（农药学专业论文）吡唑等类化合物的设计合成及其生物活性研究.pdf

ab s t r a c t i n r e c e n t y e a r s , m a n y p y r a z o l e d e r i v a t i v e s h a v e s h o w n h i g h b i o l o g i c a l a c t i v i t y , s u c h a s i n s e c t i c i d e , f u n g i c i d e a n d h e r b i c i d e , e t c . mo r e o v e r , s o m e f u s e d p y r a z o l e d e r i v a t i v e s h a v e a l s o e x h i b i t e d h i g h b i o l o g i c a l a c t i v i t y i n a g r o c h e m i c a l a n d m e d i c i n e s . i n t h e p r e v i o u s w o r k o f o u r g r o u p , s o m e p y r a z o l o 5 , 1 - d - 1 ,2 ,3 , 5 - t e t r a z i n e - o n e s w e r e s y n t h e s i z e d a n d p a rt s o f t h e m s h o w e d s o m e h e r b i c i d a l a c t i v i t y . i n s e a r c h o f n o v e l p y r a z o l e d e r i v a t i v e s w i t h p o t e n t i a l b i o l o g i c a l a c t i v i t y , f o u r s e r i e s 4 0 n e w p y r a z o l e d e r i v a t i v e s a n d i n t e r m e d i a t e s w e r e d e s i g n e d a n d s y n t h e s i z e d . t h e c o m p o u n d s a r e l i s t e d a s f o l l o w s : ( 1 ) 8 -et h o x y c a r b o n y l - 7 - m e t h y l s u l f o n y l - 3 - ( u n ) s u b s t i t u t e d p h e n y l p y r a z o l o 5 , 1 - d - 1 ,2 , 3 , 5 - t e t r a z i n e - 4 ( 3 h ) - o n e s ; ( 2 ) 8 - e t h o x y c a r b o n y l - 7 - m e t h y l s u l f i n y l - 3 一 a r y l p y r a z o l o 5 , 1 - d 一 1 , 2 , 3 , 5 一 t e t r a z i n e 一 4 ( 3 h ) 一 o n e s ; ( 3 ) 8 - e t h o x y c a r b o n y l - 7 - t r i fl u o r o m e t h y l 一 3 一 a r y l p y r a z o l o 5 , 1 - d 一 1 , 2 , 3 , 5 一 t e t r a z i n e 4 ( 3 h ) o n e s ; ( 4 ) 2 - m e t h y l s u l f o n y l 一 3 一 e t h o x y c a r b o n y l 一 5 , 7 一 d im e t h y l p y r a z o l o 1 , 5 - a p y r i m i d i n e , 2 - t r i fl u o r o m e t h y l - 3 - e t h o x y c a r b o n y l - 5 , 7 - d i m e t h y l p y r a z o l o 1 , 5 - a p y r i m i d i n e a n d 2 - ( 4 - b r o m o p h e n o x y ) 一 3 一 e t h o x y c a r b o n y l 一 5 , 7 - d i m e t h y l p y r a z o l o 1 , 5 - a p y r i m i d i n e . t h e b i o l o g i c a l a c t i v i t i e s o f t h e s e c o m p o u n d s w e r e e x a m i n e d a n d t h e s t r u c t u r e - a c t i v i t y r e l a t i o n s h i p s o f t h e s e c o m p o u n d s w e r e s t u d i e d . mo r e o v e r , t h e s y n t h e t i c c o n d it i o n s o f t h e i r i n t e r m e d i a t e s we r e a l s o d i s c u s s e d . mo r e o v e r , p h o t o s y s t e m i i e l e c t r o n t r a n s p o rt i n h i b i t o r s in p r e v i o u s l i t e r a t u r e s h a v e e x c e l l e n t h e r