CN113651760A - 一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物及其制备方法和作为除草剂的应用 - Google Patents

一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物及其制备方法和作为除草剂的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于除草剂技术领域，具体涉及一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物及其制备方法和作为除草剂的应用。所述化合物为氨基苯甲酸重氮化与过硒化钠进行亲核取代，形成双硒双苯甲酸中间体，再与4，6‑二甲氧基‑2‑甲磺酰基嘧啶进行缩合，即可得到目标化合物。所述化合物在45g a.i./hm2能有效防治及处理稗草、马齿苋、牛筋草、狗尾草等禾本科杂草和阔叶杂草，同时对环境友好，毒性低，对农作物棉花高度安全，可作为棉花田的候选除草剂，达到提高作物产量和品质的目的。

Description

一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物及其制备方法和作为除草剂的 应用
技术领域
本发明属于除草剂技术领域，具体涉及一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物及其制备方法和作为除草剂的应用。
背景技术
随着嘧啶水杨酸类除草剂的诞生，其高效性，广谱性，在土壤中残留期短，并对农作物与动物的危害比较小，受到了广泛使用，但随着嘧啶水杨酸类除草剂的广泛使用，田间杂草也产生了很大的耐药性。
发明内容
本发明针对田间杂草对现有水杨酸类除草剂所产生的耐药性，将具有杀菌抗癌的硒引入嘧硫草醚的主体结构中，设计了一类2-((4,6-二甲氧基嘧啶)硒基)-苯甲酸化合物，并进行了***的生物活性评价和筛选，提供了高除草活性低毒性的化合物，且相较于之前类别的除草剂，本发明对水稻田，棉花田作物更加安全。
本发明首次引入了硒元素，开发的新型硒除草剂具有结构新颖、生物活性高、毒性低、选择性强的特点，既可用于防除杂草，又能在降解后进入农作物体内，达到提高作物产量和品质的目的，该研究具有极其重要的科学意义和社会价值。
本发明的目的之一是提供一种具有高除草活性的新型嘧啶硒苯甲酸类化合物，其具有高除草活性。
为实现该目的，本发明采用如下技术方案实现：一种新型嘧啶硒苯甲酸类化合物，其化学结构式如下通式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0003278991510000021
R＝4-Cl、5-Cl、4-F、5-F、4,5-2F、4-OMe、4,5-2OMe、4-Br、5-Me、4,5-Me。
具有高效除草活性的新型嘧啶硒苯甲酸类化合物，其化学名称和化学结构式分别如下：
A：2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000022
B：4-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000023
C:5-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000024
D:4-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000031
E:5-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000032
F:4,5-二氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000033
G:4-甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000034
H:4,5-二甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000035
I:4-溴-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000036
J:5-甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000041
K:4,5-二甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure BDA0003278991510000042
本发明的另一目的是提供一种新型嘧啶硒苯甲酸类化合物的制备方法，该方法反应式如下式所示：
Figure BDA0003278991510000043
嘧啶硒苯甲酸类化合物的制备方法，按照下述步骤进行：
(1)取代基双硒双苯甲酸的制备：
以取代基氨基苯甲酸为原料，以水做溶剂，在酸性条件下加入亚硝酸钠进行重氮化，低温备用。硒粉以水做溶剂，硼氢化钠进行还原，加入氢氧化钠或氢氧化钾制得过硒化钠。将重氮溶液缓慢滴入过硒化钠中，在70℃反应3小时，再常温反应5-10小时，处理可得取代基二硒二苯甲酸。
其中，取代基氨基苯甲酸、亚硝酸钠、硒粉、硼氢化钠、氢氧化钠或氢氧化钾的摩尔比为：1：1.1：1.8：4.0：4.5。
(2):式(Ⅰ)化合物得制备：
将步骤(1)中所制备的取代基双硒双苯甲酸化合物，以水做溶剂逐渐加入1M氢氧化钠溶液，直至完全溶解，以硼氢化钠为还原剂，再加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶，进行缩合，常温反应24h。反应结束后抽滤，滤液调酸，烘干，柱层析纯化，即可得式(Ⅰ)化合物。
其中，取代基双硒双苯甲酸、4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶、硼氢化钠的摩尔比为1：2.4：5.4。
本发明的第三个目的是提供嘧啶硒苯甲酸类化合物在作为除草剂方面的应用。该除草剂应用于防治杂草稗草，牛筋草，藜。
本发明的优点在于：
本发明提供了一种全新的嘧啶硒苯甲酸类除草剂，其首次引入硒元素，同时对稗草，牛筋草，藜等杂草十分有效，对环境友好低毒，对农作物安全度较高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明方法作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：二硒二苯甲酸的制备
在50mL反应瓶中加入2-氨基苯甲酸(5.0g，36.46mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.76g，40.10mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min，得到2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(5.18g，65.63mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(5.52g，145.84mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(6.5g，164.07mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二苯甲酸6.56g，产率为90％。
实施例2：2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二苯甲酸(1g，2.49mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.51g，13.44mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.32g，5.97mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸1.40g，产率83％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.23(dd,J＝8.1,1.1Hz,1H),7.92(dd,J＝7.7,1.6Hz,1H),7.57–7.51(m,1H),7.45–7.37(m,1H),6.03(s,1H),3.80(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.77,168.53,168.20,134.77,132.56,132.42,132.15,130.78,127.60,87.49,54.76.
