CN114292239B

CN114292239B - 氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物及其制备方法、除草剂组合物及其应用和除草剂

Info

Publication number: CN114292239B
Application number: CN202111386340.9A
Authority: CN
Inventors: 席真; 王大伟; 张瑞波
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2041-11-22
Also published as: CN114292239A

Abstract

本发明涉及除草剂领域，公开了一种氧代丁(‑2‑烯酸)酸类化合物及其制备方法、除草剂组合物及其应用和除草剂，该化合物具有式(Ⅰ)所示的结构。本发明提供的氧代丁(‑2‑烯酸)酸类化合物用于防治杂草时具有较高的除草活性。

Description

氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物及其制备方法、除草剂组合物及其应用和除草剂

技术领域

本发明涉及除草剂领域，具体涉及一种氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物及其制备方法、含有氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物的除草剂组合物及其应用和含有氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物的除草剂。

背景技术

原卟啉原氧化酶(PPO，EC1.3.3.4)是一个重要的农用除草剂开发靶标。它是叶绿素和亚铁血红素相同生物合成步骤中的最后一个共同酶，广泛存在于各种生物体内，能够将原卟啉原IX催化氧化成原卟啉IX。在植物体内，原卟啉IX是合成叶绿素的重要物质。如果植物体内PPO酶活性被抑制，将会导致底物原卟啉原IX的迅速积累并溢出到细胞质中。在细胞质中原卟啉原IX能够自氧化为原卟啉IX，在光的照射下原卟啉IX与氧气反应并产生大量的单线态的氧，从而引起脂质的过氧化和植物的白化死亡。

PPO除草剂的使用历史可以追溯到20世纪60年代左右。随着PPO除草剂的广泛使用，杂草已经对越来越多PPO除草剂产生了抗性，并呈现出逐渐蔓延的趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的前述问题，提供一种氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物，该化合物用于防治杂草时具有较高的除草活性。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物，该化合物具有式(Ⅰ)所示的结构，

其中，在式(Ⅰ)中，

R¹、R²各自独立地选自卤素、H、-CN、C₁-C₆的烷基、-O-R¹¹、-SO₂-R¹¹；

R¹¹选自C₁-C₆的烷基、由卤素取代的C₁-C₆的烷基；

X选自CH、N；

Y选自O、-N-OCH₃、-N-OCH₂CH₃、-CN、C₁-C₆的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

R³和R⁴各自独立地选自H、-CN、C₁-C₆的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

n为0-6的整数；

R⁵选自-O-R₅₁、-N(R₅₂)(R₅₃)、-CN、C₁-C₁₅的烷基、由卤素取代的C₁-C₁₅的烷基、苯基、苄基；

其中，R₅₁选自H、C₁-C₁₅的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₅的烷基、C₃-C₁₅的环烷基、C₃-C₁₅的烯基、C₃-C₁₅的炔基、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-CH(CH₃)-COO-R⁵¹、-C(CH₃)₂-COO-R⁵¹、-CHF-COO-R⁵¹、-CF₂-COO-R⁵¹、-(CH₂)_m-R⁵²、-(CH₂)_m-O-R⁵¹、-(CH₂)_m-NH-R⁵¹、-(CH₂)_m-N(R⁵¹)₂；

R₅₂、R₅₃各自独立地选自H、C₁-C₁₅的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₅的烷基、C₃-C₁₅的环烷基、C₃-C₁₅的烯基、C₃-C₁₅的炔基、-(CH₂)_m-R⁵²、-SOOR⁵³、-SOO-N(R⁵¹)₂、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-O-R⁵¹、-O-CO-R⁵¹、-O-(CH)_m-COO-R⁵¹，且R₅₂和R₅₃不同时为H；或者R₅₂和R₅₃与连接R₅₂和R₅₃的N原子一起形成4-6元环；

m选自1-10的整数；

R⁵¹选自C₁-C₁₅的烷基、C₃-C₁₅的烯基、C₃-C₁₅的炔基；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

R⁵³选自C₁-C₁₅的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₅的烷基、苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

所述组合A由卤素、C₃-C₆的环烷基、C₁-C₁₅的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₁₅的烷基组成；

Q选自以下基团中的任意一种：

其中，R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、R₂₁、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₂₅、R₂₆、R₂₇各自独立地选自H、C₁-C₆的烷基、由卤素取代的C₁-C₆的烷基、氨基、由卤素取代的C₁-C₆的烷氧基；

A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈、A₉、A₁₀、A₁₁各自独立地选自O、S。

本发明的第二方面提供前述第一方面中所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物在防治杂草中的应用。

本发明的第三方面提供一种除草剂组合物，该组合物含有除草有效量的前述第一方面中所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物。

本发明的第四方面提供前述第一方面中所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物在防治杂草中的应用。

本发明的第五方面提供一种除草剂，该除草剂由活性成分和辅料组成，所述活性成分为前述第三方面中所述的除草剂组合物。

本发明提供的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物用于防治杂草时具有较高的除草活性。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，本发明的术语解释如下：

