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CN109232442B - 芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐、其制备方法、除草剂组合物 - Google Patents

芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐、其制备方法、除草剂组合物 Download PDF

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CN109232442B CN201811067016.9A CN201811067016A CN109232442B CN 109232442 B CN109232442 B CN 109232442B CN 201811067016 A CN201811067016 A CN 201811067016A CN 109232442 B CN109232442 B CN 109232442B
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Abstract

本发明提供了如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐:其中,R1、R2独立地选自氢、氨基、C1‑C4的烷基或C1‑C4的卤代烷基;X、Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1‑C4的烷基或取代的C1‑C4的烷基;R3选自氢、氰基或C1‑C4的烷基;R4选自氰基、硝基、取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的五元或六元芳香族杂环基或如式II所示的取代基;其中,R5选自卤素;R6、R7独立地选自氢、卤素、C1‑C4的烷基或C1‑C4的卤代烷基。该化合物具有除草谱广、除草活性高的特性。本发明还提供了一种芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的制备方法和除草剂组合物。

Description

芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐、其制备方法、 除草剂组合物
技术领域
本发明涉及有机化合物技术领域,特别涉及芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐、其制备方法、除草剂组合物。
背景技术
由于与农作物争光和争肥水,杂草每年给农作物生产造成很大损失,目前防治杂草的方法主要是喷洒农药。随着除草剂例如草甘膦的广泛应用,大量的杂草已产生抗性,尤其在中国南方种植园,牛筋草已对草甘膦产生抗性,成为一种优势杂草和恶性杂草,为了解决日益严重的杂草问题,迫切需要研制除草效果好、毒性低新型除草剂。近年来虽存在一些有关新型苯基尿嘧啶类除草剂,但存在对杂草的防除效果较差,去除杂草范围窄等缺点。
因此,有必要提供一种除草谱广、杂草不易产生抗性的新型化合物。
发明内容
基于上述技术问题,本发明提供了一芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐、其制备方法、除草剂组合物,该芳基尿嘧啶类化合物具有除草活性强,对哺乳动物毒性低,除草谱广,杂草不易产生抗性等优点。
第一方面,本发明提供了一种如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐:
Figure GDA0001895667730000011
其中,R1、R2独立地选自氢、氨基、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;
X、Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1-C4的烷基或取代的C1-C4的烷基;
R3选自氢、氰基或C1-C4的烷基;
R4选自氰基、硝基、取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基,所述芳香族杂环基包括芳香五元杂环基或芳香六元杂环基:
Figure GDA0001895667730000021
所述如式II所示的取代基中,R5选自卤素;R6、R7独立地选自氢、卤素、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基。
可选地,所述芳基尿嘧啶类化合物的农药学上可接受的盐可以但不限于包括芳基尿嘧啶类化合物的钠盐、芳基尿嘧啶类化合物的钾盐、芳基尿嘧啶类化合物的或芳基尿嘧啶类化合物的铵盐。所述芳基尿嘧啶类化合物的农药学上可接受的盐还包括其他形式的盐。当所述芳基尿嘧啶类化合物为弱酸性时,所述芳基尿嘧啶类化合物可以阳离子之间形成农药学上可接受的盐。所述芳基尿嘧啶类化合物的农药学上可接受的盐对所述芳基尿嘧啶类化合物的功能性质不构成巨大影响。
可选地,所述芳香族杂环基包括嘧啶基、吡啶基、哒嗪基、吡嗪基、吡喃基、吡唑基、咪唑基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、噻唑基、噁唑基或异噁唑基。进一步地,可选地,所述芳香族杂环基至少包括一个氧、氮或硫等杂原子。所述芳香族杂环基通过所述芳香族杂环基内的碳原子进行连接。
