植物次生代谢产物是植物在长期进化过程中与环境相互作用产生的,在自然界中有其独特的降解途径,对非靶标生物及环境相对安全。直接利用植物次生代谢产物或者以其作为先导化合物进行结构修饰,已成为开发新型环保植物源农药的重要途径之一。黄柏酮是一种天然存在的柠檬苦素类化合物,主要存在于芸香科和楝科植物中,具有抗肿瘤、抗氧化和杀虫等多种生物活性。目前,国内外关于黄柏酮结构修饰及其衍生物杀虫活性方面的研究鲜见报道。基于此,本论文以黄柏酮为先导化合物,设计合成了五个系列共102个衍生物,评价了所有化合物的杀虫活性,并初步研究了其构效关系,主要研究结果如下:1、将黄柏酮碳7位羰基修饰成肟,以此为底物合成了黄柏酮肟酯类(I-a~I-x)、肟磺酸酯类(II-a~II-f)和肟醚类(III-a~III-k)3个系列共41个衍生物。所有化合物均通过mp、OR、IR、HRMS、~1H NMR进行鉴定和表征,并通过X-射线单晶衍射确定了3个化合物I-m、I-r、I-s的相对构型,从而确立肟类C=N双键的取代基处于E式构型。研究发现反应温度可调控黄柏酮碳7位羰基成肟的进程。在合成黄柏酮碳7位肟醚的过程中发现利用微波辅助,以Cs2CO3为碱、丙酮作溶剂、反应温度为100℃的最优反应条件能有效合成黄柏酮肟醚。在1 mg/m L浓度下,采用小叶碟添加法测定了所有化合物对3龄前期粘虫的拒食和毒杀活性,结果表明,化合物I-e、I-r、I-s、I-w、III-a、III-b表现出显著的杀虫活性,最终校正死亡率均达到60%以上,超过黄柏酮和川楝素。初步构效关系研究显示,将黄柏酮碳7位羰基转化为肟醚结构能提高杀虫活性,且引入脂肪链效果最好。2、利用NaBH4将黄柏酮碳7位羰基还原,生成两个中间体,然后与羧酸或酸酐反应进而合成了33个7α/β-酰氧基黄柏酮类衍生物(IV-1a,IV-1b和IV-2a~IV-e’)。所有化合物均通过mp、OR、IR、HRMS、~1H NMR进行鉴定和表征,经X-射线单晶衍射确定了两个系列的相对构型。研究发现,NaBH4还原黄柏酮碳7位羰基时,不同的反应溶剂可以有效地控制还原产物的比率,以甲醇为溶剂时,7α-羟基黄柏酮和7β-羟基黄柏酮的产率比例为1/3.8,而以四氢呋喃为溶剂时,二者的产率比例为1.81/1。另研究发现,7α-羟基黄柏酮在酸酐中回流才能生成酯类衍生物,而与羧酸或酰氯不反应。对3龄前期粘虫的杀虫活性测试结果显示,化合物IV-1b、IV-2g、IV-2l对粘虫具有良好的致死活性,且均高于黄柏酮和川楝素。初步构效关系研究发现,碳7位引入脂肪族酰氧基团比引入芳香族酰氧基团杀虫活性要好,且碳链的适当长度对于增强杀虫活性是很有必要的。3、以前期得到的两个黄柏酮中间体(7α-乙酰氧基黄柏酮和7β-乙酰氧基黄柏酮)为底物,当将NaBH4增加至6倍当量,反应温度由-5℃升高到0℃时,黄柏酮碳16位的酯羰基还原成半缩醛结构。然后与各种羧酸反应生成两个系列共28个黄柏酮碳16位缩醛酯衍生物(V-1a~V-1m、V-2a~V-2d和V-2g~V-2q)。所有目标化合物都经过mp、IR、~1H NMR确定结构。在1 mg/m L浓度下,采用小叶碟添加法测定了所有化合物对3龄前期粘虫的拒食和毒杀活性,结果发现,化合物V-1e、V-1j、V-1l、V-1m、V-2k、V-2m、V-2n表现出显著的杀虫活性,最终致死率最高达到62.1%,超过阳性对照20%。经初步构效关系发现,7α-乙酰基黄柏酮(IV-1a)的碳16位羰基还原酯化后导致活性增加,而7β-乙酰基黄柏酮(IV-2a)的碳16位羰基还原酯化后,其杀虫活性有所下降。