HRMS:m/z calculated for C13H12N2O4Se([M+H+]):341.0035,found:341.0038.
实施例3：二硒二(4-氯苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4-氯-2-氨基苯甲酸(5.0g，29.14mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.21g，32.05mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min，得到4-氯-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.14g，52.45mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.41g,116.56mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.24g，131.13mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4-氯-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二(4-氯苯甲酸)4.42g，产率为65％。
实施例4：4-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4-氯苯甲酸)(1g,2.13mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.44g，11.50mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.13g，5.11mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末4-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.89g，产率56％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.69(d,J＝2.1Hz,1H),7.95(d,J＝8.4Hz,1H),7.48(dd,J＝8.4,2.1Hz,1H),6.11(s,1H),3.88(s,6H).
13C NMR(101MHz,DMSO-d6):δ170.21,167.97,167.64,134.22,131.98,131.85,131.60,130.23,127.06,86.93,54.20.
HRMS:m/z calculated for C13H11ClN2O4Se([M+H+]):374.9645,found:374.9646.
实施例5：二硒二(5-氯苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入5-氯-2-氨基苯甲酸(5.0g，29.14mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.21g，32.05mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到5-氯-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.14g，52.45mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.41g,116.56mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.24g，131.13mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中5-氯-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二(5-氯苯甲酸)4.72g，产率为69％。
实施例6：5-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(5-氯苯甲酸)(1g，2.13mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.44g，11.50mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.13g，5.11mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末5-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.92g，产率58％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.28(d,J＝8.6Hz,1H),7.69(d,J＝8.1Hz,1H),7.64(dd,J＝8.6,2.5Hz,1H),7.54(t,J＝8.0Hz,1H),6.07(s,1H),3.81(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.32,166.84,166.02,135.95,133.29,132.84,132.66,130.60,129.64,128.77,127.87,87.17,54.38.
HRMS:m/z calculated for C13H11ClN2O4Se([M+H+]):374.9645,found:374.9644.
实施例7：二硒二(4-氟苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4-氟-2-氨基苯甲酸(5.0g，32.23mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.45g，35.45mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到4-氟-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.58g，58.01mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.88g,128.92mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.80g，145.04mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4-氟-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得褐色粗产品二硒二(4-氟苯甲酸)5.34g，产率为76％。
实施例8：4-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4-氟苯甲酸)(1g,2.29mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.47g，12.38mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.21g，5.50mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末4-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.99g，产率61％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.48(dd,J＝10.6,2.6Hz,1H),8.02(dd,J＝8.7,6.2Hz,1H),7.28–7.14(m,1H),6.07(s,1H),3.86(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.70,167.65,165.01,163.01,133.52(d,J＝9.2Hz),127.34,119.76(d,J＝26.0Hz),116.03(d,J＝21.7Hz),114.19(d,J＝21.8Hz),87.90,54.82.
19F NMR(471MHz,DMSO-d6):δ-107.33.
