6-取代丙炔氟草胺类化合物及其制备方法和应用

本发明属于化学合成与药物应用，具体涉及一种6-取代丙炔氟草胺类化合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、经过几十年普及和使用除草剂，使其给农作物等增产的同时也带来一些弊端，在环境毒理和产生抗性等问题上表现的尤为显著，除草剂不仅要能够有效的抑制或根除田间地头的杂草肆虐生长，而且还要能够保证非靶标生物和作物的安全性问题，创制新型低毒、环境友好和高效防治杂草的除草剂一直以来是人们关注的一个热点前沿话题，ppo抑制剂在动植物之间具有选择性，是一种非常理想的除草剂，具有毒性低、见效快、有效浓度低、杀草谱广、不易产生抗性、持续时间长等优点。迄今为止，大量的ppo抑制剂已被文献报道，关于其结构的开发衍生越来越受到研究人员的关注。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种6-取代丙炔氟草胺类化合物及其制备方法和应用。为了研究更绿色、更低毒的安全农药，本发明以丙炔氟草胺为先导化合物，保持丙炔氟草胺的1,4-苯并噁嗪酮骨架不变，将酰亚胺变为酰胺，并引入硫脲和单酰胺结构，进行结构衍生，设计并合成了新颖的6-取代丙炔氟草胺类化合物。

2、所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物，结构式如式(ⅰ)所示：

3、

4、式(i)中，取代基r1为取代甲酰基或取代苯硫脲基；

5、取代甲酰基的取代基为取代苯基、2-氯噻吩、噻吩、一氯甲基、环丙基、噻吩或烯丙基，取代苯基的苯环上的取代基为硝基或卤素；

6、所述取代苯硫脲基的苯环上的取代基数量为1～2个，分别选自甲基、氢、三氟甲基、卤素、c1～c3烷氧基或苯基。

7、进一步地，所述取代甲酰基的取代基为取代苯基时，所述取代苯基的苯环上的取代基为对氟、2,3,4,5,6-五氟、对硝基、对氯或间溴。

8、进一步地，所述取代苯硫脲基的苯环上的取代基为邻甲基、h、对三氟甲基、对氯、对氟、2,6-二甲基、2-ch3-5f、对甲氧基、2,3-二氯、间氟、3,4-二氟、苯基、对甲基、间甲氧基或溴。

9、所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，包括如下步骤；

10、1)以2,4-二氟硝基苯为原料，与氢氧化钠在水溶剂中反应，生成5-氟-2-硝基苯酚；

11、2)以dmf为溶剂，以5-氟-2-硝基苯酚为原料，与溴乙酸乙酯在碳酸钾存在下反应，生成如式(ⅱ)所示的化合物；

12、3)以化合物(ⅱ)为原料，与还原铁粉和冰醋酸反应，生成如式(ⅲ)所示的化合物；

13、4)以化合物(ⅲ)为原料，与浓硝酸和浓硫酸反应，生成如式(ⅳ)所示的化合物；

14、5)以dmf为溶剂，以化合物(ⅳ)为原料，与溴丙炔在碳酸铯存在下反应，生成如式(ⅴ)所示的化合物；

15、6)以乙醇为溶剂，以化合物(ⅴ)和饱和的氯化铵水溶液为原料，在铁粉存在下铁粉反应，生成如式(ⅵ)所示的化合物；

16、7)以乙醇为溶剂，以化合物(ⅵ)为原料，与二硫化碳、三乙胺反应后，再与二碳酸二叔丁酯反应，生成如式(ⅶ)所示的化合物；

17、再以乙醇为溶剂，以化合物(ⅶ)为原料，与式(ⅷ)所示的化合物反应，生成如式(ⅰ)所示的6-取代丙炔氟草胺类化合物，式(ⅰ)结构式中的取代基r1为取代苯硫脲基，该取代苯硫脲基的苯环上的取代基与式(ⅷ)中的取代基r相同；

18、8)以化合物(ⅸ)为原料，与过量的氯化亚砜加热回流反应，生成如式(ⅹ)所示的化合物；

19、然后以二氯甲烷为溶剂，以化合物(ⅹ)为原料，与式(ⅵ)所示的化合物在三乙胺存在下反应，生成如式(ⅰ)所示的6-取代丙炔氟草胺类化合物，式(ⅰ)结构式中的取代基r1为取代甲酰基，该取代甲酰基的取代基与式(ⅸ)和式(ⅹ)中的取代基r相同；

20、

21、

22、其反应过程如下：

23、

24、进一步地，步骤1)中合成5-氟-2-硝基苯酚时，反应温度为50-60℃，反应时间为6-8h，2,4-二氟硝基苯与氢氧化钠的摩尔比为1:2～4。

25、进一步地，步骤2)中合成如式(ⅱ)所示的化合物时，5-氟-2-硝基苯酚、碳酸钾和溴乙酸乙酯的物质的量之比为1:1.2-1.3：1.05-1.1。

26、进一步地，步骤3)中合成如式(ⅲ)所示的化合物时，反应时间为4-6h，反应温度为75-85℃，所述化合物(ⅱ)与还原铁粉的摩尔比为1:1.5～2.5，化合物(ⅱ)在冰醋酸中的浓度为0.45～0.5mol/l。