C_1-15的烷基，表示碳原子总数为1-15的烷基，包括直链烷基、支链烷基，例如可以为碳原子总数为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15的直链烷基、支链烷基，例如可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基等。针对“C_1-10的烷基”、“C_1-6的烷基”等具有与此相似的解释，所不同的是，碳原子总数不同。

卤素，表示氟、氯、溴或碘。

由至少一个卤素取代的C_1-15的烷基，表示碳原子总数为1-15的烷基，包括直链烷基、支链烷基，并且该C_1-15的烷基中的至少一个H由选自卤素的卤原子取代，例如该C_1-15的烷基中的1、2、3、4、5或6个H由选自氟、氯、溴、碘中的任意一个或者多个卤原子取代，例如可以为三氟甲基、二氟甲基、一氟甲基、一氟乙基、二氟乙基、三氟乙基等。针对“由至少一个卤素取代的C_1-10的烷基”、“由至少一个卤素取代的C_1-6的烷基”等具有与此相似的解释，所不同的是，碳原子总数不同。

由组合A中的至少一种基团取代的C_1-15的烷基，表示碳原子总数为1-15的烷基，包括直链烷基、支链烷基，并且该C_1-15的烷基中的至少一个H由A组合(本发明的后文中有详细定义)中的至少一种基团取代，例如可以为碳原子总数为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15的直链烷基、支链烷基。针对“由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₀的烷基”、“由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₆的烷基”具有与此相似的解释，所不同的是，碳原子数不同。“由组合A中的至少一种基团取代的苯基”具有与其类似的定义。

由氟、氯、溴、碘取代的C₁-C₆的烷基，表示碳原子总数为1-6的烷基，包括直链烷基、支链烷基，该C_1-6的烷基中的1、2、3、4、5或6个H由选自氟、氯、溴、碘中的任意一个或者多个原子取代，例如可以为三氟甲基、二氟甲基、一氟甲基、一氟乙基、二氟乙基、三氟乙基等。

由至少一个卤素取代的C₁-C₆的烷氧基，表示碳原子总数为1-6的烷氧基，包括直链烷氧基、支链烷氧基，该C_1-6的烷基中的1、2、3、4、5或6个H由选自氟、氯、溴、碘中的任意一个或者多个卤原子取代，例如可以为三氟甲氧基、二氟甲氧基、一氟甲氧基、一氟乙氧基、二氟乙氧基、三氟乙氧基等。

C₃-C₁₅的环烷基，表示碳原子总数为3-15的环烷基，且至少含有一个环，对成环的碳原子数没有特别的要求，可以为3、4、5、6、7、8、9、10等。“C₃-C₁₀的环烷基”、“C₃-C₆的环烷基”等的定义与其相似，不同的是，碳原子总数不同。

C₃-C₁₅的烯基，表示碳原子总数为3-15的烯基，包括直链烯基、支链烯基，并且其中至少含有一个烯基基团，该烯基基团可以直接与母核结构连接，也可以不直接与母核结构连接。“C₃-C₁₀的烯基”、“C₃-C₆的烯基”等的定义与其相似，不同的是，碳原子总数不同。

C₃-C₁₅的炔基，表示碳原子总数为3-15的炔基，包括直链炔基、支链炔基，并且其中至少含有一个炔基基团，该炔基基团可以直接与母核结构连接，也可以不直接与母核结构连接。“C₃-C₁₀的炔基”、“C₃-C₆的炔基”的定义与其相似，不同的是，碳原子总数不同。

n为0-6的整数，表示n可以为0、1、2、3、4、5、6的整数。

m选自1-10的整数，表示m可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的整数。

-SOOR⁵³，表示具有

的结构。针对“-SOO-N(R⁵¹)₂”、“-(CH₂)_m-COO-R⁵¹”、“-O-(CH)_m-COO-R⁵¹”等具有与此类似的结构。

R₅₂和R₅₃与连接R₅₂和R₅₃的N原子一起形成4-6元环，表示R₅₂和R₅₃与N原子一起形成含N原子的4元杂环、5元杂环和6元杂环。

本发明中各基团的波浪线表示连接位置，也即该基团通过该波浪线所在位点与母核结构通过化学键连接。

以下针对本发明的各方面进行展开说明。

第一方面

如前所述，本发明的第一方面提供了一种氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物，该化合物具有式(Ⅰ)所示的结构，

其中，在式(Ⅰ)中，

R¹¹选自C₁-C₆的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₆的烷基；

X选自CH、N；

n为0-6的整数；

R⁵选自-O-R₅₁、-N(R₅₂)(R₅₃)、-CN、C₁-C₁₅的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₁₅的烷基、苯基、苄基；

m选自1-10的整数；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

Q选自以下基团中的任意一种：

其中，R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、R₂₁、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₂₅、R₂₆、R₂₇各自独立地选自H、C₁-C₆的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₆的烷基、氨基、由至少一个卤素取代的C₁-C₆的烷氧基；

