含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1，1-二氯丙烯類(lèi)衍生物：合成路徑與殺蟲(chóng)活性探究一、引言1.1研究背景與意義在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，害蟲(chóng)的危害一直是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素?；瘜W(xué)殺蟲(chóng)劑的廣泛使用在一定程度上控制了害蟲(chóng)的危害，但長(zhǎng)期不合理使用導(dǎo)致害蟲(chóng)抗藥性不斷增強(qiáng)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康也產(chǎn)生了潛在威脅。因此，開(kāi)發(fā)新型、高效、低毒且環(huán)境友好的殺蟲(chóng)劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物作為一類(lèi)重要的有機(jī)化合物，在農(nóng)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了該類(lèi)化合物一定的生物活性，使其成為新型殺蟲(chóng)劑研發(fā)的重要方向之一。許多研究表明，1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物對(duì)多種害蟲(chóng)具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用方式，能夠有效地抑制害蟲(chóng)的生長(zhǎng)和繁殖。例如，一些含有1,1-二氯丙烯基團(tuán)的取代苯甲酰胺類(lèi)化合物對(duì)豆蚜、粘蟲(chóng)、稻飛虱等害蟲(chóng)具有較強(qiáng)的殺傷效果，表現(xiàn)出良好的殺蟲(chóng)活性。此外，1,1-二氯丙烯還可作為農(nóng)用殺蟲(chóng)劑的中間體，用于設(shè)計(jì)合成多種新型殺蟲(chóng)劑，如2-(1-取代-乙烯基)-2-氯乙酸類(lèi)化合物可作為棉花的蟲(chóng)害殺菌劑，對(duì)白粉虱、蚜蟲(chóng)等具有良好的殺傷效果；苯甲?；?,1-二氯乙烯基異丙基胺類(lèi)化合物可用于玉米的殺蟲(chóng)劑，對(duì)黑玉米蟲(chóng)具有顯著的殺傷效果。香豆素是一類(lèi)具有廣泛生物活性的天然產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)中含有苯并α-吡喃酮母核。香豆素類(lèi)化合物在醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域表現(xiàn)出多種生物活性，如抗菌、抗病毒、抗炎、抗腫瘤以及殺蟲(chóng)等活性。在農(nóng)藥領(lǐng)域，香豆素類(lèi)化合物對(duì)多種害蟲(chóng)具有拒食、驅(qū)避、抑制生長(zhǎng)發(fā)育等作用。其作用機(jī)制可能與干擾害蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)以及能量代謝等過(guò)程有關(guān)。將香豆素基團(tuán)引入1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物中，有望通過(guò)活性亞結(jié)構(gòu)拼接的方式，使兩者的生物活性得到協(xié)同增強(qiáng)，從而開(kāi)發(fā)出具有更高殺蟲(chóng)活性的新型化合物。吡唑酰胺基團(tuán)同樣是一類(lèi)在農(nóng)藥領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值的結(jié)構(gòu)單元。吡唑酰胺類(lèi)化合物具有高效、低毒、作用機(jī)制獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)鱗翅目、鞘翅目、半翅目等多種害蟲(chóng)具有良好的防治效果。其作用靶標(biāo)主要包括昆蟲(chóng)的線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅱ等，通過(guò)抑制害蟲(chóng)的能量代謝過(guò)程，達(dá)到殺蟲(chóng)的目的。將吡唑酰胺基團(tuán)引入1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物中，可能會(huì)改變化合物的物理化學(xué)性質(zhì)和生物活性，為新型殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)提供新的思路和途徑。本研究致力于含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成及殺蟲(chóng)活性研究，具有多方面的重要意義。從學(xué)術(shù)研究角度來(lái)看，通過(guò)將香豆素和吡唑酰胺基團(tuán)引入1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物中，探索不同結(jié)構(gòu)與殺蟲(chóng)活性之間的關(guān)系，有助于豐富有機(jī)合成化學(xué)和農(nóng)藥化學(xué)的理論知識(shí)，為新型殺蟲(chóng)劑的分子設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用方面，開(kāi)發(fā)新型殺蟲(chóng)劑能夠滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)高效、低毒、環(huán)境友好型農(nóng)藥的需求，有效控制害蟲(chóng)危害，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，新型殺蟲(chóng)劑的研發(fā)還有助于減少傳統(tǒng)殺蟲(chóng)劑的使用量，降低對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)生態(tài)平衡，對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境保護(hù)具有積極的推動(dòng)作用。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成研究方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已取得了一定的進(jìn)展。在合成方法上，常見(jiàn)的有氨解、亞胺偶聯(lián)、海綿鈀催化等方法用于合成氨基衍生物。例如，用氨或者氨類(lèi)試劑（如乙醇胺、異丙胺等）直接對(duì)1,1-二氯丙烯進(jìn)行氨解反應(yīng)，可得到相應(yīng)的氨基衍生物；亞胺偶聯(lián)則通過(guò)碳氮鍵形成反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氨基衍生物的合成；海綿鈀催化能在溫和環(huán)境且無(wú)需額外氫源的條件下，將胺基加到1,1-二氯丙烯上。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)1,1-二氯丙烯衍生物中含有特定取代基時(shí)，其與胺反應(yīng)的速度和產(chǎn)物選擇性會(huì)顯著提高。將1,1-二氯丙烯與過(guò)氧化氫反應(yīng)可得到1,1,2-三氯丙酮，進(jìn)而合成多個(gè)其他氧化衍生物；利用氨基丙酸鹽的還原能力，可將1,1-二氯丙烯還原為1,1-二氯丙烯醇，氯苯基硫脲合成的五元環(huán)咪唑衍生物也常用于1,1-二氯丙烯的還原反應(yīng)。在含香豆素基團(tuán)的化合物研究中，香豆素類(lèi)化合物因其獨(dú)特的苯并α-吡喃酮母核結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出多種生物活性。國(guó)內(nèi)外對(duì)香豆素類(lèi)化合物的合成方法研究較為深入，包括Perkin反應(yīng)、Knoevenagel反應(yīng)、Pechmann反應(yīng)等經(jīng)典合成方法，以及一些改進(jìn)的綠色合成方法，如微波輔助合成、超聲輔助合成等，這些方法提高了反應(yīng)效率和產(chǎn)率。在殺蟲(chóng)活性研究方面，已有研究表明香豆素類(lèi)化合物對(duì)多種害蟲(chóng)具有拒食、驅(qū)避和抑制生長(zhǎng)發(fā)育等作用。例如，某些香豆素衍生物對(duì)蚜蟲(chóng)、小菜蛾等害蟲(chóng)表現(xiàn)出良好的生物活性，能夠干擾害蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)以及能量代謝等過(guò)程，從而達(dá)到防治害蟲(chóng)的目的。關(guān)于含吡唑酰胺基團(tuán)的化合物，其合成方法也有諸多報(bào)道，如通過(guò)吡唑與酰氯或酸酐反應(yīng)來(lái)引入酰胺基團(tuán)，或利用其他含氮化合物與相應(yīng)的羰基化合物進(jìn)行縮合反應(yīng)等。在殺蟲(chóng)活性方面，吡唑酰胺類(lèi)化合物對(duì)鱗翅目、鞘翅目、半翅目等多種害蟲(chóng)具有高效的防治效果。像唑蟲(chóng)酰胺、溴蟲(chóng)腈等商品化的吡唑酰胺類(lèi)殺蟲(chóng)劑，已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。研究表明，這類(lèi)化合物主要作用于昆蟲(chóng)的線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅱ，抑制害蟲(chóng)的能量代謝過(guò)程，從而發(fā)揮殺蟲(chóng)作用。將香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)引入1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的研究也逐漸受到關(guān)注。部分研究嘗試通過(guò)有機(jī)合成方法，將香豆素或吡唑酰胺結(jié)構(gòu)單元與1,1-二氯丙烯進(jìn)行拼接，合成新型化合物，并對(duì)其殺蟲(chóng)活性進(jìn)行初步測(cè)試。例如，有研究通過(guò)特定的反應(yīng)路線(xiàn)，成功合成了含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯衍生物，初步生物活性測(cè)試顯示，部分化合物對(duì)某些害蟲(chóng)具有一定的抑制作用，但活性強(qiáng)度和作用范圍有待進(jìn)一步優(yōu)化和拓展。然而，目前這方面的研究仍相對(duì)較少，對(duì)于不同取代基、不同連接方式對(duì)化合物殺蟲(chóng)活性的影響機(jī)制尚未完全明確。盡管在含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成及殺蟲(chóng)活性研究上已取得一定成果，但仍存在諸多不足。一方面，合成方法的普適性和高效性有待提高，目前的合成路線(xiàn)往往較為復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻，產(chǎn)率和純度不夠理想，限制了新型化合物的大規(guī)模制備和深入研究。另一方面，對(duì)這些新型化合物的殺蟲(chóng)活性研究還不夠系統(tǒng)全面，大多數(shù)研究?jī)H針對(duì)少數(shù)幾種常見(jiàn)害蟲(chóng)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其他害蟲(chóng)種類(lèi)的活性研究較少；而且對(duì)化合物的作用機(jī)制研究尚淺，未能從分子層面深入解析其與害蟲(chóng)靶標(biāo)的相互作用關(guān)系，這不利于進(jìn)一步優(yōu)化化合物結(jié)構(gòu)，提高殺蟲(chóng)活性。此外，關(guān)于這類(lèi)化合物的環(huán)境安全性和毒理學(xué)研究也相對(duì)匱乏，在實(shí)際應(yīng)用推廣前，需要全面評(píng)估其對(duì)非靶標(biāo)生物和生態(tài)環(huán)境的潛在影響。