20世纪90年代,对羟基苯基丙酮酸双加氧酶（p-Hydroxyphenylpyruvatedi-oxygenase,HPPD）被确定为新型除草剂作用靶标。HPPD是生物体内酪氨酸代谢过程中重要的酶,它可以催化酪氨酸代谢过程中的对羟基丙酮酸（p-Hydroxyphenylpyruvic acid,HPPA）转化为尿黑酸（Homogentisate,HGA）。而在植物体内,尿黑酸被进一步转化为植物体光合作用所必需的质体醌（Plastoquinone）和生育酚（Tocopherol）。一旦植物体内HPPD被抑制,将会导致植物光合作用无法正常进行,从而进一步导致植物体出现白化症状,最终导致植物死亡。高效、低毒、作物安全性高、不易产生抗性、对后茬作物安全及环境相容性好等特点使得以HPPD为靶标的除草剂得以迅速发展。结合最新研究进展,为了进一步寻找高活性、高安全性的HPPD抑制剂小分子,本文系统总结了 HPPD及其抑制剂的相关研究进展,设计合成了两个系列分别含芳基苄氧片段和喹啉片段的衍生物,所合成的化合物均进行了系统的结构表征和活性筛选,从中发现了一批酶水平抑制活性和温室除草活性较高的化合物。详细研究内容如下:1.根据文献调研,系统总结了HPPD的生物结构、功能及以HPPD为靶标的抑制剂研究新进展。2.结合最新HPPD抑制剂研究进展,利用活性亚结构拼接等分子设计手段,设计合成了一系列含芳基苄氧片段和含喹啉结构的两个系列的三酮类衍生物,共52个化合物。所有的化合物均通过了氢谱、碳谱和高分辨质谱的结构表征。3.通过酶水平抑制活性和温室除草活性测试,我们发现了一批活性较为理想的HPPD抑制剂。结果表明:绝大多数的化合物的酶水平抑制活性与对照药剂硝磺草酮相当或者更优,其中化合物Ⅱ-7-a7（IC50=0.031±0.004 μM）、Ⅱ-7-b14（IC5o =0.031 ± 0.006 μM）对重组拟南芥HPPD的抑制活性较硝磺草酮有了近10倍的提高;活体除草活性显示,化合物Ⅱ-7-b15、Ⅱ-7-b17、Ⅱ-7-b18、Ⅱ-7-a11、Ⅲ-12-a2和Ⅲ-12-a3等样品表现出一定的杀草谱和较高抑制活性,防效均在80%以上。4.对于所合成的含芳基苄氧片段和喹啉结构的三酮类衍生物开展了较为详细的构效关系研究。论文研究内容为后续HPPD抑制剂的开发研究提供了借鉴和指导作用。