新型原卟啉原氧化酶抑制剂的设计、合成与活性测试

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我国作为世界上人口最多的国家,粮食产量一直是我国乃至世界需要解决的一个根本问题。社会的发展,需要充足的粮食储备作为保障,因此需要不断提高粮食产量。而杂草是制约粮食产量的一个重要因素,因此,为了保障粮食产量不受影响,在实际生产过程中就需要大量的使用除草剂。早期使用的除草剂,毒性大、残留期长、严重污染环境,虽然后面使用的有些除草剂解决了这个问题,但是,大量而长时间的使用除草剂,使得很多杂草出现了抗药性,这就导致除草剂的除草效果日益降低,因此,开发出一种新型环保、不易产生抗性的除草剂对于提高农作物产量,增加农民收益具有一定的实际意义。原卟啉原氧化酶(PPO)是除草剂中一个典型的作用靶标,作用于该靶标的除草剂主要以脲嘧啶类除草剂为主。脲嘧啶类除草剂是对植物体内靶标为PPO起抑制作用的一类除草剂,PPO抑制剂类除草剂与其他类型的除草剂相比,具有高效、迅速、易降解以及对哺乳动物毒性低等优点,使其在除草剂领域占有重要的地位,也是目前世界上应用非常广泛的一类除草剂。目前,该类型的除草剂还在发展阶段,其中最为典型的代表就是由巴斯夫公司上市的苯嘧磺草胺(Saflufenacil),本研究在苯嘧磺草胺的结构基础上进行结构优化并合成出设计化合物。本文采用Auto Dock Vina将设计药物分子与PPO进行分子对接,将计算结果与苯嘧磺草胺的计算结果进行对比,取其中与苯嘧磺草胺重合程度高,结合能力强的分子进行化学合成和表征,并对合成出的药物分子进行活性测试。本论文主要设计并合成出了2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氨基甲酸甲酯(代号:NCO-JC)、2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氨基甲酸乙酯(代号:NCO-YC)、2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氨基甲酸异丙酯(代号:NCO-YB)、苯基2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰基氨基甲酸酯(代号:NCO-BF)、1-甲基-1H-吡唑-5-基2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸酯(代号:BF-BZ)、(2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲硫基)乙酸甲酯(代号:BF-SH)、2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸锌(代号:BF-XY)、2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸钾(代号:BF-JY)八个主要化合物。并分别对其进行了活性测试,从测试结果可以看出,其中NCO-JC和NCO-YC对于阔叶类杂草和禾本科类杂草都具有良好的效果,而NCO-YB和NCO-BF的效果相对较差。
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