專利名稱：一種2－取代烷基丙烯酸酯類化合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于除草劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于雜草種群的演替、變遷以及對(duì)化學(xué)農(nóng)藥抗藥性的產(chǎn)生和迅速發(fā)展；人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)和對(duì)化學(xué)農(nóng)藥污染、農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物影響以及在農(nóng)藥生態(tài)環(huán)境中歸宿問題的重視；世界耕地面積減少而人口增長(zhǎng)對(duì)糧食需求量加大；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展與耕作制度的不斷改進(jìn)等原因，需要不斷發(fā)明新型的和改進(jìn)的除草化合物和組合物。某些丙烯酸酯類化合物作為除草劑(EP149034A2，USP6251829，CN1626526)已有報(bào)道。但如本發(fā)明所示的2-取代烷基丙烯酸酯類化合物未見公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)新穎的2-取代烷基丙烯酸酯類化合物，如通式(I)所示 其中Q選自如下所示基團(tuán)之一 R1選自C1-C4烷基；R2選自H、C1-C6烷基；R3選自C1-C6烷基，C3-C6烯基或C3-C6炔基；及其立體異構(gòu)體。
上述通式(I)化合物，與R1相連的標(biāo)*的手性碳原子為R、S構(gòu)型，或其不同比例的混合物；當(dāng)R2不為H時(shí)，與R2相連的標(biāo)**的手性碳原子為R、S構(gòu)型，或其不同比例的混合物。
本發(fā)明中較為優(yōu)選的化合物為通式(I)中Q選自Q1、Q2或Q5；
R1選自甲基；R2選自H，C1-C6烷基；R3選自C1-C6烷基。
本發(fā)明中進(jìn)一步優(yōu)選的化合物為通式(I)中Q選自Q1，Q2或Q5；R1選自甲基，與甲基相連的標(biāo)*的手性碳原子為R構(gòu)型；R2選自H，C1-C6烷基，當(dāng)R2不為H時(shí)，與R2相連的標(biāo)**的手性碳原子為R、S構(gòu)型，或其不同比例的混合物；R3選自C1-C4烷基。
通式(I)中所指的烷基包括直鏈或支鏈烷基。烯基是指直鏈或支鏈形式，有1到2個(gè)碳碳雙鍵的基團(tuán)，例如，丙烯基、烯丙基等。炔基是指直鏈或支鏈形式，有1到2個(gè)碳碳三鍵的基團(tuán)，例如，丙炔基、炔丙基等。
本發(fā)明的通式(I)化合物可由如下方法制備 將原料(II，可由市場(chǎng)購得)溶于適宜的溶劑中，并加入到堿性水溶液中，溫度為-10℃到沸點(diǎn)下反應(yīng)0.5-48小時(shí)，再經(jīng)鹽酸或硫酸酸化，制得中間體酸即化合物(III)。溶劑選自氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、正己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、THF或二氧六環(huán)等；堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸氫鈉等。
中間體酸(III)與SOCl2、草酰氯或PCl3溶于適宜的溶劑，例如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、正己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、THF或二氧六環(huán)等中，并以有機(jī)堿，如三乙胺、吡啶或DMF等作催化劑，溫度為-10℃到沸點(diǎn)下反應(yīng)0.5-48小時(shí)，制得中間體酰氯(IV)。
中間體酰氯(IV)與化合物V(根據(jù)DE2155113、US3742669中所述方法，由相應(yīng)的醛與丙烯酸酯通過Baylis-Hillman反應(yīng)得到)，在適宜的溶劑中，溫度為-10℃到沸點(diǎn)下反應(yīng)0.5-48小時(shí)制得產(chǎn)物(I)。溶劑選自氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、DMF、THF或二氧六環(huán)等。加入堿類物質(zhì)，如三乙胺、吡啶、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉等對(duì)反應(yīng)有利。