HRMS:m/z calculated for C13H11FN2O4Se:[M+H+]358.9941,found 358.9945.
实施例9：二硒二(5-氟苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入5-氟-2-氨基苯甲酸(5.0g，32.23mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.45g，35.45mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到5-氟-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.58g，58.01mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.88g,128.92mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.80g，145.04mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中5-氟-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄绿色粗产品二硒二(5-氟苯甲酸)5.20g，产率为74％。
实施例10：5-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(5-氟苯甲酸)(1g,2.29mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.47g，12.38mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.21g，5.50mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末5-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.90g，产率55％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.23(dd,J＝8.8,5.5Hz,1H),7.68(dd,J＝9.3,3.0Hz,1H),7.53–7.40(m,1H),6.03(s,1H),3.79(s,6H).
13C NMR(75MHz,DMSO-d6):δ170.79,168.07,167.47(d,J＝2.5Hz),163.06,159.80,137.66(d,J＝7.7Hz),135.29(d,J＝7.0Hz),126.79(d,J＝3.4Hz),119.37(d,J＝21.3Hz),117.21(d,J＝23.2Hz),87.43,54.79.
19F NMR(471MHz,DMSO-d6):δ-114.30.
HRMS:m/z calculated for C13H11FN2O4Se([M+H+]):358.9941,found:358.9941.
实施例11：二硒二(4，5-二氟苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4，5-二氟-2-氨基苯甲酸(5.0g，28.88mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.19g，31.77mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到4，5-二氟-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.11g，51.98mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.37g,115.52mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.80g，145.04mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4，5-二氟-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得橙色粗产品二硒二(4，5-二氟苯甲酸)4.90g，产率为72％。
实施例12：4，5-二氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4，5-二氟苯甲酸)(1g,2.12mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.43g，11.44mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.12g，5.09mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末4，5-二氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.80g，产率50％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.66(dd,J＝12.1,7.9Hz,1H),7.94(dd,J＝11.0,8.2Hz,1H),6.07(s,1H),3.85(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.72,167.66,166.78,152.52(d,J＝12.6Hz),150.51(d,J＝12.6Hz),149.09(d,J＝12.8Hz),147.12(d,J＝13.3Hz),130.63,128.72,122.40(d,J＝21.5Hz),119.85(d,J＝18.5Hz),92.53,87.85,54.85.
19F NMR(471MHz,DMSO-d6):δ-132.46(d,J＝22.7Hz),-139.25(d,J＝22.6Hz).
HRMS:m/z calculated for C13H10F2N2O4Se([M+H+]):376.9847,found:376.9844.
实施例13：二硒二(4-甲氧基苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4-甲氧基-2-氨基苯甲酸(5.0g，29.91mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.27g，32.90mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到4-甲氧基-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.25g，53.84mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.53g,119.64mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.38g，134.60mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4-甲氧基-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二(4-甲氧基苯甲酸)5.57g，产率为81％。
实施例14：4-甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4-甲氧基苯甲酸)(1g,2.17mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.44g，11.73mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.15g，5.21mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末4-甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸1.12g，产率70％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.95(d,J＝2.5Hz,1H),7.86–7.75(m,1H),6.74(dd,J＝8.6,2.5Hz,1H),6.03(s,1H),3.87(s,6H),3.72(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.85,170.06,159.58,135.09,131.47,115.91,113.04,110.17,86.50,55.19,54.18,21.84.
HRMS:m/z calculated for C14H14N2O5Se([M+H+]):371.0141,found:371.0147.
实施例15：二硒二(4，5-二甲氧基苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4，5-二甲氧基-2-氨基苯甲酸(5.0g，25.36mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(1.92g，27.89mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到4，5-二甲氧基-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(3.61g，45.65mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(3.83g,101.04mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(4.56g，114.12mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4，5-二甲氧基-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄绿粗产品二硒二(4，5-二甲氧基苯甲酸)5.07g，产率为77％。
实施例16：4，5-二甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4，5-二甲氧基苯甲酸)(1g,1.92mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.39g，10.38mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.01g，4.61mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末4，5-二甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.92g，产率60％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ7.71(d,J＝1.7Hz,1H),7.47(d,J＝1.2Hz,1H),6.04(s,1H),3.82(s,3),3.81(s,6H),3.80(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.87,168.87,168.01,151.60,147.94,124.70,124.56,117.51,113.45,87.17,56.28,55.99,54.73.
