等。该系列中化合物6 7 ( 杜邦公司) 、6 8 、6 9 ( 石原公司) 及化合物7 0 等 均有很好的除草活性。 1 2 呲。n c l ( h 2 c ) 4 0 i c h 3 s 0 2 n h c o n h 飞之 n 彳o c h 3 嘛雕 1 2 3 4 二芳基吡啶类【5 9 j 该类化合物中7 1 7 3 都具有很好的除草活性，均是类胡萝卜素生物合成抑制 剂。 f 3 c s c h 3 7 1 f 3 3 c s c h 3 7 2 f 3 c s c h 3 7 3 1 2 3 5 吡啶醚类嗍 吡啶醚类化合物是良好的除草剂，如吡氟禾草灵、吡氟氯草灵等是原卟啉氧化 酶的抑制剂，主要用于旱地作物除草剂。化合物7 4 属于乙酰辅酶a 羧化酶( a c c 嬲e ) 抑制剂。 h oo 7 4 化合物7 ”7 均具有好的除草活性，如7 6 在5 0 0 9 h a 下可防治多种杂草，6 9 在3 2 9 h a 剂量下可l o o 除去多种杂草且对玉米、小麦和大豆安全。 弋之n 蕃， 一加 一 m 弓茸 c 。卿。取。 f 扣铲。囝 1 2 4 吡啶类杀虫杀螨剂的研究进展 吡啶或含毗啶的杀虫杀螨剂类型较多，但其结构特点是大都是从对应的已知杀 虫剂或杀螨剂活性分子中的苯环衍变为吡啶环的。含吡啶环的有机磷类虽已有商品 化品种毒死稗7 8 和甲基毒死稗7 9 ，但近几年文献报道很少；含吡啶环的拟除虫菊 酯已商品化的品种吡氯氰菊酯近几年虽有报道，但进展不大【6 7 】，现主要介绍以下几 类新化合物。 芝联一锄芝职一 1 2 4 1 吡啶甲胺系列化合物【储4 1 】 自从吡虫啉进入市场以来，新烟碱类化合物已经成为发展最快的一类化学杀虫 剂，许多农药公司如瑞士的g i b a - g e i g ) ，公司、日本的武田、曹达、三井化学公司等 都很快进入这一领域的研究，仅1 9 9 2 1 9 9 3 两年中，同类化合物的申请专利就达 2 0 多件。如化合物8 0 在4 0 0 m g l 时可以8 0 一1 0 0 杀死稻褐飞虱、黑尾叶蝉、带 斑黄瓜叶甲等农田害虫；化合物8 1 在4 0 m g l 下可以1 0 0 控制对有机磷酸酯类农 药产生抗性的黑尾叶蝉；化合物8 2 在5 0 m g l 下可以l o o 控制灰稻虱；8 3 在 1 2 5 m g l 下可以1 0 0 控制黄瓜作物上的棉蚜和水稻幼苗上的黑尾叶蝉三龄幼虫。 1 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a 跺2d 她一知 c 。坤矿孙a c 盯 | 气。2 n c 。创飞、 r 产 n 一矿l r v c 。 n 三_ n 叫、：卜c i 8 5 、= n c 。令q = ： 此类化合物的特点是对人畜安全性高，对环境无害，被誉为2 1 世纪的农药。这 是由其特殊的作用机制抑制几丁质的生物合成所决定的。其代表品种为石原产 业公司开发的定虫隆8 8 ，具有良好活性，且对抗性害虫有效，虽目前由于作用缓慢， 使用上受到某些限制，但其应用前景广阔。 9 。口。c 冀 8 8 1 2 4 3 毗啶醚类 吡啶醚类化合物是近几年报道的，文献较多。已开发的品种有蚊虫醚，属于昆 虫生长调节剂，主要用来防治公共卫生害虫，如蚊、蝇等。化合物8 9 在5 0 m g l 时可 以1 0 0 控制谷类作物田中的半翅目幼虫【7 3 】；而化合物9 0 具有类似保幼激素的活性， 在5 0 m g l 时可以1 0 0 抑制稻褐飞虱幼虫【7 4 】，可以用作昆虫生长调节剂及杀虫杀螨 剂；化合物9 1 在1 2 m 扎下即可1 0 0 控制棉红蜘蛛和额隆体蚜虫【7 5 】等；化合物9 2 在 5 0 0 m g l 下可1 0 0 杀死灰稻虱幼虫【7 叼等。 