本發(fā)明涉及一種化合物，具體涉及一種稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
芳氧苯氧丙酸(APP)類衍生物作為禾本科雜草類除草劑，因具有高效、低毒、高選擇性和對環(huán)境友好等特點(diǎn)，自上市以來，其研究備受關(guān)注。此類除草劑經(jīng)抑制禾本科雜草內(nèi)乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)，阻斷植株體內(nèi)酯肪酸的合成，從而有效的選擇性地防除禾本科雜草，從而對闊葉作物無影響。
通常，此類化合物的R構(gòu)型體為除草劑的活性成分。在1991年，諾華公司開發(fā)了第一個(gè)用于小麥田的APP類除草劑——炔草酯，此后，道化學(xué)和韓國化工技術(shù)研究院陸續(xù)開發(fā)出了兩種用于水稻田的APP類除草劑——氰氟草酯(P1)和噁唑酰草胺(P2)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)苯氧基被吡啶氧基替代后，選擇性和活性將大幅提高。在此類APP類除草劑中，氟吡乙禾靈(P3)為代表性除草劑。
為獲得活性更高的化合物，發(fā)明人設(shè)計(jì)并合成一系列未見文獻(xiàn)報(bào)道的稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物，發(fā)現(xiàn)其具有顯著的除草活性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物及其異構(gòu)體，其特征在于，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式I所示：
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6為氫或C1～C3烷基或C1～C3鹵代烷基中的任意一種；X為-N＝CH-或氧；Y為氮或氧；X1為氫或氟或氯或溴或碘或三氟甲基或氰基或硝基中的任意一種；
上面給出的化合物(I)的定義中，所用術(shù)語不論單獨(dú)使用還是用在復(fù)合詞中，代表如下取代基:
烷基：指直鏈或支鏈烷基；
鹵代烷基：指直鏈或支鏈烷基，在這些烷基上的氫原子部分或全部被鹵原子取代；
本發(fā)明的化合物可以一種或多種異構(gòu)體的形式存在。異構(gòu)體包括對映異構(gòu)體、非對映異構(gòu)體、幾何異構(gòu)體。如本發(fā)明的式(I)所示的化合物，由于一個(gè)碳原子上連接四個(gè)不同的取代基而形成立體異構(gòu)體(分別以R和S來表示不同的構(gòu)型)，本發(fā)明包括R型異構(gòu)體和S型異構(gòu)體以及它們?nèi)魏伪壤幕旌衔铩?/p>
優(yōu)選的方案中，所述的稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物的具體結(jié)構(gòu)式為：
本發(fā)明還涉及所述的稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物的除草活性，在5克/畝用量下具有顯著的除草生物活性。
本發(fā)明提供的式(I)化合物具有很好的雜草防治作用，在很低的劑量下就可以獲得很好的效果。
本發(fā)明提供的式(I)化合物，具有生物活性且有的化合物具有很好的生物活性.特別是在農(nóng)業(yè)、園藝、花卉和衛(wèi)生雜草的防治方面表現(xiàn)出活性。這里所述的雜草包括，但不僅限于此：
禾本科雜草：馬唐、稗草、狗尾草、硬草、菵草、雀麥、看麥娘、節(jié)節(jié)麥、堿茅、星星草、野燕麥、黑麥草；
闊葉雜草：苘麻、繁縷、龍葵、藜、凹頭莧、反枝莧等。
單獨(dú)使用本發(fā)明的式(I)化合物時(shí)，對控制雜草是有效的，它們也可以與其他生物化學(xué)物質(zhì)一起使用，這些生物化學(xué)物質(zhì)包括其他除草劑。
本發(fā)明還涉及所述的稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物農(nóng)用除草劑中的應(yīng)用。
本發(fā)明涉及的稠雜氧基苯氧基羧酸衍生物的合成原料易得，制備方法簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不是用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
實(shí)施例1:(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-氧基)苯氧基]丙酸苯乙酯(1)的制備
