在杀菌剂抗性行动协会（Fungicide Resistance Action Committee）于 2019 年发布的农用杀菌剂分类清单中,237个杀菌剂品种里有131个具有含氮杂环结构,占比超过60%。由此可见,含氮杂环在杀菌剂开发中具有重要的地位。其中,含氮杂环的主要类型包括噻唑、吡唑、噻二唑、噁二唑、吡啶等。在新农药创制研究中,生物电子等排替换（bioisosterism replacement）是先导结构优化的重要策略。本论文以课题组前期合成的商品化农药啶酰菌胺（Boscalid）以及高杀菌活性化合物1,2,3-三氮唑酰肼6ad为先导化合物,将不同的含氮杂环引入,进行电子等排环替换,设计合成结构新颖的氮杂环酰肼和酰胺衍生物,并测试这些化合物对常见植物病原菌的抑制活性,以期发现活性显著的新型杀菌剂候选分子。主要研究内容包括:第一部分,以商品化琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHIs）啶酰菌胺为模板,将其结构中的吡啶环和苯环替换为噁二唑杂环,设计合成了 4个系列化合物。平板抑菌活性结果显示,甲基噁二唑酰胺衍生物（A系列）具有良好的抑菌活性,其中化合物A1-6对番茄灰霉病菌（Botrytis cinerea）的EC50值分别为6.41 μg/mL。番茄灰霉病活体防效测试结果显示,化合物A1-6对番茄灰霉病的防效在200μg/mL的浓度下为51.3%,略弱于啶酰菌胺的59.7%,说明化合物A1-6对番茄灰霉病在活体上具有一定的保护作用。分子对接结果显示,化合物A1-6中的1,3,4,-噁二唑结构可以与靶标蛋白P链43号精氨酸形成π键、与P链、O链其他位置的一些氨基酸通过范德华力与电子式相互作用,稳定结合在活性位点。第二部分,以本课题组前期合成的高杀菌活性化合物1,2,3-三氮唑酰肼6ad为先导化合物,保留酰肼骨架,将其1,2,3-三氮唑杂环部分替换为噻唑、吡唑、噁二唑、噻二唑以及吡啶五种含氮杂环,设计合成了 21个化合物,并利用1H-NMR和MS进行结构表征。测定了化合物对小麦赤霉病菌（Fusarium graminearum）、番茄灰霉病菌、水稻纹枯病菌（Rhizoctoniasolani）、油菜菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum）、辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）和水稻稻瘟病菌（Magnaporthe oryza）等六种植物病原菌的抑菌活性。平板抑菌活性测试结果显示,化合物D2-1（吡唑酰肼）对小麦赤霉病菌、油菜菌核病菌、水稻纹枯病菌、稻瘟病菌的EC50值分别为0.12、0.33、0.15、1.45 μg/mL,均优于模板化合物6ad。活体防效实验结果显示,化合物D2-1在浓度为100 μg/mL时,对番茄灰霉病的防效为48.7%,优于阳性对照啶酰菌胺的42.8%;化合物D2-1在浓度为100和200μg/mL时,对水稻纹枯病保护作用的防效分别为24.2%、42.4%,弱于阳性对照药剂井冈霉素（67.5%、73.1%）。上述研究表明,通过氮杂环替换方式对先导化合物进行结构改造是农药分子设计的有效策略,可获得具有良好生物活性的新分子。