WO2010034153A1

WO2010034153A1 - 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸基烯酸酯类化合物及其应用

Info

Publication number: WO2010034153A1
Application number: PCT/CN2008/072516
Authority: WO
Inventors: 李斌; 白丽萍; 崔东亮; 冀海英; 张弘; 刘广昕; 于海波
Original assignee: 沈阳化工研究院
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-01

Description

2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸基烯酸酯类化合物及其应用技术领域

本发明属于除草剂领域，具体涉及 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸基烯酸酯类化合物及其应用。

由于杂草种群的演替、变迁以及对化学农药抗药性的产生和迅速发展，人们对生态环境保护意识的不断加强，对化学农药污染、农药对非靶标生物影响的认识以及在农药生态环境中归宿问题的重视不断提高。随着世界耕地面积的逐渐减少、人口的不断增长及对粮食需求量的增加，迫使人们迅速发展农业生产技术、改进完善耕作制度，并需要不断发明新型的和改进的除草化合物和组合物。

EP0223406中公开了下列 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸类化合物具有除草活性：

其中， R为羟基、低级烷氧基或 -0-(CH₂)n-R³ (其中 R³为低级烷氧羰基等， n是整数 1 或 2) 等。

EP0249708中公开了下列 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸类化合物具有除草活性：

其中， 1^为 COOR4 ( 为氢、 d-C₆烷基、苄基、碱金属原子、碱土金属原子或有机铵）等。

EP0321846中公开了下列 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸类化合物具有除草活性：

其中，

(Ri为低级烷基， n为 0-2的整数）等。

EP0435170中公开了下列 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸类化合物具有除草活性:

其中， R为 OR³基团 {R³为氢原子、 d_₄烷基（其中烷基可被以下基团取代： R'COO- (R'为 d_₈烷基）或 d_₈烷氧羰基氧基等）、 C₂_₈烯基或卤代 C₂_₈烯基等 }。

现有技术中均未涉及如本发明所示的 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸基烯酸酯类化合物的制备及其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖的 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸基烯酸酯类化合物及其作为除草剂的应用。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了结构新颖的 2-嘧啶氧（硫）基苯甲酸基烯酸酯类化合物，如通式（I) 或（II) 所示：

式中：

X选自氧或硫；

选自 H、卤素、乙酰基、 4， 6-二甲氧基嘧啶 -2-氧基或者下述基团:

其中，氮氧键与双键上的

R₂选自 C C₃烷基、 C₃-C₅烯基或 C₃-C₅炔基；

R₃选自 C C₃烷基、 C₃-C₆烯基或 C₃-C₆炔基。

本发明较为优选的化合物为，通式（I) 或（Π) 中

X选自氧或硫；

其中，氮氧键与双键上的

R₂选自 d-C₃烷基；

R₃选自 C C₃烷基。

本发明更为优选的化合物为，通式（I) 或（II) 中

X选自氧或硫；选自 H、氯、乙酰基、 4， 6-二甲氧基嘧啶 -2-氧基或者下述基团：

CH₃

N _n 0" _R ^K3

其中，氮氧键与双键上的甲基为顺式或反式；

R₂选自乙基；

R₃选自甲基。

通式（I) 或（II) 中所指的烷基包括直链或支链烷基。烯基是指直链或支链形式，有 1到 2个碳碳双键的基团，例如丙烯基、烯丙基等。炔基是指直链或支链形式，有 1 到 2个碳碳三键的基团，例如丙炔基、炔丙基等。卤素包括氟、氯、溴、碘。

本发明的通式（I) 化合物可由如下方法制备，式中 X、 Ri R₂、 R₃基团定义同前。方法一：

(VI) (I)

将化合物（III) (制备方法参见 Pestic. Sci. 1996, 47, 115-124) 与化合物（IV) (制备方法参见 J. Org. Chem. 32: 3229 (1967)) 溶于有机溶剂中，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有利，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物（V)。

化合物（V)与适宜的碱，加入到适宜的有机溶剂和水形成的混合溶剂中，在温度为

-10°C到沸点之间反应 0.5-48 小时，反应液经盐酸或硫酸酸化，制得中间体酸即化合物 (VI)。有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、正己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、四氢呋喃或二氧六环等；碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾等。

化合物（VI)与化合物（VII) (VII的制备方法参见合成化学， 13(3), 315-316, (2005)) 溶于适宜的溶剂，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有利，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物（1)。化合物（VII) 中， Y可为氯、溴或碘。

方法二：

(I)

