新型杀虫、杀螨剂与植物生长调节剂的设计、合成及生物活性研究

发布时间：2020-04-12 00:04

【摘要】：双酰胺结构、螺环季酮结构、1,2,4-VA二唑结构以及双酰肼结构具有优异的生物活性,在农药及医药领域具有很高的实用价值。目前,这些结构在新农药创制领域仍然是广大科研工作者研究的重点内容。为了开发有实用价值的高活性化合物,本文利用活性亚结构拼接的方法和生物电子等排的原理,基于双酰胺的结构,通过引入二氟乙氧基、四氟丙氧基、2-氯乙氧基及2-溴乙氧基对“康宽”酸进行改造,设计合成了41个新化合物;基于螺环季酮的结构,通过用萘乙酸和4-叔丁基苯乙酸代替螺螨酯结构中的2,4-二氯苯乙酸设计合成了22个新化合物;基于1,2,4-VA二唑结构,通过对tioxazafen结构中VA二唑环上3号位及5号位的基团进行取代设计合成了69个新化合物;基于双酰肼的结构,通过引入吡唑酸及改造“康宽”酸设计合成了10个新化合物。此外,还设计合成了10个植物生长调节剂类化合物。本文总共合成了152个化合物,所有化合物都通过~1H NMR进行了结构确证,有的还通过~(13)C NMR、HRMS进行了结构确证。并对以上所有化合物进行了相应的生物活性测试,筛选出了一批具有研究价值的高活性化合物,为新型高活性化合物的开发及研究提供了具体的理论依据和数据支撑。主要研究内容如下:(1)以氯虫苯甲酰胺为先导化合物,通过结构改造与修饰设计合成了12个含二氟乙氧基、12个含四氟丙氧基、8个含2-氯乙氧基、9个含2-溴乙氧基共计41个化合物。并对它们进行了杀小菜蛾及二化螟的生物活性测试,初步生物活性测试结果表明,化合物I_(a3)、I_(a8)、I_(a11)、I_(b3)、I_(b8)、I_(b11)表现出优异的生物活性,其中化合物I_(b8)对小菜蛾和二化螟均表现出最高的杀虫活性,当测试浓度为1 mg/L时对小菜蛾和二化螟的致死率分别为90%和92%。(2)以螺螨酯为先导化合物,用4-叔丁基苯乙酸和萘乙酸分别代替螺螨酯结构中的2,4-二氯苯乙酸,得到的双酯化合物分别与不同的酰氯反应得到了13个含4-叔丁基苯乙酸结构的螺环季酮酸类化合物和9个含萘乙酸结构的螺环季酮酸类化合物。并对它们进行了杀朱砂叶螨螨卵的生物活性测试,初步的生物活性测试表明,化合物I_(10)、I_(12)、I_(13)对朱砂叶螨螨卵具有优异的杀灭活性。(3)以商品化杀线虫剂tioxazafen为先导化合物,保留1,2,4-VA二唑环,对环上3号位的苯基与5号位的噻吩基进行替换,合成了六类(以3号位划分)共计69个化合物,分别为4-(对甲苯氧基)苯甲基类13个、2-乙氧基苯甲基类11个、4-三氟甲基苯甲基类11个、2,6-二氟苯甲基类14个、4-苯氧基苯甲基类11个、2-吡啶基类9个。并对它们进行了甜菜夜蛾与二化螟的杀虫活性测试,生物活性测试结果表明,化合物I_4、I_6、I_7、I_(11)、II_4、II_6、II_7、III_4、III_6、III_7、IV_4、IV_7、IV_(12)、IV_(13)、IV_(14)、V_4、V_6、V_7等表现出优异的杀虫活性。(4)以虫酰肼为先导化合物,保留双酰肼结构,用1-(3-氯吡啶-2-基)-3-(2,2-二氟乙氧基)-1H-吡唑-5-羧酸,4-氯-3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-羧酸取代4-乙基苯甲酸,设计合成了10个新化合物。并对它们进行了对小菜蛾、甜菜夜蛾及二化螟的杀虫活性测试,生测结果表明化合物I_1、I_3、I_5表现出优异的杀虫活性。(5)设计合成了10个植物生长调节剂类化合物,分别为4个萘二甲酰胺基类化合物、1个萘乙酸吡啶乙基酯类化合物、1个6-氨基嘌呤乙基萘乙酸酯类化合物、1个吡啶乙氧基香豆素类化合物、1个咪唑啉二酮类化合物。1个肉桂酸类化合物、1个氯代烯效唑类化合物,并对它们进行了小麦种子发芽及小麦种子促生根实验,结果表明10个化合物均具有优异的生物活性。
【图文】：

脑型,动脉平滑肌细胞,杀螨剂,无脊椎动物

虫、杀螨剂与植物生长调节剂的设计、合成及生物活有大量的骨骼肌型（RyR1），此外像睾丸细胞、其它不含肌肉的组织细胞中也含有 RyR1。心肌2），此外在神经元细胞、动脉平滑肌细胞、肾上量 RyR2。脑型（RyR3）在所有鱼尼丁受体中所肌肉细胞中含有大量脑型（RyR3），此外，在肾中也含有少量 RyR3[8]。与哺乳类不同，鱼类、两仅分为两类，即 RyRα和 RyRβ。其中 RyRα和哺乳动物的 RyR3 相似。另外无脊椎动物体内的鱼[9]

双酰胺,苯甲酰胺,酰胺,杀虫剂

找高活性、高选择性的鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂[22]。因此，鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂从开始研发至今一直是新型农药创制的热点领域。1.1.3.3 鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂的研究进展目前，具有代表性的鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂主要有三个商品化产品，分别是日本农药株式会社开发的氟虫双酰胺（flubendiamide）、美国杜邦公司相继研发的氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）及溴氰虫酰胺（yantraniliprole），结构如图 1-2 所示。这三个产品在国内均已商品化，其中氟虫双酰胺又称为氟虫酰胺属于邻苯二甲酰胺类杀虫剂，是日本农药株式会社于 1998 年推出的第一个作用于昆虫鱼尼丁受体的杀虫剂。美国杜邦公司沿用了氟虫双酰胺的创制思路，进一步研究将氟虫双酰胺中的一个酰胺进行调位，于 2000 年成功推出了邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂的第一个品种——氯虫苯甲酰胺[23]，即康宽，它与氟虫双酰胺具有相同的作用机制。溴氰虫酰胺，也被称为溴虫酰胺，是杜邦公司的科研人员用氰基将氯虫苯甲酰胺结构中苯环上的氯原子进行取代得到的，，于 2012 投入市场，溴氰虫酰胺作为第二代鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂，与氯虫苯甲酰胺相比具有更强的内吸性以及更广的杀虫谱。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ450.1

【参考文献】