新型4-6二甲氧基嘧啶类衍生物的合成及除草活性研究讲课教案.docx

此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除VJIllII ll II I II r l II II II IIIf 博士学位论文Y1DO(瓜)R AI DISSERTfnON809770华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：亏加彳日期：D7年6月岁日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。储张务砰导师签名：-，日期：矽年6月岁。El日期：7年月3日本人已经认真阅读“CALIS高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库中全文发布，并可按“章程”中的规定享受相关权益。园重诠塞埕童卮进卮!旦主生；旦二生；丝生筮盔!作者签名：芗；乙务孑导师签名：二，6,o日期：。7年6月乡日日期：。夕年月弓日此文档仅供学习和交流，品d、i 博士学位论文DOCTORAL DISSERTATl0N目录目录。I摘要。I本论文主要创新点V。第一章文献综述l11具有除草活性的4，6二甲氧基嘧啶衍生物的分类与合成方法1111前言。1112具有除草活性的46二甲氧基嘧啶类衍生物的分类与合成方法212具有除草活性的4，6二甲氧基嘧啶类衍生物的作用机制27121植物体内支链氨基酸的生物合成过程28122 AHAS酶的结构29123AHAS酶抑制剂的结合方式3013选题的依据及预期目标。31131研究的背景31132设计思路及研究内容33参考文献：。35第二章2-取代苯胺碳桥4每二甲氧基嘧啶衍生物的合成及除草活性研究47弓I言4721(2取代氨基苯基)(4，6二甲氧基嘧啶-2基)甲醇衍生物的合成及性质47211实验47212结果与讨论57222-(2_取代氨基苯基)-2-(4，6-甲氧基嘧啶-2-基)乙腈衍生物的合成及性质58221实验58222结果与讨论6323(2取代氨基苯基)(4，6_二甲氧基嘧啶二基)甲酮衍生物的合成及性质65 231实验t；5232结果与讨论73本章小结：一74参考文献：。75第三章2杂环取代-4每二甲氧基嘧啶衍生物的合成及除草活性研究。一引言。777731 1-取代-5-(4，6一二甲氧基嘧啶一2-基)-3，52H苯并陋】【1，4】氧氮杂环庚烷-2-酮衍生物的合成及性质。77311实验77312结果与讨论89324叫(4，6-二甲氧基嘧啶2一基)一1取代_2一羰基1，22喹啉-3羧酸乙酯衍生物的合成及性质90321实验90322结果与讨论108本章小结：109 博士学位论文DOCK)RAIDISSERTATION参考文献：110第四章具有除草活性的新型4，6二甲氧基嘧啶水杨酸类衍生物的合成及除草活性研究 H341含苯并哒嗪酮的4,6二甲氧基嘧啶衍生物的合成及性质113411前言113412实验114413结果与讨论12642 2-取代氨基一2-(“4，6-二甲氧基嘧啶-2氧基)一苯基)乙腈衍生物的合成及性质。130421前言一130422 1i旱验131423结果与讨论140本章小结：142参考文献：144第五章含3-苯基吡唑的4,6-氧基嘧啶衍生物的合成及除草活性研究147弓I言14751 2-(3-(2-取代氧基苯基)1日-吡唑1基)_4，6二甲氧基嘧啶衍生物的合成及性质一147 511实验147512结果与讨论159522-(3-(2一取代氧一6-甲氧基苯基)一1H-Pl七唑1-基)4，6-甲氧基嘧啶衍生物的合成与性质160 521实验160522结果与讨论16753 2-(2-(1一取代-l弘吡唑3基)苯氧基)4，6二甲氧基嘧啶衍生物的合成与性质。167 531实验167532结果与讨论172本章小结：173参考文献：175全文总结177附录180附录一(除草活性试验)180附录二(作物安全性评价试验)181附录三(酶抑制活性试验)182附录四(符号说明)183在学期问的研究成果及发表的论文184致谢185 博士学位论文DO(承)RAL DISSERTf0nON摘要嘧啶水杨酸类除草剂具有高效、安全、环境友好的特点，作用靶标为乙酰羟酸合成酶 (Acetohydroxyacid Synthase)。