本发明属于除草剂领域。具体地说是一种6-氯代苯并恶(噻)唑氧基苯氧丙酸酯类化合物及其应用。
背景技术：
由于杂草种群的演替、变迁以及对化学农药抗药性的产生和迅速发展，人们对生态环境保护意识的不断加强，对化学农药污染、农药对非靶标生物影响的认识以及在农药生态环境中归宿问题的重视不断提高。随着世界耕地面积的逐渐减少、人口的不断增长及对粮食需求量的增加，迫使人们迅速发展农业生产技术、改进完善耕作制度，并需要不断发明新型的和改进的除草化合物和组合物。
US4130413A报道了某些6-氯代苯并恶(噻)唑氧基苯氧丙酸酯类化合物可作为除草剂，例如其中的94号化合物KC：
如本发明所示的6-氯代苯并恶(噻)唑氧基苯氧丙酸酯类化合物未见公开。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种结构新颖且对作物安全的6-氯代苯并恶(噻)唑氧基苯氧丙酸酯类化合物及其作为除草剂的应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种6-氯代苯并恶(噻)唑氧基苯氧丙酸酯类化合物，如通式I所示：
式中：
X分别选自氧或硫；
n代表1，2或3；
Q分别选自如下基团：
标*的手性碳原子为R或S构型，或R和S不同比例的混合物。
本发明优选的化合物结构式如下：
X分别选自氧或硫；
n代表1，2；
Q分别选自如下基团：
标*的手性碳原子为R或S构型，或R和S不同比例的混合物。
本发明更为优选的化合物结构式如下：
X分别选自氧或硫；
n代表1；
Q为Q6；
标*的手性碳原子为R构型。
本发明的通式化合物I可由如下方法制备：
将原料II(II，R＝Et或Me，X＝O或S，可由市场购得或参考US4130413A制得)溶于适宜的溶剂中，并加入到碱性水溶液中，温度为-10℃到沸点之间反应0.5-48小时，再经盐酸或硫酸酸化，制得中间体酸即化合物Ⅲ。适宜的溶剂选自氯仿、二氯甲烷、四 氯化碳、正己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、四氢呋喃或二氧六环等；适宜的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠等。
中间体酸III溶于适宜的溶剂，并加入相应的醇，再加入缩合剂，最后加入催化剂4-二甲氨基吡啶，温度为-10℃到沸点之间反应0.5-48小时，制得目标物I；适宜的溶剂为氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、正己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或二氧六环等；缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、二环己基碳二亚胺、N,N-二异丙基碳二亚胺。
或将中间体酸III溶于适宜的溶剂中，先与氯化亚砜、草酰氯、三氯氧磷、三溴氧磷、三氯化磷、羰基二咪唑或三聚氯氰反应制备酰化试剂，而后再加入含有碱类物质和相应醇的适宜的溶液，温度为-10℃到沸点之间反应0.5-48小时，制得目标物I。适宜的溶剂选自氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、正己烷、苯、甲苯、乙酸乙酯、四氢呋喃或二氧六环等。含有碱类物质为三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠等。
表1：部分如通式I所示的本发明化合物和物理性质
注：--表示未测
部分化合物的1H NMR(300MHz,CDCl3)数据如下：
化合物1：7.43–7.37(m,2H),7.32–7.29(d,2H),7.25-7.22(m,1H),6.97–6.94(d,2H),4.80-4.77(q,1H),4.17-4.13(m,2H),4.05-3.95(m,1H),3.56-3.37(m,2H),1.86-1.82(m,2H),1.66-1.63(d,3H),1.56-1.44(m,2H),1.30-1.25(m,2H)。
