3-甲硫基-吡唑并3,4-d嘧啶-4-酮衍生物的设计、合成与除草活性

Scheme1.2在H3PW12O40和H14[NaP5W30O110]催化作用下，邻氨基吡唑甲酰胺1-8与芳香醛反应得到1H-吡唑[3,4-d]嘧啶-4(5H)衍生物1-9(Scheme1.3)[59]。Scheme1.3吡唑并[3,4-d]嘧啶-4酮衍生物1-10还可由邻氨基吡唑甲酰胺1-8与邻位酯在硅胶干燥剂和无溶剂条件下通过微波辐射双组分一锅法反应生成(Scheme1.4)[60]。Scheme1.4酰胺衍生物1-11与亚硫酰氯反应得到亚氨酰氯1-12，再与氨基酯反应得到中间体1-14，在路易斯酸的作用下得到吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物1-15(Scheme1.5)[61]。Scheme1.5由邻氨基腈1-16与甲酸加热回流反应6h可得到4-酮-1-甲苯磺酰胺-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶-3-甲腈(Scheme1.6)[62]。Scheme1.6吡唑[3,4-d]嘧啶衍生物1-20可由1,3-二甲基-6-肼基尿嘧啶1-18与ɑ-炔酮1-19反应环化得到目标产物吡唑[3,4-d]嘧啶(Scheme1.7)[63]。Scheme1.72017年，一组研究人员制备了一类1-芳基-4,5-二氢-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶衍生物1-23(Scheme1.8)[64]。2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯1-21与芳基肼于80摄氏度下在EtOH中反应得到5-氨基-1-芳基-1H-吡唑-4-乙酸乙酯1-13，其后用甲基氰基甲酸酯在1,4-二氧乙环中的4mol/LHCl进行环化，得到了相应的酯类中间体1-22，最后，在甲醇/水混合物中用氢氧化锂水解酯衍生物1-22，得到所需产物吡唑[3,4-d]嘧啶-4-酮-6-乙酸1-23。Scheme1.82014年，研究人员通过<3+2>环加成反应合成了新型的吡唑[3,4-d]嘧啶衍生物(Scheme1.9)[65]。首先，用乙酸乙酰化化合物1-24，得到N-(4-氰基-3-甲基-1-苯基-1H-吡唑-5)乙酰胺1-25，在乙醇中借助哌啶进行分子内环化生成吡唑并{3,4-d}嘧啶-4-酮1-26，其再与烯丙基溴化物反应得到N-烯丙基衍生物1-27，产物1-27在三乙胺存在下与甲苯中的芳基啨氧化物一起回流，得到新的异噁唑-5-甲基-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮1-29.Scheme1.91.2具有生物活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶的合成2010年，Bakavoli等人合成了一系列新的吡唑[3,4-d]嘧啶衍生物1-30，并以链霉素作为参照物来测试该系列衍生物的抗菌活性，该系列化合物是由5-氨基-1-（2,4-二硝基苯基）-1H-4-吡唑甲酰胺1-29与取代芳香醛在等摩尔碘单质作用下氧化环化而成(Scheme1.10)[20]。Scheme1.102012年，黄等人制备了具有抗增殖活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物1-32，这种新型衍生物是以PBr3为催化剂，甲酰胺与5-氨基-吡唑1-31反应得到的(Scheme1.11)[66]。Scheme1.11此外，5-氨基-3-苯胺基-1H-吡唑-4-乙酸1-33与无水二恶烷中的DMF-DMA反应得到N,N-二甲基氨基吡唑衍生物1-34，1-34在乙酸作用下，得到具有抗菌活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物1-35(Scheme1.12)[22]。Scheme1.12邻氨基酯1-36与三苯基膦和溴反应，得到膦亚胺1-37，再与异氰酸酯反应得到碳二亚胺1-38，然后在室温下与烷基胺反应得到相应的中间体1-39，该中间体继续在乙醇和乙醇钠催化下环化生成具有抗菌活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物1-40或1-41(Scheme1.13)[67]。Scheme1.13邻氨基酯1-13与乙酸酐反应得到N-乙酰基衍生物1-42，然后1-42在磷酰氯作用下，与不同的芳香胺反应所得到一类mGluR1拮抗剂吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮衍生物1-43(Scheme1.14)[68]。Scheme1.142012年，Bakr等[35]用乙基（5-氨基-3-甲基-1-苯基-1H-吡唑）-4-乙酸乙酯1-44与甲酸三乙酯在乙酸酐存在下反应得到（5-乙氧基亚甲基亚氨基3-甲基-1-苯基-1H-吡唑-4-乙酸乙酯）1-45，它再与不同种类的胺反应得到具有抗癌活性的3-甲基-1-苯基-5取代-1H吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-5H-酮1-46(Scheme1.15)。