以下提供本发明的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物的几种优选的具体实施方式。

根据优选的具体实施方式1-1，在式(I)中，

R¹、R²各自独立地选自卤素；

X为CH；

Y选自O、-N-OCH₃、-N-OCH₂CH₃；

R³和R⁴各自独立地选自H、C₁-C₆的烷基；

n为0-6的整数；

R⁵选自-O-R₅₁、-N(R₅₂)(R₅₃)、-CN、C₁-C₁₅的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₁₅的烷基；

m选自1-10的整数；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

Q选自以下基团中的任意一种：

根据优选的具体实施方式1-2，在式(I)中，

R¹、R²各自独立地选自卤素；

X为CH；

Y选自O、-N-OCH₃、-N-OCH₂CH₃；

R³和R⁴各自独立地选自H、C₁-C₆的烷基；

n为0-6的整数；

m选自1-10的整数；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

Q选自

根据优选的具体实施方式1-3，在式(I)中，

R¹为F；

R²为Cl；

X为CH；

Y选自O、-N-OCH₃、-N-OCH₂CH₃；

R³和R⁴均为H；

n为0-4的整数；

R⁵选自-O-R₅₁、-N(R₅₂)(R₅₃)、-CN、C₁-C₁₀的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₁₀的烷基；

其中，R₅₁选自H、C₁-C₁₀的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₀的烷基、C₃-C₁₀的环烷基、C₃-C₁₀的烯基、C₃-C₁₀的炔基、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-CH(CH₃)-COO-R⁵¹、-C(CH₃)₂-COO-R⁵¹、-CHF-COO-R⁵¹、-CF₂-COO-R⁵¹、-(CH₂)_m-R⁵²、-(CH₂)_m-O-R⁵¹、-(CH₂)_m-NH-R⁵¹、-(CH₂)_m-N(R⁵¹)₂；

R₅₂、R₅₃各自独立地选自H、C₁-C₁₀的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₀的烷基、C₃-C₁₀的环烷基、C₃-C₁₀的烯基、C₃-C₁₀的炔基、-(CH₂)_m-R⁵²、-SOOR⁵³、-SOO-N(R⁵¹)₂、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-O-R⁵¹、-O-CO-R⁵¹、-O-(CH)_m-COO-R⁵¹，且R₅₂和R₅₃不同时为H；或者R₅₂和R₅₃与连接R₅₂和R₅₃的N原子一起形成4-6元环；

m选自1-10的整数；

R⁵¹选自C₁-C₁₀的烷基、C₃-C₁₀的烯基、C₃-C₁₀的炔基；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

R⁵³选自C₁-C₁₀的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₀的烷基、苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

所述组合A由卤素、C₃-C₆的环烷基、C₁-C₁₀的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₁₀的烷基组成；

Q选自

根据优选的具体实施方式1-4，在式(I)中，

R¹为F；

R²为Cl；

X为CH；

Y选自O、-N-OCH₃、-N-OCH₂CH₃；

R³和R⁴均为H；

n为0；

R⁵选自-O-R₅₁，-N(R₅₂)(R₅₃)，-CN，C₁-C₆的烷基，由氟、氯、溴、碘取代的C₁-C₆的烷基；

其中，R₅₁选自H、C₁-C₆的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₆的烷基、C₃-C₆的环烷基、C₃-C₆的烯基、C₃-C₆的炔基、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-CH(CH₃)-COO-R⁵¹、-C(CH₃)₂-COO-R⁵¹、-CHF-COO-R⁵¹、-CF₂-COO-R⁵¹、-(CH₂)_m-R⁵²、-(CH₂)_m-O-R⁵¹、-(CH₂)_m-NH-R⁵¹、-(CH₂)_m-N(R⁵¹)₂；

R₅₂、R₅₃各自独立地选自H、C₁-C₆的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₆的烷基、C₃-C₆的环烷基、C₃-C₆的烯基、C₃-C₆的炔基、-(CH₂)_m-R⁵²、-SOOR⁵³、-SOO-N(R⁵¹)₂、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-O-R⁵¹、-O-CO-R⁵¹、-O-(CH)_m-COO-R⁵¹，且R₅₂和R₅₃不同时为H；或者R₅₂和R₅₃与连接R₅₂和R₅₃的N原子一起形成4-6元环；

m选自1-6的整数；

R⁵¹选自C₁-C₆的烷基、C₃-C₆的烯基、C₃-C₆的炔基；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

R⁵³选自C₁-C₆的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₆的烷基、苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

所述组合A由氟、氯、溴、碘、环丙基、环丁基、C₁-C₆的烷基、由至少一个卤素取代的C₁-C₆的烷基组成；

Q选自

根据优选的具体实施方式1-5，式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：

本发明对前述第一方面中所述的化合物的制备方法没有特别的限制，本领域技术人员可以根据结构式结合有机合成领域内的已知方法确定合适的反应路线。

但是，为了获得纯度更高且收率更高的化合物，本发明优选采用如下优选的具体实施方式所述的方法获得该第一方面中所述的化合物。

优选地，一种制备前述第一方面所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物的方法，该方法包括：

将式(I-1)所示结构的化合物与式(Ⅰ-2)所示的化合物、式(Ⅰ-3)所示的化合物、式(Ⅰ-4)所示的化合物和(Ⅰ-5)所示的化合物的组合中的任意一种化合物进行接触反应，

