（农药学专业论文）123噻二唑衍生物的分子设计和合成及生物活性研究.pdf

摘要 摘要 噻酰菌胺( t d l ) 和活化酯( b t h ) 是商品化的植物诱导抗病激活剂，两者均为 l ，2 ，3 噻二唑衍生物，通过调动植物自身的防卫机制和免疫系统来达到抗病和防 病的目的，且可通过不可逆的方式释放n 2 而降解，因此，该类药剂环境相容性 好。在前期研究的基础上，我们发现一个新的先导化合物甲噻酰胺州( 5 甲基一1 ，3 噻唑2 基) 4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺) ( 试验代号s z g 7 ) 具有一定的抑菌活性 和很好的诱导活性。 本论文以甲噻酰胺为先导化合物，在前期研究的基础上，根据农药分子设 计和构效关系的相关原理，设计合成了四个系列共4 4 个衍生物，其中3 6 个化 合物未见文献报道。这四个系列分别为：n 芳基4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺、 n 环烷基- 4 一甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺、n 苯甲酰基4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲 酰胺和4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰肼衍生物。所有化合物的化学结构通过核磁共 振氢谱、红外光谱、紫外光谱和e s i 质谱的确证，部分化合物经过核磁共振碳 谱和e i 一质谱的确认。2 9 个化合物的化学结构经过元素分析确证，1 1 个化合物的 结构经过高分辨质谱( e s i ) 的确认。本文挑选了其中2 个具有代表性的化合物( i8 和i1 3 ) 培养了单晶，并以x 射线晶体衍射法测定了其晶体结构。 杀菌活性测定结果表明：多数n 芳基4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺类化合 物具有显著的离体杀菌活性，其中5 0 9 9 m l 的il 、i4 和i6 对西瓜炭疽病菌 ( c o t t e t o t r i c h u ml a g e n a r i u m ) 的生长抑制活性分别为9 2 3 0 、8 4 6 2 和9 6 1 5 ； 5 0 9 9 m l 的i6 对黄瓜灰霉病菌( b o t r y t i sc i n e m a ) 的生长抑制活性为8 4 6 2 。部分 n 苯甲酰基4 甲基1 ，2 ，3 一噻二唑5 甲酰胺类化合物也具有较好的杀菌活性，其 中8 在5 0 9 9 m l 的浓度下对西瓜炭疽病菌( c o l l e t o t r i c h u ml a g e n a r i u m ) 的生长抑 制活性为9 0 0 0 。4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 一甲酰肼类衍生物2 、4 、s 和6 对 黄瓜灰霉病菌( b o t r y t i sc i n e m a ) 的生长抑制活性达到6 5 。另外，5 0 1 t g m l 的6 对西瓜炭疽病菌( c o l l e t o t r i c h u ml a g e n a r i u m ) 的生长抑制活性为8 4 6 2 。 经植物诱导抗病活性的筛选发现，本论文合成的大部分化合物无显著的直 接抗病毒活性，部分化合物如i6 、i7 、i1 2 i1 3 1 1 4 和5 在1 0 0 9 9 m l 灌根 诱导时具有较好的诱导烟草抗t m v 的活性，其诱导活性在9 5 左右，与b t h 和t d l 基本相当；生物测定结果与抗病相关的防御酶苯丙氨酸解氨酶( p a l ) 比活 摘要 力变化的测定结果基本一致。 关键词：1 , 2 ，3 噻二唑衍生物，杀菌剂，诱导抗病活性，甲噻酰胺 a b s t r a c t a b s t r a c t b o t h 3 - c h l o r o - 4 ，4 - d i m e t h y l 一1 ，2 ，3 一t h i a d i a z o l e 一5 c a r b o x a n i l i d e ( t d l ) a n d a c i b e n z o l a r - s m e t h y l ( b t h ) w e r et y p i c a lc o m m e r c i a l i z e de n v i r o n m e n t a lb e n i g n 1 , 2 ，3 - t h i a d i a z o l es t r u c t u r a l l yp l a n te l i c t o r sw h i c hp r o t e c tc r o pa g a i n s tp a t h o g e na t t a c k b yp r o m o t i n gt h e i ri m m u n o s y s t e m t h i ss e r i e so fc h e m i c a l sa n dt h