Scheme1.15以二氯甲烷为溶剂5-氨基氰基吡唑衍生物1-47与对硝基苯甲酰氯反应，得到吡唑衍生物中间体1-48，在碱性条件下，1-48再与过氧化氢一起回流便可得到新型的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物可1-49(Scheme1.16)[69]，这类化合物可作为哺乳动物雷帕霉素靶标（mTOR）的ATP竞争性抑制剂。Scheme1.16Abdelatif等[34]通过水解氨基酯吡唑1-17可得到相应的中间体邻氨基酸1-50，以此来制备具有抗癌活性的新系列吡唑并[3,4-d]嘧啶，将邻氨基酸1-50继续与乙酸酐反应得到3,6-二甲基-1-苯基-1H-吡唑并[3,4-d]噁嗪-4-酮1-51，再将其与不同的胺反应即得到5-取代吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮1-52(Scheme1.17)。Scheme1.174-氨基-6-芳基-5-氰-2-硫-5,6-二氢嘧啶1-53与水合肼反应得到具有抗微生物活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶1-54(Scheme1.18)[70]。Scheme1.18在五氧化二磷和醛类物质作用下，通过回流3-甲基-吡唑-5H-4-酮1-55得到具有抗结核性的含噻嗪骨架新型吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物1-56(Scheme1.19)[46]。Scheme1.19宋等[33]发现取代1,3,4-噻二唑连吡唑并[3,4-d]嘧啶可作为一种新的抗癌剂，该目标化合物的具体合成方法是首先让氨基吡唑1-57与N,N-二甲基甲酰胺二甲缩醛（DMF/DMA）反应，得到相应的产物1-58，再与适量的2-氨基-5-亚取代-1,3,4-噻二唑1-58进行环化缩合，即可的所需的目标产物1-60(Scheme1.20)。Scheme1.20通过浓硫酸水解邻氨基腈1-61得到邻氨基酰胺1-62，室温下在氢氧化钠水溶液中甲基化得到甲硫基衍生物1-63，然后再与氨反应得到苯甲酰衍生物1-64，继续反应得到氨基衍生物1-65，反应最后，氨基衍生物1-65与1N-氢氧化钠回流环化生成6-氨基-2-取代-2H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-(5H)-酮衍生物1-66(Scheme1.21)[71]，并测定了其作为腺苷受体拮抗剂的活性。Scheme1.212017年，王等制备出了一系列吡唑[3,4-d]衍生物，它们可作为RET酶抑制剂。合成方法是通过用异丙基-肼盐酸盐环化4-氨基-6-氯嘧啶5-甲腈1-67，生成的中间体1-68再与相应的酰氯反应即可得到目标化合物。(Scheme1.22)[72]Scheme1.22Beyzaei等[33]发现了一组新物质4-亚甲基-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-胺衍生物1-70的合成，它具有抗菌活性。合成方法是在乙醇钠催化下使5-氨基-吡唑-4-甲腈1-24与适量的酰肼反应制备得到的(Scheme1.23)。Scheme1.23罗等[73]以1-苯基-3-甲硫基-5-氨基吡唑-4-甲酸乙酯1-72为原料，通过串联aza-Wittig成环反应合成了15种5-取代苯基-6-芳硫基-3-甲硫基-1-苯基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮化合物1-76(Scheme1.24)，并测试了它们的除草活性。Scheme1.241.3课题的提出从文献综述可知，吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物因与嘌呤结构相似而引起了人们极大的关注，这些衍生物具有广泛的生物活性，如抗炎，抗分歧杆菌、抗癌、抗菌、抗病毒、除草和作为黄嘌呤氧化酶抑制剂等。因此，新型的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物的设计、合成及生物活性具有广阔的研究价值。为了进一步优化吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物结构且研究其除草活性，本文尝试利用串联aza-Wittig成环反应设计合成未见文献报道的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，并且测试它们的除草活性，以期能找到具有超高效除草活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物。为寻找高活性、高选择性的农药奠定基础，同时，本课题将丰富合成此类衍生物的合成手段。3-甲硫基-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮的合成与除草活性本章节共设计合成了8个3-甲硫基-5-取代苯甲酰胺基-6-芳胺基-1-苯基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮衍生物（Scheme2.1），其结构通过1HNMR、13CNMR、FT-IR和HRMS确证，并测试了它们的除草活性。结果表明：部分目标化合物具有较好的除草活性。