其独特的作用机制在动植物之间有良好选择性，具有十分广阔 的发展前景。自上世纪90年代以来，此类化合物的研究与开发取得了很大成就，成功地开发出嘧硫草醚(Pydthiobac-sodium，KIH一2031)，嘧草醚(Pyriminobacmethyl，KIH6127)、双草醚 (Bispyribacsodium，KIH2023)、嘧啶肟草醚(Pyribcnzoxim，LGC-40863)和环酯草醚(Pyriftalid，CGA279233)等除草剂新品种。由于长期旌用，该类除草剂也产生了抗性。因此针对抗性的产生，要求不断改造更新除草剂品种的骨架结构。 为了寻求高活性的结构骨架或先导结构，本文以现有商品化品种嘧草醚(Pyriminobacmethyl)、专利报道的活性化合物刁0777以及N-(2-(4，6-甲氧基嘧啶2-基)(羟甲基苯基)1，1，1- 三氟甲磺酰胺等具有高除草活性的品种为先导，针对它们物理特性或生物活性等方面的某些缺 陷，采用生物等排原理与活性亚结构拼接方法设计合成了七类共153个4,6-甲氧基嘧啶类化合 物，除其中5个为已知物外，其余均是未见文献报道的新化合物，所合成的化合物都经过lH NMR、MS以及元素分析等手段进行了结构表征，同时还采片jx一射线衍射技术测定了8个代表 性化合物的晶体结构。七类化合物的骨架结构如下：以稗草(Echinochloa crusgall0、马唐(Digiatra sanguinalis)、狗尾草(Setaria viridis)、早熟禾 (Annual bluegrass)、芥菜(Brassica juncea)、反枝苋(Amaranthus re舭獗撒砷及小藜(Chenopodium album)等杂草为试验靶标，在用量为150 ghlll2条件下，对所合成的化合物进行了芽后处理的盆 栽普筛试验。试验结果显示，和V两种结构类型化合物中，许多化合物都表现出良好的除草 活性，比如Y6775、Y6776、Y6778、Y6795、Y67CN2和Y67CN7都表现出高效(防效在80 以上)和广谱的特征。进一步的初筛试验结果显示，Y6795在375 glllIl2的低用量下对狗尾草(Setaria订rUlis)、小藜(Chenopodium album)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)等杂草的防效也在80以上。同时作物安全性评价结果显示了Y6795对油菜安全，其在油菜田的选择性试验有待进 一步开展。化合物Y67CN2与Y67CN7的作物安全性评试验正在进行中。骨架I和II结构类型的 化合物对杂草的防除活性较低或没有表现出除草活性，其骨架结构有待于进一步改造和修饰。 骨架、和类型化合物的除草活性试验正在进行中。另外，我们还测试了合成得到的系 列化合物对拟南芥AHAS的抑制活性，结果表明许多化合物在较低浓度下表现出良好的酶抑制 活性，对杂草的伤害征兆(卷曲、灼伤和坏死等)为典型的AHAS抑制剂的症状。关键词：乙酰羟酸合成酶：4,6二甲氧基嘧啶：嘧啶水杨酸；除草剂；分子设计与合成AbstractAs a kind of inhibitors of Acetolactate Synthase，Pyrimidylsalicylate is highly effective，safe herbicide which also easily well going with environmentThis kind of herbicides has a very bright future because of its unique action mechanism which did a great contribution to the high selectivity between animals and#antsSince the 90s of the last century,the research and exploration of this kindof compounds achieved great sucee稻A series of commercial herbicides were found