CN100500666C

CN100500666C - 一种***并嘧啶磺酸酯类化合物及其制备方法和应用

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Publication number: CN100500666C
Application number: CNB2007100673459A
Authority: CN
Inventors: 孙国香; 沈德隆; 周红芳; 屠美玲
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2027-02-14
Also published as: CN101016300A

Abstract

本发明涉及一种***并嘧啶磺酸酯类化合物及其制备方法和应用。所述的化合物如式(I)所示；其中，R₁、R₂、R₃各自独立为氢、C1～C4的烷基或C1～C4的烷氧基，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅各自独立为氢、卤素、硝基、C1～C4的烷基或C1～C4的烷氧基。所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物是一类新的化合物，其有较好的除草及植物生长调节活性。

Description

一种***并嘧啶磺酸酯类化合物及其制备方法和应用

(一)技术领域

本发明涉及一种***并嘧啶磺酸酯类化合物及其制备方法和应用。

(二)背景技术

杂环化合物已是新农药发展的主流，而在杂环化合物中，又以含氮杂环为主。***并嘧啶类杂环化合物由于其分子结构中同时含有***和嘧啶两类重要的活性结构单元，因而表现出了广谱的生物活性，现已开发成功的有新型乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类超高效除草剂DE498(阔草清)、DE511(磺草唑胺)等农药品种；近年来对***并嘧啶类化合物的结构优化和生物活性研究仍十分活跃。发明人在本领域内进行研究时，合成出了一类新的***并嘧啶磺酸酯类化合物，发现其有较好的除草及植物生长调节活性，尚未有关于此类化合物的报道。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种新的***并嘧啶磺酸酯类化合物及其制备方法，以及其作为除草剂或植物生长调节剂的应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种***并嘧啶磺酸酯类化合物，其特征在于所述的化合物如式(I)所示：

其中，R₁、R₂、R₃各自独立为氢、C1～C4的烷基或烷氧基，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅各自独立为氢、卤素、硝基、C1～C4的烷基或C1～C4的烷氧基。

具体的，如上所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物如下所示：

化合物1：

化合物2：

化合物3：

化合物4：

化合物5：

化合物6：

化合物7：

化合物8：

优选的，所述的化合物如化合物1或化合物2所示。

本发明还提供了一种制备如上所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物的方法，如式(II)所示的取代的2-羟基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶与如式(III)所示的取代苯磺酰氯在缚酸剂作用下，0～30℃于溶剂中进行缩合反应，后处理即得式(I)所示化合物，所述的缚酸剂为下列之一：碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碳酸氢盐、三乙胺、DBU或吡啶；所述的溶剂为下列一种或几种任意比例的混合物：***、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、DMF、苯、甲苯、四氢呋喃或水，式(II)、式(III)中，R₁、R₂、R₃各自独立为氢、C1～C4的烷基或烷氧基，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅各自独立为氢、卤素、硝基、C1～C4的烷基或烷氧基；

反应方程式为：

其中，投料物质的量比为式(II)化合物：式(III)化合物：缚酸剂为1:1.0～1.3:0.5～2.0，所述的溶剂的用量为式(II)化合物质量的10～50倍。

进一步，所述的缚酸剂为氢氧化钠或碳酸钠。

其中，所述的式(II)化合物可通过以下方法制备：

3-氨基-5-羟基-1，2，4-***与不同的β-二羰基化合物在催化剂作用下于溶剂中回流反应3～24小时，投料物质的量比为3-氨基-5-羟基-1，2，4-***：β-二羰基化合物为1:1.0～2.0；所述的溶剂可为乙酸、20％盐酸水溶液或NaOH/乙醇水溶液(NaOH:乙醇:水质量比为10～20:30～50:30～60)，用量为3-氨基-5-羟基-1，2，4-***质量的10～50倍；催化剂可选择哌啶，用量为3-氨基-5-羟基-1，2，4-***质量的0.05～0.1倍。

较为具体的，所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物的制备方法按照以下步骤进行：式(II)所示的取代的2-羟基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶与式(III)所示的取代苯磺酰氯在三乙胺、氢氧化钠或碳酸钠作用下，室温下于溶剂中进行缩合反应2～5小时，柱层析法或重结晶法分离纯化，即得所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物，投料物质的量比为式(II)化合物:式(III)化合物:缚酸剂为1:1.0～1.1:0.5～1.1，所述的溶剂为***、甲基叔丁基醚、二氯甲烷或水。