雠叩- 9 0 9 19 z 1 2 4 4 其他 汽巴一嘉基报道的化合物9 3 a 在光照条件下即可转变为高效杀虫剂9 3 ，因此化 合物9 3 a 被称为前体杀虫剂( p i n s e c t i c i d e ) 【7 7 1 ，化合物9 6 具有很好的杀虫杀螨 活性【7 8 ，例；化合物9 7 和9 8 是将已知杀虫杀螨剂结构中的苯环换成吡啶环而得，同 样具有很好的杀虫杀螨活性【8 0 】。 f n 7 n 9 3 a 卅世八 v 9 4 f f 3 c 9 7 s n h b u - t 1 6 r 59 天然产物作为杀虫杀螨剂除众所周知的烟碱、原烟碱及灭虫碱外，还有最近报 道的a l e i c i d eb9 9 ，该化合物具有很好的杀虫活性【8 1 1 。 o h o 9 9 2 1 3 噻唑类农药的研究进展 噻唑类化合物因具有多种生物活性，如杀虫、杀菌、除草、植物生长调节、抗 病毒等，从而吸引人们对这类化合物的广泛兴趣并进行了深入研究。 1 3 1 噻唑类杀菌剂的研究进展 1 3 1 1 噻唑酰胺类化合物 噻唑菌胺1 0 0 嗽1 ( e 吐1 l ：b o x a m ) 是l g 生命科学公司开发的一种内吸性杀菌剂，主 要防治卵菌病害，它以2 0 0 9a i l l m ? 的用药量能有效防治葡萄霜霉病口l 踟0 p a r a v i t i c o l a ) ，以2 5 0 9a i h i n 2 的用药量能有效防治马铃薯晚疫病口l l y t o p 圳b 豫i i 彘s 伽埘。 刘长令等【8 3 8 5 1 合成了化合物1 0 l 和1 0 2 ，化合物1 0 l 在3 0 0g 乱i l l i n 2 剂量下对马铃薯 晚疫病的防效为9 0 。化合物1 0 2 在3 7 5 9 氖i h 】斧剂量下对西红柿晚疫病 口h 咖p h n l o m 豳s ：t a l 目的防效为9 0 。 h c 2 h 5 几 q 一 _ ， 1 0 2 1 3 1 2 苯并噻唑类化合物 ( 1 ) 含肼基的苯并噻唑类化合物 e 1 g a b y 等【嘲合成了具有杀菌活性的苯并噻唑衍生物1 0 3 ，在浓度1 0g l 时， 该化合物对变型杆菌有较高的抑制活性。 = = 曰 g 黑u 冰 1 7 枢。 巳 r d霹。 ( 2 ) 含酰胺基的苯并噻唑类化合物 侯学太等【8 7 】合成了化合物1 0 4 ，经离体平皿法测试表明，在浓度1 og l 时部分 化合物对黄瓜灰霉病菌具有6 0 7 0 的抑制活性。1 e d e l 【a r 等【8 8 l 合成了具有杀菌 活性的含b 内酰胺环的苯并噻唑系列衍生物1 0 5 。 g n h 垦rq 仝了r 如o c h 3 d 少弋c ( 3 ) 含硫脲基团的苯并噻唑类化合物 刘源发等【8 9 】利用活性拼接原理合成了苯并噻唑基硫脲类化合物1 0 6 ，生物活性 试验表明，化合物对大多数菌种都有抑制活性，特别是对苹果炭疽病菌的抑制活性 最高 1 3 2 噻唑类除草剂的研究进展 迄今为止，人们还没有发现商品化的l ，3 噻唑类除草剂，但是对该类化合物在 除草方面的研究从没有停止过，下面主要讲述了近年来文献和专利报道具有除草活 性的l ，3 噻唑类化合物的研究进展。 日本专利报道，化合物1 0 7 嗍在2 0 9 a 下可完全防治稗草，1 0 8 【9 1 1 在1 k g h a 下可 9 5 防除稗草，1 0 9 睇1 在3 k g 1 1 a 剂量下可完全杀死蘩缕。 