本文摘要:摘要:組合化學是近兩年新興的學科,引起了越來越多的關注。它的生產可以提高化合物合成和篩選的速度,因此已在農藥合成領域得到了廣泛應用。但是,由于研究時間較晚,因此進行了許多探索,從一開始,它就取得了突破性的發展,并在促進社會和經濟發展中發揮
摘要:組合化學是近兩年新興的學科,引起了越來越多的關注。它的生產可以提高化合物合成和篩選的速度,因此已在農藥合成領域得到了廣泛應用。但是,由于研究時間較晚,因此進行了許多探索,從一開始,它就取得了突破性的發展,并在促進社會和經濟發展中發揮了重要的作用。本文簡要介紹了組合化學在農藥合成中的應用和前景。
關鍵詞:農藥合成;組合化學應用
引言
組合化學別名組合合成屬于僅在過去兩年才出現的一門新學科,并且通過多年的發展,它已經從藥物合成的開始發展為有機小分子合成(包括農藥合成),無機材料合成和許多其他化學領域。過去,農藥的合成主要采用傳統的合成方法,即以單一化合物為合成目標,即可獲得所需的產物。但是,這種方法的使用會消耗大量的時間和工人的體力,并且新產品的開發周期相當長。然而,組合化學的產生及其在農藥合成領域中的應用大大縮短了新型農藥的開發周期,并控制了合成成本。因此,有必要進一步了解組合化學原理及其在農藥合成中的應用。
1組合化學原理
組合化學打破了傳統觀念的局限,它無需采用單一化合物即可完成合成工作,而是通過一系列結構和反應性能相似的結構單元(A1-An)和另一個結構單元(B1-Bn)完成反應,并獲得所有合并的混合物。工作流程如下:①選擇結構或反應性能基本相同的組成模板;②選擇A1An和其他構件;例如,選擇B1Bn以獲得所需的化合物組合并建立化合物庫。組合合成的最突出優點是應用少量反應即可獲得大量化合物分子,并將化學合成和組合原理與計算機輔助設計相結合。這樣,可以在短時間內產生大量的分子多樣性基團,并且可以實現化合物文庫的構建,利用可行的措施使庫的成分具有生物活性,以達到目標產品。
2農藥分子結構的修飾
在新農藥的合成中,隨著新農藥研究開發越來越困難,對原有農藥分子結構的改性已成為新農藥研發的有效手段。目前,研發中最常用的方法仍然是化學修飾,但是,隨著科學技術的發展,研究人員逐漸加深了對代謝途徑、酶分子結構和催化反應的研究,研究人員已開始將生物催化技術應用于農藥的一些分子結構修飾,其收率較低。例如,對阿維菌素苯甲酸酯母體結構的修飾是一種殺蟲效率高,效果穩定,應用前景廣闊的農藥,主要原理是修飾阿維菌素的親本結構。目前的甲萘威鹽生產通常使用化學方法合成,在合成過程中,阿維菌素的氧化反應是阿維菌素合成的關鍵步驟。在阿維菌素中,5-OH的氧化反應比4''-OH更具活性,因此在進行反應時,必須先保護5-OH,直到-O后4''-OH氧化為4''-脫保護,整個生產過程非常復雜,保護反應的要求及其嚴格性無疑會大大增加合成成本。通過生物催化技術修飾菌株的分子結構,可以實現功能基因的修飾和重組,并且可以將4-OH保護轉化為4''-OH,而無需進行5-OH保護處理。此外,減少了農藥合成中的復雜反應步驟,降低了農藥合成的成本,并提高了農藥合成的經濟效益。
3組合化學在農藥合成中的應用
化學合成農藥主要由化學工業人工合成和生產,其中一些主要使用天然產物中的活性物質作為母體材料,并進行模擬合成或用作模板來修飾結構并研究具有出色合成效果的類似化合物,即仿生合成農藥。化學合成農藥的分子結構十分復雜,品種也多種多樣(通常使用約300多種),市場需求量大,屬于現代農藥生產的主體,這些品種中有一些具有很強的功效,并且由于這些產品的應用原料是石油化工產品,因此資源很多,產量很大。化學合成農藥的優點和意義在于,人類可以利用有機合成來開發生產和生活所需的多種新型化合物,從而改變人類的生活。
