專利名稱：3-取代環(huán)丙甲?；量┩?2,4-二酮及除草活性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3-取代環(huán)丙甲酰基吡咯烷-2，4- 二酮類化合物及除草活性。 背景技術(shù)：
對 基苯基丙Sf酸雙氧化Bl (4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase, HPPD)存 在于各種生物體中并被提取出來，它是一種鐵-酪氨酸蛋白，在植物體內(nèi)可將對羥基丙酮 酸催化轉(zhuǎn)化為尿黑酸，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為光合作用中電子傳遞所需要的重要物質(zhì)質(zhì)體醌和生育 酚，其中質(zhì)體醌還是影響八氫番茄紅素去飽和酶催化的關(guān)鍵輔助因素，鑒于其上述重要作 用和特點同時，由于該酶的抑制劑2-(2_硝基-4-三氟甲基苯甲?；?1，3-二酮已經(jīng)應(yīng)用 于臨床上治療酪氨酸病，對人體無不良作用，使之成為繼ALS、ACC以及Protox之后的又一 新的除草劑靶標(biāo)酶和臨床上治療酪氨酸病靶標(biāo)酶，自1982年捷利康公司發(fā)現(xiàn)高效三酮類 玉米田苗后防除闊葉雜草除草劑磺草酮(sulcotrione)后，該領(lǐng)域受到各大農(nóng)藥方面專家 的重視，該類化合物的研究獲得了極大的發(fā)展，許多類似的商品化品種得到應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)上 一般都具有如下結(jié)構(gòu)特點(1)含有一個三羰基甲烷結(jié)構(gòu)單元，其中一個羰基必須和取代 苯環(huán)直接相連，否則該化合物的除草活性將大大降低甚至消失；(2)該化合物必須能夠烯 醇化以保證它具有與對羥基苯基丙酮酸(簡稱HPP)競爭HPPD活性中心Fe2+進(jìn)行絡(luò)合的能 力，進(jìn)而導(dǎo)致作物莖葉白化死亡。1994年世界專利W01994/01401報道了含3_苯甲酰基吡咯啉_2，4_ 二酮類化合物 及生物活性。(結(jié)構(gòu)如下) X，Y，Zn為氫，鹵素，烷基磺?；榛?，烷氧基F，G，J，K=氫，烷基成功地利用上述構(gòu)效關(guān)系將吡咯雜環(huán)代替了常見的六元環(huán)，所得到的化合物具有 較好的除草活性，而且對作物表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性。對玉米生長安全。它在1000克/公頃 齊Ll量下，可作為玉米田中 cyperus，digitaria，amaranthus，galiusoga 禾口 stellaria 等雜 草的除草劑。在我們前期研究報道(ZL 200510013206. 9 ；有機化學(xué)2009，29，638-642 ；有機化 學(xué) 2008，28 (6)，1044-1049 ；有機化學(xué) 2007，27 (3)，385-390 ； J. Agric. Food Chem. 2006， 54，7200-7205 ；Molecules, 2005，10 :427_434 ；有機化學(xué) 2005，25，419-423 ； J. Agric. Food Chem. 2005,53(24) =9566-9570)中，基于5元環(huán)和6元環(huán)形成烯醇的特點和具有抑制HPPD 酶作用的天然產(chǎn)物(5S)-3-乙?；?5-((R)-仲丁基)-5-甲基吡咯啉-2，4-二酮(IC5Q = 18ymol/L)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)修飾(結(jié)構(gòu)如下)。結(jié)果顯示，化合物1與以前報道的三酮類化合物具有相反的構(gòu)效關(guān)系，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)當(dāng)R^R2和R3分別為2，4_ 二甲氧基、異丙基和氫，施藥量 為187. 5g/ha時，對稗草的除草率達(dá)到93%。和1994年世界專利W01994/01401專利報道 的化合物相比，用藥量為后者的1/5。與商品化品種磺草酮相比，施藥量為187. 5g/ha時對
稗草具有同等水平的除草效果。
R1 是 CH3、CH (CH3) 2、CH(CH3) CH2CH3、t_Bu、CH2C6H5。R2 是 H、CH3。R3是任選取代的苯基、萘基、苯氧苯基。任選的取代基為烷基、烷氧基；取代基數(shù)量 為1 5。上述文獻(xiàn)的研究結(jié)果顯示，3-?；量┩?2，4-二酮結(jié)構(gòu)為一良好的除草劑藥效 團，且報道的此類化合物結(jié)構(gòu)中3-?；鶠榉减；?。本專利發(fā)明創(chuàng)新點在于在3-?；?咯烷-2，4-二酮結(jié)構(gòu)中引入了具有良好殺蟲活性的脂肪基官能團結(jié)構(gòu)2，2_二甲基環(huán)丙基， 設(shè)計的目標(biāo)分子因3位芳香環(huán)被脂肪基取代導(dǎo)致構(gòu)效關(guān)系的變化而有可能產(chǎn)生新型除草 劑先導(dǎo)化合物。上述文獻(xiàn)雖然記載了 3-酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物，但是卻沒有任何 具體地記載本專利中所提及的3-取代環(huán)丙甲?；量┩開2，4- 二酮類化合物，更沒有任何 具體地記載這些化合物的除草活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種3-取代環(huán)丙甲?；量┩?2，4_ 二酮類化合物及其制 備方法和應(yīng)用。本發(fā)明是下述通式(I)化合物 其中，R1，R2 :CH3、Cl、Br、CF3 ；R3 -CH(CH3)2^ -CH2CH2CH3^ -CH(CH3)CH2CH3^ -CH2CH2CH2CH3^ CH2 = CHCH2-, cyclo_C3H5o本發(fā)明用3-取代-2，2-二甲基環(huán)丙基取代芳環(huán)后，所得的部分3-取代環(huán)丙甲酰 基吡咯烷_2，4-二酮類化合物在lOOmg/mL劑量下對油菜有很高的除草活性。


圖1是本發(fā)明化合物⑴通式圖2是本發(fā)明化合物⑴合成路線具體實施例方式本發(fā)明的實質(zhì)性特點可從下述的實施例得以體現(xiàn)，但它不應(yīng)視為是對本發(fā)明的任 何限制。實施例1 異丙基-3-(3-(2，2_ 二氯乙烯基)-2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；?吡咯 烷-2，4-二酮的合成IOOml四口瓶中，10毫摩爾3_ (2，2_ 二氯乙烯基)_2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；宜嵋?酯和15毫摩爾N-異丙基甘氨酸乙酯，在30毫升苯中于60°C攪拌反應(yīng)10小時后，冷卻至室 溫，加入20毫摩爾甲醇鈉溶液，室溫攪拌20小時。減壓除去溶劑后，得到目標(biāo)化合物的粗 品。經(jīng)柱層析得到純品。實施例2 :1-烯丙基-3-(3-(2，2_ 二氯乙烯基)-2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；?吡咯 烷-2，4-二酮的合成150ml四口瓶中，20毫摩爾3_ (2，2_ 二氯乙烯基)_2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；宜嵋?酯和30毫摩爾N-烯丙基甘氨酸乙酯，在70毫升苯中于80°C攪拌反應(yīng)12小時后，冷卻至室 溫，加入37mmol甲醇鈉溶液，室溫攪拌20小時。減壓除去溶劑后，得到目標(biāo)化合物的粗品。 經(jīng)柱層析得到純品。實施例3. 5-正丁基-3-(3-(2，2_ 二氯乙烯基)-2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；?吡咯 啉-2，4-二酮的合成50ml四口瓶中，20毫摩爾3_(2，2_ 二氯乙烯基)_2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；宜嵋?酯和30毫摩爾3-正丁基甘氨酸乙酯鹽酸鹽，在20毫升苯中于80°C攪拌反應(yīng)34小時后，冷 卻至室溫，加入21毫摩爾甲醇鈉溶液，室溫攪拌20小時。減壓除去溶劑后，得到目標(biāo)化合 物的粗品。經(jīng)柱層析得到純品。實施例4 :1-仲丁基-3-(3-(2，2_二氯乙烯基)-2，2_二甲基環(huán)丙甲酰基)-2，4_二 酮的合成 150ml四口瓶中，16毫摩爾3_ (2，2_ 二氯乙烯基)_2，2_ 二甲基環(huán)丙甲?；宜嵋?酯和29毫摩爾N-仲丁基甘氨酸乙酯，在40毫升苯中于55°C攪拌反應(yīng)12小時后，冷卻至室 溫，加入45mmol甲醇鈉溶液，室溫攪拌21小時。減壓除去溶劑后，得到目標(biāo)化合物的粗品。 經(jīng)柱層析得到純品。按照類似的方法合成了化合物(I)，所有化合物經(jīng)核磁。部分化合物的物理參數(shù)和 圖譜數(shù)據(jù)結(jié)果見表1，2。表1化合物(I)的物理性質(zhì)表征_NoR1R2R3m. p. /°CYield,
aClClC3H7liquid58
bClCli So-C3H7113-11458
CClClCydo-C3H5liquid18
dClClallylliquid58
eClClC4H9liquid47
fClClSec-C4H9liquid56
5 表2化合物(I)的1HNMR圖譜數(shù)據(jù)
No.1HNMR δ (ppm)
0.944 (t, J=13B.z, 3H), 1.345 (s,3H), 1.359(s,3H), 1.555-1.671(m,2H), 2.420(t, J=8.8 Ηζ,ΙΗ), a 3.230(d, J=8.5 Hz ,1H), 3.402 (t, J=1.2 Hz,2H), 3.721 (s, 2H,),6.23 l(d, ./=9.3Hz,lH)
1.14 (s, 3H), 1.15 (s, 3H), 1.28 (d, J= 5.4 Hz, 6H), 2.34 (t, J= 8.7 Hz, 1H), 3.15 (d, J= 8.4 Hz, 1H), b 3.61 (s, 2H), 4.38-4.45 (m, J= 6.6 Hz, 1H), 6.16 (d, J= 9.1 Hz, 1H)
0.72-0.80 (m, 4H), 1.26 (s, 3H), 1.28 (s, 3H), 2.34 (t, J= 9.0 Hz, 1H), 2.62-2.68 (m, 1H), 3.14 (d, J C = 8.4 Hz, 1H), 3.61 (s,2H), 6.15 (d，J= 9.1 Hz, 1H)
d 1.35 (s, 3H), 1.36 (s, 3H), 2.43 (t, J= 8.8 Hz, 1H), 3.24 (d, J= 8.4 Hz, 1H), 3.71 (s, 2H), 4.04-4.06 (
m, 2H), 5.19-5.22 (m, 1H)，5.26-5.28 (m, 1H), 5.73-5.81 (m, 1H), 6.22 (d, J= 9.2 Hz, 1H) e 0.96 (t, J= 7.3 Hz, 3H), 1.31-1.40 (m, 2H), 1.35 (s, 3H), 1.36 (s, 3H), 1.53-1.60 (m, 2H), 2.42 (t, J
=8.7 Hz, 1H), 3.23 (d, J= 8.5 Hz, IH )，3.44 (t, J= 7.2 Hz, 2H), 3.72 (s, 2H), 6.23 (d,/= 9.2 Hz, 1H) f 0.82 (t, J= 7.4 Hz, 3H), 1.12 (d, J= 6.7 Hz, 3H), 1.25-1.29 (m, 6H), 1.42-1.51 (m, 2H)，2.34 (t，J= 8.8 Hz, 1H), 3.16 (d, J= 8.5 Hz, 1H), 3.49-3.62 (m, 2H), 4.11-4.20 (m, 1 H), 6.15-6.19 (d-d, J；= 4.8, J2 =9.2，1H)
g 0.95 (t, J= 7.4 Hz, 3H), 1.34 (s, 3H), 1.36 (s, 3H), 1.57-1.66 (m, J= 7.3 Hz, 2H), 2.34 (t, J= 8.7 Hz, 1H), 3.24 (d, J= 8.4 Hz, 1H), 3.40 (t, J= 7.3 Hz, 2H), 3.72 (s, 2H), 6.75 (d, J= 8.9 Hz, 1H)_
6 實施例5除草活性的初篩測定油菜平皿法直徑6cm的培養(yǎng)皿中鋪好一張直徑5. 6cm的濾紙，加入2mL —定濃度 的供試化合物溶液，播種浸種4 6h的油菜種子15粒，30士 1°C下，黑暗培養(yǎng)66h后測定胚 根長度。通過黑暗條件下化合物對油菜胚根的生長抑制來檢測化合物的除草活性。稗草小杯法通過光照條件下化合物對稗草幼苗株高的生長抑制來檢測化合物的 除草活性。測試濃度=IOOug. Hir10活性指標(biāo)株高生長抑制率(%)0表3 部分化合物(I)的除草活性抑制率(％ )
權(quán)利要求
一種3 取代環(huán)丙甲?；量┩?2，4 二酮類化合物，其特征在于它是通式為(I)的化合物其中，R1，R2CH3、Cl、Br、CF3；R3 CH(CH3)2、 CH2CH2CH3、 CH(CH3)CH2CH3、 CH2CH2CH2CH3、CH2＝CHCH2 、cyclo C3H5。FSA00000199225300011.tif
2.權(quán)利要求1所述3-取代環(huán)丙甲?；量┩開2，4- 二酮類化合物的應(yīng)用，其特征在于 施藥量為lOOmg/mL劑量下對油菜有很高的除草活性。
全文摘要
本發(fā)明涉及3-取代環(huán)丙甲?；量┩?2，4-二酮及除草活性?；衔?I)具有很高的植物生長抑制活性及除草活性，而且對油菜表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性。其中，R1，R2CH3、Cl、Br、CF3；R3-CH(CH3)2、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、CH2＝CHCH2-、cyclo-C3H5。
文檔編號C07D207/38GK101891669SQ20101023259
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者張金, 朱有全, 楊華錚, 胡方中, 袁燕偉, 謝利芬, 鄒小毛 申請人:南開大學(xué)