含吡啶母环杂环化合物的合成、表征及生物活性研究

论文摘要

杂环化合物尤其是含氮杂环化合物由于具有生物活性高、环境相容性好、作用靶标新颖等特性,已成为农药和医药创制中的研究热点。基于活性含氮杂环化合物的结构特征,本文采用分子设计和药效团合理拼接等手段,合成了五类67个新型含吡啶母环的杂环化合物,经1H NMR、IR、MS和元素分析进行结构表征,所有化合物均未见文献报道。采用X-ray单晶衍射,解析了化合物ⅠA-d、ⅡA-b、ⅡB-b和Ⅴ-i的晶体结构。探索了一种反应条件温和的合成酰胺类化合物的新方法。生物活性测试表明,部分化合物对粘虫显示出较好的生长调节活性。全文内容概括如下:以乙酰丙酮为起始原料,先合成中间体2,6-二甲基-3,5-二乙酰基吡啶,再经亲核加成-消除、肼关环和氮酰化等一系列反应,设计合成10个未见报道的吡啶联吡唑类化合物。通过对目标化合物ⅠA-d进行X-ray衍射单晶测定和结构解析,对氮酰化的反应机理进行了探讨。以中间体2,6-二甲基-3,5-二乙酰基吡啶为原料,先与芳香醛发生缩合反应,然后与肼关环得到16个未见报道的吡啶联吡唑啉类化合物,通过对同分异构体化合物ⅡA-b和ⅡB-b进行X-ray衍射单晶测定和结构解析,对目标化合物的外消旋体ⅡA系列和内消旋体ⅡB系列成功进行了区分。7个化合物经除草、杀虫和杀菌活性测试,表现出较弱的生物活性。以乙酰乙酸乙酯为起始原料,先合成中间体2,6-二甲基-3,5-二乙氧羰基吡啶,通过选择性肼解得到双边和单边吡啶酰肼,分别经关环,同时利用吡唑环具有良好的离去性能,在酸催化下胺解反应合成15个未见报道的双边和8个单边吡啶酰胺类化合物,并对酸催化条件下酰基吡唑的胺解机理进行了探讨。该合成过程反应条件温和,且未见文献报道。其中,8个化合物对2龄粘虫具有较好的生长抑制活性,但对豆蚜表现出较弱的致死活性。以中间体双边和单边吡啶酰肼为原料,改进了1,3,4-噁二唑衍生物的合成方法。分别与芳醛进行缩合反应生成双边酰腙和单边酰腙,然后用NBS作卤代试剂进行成环反应合成12个未见报道的吡啶联噁二唑类化合物ⅣA和ⅣB,并对分子内成环的反应机理进行了探讨。其中,10个化合物对2龄粘虫具有生长抑制活性,7个化合物对黄瓜炭疽病和瓜白粉病显示出一定的防治效果,但化合物的除草活性较弱。增加分子柔性有利于提高吡啶联噁二唑化合物的昆虫生长抑制活性。以单边吡啶酰肼为原料,经加成、环合反应,合成9个未见文献报道的吡啶联三唑并噻二唑稠杂化合物（Ⅴ）。化合物Ⅴ-i经X-ray单晶衍射呈平面刚性结构。7个化合物对2龄粘虫表现出一定的生长抑制活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 杂环化合物的重要性
• 1.2 具有生物活性的吡啶类化合物在医药和农药中的应用
• 1.3 本论文的研究意义、研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 研究意义
• 1.3.3 研究内容和技术路线
• 第二章 吡啶联吡唑类化合物的合成
• 2.1 引言
• 2.2 合成路线
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 主要仪器与试剂
• 2.3.2 中间体的合成
• 2.3.3 目标化合物的合成和表征
• 2.3.4 化合物ⅠA-d的单晶培养和晶体结构测定
• 2.4 结果和讨论
• 2.4.1 图谱分析
• 2.4.2 化合物ⅠA-d晶体结构的解析
• 2.4.3 合成讨论
• 2.4.4 氮酰化反应机理的探讨
• 2.5 小结
• 第三章 吡啶联吡唑啉类化合物的合成和生物活性
• 3.1 引言
• 3.2 合成路线
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 主要仪器与试剂
• 3.3.2 中间体的合成
• 3.3.3 目标化合物的合成和表征
• 3.3.4 化合物ⅡA-b和ⅡB-b的单晶培养和晶体结构测定
• 3.4 结果和讨论
• 3.4.1 图谱分析
• 3.4.2 化合物ⅡA-b和ⅡB-b晶体结构的解析
• 3.4.3 合成讨论
• 3.5 生物活性测试
• 3.6 小结
• 第四章 吡啶酰胺类化合物的合成和生物活性
• 4.1 引言
• 4.2 合成路线
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 主要仪器与试剂
• 4.3.2 中间体的合成
• 4.3.3 目标化合物的合成和表征
• 4.4 结果和讨论
• 4.4.1 图谱分析
• 4.4.2 合成讨论
• 4.4.3 反应机理的探讨
• 4.5 生物活性测试
• 4.5.1 昆虫生长调节测试
• 4.5.2 杀虫活性测试
• 4.6 小结
• 第五章 吡啶联噁二唑类化合物的合成和生物活性
• 5.1 引言
• 5.2 合成路线
• 5.3 实验部分
• 5.3.1 主要仪器与试剂
• 5.3.2 中间体的合成
• 5.3.3 目标化合物的合成和表征
• 5.4 结果和讨论
• 5.4.1 图谱分析
• 5.4.2 合成讨论
• 5.4.3 反应机理的探讨
• 5.5 生物活性测试
• 5.5.1 除草、杀虫、杀菌活性的筛选试验
• 5.5.2 昆虫生长调节测试
• 5.6 小结
• 第六章 吡啶联稠环化合物的合成和生物活性
• 6.1 引言
• 6.2 合成路线
• 6.3 实验部分
• 6.3.1 主要仪器与试剂
• 6.3.2 中间体的合成
• 6.3.3 目标化合物的合成和表征
• 6.3.4 化合物Ⅴ-i的单晶培养和晶体结构测定
• 6.4 结果和讨论
• 6.4.1 图谱分析
• 6.4.2 化合物Ⅴ-i晶体结构的解析
• 6.4.3 合成讨论
• 6.5 生物活性测试
• 6.5.1 除草、杀虫、杀菌活性测试
• 6.5.2 昆虫生长调节测试
• 6.6 小结
• 第七章 总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 主要创新点
• 参考文献
• 攻读博士学位期间公开发表的论文
• 致谢