3.1固相合成
固相合成法利用化學反應物的不溶性原理和固相載體相互結合而形成具有傳播功能的化學載體,該方法屬于形成化學多樣性的準確,快速和經濟的合成策略,許多經典的有機合成都是基于規則的。詳細說明如下。(1)選擇相應的化學載體作為開發平臺,并結合載體完成不同反應物的合成,當反應物的合成達到一定的能量值時,將使用過濾和洗滌來完成載體的全面萃取和分離。(2)化合物的化學鍵斷裂并分解形成適合各種農藥機理的化合物,固相合成方法用于分析固相基團和合成載體的作用,在以下條件下,通過加氫與丙烯酸之間的化學反應原理獲得相應的結構元素,創建農藥合成的新應用。
3.2液相合成
該合成方法主要在液相中進行,不需要使用額外的載體連接,并且比固相偶聯合成更容易實現,該方法可以減少與載體結合和解離的步驟,但是產物純化過程更加困難。由于有機小分子通常在液相中容易反應,因此通常在廣泛的范圍內使用。李斌等人在液相條件下使用異氰酸苯酯和胺的組合化學中的索引方法設計并合成了包含農藥的化學合成庫,到目前為止,已經選擇了含有異氰酸酯和胺基的樹脂來純化相關產品,然后使用HNMR和LCMS對每個子庫進行了預分析。我們能夠研究溶劑,堿和反應時間對蔗糖合成效率的影響。相關分析表明,極性溶劑對反應效果影響很大,乙內酰脲具有抗驚厥,抗心律不齊和抗糖尿病的生物活性。另外,已經發現除草活性物質具有殺菌作用。
3.3活動篩選和結構識別
各種化學品進行有機純化的目的是獲得具有特定功能的綜合化合物產品,并通過農業獲得新的農藥施用結果,在農藥合成領域,目標產品的后續篩選和功能鑒定是一個非常重要的環節。為了獲得具有各種功能的綜合化合物,該化合物可以殺死昆蟲并防止水分流失,需要根據化合物中存在的農藥分子的數量來確定化合物,通過全面的化學反應以及對農藥分子的統一篩選和功能鑒定來了解它。目前,計算機技術的應用可以提供自動掃描功能,以篩選和鑒定化合物分子,從而通過網絡技術實現農藥合成領域的簡單操作,促進農藥合成領域的良性發展。
農業論文投稿刊物:《南方農機》(雙月刊)創刊于1970年,由江西省農業機械研究所、江西省農業機械化技術推廣站、江西省農業機械學會主辦。本刊是國內外公開發行,頗有南方特色的農機化技術刊物,以全面推介南方適用農業機械,大力普及實用農機科技為宗旨,謁誠為廣大農村機手、農機生產和銷售企業、基層農機工作者、農機科技人員服務。
4組合化學在農藥合成中的應用未來發展反向
組合化學是一門新興學科,它結合并普及了化學合成,計算機技術和其他學術研究。因此,已經創造了許多新技術,新概念和新設備,提高了科學研究和開發的效率,并將其成功應用于新材料的開發,新藥物的合成,高效催化劑的生產等。組合化學適用于農藥開發的所有方面,包括結構優化,鉛化合物篩選,構效關系討論,并具有相當的商業應用價值,然而,組合化學在農藥合成中的應用起步較晚,因此在應用過程中不可避免地會遇到許多障礙,需要不斷研究和解決問題。本文認為,在未來的研究中,合成化學將更適合于將合成技術應用到新殺蟲劑的開發中,以及更廣泛的分子多樣性化合物庫的建立,生物學活性的檢測效率和水平。科學和標準的微篩分技術研究有助于改善滿足要求的多種化合物的化學供應,全面純化文庫化合物的純化和結構表征技術,實現對文庫化合物成分的科學檢測,防止篩分等領域的泄漏,發揮更大的價值和作用。
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作者:張興鵬
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