HRMS:m/z calculated for C15H16N2O6Se([M+H+]):401.0246,found:401.0244.
实施例17：二硒二(4-溴基苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4-溴-2-氨基苯甲酸(5.0g，23.14mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(1.76g，25.46mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到4-溴-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(3.29g，41.65mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(3.50g,92.56mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(4.17g，101.13mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4-溴-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二(4-溴基苯甲酸)5.10g，产率为79％。
实施例18：4-溴-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4-溴基苯甲酸)(1g,1.79mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.36g，9.68mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(0.95g，4.30mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末4-溴-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.78g，产率52％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.83(d,J＝2.0Hz,1H),7.87(d,J＝8.4Hz,1H),7.61(dd,J＝8.4,2.0Hz,1H),6.09(s,1H),3.88(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.66,167.88,167.78,136.02,135.44,132.75,130.31,130.13,126.30,88.06,54.90.
HRMS:m/z calculated for C13H11BrN2O4Se([M+H+]):418.9140,found:418.9131.
实施例19：二硒二(5-甲基苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入5-甲基-2-氨基苯甲酸(5.0g，33.08mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.51g，36.38mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min，得到5-甲基-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.11g，59.54mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.99g,132.12mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.95g，148.86mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中5-甲基-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二(5-甲基苯甲酸)6.02g，产率为85％。
实施例20：5-甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(5-甲基苯甲酸)(1g,2.34mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.48g，12.61mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.24g，5.62mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末5-甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸1.06g，产率64％。
1H NMR(300MHz,DMSO-d6):δ8.09(d,J＝8.2Hz,1H),7.76–7.71(m,1H),7.42–7.32(m,1H),6.04(s,1H),3.80(s,6H),2.34(s,3H).
13C NMR(75MHz,DMSO-d6):δ170.75,168.59,137.30,134.88,132.89,132.56,131.16,128.64,87.34,54.77,20.84.
HRMS:m/z calculated for C14H14N2O4Se([M+H+]):355.0192,found:355.0193.
实施例21：二硒二(4，5-二甲基苯甲酸)的制备
在50mL反应瓶中加入4，5-二甲基-2-氨基苯甲酸(5.0g，30.27mmol)，6M盐酸20mL，冷却至0℃，将亚硝酸钠(2.30g，33.29mmol)溶于15mL水缓慢滴入反应瓶中，反应30min得到4，5-二甲基-2-氨基苯甲酸重氮盐。同时，在250mL三口烧瓶中加硒粉(4.30g，54.49mmol)加入40mL水，取硼氢化钠(4.58g,121.08mmol)溶于20mL水，于恒压滴液漏斗在氮气保护下，缓慢滴入硒粉水溶液中，待溶液反应至无色透明，常温搅拌30min，加入氢氧化钠(5.45g，136.22mmol)搅拌15min，冷却至5℃。将50mL反应瓶中4，5-二甲基-2-氨基苯甲酸重氮盐在控制温度5-10℃，缓慢滴入250mL三口瓶中，加热搅拌反应3h，常温搅拌反应5小时。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，过滤，干燥。得黄色粗产品二硒二(4，5-二甲基苯甲酸)5.52g，产率为80％。
实施例22：3，4-二甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸的制备
在150mL三口瓶中，加入二硒二(4，5-二甲基苯甲酸)(1g,2.19mmol)，缓慢滴入1M氢氧化钠溶液至固体恰好完全溶解，在氮气保护下，加入硼氢化钠(0.45g，11.83mmol)，产生大量气体，搅拌10min后，加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(1.16g，5.26mmol)，常温搅拌24h。反应结束后，加入HCl，待固体完全析出，抽滤，干燥。柱层析(二氯甲烷：甲醇＝80:1)提纯，得黄色固体粉末3，4-二甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸0.72g，产率45％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ7.43(d,J＝7.7Hz,1H),7.31(d,J＝7.8Hz,1H),5.93(s,1H),3.64(s,6H),2.37(s,3H),2.33(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ170.76,169.88,168.50,142.41,140.15,137.88,130.71,127.68,126.17,86.51,54.32,21.65,20.79.
