噻唑及吡唑衍生物具有广泛的生物活性，有的已被开发成为杀菌剂、除草剂、杀虫剂及医用药物，成为农用化学品和医药近10年来的研究热点。本文采用生物等排原理和活性亚结构拼接方法，应用aza-Wittig反应，设计合成新型噻唑及噻唑并嘧啶、吡唑并嘧啶衍生物，研究各步反应的影响因素和规律，以及所合成化合物的波谱特征和生物活性。具体研究内容如下：　　 1.本文由一个含噻唑单环的中间体3-芳基-4-氨基-5-乙氧羰基（氰基）-3H-噻唑啉-2-硫酮出发，设计了多条合成路线和有效合成方法，由此衍生合成了结构多样的新型多取代噻唑衍生物。合成了以下8个系列共152个未见文献报道的化合物，具体内容如下：　　 Ⅰ-2:3-芳基-4-取代苯氧乙酰氨基-5-乙氧羰基(氰基)-3H-噻唑啉-2-硫酮（6个）　　 Ⅱ-3:（双）2-烷基亚胺基-3-苯基-4-氨基-5-乙氧羰基-3H-噻唑啉（21个）　　 Ⅲ-5:5-二烷胺基-3,6-二芳基-2-硫代-2,3-二氢噻唑并[4,5-d]嘧啶-7-酮衍生物（35个）　　 Ⅳ-4:4-[N’-烷基-N”-芳基-胍基]-3-苯基-5-乙氧羰基-3H-噻唑啉-2-硫酮（中间体胍，5个）　　 Ⅳ-5:5-烷胺基-3,6-二芳基-2-硫代-2,3-二氢噻唑并[4,5-d]嘧啶-7-酮衍生物(46个)　　 Ⅴ-5:5-芳氧基-3,6-二苯基-2-硫代-2,3-二氢噻唑并[4,5-d]嘧啶-7-酮衍生物（4个）　　 Ⅵ-6:6-烷基-7-亚胺基-2-硫代-2,3-二氢噻唑并[4,5-d]嘧啶衍生物（10个）　　 Ⅶ-4:6-烷氨（氧）基-3-甲硫基-1H吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮衍生物(25个)　　 2.成功将串联的aza-Wittig反应应用于噻唑并嘧啶衍生物的合成中，为噻唑并[4,5-d]嘧啶-7-酮衍生物的合成找到一条简捷有效的途径，拓展了aza-Wittig反应在含氮杂环化合物合成中的应用范围。该方法原料易得，条件温和，收率较高，有较好的应用前景。　　 3.研究了5-乙氧羰基-2-硫代-2,3-二氢噻唑-4-碳二亚胺与伯胺成环的规律，结果表明优先生成芳胺基成环产物，分离得到部分胍中间体。利用中间体可能的构型及晶体结构和产物的X射线衍射分析，提出了可能的关环机理，解释了反应的选择性。　　 4.研究了含噻唑的醚脒与伯胺的反应性能。结果表明5-氰基噻唑醚脒能与伯胺关环，而5-乙氧羰基噻唑醚脒难与伯胺反应。　　 5.研究了噻唑硫酮与硫酸二甲酯及伯胺的反应性，结果表明5-乙氧羰基噻唑硫酮能反应生成亚胺类衍生物，相反5-氰基噻唑硫酮很难得到产物。　　 6.对Ⅲ-5、Ⅳ-4、Ⅳ-5、Ⅴ-5、Ⅵ-6系列化合物共培养了6个单晶，并进行了X-射线衍射分析，确定了分子的空间结构，研究了分子间的弱相互作用。　　 7.对所合成的化合物进行了初步的杀菌和除草活性实验，从中发现了某些具有较高除草活性的化合物，它们对双子叶植物具有较高的抑制活性，对单子叶植物抑制活性较差。　　 8.对吡唑并[3,4-d]嘧啶类化合物进行了抗癌活性测试，结果表明此类化合物具有较好的抗癌活性，适于进一步的结构优化以寻找更高活性的化合物。