CN106977502A - 一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开含胡椒基的芳氧苯氧基丙酸酯类化合物，具有如下结构：具体制备步骤如下，以邻苯二酚为原料，经两步反应合成胡椒醛，与NaBH4还原反应制备3,4‑亚甲二氧基苯甲醇，2‑(4‑芳氧苯基)丙酰氯与3,4‑亚甲二氧基苯甲醇反应制备两种含胡椒基的芳氧苯氧基丙酸酯类化合物。本发明的化合物具有较好的除草活性，特别是对单子叶杂草的除草活性优于双子叶杂草，制备方法操作简单，收率较高。

Description

一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一类新化合物的及其用途，具体是含胡椒基的芳氧苯氧基丙酸酯衍生物及其在制备除草剂中的应用。
背景技术
芳氧苯氧丙酸衍生物在农用除草剂中已有20余种商品化品种，如精吡氟禾草灵，氟吡甲禾灵，喹禾灵和炔草酯[DE2640730，DE3004770，US4713109，EP0302203，JP54022371，EP0004414，US20030096706]，但目前只有氰氟草酯和噁唑酰草胺用于小麦和水稻田。
邹小毛等[Sic sin Chin,2016,46:1226-1234]将吗啉，哌啶和四氢吡咯环引入2-(4-芳氧苯氧基)丙酸结构中，合成了一类化合物具有水油兼溶的特点。如化合物A1在24g/hm2施药浓度下，对马唐和稗草的抑制率达100％，可在苗后控制禾本科杂草的生长。
程学明等[CN105712946A]报道了季铵盐类化合物A2及其除草活性，在150g/hm2施药浓度下，对稗草和金色狗尾草的抑制率达95％。
关爱莹[第七届全国新农药创制学术交流会论文集,杭州,2007,247]以精喹禾灵为母体，经过结构优化发现对水稻安全的喹草烯A3(SYP-1924)，具有成本低和低鱼毒性的特点，其在7.5g/hm2剂量下对稗草的防效为90％。
刘丽等[现代农药，2006，5(4):21-23]合成的含氰基丙烯酸酯类芳氧苯氧丙酸类化合物A4。当R1＝H，R2＝2-CH3C6H4或CH3时，化合物对禾本科杂草如棒头草、牛筋草、狗牙根、千金子、稗草、野燕麦、马唐、狗尾、看麦娘等杂草均具有70％以上的防除效果。
化合物A5和A6是江苏省农药研究所有限公司开发的含氰基丙烯酸酯结构的芳氧苯氧丙酸酯类化合物[现代农药，2007，6(6)：24-26]，进行了室内除草活性筛选和作物安全性评价试验，表明A5和A6对禾本科杂草有较好的防除效果，对大豆，油菜等作物安全。如A5在50g/hm2剂量下对稗草和千金子抑制率达97％以上。
黄路等[精细化工中间体.2011,41(1):20-23.]以炔草酯为先导，设计合成并经活性筛选的化合物A7(HNPC-A8169)，是国内具有自主知识产权的新品种，不仅具有显著的防除禾本科杂草的活性，同时对禾本科作物如小麦等具有安全性，其在15g/hm2对马唐和稗草的抑制率为85％。目前已经完成毒性和田间实验。
中国专利CN20131008398.3报道的化合物A7对马唐和稗草的IC50值(15.4g/ha和22.8g/ha)均低于噁唑酰草胺(31.9g/ha和25.0g/ha)。
(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯和(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯的除草活性没有研发报道。
发明内容
本发明的目的是提供了作为除草剂的一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物及其的制备方法与应用。
一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物，所述芳氧苯氧基丙酸酯类化合物具有如下结构式：
化学结构式所示的为(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯和(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯衍生物。
一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物丙酸酯化合物的制备方法，包括：
2-(4-芳氧苯基)丙酰氯与含3,4-亚甲二氧基苯甲醇反应制备芳氧苯氧基丙酸酯类化合物。
优选的，所述反应物2-(4-芳氧苯基)丙酰氯与含3,4-亚甲二氧基苯甲醇的投料比为1.2:1。
芳氧苯氧基丙酸酯类化合物作为除草剂的应用。
优选的，所述芳氧苯氧基丙酸酯类化合物作为除草剂在除去单子叶杂草的除草剂的应用。
优选的，所述单子叶杂草为看麦娘、棒头草或早熟禾。
本发明提供的2-(4-芳氧苯氧基)丙酸酯衍生物选自下列化合物：
本发明提供的(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯和(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯衍生物的制备方法，制备反应如下：
本发明提供的2-(4-芳氧苯基)丙酰氯的R＝2,6-二氯喹啉基或2,6-二氯吡啶基。
本发明提供的(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯和(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯衍生物衍生物在制备除草剂中的应用。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯和(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯衍生物具有除草活性，可作为制备除草剂。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
胡椒环的制备
在四丁基溴化铵(TBAB)的催化下，二甲基亚砜为溶剂，与二氯甲烷混合均匀后反应加热至110℃，向其中同时滴加含有邻苯二酚的二甲基亚砜溶液，以及50％的无机碱溶液，持续反应约3小时后停止反应，加水，继续加热蒸馏，收集99-104℃馏分。将馏出液处理得胡椒环，收率85.6％。
胡椒醛的制备：
由N-甲基苯胺合成N-甲基苯酰胺：将5.0g N-甲基苯胺、5.0g 85％甲酸和20ml甲苯投到100ml三口烧瓶内,在搅拌下慢慢升温到回流。约回流5min后,使回流液经分水器不断分出水,甲苯则返回反应瓶内。当水全部蒸出后,温度从88℃升到108℃,此时可开始蒸甲苯,甲苯的回收率约为85％-95％,最后收集116℃-121℃的馏分,即为胡椒醛，收率96％。
把2.70g(0.2mol)N-甲基甲酰苯胺和3.06g(0.2mol)三氯氧磷小心混合。在室温下放置45分钟,搅拌下大约1.0h，滴加上一步制备的2.76g(0.2mol)胡椒环，控制滴加速度,反应液温度不超过25℃。反应混合物室温下放置15h,反应液变得像糖浆一样粘稠。把反应化合物慢慢的加到500mL冰水中,生成的粉红色沉淀用200mL甲苯萃取。水层用甲苯(100毫升×2)提取,合并甲苯层，用Na2SO4干燥。脱溶,残渣用正己烷重结晶,得25.9g无色针状的胡椒醛结晶，mp 35-37℃，收率78.0％。
3,4-亚甲二氧基苯甲醇的制备：
0.10mol胡椒醛，于30mL无水乙醇中，搅拌下分批加入0.20mol的NaBH4，后反应升温至40℃，TLC监测反进程，反应3.0h，冷却脱溶，残余物加入30mL二氯甲烷溶解，以10mL水洗涤3次，12ml饱和食盐水洗涤1次，有机层干燥，脱溶得白色固体，mp 20-23℃，收率92.8％。
实施例2
(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯的制备
0.152g(1.0mmol)3,4-亚甲二氧基苯甲醇溶于30mL二氯甲烷，搅拌5min后加入1.0mmol三乙胺，催化量的4-二甲基氨基吡啶(DMAP)，冰浴条件下滴加含1.2mmol 2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酰氯的10mL二氯甲烷溶液，约25min钟滴完，反应3.0h，反应完毕，有机层稀盐酸洗涤1次，饱和食盐水洗涤3次，有机层Na2SO4干燥。脱溶,粗品经柱层析[V石油醚:V乙酸乙酯＝7:1～5:1]得到白色固体(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基)丙酸酯，m.p.111～113℃，收率79.3％， 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：8.70(s,1H,喹喔啉3-H),8.04(s,1H,喹喔啉5-H),7.68(d,J＝8.9Hz,1H喹喔啉8-H),7.58(dd,J1＝8.9Hz,J2＝2.3Hz,1H，喹喔啉7-H),7.15(d,J＝9.0Hz,2H,C6H4),6.92(d,J＝9.0Hz,2H,C6H4),6.75-6.81(m,3H,C6H3),5.95(s,2H,CH2),5.11(s,2H,COOCH2),4.79(t,J＝6.8Hz,1H,CHCH3),1.65(d,J＝6.8Hz,3H,CH3).HRMS(EI)(calcd.m/z)：478.0931(478.0932,M+)
