专利名称：4－取代苯基哒嗪类化合物及除草活性的制作方法
技术领域：
本发明涉及4-取代苯基哒嗪类化合物及除草活性。
背景技术：
除草剂与植物激素作用影响或阻断植物普通的新陈代谢作用，包括光合作用，糖类、脂类或氨基酸的形成及特殊细胞组成部分的生物合成。白化除草剂能够抑制类胡萝卜素的合成，它们对植物的毒害作用与类胡萝卜素的功能有关。
叶绿体中的类胡萝卜素具有双重作用，一方面在光合作用中作为光吸收体；另一方面作为光合作用中的保护性物质。它们在通过光激发叶绿素的过程中，获得了若干活性状态。三线态叶绿素和氧分子作用将能量转化为单线态氧。单线态氧具有很高的活性，能氧化它附近的任何分子。类胡萝卜素能保护叶绿体，但是当有色类胡萝卜素浓度降低时，例如在白化除草剂的存在下时，它们就不能发挥保护作用。直接的结果就是光褪色，也就是说，降解叶绿素并破坏光合作用的膜。大多数商业上的白化除草剂均是抑制含氧光合作用中的八氢番茄红素脱氢酶。
在八氢番茄红素转化作用中的第一个酶是八氢番茄红素脱氢酶，研究表明它是白化除草剂的靶标。八氢番茄红素脱氢酶是一个完整的膜蛋白，它以两个完全相同的半对称的八氢番茄红素分子作为底物。在多种有类胡萝卜素形成的生物体中，有两种不同氨基酸序列的八氢番茄红素脱氢酶。一种类型存在高等植物体内(在蓝菌和藻类体内也存在)，另一种类型在细菌和真菌内，两种酶的功能不同。由于细菌中与高等植物中的八氢番茄红素脱氢酶不同，白化除草剂具有天然的抗性，因此可以利用生物技术优选植物使其对八氢番茄红素脱氢酶抑制剂产生抗性，这在今后将是一项开创性的工作，使得八氢番茄红素脱氢酶抑制剂的应用更为广泛(Sandmann G and Boger P，Phytoene desaturase as a target for bleaching herbicides，inHerbicide ActivityToxicology，Biochemistry and Molecular Biology，ed by Roe RM，Burton JDand Kuhr RJ，IOS Press，Amsterdam，Netherlands.pp 1-10 1997)。
哒草伏是开发的较早的一类八氢番茄红素脱氢酶抑制剂。它为芽前土壤处理除草剂，主要用于防除柑桔、棉花、酸果蔓、坚果、果仁类、大豆、核果类园中许多一年生阔叶杂草，也可抑制多年生禾本科和莎草科杂草。
1999年孟山都公司开发了一系列3-苯基哒嗪类除草剂，作用机制是抑制八氢番茄红素脱氢酶的作用，从而减少类胡萝卜素的合成。3-苯基哒嗪的结构与活性的关系如下(1)哒嗪环上有烷基或拉电子基团；(2)在苯环上，间位有三氟甲基取代，作为八氢番茄红素脱氢酶的抑制剂。苯环上其它位置或其它基团的取代都会降低活性；(3)哒嗪环上6位或4位的取代降低活性；(4)哒嗪环上5位取代基的变化对活性有影响，其中取代基为甲氧基时活性最好。与甲氧基相比，含有亲核基团的N，S，O形成的其他取代基在5位的取代降低了漂白除草活性。当取代基为OCF2H时，活性比同系列的OCH3取代的化合物低，但对玉米有选择性。(MichaelS.South J.Heterocyclic Chem.，1999，36，301) 文献中报道的哒嗪类除草剂大部分为苯基取代在2位和3位的化合物，4-苯基取代哒嗪类结构作为除草剂在文献中未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供4-取代苯基哒嗪类化合物以及它们的制备方法和应用。本发明的化合物对一年生禾本科杂草及阔叶杂草有较高的除草活性。
