發(fā)布時間：2020-05-07 21:24

【摘要】：除草劑作為三大農(nóng)藥種類之一,在提高作物產(chǎn)量和保障糧食安全方面占據(jù)十分重要地位。然而,隨著世界人口增加和雜草抗性增強(qiáng),綠色環(huán)保型除草劑的研發(fā)將面臨巨大挑戰(zhàn),基于新型靶標(biāo)的新型除草劑的研究將成為當(dāng)今社會的迫切需要。2C-甲基赤蘚糖-4-磷酸途徑(MEP途徑)不存在于人和動物體中而存在于許多細(xì)菌和植物中,研究該途徑關(guān)鍵酶抑制劑對研發(fā)新型除草劑具有重要意義。IspD酶是MEP途徑第三個關(guān)鍵酶,有文獻(xiàn)報道吡唑并嘧啶類化合物和三唑并嘧啶類化合物對IspD酶有抑制活性。本學(xué)位論文在前人研究基礎(chǔ)上,設(shè)計并合成了新型的吡唑并嘧啶類化合物和三唑并嘧啶類化合物,并研究了這些化合物的生物活性。具體內(nèi)容如下:1.概述了除草劑的研究現(xiàn)狀、MEP途徑及其關(guān)鍵酶、IspD蛋白酶及其抑制劑、吡唑并嘧啶和三唑并嘧啶類化合物的生物活性,提出了本論文的研究課題。2.吡唑并嘧啶類化合物的合成及表征。以5-氨基-1H-吡唑-4-竣酸乙酯和三氟乙酰乙酸乙酯為原料,依次發(fā)生環(huán)合反應(yīng)、氯代反應(yīng)、親核取代反應(yīng),得到20個目標(biāo)化合物。通過1HNMR、13CNMR、19FNMR和HRMS等表征技術(shù)手段,對所合成化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確定。3.三唑并嘧啶類化合物的合成及表征。以苯乙酸類化合物為起始原料,與氯化亞砜反應(yīng)制得苯乙酰氯,再與氨基胍鹽酸鹽反應(yīng)得到芐基取代的三氮唑;其與乙酰乙酸乙酯進(jìn)行關(guān)環(huán),得到芐基取代的1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶類化合物;進(jìn)一步用三氯氧磷進(jìn)行氯代,與酚類化合物親核取代,得到20個目標(biāo)化合物。通過1HNMR、13CNMR、19FNMR和HRMS等表征技術(shù)手段,對所合成化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確定。4.運用標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)平皿法(NY/T.1155.1-2006),對所合成化合物進(jìn)行除草活性初篩。測試了不同濃度的吡唑并嘧啶和三唑并嘧啶類化合物對單子葉植物稗草和雙子葉植物油菜的根與莖的生長抑制作用。分析總結(jié)發(fā)現(xiàn):大部分化合物對單子葉植物稗草和雙子葉植物油菜的生長都表現(xiàn)出一定的抑制作用。在100 ppm的濃度下,大多數(shù)化合物對雙子葉植物油菜根和單子葉植物稗草根與莖的抑制活性達(dá)到Ⅲ-Ⅰ級;當(dāng)濃度降低時,化合物對單子葉植物稗草和雙子葉植物油菜的根和莖的生長抑制率也變小。
【圖文】：

