本發(fā)明涉及7-芳氧乙酰氧基香豆素類化合物及其在農(nóng)藥上的應(yīng)用，屬于除草劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，研發(fā)高效、低毒、低殘留和對(duì)環(huán)境友好的農(nóng)藥新品種不僅是保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，而且也是保障生態(tài)環(huán)境安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全以及農(nóng)業(yè)貿(mào)易安全的一個(gè)重要方面。以天然產(chǎn)物為先導(dǎo)化合物，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和優(yōu)化，設(shè)計(jì)、合成并篩選出高活性的化合物是發(fā)現(xiàn)新型、安全、高效農(nóng)藥品種的有效手段。
香豆素最早由豆科植物香豆中提取而得，其結(jié)構(gòu)可看作是鄰羥基肉桂酸的內(nèi)酯，具有芳香氣味。大部分香豆素在C-7位上有含氧基團(tuán)，因此可以認(rèn)為7-羥基香豆素是香豆素類化合物的母體。目前，7-羥基香豆素的活性研究主要有抗腫瘤、抗氧化等，在農(nóng)用除草活性方面的報(bào)道較少。本發(fā)明對(duì)7-羥基香豆素進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，合成了新型的7-芳氧乙酰氧基香豆素類化合物，是一種具有優(yōu)異除草活性的化合物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是7-芳氧乙酰氧基香豆素類化合物(I)的合成及其在農(nóng)藥上的應(yīng)用。生物活性測定結(jié)果表明，化合物I具有很高的除草活性。本發(fā)明是下述通式(I)化合物：
其中，R1：烷基、鹵代烷基；R2：烷基。
本發(fā)明化合物(I)的合成路線如下：
7-羥基香豆素類化合物(A)的合成：
其中，R1：烷基、鹵代烷基；R2：烷基。
酰氯(B)的合成：
7-芳氧乙酰氧基香豆素類化合物(I)的合成：
本發(fā)明的合成路線敘述如下：7-芳氧乙酰氧基香豆素類化合物的合成方法按照下述步驟進(jìn)行：
步驟1、將含有不同取代基的間苯二酚加入到盛有濃硫酸的反應(yīng)瓶中，攪拌溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加乙酰乙酸酯類化合物，滴畢，冰水浴冷卻下反應(yīng)1h；于室溫反應(yīng)24h；劇烈攪拌下倒入冰水混合物中，有黃色沉淀生成，抽濾，濾餅用無水乙醇重結(jié)晶得淡黃色針狀固體，即7-羥基香豆素類化合物(A)；
步驟2、2,4-二氯苯氧乙酸與草酰氯溶于CH2Cl2溶劑中，滴加N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室溫反應(yīng)2h制得酰氯(B)；
步驟3、在含有7-羥基香豆素類化合物和酰氯的有機(jī)溶劑中，一定溫度下，加入催化劑，反應(yīng)一段時(shí)間后，重結(jié)晶即得7-芳氧乙酰氧基香豆素類化合物。
步驟1中，所述含有不同取代基的間苯二酚與乙酰乙酸酯類化合物的摩爾比為1:1；步驟2中，所述的2,4-二氯苯氧乙酸、草酰氯與N,N-二甲基甲酰胺的用量比為3mmol:9mmol:10μL；步驟3中，所述含有7-羥基香豆素類化合物和酰氯的摩爾比為1:1～1:2，所述有機(jī)溶劑為自苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、乙醇、甲醇中的一種，所述一定溫度為0℃至有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)溫度，所述催化劑為無水碳酸鉀、哌啶、吡啶、無水碳酸鈉、碳酸氫鈉、三乙胺、氫氧化鈉、甲醇鈉、乙醇鈉中的一種，所述重結(jié)晶所用的溶劑為二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、DMF等中的至少一種，所述反應(yīng)時(shí)間為0.5～5h。
本發(fā)明的通式(I)的化合物具有除草活性，尤其對(duì)雙子葉雜草具有高活性。
本發(fā)明還包括以通式(I)化合物為活性組分的除草組合物。該除草組合物中活性組分的重量百分含量在0.1-99％之間。該除草組合物中還包括農(nóng)業(yè)上可接受的載體。
本發(fā)明另外的實(shí)施方案為防治雜草的方法，該方法包括將本發(fā)明的除草組合物施于所述的雜草或所述雜草的場所或所述雜草的生長介質(zhì)的表面上。通常選擇的較為適宜有效量為每公頃10克到1500克，優(yōu)選有效量為每公頃20克到750克。
本發(fā)明的化合物可以制劑的形式施用到土壤或葉面上。這種化合物通常溶解于載體中或配制成制劑以便作為除草劑使用時(shí)更易于分散。例如：這些化學(xué)制劑可被制成可濕粉或乳油。在這些組合物中，至少加入一種液體或固體載體，并且當(dāng)需要時(shí)，可以摻入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?/p>
對(duì)于某些應(yīng)用，可在本發(fā)明的除草組合物中加入一種或多種其它的除草劑，由此可產(chǎn)生附加的優(yōu)點(diǎn)和效果。
本發(fā)明的化合物既可以單獨(dú)使用也可以和其它已知的殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、植物生長調(diào)節(jié)劑或肥料等一起混合使用。
應(yīng)明確的是，在本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變換和改動(dòng)。
有益效果：
本發(fā)明提供了一類新型的香豆素類化合物(I)的制備方法。
