在众多化合物中,含氮和含氮杂环化合物由于具有多种生物活性,因而成为非常引人瞩目的一类化合物。许多药物,如抗菌、抗癌药物等,分子结构中均含有吡唑环、异噁唑环等。因此,对化合物进行氮杂环或含氮侧链的改造、合成及活性研究成为了一个重要的研究领域。3,4-二氟苯腈是乙酰辅酶A羧化酶抑制剂氰氟草酯的前体药物,其分子中含有的氟原子和氰基,可提高药物结构的脂溶性和生物活性,因此以3,4-二氟苯腈为母核设计并合成一系列具有不同生物活性的药物分子是一个值得考虑的策略。本论文合成了一系列含吡唑环类和含异噁唑环类3,4-二氟苯腈衍生物,以及一个含双胍基团的衍生物,通过分子对接研究预先分析化合物对二氢叶酸还原酶和COXLorlatinib细胞培养-2酶的抑制效果及构效关系,并通过抑菌实验、抗肿瘤细胞活性实验和杀虫实验分析验证推断。主要的内容如下:(1)以3,4-二氟苯腈为起始化合物,合成了一系列含吡唑环类化合物,以及在含有吡唑环化合物基础上拓展了异噁唑环侧链,同时还尝试了一个含immune rejection双胍基团化合物的合成。用薄层色谱或高效液相对化合物进行初步判断和含量测定,用核磁共振氢谱、红外光谱对化合物的结构进行了表征。(2)使用MOE(2015.10版)软件将化合物分别与二氢叶酸还原酶、COXselleck AZD2281-2酶进行了分子对接模拟,为后续的抑菌活性评价和抗肿瘤活性评价提供理论基础。结果显示化合物5-6、化合物12-14和化合物15-17与二氢叶酸还原酶存在较高的结合率,可能具备较好的抑菌生物活性。化合物6和8、化合物12-14和化合物15-17与COX-2酶存在较高的结合率,可能具备较好的抗肿瘤细胞生物活性。(3)使用牛津杯法对合成化合物进行了大肠杆菌、金黄葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、伤寒沙门氏菌和白色念珠菌6种菌株的抑制活性评价,MIC显示在改造了苯环氰基的吡唑环化合物中6和8、改造了吡唑环的化合物中含有-3-烯-2-酮结构侧链的化合物12-14和含有异噁唑环的化合物15-17对6个所测菌种具有较低的MIC值,具有相对较高的抑菌活性。(4)使用MTT法对合成化合物进行了Hep G2肝癌细胞和A549肺癌细胞的细胞存活率评价,结果显示吡唑类化合物在低浓度下抑制作用或细胞毒性相对更强,异噁唑类化合物在高浓度抑制作用或细胞毒性会超越吡唑类化合物。(5)以氟虫腈为阳性对照药,评价了化合物1-17对小菜蛾的杀虫活性。结果显示含有异噁唑环的化合物15,16和17对小菜蛾的杀死率较高,具有-3-烯-2-酮结构侧链的吡唑环化合物12,13和14也具有不错的抑制活性。