可选地,所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基分别被至少一种选自以下的基团取代:烷基氨基、氨基、卤素、硝基、羧基、烷氧羰基、氰基、烷基、烷氧基或卤代烷基。进一步地,可选地,所述烷基氨基包括C1-C4的烷基取代的氨基。可选地,所述烷氧羰基包括C1-C4的烷氧基取代的羰基。例如,所述烷氧羰基可以但不限于包括-COOCH3、-COOC2H5或-COOC3H7。可选地,所述烷基包括C1-C4的烷基。可选地,所述烷氧基包括C1-C4的烷氧基。可选地,所述卤代烷基包括C1-C4的卤素取代烷基。
可选地,所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基分别被至少一种选自以下的基团取代是指:所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基上至少有一种取代基,但所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基上可以包括1个或多个取代基。进一步地,可选地,所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基上包括1-2个取代基。当所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基包括2个取代基时,所述2个取代基可以相同也可以不同。进一步地,可选地,所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基取代基包括多种位置选择,例如包括邻位、间位或对位。例如,所述被硝基取代的苯基包括2-硝基苯基、3-硝基苯基或4-硝基苯基。
可选地,所述R4选自氰基、硝基、苯基、氰基苯基、硝基苯基、二甲氨基苯基、二甲氧基苯基、三氟甲基苯基、甲基羰基苯基、甲基苯基、被1-2个氟取代的苯基、被1-2个氯取代的苯基、嘧啶基、吡啶基、哒嗪基、吡嗪基、吡喃基、吡唑基、咪唑基、被1-2个甲基取代的咪唑基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、噻唑基、异噁唑基、被1-2个甲基取代的异噁唑基、噁唑基或如式II所示的取代基;
其中,所述R5选自氟、氯或溴,所述R6选自氢、氟、氯、溴、被1-3个氟取代的甲基、被1-3个氯取代的甲基、被1-5个氟取代的乙基或被1-5个氯取代的乙基,R7选自氟、氯、溴、C1-C2的烷基、被1-3个氟取代的甲基、被1-3个氯取代的甲基、被1-3个溴取代的甲基、被1-5个氟取代的乙基或被1-5个氯取代的乙基。
可选地,所述Y选自选氢、氟、氯、溴、硝基、氨基、氰基、C1-C2的烷基或被氯、氟、硝基、氨基、氰基取代的C1-C2的烷基。
可选地,所述R1选自氢、甲基、乙基、氨基、被1-3个氟取代的甲基或被1-3个氯取代的甲基;所述R2选自氢、甲基、乙基、氨基、被1-3个氟取代的甲基或被1-3个氯取代的甲基;所述R3选自氢、氰基、甲基或乙基。
可选地,所述X选自氟、氯、溴、硝基、氨基、氰基、被1-3个氟取代的甲基、被1-3个氯取代的甲基、被1-5个氟取代的乙基或被1-5个氯取代的乙基。
优选地,所述如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐中,所述R1选自氢、氨基、C1-C2的烷基或C1-C2的卤代烷基;
所述R2选自氢、氨基、C1-C2的烷基或C1-C2的卤代烷基;
所述X、所述Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1-C2的烷基或被卤素、硝基、氨基、氰基取代的C1-C2的烷基;
所述R3选自氢、氰基或甲基;
所述R4选自氰基、硝基、取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基;
所述如式II所示的取代基中,所述R5选自卤素;所述R6、所述R7独立地选自卤素、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基分别被一种或两种选自以下的基团取代:硝基、羧基,氨基,甲氧基,氰基,烷基或卤代烷基。
可选地,所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基包含1个或2个取代基。
优选地,所述如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐中,所述R1选自氢、甲基、氨基、三氟甲基;
所述R2选自氢、甲基、氨基、三氟甲基;
所述X选自氢或卤素;
所述Y选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基或氰基甲基;
所述R3选自氢、甲基或氰基;
所述R4选自氰基、硝基、取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基;
