取代苯氧乙酸类化合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于农药化学领域，具体涉及取代苯氧乙酸类化合物及其制备方法与应 用。
【背景技术】
[0002] 苯氧乙酸类化合物具有良好生物活性，广泛应用于农药、医药等领域。在农 业上，苯氧乙酸类化合物主要用做植物生长调节剂和除草剂，其中代表性的除草剂为 2,4-0(2,4-二氯苯氧乙酸）和二甲四氯（2-甲基-4-氯苯氧乙酸）。2,4-0、二甲四氯防除 禾谷类作物中的杂草具有选择性好、适用时期广、效果好等优点，但是2, 4-D及二甲四氯在 使用过程中的用量大、易飘移、水溶性强易污染水环境等缺点极大地限制了其使用，抗性杂 草（如野荠菜等）的出现，使得这类除草剂面临更加严峻的形势。因此，寻找结构新颖、高 活性、安全性高的苯氧乙酸类除草化合物将具有较好的应用前景。目前，化学农药开发的一 个重要途径是在活性母体化合物上进行功能化结构改造。专利（CN1250435A)以苯氧乙酸 类化合物为母体，通过结构改造，制备了一系列苯氧乙酸类衍生物并用于除草。本发明以 2, 4-D及二甲四氯为母体化合物，通过酰化及亲核取代反应制备了一系列取代苯氧乙酸类 衍生物并用于田间除草。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有苯氧乙酸类除草剂在使用过程中的用量大、易飘移、水溶性强易污 染水环境等缺点，本发明提供了一种结构新颖、作用速度快、用量低的苯氧乙酸类化合物及 其制备方法。
[0004] 本发明所提供的取代苯氧乙酸类化合物，其结构式如式I所示：
[0006] 式I中，X为甲基或氯，Y为氧或硫，
[0007] R为下述基团：
[0009] 其中，表示连接端；&和1?2分别独立地选自下述任意一种：H ;取代或未取代的 C1-C18烷基，如甲基、乙基；取代或未取代的C3-C18环烷基、取代或未取代的C2-C18烯基、 取代或未取代的C3-C18环烯基、取代或未取代的C2-C18炔基、取代或未取代的含氮、氧、硫 C1-C18烷基、取代或未取代的含氮、氧、硫C3-C18环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未 取代的杂环。
[0010] 具体地，R为
[0011] 所述取代苯氧乙酸类化合物具体可为表1中的任意一种：
[0012] 表1部分化合物结构
[0013]
[0014] 上述取代苯氧乙酸类化合物是按照包括下述步骤的方法制备得到的：
[0015] 1)在N，N-二甲基甲酰胺催化下，将式II所示的取代苯氧乙酸与二氯亚砜进行酰 化反应，得到取代苯氧乙酰氯；
[0017] 式II中，X为氯或甲基；
[0018] 2)将亲核试剂、碱加入到溶剂中，在冰浴条件下加入所述取代苯氧乙酰氯，使得所 述亲核试剂与所述取代苯氧乙酰氯进行亲核取代反应，得到含有取代苯氧乙酸类化合物的 体系。
[0019] 上述方法步骤1)中，二氯亚砜相对于式II所示的取代苯氧乙酸过量。
[0020] N，N-二甲基甲酰胺为催化量。
[0021] 所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂选自下述至少一种：四氢呋喃、乙腈、 丙酮、丁酮、环己烷、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氧六环、甲基萘、二 甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉和N-乙酰基吗啉。
[0022] 所述酰化反应在回流条件下进行，所述酰化反应的时间为3-6小时。
[0023] 上述方法步骤2)中，所述亲核试剂为下述任意一种：
[0025] 其中，Y为氧或硫；