27、进一步地，步骤4)中合成如式(ⅳ)所示的化合物时，式(ⅲ)所示的化合物与硝酸的物质的量之比为1：1.5-4，所述浓硫酸的质量分数为75～85％，式(ⅲ)所示的化合物在浓硫酸中的浓度为0.1～0.15mol/l。

28、进一步地，步骤5)中合成如式(ⅴ)所示的化合物时，式(ⅳ)所示的化合物与溴丙炔的物质的量之比为1：1.05-1.3，式(ⅳ)所示的化合物与碳酸铯的物质的量之比为1：1.2-1.3。

29、进一步地，步骤6)中合成如式(ⅵ)所示的化合物时，式(ⅴ)所示的化合物与铁粉的物质的量之比为1：2-3，式(ⅴ)所示的化合物的物质的量与饱和的氯化铵水溶液的体积之比为1mmol:

30、(1.2～2.0)ml。

31、进一步地，步骤7)中合成如式(ⅶ)所示的化合物时，式(ⅵ)所示的化合物、二硫化碳、二碳酸二叔丁酯的物质的量之比为1：9-11：0.7-1.1。

32、进一步地，步骤7)中合成如式(ⅰ)所示的化合物时，式(ⅷ)所示的化合物与式(ⅶ)所示的化合物的物质的量之比为1：1.3-2。

33、进一步地，步骤8)中合成如式(ⅹ)所示的化合物时，式(ⅸ)所示的化合物在氯化亚砜的物质中的浓度为0.08～0.15mol/l。

34、进一步地，步骤8)中合成如式(ⅰ)所示的化合物时，式(ⅵ)所示的化合物与式(ⅹ)所示的化合物的物质的量之比为1：1.1-1.5。式(ⅵ)所示的化合物与三乙胺的物质的量之比为1:7～8。

35、上述的6-取代丙炔氟草胺类化合物在制备除草剂中的应用。

36、本发明的有益效果在于：

37、本发明所得产物的结构经核磁氢谱进行了确认，并对所得的25个目标产物进行了除草活性测试，结果表明：i-1～i-25对油菜胚根的抑制作用整体要大于对小麦茎的抑制作用。在100ppm的浓度下，其中目标化合物i-2、i-4和i-7对油菜胚根的抑制率均能达到70％以上，化合物i-11、i-18、i-23和i-24对油菜胚根的抑制率均超过80％，当浓度下调为10ppm时i-11和i-14对油菜胚根的抑制率仍然能够达到60％。

技术特征：

1.6-取代丙炔氟草胺类化合物，其特征在于结构式如式(ⅰ)所示：

2.根据权利要求1所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物，其特征在于所述取代甲酰基的取代基为取代苯基时，所述取代苯基的苯环上的取代基为对氟、2,3,4,5,6-五氟、对硝基、对氯或间溴；

3.一种如权利要求1所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤；

4.根据权利要求3所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中合成5-氟-2-硝基苯酚时，反应温度为50-60℃，反应时间为6-8h，2,4-二氟硝基苯与氢氧化钠的摩尔比为1:2～4；

5.根据权利要求3所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤3)中合成如式(ⅲ)所示的化合物时，反应时间为4-6h，反应温度为75-85℃，所述化合物(ⅱ)与还原铁粉的摩尔比为1:1.5～2.5，化合物(ⅱ)在冰醋酸中的浓度为0.45～0.5mol/l；

6.根据权利要求3所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤5)中合成如式(ⅴ)所示的化合物时，式(ⅳ)所示的化合物与溴丙炔的物质的量之比为1：1.05-1.3，式(ⅳ)所示的化合物与碳酸铯的物质的量之比为1：1.2-1.3；

7.根据权利要求3所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤7)中合成如式(ⅶ)所示的化合物时，式(ⅵ)所示的化合物、二硫化碳、二碳酸二叔丁酯的物质的量之比为1：9-11：0.9-1.1；

8.根据权利要求3所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤8)中合成如式(ⅹ)所示的化合物时，式(ⅸ)所示的化合物在氯化亚砜的物质中的浓度为0.08～0.15mol/l。

9.根据权利要求3所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤8)中合成如式(ⅰ)所示的化合物时，式(ⅵ)所示的化合物与式(ⅹ)所示的化合物的物质的量之比为1：1.1-1.5；

10.一种根据权利要求1或2所述的6-取代丙炔氟草胺类化合物在制备除草剂中的应用。

技术总结
本发明公开了6‑取代丙炔氟草胺类化合物及其制备方法和应用，所述6‑取代丙炔氟草胺类化合物，其特征在于结构式如式（Ⅰ）所示：式（I）中，取代基R1为取代甲酰基或取代苯硫脲基；取代甲酰基的取代基为取代苯基、2‑氯噻吩、噻吩、一氯甲基、环丙基、噻吩或烯丙基，取代苯基的苯环上的取代基为硝基或卤素；所述取代苯硫脲基的苯环上的取代基数量为1~2个，分别选自甲基、氢、三氟甲基、卤素、C1~C3烷氧基或苯基。本发明对所得的25个目标产物进行了除草活性测试，化合物I‑1~I‑25对油菜胚根的抑制作用整体要大于对小麦茎的抑制作用，在100 ppm的浓度下，目标化合物I‑2、I‑4和I‑7对油菜胚根的抑制率均能达到70%以上，化合物I‑11、I‑18、I‑23和I‑24对油菜胚根的抑制率均超过80%。

技术研发人员：刘幸海,梁伟,魏哲成
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12