心c 格秽也 美国专利报道，化合物1 1 0 【9 3 1 在5 0 9 l l a 的剂量下可完全杀死苍耳，世界专利报道 1 8 洲沪。 洲泸s | ； p sq 3 c 掣s$ ? 洲 化合物1 11 【9 4 1 在5 k g l l a 剂量下可5 0 防除稗草。 c 。裂百村印叭h 奴 3 1 1 0 1 1 1 欧洲专利报道，化合物1 1 2 【9 5 j 、1 1 3 嗍、1 1 4 9 7 】都具有较好的除草活性。 邺一巳 p h，c i n 零c l c o c 唰州 1 3 3 噻唑类杀虫剂的研究进展 1 3 3 1 含氟苯基噻唑类化合物 r 0 l l s h 等【9 明报道的化合物1 1 5 具有杀虫、杀螨活性，在5 0 m g l 浓度下对粉纹夜 蛾( m 如咖切刀力防效为9 5 ，对棉叶螨( 死臼讼缈j i 蝣戤硝翻功防效为8 4 。i 砌i 等【9 9 】报道的化合物1 1 6 具有较好的生物活性，用药量为1 2 5 m g l ，种子处理对棉蚜 ( 4 p 办f f g d 譬町矽国防效为10 0 。 囝浅飞p 1 1 5 f 1 1 6 1 3 3 2 新烟碱类化合物 m a i e 血s c h 等【1 ，1 0 1 1 报道了新烟碱类化合物1 1 7 对咀嚼式害虫和多数吮吸式害虫 有特效。在防治稻褐飞虱( f 蛔嬲h 口幻锄弘砖) 、灰翅夜蛾( 勋d 咖硼舢f ，f 泐脚动时， 化合物1 1 7 的活性优于吡虫啉。u n e m e 等【1 0 2 1 报道了硝基胍衍生物1 1 8 对吮吸式害虫表 现出很高的活性。化合物1 1 9 油i a c l o 研d ) 是拜耳公司继吡虫啉之后开发的另一个高 活性新烟碱类噻唑杀虫剂，具有广谱内吸活性，根据作物、害虫及施用方式不同， 其用量为4 8 l8 0ga i l l l n 2 【1 0 3 1 1 9 c 命c h 2 q 0 2 n nc h 3 c i 命毗e n n 0 2 1 1 71 1 8 n c n p c 。盯o 1 1 9 1 3 3 3 酰胺类化合物 s l l i g a 等【1 叫报道了结构1 2 0 所示的化合物，在5 0 m g l 浓度下，化合物1 2 0 ( r 1 2 _ 特 丁基，y 2 = ( c f 2 ) 2 c f 3 ) 对螨( 死疗研驴办凇缈如口e ) 的防效大于8 0 。刘长令等1 0 5 1 0 刀 报道了化合物1 2 l a 和1 2 1 b 不仅具有较好的杀菌活性，而且在6 0 0g “h l n 2 剂量下 也具有一定的杀虫活性。 r 轧：_ y 2n 价n 弋s 户中 1 2 1 a 叩镡 s n n 2 1 3 3 4 氨基噻唑类化合物 1 w 晚i k i 等【l o 叼报道了9 个氨基噻唑类化合物1 2 2 在12 5 m g l 浓度下，所有化合 物对粘虫c 风p “出跆砌踞p 甜口招) 的防效均为1 0 0 f h 一 12 2 x 1 3 3 5 甲氧基丙烯酸甲酯类化合物 m i y a z a _ w a 等【1 嗍报道了化合物1 2 3 a 和1 2 3 b 具有较好的杀虫活性，在1 2 5 m g l 浓 度下，对某些鳞翅目( 小地老虎等) 和同翅目( 蚜虫等) 害虫防效大于8 0 。 o 1 2 3 a c i 1 2 3 b o o 、m e 硕士学位论文 h l a s t e r st h e s l 8 1 。4 课题的提出 含氮杂环是一类具有重要应用价值和良好生物活性的化合物，目前已有许多杂 环被开发为新的农药和医药品种，在人类农药生产和健康中发挥着重要的作用。由 综述可知，咪唑啉酮类杂环具有良好的杀菌、除草、杀虫及医药活性，具有广阔的 应用前景。