本發(fā)明的化合物(I)具有很高的除草活性，與其它的香豆素類化合物相比，除草活性有了很大的提高。本發(fā)明的化合物(I)對(duì)供試雜草如雙子葉雜草油菜有很高的防效。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性的特點(diǎn)可從下述的實(shí)施例得以體現(xiàn)，但它不應(yīng)視為是對(duì)本發(fā)明作任何限制。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：7-羥基-4,5-二甲基香豆素(A1)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
5-甲基間二苯酚0.62g(5mmol)和濃硫酸8.0mL，攪拌使其溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加乙酰乙酸乙酯0.65mL(5mmol)，滴畢，冰水浴冷卻下反應(yīng)1h；于室溫反應(yīng)24h。劇烈攪拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽濾，濾餅用無水乙醇重結(jié)晶，得7-羥基-4,5-二甲基香豆素(A1)0.74g，白色粉末，收率78.2％，mp:251～253℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.28(s,3H,CH3),2.54(s,3H,CH3),5.93～6.11(m,1H,H-6),6.52～6.69(m,1H,H-8),10.53(s,1H,OH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:160.3,156.9,155.3,155.0,143.2,112.4,112.3,108.2,101.0,23.9,21.6.Anal.Calcd for C11H10O3:C 69.46,H 5.30；found C 69.58,H 5.07。
實(shí)施例2：7-羥基-4-氯甲基-5-甲基香豆素(A2)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
5-甲基間二苯酚0.62g(5mmol)和濃硫酸8.0mL，攪拌使其溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加4-氯甲基乙酰乙酸乙酯0.68mL(5mmol)，滴畢，冰水浴冷卻下反應(yīng)1h；于室溫反應(yīng)24h。劇烈攪拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽濾，濾餅用無水乙醇重結(jié)晶，得7-羥基-4-氯甲基-5-甲基香豆素(A2)0.90g，白色粉末，收率80.3％，mp:275～277℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.29(s,3H,CH3),5.08(s,2H,CH2),6.41(s,1H,H-3),6.55～6.62(m,1H,H-6),6.64～6.70(m,1H,H-8),10.92(s,1H,OH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:160.2,156.1,155.3,152.2,143.9,112.6,112.5,108.4,104.8,45.5,21.6.Anal.Calcd for C11H9ClO3:C 58.81,H 4.04；found C 58.93,H 4.32。
實(shí)施例3：7-羥基-4-三氟甲基-5-甲基香豆素(A3)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
5-甲基間二苯酚0.62g(5mmol)和濃硫酸8.0mL，攪拌使其溶解，冰水浴冷卻下緩慢滴加4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯0.73mL(5mmol)，滴畢，冰水浴冷卻下反應(yīng)1h；于室溫反應(yīng)24h。劇烈攪拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽濾，濾餅用無水乙醇重結(jié)晶，得7-羥基-4-三氟甲基-5-甲基香豆素(A3)0.95g，白色粉末，收率77.9％,mp:255～256℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.51(s,3H,CH3),4.16(s,1H,OH),6.64～6.71(m,1H,H-3),6.73～6.81(m,2H,H-6,H-8)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:161.3,158.9,158.0,145.1,137.3,118.6,113.0,105.8,102.4,22.3,21.6.Anal.Calcd for C11H7F3O3:C 54.11,H 2.89；found C 54.25,H 2.68。
實(shí)施例4：2,4-二氯苯氧乙酰氯(B)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將2,4-二氯苯氧乙酸(6.63g,30.0mmol)加入到干燥的CH2Cl2(100mL)中，再加入100μL干燥的DMF，然后向上述混合液中分批加入草酰氯(7.68mL,90.0mmol)，室溫?cái)嚢?h，除去溶劑，直接用于下一步反應(yīng)。
實(shí)施例5：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4,5-二甲基香豆素(I1)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
