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Drimane类倍半格具有广泛的生物活性,如细胞毒活性、抗真菌、抗细菌和抗病毒活性;也具有植物生长调节、杀线虫及拒食活性等。此类倍半萜化合物在食品添加剂和香料工业中也扮演着重要的角色。近年来,此类化合物的研究主要集中在医药化学领域,而农用活性研究鲜有报道;具有显著卵菌抑制活性的天然倍半萜drimenal的分离报道吸引了我们对这类分子研究的兴趣。本研究基于廉价易得的天然二萜化合物香紫苏醇,完成了 drimenal的合成,并对相关类似物进行了优化设计、合成和生物活性研究,取得的结果如下:(1)以香紫苏醇为原料,经过侧链氧化降解,亲核开环,Baeyer-Villiger重排反应等完成了天然倍半萜drimenal及drimenol的合成,结构通过LC-MS、1H-NMR、13C-NMR以及DEPT 135进行确认。利用抑制菌丝生长速率法,完成其对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、油菜菌核病)菌(Sclerotinia sclerotiorum)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)和番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)等9种农业生产上重要的植物病原菌的活性测定,发现drimenal及drimenol对所试菌种都具有不错的抑制活性,尤其是化合物drimenal对水稻纹枯病菌、油菜菌核病菌和番茄灰霉病菌的抑制活性较为突出,在浓度为50μg/mL时的抑制率分别为62.26%、61.37%和65.08%。(2)以天然倍半萜drimanol为先导化合物,向C11位引入了酯基、氨基甲酸酯进行结构优化,设计合成了 2个系列共计21个化合物。通过LC-MS、1H-NMR、13C-NMR完成结构确认,并完成对水稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)、油菜菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorum)、小麦赤霉病菌(Fusariumgraminearum)以及番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)的活性测定,与母体化合物drimanol相比,其衍生物的抑菌活性整体下降。(3)以中间体8-羟基-drimanol为先导,向C11位引入了醚基、酯基、氨基甲酸酯进行结构优化,设计合成了 4个系列共计47个化合物。通过LC-MS、1H-NMR、13C-NMR完成结构确认,并完成对水稻纹枯病菌(Rhiazoctoni solani)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、小麦赤霉菌(Fusarium graminearum)以及番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)的活性测定,结果表明脂肪取代的drimane氨基甲酸酯类衍生物6a和6b对番茄灰霉病菌(Botrytis cinera)e具有较好的抑制活性,ECso值分别低至11.39μg/mL 和 12.62μg/mL。(4)以酰胺或酰肼重排反应获得的drimane并噁嗪酮为先导,通过与氯代烃的取代反应合成了具手性的N-取代drimane并噁嗪酮倍半萜生物碱类化合物23个。采用LC-MS、1H-NMR、13C-NMR和DEPT 135确证了各化合物的结构,并通过X-ray单晶衍射对7o等化合物的结构进行确证。选取水稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、番茄早疫病菌(Alternaria solani)和水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)6种重要的植物病原真菌对化合物抗菌活性进行初筛及EC50值测定。其中化合物7j对所测试6种病原菌表现出优异的抑制活性,其对番茄灰霉病菌的ECso值低至1.18μg/mL。采用滤纸片法,完成了 drimane并噁嗪酮倍半辟生物碱类化合物对水稻黄单胞杆菌(Xanthomonasoryzaepv oryzae)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、白菜软腐病菌(Erwiniacarotovora)、水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzicola)、番茄青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、黄瓜细菌性角斑病菌(Pseudomonas syringaepv.lachrymans)、马铃薯环腐病菌(Clavibacter michiganensis subsp.sepedonicus)7种植物病原细菌的活性测定。其中化合物7m对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)和番茄青枯病菌(Ralstoniasolanacearum)3种细菌具有明显的抑制活性,其MIC值分别为8μg/mL,12.μg/mL和8μg/mL,均优于阳性对照硫酸链霉素。(5)以香紫苏醇或者香紫苏内酯为起始原料,通过氧化降解或者还原和水解等反应得到homodrimane类中间体骨架,并进行结构优化,引入酯键、醚键、氨基甲酸酯以及酰胺键4种活性片段,合成了 5个系列共计73个homodrimane倍半萜衍生物。采用LC-MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT 135等确证了各化合物的结构,并通过X-ray单晶衍射对化合物12b,12n的结构进行确证。完成了这些化合物对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、油菜菌核病菌(Sc lerotinia sclerotiorum)、小麦赤霉病菌(Fusarfum graminearum)和番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)的活性测定。结果表明,酰胺系列化合物具有较好的抗菌活性,化合物8号位的手性对抑菌活性有显著的影响,且8号位的羟基对活性至关重要。(6)通过3D-QSAR讨论了 homodrimane系列化合物的抑菌构效关系,对化合物进一步的结构优化起到指导作用。对抑菌活性较好的化合物12i及其异构体8-epi-12i完成了对番茄灰霉病菌活体的保护作用测定,12i和其异构体8-epi-12i在200μg/mL的抑制率分别为47.61%和50.00%,均优于对照药剂多菌灵(抑制率为35.71%)。本研究以天然二萜类化合物香紫苏醇为原料完成了天然倍半萜drimenal及drimenol的合成,并基于此完成了其类似物优化设计、合成及构效关系研究,共合成化合物177个,其中目标产物166个,新化合物160个,抑菌构效关系的研究为基于drimane类化合物的先导优化及新型杀菌剂候选化合物的发现打下基础。