HRMS:m/z calculated for C15H16N2O4Se([M+H+]):369.0348,found:369.0349.
实施例23：除草活性测试
本发明的嘧啶硒苯甲酸类除草剂的除草活性较好，可以用作除草剂的有效活性成分，用于制备各类农药。
本发明的除草剂的除草活性测试结果如下：
1.药剂的配制
用万分之一分析天平称取10mg的嘧啶硒苯甲酸类化合物，用DMSO溶解，再用0.1％的吐温80水溶液稀释成浓度为10mg/L。
2.实验设计：
选用干净培养皿，附上2张滤纸，并分别加入5mL系列浓度的药液，然后将10粒萌发一致的供试种子浸泡于药液中，随后将其置于培养箱中，控制温度在25℃、湿度在80-90％以及黑暗环境下培养3d。3d后，通过直接对各处理的杂草的根长进行测量来计算抑制率，每处理不少于3次重复。
选用的种子依次为：稗草，牛筋草，狗尾草，马齿苋，藜，反枝苋。
抑制率计算：(对照根长-处理组根长)/对照根长×100％
嘧硫草醚作为阳性对照。水作为对照。
Figure BDA0003278991510000181
从上表可以看出在10mg/L的浓度下，嘧啶硒苯甲酸类化合物对稗草、牛筋草、马齿苋等杂草具有良好的活性抑制作用。对牛筋草的效果，略差于稗草和马齿苋。化合物B、D、G、I的抑制功效明显优于其他的化合物，并且都比嘧硫草醚的效果要好。
在活性实验的过程中，发现含有氟，氯，溴基团的化合物效果较优于含甲基，甲氧基的化合物，同时发现，在羧基的对位由基团的化合物除草效果会略优于间位基团的化合物。本除草剂显示了优于嘧硫草醚除草剂的除草功效。
实施例24：棉花田、水稻田毒性测试
本发明嘧啶硒苯甲酸类作为除草剂对于棉花、水稻作物的安全性实验如下：
1.药剂的配制
用万分之一天平称取嘧啶硒苯甲酸类化合物，用DMSO溶解，再用0.1％的吐温80水溶液稀释成浓度为100g a.i./hm2.
2.实验设计：
将本发明所研发的除草剂均进行作物安全性研究，在土壤中播种五颗棉花种子。棉花种子在3-4叶期进行药物处理。以蒸馏水组作为对照组。在处理后21天测量作物的株高，根据抑制损伤程度和株高来评价药物对作物的安全性。
水稻实验于水中进行不需土壤，步骤相同。以水作为对照组。
Figure BDA0003278991510000191
从上表结果可以看到在100g a.i./hm2.的浓度下，嘧啶硒苯甲酸类化合物对棉花和水稻的活性抑制作用较低，相比而言，对于水稻的抑制要略大于棉花，且对棉花和水稻的抑制作用均低于嘧硫草醚。以上实验结果表明，化合物A-K均可以作为更为安全的除草剂作用于水稻田与棉花田。
实施例25：乙酰乳酸合成酶活性测试
嘧啶水杨酸类除草剂的主要作用靶点为乙酰乳酸合成酶。乙酰乳酸合成酶能高效催化丙酮酸转化为乙酰乳酸，是支链氨基酸的重要合成元素。通过对大肠杆菌中乙酰乳酸合成酶活力的检测，从而判断本发明化合物对乙酰乳酸合成酶的抑制作用。
1.药剂的准备
0.5M磷酸缓冲液、0.1M MgCl2溶液、0.2M丙酮酸钠溶液、0.4N硫酸溶液、0.25N氢氧化钠溶液、0.5％肌酸溶液、5％1-萘酚溶液、1N氢氧化钠溶液、10％ZnSO4、甲苯。
培养基配制：
牛肉膏1％、氯化钠0.5％、蛋白胨1％，调节至pH7.0，加琼胶2％，250℃灭菌25分钟。
2.试验方案
制作乙酰甲基甲醇标准曲线(乙酰乳酸与上列试剂无反应，所产生的红色即乙酰乳酸脱羧产生的产物乙酰甲基甲醇)。
制备在37℃下，不含化合物的综合培养基振荡养4小时的大肠杆菌悬浮液，测定吸光度。
取10mL离心管10支，按下表加入试剂，并各做一个重复。
Figure BDA0003278991510000201
(1)管1为非酶对照，细菌在反应终止后加入
(2)管2为酶促对照
(3)管3.4.5为测定管。
将以上试管预热15min，加丙酮酸钠0.2mL，保温30min，加1M氢氧化钠0.2mL，10％硫酸锌，终止酶促。离心10000rpm 20分钟，去沉淀，吸取0.5mL，加入0.4N硫酸铵0.5mL，恒温振荡30min，加0.25N氢氧化钠中和，加蒸馏水2.5mL，0.5％肌酸和5％α-萘酚溶液，1h后在520nm处测定吸光度。对照乙酰甲基甲醇标准曲线，算出含量，即可得酶活(1分子乙酰乳酸脱羧，产生乙酰甲基甲醇)。
Figure BDA0003278991510000202
根据各个化合物对乙酰乳酸合成酶活性的抑制作用所计算得到的IC50值可以看出化合物B、D、F、I对乙酰乳酸合成酶的抑制活性高于嘧硫草醚，其中化合物B、D、I在除草活性测试中也表现出比嘧硫草醚更高的活性，并且在安全性测试中对于棉花和水稻生长的抑制作用均低于嘧硫草醚。因此，化合物B、D、I可作为新的除草剂候选化合物进一步开发。

