CN110835321B - 一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物、制备方法及其应用 - Google Patents

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    • A01N43/48—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • A01N43/60—1,4-Diazines; Hydrogenated 1,4-diazines

Abstract

本发明属于属于药物合成技术领域，尤其涉及一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物、制备方法及其应用。本发明提供的含有喹喔啉三酮类化合物为下述通式(Ⅰ)所示结构，式(Ⅰ)中，制备方法主要包括将式(Ⅱ)所示的结构的化合物在碱和溶剂存在的条件下进行接触，R1，R2，R3，R4各自如说明书中所述定义。本发明的含有喹喔啉三酮类化合物具有高除草活性，特别是对防治阔叶杂草和/或禾本科杂草具有优良的效果，防治效果甚至优于一些市售的商业除草剂。

Description

一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于化合物合成技术领域，尤其涉及一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物、制备方法及其应用。
背景技术
对羟基苯丙酮酸双氧化酶(EC 1.13.11.27，4-HPPD)是一种非亚铁血红素氧化酶，几乎存在于所有的需氧生物体中。它能将酪氨酸代谢过程中所产生的对羟基苯丙酮酸(HPPA)催化转化成尿黑酸(HGA)。4-HPPD除草剂的作用机理是抑制植物体内对羟基苯丙酮酸转化尿黑酸的过程，在植物体内，尿黑酸被进一步转化成质体醌和生育酚，而质体醌和生育酚是植物光合作用中电子链传递所必需的物质，如果植物体内的4-HPPD被抑制将会导致植物体的光合作用过程受阻，进而使其出现白化症状而死亡。
目前已经开发的4-HPPD除草剂可以分为以下5种：三酮类、吡唑类、异噁唑类、二酮腈类和二苯酮类等。三酮类是除草活性较高及除草谱较广的一类，目前已成功开发出许多商品化品种，如磺草酮、甲基磺草酮和双环磺草酮。其中，甲基磺草酮有杀草谱广、活性高、用量少、环境相容性好、对哺乳动物和水生生物毒性低、对玉米十分安全和对后茬轮作作物无药害等诸多优点。因此，4-HPPD除草剂是一类十分具有研究价值和发展前景的除草剂，同时也吸引了众多农药公司的研发投入。
一些三酮类化合物作为除草剂已有报道，见WO2006066871，CN104557739，WO2015058519，CN201410719597.5。但是这些除草剂对作物的安全性较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物、制备方法及其应用，目的在于解决现有技术中的一部分问题或至少缓解现有技术中的一部分问题。
本发明是这样实现的，一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物，其特征在于，所述含有喹喔啉结构的三酮类化合物的结构通式如下式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0002294053980000011
其中，R1、R2选自H、C1-C3的烷基、卤素、C1-C3的烷氧基、卤素取代的C1-C3的烷基、硝基、氰基、酯基、甲磺酰基、卤素取代或未取代的苯基中的一种；R3、R4取自H、
C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基和卤素取代取代或未取代的苯基中的一种。
进一步地，所述卤素指氟、氯、溴中的任一种。
如上述的含有喹喔啉结构的三酮类化合物的制备方法，将如下式(Ⅱ)所示的结构的化合物在碱和溶剂存在的条件下进行接触，
Figure BDA0002294053980000021
R1，R2为H、C1-C3的烷基、卤素、烷氧基、卤素取代的C1-C3的烷基、硝基、氰基、酯基、卤素取代或未取代的苯基中的一种；R3，R4可以分别选自H、C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基和卤素取代或未取代的苯基的一种。
进一步地，所述含有喹喔啉结构的三酮类化合物的合成路线如下：
Figure BDA0002294053980000022
其中化合物4即为权利要求3中的式(Ⅱ)所示化合物。
进一步地，从化合物1得到化合物2的合成方法可以为：在席夫碱反应条件下，使化合物1与醛或酮闭环反应，得到化合物2。
进一步地，从化合物2得到化合物3的合成方法可以为：在氯化反应条件下，使化合物2与氯化试剂反应，得到化合物3。
进一步地，从化合物3得到化合物4的合成方法可以为：在碱存在下，使化合物3和环己二酮进行酯化反应，得到化合物4。
进一步地，从化合物4得到化合物(Ⅰ)的合成方法为：在重排反应条件下，将化合物4与重排试剂接触，得到化合物(Ⅰ)。
如上述的含有喹喔啉结构的三酮类化合物在防治杂草或在制备除草药剂中的应用。
进一步地，所述杂草为阔叶类杂草、禾本科杂草中的至少一种。
如上述的含有喹喔啉结构的三酮类化合物在作为4-HPPD抑制剂中的应用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明提供了一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物及其制备方法，本发明的化合物在保持具有优异除草活性下，对玉米和小麦仍具有较高的安全活性。
