化工10601班 张泽军 开题报告Word文档格式.docx

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含三唑环的芳氧吡啶甲酰胺的合成研究

学生:

张泽军长江大学化学与环境工程学院化工系

指导老师:

龚银香老师长江大学化学与环境工程学院

一:

题目来源

教师的科研项目

二:

研究的目的和意义

2.1研究目的:

在21世纪的农药发展中，杂环化合物农药已是新农药发展的主流，占有重要地位。

杂环化合物结构变化多，通常含有一个或多个N，0，S等杂原子，因此，其母环和取代基变化比碳环化合物有更大的空间，从而增加了筛选的多样性，一般具有较高的活性和高的选择性，对非目标生物的毒性低，符合安全的需要。

另外，杂环化合物大多数能够在自然界中的生物体内找到其相应的骨架，所以，在自然界中更容易降解，有着良好的环境兼容性。

在众多杂环化合物中，含氮杂环化合物表现出高效、低毒、环境友好的特点而倍受农药研究者的青睐。

在新开发的农药中，许多商品化的超高效除草剂、杀虫剂、杀菌剂，都是含氮杂环化合物。

如三唑啉酮和四唑啉酮类除草剂、吡唑基吡唑类除草剂；

吡虫啉、吡唑类杀虫剂、三唑类杀菌剂等。

含氮杂坏化合物不仅有诸多特殊的物理性质，在功能方面有多种特殊的用途，而且在农药研究与应用方面有非常广阔的发展前景，因而成为当前农药研究开发中的热门课题。

酰胺类除草剂是仅次于有机磷除草剂而居世界第二销售额的近代农田化学除草剂，酰胺类除草剂是一种高效、高选择性的触杀性除草剂。

酰胺类化合物对植物呼吸具有抑制作用，主要是抑制呼吸作用中含巯基酶的活性。

一些酰胺类除草剂可作为电子传递抑制剂、解偶联剂对植物的光合作用产生抑制，如在叶绿体形成之前，异丙甲草胺可显著地抑制小球藻的光合作用。

众所周知，吡啶和苯是生物电子等排体。

尽管两者在诸多方面是相似的，但两者疏水性差别较大（苯的疏水常数为1.96，吡啶为0.65），因此，由吡啶替代苯环而得到的新化合物往往具有更高的生物活性、低的毒性、高的内吸性或更高的选择性等。

正因为吡啶环在农药分子设计中具有如此独特的效应，所以这类化合物的研究方兴未艾，并不断有新农药产品问世。

根据活性基团拼接原则和生物电子等排原理，一个活性分子中加入一个新的活性基团，其生物活性可能加强或导致新的生物活性产生。

本课题旨在合成和研究新的含三唑环的芳氧吡啶甲酰胺类化合物，以期得到含多活性中心的除草剂候选品种。

2.2研究意义

随着我国农业现代化的发展和农业劳动力的逐步转移,栽培耕作方式趋向于规模化和集约化,对农药的需求量显著增加。

其中，除草剂产业发展迅速，近年来其增长率远高于杀虫剂和杀菌剂发展水平,约占到农药产量比重的1/3。

，同时，随着我国沙尘暴等环境问题的日益突出，生态保护和环境安全要求农田耕作模式转向少动土的保护性耕作，全国正在进行大范围的少免耕示范和技术集成,推广保护性耕作是种植业发展的趋势,而除草是其中的关键技术环节，除草剂产业有着巨大的潜力。

