粮食安全问题是世界各国关注的焦点,而杂草是危害粮食安全的一大因素。除草剂是控制杂草的最有效的手段,但随着除草剂长期、单一、大面积的使用,使得除草剂选择性差、杂草抗性问题日益严重,因而发展新型、高效、环境友好的除草剂是农药发展的必然趋势,这不仅是保障现代农业可持续发展的关键,而且是保障食品质量安全的一个重要方面。三酮类和吡唑类除草剂是两类重要的HPPD酶抑制剂,具有活性高、毒性小、选择性强和对环境友好等特点,受到广泛关注。这两类除草剂的结构共同点是均含有2-苯甲酰基乙烯-l-醇结构单元。因此,本论文在保留2-苯甲酰基乙烯-1-醇结构片段的基础上,引入嘧啶基团进行结构衍生,设计合成了嘧啶三酮类和嘧啶吡唑类两个系列共42个目标化合物,在结构表征的基础上,对其进行了除草活性研究。具体内容如下:一、含嘧啶结构的三酮类化合物的合成与除草活性研究以（未）取代的水杨酸甲酯和4,6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶为原料,经亲核取代反应、碱性水解和酸化制备得到10个关键中间体——嘧啶氧苯甲酸衍生物（M-1～M-10）,其结构均经1H NMR、13C NMR和元素分析的表征。其与草酰氯反应制成相应的酰氯,再与1,3-二羰基化合物缩合生成烯醇酯,最后在三甲基氰硅烷催化下发生重排反应得到22个目标产物——含嘧啶结构的三酮类衍生物（TM-1～TM-22）,并采用1H NMR、13C NMR和元素分析对其结构进行确认。采用温室盆栽法初步研究了目标化合物的除草活性,结果表明,当施药剂量为50 g/亩时,部分目标化合物对双子叶植物油菜、苋菜和单子叶植物稗草、马唐均表现出较好的除草活性;对双子叶植物苋菜的防效尤为突出。如化合物TM-1、TM-4、TM-7、TM-11、TM-17、TM-21和TM-22对苋菜的抑制率均高于80%,其中化合物TM-11对苋菜的抑制率分别为99.6%和100%,与阳性对照药乙草胺和硝磺草酮（16.7 g/亩）的防效相当。不论是茎叶处理还是土壤处理,部分化合物对油菜的防效均优于乙草胺;当茎叶处理时,多数化合物对苋菜的防除效果也优于乙草胺。即使在12.5 g/亩的剂量下,土壤处理时,化合物TM-17对苋菜的抑制率达到94.4%,具有进一步研究的价值。此外,化合物的结构与除草活性也表现出一定的关系:目标化合物中苯环上引入取代基R1对除草活性不利,环己烯酮的5-位（R2）引入两个甲基也会使除草活性下降;但当R1=H,R2=CH3时,化合物TM-11对苋菜的防效却优于TM-1（R1=R2=H）。当环己烯酮部分被环戊烯酮取代时,化合物TM-21和TM-22不论茎叶处理还是土壤处理对苋菜均有较强的抑制作用（>90%）,且对油菜的防效也有明显的提高。这些结果为我们下一步的工作奠定了基础。二、含嘧啶结构的吡唑类化合物的合成与除草活性研究将制备的嘧啶氧苯甲酸类化合物（M-1～M-10）制成酰氯,然后与吡唑啉酮作用生成相应的烯醇酯,再经重排反应合成了20个结构新颖的含嘧啶结构的吡唑类化合物（TM-23～TM-42）,其结构均经1H NMR、13C NMR和元素分析的确认。采用油菜平皿法和稗草小杯法对目标化合物进行了初步的除草活性研究,结果表明,部分目标化合物对双子叶植物油菜和单子叶植物稗草均表现出较好的除草活性,且对油菜的效果较好,如化合物TM-29在10和100μg/m L时对油菜根长的抑制率分别为79.6%和87.3%。初步的构效关系表明,目标化合物中苯环上R1位置的改变对油菜根长的抑制效果有重要影响,但吡唑环上R2的改变对除草活性影响不大;对稗草来说,苯环上R1的引入对活性不利。这些结果为我们进一步设计高活性化合物提供了基础。