一种含喹唑啉二酮的化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及农药新化合物，具体涉及一种含喹唑啉二酮的化合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、传统除草剂的高剂量和长期单一使用使得杂草抗性呈爆发式增长的趋势，严重阻碍了现代农业的可持续发展，而创制具有新型作用机制且抗性风险低的超高效除草剂是解决杂草抗性问题的根本途径。

2、对羟基苯丙酮酸双加氧酶(hppd)广泛存在于各种需氧生物体内，是一种二价铁依赖型的双加氧酶，hppd能够将其底物对羟基苯丙酮酸(hppa)转化成尿黑酸(hga)。

3、在高等植物中，尿黑酸被进一步转化生成质体醌和生育酚。质体醌和生育酚是植物光合作用中电子链传递所必需的物质，若植物体内的hppd被抑制将会导致质体醌的合成受阻，从而影响光合作用，最终导致植物出现白化症状而死亡。

4、目前商品化的hppd抑制类除草剂具有高效、广谱、低毒以及环境友好等优点，并且其抗性风险较低，与其他靶标类型的除草剂不存在交互抗性，还能特异性的抑制一些抗性杂草。这些优点使得hppd抑制类除草剂成为近年来农药化学研究的热点。

5、因此，hppd抑制类除草剂是一类非常具有研究价值和发展前景的除草剂。

6、2015年，杨光富教授带领的团队首次在wo2015058519a1中公开了含有喹唑啉二酮片段的hppd抑制剂分子，其中的代表性物质的结构如下，该两类物质主要用于防治高粱田和玉米田中的杂草：

7、

8、随后，wo2017140612a、cn110357859a、cn110357862a、cn110963973a和wo2019196908a1等现有技术在此基础上公开了一系列高除草活性的含喹唑啉二酮结构的三酮类或吡唑类hppd类抑制剂分子。

9、但是，上述化合物均是喹唑啉二酮-6-羰基衍生物，其结构特性导致无法在喹唑啉二酮的5号位引入更多类型的取代基，例如在合成时无法在5号位连接氯原子和硝基等取代基。从而限制了该类喹唑啉二酮化合物的结构优化空间和底物多样性，进而可能会制约其除草活性和作物安全性。

10、并且，该类物质对水稻、小麦等大宗作物的安全性有待进一步提高，目前无法在水稻、小麦田中使用。然而，现阶段，水稻田中的稗草、狗尾草、千金子等恶性杂草严重影响水稻的正常生长，小麦田的恶性杂草狗尾草，燕麦，野燕麦等严重影响小麦的正常生长。

11、因此，开发对水稻田、小麦田等田间杂草具有良好的防效以及高安全性的新型hppd类抑制剂具有重要的现实意义和巨大的市场价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的前述缺陷，提供一类对水稻田、小麦田等田间杂草具有良好的防效以及高安全性的新型hppd类抑制剂。

2、本发明的发明人在研究中意外地发现，将现有技术的hppd类抑制剂分子中设置在喹唑啉二酮的6号位的环己二酮片段或吡唑片段移至7号位，并且在6号位引入或者不引入特征取代基时，由此而获得的新化合物对杂草具有优异的抑制活性。更重要的是，与现有技术相比，本发明的新化合物对作物的安全性得到明显提升。也即，本发明能够提供一类兼具作物安全性和杂草高抑制活性的新型hppd抑制剂类除草剂。有鉴于此，发明人提供了本发明的方案。

3、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种含喹唑啉二酮的化合物或其农业化学上可接受的盐、水合物、溶剂化物，或其对映异构体、光学活性形式的衍生物，该化合物具有式(i)所示的结构：

4、

5、其中，在式(i)中，

6、x选自h、c1-c6的烷基、由卤素取代的c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、卤素、硝基、氰基、-s(o)mch3；m为0、1或2；