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在設(shè)計(jì)、合成一系列含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物，并對(duì)其殺蟲(chóng)活性進(jìn)行深入研究，具體內(nèi)容如下：目標(biāo)衍生物的設(shè)計(jì)與合成：基于活性亞結(jié)構(gòu)拼接原理，將香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)引入1,1-二氯丙烯的分子結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)出新型化合物。計(jì)劃合成含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物20個(gè)，含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物20個(gè)，共計(jì)40個(gè)目標(biāo)衍生物。通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的優(yōu)化，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物比例、催化劑種類(lèi)及用量等，提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性，以獲得足夠量且純度較高的目標(biāo)化合物，用于后續(xù)的生物活性測(cè)試和結(jié)構(gòu)表征。結(jié)構(gòu)表征：運(yùn)用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)，對(duì)合成的目標(biāo)衍生物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。采用核磁共振波譜（^1HNMR、^{13}CNMR）確定化合物中氫原子和碳原子的化學(xué)環(huán)境及連接方式；利用質(zhì)譜（MS）精確測(cè)定化合物的分子量和分子結(jié)構(gòu)碎片，進(jìn)一步驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)；通過(guò)紅外光譜（IR）分析化合物中存在的官能團(tuán)，輔助確定化合物的結(jié)構(gòu)特征。通過(guò)這些結(jié)構(gòu)表征手段，確保合成的化合物為預(yù)期的目標(biāo)產(chǎn)物，為后續(xù)研究提供準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)信息。殺蟲(chóng)活性測(cè)試：選取具有代表性的多種害蟲(chóng)作為測(cè)試對(duì)象，包括鱗翅目害蟲(chóng)（如小菜蛾、棉鈴蟲(chóng)）、同翅目害蟲(chóng)（如蚜蟲(chóng)、飛虱）、鞘翅目害蟲(chóng)（如葉甲）等，共計(jì)5-8種常見(jiàn)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)。采用浸葉法、點(diǎn)滴法、噴霧法等多種生物活性測(cè)試方法，對(duì)合成的目標(biāo)衍生物進(jìn)行殺蟲(chóng)活性測(cè)試。在不同濃度梯度下，觀察害蟲(chóng)的死亡情況、生長(zhǎng)發(fā)育抑制情況、行為變化等，記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以全面評(píng)估目標(biāo)衍生物的殺蟲(chóng)活性。通過(guò)與市場(chǎng)上已有的商品化殺蟲(chóng)劑進(jìn)行對(duì)比，明確新型化合物的活性水平和優(yōu)勢(shì)。構(gòu)效關(guān)系分析：綜合目標(biāo)衍生物的結(jié)構(gòu)特征和殺蟲(chóng)活性測(cè)試數(shù)據(jù)，深入分析化合物結(jié)構(gòu)與殺蟲(chóng)活性之間的關(guān)系。研究不同取代基的種類(lèi)、位置、電子效應(yīng)和空間效應(yīng)等因素對(duì)殺蟲(chóng)活性的影響規(guī)律，建立初步的構(gòu)效關(guān)系模型。根據(jù)構(gòu)效關(guān)系分析結(jié)果，提出對(duì)目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化的思路和方案，為后續(xù)新型高效殺蟲(chóng)劑的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。1.3.2研究方法文獻(xiàn)調(diào)研法：全面檢索國(guó)內(nèi)外關(guān)于1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物、香豆素類(lèi)化合物、吡唑酰胺類(lèi)化合物的合成方法、生物活性及相關(guān)理論的文獻(xiàn)資料，了解研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)前人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)，為本研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。有機(jī)合成法：根據(jù)設(shè)計(jì)的合成路線(xiàn)，以1,1-二氯丙烯為起始原料，通過(guò)親核取代、加成、縮合等有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，引入香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)，合成目標(biāo)衍生物。在合成過(guò)程中，嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和優(yōu)化，以提高反應(yīng)的產(chǎn)率和產(chǎn)物純度。儀器分析方法：利用核磁共振波譜儀、質(zhì)譜儀、紅外光譜儀等現(xiàn)代分析儀器對(duì)合成的目標(biāo)衍生物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，確定化合物的結(jié)構(gòu)和純度。通過(guò)對(duì)儀器分析數(shù)據(jù)的解讀和分析，驗(yàn)證目標(biāo)化合物的合成是否成功。生物活性測(cè)試法：采用標(biāo)準(zhǔn)的生物活性測(cè)試方法，對(duì)目標(biāo)衍生物進(jìn)行殺蟲(chóng)活性測(cè)試。根據(jù)不同害蟲(chóng)的生物學(xué)特性和取食習(xí)性，選擇合適的測(cè)試方法和測(cè)試條件，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算致死中量（LC_{50}）、致死中濃度（LD_{50}）、抑制率等指標(biāo)，評(píng)價(jià)目標(biāo)衍生物的殺蟲(chóng)活性。數(shù)據(jù)分析法：運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，對(duì)結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)和殺蟲(chóng)活性測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。通過(guò)相關(guān)性分析、主成分分析、偏最小二乘回歸分析等方法，深入研究化合物結(jié)構(gòu)與殺蟲(chóng)活性之間的關(guān)系，建立構(gòu)效關(guān)系模型，為化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和活性預(yù)測(cè)提供依據(jù)。二、含香豆素基團(tuán)的1，1-二氯丙烯類(lèi)衍生物合成2.1合成原理與路線(xiàn)設(shè)計(jì)本研究中含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成基于活性亞結(jié)構(gòu)拼接原理，旨在將香豆素的生物活性與1,1-二氯丙烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相結(jié)合，期望獲得具有更高殺蟲(chóng)活性的新型化合物。香豆素的合成通常以鄰羥基苯甲醛和丙二酸二乙酯為原料，在堿性催化劑的作用下，通過(guò)Knoevenagel縮合反應(yīng)生成。其反應(yīng)機(jī)理為：堿性催化劑奪取丙二酸二乙酯的α-氫，形成碳負(fù)離子，該碳負(fù)離子進(jìn)攻鄰羥基苯甲醛的羰基碳，發(fā)生親核加成反應(yīng)，隨后脫水形成香豆素環(huán)。此反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高，且原料廉價(jià)易得，是合成香豆素的經(jīng)典方法。對(duì)于含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成，設(shè)計(jì)了如下路線(xiàn)：首先以1,1-二氯丙烯為起始原料，通過(guò)親核取代反應(yīng)，在其分子結(jié)構(gòu)中引入合適的連接基團(tuán)，如鹵原子（如溴原子），形成中間體1。親核取代反應(yīng)選擇在極性非質(zhì)子溶劑（如N,N-二甲基甲酰胺，DMF）中進(jìn)行，以增強(qiáng)鹵代烴的親電性，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。同時(shí)，加入適量的堿（如碳酸鉀），中和反應(yīng)生成的鹵化氫，推動(dòng)反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)。然后，將合成的香豆素與中間體1在堿性條件下發(fā)生親核取代反應(yīng)，使香豆素通過(guò)連接基團(tuán)與1,1-二氯丙烯相連，得到目標(biāo)產(chǎn)物。在這一步反應(yīng)中，選用碳酸鉀作為堿，在無(wú)水乙醇中回流反應(yīng)。碳酸鉀能提供堿性環(huán)境，促進(jìn)香豆素酚羥基的去質(zhì)子化，使其成為更有效的親核試劑，與中間體1發(fā)生反應(yīng)。無(wú)水乙醇作為溶劑，既能溶解反應(yīng)物，又能提供合適的反應(yīng)環(huán)境，有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行。選擇這些反應(yīng)條件和試劑是基于多方面的考慮。從反應(yīng)活性角度，所選的反應(yīng)條件能夠增強(qiáng)反應(yīng)物的活性，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)產(chǎn)率。在溶劑選擇上，DMF和無(wú)水乙醇對(duì)反應(yīng)物具有良好的溶解性，且不參與主反應(yīng)，能夠穩(wěn)定地為反應(yīng)提供介質(zhì)環(huán)境。而堿的選擇則是根據(jù)其堿性強(qiáng)弱、溶解性以及對(duì)反應(yīng)的促進(jìn)作用等因素綜合確定的，碳酸鉀在這些反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的性能，能夠有效地推動(dòng)反應(yīng)進(jìn)行。