化合物2：7.43–7.38(m,2H),7.35–7.30(d,2H),7.27-7.22(m,1H),6.97–6.93(d,2H),4.78-4.75(q,1H),4.13-4.03(m,2H),3.99-3.80(m,2H),3.43-3.17(m,2H),2.03-1.90(m,1H),1.82-1.68(m,2H),1.66-1.62(d,3H),1.28-1.23(m,2H)。
化合物3：7.48–7.44(m,2H),7.35–7.33(d,2H),7.28(s,1H),6.98–6.96(d,2H),4.81-4.76(q,1H),4.15-3.97(m,4H),3.41-3.35(t,2H),1.95-1.85(m,1H),1.68-1.66(d,3H),1.59-1.53(m,2H),1.39-1.32(m,2H)。
化合物4：7.44–7.38(m,2H),7.34–7.31(d,2H),7.30-7.23(m,1H),6.97–6.93(d,2H),4.82-4.72(q,1H),4.10-3.93(m,4H),3.40-3.31(t,2H),1.95-1.82(m,1H),1.66-1.63(d,3H),1.55-1.50(m,2H),1.35-1.29(m,2H)。
化合物5：7.44–7.38(m,2H),7.32–7.29(d,2H),7.25-7.22(m,1H),6.97–6.93(d,2H),4.82-4.75(q,1H),4.31-4.21(m,1H),4.16-4.10(m,2H),3.88-3.77(m,2H),1.99-1.84(m,4H),1.66-1.64(d,3H),1.56-1.44(m,2H),1.30-1.25(m,2H)。
化合物6：7.44–7.38(m,2H),7.35–7.31(d,2H),7.30-7.22(m,1H),6.97–6.89(d,2H),4.80-4.73(q,1H),4.24-4.01(m,2H),3.88-3.69(m,4H),2.65-2.54(m,1H),2.05-1.95(m,1H),1.70-1.65(d,3H),1.65-1.53(m,1H)。
化合物7：7.44–7.38(m,2H),7.34–7.30(d,2H),7.27-7.23(m,1H),6.96–6.93(d,2H),4.78-4.72(q,1H),4.26-4.19(m,2H),3.95-3.89(m,2H),3.34-3.28(m,2H),1.65-1.63(d,3H),1.65-1.47(m,5H),1.29-1.23(m,2H)。
化合物8：7.64–7.60(m,2H),7.36–7.32(m,1H),7.28-7.23(m,2H),6.97–6.94(d,2H),4.82-4.79(q,1H),4.18-4.14(m,2H),4.04-3.97(m,1H),3.58-3.36(m,2H),1.86-1.84(m,2H),1.67-1.64(d,3H),1.55-1.42(m,2H),1.35-1.26(m,2H)。
化合物9：7.64–7.61(m,2H),7.36–7.32(m,1H),7.28-7.25(m,2H),6.95–6.91(d,2H),4.80-4.75(q,1H),4.11-4.03(m,2H),3.85-3.80(m,2H),3.43-3.12(m,2H),2.04-1.90(m,1H),1.83-1.70(m,2H),1.66-1.63(d,3H),1.29-1.23(m,2H)。
化合物10：7.64–7.61(m,2H),7.36–7.32(m,1H),7.28-7.25(m,2H),6.95–6.92(d,2H),4.80-4.76(q,1H),4.11-3.93(m,4H),3.40-3.32(t,2H),1.98-1.82(m,1H),1.67-1.64(d,3H),1.55-1.50(m,2H),1.35-1.29(m,2H)。
化合物11：7.64–7.60(m,2H),7.36–7.32(m,1H),7.28-7.24(m,2H),6.95–6.92(d,2H),4.80-4.76(q,1H),4.11-3.93(m,4H),3.40-3.32(t,2H),1.96-1.84(m,1H),1.67-1.64(d,3H),1.55-1.50(m,2H),1.40-1.25(m,2H)。