所述如式II所示的取代基中,所述R5选自卤素;所述R6选自卤素;所述R7选自卤素、C1-C2的烷基或C1-C2的卤代烷基;所述取代的苯基或所述取代的香族杂环基分别被一种或两种选自以下的基团取代:卤素、硝基、羧基、氨基、甲氧基、氰基、烷基或卤代烷基。
优选地,所述如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐中,所述R1选自氢、甲基、氨基或三氟甲基;
所述R2选自氢、甲基、氨基或三氟甲基;
所述X选自氢、氟、氯或溴;
所述Y选自氢、氟、氯、溴、硝基、氨基、氰基或氰基甲基;
所述R3选自氢、氰基或甲基;
所述R4选自取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基;
所述如式II所示的取代基中,所述R5选自氟;所述R6选自氟;所述R7选自氟或C1-C2的卤代烷基;所述取代的苯基或所述取代的香族杂环基分别被一种或两种选自以下的基团取代:卤素、硝基、羧基、氨基、甲氧基、氰基、甲基或卤代烷基。
优选地,所述如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐中,R1选自氢、甲基、氨基或三氟甲基;
所述R2选自氢、甲基、氨基或三氟甲基;
所述X选自氢、氟、氯或溴;
所述Y选自氢、氟、氯、溴、硝基、氨基、氰基或氰基甲基;
所述R3选自氢、氰基或甲基;
所述R4选自取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基;
所述如式II所示的取代基中,所述R5选自氟;所述R6选自氟;所述R7选自氟或C1-C2的卤代烷基;所述取代的苯基或所述取代的芳香族杂环基分别被一种或两种选自以下的基团取代:氯、硝基、甲氧基羰基、氰基、甲基或三氟甲基,所述芳香族杂环基包括嘧啶基、吡啶基、哒嗪基、吡嗪基、吡喃基、吡唑基、咪唑基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、噻唑基、噁唑基或异噁唑基。
本发明第一方面所述的芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐,具有广谱的除杂草性能,对禾本科杂草和阔叶草均具有高效的除草活性;所述芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐还对哺乳动物或环境不构成危害。
第二方面,本发明还提供了一种苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的制备方法,包括以下步骤:
提供或制备如式Ⅲ所述的化合物A,以及提供或制备如式Ⅳ所述的化合物B,
Figure GDA0001895667730000061
其中,R1、R2独立地选自氢、氨基、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;
X、Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1-C4的烷基或取代的C1-C4的烷基;
R3选自氢、氰基或C1-C4的烷基;
R4选自氰基、硝基、取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基,所述芳香族杂环基包括芳香五元杂环基或芳香六元杂环基:
Figure GDA0001895667730000062
所述如式II所示的取代基中,R5选自卤素;R6、R7独立地选自氢、卤素、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;
将所述化合物A和所述化合物B混合,然后添加缚酸催化剂进行反应,反应完毕后收集并纯化得到如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物,
Figure GDA0001895667730000063
可选地,所述缚酸催化剂可以但不限定包括三乙胺。本发明缚酸催化剂可以有效催化提升所述化合物A和所述化合物B的反应速率。
可选地,所述反应完毕后,收集纯化得到如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物的过程包括:将所述反应后的溶液经酸洗、水洗、干燥后,蒸馏结晶得到所述苯基尿嘧啶类化合物。其中,所述酸洗步骤可采用盐酸溶液进行;所述水洗过程包括用去离子水清洗所述反应后的溶液至中性后停止。可选地,所述干燥过程包括采用无水硫酸钠进行去水干燥。通过所述酸洗和所述水洗步骤,可以有效去除所述反应后的溶液中的缚酸催化剂等杂质成分。
可选地,将得到所述苯基尿嘧啶类化合物进行成盐反应然后收集并纯化得到所述苯基尿嘧啶类化合物的农业学可接受的盐。可选地,所述将得到所述苯基尿嘧啶类化合物进行成盐反应的过程包括:将苯基尿嘧啶类化合物在惰性溶剂中加入合适的碱液或氨水后,纯化得到所述苯基尿嘧啶类化合物I的农业学可接受的盐。可选地,所述惰性试剂包括水;所述碱液包括碱性碳酸盐、氢氧化物。
可选地,所述化合物A可溶在任何能够溶解所述化合物A的化学试剂中;所述化合物B可溶在任何能够溶解所述化合物B的化学试剂中。例如,所述化学试剂可以但不限于二氯甲烷、二氯乙烷和氯仿中的一种或多种。