b i c i d a l a c t i v i t y a n d a r e s a f e t o a n i m a l s a n d h u m a n b e i n g s , s o t h e y a r e e v e r - i n c r e a s i n g b e c o m i n g a n i m p o rt a n t p a rt o f h e r b i c i d e r e s e a r c h . t h e c y a n o a c r y l a t e s a r e p h o t o s y n t h e t i c p s i i e l e c t r o n t r a n s p o rt p o t e n t i a l i n h i b i t o r s , s o m e o f w h i c h s h o w e d h i g h h e r b i c i d a l a c t i v i t y , s o 7 n e w 2 - c y a n o - 3 - t r i fl u o r o m e t h y l - a r y l a m i n o a c r y l a t e s w e r e d e s i g n e d a n d s y n t h e s i z e d . p r e l i m i n a r y b i o a s s a y i n d i c a t e s t h a t s o m e o f a b o v e a c r y l a t e s e x h i b i t h e r b i c i d a l a c t i v it y t o s o m e d e g r e e . mo r e o v e r , t h e s y n t h e t i c c o n d i t i o n s o f t h e i r i n t e r m e d i a t e s w e r e d i s c u s s e d . t h e s t r u c t u r e s o f t h e s e 5 s e r ie s 4 7 n e w c o m p o u n d s w e r e c o n f i r m e d b y h n m r , e l e m e n t a l a n a l y s i s . s o m e o f t h e s e c o m p o u n d s w e r e c o n f i r m e d b y i r a n d ms . k e y w o r d p y r a z o l e d e r i v a t i v e s , a m i n o p y r a z o l e s , d i a z o p y r a z o l e s , 5 , 1 - d - 1 ,2 , 3 , 5 - t e t r a z i n e - o n e s , p y r a z o l o 1 ,5 - a p y r i m i d i n e s , c y a n o a c r y l a t e s , p h o t o s y s t e m i i e l e c t r o n t r a n s p o rt p o t e n t i a l i n h i b i t o r s , h i l l r e a c t i o n , b i o l o g i c a l a c t i v i t y 南开大学硕士毕业 ( 学位) 论文 第一章 第一章前 言 温饱问题和环境保护是人类面对的急需解决的两大问题。一方面，随着全 球人口的急剧增加，单位面积土地所养活的人口密度在不断增大，对粮食的需 求量日益增加。另一方面，随着全人类文明程度的提高，对自身生存环境有了 更新的认识，环境保护的意识逐步加强，就食品业来讲，掀起了一场波及全球 的绿色革命，这本身对农用化学品市场造成了不小的冲击。面对这些情况，就 农药行业来讲，如同腹背受敌。一方面，出于环境保护的要求，一些老品种， 特别是对环境破坏性较强的品种，如 d d t 、六六六等有机氯农药相继在许多国 家禁止使用，一大批高毒的有机磷农药也列入了禁用范围;同时，各个国家对 新农药的审查， 特别是安全性要求更加严格。另外，由于抗性等问题，一些老 品种也在逐渐退出市场，我国必须开发具有自 主知识产权的新农药品种。由 此， 新农药创制成为农药学的研究热点。在新药的创制和开发过程中，整个创制过 程大体可分为研究和开发两个阶段。在研究阶段，主要目 的是发现新的先导化 合物( l e a d c o m p o u n d ) ， 然后进行结构优化， 选出 有希望的候选化合物。发现和 筛选出先导化合物是新药研究阶段的关键环节，而探索未知结构的生物活性， 提供先导化合物的线索，是具有重要意义的基础性工作。 本课题组曾 合 成了3 一 芳 基一 7 - 节 硫基一 8 一 乙 氧 拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 - 四 嗓 - 4 - 酮系列 化合 物d ，活 性测 试结 果 表明 对于阔 叶 杂 草 ( 油 菜为 代表 ) 和 禾本 科杂草( 稗草为代表) 都有一定的生物活性，以 后合成的 3 一 芳基一 7 一 甲 硫基一 8 一 乙 氧 拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四 曦- 4 - 酮系列化合物z 1 的除草活性较前者提 高 1 0 0 多倍， 再后合成的3 一 芳基一 7 一 甲 基一 8 一 乙 氧tp 基一 毗n 4 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 - 四嚓- 4 - 酮和3 一 芳基一 7 - 氢- 8 一 乙 氧拨基一 毗哇 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四啧- 4 - 酮两个系 列化合物3 1 的除草活性已相当可观。