乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA Carboxylase,简称ACCase)是植物代谢过程中催化植物脂肪酸合成的关键酶。ACCase抑制剂通过抑制禾本科植物体内同质型的ACCase,进一步抑制其脂肪酸的合成,具有高效选择性、低毒、施用期长、对后茬作物安全等优点,且此类抑制剂能在植物体内传导,能够苗后防除一年或多年生禾本科杂草,研究与开发具有新颖结构的ACCase抑制剂仍将是人们所面临的一项重要任务；D1蛋白酶(CtpA)是D1蛋白前体的剪切加工酶,其作用是剪切D1蛋白前体C-端肽链形成成熟D1蛋白,用于光合系统Ⅱ锰簇合物的组装。研究表明,D1蛋白酶是绿色植物进行光合作用所必需的辅酶或辅助因子,并且具有含量低,同源性高,分布广的特点,是新型广谱高效除草剂的理想作用靶标。开发新型的D1蛋白酶抑制剂型除草剂,对解决当前除草剂使用过程中出现的越来越严重的抗性问题具有重要意义。本文根据生物电子等排原理,并借助计算机辅助药物分子设计技术,设计并合成了两大类共计128个可能为ACCase抑制剂的化合物；在本课题组前期工作的基础上,虚拟筛选并合成出34个具有三角拓扑结构的可能为D1蛋白酶抑制剂的单一构型化合物。所有的目标化合物均经1H NMR和MS进行了表征,部分化合物同时经IR、13C NMR和元素分析进行了验证。培养得到了部分代表性化合物的单晶,通过X-射线衍射结构进一步确认了分子结构。对所合成的化合物进行了生物活性的初筛,得到了数个具有良好除草活性的化合物。具体内容如下：1.概述了新农药创制研究策略,对乙酰辅酶A羧化酶和D1蛋白酶的研究现状及其抑制剂的研究进展情况进行了系统的总结,在此基础上结合目前新农药开发的趋势及除草剂使用过程中面临的问题提出了本文的设计思路和研究内容。2.根据生物电子等排原理,将嘧啶环引入到芳氧苯氧丙酸酯类化合物中,设计并合成了59个R构型的含有嘧啶环的新型该类化合物。采用平皿法,对该类化合物进行了除草活性的初筛。初筛结果表明该系列的化合物表现出比较好的生物活性,部分化合物对单子叶代表性植物--稗草表现出一定的选择性抑制效果。将部分代表性的化合物与酵母ACCase中CT的分子对接表明,化合物在CT中的构型与文献报道的复合物晶体结构中的Diclofop的构象及作用模式相似。3.借助计算机辅助药物分子设计技术,虚拟筛选出5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑类化合物可能为抗性型ACCase的抑制剂,并且具有较高的预测活性。通过优化反应条件,利用苄胺肟与酰氯经过酰化、关环得到了18个未见报道的5-嘧啶基-1,2,4-嗯二唑类化合物；并成功的将多组分反应引入到合成路线,通过优化反应路线和条件,高效合成出41个该类化合物,除草活性初筛表明,该类化合物表现出了一定的除草活性。4.在本课题组前期工作的基础上,借助计算机辅助药物分子设计技术,虚拟筛选出具有三角拓扑结构的苯并噻唑和苯并嘧啶酮类化合物为D1蛋白酶的潜在抑制剂。通过优化反应条件和路线,合成了34个单一构型的具有三角拓扑结构的化合物。初筛生物活性测试结果表明,该类化合物具有一定的除草活性,R构型的该类化合物的生物活性大于相对应的S构型的该类化合物。