具体的，所述的后处理方法为减压蒸出有机溶剂、洗去生成的盐，再用柱层析法或重结晶法分离纯化反应液，所用溶剂可以为石油醚、乙酸乙酯、正己烷、丙酮或它们的混合液。

所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物作为植物生长调节剂有较好的应用。其中特别是化合物1和2都具有很好的生物活性，可作为除草剂或植物生长调节剂，化合物1用于促进植物生长效果较佳。化合物2作为除草剂应用效果尤佳。

本发明的化合物在具体应用时，可与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，借此将其调成通常使用的各种剂型，如粉剂、颗粒剂、微乳剂或水乳剂等来使用；也可以与其它的除草剂或植物生长调节剂混合使用或同时并用。测试结果表明，在3.75gai/ha～37.5gai/ha有效剂量下，部分化合物对双子叶植物和单子叶植物表现出高的抑制活性，可用作除草剂；部分化合物对单子叶植物表现出高的促进生长活性，可用作植物生长调节剂。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：

所述***并嘧啶磺酸酯类化合物是一类新的化合物，对植物生长有良好的调节作用。

(四)具体实施方式：

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1 0-(1，2，4-***并[1，5-a]嘧啶-2-基)-4-甲基苯磺酸酯(化合物1)的合成

在50mL三口烧瓶中，加入0.66g(0.004mol)2-羟基-5，7-二甲基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶，0.16g(0.004mol)氢氧化钠，20mL水，磁力搅拌溶解，在室温下滴入0.77g(0.004mol)对甲苯磺酰氯的5mL***溶液，大约0.5h滴完，有固体生成，继续搅拌5h，减压蒸去***，抽滤得灰色固体，分别用3％盐酸水溶液和5％碳酸氢钠水溶液洗涤，再用水洗涤数次，烘干，用硅胶柱层析，石油醚-丙酮(50/50，v/v)作溶剂，得无色片状晶体化合物1，收率85.0％，熔点149℃～151℃。

¹H NMR(内标TMS，溶剂为CDCl₃)：δ ppm

2.46(s，3H，Ph-CH₃)，2.64(s，3H，5-CH₃)，2.73(s，3H，7-CH₃)，6.84(s，1H，6-H)，7.38～8.07(m，4H，C₆H₄)

IR(/cm^-1)：(CH₃)2929，(v₍SO₂₎)1375，1180；(ph)1629

MS(m/e)：[M⁺]319

实施例2 O-(1，2，4-***并[1，5-a]嘧啶-2-基)-苯磺酸酯(化合物2)的合成

在50mL三口烧瓶中，加入0.66g(0.004mol)2-羟基-5，7-二甲基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶，0.16g(0.004mol)氢氧化钠，20mL水，磁力搅拌溶解，在室温下滴入0.71g(0.004mol)苯磺酰氯的5mL***溶液，大约0.5h滴完，有固体生成，继续搅拌5h，减压蒸去***，抽滤得灰色固体，分别用3％盐酸水溶液和5％碳酸氢钠水溶液洗涤，再用水洗涤数次，烘干，用硅胶柱层析，石油醚-丙酮(70/30，v/v)作溶剂，得无色柱状晶体化合物2，收率88.0％，熔点145℃～147℃。

¹H NMR(内标TMS，溶剂为CDCl₃)：δ ppm

2.64(s，3H，5-CH₃)，2.74(s，3H，7-CH₃)，6.86(s，1H，6-H)，7.59～8.20(m，5H，C₆H₅)

IR(/cm^-1)：(v₍SO₂₎)1388，1187；(ph)1633

MS(m/e)：[M⁺]305

实施例3 O-(1，2，4-***并[1，5-a]嘧啶-2-基)-4-硝基苯磺酸酯(化合物3)的合成

在50mL三口烧瓶中，加入0.66g(0.004mol)2-羟基-5，7-二甲基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶，0.21g(0.004mol)碳酸钠，20mL水，磁力搅拌溶解，在室温下滴入0.89g(0.004mol)4-硝基苯磺酰氯的10mL甲基叔丁基醚溶液，大约0.5h滴完，有固体生成，继续搅拌5h，减压蒸去甲基叔丁基醚，抽滤得灰色固体，分别用3％盐酸水溶液和5％碳酸氢钠水溶液洗涤，再用水洗涤数次，烘干，用硅胶柱层析，石油醚-丙酮(70/30，v/v)作溶剂，得白色柱状晶体化合物3，收率92.0％。

实施例4 化合物1的合成

在50mL三口烧瓶中，加入0.66g(0.004mol)2-羟基-5，7-二甲基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶，20mL二氯甲烷，0.50g(0.005mol)三乙胺，磁力搅拌溶解，在室温下滴入0.77g(0.004mol)对甲苯磺酰氯的5mL二氯甲烷溶液，大约0.5h滴完，继续搅拌5h后，加入20mL水洗，分液，依次用20mL3％盐酸水溶液和20mL5％碳酸氢钠水溶液洗涤，再用水洗涤数次，分液，油相用无水硫酸钠干燥，减压蒸去二氯甲烷，得灰色固体，用硅胶柱层析，石油醚-丙酮(50/50，v/v)作溶剂，得无色片状晶体化合物1，收率68.0％.