本發(fā)明的通式(I)化合物也可由如下方法制備

中間體酸(III)與2-(2-溴代取代烷基)丙烯酸酯(可由市場(chǎng)上購得或按常規(guī)方法制備)，在適宜的溶劑中、適宜的堿的作用下，在-10℃到沸點(diǎn)條件下，反應(yīng)0.5-48小時(shí)制得產(chǎn)物(I)。溶劑選自氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、DMF、乙腈、THF或二氧六環(huán)等。堿選自碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、三乙胺、吡啶、乙醇鈉或氫化鈉等。
不同的起始原料或反應(yīng)條件的差異，通式(I)化合物有可能存在立體異構(gòu)現(xiàn)象。通過選擇適當(dāng)?shù)钠鹗荚匣蚩刂品磻?yīng)條件，可以得到一種異構(gòu)體過量的產(chǎn)物或單一異構(gòu)體。當(dāng)R2不為H時(shí)，得到的產(chǎn)物(I)中，可含有兩種非對(duì)映異構(gòu)體，可以通過常規(guī)的分離手段，例如柱色譜、重結(jié)晶等方法，得到單一異構(gòu)體。
表1部分如通式(I)所示的本發(fā)明化合物


注R2不為H時(shí)，C**構(gòu)型(R/S或S/R)比例可由1H NMR分析得到，但不能判斷出絕對(duì)構(gòu)型。
本發(fā)明的通式(I)化合物具有除草活性，在苗后使用可有效控制單子葉雜草。
本發(fā)明還包括以通式(I)化合物為活性組分的除草組合物。該除草組合物中活性組分的重量百分含量為1-99％。該除草組合物中還包括農(nóng)業(yè)上可接受的載體。
本發(fā)明的除草組合物可以多種制劑的形式施用。通常將本發(fā)明的化合物溶解或分散于載體中配制成制劑以便作為除草劑使用時(shí)更易于分散。例如這些化學(xué)制劑可被制成可濕性粉劑或乳油等。因此，在這些組合物中，至少加入一種液體或固體載體，并且通常需要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?br> 本發(fā)明另外的實(shí)施方案為防治雜草的方法，該方法包括將本發(fā)明的除草組合物施于所述雜草或所述雜草生長(zhǎng)的場(chǎng)所或其生長(zhǎng)介質(zhì)的表面上。通常選擇的較為適宜有效劑量為每公頃1克到1000克，優(yōu)選有效劑量為每公頃10克到500克。對(duì)于某些應(yīng)用，可在本發(fā)明的除草組合物中加入一種或多種其它的除草劑，由此可產(chǎn)生附加的優(yōu)點(diǎn)和效果。
本發(fā)明的化合物既可以單獨(dú)使用也可以和其它已知的殺蟲劑、殺菌劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或肥料等一起混合使用。
應(yīng)明確的是，在本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變換和改動(dòng)。
具體實(shí)施例方式
下列實(shí)施例和生測(cè)試驗(yàn)結(jié)果可用來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不意味著限制本發(fā)明。
合成實(shí)例化合物1的合成 向500毫升的反應(yīng)瓶中加入精喹禾靈(30.00克，80.40毫摩爾，購于江蘇豐山集團(tuán)有限公司，標(biāo)*的手性碳原子為R構(gòu)型，下同)和80毫升四氫呋喃，攪拌至全溶，加入氫氧化鈉(3.26克，80.68毫摩爾)和水(80毫升)形成的溶液，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)5小時(shí)，停止反應(yīng)，加入100毫升乙酸乙酯萃取，水相用濃鹽酸酸化，過濾，濾餅干燥得白色固體，即中間體酸25.00克。
向250毫升的反應(yīng)瓶中加入上述中間體酸(20.00克，58.00毫摩爾)和150毫升二氯甲烷，攪拌下緩慢加入草酰氯(11.00克，85.74毫摩爾)，再加入3滴DMF，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)4小時(shí)后，減壓脫出二氯甲烷和過量的草酰氯得23.00克黃色液體，即中間體酰氯。
