香豆素衍生物的设计、合成、构效关系及光敏活性研究

光活化农药充分利用光和氧两个自然因子来提高农药的杀虫、除草效果，以其高效、低毒、低残留、不易产生抗药性等优点，成为人们梦寐以求的环境友好农药。香豆素是一类具有广泛生理活性的天然产物，具有好的光敏活性。本项目以哥纳香的天然产物吡喃酮为模版，以光敏活性化合物香豆素为骨架，设计并通过Pechmann缩合反应、分子内wittig反应来合成150-200个芳烯基香豆素和芳基呋喃并香豆素类新型化合物，并进行结构表征；测试其光化学杀虫活性和除草活性；运用计算机辅助设计确定香豆素衍生物的构效关系，优选出1-2个高光敏活性的香豆素类化合物进行室内毒力、田间药效试验，以期得到具有自主知识产权的光敏化合物，为农药由光稳定型向光活化型方向发展提供科学的理论依据。

光活化农药充分利用光和氧两个自然因子来提高农药的杀虫、除草效果，以其高效、低毒、低残留、不易产生抗药性等优点，成为人们梦寐以求的环境友好农药。香豆素是一类具有广泛生理活性的天然产物，具有好的光敏活性。本项目以光敏活性化合物香豆素为骨架，通过 Pechmann 缩合反应、酯化或醚化反应、溴化反应，wittig 反应等合成了39个呋喃[2,3-g]并香豆素Ⅰ，18个呋喃[3,2-g]并香豆素Ⅱ，27个呋喃[2,3-h]并香豆素Ⅲ，19个7-苯乙烯香基豆素Ⅳ四个系列的新型化合物，同时得到关键中间体161个。所有化合物进行了结构鉴定。生物活性结果表明：在质量浓度100mg/L下，6-酯基-4,7-二甲基香豆素，7-酯基-4,6-二甲基香豆素，7-酯基4,8-二甲基香豆素3个系列中间体对供试害虫有较好的杀虫活性。其中活性在80％以上的化合物有27种，与阿维菌素和吡虫啉对照药剂活性相当；除草活性与乙草胺相当的化合物有6种；大部分化合物的杀菌活性不理想。光敏活性研究表明：质量浓度为100mg/L，在光照条件下，目标化合物Ⅰb、Ⅰc、Ⅰs、Ⅰoo、Ⅱa、Ⅱc、Ⅱe、Ⅱg、Ⅱj、Ⅱp、Ⅱw、Ⅱx、Ⅱy、Ⅱcc、Ⅲm、Ⅲcc、Ⅲdd、Ⅲkk、Ⅲnn对淡色库蚊的活性超过90％，特别是Ⅰb、Ⅰc、Ⅱj、Ⅲcc、Ⅲnn的活性达到100％，与标准对照α-三联噻吩（α-T）的活性相当；同时，化合物Ⅰc、Ⅰs、Ⅰoo、Ⅱc、Ⅱj、Ⅱp、Ⅲa、Ⅲm、Ⅲcc、Ⅲhh、Ⅲkk、Ⅲnn在黑暗条件下，对淡色库蚊的活性超过90％，表明这类化合物具有理想的杀虫活性，光敏活性不显著。但是目标化合物Ⅰb、Ⅱa、Ⅱg、Ⅲdd对淡色库蚊有很好的光敏活性，尤其是Ⅰb，光敏活性与α-T相当，具有进一步研究开发的价值。运用计算机辅助设计确定香豆素衍生物的构效关系，预测到高活性化合物的重要特征为：化合物2-位相连的环与呋喃并香豆素环不共平面，构象向上偏转，并且该部分环的体积不能过大，应不大于6元环。其次呋喃并香豆素环上的呋喃和吡喃两个O原子位于同侧，且烷基链在吡喃环的4-位；优选出 1个高光敏活性的香豆素类化合物，以期得到具有自主知识产权的光敏化合物，为农药由光稳定型向光活化型方向发展提供科学的理论依据。