我国除草剂生产主要以仿制为主,大多数为老品种,且布局不合理，由于受到知识产权的保护,仿制新品种受到极为严格的限制,这将成为长期困扰中国除草剂工业发展的重要因素。

综上所述，开发和创制高效新型除草剂对于推进我国有自主产权农药的开发与研制有着双重现实价值和实践指导作用。

三：

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四：

国内外研究概况和发展趋势及研究主攻方向

4.1国内外研究状况

4.1.1三唑环类化合物

三唑除草剂是近几十年研究和开发的一类新型草剂，它具有高效、选择性好、生物降解率高的特点．是一种极有发展前景的除草剂。

2O世纪60年代初期，荷兰的N，V—PnliDnphan公司合成了威菌磷，这也是人类最早使用三唑农药

随后人们发现威菌磷能防治观赏植物、园艺作物的白粉病，具有良好的内吸作用，还具有杀虫、杀螨活性，但此类化台物不具有突出的除草活性。

又由于其后陆续发现的几个1．2．4一三唑类杀菌剂的抑苗谱较窄，因此人们对此没有给予应有的重视。

直到1969年．英国BootsCompany才开始对三唑类化合物作为除草剂进行系统的研究和开发，揭示出具有下结构的化合物有除草活性

X为O,S原子

第一个三唑类旱田除草剂三唑磺是1975年才开发出来．此后日本住友公司也开始对此类化合物进行研究，但迄今仍未发现活性理想的品种。

与此同时日本的中外制药公司，合成了下图的化合物并对它们的除草活性进行了研究。

三唑磺

通过药效试验后得出n为2，酰胺基结构为N，N一二乙基甲酰胺时除草活性最佳，进一步研究苯环上取代基的构效关系，发现在苯环的2．6或2，4，6位引入低碳烷氧基或卤素，可进一步提高除草活性。

在所有这些化合物中，苯环氢2．4，6位被三个甲基取代的化合物不但具有较高的除草活性，而且对稗草防效最高．并对移栽水稻具有很好的选择性。

4.1.2芳氧基吡啶类化合物

二苯醚类除草剂是一个历史十分悠久的农药品种,近年来,与二苯醚类似的芳氧基吡啶类农药的兴起则是因为磺酰脲的兴起。

人们在研究超高效除草剂———嘧啶磺隆的作用机制时,发现嘧啶磺隆在植物体内可以降解成N-吡啶基嘧啶胺类衍生物。

人们据此合成了一系列芳香取代的吡啶胺类化合物,发现其具有良好的除草活性。

此外也有类似结构的杀菌活性的化合物报道,如氟啶胺。

当苯环对位有α-氧代丙酸酯取代时,即芳氧苯氧基丙酸酯类农药。

1972年德国赫司特公司开发了禾草灵。

转年,日本石原产业公司用吡啶环取代了2,4-二氯苯,最终开发成功了吡氟氯草灵和吡氟禾草灵。

近年来诺华公司则将酯基水解开发了horizon,而罗姆哈斯公司则彻底将酯基替换掉,开发了isoxapyrifop类似物。

当苯环对位取代基换成苯甲酰脲时,其生物活性则与前面提到的乙酯类化合物完全不同。

此类化合物其实也是苯甲酰脲类农药,是很好的几丁质抑制剂,具有极好的杀虫活性,如定虫隆。

从上面的论述可以看出芳氧基吡啶类化合物有很好的生物活性,当苯环上有不同的取代基团取代时常有不同的变化,然而对于其它官能团取代的芳氧基吡啶类化合物,人们的研究较少,因此将芳基吡啶上取代其它官能团或将芳氧基吡啶作为活性基团引入到其它结构类型的农药品种中可能会发现新的类型的农药品种,应该引起农药工作者的重视。

特别值得注意的是近年来公布的一些二嘧啶氧基苯甲酸和嘧啶巯基苯甲酸类化合物的用量都在每公顷几十克左右,如日本组合公司的双草醚、韩国的嘧啶肟草醚和日本组合公司的嘧草硫醚。

此类农药和芳氧基吡啶极为类似,对开发吡啶类除草剂有很好的参考价值。

4.1.2含吡啶酰胺类除草剂

酰胺类化合物是较早的一类高效、高选择性的除草化合物，吡啶环引入酰胺类化合物的开发研究相对较晚，其中最具代表性的有二十一世纪