本发明所提供的含有喹喔啉结构的三酮类化合物对对羟基苯丙酮酸双加氧酶具有良好的抑制活性。本发明所提供的含有喹喔啉结构的三酮类化合物对稗草、马唐、狗尾草、反枝苋、苘麻小藜等杂草具有特别优异的除草活性。本发明的含有喹喔啉三酮类化合物具有高除草活性，特别是对防治阔叶杂草和/或禾本科杂草具有优良的效果，防治效果甚至优于一些市售的商业除草剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，各实施例及试验例中所用的设备和试剂如无特殊说明，均可从商业途径得到。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明披露了一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物、制备方法及其应用。以下实施例中，核磁数据的测定通过采用AVANVE 400MHz核磁共振仪进行，质谱数据的测定通过采用micrOTOF-Q II 10410质谱仪进行。
实施例1含有喹喔啉结构的三酮类化合物的制备路线
本发明涉及的含有喹喔啉结构的三酮类化合物具有如下式(Ⅰ)所示的结构：
Figure BDA0002294053980000031
其中，R1，R2为H、C1-C3的烷基、卤素、C1-C3的烷氧基、卤素取代的C1-C3的烷基、硝基、氰基、酯基、卤素取代或未取代的苯基中的一种；R3，R4可以分别选自H，C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基和卤素取代或未取代的苯基的一种。本发明中所使用的“卤素”是指氟、氯、溴中的一种。
本发明涉及的含有喹喔啉结构的三酮类化合物的合成路线如下：
Figure BDA0002294053980000041
1)从化合物1得到化合物2的合成方法(席夫碱反应)
从化合物1得到化合物2的合成方法可以为：在席夫碱反应条件下，使化合物1与醛或酮闭环反应，从而得到化合物2。
上述席夫碱反应中亲核试剂可以为本领域所公知的各种醛或酮，例如可以使用乙二醛、2,3-二甲基丁二酮或3,4-己二酮等。亲核试剂的用量相对于化合物1的用量，优选使用1-2当量，更优选使用1.05-1.1当量。席夫碱反应中使用的溶剂可以为乙醇、甲醇、醋酸溶液、甲苯、乙腈的一种或多种，优选为甲醇或乙醇。席夫碱反应的温度为0℃-150℃，优选为0℃-40℃。席夫碱反应的时间，优选为1.5-15小时，更优选在4个小时之内完成。
2)从化合物2得到化合物3的合成方法(氯化反应)
从化合物2得到化合物3的合成方法可以为：在氯化反应条件下，使化合物2与氯化试剂反应，得到化合物3。
上述氯化试剂可以使用本领域所公知的各种氯化试剂，例如可以使用三氯化磷、五氯化磷、氯化亚砜、草酰氯和四氯化碳中的一种或多种；优选使用氯化亚砜。氯化试剂的用量，相对于化合物2的用量，优选为2-10当量，更优选为2-4当量。氯化反应的溶剂，可以以氯化亚砜直接作为溶剂，也可以适当加入二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯等溶剂。氯化反应的温度，优选为40-100℃，更优选为40-80℃。氯化反应的时间，优选为1-12小时，更优选在4小时之内完成。
3)从化合物3得到化合物4的合成方法(酯化反应)
从化合物3得到化合物4的合成方法可以为：在碱存在下，使化合物3和环己二酮进行酯化反应，得到化合物4。
上述酯化反应中所使用碱可以为本领域所公知的各种缚酸剂，例如可以使用氢氧化钠、碳酸钾、三乙胺、二乙胺、吡啶和碳酸铯中的一种或者多种，优选为三乙胺。上述缚酸剂的用量，相对于化合物3的用量，优选为1.1-1.5当量，更优选为1.1-1.2当量。酯化反应中所使用的溶剂可以为二氯甲烷、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等。酯化反应的温度，优选为-2-10℃，更优选为0-5℃。酯化反应的时间，优选为1-24小时，更优选在6小时之内完成。优选在酯化反应中使用缚酸剂，所使用的缚酸剂可以使用碳酸钠、碳酸钾、三乙胺、二乙胺和氢氧化钠中的一种或者多种，优选为三乙胺。酯化反应中所使用缚酸剂的用量，相对于产物的用量，优选为1.0-1.5当量，更优选为1.0-1.2当量。
4)从化合物4得到化合物Ⅰ的合成方法(重排反应)
对于从化合物4得到化合物Ⅰ的合成方法可以为：在重排反应条件下，将化合物4与重排试剂接触，得到化合物Ⅰ。重排试剂可以为氰化钾、氰化钠、三氯化铝和丙酮氰醇中的任一种，优选为丙酮氰醇。重排试剂的用量，相对于化合物4的用量，优选为0.5-1.5当量，更优选为0.5-1.2当量。重排反应的温度，优选为0℃-40℃，更优选为0℃-25℃。重排反应的时间，优选为3-24小时，更优选在3-6小时之内完成。
实施例2(3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量40％乙二醛水溶液。反应约1小时后用TLC检测至原料消失，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-6-碳酰氯。