可选地,所述如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐上的部分基团还可以但不限于通过后续的取代反应或其他类型反应进行基团的取代或替换。例如当所述苯基尿嘧啶类化合物的R3为氢时,通过化学反应可以再得到R3为甲基或氰基的苯基尿嘧啶类化合物。
本发明第二方面所提供的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的制备方法,工艺精简,可用于工业化生产,由该制备方法制得的所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐具有良好地除草活性,对禾本科和阔叶草均具有较高的除草活性,可以广泛用于农业生产作业。
第三方面,本发明提供了一种除草剂组合物,包括如本发明第一方面所述的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐。
可选地,所述除草剂组合物还包括草甘膦、草铵膦、乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)抑制剂、原卟啉原氧化酶(PPO)和对羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂中的一种或多种。
可选地,所述除草剂组合物还包括其他添加剂,所述其他添加剂包括液体载体、固体载体、乳化剂、表面活性剂、粘合剂、增稠剂、着色剂、展开剂、防冻剂、防结块剂、崩解剂和抗分解剂中的一种或多种。例如,所述液体载体或所述固体载体为惰性物质,所述液体载体或所述固体载体可用于维持所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的物理形态。
可选地,所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐在所述除草剂组合物中的重量百分数为0.1-99.9%。
可选地,所述除草剂组合物可通过喷洒方式使用,或通过其他方式进行使用。
本发明第三方面所述的除草剂组合物为所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的应用之一,所述除草剂组合物可通过科学配比实现除草活性的进一步地提升;有利于农业化生产应用。通过调剂所述除草剂组合物内有效成分可以进一步提升所述除草剂组合物整体对杂草的靶向性、除草效果或作用时间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
若无特别说明,本发明实施例所采用的原料及其它化学试剂皆为市售商品。
本实施方式中,本发明提供了一种如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐:
Figure GDA0001895667730000081
其中,R1、R2独立地选自氢、氨基、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;
X、Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1-C4的烷基或取代的C1-C4的烷基;
R3选自氢、氰基或C1-C4的烷基;
R4选自氰基、硝基、取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的芳香族杂环基或如式II所示的取代基,所述芳香族杂环基包括芳香五元杂环基或芳香六元杂环基:
Figure GDA0001895667730000091
所述如式II所示的取代基中,R5选自卤素;R6、R7独立地选自氢、卤素、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基。
因此,所述如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐包括多种具体形式。例如,部分所述芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的具体基团可参见表1,所述表1中的所有化合物并非限定本申请所述芳基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的全部基团种类。
表1:具有如式Ⅰ所示的化学结构式的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的基团列表:
Figure GDA0001895667730000092
Figure GDA0001895667730000101
Figure GDA0001895667730000111
Figure GDA0001895667730000121
Figure GDA0001895667730000131
Figure GDA0001895667730000141
实施例1表1中化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物的制备方法:
所述化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物的如式(1)所示,
Figure GDA0001895667730000142
其制备过程包括:
