三氟羧草醚类似物的合成及除草活性

赵卓然, 李佳康, 李占斌, 陈 雨, 黄玉乾,李文琪, 姬志勤,2, 魏少鹏*,,2

(1. 西北农林科技大学 植物保护学院，陕西 杨凌 712100；2. 陕西省植物源农药研究与开发重点实验室，陕西 杨凌 712100)

前期研究发现，N-(4-氟苄基)-2-甲氧基苯甲酰胺 (A27，图式1) 具有较好的除草活性，且表现为典型的白化症状，初步作用机制研究表明，该化合物主要作用于类胡萝卜素生物合成途径[1]。在后续先导结构优化过程中，本课题组通过在2-甲氧基的对位引入芳基醚衍生物，使得先导化合物具有类似于氟吡酰草胺[2](图式1) 的二苯醚亚结构，以期有效提高先导化合物的除草活性。然而，令人遗憾的是设计合成的目标化合物 (化合物I-00，图式1) 的除草活性并没有预期的高，而是明显降低甚至消失。文献调研发现，当化合物I-00 的2-甲氧基被2-硝基取代后，其结构与商品化除草剂三氟羧草醚，即5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸类似 (图式1)[3]。三氟羧草醚是二苯醚类触杀型除草剂，对阔叶杂草防效优异，但对单子叶杂草防效较差[4-5]。为了发现新的高活性化合物，并进一步明确该类化合物结构与活性的关系，本研究分别以2,5-二羟基苯甲酸甲酯及三氟羧草醚为初始原料，设计合成了20 个新的三氟羧草醚类似物 ，合成路线分别见图式2 和图式3，取代基结构见表1，通过核磁共振氢谱、碳谱对其结构进行了表征，并采用小杯法和室内盆栽法测定了目标化合物的除草活性。

表1 目标化合物中取代基R 的结构Table 1 The structural formulas of target compounds

图式1 化合物A27、I-00、氟吡酰草胺和三氟羧草醚的化学结构式Scheme 1 The structural formulas of A27, I-00, picolinafen and acifluorfen

图式2 目标化合物I-01～I-06 的合成路线Scheme 2 The synthetic routes of target compounds I-01 to I-06

图式3 目标化合物II-01～II-10 和III-01～III-04 的合成路线Scheme 3 The synthetic routes of target compounds II-01 to II-10 and III-01 to III-04

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

W P R 熔点仪，上海精科仪器有限公司；Bruker RPX500MHz 核磁共振波谱仪，德国布鲁克公司。LC-30A + TripleTOF5600 + 型高分辨离子淌度液质联用仪，新加坡AB SCIEX 公司。

柱层析硅胶 (200～300 目，筛孔径0.045～0.075 mm) 和薄层层析硅胶 (GF254型)，青岛海洋化工厂；所用试剂和溶剂均为分析纯。2,5-二羟基苯甲酸甲酯 (纯度98%，阿拉丁)，购于中华试剂网。

对照药剂：三氟羧草醚 (acifluorfen) 原药 (纯度74.30%)，购于湖北信康医药化工有限公司。

1.2 化合物的合成

1.2.1 化合物I-01～I-06 的合成 参照文献[6]方法合成2-甲氧基-5-羟基苯甲酸。随后，在100 mL茄形瓶中依次加入1.682 g 2-甲氧基-5-羟基苯甲酸(10 mmol)、4.147 g 碳酸钾 (30 mmol) 和20.0 mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)，室温搅拌15 min后，缓慢加入卤代试剂 (20 mmol)，升温至120 ℃回流反应12 h，过滤，用200 mL 水稀释，并用2.0 mol/L 的盐酸调节溶液pH 值为3，50 mL 乙酸乙酯萃取3 次。合并有机相，用50 mL 饱和氯化钠水溶液洗涤3 次，无水硫酸钠干燥，浓缩。将1.0 mmol 所得产物、0.382 g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐 (EDC) (2.0 mmol)、0.061 g 4-二甲氨基吡啶 (DMAP) (0.5 mmol)、0.303 g 三乙胺 (3.0 mmol) 和10 mL 干燥的二氯甲烷加入到100 mL 茄形瓶中，室温搅拌下逐滴加入溶于3.0 mL二氯甲烷的1.2 mmol 的取代胺、醇或酚，室温下继续搅拌3.0 h。向反应液中加入5.0 mL 2 mol/L的盐酸溶液终止反应，有机相依次用20 mL 饱和氯化钠水溶液洗涤3 次，无水硫酸钠干燥，浓缩。采用硅胶柱层析(V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=5 : 1)纯化，分别得化合物I-01～I-06。