步骤C：(3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将8.8mmol的环己二酮，喹喔啉-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例3(5甲基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量40％乙二醛水溶液。反应约1小时后用TLC检测至原料消失，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-6-碳酰氯。
步骤C：(5-甲基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将8.8mmol的5-甲基环己二酮，喹喔啉-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例4(5,5二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量40％乙二醛水溶液。反应约1小时后用TLC检测至原料消失，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-6-碳酰氯。
步骤C：(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将8.8mmol的5,5-二甲基环己二酮，喹喔啉-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例5(5苯基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量40％乙二醛水溶液。反应约1小时后用TLC检测至原料消失，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-6-碳酰氯。
步骤C：(5-苯基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将8.8mmol的5-苯基环己二酮，喹喔啉-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例6(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-甲基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量2,3二甲基-丁二酮溶液。TLC检测反应完成，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-2,3二甲基-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-2,3二甲基-6-碳酰氯。
步骤C：(3-氧代-1-环己烯基)-2,3二甲基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将10mmol的环己二酮，喹喔啉-2,3二甲基-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例7(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二氯喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-2,3-二羟基-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸和1.2当量草酸二乙酯加入150ml三口瓶中，加热至150℃。10小时后抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-2,3-二氯-6-碳酰氯的制备
将12mmol的喹喔啉-2,3-二羟基-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-2,3-二氯-6-碳酰氯。
步骤C：(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二氯-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将9mmol的环己二酮，喹喔啉-2,3-二氯-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/9，得到黄色固体。
实施例8(5,5二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二乙基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量3,4-己二酮溶液。TLC检测反应完成，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-2,3-二乙基-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-2,3-二乙基-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-2,3-二乙基-6-碳酰氯。