e i rb i o l o g i c a l a c t i v i t i e sa t t r a c t e dg r o w i n ga t t e n t i o nb e c a u s eo fi t sg o o db i o l o g i c a la c t i v i t ya n d d e g r a d a t i o np r o p e r t i e sb yi r r e v e r s i b l er e l e a s i n gn 2i nt h ea g r i c u l t u r a le n v i r o n m e n t p r e v i o u ss t u d i e so fo h l g r o u pd e s i g n e da n ds y n t h i s z e dn - ( 4 - m e t h y l i ，3 一t h i a z o l 一2 - y d - 1 ，2 ，3 - t h i a d i a z o l e 5 c a r b o x a m i d e ( e x p e r i m e n t a lc o d e ：s z g 一7 ) ，b i o a s s a yd i s c o v e d i t sf u n g i c i d ea c t i v i t ya n dt h eo u t s t a n d i n ga c t i v i t yo fi n d u c t i o no fs y s t e m t i ca c q u i r e d r e s i s t a n c e a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l e so fp e s t i c i d em o l e c u l a rd e s i g n a t i o na n dq s a r p r i n c i p l e ，b a s e do nt h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo fs z g - 7 ，4 4c o m p o u n d sb ym o d i f i c a t i o n t h i sl e a d i n gc o m p o u n di n c l u d i n gf o u rs e r i e so fd e r i v a t i v e so fn - - s u b s t i t u t e da r y l - - 4 - m e t h y l 1 ，2 ，3 - t h i a d i a z o l e 一5 一c a r b o x y l i ca m i d e ，n s u b s t i t u t e dc y c l o a l k y l - 4 一m e t h y l - 1 , 2 ，3 t h i a d i a z o l e 一5 - c a r b o x y l i ca m i d e ， n - s u b s t i t u t e d b e n z o l y - 4 - m e t h y l - 1 ，2 ，3 一 t h i a d i a z o l e - 5 - c a r b o x y l i ca m i d ea n d1 , 2 3 - t h i a d i a z o l e - 5 - c a r b o h y d r a z i d ew e r ed e s i g n e d a n ds y n t h e s i z e d a m o n gt h ec o m p o u n d ss y n t h e s i z e d ，3 6c o m p o u n d sh a v en o v d s t r u c t u r e s ，8p y r i d i n ec o n t a i n i n g d e r i v a t i v e sw e r es t r u c t u r e l yr e p o r t e di nt h e d o c u m e n t s ，h o w e v e rt l l e i ri n d u c t i o na c t i v i t yo fs a rw a sn o tr e p o r t e di nt h e d o c u m e n t s a l lt h es t r u c t u r e so ft h ec o m p o u n d ss y n t h e s i z e dw e r ed e t e r m i n e db y 1h n m r ，i r ，u va n de s i m s ，s o m eo ft h e mw e r ed e t e r m i n e db y cn m r a n de l - m s ， 2 9o ft h e mw a sd e t e r m i n e db yd e m e n t a la n a l y s i s ，11o ft h e mw a sd e t e r