or explored,suchas bispydbacsodiunl(K珊一2023)，pyribenzoxim(LGC-40863)and Pyriftalid(CGA-279233)，ere However,as we all know that the resistance appeared after the long term use of herbicides，new frame construction are needed to be found to keep or improve the biological activityTo investigate the highly effective frame construction or initial structure，based on the structures of the commercial herbicides such 越Pyriminobac-methyl，patent compound 刁0777 and N书-(4，6-dimethoxypyrimidin一2-y1)(hydroxy)methyl)phenyl)1，1，1-trifluoromethanesulfonamide,148 novel pyrimidine derivatives and 5 known compounds of seven series were designed and synthesized with the theory of bioisosteric replacemem and the principle combination of active groups， which improved the disadvantages of physics and bioactivity1H NMR,MS，spectrulnelemental analysis，X-ray diffraction analysis，and other related tools were used to characterize the structure of all synthesized compoundsThe structures of the seven series compounds are shown as follows：Bioactivities of all compounds in postemergenee treatments were performed at the concentrationof 150咖2啦吨Echinochloa crusgalli,Digiatra sanguinalis,Setaria viridis,Annual bluegrass,Brassica juncea,Amaranthus retroflexus and Chenopodum abum as inhibition targetThen,in theHI 博士学位论文DO(玎URAL DISSERTATIONtwo sedes of IV and V，many compounds showed very good herbicides activity，such as Y6775， Y6776，Y6777，Y6778，Y6795，Y67CN2 and Y67CN7，which also well highly effective(inhibitionratio is higher than 80)and had broad spectrumEspecially the compound Y6795 showed goodinhibition(more than 80)toward Setaria viridis,Chenopodium album and Amaramhus retroflexus with further screening experiment at a low usmg concentration of 375 ghnaMeanwhile，it is safe to rape after the safety evaluation and molt details