将化合物（IV-1 ) 与化合物（VII) 溶于适宜的溶剂，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有利，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物（VIII)。化合物（VII) 中， Y可为氯、溴或碘。

将化合物（VIII)与化合物（III)溶于适宜的溶剂中，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有利，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物（1)。

本发明的通式（II) 化合物可由如下方法制备，式中 X、 Ri R₂、 R₃基团定义同前。方法一：

(VI) (II)

化合物（VI) 与化合物（IX) (IX的制备参见 CN1927811 ) 溶于适宜的溶剂，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有利，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物（11)。化合物（IX) 中， Z可为氯、溴或碘 _t 方法二：

(iv-i) (X)

(Π)

化合物（IV-1 ) 与化合物（IX) 溶于适宜的溶剂，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有禾 I」，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物 ( Χ)。化合物（IX) 中， Ζ可为氯、溴或碘。

将化合物（X)与化合物（III)溶于适宜的溶剂中，例如甲苯、丙酮、 Ν,Ν-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氧六环等；加入碱类物质，如三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等对反应有禾 I」，温度为 -10°C到沸点之间反应 0.5-48小时，制得化合物（11)。

在以上所述的化合物（I) 或（Π) 制备过程中，当！^选自下述基团时：

根据起始原料和反应条件的不同，可得到氮氧键与双键上的甲基为 J ί式或反式的化合物，或同时含有不同比例的顺式和反式化合物的混合物。

部分通式（I) 和（II) 化合物的结构和物理性质见表 1和表 2。

H

表 1

化合

X Ri R₂ 物质性质

物

1 0 H CH₃ 无色油

2

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9TSZ.0/800ZN3/X3d £SIW0/0I0Z OAV 合适的输导性能对药效的发挥起着重要的作用。生物活性分子输导性能的合适性是不可预知的，需要大量的创造性劳动才能获知。

同已知的烷基酯类化合物相比，本发明的通式（I) 或（II) 烯酸酯类化合物具有意想不到的高除草活性，在较低剂量下苗前、苗后使用可有效控制单双子叶杂草。因此本发明的技术方案包括通式（I) 或（II) 化合物用于控制杂草的用途。

本发明还包括以通式（I) 或（II) 化合物作为活性组分的除草组合物。该除草组合物中活性组分的重量百分含量为 5-90%。该除草组合物中还包括农业上可接受的载体。

本发明的除草组合物可以多种制剂的形式施用。通常将本发明的化合物溶解或分散于载体中配制成制剂以便作为除草剂使用时更易于分散。例如：这些化学制剂可被制成可湿性粉剂或乳油。因此，在这些组合物中，至少加入一种液体或固体载体，并且通常需要加入适当的表面活性剂。

本发明另外的实施方案为防治杂草的方法，该方法包括将除草有效量的本发明的除草组合物施于所述杂草或所述杂草生长的场所或其生长介质的表面上。通常选择的较为适宜有效量为每公顷 10克到 1000克，优选有效量为每公顷 20克到 500克。对于某些应用，可在本发明的除草组合物中加入一种或多种其它的除草剂，由此可产生附加的优点和效果。

本发明的化合物既可以单独使用也可以和其它已知的杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂或肥料等一起混合使用。

应明确的是，在本发明的权利要求所限定的范围内，可进行各种变换和改动。

具体实施方式

下列实施例和生测试验结果可用来进一步说明本发明，但不意味着限制本发明。合成实例

实施例 1 : 化合物 4的合成

向 250 mL的单口圆底烧瓶中加入 4， 6-二甲氧基 -2-甲磺酰基嘧啶 7.00 g (0.036 mol), 水杨酸甲酯 6.00 g (0.047 mol), 碳酸钾 6.00 g (0.043 mol), Ν,Ν-二甲基甲酰胺 100 mL。温度为 110-130°C，搅拌反应 4小时后，冷却至室温，向反应液中加入乙酸乙酯 200 mL 和水 180 mL, 萃取， 1%稀盐酸 50 mL洗， 50 mL饱和碳酸氢钠洗， 3 X 50 mL饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，无水硫酸镁干燥，脱溶后得到的残余物经硅胶柱色谱（石油醚 /乙酸乙酯 =5/1 )纯化，得到 2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶氧基）苯甲酸甲酉旨 8.35 g，收率 80%。