其中，n、X、Y、R¹、R²、R³、R⁴、R⁵的定义与第一方面中所述的定义对应相同。本发明在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。

本发明对所述接触反应的具体条件没有特别的限制，本领域技术人员可以根据本领域的已知条件和本发明后文的实例中记载的条件进行选择。

示例性地，本发明提供以下路线所示的合成方法获得本发明前述第一方面所述的化合物，以下合成路线中各结构式中的各取代基的定义与前述第一方面的定义对应相同：

A1：式(I-1)中Y为O目标合成路线：

具体地，如下：

将式(I-1)所示结构的化合物与冰乙酸、2-二甲氨基-4-三氟甲基-6H-1,3-噁嗪-6-酮(即式(I-2)所示化合物)回流反应，待反应完毕后冷却至室温，萃取并减压除去溶剂；将残留物溶于DMF后，加入碳酸铯和碘甲烷，室温下反应，待反应完毕后萃取，洗涤，干燥，过滤，减压浓缩后柱层析得固体；随后加入冰乙酸、水和浓硫酸加热反应，待反应完毕后，冷却至室温，抽滤，洗涤，干燥得a1所示结构的化合物。

B1：式(I-1)中Y为-NOCH₃或-NOCH₂CH₃(R⁶为-CH₃或-CH₂CH₃)目标合成路线：

具体地，如下：

该合成路线前1个步骤与A1合成路线相同，在此不再赘述。

(2)将a1所示结构的化合物与N-甲基羟胺盐酸盐或N-乙基羟胺盐酸盐、乙醇和吡啶加热反应，待反应完毕后，冷却至室温，减压除去溶剂，萃取，洗涤，干燥，减压浓缩后柱层析得a2所示结构的化合物。

A2：式(I-1)中Y为O目标合成路线：

具体地，如下：

将I-1所示的化合物与盐酸混合并冷却到-9℃，缓慢滴入亚硝酸钠并搅拌反应1h。向所得反应体系中缓慢加入SnCl₂和浓盐酸，并继续搅拌反应2h。再向反应体系中加入三氟丙酮酸继续搅拌反应1h，所得中间体经过滤干燥后用于后续反应。

将所得中间体用甲苯溶解(加入少量三乙胺促溶)后，滴加(PhO)₂PON₃，并升温至回流反应2h。待反应完毕后，脱干溶剂。向反应体系中加入DMF，碱和甲基化试剂室温搅拌反应3h后。将反应体系倒入水中，用有机溶剂萃取，有机相经洗涤、干燥、减压浓缩后柱层析得a3所示结构的化合物。

B2：式(I-1)中Y为-NOCH₃或-NOCH₂CH₃(R⁶为-CH₃或-CH₂CH₃)目标合成路线：

具体地，如下：

该合成路线前1个步骤与A2合成路线相同，在此不再赘述。

(2)将a3所示结构的化合物与N-甲基羟胺盐酸盐或N-乙基羟胺盐酸盐、乙醇和吡啶加热反应，待反应完毕后，冷却至室温，减压除去溶剂，萃取，洗涤，干燥，减压浓缩后柱层析得a4所示结构的化合物。

A3：式(I-1)中Y为O目标合成路线：

具体地，如下：

将式(I-1)所示结构的化合物与冰乙酸、4,5,6,7-四氢-1,3-异苯并呋喃二酮(即式(I-4)所示结构的化合物)回流反应，待反应完毕后冷却至室温，萃取，洗涤，干燥，抽滤减压浓缩得a5所示结构的化合物。

B3：式(I-1)中Y为-NOCH₃或-NOCH₂CH₃(R⁶为-CH₃或-CH₂CH₃)目标合成路线：

具体地，如下：

该合成路线前1个步骤与A3合成路线相同，在此不再赘述。

(2)将a5所示结构的化合物与N-甲基羟胺盐酸盐或N-乙基羟胺盐酸盐、乙醇和吡啶加热反应，待反应完毕后，冷却至室温，减压除去溶剂，萃取，洗涤，干燥，减压浓缩后柱层析得a6所示结构的化合物。

A4：式(I-1)中Y为O目标合成路线：

具体地，如下：

将式(I-1)所示结构的化合物与甲苯、三光气、三乙胺在0℃下反应，待反应完毕后移至室温下反应，然后升温回流反应，待反应完毕后冷却至室温，减压除去溶剂，将混合物与N,N'-二甲基硫脲(即式(I-5)所示结构的化合物)，三乙胺、甲苯、N',N-羰基二咪唑加热反应，待反应完毕后冷却至室温，萃取，洗涤，干燥，过滤，减压浓缩后柱层析得a7所示结构的化合物。

