專利名稱：具有除草活性的n－羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有除草活性的N-羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物、其制備方法及其用作除草劑的用途。
背景技術(shù)：
據(jù)文獻(xiàn)報道1，2，4，5-四取代苯及稠雜環(huán)四取代苯類化合物是一種原卟啉原氧化酶抑制劑，具有高效除草活性，國外巳有不少專利報導(dǎo)。例如EP420194、USP4640707、USP5084084、USP5127935、USP5322835、USP6323154、DE3922107、JP03,47180、USP5232898、JP62277383、EP362615等報導(dǎo)了很多稠雜環(huán)四取代苯類化合物及其復(fù)配制劑具有除草活性。其中，苯并噁嗪環(huán)上N-取代基的變化，對化合物的生物活性、選擇性及作物安全性有極大的影響。目前并未見有N-羧酸衍生物取代的苯并噁嗪環(huán)類化合物的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有除草活性的N-羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物。該類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)用結(jié)構(gòu)通式(I)表示 通式(I)中Het為 X為氫，鹵素，氰基，甲基，最優(yōu)為氟；Y為氧，NH，最優(yōu)為氧；R1為氫，鹵素，甲基，苯基，最優(yōu)為氫或甲基；R2為(C1-C4)烷基，(C1-C4)烷氧烷基，最優(yōu)為甲基或乙基；
R3，R4為相同或不同的氫，(C1-C8)烷基，苯基，鹵代苯基，最優(yōu)時R3為氫或甲基，R4為甲基或苯基；Rm為一取代或多取代、相同或不同的氫，(C1-C4)烷基，硝基，氟、氯、溴、碘等鹵素，其中m表示取代基的數(shù)目，可選1，2，3或4，最優(yōu)Rm為氫或氟。
本發(fā)明的制備方法如下當(dāng)本發(fā)明中通式(I)中Het為(II)時，化合物E1與F1的制備方法是 當(dāng)本發(fā)明中通式(I)中Het為(III)時，化合物E2與F2的制備方法是 中間體(A)可參考文獻(xiàn)US4734124描述的方法合成。
中間體(A)在適當(dāng)溶劑中，加入相應(yīng)的取代(氫化)苯酐(B1或B2)，加熱至30～150℃，攪拌反應(yīng)1～12小時得到C1或C2。其中較好的溶劑是冰乙酸；較好的摩爾比為A∶B1或B2＝1∶1.2；較佳的反應(yīng)溫度是所選溶劑回流溫度；較優(yōu)的反應(yīng)時間為3小時。
化合物(C1或C2)在適當(dāng)溶劑中加入縛酸劑和鹵代羧酸酯(D1或D2)反應(yīng)數(shù)小時得到酯類目標(biāo)化合物(E1或E2)，其中較好的溶劑是DMF，較好的縛酸劑是碳酸鉀，較好的物料配比是(C1或C2)∶鹵化物∶碳酸鉀＝1∶1∶1.2(摩爾比)，較佳的反應(yīng)溫度為25℃左右，較優(yōu)的反應(yīng)時間為8小時。
酯類目標(biāo)化合物(E1或E2)在適當(dāng)溶劑中與胺反應(yīng)得到酰胺類目標(biāo)化合物(F1或F2)，其中較好的溶劑是甲醇與乙醇，較好的物料配比是(E1或E2)∶胺＝1∶1.3(摩爾比)，較佳的反應(yīng)溫度25℃左右，較優(yōu)的反應(yīng)時間為4小時。
本發(fā)明提供部分通式(I)的化合物及物化性質(zhì)，見表1。
經(jīng)過生物篩選測定，本發(fā)明通式(I)的化合物具有非常好的除草活性，部分化合物除草活性優(yōu)于目前使用的常規(guī)除草劑，在15ga.i/ha的劑量下苗前土壤處理或7.5ga.i/ha的劑量下苗后莖葉處理時，對大部分闊葉的雜草防效≥90％，對部份單子葉雜草也有一定的防效，對玉米、小麥、花生等一種或多種作物安全。
具體實施例方式實施例12-(7-氟-6-(5-甲基-1，3-二氧異吲哚-2-基)-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)丙酸乙酯(表1中化合物E1-08)的制備。
取7-氟-6-氨基苯并噁嗪酮1.82g，溶于20mL冰乙酸中，加入1.99g 5-甲基鄰苯二甲酸酐，然后加熱回流4小時。冷卻，傾入到200mL冰水中，過濾出固體，水洗，干燥，脫溶得中間體。
三口瓶中加入2.07g無水碳酸鉀，30mLDMF，上述中間體，室溫攪拌半小然后室溫下慢慢滴加2.17g 2-溴丙酸乙酯，滴加完畢，室溫反應(yīng)5小時，傾入冰水中，用乙酸乙酯萃取，水洗，干燥，硅膠柱層析分離得到目標(biāo)化合物(E1-08)2.32g，純度94％，收率為52.5％。m.p.179.0-181.1℃。1H NMR(CDCl3，ppm)δ1.56-1.63(m，3H，OCH2CH3)，2.56(s，3H，Ph-CH3)，4.21-4.24(m，2H，OCH2CH3)，4.64(s，2H，OCH2)，4.72(s，2H，NCH2)，5.35-5.37(m，1H，CH)，6.65(d，J＝6.6Hz，1H，Ph-H)，6.92(d，J＝9.9Hz，1H，Ph-H)，7.59-7.86(m，3H，Ar-H)。
實施例22-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)乙酸乙酯(表1中化合物E2-04)的制備。
取7-氟-6-氨基苯并噁嗪酮1.82g，溶于20mL冰乙酸中，加入1.67g 3，4，5，6-四氫苯酐，然后加熱回流4小時。冷卻，傾入到200mL冰水中，過濾出固體，水洗，干燥，脫溶得中間體。
表1部分如通式(I)所示的本發(fā)明化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與熔點

三口瓶中加入2.07g無水碳酸鉀，30mL DMF和上述中間體，室溫攪拌半小時，然后室溫下慢慢滴加2.0g溴乙酸乙酯，滴加完畢，室溫反應(yīng)6小時，傾入冰水中，用乙酸乙酯萃取，水洗，干燥，硅膠柱層析分離得到目標(biāo)化合物(E2-04)1.70g，純度96％，收率為40.8％。m.p.116.0-118.3℃。1H NMR(CDCl3，ppm)δ1.26(t，J＝6.6Hz，3H，OCH2CH3)，1.82-1.85(m，4H，2×CH2)，2.41-2.45(m，4H，2×CH2)，4.22-4.25(m，2H，OCH2CH3)，4.61(s，2H，OCH2)，4.71(s，2H，NCH2)，6.61(d，J＝6.6Hz，1H，Ar-H)，6.91(d，J＝9.6Hz，1H，Ar-H)。
實施例32-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)N-甲基乙酰胺(表1中化合物F2-01)的制備。
三口瓶中加入2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)乙酸乙酯(E2-04)2.01g，30mL無水乙醇，室溫攪拌下慢慢滴加5mL(27～32％)甲胺的乙醇溶液，滴加完畢，室溫反應(yīng)8小時，析出沉淀，過濾，水洗，干燥，硅膠柱層析分離得到目標(biāo)化合物(F2-01)1.61g，純度97％，收率為80.8％。m.p.253.0-254.6℃。1H NMR(CDCl3，ppm)δ2.80(d，J＝4.8Hz，3H，NHCH3)，1.81-1.83(m，4H，2×CH2)，2.41-2.43(m，4H，2×CH2)，4.46(s，2H，OCH2)，4.72(s，2H，NCH2)，6.17(s，1H，NHCH3)，6.89(d，J＝9.9Hz，1H，Ar-H)，7.09(d，J＝6.9Hz，1H，Ar-H)。
應(yīng)用實施例1盆栽除草試驗準(zhǔn)確稱取樣品，用適宜的溶劑溶解后，加少量乳化劑，再加蒸餾水定容至10ml采用適當(dāng)噴霧機(jī)噴灑，折合單位面積藥量為7.5gai/ha和15gai/ha。在截面積64cm2的塑料盆缽中定量裝土，壓平，澆透水，選取籽粒飽滿、大小一致的雙子葉選用藜(Chenopodium album)、苘麻(Abutilon theophrasti)、凹頭莧(Amaranthusascedense)，單子葉選用馬唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloacrus-galli)、狗尾草(Setaria viridis)，分單、雙子葉植物分缽栽種，各占缽面積的1/3，覆1cm厚細(xì)土并淋水，置于溫室培養(yǎng)。待單子葉試材長至1葉1心期、雙子葉試材長至2片真葉期，用藥液進(jìn)行苗后莖葉噴霧處理，試材播種次日進(jìn)行苗前土壤處理。隨后放回溫室。15天后目測地上部生長情況，按照下式計算生長抑制率生長抑制率(％)＝100*(對照株高-處理株高)/對照株高。
表2列出了本發(fā)明的部分化合物，如E2-01、E2-02、E2-04、E2-05、E2-08等對盆栽試材植株芽前土壤處理和芽后莖葉處理的抑制效果。如表2所示，測試的5個化合物在7.5g ai/ha和15.0g ai/ha的低劑量下，芽前土壤處理或芽后莖葉處理對闊葉雜草有較好的防效，對部分單子葉雜草也有一定的防效。
表2盆栽除草試驗結(jié)果

應(yīng)用實施例2作物安全性試驗。
選取籽粒飽滿、大小一致的水稻Oryza sativsa、小麥Triticum aestivum、玉米Zea mays、高粱sorghum vulgare、大豆Glycine max、油菜Brassicacampestris、棉花Gossypium spp和花生種子，用0.1％HgCl2消毒5min，后用蒸餾水浸種12h，濾出放入小瓷盤(內(nèi)放潤濕吸水紙)中在25℃植物生長箱內(nèi)催芽24h，取大小和芽長一致的種子10粒，播于64cm2定量裝土的塑料盆缽中，覆1cm厚細(xì)土并淋水，置于溫室培養(yǎng)。待單子葉試材長至1葉1心期、雙子葉試材長至2片真葉期，用150、120、75、、30、15、7.5、1.5g ai/ha藥液進(jìn)行苗后莖葉噴霧處理，試材播種次日進(jìn)行苗前土壤處理，分別以噴霧溶劑和清水為對照，兩次重復(fù)，處理試材置于溫室培養(yǎng)，15天后觀察作物受害癥狀，目測地上部生長抑制率。生長抑制率(％)＝100(對照株高-處理株高)/對照株高，根據(jù)生長抑制率估測作物IC’10值，并結(jié)合雜草IC90值，按IC’10/IC90計算選擇性指數(shù)(Z)，安全性等級標(biāo)準(zhǔn)AZ≥4；B2≤Z＜4；C1≤Z＜2，DZ＜1，B級以上可視為安全。本發(fā)明的化合物如E2-05、E2-08等對作物的安全性實驗結(jié)果見表3。
如表3可見化合物E2-05在15g ai/ha的劑量下土壤處理對水稻、小麥、玉米、棉花、大豆等作物安全，在7.5g ai/ha的劑量下莖葉處理對小麥、玉米安全?；衔顴2-08在37.5g ai/ha的劑量下土壤處理對小麥、花生等作物安全，在15g ai/ha的劑量下莖葉處理對小麥安全。
表3作物安全性實驗結(jié)果

注/表示未測試。
權(quán)利要求
1.N-羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物，其特征在于具有通式(I)的結(jié)構(gòu) 其中Het為 X為氫，鹵素，氰基，甲基，最優(yōu)為氟；Y為氧，NH，最優(yōu)為氧；R1為氫，鹵素，甲基，苯基，最優(yōu)為氫或甲基；R2為(C1-C4)烷基，(C1-C4)烷氧烷基，最優(yōu)為甲基或乙基；R3，R4為相同或不同的氫，(C1-C8)烷基，苯基，鹵代苯基，最優(yōu)時R3為氫或甲基，R4為甲基或苯基；Rm為一取代或多取代、相同或不同的氫，(C1-C4)烷基，硝基，鹵素，其中m表示取代基的數(shù)目，可選1，2，3或4，最優(yōu)Rm為氫或氟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N-羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物，其特征化合物為2-(7-氟-6-(5-甲基-1，3-二氧異吲哚-2-基)-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)丙酸乙酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)乙酸甲酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)丙酸甲酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)乙酸乙酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)丙酸乙酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)苯基乙酸乙酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-2-甲基-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)乙酸甲酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-2-甲基-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)丙酸甲酯2-(6-(1，3-二氧-4，5，6，7-四氫-1H-異吲哚-2(3H)-基)-7-氟-3-氧-2，3-二氫苯并[b][1，4]噁嗪-4-基)-N-甲基乙酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的N-羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物，其特征在于在較低的用量下，對大多數(shù)闊葉雜草和部分單子葉雜草具有優(yōu)良的除草活性，并對玉米、小麥、花生等作物安全。
全文摘要
一種通式(I)所示的N－羧酸衍生物取代的苯并噁嗪類化合物2(見圖)。本發(fā)明化合物具有優(yōu)良除草活性，在15g ai/ha的劑量下苗前土壤處理或7.5gai/ha的劑量下苗后莖葉處理時，對大部分闊葉的雜草防效≥90％，對部分單子葉雜草也有一定的防效，對玉米、小麥、花生等一種或多種作物安全。
文檔編號A01N43/84GK1884267SQ20051003172
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者黃明智, 任葉果, 雷滿香, 柳愛平, 歐曉明, 黃路, 任競, 胡禮, 侯仲軻, 王曉光 申請人:湖南化工研究院