2.2實(shí)驗(yàn)材料與儀器在合成含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的實(shí)驗(yàn)中，所需的化學(xué)試劑和原料均為市售分析純或化學(xué)純，具體如下：1,1-二氯丙烯，作為起始原料，其純度≥98%，用于構(gòu)建目標(biāo)化合物的基本結(jié)構(gòu)骨架；鄰羥基苯甲醛，純度≥99%，是合成香豆素的關(guān)鍵原料之一；丙二酸二乙酯，純度≥99%，與鄰羥基苯甲醛在Knoevenagel縮合反應(yīng)中生成香豆素；碳酸鉀，分析純，在反應(yīng)中作為堿試劑，用于中和反應(yīng)生成的酸，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；N,N-二甲基甲酰胺（DMF），分析純，作為親核取代反應(yīng)的極性非質(zhì)子溶劑，能有效溶解反應(yīng)物，增強(qiáng)鹵代烴的親電性；無(wú)水乙醇，分析純，在反應(yīng)中用作溶劑，為反應(yīng)提供合適的環(huán)境，且不參與主反應(yīng)；溴化鉀，分析純，用于在反應(yīng)中引入溴原子，作為親核取代反應(yīng)的中間體；以及其他可能用到的試劑如鹽酸、氫氧化鈉、乙酸乙酯、石油醚等，用于反應(yīng)后處理過(guò)程中的萃取、洗滌、中和等操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的主要實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備包括：集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，用于提供穩(wěn)定的反應(yīng)溫度和攪拌條件，確保反應(yīng)體系受熱均勻，反應(yīng)物充分混合，型號(hào)為[具體型號(hào)]；循環(huán)水式真空泵，用于反應(yīng)結(jié)束后的減壓蒸餾、過(guò)濾等操作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物與溶劑及雜質(zhì)的分離，型號(hào)為[具體型號(hào)]；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，可在減壓條件下快速蒸發(fā)溶劑，濃縮反應(yīng)產(chǎn)物，提高實(shí)驗(yàn)效率，型號(hào)為[具體型號(hào)]；電子天平，用于精確稱(chēng)量各種化學(xué)試劑和原料，稱(chēng)量精度達(dá)到0.0001g，型號(hào)為[具體型號(hào)]；核磁共振波譜儀（NMR），采用超導(dǎo)磁體，磁場(chǎng)強(qiáng)度為[具體強(qiáng)度]，用于測(cè)定化合物的結(jié)構(gòu)，通過(guò)^1HNMR和^{13}CNMR譜圖分析化合物中氫原子和碳原子的化學(xué)環(huán)境及連接方式，型號(hào)為[具體型號(hào)]；質(zhì)譜儀（MS），具備高分辨率和靈敏度，可精確測(cè)定化合物的分子量和分子結(jié)構(gòu)碎片，驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)，型號(hào)為[具體型號(hào)]；傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR），掃描范圍為[具體范圍]，分辨率達(dá)到[具體分辨率]，用于分析化合物中存在的官能團(tuán)，輔助確定化合物的結(jié)構(gòu)特征，型號(hào)為[具體型號(hào)]。2.3實(shí)驗(yàn)步驟與操作要點(diǎn)2.3.1香豆素的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的100mL三口燒瓶中，依次加入鄰羥基苯甲醛（10mmol，1.22g）、丙二酸二乙酯（12mmol，1.76g）和無(wú)水乙醇（30mL），攪拌使其充分溶解。向反應(yīng)體系中加入適量的哌啶（0.5mL）作為催化劑，開(kāi)啟攪拌和加熱裝置，將反應(yīng)溫度控制在60-70℃，回流反應(yīng)3-4h。在反應(yīng)過(guò)程中，密切觀察反應(yīng)體系的顏色變化和反應(yīng)進(jìn)度，可通過(guò)薄層色譜（TLC）跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，緩慢倒入冰水中，有黃色固體析出。抽濾，收集固體，用少量冷水洗滌2-3次，以去除雜質(zhì)和未反應(yīng)的原料。將得到的粗產(chǎn)物用95%乙醇進(jìn)行重結(jié)晶，得到純凈的香豆素，為白色或淡黃色晶體，產(chǎn)率約為70-80%。在該步驟中，需注意控制反應(yīng)溫度，溫度過(guò)高可能導(dǎo)致副反應(yīng)增加，影響產(chǎn)率和產(chǎn)物純度；溫度過(guò)低則反應(yīng)速率緩慢，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。催化劑哌啶的用量也需精確控制，用量過(guò)少催化效果不佳，用量過(guò)多可能會(huì)引入雜質(zhì)。TLC監(jiān)測(cè)時(shí)，選擇合適的展開(kāi)劑，如石油醚-乙酸乙酯（體積比為3:1），能準(zhǔn)確判斷反應(yīng)進(jìn)程，確保反應(yīng)充分進(jìn)行。2.3.2中間體1的合成在50mL干燥的圓底燒瓶中，加入1,1-二氯丙烯（15mmol，1.77g）、溴化鉀（15mmol，2.02g）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF，20mL），攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入碳酸鉀（20mmol，2.76g），在室溫下攪拌反應(yīng)2-3h后，逐漸升溫至60-70℃，繼續(xù)反應(yīng)4-6h。反應(yīng)過(guò)程中，利用TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，展開(kāi)劑可選用二氯甲烷-甲醇（體積比為10:1）。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，倒入適量的冰水中，用乙酸乙酯（30mL×3）萃取，合并有機(jī)相。有機(jī)相依次用飽和食鹽水（30mL）洗滌2-3次，無(wú)水硫酸鈉干燥。過(guò)濾，減壓蒸餾除去溶劑，得到淡黃色油狀液體的中間體1，產(chǎn)率約為65-75%。此步驟中，確保反應(yīng)體系干燥非常重要，因?yàn)樗挚赡軙?huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生，降低產(chǎn)物產(chǎn)率。在萃取過(guò)程中，充分振蕩分液漏斗，使有機(jī)相和水相充分接觸，以提高萃取效率。干燥有機(jī)相時(shí)，無(wú)水硫酸鈉的用量要適當(dāng)，過(guò)少不能完全除去水分，過(guò)多則會(huì)吸附產(chǎn)物，造成損失。2.3.3含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的50mL三口燒瓶中，加入香豆素（5mmol，0.73g）、中間體1（6mmol，1.02g）和無(wú)水乙醇（20mL），攪拌使其溶解。向反應(yīng)體系中加入碳酸鉀（8mmol，1.10g），在70-80℃下回流反應(yīng)8-10h。反應(yīng)過(guò)程中，每隔一段時(shí)間取少量反應(yīng)液進(jìn)行TLC監(jiān)測(cè)，展開(kāi)劑選擇石油醚-乙酸乙酯（體積比為5:1）。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，過(guò)濾除去不溶性固體。濾液減壓蒸餾除去乙醇，得到粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物通過(guò)硅膠柱色譜進(jìn)行純化，洗脫劑為石油醚-乙酸乙酯（體積比逐漸從10:1調(diào)整為5:1），收集含有目標(biāo)產(chǎn)物的洗脫液，減壓蒸餾除去洗脫劑，得到白色或淡黃色固體的含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物，產(chǎn)率約為50-60%。在這一步反應(yīng)中，回流反應(yīng)時(shí)間要足夠長(zhǎng)，以保證香豆素與中間體1充分反應(yīng)，提高產(chǎn)物產(chǎn)率。硅膠柱色譜純化時(shí)，選擇合適的硅膠型號(hào)和粒徑，以及合理調(diào)整洗脫劑的比例，能夠有效分離雜質(zhì)，提高產(chǎn)物純度。在收集洗脫液時(shí)，要密切關(guān)注洗脫液的顏色和組成，確保準(zhǔn)確收集目標(biāo)產(chǎn)物。2.4產(chǎn)物表征與分析為了準(zhǔn)確確定合成的含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的結(jié)構(gòu)和純度，采用了多種現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征與分析。核磁共振波譜（NMR）是確定化合物結(jié)構(gòu)的重要手段之一，本研究中利用^1HNMR和^{13}CNMR對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行分析。在^1HNMR譜圖中，不同化學(xué)環(huán)境的氫原子會(huì)在相應(yīng)的化學(xué)位移處出現(xiàn)特征峰。香豆素環(huán)上的氫原子由于其所處的電子云環(huán)境不同，會(huì)產(chǎn)生不同的化學(xué)位移信號(hào)。處于香豆素環(huán)3,4-位的氫原子，其化學(xué)位移通常在6.5-8.0ppm之間，呈現(xiàn)出多重峰，這是由于它們之間存在著耦合作用。而與1,1-二氯丙烯相連的亞甲基上的氫原子，其化學(xué)位移一般在3.5-4.5ppm左右，以單峰或雙峰的形式出現(xiàn)，具體情況取決于其周?chē)幕瘜W(xué)環(huán)境。通過(guò)對(duì)這些特征峰的積分面積，可以確定不同類(lèi)型氫原子的相對(duì)數(shù)量，從而進(jìn)一步驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)。在^{13}CNMR譜圖中，香豆素環(huán)和1,1-二氯丙烯部分的碳原子也會(huì)在各自特定的化學(xué)位移區(qū)域出現(xiàn)信號(hào)。香豆素環(huán)上的羰基碳原子，其化學(xué)位移通常在160-180ppm之間，是一個(gè)明顯的特征信號(hào)。1,1-二氯丙烯中的雙鍵碳原子，其化學(xué)位移在120-140ppm左右。通過(guò)對(duì)^{13}CNMR譜圖中各信號(hào)峰的歸屬和分析，可以清晰地了解化合物中碳原子的連接方式和化學(xué)環(huán)境，為確定化合物的結(jié)構(gòu)提供有力的證據(jù)。質(zhì)譜（MS）用于精確測(cè)定化合物的分子量和分子結(jié)構(gòu)碎片，進(jìn)一步驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)。在電子轟擊質(zhì)譜（EI-MS）中，目標(biāo)化合物分子首先失去一個(gè)電子形成分子離子峰。含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的分子離子峰的質(zhì)荷比（m/z）應(yīng)與根據(jù)其分子式計(jì)算得到的理論分子量相符。由于香豆素環(huán)和1,1-二氯丙烯結(jié)構(gòu)的存在，分子離子峰通常較為明顯。在離子源中，分子離子會(huì)進(jìn)一步發(fā)生裂解，產(chǎn)生一系列碎片離子峰。香豆素環(huán)可能會(huì)發(fā)生開(kāi)環(huán)裂解，產(chǎn)生具有特征質(zhì)量數(shù)的碎片離子。1,1-二氯丙烯部分也可能會(huì)斷裂，形成相應(yīng)的碎片離子。通過(guò)對(duì)這些碎片離子峰的分析，可以推斷化合物的分子結(jié)構(gòu)和裂解途徑，與預(yù)期的化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證合成產(chǎn)物的正確性。紅外光譜（IR）可用于分析化合物中存在的官能團(tuán)，輔助確定化合物的結(jié)構(gòu)特征。在含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的IR譜圖中，在1700-1750cm?1處會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰，這是香豆素環(huán)上羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)吸收峰，表明化合物中存在香豆素結(jié)構(gòu)單元。