將A1(0.19g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后將干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室溫?cái)嚢?.5h，TLC檢測反應(yīng)完全，減壓除去溶劑，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，過濾、用蒸餾水和少量乙醇洗滌至pH＝7，過濾，濾餅用乙酸乙酯和二氯甲烷重結(jié)晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4,5-二甲基香豆素(I1)0.32g，收率81.2％，mp:269～270℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.29(s,3H,CH3),2.46(s,3H,CH3),5.03(s,2H,CH2),6.31(s,1H,H-3),6.74～6.03(m,1H,H-5),6.97～7.19(m,1H,H-6),7.16～7.32(m,1H,ArH),7.33～7.66(m,2H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.2,160.5,152.6,152.2,150.7,130.6,127.8,127.7,124.7,122.4,119.3,118.2,117.7,115.2,115.2,114.6,66.5,18.9,9.2.Anal.Calcd for C19H14Cl2O5:C 58.03,H 3.59；found C 58.24,H 3.35。
實(shí)施例6：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-氯-5-甲基香豆素(I2)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
將A2(0.22g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后將干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室溫?cái)嚢?.5h，TLC檢測反應(yīng)完全，減壓除去溶劑，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，過濾、用蒸餾水和少量乙醇洗滌至pH＝7，過濾，濾餅用乙酸乙酯和二氯甲烷重結(jié)晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-氯-5-甲基香豆素(I2)0.35g，收率82.4％，mp:309～310℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.47(s,3H,CH3),4.82(s,2H,CH2),5.04(s,2H,CH2),6.49(s,1H,H-3),6.94～7.01(m,2H,H-6,H-8),7.08～7.18(m,1H,ArH),7.24～7.29(m,1H,ArH),7.41～7.49(m,1H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:165.8,159.4,155.1,152.0,148.1,145.8,143.5,130.7,127.9,127.8,124.5,120.3,117.3,116.0,115.1,108.4,67.0,44.9,21.6.Anal.Calcd for C19H13Cl3O5:C 53.36,H 3.06；found C 53.25,H 3.28。
實(shí)施例7：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-三氟甲基-5-甲基香豆素(I3)的制備：
結(jié)構(gòu)式為：
將A3(0.24g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后將干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室溫?cái)嚢?.5h，TLC檢測反應(yīng)完全，減壓除去溶劑，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，過濾、用蒸餾水和少量乙醇洗滌至pH＝7，過濾，濾餅用乙酸乙酯和二氯甲烷重結(jié)晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-三氟甲基-5-甲基香豆素(I3)0.36g，收率79.9％，mp:268～269℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.49(s,3H,CH3),5.00(s,2H,CH2),6.90(s,J＝9.6Hz,1H,H-3),6.91～6.96(m,1H,H-6),7.00(d,J＝0.2Hz,1H,H-8),7.16～7.22(m,1H,ArH),7.22～7.26(m,1H,ArH),7.42～7.48(m,1H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.3,155.3,152.2,144.9,144.5,130.6,127.9,127.8,127.7,124.8,121.3,117.6,117.6,116.3,115.5,105.4,77.8,66.3,21.6.Anal.Calcd for C19H11Cl2F3O5:C 51.03,H 2.48；found C 52.81,H 2.68。
實(shí)施例8：除草活性的初篩測定：
采用油菜平皿法和稗草小杯法對(duì)通式I中的化合物進(jìn)行初步的除草活性測試。
油菜平皿法：在直徑6cm的培養(yǎng)皿中鋪好一張直徑5.6cm的濾紙，加入2mL一定濃度的供試化合物溶液，以蒸餾水處理的為對(duì)照。然后在每個(gè)培養(yǎng)皿中播種侵泡4～6h的油菜種子15粒，28±1℃下，黑暗培養(yǎng)65h后測定胚根長度。與對(duì)照比較，測得其對(duì)油菜胚根長的抑制百分?jǐn)?shù)。結(jié)果見表1。
稗草小杯法：在50mL燒杯底部鋪滿一層大小一致的玻璃球，然后放一張與杯底大小一致的濾紙，分別加入各待測樣品，以蒸餾水處理的為對(duì)照。在每個(gè)培養(yǎng)皿中播種10粒已萌發(fā)的稗草種子，然后將小杯放置在28±1℃光照條件下培養(yǎng)65h，測定稗草株高，與對(duì)照比較，測得其對(duì)稗草株高的抑制百分?jǐn)?shù)。結(jié)果見表1。
表1通式I中化合物的除草活性(抑制率％)