天然产物是新农药创制的重要资源,在制药和农用化学品产业中具有举足轻重的作用。Drimane混源萜烯类天然产物因来源丰富,结构新颖以及具有抗真菌、抗肿瘤和抗炎等生物学特性而引起了广泛的关注。此类化合物的研究主要集中于医药领域,以新农药创制为目标进行的结构优化和构效关系研究却有限。本文利用廉价易得的香紫苏醇和香紫苏内酯,设计和合成了一系列drimane混源萜烯类天然产物及类似物,并对合成的目标化合物进行了抑菌构效关系研究。(1)以香紫苏内酯为原料,通过甲基锂的亲核开环反应和与苯甲醛类化合物的aldol缩合等制备了 a,β-不饱和酮类似物,并基于此合成了结构多样的drimane杂环类化合物,包括异噁唑啉,噁唑,嘧啶和吡唑等,共计59个drimane混源萜烯类似物。通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、ESI-MS谱、DEPT135谱和X-ray单晶衍射对.目标化合物进行了结构鉴定。通过菌丝生长速率法,测定了化合物对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、油 菜菌核病菌(Sclerotinia scleotiorum)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)、小麦全蚀病菌(Gaeumanomyce graminis)、黄瓜炭疽病菌(Colletotrichum lagenarium)、马铃薯干腐病菌(Fusarium sulphureum)、水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)、番茄早疫病菌(Alternaria solani)等农业上重要的植物病原菌的生物活性。结果表明,drimane杂环类化合物对供试真菌具有中等至优异的抑制活性。化合物3a,3c和2z具有显著的抗真菌活性,可作为杀菌剂先导化合物。化合物3a和3c对番茄灰霉病菌的ECs0值分别低至为3.22 mg/L和5.90 mg/L,比多菌灵(146.56 mg/L)分别高40倍和高20倍。活体保护作用实验表明,在200 mg/L下,化合物3a和3c对番茄灰霉病的抑制率分别为38.24%和26.66%,优于多菌灵(抑制率23.39%)。(2)以香紫苏醇为原料,探索并建立了 Barton脱羧偶联反应,完成了(+)-yahazunol以及相关天然产物(+)-chromazonarol,(-)-zonarone,(-)-zonarol,(-)-isozonarol,(-)-isozonarone和(+)-yahazunone及类似物的制备。完成了这些天然产物及类似物(共15个)对水稻纹枯病菌(R.solani)、油菜菌核病菌(S.scleotiorum)、小麦赤霉病菌(F.graminearum)、番茄灰霉病菌(B.cinerea)、辣椒疫霉病菌(P.capsici)、小麦全蚀病菌((G.graminis)和水稻稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)等7种病原菌的抑制活性测定。结果表明,化合物(+)-chromazonarol和(+)-yahazunone对油菜菌核病菌具有较好的抗菌活性,其EC50值分别为7.57 mg/L和9.47 mg/L,可作为新型杀菌剂先导进行结构优化,为杀菌剂候选化合物的发掘打下基础,同时为drimane混源萜烯类天然产物的制备提供了新思路。本文基于具有重要生物活性的drimane混源萜烯类化合物,以廉价易得的天然产物香紫苏醇或香紫苏内酯,率先利用Barton脱羧偶联反应完成了(+)-yahazunol等7个天然产物的合成,并设计和合成了 74个drimane混源萜烯类似物,完成了抑菌活性筛选和构效关系研究,发现了高活性的杀菌剂候选化合物3a和3c,以及天然产物(+)-yahazunol和(+)-chromazonarol,为drimane混源萜烯类天然产物在新农药创制中的研究奠定了基础。