專利名稱：3－?；量┩椋?，4－二酮類化合物及除草活性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3-酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物及除草活性。
背景技術(shù)：
對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(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(diǎn)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。
1994年世界專利WO1994/01401報道了含3-苯甲?；量┻?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，烷基磺酰基，烷基，烷氧基F，G，J，K＝氫，烷基成功地將吡咯雜環(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/公頃劑量下，可作為玉米田中cyperus，digitaria，amaranthus，galiusoga和stellaria等雜草的除草劑。
上述文獻(xiàn)雖然記載了3-?；量┩?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-?；量┩?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-酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的化合物對禾本科雜草有很高的除草活性，而且對作物表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性，對玉米生長安全。
本發(fā)明是下述通式(I)化合物 其中，R1H、烷基、烷氧基烷基、鹵代烷基、鹵代烷氧基烷基，烷氧基羰基、烯基、鹵代烯基、任選取代的苯基、苯基烷基；R2R4H、烷基、烷氧基、苯基烷氧基、羥基烷基、烷氧烷基、烷氧基羰基、鹵代烷基、氰基，R2、R4可以相同，也可以不同；CR2R4代表3～6元碳環(huán)或雜環(huán)；R3氫、烷基、烷氧烷基，任選取代的雜環(huán)、雜環(huán)基苯基、雜環(huán)烷基、雜環(huán)烷氧基、雜環(huán)烷基苯基、苯基、苯氧苯基、苯基烷基及芳香基；任選的取代基為烷基、烷氧基、鹵素、硝基、烷硫基、烷氧基羰基、烷基磺?；⑼檠趸榛蝓０坊?，取代基數(shù)量為1～5。
NR1R4或NR1R2代表3～6元碳環(huán)或雜環(huán)；所說的烷基是C1～C6的烷基。
R1優(yōu)選CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、CH(CH3)2、n-Bu、-CH2CH(CH3)CH3、-CH(CH3)CH2CH3、t-Bu、n-C5H11、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-C6H5；R2R4優(yōu)選H、-CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)2、n-Bu-、-CH2CH(CH3)CH3、-CH(CH3)CH2CH3、t-Bu-、n-C5H11-、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-C6H5，R2、R4可以相同，也可以不同；CR2R4代表3～6元碳環(huán)或雜環(huán)；NR1R2或NR1R4優(yōu)選含N、S、O三個雜原子中其中任意一個或兩個的3～6元雜環(huán)；R3優(yōu)選CN、任選取代的苯基、雜環(huán)烷基苯基、芐基、萘基、吡啶基、苯氧苯基、吡唑環(huán)基、呋喃環(huán)基、噻唑環(huán)基；苯環(huán)及雜環(huán)上任選的取代基為C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、鹵代C1～C6烷基、鹵代C1～C6烷氧基、鹵素、C1～C6烷硫基、C1～C6酰胺基、鹵代C1～C6烷硫基、氰基、硝基、烷氧基羰基、C1～C6烷基磺?；腿〈鵄，取代基數(shù)量為1～5。
所說的取代基A為B-D-，其中B為取代的五元或六元含N、S、O其中之一的雜環(huán)，任選的取代基為H、C1～C2的烷基、C1～C2的烷氧基；D為[(R5R6)C]n或[(R5R6)C]nO，n＝1～3；其中R5和R6是H、C1～C2的烷基。
通式(I)化合物的制備方法，其特征在于它包括下述步驟取代苯甲?；宜嵋阴ズ蚇-取代甘氨酸乙酯，摩爾比為1∶1.5-3.0于60～100℃攪拌反應(yīng)10-48小時后，冷卻至室溫，加入甲醇鈉溶液，取代苯甲?；宜嵋阴ヅc甲醇鈉摩爾比為1∶1.5-2.5，室溫攪拌20-60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。
所述3-?；量┩?2，4-二酮類化合物的應(yīng)用，其特征在于施藥量為187.5克/公頃時，它可選擇性地作為闊葉植物田中除去稗草、馬唐禾本科等單子葉雜草的除草劑。
本發(fā)明化合物(I)合成路線如圖2，本發(fā)明的具體合成路線詳細(xì)敘述如下取代苯甲酰基乙酸乙酯和N-取代甘氨酸乙酯，摩爾比為1∶1.5-3.0于60～100℃攪拌反應(yīng)10-48小時后，冷卻至室溫，加入甲醇鈉溶液(取代苯甲?；宜嵋阴ァ眉状尖c＝1∶1.5-2.5)，室溫攪拌20-60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。
本發(fā)明用烷氧基取代芳環(huán)上的氯原子后，所得的3-酰基吡咯烷-2，4-二酮的除草活性和對作物的選擇性都有了較大的提高，尤其在對作物的選擇性上表現(xiàn)更為突出。本發(fā)明的化合物對單子葉雜草有很高的除草活性，而且對作物表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性，對玉米生長安全。本發(fā)明可作為玉米田中的稗草、馬唐等禾本科雜草的除草劑。在187.5克/公頃劑量下農(nóng)田直接施藥。


