取代苯氧乙酸類化合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)藥化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及取代苯氧乙酸類化合物及其制備方法與應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 苯氧乙酸類化合物具有良好生物活性，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域。在農(nóng) 業(yè)上，苯氧乙酸類化合物主要用做植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和除草劑，其中代表性的除草劑為 2,4-0(2,4-二氯苯氧乙酸）和二甲四氯（2-甲基-4-氯苯氧乙酸）。2,4-0、二甲四氯防除 禾谷類作物中的雜草具有選擇性好、適用時(shí)期廣、效果好等優(yōu)點(diǎn)，但是2, 4-D及二甲四氯在 使用過程中的用量大、易飄移、水溶性強(qiáng)易污染水環(huán)境等缺點(diǎn)極大地限制了其使用，抗性雜 草（如野薺菜等）的出現(xiàn)，使得這類除草劑面臨更加嚴(yán)峻的形勢(shì)。因此，尋找結(jié)構(gòu)新穎、高 活性、安全性高的苯氧乙酸類除草化合物將具有較好的應(yīng)用前景。目前，化學(xué)農(nóng)藥開發(fā)的一 個(gè)重要途徑是在活性母體化合物上進(jìn)行功能化結(jié)構(gòu)改造。專利（CN1250435A)以苯氧乙酸 類化合物為母體，通過結(jié)構(gòu)改造，制備了一系列苯氧乙酸類衍生物并用于除草。本發(fā)明以 2, 4-D及二甲四氯為母體化合物，通過?；坝H核取代反應(yīng)制備了一系列取代苯氧乙酸類 衍生物并用于田間除草。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有苯氧乙酸類除草劑在使用過程中的用量大、易飄移、水溶性強(qiáng)易污 染水環(huán)境等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)新穎、作用速度快、用量低的苯氧乙酸類化合物及 其制備方法。
[0004] 本發(fā)明所提供的取代苯氧乙酸類化合物，其結(jié)構(gòu)式如式I所示：
[0006] 式I中，X為甲基或氯，Y為氧或硫，
[0007] R為下述基團(tuán)：
[0009] 其中，表示連接端；&和1?2分別獨(dú)立地選自下述任意一種：H ;取代或未取代的 C1-C18烷基，如甲基、乙基；取代或未取代的C3-C18環(huán)烷基、取代或未取代的C2-C18烯基、 取代或未取代的C3-C18環(huán)烯基、取代或未取代的C2-C18炔基、取代或未取代的含氮、氧、硫 C1-C18烷基、取代或未取代的含氮、氧、硫C3-C18環(huán)烷基、取代或未取代的芳基、取代或未 取代的雜環(huán)。
[0010] 具體地，R為
[0011] 所述取代苯氧乙酸類化合物具體可為表1中的任意一種：
[0012] 表1部分化合物結(jié)構(gòu)
[0013]
[0014] 上述取代苯氧乙酸類化合物是按照包括下述步驟的方法制備得到的：
[0015] 1)在N，N-二甲基甲酰胺催化下，將式II所示的取代苯氧乙酸與二氯亞砜進(jìn)行酰 化反應(yīng)，得到取代苯氧乙酰氯；
[0017] 式II中，X為氯或甲基；
[0018] 2)將親核試劑、堿加入到溶劑中，在冰浴條件下加入所述取代苯氧乙酰氯，使得所 述親核試劑與所述取代苯氧乙酰氯進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到含有取代苯氧乙酸類化合物的 體系。
[0019] 上述方法步驟1)中，二氯亞砜相對(duì)于式II所示的取代苯氧乙酸過量。
[0020] N，N-二甲基甲酰胺為催化量。
[0021] 所述反應(yīng)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，所述有機(jī)溶劑選自下述至少一種：四氫呋喃、乙腈、 丙酮、丁酮、環(huán)己烷、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氧六環(huán)、甲基萘、二 甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲?；鶈徇蚇-乙?；鶈徇?。
[0022] 所述?；磻?yīng)在回流條件下進(jìn)行，所述?；磻?yīng)的時(shí)間為3-6小時(shí)。
[0023] 上述方法步驟2)中，所述親核試劑為下述任意一種：
[0025] 其中，Y為氧或硫；