would be found in furtullRight now,the evaluation of the safety of Y67CN2 and Y67CN7 toward#ants棚fe being studyingSeries of I and II，none special bioactivity Was found of the flame construction and its related structuresSo we hope this will be improved with further modification of the fralile constructionThe herbicides activity test of series ，VI and VII撒progressingMore，via the enzymatic assay(ARIAS)of the IV type compounds，some of these compounds exhibited high enzyme inhibitory activity,and the symptoms like the plant leaf cupping，eriIll【lmg，bronzing and necrosis well found during the against weeds test which was thetypical symptoms ofAHAS inhibitorKeywords：Acetohydroxyacid Synthase；4,6-dimethoxpyrimidine；Pyrimidylsalicylate；Herbicide；Molecular D鹪i印and SynthesisIV 博士学位论文Do(m)RAL DISSERl觚ON本论文主要创新点基于朋m峪抑制剂的研究开发是当前除草剂化学中一个最重要的研究领域。在磺酰脲、稠 杂磺酰胺、咪唑啉酮和嘧啶水杨酸4大类ALIAS除草剂中，嘧啶水杨酸类除草剂具有活性高、 用量低、杀草谱广、对动物和环境安全等特点。为了寻求高效的除草剂先导骨架，本文以高效 产品骨架为模版，按类同合成法对其进行结构改造和修饰工作中主要取得以下成果：1)常温下高收率(88)地完成了苯并哒嗪酮骨架(rv)的转化。系列化合物中许多化合物 在较低浓度下对来源于拟南芥的AHAS表现出良好的抑制活性，初步说明设计与合成得到的骨 架系列化合物可能是一类ALIAS抑制剂的新型骨架。夕。乓沁NH2NH2HClMeOH2)化合物t在375岛75刚d112的低剂量下对禾本科杂草和多种阔叶杂草均表现出良好 的除草活性，该化合物显示出具有除草活性高、杀草谱广的特点。结合此化合物对油菜作物安 全的试验结果，本化合物具有开发成为油菜田除草剂的潜力。dn科诊V2n钭铲V7V 博士学位论文DOCrORAL DISSERI：AnON第一章文献综述11具有除草活性的4，6二甲氧基嘧啶衍生物的分类与合成方法111前言众所周知农药在国民经济、农业生产、人民生活等多方面都具有非常重要的作用，农药可 以提高单位面积的粮食产量，在保障全球65亿人口的食物供应中至关重要，农药也能够阻碍疟 疾、黄热病等疾病的传播媒体，在保护人们的身体健康中也起着重要的作用。农药主要可以分 为杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等四大类。据最新报道，05年我国农药的年产量 突破了100万吨大关，超过了美国，近年来农药的年销售额达到300亿元人民币。07年我国的 农药预计需求量为2972万吨。在庞大的农药需求量中，除草剂占有重要份额，如2002年我国 在257万吨的农药需求量中除草剂为496万吨，占总量的193，比上年增长1031(居各 类农药的增长率中最高)。如今本世纪，在多种防除病虫草害的途径中，化学防治仍将是最有效 和不可替代的防治方法，本世纪的农业仍离不开化学农药，化学农药尤其除草剂在本世纪将会 继续发展。杂草同作物争夺阳光、水分及土壤中的养分，严重影响了作物的生长与发育，降低了作物 的产量和质量。许多杂草还是农作物病菌、病毒和害虫的宿主，易引起病虫害在作物中蔓延， 威胁农业生产。在美国，每年用于杂草防除费用将近150亿美元，发展中国家更高。出于对经济、 环境影响的考量和现行防除措施长期效果的担心，需要对杂草进行综合治理。使用除草剂代替 人工除草无疑是杂草防除、提高农业生产效率和实行免耕法的重要手段【1】。除草剂按作用方式可分为光合作用抑制剂、呼吸作用抑制剂、生物合成抑制剂及生长抑制 剂等，不同类型的抑制剂有着不同的作用靶标。在各种作用靶标的化学除草剂研究中，以乙酰 乳酸合成酶(AtS：Acetolactate Synthase)亦称乙酰羟酸合成酶(AHAS：Acctohydroxyacid Synthase)为作用靶标的除草剂研究是农药化学除草剂中一个最重要的研究领域【2】，也是化学农药中最活跃的研究领域之一31。该类除草剂与其他类型除草剂相比具有以下突出特点：选择性强， 对作物高度安全；活性高，杀草谱广，生物活性为传统农药的1001000倍；无毒或毒 性极低。至今已开发的ALS抑制剂的结构类型已多达十余种，它们基本上都是在随机筛选的过程中发现的，其中最具代表性的是磺酰脲类(S、三唑并嘧啶磺酰胺类crP)、咪唑啉酮类)和嘧啶氧(硫)苯甲酸(PS)等四大类除草剂【4】。其中磺酰脲类的主要品种有20余种，适用于谷类、 大豆、水稻、小麦、棉花、玉米等作物田间及草坪的除草，用量在21209hin2之间；三唑并 嘧啶磺酰胺类除草剂是在磺酰脲类除草剂的基础上，采用生物等排原理成功开发的又一类典型 的ALS除草剂。至今该类除草剂的主要品种有近十种，适用于大豆、小麦、玉米、水稻等作物 田间的除草，用量在544 ghm2之间；咪唑啉酮类化合物是美国氰胺公司于20世纪80年代 博士学位论文DO(roRAL DISSER_IAnON初期开发的一类具有活性高、杀草谱广特点的除草剂，此类除草剂以杀草谱广而著称，它们既 能防除一年生禾本科于阔叶杂草，也能防除多年生杂草。这类除草剂主要适用于大豆、玉米、 烟草、小麦、花生等作物田间的除草，用量在35-2000 ghm2之间；嘧啶水杨酸类除草剂的开 发是继磺酰脲和稠杂磺酰胺类除草剂之后，主要由日本组合化学公司于上世纪90年代发展起来 的又一类超高效除草剂。该类除草剂适用于水稻、小麦、棉花等作物田间的除草，用量在10- 70 gllm2之间【57】。在以上各类ALS抑制剂的众多产品中，其中含活性亚结构4,6二甲氧基嘧啶的除草剂的研 究最为广泛而深入。本文将围绕这类除草剂骨架(图11)就含4,6二甲氧基嘧啶的各类除草 剂的分类及合成进行综述。R囝R固心R惴rA N；协S。 匀Y卫图图1-1含4，6二甲氧基嘧啶ALS抑制荆的骨架结构112具有除草活性的4，6二甲氧基嘧啶类衍生物的分类与合成方法二十世纪七十年代末随着高效品种氯磺隆的发现，接着开发出甲磺隆，随后又开发出甲嘧 磺隆、氯嘧磺隆、苯磺隆、阔叶散、苄嘧磺隆等一系列品种f81。这些品种从结构上看均含有磺 酰脲桥结构，且在磺酰脲桥的氮原子上无取代时活性较高，桥链脲端一般为活性亚结构4,6二 甲氧基嘧啶，磺酰基一端主要为取代苯环、杂环、稠杂环等。在磺酰脲桥上通过在磺酰基端延 长一个碳原子、氧原子或氮原子的修饰也获得许多高活性品种。结合图1-1，我们将有除草活 性的4,6二甲氧基嘧啶类衍生物按桥链的不同分为磺酰脲桥、氧桥、硫桥、碳桥、氮桥、杂环 桥链以及其它桥链等类别分别进行简述。1121 4，6二甲氧基嘧啶磺酰脲桥类除草剂11211 4,6二甲氧基嘧啶磺酰脲桥取代苯环类除草剂4，6二甲氧基磺酰脲桥取代苯基类除草剂主要用于小麦、亚麻、大豆、玉米、油菜、甜菜、 水稻等田地的杂草防除。其结构改造主要集中在苯环上取代基的变化上，至今已取得广泛的成 果。主要有苯环的邻位含磺酸基的结构1191，苯环的2、3和6位含不同烷基的结构2【101，邻 位含不同的酰基的结构3111，邻位用磺酰胺修饰的结构41121，邻位用l，3一氧氮杂茂杂环进行 修饰的结构s13，苯环的2和5位用卤原子、三氟甲氧基等进行修饰的结构6141，在苯环的4位再引入一个取代苯环进行修饰的结构71151，苯环的邻位含不同酯基的结构81161，邻位含 甲氧基磺酰胺的结构91171，苯环的6位为氯、邻位含不同酰基的结构101181，苯环的2位和62 博士学位论文D(K飘RAL DISSERI翘()N位上同时用烷基、烷氧基修饰的结构n19，苯环的邻位用5，6-2-1，4，2-二嗯嗪杂环修饰的结 构12【20】以及在苯环的2、3和4位上引入不同取代的胺基进行修饰的结构13121】。