化合物12：7.63–7.59(m,2H),7.35–7.31(m,1H),7.27-7.23(m,2H),6.96–6.92(m,2H),4.82-4.77(q,1H),4.25-4.22(m,1H),4.15-4.09(m,2H),3.85-3.77(m,2H),1.95-1.85(m,4H),1.67-1.64(d,3H)。
化合物13：7.64–7.60(m,2H),7.36–7.32(m,1H),7.28-7.25(m,2H),6.95–6.91(m,2H),4.80-4.76(q,1H),4.22-4.06(m,2H),3.84-3.71(m,4H),2.62-2.50(m,1H),2.04-1.92(m,1H),1.66-1.64(d,3H),1.64-1.54(m,1H)。
化合物14：7.64–7.60(m,2H),7.36–7.32(m,1H),7.28-7.25(d,2H),6.95–6.92(d,2H),4.78-4.74(q,1H),4.27-4.11(m,2H),3.95-3.88(m,2H),3.35-3.26(m,2H),1.66-1.63(d,3H),1.63-1.45(m,5H),1.32-1.23(m,2H)。
本发明的通式I化合物具有除草活性，可用于农业上防治多种杂草。与现有技术所公开的化合物相比，本发明的6-氯代苯并恶唑氧基苯氧丙酸烯丙酯化合物不但具有优异的除草活性，而且对作物安全。
本发明还包括以通式I化合物为活性组分的除草组合物。该除草组合物中活性组分的重量百分含量为1-99％。该除草组合物中还包括农业上可接受的载体。
本发明的除草组合物可以多种制剂的形式施用。通常将本发明的化合物溶解或分散于载体中配制成制剂以便作为除草剂使用时更易于分散。例如：这些化学制剂可被制成可湿性粉剂或乳油等。因此，在这些组合物中，至少加入一种液体或固体载体，并且通常需要加入适当的表面活性剂。
本发明还提供了防治杂草的实施方法，该方法包括将除草有效量的本发明的除草组合物施于所述杂草或所述杂草生长的场所或其生长介质的表面上。较为适宜有效剂量为每公顷1克到1000克，优选有效剂量为每公顷10克到500克。对于某些应用，可在本发明的除草组合物中加入一种或多种其它的除草剂，由此可产生附加的优点和效果。
本发明的化合物既可以单独使用也可以和其它已知的杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂或肥料等一起混合使用。
应明确的是，在本发明的权利要求所限定的范围内，可进行各种变换和改动。
具体实施方式
下列实施例和生测试验结果可用来进一步说明本发明，但不意味着限制本发明。
合成实例
实例1、化合物3的合成：
(1)中间体(R)-III-a的合成
向1升的反应瓶中加入精恶唑禾草灵(50.00克，138毫摩尔，购自江苏丰山集团有限公司)和200毫升四氢呋喃，搅拌至全溶，冷却下加入氢氧化钠(8.30克，208毫摩尔，含量>96％)和水(200毫升)形成的溶液，自然升至室温搅拌反应5小时，停止反 应，加入200毫升乙酸乙酯萃取，水相用浓盐酸酸化，过滤，滤饼干燥得38.50克中间体酸(R)-III-a，淡棕色固体，m.p.157-158℃。
(2)化合物3的合成
向50毫升的反应瓶中加入化合物(R)-III-a(上步产品，0.80克，2.4毫摩尔)，四氢吡喃-4-甲醇(0.28克，2.4毫摩尔，含量98％)和50毫升二氯甲烷溶液中，再加4-二甲氨基吡啶(0.05克)，开动搅拌，室温下分批加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.92克，4.8毫摩尔)，然后室温下反应5个小时，反应完毕后，加入50毫升水萃取，有机层50毫升稀盐酸(1摩尔/升)洗,50毫升稀氢氧化钠(1摩尔/升)洗，50毫升饱和食盐水洗2次，无水硫酸镁干燥，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝90:10)，得0.48克化合物3，白色固体，m.p.85-87℃。[α]D25＝+49°(c＝0.005，丙酮)。手性HPLC分析测得R:S＝100:0，分析条件为：DAICEL ChemicalIndustries.LTDAD-H型手性柱，异丙醇：正己烷＝10：90，流速1.2mL/s，254nm检测(分析方法下同)。