1.2.2 目标化合物II-01～II-10 的合成 在100 mL茄形瓶中依次加入0.361 g 三氟羧草醚 (acifluorfen,1.0 mmol)、0.382 g EDC (2.0 mmol)、0.061 g DMAP(0.5 mmol)、0.303 g 三乙胺 (3.0 mmol) 和10.0 mL干燥的二氯甲烷，室温搅拌下逐滴加入溶于3.0 mL二氯甲烷的1.0 mmol 4-氟苄胺或取代2-氨基苯并噻唑，室温下继续搅拌3.0 h，向反应液中加入5.0 mL 2 mol /L 的盐酸溶液终止反应，有机相依次用20 mL 饱和氯化钠水溶液洗涤3 次，无水硫酸钠干燥，浓缩。采用硅胶柱层析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=3 : 1) 纯化，分别得化合物II-01～II-10。

1.2.3 目标化合物III-01～III-04 的合成 参照文献方法[7]，在50 mL 茄形瓶中，加入10.0 mL 质量分数为 38%的浓盐酸和3.0 mmol 取代2-氨基苯并噻唑，在 –5 ℃冰盐浴及搅拌下缓慢滴加1.5 mL 27% 的亚硝酸钠水溶液，反应2.0 h 后升温至45 ℃，继续搅拌直至无气泡冒出。用饱和碳酸氢钠溶液稀释，并用15 mL 乙酸乙酯萃取3 次，有机相依次用20 mL 饱和氯化钠水溶液洗涤3 次，无水硫酸钠干燥，浓缩即得取代的2-羟基苯并噻唑。取代2-羟基苯并噻唑与三氟羧草醚的缩合反应方法同1.2.1 节。称取0.361 g 三氟羧草醚 (1.0 mmol)，0.382 g EDC (2.0 mmol)，0.061 g DMAP(0.5 mmol)，0.303 g 三乙胺 (3.0 mmol)和10.0 mL干燥的二氯甲烷加入到100 mL 茄形瓶中，室温搅拌下逐滴加入溶于3.0 mL 二氯甲烷的1.2 mmol 取代2-羟基苯并噻唑，室温继续搅拌3.0 h，向反应液中加入5.0 mL 2 mol/L 的盐酸溶液终止反应。有机相依次用20 mL 饱和氯化钠水溶液洗涤3 次，无水硫酸钠干燥，浓缩，硅胶柱层析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=10 : 1) 纯化，得化合物III-01～III-04。

1.3 除草活性测定

稗草Echinochloa crusgalli、马唐Digitaria sanguinalis、狗尾草Setaria viridis、苘麻Abutilon theophrasti、马齿苋Portulaca oleracea、反枝苋Amaranthus retroflexus和野油菜Brassica juncea种子，于2020—2021 年采自西北农林科技大学农场。

准确称取供试化合物和三氟羧草醚 (精确至0.0001 g)，分别用二甲基亚砜 (DMSO) 溶解，配制成10 mg/mL 的母液，再用体积分数为0.1%的吐温-80 水溶液将母液依次稀释为质量浓度分别为20、15、10、5.0、2.5、1.0、0.5、0.25、0.1和0.05 μg/mL 的药液供试。