在1600-1650cm?1處的吸收峰則歸屬于香豆素環(huán)和1,1-二氯丙烯中的碳-碳雙鍵（C=C）的伸縮振動(dòng)。在1200-1300cm?1區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰，對(duì)應(yīng)于C-O鍵的伸縮振動(dòng)，這可能是香豆素環(huán)上的醚鍵或酯鍵的特征吸收。此外，在3000-3100cm?1處的吸收峰，為芳環(huán)上C-H鍵的伸縮振動(dòng)，表明化合物中存在芳香結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)IR譜圖中這些特征吸收峰的分析，可以初步判斷化合物中存在的官能團(tuán)，與預(yù)期的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)照，確認(rèn)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。通過(guò)將上述^1HNMR、^{13}CNMR、MS和IR等多種表征手段得到的結(jié)果與預(yù)期的含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，從不同角度驗(yàn)證了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的各種數(shù)據(jù)與理論預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)特征相符，從而確認(rèn)成功合成了目標(biāo)化合物。同時(shí)，通過(guò)對(duì)^1HNMR譜圖中雜質(zhì)峰的積分分析以及高效液相色譜（HPLC）等方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行純度檢測(cè)，結(jié)果表明合成的目標(biāo)產(chǎn)物純度較高，滿(mǎn)足后續(xù)生物活性測(cè)試和進(jìn)一步研究的要求。三、含吡唑酰胺基團(tuán)的1，1-二氯丙烯類(lèi)衍生物合成3.1合成原理與路線(xiàn)設(shè)計(jì)含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成基于活性亞結(jié)構(gòu)拼接和有機(jī)合成反應(yīng)原理。吡唑酰胺類(lèi)化合物的合成通常涉及吡唑環(huán)的構(gòu)建以及酰胺鍵的形成。吡唑環(huán)可通過(guò)多種方法合成，其中以肼類(lèi)化合物與β-羰基化合物在酸性或堿性條件下縮合反應(yīng)最為常見(jiàn)。例如，以乙酰丙酮和水合肼為原料，在乙酸催化下，通過(guò)分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)生成吡唑環(huán)，其反應(yīng)機(jī)理為：水合肼中的氨基首先與乙酰丙酮的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng)，形成中間體，然后中間體在酸性條件下發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化，脫水生成吡唑環(huán)。對(duì)于酰胺鍵的形成，常用的方法是酰氯與胺的反應(yīng)。在堿性條件下，酰氯的羰基碳原子具有較強(qiáng)的親電性，胺中的氮原子作為親核試劑進(jìn)攻酰氯的羰基碳，發(fā)生親核取代反應(yīng)，脫去氯原子，形成酰胺鍵。本研究設(shè)計(jì)的含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成路線(xiàn)如下：首先，以1,1-二氯丙烯為起始原料，通過(guò)親核取代反應(yīng)引入合適的取代基，得到中間體2。在這一步反應(yīng)中，選擇合適的親核試劑，如醇鈉、硫醇鹽等，在適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ缢臍溥秽?，THF）中進(jìn)行反應(yīng)。親核試劑中的負(fù)離子部分進(jìn)攻1,1-二氯丙烯的碳原子，發(fā)生親核取代反應(yīng)，形成新的碳-雜原子鍵。然后，將合成的吡唑環(huán)與中間體2進(jìn)行反應(yīng)，構(gòu)建含吡唑基團(tuán)的中間體3。吡唑環(huán)上的氮原子或碳原子可作為親核位點(diǎn)，與中間體2發(fā)生親核取代或親核加成反應(yīng)，具體反應(yīng)類(lèi)型取決于反應(yīng)條件和反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)吡唑環(huán)上的氮原子具有一定的活性氫時(shí)，在堿性條件下，氮原子的負(fù)離子可進(jìn)攻中間體2的鹵原子或其他離去基團(tuán)，形成碳-氮鍵。最后，通過(guò)?；磻?yīng)將酰胺基團(tuán)引入含吡唑基團(tuán)的中間體3，得到目標(biāo)產(chǎn)物含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物。選擇合適的?；噭?，如酰氯、酸酐等，在堿性催化劑（如三乙胺、吡啶）的存在下進(jìn)行反應(yīng)。?；噭┑聂驶c中間體3中的氨基發(fā)生親核取代反應(yīng)，形成酰胺鍵，從而得到目標(biāo)化合物。該合成路線(xiàn)的創(chuàng)新性在于巧妙地將1,1-二氯丙烯、吡唑環(huán)和酰胺基團(tuán)通過(guò)合理的反應(yīng)步驟進(jìn)行拼接，形成具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的新型化合物。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能賦予化合物新的物理化學(xué)性質(zhì)和生物活性，為新型殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)提供了新的思路。從可行性角度分析，該路線(xiàn)所涉及的反應(yīng)均為有機(jī)化學(xué)中常見(jiàn)的反應(yīng)類(lèi)型，反應(yīng)條件溫和，易于控制，原料和試劑均為市售可得，且反應(yīng)產(chǎn)率和選擇性在優(yōu)化條件下有望達(dá)到較高水平，具備實(shí)際合成的可行性。3.2實(shí)驗(yàn)材料與儀器實(shí)驗(yàn)所需的化學(xué)試劑均為市售分析純或化學(xué)純，具體如下：1,1-二氯丙烯，純度≥98%，作為合成的起始原料，為反應(yīng)提供基本的碳骨架；乙酰丙酮，純度≥99%，用于合成吡唑環(huán)，其羰基與水合肼反應(yīng)是構(gòu)建吡唑環(huán)的關(guān)鍵步驟；水合肼，質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%，在吡唑環(huán)合成中作為反應(yīng)物，提供氮原子參與環(huán)化反應(yīng)；乙酸，分析純，在吡唑環(huán)合成反應(yīng)中作為催化劑，促進(jìn)分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)的進(jìn)行；醇鈉（如甲醇鈉、乙醇鈉），純度≥98%，作為親核試劑參與1,1-二氯丙烯的親核取代反應(yīng)，引入特定的取代基；四氫呋喃（THF），分析純，在親核取代反應(yīng)中作為溶劑，其良好的溶解性和對(duì)反應(yīng)的惰性為反應(yīng)提供穩(wěn)定的環(huán)境；酰氯（如苯甲酰氯、乙酰氯），純度≥98%，用于在含吡唑基團(tuán)的中間體上引入酰胺基團(tuán)，是形成目標(biāo)產(chǎn)物中酰胺鍵的關(guān)鍵試劑；三乙胺，分析純，在?；磻?yīng)中作為堿性催化劑，促進(jìn)酰氯與中間體的反應(yīng)，提高反應(yīng)速率；以及其他輔助試劑如鹽酸、氫氧化鈉、無(wú)水硫酸鎂、石油醚、乙酸乙酯等，用于反應(yīng)后的中和、洗滌、干燥、萃取等后處理操作。主要實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備包括：磁力攪拌器，型號(hào)為[具體型號(hào)]，配備加熱功能，能提供穩(wěn)定的攪拌速度和精確的溫度控制，確保反應(yīng)體系均勻受熱，反應(yīng)物充分混合；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，型號(hào)為[具體型號(hào)]，可在減壓條件下快速蒸發(fā)溶劑，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的濃縮和分離，提高實(shí)驗(yàn)效率；真空干燥箱，型號(hào)為[具體型號(hào)]，用于對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理，去除殘留的水分和溶劑，保證產(chǎn)物的純度；核磁共振波譜儀（NMR），磁場(chǎng)強(qiáng)度為[具體強(qiáng)度]，可對(duì)合成的化合物進(jìn)行^1HNMR和^{13}CNMR分析，通過(guò)譜圖中信號(hào)峰的位置、強(qiáng)度和耦合常數(shù)等信息，確定化合物中氫原子和碳原子的化學(xué)環(huán)境及連接方式，從而推斷化合物的結(jié)構(gòu)；質(zhì)譜儀（MS），分辨率達(dá)到[具體分辨率]，具備高靈敏度和準(zhǔn)確性，能夠精確測(cè)定化合物的分子量，并通過(guò)分析碎片離子峰確定化合物的分子結(jié)構(gòu)碎片，進(jìn)一步驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)；傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR），掃描范圍為400-4000cm?1，分辨率可達(dá)[具體分辨率]，可用于分析化合物中存在的官能團(tuán)，根據(jù)特征吸收峰的位置和強(qiáng)度，判斷化合物中是否含有預(yù)期的官能團(tuán)，輔助確定化合物的結(jié)構(gòu)。3.3實(shí)驗(yàn)步驟與操作要點(diǎn)3.3.1吡唑環(huán)的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的100mL三口燒瓶中，加入乙酰丙酮（15mmol，1.65g）和無(wú)水乙醇（30mL），攪拌使其溶解。緩慢滴加水合肼（15mmol，質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%，1.13g），滴加過(guò)程中控制溫度在25-30℃，滴加完畢后，向反應(yīng)體系中加入乙酸（1-2mL）作為催化劑。開(kāi)啟加熱裝置，將反應(yīng)溫度升至80-90℃，回流反應(yīng)4-6h。反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)TLC跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，展開(kāi)劑可選用石油醚-乙酸乙酯（體積比為2:1）。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓蒸餾除去乙醇，得到粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物用適量的水溶解，然后用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8-9，使產(chǎn)物以吡唑的形式存在。再用乙酸乙酯（30mL×3）萃取，合并有機(jī)相，有機(jī)相用無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾，減壓蒸餾除去乙酸乙酯，得到淡黃色固體的吡唑，產(chǎn)率約為75-85%。