看来 7位基团的变化对该类化合物的除草 活性影响很大。文献报道将硫醚氧化成讽或亚枫，其生物活性可能提高 5 0 5 04 . 2 4 1 - 5 5 0 5 0 5 0 5 0- 2 . 4 3 1 - 9 5 0 5 0 3 . 6 9 i - 1 12 0 9 . 7 93 . 3 1 a s t r a z i n e0 . 0 3 8 56 . 7 5 该系列化合物 h i l l 反应活性测定结果表明其有一定的h i l l 反应抑制活性， 但活性较低。在与本课题组其它系列该类化合物 h i l l 反应抑制活性比 较发现， 该类化合物h i l l 反应抑制活性较弱。 二、除草活性测定 对 3 一 芳基一 7 一 甲 枫基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并【 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四嚓- 4 - 酮系列化合物 做了平皿法对油菜胚根生长抑制和小杯法对稗草地上部生长抑制的测试。其生 测结果如表2 。 拟、 讯否 ;+ . - s , 南开大学硕士毕业 ( 学位) 论文第三章 表2 3 一 芳基一 7 一 甲 矾基一 8 一 乙 氧1a 基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 ,2 , 3 , 5 一 四 w- 4 - 酮系列化合物除 草活性测定结果 编号 浓度 p p m 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 油菜根长抑制百分数 稗草地上部抑制百分数 %-丝16 1 6 . 3 %一些些665122.81518 1-1一1-2 5 2 .2 2 2. 1 1-3一1-4 一 0 26. 6 1 1 . 5 卫 一 1 1 . 2 卫92 1-5-肠 1 4 名 1-7-阅 4 9 . 61 0 . 0 1-9一1-10一1-11 从该系列化合物除草活性测定结果来看都表现出一定的除草活性，在 2 0 0 p p m下，有不少化合物对油菜根抑制率在5 0%以 上。 但对于稗草的抑制率普遍 都不是很高，与本课题组合成的3 一 芳基一 7 - 节硫基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四 啧 - 4 - 酮系列 化合物和3 一 芳 基 一 7 一 甲 硫基 一 8 一 乙 氧拨基 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四 嚓- 4 - 酮系列化合物活性测试结果比 较， 发 现把甲 硫基氧化为甲 枫基 时除草活性降低.这说明 7位吸电子基团对该类化合物的除草活性不利，7位 供电子基团对该类化合物的除草活性有利。为了验证这个观点，将甲硫基氧化 成甲 亚讽基，合成出3 一 芳基一 7 一 甲 亚枫基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 ,2 , 3 , 5 一 四 嗓- 4 - 酮系列化合物，观察其除草活性情况，从而探讨 7位取代基电子效应对该类 化合物的除草活性的影响。 4 _ _ 孟 奕 . 应 渝 么 毓 南开大学硕士毕业 ( 学位)论文第四章 第四 章3 一 芳基一 7 一 甲 亚讽基一 8 一 乙 氧毅基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 ,2 ,3 ,5 - 四嗓- 4 - 酮系列化合物的设计合成及其生物活性研究 第一节 引言 从第三章合成的3 一 芳基一 7 一 甲 飒基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 ,2 , 3 ,5 一 四嚓- 4 - 酮系列化合物与本课题组合成的的 3 一 芳基一 7 一 甲 硫基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四嗦- 4 - 酮系列化合物生物活性测试结果比较， 发现把甲 硫基氧 化为甲讽基时除草活性降低。这说明 7位吸电子基团该类化合物的除草活性不 利，7位供电子基团该类化合物的除草活性有利。为了验证这个观点，把甲硫 基氧化成甲亚枫基，合成出 3 一 芳基一 7 一 甲亚飒基一 8 一 乙氧拨基一 毗哇并阵 , l - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四 嘻- 4 - 酮系列化合物，观察其除草活性情况，从而探讨 7位取代基 电子效应对该类化合物的除草活性的影响。因为甲亚枫基的电子效应参数介于 甲 硫基和甲 讽基之间， 若 3 一 芳基一 7 一 甲亚 枫基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 ,2 ,3 , 5 - 四啧- 4 - 酮系列化合物除草活性比 3 一 芳基一 7 一 甲讽基一 8 一 乙氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四啧- 4 - 酮系列化合物除草活性高而比 一 芳基一 7 一 甲 硫基一 8 一 乙 氧拨基， 毗 哩并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 一 四嚓- 4 - 酮系列化合物除草活性低，则进一步证实该 类化合物中7位吸电子基团对该类化合物的除草活性不利而 7 位供电子基团对 该类化合物的除草活性有。 用第三章合成的 3 一 芳基一 7 一 甲 枫基一 8 一 乙 氧拨基一 毗哇并 5 , 1 - d 1 , 2 , 3 , 5 - 四啧- 4 - 酮系列化合物类似的方法合