B4：式(I-1)中Y为-NOCH₃或-NOCH₂CH₃(R⁶为-CH₃或-CH₂CH₃)目标合成路线：

具体地，如下：

该合成路线前1个步骤与A4合成路线相同，在此不再赘述。

(2)将a7所示结构的化合物与N-甲基羟胺盐酸盐或N-乙基羟胺盐酸盐、乙醇和吡啶加热反应，待反应完毕后，冷却至室温，减压除去溶剂，萃取，洗涤，干燥，减压浓缩后柱层析得a8所示结构的化合物。

本发明提供的制备氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物的方法具有目标产物的纯度高和收率高的优势。

第二方面

如前所述，本发明的第三方面提供了一种前述第一方面中所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物在防治杂草中的应用。

第三方面

如前所述，本发明的第三方面提供了一种除草剂组合物，该组合物含有除草有效量的前述第一方面所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物。

任选地，所述除草剂组合物还含有2,4-滴丁酯、炔草酸、炔草酯、唑啉草酯、唑酮草酯、氟丙嘧草酯、异丙吡草酯、吡氟苯草酯、氰氟草酯、吲哚酮草酯、氟胺草酯、恶草酮、丙炔恶草酮、异恶草酮、磺草酮、硝磺草酮、双苯醚草酮、二甲戊乐灵、氟乐灵、草除灵、三氟羧草醚、除草醚、甲氧除草醚、氟草醚、乙氧氟草醚、嘧草硫醚、氟磺胺草醚、乙羧氟草醚、嘧硫草醚、嘧啶肟草醚、双草醚、噻二唑草胺、双氟磺草胺、甲草胺、异丙甲草胺、丙草胺、丁草胺、苯噻酰草胺、二氯喹啉酸、乳氟禾草灵、吡氟禾草灵、精吡氟禾草灵、精恶唑禾草灵、精喹禾灵、精吡氟氯禾灵、氰草律、扑草净、莠灭净、莠去津、烯草酮、胺唑草酮、烯禾啶、异丙隆、烟嘧磺隆、砜嘧磺隆、吡嘧磺隆、苄嘧磺隆、胺苯磺隆、甲嘧磺隆、噻吩磺隆、咪唑磺隆、三氟啶磺隆钠盐、磺酰磺隆、环丙嘧磺隆、酰嘧磺隆、氟啶嘧磺隆、阔叶枯、百草枯、麦草畏、灭草松、敌草快、敌草隆、咪唑乙烟酸、2甲4氯钠、阿畏达、苯嘧磺草胺、丙炔氟草胺、草硫磷、磺草磷、草丁磷、草甘膦和草铵膦中的至少一种。

本发明的发明人发现，本发明提供的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物与上述除草剂中的至少一种相互配合使用时，能够提高防治杂草的活性、作物安全性和防治的杂草种类范围，实现远大于两者单独使用之和的效果。

优选地，以所述除草剂组合物的总重量为基准，所述活性成分的含量为0.01-99重量％；优选为0.01-70重量％；更优选为5-60重量％。

第四方面

如前所述，本发明的第四方面提供了前述第一方面中所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物在防治杂草中的应用。

优选情况下，所述杂草选自阔叶杂草和/或禾本科杂草。

更加优选地，所述杂草选自小藜、苍耳、酸模、合萌、芥菜、二月兰、苘麻、决明、饭苞草、鳢肠、牵牛、紫花苜宿、商陆、假高粱、虮子草、狗尾、水稗草、节节麦、碱茅、披碱草、弯叶画眉、画眉草、棒头草、看麦娘、早熟禾和牛筋草中的至少一种。

第五方面

如前所述，本发明的第五方面提供了一种除草剂，该除草剂由活性成分和辅料组成，所述活性成分为前述第三方面所述的除草剂组合物。

优选地，以所述除草剂的总重量为基准，所述活性成分的含量为1-99.99重量％；优选为5-90重量％。示例性地为1重量％、5重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％、95重量％。

优选情况下，所述辅料为乳化剂、分散剂、润湿剂、展着剂、稳定剂、消泡剂、增效剂、渗透剂、粘着剂、安全剂、载体、表面活性剂和填料中的至少一种。

优选地，该除草剂的剂型选自乳油、悬浮剂、可湿性粉剂、粉剂、粒剂、水剂、母液和母粉中的至少一种。

以下将通过实例对本发明进行详细描述。

以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均来自商购，纯度为化学纯。

在没有特别说明的情况下，本发明中的室温表示25±2℃。

制备例1：制备化合物I.1a2

将化合物I.1a2-1(22.77mmol)置于反应瓶中，用超干二氯甲烷(50mL)溶解后再滴入两滴DMF，冰水浴降温。边搅拌边滴入草酰氯(68.32mmol，3.0eq.)，滴毕，继续冰水浴0.5h，然后室温搅拌0.5h。反应结束后，减压脱出溶剂，制得酰氯中间体。

将丙二酸二乙酯(27.33mmol，1.2eq.)、无水氯化镁(20.50mmol，0.9eq.)和超干乙酸乙酯(40mL)置于250mL两口瓶中，N₂保护和搅拌下升温至50℃。将制备的酰氯中间体用乙酸乙酯(30mL)溶解后，滴入上述反应体系。滴毕，继续控温50℃反应0.5h。将上述反应体系滴入37wt％的浓盐酸(80mL)和水(40mL)的溶液中，用乙酸乙酯萃取，旋干溶剂。