7、r1为c1-c6的烷基、-c6h5或-ch2c6h5；

8、r2选自c1-c12的烷基、由卤素取代的c1-c12的烷基、由c1-c6的烷氧基取代的c2-c12的烷基、-c1-c6的亚烷基-o-c1-c6的烷基、c3-c10的环烷基、由卤素取代的c3-c10的环烷基、含有至少一个双键的c3-c12的烃基、含有至少一个三键的c3-c12的烃基、由三甲基硅基取代的含有至少一个三键的c3-c12的烃基、-c1-c6的亚烷基-c3-c10的环烷基、-c1-c6的亚烷基-含有至少一个o原子作为成环原子的c3-c7的杂环基、含有至少一个o原子作为成环原子的c3-c7的饱和杂环基、取代的甲基吡唑基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的哒嗪基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡嗪基、c1-c12的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的苯基-ch2-；r2中任选存在的取代基各自独立地选自c1-c6的烷基、c3-c6的环烷基、由卤素取代的c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的烷硫基、由卤素取代的c1-c6的烷氧基、硝基、氰基、卤素、-so2-ch3、c2-c6的炔基中的至少一种；

9、r3和r4各自独立地选自h、c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、卤素、硝基；

10、q为式(q1)或式(q2)所示的基团，且r11、r12、r13、r14各自独立地选自h、c1-c6的烷基；r21、r22、r23各自独立地选自h、c1-c6的烷基、c3-c6的环烷基。

11、本发明的第二方面提供一种制备第一方面中所述的含喹唑啉二酮的化合物的方法，包括：

12、在碱性物质、催化剂和溶剂存在下，将式(ii)所示结构的化合物进行重排反应；

13、

14、其中，在式(ii)中，

15、w为式(w1)或式(w2)所示的基团，且r1、r2、r3、r4、x、式(w1)和式(w2)中的定义与本发明第一方面中的定义相同。

16、本发明的第三方面提供第一方面中所述的含喹唑啉二酮的化合物或其农业化学上可接受的盐、水合物、溶剂化物，或其对映异构体、光学活性形式的衍生物在抑制hppd活性中的应用。

17、本发明提供一种结构新颖的喹唑啉二酮-7-羰基衍生物，同时，在6号位连接氢原子、氯原子、甲基和硝基等取代基，由此获得的新化合物对杂草具有优异的除草活性，同时对水稻、小麦等大宗作物和一些经济作物具有良好的安全性。

18、具体地，本发明提供的含有喹唑啉二酮结构的化合物具有优异的除草活性，对水稻、小麦等大宗作物以及一些重要的经济作物(如花生、大豆、棉花等)中的杂草，特别是抗性杂草具有优异的除草活性，并且对非靶标作物具有良好的安全性。

19、进一步地，本发明提供的含有喹唑啉二酮结构的化合物对稗草、狗尾草、马唐、苋菜、藜、苘麻等6种常见的禾本科和阔叶杂草表现出十分优异的除草防效，相较于硝磺草酮具有明显更好的效果。

20、因此，本发明提供的新型hppd类抑制剂具有重要的现实意义和巨大的市场价值。

技术特征：

1.一种含喹唑啉二酮的化合物或其农业化学上可接受的盐、水合物、溶剂化物，或其对映异构体、光学活性形式的衍生物，其特征在于，该化合物具有式(i)所示的结构：

2.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(i)中，

3.根据权利要求2所述的化合物，其中，在式(i)中，

4.根据权利要求3所述的化合物，其中，在式(i)中，

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的化合物，其中，式(i)所示的结构的化合物选自以下化合物中的任意一种，在以下化合物中，q为式(q1)，r3、r4、r11、r12、r13、r14均为h；

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的化合物，其中，式(i)所示的结构的化合物选自以下化合物中的任意一种，在以下化合物中，q为式(q2)，r3、r4、r23均为h；

7.一种制备权利要求1-6中任意一项所述的含喹唑啉二酮的化合物的方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述重排反应的条件包括：反应温度为0-100℃；反应时间为0.5-24h；

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、甲苯、四氢呋喃和苯中的至少一种。

10.权利要求1-6中任意一项所述的含喹唑啉二酮的化合物或其农业化学上可接受的盐、水合物、溶剂化物，或其对映异构体、光学活性形式的衍生物在抑制hppd活性中的应用。

技术总结
本发明涉及农药新化合物技术领域，公开了一种含喹唑啉二酮的化合物及其制备方法和应用，该化合物具有式(I)所示的结构。本发明提供的含有喹唑啉二酮结构的化合物具有优异的除草活性，对水稻、小麦等大宗作物以及一些重要的经济作物中的杂草，特别是抗性杂草具有优异的除草活性，并且对非靶标作物具有良好的安全性。

技术研发人员：杨光富,郑佰峰,曲仁渝,商泽坤,马金怡,王现全,陈恩昌,张天柱,杜晨
受保护的技术使用者：山东先达农化股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16