Claims (8)

1.一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物，其特征在于，所述嘧啶硒苯甲酸类衍生物的结构式如下通式(Ⅰ)所示：
Figure FDA0003278991500000011
其中，R＝4-Cl、5-Cl、4-F、5-F、4,5-2F、4-OMe、4,5-2OMe、4-Br、5-Me、4,5-Me。
2.根据权利要求1所述的嘧啶硒苯甲酸类衍生物，其特征在于，所述嘧啶硒苯甲酸类衍生物化学名称和化学结构式分别如下：
A：2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000012
B：4-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000013
C:5-氯-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000021
D:4-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000022
E:5-氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000023
F:4,5-二氟-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000024
G:4-甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000025
H:4,5-二甲氧基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000026
I:4-溴-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000031
J:5-甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000032
K:4,5-二甲基-2-((4，6二甲氧基嘧啶-2-基)硒代)苯甲酸
Figure FDA0003278991500000033
。
3.一种嘧啶硒苯甲酸类衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
(1)：取代基双硒双苯甲酸的制备：以取代基氨基苯甲酸为原料，以水做溶剂，在酸性条件下加入亚硝酸钠进行重氮化，低温备用；硒粉以水做溶剂，硼氢化钠进行还原，加入碱制得过硒化钠；将重氮溶液缓慢滴入过硒化钠中，在70℃反应3小时，再常温反应5-10小时，处理可得取代基双硒双苯甲酸；
(2)：式(Ⅰ)化合物的制备：将步骤(1)制得的取代基双硒双苯甲酸化合物，以水做溶剂逐渐加入氢氧化钠溶液，直至完全溶解，以硼氢化钠为还原剂，再加入4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶，进行缩合，常温反应24h，反应结束后抽滤，滤液调酸，烘干，柱层析纯化，即可得式(Ⅰ)化合物。
4.根据权利要求3所述的嘧啶硒苯甲酸类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾。
5.根据权利要求3所述的嘧啶硒苯甲酸类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的取代基氨基苯甲酸、亚硝酸钠、硒粉、硼氢化钠、碱的摩尔比为：1：1.1：1.8：4.0：4.5。
6.根据权利要求3所述的嘧啶硒苯甲酸类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的氢氧化钠浓度为1M。
7.根据权利要求3所述的嘧啶硒苯甲酸类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的取代基双硒双苯甲酸、4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶、硼氢化钠的摩尔比为1：2.4：5.4。
8.根据权利要求1所述的嘧啶硒苯甲酸类衍生物的应用，其特征在于，所述嘧啶硒苯甲酸类化合物用作除草剂。
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