(1)制备2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯,所述2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯如化学式A1所示的化合物:
Figure GDA0001895667730000143
将2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸(Ⅴ)(1.83g,0.005mol)加入30mL的二氯甲烷中,搅拌半个小时;然后缓慢滴加草酰氯(1.90g,0.015mol),再缓慢滴加几滴N,N-二甲基甲酰胺(DMF),室温下加热回流3-5小时,旋干,得到目标产物2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(A1)(1.6g),产率为84%。所述2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(A1)的核磁共振氢谱表征为:1H-NMR(400MHz,DMSO),数据如下,δ:8.544(d,J=7.6Hz,1H,Ar),8.072(d,J=9.6Hz,1H,Ar),6.876(s,1H,CH),3.984(s,3H,-CH3)。将2-氯-4-氟-5-(1,2,3,6-四氢-2,6-二氧-4-三氟甲基嘧啶-1-基)苯甲酰氯(1.59g,0.0041mol)溶于20mL的二氯甲烷中,配成A1溶液。
(2)制备三氟甲磺酰胺,所述三氟甲磺酰胺为化学式(B1)所示的化合物:
Figure GDA0001895667730000151
取三氟甲磺酰氯(0.72g,0.0043mol),加入至15mL的四氢呋喃中,用磁力搅拌器搅拌半小时,然后缓慢滴加5mL的氨水,在常温下反应3h;待反应完毕后旋干可得白色固体三氟甲磺酰胺(B1)(0.61g,0.0041mol,产率96%)。同时将所述三氟甲磺酰胺(0.61g,0.0041mol,产率96%)溶于20mL的二氯甲烷中,配成B1溶液。
(3)在0-5℃的条件下,将A1溶液缓慢滴加到B1溶液中,再加入三乙胺0.436g,滴加完毕后室温反应2-3h;反应完毕后用2M盐酸洗涤2-3次,再用水洗涤2-3次,以洗去多余的三乙胺,其中反应后的溶液的有机相用水洗涤至中性后加入无水硫酸钠干燥,旋干得到白色粉末状的化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物1.83g,产率为90%。
核磁共振氢谱表征:1H-NMR(400MHz,DMSO),数据如下:δ:8.044(d,J=8Hz,1H,Ar),7.833(d,J=9.6Hz,1H,Ar),6.606(s,1H,CH),3.403(s,3H,-CH3)。
本实施例中,还提供一种2-氯-4-氟-5-(1,2,3,6-四氢-2,6-二氧-3-甲基-4-三氟甲基嘧啶-1-基)苯甲酸(Ⅴ)的制备方法,反应流程参见如反应式(C1),包括:
Figure GDA0001895667730000161
(a)2-氯-4-氟-5-氨基苯甲酸制备:
加热回流2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸(1g;0.0046mol)的20mL乙酸溶液;分批加入Fe粉(1.02g,0.0182mol),悬浮液冷却至室温,用水和乙酸乙酯稀释,过滤,收集滤液。有机层用盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩,得2-氯-4-氟-5-氨基苯甲酸,褐色固体0.55g产率为63.9%。
(b)2-氯-5-(2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)-4-氟苯甲酸的制备:
将2-氯-4-氟-5-氨基苯甲酸(0.69g,0.0036mol),2-二甲氨基-4(三氟甲基)-6H-1,3-噁嗪-6-酮(0.80g,0.0038mol)和乙酸的混合物搅拌回流2-3h,冰水稀释,然后用乙酸乙酯萃取2次;然后合并有机层,盐水洗涤,再用无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得2-氯-5-(2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)-4-氟苯甲酸1.12g,产率88.2%。
(c)2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸甲酯的制备:
2-氯-5-(2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)-4-氟苯甲酸(1.48g,0.0042mol),碳酸钾(1.44g,0.010mol),碘甲烷(0.650mL,0.010mol)和二甲基甲酰胺(16.67mL)的混合物在室温下搅拌8h,然后加水(60mL)稀释;再用乙酸乙酯萃取两次;合并有机层,将合并的有机层用水,氢氧化钠水溶液(1M)和盐水洗涤三次,有机层用无水硫酸钠干燥,减压浓缩得到米色固体;最后用乙醇-水(30mL)重结晶,得到2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸甲酯1.1g,产率为68.8%。其核磁共振氢谱表征如下:1H-NMR(300MHz CDCl3)数据如下,δ:7.92(d,J=7.8Hz,1H,Ar),7.40(d,J=9.0Hz,1H,Ar),6.38(s,1H,CH),3.91(s,1H,CH3),3.57(s,3H,NCHNCH3)。