圖1是本發(fā)明化合物(I)通式圖2是本發(fā)明化合物(I)合成路線具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)可從下述的實(shí)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(shí)施例11-異丙基-3-(3-甲基苯甲?；?吡咯啉-2，4-二酮的合成150ml四口瓶中，20毫摩爾3-甲基苯甲?；宜嵋阴ズ?0毫摩爾N-異丙基甘氨酸乙酯，在70毫升苯中于80℃攪拌反應(yīng)10小時后，冷卻至室溫，加入30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(shí)施例21-叔丁基-3-(3-甲基苯甲酰基)吡咯啉-2，4-二酮的合成150ml四口瓶中，20毫摩爾3-甲基苯甲?；宜嵋阴ズ?0毫摩爾N-叔丁基甘氨酸乙酯，在70毫升苯中于80℃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(shí)施例3. 5-甲基-3-(2-甲氧基苯甲?；?吡咯啉-2，4-二酮的合成150ml四口瓶中，20毫摩爾3-甲氧基苯甲?；宜嵋阴ズ?0毫摩爾3-甲基甘氨酸乙酯鹽酸鹽，在70毫升苯中于80℃攪拌反應(yīng)46小時后，冷卻至室溫，加入41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(shí)施例41-仲丁基-3-(4-異丙基苯甲酰基)吡咯啉-2，4-二酮的合成150ml四口瓶中，15毫摩爾3-甲基苯甲?；宜嵋阴ズ?6毫摩爾N-仲丁基甘氨酸乙酯，在60毫升苯中于80℃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37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(shí)施例51-異丙基-3-(1-萘基甲酰基)吡咯啉-2，4-二酮的合成150ml四口瓶中，20毫摩爾1-萘基甲酰基乙酸乙酯和25毫摩爾N-異丙基甘氨酸乙酯，在60毫升苯中于80℃攪拌反應(yīng)10小時后，冷卻至室溫，加入32毫摩爾甲醇鈉溶液，室溫攪拌26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，紅外、元素分析確證。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

表1(續(xù))

表2.

表1(續(xù))

表2化合物(I)的1HNMR圖譜數(shù)據(jù)

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2(續(xù))

實(shí)施例6 除草活性的初篩測定盆栽法(莖葉處理)在直徑8cm的塑料小杯中放入一定量的土，加入一定量的水，播種后覆蓋一定厚度的土壤，于花房中培養(yǎng)，幼苗出土前以塑料覆蓋。出苗后，每天加以定量的清水以保持正常生長。當(dāng)幼苗長到一定時期進(jìn)行莖葉噴霧處理。處理劑量為1500g/公頃。處理21天后調(diào)查結(jié)果，測定地上部鮮重，以鮮重抑制百分?jǐn)?shù)來表示藥效。
盆栽法(土壤處理)在直徑8cm的塑料小杯中放入一定量的土，加入一定量的水，播種后覆蓋一定厚度的土壤，并在當(dāng)日施藥，然后于花房中培養(yǎng)，幼苗出土前以塑料覆蓋。出苗后，每天加以定量的清水以保持正常生長。當(dāng)幼苗長到一定時期進(jìn)行莖葉噴霧處理。處理劑量為1500g/公頃。處理21天后調(diào)查結(jié)果，測定地上部鮮重，以鮮重抑制百分?jǐn)?shù)來表示藥效。
活性分級指標(biāo)+++++≥80％；++++60～79％；+++40～59％；++20～39％；+≤19％表3部分化合物(I)的除草活性抑制率(％)(劑量1500g/公頃)


