發(fā)布時(shí)間：2017-12-08 14:34

  本文關(guān)鍵詞：新型除草劑的制備及應(yīng)用研究

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【摘要】：化學(xué)除草劑的過(guò)量使用,不僅加重了雜草的抗藥性,還對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此,開(kāi)發(fā)高效環(huán)保、結(jié)構(gòu)新穎、具有新的作用位點(diǎn)的除草劑刻不容緩。本文運(yùn)用Me-too化學(xué)、簇合效應(yīng)以及離子液體策略進(jìn)行新除草化合物和新制劑的設(shè)計(jì)與合成,并進(jìn)行了生物活性評(píng)價(jià)及相應(yīng)的環(huán)境效應(yīng)研究。具體可分為以下四個(gè)部分:1.氨基三唑衍生物的制備及除草活性研究基于氨基三唑(殺草強(qiáng))典型的除草作用機(jī)理(α及β-胡蘿卜素合成抑制劑),以殺草強(qiáng)為母體化合物,利用Me-too化學(xué)方法,設(shè)計(jì)合成了 21個(gè)氨基三唑衍生物,經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)表征后,對(duì)其除草活性和結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,Ⅰ-17、Ⅰ-19和Ⅰ-21對(duì)常見(jiàn)禾本科雜草和闊葉雜草的除草活性均大于70%,且明顯高于殺草強(qiáng)對(duì)照;當(dāng)取代基為烷酰基時(shí),隨著碳鏈的增長(zhǎng),衍生物的除草活性先升高后降低;當(dāng)取代基為取代苯甲�；鶗r(shí),對(duì)位取代表現(xiàn)出較高的除草活性,且當(dāng)為對(duì)位取代時(shí),除草活性存在以下關(guān)系:硝基取代甲基取代氯取代氟取代。2.激素類除草劑衍生物的制備及應(yīng)用研究以常見(jiàn)激素類除草劑(2,4-D,二甲四氯,麥草畏)為母體化合物,利用Me-too化學(xué)方法設(shè)計(jì)合成了 25個(gè)激素類除草劑衍生物,并通過(guò)核磁共振氫譜、碳譜以及元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)。揮發(fā)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,除了Ⅱa-(7-8)和Ⅱb-(7-8)外,所有的化合物的揮發(fā)性均比對(duì)應(yīng)母體化合物低。除草活性實(shí)驗(yàn)表明,Ⅱa-(7-9)、Ⅱb-9和Ⅱc-9,表現(xiàn)出比母體化合物更高更快的除草活性;化合物Ⅱc-9不僅對(duì)雙子葉雜草有良好的殺滅活性,在450 gAI ha-1劑量下對(duì)單子葉雜草稗草也有較好的除草活性,并可能具有多重的作用機(jī)理。綜合考慮揮發(fā)性及除草活性,化合物Ⅱa-9、Ⅱb-9和Ⅱc-9可以作為潛在的新型莖葉處理除草劑來(lái)開(kāi)發(fā)使用。3.激素類除草劑二聚體的制備及應(yīng)用研究以2,4-D、二甲四氯和麥草畏為母體單體,利用簇合效應(yīng)原理設(shè)計(jì)合成了 32個(gè)激素類除草劑二聚體,并通過(guò)核磁氫譜及元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)。揮發(fā)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所合成的二聚體的揮發(fā)性均明顯低于對(duì)應(yīng)單體化合物。除草活性及結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明,連接體R的結(jié)構(gòu)在很大程度上影響了二聚體的除草活性,當(dāng)連接體與對(duì)應(yīng)單體的連接方式為雙酯鍵時(shí),二聚體表現(xiàn)出較高的除草活性,當(dāng)連接方式中含有酰胺鍵且在施用劑量為270 g AI ha-1時(shí),二聚體的除草作用速度明顯比對(duì)應(yīng)單體快,并且此類二聚體可能具有觸殺和內(nèi)吸雙重作用方式;在施用劑量為450 g AI ha-1時(shí),二聚體Ⅲb-(7-9)對(duì)稗草有較好的除草活性,可能具有與對(duì)應(yīng)單體化合物不同的作用方式;Ⅲa-2、Ⅲa-4、Ⅲb-2和Ⅲc-2具有較高的除草活性和選擇性,可以作為潛在選擇性除草劑在禾本科作物田中防除闊葉雜草。初步的代謝規(guī)律研究表明,所合成的二聚體可能是以"二聚體"形式在植物體內(nèi)起作用,而不是以"前藥"的形式起作用。4.氟磺胺草醚、毒莠定離子液體的制備及應(yīng)用研究分別以氟磺胺草醚及毒莠定為陰離子,運(yùn)用離子液體策略,選用不同類型的陽(yáng)離子配體合成了兩個(gè)系列共9個(gè)除草劑離子液體(HILs),并通過(guò)核磁共振及元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)。理化性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明,離子液體的水溶性、正辛醇-水分配系數(shù)(Kow)、表面張力、土壤淋溶特性和土壤吸附系數(shù)可以通過(guò)選擇不同結(jié)構(gòu)的配對(duì)離子來(lái)進(jìn)行優(yōu)化,擁有較長(zhǎng)碳鏈的離子液體具有較高的Kow和土壤吸附系數(shù)以及較低的表面張力、溶解度和土壤遷移能力;與氟磺胺草醚鈉鹽相比,離子液體FHIL-1能夠更有效率地穿透葉片角質(zhì)層和膜組織,到達(dá)靶標(biāo)位點(diǎn),并展現(xiàn)出更高更快的除草活性;所合成的PHILs中陽(yáng)離子配體的碳鏈越長(zhǎng),其除草活性越高,與毒莠定鉀鹽相比,離子液體PHIL-3展現(xiàn)出更高的除草活性;較低的水溶性和土壤遷移能力以及較高的土壤吸附系數(shù)使HILs對(duì)水環(huán)境和水生生物更加安全。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ457

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本文編號(hào)：1266757