(d)2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸制备:
2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸甲酯(1.37g,3.67mmol)加热溶于15mL冰醋酸,再加入15mL浓盐酸,升至85℃反应8h,降至室温,倒入至盛有40mL水的烧杯中,搅拌下析出白色固体,抽滤,干燥,得2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸1.25g,产率为93.5%。
上述制备方法中,当2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸中的取代基氯替换为氰基或其它取代基时,可用同样方法制得;其他与2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酸结构相近的化合物也可参照上述制备方法相应调节工艺制备得到,本实施方式中不做过多叙述。
实施例2表1中化合物编号(27)所示的苯基尿嘧啶类化合物的制备方法:
所述化合物编号(27)所示的苯基尿嘧啶类化合物的如式(2)所示,
Figure GDA0001895667730000171
其制备过程包括:
(1)制备2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(A2):
将2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(A2)(1.59g,0.0041mol)溶于20mL的二氯甲烷中,配成A2溶液。
(2)制备3-氯-苯磺酰胺(B2)
将3-氯-苯磺酰氯(0.9g,0.0043mol)加入15mL的四氢呋喃中,用磁力搅拌器搅拌半小时,然后缓慢滴加5mL的氨水,在常温下反应3h;待反应完毕后旋干可得白色固体3-氯-苯磺酰胺(B2)(0.78g,0.0041mol,产率95%)。同时制得的3-氯-苯磺酰胺(0.78g,0.0041mol)溶于20mL的二氯甲烷中,配成B2溶液。
(3)在0-5℃的条件下,将A2溶液缓慢滴加到B2溶液中,再加入三乙胺0.435g,滴加完毕后室温反应2-3h;反应完毕后用2M的盐酸洗涤2-3次,再用水洗涤2-3次,洗去多余的三乙胺,其中反应后的溶液的有机相用水洗涤至中性后加入无水硫酸钠干燥,旋干得到白色粉末状的化合物编号(27)所示的苯基尿嘧啶类化合物1.99g,产率为90%。
核磁共振氢谱表征:1H-NMR(400MHz,DMSO),数据如下,δ:8.398(s,1H,Ar),8.158(d,J=7.6Hz,1H,Ar),8.082(d,J=8.0Hz,1H,Ar),8.037(d,J=8.0Hz,1H,Ar),7.833(d,J=9.6Hz,1H,Ar),7.746(m,1H,Ar),7.531(s,1H,NH),6.601(s,1H,CH),3.909(s,3H,-CH3)。
实施例3表1中化合物编号(37)所示的苯基尿嘧啶类化合物的制备方法:
所述化合物编号(37)所示的苯基尿嘧啶类化合物的如式(3)所示,
Figure GDA0001895667730000181
其制备过程包括:
(1)制备2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(A3):
将2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(0.335g)溶解在二氯甲烷中,配成A3溶液;
(2)制备3-(氨基磺酰基)苯甲酸甲酯(B3):
其中,所述3-(氨基磺酰基)苯甲酸甲酯(B3)的制备过程,参见反应式(C2),包括:
Figure GDA0001895667730000191
在装有磁力搅拌器的单口烧瓶中加入3-(氯磺酰基)苯甲酸(3.97g),加入少量二氯甲烷,再加入6.9g草酰氯,加5滴N,N-二甲基甲酰胺(DMF)后,加热回流保温2h,待反应完毕后,减压蒸馏出溶剂,得到黄色油状液体3-(氯磺酰基)苯甲酰氯,直接用于下一步反应。再将3-(氯磺酰基)苯甲酰氯中加入四氢呋喃,使其溶解,加入1.5mL甲醇,室温反应10小时,旋蒸溶剂,得黄色油状液体,石油醚重结晶,得3-(氯磺酰基)苯甲酸甲酯白色固体2.45g;综合两步产率58.3%。
将3-(氯磺酰基)苯甲酸甲酯(1g,4.26mmol)溶于四氢呋喃(15mL)中,并将溶液冷却至0℃,然后缓慢滴加(5mL)氨水,滴加完毕,在室温下搅拌并反应2小时;反应完成后,将反应混合物倒入冷水中并用乙酸乙酯萃取;然后将萃取出的乙酸乙酯溶液用NaCl溶液洗涤,洗涤完成后用无水硫酸钠干燥,过滤,减压旋干乙酸乙酯,得白色产品3-(氨基磺酰基)苯甲酸甲酯0.65g,产率71%;将3-(氨基磺酰基)苯甲酸甲酯(0.178g)加入20mL二氯甲烷后溶解配成B3溶液;
