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由于杂环化合物，特别是含氮杂环化合物，具有广泛的生物活性，所以世界各地对它们的研究非常关注[9-10]。在化学农药和医药的新发展中，杂环化合物已占据了主要地位。含氮杂环化合物及其衍生物作为农药、医药、染料及其它精细化工产品的中间体，会受到广泛的关注。在有机化合物中引入含氮杂环及其衍生物，常常会引起有机化合物的生物活性的增加[11]。
杂环化合物在农药领域的发展，首先是在杀菌剂方面，这已经被大家所热知。然后，则是除草剂。自从磺酰脲类除草剂出现之后，陆续出现了多种类型的超高效除草剂，而且大都是杂环化合物。近年来，杂环化合物的新的高效杀虫剂也相继出现，形成了杂环农药发展的高潮。在近年的新农药的创新中，杂环化合物占据了主要地位,为农业生产带来了非常广阔的发展前景。
杂环化合物也是常用的医药中间体，因为具有的独特生化特征，使其特别适用于作前驱化合物，通过修饰和改变其结构来提高其各项性能。例如常见的喹诺酮类和先锋霉素的侧链绝大部分都是杂环化合物。目前，用于临床的含氮杂环化合物也是为数众多。例如：抗菌消炎的磺胺类药物、抗肿瘤药噻替派以及中枢兴奋药尼可刹米等都具有很高疗效。治疗当今世界两大疑难病症——癌症和艾滋病的药物研究开发是最受世人重视的。其中，含氮杂环化合物在这方面已取得了突破性进展。
近年来，国内外农药在研究和应用上，含氮杂环化合物的应用使原有的杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂增添了新的活力。唑类杂环化合物具有良好的生物活性且易生物降解，已成为杀菌剂领域的研究热点。
噻唑化合物及其类似物具有结构简单和广谱生物活性等特点，在药物和农药创制中占有非常重要的地位。早期的药物研究就发现将某些简单的取代基引入到苯并噻唑类化合物的芳环或杂环中可以获得一些药理活性物质。例如含有噻唑活性基团的氨噻肟酸的头孢类药物是当今抗生素的热门产品[12]。可以预料，随着合成化学、药物化学和农业化学的迅猛发展，必将出现更多具有生物活性功能的噻唑类化合物。
1.2 1,3,4-噻二唑及其衍生物的研究与应用
1,3,4-噻二唑类衍生物是一类重要的生理活性物质，具有独特的消炎、抗菌、杀虫和调节植物生长等活性。同时，1,3,4-噻二唑类衍生物也具有广泛的药理活性，如抗癌、杀菌、抗病毒、抗痉挛等等[13-15]。所以，1,3,4-噻二唑类衍生物由于其广泛的用途和良好的应用前景而颇受人们的青睐。
二唑并嘧啶类杂环化合物由于其分子结构中同时含有二唑和嘧啶这两类重要的活性结构单元，因而表现出了广谱的生物活性，在农药、医药和照相等领域得到了广泛的应用，并很快成为新型农药研究与开发的活跃领域。因此，近年来关于二唑并嘧啶类杂环化合物的合成及生物活性研究受到了人们的普遍关注[16-17]。
分子识别是指在特定的条件下分子通过分子间作用力的协同作用而相互结合的过程，分子识别过程通常会引起体系的电子、离子、光子和构象特征的变化，也有可能会引起化学性质的变化，这些变化过程意着化学信息的存储，传递及处理的过程，因此，分子识别在信息的处理及传递、分子及超分子器件的制备过程中有着重要的意义。现在的分子识别已经发展为表示主体(受体)对客体(底物)的选择性结合并产生特定功能的过程。分子识别（或互补性）指导下的有机分子设计，无论我们是想模拟某个生物模型，还是要组装某种纳米材料，都要求我们对于模拟对象的作用过程及其分子就结构基础有所了解，对互补性的双方（主体和客体/受体和供体）的结构关系要有预先的设定，在设计分子的结构时，要同时想着它的功能。这已成为有机化学的时尚并且有着良好的前景。
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