向 150 mL的单口圆底烧瓶中依次加入 2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶氧基）苯甲酸甲酯 2.93 g (0.01 mol), 四氢呋喃 50 mL,加入氢氧化钠水溶液 50 mL( 0.4g氢氧化钠溶于 50 mL 水中），常温搅拌反应过夜。反应完全后减压蒸出四氢呋喃。向残余物中加入 200 mL乙酸乙酯，浓盐酸 2 mL， 50 mL水洗， 3 X 50 mL饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，无水硫酸镁干燥，脱溶后得 2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶氧基）苯甲酸 2.05 g，收率 74%。

向 100 mL的三口圆底烧瓶中依次加入 2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶氧基）苯甲酸 1.00 g (3.6 mmol), Ν,Ν-二甲基甲酰胺 30 mL，碳酸钾 0.50 g (3.6 mmol)，2-溴甲基丙烯酸乙酯 0.69 g (3.6 mmol)。温度为40-6(rC，搅拌反应8小时后，向反应液中加入乙酸乙酯 200 mL和水 180 mL, 萃取，用 180 mL的饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，再用无水硫酸镁干燥，脱溶后得到的残余物经硅胶柱色谱（石油醚 /乙酸乙酯 =3/1 ) 纯化，得到 2- (乙氧羰基）烯丙基 -2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶氧基）苯甲酸酯 1.05 g，收率 75%。

实施例 2: 化合物 9的合成

将二嘧啶氧基苯甲酸 0.44 g ( 1 mmol) 禾 P K₂CO₃ 0.16 g ( 1.1 mmol) 置于 150 mL反应器中，加入 10 mL N,N-二甲基甲酰胺，常温下搅拌 10分钟，滴加 2-溴甲基丙烯酸乙酯 0.17 g ( l mmol)的 Ν,Ν-二甲基甲酰胺溶液， 2小时后反应结束。残余物溶于乙酸乙酯 (150 mL), 分别用水 C100 mL)洗、 3%盐酸 (；150 mL)、饱和碳酸氢钠溶液 (；150 mL)、饱和氯化钠溶液 (150 mL)洗涤，无水硫酸镁干燥有机相，减压蒸尽溶剂，残余物用柱色谱（石油醚 / 乙酸乙酯 =3/1 ) 提纯得 0.12 g淡黄色油状物，收率 23%。

实施例 3 : 化合物 16的合成

向 100 mL的三口圆底烧瓶中依次加入 6-氯 -2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶硫基）苯甲酸 0.32 g(0.9mmol), Ν,Ν-二甲基甲酰胺 10 mL，碳酸钾 0.17g (1.2 mmol)， 4-溴丁烯酸乙酯 0.34 g (1.5 mmol)o 温度为 80°C搅拌反应 4小时后，向反应液中加入乙酸乙酯 200 mL和水 180 mL，萃取，用 200 mL的饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，再用无水硫酸镁干燥，脱溶后得到的残余物经硅胶柱色谱（石油醚 /乙酸乙酯 =3/1) 纯化，得到 4- (6-氯 -2- (4， 6-二甲氧基 -2-嘧啶硫基）苯甲酸基）丁烯酸乙酯 0.28 g，收率 71%。

实施例 4: 化合物 21的合成

将二嘧啶氧基苯甲酸 0.44 g (lmmol) 禾 P K₂C0₃0.16 g (l.l mmol) 置于 150 mL反应器中，加入 10mLN,N-二甲基甲酰胺，常温下搅拌 10分钟，滴加 4-溴丁烯酸乙酯 0.17 g (lmol)的 Ν,Ν-二甲基甲酰胺溶液， 2小时后反应结束。残余物溶于乙酸乙酯 (150 mL)，分别用水 (100 mL)洗、 3%盐酸 (150 mL)、饱和碳酸氢钠溶液 (150 mL)、饱和氯化钠溶液 (150 mL)洗涤，无水硫酸镁干燥有机相，减压蒸尽溶剂，残余物用柱色谱（乙酸乙酯：石油醚 = 1 : 3作展开剂）提纯得 0.50 g淡黄色油状物，收率 92%。

实施例 5: 化合物 22和 23的合成

(x-i)

在 50 mL的反应瓶中加入 -2-羟基 -6-(l- (甲氧基肟)乙基)苯甲酸 0.70 g (3 mmol。制备方法参见 Pestic. Sci.1997, 49, 76-84。未确定出氮氧键与双键上的甲基构型），丙酮 5 mL, 滴加 lmL的氢氧化钠溶液（含 0.13 g氢氧化钠），室温下搅拌 1小时。减压除去溶剂，残余物中加入 5mLN,N-二甲基甲酰胺，搅拌下滴加 4-溴丁烯酸乙酯 0.51 g (3 mmol) 的 2mLN,N-二甲基甲酰胺溶液。于室温下反应 2小时。向反应溶液中加入乙酸乙酯和水各 50 mL，再用 50 mL乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、碳酸氢钠溶液、饱和食盐水各 100 mL洗涤，无水硫酸镁干燥后浓缩，得到黄色油状液体。残余物柱色谱提纯（乙酸乙酯：石油醚 = 1 : 6)，得无色液体 0.36 g，收率 37%。