本发明是下述通式(I)(II)化合物 其中，R1H、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，卤素、烷硫基、卤代烷硫基、氰基、硝基；R2H、烷基、烷氧基、苯基烷氧基、羟基烷基、烷氧烷基、卤代烷基、卤代烷氧基、烷硫基、烯基、卤代烯基、羧基、烷氧基羰基、烷基胺基羰基、二烷基胺基羰基、氨基羰基、卤素、硝基、氰基、烷基胺基、二烷基胺基、乙酰氨基、COR5、NR6R7、3～6元杂环；R3H、烷基、羟基烷基、烷氧烷基、卤代烷基、烯基、卤代烯基、酯基、烷氧基羰基、烷基胺基羰基、二烷基胺基羰基、氨基羰基、COR5、SO2R5、3～6元碳环或杂环，任选取代的苄基、苯基；R4苯并恶唑基、苯并噻唑基、苯基、嘧啶基、吡唑基、哒嗪、吡啶基、取代吡啶基、H、烷基、羟基烷基、烷氧烷基、卤代烷基、烯基、卤代烯基、酯基、苄基、COR5、SO2R5、3～6元碳环或杂环，任选取代的苯并恶唑基、苯并噻唑基、苯基、嘧啶基、吡唑基、哒嗪、吡啶基、苄基；R5H、烷基、卤代烷基；R6R7H、烷基，R6、R7可以相同，也可以不同；n＝1或2；上述所说的苯环及杂环上的取代基为烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，卤素、烷硫基、卤代烷硫基、氰基或硝基，取代基数量为1～5。上述的烷基是C1～C6的烷基。
上述所说的R1是H、-m-CF3、-m-OCH3、-m-Br、-m-CH3、-o-CF3、-o-OCH3、-o-Br、-o-CH3、-p-CF3、-p-OCH3、-p-Br、-p-CH3，R2是6-CH3-、6-CF3-、6-Cl-、6-Br、6-CH3O-、6-CH3CH2O-、6-CH3NH-、6-(CH3)2N-，5-CH3-、5-CF3-、5-Cl-、5-Br、5-CH3O-、5-CH3CH2O-、5-CH3NH-、5-(CH3)2N-，5，6-di-CH3、5，6-di-CF3，R3是-CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)CH3、CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-SO2CH3、-C6H5、，R4是-CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、CH(CH3)2、-CH2CH2(CH3)CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-SO2CH3、-C6H5，取代苯环，取代嘧啶，取代吡啶，取代吡唑， 上述所说的苯环及杂环上的取代基为烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，卤素、烷硫基、卤代烷硫基、氰基或硝基，取代基数量为1～5。
本发明化合物(I)(II)合成路线如图2，本发明的具体合成路线详细叙述如下(1)取代酰基丙酸乙酯和水合肼混合，其中摩尔比为1∶1～2，加入少量醇类溶剂。混合物在0～90C反应0.5～2小时，放置过夜，得到无色片状晶体，为4，5-二氢-6-取代-3-哒嗪酮。
(2)4，5-二氢-6-取代-3-哒嗪酮溶解于溶剂冰醋酸中，滴加液溴摩尔比为1∶1～3，滴完后加热至40～100C，回流5～60分钟后放置过夜，次日将反应液抽滤，为6-取代-3-哒嗪酮与溴化氢的复合物。将制得的6-取代-3-哒嗪酮与溴化氢的复合物溶于溶剂冰醋酸中，加入无水乙酸钠摩尔比为1∶1～3。混合物加热至40～110C，反应0.5～2小时。减压蒸除溶剂，残余物加入到冰水中，抽滤，干燥，得到白色固体。
