新型含氮氧杂环结构的吡唑肟醚衍生物的设计合成与杀虫活性研究

Recently, pyrazole oxime ether derivatives have attracted considerable attention in agrochemical research due to their excellent bioactivities. In this project, we choose the pyrazole oxime moiety as the mother backbone, based on analyzing the structural properties and biological activities of pyrazole oxime ether insecticide and acaricide. We want to construct novel pyrazole oxime ethers containing N-,O-heterocycles by introducing the substituted thiazole, pyridine, pyrimidine, furan, and oxadiazole rings into the pyrazole oxime skeleton, which not only remain the basic structural properties of pyrazole oximes, but also break down the structural modes and patent protection of the related compounds and increase the research range of pyrazole oximes. An effective, simple and economic synthetic route to obtain such compounds is one of the goals we pursued.The insecticidal activities and structure-activity relationships of the designed compounds will also be studied with the corresponding bioassay mode in order to find potent pesticide lead compounds. The research results of this project will make good preparation for the design and development of new agrochemicals with high activity,low toxicity and favorable safety profile,further provide more structure-activity data and novel selection modes.

近年来，吡唑肟醚衍生物的研究已成为有关农药研究人员关注的重点研究领域，其研究内容广泛。本课题在总结分析国内外吡唑肟醚杀虫杀螨剂的结构特征、活性数据基础上，选择吡唑肟为母体结构，利用生物等排及活性亚结构拼接等方法，将具有多取代基或延长链的噻唑、吡啶、嘧啶、呋喃、噁二唑等含氮氧杂环单元，通过亚甲基以桥连方式同吡唑肟相连，构建多种具有含氮氧杂环取代的新型吡唑肟醚类化合物。通过对不同合成方法的研究与比较，确定高效、便捷、经济的合成路线。选择适当的虫害为作用对象及相应的生物活性测定模型，测试目标化合物的杀虫活性，进一步研究其构效关系,以期发现具有高活性的农药先导化合物。本研究既保留了吡唑肟类农药的基本结构特征，又突破了相关化合物的结构模式和专利覆盖面，拓展了研究领域。其研究成果可为高效、低毒、低生态风险的新农药创制准备工作基础，提供结构活性数据及新的选择模式。

含氮杂环化合物在新农药研究领域占有重要地位，吡唑肟类化合物是近十多年来研究颇多的一类重要的含氮杂环化合物，不少含吡唑肟结构的农药在农作物病虫草害防治方面发挥着重要的作用。为了进一步从吡唑肟杂环化合物中寻找与发现高效、低毒的农药新品种, 本课题研究以日本Nihon Nohyaku公司研制开发的唑螨酯为先导，运用生物电子等排或活性亚结构拼接的方法，将具有多取代基或延长链的噻唑、吡啶、嘧啶、呋喃、噁唑、异噁唑、1,2,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,3,4-噻二唑等含氮氧杂环单元，通过亚甲基或甲酰基同吡唑肟相连，构建多种具有含氮氧杂环取代的新型吡唑肟类化合物。此外，本研究将具有不同碳链的二氯丙烯结构引入吡唑肟分子结构中，设计合成了含取代基二氯丙烯结构的吡唑肟衍生物。设计合成了13个系列具有新颖结构的吡唑肟类化合物。生物活性测试结果显示，某些吡唑肟类化合物对螨虫、蚜虫或小菜蛾等表现出良好的杀灭效果，如含三氟甲基吡啶氧基联苯基结构的吡唑肟化合物不仅对螨虫表现出良好的杀灭效果，而且对小菜蛾或蚜虫显示良好的抑制作用；含有嘧啶杂环结构的吡唑肟化合物对smmc-7721 and Hep G2肿瘤细胞具有一定的抑制作用；某些吡唑肟类化合物如含噁唑、噁二唑环结构的吡唑肟衍生物不但具有较好的杀虫活性，而且对黄瓜霜霉病呈现优异的杀菌活性，目前有两个高活性的噁二唑类化合物正在进行田间药效试验。某些含1,2,3-噻二唑、1,3,4-噻二唑杂环结构的吡唑肟类化合物呈现出较好的杀虫或杀螨活性，其中部分1,3,4-噻二唑类化合物表现出与对照药Pyridalyl相近的杀小菜蛾活性，部分1,3,4-噻二唑类化合可选为农药先导作进一步的探讨与研究。部分含二氯丙烯结构的吡唑肟化合物对粘虫呈现出与对照药啶虫丙醚相当的杀灭效果。部分含二氯丙烯结构的吡唑肟化合物可选为先导进行深入的衍生合成与生物活性研究。这些现象在同一类型的化合物中比较少见，对于进一步研究吡唑肟类化合物结构与生物活性的关系，寻找和发现具有全新结构的杀虫、杀螨剂具有重要的理论意义。本课题研究既保留了吡唑肟类农药的基本结构特征，又突破了相关化合物的结构模式和专利覆盖面，增加了分子的可修饰性，拓展了研究领域。其研究成果可为高效、低毒、低生态风险的新农药创制准备工作基础，提供结构活性数据及新的选择模式。