實(shí)施例7.除草活性的復(fù)篩測定對活性突出的化合物讓25，35，36，37，38，57，92，116降低劑量進(jìn)行復(fù)篩測定。測定方法同實(shí)施例4，結(jié)果見表4部分化合物(I)的除草活性復(fù)篩結(jié)果(抑制率％)。活性分級指標(biāo)+++++≥80％；++++60～79％；+++40～59％；++20～39％；+≤19％表4部分化合物(I)的除草活性抑制率(％)

權(quán)利要求
1.一種3-?；量┩?2，4-二酮化合物，其特征在于它是通式為(I)的化合物 其中，R1H、烷基、烷氧基烷基、鹵代烷基、鹵代烷氧基烷基，烷氧基羰基、烯基、鹵代烯基、任選取代的苯基、苯基烷基；R2、R4H、烷基、烷氧基、苯基烷氧基、羥基烷基、烷氧烷基、烷氧基羰基、鹵代烷基、氰基，R2、R4可以相同，也可以不同；CR2R4代表3～6元碳環(huán)或雜環(huán)；R3氫、烷基、烷氧烷基，任選取代的雜環(huán)、雜環(huán)基苯基、雜環(huán)烷基、雜環(huán)烷氧基、雜環(huán)烷基苯基、苯基、苯氧苯基、苯基烷基及芳香基；任選的取代基為烷基、烷氧基、鹵素、硝基、烷硫基、烷氧基羰基、烷基磺?；⑼檠趸榛蝓０坊?，取代基數(shù)量為1～5。NR1R4或NR1R2代表3～6元碳環(huán)或雜環(huán)；所說的烷基是C1～C6的烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所說的R1是CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、CH(CH3)2、n-Bu、-CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH2CH3、t-Bu、n-C5H11、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-C6H5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所說的R2、R4是H、-CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)2、n-Bu-、-CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH2CH3、t-Bu-、n-C5H11-、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-C6H5，R2、R4可以相同，也可以不同；CR2R4代表3～6元碳環(huán)或雜環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所說的NR1R2或NR1R4是含N、S、O三個雜原子中其中任意一個或兩個的3～6元雜環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所說的R3是CN、任選取代的苯基、雜環(huán)烷基苯基、芐基、萘基、吡啶基、苯氧苯基、吡唑環(huán)基、呋喃環(huán)基、噻唑環(huán)基；苯環(huán)及雜環(huán)上任選的取代基為C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、鹵代C1～C6烷基、鹵代C1～C6烷氧基、鹵素、C1～C6烷硫基、C1～C6酰胺基、鹵代C1～C6烷硫基、氰基、硝基、烷氧基羰基、C1～C6烷基磺酰基和取代基A，取代基數(shù)量為1～5。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所說的化合物，其特征在于所說的取代基A為B-D-，其中B為取代的五元或六元含N、S、O其中之一的雜環(huán)，任選的取代基為H、C1～C2的烷基、C1～C2的烷氧基；D為[(R5R6)C]n或[(R5R6)C]nO，n＝1～3；其中R5和R6是H、C1～C2的烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物的制備方法，其特征在于它包括下述步驟取代苯甲?；宜嵋阴ズ蚇-取代甘氨酸乙酯，摩爾比為1∶1.5-3.0于60～100℃攪拌反應(yīng)10-48小時后，冷卻至室溫，加入甲醇鈉溶液，取代苯甲?；宜嵋阴ヅc甲醇鈉摩爾比為1∶1.5-2.5，室溫攪拌20-60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。
8.權(quán)利要求1所述3-酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物的應(yīng)用，其特征在于施藥量為187.5克/公頃時，它可選擇性地作為闊葉植物田中除去稗草、馬唐禾本科等單子葉雜草的除草劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及3－?；量┩椋?，4－二酮類化合物及除草活性?；衔?I)具有很高的植物生長抑制活性及除草活性，而且對作物表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性。它可選擇性地作為闊葉植物田中除去稗草、馬唐禾本科等單子葉雜草的除草劑。其中，R
文檔編號C07D207/36GK1676515SQ20051001320
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者楊華錚, 朱有全, 鄒小毛, 胡方中, 劉斌, 楊秀鳳 申請人:南開大學(xué)