本发明涉及一种香豆素-芳氧羧酸酯类化合物及其在农药上的应用，属于除草剂技术领域。
背景技术：
长期、大量的使用同一品种农药，杂草对其就会产生抗药性，并存在一定的环境问题，因此，需要不断开发新型的具有除草活性的化合物。以天然产物为先导化合物开发的除草剂一般具有高效、低毒、易降解和抗性发展缓慢等特点，符合农药的发展趋势。香豆素广泛存在于芸香科、伞形科、豆科、兰科、木樨科、茄科和菊科植物中。医用方面，香豆素类化合物主要有抗肿瘤、抗菌、抗艾滋病等活性的报道，并且已经有抗凝血药物的商品化品种。农用方面，香豆素类化合物已有杀鼠剂商品化品种，也有部分文献报道其杀菌活性，在除草活性方面的报道主要有CN102146068A、CN105111176A和CN104351179A等，但如本发明所示的香豆素-芳氧羧酸酯类化合物未见公开。
技术实现要素：
本发明的目的是一种香豆素-芳氧羧酸酯类化合物的合成(I)及应用。本发明提供了许多新的化学结构和新化合物。生物活性测定结果表明，化合物Ⅰ具有很高的除草活性。本发明是下述通式(I)化合物：
其中，R1：H、卤代烷基、烷基；R2：H、烷基。
本发明化合物(I)的合成路线如下：
7-羟基香豆素类化合物(A)的合成：
其中，R1：H、卤代烷基、烷基；R2：H、烷基。
酰氯(B)的合成：
香豆素-芳氧羧酸酯类化合物(I)的合成：
本发明的合成路线叙述如下：香豆素-芳氧羧酸酯类化合物的合成方法按照下述步骤进行：
步骤1、将含有不同取代基的间苯二酚加入到盛有浓硫酸的反应瓶中，搅拌溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加乙酰乙酸酯类化合物，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h；剧烈搅拌下倒入冰水混合物中，有黄色沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶得淡黄色针状固体，即7-羟基香豆素类化合物(A)；
步骤2、2,4-二氯苯氧乙酸与草酰氯溶于CH2Cl2溶剂中，滴加N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温反应2h制得酰氯(B)；
步骤3、在含有7-羟基香豆素类化合物和酰氯的有机溶剂中，一定温度下，加入催化剂，反应一段时间后，重结晶即得香豆素-芳氧羧酸酯类化合物。
步骤1中，所述含有不同取代基的间苯二酚与乙酰乙酸酯类化合物的摩尔比为1:1；步骤2中，所述的2,4-二氯苯氧乙酸、草酰氯与N,N-二甲基甲酰胺的用量比为3mmol:9mmol:10μL；步骤3中，所述含有7-羟基香豆素类化合物和酰氯的摩尔比为1:1～1:2，所述有机溶剂为自苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、乙醇、甲醇中的一种，所述一定温度为0℃至有机溶剂的沸点温度，所述催化剂为无水碳酸钾、哌啶、吡啶、无水碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠中的一种，所述重结晶所用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种，所述反应时间为0.5～5h。
本发明的通式(I)的化合物具有除草活性，尤其对双子叶杂草具有高活性。
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在0.1-99％之间。该除草组合物中还包括农业上可接受的载体。
本发明另外的实施方案为防治杂草的方法，该方法包括将本发明的除草组合物施于所述的杂草或所述杂草的场所或所述杂草的生长介质的表面上。通常选择的较为适宜有效量为每公顷10克到1500克，优选有效量为每公顷20克到750克。
本发明的化合物可以制剂的形式施用到土壤或叶面上。这种化合物通常溶解于载体中或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粉或乳油。在这些组合物中，至少加入一种液体或固体载体，并且当需要时，可以掺入适当的表面活性剂。
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、除草剂、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。
有益效果：
本发明提供了一类新型的香豆素-芳氧羧酸酯类化合物(I)的制备方法。
本发明的化合物(I)具有很高的除草活性，与其它的香豆素类化合物相比，除草活性有了很大的提高。本发明的化合物(I)对供试杂草如双子叶杂草油菜及单子叶杂草马唐有很高的防效。
本发明的实质性的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作任何限制。
具体实施方式
本发明中不同取代间苯二酚，7-羟基香豆素和乙酰乙酸酯类化合物可直接购得。
实施例1：7-羟基-4-甲基香豆素(A1)的制备：
结构式为：
间苯二酚0.55g(5mmol)和浓硫酸8.0mL，搅拌使其溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加乙酰乙酸乙酯0.65mL(5mmol)，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h。剧烈搅拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得7-羟基-4-甲基香豆素(A1)0.71g，白色粉末，收率81.2％，mp:190～191℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.36(s,3H,CH3),4.39(s,1H,OH),6.12(s,1H,H-3),6.71(d,1H,J＝4.0Hz,H-5),6.80(dd,1H,J＝2.4,8.8Hz,H-6),7.58(dd,1H,J＝1.2,8.8Hz,H-8)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:161.6,160.8,155.3,154.0,127.1,113.3,112.5,110.7,102.6,18.6.Anal.Calcd for C8H8O3:C 68.18,H 4.58；found C68.25,H 4.70。
