近二十年来,在农药领域中,不断涌现出许多含多个氮原子的农药品种,以其优异的杀虫、杀菌和除草活性,使得多氮化合物在新农药开发研究中越来越受重视。3-氨基-1-硝基胍(ANG)早在20世纪20年代就已经被合成出来,作为一个含氮量高达58%的化合物,硝基氨基胍和其衍生物逐渐成为含能材料的重点研究对象之一。但是3-氨基-1-硝基胍作为一个具有多种活性官能团的化合物,其化学反应的多样性仅仅被有限地关注和研究,更多在有机合成和生物活性化合物等领域的应用尚待开发。本课题组前期工作中,我们以ANG为原料,合成了几个系列的ANG衍生物,发现这些衍生物表现出优异的杀虫或杀菌活性,并因此而发现ANG衍生物的一些独特化学反应性能。在此基础上,在本论文中我们通过对ANG的结构多样性衍生,设计合成了Ⅰ-V类5个系列共计163个新的ANG衍生物(如下图所示,其结构通过核磁氢谱、碳谱、元素分析或高分辨质谱进行了确认,并对其生物活性和构效关系进行了研究。1.合成了Ⅰ系列化合物50个,其中包含37个游离胺(Ia)(ZNQ-16001-ZNQ-16037)和13个胺的盐酸盐(1b) (ZNQ-16038-ZNQ-16050),并在50 μg/mL的浓度下,对目标化合物进行了离体抑菌活性测定。结果显示：当1,2,4-三唑环上3位(R1)为对氯苯基时(ZNQ-16025-ZNQ-16028),化合物对六种供试病原菌的抑菌活性明显高于其它化合物,可见R1基团为对氯苯基取代对化合物抑菌活性的提高有积极作用；1-正丁基-3-(4-氯苯基)-1H-1,2,4-三唑-5-胺(ZNQ-16027)表现出较好的抑菌活性,对油菜菌核病菌、腐霉病菌、稻瘟病菌、棉花立枯病菌、棉花枯萎病菌的抑制率均在53%以上。对油菜菌核的抑制率为70.4%,与百菌清相当(71.6%)；对比同一化合物的盐酸盐(ZNQ-16047～ZNQ-16050)和游离胺(ZNQ-16025～ZNQ-16028)的抑菌活性,可见成盐对化合物的抑菌活性影响不大。2.合成Ⅱ系列化合物31个。以桃蚜(Myzus perscicae Sulzer)为试材,采用浸渍法对目标化合物的杀虫活性进行了测定,在500 gg/mL浓度下,大部分化合物对桃蚜表现出了较好的杀虫活性,校正死亡率在90%以上。对这些化合物做进一步精密毒力测定,结果表明,当R2基团为2-氯吡啶-5-亚甲基时(ZNQ-16052, ZNQ-16053)时,活性高于R2为脂肪基团取代的化合物.其中ZNQ-16053对桃蚜的LC5o值为9.5 μg/mL,远高于其它化合物,稍逊于吡虫啉,但仍具有进一步研究开发或作为先导化合物研究的价值。同时以菌丝生长速率法测定了50μg/mL浓度下目标化合物Ⅱ的离体抑菌活性,总体来说,这类化合物抑菌效果较差,仅个别化合物表现出较好的抑菌活性,如化合物ZNQ-16070对苹果斑点落叶病菌的抑制率为74.7%。3.合成111系列化合物共25个。以戊吡虫胍和吡虫啉作对照药剂,测定了目标化合物Ⅲ在400 μg/mL浓度下对桃蚜(Myzus perscicae Sulzer)的杀虫活性。结果表明：多数化合物对桃蚜表现出了优秀的杀虫活性,校正死亡率在85%以上,其中ZNQ-16084、ZNQ-16085、 ZNQ-16096对桃蚜的校正死亡率在95%以上。在进一步精密毒力测定中发现,部分化合物活性较好,对桃蚜的LC50值小于10 μg/mL,如ZNQ-16085、ZNQ-16087、ZNQ-16094、 ZNQ-16096的LC50值分别为9.5、8.1、10.0、9.9μg/mL,具有进一步研发的价值4.合成Ⅳ系列和其类似物(V系列)化合物共53个,并对其杀菌活性进行了研究。在50μg/mL下,测定了化合物Ⅳ、V对九种病原菌的离体杀菌活性。结果表明,整体上,所有目标化合物均表现出一定的杀菌活性,且对油菜菌核菌的杀菌活性较突出。如化合物ZNQ-16118、ZNQ-161142、ZNQ-16143、ZNQ-16146、ZNQ-16147、ZNQ-16153、ZNQ-16158、 ZNQ-16159对油菜菌核菌的抑制率分别达到93.7%、91.6%、94.1%、92.4%、90.3%、91.2%、90.1%、98.3%。进一步以油菜菌核菌为供试菌种,对目标化合物的ECso值进行了测定,结果表明,Ⅳ系列化合物的抑菌活性要明显高于V系列化合物,其中化合物ZNQ-16142、 ZNQ-161143、ZNQ-16146、ZNQ-16152、ZNQ-16153、ZNQ-16154、ZNQ-16156、ZNQ-16157的EC5o值分别为4.08、3.90、4.40、3.91、4.07、4.60、3.90、3.51μg/mL。活体杀菌活性测定中,对小麦白粉病、黄瓜霜霉病、玉米锈病、黄瓜炭疽病测定选用活体喷雾法,对稻瘟病、黄瓜灰霉病采用抑制离体孢子萌发法。结果表明：在400μg/mL浓度下,目标化合物对麦白粉病、玉米锈病、黄瓜炭疽病的抑菌效果突出,许多化合物的抑菌效果达到100%。在25μg/mL下,许多化合物对稻瘟病孢子萌发的抑制率达到100%。在进一步梯度浓度筛选试验中发现,化合物ZNQ-16109在25 μg/mL浓度下,对小麦白粉病、玉米锈病的仍表现出优秀的抑菌活性,抑制率分别为88%、80%,与对照药剂醚菌酯活性相当,具有进一步研究的价值。