1.3.1 小杯法 参考文献方法[8]，将大小均匀的杂草种子用无菌水冲洗，放入培养皿中保湿，置于(27±2) ℃恒温培养箱中催芽36 h。在小杯底部放入一张滤纸，同时加入3.0 mL 系列农药供试药液，植入10 粒长势相近的杂草种子，用保鲜膜封口，并在保鲜膜上留3～5 个小通风口。每处理重复3 次。以三氟羧草醚为阳性对照，以含0.5%DMSO和0.1% 吐温-80 的水溶液为空白对照。置于27 ℃恒温光照培养箱中昼夜交替(12 h L/12 h D)培养120 h，分别测量根长和苗长，按公式 (1)计算抑制率。

式中：G，根(苗)长抑制率，%；LC，对照杂草根(苗)长度，cm；LT，处理杂草根(苗)长度，cm。

1.3.2 室内盆栽法 参照文献[9]，以二甲苯为溶剂，非离子表面活性剂 (OP-15) 和阴离子表面活性剂 (DBS-Ca) 为乳化剂，将供试化合物配制成质量分数为10%的乳油，用水稀释至适当浓度后进行喷施处理。以三氟羧草醚为阳性对照，DMSO 水溶液为空白对照。在直径10.0 cm、高8.0 cm 的营养钵中放入过筛后的田园土壤 (4/5 高度)，将营养钵放入托盘中，在托盘中加水，使土壤完全润湿。目标杂草种子经过无菌水冲洗后，选取籽粒饱满、均一的杂草种子进行播种，稗草、马唐、狗尾草种分别播撒20 粒，马齿苋和反枝苋播撒30 粒，苘麻播撒10 粒。播种后，在表面均匀覆盖约1.0 cm 厚的过筛田园土。

1) 土壤处理。 播种24 h 后，将供试乳油药液按有效成分300 g/hm2的剂量均匀喷施土壤，喷液量为450 L/hm2，每处理3 次重复[10]。在 (27 ± 2) ℃温室条件下培养。于施药后21 d 剪取地上部分测定鲜重，按公式 (2) 计算鲜重防效。

2) 茎叶喷雾处理。 将上述盆栽置于 (27 ± 2) ℃的温室中培养，待杂草长至3～4 叶期后将供试药液按照有效成分100 和50 g/hm2的剂量均匀喷施到杂草叶片上[11-12]。每处理3 次重复。于施药后21 d 剪取地上部分并测定鲜重，按 (2) 式计算鲜重防效。

式中：E，鲜重防效，%；MC，对照杂草地上部分鲜重，g；MT，处理杂草地上部分鲜重，g。

2 结果与分析

2.1 化合物的合成及结构表征

分别以2,5-二羟基苯甲酸甲酯和三氟羧草醚为起始原料，设计合成了20 个新的三氟羧草醚类似物，目标化合物的理化性质及核磁数据如下：

N-(4-氟苄基)-2-甲氧基-5-(5-三氟甲基-2-吡啶氧基)苯甲酰胺 (I-01)：白色固体，m.p. 91.7～92.3 ℃，产率55%.1H NMR(500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.40 (s, 1H), 8.23 (s,1H), 8.03 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 7.89 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.33 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.31 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.27 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.06～6.99 (m, 4H), 4.63 (d,J= 5.5 Hz, 2H), 3.95 (s,3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 165.9, 164.4,162.2 (d,J= 245.4 Hz), 155.0, 147.2, 145.5 (q,J= 4.4 Hz),136.8 (q,J= 4.4 Hz), 134.6 (d,J= 3.3 Hz), 129.3 (d,J= 8.1 Hz, 2C), 125.9, 125.5, 124.9 (q,J= 269.0 Hz), 122.9, 121.9 (q,J= 33.7 Hz), 115.6 (d,J= 21.4 Hz, 2C), 112.8, 111.5, 56.6,43.3. HRMS: C21H17F4N2O3[M + H]+，计算值：421.1175，实测值：421.1141.

