化学农药对解决世界粮食问题做出了非常突出的贡献,在未来相当长的一段时间里,仍将是农药的主体。然而,同一种农药或是相同作用机制农药的长期及大量施用,使得各种商品化农药的药效有着不同程度的下降、甚至失活,对农业、农民造成了巨大的损失。这就要求我们去开发具有新型结构骨架、新型作用靶标的农药来满足现代农业生产的需要。以天然产物为先导化合物而进行的农药分子设计,是近年来农药开发的一个重要组成部分。如吡咯类和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,其具有独特作用机理,不仅活性高,且与已知杀菌剂无交互抗性。而天然产物sclerotiorin及其类似物表现出了非常广泛的生物活性,在农用杀菌方面具有很好的潜力。所以,本文以sclerotiorin为先导化合物,进行结构改造,以期合成一系列高杀菌活性的衍生物。1、本文系统总结了天然产物azaphilone、sclerotiorin及其类似物的结构、合成及生物活性等方面的研究进展。2、设计合成了6种结构类型共129个新型的sclerotiorin衍生物,所有合成的化合物均采用1H NMR和HRMS等手段进行了结构表征,并且获得了部分代表性化合物的晶体结构,对该类化合物的结构作了进一步的确定。3、本文以sclerotiorin为先导化合物,首先对C-3位进行了结构改造,采用培养基法在20 ppm浓度下对腐霉菌(Pythium dissimile)、番茄早疫病菌(Alternaria solani)、葡萄灰霉菌(Botryotinia fuckeliana)和小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)进行了活性筛选。活性测试表明,化合物Ⅱ-10对腐霉菌(Pythium dissimile)具有比较优异的杀菌活性。然后再以Ⅱ-10作为先导,对C-5位进行了结构改造,发现了化合物Ⅲ-1具有高效、广谱的杀菌活性；当测试浓度低至2 ppm时,部分化合物对腐霉菌仍表现出了超过80%的抑制活性。再以化合物Ⅲ-1作为二次先导,对C-7位的羟基进行乙酰化合成化合物Ⅲ-2,发现杀菌活性有所丧失,说明羟基的存在对活性有利；对C-2位的氧用氮来取代合成化合物Ⅲ-3,杀菌活性略有所下降,说明在C-2位引入氮原子对活性也是不利的；所以我们在保留C-7位羟基不变的前提下,对C-1位和C-5位作了进一步的结构改造,发现化合物Ⅳ-2中C-1位甲基的引入导致杀菌活性基本丧失；化合物Ⅳ-1中C-5位引入甲基使得杀菌活性有了进一步的提高,值得一提的是,该化合物对蚕豆单胞锈菌病菌(Uromyces viciae-fabae)、腐霉菌(Pythium dissimile)-.番茄早疫病菌(Alternaria solani)和小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)都超过80%的抑制,体现了进一步研究的价值。4、以上所有化合物通过进一步的杀菌活性筛选,发现合成的sclerotiorin衍生物在弱碱性环境下杀菌活性丧失,在阳光下化合物的半衰期很短(t1/2<2 h),增加化合物的稳定性是后续工作的重点。同时,我们发现天然产物karrikinolide具有和sclerotiorin类似的双环结构,但具有更好的稳定性。因此,希望引入呋喃并吡喃的结构,在提高稳定性的同时获得良好的杀菌活性。5、本文初步总结sclerotiorin衍生物的结构和杀菌活性关系,为后续设计、合成更高生物活性衍生物提供理论指导。