步骤C：(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二乙基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将10mmol的5,5-二甲基环己二酮，喹喔啉-2,3-二乙基-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例9(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二溴甲基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量1,4-二溴-丁二酮。TLC检测反应完成，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-2,3-二溴甲基-6-碳酰氯的制备
将10mmol的喹喔啉-2,3-二溴甲基-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-2,3-二溴甲基-6-碳酰氯。
步骤C：(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二溴甲基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将10mmol5,5-二甲基环己二酮，喹喔啉-2,3-二溴甲基-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例10(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二苯基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
步骤A：喹喔啉-6-羧酸的制备
将10mmol的3,4-二氨基苯甲酸，30ml甲醇加入150ml三口瓶中，在25℃条件下加入1.2当量1,2-二苯基乙二酮。TLC检测反应完成，抽滤，干燥，用甲醇/氯仿或乙醇/水重结晶得到灰色固体。
步骤B：喹喔啉-2,3-二苯基-6-碳酰氯的制备
将11.5mmol的喹喔啉-6-羧酸加入到150ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷搅拌，加热至40℃，随后加入2当量的氯化亚砜和3滴N,N-二甲基甲酰胺继续反应3-4小时。除去溶剂，得到喹喔啉-2,3-二苯基-6-碳酰氯。
步骤C：(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二苯基-喹喔啉-6-羧酸酯的制备
将10mmol的环己二酮，喹喔啉-2,3-二苯基-6-碳酰氯和30ml氯仿依次加入到150ml三口瓶。冰水浴条件下，滴加1.2当量的三乙胺继续反应6小时。10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐洗涤3次。干燥，过柱，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/6，得到黄色固体。
实施例11重排反应
将10mmol本发明实施例2所得的(3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.160.7-161.3℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.80(s,1H),8.89(s,2H),8.25(d,J＝1.9Hz,1H),8.12(d,J＝8.7Hz,1H),7.83(dd,J＝8.7,1.9Hz,1H),2.81(s,2H),2.52(s,2H),2.11(q,J＝6.5Hz,2H)；HRMS(ES+)C15H13N2O3(M+H)+，计算值：269.0921；实测值：269.0925。
结构式如下：
Figure BDA0002294053980000091
实施例12重排反应
将10mmol本发明实施例3所得的(5-甲基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的5-甲基环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.132.5-133.5℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.81(s,1H),8.90(s,2H),8.25(d,J＝1.8Hz,1H),8.13(d,J＝8.7Hz,1H),7.82(dd,J＝8.7,1.9Hz,1H),2.86–2.27(m,5H),1.17(d,J＝6.1Hz,3H)；HRMS(ES+)C16H15N2O3(M+H)+，计算值：283.1077；实测值：283.1080。
结构式如下：
Figure BDA0002294053980000092
实施例13重排反应
将10mmol本发明实施例4所得的(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的5,5-二甲基环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.138.2-138.9℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.91(s,1H),8.93(s,2H),8.29–7.83(m,3H),2.70(s,2H),2.42(s,2H),1.19(s,6H)；HRMS(ES+)C17H17N2O3(M+H)+，计算值：297.1234；实测值：297.1235。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000101
实施例14重排反应
将10mmol本发明实施例5所得的(5-苯基3-氧代-1-环己烯基)-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的5-苯基环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.184.6-185.3℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.89(s,1H),8.91(s,2H),8.30(d,J＝1.9Hz,1H),8.15(d,J＝8.7Hz,1H),7.86(dd,J＝8.7,1.9Hz,1H),7.40(t,J＝7.4Hz,2H),7.34–7.27(m,3H),3.54(tt,J＝10.7,5.4Hz,1H),2.94(d,J＝94.5Hz,4H)；HRMS(ES+)C21H17N2O3(M+H)+，计算值：345.1234；实测值：345.1236。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000102
实施例15重排反应
将10mmol本发明实施例6所得的(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二甲基喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.189.2-190.0℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.80(s,1H),8.15(d,J＝1.9Hz,1H),7.98(d,J＝8.7Hz,1H),7.76(dd,J＝8.6,2.0Hz,1H),2.81–2.73(m,8H),2.52(t,J＝6.5Hz,2H),2.10(p,J＝6.4Hz,2H)；HRMS(ES+)C17H17N2O3(M+H)+，计算值：297.1234；实测值：297.1231。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000111
实施例16重排反应
将15mmol本发明实施例7所得的(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二氯-喹喔啉-6-羧酸酯和17mmol的环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.172.6-172.9℃1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.69(s,1H),8.13(d,J＝1.8Hz,1H),8.03(d,J＝8.6Hz,1H),7.84(dd,J＝8.7,1.9Hz,1H),2.82(t,J＝6.3Hz,2H),2.52(t,J＝6.5Hz,2H),2.12(p,J＝6.5Hz,2H)；HRMS(ES+)C15H12Cl2N2O3(M+H)+，计算值：337.0141；实测值：337.0143。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000112
实施例17重排反应
将10mmol本发明实施例8所得的(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二乙基-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.144.7-145.0℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ17.04(s,1H),8.17(d,J＝1.9Hz,1H),8.01(d,J＝8.6Hz,1H),7.72(dd,J＝8.6,1.9Hz,1H),3.07(qd,J＝7.4,4.4Hz,4H),2.68(s,2H),2.42(s,2H),1.42(td,J＝7.4,3.1Hz,6H),1.18(s,6H)；HRMS(ES+)C21H24N2O3(M+H)+，计算值：352.1787；实测值：352.1785。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000113
实施例18重排反应
将10mmol本发明实施例9所得的(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二溴甲基-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.156.0-156.5℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.93(s,2H),8.19(dd,J＝6.4,2.1Hz,2H),8.09(dd,J＝8.6,4.3Hz,2H),7.82(ddd,J＝8.7,5.6,1.9Hz,2H),5.05(d,J＝2.9Hz,7H),4.92(d,J＝2.9Hz,1H),2.70(s,4H),2.41(s,4H),1.18(s,12H).；HRMS(ES+)C19H19N2O3(M+H)+，计算值：480.9759；实测值：480.9757。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000121
实施例19重排反应