2.1合成路线Scheme2.12.2化学试剂与原料试剂纯度产地金属钠CP上海新华化工厂三乙胺AR国药集团化学试剂公司甲醇AR国药集团化学试剂公司乙醇AR国药集团化学试剂公司丙酮AR国药集团化学试剂公司氯仿AR国药集团化学试剂有限公司二氯甲烷AR国药集团化学试剂有限公司无水乙醚氰乙酸乙酯二硫化碳氢氧化钾乙腈苯肼三苯基膦六氯乙烷取代苯基异氰酸酯取代苯甲酰肼ARARARARARARARARARAR国药集团化学试剂有限公司百灵威试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司阿拉丁试剂有限公司阿拉丁试剂有限公司百灵威试剂有限公司百灵威试剂有限公司2.3分析仪器型号与测试方法1.傅立叶变换红外光谱(FT-IR)：红外光谱在NicoQt6700仪器上记录，固体样采用压片法。2.核磁共振谱(NMR)：核磁谱在BrukerAvanceDMX400超导核磁共振仪上测定，CDCl3和DMSO-d6为溶剂，以TMS或者是溶剂峰来定标。3.高分辨质谱：VarianCP3900-Saturn2100T高分辨质谱仪，测定化合物的分子量。4.熔点：熔点采用北京泰克仪器有限公司生产的X-4数字显示显微熔点测定仪测定（温度未经校正）。2.4中间体及目标化合物5的合成2.4.1中间体二硫缩醛1的合成[73]在配有恒压滴液漏斗、冰水浴和机械搅拌的250mL三颈烧瓶中分别加入干燥处理过的无水乙腈125mL，KOH20.5g(0.3mol)，待冷却至10℃以下后，缓慢滴加氰乙酸乙酯17g(0.15mol)，然后在10-15℃下滴加CS211.4g(0.15mol)，滴毕，反应液慢慢恢复至室温，继续搅拌2小时，有大量黄色沉淀产生。用布氏漏斗抽滤，再经无水乙醚洗涤数次得黄色固体钾盐。将上述钾盐加入250mL三颈烧瓶中，加入甲醇100mL，水20mL，机械搅拌下使固体完全溶解，在10-15℃下滴加硫酸二甲酯57g(0.45mol)，不久后有沉淀析出。升至室温，继续搅拌8小时，抽滤，用甲醇重结晶，得白色固体25g，熔点53-55℃，产率：75%。2.4.2中间体1-苯基-3-甲硫基-5-氨基吡唑-4-甲酸乙酯2的合成[73]将中间体二硫缩醛12.17g(10mmol)溶于10mL无水乙醇中，室温搅拌下滴加苯肼1.1g(10mmol)，室温反应4小时，抽滤，用无水乙醇重结晶，得白色絮状固体2.5g，熔点103-105℃，产率：88%。2.4.3中间体1-苯基-3-甲硫基-4-甲酸乙酯-5-吡唑磷亚胺3的合成[73]将1-苯基-3-甲硫基-5-氨基吡唑-4-甲酸乙酯4.155g(15mmol)加入到100mL的三颈烧瓶中，依次加入60mL无水乙腈和三苯基膦7.86g(30mmol)，再缓慢加入六氯乙烷7.11g(30mmol)，在搅拌下缓慢滴加无水三乙胺8.3mL，室温下搅拌5小时后，过滤，用无水乙醇洗涤以除去三苯基氧膦，干燥，得白色固体7.1g，熔点：192-194℃，产率：88%。1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:7.19-7.72(m,20H,Ph),3.63(q,2H,J=7.0HZ,OCH2),2.52(s,3H,SCH3),0.93(t,3H,J=7.1HZ,CH2CH3);13CNMR(CDCl3,100MHz)δ:163.7,149.3,140.1,132.5,132.4,132.1,131.5,128.3,128.2,128.1,126.0,125.1,58.6,14.4,.4目标产物5的合成在反应瓶中加入2.0mmol膦亚胺2-3和25mL干燥的二氯甲烷，通氮气保护，于室温下加入2.0mmol取代苯基异氰酸酯，静置6小时后，向反应液中加入2.0mmol的取代硫酚，反应半小时后，脱去溶剂，向残余物中加入25mL无水乙醇和催化量的乙醇钠，室温反应12小时，有大量白色固体析出，过滤干燥后，用DMSO重结晶得纯品。5-benzamido-6-phenylamino-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5a).Whitecrystals;yield:81%;m·p298-299oC;IR(KBr,cm-1):3445,1702(C=O),1686(C=O),1552;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.15(s,1H),9.77(s,1H),8.11(d,J=7.2Hz,2H),8.04(d,J=7.7Hz,2H),7.69(t,J=7.3Hz,1H),7.61(dd,J=12.6,6.1Hz,4H),7.50–7.38(m,4H),7.29(t,J=7.4Hz,1H),7.21(t,J=7.4Hz,1H),2.61(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:169.7,155.3,152.2,151.6,145.4,139.6,139.5,139.2,129.4,129.3,129.1,128.4,127.7,125.7,123.4,120.9,120.1,101.6,13.1;HRMS(ESI)calcdforC25H20N6O2S+:469.1447[M+H]+,found:469.1441.5-(4-methylbenzamido)-6-phenylamino-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5b).Whitecrystals;yield:73%;m·p>300oC;IR(KBr,cm-1):3327,1705(C=O),1674(C=O),1556;