[0026] 札和1?2分別獨(dú)立地選自下述任意一種：H;取代或未取代的C1-C18烷基，如甲 基、乙基；取代或未取代的C3-C18環(huán)烷基、取代或未取代的C2-C18烯基、取代或未取代的 C3-C18環(huán)烯基、取代或未取代的C2-C18炔基、取代或未取代的含氮、氧、硫C1-C18烷基、取 代或未取代的含氮、氧、硫C3-C18環(huán)烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜環(huán)。
[0027] 所述堿為下述至少一種：氫氧化鈉（鉀）、碳酸鈉（鉀）、碳酸氫鈉（鉀）、醋酸鈉 (鉀）、三乙胺、三正丙胺、N，N-二異丙基乙胺和吡啶。
[0028] 所述親核試劑與堿、取代苯氧乙酰氯的摩爾比為1. 0 : (2. 0-8. 0) : (0. 8-3. 0)。
[0029] 所述溶劑選自下述至少一種：四氫呋喃、乙腈、丙酮、丁酮、環(huán)己烷、二甲基甲酰胺、 二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氧六環(huán)、甲基萘、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰 基嗎啉和N-乙?；鶈徇?br>[0030] 所述親核取代反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，所述親核取代反應(yīng)的時(shí)間為3-12小時(shí)。
[0031] 上述方法還包括從所述含有取代苯氧乙酸類化合物的體系中分離得到取代苯氧 乙酸類化合物的操作，所述操作為：將所述含有取代苯氧乙酸類化合物的體系減壓脫溶，萃 取，堿水洗油層，水洗油層至中性，脫溶，重結(jié)晶，即可。
[0032] 上述取代苯氧乙酸類化合物在防除雜草中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033] 所述雜草可為果園雜草和/或禾谷類作物中的雜草。
[0034] 上述應(yīng)用中，所述雜草為闊葉雜草，如地膚、藜、刺兒菜等。
[0035] 本發(fā)明提供的取代苯氧乙酸類化合物，其結(jié)構(gòu)新穎，具有活性高、作用迅速、選擇 性強(qiáng)等等諸多優(yōu)點(diǎn)。該類化合物制備工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，反應(yīng)歷程較短。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0037] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；下述實(shí)施例中所 用的試劑、材料等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0038] 下面以化合物C1-C8為例，闡明本發(fā)明所提供的式I所示取代苯氧乙酸類化合物 的制備方法。
[0039] 實(shí)施例1、化合物C1的制備
[0040] (1)2, 4-二氯苯氧乙酰氯的制備：向配有磁力攪拌、溫度計(jì)、干燥管、尾氣吸收及 回流裝置的25〇1111四口瓶中加入0.1111〇12,4-二氯苯氧乙酸，2〇11111'冊(cè)，4〇1111二氯亞砜及 10滴N，N-二甲基甲酰胺，攪拌溶解后升溫至回流，反應(yīng)5h后減壓蒸出溶劑及剩余的二氯亞 砜，得淡黃色液體狀2, 4-二氯苯氧乙酰氯，產(chǎn)物用于下步反應(yīng)。
[0041] (2)化合物C1的制備：將0· Olmol麥芽酚、0· 03mol碳酸鈉加入到50ml乙腈中，在 冰浴條件下緩慢滴加20ml 0. 02mol上述制備的2, 4-二氯苯氧乙酰氯的THF溶液，滴加結(jié) 束后，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，液相色譜監(jiān)測(cè)至反應(yīng)終點(diǎn)，用時(shí)7h，減壓脫溶，剩余物質(zhì)用二氯甲烷溶 解，飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌并萃取，取油層，水洗至中性，脫溶，甲醇重結(jié)晶，產(chǎn)率79%。
[0042] 核磁數(shù)據(jù)：? NMR(300. 13MHz ;CDCl3;Me 4Si) δ ppm = 2. 47 (s, 3H, CH3)，4. 67 (s, 2H， CH2), 6. 44 (d, J = 5. 22Hz, 1H, CH), 6. 74 (d, J = 8. 27Hz, 1H, CH), 7. 11 (dd, J1>2= 2. 55Hz, J1'3=8. 34Hz, 1H, CH), 7. 33 (d, J = 2. 51Hz, 1H, CH), 7. 71 (d, J = 5. 47Hz, 1H, CH).