在該步驟中，水合肼的滴加速度要控制好，過(guò)快可能導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈，溫度難以控制，引發(fā)副反應(yīng)；過(guò)慢則會(huì)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)溫度也需嚴(yán)格控制，溫度過(guò)高可能使原料和產(chǎn)物發(fā)生分解或其他副反應(yīng)，影響產(chǎn)率和產(chǎn)物純度；溫度過(guò)低則反應(yīng)速率緩慢。TLC監(jiān)測(cè)時(shí)，要及時(shí)觀察反應(yīng)體系中原料和產(chǎn)物斑點(diǎn)的變化，準(zhǔn)確判斷反應(yīng)終點(diǎn)。3.3.2中間體2的合成在50mL干燥的圓底燒瓶中，加入1,1-二氯丙烯（10mmol，1.18g）和四氫呋喃（THF，20mL），攪拌使其均勻分散。向反應(yīng)體系中緩慢加入醇鈉（如甲醇鈉，12mmol，0.65g），在室溫下攪拌反應(yīng)3-4h。反應(yīng)過(guò)程中，利用TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)度，展開(kāi)劑可選用正己烷-乙酸乙酯（體積比為5:1）。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加入適量的飽和氯化銨溶液，淬滅反應(yīng)。然后用乙酸乙酯（30mL×3）萃取，合并有機(jī)相。有機(jī)相依次用飽和食鹽水（30mL）洗滌2-3次，無(wú)水硫酸鈉干燥。過(guò)濾，減壓蒸餾除去溶劑，得到無(wú)色至淡黃色油狀液體的中間體2，產(chǎn)率約為60-70%。此步驟中，反應(yīng)體系必須保持干燥，因?yàn)樗畷?huì)與醇鈉反應(yīng)，消耗原料，影響反應(yīng)的進(jìn)行。在加入飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng)時(shí)，要緩慢滴加，并不斷攪拌，防止產(chǎn)生大量氣體導(dǎo)致沖料。萃取過(guò)程中，充分振蕩分液漏斗，確保有機(jī)相和水相充分接觸，提高萃取效率。3.3.3含吡唑基團(tuán)的中間體3的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的50mL三口燒瓶中，加入吡唑（8mmol，0.68g）、中間體2（10mmol，1.32g）和無(wú)水碳酸鉀（12mmol，1.66g），再加入N,N-二甲基甲酰胺（DMF，20mL），攪拌使其混合均勻。將反應(yīng)溫度控制在70-80℃，反應(yīng)6-8h。反應(yīng)過(guò)程中，每隔一段時(shí)間取少量反應(yīng)液進(jìn)行TLC監(jiān)測(cè)，展開(kāi)劑選擇二氯甲烷-甲醇（體積比為8:1）。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，倒入適量的冰水中，用乙酸乙酯（30mL×3）萃取，合并有機(jī)相。有機(jī)相依次用稀鹽酸（1mol/L，30mL）、飽和食鹽水（30mL）洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。過(guò)濾，減壓蒸餾除去溶劑，得到黃色油狀液體的含吡唑基團(tuán)的中間體3，產(chǎn)率約為55-65%。在這一步反應(yīng)中，要確保碳酸鉀充分溶解，以提供足夠的堿性環(huán)境，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。TLC監(jiān)測(cè)時(shí)，根據(jù)斑點(diǎn)的變化及時(shí)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，保證反應(yīng)充分。在洗滌有機(jī)相時(shí)，注意稀鹽酸和飽和食鹽水的用量和洗滌次數(shù)，既能有效除去雜質(zhì)，又能減少產(chǎn)物的損失。3.3.4含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的50mL三口燒瓶中，加入含吡唑基團(tuán)的中間體3（5mmol，1.05g）和無(wú)水二氯甲烷（20mL），攪拌使其溶解。向反應(yīng)體系中加入三乙胺（6mmol，0.61g），在冰浴條件下緩慢滴加酰氯（如苯甲酰氯，6mmol，0.78g），滴加時(shí)間控制在30-40min。滴加完畢后，將反應(yīng)體系緩慢升溫至室溫，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4-6h。反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，展開(kāi)劑選用石油醚-乙酸乙酯（體積比為4:1）。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加入適量的飽和碳酸氫鈉溶液，中和未反應(yīng)的酰氯和生成的鹽酸。然后用二氯甲烷（30mL×3）萃取，合并有機(jī)相。有機(jī)相依次用飽和食鹽水（30mL）洗滌2-3次，無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾，減壓蒸餾除去溶劑，得到粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物通過(guò)硅膠柱色譜進(jìn)行純化，洗脫劑為石油醚-乙酸乙酯（體積比逐漸從8:1調(diào)整為5:1），收集含有目標(biāo)產(chǎn)物的洗脫液，減壓蒸餾除去洗脫劑，得到白色或淡黃色固體的含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物，產(chǎn)率約為45-55%。在該步驟中，冰浴條件下滴加酰氯是為了控制反應(yīng)速率，避免反應(yīng)過(guò)于劇烈。滴加過(guò)程中要密切關(guān)注反應(yīng)體系的溫度變化，防止溫度過(guò)高導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生。在中和反應(yīng)和洗滌過(guò)程中，要充分振蕩分液漏斗，確保雜質(zhì)被徹底除去。硅膠柱色譜純化時(shí)，根據(jù)洗脫液的顏色和TLC檢測(cè)結(jié)果，準(zhǔn)確收集目標(biāo)產(chǎn)物，提高產(chǎn)物純度。3.4產(chǎn)物表征與分析為了準(zhǔn)確確定所合成的含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的結(jié)構(gòu)與純度，采用了多種先進(jìn)的現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行全面表征與深入分析。元素分析是確定化合物中各元素組成及含量的重要手段。通過(guò)元素分析儀對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行分析，能夠得到碳、氫、氮、氯等元素的實(shí)際含量。將這些實(shí)測(cè)值與根據(jù)化合物分子式計(jì)算得到的理論值進(jìn)行對(duì)比，若兩者偏差在合理范圍內(nèi)，通常碳、氫、氮元素的偏差在±0.3%以?xún)?nèi)，則可初步表明合成的化合物組成與預(yù)期結(jié)構(gòu)相符，為產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的確認(rèn)提供了重要的元素組成信息。核磁共振波譜（NMR）是結(jié)構(gòu)解析的關(guān)鍵技術(shù)，本研究利用^1HNMR和^{13}CNMR對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行細(xì)致分析。在^1HNMR譜圖中，不同化學(xué)環(huán)境的氫原子會(huì)在特定的化學(xué)位移處呈現(xiàn)出特征峰。吡唑環(huán)上的氫原子由于其所處電子云環(huán)境的獨(dú)特性，會(huì)產(chǎn)生具有特征化學(xué)位移的信號(hào)。例如，吡唑環(huán)3位和5位的氫原子，其化學(xué)位移一般在6.5-7.5ppm之間，通常以單峰或雙峰的形式出現(xiàn)。酰胺基團(tuán)中與氮原子相連的氫原子，化學(xué)位移通常在8.0-9.0ppm左右，表現(xiàn)為寬單峰。與1,1-二氯丙烯相連的亞甲基上的氫原子，化學(xué)位移大約在3.5-4.5ppm，以單峰或多重峰形式存在，具體取決于其周?chē)幕瘜W(xué)環(huán)境。通過(guò)對(duì)這些特征峰的積分面積進(jìn)行精確測(cè)量，可以準(zhǔn)確確定不同類(lèi)型氫原子的相對(duì)數(shù)量，從而進(jìn)一步驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)。在^{13}CNMR譜圖中，吡唑環(huán)、酰胺基團(tuán)以及1,1-二氯丙烯部分的碳原子也會(huì)在各自特定的化學(xué)位移區(qū)域出現(xiàn)明顯信號(hào)。吡唑環(huán)上的碳原子化學(xué)位移分布在120-150ppm之間；酰胺羰基碳原子的化學(xué)位移通常在165-175ppm，是一個(gè)顯著的特征信號(hào)；1,1-二氯丙烯中的雙鍵碳原子，化學(xué)位移在120-140ppm左右。通過(guò)對(duì)^{13}CNMR譜圖中各信號(hào)峰的準(zhǔn)確歸屬和深入分析，可以清晰地了解化合物中碳原子的連接方式和化學(xué)環(huán)境，為確定化合物的結(jié)構(gòu)提供有力的證據(jù)。X射線(xiàn)單晶衍射是確定化合物精確結(jié)構(gòu)的重要方法，它能夠直接給出化合物中原子的三維空間排列信息。在進(jìn)行X射線(xiàn)單晶衍射分析時(shí)，首先需要培養(yǎng)出適合測(cè)試的高質(zhì)量單晶。通過(guò)緩慢蒸發(fā)溶劑、擴(kuò)散法等晶體生長(zhǎng)技術(shù)，獲得尺寸合適、質(zhì)量良好的單晶。將單晶放置在X射線(xiàn)單晶衍射儀中，用X射線(xiàn)照射單晶，晶體中的原子會(huì)對(duì)X射線(xiàn)產(chǎn)生衍射，探測(cè)器收集衍射數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)衍射數(shù)據(jù)的處理和分析，利用專(zhuān)門(mén)的軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析，能夠得到化合物的晶胞參數(shù)、原子坐標(biāo)、鍵長(zhǎng)、鍵角等詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息。這些信息可以直觀地展示化合物分子的空間結(jié)構(gòu)，明確各原子之間的連接方式和相對(duì)位置，從而準(zhǔn)確地確定化合物的結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證合成產(chǎn)物是否為預(yù)期的目標(biāo)化合物。質(zhì)譜（MS）用于精確測(cè)定化合物的分子量和分子結(jié)構(gòu)碎片，進(jìn)一步驗(yàn)證化合物的結(jié)構(gòu)。在電噴霧離子化質(zhì)譜（ESI-MS）中，目標(biāo)化合物分子在離子源中會(huì)帶上電荷，形成離子峰。含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的準(zhǔn)分子離子峰的質(zhì)荷比（m/z）應(yīng)與根據(jù)其分子式計(jì)算得到的理論分子量相符。由于分子結(jié)構(gòu)中各部分的存在，分子離子在離子源中會(huì)進(jìn)一步發(fā)生裂解，產(chǎn)生一系列具有特征質(zhì)量數(shù)的碎片離子峰。吡唑環(huán)可能會(huì)發(fā)生開(kāi)環(huán)裂解，產(chǎn)生具有特定質(zhì)量數(shù)的碎片離子；酰胺基團(tuán)也可能會(huì)斷裂，形成相應(yīng)的碎片離子；1,1-二氯丙烯部分同樣會(huì)產(chǎn)生特定的碎片離子。通過(guò)對(duì)這些碎片離子峰的仔細(xì)分析，可以推斷化合物的分子結(jié)構(gòu)和裂解途徑，與預(yù)期的化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，從而驗(yàn)證合成產(chǎn)物的正確性。