嘧啶胺类杀菌剂的研究进展系别:专业班级:姓名指导教师:学院2010年 4月嘧啶胺类杀菌剂的研究进展摘要:嘧啶胺类杀菌剂是嘧啶胺类化合物的一种。
嘧啶胺类化合物是一类具有良好生物活性的含氮杂环化合物,在生物体内有很重要的生理作用并被广泛应用于医药及农药合成中,本文对嘧啶胺类杀菌剂在医药和及农药上的应用做了简单的叙述。
关键词:嘧啶,杀菌剂Abstract: pyrimidine amine fungicides is a pyrimidine amines. Pyrimidine amines are a class with good biological activity of nitrogen heterocyclic compounds, in vivo physiological role of a very important and widely used in pharmaceutical and pesticide synthesis, this paper pyrimidine amine fungicides and pesticides in medicine and The application is briefly described.Key words: pyrimidine, fungicides第一章概述1.1杀菌剂的起源早期的杀菌剂都是无机化合物,其中如硫磺粉和铜制剂(见波尔多液)至今仍在使用。
1914年德国的I.里姆首先利用有机汞化合物防治小麦黑穗病,标志着有机杀菌剂发展的开端。
1934年美国的W.H.蒂斯代尔等发现了二甲基二硫代氨基甲酸盐的杀菌性质,此后有机杀菌剂开始迅速发展。
在40~50年代开发的有三个主要系列的有机硫杀菌剂:福美类、代森类(如代森锌)和三氯甲硫基二甲羧酰亚胺类,此外有机氯、有机汞、有机砷杀菌剂也有发展。
这些杀菌剂大多是保护剂,应用上有局限性。
60年代以来,更多化学类型的杀菌剂不断出现,其中最重要的进展是内吸性杀菌剂的问世。
1965年日本开发了有机磷杀菌剂稻瘟净,1966年美国开发了萎锈灵,1967年美国开发了苯菌灵,1969年日本开发硫菌灵,1974年联邦德国开发了唑菌酮,1975年美国开发了三环唑,1977年瑞士开发了甲霜灵,1978年法国开发了三乙磷酸铝。
以上述为代表的内吸剂已成为70年代以来杀菌剂发展的主流。
与此同时,农用抗生素也有较快的发展。
有机汞、有机砷和某些有机氯杀菌剂因毒性或环境污染问题而渐被淘汰。
新一代的内吸剂由于防治效果提高而使杀菌剂的市场进一步扩大。
到80年代,杀菌剂的品种已超过200种。
据调查,1985年全世界杀菌剂销售额达到25.4亿美元,占农药总销售额的18.4%。
1984年杀菌剂中内吸剂的销售额已占44.2%,非内吸剂占55.8%。
近半个世纪以来,杀菌剂的发展主要集中在防治真菌病害的药剂方面,而对于防治细菌和病毒引起病害的药剂还研究开发得很不够。
中国自50年代起主要发展保护性杀菌剂,70年代以来,开始发展内吸性杀菌剂和农用抗生素,并停止使用有机汞剂。
由于杀菌剂的应用技术比较复杂,所以发展速度不如杀虫剂快,但是杀菌剂对农业的增产保护作用已经越来越被广大农民所认识,随着中国农业的现代化,杀菌剂的发展必将加快。
嘧啶类化合物一直显示出很高的生物活性,就此类化合物而言,它广泛存在于人体及生物体内,如生命所必需的核酸中最常见的5种含氮碱性组分就有3种含嘧啶结构(尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶)。
此类化合物的开发一直受到医药和农药界的重视。
嘧啶类化合物因其广泛的生物活性在医药、农药等领域备受关注.将不同基团引入嘧啶结构中,经过结构修饰能产生一系列具有抗菌活性的嘧啶衍生物,它在新型农药创制中发挥着越来越重要的作用.对嘧啶类化合物的合成及杀菌活性的研究进行了分类综述,并展望了它的发展趋势和应用前景第一章嘧啶结构和性质1.1简介嘧啶(C4H4N2,1,3-二氮杂苯)是一种杂环化合物。
嘧啶由2个氮原子取代苯分子间位上的2个碳形成,是一种二嗪。
和吡啶一样,嘧啶保留了芳香性。
1.2嘧啶的三种衍生物形成DNA和RNA的五种碱基中,有三种是嘧啶的衍生物:胞嘧啶(Cyt osine),胸腺嘧啶(Thymine),尿嘧啶(Uracil)其中胸腺嘧啶只能出现在脱氧核糖核酸中,尿嘧啶只能出现在核糖核酸中,而胞嘧啶两者均可。
在碱基互补配对时,胸腺嘧啶或尿嘧啶与腺嘌呤以2个氢键结合,胞嘧啶与鸟嘌呤以3个氢键结合。
嘧啶的分子式中1,3位含有两个氮杂原子的六元杂环化合物。
分子式C 4H4N2。
与吡嗪和哒嗪互为同分异构体。
它的衍生物广泛存在于有机体的核酸内,许多重要的药物含有这个环系。
低熔点的晶体或液体。
熔点22℃,沸点123~124 ℃。
有臭味。
溶于水和乙醇。
呈弱碱性,与苦味酸和草酸等形成黄色结晶形物质。
嘧啶及其同系物和硝基、卤代衍生物具有芳香性。
氧化和亲电取代反应不活泼。
亲核反应也不显著,仅 4 甲基嘧啶可与氨基钠反应生成2或4取代的氨基嘧啶。
1.3合成方法及应用嘧啶和各种取代的嘧啶有多种方法合成。
例如,巴比妥酸(2,4,6-三羟基嘧啶)可由脲与丙二酸二乙酯在醇钠的作用下缩合而成。
巴比妥酸与磷酰氯一起加热,得2,4,6-三氯嘧啶,它与甲醇钠反应,又可得三甲氧基嘧啶。
氯代嘧啶与氨或一级、二级胺反应,生成相应的氨基嘧啶。
嘧啶的衍生物胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶,是核酸和脱氧核酸的组成部分,维生素B1分子中的嘧啶部分是4-氨基-2-甲基-5-嘧啶甲基的基团。
许多口服的长效磺胺药是嘧啶及其异构体的衍生物。
1.4嘧啶的性质名称嘧啶分子式 C4H4N2摩尔质量 80.09 g/mol密度 1.016 g/ml熔点 20 - 22 °C沸点 123 - 124 °CCAS号 289-95-2SMILES C1=NC=NC=C1第二章嘧啶胺类杀菌剂的测定方法、新技术的发展动向及展望2.1 传统的生物测定方法根据杀菌剂生物测定方法的基本原理,可将其归纳为三大基本类型:离体法、活体法和组织筛选法‘1’”。
2.1.1 离体法离体法是利用药剂和病原苗直接接触,以测定药剂杀菌作用的方法。
此测定体系不包括寄主植物。
常见的离体测定方法有:孢子萌发法、生长速率法、琼脂扩散法、琼脂稀释法、对持培养法、菌丝干重法、定氮法等。
离体法具有操作简单,条件比较容易控制,试验材料易于获得,测定所需的时间周期短等优点。
在一定程度上反应了药剂的生物活性,但此法最大的缺点是可能使一些具有防病作用的化合物漏筛。
例如,以抑制孢子萌发作为指标的杀菌剂生物活性测定,会使许多现代的杀菌剂被判断为没有话性,因为这些药剂对孢子萌发没有抑制作用。
如三环唑,离体测定时对菌体没有活性,但是可能会抑制真菌侵入寄主所需的黑色素等物质的合成。
另外,还有一些是调节、诱导植物抗病性的药剂,如果只用离体法测定它们的活性,这些药剂就有可能被漏筛。
2.1.2 活体法人们已逐渐认识到离体实验方法存在很多不足之处。
于是采用“活优先”的原则来进行生物测定。
实际上,几乎所有的农用杀菌剂,都是在病原菌与寄主共存的情况下发挥药效。
不言而喻,在以实验为目的进行试验时,最好是在病原菌与寄主共存的条件下进行实验。
同时人们对生物测定进行了大量的研究,孢子、菌丝的获得和培养,接种方法,施药方法,病害分级标准等方面技术的进一步成熟,为活体生物测定创造了条件,促进了活体生物测定技术的发展。
活体法测定是在杀菌剂、病原物和寄主共存的条件下进行的,其实验结果与田间效果具有很高的相关性,对生产实际有较大的参考价值。
常用的方法有;种子杀菌剂药效测定、幼苗接种实验方法、叶片接种实验方法,果实防腐剂生物测定、定殖法等啪。
现在研究开发农药,平均10万个化合物中才能筛选出1个有前途的化台物。
如果将大量的化合物完全采用活体法进行筛选,事实上很难实现,因为活体测定需要的寄主多,占用空间大,测定周期长,实验条件难以控制,这样将会耗费更多的人力、物力和财力,当然更谈不上效率。
为此,人们将实验方法简化,建立了“组织筛选法”。
2.1.3组织筛选法组织筛选法是利用植物部分组织、器官或替代物作为实验材料评价化合物杀菌活性的方法,是一种介于活体和离体的方法。
由于它既具有离体的快速、简便和微量等优点,又具有与活体植株效果相关性高的特点.因此,近年来备受重视,以植物叶片.根、茎等组织为实验材料,适于多种病害杀菌剂的生物测定。
目前比较成熟的组织筛选法有;适用于水稻纹枯病,蔬菜菌核病的“蚕豆叶片法w”;适用于稻瘟病的“叶鞘内侧接种法Ⅲ”;适用于玉米弯孢霉叶斑病的“玉米叶段法“o}用来观察药剂对真菌各生长阶段作用的“洋葱鳞片法w73;针对黄瓜灰霉病新药剂筛选的“子叶筛选法Ⅲ”;适用于霜霉病的“叶片漂浮法呱“”3;适用于稻白叶枯病的“喷菌法““3;针对细菌性白菜软腐病的“萝h块根法Ⅲ”;适用于柑橘树脂病的“离体叶片法”;适用于抗病毒剂筛选的“局部病斑法”及“叶片漂浮法”等等。
这些方法的特点是简便、迅速,而且与田间效果相关性较高。
不管是离体法、活体法还是组织筛选法都有各自的优缺点,要针对病菌的侵染特点加以选择,必要时还要结合使用,综合各种方法的优势。
如日本三共农药研究所在采用活体法筛选出有效的化合物后,往往又采用离体的方法来寻找毒力更强的化合物,这是一种活体一离体一活体的筛选模式。
2.2 生物测定新技术及发展动向在农药研究领域中,发现新的农药测定方法就等于发现新农药,由此可见发展生物测定技术是非常重要的。
可喜的是,植物病理学、分子生物学、生物化学、仪器分析及相关学科的综合发展促进了杀菌剂生物测定技术的发展。
现代杀菌荆多属于生物合成抑制剂或细胞分裂抑制剂,它们往往不抑制分生孢子的萌发而是抑制萌发后某个或几个发育阶段口目,例如,四氯苯酞作用于附着孢的成熟过程,甾醇合成抑制剂可产生异常芽管及菌丝,三环唑抑制菌丝黑色素的形成,有效霉素、禾穗宁可使菌丝密度增加异常,如果采用常规的生物测定方法进行生物测定,将会漏掉许多有活性的化舍物,因而,创造与运用新的生物测定方法来发现新农药,是目前乃至今大趋势。
目前,杀菌剂生物测定的发展有三大趋势:一是离俸测定向细胞水平方向发展;二是活体测定向植物组织水平和生化水平方向发展;三是向标准化、简易化、微型化方向发展。
2.3 离体测定向细胞水平方向发展过去对孢子萌发的观察只是简单的观察孢子萌发与否,现在的方法是在显微镜下观察化合物对病菌生育过程的影响。
例如,孢子萌发过程,孢子的形成,孢子的游动,附着孢子的形成,芽管的产生等。
目前建立成熟的生物测定方法有:以药理为基础的“洋葱鳞片法”,芽管隔膜法(筛选细胞分裂抑制剂);异常芽管法(筛选几丁质抑制荆)等方法。