苯并噻(噁)唑酮衍生物杀虫活性的理论研究

用DFT-B3LYP方法,在基组6-31G水平下,对34种N-取代苯基-苯并噻(噁)唑酮-3-甲酰胺类化合物分子进行几何及电子结构全优化,将ELUMO(最低空轨道能),EHOMO(最高占据轨道能),ENLUMO(次最低轨道能),ENHOMO(次最高占据轨道能),ΔE1(=ELUMO EHOMO),ΔE2(=ENLUMO ENHOMO),QZ(分子中原子的净电荷),μ(偶极矩),Ev(零点振动能),E(热力学能),Cv(比热容),Sm(熵)和前沿分子轨道组成及其电子密度等参数被选作量子化学描述符(Lc)。通过最佳变量子集回归建立15种上述化合物对蚕豆蚜和棉红蜘蛛等杀虫活性(SJ:Sa,Su)的QSAR模型。蚕豆蚜的Sa模型的相关系数(R2)和逐一剔除法交叉验证系数Rcv2依次为0.897和0.858,棉红蜘蛛Su模型的相应参数为0.858和0.757。经Radj2,F,Rcv2,VIF和FIT等检验,上述模型具有较强的稳健性和预测能力。根据模型可知,这些化合物杀虫机理包含2点:一是与生物体内大分子之间的电子转移反应,以ΔE1和ENLUMO来描述;二是氢键,用QN2表述。其中,ENLUMO与杀虫活性正相关,而ΔE1和QN2升高,SJ下降。设计与预测19种新颖化合物的杀虫活性,其中2种化合物的杀虫活性均超过100%(质量浓度为500 mg/dm3)。所建模型可为实验工作者合成新型高效N-取代苯基-苯并噻(噁)唑酮-3-甲酰胺类化合物提供理论参考。