向上述反应体系中加入乙酸(50mL)、水(20mL)和98wt％的硫酸(20mL)，升温至95℃-100℃反应3h。待反应结束后，将体系降至室温后倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，有机相依次用水和饱和NaCl溶液洗涤，无水Na₂SO₄干燥，抽滤后旋干溶剂，残留物经硅胶柱层析后，得到4.12g的中间体I.1a2-2，收率83％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.39(dd,J＝8.0,1.6Hz,1H),7.43(dd,J＝10.0,1.6Hz,1H),2.70(d,J＝1.6Hz,3H)

将中间体I.1a2-2(58.30mmol，1.0eq.)、50wt％乙醛酸水溶液(174.89mmol，3.0eq.)、乙酸(120mL)和37wt％的浓盐酸(12mL)置于反应瓶中，N₂保护下升温至回流反应16h。反应结束后，待体系冷却至室温后倒入500g冰水混合物中，用200mL的二氯甲烷萃取。有机层依次用水和饱和NaCl溶液洗涤，无水Na₂SO₄干燥，抽滤后旋干溶剂，残留物经硅胶柱层析后，得到8.11g的中间体I.1a2-3，收率51％。

¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ13.35(s,1H),8.48(d,J＝8.0Hz,1H),8.10(d,J＝11.2Hz,1H),7.29(d,J＝16.0Hz,1H),6.58(d,J＝16.0Hz,1H)

将中间体I.1a2-3(10mmol)、碳酸钾(12.5mmol，1.25eq.)和DMF(30mL)加入到反应瓶中并搅拌15min。室温下，向体系中滴加碘甲烷(12.5mmol)，滴毕，继续搅拌反应过夜。反应结束后，向体系中加入乙酸乙酯(50mL)和水(50mL)并剧烈搅拌20min。有机层依次用水(20mL×3)和饱和NaCl溶液(20mL)洗涤，无水Na₂SO₄干燥后，脱干溶剂后得到2.7g浅黄色油状液体的中间体I.1a2-4，收率94％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.32(d,J＝7.6Hz,1H),7.55(d,J＝15.6Hz,1H),7.48(d,J＝10.0Hz,1H),6.77(d,J＝15.6Hz,1H),3.86(s,3H)

将中间体I-1a2-4(6mmol)、氯化铵(18mmol)和90wt％的乙醇(30mL)加入到反应瓶中，搅拌加热至回流。分批向反应瓶中加入还原铁粉(18mmol)，加入完毕后，继续加热反应6h。反应完毕后，趁热抽滤。向滤液中加入乙酸乙酯(60mL)和水(100mL)并剧烈搅拌20min。有机层依次用水(20mL×3)和饱和NaCl溶液(20mL)洗涤，无水Na₂SO₄干燥，脱干溶剂后硅胶柱层析，得到1.2g浅黄色油状液体的中间体I.1a2-5，收率77％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.56(d,J＝15.6Hz,1H),7.10(d,J＝10.4Hz,1H),6.96(d,J＝9.2Hz,1H),6.70(d,J＝15.6Hz,1H),3.83(s,3H)

将中间体I.1a2-5(10.0mmol，1.0eq)、乙酸(40mL)和I-2(10.3mmol，1.03eq)加入到反应瓶中。搅拌加热至回流反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，将体系却至室温后倒入400g冰水混合物中剧烈搅拌15min。用200mL的乙酸乙酯萃取。有机层依次用水和饱和NaCl溶液洗涤，无水Na₂SO₄干燥后，抽滤后脱干溶剂得中间体。

将上述中间体、碳酸钾(12.5mmol，1.25eq.)和DMF(30mL)加入到反应瓶中并搅拌15min。室温下，向体系中滴加碘甲烷(30.0mmol，3.0eq.)，滴毕，继续搅拌反应6h。反应完毕后，向体系中加入水(75mL)和乙酸乙酯(50mL)并剧烈搅拌15min。有机层依次用水和饱和NaCl溶液洗涤，减压脱除溶剂，残留物经硅胶柱层析后，得到3.5g黄色油状式(I.1)所示的化合物I.1a2，收率80％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.60(d,J＝16.0Hz,1H),7.55(d,J＝7.6Hz,1H),7.39(d,J＝8.8Hz,1H),6.77(d,J＝15.6Hz,1H),6.37(s,1H),3.83(s,3H),3.57(s,3H)。

制备例2：制备化合物I.1a1

N₂保护下，将化合物I.1a2(5mmol)、乙酸(20mL)、98wt％的浓硫酸(20mL)和水(20mL)加入到反应瓶中，加热至90℃搅拌反应4h。反应完毕后，待体系冷却至室温后倒入500g冰水混合物中并剧烈搅拌30min。所得固体经抽滤干燥后，得到1.81g式(I.1)所示的化合物I.1a1，收率86％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.67(d,J＝15.6Hz,1H),7.58(d,J＝7.2Hz,1H),7.40(d,J＝8.8Hz,1H),6.77(d,J＝15.6Hz,1H),6.39(s,1H),3.57(s,3H)

制备例3：制备化合物I.1a52

N₂保护下，将化合物I-1a2(1mmol)、HATU(1.3mmol)、DIPEA(2mmol)、DMAP(0.1mmol)、乙胺(1.05mmol)和二氯甲烷(30mL)加入到反应瓶中，搅拌反应6h。反应完毕后，向体系中加入水(50mL)并剧烈搅拌30min。水层用二氯甲烷(20mL)萃取，合并有机层。有机层依次用水、饱和碳酸钠溶液和饱和NaCl溶液洗涤，脱干溶剂后硅胶柱层析，得到0.26g黄色油状式(I.1)所示的化合物I.1a52，收率58％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.66(d,J＝7.6Hz,1H),7.33(d,J＝9.2Hz,1H),6.36(s,1H),6.30(s,1H),3.56(d,J＝1.2Hz,3H),3.54–3.45(m,2H),1.25(t,J＝7.2Hz,3H)

制备例4：制备化合物I.4a2

将三光气(1.5mmol，0.5eq.)和甲苯(50mL)加入到反应瓶中，并冷却到0℃。将I-1a2-5(3mmol，1.0eq.)用甲苯(50mL)溶解后再加入三乙胺(6mmol，2.0eq.)，将该溶液体系缓慢滴入上述反应瓶中。滴毕，在冰水浴下继续搅拌反应0.5h，缓慢升温至回流反应10h。反应完毕后，将体系降至室温后减压脱除溶剂，所得残留物用甲苯(100mL)溶解。边搅拌边向溶液中加入1,3-二甲基硫脲(3.6mmol，1.2eq.)、三乙胺(3mmol，1.0eq.)和N,N'-羰基二咪唑(6mmol，2.0eq.)并升温至85℃继续反应6h。反应结束后，待体系冷却至室温后倒入水(100mL)中，用乙酸乙酯萃取，有机层用饱和NaCl溶液洗涤，脱干溶剂，残留物经硅胶柱层析后，得到0.62g白色固体，收率50％。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.61(d,J＝4.4Hz,1H),7.58(d,J＝3.6Hz,1H),7.40(d,J＝8.8Hz,1H),6.77(d,J＝15.6Hz,1H),3.84(s,3H),3.78(s,6H)

下表1中其余化合物参考上述合成方法制备，表征数据亦见表1。

表1

测试例1：用于测定对比化合物、目标化合物的除草活性本测试例中涉及的对比化合物的结构式如下：

化合物A：

本测试例中所用剂量分别为150g ai/ha、37.5g ai/ha、18.75g ai/ha和9.375gai/ha，供试杂草靶标如表2中所示。

测试方法(盆栽法)：

取内径6cm的花盆，装复合土(菜园土：育苗基质＝1：2，v/v)至花盆的3/4高度处，直接播种表2中供试杂草靶标(芽率≥85％)，覆土0.2cm，待杂草长至3叶期左右备用。各目标化合物按照150g ai/ha的剂量，用N,N-二甲基甲酰胺溶解并用蒸馏水稀释，配制成浓度为0.2g/L的药液，经自动喷雾塔(型号：3WPSH-700E，南京农业机械化研究所生产)施药后，待杂草叶面药液晾干后移入温室培养，15天后调查结果。其除草活性抑制率(％)结果如表2中所示。

除草活性抑制率计算方法为(式中：E：鲜重抑制率；C：对照植株地上部分鲜重；T：处理植株地上部分鲜重)：

将测试结果按照如下分级方法进行分级：

当90％＜E≤100％时，评A级；

当80％＜E≤90％时，评B级；

当60％＜E≤80％时，评C级；

当0％≤E≤60％时，评D级。

表2

测试例2：用于测定目标化合物I.1a25的杀草谱

本测试例中所用剂量分别为37.5g a.i./ha和75g a.i./ha，供试杂草靶标如表3中所示。

测试方法：

取内径7.5cm的花盆，装复合土(菜园土：育苗基质，1：2，v/v)至花盆的3/4高度处，直接播种表3中供试杂草靶标(芽率≥85％)，覆土0.2cm，待杂草长至3叶期左右备用。目标化合物I.1a25按照剂量经自动喷雾塔(型号：3WPSH-700E，南京农业机械化研究所生产)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。其除草活性抑制率(％)结果如表3中所示。