解為五碳單體一異戊二烯基二磷酸（ＩＰＰ）及其異構(gòu)體二甲基烯丙基二磷酸逡逑（ＤＭＡＰＰ）［９８］，所以ＩＰＰ和ＤＭＡＰＰ是合成所有類異戊二烯化合物的原料。多年來，逡逑人類一直認(rèn)為甲羥戊酸（ＭＶＡ）途徑是合成ＩＰＰ和ＤＭＡＰＰ的唯一途徑（如圖１－１Ａ）。然逡逑而經(jīng)過多年的研究發(fā)現(xiàn)，生物體具有不同于ＭＶＡ的新途徑。逡逑近年來研宄發(fā)現(xiàn)，普遍存在于細(xì)菌和植物必需代謝過程中而很少存在于動物中逡逑的非甲羥戊酸途徑（ＭＥＰ途徑）涉及七種關(guān)鍵酶（如圖１－１Ｂ），所以這七種關(guān)鍵酶的抑制逡逑劑可以作為抗惡性瘧原蟲藥物和新型除草劑［１１，１２］。ＭＥＰ途徑的七種關(guān)鍵酶分別是１－逡逑脫氧－Ｄ－木糖－５－磷酸合成酶（ＤＸＳ）、１－脫氧－Ｄ－木糖－５－磷酸還原異構(gòu)酶（ＩｓｐＣ）、４－二磷逡逑酰胞苷基－２Ｃ－Ｄ－赤蘚糖醇轉(zhuǎn)化酶（ＩｓｐＤ）、４－二磷酰胞苷基－２Ｃ－Ｄ－赤蘚糖醇激酶（ＩｓｐＥ）、逡逑２（：－甲基－０－赤蘚糖醇－２，４－環(huán)二磷酸合成酶（１��？）、２（：－甲基－０－赤蘚糖醇－２，４－環(huán)二磷酸逡逑還原酶（ＩｓｐＧ）、１－輕基－２－甲基－２（Ｅ）－丁烯基－４－二磷酸還原酶（ＩｓｐＨ）［１３’９８］。逡逑２逡逑

以及色氨酸衍生物四氫Ｂ比陡并Ｂ引嗓（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒｉｄｏｉｎｄｏｌｅ）［２４］等；ＩｓｐＥ酶的抑制劑含逡逑有苯酚基噻嗪衍生物（ｔｈｉａｚｏｌｙｌｐｈｅｎｏ丨）［２５］；邋ＩｓｐＦ酶的抑制劑含有噻唑并嘧啶衍生物。逡逑這些典型酶抑制劑的分子結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。逡逑Ｃｌ邋ＤＸＳ邋０邐ＩｓｐＣ逡逑時邋ｔｒ。ＯｉＣＯ邋＿逡逑Ｏ邐尸逡逑Ｋｅｔｏｃｌｏｍａｚｏｎｅ邐Ｆｏｓｍｌｄｏｍｙｃｉｎ邐ｔｒｉａｚｏｌｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ邐／／％逡逑ｔｈｉａｚｏｌｙｉｐｈｅｎｏｌ邐Ｆｏｓｍｌｄｏｍｙｃｉｎ邋ａｎａｌｏｇｕｅ）邐Ｐｓｅｕｄｉｌｉｎ邐ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒｉｄｏｌｎｄｏｌｅ逡逑圖１－２邋ＭＥＰ途徑七個關(guān)鍵酶典型抑制劑分子結(jié)構(gòu)逡逑我們課題組在前期研究中，進(jìn)行了基于ＩｓｐＤ酶結(jié)合位點結(jié)構(gòu)的除草劑先導(dǎo)化合逡逑物分子設(shè)計合成和生物活性研宄。通過虛擬篩選、先導(dǎo)結(jié)構(gòu)化合物合成和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，逡逑設(shè)計合成了三唑并嘧啶類、氨基嘧啶類、苯并噻唑類、苯基吡唑類、吡唑并嘧啶類逡逑等五大類先導(dǎo)結(jié)構(gòu)化合物４００余個；建立了擬南芥靶標(biāo)蛋白ＩｓｐＤ的表達(dá)純化和基于逡逑靶標(biāo)的高通量篩選方法？，通過合成高活性化合物的熒光分子探針，研宄了高活性化逡逑合物抑制作用機(jī)理。這些研宄工作為后續(xù)新型除草劑的合成奠定了良好的工作基逡逑礎(chǔ)。逡逑１．３邋ＩｓｐＤ蛋白酶的結(jié)構(gòu)、功能及抑制劑逡逑１．３．１邋ＩｓｐＤ蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能逡逑２００１年，，Ｒｉｃｈａｒｄ邋Ｓ．邋Ｂ．等人發(fā)表了一篇基于高度有序的ＩｓｐＤ蛋白酶單斜晶形結(jié)構(gòu)逡逑（１．５５邋Ａ）和機(jī)理的文章
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ457.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 韓鳳英;;新型三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑[J];農(nóng)業(yè)知識;2013年31期

本文編號：2653568