向50毫升的反應(yīng)瓶中加入2-羥基亞甲基丙烯酸甲酯(0.35克，3.00毫摩爾)，三乙胺(0.35克，3.43毫摩爾)和5毫升二氯甲烷溶液中，冰水浴下滴加入上述中間體酰氯(1.25克，3.40毫摩爾)和10毫升二氯甲烷形成的溶液，約半小時(shí)滴加完，室溫下反應(yīng)5小時(shí)，之后，向反應(yīng)液中加入100毫升乙酸乙酯和20毫升水，分液，乙酸乙酯層依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和氯化鈉水溶液各20毫升洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓脫溶，經(jīng)硅膠柱層析分離(乙酸乙酯/石油醚＝1/5)，得0.84克白色固體，為化合物1，熔點(diǎn)76～78℃。核磁及紅外測(cè)試數(shù)據(jù)如下1H NMR(CDCl3)δ(ppm)8.67(s，1H)，8.05(d，J＝1.8Hz，1H)，7.69(d，J＝9.0Hz，1H)，7.60(dd，J＝9.0Hz，1.8Hz，1H)，7.18(d，J＝8.7Hz，2H)，6，95(d，J＝8.7Hz，2H)，6.37(s，1H)，5.79(s，1H)，4.99-4.81(m，3H)，3.76(s，3H)，1.67(d，J＝6.9Hz，3H)；IR νmax(cm-1)3060，2950，1735，1510，1310。
化合物3、4、5的合成 向50毫升的反應(yīng)瓶中加入2-亞甲基-3-羥基庚酸甲酯(0.52克，3.00毫摩爾)，三乙胺(0.35克，3.43毫摩爾)和5毫升二氯甲烷溶液中，冰水浴下滴加入上述中間體酰氯(1.25克，3.40毫摩爾)和10毫升二氯甲烷形成的溶液，約半小時(shí)滴加完，室溫下反應(yīng)8小時(shí)，之后，向反應(yīng)液中加入100毫升乙酸乙酯和20毫升水，乙酸乙酯層依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和氯化鈉水溶液各20毫升洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓脫溶，經(jīng)硅膠柱層析分離(乙酸乙酯/石油醚＝1/10)，得0.76克蠟狀物，為化合物3。由1H NMR分析其C**構(gòu)型為R型和S型的混合物(R/S或S/R＝1)，為一對(duì)非對(duì)映體。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm)8.68(s，1H)，8.67(s，1H)，8.06(d，J＝1.8Hz，2H)，7.67(d，J＝8.7Hz，2H)，7.61(dd，J＝8.7Hz，1.8Hz，2H)，7.17(d，J＝8.7Hz，4H)，6.94(d，J＝8.7Hz，4H)，6.32(s，1H)，6.22(s，1H)，5.81(s，1H)，5.48(s，1H)，5.69-5.65(m，2H)，4.81(q，J＝6.6Hz，2H)，3.78(s，3H)，3.75(s，3H)，1.72-1.63(m，10H)，1.26-1.11(m，8H)，0.91(t，J＝6.6Hz，3H)，0.81(t，J＝6.6Hz，3H)。
將上面所得到的等比例非對(duì)映體化合物3用苯重結(jié)晶，先析出白色晶體，為化合物4(C**構(gòu)型為R型或S型)，熔點(diǎn)110～111℃。核磁確定結(jié)構(gòu)。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm)8.67(s，1H)，8.06(d，J＝1.8Hz，1H)，7.67(d，J＝8.7Hz，1H)，7.61(dd，J＝8.7Hz，1.8Hz，1H)，7.17(d，J＝8.7Hz，2H)，6.94(d，J＝8.7Hz，2H)，6.32(s，1H)，5.81(s，1H)，5.69-5.65(m，1H)，4.81(q，J＝6.6Hz，1H)，3.78(s，3H)，1.72-1.63(m，5H)，1.26-1.11(m，4H)，0.81(t，J＝6.6Hz，3H)。
將上述重結(jié)晶母液脫溶得蠟狀物，為化合物5(其C**構(gòu)型為R型和S型的混合物，其中一個(gè)非化合物4的異構(gòu)體過量(R/S或S/R＝0.6))。核磁數(shù)據(jù)如下1H NMR(CDCl3)δ(ppm)8.68(s，1.25H)，8.67(s，0.75H)，8.06(d，J＝1.8Hz，2H)，7.67(d，J＝8.7Hz，2H)，7.61(dd，J＝8.7Hz，1.8Hz，2H)，7.17(d，J＝8.7Hz，4H)，6.94(d，J＝8.7Hz，4H)，6.32(s，0.75H)，6.22(s，1.25H)，5.81(s，0.75H)，5.48(s，1.25H)，5.69-5.65(m，2H)，4.81(q，J＝6.6Hz，2H)，3.78(s，2.25H)，3.75(s，3.75H)，1.72-1.63(m，10H)，1.26-1.11(m，8H)，0.91(t，J＝6.6Hz，3.75H)，0.81(t，J＝6.6Hz，2.25H)。