(3)在0-5℃的条件下,将A3溶液缓慢滴加到B3溶液中,控制低温,再缓慢加入0.0871g三乙胺作为缚酸催化剂,滴加完毕缓慢升至室温,反应2-3h,转入分液漏斗中,用2M盐酸洗涤两次,有机相再用水洗涤至中性后,加入无水硫酸钠干燥,抽滤,旋干浓缩得粘稠状固体状的化合物编号(27)所示的苯基尿嘧啶类化合物0.421g,产率为82.1%。
核磁共振氢谱(1H-NMR,DMSO,400MHz)数据如下,δ:8.937(s,1H,Ar),8.647(d,J=8.80Hz,1H,Ar),8.578(d,J=8.00,1H,Ar),8.238(d,J=8.40,1H,Ar),8.169(m,1H,Ar),7.818(d,J=9.60,1H,Ar),7.233(s,1H,NH),6.841(s,1H,CH),4.380(s,3H,-OCH3),3.971(s,3H,-NCH3)。
实施例4表1中化合物编号(175)所示的苯基尿嘧啶类化合物的制备方法:
所述化合物编号(175)所示的苯基尿嘧啶类化合物的如式(4)所示,
Figure GDA0001895667730000201
其制备过程包括:
(1)制备2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(A4):
将2-氯-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰氯(0.44g)溶解在二氯甲烷(10mL)中,配成A4溶液;
(2)制备3,5-二甲基-异噁唑-4-磺酰胺(B4),所述3,5-二甲基-异噁唑-4-磺酰胺:
在三口烧瓶中,将3,5-二甲基-异噁唑-4-磺酰胺(0.21g)溶于二氯甲烷(10mL)中,制备得到B4溶液;
(3)在0-10℃低温条件下,在B4溶液中滴加5滴三乙胺混合物,再A4溶液缓慢滴加到B4溶液中,控制低温,滴加完毕,恢复至室温反应4h,反应结束。用2M盐酸洗涤两次,有几层再用蒸馏水洗涤至中性,无水硫酸钠干燥,过滤,减压浓缩,得目标产物淡黄色固体2-氯-N-(3,5-二甲基-异噁唑-4-基磺酰基)-4-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-(三氟甲基)-2,3-二氢嘧啶-1(6H)-基)苯甲酰胺0.50g,产率82.0%。
核磁共振氢谱(1H-NMR,DMSO,400MHz)8.021(d,J=8.4Hz,1H,Ar),7.816(d,J=10.0Hz,1H,Ar),7.583(s,1H,NH),6.586(s,1H,CH),3.397(s,3H,-NCH3),2.546(s,3H,-CH3),2.329(s,3H,-NCH3)
本发明所述表1中其他化合物编号所示的苯基尿嘧啶类化合物可参照上述实施例所述的制备方法中进行相应调整制备获得;本实施方式中不做过多论述。
效果实施例1
所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的除草活性的测定实验:
为有效证明本发明提供的新型的所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的有益效果,现选取部分表1所述的苯基尿嘧啶类化合物进行除草活性的测定实验,实验大致步骤包括:
采用苗后茎叶处理实验方法,测定目标化合物的除草活性;
(1)采集未施用过药的土壤,然后播种,进行发芽生长,待双子叶长至2-4叶期,单子叶长至3-4叶,进行茎叶喷雾处理(在施用该化合物时,该化合物是先用少量有机溶剂溶解后,加入少量的乳化剂,再用水进行稀释得到含有该化合物的溶液),对照组为化合物苯嘧磺草胺,如式(5)所示,
Figure GDA0001895667730000211
实验组为随机在表1中选取的苯基尿嘧啶类化合物;
(2)植物在实验室条件下自然生长,每天对盆栽补水;15天后调查结果参见表3,其中,除草剂评分标准参见表2所示;本实验中试验靶标选取常见的禾木科杂草:稗草、马唐草、牛筋草,以及阔叶草杂草:苋菜、马齿苋。
表2:除草剂评分标准
Figure GDA0001895667730000212
表3:表1中部分苯基尿嘧啶类化合物与苯嘧磺草胺的除草活性抑制率(%)的除草剂评分对比表
Figure GDA0001895667730000221
Figure GDA0001895667730000231
注:化合物编号与表1对应
结果表明,本发明提供的苯基尿嘧啶类化合物对禾本科和阔叶草均具有较高的除草活性;而现有的苯嘧磺草胺对阔叶草具有除草活性,对禾本科杂草效果差;因此,本发明提供的苯基尿嘧啶类化合物的去除杂草范围宽,具有高效的除草活性。
值得注意的是,本发明提供的化合物编号为(1)、(2)、(7)所示的苯基尿嘧啶类化合物对难以防治的牛筋草等杂草有着更突出的除草活性;而其他选取的化合物编号所示的苯基尿嘧啶类化合物对牛筋草等杂草也表现出较高的除草活性。
效果实施例2
将定量的水稻种子播于未用药的土壤的花盆中,浇透水,水稻长至4叶进行茎叶喷雾处理,15天后调查结果。通过安全性测定发现,本实施方式中,所述化合物编号为(1)、(26)、(27)、(28)、(29)、(36)、(37)、(38)、(138)、(139)、(151)、(152)和(175)所示的苯基尿嘧啶类化合物,当用药量为8~32g/公顷剂量下对水稻具有较好的安全性。本发明的苯基尿嘧啶类化合物可以在保护农作物的同时,具有去除杂草范围宽和高效的除草活性。
效果实施例3