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.07(s,1H),9.77(s,1H),8.03(dd,J=11.1,8.1Hz,4H),7.62(d,J=7.7Hz,2H),7.50–7.38(m,6H),7.29(t,J=7.4Hz,1H),7.20(t,J=7.4Hz,1H),2.61(s,3H),2.42(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:167.3,154.9,152.8,152.6,146.3,143.2,138.8,137.9,129.5,129.4,129.3,128.9,128.8,126.5,125.4,124.5,120.8,99.9,21.6,13.1;HRMS(ESI)calcdforC26H22N6O2S+:483.1603[M+H]+,found:483.1598.5-(2-chlorobenzamido)-6-phenylamino-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5c).Whitecrystals;yield:80%;m·p290-292oC;IR(KBr,cm-1):3294,1704(C=O),1689(C=O),1561;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.14(s,1H),9.59(s,1H),8.16–8.10(m,1H),8.03(d,J=7.7Hz,2H),7.69–7.53(m,5H),7.46(dt,J=10.9,8.0Hz,4H),7.30(t,J=7.4Hz,1H),7.22(t,J=7.4Hz,1H),2.63(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:166.8,154.7,152.6,152.2,146.3,138.7,137.8,133.0,132.7,132.1,131.1,130.9,129.4,128.9,127.4,126.6,125.4,124.2,120.9,99.9,13.1;HRMS(ESI)calcdforC25H19ClN6O2S+:503.1057[M+H]+,found:503.1051.5-(4-nitrobenzamido)-6-phenylamino-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5d).Yellowcrystals;yield:74%;m·p>300oC;IR(KBr,cm-1):3319,1714(C=O),1681(C=O),1551;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.56(s,1H),9.82(s,1H),8.47(d,J=8.7Hz,2H),8.33(d,J=8.7Hz,2H),8.03(d,J=7.9Hz,2H),7.61(d,J=7.9Hz,2H),7.51–7.40(m,4H),7.30(t,J=7.4Hz,1H),7.22(t,J=7.3Hz,1H),2.61(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:166.0,154.7,152.7,152.3,150.3,146.4,138.7,137.8,137.7,130.3,129.4,128.9,126.6,125.6,124.5,124.1,120.9,99.8,13.1;HRMS(ESI)calcdforC25H19N7O4S+:514.1297[M+H]+,found:514.1292.5-benzamido-6-(4-methylphenylamino)-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5e).Whitecrystals;yield:79%;m·p>300oC;IR(KBr,cm-1):3345,1703(C=O),1683(C=O),1560;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.13(s,1H),9.71(s,1H),8.11(d,J=7.4Hz,2H),8.05(d,J=7.8Hz,2H),7.68(t,J=7.3Hz,1H),7.60(t,J=7.5Hz,2H),7.54–7.43(m,4H),7.30(t,J=7.4Hz,1H),7.22(d,J=8.2Hz,2H),2.61(s,3H),2.32(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:167.4,154.9,152.9,152.6,146.3,138.8,135.3,134.5,133.0,132.2,129.4,129.2,128.8,126.5,124.3,120.8,99.8,21.0\,13.1;HRMS(ESI)calcdforC26H22N6O2S+:483.1603[M+H]+,found:483.1598.5-(4-methylbenzamido)-6-(4-methylphenylamino)-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5f).Whitecrystals;yield:77%;m·p279-281oC;IR(KBr,cm-1):3304,1705(C=O),1685(C=O),1543;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.03(s,1H),9.68(s,1H),8.02(dd,J=18.7,7.9Hz,4H),7.48(dd,J=15.7,8.3Hz,4H),7.40(d,J=8.0Hz,2H),7.30(t,J=7.4Hz,1H),7.22(d,J=8.3Hz,2H),2.60(s,3H),2.42(s,3H),2.32(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:167.3,154.9,152.8,152.6,146.3,143.1,138.9,135.3,134.5,129.5,129.4,129.3,129.2,128.9,126.4,124.2,120.8,99.8,21.6,21.0,13.1;HRMS(ESI)calcdforC27H24N6O2S+:497.1760[M+H]+,found:497.1758.5-(2-chlorobenzamido)-6-(4-methylphenylamino)-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5g).Whitecrystals;yield:76%;m·p>300oC;IR(KBr,cm-1):3314,1750(C=O),1701(C=O),1543;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.11(s,1H),9.51(s,1H),8.18–8.10(m,1H),8.03(d,J=7.7Hz,2H),7.71–7.44(m,8H),7.32(dt,J=14.8,7.4Hz,1H),7.24(d,J=8.3Hz,2H),2.62(s,3H),2.33(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:168.8,155.2,152.4,151.9,145.8,140.6,139.2,138.7,129.4,128.9,128.6,128.5,126.0,124.2,122.6,120.4,100.8,21.4,13.1;HRMS(ESI)calcdforC26H21ClN6O2S+:517.1213[M+H]+,found:517.1208.5-(4-nitrobenzamido)-6-(4-methylphenylamino)-3-methylthio-1-phenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]-pyrimidin-4(5H)-one(5h).Yellowcrystals;yield:71%;m·p260-266oC;IR(KBr,cm-1):3319,1695(C=O),1669(C=O),1573;1HNMR(400MHz,DMSO)δ:11.48(s,1H),9.71(s,1H),8.43(d,J=8.3Hz,2H),8.32(d,J=8.4Hz,2H),8.03(d,J=7.8Hz,2H),7.48(dd,J=13.5,7.5Hz,4H),7.30(t,J=7.1Hz,1H),7.22(d,J=7.8Hz,2H),2.60(s,3H),2.32(s,3H);13CNMR(100MHz,DMSO)δ:166.1,154.7,152.8,152.2,150.1,146.3,138.8,138.3,135.2,134.6,130.3,129.3,126.5,125.2,124.1,120.8,99.8,21.0,13.0;HRMS(ESI)calcdforC26H21N7O4S+:550.1273[M+Na]+,found:550.1268.2.5结果与讨论2.5.1合成反应在合成目标产物时，需要加入乙醇钠（现制现用）作为催化剂，用无水乙醇做溶剂在室温下搅拌逐渐析出固体即得到目标产物。目标产物的溶解性溶解性较差，只能溶解在DMSO和DMF等极性较大的溶剂中，所以生成的产物都是直接从反应液中析出，有的甚至不需要进一步的重结晶即可得纯品，实验操作简单方便且收率较高。从合成路线可以看出，当酰肼和碳二亚胺反应时生成的胍中间体4-1有三个氨基可以参与成环反应，此时反应有一个选择性问题即哪个氨基参与反应(Scheme2.2)。从文献报道[74,75]、氨基活性以及位阻效应分析，关环产物是目标产物5而非4-2。Scheme图谱解析目标化合物5都得到了1HNMR、13CNMR、FT-IR和HRMS的确证。以目标化合物5b为列，从其1HNMR谱可以看出，两个N-H的化学位移分别在11.07和9.07ppm，苯环上氢的化学位移的δ值在7.20-8.03ppm之间，与苯环相连的甲基氢和硫甲基氢的化学位移分别在2.42ppm、2.61ppm，其它氢都能得到合理的归属。其13CNMR谱中，硫甲基碳的化学位移在13.1ppm，苯环相连的甲基碳的化学位移在21.6ppm，羰基碳的化学位移在167.3ppm。在FT-IR图谱中可以看到明显的C=O的吸收峰在1705cm-1和1674cm-1。高分辨质谱得到的分子量和理论分子量相同。2.6目标化合物5生物活性的测定2.6.1试验方法和步骤除草活性测试所需器材与药品如下(Table2.1)：Table2.1测试所需的六种种子如下：单子叶植物：稗草、小麦双子叶植物：油菜、黄瓜对照药品2,4-D为2,4-二氯苯氧乙酸(Scheme2.3)。