(3)将6-取代-3-哒嗪酮溶于溶剂无水四氢呋喃中，0～70C下与(取代)苯基溴化镁反应2～7小时。反应物经水解，洗涤，干燥，旋干溶剂后经柱层析分离，洗脱剂为乙酸乙酯∶石油醚，得到4-(取代苯基)-6-取代-3-哒嗪酮和4，5-二氢-4-(取代苯基)-6-取代-3-哒嗪酮。
(4)将4-(取代苯基)-6-取代-3-哒嗪酮与碳酸钾粉末和2-氯取代苯并恶唑或2-氯取代苯并噻唑或2-氯取代嘧啶以摩尔比1∶1～3∶1～2在溶剂N，N-二甲基亚砜中反应。反应温度为0～70C，反应时间为1～48小时。反应后反应液经中和、萃取、干燥，有机相旋干后用柱层析分离，得到固体，为3-取代氧基-4-(取代苯基)-6-取代哒嗪。
(5)反应器内加入溶剂乙醇，乙醇钠和4-(取代苯基)-6-烷基-3-哒嗪酮，摩尔比为1∶1～2，搅拌至全部溶解。加入1-2倍量的卤代物，0～50C下反应1～48小时。反应液旋干，残余物用柱层析分离，得到固体或液体为N-取代-4-取代苯基-6-取代哒嗪酮。
所述的化合物的应用，作为白化除草剂，可防除一年生禾本科杂草及阔叶杂草。
本发明合成得到的4-取代苯基哒嗪类化合物在文献中没有报道过，是全新的化合物；同时作为白化除草剂，这类结构也是全新的。在与商品化的白化除草剂吡氟草胺比较后发现，本发明的某些化合物在稗草和油菜小杯法中10ppm下白化效果要高于商品化品种吡氟草胺。本发明可作为一年生禾本科杂草及阔叶杂草的除草剂。
图1是本发明化合物(I)(II)通式图2是本发明化合物(I)(II)合成路线
具体实施例方式本发明的实质性特点可从下述的实施例得以体现，但它不应视为是对本发明的任何限制。
实施例14，5-二氢-6-甲基-3-哒嗪酮乙酰丙酸乙酯42.3g和水合肼27.9g混合，加入少量乙醇得到均一溶液。混合物加热至沸腾，回流1小时后冷却至室温，放置过夜，得到无色片状晶体为4，5-二氢-6-甲基-3-哒嗪酮，产率96％。
实施例26-甲基-3-哒嗪酮将4，5-二氢-6-甲基-3-哒嗪酮55g溶解在新蒸的冰醋酸120ml中，缓慢滴入液溴33ml，滴完后加热至回流，回流15min后放置过夜，次日将反应液抽滤，得到6-甲基-3-哒嗪酮与溴化氢的复合物。将制得的6-甲基-3-哒嗪酮与溴化氢的复合物22.4g溶于85ml冰醋酸中，加入无水乙酸钠13.5g，混合物加热至沸腾，回流1h。将溶剂减压蒸馏除去，残余物加入到冰水中，得到白色固体，抽滤，干燥，得到白色固体12.9g，产率80％。
实施例34-(3-三氟甲基苯基)-6-甲基-3-哒嗪酮将10mmol 6-甲基-3-哒嗪酮溶于50ml无水四氢呋喃中，室温下加入40mmol的3-三氟甲基苯基溴化镁的四氢呋喃溶液。混合物加热至沸腾，回流5小时后用饱和的氯化铵溶液水解，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，干燥，旋干溶剂后用柱层析分离，洗脱剂为乙酸乙酯∶石油醚，得到4-(3-三氟甲基苯基)-6-甲基-3-哒嗪酮和4，5-二氢-4-(3-三氟甲基苯基)-6-甲基-3-哒嗪酮，产率分别为38.58％和16.89％。
实施例43-苯并恶唑氧基-4-(3-三氟甲基苯基)-6-甲基哒嗪的制备将0.5mmol 4-(3-三氟甲基苯基)-6-甲基-3-哒嗪酮，0.6mmol研细的碳酸钾粉末和DMSO5ml室温(25℃)搅拌0.5小时。然后加入0.5mmol 2-氯苯并恶唑的DMSO溶液10ml，25℃下反应7小时。将反应液用5％稀盐酸中和，用乙醚萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机相，无水硫酸镁干燥。有机相旋干后用柱层析分离，洗脱剂为乙酸乙酯∶石油醚，得到白色固体，产率54％实施例52，6-甲基4-(3-三氟甲基苯基)-3-哒嗪酮干燥的反应器内加入乙醇5ml，含1mmol乙醇钠的乙醇溶液溶液，搅拌5min后加入4-(3-三氟甲基苯基)-6-甲基-3-哒嗪酮1mmol，搅拌至全部溶解。加入碘甲烷1mmol，15C下反应12小时。反应液旋干，残余物用柱层析分离，洗脱剂为乙酸乙酯∶石油醚，得到白色固体，产率74％按照类似的方法合成了化合物(I)(II)，所有化合物经核磁，元素分析确证。部分化合物做了红外。具体结果见表1，2表1 化合物(I)