实例2、化合物4的合成：
(1)(RS)-2-(4-(羟基苯氧基))丙酸甲酯的合成
将对二苯酚(11.00克，100毫摩尔)加入到40毫升二甲基亚砜中，然后加入氢氧化钾(2.81克，50毫摩尔)，开动搅拌，室温下缓慢滴加化合物2-溴丙酸甲酯(8.35克，50毫摩尔，含量>99％，消旋体)，室温搅拌过夜，将反应液倒入200毫升水中，加入50毫升二氯甲烷萃取，分出有机相，调节水层pH为4，然后用二氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝20:80)，得到6.32克(RS)-2-(4-(羟基苯氧基))丙酸甲酯，无色油状液体。
(2)(RS)-4-(6-氯代苯并恶唑氧基)-苯氧丙酸甲酯的合成
将化合物2-(4-(羟基苯氧基))丙酸甲酯(上步产品，1.97克，10毫摩尔)，碳酸钾(1.38克，10毫摩尔)，20毫升DMF加入单口瓶中，80℃反应半个小时，然后加入化合物2,6-二氯苯并恶唑(1.88克，10毫摩尔)，80℃反应4小时，冷却后，加入100毫升水和100毫升乙酸乙酯，萃取，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙 酸乙酯＝80:20)，得到2.31克(RS)-4-(6-氯代苯并恶唑氧基)-苯氧丙酸甲酯，黄色油状液体。
(3)中间体(RS)-III-a的合成
向100毫升的反应瓶中加入(RS)-4-(6-氯代苯并恶唑氧基)-苯氧丙酸甲酯(上步产品，2.31克，6.64毫摩尔)和四氢呋喃(10毫升)，搅拌至全溶，冷却下加入氢氧化钠(0.40克，10.00毫摩尔)和水(10毫升)形成的溶液，自然升至室温搅拌反应5小时，停止反应，减压蒸出四氢呋喃，加水20毫升后，再入20毫升乙酸乙酯萃取，分液，水相用浓盐调PH 4～5，以50毫升乙酸乙酯萃取2次，合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压脱溶，得1.95克中间体(RS)-III，棕色油液。
(4)化合物4的合成
向100毫升的反应瓶中加入化合物(RS)-III-a(上步产品，0.30克，0.90毫摩尔)，四氢吡喃-4-甲醇(0.11克，0.95毫摩尔)和50毫升二氯甲烷，再加入4-二甲氨基吡啶(0.05克)，开动搅拌，室温下分批加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.30克，1.56毫摩尔)，然后室温下反应5个小时，反应完毕后，加入50毫升水萃取，有机层50毫升稀盐酸(1摩尔/升)洗，50毫升稀氢氧化钠(1摩尔/升)洗，50毫升饱和食盐水洗2次，无水硫酸镁干燥，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝90:10)，得0.20克化合物4，黄色固体，m.p.80-81℃。手性HPLC分析测得R:S＝50:50。
实例3、化合物7的合成：
向100毫升的反应瓶中加入化合物(RS)-III-a(0.80克，2.40毫摩尔)，2-四氢吡喃-4-乙醇(0.31克，2.38毫摩尔)和50毫升二氯甲烷，再加入4-二甲氨基吡啶(0.05克)，开动搅拌，室温下分批加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.70克，3.65毫摩尔)，然后室温下反应5个小时，反应完毕后，加入50毫升水萃取，有机层50毫 升稀盐酸(1摩尔/升)洗，50毫升稀氢氧化钠(1摩尔/升)洗，50毫升饱和食盐水洗2次，无水硫酸镁干燥，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝90:10)，得0.82克化合物7，黄色油液。手性HPLC分析测得R:S＝100:0。
实例4、化合物14的合成：
(1)中间体(R)-II-b的合成
将化合物(R)-2-(4-(羟基苯氧基))丙酸甲酯(1.96克，10毫摩尔)，碳酸钾(2.76克，20毫摩尔)，50毫升DMF加入单口瓶中，80℃反应半个小时，然后加入化合物2,6-二氯苯并噻唑(2.04克，10毫摩尔)，80℃反应3小时，冷却后，加入100毫升水和100毫升乙酸乙酯，萃取，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝80:20)，得到3.50克(R)-4-(6-氯代苯并恶唑氧基)-苯氧丙酸甲酯，淡黄色固体。