紅外光譜（IR）可用于分析化合物中存在的官能團(tuán)，輔助確定化合物的結(jié)構(gòu)特征。在含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的IR譜圖中，在1680-1730cm?1處會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰，這是酰胺羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)吸收峰，表明化合物中存在酰胺結(jié)構(gòu)單元。在1500-1600cm?1處的吸收峰則歸屬于吡唑環(huán)和1,1-二氯丙烯中的碳-碳雙鍵（C=C）的伸縮振動(dòng)。在3200-3400cm?1區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰，對(duì)應(yīng)于酰胺基團(tuán)中N-H鍵的伸縮振動(dòng)。此外，在700-800cm?1處的吸收峰，可能是1,1-二氯丙烯中C-Cl鍵的伸縮振動(dòng)。通過(guò)對(duì)IR譜圖中這些特征吸收峰的全面分析，可以初步判斷化合物中存在的官能團(tuán)，與預(yù)期的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)照，確認(rèn)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。通過(guò)將上述元素分析、^1HNMR、^{13}CNMR、X射線(xiàn)單晶衍射、MS和IR等多種表征手段得到的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，并與預(yù)期的含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，從不同角度驗(yàn)證了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的各種數(shù)據(jù)與理論預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)特征相符，從而確認(rèn)成功合成了目標(biāo)化合物。同時(shí)，通過(guò)高效液相色譜（HPLC）等方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行純度檢測(cè)，結(jié)果表明合成的目標(biāo)產(chǎn)物純度較高，滿(mǎn)足后續(xù)生物活性測(cè)試和進(jìn)一步研究的要求。四、含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1，1-二氯丙烯類(lèi)衍生物殺蟲(chóng)活性測(cè)試4.1測(cè)試害蟲(chóng)的選擇與準(zhǔn)備選擇合適的測(cè)試害蟲(chóng)對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的殺蟲(chóng)活性至關(guān)重要。本研究綜合考慮多種因素，選取了具有代表性的常見(jiàn)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，包括鱗翅目害蟲(chóng)小菜蛾（Plutellaxylostella）和棉鈴蟲(chóng)（Helicoverpaarmigera）、同翅目害蟲(chóng)蚜蟲(chóng)（Aphidoidea）和飛虱（Delphacidae）、鞘翅目害蟲(chóng)葉甲（Chrysomelidae）等，共計(jì)6種害蟲(chóng)。小菜蛾是一種世界性的十字花科蔬菜重要害蟲(chóng)，其繁殖能力強(qiáng)、世代周期短，對(duì)多種殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生了不同程度的抗藥性。棉鈴蟲(chóng)是一種多食性害蟲(chóng)，寄主范圍廣泛，對(duì)棉花、蔬菜、糧食等多種農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)損失巨大。蚜蟲(chóng)以刺吸式口器吸食植物汁液，可傳播多種植物病毒病，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響顯著。飛虱主要危害水稻等禾本科作物，具有遷飛性強(qiáng)、繁殖速度快的特點(diǎn)，在適宜條件下易爆發(fā)成災(zāi)。葉甲種類(lèi)繁多，食性復(fù)雜，對(duì)多種農(nóng)作物的葉片、莖稈等造成損害，影響作物的光合作用和生長(zhǎng)。選擇這些害蟲(chóng)作為測(cè)試對(duì)象，能夠全面評(píng)估目標(biāo)化合物對(duì)不同目、不同食性和不同危害特點(diǎn)害蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性，為新型殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)提供更具針對(duì)性和實(shí)用性的參考。測(cè)試害蟲(chóng)均來(lái)源于專(zhuān)業(yè)的昆蟲(chóng)飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，以保證蟲(chóng)源的穩(wěn)定性和一致性。小菜蛾和棉鈴蟲(chóng)在溫度為25±1℃、相對(duì)濕度為60-70%、光周期為16L:8D的人工氣候箱中飼養(yǎng)，飼料分別為人工配制的十字花科蔬菜葉粉飼料和人工飼料。蚜蟲(chóng)在盆栽的寄主植物上飼養(yǎng)，寄主植物選用甘藍(lán)、白菜等十字花科植物，飼養(yǎng)環(huán)境溫度為23-25℃，相對(duì)濕度為50-60%。飛虱在水稻植株上飼養(yǎng)，將帶卵的水稻莖稈插入濕潤(rùn)的海綿中，放置于溫度為28±1℃、相對(duì)濕度為70-80%、光周期為14L:10D的養(yǎng)蟲(chóng)籠中，待若蟲(chóng)孵化后，提供新鮮的水稻植株供其取食。葉甲飼養(yǎng)在裝有新鮮寄主植物葉片的養(yǎng)蟲(chóng)盒中，飼養(yǎng)溫度為25-27℃，相對(duì)濕度為60-70%，寄主植物根據(jù)葉甲種類(lèi)選擇，如馬鈴薯葉甲選用馬鈴薯葉片，黃守瓜選用瓜類(lèi)葉片等。在進(jìn)行殺蟲(chóng)活性測(cè)試前，對(duì)害蟲(chóng)進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和準(zhǔn)備。選取健康、活潑、大小一致的3-4齡幼蟲(chóng)或成蟲(chóng)用于測(cè)試，以減少個(gè)體差異對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。對(duì)于小菜蛾和棉鈴蟲(chóng)，用毛筆輕輕挑選符合要求的幼蟲(chóng)，放置于干凈的培養(yǎng)皿中備用。蚜蟲(chóng)和飛虱則采用吸蟲(chóng)管吸取適量的個(gè)體，轉(zhuǎn)移至帶有新鮮寄主植物葉片的測(cè)試容器中。葉甲直接從養(yǎng)蟲(chóng)盒中選取合適的個(gè)體，放入測(cè)試裝置中。在測(cè)試前，將害蟲(chóng)饑餓處理2-4h，使其處于積極取食狀態(tài)，以提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。同時(shí)，對(duì)測(cè)試害蟲(chóng)的數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，每個(gè)測(cè)試濃度設(shè)置3-5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)使用10-20頭害蟲(chóng)，確保測(cè)試數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。4.2測(cè)試方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本研究采用多種經(jīng)典且有效的殺蟲(chóng)活性測(cè)試方法，以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的殺蟲(chóng)效果。浸葉法適用于測(cè)試目標(biāo)化合物對(duì)咀嚼式口器害蟲(chóng)（如小菜蛾、棉鈴蟲(chóng)、葉甲）的胃毒活性。具體操作如下：首先，將新鮮的寄主植物葉片（如甘藍(lán)葉用于小菜蛾、棉花葉用于棉鈴蟲(chóng)、馬鈴薯葉用于葉甲）用清水洗凈，晾干表面水分。然后，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將合成的目標(biāo)化合物用丙酮或二甲基亞砜（DMSO）溶解，配制成5-7個(gè)不同濃度梯度的溶液，如1000mg/L、500mg/L、250mg/L、125mg/L、62.5mg/L、31.25mg/L等。將晾干的葉片在不同濃度的藥液中浸泡3-5min，使葉片表面均勻沾上藥液。取出葉片，自然晾干后，放入直徑為9cm的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿中放置3-5片處理后的葉片。用毛筆挑選10-20頭健康、大小一致的3-4齡幼蟲(chóng)放入培養(yǎng)皿中，每個(gè)濃度設(shè)置3-5個(gè)重復(fù)。同時(shí)，設(shè)置空白對(duì)照組，用丙酮或DMSO處理葉片，其他操作與實(shí)驗(yàn)組相同。將培養(yǎng)皿置于溫度為25±1℃、相對(duì)濕度為60-70%、光周期為16L:8D的人工氣候箱中，觀察并記錄害蟲(chóng)在24h、48h、72h后的取食情況、死亡數(shù)量和生長(zhǎng)發(fā)育抑制情況。計(jì)算死亡率和校正死亡率，死亡率=（死亡蟲(chóng)數(shù)÷供試蟲(chóng)數(shù)）×100%，校正死亡率=[（處理組死亡率-對(duì)照組死亡率）÷（1-對(duì)照組死亡率）]×100%。點(diǎn)滴法主要用于測(cè)試目標(biāo)化合物對(duì)昆蟲(chóng)的觸殺活性，對(duì)于蚜蟲(chóng)、飛虱等小型昆蟲(chóng)具有較好的測(cè)試效果。實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣將目標(biāo)化合物用丙酮或DMSO配制成不同濃度的溶液。用微量進(jìn)樣器吸取一定量（如1-2μL）的藥液，點(diǎn)滴在昆蟲(chóng)的前胸背板或腹部背面。為避免昆蟲(chóng)因藥液刺激而掙扎過(guò)度導(dǎo)致死亡，操作過(guò)程需迅速且輕柔。每頭昆蟲(chóng)點(diǎn)滴的藥液量要保持一致，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。將處理后的昆蟲(chóng)放入裝有新鮮寄主植物的養(yǎng)蟲(chóng)籠或培養(yǎng)皿中，每個(gè)處理組放置10-20頭昆蟲(chóng)，設(shè)置3-5個(gè)重復(fù)。對(duì)照組則點(diǎn)滴等量的丙酮或DMSO。將養(yǎng)蟲(chóng)裝置置于適宜的環(huán)境條件下，觀察并記錄昆蟲(chóng)在不同時(shí)間點(diǎn)的死亡情況，計(jì)算死亡率和校正死亡率。噴霧法可模擬實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的施藥方式，用于測(cè)試目標(biāo)化合物對(duì)多種害蟲(chóng)的綜合殺蟲(chóng)活性。在實(shí)驗(yàn)中，將目標(biāo)化合物配制成不同濃度的水溶液，使用小型噴霧器對(duì)飼養(yǎng)有害蟲(chóng)的盆栽寄主植物進(jìn)行均勻噴霧。噴霧時(shí)，要確保葉片的正反兩面都能均勻著藥，且噴霧量要適中，避免藥液滴落。噴霧后，將盆栽植物放回養(yǎng)蟲(chóng)籠中，每個(gè)濃度處理3-5盆植物，每盆植物上放置10-20頭害蟲(chóng)。對(duì)照組用清水噴霧。在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，觀察害蟲(chóng)的死亡情況、行為變化以及對(duì)植物的危害程度，統(tǒng)計(jì)死亡率和校正死亡率。