碱土金属二茂铁羧酸功能配合物抑制小麦病原菌生长代谢作用的生物微量热研究

针对各种病原菌仍是我国小麦生长过程中巨大威胁之一，本研究拟利用不同结构羧基官能团改性具有生物活性的二茂铁，使其与碱土金属作用，构筑系列新型功能配合物，培养单晶。用微量热法实时跟踪监测这些配合物对小麦纹枯病菌、小麦赤霉病菌和小麦条锈病菌三种病原菌生长代谢的抑制作用，获得热谱图。通过热动力学模型对热谱图进行解析，计算出生长和抑制过程的各种热力学函数，得到抑制生长速率常数k和病原菌生长的激活能Ea，得到抑制比I、半抑制浓度IC50、最佳用药浓度、温度和酸度，揭示配合物结构和抑菌效果间的相互关系，筛选出几种具有显著抑菌效果的高活性物种，有望成为新型小麦病原菌抑制剂，为功能配合物农药研究提供热力学基础。

通过微波法、水热法或溶液法合成基于二茂铁甲酸FcCOOH、二茂铁乙酸FcCH2COOH、二茂铁丙酸Fc(CH2)2COOH、1,1'-二茂铁二甲酸Fc(COOH)2，以及邻羧基苯甲酰二茂铁FcCOPhCOOH的碱土金属配合物，培养得到17个配合物的单晶。利用单晶X-射线衍射确定其晶体结构，在探讨配合物结构规律的基础上，研究了配合物的生物活性、低温热容及电化学性质。低温热容的研究丰富了该类配合物的热化学数据。电化学研究表明配合物具有准可逆的氧化还原性，有望发展为新型电化学材料。配合物对小麦纹枯病菌、小麦赤霉病菌和小麦条锈病菌三种病原菌生长代谢的抑制作用通过传统生物学法（平皿菌丝生长速率法或孢子萌发率法）和生物微量热法进行研究。研究表明，配合物对小麦赤霉病菌、小麦纹枯病菌和小麦条锈病菌有不同程度的抑制作用。对三种病原菌的抑制效果依次为小麦纹枯病菌＞小麦赤霉病菌＞小麦条锈病菌。不同配体所构筑配合物对同一病原菌的抑制效果依次为：二茂铁丙酸配合物＞二茂铁乙酸配合物＞二茂铁甲酸配合物＞邻羧基苯甲酰二茂铁配合物＞1,1'-二茂铁二甲酸配合物。活性较好配合物一般具有较好水溶性或较低氧化还原电位。生物微量热法与传统平皿菌丝生长速率法或孢子萌发率法所得数据吻合较好，证明生物微量热法可作为一种新方法研究功能配合物对小麦病原菌抑制的生长代谢作用。