N-异丁基-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酰胺 (I-02)：无色晶体，m.p. 95.5～96.3 ℃，产率68%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.96 (s, 1H), 7.89 (d,J=3.0 Hz, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.39 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.15 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.01 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 3.99 (s, 3H), 3.29 (t,J= 6.5 Hz, 2H), 1.89 (dt,J=13.5, 6.5 Hz, 1H), 0.98 (d,J= 7.0 Hz, 6H).13C NMR(125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.2, 156.4, 154.5, 149.4, 128.2(q,J= 3.8 Hz), 126.1 (q,J= 33.3 Hz), 125.2 (q,J= 3.8 Hz),125.1, 123.7, 123.6, 123.2, 120.8 (q,J= 272.6 Hz), 118.4,113.2, 56.7, 47.4, 28.6, 20.3 (2C). HRMS: C19H20ClF3NO3[M + H]+，计算值：402.1084，实测值：402.1054.

N-异丙基-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酰胺 (I-03)：无色晶体，m.p. 97.0～98.0 ℃，产率72%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.88 (d,J= 3.0 Hz 1H),7.73 (s, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.39 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.15 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 4.25 (dt,J= 7.0 Hz, 1H), 3.97 (s, 3H), 1.25 (d,J=6.5 Hz, 6H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 163.2,156.4, 154.5, 149.5, 128.2 (q,J= 3.8 Hz), 126.1 (q,J= 33.8 Hz), 125.2 (q,J= 3.8 Hz), 125.1, 123.8, 123.7, 123.1, 120.8(q,J= 272.6 Hz), 118.4, 113.3, 56.7, 41.8, 22.9 (2C). HRMS:C18H18ClF3NO3[M + H]+，计算值：388.0927，实测值：388.0888.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酸-4-氟苯基酯 (I-04): 无色油状，产率56%.1H NMR (500 MHz,Chloroform-d),δ: 7.72 (s, 1H), 7.44 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.27(dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.17 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.15 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.08 (d,J= 9.0 Hz, 2H), 6.91 (d,J= 8.5 Hz, 2H),6.75 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 3.96 (s, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 163.6, 160.5 (d,J= 244.4 Hz), 157.2, 156.5,148.0, 146.6, 128.4 (q,J= 3.8 Hz), 126.2 (q,J= 33.8 Hz),126.0, 125.3 (q,J= 3.8 Hz), 123.6, 123.3 (d,J= 8.5 Hz, 2C),118.9 (q,J= 272.6 Hz), 117.7, 116.3, 116.2 (d,J= 23.9 Hz,2C), 115.9, 114.0, 56.7. HRMS: C21H14ClF4O4[M + H]+，计算值：441.0517，实测值：441.0475.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酸异丙酯 (I-05)：无色晶体，m.p. 69.3～70.1 ℃，产率69%.1H NMR(500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.72 (s, 1H), 7.48 (d,J= 3.0 Hz,1H), 7.41 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.15 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H),7.00 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.85 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 5.23 (p,J=6.5 Hz, 1H), 3.92 (s, 3H), 1.34 (d,J= 6.5 Hz, 6H).13C NMR(125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.9, 156.8, 156.5, 148.0, 128.3(q,J= 3.8 Hz), 126.0 (q,J= 33.8 Hz), 125.2 (q,J= 3.8 Hz),124.8, 124.5, 123.0, 122.8, 121.0 (q,J= 272.6 Hz), 117.6,114.1, 68.9, 56.8, 22.0 (2C). HRMS: C18H16ClF3O4Na [M +Na]+，计算值：411.0587，实测值：411.0570.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酸-1-(乙氧基羰基)-乙酯 (I-06): 无色油状，产率62%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.73 (s, 1H), 7.63 (d,J= 3.0 Hz, 1H),7.41 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.19 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.02(d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.86 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 5.29 (q,J= 7.0 Hz, 1H), 4.22 (q,J= 7.0 Hz, 2H), 3.92 (s, 3H), 1.58 (d,J= 7.0 Hz, 3H), 1.27 (t,J= 7.0 Hz, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 165.6, 156.5, 156.4, 147.9, 128.2 (q,J= 3.5 Hz), 126.0 (q,J= 33.5 Hz), 125.1 (q,J= 3.5 Hz), 124.8,124.7, 123.4, 123.0, 121.4, 119.2 (q,J= 272.6 Hz), 117.6,113.8, 69.3, 56.6, 52.3, 17.0, 14.1. HRMS: C20H18ClF3O6Na[M + Na]+，计算值：469.0642，实测值：469.0637.

