行業(yè)資訊

  1969年,羅納普朗克公司成功研發(fā)出的噁草酮,在240~7500g/hm2的劑量下,可防除水稻及果蔬田中的禾本科雜草及闊葉雜草。噁草酮通過抑制原卟啉原氧化酶的活性,阻礙原卟啉原IX和原卟啉原氧化酶結(jié)合,使生成原卟啉IX的反應(yīng)減慢。累積的原卟啉原IX從葉綠體滲透到細(xì)胞質(zhì)中,經(jīng)其他途徑氧化為原卟啉IX。在光作用下,原卟啉IX將分子氧氧化為單態(tài)氧,引起類脂的過氧化,使雜草死亡。

  原卟啉原氧化酶抑制劑對哺乳動物等非靶標(biāo)生物安全。該類除草劑由于作用快、對下茬作物藥害較小,引起了許多新除草劑創(chuàng)制研究機構(gòu)的重視。截止2000年,大約有1000件具有除草活性的1-雜環(huán)基-2,4,5-四取代苯類化合物的專利公開,其中許多化合物具有很高的除草活性,在7.5~60g/hm2的劑量下,就可以控制多種雜草,近20個化合物進入產(chǎn)業(yè)化開發(fā)階段。然而,由于該類除草劑的選擇性較差,施用前期作物顯示有一定的藥害癥狀,其市場表現(xiàn)不是很好。

  2010年以來,由于多種雜草對滅生性除草劑草甘膦產(chǎn)生了抗性,以及百草枯的禁限用,原卟啉原氧化酶抑制劑類除草劑在非選擇性除草劑市場上的應(yīng)用日益擴大。關(guān)于此類除草劑的創(chuàng)制,又重新引起了研究機構(gòu)的興趣。

  筆者課題組從1995年開始進行新型原卟啉原氧化酶抑制劑類化合物的設(shè)計與合成,部分研究結(jié)果進行了專利申請并已公開。然而,關(guān)于其結(jié)構(gòu)與除草活性關(guān)系的研究,尚未進行系統(tǒng)總結(jié)。通過分析已公開的專利及發(fā)表的論文,發(fā)現(xiàn)許多高除草活性的1-雜環(huán)基-2,4,5-四取代苯類化合物,其2-位取代大多為氟,4-位取代大多為氯,5-位取代大多為炔丙氧基。本文選取闊葉雜草苘麻為靶標(biāo),對本課題組前期合成的1-雜環(huán)基-2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯類化合物進行抑制苘麻生長的活性測試,總結(jié)其構(gòu)效關(guān)系,以期為后續(xù)的分子設(shè)計提供指導(dǎo)。化合物的結(jié)構(gòu)通式如下：

Q為多種雜環(huán)基團,具體結(jié)構(gòu)列于表1中。

1 試驗部分

1.1 儀器

Impact 400紅外光譜儀(KBr壓片,美國尼高力儀器公司)；Mercury 300核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo),美國瓦里安公司)；MD 800氣質(zhì)聯(lián)用儀(英國VG質(zhì)譜儀公司)；VG ZAB-HS質(zhì)譜儀、MOD-1106型元素分析儀(意大利Carlo Erba公司)；X4型顯微熔點儀(北京第三光學(xué)儀器廠),溫度計未經(jīng)校正。

1.2 試劑

試劑均為市購分析純。層析硅膠(GF245)薄板(滌綸片基,5cm×10cm,浙江省臺州市路橋四甲生化塑料廠)；快速柱層析用硅膠(ZCX-II,粗孔,100~140目,青島海洋化工廠)。

1.3 試驗方法

1.3.1 4-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-3,5-嗎啡啉二酮的合成

按文獻,以市購的2-氯-4-氟-5-硝基苯酚為起始原料,以N,N-二甲基甲酰胺為溶劑,在1.2當(dāng)量碳酸鉀存在下,與炔丙基溴反應(yīng)制備出2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯胺。

室溫下將1,4-二氧雜六環(huán)-2,6-二酮(0.6g,5.0mmol)加到二氯甲烷(20mL)中,攪拌5min,未全溶,加入2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯胺(0.9g, 4.5mmol)。繼續(xù)攪拌8h,層析硅膠(GF245)薄板檢測(乙酸乙酯/石油醚=1/3)監(jiān)測至無苯胺,減壓除盡溶劑,得到固體單酸。將乙酸酐(20mL)加入到上述單酸中,加入無水乙酸鈉(0.01g, 0.1mmol),加熱回流5h,將反應(yīng)混合液中的溶劑減壓蒸干,在殘余物中加入乙酸乙酯(100mL),有機相用水洗2次(2×50mL),飽和食鹽水(50mL)洗1次后,無水硫酸鎂干燥,將有機相減壓濃縮后得固體,用乙酸乙酯/石油醚=1/2重結(jié)晶得目標(biāo)物。

白色固體,熔點：189~190 ℃,收率64%(以2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯胺計)。

IR (KBr, cm^-1): 3270 (m), 2150 (w, C*C), 1700 (s, C=O), 1500 (s), 830 (m). 1HNMR (CDCl₃, δ): 2.581 (t, J = 2.4 Hz, 1H), 4.549 (s, 4H), 4.753 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.937 (d, J = 6.3Hz, 1H), 7.315 (d, J = 9.0Hz, 1H); Anal. Calcd. for C₁₃H₉ClFNO₄: C, 52.46; H, 3.05; N, 4.71. Found: C, 52.39; H, 3.20; N, 4.62.

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1.3.2 1,2-二甲基-4-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-1,2,4-四氫三嗪-3,5-二酮的合成

1.3.3 除草活性的測試

2 結(jié)果與討論

3 結(jié)    論

作者：李 斌,劉 克,吳鴻飛,于海波,楊輝斌,白麗萍,崔東亮,滿 灜,張珂良,相 東,劉振龍,王世輝,柏再蘇,王大翔,徐基東,楊華錚

作者單位：沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司 新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點實驗室