所述苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐与草甘膦的除草活性抑制率(%)对比实验:
选取化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物(用化合物(1)表示)与现有公开的除草剂草甘膦进行对比除草效果,参见表4。
表4:化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物与草甘膦组合物除草活性抑制率(%)对比表
Figure GDA0001895667730000241
结果表明,本发明提供的化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物相较于草甘膦具有更突出的除草活性;同时,当所述化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物与所述草甘膦的组合物显示出更加有效的除草活性,相较于单独使用的化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物或草甘膦,所述组合物表现出更出色的除草效果;所述化合物编号(1)所示的苯基尿嘧啶类化合物与所述草甘膦之间有着很好的协同除草效果,可以用来防除难以防治的牛筋草。
本实施方式中,当所述草甘膦换成其他除草剂组分时,得到的除草剂组合物也均具有很好的除草活性。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐:
Figure FDA0003234695450000011
其中,R1、R2独立地选自氢、氨基、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;
X、Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1-C4的烷基或被氯、氟、硝基、氨基、氰基取代的C1-C2的烷基;
R3选自氢、氰基或C1-C4的烷基;
R4选自取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的噁唑基、取代或未被取代的异噁唑基;所述取代的苯基、所述取代的噁唑基、所述取代的异噁唑基分别被一种或两种选自以下的基团取代:卤素、硝基、C1-C4的烷氧羰基或氰基。
2.如权利要求1所述的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐,其特征在于,所述取代的苯基、所述取代的噁唑基或所述取代的异噁唑基分别被一种或两种选自以下的基团取代:氯、硝基、甲氧基羰基或氰基。
3.如权利要求1所述的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐,其特征在于,所述Y选自氢、氟、氯、溴、硝基、氨基、氰基、C1-C2的烷基或被氯、氟、硝基、氨基、氰基取代的C1-C2的烷基。
4.如权利要求1所述的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐,其特征在于,所述R1选自氢、甲基、乙基、氨基、被1-3个氟取代的甲基或被1-3个氯取代的甲基;所述R2选自氢、甲基、乙基、氨基、被1-3个氟取代的甲基或被1-3个氯取代的甲基;所述R3选自氢、氰基、甲基或乙基。
5.如权利要求1所述的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐,其特征在于,所述X选自氟、氯、溴、硝基、氨基、氰基、被1-3个氟取代的甲基、被1-3个氯取代的甲基、被1-5个氟取代的乙基或被1-5个氯取代的乙基。
6.一种苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供或制备如式Ⅲ所述的化合物A,以及提供或制备如式Ⅳ所述的化合物B,
Figure FDA0003234695450000021
其中,R1、R2独立地选自氢、氨基、C1-C4的烷基或C1-C4的卤代烷基;
X、Y独立地选自氢、卤素、硝基、氨基、氰基、C1-C4的烷基或被氯、氟、硝基、氨基、氰基取代的C1-C2的烷基;
R3选自氢、氰基或C1-C4的烷基;
R4选自取代或未被取代的苯基、取代或未被取代的的噁唑基、取代或未被取代的异噁唑基;所述取代的苯基、所述取代的噁唑基、所述取代的异噁唑基分别被一种或两种选自以下的基团取代:卤素、硝基、C1-C4的烷氧羰基或氰基;
将所述化合物A和所述化合物B混合,然后添加缚酸催化剂进行反应,反应完毕后收集并纯化得到如式Ⅰ所示的苯基尿嘧啶类化合物,
Figure FDA0003234695450000022
7.一种除草剂组合物,其特征在于,包括如权利要求1-5任意一项所述的苯基尿嘧啶类化合物或其农药学上可接受的盐。
8.如权利要求7所述的除草剂组合物,其特征在于,所述除草剂组合物还包括草甘膦、草铵膦、乙酰乳酸合成酶抑制剂、乙酰辅酶A羧化酶抑制剂、原卟啉原氧化酶和对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂中的一种或多种。
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