N-(4-氟苄基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-01)：白色固体，m.p. 135.1～136.0 ℃，产率91%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.05 (d,J= 9.0 Hz,1H), 7.79 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.60 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz, 1H),7.31 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.29 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.24 (d,J=8.5 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.98 (d,J= 8.5 Hz, 1H),6.98 (s, 1H), 6.94 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.42 (t,J= 5.5 Hz,1H), 4.50 (d,J= 5.5 Hz, 2H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 165.8, 162.5 (d,J= 246.3 Hz), 160.6, 152.8,141.1, 135.6, 133.2 (d,J= 3.6 Hz), 129.9 (d,J= 8.2 Hz, 2C),129.3 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.6 Hz), 127.6, 127.5,126.0 (q,J= 3.4 Hz), 124.1 (q,J= 272.6 Hz), 122.8, 117.6, 117.0,115.7 (d,J= 21.6 Hz, 2C), 43.7. HRMS: C21H13ClF4N2O4Na [M + Na]+,计算值：491.0398，实测值：491.0394.

N-苯并噻唑-2-基-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-02)：黄色固体，m.p. 107.5～108.3 ℃，产率85%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.86 (d,J= 9.5 Hz, 1H), 7.82 (dd,J= 8.0, 1.5 Hz, 1H), 7.77 (d,J= 2.0 Hz,1H), 7.57 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.29 (td,J= 8.0, 1.0 Hz,1H), 7.22 (td,J= 7.5, 1.5 Hz, 1H), 7.01 (d,J= 3.0 Hz, 1H),7.00 (d,J= 3.5 Hz, 1H), 6.98 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 6.88 (dd,J=9.0, 3.0 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ:164.3, 160.9, 160.3, 152.3, 147.0, 141.2, 133.3, 131.7, 129.7(q,J= 33.7 Hz), 129.0 (q,J= 3.5 Hz), 127.8, 127.5, 126.5,126.1 (q,J= 3.8 Hz), 124.5, 123.0 (q,J= 272.6 Hz), 123.0,121.8, 119.7, 118.7, 116.3. HRMS: C21H12ClF3N3O4S [M +H]+，计算值：494.0189，实测值：494.0168.

N-(4-甲基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-03)：黄色固体，m.p. 204.3～205.4 ℃，产率77%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.85 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.66 (d,J= 8.0 Hz, 1H),7.58 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz, 1H), 7.21 (t,J= 7.7 Hz, 1H), 7.17 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.15 (d,J= 8.0 Hz 1H), 7.05 (d,J= 2.5 Hz,1H), 6.81 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 2.35 (s, 3H).13C NMR(125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.1, 160.7, 158.6, 152.5,146.4, 140.5, 133.2, 131.8, 130.4, 129.7 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.8 Hz), 127.6, 127.2 (d,J= 2.0 Hz), 126.0 (q,J= 3.8 Hz),124.6, 122.9, 122.3 (q,J= 268.7 Hz), 121.4, 119.2, 118.4,116.4, 17.8. HRMS: C22H14ClF3N3O4S [M + H]+，计算值：508.0346，实测值：508.0306.

N-(4-甲氧基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-04)：黄色固体，m.p. 128.8～129.2 ℃，产率63%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.76 (d,J=9.5 Hz, 1H), 7.73 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.54 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz,1H), 7.39 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.22 (t,J= 8.0 Hz, 1H), 7.07 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 6.98 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.74 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.68 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 3.68 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ:164.3, 160.3, 159.0, 152.7, 151.7,141.1, 137.2, 133.5, 133.3, 129.3 (q,J= 33.7 Hz), 128.8 (q,J= 3.8 Hz), 127.4, 126.9, 126.0 (q,J= 3.8 Hz), 125.4, 123.0(q,J= 272.5 Hz), 122.5, 118.2, 117.1, 113.6, 107.1, 55.7.HRMS: C22H14ClF3N3O5S [M + H]+，计算值：524.0295，实测值：524.0279.

N-(4-氯苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-05)：白色固体，m.p. 222.4～223.0 ℃，产率67%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 11.97 (s, 1H),7.84 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.75 (d,J=8.0 Hz, 1H), 7.59 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.31 (d,J= 8.0 Hz,1H), 7.24 (t,J= 8.0 Hz, 1H), 7.15 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.04 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 6.85 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.4, 160.8, 160.4, 152.5, 144.7,140.9, 133.5, 133.0, 129.7 (q,J= 33.7 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 127.8, 127.3, 126.6, 126.1 (q,J= 3.7 Hz), 125.6, 125.1,123.0 (q,J= 272.9 Hz), 122.9, 120.3, 118.6, 116.7. HRMS:C21H11Cl2F3N3O4S [M + H]+，计算值：527.9799，实测值：527.9760

N-(6-甲基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-06): 黄色固体，m.p. 228.7～229.4 ℃，产率75%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.88 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.76 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.59 (d,J= 1.5 Hz, 1H),7.55 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.01～6.99 (m, 2H), 6.95 (d,J=8.5 Hz, 1H), 6.90 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.80 (d,J= 8.5 Hz,1H), 2.45 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ:164.2, 160.8, 159.5, 152.4, 144.9, 141.3, 134.6, 133.4, 131.9,129.6 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.7 Hz), 128.0, 127.8,127.5, 126.1 (q,J= 3.7 Hz), 123.0 (q,J= 272.5 Hz), 123.0,121.5, 119.2, 118.7, 116.3, 21.6. HRMS: C22H14ClF3N3O4S[M + H]+，计算值：508.0346，实测值：508.0311.

N-(6-甲氧基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-07)：黄色固体，m.p. 210.4～211.1℃，产率79%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.96 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.58 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.29 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.07 (d,J= 8.5 Hz, 1H),7.04 – 7.01 (m, 2H), 6.98 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.86 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 3.87 (s, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 164.0, 160.9, 158.0, 157.3, 152.4, 141.3,133.3, 133.1, 129.8 (q,J= 33.2 Hz), 129.0 (q,J= 3.8 Hz),127.8, 127.6, 126.1 (q,J= 3.7 Hz), 123.1, 123.0, 122.0 (q,J=272.6 Hz), 120.4, 118.7, 116.4, 115.8, 104.3, 56.0. HRMS:C22H14ClF3N3O5S [M + H]+，计算值：524.0295，实测值：524.0278.

N-(6-乙氧基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-08)：黄色固体，m.p. 168.2～169.0 ℃，产率66%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.86 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.75 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.55 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz,1H), 7.24 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 6.94 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.90 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.77 (dd,J=9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.75 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 4.06 (q,J= 7.0 Hz,2H), 1.45 (t,J= 7.0 Hz, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 164.1, 160.8, 158.2, 156.5, 152.3, 141.3,141.0, 133.3, 133.0, 129.7 (q,J= 33.8 Hz), 128.9 (q,J= 3.8 Hz), 127.8, 127.5, 126.1 (q,J= 3.8 Hz), 123.0, 122.9 (q,J=270.9 Hz), 120.2, 118.7, 116.4, 116.1, 105.0, 64.4, 14.9.HRMS: C23H16ClF3N3O5S [M + H]+，计算值：538.0451，实测值：538.0410.

N-(6-氯苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-09)：黄色固体，m.p. 205.7～206.2 ℃，产率73%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.85 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.76～7.71 (m, 2H), 7.56 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.12(dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.98 (d,J=2.5 Hz, 1H), 6.88 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.81 (d,J= 8.5 Hz,1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.2, 161.0,160.3, 152.1, 145.6, 141.0, 133.1, 132.9, 130.2, 130.1 (q,J=33.7 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 127.8, 127.6, 127.2, 126.2 (q,J= 3.7 Hz), 123.9 (q,J= 271.3 Hz), 123.2, 121.4, 120.5,118.6, 116.3. HRMS: C21H11Cl2F3N3O4S [M + H]+，计算值：527.9799，实测值：527.9811.

