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1,4-苯并噁嗪-3-酮因具有生物活性多样和毒理作用较小的特点,而在医学和农业上得到广泛应用。其在农业上,主要用于植物的抗细菌、抗真菌、除草、抗氧化等方面;在医学上,主要用于抗癌、抗炎和作为治疗神经退行性疾病及血小板聚集的抑制剂。因此,1,4-苯并噁嗪-3-酮被认为是创制研发低毒、高效绿色农药的潜在骨架模板。含丙醇胺亚结构的化合物,也因其具有抗细菌、抗真菌、抗疟疾和抗癌等优点而被广泛关注。为此,本论文将丙醇胺亚结构掺入到1,4-苯并噁嗪-3-酮中,合成了含丙醇胺亚结构的新型1,4-苯并噁嗪-3-酮衍生物,并测试了其抗烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus(TMV))的活性以及用于治疗水稻白叶枯病、柑橘溃疡病和猕猴桃溃疡病的生物活性,同时对最佳活性化合物的作用机制进行了初步探究。合成含丙醇胺亚结构的1,4-苯并噁嗪-3-酮类衍生物38个,并通过1 H NMR、13 C NMR、19F NMR和MS对其结构进行了验证,同时培养了化合物2n的晶体,以进一步确证系列化合物的结构。采用浊度法,测定了所合成目标化合物对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv oryzae(Xoo)),柑橘溃疡病菌(Xanthomonas axonopodis pv citri(Xac))和猕猴桃溃疡病菌(Pseudomonas syringae pv actinidiae(Psa))的抑制活性,测定结果表明,大多数目标化合物对水稻白叶枯病菌表现出优异的离体抑制活性,其EC50值范围为4.95~82.5μg/m L,活性高于对照药剂叶枯唑对水稻白叶枯病菌的EC50值(89.1μg/m L),当取代基为哌嗪链接的咔唑时,化合物4n表现出了最优异的抗水稻白叶枯病菌活性,其EC50值达到4.95μg/m L;此外,对于柑橘溃疡病菌,该类化合物也表现出了较好的抑制活性,当质量浓度为50μg/m L时,化合物4c,4d,4m和4n对柑橘溃疡病菌的抑制率范围为78.7~97.4%,优于对照药剂噻菌铜(抑制率为27.5%);而所合成化合物抗猕猴桃溃疡病菌的活性稍差(但部分仍优于对照药剂叶枯唑),当质量浓度为50μg/m L时,化合物3b,3d,4d,4m和4n对猕猴桃溃疡病菌的抑制率分别为57.7%,57.3%,64.2%,63.7%和73.9%,优于对照药剂叶枯唑(抑制率为21.4%)。采用Schaad的叶片对比法,对化合物4n进行了水稻白叶枯病菌的活体实验。在保护活性方面,化合物4n(48.16%)的防治效率高于叶枯唑(38.82%)和噻菌铜(41.49%);在治疗活性方面,化合物4n(51.08%)的防治效率高于叶枯唑(40.63%)和噻菌铜(42.82%)。最后,通过扫描电镜成像初步探讨了化合物4n对水稻白叶枯病菌可能的抑菌机制。分别用0、50、100μg/m L的化合物4n处理Xoo,导致细胞表面的形态从完整的圆(图4-14a)变为部分呈波纹状,并带有许多可见的孔状形状(图4-14b),直到许多波纹状和破裂的细菌细胞(图4-14c)。这表明化合物4n引起细菌内的生理变化,导致细胞壁受损,从而导致细胞溶解和细菌细胞死亡。对合成的含丙醇胺亚结构的1,4-苯并噁嗪-3-酮类衍生物,采用半叶枯斑法,以宁南霉素为对照药,测试了其系列化合物在质量浓度为500μg/m L下的抗TMV抑制活性。抗病毒测试结果表明,合成的系列化合物均具有一定的抗TMV抑制活性。在治疗活性方面,化合物2c(52.5%)、2l(52.6%)、4b(53.4%)、4d(51.1%)、4g(49.8%)和4m(53.1%)的抑制率优于对照药宁南霉素(45.7%);在保护活性方面,化合物4a(65.7%)、4b(58.6%)、4d(56.4%)和4m(59.8%)的抑制率优于宁南霉素(53.4%)。研究结果进一步表明,化合物2l和4m对TMV治疗活性的EC50值分别为395.05μg/m L和394.35μg/m L,优于宁南霉素的538.25μg/m L;化合物4a(185.15μg/m L)和4m(262.48μg/m L)对TMV保护活性的EC50值优于对照药宁南霉素(375.45μg/m L)。