实施例2：7-羟基-4-氯香豆素(A2)的制备：
结构式为：
间苯二酚0.55g(5mmol)和浓硫酸8.0mL，搅拌使其溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加4-氯乙酰乙酸乙酯0.68mL(5mmol)，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h。剧烈搅拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得7-羟基-4-氯香豆素(A2)0.85g，白色粉末，收率80.9％，mp:211～213℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:4.12(s,1H,OH),4.95(s,2H,CH2),6.42(s,1H,H-3),6.76(d,1H,J＝2.4Hz,H-5),6.85(dd,1H,J＝2.0,8.4Hz,H-6),7.67(d,1H,J＝8.8Hz,H-8)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:161.9,160.6,155.8,151.5,127.0,113.6,111.5,109.8,103.0,41.8.Anal.Calcd for C15H9O3F:C 57.03,H 3.35；found C57.26,H 3.10。
实施例3：7-羟基-4-三氟甲基香豆素(A3)的制备：
结构式为：
间苯二酚0.55g(5mmol)和浓硫酸8.0mL，搅拌使其溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯0.73mL(5mmol)，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h。剧烈搅拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得7-羟基-4-三氟甲基香豆素(A3)0.91g，白色粉末，收率79.4％，mp:194～195℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:4.12(s,1H,OH),6.74(s,1H,H-3),6.79～6.85(m,1H,H-5),6.91(dd,1H,J＝2.0,8.8Hz,H-6),7.55(d,1H,J＝8.8Hz,H-8)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:161.3,158.9,158.0,145.1,137.3,118.6,113.0,105.8,102.4,22.3,21.6.Anal.Calcd for C10H5F3O3:C 52.19,H 2.19；found C 52.14,H 2.05。
实施例4：7-羟基-4,8-二甲基香豆素(A4)的制备：
结构式为：
2-甲基间苯二酚0.62g(5mmol)和浓硫酸8.0mL，搅拌使其溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加乙酰乙酸乙酯0.65mL(5mmol)，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h。剧烈搅拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得7-羟基-4,8-二甲基香豆素(A4)0.71g，白色粉末，收率82.2％，mp:252～254℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.15(s,3H,CH3),2.36(s,3H,CH3),6.12(s,1H,H-3),6.86(d,1H,J＝8.4Hz,H-5),7.43(d,1H,J＝8.4Hz,H-6),4.39(s,1H,OH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:160.9,159.4,154.2,153.3,123.6,112.4,112.1,111.1,110.3,18.6,8.5.Anal.Calcd for C11H10O3:C 69.46,H 5.30；found C69.44,H 5.38。
实施例5：7-羟基-4-氯-8-甲基香豆素(A5)的制备：
结构式为：
2-甲基间苯二酚0.62g(5mmol)和浓硫酸8.0mL，搅拌使其溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加4-氯乙酰乙酸乙酯0.68mL(5mmol)，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h。剧烈搅拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得7-羟基-4-氯-8-甲基香豆素(A5)0.79g，白色粉末，收率82.9％，mp:276～278℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.16(s,3H,CH3),4.94(s,2H,CH2),6.42(s,1H,H-3),6.90(d,1H,J＝8.8Hz,H-5),7.53(d,1H,J＝8.8Hz,H-6),10.57(s,1H,OH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:160.8,159.7,153.7,151.7,123.5,112.4,111.6,111.1,109.8,41.9,8.5.Anal.Calcd for C11H9ClO3:C 58.81,H 4.04；found C58.93,H 4.22.