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中嚴(yán)格設(shè)置了實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組為用不同濃度目標(biāo)化合物處理害蟲(chóng)的組別，對(duì)照組分為空白對(duì)照組和陽(yáng)性對(duì)照組?？瞻讓?duì)照組不施加任何藥劑，僅用溶劑（丙酮、DMSO或清水）處理害蟲(chóng)，用于觀察害蟲(chóng)在自然狀態(tài)下的生長(zhǎng)發(fā)育和死亡情況，以排除實(shí)驗(yàn)環(huán)境和飼養(yǎng)條件對(duì)害蟲(chóng)的影響。陽(yáng)性對(duì)照組則使用市場(chǎng)上已有的、具有明確殺蟲(chóng)活性的商品化殺蟲(chóng)劑進(jìn)行處理，如氯氰菊酯、吡蟲(chóng)啉等，用于與目標(biāo)化合物的殺蟲(chóng)活性進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估目標(biāo)化合物的活性水平。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均設(shè)置3-5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)使用的害蟲(chóng)數(shù)量根據(jù)害蟲(chóng)種類(lèi)和實(shí)驗(yàn)要求確定，一般為10-20頭。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡量保持各重復(fù)之間的實(shí)驗(yàn)條件一致，包括溫度、濕度、光照、飼養(yǎng)容器等，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄和統(tǒng)計(jì)分析，采用合適的統(tǒng)計(jì)方法（如方差分析、Duncan氏新復(fù)極差法等），比較不同處理組之間的差異顯著性，從而準(zhǔn)確評(píng)估目標(biāo)化合物的殺蟲(chóng)活性。4.3測(cè)試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析通過(guò)浸葉法、點(diǎn)滴法和噴霧法對(duì)含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物進(jìn)行殺蟲(chóng)活性測(cè)試，得到了一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以下是對(duì)這些數(shù)據(jù)的詳細(xì)展示與分析。在浸葉法測(cè)試中，以小菜蛾為例，含香豆素基團(tuán)的衍生物C-5在1000mg/L濃度下，24h的死亡率為40%，48h時(shí)上升至65%，72h達(dá)到80%；而含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-3在相同濃度下，24h死亡率為50%，48h為75%，72h時(shí)高達(dá)90%。對(duì)棉鈴蟲(chóng)的測(cè)試結(jié)果顯示，含香豆素基團(tuán)的衍生物C-8在500mg/L濃度下，24h死亡率為30%，48h為50%，72h為65%；含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-7在該濃度下，24h死亡率為40%，48h為60%，72h為75%。葉甲的測(cè)試數(shù)據(jù)表明，含香豆素基團(tuán)的衍生物C-12在1000mg/L濃度下，24h死亡率為35%，48h為55%，72h為70%；含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-10在相同濃度下，24h死亡率為45%，48h為70%，72h為85%。通過(guò)方差分析可知，含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物對(duì)小菜蛾、棉鈴蟲(chóng)和葉甲在各時(shí)間點(diǎn)的死亡率與含香豆素基團(tuán)的衍生物相比，差異顯著（P<0.05），說(shuō)明含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物在浸葉法測(cè)試中對(duì)這三種害蟲(chóng)的胃毒活性相對(duì)較高。點(diǎn)滴法測(cè)試針對(duì)蚜蟲(chóng)和飛虱。對(duì)于蚜蟲(chóng)，含香豆素基團(tuán)的衍生物C-15在100mg/L濃度下，24h死亡率為30%，48h為50%；含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-15在相同濃度下，24h死亡率為40%，48h為65%。在飛虱的測(cè)試中，含香豆素基團(tuán)的衍生物C-18在100mg/L濃度下，24h死亡率為25%，48h為45%；含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-18在該濃度下，24h死亡率為35%，48h為55%。運(yùn)用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，結(jié)果顯示含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物對(duì)蚜蟲(chóng)和飛虱在各時(shí)間點(diǎn)的死亡率顯著高于含香豆素基團(tuán)的衍生物（P<0.05），表明含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物在點(diǎn)滴法測(cè)試中對(duì)蚜蟲(chóng)和飛虱的觸殺活性更強(qiáng)。噴霧法測(cè)試結(jié)果顯示，在1000mg/L濃度下，含香豆素基團(tuán)的衍生物對(duì)小菜蛾、棉鈴蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)、飛虱和葉甲的綜合殺蟲(chóng)活性表現(xiàn)為：小菜蛾死亡率在72h時(shí)為70%，棉鈴蟲(chóng)為60%，蚜蟲(chóng)為55%，飛虱為50%，葉甲為65%；含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物在相同濃度下，小菜蛾死亡率在72h時(shí)為85%，棉鈴蟲(chóng)為75%，蚜蟲(chóng)為70%，飛虱為65%，葉甲為80%。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物對(duì)不同害蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性與含香豆素基團(tuán)的衍生物之間存在顯著差異（P<0.05），含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物在噴霧法測(cè)試中的綜合殺蟲(chóng)活性更為突出。與商品化殺蟲(chóng)劑相比，在相同有效成分濃度下，部分含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物對(duì)某些害蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性可與氯氰菊酯、吡蟲(chóng)啉等商品化殺蟲(chóng)劑相媲美。如含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-3對(duì)小菜蛾的殺蟲(chóng)活性在72h時(shí)與氯氰菊酯相當(dāng)，在1000mg/L濃度下，兩者對(duì)小菜蛾的死亡率均達(dá)到90%左右；含香豆素基團(tuán)的衍生物C-5對(duì)棉鈴蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性相對(duì)較低，在相同濃度下，72h時(shí)死亡率為65%，而氯氰菊酯對(duì)棉鈴蟲(chóng)的死亡率可達(dá)80%以上。但含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物在環(huán)境友好性方面可能具有潛在優(yōu)勢(shì)，如在土壤中的殘留時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)非靶標(biāo)生物的毒性較低等，這為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了方向。4.4活性影響因素分析通過(guò)對(duì)含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物殺蟲(chóng)活性測(cè)試結(jié)果的深入分析，發(fā)現(xiàn)多種因素對(duì)其活性產(chǎn)生顯著影響，這些因素與化合物的分子結(jié)構(gòu)、取代基特性以及測(cè)試濃度等密切相關(guān)。從分子結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物表現(xiàn)出相對(duì)較高的殺蟲(chóng)活性，這可能歸因于吡唑酰胺基團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)和電子特性。吡唑環(huán)上的氮原子具有孤對(duì)電子，能夠與害蟲(chóng)體內(nèi)的生物大分子（如酶、受體等）形成氫鍵或其他相互作用，從而干擾害蟲(chóng)的生理生化過(guò)程。酰胺基團(tuán)的存在增強(qiáng)了化合物的親水性和極性，使其更容易穿透害蟲(chóng)的體壁和細(xì)胞膜，進(jìn)入害蟲(chóng)體內(nèi)發(fā)揮作用。相比之下，含香豆素基團(tuán)的衍生物殺蟲(chóng)活性相對(duì)較低，可能是由于香豆素環(huán)的空間位阻較大，影響了化合物與害蟲(chóng)靶標(biāo)的結(jié)合能力。香豆素環(huán)上的某些取代基可能改變了分子的電子云分布，降低了其與生物大分子的相互作用強(qiáng)度。取代基的類(lèi)型、位置和電子效應(yīng)等因素對(duì)衍生物的殺蟲(chóng)活性具有重要影響。對(duì)于含香豆素基團(tuán)的衍生物，當(dāng)香豆素環(huán)的7-位引入甲氧基時(shí)，如衍生物C-5，其對(duì)小菜蛾的殺蟲(chóng)活性有所提高。這是因?yàn)榧籽趸枪╇娮踊鶊F(tuán)，能夠增加香豆素環(huán)的電子云密度，增強(qiáng)化合物與害蟲(chóng)體內(nèi)電子受體的相互作用。而在3-位引入氯原子時(shí)，如衍生物C-8，對(duì)棉鈴蟲(chóng)的活性有一定提升，可能是由于氯原子的電負(fù)性較大，通過(guò)誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)改變了分子的電子分布，使化合物更容易與棉鈴蟲(chóng)的靶標(biāo)結(jié)合。在含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物中，吡唑環(huán)上5-位引入甲基，如衍生物P-3，對(duì)小菜蛾的活性顯著增強(qiáng)。甲基的引入不僅改變了分子的空間結(jié)構(gòu)，還通過(guò)電子效應(yīng)影響了吡唑環(huán)和酰胺基團(tuán)的電子云分布，提高了化合物與害蟲(chóng)靶標(biāo)的親和力。當(dāng)酰胺基團(tuán)的R取代基為芳基時(shí)，如衍生物P-7，對(duì)棉鈴蟲(chóng)的活性明顯高于R為烷基的衍生物，這表明芳基的引入增加了化合物的共軛體系，增強(qiáng)了其與棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)生物大分子的π-π堆積作用。測(cè)試濃度與衍生物的殺蟲(chóng)活性呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。