一种高效除草剂R‑乙草胺及其制备方法与流程

本发明属于农药领域，具体涉及一种高效除草剂R-乙草胺及其制备方法。

背景技术：

目前，除草剂已在农业上广泛使用，并占据了当今使用的农用化学品的大部分。手性除草剂对映体之间通常具有相同的物理化学性质，但是往往表现出不同的生物化学效应。“活性体”可表现出较高的除草效果，而其他对映体可能没有，甚至会出现相反的效果。使用单一对映体除草，可达到减少除草剂使用量，并降低释放到环境中的化学污染物总量的效果。

2-氯-N-乙氧甲基-6’-乙基乙酰邻甲苯胺称为乙草胺，是目前世界上最重要的除草剂品种之一，也是目前中国使用量最大的除草剂之一。它用于防除一年生禾本科杂草和部分小粒种子的阔叶杂草。在乙草胺中N原子与苯环平面之间形成Ar-N轴手性。因此该分子可以按两种手性异构体：R-，S-异构体形式存在，构型如下所示。

王鹏利用CDMPC(250×4.6mm)对乙草胺进行手性分离，R_s＝0.92。Tian等分别采用自制CDMPC和ADMPC进行拆分，但未能得到分离趋势。Müller等采用手性OV1701-BSCD气相色谱柱得到对映体并肩峰，利用反相法Chiracel OD-RH拆分得R_s为0.2。以上研究中乙草胺均未得到很好拆分。此后顾芳等人利用Chiralpak AS-H(4.6×250mm)，进行分离，R_s＝2.23，利用CD与八区律进行简单构型分析。但是至今仍尚未有文献对市售手性柱拆分乙草胺效果进行对比，得出最优拆分条件，也没有文献揭示手性乙草胺的制备方法。另外八区律经验规则的使用对分子结构具有一定特殊要求，不能作为一种普遍方法进行推广，文献中也未有报道更普适的方法。此外，文献中也未有对乙草胺除草高效体的报道。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种新型的高效除草剂及最优的乙草胺对映体分离方法、确定对映体绝对构型，最终确定制备得到除草高效体的方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

本发明提供的高效除草剂为构型是R型的乙草胺(R-乙草胺)。

高效除草剂R-乙草胺的制备方法，步骤如下：

S1：将Rac-乙草胺溶于乙醇，配制成储备液，然后通过高效液相色谱法对其进行手性拆分，分离获得两类对映体；

S2：将制备得到两类对映体分别进行电子圆二色和振动圆二色测试，得到两类对映体各自的光谱特征图；

S3：对R-乙草胺和S-乙草胺的标准结构进行构象搜索，对所得的优势构象进行几何优化，计算这些优势构象的圆二色谱图，再将各个构象的谱图按照其玻尔兹曼分布数进行叠加，得到R-乙草胺和S-乙草胺的计算谱图；

S4：将S2中两类对映体的光谱特征图与S3中得到的计算谱图进行比对，将构型与R-乙草胺的计算谱图一致的对映体确认为R-乙草胺。

作为优选，所述的S1中，高效液相色谱法的优化条件为：色谱柱型号Chiralcel AS-H(10mm×250mm)，流动相n-hexane/IPA＝90/10，流速5ml min^-1，温度25℃。

作为优选，R-乙草胺和S-乙草胺的标准结构从The PubChem Project中获取。

作为优选，通过computeVOA进行构象搜索。

作为优选，通过guassian 09对所得的优势构象进行几何优化。

本发明相对于现有技术而言，具备以下有益效果：

1)提供了一种更为高效的新型除草剂。

2)缩短分离乙草胺对映体时间，提供大量快速制备乙草胺高效体方法。

3)避免传统八区律经验规则可能存在的问题与局限，利用计算与实验ECD、VCD结合新方式确定乙草胺绝对构型。

附图说明

图1溶剂优化结果图；

图2实施例的制备拆分图；

图3乙草胺实验与计算ECD/VCD谱图，其中(a)为ECD，(b)为VCD

图4乙草胺暴毒稗草根长、株高抑制率，鲜重

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。

本发明的首先对筛选制备高效乙草胺的参数进行优化：

将Rac-乙草胺溶于乙醇，配制1000mg L^-1储备液，利用手性拆分色谱柱AD-H,AS-H,OJ-H,OD-H以及AY-H在不同流动相、温度、流速下进行对映体分离优化。获得最优条件。实验表明在AS-H下较其他几根柱子得到更好分离效果。接下来对溶剂中流动相进行优化，结果如图1所示，结果表明在n-hexane/IPA(97/3)下分离效果最佳。

然后对流速进行优化，结果如表1所示，结果表明在流速为0.6ml min^-1时分离效果最佳。

表1流速优化

然后对温度进行优化，结果如表2所示，结果表明在15℃时分离效果最佳。

表2温度优化

最终得到最优分离条件：色谱柱型号AS-H，流动相n-hexane/IPA(97/3)，流速0.6ml min^-1，分离温度15℃。该分离条件下，相比其他现有技术缩短了分离时间。另外，上述条件为实验室试验得出的，但在实际应用时，分离要求Rs越大拆分效果越好，而制备在保证R_s>1.5，能制备得到对映体纯品(>99％)的同时，还需要节约时间，节约溶剂成本等，加大醇浓度，增加温度，以及加大流速都能够使出峰速度变快，将流速调整成半制备柱最大流速5ml min-1，根据分离时25℃也能达到分离度超过2，将温度设为25度，继而增加流动相中醇比例，当正己烷/异丙醇为90/10时，R_s仍能大于1.5，且制备速度明显加快，在10min中之内就可接得两对映体，因此出于实际应用需要大量除草剂考虑在分离条件下优化得到制备方法，在同时满足制备纯度要求及缩短制备时间情况下将最终优化条件设为色谱柱型号Chiralcel AS-H(10mm×250mm)，流动相n-hexane/IPA＝90/10，流速5ml min-1，温度25℃，制备一针样品所需时间小于10min，对映单体纯度达到99％以上。

实施例1

将外消旋的Rac-乙草胺溶于乙醇，配制成配制1000mg L^-1储备液，然后通过HPLC高效液相色谱法对其进行手性拆分，色谱柱型号Chiralcel AS-H(10mm×250mm)，流动相n-hexane/IPA＝90/10，流速5ml min-1，温度25℃。制备拆分色谱图如图2所示，图中具有两个色谱峰，表明分离获得了两类对映体pk1和pk2。

将制备得到pk1，pk2进行电子圆二色(ECD)、振动圆二色(VCD)测试，得到两者光谱特征图。从The PubChem Project获取R-乙草胺的结构，用computeVOA进行构象搜索，用guassian 09对所得的优势构象进行几何优化，计算这些优势构象的圆二色谱图，再将各个构象的谱图按照其玻尔兹曼分布数进行叠加，得到R-乙草胺的计算谱图，同理得到S-乙草胺的计算谱图。将pk1/pk2两类对映体的光谱特征图与R/S计算谱图比对。图3表明，得到pk1为R-构型，pk2为S-构型。R-乙草胺可以作为一种新型的高效除草剂。

实施例2

利用实施例1中获得的R-乙草胺，选取靶标稗草进行除草活性实验，实验结果表明R-除草活性高于S-与Rac-构型。(图4和表3)

表3乙草胺对稗草根指标影响

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。