将10mmol本发明实施例10所得的(3-氧代-1-环己烯基)-2,3-二苯基-喹喔啉-6-羧酸酯和12mmol的环己二酮置于150ml三口瓶，加入30ml氯仿，1.2当量三乙胺，13当量乙腈和1当量丙酮氰醇。在0-2℃的条件下，缓慢滴加1.2当量的缚酸剂三乙胺。反应约6小时后用10％的稀盐酸酸洗涤3次，饱和食盐水洗涤3次。干燥，洗脱，洗脱剂为二氯甲烷/甲醇＝30/1，得到黄色固体。m.p.135.7-136.4℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ16.78(s,1H),8.33(d,J＝1.9Hz,1H),8.19(d,J＝8.7Hz,1H),7.85(dd,J＝8.7,1.8Hz,1H),7.51(ddd,J＝8.1,5.5,1.7Hz,4H),7.39–7.30(m,6H),2.80(s,2H),2.54(s,2H),1.69(s,2H)；HRMS(ES+)C27H21N2O3(M+H)+，计算值：420.1474；实测值：420.1479。结构式如下：
Figure BDA0002294053980000122
按照上述类似的方法还合成了如下表所示的一系列，所有化合物均经过核磁和高分辨质谱的确证。
Figure BDA0002294053980000123
结构式中的R1，R2，R3和R4所表示的基团见表1：
表1：
Figure BDA0002294053980000124
Figure BDA0002294053980000131
注：产率为最后一步纯化后的产率，Et表示CH2CH3。
实施例20含有喹喔啉结构的三酮类化合物对4-HPPD的抑制活性测试
本实施例根据文献“Ind.Crops Prod.2019,137,566-575和J.Agric.FoodChem.2010,58,2643-2651和”中记载的方法进行酶活性测试，得出本发明的含有喹喔啉结构的三酮类化合物及对照要求对对羟基苯丙酮酸双氧化酶的抑制活性(半抑制浓度IC50)。结果如表2所示：表2：含有喹喔啉结构的三酮类化合物及对照要求对对羟基苯丙酮酸双氧化酶的抑制活性
Figure BDA0002294053980000132
Figure BDA0002294053980000141
从表2所示的结果可以看出上述化合物对4-HPPD具有良好的抑制活性，I-1，I-2，I-4，I-5，I-9表现出优异的活性，特别是I-9远优于市售的对照药剂甲基磺草酮。
实施例21除草活性实验
本实施例用于说明本发明的含有喹喔啉结构的三酮类化合物的除草活性抑制率(％)(剂量为150克/公顷)。
初筛试验：供试靶标为稗草、苘麻、反枝苋、狗尾草，取一定量的过2mm筛土，将挑选好的饱满的去皮的杂草种子均匀播撒在土上，覆一层1cm左右的土，浇适量水，在室温灯光照射条件下生长。每天补水，使土壤湿度保持80％左右，生长温度25-30℃，空气湿度70％以上待杂草长至3叶期左右备用。各化合物按照150克/公顷的剂量将配置好的供试溶液均匀的叶喷。杂草继续在灯光照射条件下生长10天后调查结果。其抑制率(％)结果如表3所示。
表3：
Figure BDA0002294053980000142
Figure BDA0002294053980000151
复筛实验：采用与初筛方式相同的方法对部分典型化合物如1、2、5、9、10、12、13、17和21降低剂量进行复筛测定，并与市售的甲基磺草酮进行对照。测定方法同初筛试验，抑制率％的测定结果见表4所示。
表4：
Figure BDA0002294053980000152
Figure BDA0002294053980000161
由表4所示的结果可以看出上述化合物除稗草、苘麻、反枝苋、狗尾草的效果较对照药剂甲基磺草酮的活性整体较高，另外它们还能防除甲基磺草酮不能防除的禾本科杂草如狗尾草。
实施例22安全性实验
本实施例用于说明本发明的含有喹喔啉结构的三酮类化合物的安全性。试验靶标：玉米、小麦。
温室小杯法：取一定量过5mm筛土，将挑选好的作物种子温水浸种12h，放于25℃培养箱中催芽24h。选均匀一致、发芽较好的作物种子5-8粒，均匀摆在土壤表面，脐部朝下，上覆10g左右干土，温度26.5℃、湿度75％、光照与黑暗各12h循环培养。所有处理三次平行，在3-4叶期喷洒不同浓度新合成化合物，药剂采用叶喷处理。施药后置于温室内培养观察，一周后对作物茎叶叶绿素含量指标进行测定判断作物安全活性。
表5：
Figure BDA0002294053980000162
Figure BDA0002294053980000171
由表:5所示的结果可以看出上述化合物均可以作为小麦田除草剂，且各化合物在75克/公顷剂量时可以用作玉米田除草剂，特别地，化合物9、10和12在150克/公顷剂量时对玉米田的安全性也很高。进一步地，同剂量下各化合物的安全性要明显高于市售的除草剂甲基磺草酮。
由以上数据可知，本发明制备的含有喹喔啉片段的三酮类化合物具有除草的作用，特别防治阔叶类杂草或禾本科杂草具有优良的效果，且安全性普遍较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种含有喹喔啉结构的三酮类化合物在防治杂草中的应用，其特征在于：所述杂草为苘麻和反枝苋中的至少一种；所述含有喹喔啉结构的三酮类化合物的结构通式如下式(Ⅰ)所示：
Figure FDA0002722030920000011
所述R1和R2均为Cl，R3和R4均为H；
或：所述R1和R2均为Cl，R3为CH3，R4为H；
或：所述R1和R2均为Cl，R3和R4均为CH3；
或：所述R1和R2均为Cl，R3为Ph，R4为H。
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