吡啶氧基苯氧基丙酸乙酯化合物及其製備方法和用途與流程
2023-05-01 22:10:11
本發明屬於農藥領域，具體涉及一種吡啶氧基苯氧基丙酸乙酯化合物及其製備方法和用途。
背景技術：
除草劑(herbicide)是指可使雜草徹底地或選擇地發生枯死的藥劑，又稱除莠劑，用以消滅或抑制植物生長的一類物質。世界除草劑發展漸趨平穩，主要發展高效、低毒、廣譜、低用量的品種，對環境汙染小的一次性處理劑逐漸成為主流。常用的品種為有機化合物，可廣泛用於防治農田、果園、花卉苗圃、草原及非耕地、鐵路線、河道、水庫、倉庫等地雜草、雜灌、雜樹等有害植物。目前常用的穀物田禾本科雜草除草劑有精惡唑禾草靈、炔草酯等。
炔草酯(Clodinafop-propargyl)，又名麥極，化學名：(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸丙炔酯，屬於芳氧苯氧丙酸類除草劑，能有效抑制類酯的生物合成，為乙醯輔敏A羥化酶抑制劑，是選擇性內吸傳導型苗後莖葉處理劑。藥劑由植物葉片、葉鞘吸收後傳導分生組織，抑制乙醯輔酶A羧化酶，從而抑制脂肪酸生物合成，最終導致雜草死亡。耐藥作物體內分解成無活性的代謝物。本品在土壤中很快降解為游離酸苯基和吡啶部分進入土壤。此外，炔草酯有一定程度的藥害，在低溫下會殺死小麥等農作用，因此炔草酯在使用過程中必須與安全劑混用，其中炔草酯與安全劑—解毒喹或解草酯等以4：1混合配套使用，應用於小麥田除草，能防治小麥田鼠尾看麥娘、燕麥草、黑麥草、普通早熟禾、狗尾草等禾本科雜草。但是，炔草酯對闊葉雜草無效，除草譜比較窄，使其在使用上受到了限制。
現有除草劑使用劑量大，長時間使用易產生抗藥性，並且容易產生農藥殘留；部分除草劑有藥害，需要使用安全劑或其他輔料，不利於除草劑的大量長期使用，因此有必要進一步研發效果更加優異的除草劑。
技術實現要素：
本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種結構新穎的具有農作物除草作用的吡啶氧基苯氧基丙酸乙酯類化合物。
本發明的另一目的是提供一種上述化合物的製備方法。
本發明的第三個目的是提供一種上述化合物在農作物除草方面的用途。
本發明的目的可以通過以下措施達到：
式(1)所示結構的化合物或其藥學上可接受的鹽，
式(1)所示結構化合物的名稱為：(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯。
一種式(1)所示結構的化合物的製備方法：化合物A與B進行醚化反應得到化合物C，再進行醯氯合成反應合成化合物D，最後進行酯化反應製備式(1)化合物，
在一種優選方案中，式(1)所示結構的化合物製備方包括如下步驟：
步驟A：醚化反應，化合物A與化合物B在鹼性條件下加入催化劑進行反應得到化合物C；
步驟B：醯氯合成反應，化合物C與醯化試劑進行反應得到醯氯；
步驟C：酯化反應，化合物D與2,2-二氟乙醇在低溫下進行反應得到式(1)化合物。
以下對各個步驟做進一步詳細說明：
步驟A：醚化反應，化合物C的合成；化合物A與化合物B在鹼性條件下加入催化劑進行反應得到化合物C。
化合物A與化合物B的摩爾比可以為1:1～1:1.5，最好是1:1.1；鹼可以是：碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸氫鈉；催化劑是相轉移催化劑，可以是四丁基溴化銨，四丁基氯化銨，苄基三乙基氯化銨；反應溶劑可以是DMF，1,2-二氯乙烷，甲苯；反應溫度可以是55～110℃，最好在70～75℃。
步驟B：醯氯合成，化合物D的合成；化合物C與醯化試劑進行反應得到醯氯。
化合物C與醯化試劑的摩爾比例可以是1:1～1:1.5，最好是1:1.2；醯化試劑可以是：氯化亞碸，草醯氯。反應溶劑可以是二氯甲烷，1,2-二氯乙烷，甲苯；反應溫度可以是40～80℃，最好在60～65℃。
步驟C：酯化反應，(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯的合成；
化合物D與2,2-二氟乙醇在低溫下進行反應得到(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯。化合物D與2,2-二氟乙醇的摩爾比例可以是1:1～1:3，最好是1:2；反應溫度可以是-5℃～15℃，最好是0～5℃。
本發明包括一種除草組合物，它以式(1)所示結構的化合物或其藥學上可接受的鹽為活性成分或主要活性成分，輔以農藥上可接受的助劑。
