含双酰肼的芳氧苯氧丙酸类衍生物的合成与生物活性

2017-10-16杨子辉

现代农药 2017年5期

关键词：甲酰氧基中间体

杨子辉，田昊，张莉

（山东金华海生物开发有限公司，济南 251400）

含双酰肼的芳氧苯氧丙酸类衍生物的合成与生物活性

杨子辉，田昊*，张莉

（山东金华海生物开发有限公司，济南 251400）

以喹禾灵等芳氧苯氧羧酸类除草剂的结构为基础，合成了3个含双酰肼的芳氧苯氧丙酸类衍生物，其化学结构经1H NMR和高分辨质谱确证。初步除草活性表明，在150 g/hm2有效成分用量下，其中2个新化合物对单子叶杂草看麦娘、棒头草等具有较好的抑制活性，抑制率达到80%。

芳氧苯氧丙酸类；双酰肼结构；新化合物；合成；除草活性

Abstract:Three novel 2-(4-aryloxyphenoxy)propionic derivatives containing diacylhydrazine group were synthesized based on the structure of aryloxyphenoxypropionic herbicides such as quizalofop-ethyl.Their structures were confirmed by1H NMR,HRMS.The preliminarybioassayresults showed that the two title compounds 5a,5c had some herbicidal activities at the dosage of 150 g/hm2,the herbicidal activities were more than 80%on Alopecurus aequalis and Polypogon fugax.

Key words:aryloxyphenoxypropionic;diacylhydrazine;new compound;synthesis;herbicidal activity

芳氧苯氧丙酸类除草剂为乙酰辅酶A羧化酶抑制剂，用于防除一年生和多年生禾本科杂草。自20世纪70年代第1个芳氧苯氧丙酸类除草剂禾草灵上市之后，目前已有多个商品化品种，包括炔草酯、唑禾草灵、氟吡甲禾灵、吡氟禾草灵、喹禾灵、氰氟草酯、唑酰草胺等[1]。2008年唑酰草胺（metamifop）上市之后，该类除草剂无新品种上市，也未见相关品种处于研发管道。

双酰肼类化合物具有广泛的生物活性。近年来已有文献报道，含双酰肼的化合物具有除草活性。贡云芸[2]报道了含苯氧乙酸的双酰肼结构化合物A。该化合物在有效成分150 g/hm2用量下对反枝苋的抑制率为80.0%，且其对双子叶杂草防效明显优于对单子叶杂草防效。本文以精喹禾灵（B）为先导化合物，将双酰肼基团引入芳氧苯氧丙酸类分子结构中，合成了3个含双酰肼结构的新型芳氧苯氧丙酸类衍生物，并进行盆栽法除草活性测试。图1为目标化合物设计思路。

图1 目标化合物设计思路

1 实验部分

1.1 仪器

ZF-2型三用紫外仪，上海安亭电子仪器厂；RE-52C型旋转蒸发仪、SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；RY-1G型熔点仪，天津天光光学仪器有限公司；BRUKER 400 MHz核磁共振仪（CDCl3为溶剂，TMS为内标）；Agilent 1100 Series型高效液相色谱-质谱联用系统（EI），美国Agilent公司；薄层层析硅胶板，烟台江友硅胶开发有限公司。

1.2 试剂

2,6-二氯喹喔啉，山东金华海生物开发有限公司制；(R)-(+)-2-(4-羟基苯氧)丙酸（98%）、2,6-二氯吡啶，阿拉丁试剂有限公司；苯甲酸、苯乙酸，天津希恩思生化科技有限公司；水合肼、二氯亚砜，济南市化学试剂有限公司。其他溶剂和试剂均为市售分析纯或化学纯。

1.3 实验步骤

中间体1和中间体2参考文献[3]中方法合成。中间体1以2,6-二氯喹喔啉、(R)-(+)-2-(4-羟基苯氧)丙酸等为原料，经缩合、酰氯化制得中间体1。中间体2以2,6-二氯吡啶、(R)-(+)-2-(4-羟基苯氧)丙酸为原料，制备过程同中间体1。所制中间体直接用于下一步。

目标化合物的合成路径见图2。

图2 目标化合物的合成路线

1.3.1 苯甲酰肼（中间体3）的制备

将12.2 g（0.1 mol）苯甲酸和120 mL无水乙醇加入反应瓶中，滴入催化量的浓硫酸，回流反应3.0 h。冷却，脱溶除去乙醇，向残留物中加入80 mL水合肼，升温至回流，反应2.0 h。冷却，静置析出浅棕色固体，抽滤，乙醇重结晶得白色苯甲酰肼粉末，熔点112～115℃，收率80.0%。

1.3.2 苯乙酰肼（中间体4）的制备

将13.6 g（0.1 mol）苯乙酸和120 mL无水乙醇加入反应瓶中，滴入催化量的浓硫酸，回流反应5.0 h。冷却，脱溶除去乙醇，向残留物中加入90 mL水合肼，升温至回流，反应3.0 h。冷却，静置析出浅棕色固体，抽滤，乙醇重结晶得苯乙酰肼粉末，熔点116～118℃，收率75.0%。