m i n e db y e s i h r m s t o wt y p i c a lc r y s t a ls t r u c t u r e so fi8a n di1 3w e r ec u l t u r e da n dd e t e c t e d f o rs t r u c t u r ec o n f i r m a t i o nb yx - r a yc r y s t a ld i f f r a c t i o n nv i t r of u n g i c i d es c r e e n i n gi n d i c a t e dt h a t ，m o s to fn s u b s t i t u t e da r y l 一4 - m e t h y l 1 , 2 ，3 - t h i a d i a z o l e - 5 - c a r b o x y l i ca m i d ed e r i v a t i v e se x h i b i t e dg o o df u n g i c i d ea c t i v i t y , f o re x a m p l e ，1 1 ，ha n d1 6e x h i b i t e dg o o dg r o w t hi n h i b i to fc o l l e t o t r i c h u ml a g e n a r i u m w i t he f f i c a c yo f9 2 3 0 ，8 4 6 2 a n d9 6 15 a t5 0 i t g m lr e s p e c t i v e l y t h ee f f i c a c y i i i a b s t r a c t o f1 6t ob o t r y t i sc i n e r e aw a s8 4 6 2 a t5 0 1 t g m l 。s o m ec o m p o u n d so fn s u b s t i t u t e d b e n z o l y 一4 一m e t h y l 1 ，2 ，3 - t h i a d i a z o l e - 5 一c a r b o x y l i ca m i d ea l s oe x h i b i t e dg o o df u n g i c i d e a c t i v i t y , f o re x a m p l e ，1 1 1 8e x h i b i t e d9 0 0 0 o fg r o w t hi n h i b i t i o nt oc o l l e t o t r i c h u m l a g e n a r i u m t h ed e r i v a t i v e so f1 , 2 ，3 一t h i a d i a z o l e 一5 - c a r b o h y d r a z i d es u c ha s 2 ，4 ， i v sa n d 6e x h i b i t e dg o o dg r o w t hi n h i b i t i o no fb o t r y t i sc i n e m aw i t hm o r et h a t6 5 o fe f f i c a c y , i v 6e x h i b i t e d8 4 6 2 o fg r o w t hi n h i b i t i o nt oc o l l e t o t r i c h u ml a g e n a r i u m s t u d i e so nt h ei n d u c t i o no fs y s t e m i ca c q u i r e dr e s i s t a n c e ( s a r ) o ft o b a c c o a g a i n s t t o b a c c om o s a i cv i r u s ( t m v )s h o w e dt h a t ，m o s to ft h e c o m p o u n d s s y n t h e s i z e dh a dn od i r e c ta n t i v i r u sa c t i v i t i e sa g a i n s tt m v , h o w e v e r , s o m eo ft h e m s u c ha si6 ，i7 ，i1 2 ，id ，i i4a n di v ss h o w e do u t s t a n d i n gi n d u c t i o na c t i v i t yo f t o b a c c oa g a i n s tt m va tt h es a m ec o n c e n t r a t i o na st d la n db t hd i dw i t ha b o u t9 5 o fe f f e c a c ya t10 0 i _ t g m lb ya p p l i c a t i o no fs o i li r r i g a t i o n t h er e s u l t so fb i o c h e m i c a l d e t e r m i n a t i o nf o rt h ec h a n g eo fs p e c i f i ca c t i v i t yo fp a t h o g e n e s i sr e l a t e de n z y m e p h e n y l a l a n i n ea m m o n i a 1 y a s ef u t h e rv a l i d a t e dt h er e s u l t so fb i o a s s a yd e t e r m i n a t i o n k e yw o r d s ：d e r i v a t i v e so f1 , 2 ，3 一t h i a d i a z o l e ，f u n g i c i d e ，i n d u c t i o no fs y s t e m i c a c q u i r e dr e s i s t a n c e ，n - ( 4 一m e t h y l 一1 ，3 t h i a z o l 一2 一y 1 ) 一1 ，2 ，3 - t h i a d i a z o l e - 5 - c a r b o x a m i d e i v 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下 各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学 位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存 论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务； 学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在 不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术 活动。 学位论文作者签名： 年月日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 解密时间：年月 日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下： 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： 年月日 第一章前言 第一章前言 植物激活剂是指本身及其代谢物无直接的杀菌活性，但能诱导植物的免疫 系统产生广谱、持久和滞后的系统获得抗病性能的化学物质及其前体，包括生 物源的蛋自类、骞糖类和糖蛋自类以及不饱和脂肪酸等生物因子和生物源蘸内 源乙烯( e 0 、水杨酸( s a ) 、茉莉酸( j a ) 和一氧化氮( n 0 ) 以及外源的化合物如苯并 噻二唑( b t h ) 、d l - 3 一氨基丁酸( b a b a ) 、2 , 6 二氯异烟酸( r n a ) 、n 氰甲基2 氯异 烟酰胺( n c i ) 、烯丙异噻唑( p r o b e n a z o l e ) 、2 , 2 二氯3 ，3 二甲基环丙羧酯( d d c c ) 、 水杨酸甲酯( m e j a ) 、茉莉酸甲酯( m j ) 和脑苷脂a 、c 及其去葡萄糖产物n 脂酰 基鞘胺酵、噻酰菌胺( t d l ) 、3 一丙酮基3 一羟基羟吲哚( a h o ) 等 i - 5 】，其中，b t h 和t d l 商品化最成功【6 7 | ，它们均是1 ，2 ，3 噻二唑的衍生物。有关植物激活剂诱 导抗病麴麴研究在g o z z o 的综述里有较为详细的描述强l 。 植物激活剂的主要作用机制是通过基因调控和表达使植物产生病程相关蛋 皇( p r 蛋白) ，逶过一系列的信号传导，弓| 起植物体内木质素在细胞璧沉积和内 源水杨酸( s a ) 的累积以及防御酶系如苯丙氨酸解氨酶( p a l ) 的变化，从而形成对 外来病蹶物在物理上和化学上的防御机制而达到保护植物免受浸染和危害 9 1 。 b t h 在植物体内迅速降解为无活性的苯并1 ，2 ，3 噻二唑7 甲酸，且能激活 植株对多种真菌、细菌、线虫和病毒广谱的自我保护作用【1 0 ，其适用的作物包 括香蕉、番茄、烟草、蔬菜、水稻、核果类作物、辣椒、芒聚、梨、马铃薯、 西瓜及禾谷类作物等 i l - 1 2 。b t h 在作物的采后病害防治中也得到了广泛的应用， 研究发现，采前l 天焉b t h 处理可明显降低甜瓜果实采后损伤接种粉红单端孢 ( t r i c h o t h e c i u mr o s e u m ) 和交链孢似l t e r n a r i aa l t e r n a t a ) 的病斑直径，并且随着诱抗 剂浓度的舞高其效果越好，其中以1 0 0 m g l 的b t h 处理的效果最佳【l3 1 。同时 b t h 可与常规药剂如甲霜灵、代森锰锌、烯酰吗啉等混用，由于b t h 作用机制 独特、使用量低，在害虫综合治理( p m ) 中具有重要作用佟j ，例如，利用番茄的 m i 1 基因表达对线虫根瘤、马铃薯蚜虫和粉虱的抗虫性研究发现，b t h 能够恢 复水杨酸信号传导途径，而使植物产生抗蚜性【l4 1 。另外，经b t h 处理水稻悬浮 细胞，可以弓| 发甥显的氧化激增和过敏反应，扶面表现对水稻自叶搪瘸酶抗性 【l5 1 ，这是典型的植物激活剂的反应。n a r u s a k a 等利用g u s 作为抗病基因p r 1 和p r - 4 基因的报告基因的研究发现，b t h 激活了s a 依赖信号途径 1 6 j 。另外， 第一章前言 阿拉伯咖啡的叶子和根极其容易受虫害和病害的影响，研究发现【l7 1 ，b t h 作为 具有系统获得抗性的植物激活剂能够引起阿拉伯咖啡叶子及根细胞基因不同的 过表达和欠表达，其中，叶子5 5 种基因过表达和1 6 种基因欠表达，根细胞的 3 7 种基因过表达，4 2 种欠表达。因此，我们认为植物激活剂产生诱导抗病作用 的主导机制可能在于沉默基因的表达以及基因参与的信号转导；尤其是高水平 转录的病程相关蛋白基因的表达可以导致p r 蛋白的积累【1 8 】。有研究还发现【1 9 】， b t h 能直接抑制烟草细胞培养物n a d h ，线粒体电子传递链复合物i 辅酶q 氧 化还原酶的活性。 噻酰菌胺即3 氯- 4 ，4 二甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 一甲酰苯胺( t d l ) 是日本农药株 式会社1 9 9 6 年开发的新型稻田防治稻瘟病的杀菌剂 2 0 2 1 1 ，2 0 0 3 年其歹彳少岁卜 粒齐u ( t i a d i n i 颗粒剂) 、7 彳少岁卜吵l j ：灭粒齐u ( t i a d i n i l 氟虫腈颗粒剂) 和7 ，f 少罗卜7 f 叮彳- y 粒剂( t i a d i n i l 吡虫啉颗粒剂) 以及v g e t d y n a m a n r y u z a i ( t i a d i n i l 噻酰菌胺6 0 + c l o m e p r o p 稗草胺1 1 6 + i n d a n o f a n 茚草酮4 6 + 杜邦的苄嘧磺隆2 5 ) 颗粒剂在日本已取得正式登记，其后证实该化合物能诱导 烟草植株抗性基因的表达并产生对删抗性【7 】。研究发现，其中间体1 ，2 ，3 噻 二唑5 甲酸也能诱导烟草植株表达抗性基因【2 2 】。t d l 及其中间体s v - 0 3 可以激 活介于水杨酸积累和n p r l 途径之间的信号转导途径 2 3 1 。 第一节具有农用生物活性的1 2 3 一噻二唑衍生物的研究进展 由于1 ，2 ，3 噻二唑特殊的性质，该化合物是噻二唑中唯一能通过释放n 2 而 降解的化合物，由于该反应不可逆，这类化合物具有很好的环境相容性，相关 的研究和报道也日渐增多，有关具有生物活性的1 ，2 ，3 噻二唑衍生物的详细总结 已在本组硕士研究生石祖贵同学的硕士学位论文( 2 0 0 7 ) 和b a k u l e v 及d e h a e n ( 2 0 0 4 ) 教授出版的“t h ec h e m i s t r yo f1 , 2 ，3 t h i a d i a z o l e ”一书中有详细的描述【2 4 2 5 】。 具有农用生物活性的1 ，2 ，3 噻二唑衍生物中开发最成功的有日本农药株式会社开 发的新型稻田杀菌剂噻酰菌胺( t i a d i n i l ) ( 3 氯4 ，4 二甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰苯 胺) ( t d l ) 和拜尔公司开发的棉花脱叶剂一脱叶灵( t d z ) 睇6 】以及先正达开发的植 物激活剂b t h ，其化学结构如下： 2 第一章前言 甑# hp h 蜮c h 3 们彳1 爵 t h i d i a z u r o n t i a d i n i i 1 1 1 具有杀菌活性的1 ，2 ，3 噻二唑衍生物 石祖贵同学的硕士学位论文( 2 0 0 7 ) 总结了如下具有杀菌活性的1 ，2 ，3 一噻二唑 衍生物的主要化学结构： r ：c l - c 4 a l k y ，h a l o g e n r i 。r 2 ：1 t , c j - c 4 a l k y l ，h a l o g e n r 3 ：c a r b o n y l a l k o x y ，a l k o x y c a r b o n y l 23 嘛心蟒“鼢h 。蟒叫一i 、f 凸苫n c n 瞬o h 4 5 r i ：h ，a l k y l ，a l k o x y a l k e n e a l k y n e a c y i r 2 ：a l k y l p h e n y l h a l o g e n o p h e n y l a m i d o c y a n o g e n 678 9 1 0 昏弋q 玲y 冷y 林r ：p h e n y l p h e n o x y t h i o p h e n e a ：a l k y lo rb o n d ：y ： k y i ：j 凡( 叫no n 5 0 叫n 篙i h , c i , f ；剥l o a w e r w a l 时”伊叫2 弘。