实施例3
(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯的制备
制备方法同实施例2，0.152g(1.0mmol)3,4-亚甲二氧基苯甲醇，1.0mmol三乙胺，催化量的4-二甲基氨基吡啶(DMAP)，20mL二氯甲烷，冰浴条件下滴加1.2mmol(R)-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酰氯的二氯甲烷溶液，约15min钟滴完，室温反应1.0h。反应完毕，有机层，稀盐酸洗涤，饱和食盐水洗，干燥，脱溶，粗品经柱层析[V石油醚:V乙酸乙酯＝7:1～5:1]得到油状液体(R)-苯并[d][1,3]二恶-5-甲基-2-(4-((6-氯吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯，收率75.1％。 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：7.59(d,J＝2.2Hz,1H,pyridine-H),)6.97-7.08(m,3H,C6H4,pyridine-H),6.86(d,J＝9.0Hz,2H,C6H4),6.75-6.80(m,3H,C6H3),6.68(d,J＝8.1Hz,1H,pyridine-H),5.96(s,2H,CH2),5.10(s,2H,COOCH2),4.75(t,J＝6.8Hz,1H,CHCH3),1.62(d,J＝6.8Hz,3H,CH3).HRMS(EI)：(calcd.m/z)427.0820(427.0823,M+)
实施例4
芳氧苯氧基丙酸酯衍生物的除草活性测定
1试验目的
在室内普筛本发明实施例2和3的化合物在供试浓度下对单子叶杂草和双子叶杂草的毒力，评价其除草活性。
2试验条件
靶标为冬季草芥菜、小藜、酸模、看麦娘、棒头草和早熟禾。
3试验设计
3.1试验药剂实施例2和3的化合物
3.2试验浓度普筛设单一剂量150g a.i/hm2。
4试验方法
化合物的配置：用分析天平(0.0001g)称取一定质量的原药，用1％的吐温-80乳化剂的DMF配制成1.0％～5.0％的母液，然后用蒸馏水稀释备用。
盆栽法(进筛化合物)：取内径6cm的花盆，装取内径7.5cm花盆，装复合土(菜园土：育苗基质，1：2，v/v)至3/4处，直接播种上述六种杂草靶标(芽率≥85％)，覆土0.2cm，待杂草长至3叶期左右备用，苗前土壤处理种植好杂草后即用于喷雾处理。各化合物按照150ga.i./hm2剂量在自动喷雾塔(型号：3WPSH-700E)施药后，待杂草叶面药液晾干后移入温室培养，30天后调查结果。
5普筛结果
通过对芳氧苯氧基丙酸酯化合物的除草活性普筛；剂量为150g a.i/hm2时，茎叶喷雾处理，普筛结果列入表1。
注：双草醚150g a.i./hm2；:”-“表示未测
实施例2在茎叶喷雾处理，150g/hm2剂量下对单子叶杂草看麦娘和棒头草有较高的抑制活性，为90％，与对照药剂双草醚相当；对双子叶杂草芥菜有一定防效，抑制率为50％，实施例3对看麦娘有一定抑制活性。

Claims (6)

1.一种芳氧苯氧基丙酸酯类化合物，其特征在于，所述芳氧苯氧基丙酸酯类化合物具有如下结构式：
2.权利要求1所述芳氧苯氧基丙酸酯类化合物的制备方法，包括：2-(4-芳氧苯基)丙酰氯与含3,4-亚甲二氧基苯甲醇反应制备芳氧苯氧基丙酸酯类化合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述2-(4-芳氧苯基)丙酰氯与含3,4-亚甲二氧基苯甲醇的投料比为1.2:1。
4.权利要求1所述芳氧苯氧基丙酸酯类化合物作为除草剂的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述芳氧苯氧基丙酸酯类化合物作为除去单子叶杂草的除草剂的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述单子叶杂草为看麦娘、棒头草或早熟禾。
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