1.3.3 (R)-N-[2-[4-[(6-氯喹喔啉-2-基)氧基]苯氧基]丙酰基]苯甲酰肼（化合物5a）的制备

将0.136 g（1.0 mmol）苯甲酰肼（中间体3）溶于30 mL二氯甲烷，搅拌10 min后加入0.10 g（1.0 mmol）三乙胺、催化量的4-二甲氨基吡啶（DMAP），冰浴条件下滴加含1.2 mmol(R)-2-[4-[(6-氯喹喔啉-2-基)氧基]苯氧基]丙酰氯（中间体1）的二氯甲烷溶液（10 mL），约20 min滴完，室温反应2.5 h。反应完毕后，有机层先用稀盐酸洗涤1次，饱和食盐水洗涤3次，再用无水Na2SO4干燥。脱溶，粗品经乙醇-水重结晶得棕色固体(R)-N-[2-[4-[(6-氯喹喔啉-2-基)氧基]苯氧基]丙酰基]苯甲酰肼（化合物5a）。熔点131～133℃，收率70.3%。[α]D20=＋36.50°（c=1，CH2Cl2）。

1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：8.69(s,1H,喹喔啉 3-H),8.04(s,1H,喹喔啉5-H),7.67(d,J=8.9 Hz,1H,喹喔啉8-H),7.56(dd,J1=8.9 Hz,J2=2.3 Hz,1H,喹喔啉7-H),7.20-7.53(m,5H,C6H5),7.13(d,J=9.0 Hz,2H,C6H4),6.95(d,J=9.0 Hz,2H,C6H4),4.79 (t,J=6.8 Hz,1H,CHCH3),1.65 (d,J=6.8 Hz,3H,CH3)。

MS（m/z）：462.109 0（计算值）；462.109 5（M+）。

1.3.4 (R)-N-[2-[4-[(6-氯吡啶-2-基)氧基]苯氧基]丙酰基]苯甲酰肼（化合物5b）的制备

将0.136 g（1.0 mmol）苯甲酰肼（中间体3）、0.10 g（1.0 mmol）三乙胺、催化量的4-二甲氨基吡啶（DMAP）、20 mL二氯甲烷加入反应瓶中，冰浴条件下滴加1.2 mmol(R)-2-[4-[(6-氯吡啶-2-基)氧基]苯氧基]丙酰氯（中间体2）的二氯甲烷溶液（10 mL），约35 min滴完，室温反应4.0 h。反应完毕后，有机层分别用稀盐酸、饱和食盐水洗涤，干燥，脱溶。粗品经柱层析（V石油醚∶V乙酸乙酯=7∶1～5∶1），得浅棕色固体(R)-N-[2-[4-[(6-氯吡啶-2-基)氧基]苯氧基]丙酰基]苯甲酰肼。熔点70～72℃，收率80.1%。[α]D20=＋34.33°（c=1，CH2Cl2）。

1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：7.98(d,J=2.2 Hz,1H,pyridine-H),7.51-7.93(m,5H,C6H5),7.31-7.43(m,2H,pyridine-H),7.21(d,J=9.0 Hz,2H,C6H4),7.04(d,J=9.0 Hz,2H,C6H4),4.86(t,J=6.8 Hz,1H,CHCH3),1.65(d,J=6.8 Hz,3H,CH3)。

MS（m/z）：411.098 3（计算值）；411.098 6（M＋）。

1.3.5 (R)-N-[2-[4-[(6-氯喹喔啉-2-基)氧基]苯氧基]丙酰基]苯乙酰肼（化合物5c）的制备

将0.15 g（1.0 mmol）苯乙酰肼（中间体4）溶于35 mL 二氯甲烷，搅拌10 min后加入0.10 g（1.0 mmol）三乙胺、催化量的4-二基氨基吡啶（DMAP），冰浴条件下滴加含1.2 mmol 2-[4-[(6-氯喹喔啉-2-基)氧基]苯氧基]丙酰氯（中间体1）的10 mL二氯甲烷溶液，约30 min滴完，室温反应3.0 h。反应完毕，有机层用稀盐酸洗涤1次，饱和食盐水洗涤3次，再用Na2SO4干燥，脱溶，粗品经乙醇-水重结晶得白色固体(R)-N-[2-[4-[(6-氯喹喔啉-2-基)氧基]苯氧]丙酰基]苯乙酰肼。熔点123～125℃，收率76.3%。[α]D20=＋35.50°（c=1，CH2Cl2）。

1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：8.71(s,1H,喹喔啉3-H),8.06(s,1H,喹喔啉5-H),7.69(d,J=8.9 Hz,1H,喹喔啉8-H),7.57 (dd,J1=8.9 Hz,J2=2.3 Hz,1H,喹喔啉7-H),7.30-7.58(m,5H,C6H5),7.10(d,J=9.0 Hz,2H,C6H4),6.93(d,J=9.0 Hz,2H,C6H4),4.79(t,J=6.8 Hz,1H,CHCH3),3.88(s,2H,COCH2),1.65(d,J=6.8 Hz,3H,CH3)。

MS（m/z）：476.124 8（计算值）；476.125 1（M＋）。

2 除草活性测试

2.1 室内活性测试

用分析天平（0.000 1 g）称取一定质量的新化合物原药，用DMF配制质量分数为2%的母液，然后用1%吐温80蒸馏水稀释备用。试验药剂有效成分用量为150 g/hm2。

取内径7.5 cm花盆，装复合土（菜园土＋育苗基质，体积比1∶2）至3/4处，均匀撒播芥菜、小藜、酸模、看麦娘、棒头草和早熟禾等6种杂草种子（出芽率≥85%），覆土0.2 cm，待杂草长至3叶期左右备用。采用自动喷雾塔（型号3WPSH-700E）施药，待杂草叶面药液晾干后移入温室培养，30 d后调查结果[4]。试验结果见表1。