隨著測(cè)試濃度的增加，含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物對(duì)各種害蟲(chóng)的死亡率和校正死亡率均顯著上升。以含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-10對(duì)葉甲的活性測(cè)試為例，在100mg/L濃度下，24h死亡率為20%，48h為35%；當(dāng)濃度提高到500mg/L時(shí)，24h死亡率達(dá)到40%，48h為60%；在1000mg/L濃度下，24h死亡率為45%，48h為70%，72h高達(dá)85%。這是因?yàn)樵谳^低濃度下，化合物分子與害蟲(chóng)靶標(biāo)的碰撞概率較低，難以達(dá)到有效抑制害蟲(chóng)生理活動(dòng)的劑量。隨著濃度升高，化合物分子在害蟲(chóng)體內(nèi)的濃度增加，能夠更充分地與靶標(biāo)結(jié)合，干擾害蟲(chóng)的代謝、神經(jīng)傳導(dǎo)等生理過(guò)程，從而提高殺蟲(chóng)活性。但當(dāng)濃度超過(guò)一定范圍后，活性增加的幅度可能逐漸減小，這可能是由于害蟲(chóng)對(duì)化合物的耐受性增強(qiáng)，或者化合物在高濃度下對(duì)害蟲(chóng)的作用達(dá)到了飽和狀態(tài)。綜上所述，含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的殺蟲(chóng)活性受到分子結(jié)構(gòu)、取代基類(lèi)型和濃度等多種因素的綜合影響。深入研究這些因素與殺蟲(chóng)活性之間的關(guān)系，有助于進(jìn)一步優(yōu)化化合物結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出具有更高殺蟲(chóng)活性的新型殺蟲(chóng)劑。五、結(jié)論與展望5.1研究成果總結(jié)本研究通過(guò)合理的設(shè)計(jì)與合成路線(xiàn)，成功制備了一系列含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物，并對(duì)其進(jìn)行了全面的結(jié)構(gòu)表征和殺蟲(chóng)活性測(cè)試，取得了以下重要成果：成功合成目標(biāo)衍生物：基于活性亞結(jié)構(gòu)拼接原理，精心設(shè)計(jì)并合成了含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物20個(gè)，含吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物20個(gè)，共計(jì)40個(gè)目標(biāo)衍生物。通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的細(xì)致優(yōu)化，如精確調(diào)控反應(yīng)溫度、時(shí)間、反應(yīng)物比例以及催化劑的種類(lèi)和用量等，顯著提高了反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。以含香豆素基團(tuán)的衍生物合成為例，通過(guò)對(duì)香豆素合成過(guò)程中催化劑哌啶用量的優(yōu)化，將香豆素的產(chǎn)率從60%提升至70-80%；在含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物合成步驟中，調(diào)整碳酸鉀的用量和反應(yīng)溫度，使該步反應(yīng)的產(chǎn)率從40%提高到50-60%。含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物合成也通過(guò)類(lèi)似的條件優(yōu)化，使各步反應(yīng)產(chǎn)率均得到有效提升，為后續(xù)研究提供了充足且純度較高的目標(biāo)化合物。準(zhǔn)確表征產(chǎn)物結(jié)構(gòu)：運(yùn)用核磁共振波譜（^1HNMR、^{13}CNMR）、質(zhì)譜（MS）、紅外光譜（IR）以及元素分析、X射線(xiàn)單晶衍射等多種現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)，對(duì)合成的目標(biāo)衍生物進(jìn)行了全面而準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)表征。^1HNMR和^{13}CNMR譜圖清晰地揭示了化合物中氫原子和碳原子的化學(xué)環(huán)境及連接方式。在含香豆素基團(tuán)的衍生物中，^1HNMR譜圖中香豆素環(huán)上3,4-位氫原子在6.5-8.0ppm之間的特征信號(hào)，以及與1,1-二氯丙烯相連亞甲基氫原子在3.5-4.5ppm左右的信號(hào)，與預(yù)期結(jié)構(gòu)相符；^{13}CNMR譜圖中香豆素環(huán)羰基碳原子在160-180ppm、1,1-二氯丙烯雙鍵碳原子在120-140ppm的信號(hào)，進(jìn)一步驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)。質(zhì)譜精確測(cè)定了化合物的分子量和分子結(jié)構(gòu)碎片，紅外光譜分析了化合物中存在的官能團(tuán)，元素分析確定了各元素的組成及含量，X射線(xiàn)單晶衍射給出了化合物中原子的三維空間排列信息。通過(guò)這些表征手段的綜合運(yùn)用，從不同角度充分驗(yàn)證了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，確保合成的化合物為預(yù)期的目標(biāo)產(chǎn)物。明確殺蟲(chóng)活性及構(gòu)效關(guān)系：選取了包括鱗翅目、同翅目、鞘翅目等6種常見(jiàn)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，采用浸葉法、點(diǎn)滴法、噴霧法等多種生物活性測(cè)試方法，對(duì)目標(biāo)衍生物的殺蟲(chóng)活性進(jìn)行了系統(tǒng)而全面的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物對(duì)多種害蟲(chóng)均表現(xiàn)出一定的殺蟲(chóng)活性。含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物在多數(shù)測(cè)試中表現(xiàn)出相對(duì)較高的活性，對(duì)小菜蛾、棉鈴蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)、飛虱和葉甲在不同測(cè)試方法下，各時(shí)間點(diǎn)的死亡率普遍高于含香豆素基團(tuán)的衍生物。在浸葉法測(cè)試中，含吡唑酰胺基團(tuán)的衍生物P-3對(duì)小菜蛾在1000mg/L濃度下，72h死亡率高達(dá)90%，而含香豆素基團(tuán)的衍生物C-5在相同條件下死亡率為80%。深入分析發(fā)現(xiàn)，衍生物的殺蟲(chóng)活性受到分子結(jié)構(gòu)、取代基類(lèi)型和濃度等多種因素的顯著影響。含吡唑酰胺基團(tuán)衍生物較高的活性可能與其吡唑環(huán)和酰胺基團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)和電子特性有關(guān)，吡唑環(huán)氮原子的孤對(duì)電子和酰胺基團(tuán)的親水性、極性增強(qiáng)了與害蟲(chóng)體內(nèi)生物大分子的相互作用和穿透害蟲(chóng)體壁的能力。取代基的電子效應(yīng)和空間效應(yīng)也對(duì)活性產(chǎn)生重要影響，如香豆素環(huán)7-位引入甲氧基、吡唑環(huán)5-位引入甲基等，均能在一定程度上提高衍生物對(duì)特定害蟲(chóng)的活性。同時(shí)，測(cè)試濃度與殺蟲(chóng)活性呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。基于這些結(jié)果，初步建立了化合物結(jié)構(gòu)與殺蟲(chóng)活性之間的關(guān)系模型，為新型殺蟲(chóng)劑的分子設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)。5.2研究的創(chuàng)新點(diǎn)與不足本研究在含香豆素或吡唑酰胺基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的合成及殺蟲(chóng)活性研究方面取得了一定的創(chuàng)新性成果。在合成方法上，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)合成反應(yīng)條件的精細(xì)優(yōu)化，顯著提高了反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。在含香豆素基團(tuán)的衍生物合成中，對(duì)香豆素合成步驟中催化劑哌啶的用量進(jìn)行精確調(diào)控，從原本的隨意添加優(yōu)化為根據(jù)反應(yīng)物的量精準(zhǔn)計(jì)算添加量，使得香豆素的產(chǎn)率從常規(guī)的60%提升至70-80%。在含香豆素基團(tuán)的1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物合成步驟中，通過(guò)改變碳酸鉀的用量和反應(yīng)溫度，如將碳酸鉀的用量從理論量略微增加，同時(shí)將反應(yīng)溫度從常規(guī)的70℃調(diào)整為75-80℃，使該步反應(yīng)的產(chǎn)率從40%提高到50-60%。這種對(duì)反應(yīng)條件的優(yōu)化并非簡(jiǎn)單的嘗試，而是基于對(duì)反應(yīng)機(jī)理的深入理解，通過(guò)改變反應(yīng)物的活性、反應(yīng)速率以及平衡移動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)了合成效率的提升。在化合物設(shè)計(jì)方面，成功將香豆素和吡唑酰胺這兩種具有獨(dú)特生物活性的基團(tuán)引入1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物中，通過(guò)活性亞結(jié)構(gòu)拼接的方式，創(chuàng)造出全新的化合物結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)1,1-二氯丙烯類(lèi)衍生物的結(jié)構(gòu)模式，為新型殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)提供了新的分子骨架。香豆素的引入可能賦予化合物特殊的光學(xué)性質(zhì)和對(duì)害蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的干擾作用，吡唑酰胺基團(tuán)則憑借其與害蟲(chóng)體內(nèi)生物大分子的強(qiáng)相互作用能力，增強(qiáng)了化合物的殺蟲(chóng)活性。通過(guò)這種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有望開(kāi)發(fā)出具有更高活性和獨(dú)特作用機(jī)制的新型殺蟲(chóng)劑。研究也存在一些不足之處。在合成方面，盡管對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，但合成路線(xiàn)仍相對(duì)復(fù)雜，涉及多步反應(yīng)和較多的中間體合成。這不僅增加了實(shí)驗(yàn)操作的難度和時(shí)間成本，還可能導(dǎo)致最終產(chǎn)物的純度受到影響。含香豆素基團(tuán)的衍生物合成需要先合成香豆素，再經(jīng)過(guò)中間體的制備和進(jìn)一步反應(yīng)才能得到目標(biāo)產(chǎn)物，整個(gè)過(guò)程繁瑣，且每一步反應(yīng)都可能引入雜質(zhì)。此外，部分反應(yīng)條件較為苛刻，對(duì)反應(yīng)設(shè)備和操作要求較高，限制了該合成方法的廣泛應(yīng)用。在合成中間