实施例6：7-羟基-4-三氟甲基-8-甲基香豆素(A6)的制备：
结构式为：
2-甲基间苯二酚0.62g(5mmol)和浓硫酸8.0mL，搅拌使其溶解，冰水浴冷却下缓慢滴加4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯0.73mL(5mmol)，滴毕，冰水浴冷却下反应1h；于室温反应24h。剧烈搅拌下倒入大量冰水中，有沉淀生成，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得7-羟基-4-三氟甲基-8-甲基香豆素(A6)0.95g，白色粉末，收率78.1％,，mp:255～256℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.17(s,3H,CH3),6.73(s,1H,H-3),6.96(d,1H,J＝8.8Hz,H-5),7.41(d,1H,J＝8.8Hz,H-6),10.87(s,1H,OH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:160.5,159.4,154.2,140.7,123.3,113.3,112.3,111.8,111.8,105.7,8.5.Anal.Calcd for C11H7F3O:C 54.11,H 2.89；found C54.40,H 2.62.
实施例7：2,4-二氯苯氧乙酰氯(B)的制备：
结构式为：
氮气保护下，将2,4-二氯苯氧乙酸(6.63g,30.0mmol)加入到干燥的CH2Cl2(100mL)中，再加入100μL干燥的DMF，然后向上述混合液中分批加入草酰氯(7.68mL,90.0mmol)，室温搅拌2h，除去溶剂，直接用于下一步反应。
实施例8：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)香豆素(I1)的制备：
结构式为：
将7-羟基香豆素(0.16g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)香豆素(I1)0.30g，收率83.3％，mp:231～232℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.28(s,2H,CH2),6.50(d,J＝9.6Hz,1H,H-3),7.24(dd,J＝2,8.4Hz,1H,H-6),7.31～7.38(m,2H,H-4,H-5),7.41(dd,J＝2.4,8.8Hz,1H,H-8),7.62(dd,J＝2.4,15.6Hz,1H,ArH),7.81(d,J＝8.8Hz,1H,ArH),8.09(d,J＝9.6Hz,1H,ArH)；13C NMR(400M Hz,DMSO-d6)δ:167.2,160.1,154.5,152.6,152.5,144.2,130.0,130.0,128.6,125.9,122.9,118.9,117.5,116.3,115.9,110.5,66.0.Anal.Calcd for C17H10Cl2O5:C55.92,H 2.76；found C 55.76,H 2.89。
实施例9：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-甲基香豆素(I2)的制备：
结构式为：
将A1(0.18g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-甲基香豆素(I2)0.30g，收率78.2％，mp:239～240℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.51(s,3H,CH3),5.28(s,1H,CH2),6.42(s,1H,H-3),7.23～7.30(m,1H,H-5),7.37～7.44(m,1H,H-6),7.61～7.67(m,1H,H-8),7.83～7.95(m,3H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.2,160.5,152.6,152.2,150.7,130.6,127.8,127.7,124.7,122.4,119.3,118.2,117.7,115.2,115.2,114.6,66.5,18.9.Anal.Calcd for C18H12Cl2O5:C 57.01,H 3.19；found C 57.26,H 3.30。
实施例10：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-氯香豆素(I3)的制备：
结构式为：
将A2(0.21g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-氯香豆素(I3)0.33g，收率80.6％，mp:251～253℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:4.67(s,2H,CH2),4.99(s,2H,CH2),6.58(s,1H,H-3),6.94(d,J＝8Hz,1H,H-5),7.17(d,J＝8.8Hz,1H,H-6),7.21～7.24(m,1H,H-8),7.24～7.31(m,1H,ArH),7.39～7.57(m,1H,ArH),7.72(d,J＝8.4Hz,1H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.0,159.7,154.6,152.5,152.2,149.0,130.6,127.9,127.6,125.4,124.7,117.9,115.7,115.6,115.4,110.6,66.5,41.1.Anal.Calcd for C18H11Cl3O5:C 52.27,H 2.68；found C 52.14,H 2.84。
实施例11：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-三氟甲基香豆素(I4)的制备：
结构式为：