Scheme实验方法与结果采用离体培养皿测试除草活性。用电子天平称量2mg待测样品，加入2滴DMF溶解，滴加2滴乳化剂（吐温-80），搅拌均匀，加蒸馏水稀释至20mL，配成100mg/L(100ppm)的溶液。取此溶液2mL加蒸馏水稀释到20mL，即配成10mg/L(10ppm)的样品溶液。在直径为9cm的培养皿中，铺好两层滤纸，放入15-20粒种子，6种种子分别用100ppm、10ppm的样品溶液培养（每个培养皿加入的溶液为6mL左右）。用上述方法，不加入待测药品，其余操作相同，作空白对照。处理完成后，盖好培养皿上盖，将培养皿水平放置在人工培养箱中培养，温度为25℃。在三至四天之后，种子长出叶片，打开灯光，每天光照8小时。在生长8天之后，将培养皿取出，测定植株根及茎的长度，取其中10株的平均值计算结果。结果为正说明药剂具有抑制作用，为负值说明药剂具有促进作用。效果=[(空白平均长度-处理平均长度)/空白平均长度]*100%活性标准：A级：≥90%，B级：≥70%，C级：≥50%，D级：<50%。目标化合物5在100ppm、10ppm对4种种子的根和茎的作用结果如下(Table2.2)。Table2.2目标化合物5在100ppm、10ppm对4种种子的根和茎的抑制率油菜稗草Compd.茎10ppm100ppm根10ppm100ppm茎10ppm100ppm根10ppm100ppm5a17-64432-11-42-19245b-100-402839-47-28-17-135c100100100100-51-306455d-100100791001001001001005e-5410086100100-9100-125f-10010071100-494654795g-10010052100-27-3054755h-54-356688-63-361-242,4-D8710096100510090100黄瓜小麦Compd.茎10ppm100ppm根10ppm100ppm茎10ppm100ppm根10ppm100ppm5a-152356431-3405b-45-124-11-21528395c-444484006420895d-2100531007100321005e-13-2435-5251425235f-1218-218312100161005g1310052100-3100501005h-9-154754-2-258612,4-D401009210010958892由表可知：1.在浓度为10ppm时，目标化合物5c对油菜的根和茎的抑制率达到了100%，优于2,4-D；而目标化合物5d和5e对稗草的根和茎的抑制率也达到了100%，也优于2,4-D。2.在浓度为100ppm时，目标化合物5c、5d、5e、5f和5g对油菜的根和茎的抑制率达到了100%，与2,4-D一样;目标化合物5d对稗草的根和茎的抑制率达到了100%，与2,4-D一样;目标化合物5d和5g对黄瓜的根和茎的抑制率达到了100%，与2,4-D一样;目标化合物5d、5f和5g对小麦的根和茎的抑制率达到了100%，优于2,4-D。3.总体上来说，浓度为100ppm目标化合物可以更有效地抑制种子根、茎的生长，低浓度对种子根、茎的抑制率会下降；当分子中含Cl和NO2时，除草效果更好。结语本文利用串联aza-Wittig成环反应设计合成未见文献报道的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，并且测试它们的除草活性，以期能找到具有超高效除草活性的吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物。为寻找高活性、高选择性的农药奠定基础。同时，本课题将丰富合成此类衍生物的合成手段，为以后合成吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物提供了可靠的方法和路径。1.全文介绍了吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物的合成和生物活性研究进展。2.本文以取代苯甲酰肼作为亲核试剂与吡唑磷亚胺应用串联aza-Wittig反应，设计、合成了新型的吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮类衍生物，通过核磁、红外、熔点、高分辨质谱等分析手段确认结构。具体产物如下：(1)3-甲硫基-5-取代苯甲酰胺基-6-苯胺基-1-苯基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮衍生物（4个）(2)3-甲硫基-5-取代苯甲酰胺基-6-（4-甲基苯胺基）-1-苯基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮衍生物（4个）2．对8个目标化合物进行了4种种子除草活性测试：发现目标化合物5c在10ppm和100ppm对油菜的茎和根的抑制率达到了100%，而目标化合物5d在10ppm和100ppm对稗草的茎和根的抑制率达到了100%。本文的所有研究都基于吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物骨架进行，研究了其在农业上的除草活性。还有很多工作，例如杀菌活性，灭毒活性，以及在医药方面的活性测试等都有待以后进行。 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