化合物6的合成
向500毫升的反應(yīng)瓶中加入精噁唑禾草靈(19.04克，50.0毫摩爾，購于安徽華星化工股份有限公司，標(biāo)*的手性碳原子為R構(gòu)型，下同)和100毫升四氫呋喃。室溫下，滴加氫氧化鈉(2.30克，55.0毫摩爾)和水(100毫升)形成的溶液，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束，用鹽酸酸化，加入乙酸乙酯萃取，無水硫酸鎂干燥，脫溶得淺棕色固體，即中間體酸17.00克。
向250毫升的反應(yīng)瓶中加入上述中間體酸(2.67克，8.00毫摩爾)和40毫升二氯甲烷，攪拌下緩慢加入草酰氯(1.54克，12.00毫摩爾)，再加入2滴DMF，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)4小時(shí)，之后，減壓脫出二氯甲烷和過量的草酰氯得2.79克黃色液體，即中間體酰氯。
向50毫升的反應(yīng)瓶中加入2-羥基亞甲基丙烯酸甲酯(0.35克，3.00毫摩爾)，三乙胺(0.35克，3.43毫摩爾)和5毫升二氯甲烷溶液中，冰水浴下滴加入上述中間體酰氯(1.19克，3.40毫摩爾)和10毫升二氯甲烷形成的溶液，約半小時(shí)滴加完，室溫下反應(yīng)5小時(shí)，之后，向反應(yīng)液中加入100毫升乙酸乙酯和20毫升水，分液，乙酸乙酯層依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和氯化鈉水溶液各20毫升洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓脫溶，經(jīng)硅膠柱層析分離(乙酸乙酯/石油醚＝1/5)，得0.70克白色固體，為化合物6，熔點(diǎn)87～89℃。核磁及紅外測(cè)試數(shù)據(jù)如下1H NMR(CDCl3)δ(ppm)7.44(d，J＝1.8Hz，1H)，7.41(d，J＝8.4Hz，1H)，7.32(d，J＝9.0Hz，2H)，7.25(dd，J＝8.4Hz，1.8Hz，1H)，6.95(d，J＝9.0Hz，2H)，6.37(s，1H)，5.80(s，1H)，4.96-4.85(m，2H)，4.79(q，J＝6.6Hz，1H)，3.77(s，3H)，1.65(d，J＝6.6Hz，3H)。
IR νmax(cm-1)3060，2940，1730，1500，1190。
化合物8的合成
向250毫升的反應(yīng)瓶中加入高效蓋草能(15.00克，40.0毫摩爾，購于沈陽化工研究院，標(biāo)*的手性碳原子為R構(gòu)型，下同)和60毫升2N氫氧化鈉水溶液，升溫至70℃，攪拌反應(yīng)2小時(shí)，停止反應(yīng)。降至室溫，用濃鹽酸酸化，加入二氯甲烷萃取，脫溶得棕色固體，即中間體酸13.04克。
向250毫升的反應(yīng)瓶中加入上述中間體酸(2.89克，8.00毫摩爾)和40毫升二氯甲烷，攪拌下緩慢加入草酰氯(1.54克，12.00毫摩爾)，再加入2滴DMF，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)4小時(shí)，之后，減壓脫出二氯甲烷和過量的草酰氯得2.84克黃色液體，即中間體酰氯。
向50毫升的反應(yīng)瓶中加入2-羥基亞甲基丙烯酸甲酯(0.35克，3.00毫摩爾)，三乙胺(0.35克，3.43毫摩爾)和5毫升二氯甲烷溶液中，冰水浴下滴加入上述中間體酰氯(1.29克，3.40毫摩爾)和10毫升二氯甲烷形成的溶液，約半小時(shí)滴加完，室溫下反應(yīng)5小時(shí)，之后，向反應(yīng)液中加入100毫升乙酸乙酯和20毫升水，分液，乙酸乙酯層依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和氯化鈉水溶液各20毫升洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓脫溶，經(jīng)硅膠柱層析分離(乙酸乙酯/石油醚＝1/10)，得0.69克白色固體，為化合物8，熔點(diǎn)50～52℃。核磁及紅外測(cè)試數(shù)據(jù)如下1H NMR(CDCl3)δ(ppm)8.26(s，1H)，7.96(s，1H)，7.08(d，J＝8.7Hz，2H)，6.93(d，J＝8.7Hz，2H)，6.36(s，1H)，5.78(s，1H)，4.94-4.87(m，2H)，4.79(q，J＝6.9Hz，1H)，3.76(s，3H)，1.65(d，J＝6.9Hz，3H)；IR νmax(cm-1)3060，2970，1730，1505，1325。