在100mL反應(yīng)瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(40mL)，將(R)-2-(4-羥基苯氧)丙酸(3.00g,0.02mol)加入到反應(yīng)瓶中，攪拌溶解。在室溫下，分批緩慢加入碳酸鉀(4.46g,0.033mol)，繼續(xù)攪拌15～30min，升溫至75℃攪拌2h，緩慢加入2,6-二氯喹喔啉(3.28g,0.02mol)，升溫至145℃反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，將反應(yīng)液倒入冰水(250mL)中，滴加稀鹽酸至pH＝4～5，過濾，水洗，干燥得到黃色的固體(R)-2-(4-((6-氯喹喔啉-2-基)氧)苯氧)丙酸5.55g，產(chǎn)率97％。
在100mL反應(yīng)瓶中加入甲苯(40mL)，(R)-2-(4-((6-氯喹喔啉-2-基)氧)苯氧)丙酸(1.0g,3.3mmol)，攪拌下加入二氯亞砜(1.19g,10mmol)，升溫至125℃，回流反應(yīng)4h，冷卻脫溶得(R)-2-(4-((6-氯喹喔啉-2-基)氧)苯氧)丙酸酰氯，直接用于下一步。
在裝有酰氯的反應(yīng)瓶中加入二氯甲烷(40mL)，苯乙醇(0.4g,3.3mmol)和DMAP(催化量)，冰浴攪拌下滴入三乙胺(1.0g,10mmol)。將反應(yīng)混合物攪拌8h后倒入200mL冰水中，使用二氯甲烷在梨形漏斗中萃取。將有機(jī)相水洗，加入無水硫酸鈉干燥，脫去溶劑得到粗產(chǎn)物。柱層析(V石油醚/乙酸乙脂＝4:1)得到0.25g白色固體(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-氧基)苯氧基]丙酸苯乙酯(1)，產(chǎn)率17.20％。m.p.78-79℃，1HNMR:δ1.59(d,J＝6.8Hz,3H,CHCH3),2.96(t,J＝7.2Hz,2H,Ph-CH2),4.38-4.44(m,2H,O-CH2-CH2),4.72(q,J＝6.8Hz,1H,CHCH3),6.89(d,J＝7.2Hz,2H,PhH),7.12-7.31(m,7H,PhH),7.59(dd,J＝7.2Hz,2.4Hz,1H,quinoxaline-H),7.64(d,J＝7.2Hz,1H,quinoxaline-H),8.04(d,J＝2.4Hz,1H,quinoxaline-H),8.67(s,1H,quinoxaline-H)；13C NMR:δ18.60,34.97,65.58,73.00,115.94,122.42,126.66,127.92,128.53,128.77,128.87,131.11,132.81,137.29,138.52,139.74,140.11,146.50,155.06,157.22,172.00.
實(shí)施例2:N-苯乙基-(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-氧基)苯氧基]丙酰胺(2)的制備
在裝有酰氯的反應(yīng)瓶中加入二氯甲烷(40mL)，苯乙胺(0.4g,3.3mmol)和DMAP(催化量)，冰浴攪拌下滴入三乙胺(1.0g,10mmol)。將反應(yīng)混合物攪拌6～8h后倒入200mL冰水中，使用二氯甲烷在梨形漏斗中萃取。將有機(jī)相水洗，加入無水硫酸鈉干燥，脫去溶劑得到粗產(chǎn)物。柱層析(V石油醚/乙酸乙脂＝4:1)得到0.57g淡黃色固體產(chǎn)物N-苯乙基-(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-氧基)苯氧基]丙酰胺(2)，產(chǎn)率38.89％。m.p.136-138℃，1H-NMR:δ1.57(d,J＝8.4Hz,3H,CHCH3),2.71～2.88(m,2H,CH2),3.42～3.50(m,1H,CH2),3.65～3.74(m,1H,CH2),4.65(q,J＝8.4Hz,1H,CHCH3),6.46(br s,1H,NH),6.91(d,J＝8.8Hz,2H,PhH),7.07(d,J＝6.8Hz,2H,PhH),7.18-7.29(m,5H,Ph-H),7.58(dd,J＝9.2Hz,2.4Hz,1H,quinoxaline-H),7.62(d,J＝9.2Hz,1H,quinoxaline-H),8.05(d,J＝2.4Hz,1H,quinoxaline-H),8.69(s,1H,quinoxaline-H)；13C NMR:δ18.96,35.73,40.07,75.64,116.24,122.70,126.54,127.99,128.69,128.73,128.79,131.18,132.93,138.49,138.51,139.84,140.11,146.88,154.47,157.20,171.89.