N-(6-溴苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-10)：黄色固体，m.p. 201.3～202.2 ℃，产率84%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.97～7.89 (m,2H), 7.79 (s, 1H), 7.60 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.34 (dd,J= 8.5,2.0 Hz, 1H), 7.07 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.03 (d,J= 3.0 Hz, 1H),6.95 (dd,J= 9.5, 2.5 Hz, 1H), 6.91 (d,J= 8.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.1, 161.0, 160.1, 152.3,146.2, 141.1, 133.7, 133.0, 130.1 (q,J= 33.7 Hz), 130.0, 129.1(q,J= 3.5 Hz), 127.9, 127.6, 126.2 (q,J= 3.5 Hz), 124.3,123.1, 123.0 (q,J= 272.6 Hz), 121.1, 118.7, 117.6, 116.4.HRMS: C21H11BrClF3N3O4S [M + H]+，计算值571.9294，实测值：571.9275.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(苯并噻唑-2-基)酯 (III-01): 无色油状，产率82%.1H NMR (500 MHz,Chloroform-d),δ: 8.53 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 8.29 (d,J= 9.0 Hz,1H), 7.80 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.61 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz, 1H),7.45～7.41 (m, 2H), 7.35 (t,J= 7.7 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.10 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.93 (d,J= 3.0 Hz,1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 170.4, 164.7,161.4, 153.0, 140.1, 135.5, 134.3, 129.4 (q,J= 33.8 Hz), 128.9(q,J= 3.6 Hz), 127.7, 127.6, 127.2, 126.4, 125.9 (q,J= 3.6 Hz), 123.1 (q,J= 272.6 Hz), 122.6, 122.4, 122.0, 118.0, 117.9,115.5. HRMS: C21H10ClF3N2O5SNa [M + Na]+，计算值516.9849，实测值：516.9827.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-甲基苯并噻唑-2-基)酯 (III-02): 黄色油状，产率35%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.92 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.77 (d,J=2.0 Hz, 1H), 7.58 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 2.5 Hz,1H), 7.03～7.00 (m, 2H), 6.94 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.82 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 3.87 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 170.6, 164.5, 161.3,136.6, 135.6, 132.0, 131.0, 129.4 (q,J= 34.3 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 128.4, 127.7, 127.2, 125.9 (q,J= 3.7 Hz), 123.1(q,J= 271.3 Hz), 122.6, 122.5, 121.8, 117.9, 117.7, 115.6,115.5, 29.9. HRMS: C22H12ClF3N2O5SNa [M + Na]+，计算值：531.0005，实测值：530.9998.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-氯苯并噻唑-2-基)酯 (III-03)：黄色固体，m.p. 119.6～120 ℃，产率59%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.46 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 8.28 (d,J= 9.5 Hz, 1H), 7.80 (d,J= 2.0 Hz, 1H),7.61 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.42 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.38(dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.10 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.94 (d,J= 2.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 169.6, 164.5, 161.4, 152.9, 140.0,135.1, 132.7, 132.0, 129.6 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.7 Hz), 127.8, 127.7, 127.2, 125.9 (q,J= 3.7 Hz), 123.5, 123.1(q,J= 272.6 Hz), 122.7, 122.2, 118.9, 118.0, 115.5. HRMS:C21H9Cl2F3N2O5SNa [M + Na]+，计算值：550.9459，实测值：550.9443.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-溴苯并噻唑-2-基)酯 (III-04)：黄色固体，m.p. 144.7～148.3 ℃，产率61%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.40 (d,J=9.0 Hz, 1H), 8.28 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.80 (d,J= 2.0 Hz, 1H),7.61 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.57 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.54(dd,J= 9.0, 2.0 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.10 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.94 (d,J= 2.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 169.5, 164.5, 161.5, 152.9, 140.1,135.1, 133.2, 130.7, 129.5 (q,J= 34.0 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 127.7, 127.3, 126.0 (q,J= 3.7 Hz), 125.0, 123.8, 123.1(q,J= 271.3 Hz), 122.7, 119.4, 119.2, 118.0, 115.5. HRMS:C21H9BrClF3N2O5SNa [M + Na]+，计算值：594.8954，实测值：594.8929.