[0026] 札和1?2分别独立地选自下述任意一种：H;取代或未取代的C1-C18烷基，如甲 基、乙基；取代或未取代的C3-C18环烷基、取代或未取代的C2-C18烯基、取代或未取代的 C3-C18环烯基、取代或未取代的C2-C18炔基、取代或未取代的含氮、氧、硫C1-C18烷基、取 代或未取代的含氮、氧、硫C3-C18环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环。
[0027] 所述碱为下述至少一种：氢氧化钠（钾）、碳酸钠（钾）、碳酸氢钠（钾）、醋酸钠 (钾）、三乙胺、三正丙胺、N，N-二异丙基乙胺和吡啶。
[0028] 所述亲核试剂与碱、取代苯氧乙酰氯的摩尔比为1. 0 : (2. 0-8. 0) : (0. 8-3. 0)。
[0029] 所述溶剂选自下述至少一种：四氢呋喃、乙腈、丙酮、丁酮、环己烷、二甲基甲酰胺、 二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氧六环、甲基萘、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰 基吗啉和N-乙酰基吗啉。
[0030] 所述亲核取代反应在室温下进行，所述亲核取代反应的时间为3-12小时。
[0031] 上述方法还包括从所述含有取代苯氧乙酸类化合物的体系中分离得到取代苯氧 乙酸类化合物的操作，所述操作为：将所述含有取代苯氧乙酸类化合物的体系减压脱溶，萃 取，碱水洗油层，水洗油层至中性，脱溶，重结晶，即可。
[0032] 上述取代苯氧乙酸类化合物在防除杂草中的应用也属于本发明的保护范围。
[0033] 所述杂草可为果园杂草和/或禾谷类作物中的杂草。
[0034] 上述应用中，所述杂草为阔叶杂草，如地肤、藜、刺儿菜等。
[0035] 本发明提供的取代苯氧乙酸类化合物，其结构新颖，具有活性高、作用迅速、选择 性强等等诸多优点。该类化合物制备工艺简单，环境友好，反应历程较短。
【具体实施方式】
[0036] 下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
[0037] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所 用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0038] 下面以化合物C1-C8为例，阐明本发明所提供的式I所示取代苯氧乙酸类化合物 的制备方法。
[0039] 实施例1、化合物C1的制备
[0040] (1)2, 4-二氯苯氧乙酰氯的制备：向配有磁力搅拌、温度计、干燥管、尾气吸收及 回流装置的25〇1111四口瓶中加入0.1111〇12,4-二氯苯氧乙酸，2〇11111'册，4〇1111二氯亚砜及 10滴N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解后升温至回流，反应5h后减压蒸出溶剂及剩余的二氯亚 砜，得淡黄色液体状2, 4-二氯苯氧乙酰氯，产物用于下步反应。
[0041] (2)化合物C1的制备：将0· Olmol麦芽酚、0· 03mol碳酸钠加入到50ml乙腈中，在 冰浴条件下缓慢滴加20ml 0. 02mol上述制备的2, 4-二氯苯氧乙酰氯的THF溶液，滴加结 束后，室温搅拌反应，液相色谱监测至反应终点，用时7h，减压脱溶，剩余物质用二氯甲烷溶 解，饱和碳酸氢钠水溶液洗涤并萃取，取油层，水洗至中性，脱溶，甲醇重结晶，产率79%。
[0042] 核磁数据：? NMR(300. 13MHz ;CDCl3;Me 4Si) δ ppm = 2. 47 (s, 3H, CH3)，4. 67 (s, 2H， CH2), 6. 44 (d, J = 5. 22Hz, 1H, CH), 6. 74 (d, J = 8. 27Hz, 1H, CH), 7. 11 (dd, J1>2= 2. 55Hz, J1'3=8. 34Hz, 1H, CH), 7. 33 (d, J = 2. 51Hz, 1H, CH), 7. 71 (d, J = 5. 47Hz, 1H, CH).