實(shí)施例3:(R)-2-[4-(6-苯并噁唑-2-氧基)苯氧基)丙酸苯乙酯(3)的制備
稱取2-(4-羥基苯氧)丙酸3.64g(0.02mol)加入到置于冰水浴的20mL10％的NaOH溶液中，攪拌0.5h制得2-(4-羥基苯氧)丙酸鈉。將其滴加到30mL的2,6-二氯苯并噁唑(3.67g,0.02mol)的甲苯溶液中，加入0.2g四丁基溴化銨，將溫度升到50℃，任其反應(yīng)3h后，升溫至115℃回流1h。將反應(yīng)液冷卻后，分液取水層用稀鹽酸調(diào)節(jié)PH為3～4使產(chǎn)物完全析出，然后過濾并用水洗滌產(chǎn)物，將產(chǎn)物用真空干燥箱干燥即得(R)-2-[4-(6-苯并噁唑-2-氧基)苯氧基)丙酸2.53g，產(chǎn)率36.83％。
(R)-2-[4-(6-苯并噁唑-2-氧基)苯氧基)丙酸(3.3mmol，1.13g)，甲苯40mL，氯化亞砜(10mmol，1.18g)，115℃回流反應(yīng)4h，旋蒸脫去甲苯溶得到(R)-2-[4-(6-苯并噁唑-2-氧基)苯氧基)丙酰氯，直接用于下一步。
將(R)-2-[4-(6-苯并噁唑-2-氧基)苯氧基)丙酰氯(1.19g,3.3mmol)，二氯甲烷(40mL)，苯乙醇(0.40g,3.3mmol)和4-二甲氨基吡啶(DMAP,0.02g)置于冰水浴中攪拌10分鐘。向其滴入1.00g三乙胺，繼續(xù)在冰水浴中攪拌3h。然后將反應(yīng)液倒入200mL冰水中二氯甲烷萃取，有機(jī)相用100mL的冰水洗滌兩次，無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫去溶劑得到粗產(chǎn)物。將粗產(chǎn)物通過柱層析(石油醚：乙酸乙酯＝8：1)得到(R)-2-[4-(6-苯并噁唑-2-氧基)苯氧基]丙酸苯乙酯(3)棕黃色固體0.53g,產(chǎn)率27.3％，熔點(diǎn)65.1℃～67.2℃；1H NMR:δ1.57(d,J＝6.8Hz,3H,CHCH3),2.96(t,J＝6.8Hz,2H,OCH2CH2),4.41(t,J＝6.8Hz,2H,OCH2CH2),4.69(q,J＝6.8Hz,1H,CHCH3),6.87(d,J＝9.2Hz,2H,PhH),7.19(d,J＝9.2Hz,2H,PhH),7.24(dd,J1＝8.4Hz,J2＝2.0Hz,1H,benzoxazole-H),7.27～7.33(m,5H,PhH),7.39(d,J＝8.4Hz,1H,benzoxazole-H),7.43(d,J＝2.0Hz,1H,benzoxazole-H).13C NMR:δ18.54,34.93,65.60,73.05,110.64,116.17,119.17,121.20,125.03,126.68,128.54,128.75,128.86,137.26,139.50,146.73,148.44,153.57,155.76,171.78.
實(shí)施例4:除草活性評價(jià)
方法如下：(1)在截面積64cm2的塑料盆缽中定量裝土壓平，置于不銹鋼盆中，選取籽粒飽滿、大小一致的種子，分單子葉雜草(馬唐Digitaria sanguinalis、稗草Echinochloa crus-galli、狗尾草Setaria viridis)和雙子葉雜草(苘麻Abutilon theophrasti(或繁縷Stelleria media或龍葵Solanum nigrum)、藜Chenopodium album、凹頭莧Amaranthus ascedense或反枝莧Amaranthus retroflexus)分缽播種，各占缽面積的1/3，覆1cm厚細(xì)土，從塑料盆缽底部加水至上層土壤浸潤，置于溫室培養(yǎng)，待試材長至所需葉齡進(jìn)行試驗(yàn)處理；(2)稱取適量本發(fā)明提供的吡啶-3-基芳氧基苯氧基烷酸酯化合物，以N，N-二甲基甲酰胺溶解，再加入少量吐溫80乳化劑，攪拌均勻，加入定量清水，配制成所需濃度，設(shè)相應(yīng)溶劑和清水為對照；(3)處理方式：試材播種次日進(jìn)行苗前土壤處理，單子葉試材長至1葉1心期、雙子葉試材長至2片真葉期進(jìn)行苗后莖葉處理；(4)按設(shè)置劑量定量移取藥液進(jìn)行莖葉噴霧和土壤噴霧處理，分別以噴霧溶劑和清水為對照；(5)處理試材置于溫室培養(yǎng)；(6)處理15-25天后目測地上部生長情況，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，按以下公式計(jì)算各化合物對雜草的防效：防效(％)＝100*(對照株高-處理株高)/對照株高；(7)根據(jù)防效進(jìn)行除草活性分級：A級防效＞90％，B級防效75～90％，C級防效50～75％，D級防效25～50％，E級防效＜25％。結(jié)果表明本發(fā)明化合物在5g/畝劑量下，化合物對單子葉雜草具有選擇性的除草活性，其中化合物1、2、3對單子葉雜草莖葉處理大都具有A級除草活性，化合物1對單子葉雜草土壤處理具有A級除草活性，化合物2對單子葉雜草土壤處理具有C級除草活性，部分結(jié)果如下。