2.2 除草活性

测定结果 (表2) 表明，在5.0 μg/mL 质量浓度下，所有化合物对供试杂草茎生长的抑制活性明显高于对根生长的抑制活性。化合物I-01～I-06 均表现出微弱的除草活性；II-01、II-02、II-04、II-06、II-08 和II-10 对供试阔叶杂草马齿苋和野油菜有较强的抑制活性，但对单子叶杂草稗草和马唐活性较差 (除II-01 对马唐活性较好外)，其余II 系列化合物对单子叶杂草和阔叶杂草均未表现出明显的除草活性；化合物III-01～III-04 中，III-01 除稗草外，对其余杂草均表现除出明显除草活性，III-02 和III-04 对供试的阔叶杂草和单子叶杂草均表现出强烈的除草活性，III-03 仅对阔叶杂草有明显抑制作用。

表2 目标化合物在5.0 μg/mL 下的除草活性 (小杯法)Table 2 Herbicidal activities of target compounds at 5.0 μg/mL (petri dish assay)

毒力测定结果 (表3) 表明：化合物II-01、III-01、III-02 和III-04 对马唐茎和根的抑制活性明显高于对照药剂三氟羧草醚；化合物III-02 和III-04 对稗草茎和根的活性明显高于三氟羧草醚 ；化合物II-01、III-01 和III-03 对稗草的活性较对照药剂差；化合物III-03 对马唐的活性较对照药剂差；所有供试化合物对马齿苋和野油菜的除草活性与对照药剂三氟羧草醚基本接近。

表3 部分化合物对四种供试杂草的EC50 值Table 3 EC50 value of selected compounds against four tested weeds

室内盆栽试验结果 (表4) 表明，目标化合物没有土壤处理活性，不适合作为土壤处理剂使用。茎叶喷雾处理结果表明，在100 g/hm2剂量下，化合物III-02 对供试的单子叶杂草稗草、马唐和狗尾草的防治效果分别为88.7%、92.8%和87.5%，均优于商品化除草剂三氟羧草醚。50 g/hm2剂量下，III-02 对阔叶杂草马齿苋、反枝苋和苘麻的防治效果均为100%。

表4 部分化合物苗后处理的除草活性Table 4 Post-emergence herbicidal activity of selected compounds

初步构效关系表明，2-硝基苯甲酰衍生物的除草活性明显优于其2-甲氧基衍生物，如化合物II-01 (2-硝基)在5.0 μg/mL 下对马唐、马齿苋和野油菜根茎生长的抑制率均在85%以上；而同等浓度下，化合物I-01 的抑制率不足35%。比较化合物II-02 与III-01、II-06 和III-02、II-09 和III-03 及II-10 和III-04 的除草活性，不难发现三氟羧草醚苯甲酸酯衍生物对单子叶杂草的除草活性明显高于苯甲酰胺，如化合物II-06 对稗草和马唐根茎生长的抑制率不足25%，而化合物III-02 对稗草和马唐根茎生长的抑制率大于70%。

3 结论

本研究以2,5-二羟基苯甲酸甲酯和三氟羧草醚为原料，设计合成了20 个未见文献报道的三氟羧草醚类似物，采用小杯法和室内盆栽法测定了目标化合物的除草活性。结果表明，化合物III-02[5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-甲基苯并噻唑-2-基)酯] 对供试多种杂草具有显著的除草活性，对单子叶杂草的除草活性明显优于对照药剂三氟羧草醚。本研究的初衷是通过结构修饰提高先导化合物的除草活性和杀草谱，虽然合成成本有所增加，但部分化合物的除草活性和杀草谱明显提高，尤其是化合物III-02 对单子叶杂草稗草、马唐和狗尾草在50 和100 g/hm2的剂量下，苗后除草活性在0.05 水平上均显著优于三氟羧草醚，这也表明通过结构修饰，提高先导化合物的除草活性和杀草谱是可行的。尽管本研究在室内较为系统地评价了III-02 的除草活性，但鉴于供试杂草的种类有限，还不足以充分评价III-02 的除草活性和杀草谱。此外，该化合物田间防效及作物安全性也尚需后续深入研究。