矿毗一 f 帮衬争 1 7 3 1 8 1 4n ：0 1 61 5n ：0 - 1 6 第一章前言 崤r 1 w n - - r 1r 2 话熹钦r 1 钦r 1 2 0 2 1 x ，y ：o sr 1 ：h ，h a l o g e n a l k y l r i ：h ，h a l o g e n ，a l k y i r 2 r 3 ：h a i o j e n ，c n , n 0 2 , o h ，a l k y l r 2 ，r 3 ：h , a l k y l - a l k y l e n em ：0 - 2 r i ：c 1 3 a l k y l ，h e t e r o c y c l i c r 2 r 3 ：h ，h a l o g e n ，c n ，a l k y i o x y p h e n y l r 4 ：c n h e t e r o c y c l i c 半豫舀rn 铱半铱孚q k ) ( ：oo rsr 1 ：c 1 - c 3a l k , a r 2 ：c 1 一c 6a l k y l ，a l k y l e n e ，a l k o x y r 1 ，r 2 r 3 ：h ，c 1 一c 3 a l k y l f ，c i ，b r r 4 r 5 r 6 ：h c h 3 醌蕊嗡q 隔 近年来，u m e t a n i 掣2 刀报道了4 环丙基一1 ，2 ，3 噻二唑系列衍生物的合成，这 些化合物可于农业和园艺植物的病害控制，且持效期长，例如，通过拌种对小 麦白粉病的防治效果和持效及植物药害的试验发现，部分化合物对小麦白粉病 有优异的防治效果，防效可达到9 0 1 0 0 ，并对植物不产生药害；其主要中间体 和产物的合成路线如下： r e h 2 n n h c o r n h c o r 。 r 对l 民 入 心r 5 n n ， 、s 其中：rl 、r2 、r 3 、弛和r 5 分别代表h 、卤素、c n 、烷基、烷氧基烷基、 芳基、芳基烷基、烷基羰基等；r 6 代表c ( = w 1 ) 己7 ，其中，r 7 代表h 、 烷基、烯基、苯基羰基、杂环羰基、芳基磺酰基等：y 代表o ，s ，- n ( r ) ， n ( r 1 1 ) o ，其中r 1 1 代表h 、烷基、环烷基、取代的苯基等；w 1 代表o 或s 。 另外，津幡健治等 2 8 】设计合成了如下通式的双噻二唑衍生物及其盐，这类 化合物农业和园艺植物病害防治效果好。 4 第一章前言 y 1 一r 其中：r 1 和r 2 表示h 、c 1 c 8 烷基，卤代、c 1 c 4 烷基、未取代或取代的苯基以 及含1 3 个0 、s 或者n 等杂原子的五元或六元杂环；x 1 和x 2 表示0 或 s ；y 1 和y 2 为0 、s 或n ( r 3 ) ：r 为c o c 3 0 亚烷基、( c ) a ( r 3 ) ( r 4 ) ( r 3 ，r 4 为h 、卤素、o h 、c 1 - c 4 烷基、卤代cj - c 4 烷基等) 等；a 的范围是o 3 0 。 董卫莉等以双乙烯酮为起始原料，也设计并合成了一系列新型的1 ，2 ，3 噻二唑一4 乙酰苯胺( 吗啉) 的衍生物，生物活性测试结果表明，部分化合物具有一 定的抗t m v 活性和杀菌活性。 1 1 2 具有诱导抗病活性的1 ，2 ，3 噻二唑衍生物 这方面的研究进展在石祖贵同学的硕士学位论文( 2 0 0 7 ) q b 有较详细的总结， 除了噻酰菌胺( t i a d i n i l ，t d l ) 是日本农药株式会社筛选的植物激活剂以1 7 b 7 , 3 0 】， 最近报道的高活性的1 ，2 ，3 噻二唑类植物激活剂还包括本课题组发现甲噻酰胺， 目前正在进行产业化开发的前期基础研究。另外，钱旭红等【3 l 】也报道了如下结 构的具有诱导活性的苯并1 ，2 ，3 噻二唑衍生物，该类化合物不仅可以用于植物细 胞的诱导，而且还可用作植物抗病激活剂，该研究的结果拓宽了苯并噻二唑衍 生物的应用领域，如在抗水稻白叶枯病、稻瘟病、瓜类炭疽、白粉病以及抗珊 西烟枯斑寄主中的应用。 黼删：钒删：呲邺o 气 一 n n c h c h 2 0 o 凸 c h c h 2 0 - - c - c b c i 。o 飞彦一一 第一章前言 第二节论文设计思路 本课题组在进行植物激活剂筛选体系的构建后，设计合成了部分b t h 的衍 生物，并对其进行了杀菌活性和诱导抗病活性的筛选，曾经合成了当时的新化 合物n ( 1 ，3 噻唑2 基) 苯并1 ，2 ，3 一噻二唑7 甲酰胺( 其结构如下图) 【3 2 】，生物测定 结果发现，该化合物无直接的抗病毒活性，在o i m o l l 时诱导烟草抗t m v 的活 性为7 6 ，但苯丙氨酸解氨酶( p a l ) 比活力的测定结果发现其诱导活性与b t h 相当，第一次的离体杀菌活性测定结果发现该化合物对部分病原真菌具有较好 的生长抑制活性，但重复试验没有完全再现其杀菌活性，考虑到b t h 衍生物合 成成本较高，当时没有进行后续的深入研究，与此同时，对文献跟踪，课题组 发现日本研究人员正在进行1 ，2 ，3 噻二唑的研究，其中，4 取代1 ，2 ，3 噻二唑一5 甲酸衍生物对稻瘟病、水稻纹枯病、稻胡麻叶枯病、大麦和小麦白粉病以及烟 草花叶病毒等一系列病害具有很好的防剡3 3 】，且其中的一个化合物t d l 在使用 剂量为l o o g h m 2 下对稻瘟病的防效均达到了1 0 0 ，而且t d l 还具有诱导抗病 的活性，考虑到在日本专利中与1 ，2 ，3 噻二唑联接的主要是苯环，与杂环化合物 相联结的分子及其生物活性的报道不多，本课题组希望将上述杂环胺片段引入 4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑分子中，于是合成了n ( 1 ，3 一噻唑2 基) 4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑 5 甲酰胺( 其结构如下图) 并进行诱导活性的测定，初步的试验发现，该化合物的 诱导活性与t d l 基本相当，但t d l 的诱导活性较b t h 差，而且，该化合物和 n ( 4 甲基1 ，3 噻唑2 基) 4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺( 其结构如下图) 已由日本 研究人员在已授权的中国专利和世界专利中合成和报道【3 3 , 3 4 j ，这些专利保护了该 化合物的杀菌活性，但没有保护其诱导抗病活性，于是，我们希望设计合成一 系列取代噻唑的4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺新化合物并进行诱导抗病活性的 研究，这些化合物中包括具有诱导活性的n ( 5 甲基1 ，3 噻唑2 基) - 4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺( 甲噻酰胺，试验代号：s z g 7 ) 。 峋一雯嚣i d ah x 6 葛风凡葛 刽凡h 第一章前言 课题组进行的生物测定结果发现，甲噻酰胺对部分病原真菌在5 0 i t g m l 浓 度下有很好的生长抑制效果，降低浓度的试验证实其在离体条件下具有定的 杀菌活性【3 5 1 ，其后的诱导抗病活性研究证实，该先导化合物诱导烟草抗t m v 的 活性与t d l 相当，而且能够诱导金丝桃属植物贯叶连翘和元宝草产生金丝桃素 类物质金丝桃素( h y p e r i s i n ，简称h p ) 、伪( 假) 金丝桃素( p s e u d o h y p e r i c i n ，简称 p h p ) 、原假金丝桃素( p r o t o p s e u d o h y p e r i c i n ，简称p p h p ) 、贯叶金丝桃素 ( h y p e r f o r i n ，简称h f ) ，试验结果发现，甲噻酰胺的衍生物s z g 系列和l d 系列 化合物( 俄罗斯专家b a k u l e v 教授提供的1 ，2 ，3 噻二唑衍生物) 其及中间体具有诱 导贯叶连翘和元宝草组培苗代谢产物p h i , h p 或h f 的合成能力并诱导生物量的 增加；在水培条件下也验证了甲噻酰胺的诱导活性，诱导时间的规律得到基本 确定；在固体培养条件下，添加2 5 “m o l l 与5 0 1 a m o l l 甲噻酰胺相比，对代谢 产物合成影响的差异不显著p6 。，其后委托中国农业科学研究院蔬菜花卉研究所 进行了进一步的活体验证实验，结果发现，甲噻酰胺5 0 p g m l 对黄瓜灰霉病菌 的防治效果与2 5 甲霜灵w p4 0 0 l t g m l 的防治效果相当，因此，甲噻酰胺的活 性高于对照药剂2 5 甲霜灵w p 。 委托天津市武清区植保植检站于2 0 0 7 年进行的田间药效试验结果表明，药 后l o 天1 0 甲噻酰胺可湿性粉剂1 5 0 9 h m 2 、3 7 5 9 h m 2 、7 5 0 9 h m 2 对黄瓜霜霉病 的防治效果分别为7 0 6 2 、7 3 2 8 、7 5 6 0 ，对照药剂5 0 烯酰吗啉可湿性粉 剂2 5 0 9 h m 2 处理对黄瓜霜霉病的防治效果为7 6 2 8 。在0 0 1 水平上1 0 甲噻 酰胺可湿性粉剂3 7 5 9 h m 2 、7 5 0 9 h m 2 处理和对照药剂5 0 烯酰吗啉可湿性粉剂 2 5 0 9 h m 2 处理防效差异不显著。田间试验观察，1 0 甲噻酰胺可湿性粉剂对黄 瓜安全，在黄瓜霜霉病发生初期用药，可有效控制该病的危害。试验得出结论， 1 0 甲噻酰胺可湿性粉剂是防治黄瓜霜霉病的较好杀菌剂品种，建议在黄瓜霜霉 病发生初期使用，可有效控制该病的危害。使用剂量以商品量3 7 5 0 7 5 0 0 9 h r n 2 ( 有 效量3 7 5 7 5 0 9 h m 2 ) 为宜，应用时应根据黄瓜霜霉病发生情况以及其后条件适当 增减，以保证防治效果。 目前课题组已经完成了甲噻酰胺小试合成工艺路线的研究，该工艺可以直 接用于中间试验和产业化生产，毒性试验的样本已经交由利尔化学股份有限公 司委托华中科技大学同济医学院农药毒理研究中心完成，5 项急性毒性试验结果 表明，甲噻酰胺对雌、雄大鼠的急性经口的l d 5 0 均大于5 0 0 0 m g k g ，属低毒化 合物；甲噻酰胺对雌、雄大鼠的急性经皮的l d 5 0 均大于2 0 0 0 r n g k g ，属低毒化 第一章前言 合物；甲噻酰胺对家兔的急性眼刺激试验结果为轻度刺激；甲噻酰胺对家兔的 急性皮肤刺激试验结果为无刺激；甲噻酰胺对豚鼠的皮肤致敏试验结果为弱致 敏。甲噻酰胺相关作用机制和田间药效以及理化参数和环境行为的研究正在进 行过程中。 由于植物激活剂的原发作用机制尚未探明，文献报道已经合成的大部分 1 ，2 ，3 噻二唑衍生物分子中主要是含苯环的衍生物，而且分子中大多含有酰胺的 o = c - n h 氢，为了进一步进行结构优化，力争发现更多具有诱导活性或其他生 物活性的分子，本论文将吡啶活性基团和环状烷基引入1 ，2 3 噻二唑分子中，同 时设计合成并探索酰胺键分子中没有o = c n h 氢原子的其他衍生物及s c h i f f 碱 的生物活性，尤其是诱导抗病活性，为构效关系的研究奠定基础，拟设计合成 的主要分子结构包括：n 芳基4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰胺、n 环烷基4 甲基 1 ，2 ，3 噻二唑一5 一甲酰胺、n 苯甲酰基- 4 甲基1 ，2 ，3 噻二唑一5 甲酰胺和4 甲基 1 ，2 ，3 噻二唑5 甲酰肼衍生物等四类。分子设计的路线图如下： n n if； n r 1 ： ： r 2 ： - ， r 1 r 2 ：h a l k y l ，h a l o g e n ；) ( - y ：c ，n r ：c y c l o a l k y lr 1 。r 2 ：h ，a l k y l a 吲 r 1 ：a l k y t ；r 2 ：a l k y l h a l o g e n 第一章前言 参考文献 1 】d e s m o n d ，o l i v i aj ；e d g a r , c a m e r o ni ；m a n n e r s ，j o h nm ；m a c l e a n , d o n a l dj ；s c h e n k , p e e r m ；k a z a n ，k c m a l m e t h y lj a s m o n a t ei n d u c e dg e n ce x p r e s s i o ni nw h e a td e l a y ss y m p t o m d e v e l o p m e n tb yt h ec r o w nr o tp a t h o g e nf u s a r i u mp s e u d o g r a m i n e a r u m p h y s i o l o g i c a la n d m o l e c u l a r p l a n t p a t h o l o g y 2 0 0 6 ，6 7 ( 3 5 ) ：1 7 1 - 1 7 9 【2 m e r i l l o n ，j e a n m i c h e l ；v i t r a c ，x a v i e r ；s a i g n e s o u l a r d ，c a s s a n d r i n e f u n g a le l i c i t o r sf o r s t i m u l a t i o no fn a t u r a lp l a n td e f e n s e s w o2 0 0 7 0 4 2 5 5 7 ，2 0 0 7 - 0 4 - 19 【3 】h a n a e ；s h i b u y a ，n a o t o f i n d i n ga n di d e n t i f i c a t i o no fr i c ec h i t i ne l i c i t o rr e c e p t o r b r a - nt e c h n on e w s 2 0 0 7 ，1 2 0 ：1 8 - 2 2 4 f e r r a r i ，s i m o n e ；g a l l e t t i ，r o b e r t a ；d c n o u x ，c a r i n e ；d el o r e n z o ，g i u l i a ；a u s u b e l ，f r e d e r i c k m ：d e w d n e y , j u l i a r e s i s t a n c et ob o t r y t i sc i n e r e ai n d u c e di na r a b i d o p s i sb ye l i c i t o r si s i n d e p e n d e n to fs a l i c y l i ca c i d ，e t h y l e n e ，0 1 1 a s m o n a t es i g n a l i n gb u tr e q u i r e sp h 疆o a l 瞄n d e f i c i e n t 3 1 1 州p l a n t p h y s i o l o g y 2 0 0 7 ，1 4 4 ( 1 ) ：3 6 7 3 7 9 【5 】郝小江，李艳梅，陈刚，罗晓东，张仲凯，何红平化学激活剂其制备方法和其应用c n 1 0 1 0 1 9 5 3 3 a2 0 0 78 2 2 【6 鲍丽丽，刘凤丽，范志金具有植物诱导抗病活性的先导化合物及其结构修饰农药学 学报2 0 0 5 ，7 ( 3 ) ：2 01 2 0 9 【7 】y