从1 9 7 6 年至今，具有除草活性咪唑啉- 2 ，4 二酮衍生物的报道不少，但 到目前为止，仍未见有一个商品化品种的报道，而在杀菌剂方面，除了因农残问题 已经停止生产的菌核利外，关于其商品化品种一直鲜有报道报道。 含吡啶与噻唑杂环的这一类新烟碱类化合物，以其良好的杀菌、除草、杀虫及 医药活性，一直以来都是倍受关注的活性亚结构。i c i 公司开发的除草剂敌草快( 1 9 5 5 年) 和百草枯( 1 9 5 8 年) 。都是非常有效而且使用方便的重要除草剂，至今仍有很好的 市场。同时也不乏像啶斑肟这一类已经得到公认的具有保护兼有治疗作用的内吸性 杀菌剂。 为了探索新型、高效的农药先导化合物，我们根据活性叠加原理，将2 一氯5 ( 氯 甲基) 吡啶和2 氯5 ( 氯甲基) 噻唑以及苄氯，采用n 烷基化反应，引入到咪唑啉2 ， 4 - 二酮环上，设计合成了如下结构的咪唑啉酮类化合物，期望得到新型、较高活性、 低毒、对环境友好的农药先导化合物。 一仑k t 一枷郴 2 l 在除草剂分子结构设计中，对老产品，尤其是具有抗性的老产品进行结构改造 和修饰是农药研究的重要工作之一。酰胺类除草剂是一类较为传统的除草剂，并在 除草剂市场中占有相当的地位。由于一些传统的产品因抗性及用量相对较高，其市 场在逐渐下滑；但酰胺类化合物在新农药开发中仍占有重要的地位，尤其是通过与 杂环基团结合，或者在分子中引入氟元素。据此，我们将具有较好除草活性的咪唑 啉一2 ，4 一二酮分子片段引入至酰胺结构中，设计并合成了一类含取代苯氧丙酰基咪 唑啉一2 ，4 一二酮酰胺类衍生物，希望得到新型、高活性的咪唑啉一2 ，4 - 二酮类除草剂 先导化合物。 r 1 e f q 2 系列二蝴也 采用乙1 hn m r ，m s 对目标化合物的结构进行了表征，并得到元素分析的确 证。同时，对目标化合物的理化性质、波谱数据进行了系统的分析和研究；对目标 化合物的合成方法和反应条件等进行了系统的研究和探讨。测定了目标化合物的杀 菌与除草活性，并初步探讨了目标化合物的结构与活性关系。 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 参考文献 刘长令，农药，1 9 9 9 ，粥俗允4 5 。 i ，a 啪i 】【，q ；p e i 嘶e r r ；p 印i i l ，r e p 5 5 1 0 4 8 ( 1 9 9 3 ) c a l l 9 ：2 7 1 1 6 0 a s u n k m p c th l _ t a p p l w 0 9 3 2 4 4 6 7 ( 1 9 9 3 ) c a l 2 0 ：2 7 0 3 8 7 b a s c o u ，j p ；i 盘c r 0 这g ；g a d r 嬲，a ；p e r e 乙j e p 6 2 9 6 1 6 ( 1 9 9 4 ) c a l 2 2 ：1 8 7 5 8 0 s b 嬲c o u ，j p ；e m e r i c ，q ；l a c r o i 】【，g ；p e r e z ，j ；p i l 姗吐f e p 5 9 9 7 4 9 ( 1 9 9 4 ) c a l 2 1 ：1 3 4 1 1 7 u b a s c o uj p ；l r o i x ，g ；p e r e z ，j ；s c l l m i 该c p c t i 缸a p p l w 0 9 4 0 1 4 1 0 ( 1 9 9 4 ) c a l 2 1 ：8 3 3 3 4 c l 姗i ) 【，g ；p e i 鲥e r ，r ；p e p i i l ，r ；b a