(2)中间体(R)-III-b的合成
向100毫升的反应瓶中加入化合物II-b(上步所得，3.50克，9.62毫摩尔)和20毫升甲醇，搅拌至全溶，冷却下加入氢氧化钠(0.40克，10.00毫摩尔)和水(20毫升)形成的溶液，自然升至室温搅拌反应6小时，停止反应，加入20毫升乙酸乙酯萃取，水相用浓盐酸酸化，过滤，滤饼干燥得2.85克中间体酸(R)-III-b，淡黄色固体。
(3)化合物14的合成
向50毫升的反应瓶中加入化合物(R)-III-b(上步产品，0.80克，2.29毫摩尔)，2-四氢吡喃-4-甲醇(0.31克，2.38毫摩尔)和50毫升二氯甲烷溶液中，再加4-二甲氨基吡啶(0.05克)，开动搅拌，室温下分批加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.70克，3.65毫摩尔)，然后室温下反应5个小时，反应完毕后，加入50毫升水萃取，有机层50毫升稀盐酸(1摩尔/升)洗,50毫升稀氢氧化钠(1摩尔/升)洗，50毫升饱和食盐水洗2次，无水硫酸镁干燥，减压浓缩后，残余物通过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝90:10)，得0.89克化合物3，黄色油液。手性HPLC分析测得R:S＝90:10。
表1中的其他化合物可通过与以上示例类似的方法制得。
生测实例
原药用丙酮溶解后，按试验要求用1‰的吐温80静置自来水配制所需浓度的待测液。用履带式作物喷雾机(英国Engineer Research Ltd.设计生产)进行喷雾处理(喷雾压力1.95kg/cm2，喷液量50mL/m2，履带速度30cm/s，喷嘴为扇形喷嘴)。
防除稗草活性试验：将定量的稗草种子播于直径为7cm的装有营养土的纸杯中，播后覆土1cm，镇压、淋水后在温室按常规方法培养。待杂草长至1.5叶期，选取生长均匀一致的试材进行苗后茎叶喷雾处理，以1‰的吐温80静置自来水处理作为对照。试材处理后置于操作大厅，待药液自然风干后，置于温室内按常规方法管理，处理后48小时内采用从底部灌水的方法，避免药液被冲刷。处理后21天目测调查供试化合物对稗草的防效。
通式I化合物同已知化合物KC进行了除稗草活性平行对比试验，结果见表2。
表2：本发明部分化合物同化合物KC的防除稗草活性
(苗后，防效％)
注：KC是US4130413A专利中94号化合物。本申请参考US4130413A专利中方法进行样品制备。KC的物理性质见表3。
表3：KC的物理性质：
水稻安全性试验：将定量的水稻种子播于截面积为100cm2的培养钵中，播后覆土1cm，镇压、淋水后在温室按常规方法培养。待水稻长至3叶期，选取生长均匀一致的试材进行苗后茎叶喷雾处理，以1‰的吐温80静置自来水处理作为对照。试材处理后放在干燥通风处，待药液自然风干后，置于温室内按常规方法管理，处理后48小时内采 用从底部灌水的方法，避免药液被冲刷。处理后4周进行目测调查，抑制率为与对照相比的各种损伤程度，包括杀死、失绿、枯斑、扭曲、畸形、生长抑制或叶片灼烧等。
小麦安全性试验：将定量的小麦种子播于直径为7cm的装有营养土的纸杯中，播后覆土1cm，镇压、淋水后在温室按常规方法培养。待小麦长至3叶期，选取生长均匀一致的试材用履带式作物喷雾机(英国Engineer Research Ltd.设计生产)进行茎叶喷雾处理(喷雾压力1.95kg/cm2，喷液量50mL/m2，履带速度30cm/s，喷嘴为扇形喷嘴)，试材处理后置于操作大厅，待药液自然风干后，置于温室内按常规方法管理。处理后定期观察小麦对供试化合物的反应情况，于处理后4周进行目测调查，抑制率为与对照相比的各种损伤程度，包括杀死、失绿、枯斑、扭曲、畸形、生长抑制或叶片灼烧等。
通式I化合物对水稻、小麦、大豆、棉花具有高的安全性，例如化合物3在120ga.i./hm2剂量下，对水稻苗后药害为0。化合物3在15g a.i./hm2剂量下，对小麦苗后药害为0，而化合物KC在此剂量下，对小麦苗后药害为25％。