化合物9的合成 向100毫升的反應(yīng)瓶中加入精噁唑禾草靈的中間體酸(制備同化合物6，2.20克，6.25毫摩爾)，碳酸鉀(1.00克，7.17毫摩爾)和DMF(20毫升)，攪拌反應(yīng)10分鐘后，加入2-溴甲基丙烯酸乙酯(1.35克，6.65毫摩爾)，室溫下反應(yīng)1小時(shí)后，向反應(yīng)液中加入100毫升乙酸乙酯和20毫升水，乙酸乙酯層依次用2％鹽酸水溶液、水、飽和碳酸氫鈉水溶液和飽和氯化鈉水溶液各20毫升洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓脫溶，經(jīng)硅膠柱層析分離(乙酸乙酯/石油醚＝1/5)，得2.49克白色固體，為化合物9。[α]D25(c＝1.4，氯仿)＝+28.6°。核磁測(cè)試數(shù)據(jù)如下1H NMR(300MHz CDCl3)δ(ppm)7.435(d，1H)，7.398(d，1H)，7.33-7.30(m，2H)，7.239(dd，1H)，6.97-6.94(m，2H)，6.362(d，1H)，5.782(d，1H)，4.906(q，2H)，4.794(q，1H)，4.228(q，2H)，1.654(d，3H)1.295(t，3H)。
通式(I)其他化合物可通過以上類似的方法制得。
表1中其他化合物的1H NMR(CDCl3，300MHz)、IR數(shù)據(jù)如下

生測(cè)實(shí)例用丙酮溶解原藥，按設(shè)計(jì)劑量，加入到含表面活性劑的一定量水中，制得一定濃度的制劑。用移動(dòng)帶式噴霧器進(jìn)行噴霧。試材放于噴霧櫥內(nèi)的滾帶上，移動(dòng)噴頭經(jīng)過試材上部，以扇面噴霧形式將藥劑噴到試材上，噴嘴與通常田間噴霧器上的相同。滾帶將試材移出櫥外，置于干燥箱中干燥。
苗后試驗(yàn)，種子發(fā)芽并生長(zhǎng)10-21天，使處理前具有一系列生育階段的試材，然后選擇大小、生育階段一致的試材，進(jìn)行處理，處理后置于溫室并澆水。未用化合物處理的試材作對(duì)照。試材為單子葉雜草稗草和馬唐。
噴霧干燥后的試材置于溫室中。苗后試驗(yàn)從底部灌水并保持48小時(shí)以使水不接觸到葉面。
處理后4周進(jìn)行調(diào)查。抑制率為各種損害如失綠、枯斑、生長(zhǎng)阻滯或葉角灼燒的總效果，與空白對(duì)照比較后得到結(jié)果。部分測(cè)試結(jié)果見表2。
表2部分通式I中化合物的除草活性(苗后，抑制率％)

*空格表示未測(cè)
權(quán)利要求
1.一種2-取代烷基丙烯酸酯類化合物，如通式(I)所示 式中Q選自如下所示基團(tuán)之一 R1選自C1-C4烷基；R2選自H、C1-C6烷基；R3選自C1-C6烷基，C3-C6烯基或C3-C6炔基；及其立體異構(gòu)體。
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，通式(I)中Q選自Q1、Q2或Q5；R1選自甲基；R2選自H、C1-C6烷基；R3選自C1-C6烷基；及其立體異構(gòu)體。
3.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，通式(I)中Q選自Q1、Q2或Q5；R1選自甲基，與甲基相連的標(biāo)*的手性碳原子為R構(gòu)型；R2選自H、C1-C6烷基，當(dāng)R2不為H時(shí)，與R2相連的標(biāo)**的手性碳原子為R、S構(gòu)型，或其不同比例的混合物；R3選自C1-C4烷基。
4.權(quán)利要求1所述的化合物用于控制雜草的用途。
5.一種除草組合物，含有權(quán)利要求1所述的通式(I)化合物和農(nóng)業(yè)上可接受的載體，組合物中活性組分的重量百分含量為1-99％。
6.一種控制雜草的方法，其特征在于向雜草或雜草的生長(zhǎng)介質(zhì)或地點(diǎn)上施用除草有效量的如權(quán)利要求5所述的除草組合物。
全文摘要
一種2－取代烷基丙烯酸酯類化合物，如通式(I)所示，式中R
文檔編號(hào)A01N43/40GK1927843SQ20051004715
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者李斌, 于春睿, 崔東亮, 吳鴻飛, 王力鐘, 徐龍鶴 申請(qǐng)人:沈陽化工研究院