s 鲫l j p ；p e r e 乙j ；s c h i n i 亿c u s 6 0 0 2 0 1 6 ( 1 9 9 9 ) c a l3 2 ：3 5 6 9 8 e b 弱c o uj p ；g a d r 觞，a ；p e r e z ，j ；e m e r i c ，g ；i 用c r 0 魄g ；v e y r a t ，c e p 6 6 8 2 7 0 ( 1 9 9 5 ) c a l 2 3 ：3 4 0 1 2 8 t e m e r i c ，g ；h 毗j ；p e f e z ，j p c ti n t a p p l w 0 9 6 0 2 5 3 8 ( 1 9 9 6 ) c a l 2 5 ：1 0 8 1 8 m p i l k i n 咖n ，b l ；r u s s e n ，s e ；1 血d e ，a j ；m 0 l l n 砖w ：；t l 脚曲m l ，m d ； k 0 劲虹e 、i c z ，a m ；w h i t t i l l g h a m ，w - qg b 2 3 2 9 1 8 0 ( 1 9 9 9 ) c a l 3 1 ：4 4 8 1 7 z p i l 蚴n b l ；i h l s s e l l ，s e ；w 1 1 i t t l e ，a j ；m o 咖吐w ：；n 呦b i l l l ，m d ； k o z a l ( i e 、析a m ；h u g l l e s ，d j ；m 】i t t i n g l 】锄，w gg b 2 3 2 7 6 7 6 ( 1 9 9 9 ) c a l 3 0 ：3 5 2 2 6 9 x k 啪碣a ；v e ：m a ，m ；s a 】【e n 如a k ；s h a i l k k 伽兹研z 锄e 舰，& 以b ，1 9 8 8 ， 2 冶例，3 0 1 b o 瑚q u 瓯e ；i 沁l e o ，g ；sa n _ t a g a t i ，n a ；l a n c e t t a ，t ；c a m s 0 ，a ；l e o n e ，v ； f e l i c e ，a j 咖口c d ，1 9 8 9 ，4 4 侈9 ，8 51 s o n i ，vc ；p 缸i l 【k a r 厶砌z 尸棚& 殖，1 9 9 l ， 例，1 8 5 b h a l l a ，m ；n a i t k u l i ，p k ；b h a l l 如t n ；s a x e i 】吗a k ；s k u l k e lk j = 砌伪a 帆 c l i l 纫1 勋c ，1 9 9 2 ，矽，5 9 4 聪v e d i ，b ；s h a l l ，vh z 而托拧c l l p m 勋c ，1 9 9 3 ，加，6 4 5 d e ，b ；s 锄如gvs r 砌( 打c 矾z 鳓口，所f ，1 9 9 8 ，6 移，1 3 6 e c k o n o n o 诵c z k ；s z ) r i i l 锄蛾e ；m o t y l ，m ；h o l z e r ，w - ；b i a l e c 虹a ； k 印r 0 谢c z ，a 砌甜所舷f e ，1 9 9 8 ，”口矽，6 8 0 1 9 2 0 2 l 2 2 2 3 2 4 p 啪眦d m ；s h a l l ，vh 胁把，d 0 以肌聊矾，1 9 9 7 ，3 倒，1 3 9 s a m a gvs r ；s u r e s h ，b ；r - 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