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近年来,为了发现新的具有更高生物活性的化合物,进而创制高效、广谱、低毒、对环境友好的绿色新农药,人们将研究重点放在杂环或含氟化合物,或二者相结合方面.杂环化合物在植物体内具有良好的内吸传导性能以及结构多样易于修饰,已经成为当今新农药研究的重要对象.在种类繁多的杂环化合物中,1,2,4-三唑占有重要地位,该类化合物因具有抗癌、植物生长调节、除草、抑菌、杀虫、抗病毒等生物活性而受到人们广泛关注.为了获得结构新颖、活性高毒性低的先导化合物,寻找治疗植物病菌、病毒的新靶点,指导创制抗植物病菌、病毒的绿色新农药,结合课题组前期研究成果,以具有一定生物活性的贵州省林化工产品没食子酸（3,4,5-三羟基苯甲酸）为起始物,衍生合成了三类新型1,2,4-三唑化合物,结构通式见图1.对目标化合物的合成方法、化合物的结构、生物活性进行了研究,总结了生物活性构效关系,初步研究了化合物抗烟草花叶病毒（TMV）作用机制.1、目标化合物以没食子酸为起始原料,采用硫酸二甲酯醚化,生成3,4,5-三甲氧基苯甲酸,然后与硫代卡巴肼在熔融条件下闭环,生成中间体4-氨基-5-（3,4,5-三甲氧基苯基）-1,2,4-三唑-3-硫酮M.以不同取代醛与中间体M缩合,脱水后生成13个第一类目标化合物1,2,4-三唑硫酮席夫碱Ⅰ.将化合物Ⅰ与不同卤代物进行烷基化反应,生成66个第二类目标化合物1,2,4-三唑硫醚席夫碱Ⅱ.在还原剂硼氢化钠的作用下,13个化合物Ⅱ还原后生成13个第三类目标化合物氨基1,2,4-三唑硫醚Ⅲ.三类目标化合物共92个,结构经IR、MS、1H NMR、13C NMR和元素分析确证.2、晶体结构表征培养了四个化合物单晶,测定了晶体基本数据.晶体结构解析结果表明,席夫碱C=N双键及化合物环外C=C双键几何构型均为反式（E）;同时也表明,在此反应条件下1,2,4-三唑硫酮席夫碱Ⅰ与卤代物反应时,硫原子的亲核性大于氮,烷基化产物为硫醚Ⅱ.四个化合物晶体结构解析结果如下.化合物Ⅱ54的晶体属单斜晶系,空间群P21/n.席夫碱C=N双键为反式构型,键长N4-C12=1.278（2）（?）,低于三唑环上两个C=N键[N2-C8=1.313（2）（?）,N1-C7=1.319（2）（?）].硫原子与三唑环之间存在p-π共轭,分子间存在C-H…π和C-H…N相互作用.化合物Ⅱ59的晶体属单斜晶系,空间群P21/c.席夫碱C=N双键为反式构型,键长N4-C10=1.252（3）（?）,低于三唑环上两个C=N键[N2-C9=1.299（3）（?）,N1-C17=1.306（3）（?）].硫原子与三唑环之间存在p-π共轭,分子间存在C-H…π、C-H…N和C-H…S相互作用.化合物Ⅱ7的晶体属单斜晶系,空间群C2/c.两个环外双键C=N和C=C均为反式构型,键长C14-N4=1.282（4）（?）,低于三唑环上两个C=N键[N2-C11=1.315（4）（?）,N1-C10=1.316（4）（?）].硫原子与三唑环之间存在p-π共轭,分子间存在C-H…π和C-H…N相互作用.化合物Ⅱ32的晶体属单斜晶系,空间群P21/c.席夫碱C=N双键为反式构型,键长C20-N6=1.272（5）（?）,低于三唑环上两个C=N键[N3-C9=1.331（5）（?）,N4-C10=1.325（5）（?）].硫原子与三唑环之间存在p-π共轭,分子间存在C-H…π、C-H…N相互作用.3、反应条件筛选及优化筛选了重要中间体4-氨基-5-（3,4,5-三甲氧基苯基）-1,2,4-三唑-3-硫酮的合成方法,在无溶剂条件下,将固体3,4,5-三甲氧基苯甲酸与硫代卡巴肼熔融反应,一步生成该中间体,减少了合成步骤,缩短了反应时间.改进了硫代卡巴肼和化合物Ⅲ的后处理方式,提高了产物收率.4、副产物结构和形成机理研究了1,2,4-三唑硫酮席夫碱Ⅰ烷基化反应副产物的结构和形成机理,发现化合物Ⅰ又一种有意义的结构衍生方式.将Ⅰ转化为Ⅱ的过程中,当卤代物为氯乙酸乙酯或对硝基苄氯时,没有得到期望的目标化合物硫醚,而是生成了1,2,4-三唑并噻二嗪衍生物.这是一类具有多种生物活性的稠杂环化合物.可以利用该反应使1,2,4-三唑硫酮席夫碱Ⅰ方便地转化为结构新颖的1,2,4-三唑并噻二嗪衍生物.推测其反应机理为:Ⅰ与氯乙酸乙酯（对硝基苄氯）反应首先生成硫醚,继而在K2CO3催化下,分子内亚甲基（CH2）与相邻C=N双键加成,闭环生成1,2,4-三唑并噻二嗪.由此反应途径,获得3个1,2,4-三唑并噻二嗪化合物（编号:Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3）.结构经IR、MS、1H NMR、13C NMR和元素分析确认.5、抑菌活性采用生长速率法,以小麦赤霉病菌（F. graminearum）、苹果腐烂病菌（C. mandshurica）、辣椒枯萎病菌（F.oxysporum）为测试对象,对目标化合物进行了初步抑菌活性筛选.结果表明,部分目标化合物具有一定的抑菌活性,如Ⅲ13在50μg/mL浓度下对小麦赤霉病菌、苹果腐烂病菌、辣椒枯萎病菌的抑制率分别为43.9%、44.3%和42.3%,均接近对照药嗯霉灵（53.9%,55.3%,54.1%）.化合物Ⅲ4、Ⅲ8在50μg/mL浓度下对小麦赤霉病菌也表现出较高的抑制活性.6、黄瓜花叶病毒（CMV）活体治疗活性采用半叶法,在药剂质量浓度为500μg/mL时对部分化合物进行了黄瓜花叶病毒（CMV）活体治疗活性测试,结果表明,化合物对CMV普遍具有一定治疗作用,其中Ⅱ7、Ⅱ31、Ⅱ30和Ⅱ23对CMV治疗活性分别为48.6%、47.6%、48.9%和47.7%,接近商品药剂宁南霉素（66.5%）.7、抗烟草花叶病毒（TMV）活性采用半叶法,在药剂质量浓度为500μg/mL时对部分化合物进行了抗烟草花叶病毒（TMV）生物活性测试,结果表明,化合物Ⅱ2、Ⅱ34、Ⅱ48和Ⅱ27对TMV的治疗活性分别为48.3%、43.2%、45.3%和43.2%,接近对照药剂宁南霉素（58.2%）.8、抗烟草花叶病毒（TMV）作用机制研究了化合物作用下烟草叶片中三种防御酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的变化趋势.结果表明,经化合物处理后烟草植株体内能产生与抗病机制的相关信号,从而启动植株体内一系列的抗病因子,促进烟草体内防御酶系的产生,增强了植物的系统抗病性而达到抗TMV效果.目前,尚无含1,2,4-三唑杂环的抗植物病毒农药上市,这项工作为1,2,4-三唑衍生物在抗植物病毒方面的研究、应用奠定了一定基础.