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许多广泛使用的农药具有手性特征，通常以外消旋体或者几种异构体的混合物形式使用。开发使用具有高靶标活性的异构体能够有效地减少农药使用量，降低环境风险。异丙甲草胺是一种酰胺类除草剂，使用广泛，其分子中具有特殊的碳轴双手性中心结构。但是目前对于其完全分离后双手性结构的认识还不够完善，尤其是轴手性之间的差异。因此以异丙甲草胺为主要的研究对象，建立其异构体全基线分离分析方法，研究各异构体的选择性除草活性和环境内分泌干扰效应，以期对异丙甲草胺的农业生产和环境监管提供更科学的数据支持和理论依据，取得的主要研究成果如下：
(1)使用半制备型高效液相色谱对6种手性农药(异丙甲草胺及其相关的甲霜灵、氟虫腈、腈菌唑、乙酰甲胺磷和顺式联苯菊酯)进行了对映体的分离制备，得到了高纯度对映体单体。利用实验和计算电子圆二色谱相结合的方法，对制备得到的具有不同手性中心的对映体单体进行了绝对构型表征。
(2)通过超高效合相色谱串联质谱(UPC2-MS/MS)对8种手性农药(异丙甲草胺及其相关的甲霜灵、敌草胺、异丙草胺、乙草胺、腈菌唑、乙酰甲胺磷和氟虫腈)的对映体分离分析方法进行了研究，建立了8种手性农药在UPC2-MS/MS上的对映体分离方法。并就各项色谱条件对对映体分离效果的影响进行了研究。
(3)使用靶标植物稗草(Echinochloa crusgalli)作为模式生物研究了异丙甲草胺的选择性除草活性。在市售农药中，S-异丙甲草胺的除草效果比rac-异丙甲草胺的除草效果更好，4种立体异构体除草活性的排序为：SS＞SR＞＞RS＞RR，RR-异构体在较低浓度时对稗草生长具有一定的促进作用。碳轴两个手性中心中，手性碳在除草活性中起立体选择的主要作用。异丙甲草胺在水体、草体和土壤中均能够保持构型稳定，其选择性除草活性决定于高效异构体更易进入稗草体内并产生作用，抑制稗草发芽生长的关键因子赤霉素的生物合成是选择性的关键。
(4)通过双荧光素酶报告基因系统测试研究了6种酰胺类农药(异丙甲草胺及其相关的甲霜灵、敌草胺、异丙草胺、乙草胺和甲草胺)的性激素干扰作用，发现酰胺类农药具有一定的性激素干扰作用，且手性农药表现出了对映体差异。对异丙甲草胺而言，只有SS-异丙甲草胺表现出了类雌激素效应，而轴手性为R构型的异构体具有更强的抗雌激素效应和抗孕激素效应。因此，尽管异丙甲草胺的SS异构体具有最高的除草活性，但是单独使用SS异构体并不能显著降低内分泌干扰效应反而增加了生产难度和成本。研究结论清楚表明：使用SS和SR混合型的S-异丙甲草胺非对映异构体(S-metolachlor Diastereoisomer)既能达到生产简单经济，又能使用高效安全。
(1)使用半制备型高效液相色谱对6种手性农药(异丙甲草胺及其相关的甲霜灵、氟虫腈、腈菌唑、乙酰甲胺磷和顺式联苯菊酯)进行了对映体的分离制备，得到了高纯度对映体单体。利用实验和计算电子圆二色谱相结合的方法，对制备得到的具有不同手性中心的对映体单体进行了绝对构型表征。
(2)通过超高效合相色谱串联质谱(UPC2-MS/MS)对8种手性农药(异丙甲草胺及其相关的甲霜灵、敌草胺、异丙草胺、乙草胺、腈菌唑、乙酰甲胺磷和氟虫腈)的对映体分离分析方法进行了研究，建立了8种手性农药在UPC2-MS/MS上的对映体分离方法。并就各项色谱条件对对映体分离效果的影响进行了研究。
(3)使用靶标植物稗草(Echinochloa crusgalli)作为模式生物研究了异丙甲草胺的选择性除草活性。在市售农药中，S-异丙甲草胺的除草效果比rac-异丙甲草胺的除草效果更好，4种立体异构体除草活性的排序为：SS＞SR＞＞RS＞RR，RR-异构体在较低浓度时对稗草生长具有一定的促进作用。碳轴两个手性中心中，手性碳在除草活性中起立体选择的主要作用。异丙甲草胺在水体、草体和土壤中均能够保持构型稳定，其选择性除草活性决定于高效异构体更易进入稗草体内并产生作用，抑制稗草发芽生长的关键因子赤霉素的生物合成是选择性的关键。
(4)通过双荧光素酶报告基因系统测试研究了6种酰胺类农药(异丙甲草胺及其相关的甲霜灵、敌草胺、异丙草胺、乙草胺和甲草胺)的性激素干扰作用，发现酰胺类农药具有一定的性激素干扰作用，且手性农药表现出了对映体差异。对异丙甲草胺而言，只有SS-异丙甲草胺表现出了类雌激素效应，而轴手性为R构型的异构体具有更强的抗雌激素效应和抗孕激素效应。因此，尽管异丙甲草胺的SS异构体具有最高的除草活性，但是单独使用SS异构体并不能显著降低内分泌干扰效应反而增加了生产难度和成本。研究结论清楚表明：使用SS和SR混合型的S-异丙甲草胺非对映异构体(S-metolachlor Diastereoisomer)既能达到生产简单经济，又能使用高效安全。