本發明的組合物可以由有效成分與農藥助劑共同製成農藥上可接受的劑型。
本發明的組合物中有效成分的質量含量可以為2～95％，優選5～80％。
合適的助劑可以是固體或液體，它們通常是劑型加工過程中常用的物質，例如天然的或再生的礦物質，溶劑、分散劑、潤溼劑、膠粘劑、增稠劑、粘合劑或肥料。
本發明組合物的施用方法包括將本發明的組合物用於植物生長的地上部分，特別是葉部或葉面。施用的頻率和施用量取決於病原體的生物學和氣候生存條件。可以將植物的生長場所，如稻田，用組合物的液體製劑浸溼，或者將組合物以固體形式施用於土壤中，如以顆粒形式(土壤施用)，組合物可以由土壤經植物根部進入植物體內(內吸作用)。
這些組合物可以僅僅包含活性成分(又稱有效成分)進行施用，也可以與添加劑或助劑一起混合使用，因此本發明的組合物可以製備成各種劑型，例如可溼性粉劑、懸浮劑、可分散油懸浮劑、水乳劑、乳油、水分散粒劑等。根據這些組合物的性質以及施用組合物所要達到的目的和環境情況，可以選擇將組合物以噴霧、彌霧、噴粉、撒播或潑澆等之類的方法施用。
可用已知的方法可以將本發明的組合物製備成各種劑型，如可以將有效成分與助劑，如溶劑、固體載體，需要時可以與表面活性劑一起均勻混合、研磨，製備成所需要的劑型。
上述的溶劑可選自芳香烴，優選含8-12個碳原子，如二甲苯混合物或取代的苯，酞酸酯類，如酞酸二丁酯或酞酸二辛酸，脂肪烴類，如環已烷或石蠟，醇和乙二醇和它們的醚和酯，如乙醇，乙二醇，乙二醇單甲基；酮類，如環已酮，強極性的溶劑，如N-甲基-2-吡咯烷酮，二甲基亞碸或二甲基甲醯胺，和植物油或植物油，如大豆油。
上述的固體載體，如用於粉劑和可分散劑的通常是天然礦物填料，例如滑石、高嶺土，蒙脫石或活性白土。為了管理組合物的物理性能，也可以加入高分散性矽酸或高分散性吸附聚合物載體，例如粒狀吸附載體或非吸附載體，合適的粒狀吸附載體是多孔型的，如浮石、皂土或膨潤土；合適的非吸附載體如方解石或砂。另外，可以使用大量的無機性質或有機性質的預製成粒狀的材料作為載體，特別是白雲石。
根據本發明的組合物中的有效成分的化學性質，合適的表面活性劑為木質素磺酸、萘磺酸、苯酚磺酸、鹼土金屬鹽或胺鹽，烷基芳基磺酸鹽，烷基硫酸鹽，烷基磺酸鹽，脂肪醇硫酸鹽，脂肪酸和硫酸化脂肪醇乙二醇醚，還有磺化萘和萘衍生物與甲醛的縮合物，萘或萘磺酸與苯酚和甲醛的縮合物，聚氧乙烯辛基苯基醚，乙氧基化異辛基酚，辛基酚，壬基酚，烷基芳基聚乙二醇醚，三丁基苯聚乙二醇醚，三硬脂基苯基聚乙二醇醚，烷基芳基聚醚醇，乙氧基化蓖麻油，聚氧乙烯烷基醚，氧化乙烯縮合物、乙氧基化聚氧丙烯，月桂酸聚乙二醇醚縮醛，山梨醇酯，木質素亞硫酸鹽廢液和甲基纖維素。
本發明中的藥學上可接受的鹽表示保留母體化合物的生物有效性和性質的那些鹽。這類鹽包括：
(1)與酸成鹽，通過母體化合物的游離鹼與無機酸或有機酸的反應而得，無機酸包括鹽酸、氫溴酸、硝酸、磷酸、偏磷酸、硫酸、亞硫酸和高氯酸等，有機酸包括乙酸、三氟乙酸、丙酸、丙烯酸、己酸、環戊烷丙酸、羥乙酸、丙酮酸、草酸、(D)或(L)蘋果酸、富馬酸、馬來酸、苯甲酸、羥基苯甲酸、γ-羥基丁酸、甲氧基苯甲酸、鄰苯二甲酸、甲磺酸、乙磺酸、萘-1-磺酸、萘-2-磺酸、對甲苯磺酸、水楊酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、肉桂酸、十二烷基硫酸、葡糖酸、穀氨酸、天冬氨酸、硬脂酸、扁桃酸、琥珀酸或丙二酸等。
(2)存在於母體化合物中的酸性質子被金屬離子代替或者與有機鹼配位化合所生成的鹽，金屬例子例如鹼金屬離子、鹼土金屬離子或鋁離子，有機鹼例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨丁三醇、N-甲基葡糖胺、奎寧等。
本發明中的藥物組合物是指將本發明中的化合物中的一個或多個或其藥學上可接受的鹽、溶劑化物、水合物或前藥與別的化學成分，例如藥學上可接受的載體，混合。藥物組合物的目的是促進給藥給動物的過程。
本發明的化合物或其藥學上可接受的鹽可應用在農作物除草方面，特別是應用在防除禾本科雜草方面。本發明的化合物對小麥類農作物的正常生長無任何不利影響，不需加入安全劑，其使用劑量小，除草譜廣，除草效果好，更有利於農業生產中使用。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步說明。但本發明的範圍並不局限於以下各實施例。
實施例1：式(1)化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯的製備
向1000mL四口燒瓶內加入500gDMF，投入100g化合物A，113.6g碳酸鉀與5g四丁基溴化銨，升溫至60℃，滴加90.3g化合物B，控制溫度60～55℃，滴加結束，反應約2小時，反應結束，加至1000g水中，用鹽酸調節pH至7～8，攪拌1小時，過濾，固體即為醚化物，烘乾。
向1000ml四口瓶中加入500g二氯乙烷，加入100g化合物C，升溫至50℃，滴加45.8g氯化亞碸，控制溫度50～55℃，滴加結束，反應1小時，反應結束，醯氯反應液備用。
向1000ml四口瓶中加入52.7g2,2』-二氟乙醇，降溫至0～5℃，滴加醯氯反應液，控制溫度0～5℃，滴加結束，反應1小時，反應結束，脫溶，得到粗品，加入50g甲醇升溫至50℃溶解，降溫至5℃，析出固體，過濾得到產品，類白色固體，收率：78％，含量：95％。
MS(ESI)m/z＝335.27[M+H]+.
實施例2：式(1)化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯的製備
向1000mL四口燒瓶內加入500g甲苯，投入100g化合物A，87.3g碳酸鈉與5g四丁基溴化銨，升溫至60℃，滴加90.3g化合物B，控制溫度60～55℃，滴加結束，反應約2小時，反應結束，加至1000g水中，用鹽酸調節pH至7～8，攪拌1小時，分層，有機相脫溶得到固體即為化合物C，烘乾。
向1000ml四口瓶中加入500g二氯乙烷，加入100g化合物C，升溫至50℃，滴加48.9g草醯氯，控制溫度50～55℃，滴加結束，反應1小時，反應結束，醯氯反應液備用。
向1000ml四口瓶中加入52.7g2,2』-二氟乙醇，降溫至0～5℃，滴加醯氯反應液，控制溫度0～5℃，滴加結束，反應1小時，反應結束，脫溶，得到粗品，加入50g甲醇升溫至50℃溶解，降溫至5℃，析出固體，過濾得到產品，類白色固體，收率：75％，含量：95％。
實施例3：15％可溼性粉劑
化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯15％，木質素磺酸鈉6％，烷基磺酸鹽5％，白炭黑8％，高嶺土補足至100％。
將活性成分與各種助劑及填料等按比例充分混合，經超細粉碎機粉碎後製得可溼性粉劑。
實施例4：40％可溼性粉劑
化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯40％，皂土3％，烷基磺酸鹽3％，白炭黑5％，硅藻土補足至100％。
將活性成分與各種助劑及填料等按比例充分混合，經超細粉碎機粉碎後製得可溼性粉劑。
實施例5：70％可溼性粉劑
化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯70％，脂肪醇硫酸鹽6％，方解石3％，高嶺土7％，輕質碳酸鈣補足至100％。
將活性成分與各種助劑及填料等按比例充分混合，經超細粉碎機粉碎後製得可溼性粉劑。
實施例6：10％水分散粒劑
化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯10％，苯甲酸鈉5％，烷基聚氧乙基醚磺酸鹽5％,脂肪硫醇酸銨4％，高嶺土補足至100％。
將活性成分、助劑和填料按配方的比例混合均勻，經氣流粉碎成可溼性粉劑，再加入一定量的水混合擠壓造粒，經乾燥篩分後製得水分散粒劑產品。
實施例7：30％乳油
化合物(R)-2-[4-(5-氯-3-氟-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酸(2,2』-二氟乙基)酯30％，丙二醇15％,烷基芳基聚乙二醇醚10％,甲苯補足至100％。
實施例8：藥效驗證試驗
試驗藥劑為實施例3的15％可溼性粉劑，對照藥劑為麥極15％炔草酯可溼性粉劑(先正達)，試驗共設三個處理，各處理均重複5次，每小區面積為23m2，隨即區組排列。
於12月底上午施藥，次數為1次，使用莖葉噴霧法均勻噴霧。施藥時禾本科雜草處於3-6葉期，小麥處理6-7葉期。
施藥前調查雜草基數，藥後15d、21d、45d調查殘留雜草株數。如有藥害發生，根據藥害分級標準，記錄藥害類型和程度。
試驗結果見表1-2。
表1各處理對稗草的株防效和鮮重防效
表2各處理對禾本科雜草的株防效和鮮重防效
以上處理1、2、3均未見小麥生長期間有明顯異常。