化合物 22 化合物 23

在 50 mL的反应瓶中加入中间体（X-1 ) 0.70 g (0.75 mmol)、 4,6-二甲氧基 -2-甲磺酸基嘧啶 0.18 g (0.75 mmol) K₂C0₃ 0.12 g (0.75 mmol)禾 P Ν,Ν-二甲基甲酰胺 10 mL，搅拌下升温至 50°C左右反应 3小时。反应完全后，向反应溶液中加入乙酸乙酯和水各 50 mL，再用 50 mL乙酸乙酯萃取，依次用水、碳酸氢钠溶液、饱和食盐水各 100 mL洗涤，无水硫酸镁干燥后浓缩，得到黄色油状液体。残余物柱色谱提纯（乙酸乙酯：石油醚 = 1 : 4)，得到两种产物：极性较小的为化合物 22，黄色油状物 0.06克，为 Z式构型，即氮氧键与双键上的甲基为反式；极性较大的为化合物 23，黄色油状物 0.13 g，为 E式构型，即氮氧键与双键上的甲基为顺式。总收率 55%。

表 1和表 2中的其他化合物可通过以上类似的方法制得。

生测实例

根据待测化合物的溶解性，原药用丙酮或二甲亚砜溶解，然后用 1%。的吐温 80溶液配制成所需浓度的待测液 50 mL, 丙酮或二甲亚砜在总溶液中的含量不超过 10%。

用履带式作物喷雾机 (英国 Engineer Research Ltd. 设计生产)进行喷雾处理（喷雾压力 1.95kg/cm²，喷液量 50ml/m²，履带速度 30cm/s，喷嘴为扇形喷嘴）。

苗前试验：将定量的杂草（苘麻、稗草、马唐）种子分别播于截面积为 100cm²的培养钵中，播后覆土 lcm，供试化合物喷雾于土壤表面，处理后置于温室，然后浇水，以 1%。的吐温 80静置自来水处理作为对照。

苗后试验，将定量的杂草（苘麻、狗尾草、马唐）种子分别播于截面积为 100cm²的培养钵中，播后覆土 lcm，在温室按常规方法培养。待杂草长至 1.5叶期，选取生长均匀 —致的试材进行苗后茎叶喷雾处理，以 1%。的吐温 80静置自来水处理作为对照。试材处理后放在干燥通风处，待药液自然风干后，置于温室内按常规方法管理，处理后 48小时内采用从底部灌水的方法，避免药液被冲刷。

处理后 4周进行目测调查，抑制率为与对照相比的各种损伤程度，包括杀死枯斑、扭曲、畸形、生长抑制或叶片灼烧等。部分测试结果见表 3-表 8。

表 3 部分通式（I) 或（II) 化合物的除草活性（苗前 /苗后，抑制率％)

表 4 部分通式（I) 或（II) 化合物的除草活性（苗后，抑制率％)

20 20 40 0

160 98 100 60

80 95 98 55

26

40 70 100 55

20 75 100 60

选取化合物 12与已知化合物 Kd (EP0223406 中的化合物 17)进行除草活性平行定，结果见表 5。

表 5 化合物 12与已知化合物的除草活性平行比较（苗后，抑制率％)

选取化合物 6与已知化合物 KC₂ (EP 0249708 中的化合物 54)进行了除草活性平行，结果见表 6。

表 6 化合物 6与已知化合物 KC₂的除草活性平行比较（苗后，抑制率％)

选取化合物 9与已知化合物 KC₃ (EP0321846 中的化合物 1 ) 进行了除草活性平行，结果见表 7。

表 7 化合物 9与已知化合物 KC₃的除草活性平行比较（苗后，抑制率％)

40 100

20 98

160 100

80 98

KC₃

40 95

20 85

选取化合物 10与已知化合物 KC₄ (EP0435170 中的化合物 9)进行了除草活性平行，结果见表 8。

表 8 化合物 10与已知化合物 KC₄的除草活性平行比较（苗后，抑制率％)

已知化合物 Kd、 KC₂、 KC₃、 KC₄的结构式如下: