Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Сементеева Лиана Шамилевна. Выявление и исследование структурно-функциональных характеристик различных типов пестицидов : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.17 Уфа, 2006 188 с. РГБ ОД, 61:06-2/454


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. О ПРОБЛЕМЕ ПОИСКА НОВЫХ ПЕСТИЦИДОВ,

ОБЛАДАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА РАЗЛИЧНЫЕ
БИОСИСТЕМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 9

1.1. Характеристика классов и механизмов действия пестицидов
(гербицидов, фунгицидов, инсектицидов) , 12

  1. Характеристика гербицидов 13

  2. Характеристика фунгицидов 21

  3. Характеристика инсектицидов 26

1.2. Анализ методов и компьютерных систем для выявления зави
симости между структурой и биологической активностью химиче
ских соединений , 33

Заключение по обзору литературы 41

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 43

  1. Выбор объектов исследования 43

  2. Выбор способа описания структур химических соединений 44

  3. Выбор метода исследования связи «структура - активность» и формирование математических моделей прогноза активности 44

  4. Методологические аспекты выявления и применения для молекулярного дизайна структурных параметров, характеризующих сходство и различие разнонаправленных пестицидов 45

3. ФОРМИРОВАНИЕ, АНАЛИЗ И АПРОБАЦИЯ
МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗА АКТИВНОСТИ
ПЕСТИЦИДОВ (ГЕРБИЦИДОВ, ФУНГИЦИДОВ,

ИНСЕКТИЦИДОВ) 50

3.1. Математические модели первого типа для прогноза индивиду
альных видов активности 51

  1. Математические модели прогноза гербицидной активности 51

  2. Математические модели прогноза фунгицидной активности 57

  3. Математические модели прогноза инсектицидной активности.... 62 3.2. Математические модели прогноза для выявления сходства и различия в действии пестицидов разного типа активности 67

  1. Математические модели прогноза для выявления сходства и различия в действии гербицидной и фунгицидной активности 67

  2. Математические модели прогноза для выявления сходства и различия в действии гербицидной и инсектицидной активности 71

  3. Математические модели прогноза для выявления сходства и различия в действии фунгицидной и инсектицидной активности 74

4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
СТРОЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ТИПЫ ИХ
ДЕЙСТВИЯ 77

  1. Анализ влияния структурных характеристик на проявление гербицидной активности 78

  2. Анализ влияния структурных характеристик на проявление фунгицидной активности 88

  3. Анализ влияния структурных характеристик на проявление инсектицидной активности 96

5. АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ ПРИЗНАКОВ, ОТРАЖАЮЩИХ
СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЕ ПЕСТИЦИДОВ РАЗНОГО ТИПА
ДЕЙСТВИЯ 106

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ СИНТЕЗА,
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ДИЗАЙН И ПРОГНОЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
АКТИВНОСТИ ГЕТЕРООРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ
КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ 111

  1. Общие направления модификации пестицидных биоизостеров.... 111

  2. Молекулярное конструирование на основе гербицидно-активных соединений с одним и несколькими биоэффектами 114

  3. Модификация н-бутил-2-[4-(5-трифторметил-2-пиридилокси) фенокси]пропионата 121

  4. Модификация 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты и 3,6-дихлорпиколиновой кислоты 126

6.3. Комплексное конструирование на основе фунгицид но-активных

соединений 126

6.3.1. Модификация амино-(2,б-диметилфенил-(изоксазол)-

оксиметил) этановой кислоты 129

6.4. Прогноз пестицидной активности и синтез новых соединений ... 129

  1. Прогноз гербицидной активности 129

  2. Прогноз инсектицидной активности 133

  3. Прогноз фунгицидной активности и синтез азотсодержащих

циклических ацеталеи на основе 4-хлорметил-1,3-диоксаланов 136

7. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 144

1.1. Описание компьютернй системы исследования связи «структура

— активность», конструирования и прогноза «SARD-21» 144

  1. Методика биотестирования 146

  2. Методика синтеза производных циклических ацеталеи на основе

4-галоидметил-1,3-диоксолана 148

Заключение 150

ВЫВОДЫ 151

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 153

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 168

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 175

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 : 183



Введение диссертации:

Актуальность темы. В качестве пестицидов в мире используется 700-900 химических веществ. Широкое же распространение получили около 200 пестицидов. К середине 1980-х гг. в СССР выпускалось в год свыше 3000 тыс.т. пестицидов 60 наименований. Из-за больших объемов использования пестицидов нагрузка на биосферу постоянно увеличивается. Одним из путей снижения химической нагрузки на биосферу является использование препаратов полифункционального назначения с комплексным воздействием на различные биосистемы. По этой и ряду других причин проблема поиска новых действующих веществ (ДВ) пестицидов остается насущной.

За последнее время в нашей стране исследовательские работы по поиску и синтезу новых биологически активных веществ, в том числе и действующих веществ пестицидных препаратов сильно сокращены. Одним из перспективных направлений с позиций синтетического, биологического, технологического и экономического характера является поиск новых полифункциональных препаратов на базе модификаций известных используемых или зарегистрированных для применения веществ. С этой целью необходимо комплексное исследование зависимостей между структурой химических соединений и различными видами их действия и выявление структурных характеристик, обуславливающих исследуемые биоэффекты.

Для выявления зависимостей между строением и действием химических соединений, конструирования потенциально перспективных структур и прогноза свойств применимы математические методы анализа связ-зи «структура-свойство» (ССС или QSPR/SPR - Quantitative Structure-Activity/Property Relationships) и методы молекулярного моделирования (дизайна).

Параметры, выявленные при комплексном исследовании связи «структура-пестицидная активность», и отражающие сходство и различие

в действии пестицидов, применимы также к вопросу совместимости при создании композиционных составов.

Цель работы: Молекулярное моделирование и прогноз пестицидно-активных биоизостеров с комплексом свойств на основе выявления и исследования структурно-функциональных характеристик различных видов пестицидов.

В соответствии с целью были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Разработка и реализация методологии выявления структурных признаков (специфических, селективных, общих), оказывающих воздействие на различные биосистемы, и их применения для молекулярного дизайна.

  2. Формирование, анализ и апробация математических моделей распознавания и прогноза гербицидной, фунгицидной, инсектицидной активности.

  3. Определение направлений молекулярного дизайна и синтеза, конструирование и прогноз новых потенциально-активных соединений с комплексом пестицидных свойств.

  4. Формирование банка данных, содержащего информацию для молекулярного моделирования потенциальных пестицидов.

Научная новизна. Впервые для биоизостеров разработана методология выявления и применения селективных и общих структурных признаков разных видов пестицидной активности, которая заключается в том, что формирование моделей осуществляется не только для индивидуальных типов активности (активные-неактивные), но и для нескольких разных типов активности (активные соединения одного типа сопоставляются с активными соединениями другого типа).

Впервые для пестицидных биоизостеров выявлена система специфических, селективных и общих признаков для конструирования

структур с комплексом пестицидных свойств и осуществлен их молекулярный дизайн.

Впервые сформирован комплекс математических моделей прогноза разных типов пестицидной активности. Определены перспективные направления целенаправленного синтеза новых соединений, сочетающих разные типы активности.

Впервые на основе известных препаратов спрогнозированы и сконструированы соединения с комплексным действием. Спрогнозированы и сконструированы пестицидно-активные соединения с применением методологии использования специфических, селективных и общих структурных признаков.

Впервые для пестицидов-био изо стеров выявлены преимущественные направления целенаправленного дизайна и синтеза, связанные с заменой атома водорода при гетероатоме, атома хлора, фенила (для гербицидов); третичной аминогруппы, тетра-замещенного 1-тиофена, фенила (для фунгницидов); с модификацией циклов по двойным связям, заменой атома хлора, атома водорода при гетероатоме (для инсектицидов).

Практическая ценность работы. В результате исследований сформированы модели прогноза различных типов пестицидной активности (гербицидной, фунгицидной, инсектицидной), выявлены наиболее перспективные соединения, предпочтительные для модификации, заменяемые и вводимые функциональные группы, что является основой для целенаправленного синтеза новых структур с заданными свойствами. Осуществлено молекулярное конструирование и прогноз соединений с одним целевым действием или их комплексом на один биообъект и с учетом разных биообъектов с использованием специфических, селективных, общих признаков (на основе гербицидного препарата фузилада — н-бутил-2-[4-(5-трифторметил-2-пиридилокси) фенокси] пропионата; на основе совместной модификации 2-метокси-3,6-

дихлорбензойной и 3,6-дихлорпиколиновой кислот; на основе фунгицида амино-(2,6-диметилфенил-(изоксазол)-оксиметил)этановой кислоты).

Сформированы компьютерные база данных и база знаний, содержащие сведения, необходимые для дизайна и прогнозной оценки новых соединений, методология для молекулярного конструирования и прогноза новых соединений с комплексом биологических свойств. Они внедрены и используются в НИТИГ АН РБ для разработки и прогноза новых перспективных пестицидно-активных соединений.

Сформированные модели прогноза и предложенные характеристики направлений модификации используются в научных работах сотрудников и аспирантов кафедры физики УГНТУ при исследовании связи «структура - активность» и для прогноза и синтеза новых соединений на кафедре ОАХ УГНТУ. Спрогнозирована и экспериментально подтверждена фунгицидная активность азотсодержащих циклических ацеталей на основе 4-хлорметил-1,3-диоксолана, применяющихся в качестве фунгицидов и антисептиков, защищающих и подавляющих рост микромицетов вида Aspergillus niger, Penicillium chryzogenum, Fusarium sp.№ 56, Fusarium solani.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на III всероссийской научной INTERNET-конференции: «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем» (г. Москва, 2005 г.); на региональной научно-практической конференции «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе» (г. Йошкар-Ола, 2005 г.); на электронной конференции «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики, медицины» (г. Уфа, 2005 г.);

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций