三氯吡氧乙酸衍生物的合成與生物活性研究

楊子輝 ，田 昊 *，張 莉 ，戰(zhàn)蘭蘭 ，王華潔 ，李光天

（1.山東金華海生物開(kāi)發(fā)有限公司，濟(jì)南 251400；2.灌云光大農(nóng)化有限公司，江蘇灌南 213200）

◆創(chuàng)制與生測(cè)◆

三氯吡氧乙酸衍生物的合成與生物活性研究

楊子輝1，田 昊1*，張 莉1，戰(zhàn)蘭蘭1，王華潔1，李光天2

（1.山東金華海生物開(kāi)發(fā)有限公司，濟(jì)南 251400；2.灌云光大農(nóng)化有限公司，江蘇灌南 213200）

三氯吡氧乙酸分別與3-苯氧-1-丙醇和3-苯氧-1-丙胺反應(yīng)合成了2個(gè)三氯吡氧乙酸衍生物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和高分辨質(zhì)譜確證。初步除草活性測(cè)試結(jié)果表明，在150 g/hm2有效成分用量下，2個(gè)新化合物對(duì)雙子葉雜草具有較好的抑制活性，其中化合物4a對(duì)苘麻的抑制率達(dá)100%。

新化合物；三氯吡氧乙酸衍生物；合成；除草活性

苯氧羧酸類除草劑是化學(xué)除草劑的重要類別之一。2,4-滴為苯氧羧酸類除草劑中首個(gè)商品化品種，其除草譜廣，能夠用于多種作物，且價(jià)格低廉。至今，其仍占據(jù)重要市場(chǎng)，2014年其全球銷售額為6.8億美元[1]。在2,4-滴上市之后，多個(gè)苯氧羧酸類除草劑品種進(jìn)入市場(chǎng)。

三氯吡氧乙酸（triclopyr），商品名綠草定，是陶氏益農(nóng)在2,4-滴結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的吡啶氧羧酸類除草劑。其具有內(nèi)吸傳導(dǎo)性，對(duì)多種闊葉雜草有效，對(duì)禾本科和莎草科雜草無(wú)效。三氯吡氧乙酸適用于造林前除草滅灌，維護(hù)防火線，扶育松樹(shù)及林區(qū)改造[2]。目前，國(guó)內(nèi)已有三氯吡氧乙酸單劑及其復(fù)配制劑用于森林、非耕地等除草的前例。本文在參考鄒小毛等[3]報(bào)道的含嗎啉基的三氯吡氧乙酸衍生物（化合物A）基礎(chǔ)上，用3-苯氧-1-丙醇和3-苯氧-1-丙胺分別對(duì)三氯吡氧乙酸進(jìn)行衍生化，設(shè)計(jì)合成了2種三氯吡氧乙酸衍生物，并進(jìn)行除草活性測(cè)試（見(jiàn)圖1）。

圖1 目標(biāo)化合物的設(shè)計(jì)思路

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

ZF-2型三用紫外儀，上海安亭電子儀器廠；RE-52C型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；RY-1G型熔點(diǎn)儀，天津天光光學(xué)儀器有限公司；Bruker核磁共振儀（400 MHz，溶劑CDCl3，內(nèi)標(biāo)TMS）；Agilent 1100 Series型高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)（EI），美國(guó)Agi-lent公司；薄層層析硅膠板，煙臺(tái)江友硅膠開(kāi)發(fā)有限公司。

1.2 試劑

3,5,6-三氯吡啶醇鈉、氯乙酸甲酯（98%）、3-苯氧-1-丙胺，阿拉丁試劑有限公司；3-苯氧-1-丙醇，天津希恩思化學(xué)試劑有限公司。其他溶劑和試劑均為市售分析純或化學(xué)純。

1.3 實(shí)驗(yàn)部分

圖2 目標(biāo)化合物的合成路線

三氯吡氧乙酸參考文獻(xiàn)[4]的方法合成。目標(biāo)化合物的合成路線見(jiàn)圖2。

1.3.1 三氯吡氧乙酰氯（中間體1）的制備

干燥單口瓶中加入25.6 g（0.1 mol）三氯吡氧乙酸、80 mL二氯甲烷、38.1 g（0.3 mol）草酰氯，滴加催化劑N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。室溫反應(yīng)過(guò)夜，減壓蒸除二氯甲烷和過(guò)量的草酰氯，產(chǎn)物直接用于下一步反應(yīng)。

1.3.2 3-苯氧丙基-2-[(3,5,6-三氯-2-吡啶基)氧基]乙酸酯（4a）的制備

0.152 g（1.0 mmol）3-苯氧-1-丙醇溶于30 mL二氯甲烷，攪拌5 min后加入1.0 mmol三乙胺、催化劑4-二甲基氨基吡啶（DMAP），冰浴條件下滴入含有1.2mmol三氯吡氧乙酰氯的二氯甲烷溶液（8 mL），約20 min滴完。反應(yīng)3.0 h后，有機(jī)層用稀鹽酸洗滌2次，飽和食鹽水洗滌1次，Na2SO4干燥。脫溶，粗品經(jīng)乙醇-水重結(jié)晶，得白色固體即標(biāo)題化合物4a。熔點(diǎn)81～83℃，收率76.3%。

1.3.3 N-(3-苯氧丙基)-2-[(3,5,6-三氯-2-吡啶基)氧基]乙酰胺（4b）的制備

0.151 g（1.0 mmol）3-苯氧-1-丙胺溶于30 mL二氯甲烷，攪拌5 min后加入1.0 mmol三乙胺、催化劑4-二甲基氨基吡啶（DMAP），冰浴條件下滴入含1.2 mmol三氯吡氧乙酰氯的二氯甲烷溶液（8 mL），約30 min滴完。反應(yīng)3.5 h后，有機(jī)層用稀鹽酸洗滌2次，飽和食鹽水洗滌1次，再用Na2SO4干燥。脫溶，粗品經(jīng)乙醇-水重結(jié)晶得白色固體目標(biāo)化合物4b。熔點(diǎn)142～145℃，收率82.6%。

2 目標(biāo)化合物的除草活性測(cè)定

參照國(guó)家南方農(nóng)藥創(chuàng)制中心生測(cè)標(biāo)準(zhǔn)程序，采用分析天平（精度0.000 1 g）稱取一定質(zhì)量的新化合物，用含1%吐溫-80乳化劑的DMF溶液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%～5.0%的母液，然后用蒸餾水稀釋備用[5]。

采用盆栽法進(jìn)行除草活性測(cè)定。取內(nèi)徑6 cm的花盆，裝復(fù)合土（菜園土＋育苗基質(zhì)，體積比1∶2）至3/4處，直接播入苘麻、反枝莧、鱧腸、馬唐、稗草和狗尾草種子（出芽率≥85%），覆土0.2 cm，待雜草長(zhǎng)至3葉期左右備用。各化合物按照150 g/hm2的有效成分用量經(jīng)自動(dòng)噴霧塔施藥，待雜草葉面藥液晾干后移入溫室培養(yǎng)，25 d后調(diào)查除草活性結(jié)果。

新化合物對(duì)6種雜草的防效見(jiàn)表1。

表1 新化合物4a和4b的除草活性 %

3 結(jié)果與討論

合成三氯吡氧乙酰氯以草酰氯為氯化試劑，二氯甲烷為溶劑，DMF為催化劑。制得的酰氯必須現(xiàn)制現(xiàn)用，直接用于下一步反應(yīng)。

目標(biāo)化合物4a和4b分別通過(guò)酯化反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)制備。本文采用三氯吡氧乙酰氯與3-苯氧-1-丙醇或3-苯氧-1-丙胺在縛酸劑三乙胺存在下反應(yīng)，產(chǎn)物易于提純，反應(yīng)時(shí)間較短，粗品可以直接重結(jié)晶得到目標(biāo)化合物。

所合成的2個(gè)新化合物4a和4b對(duì)雙子葉雜草苘麻、反枝莧、鱧腸等具有明顯的抑制活性，抑制率達(dá)80%。其中，化合物4a對(duì)苘麻的抑制率達(dá)100%，超過(guò)對(duì)照藥劑2,4-滴對(duì)苘麻的抑制率?；衔?b對(duì)單子葉雜草馬唐和稗草有一定的抑制活性，抑制率為30%。結(jié)果表明，引入酰胺基的化合物4b對(duì)單子葉雜草活性略優(yōu)于引入酯基的化合物4a。該類化合物有一定的優(yōu)化價(jià)值。

[1]顧林玲,王欣欣.全球除草劑市場(chǎng)、發(fā)展概況及趨勢(shì)（Ⅱ）[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2016,15(3):1-5;31.

[2]劉長(zhǎng)令.世界農(nóng)藥大全:除草劑卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:210-212.

[3]鄒小毛,劉殿甲,傅翠蓉,等.綠色水油兼溶的除草劑的設(shè)計(jì)、合成與生物活性研究[J].中國(guó)科學(xué):化學(xué),2016,46(11):1226-1234.

[4]Shroff D K,Shroff A C,Dave S P,et al.Preparation of Triclopyr,Its Intermediate and Butoxyethyl Ester:WO,2010023679[P].2011-04-21.

[5]胡燕紅,何海琴,劉幸海,等.含1,3,4-噻二唑的吡啶聯(lián)吡唑乙酰胺類化合物的合成及除草活性[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2017,19(1):114-118.

Synthesis and Biological Activity of Triclopyr Derivatives

YANG Zi-hui1,TIAN Hao1*,ZHANG Li1,ZHAN Lan-lan1,WANG Hua-jie1,LI Guang-tian2
(1.Shandong Jinhuahai Biotechnology Co.,Ltd.,Jinan 251400,China;2.Guanyun Guangda Agrochemicals Co.,Ltd.,Jiangsu Guannan 213200,China)

Two triclopyr derivatives were synthesized by reaction of triclopyr with 3-phenoxy-1-propanol or 3-phenoxy-1-propylamine.Their structures were confirmed by1H NMR and HR-MS.The preliminary bioassay results showed that the title compounds had some herbicidal activities at the dosage of 150 g/hm2.The compound 4a exhibited 100%inhibition to Abutilon theophrasti Medicus.

novel compound;triclopyr derivative;synthesis;herbicidal activity

TQ 450.1＋1

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2017.06.004

2017-06-04；

2017-06-09

楊子輝（1989—），男，工程師。研究方向：新農(nóng)藥合成和農(nóng)藥工藝。

田昊（1983—），男，工程師。研究方向：除草劑開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及工藝。E-mail：kih352870@163.com

（責(zé)任編輯：柏亞羅）