将A3(0.23g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-三氟甲基香豆素(I4)0.33g，收率77.2％，mp:245～246℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.00(s,2H,CH2),6.82(s,1H,H-3),6.94(d,J＝8.8Hz,1H,H-5),7.21(dd,J＝2.4,8.8Hz,1H,H-6),7.25(dd,J＝2.4,8.8Hz,1H,H-8),7.28～7.32(m,1H,ArH),7.46(d,J＝2.4Hz,1H,ArH),7.79(dd,J＝1.2,8.8Hz,1H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:165.9,158.3,155.0,152.1,130.6,128.0,127.8,126.5,126.5,124.8,118.5,115.8,115.7,115.5,111.8,110.8,66.6.Anal.Calcd for C18H9Cl2F3O5:C 49.91,H 2.09；found C 49.61,H2.14。
实施例12：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4,8-二甲基香豆素(I5)的制备：
结构式为：
将A4(0.19g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4,8-二甲基香豆素(I5)0.32g，收率81.6％，mp:270～271℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.29(s,1H,CH3),2.46(s,3H,CH3),5.03(s,2H,CH2),6.31(s,1H,H-3),6.34～6.58(m,1H,H-5),6.97～7.19(m,1H,H-6),7.16～7.32(m,1H,ArH),7.33～7.66(m,2H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.2,160.5,152.6,152.2,150.7,130.6,127.8,127.7,124.7,122.4,119.3,118.2,117.7,115.2,115.2,114.6,66.5,18.9,9.2.Anal.Calcd for C19H14Cl2O5:C 58.03,H 3.59；found C 58.01,H 3.65。
实施例13：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-氯-8-甲基香豆素(I6)的制备：
结构式为：
将A5(0.22g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-氯-8-甲基香豆素(I6)0.35g，收率82.5％，mp:298～299℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.94(s,3H,CH3),4.67(s,2H,CH2),5.03(s,2H,CH2),6.58(s,1H,H-3),5.95(dd,J＝8.8Hz,1H,H-5),7.12(dd,J＝8.4Hz,1H,H-6),7.20～7.33(m,1H,ArH),7.45(dd,J＝2Hz,1H,ArH),7.57(dd,J＝28.8Hz,1H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.1,159.9,153.1,152.2,151.0,149.3,130.7,127.9,127.7,124.7,122.1,119.9,118.1,115.5,115.4,115.3,66.5,41.3.Anal.Calcd for C19H13Cl3O5:C 53.36,H 3.06；found C 53.19,H 2.99。
实施例14：7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-三氟甲基-8-甲基香豆素(I7)的制备：
结构式为：
将A6(0.24g，1.0mmol)加入到盛有B(0.36g,1.5mmol)和CH2Cl2(5mL)的溶液中，然后将干燥的三乙胺(200μL)分批加入，室温搅拌0.5h，TLC检测反应完全，减压除去溶剂，向其中加入1％的NaOH溶液100mL，过滤、用蒸馏水和少量乙醇洗涤至pH＝7，过滤，滤饼用乙酸乙酯和二氯甲烷重结晶得7-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)-4-三氟甲基-8-甲基香豆素(I7)0.34g，收率76.9％，mp:305～306℃；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:2.31(s,3H,CH3),5.04(s,2H,CH2),6.83(s,1H,H-3),6.95(dd,J＝2,8.8Hz,1H,H-5),7.16(dd,J＝9.2Hz,1H,H-6),7.20～7.33(m,1H,ArH),7.47(dd,J＝2.4Hz,1H,ArH),7.65(d,J＝8.4Hz,1H,ArH)；13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:166.3,155.3,152.2,144.9,144.5,130.6,127.9,127.8,127.7,124.8,121.3,117.6,117.6,116.3,115.5,105.4,77.8,66.3,21.6.Anal.Calcd for C19H11Cl2F3O5:C 51.03,H 2.48；found C 51.25,H 2.24。
实施例15：除草活性的初筛测定：
采用油菜平皿法和稗草小杯法对通式I中的化合物进行初步的除草活性测试。
油菜平皿法：在直径6cm的培养皿中铺好一张直径5.6cm的滤纸，加入2mL一定浓度的供试化合物溶液，以蒸馏水处理的为对照。然后在每个培养皿中播种侵泡4～6h的油菜种子15粒，28±1℃下，黑暗培养65h后测定胚根长度。与对照比较，测得其对油菜胚根长的抑制百分数。结果见表1。
稗草小杯法：在50mL烧杯底部铺满一层大小一致的玻璃球，然后放一张与杯底大小一致的滤纸，分别加入各待测样品，以蒸馏水处理的为对照。在每个培养皿中播种10粒已萌发的稗草种子，然后将小杯放置在28±1℃光照条件下培养65h，测定稗草株高，与对照比较，测得其对稗草株高的抑制百分数。结果见表1。
表1通式I中部分化合物的除草活性(抑制率％)