除草活性抑制率计算方法为(式中：E₁：鲜重抑制率；C：对照植株地上部分鲜重；T：处理植株地上部分鲜重)：

将测试结果按照如下分级方法进行分级：

当90％＜E₁≤100％时，评A级；

当80％＜E₁≤90％时，评B级；

当60％＜E₁≤80％时，评C级；

当0≤E₁≤60％时，评D级。

表3

测试例3：用于测定目标化合物对苗后作物的安全性

本测试例中所用剂量分别为37.5g a.i./ha、18.75g a.i./ha。

测试方法：

取内径9.0cm花盆，装复合土(菜园土：育苗基质，1:2，v/v)至花盆的3/4高度处，直接播种作物靶标(芽率≥85％)覆土0.2cm，待杂草长至3叶期左右备用。目标化合物按照剂量经自动喷雾塔施药后，待杂草叶面药液晾干后移入温室培养，30天后调查结果。其对作物生长抑制率(％)结果如下所示。

作物生长抑制率计算方法为(式中：E₂：鲜重抑制率；C：对照植株地上部分鲜重；T：处理植株地上部分鲜重)：

结果：化合物I.1a25、化合物I.1a38、化合物I.1a41在18.75g a.i./ha和37.5ga.i./ha剂量下对玉米具有较好的安全性。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物，其特征在于，该化合物具有式(Ⅰ)所示的结构，

其中，在式(Ⅰ)中，

R¹、R²各自独立地选自卤素；

X为CH；

Y为O；

R³和R⁴均为H；

n为0；

R⁵选自-O-R₅₁、-N(R₅₂)(R₅₃)；

其中，R₅₁选自H、C₁-C₁₅的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₅的烷基、C₃-C₁₅的烯基、C₃-C₁₅的炔基、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-CH(CH₃)-COO-R⁵¹、-C(CH₃)₂-COO-R⁵¹、-(CH₂)_m-R⁵²；

R₅₂、R₅₃各自独立地选自H、C₁-C₁₅的烷基，且R₅₂和R₅₃不同时为H；

m选自1-10的整数；

R⁵¹选自C₁-C₁₅的烷基；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

所述组合A由卤素组成；

Q选自

2.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(I)中，

R¹为F；

R²为Cl；

X为CH；

Y为O；

R³和R⁴均为H；

n为0；

R⁵选自-O-R₅₁、-N(R₅₂)(R₅₃)；

其中，R₅₁选自H、C₁-C₁₀的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₁₀的烷基、C₃-C₁₀的烯基、C₃-C₁₀的炔基、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-CH(CH₃)-COO-R⁵¹、-C(CH₃)₂-COO-R⁵¹、-(CH₂)_m-R⁵²；

R₅₂、R₅₃各自独立地选自H、C₁-C₁₀的烷基，且R₅₂和R₅₃不同时为H；m选自1-10的整数；

R⁵¹选自C₁-C₁₀的烷基；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

所述组合A由卤素组成；

Q选自

3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，在式(I)中，

R¹为F；

R²为Cl；

X为CH；

Y为O；

R³和R⁴均为H；

n为0；

R⁵选自-O-R₅₁，-N(R₅₂)(R₅₃)；

其中，R₅₁选自H、C₁-C₆的烷基、由组合A中的至少一种基团取代的C₁-C₆的烷基、C₃-C₆的烯基、C₃-C₆的炔基、-(CH₂)_m-COO-R⁵¹、-CH(CH₃)-COO-R⁵¹、-C(CH₃)₂-COO-R⁵¹、-(CH₂)_m-R⁵²；

R₅₂、R₅₃各自独立地选自H、C₁-C₆的烷基，且R₅₂和R₅₃不同时为H；

m选自1-6的整数；

R⁵¹选自C₁-C₆的烷基；

R⁵²选自苯基、由组合A中的至少一种基团取代的苯基；

所述组合A由氟、氯、溴、碘组成；

Q选自

4.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：

5.权利要求1-4中任意一项所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物在防治杂草中的应用。

6.一种除草剂组合物，其特征在于，该组合物含有除草有效量的权利要求1-4中任意一项所述的氧代丁(-2-烯酸)酸类化合物。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，以所述除草剂组合物的总重量为基准，所述活性成分的含量为0.01-99重量％。

8.根据权利要求6所述的组合物，其中，以所述除草剂组合物的总重量为基准，所述活性成分的含量为0.01-70重量％。

9.根据权利要求6所述的组合物，其中，以所述除草剂组合物的总重量为基准，所述活性成分的含量为5-60重量％。

10.权利要求6-9中任意一项所述的除草剂组合物在防治杂草中的应用。

11.一种除草剂，该除草剂由活性成分和辅料组成，所述活性成分为权利要求10所述的除草剂组合物。

12.根据权利要求11所述的除草剂，其中，以所述除草剂的总重量为基准，所述活性成分的含量为1-99.99重量％。

13.根据权利要求11所述的除草剂，其中，以所述除草剂的总重量为基准，所述活性成分的含量为5-90重量％。

14.根据权利要求11-13中任意一项所述的除草剂，其中，所述辅料为乳化剂、分散剂、润湿剂、展着剂、稳定剂、消泡剂、增效剂、渗透剂、粘着剂、安全剂、载体、表面活性剂和填料中的至少一种。

15.根据权利要求11-13中任意一项所述的除草剂，其中，该除草剂的剂型选自乳油、悬浮剂、可湿性粉剂、粉剂、粒剂、水剂、母液和母粉中的至少一种。