的物理性质表征
表2 化合物(II)
的物理性质表征
表3 化合物(I)
的1HNMR谱数据
表4 化合物(II)
的1HNMR谱数据
实施例6除草活性的初筛测定稗草小杯法覆盖一层玻璃珠的50ml的烧杯中加入一张滤纸片，加入5毫升一定浓度的供试化合物溶液，播种露白的稗草种子10粒，25±1℃下，光照12小时，黑暗12小时的培养体系下，培养7天后测定株高、根长、鲜重及目测白化率。通过化合物对稗草的生长抑制和白化效果来检测化合物的除草活性。
油菜小杯法覆盖一层玻璃珠的50ml的烧杯中加入一张滤纸片，加入5毫升一定浓度的供试化合物溶液，播种露白的油菜种子10粒，25±1℃下，光照12小时，黑暗12小时的培养体系下，培养7天后测定培养7天后测定株高、根长、鲜重及目测白化率。。通过化合物对油菜的生长抑制和白化效果来检测化合物的除草活性。
表5 部分化合物(I)(II)的除草活性
注白化度及油菜株高、根长抑制率分级标准A85-100％B70-84％C55-69％D40-54％E40％以下A185-90％A290-95％A395-100％
权利要求
1.一种4-取代苯基哒嗪类化合物，其特征在于它的通式为(I)或(II)的化合物 其中，R1H、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，卤素、烷硫基、卤代烷硫基、氰基、硝基；R2H、烷基、烷氧基、苯基烷氧基、羟基烷基、烷氧烷基、卤代烷基、卤代烷氧基、烷硫基、烯基、卤代烯基、羧基、烷氧基羰基、烷基胺基羰基、二烷基胺基羰基、氨基羰基、卤素、硝基、氰基、烷基胺基、二烷基胺基、乙酰氨基、COR5、NR6R7、3～6元杂环；R3H、烷基、羟基烷基、烷氧烷基、卤代烷基、烯基、卤代烯基、酯基、烷氧基羰基、烷基胺基羰基、二烷基胺基羰基、氨基羰基、COR5、SO2R5、3～6元碳环或杂环，任选取代的苄基、苯基；R4苯并恶唑基、苯并噻唑基、苯基、嘧啶基、吡唑基、哒嗪、吡啶基、H、烷基、羟基烷基、烷氧烷基、卤代烷基、烯基、卤代烯基、酯基、苄基、COR5、SO2R5、3～6元碳环或杂环，任选取代的苯并恶唑基、苯并噻唑基、苯基、嘧啶基、吡唑基、哒嗪、吡啶基、苄基；R5H、烷基、卤代烷基；R6R7H、烷基，R6、R7可以相同，也可以不同；n＝1或2；苯环及杂环上的取代基为烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，卤素、烷硫基、卤代烷硫基、氰基或硝基，取代基数量为1～5。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于所说的R1是H、-m-CF3、-m-OCH3、-m-Br、-m-CH3、-o-CF3、-o-OCH3、-o-Br、-o-CH3、-p-CF3、-p-OCH3、-p-Br、-p-CH3，R2是6-CH3-、6-CF3-、6-Cl-、6-Br、6-CH3O-、6-CH3CH2O-、6-CH3NH-、6-(CH3)2N-，5-CH3-、5-CF3-、5-Cl-、5-Br、5-CH3O-、5-CH3CH2O-、5-CH3NH-、5-(CH3)2N-，5，6-di-CH3-、5，6-di-CF3-，R3是-CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-SO2CH3、-C6H5，R4是 -CH3、-C2H5、-CH2CH2CH3、CH(CH3)2、-CH2CH2(CH3)CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCl、-CHClCH＝CHCl、-CHClCH＝CH2、-CH2C≡CH、-CO2C2H5、-CO2CH3、-CH2COOC2H5、-CH2C6H5、-CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-SO2CH3、-C6H5，任选取代的苯环、嘧啶、吡啶、吡唑，苯环及杂环上的任选取代基为烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，卤素、烷硫基、卤代烷硫基、氰基或硝基，取代基数量为1～5。
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于所说的烷基是C1～C6的烷基。
4.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于它是经过下述步骤(1)取代酰基丙酸乙酯和水合肼混合，其中摩尔比为1∶1～2，加入少量醇类溶剂，混合物在0～90℃反应0.5～2小时，放置过夜，得到无色片状晶体，为4，5-二氢-6-取代-3-哒嗪酮；(2)4，5-二氢-6-取代-3-哒嗪酮溶解于溶剂冰醋酸中，滴加液溴摩尔比为1∶1～3，滴完后加热至40～100℃，回流5～60分钟后放置过夜，次日将反应液抽滤，为6-取代-3-哒嗪酮与溴化氢的复合物；将制得的6-取代-3-哒嗪酮与溴化氢的复合物溶于溶剂冰醋酸中，加入无水乙酸钠摩尔比为1∶1～3；混合物加热至40～110℃，反应0.5～2小时；减压蒸除溶剂，残余物加入到冰水中，抽滤，干燥，得到白色固体。(3)将6-取代-3-哒嗪酮溶于溶剂无水四氢呋喃中，0～70℃下与取代苯基溴化镁反应2～7小时；反应物经水解，洗涤，干燥，旋干溶剂后经柱层析分离，洗脱剂为乙酸乙酯∶石油醚，得到4-(取代苯基)-6-取代-3-哒嗪酮和4，5-二氢-4-(取代苯基)-6-取代-3-哒嗪酮；(4)将4-(取代苯基)-6-取代-3-哒嗪酮与碳酸钾粉末和2-氯取代苯并恶唑或2-氯取代苯并噻唑或2-氯取代嘧啶以摩尔比1∶1～3∶1～2在溶剂N，N-二甲基亚砜中反应；反应温度为0～70℃，反应时间为1～48小时；反应后反应液经中和、萃取、干燥，有机相旋干后用柱层析分离，得到固体，为3-取代氧基-4-(取代苯基)-6-取代哒嗪；(5)反应器内加入溶剂乙醇，乙醇钠和4-(取代苯基)-6-烷基-3-哒嗪酮，摩尔比为1∶1～2，搅拌至全部溶解；加入1～2倍量的卤代物，0～50℃下反应1～48小时；反应液旋干，残余物用柱层析分离，得到固体或液体为N-取代-4-取代苯基-6-取代哒嗪酮。
5.权利要求1所述的化合物的应用，其特征在于，作为白化除草剂，可防除一年生禾本科杂草及阔叶杂草。
全文摘要
本发明涉及4－取代苯基哒嗪类化合物及除草活性。化合物(I)(II)具有较高的除草活性。它可有效防除一年生禾本科杂草及阔叶杂草。其中，R
文档编号C07D237/14GK1676518SQ20051001320
公开日2005年10月5日 申请日期2005年3月17日 优先权日2005年3月17日
发明者杨华铮, 许寒, 邹小毛, 胡方中, 刘斌, 杨秀凤 申请人:南开大学