[0043] 实施例2、化合物C2的制备
[0044] (1)2,4-二氯苯氧乙酰氯的制备：向配有磁力搅拌、温度计、干燥管、尾气吸收及 回流装置的250ml四口瓶中加入0. lmol 2, 4-二氯苯氧乙酸，20ml二氧六环，40ml二氯亚 砜及10滴N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解后升温至回流，反应6h后减压蒸出溶剂及剩余的 二氯亚砜，得黄色液体状2, 4-二氯苯氧乙酰氯，产物用于下步反应。
[0045] (2)化合物C2的制备：将0· Olmol乙基麦芽酚、0· 05mol吡啶加入到50ml N-甲基 吡咯烷酮中，在冰浴条件下缓慢滴加20ml 0. 015mol上述制备的2, 4-二氯苯氧乙酰氯的乙 腈溶液，滴加结束后，室温搅拌反应，液相色谱监测至反应终点，用时9h，减压脱溶，剩余物 质用环己烷溶解，0. 5mol/L氢氧化钾水溶液洗涤并萃取，取油层，水洗至中性，脱溶，甲醇重 结晶，产率77%。
[0046] 核磁数据 JH NMR(300. 13MHz ;CDCl3;Me 4Si) δ ppm = 1. 19 (t, J = 7. 58Hz, 3H, CH3), 2. 71 (q, J = 7. 58Hz, 2H, CH2), 4. 67 (s, 2H, CH2) , 6. 45 (d, J = 5. 48Hz, 1H, CH), 6. 75 (d, J = 8. 80Hz, 1H, CH) , 7. 11 (dd, J1>2= 2. 57Hz, J 1,3 = 8. 36Hz, 1H, CH), 7. 33 (d, J = 2. 51Hz, 1H, CH), 7. 71 (d, J = 5. 47Hz, 1H, CH).
[0047] 实施例3、化合物C3的制备
[0048] (1)2, 4-二氯苯氧乙酰氯的制备：向配有磁力搅拌、温度计、干燥管、尾气吸收及 回流装置的250ml四口瓶中加入0. lmol 2, 4-二氯苯氧乙酸，20ml甲基萘，40ml二氯亚砜 及10滴N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解后升温至回流，反应3h后减压蒸出溶剂及剩余的二 氯亚砜，得黄色液体状2, 4-二氯苯氧乙酰氯，产物用于下步反应。
[0049] (2)化合物C3的制备：将0· Olmol R-(+)-2-(4-羟基苯氧基）丙酸、0· 08mol三 正丙胺加入到50ml丙酮中，在冰浴条件下缓慢滴加20ml 0. 03mol上述制备的2, 4-二氯苯 氧乙酰氯的二氯甲烷溶液，滴加结束后，室温搅拌反应，液相色谱监测至反应终点，用时4h， 减压脱溶，剩余物质用氯仿溶解，饱和碳酸氢钠水溶液洗涤并萃取，取油层，水洗至中性，脱 溶，氯仿重结晶，产率73%。
[0050] 核磁数据 JH NMR(300. 13MHz ;CDCl3;Me 4Si) δ ppm = 1. 54(d, J = 6. 52, 3H, CH3), 4. 63 (q, J = 6. 52, 1H, CH), 4. 83 (s, 2H, CH2), 6. 76-6. 84 (m, 3H, CH), 6. 91-6. 9 7(m, 2H, CH),7. 13 (dd, J1>2= 2. 52Hz, J1>3= 8. 66Hz, 1H, CH), 7. 34(d, J = 2. 32, 1H, CH), 12. 53-13. 11 (s, 1H, C00H).
[0051] 实施例4、化合物C4的制备
[0052] (1)2, 4-二氯苯氧乙酰氯的制备：向配有磁力搅拌、温度计、干燥管、尾气吸收及 回流装置的250ml四口瓶中加入0. lmol 2, 4-二氯苯氧乙酸，20ml乙腈，40ml二氯亚砜及 10滴N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解后升温至回流，反应4h后减压蒸出溶剂及剩余的二氯亚 砜，得淡黄色液体状2, 4-二氯苯氧乙酰氯，产物用于下步反应。
[0053] (2)化合物04的制备：将0.01111〇11^+)-2-(4-羟基苯氧基）丙酸乙酯、0.04111〇1 三乙胺加入到50ml 丁酮中，在冰浴条件下缓慢滴加20ml 0. 013mol上述制备的2, 4-二氯 苯氧乙酰氯的乙腈溶液，滴加结束后，室温搅拌反应，液相色谱监测至反应终点，用时3h， 减压脱溶，剩余物质用氯仿溶解，饱和碳酸氢钾水溶