新型羧酸类芳酰腙稀土配合物的合成及对小麦条锈病杀菌、抑菌效应的研究

合成系列对小麦条锈病杀菌能力强、低毒或无毒、溶解性好的新型羧酸类芳酰腙稀土配合物杀菌剂，从配位化学出发，研究其配位方式和结构特征；借助微量热计，得到配合物与细菌在不同条件（浓度、温度、酸度）下作用热谱图，根据细菌生长热动力学模型计算细菌生长速率常数和活化能；根据以上结果，研究配合物结构与其生物活性的构效关系，得出配合物杀菌剂的遴选方法，并将优选出的配合物杀菌剂进行常规生化实验进行验证，筛选出一种新型小麦条锈病抑杀菌剂或农作物广谱抑杀菌剂以及合成该杀菌剂的最优路线。该研究利用微量热学的结果研究配合物构效关系，不仅能快速筛选出一种新型小麦条锈病抑杀菌剂或农作物广谱抑杀菌剂，获得其温和、宽松、环保的合成方法，还为今后农作物杀菌剂的设计以及快速、定量杀菌能力评价系统的建立奠定了基础。

合成了5种新型羧酸类芳酰腙及其与13种稀土盐的5类65种羧酸芳酰腙稀土配合物，并通过正交实验得到了其最优化的合成方法。利用元素分析、化学分析、红外光谱、紫外光谱、X-射线单晶和粉末衍射对芳酰腙及其稀土配合物的组成和结构进行了表征和分析，发现5类芳酰腙配合物有3种类型的化学式：RE(HL)L•nH2O（3类39种配合物）、RE(HL)2NO3•nH2O（1类13种配合物）和RE(HL)3•n.H2O（1类13种配合物），羧酸类芳酰腙配体主要以羧基上的羟基氧原子和酰腙基团中的亚胺基氮原子参加配位，形成5配位或6配位的配合物。. 采用热重技术对上述5类配合物进行了热稳定性研究，发现大部分配合物的热稳定性都比相应的配体高。配合物的热分解过程主要分为三个阶段：第一个阶段脱水过程，第二个阶段配体解离过程，第三个阶段进一步脱去碳氢，最后剩下的主要是稀土氧化物，分别利用Kissinger公式和Ozawa公式对第二阶段分解过程的活化能进行了计算，结果一致，并且显示大部分配合物在这一阶段的分解活化能在100-300 kJ•mol-1范围，说明配合物的热稳定性高。. 借助微量热计，测量了上述5类芳酰腙稀土配合物抑制小麦条锈菌生长的热谱图。小麦条锈菌在芳酰腙稀土配合物作用下的热谱图与常规细菌生长的热谱图类似，主要分为四个时期，即调整期、对数期、稳定期和衰亡期。对热谱图的解析结果发现，5类芳酰腙稀土配合物都显著影响了小麦条锈菌生长的对数期和稳定期，使对数生长期谱线的斜率变小，稳定期的时间变长，说明5类芳酰腙稀土配合物都对小麦条锈菌具有较强的杀菌能力。通过计算得到了小麦条锈菌在5类芳酰腙稀土配合物作用下对数生长期的热动力学方程、生长速率常数k和活化能E，通过比较k和E值，同时参考合成条件的温和及环保，对系列配合物的抑菌能力进行了排序，发现邻羧基苯甲醛对羟基甲酰腙Ce配合物Ce(C15H11N2O4)2NO3 •2H2O的抑菌能力最强。本项目为芳酰腙稀土配合物进一步的实际应用和小麦条锈菌的化学防治做了前期基础工作。