由于长期频繁使用同一品种或相同靶标的除草剂,杂草对现有除草剂产生了严重地抗性,并且造成恶性循环,基于现有商品化除草剂靶标研发的新除草剂品种反而加剧了抗性风险,尽管可以通过混用、减少使用频率等措施延缓杂草抗性进程,但只有不断发现新靶标和以新靶标开发结构新颖的除草剂才是最终的解决途径。转酮醇酶（Transketolase）是一种新除草剂作用靶标,本课题组前期研究发现了一种以此酶为靶标的除草活性先导化合物5aw,本论文根据农药分子合理设计原理,采用骨架跃迁策略、活性亚结构拼接及结构简化等方法对5aw进行先导优化,以期发现新型高效的转酮醇酶抑制剂类除草活性化合物,为新型除草剂的创制提供更多候选品种。1.本研究通过结构简化、骨架跃迁策略和活性亚结构拼接等方法对先导物5aw进行先导优化,设计合成了一系列2-硫醚-5-（噻吩基/吡啶基）-1,3,4-噁二唑类除草活性化合物,所有化合物均经1H NMR,13C NMR和HRMS分析验证,此类化合物具有结构简单,易于合成等优点。小杯法生物活性测定结果表明,在浓度为100～200 mg/L范围内,化合物41和4m对马唐和反枝苋根、茎抑制率均达90%,表现出良好的除草活性,优于所有阳性对照（小于90%）。在温室内,施药量为在45～90 g a.i./ha下,它们对两种杂草抑制率达到90%左右,具有比其他所有化合物更优异的除草活性。此外,在施药量90 ga.i./ha下,化合物41和4m对马唐（Digitaria sanguinalis）、反枝苋（Amaranthus retroflexus）、稗草（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、苘麻（Abutilon theophrasti Medicus）、藜（Chenopodium album）六种杂草的抑制率达到89-95%,表现出广谱的除草活性。而且,化合物4l对玉米表现出较好的作物选择性。荧光结合实验表明化合物4l和4m对转酮醇酶表现出较强的抑制活性和结合亲和力。分子对接的结果进一步表明,化合物4l和4m占据了 At TK的活性空腔,它们与At TK的关键氨基酸残基形成了更多的氢键、π-π、π-alkyl等相互作用,并且相互作用距离更短,通过更强的相互作用与酶形成稳定的复合物,这可能是它们具有更强的抑制转酮醇酶活性的原因。化合物4l是一种具有高效除草活性的转酮醇酶抑制剂,有望开发成为一种有潜力的玉米田除草剂。2.基于除草剂新靶标转酮醇酶,采用骨架跃迁的方法对化合物5aw进行了先导优化,通过酰胺键和硫醚键将噻吩、嘧啶、1,2,4-三唑等活性亚结构拼接,设计合成了 5个1,2,4-三唑酰胺类化合物8（a-e）,所有目标化合物均经IR、MS和1H NMR验证。除草活性测试结果表明8b和8d具有比阳性对照丙炔氟草胺更优异的除草活性,构效关系研究表明,氯原子取代基有利于提高化合物的除草活性。荧光结合实验表明,化合物8b,8d与转酮醇酶之间亲和力更高,这是由于形成了更稳定的络合物,从而导致它们对此酶产生更强的抑制活性,因此,化合物8b和8d有潜力作为转酮醇酶抑制剂类除草先导化合物,值得进一步结构优化。