实施例5 化合物2的合成

在50mL三口烧瓶中，加入0.66g(0.004mol)2-羟基-5，7-二甲基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶，20mL二氯甲烷，0.81g(0.008mol)三乙胺，磁力搅拌溶解，在室温下滴入0.71g(0.004mol)苯磺酰氯的5mL二氯甲烷溶液，大约0.5h滴完，继续搅拌5h后，加入20mL水洗，分液，依次用20mL 3％盐酸水溶液和20mL 5％碳酸氢钠水溶液洗涤，再用水洗涤数次，分液，油相用无水硫酸钠干燥，减压蒸去二氯甲烷，得灰色固体，用硅胶柱层析，石油醚-丙酮(50/50，v/v)作溶剂，得无色柱状晶体化合物1，收率70.0％.

采用类似方法同样可以制备其它化合物。

实施例6 除草活性实验

在3.75gai/ha～37.5gai/ha有效剂量，剂型为所合成的部分化合物100ppm和10ppm无菌水溶液，助溶剂DMF(DMF/溶液(体积比)＝1/1000)，乳化剂：吐温-80，采用温室盆栽，两种剂量、根茎两种施药方式下对油菜和稗草进行处理，另设空白对照；对植物活性测试结果见表1。

由试验结果可以看出，本发明的式(I)化合物对阔叶杂草有很高的活性，可以作为除草剂使用；对禾本科植物的生长有较好的促进作用，可以作为植物生长调节剂使用。

表1 活性测试结果

Claims

1.一种***并嘧啶磺酸酯类化合物，其特征在于所述的化合物如式(I)所示：

其中，R₁、R₂、R₃各自独立为氢、C1～C4的烷基，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅各自独立为氢、卤素、硝基、C1～C4的烷基。

2.如权利要求1所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物，其特征在于所述的化合物为：

化合物1：

化合物2：

化合物3：

化合物4：

化合物5：

化合物6：

化合物7：

化合物8：

3.如权利要求1所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物，其特征在于所述的化合物为：

化合物1：

4.如权利要求1所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物，其特征在于所述的化合物为：

化合物2：

5.一种制备如权利要求1所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物的方法，其特征在于所述的方法为如式(II)所示的取代的2-羟基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶与如式(III)所示的取代苯磺酰氯在缚酸剂作用下，0～30℃于溶剂中进行缩合反应，后处理即得式(I)所示化合物，所述的缚酸剂为下列之一：碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、三乙胺；所述的溶剂为下列一种或几种任意比例的混合物：***、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、DMF、苯、甲苯、四氢呋喃或水，式(II)、式(III)中，R₁、R₂、R₃各自独立为氢、C1～C4的烷基，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅各自独立为氢、卤素、硝基、C1～C4的烷基；

6.如权利要求5所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物的制备方法，其特征在于所述式(II)化合物：式(III)化合物：缚酸剂的投料物质的量之比为1:1.0～1.3:0.5～2.0，所述溶剂的用量为式(II)化合物质量的10～50倍。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的缚酸剂为氢氧化钠或碳酸钠。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的方法按照以下步骤进行：式(II)所示的取代的2-羟基-1，2，4-***[1，5-a]嘧啶与式(III)所示的取代苯磺酰氯在三乙胺、氢氧化钠或碳酸钠作用下，室温下于溶剂中进行缩合反应2～5小时，柱层析法或重结晶法分离纯化，即得所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物，投料物质的量比为式(II)化合物：式(III)化合物：缚酸剂为1:1.0～1.1:0.5～1.1，所述的溶剂为***、甲基叔丁基醚、二氯甲烷或水。

9.如权利要求1所述的***并嘧啶磺酸酯类化合物作为植物生长调节剂的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于所述的化合物1作为植物生长调节剂的应用：

化合物1：

11.如权利要求4所述的化合物2作为除草剂的应用。