[0043] 實(shí)施例2、化合物C2的制備
[0044] (1)2,4-二氯苯氧乙酰氯的制備：向配有磁力攪拌、溫度計(jì)、干燥管、尾氣吸收及 回流裝置的250ml四口瓶中加入0. lmol 2, 4-二氯苯氧乙酸，20ml二氧六環(huán)，40ml二氯亞 砜及10滴N，N-二甲基甲酰胺，攪拌溶解后升溫至回流，反應(yīng)6h后減壓蒸出溶劑及剩余的 二氯亞砜，得黃色液體狀2, 4-二氯苯氧乙酰氯，產(chǎn)物用于下步反應(yīng)。
[0045] (2)化合物C2的制備：將0· Olmol乙基麥芽酚、0· 05mol吡啶加入到50ml N-甲基 吡咯烷酮中，在冰浴條件下緩慢滴加20ml 0. 015mol上述制備的2, 4-二氯苯氧乙酰氯的乙 腈溶液，滴加結(jié)束后，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，液相色譜監(jiān)測(cè)至反應(yīng)終點(diǎn)，用時(shí)9h，減壓脫溶，剩余物 質(zhì)用環(huán)己烷溶解，0. 5mol/L氫氧化鉀水溶液洗滌并萃取，取油層，水洗至中性，脫溶，甲醇重 結(jié)晶，產(chǎn)率77%。
[0046] 核磁數(shù)據(jù) JH NMR(300. 13MHz ;CDCl3;Me 4Si) δ ppm = 1. 19 (t, J = 7. 58Hz, 3H, CH3), 2. 71 (q, J = 7. 58Hz, 2H, CH2), 4. 67 (s, 2H, CH2) , 6. 45 (d, J = 5. 48Hz, 1H, CH), 6. 75 (d, J = 8. 80Hz, 1H, CH) , 7. 11 (dd, J1>2= 2. 57Hz, J 1,3 = 8. 36Hz, 1H, CH), 7. 33 (d, J = 2. 51Hz, 1H, CH), 7. 71 (d, J = 5. 47Hz, 1H, CH).
[0047] 實(shí)施例3、化合物C3的制備
[0048] (1)2, 4-二氯苯氧乙酰氯的制備：向配有磁力攪拌、溫度計(jì)、干燥管、尾氣吸收及 回流裝置的250ml四口瓶中加入0. lmol 2, 4-二氯苯氧乙酸，20ml甲基萘，40ml二氯亞砜 及10滴N，N-二甲基甲酰胺，攪拌溶解后升溫至回流，反應(yīng)3h后減壓蒸出溶劑及剩余的二 氯亞砜，得黃色液體狀2, 4-二氯苯氧乙酰氯，產(chǎn)物用于下步反應(yīng)。
[0049] (2)化合物C3的制備：將0· Olmol R-(+)-2-(4-羥基苯氧基）丙酸、0· 08mol三 正丙胺加入到50ml丙酮中，在冰浴條件下緩慢滴加20ml 0. 03mol上述制備的2, 4-二氯苯 氧乙酰氯的二氯甲烷溶液，滴加結(jié)束后，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，液相色譜監(jiān)測(cè)至反應(yīng)終點(diǎn)，用時(shí)4h， 減壓脫溶，剩余物質(zhì)用氯仿溶解，飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌并萃取，取油層，水洗至中性，脫 溶，氯仿重結(jié)晶，產(chǎn)率73%。
[0050] 核磁數(shù)據(jù) JH NMR(300. 13MHz ;CDCl3;Me 4Si) δ ppm = 1. 54(d, J = 6. 52, 3H, CH3), 4. 63 (q, J = 6. 52, 1H, CH), 4. 83 (s, 2H, CH2), 6. 76-6. 84 (m, 3H, CH), 6. 91-6. 9 7(m, 2H, CH),7. 13 (dd, J1>2= 2. 52Hz, J1>3= 8. 66Hz, 1H, CH), 7. 34(d, J = 2. 32, 1H, CH), 12. 53-13. 11 (s, 1H, C00H).
[0051] 實(shí)施例4、化合物C4的制備
[0052] (1)2, 4-二氯苯氧乙酰氯的制備：向配有磁力攪拌、溫度計(jì)、干燥管、尾氣吸收及 回流裝置的250ml四口瓶中加入0. lmol 2, 4-二氯苯氧乙酸，20ml乙腈，40ml二氯亞砜及 10滴N，N-二甲基甲酰胺，攪拌溶解后升溫至回流，反應(yīng)4h后減壓蒸出溶劑及剩余的二氯亞 砜，得淡黃色液體狀2, 4-二氯苯氧乙酰氯，產(chǎn)物用于下步反應(yīng)。
[0053] (2)化合物04的制備：將0.01111〇11^+)-2-(4-羥基苯氧基）丙酸乙酯、0.04111〇1 三乙胺加入到50ml 丁酮中，在冰浴條件下緩慢滴加20ml 0. 013mol上述制備的2, 4-二氯 苯氧乙酰氯的乙腈溶液，滴加結(jié)束后，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，液相色譜監(jiān)測(cè)至反應(yīng)終點(diǎn)，用時(shí)3h， 減壓脫溶，剩余物質(zhì)用氯仿溶解，飽和碳酸氫鉀水溶