(图l-2)Og，= QS02NHCNH-冬力N弋。一喝刊 R，钟剜酽一酽SO帅QO、归etcR1=6-CI；3-CI；6-OCH3R1 2CH3；OCHa；R2=H；CH3etcR1=R2：H-CH3咖CI ekR3=X：OH；OCH2Ph；OC(O)CHs；R1=H：CHs；Phetc Rs=Cl-ls；CH2CH3 etcoc(o)cF3；OS02CHs etc3R4；CH3；CH2cHs咖=i-_R鳓l一14磷页：R冷l一酽RIOCH3R1=H；5-I=；6-CI；5-OCF3R：2-CI：5-CI etcR1=6-C02CHa；2-sCH3薛、R2=H；CH3；C2H5e位FF=2-OCF3；5-OCFa；R：=H；4-CI；2-CI；4-CHsR3=H；CH3；C2Hs；OCHs2-CF=CHe etcR3=H；4-a；4F elk：9图12通过以上13种骨架结构可以看出，在磺酰脲桥类除草剂的结构修饰中，在苯环的2位或6 位引入羧基、磺酰基、卤原子、烷氧基等取代基时有利于除草活性的提高。这类除草剂中，代 表性品种环氧嘧磺隆其苯环2位含羧酸基团，英文名为Oxasulfuron，代号GCA-277476，主要 用于大豆作物田间的杂草防除，用量在60-一90 ghm2之间。结构如14，图l-3。 博士学位论文DOCTORAL DISSERTATIONRRRR，参 1HN02HCIz S02CHaCOOHCuCI R，痧s邮虹R，参2洲2RRRrSO=一勘R，痧s02等R，参s刚O一pO心NCI堕COOR 的OcNH飞型N飞N=，N弋N弋目标物的合成：由取代苯磺酰胺或取代苯磺酸异氰酸酯与46二甲氧基嘧啶氨基羧酸酯、 2一氨基-4，6二甲氧基嘧啶缩合得到。也可通过取代苯磺酰胺与2-异腈酸基-4，6二甲氧基嘧啶缩 合制得，如图15。Rp一尸pR，妨s02NH2+心co邑洲弋罟絮s呲。NH弋、O一OR，臼舭。+H一弋等弋州洲FIIp一，Rp、O一、0一R9一尸pR，匆刚H2 =N弋一R刚哪洲_oO一图1511212 4,6-Ep氧基嘧啶磺酰脲桥取代杂环类除草剂4,6二甲氧基嘧啶磺酰脲桥取代单杂环类除草剂 磺酰脲桥取代单杂环类除草剂广泛用于水稻、小麦、玉米、烟草及棉花等作物田间的杂草防除，也可作果I元j地、非耕地用除草剂。这类除草剂的结构修饰研究主要体现在用取代噻吩、 吡啶、嘧啶、吡唑等杂环代替取代苯环，至今已有广泛的研究成果。Kimu仡等【221合成了桥联取代噻吩杂环的系列化合物，其中化合物15在75 ghm2的低剂量下对蔗草属灯心草、鸭舌草、线草慈姑及后生莎草等有90以上的杀除活性。KinlUl麓等231也报道桥联取代异噻唑杂环类除 草剂，该类除草剂主要对于芦苇、庭院地杂草等有一定的抑制作用，对水稻安全，结构如16。 Keith等【24】报道了桥联取代嘧啶杂环类除草剂，这类除草剂对野燕麦、黑麦草、大麦、芥菜等 有良好的防除效果，其结构见17。利用取代吡啶的结构改造研究也有许多成果，代表性骨架见 18222529】。其结构特点主要体现在吡啶杂环上的取代基和桥联位置的变化上。1984年铃木4 博士学位论文DOCToR AL DISSERTI骶ONN：fPH2H2cH2F铲s02呲洲峨N之0呤l一XLl15户HRlR2，RR1 H；Fg令OClH一酽三咐；：蹦R，盎裂；盟裂世一；2、R1【x；3N7-n；FIB=F；CIetc OPh；OCHCCl3O-R(R=H：6-CH3；6-CF8RR1=ces；C=H5R2=H；CH3；岛H5R：CH3；C2H5 etcR-CaF3讹；CooCH3；1819一。飞守蝴nR=C洲H3；2C跳2Hs c巳RLOOR2：矽R簪2弓nS-Vm_鼍I3R=H；COOCH3；R1=H；CH3COOC：2H5铲=CH3；C2H摹图1-6在磺酰脲桥单杂环类除草剂的结构改造中，许多化合物表现出优良的除草活性。典型代表 有商品化品种氟吡磺隆、烟嘧磺隆、玉嘧磺隆和吡嘧磺隆【31，34-35。氟吡磺隆由韩国LG公司 研制开发，英文名为F1uccto叫lfIlron(IsO-proposed)，代号为LGC-42153，主要用于移栽和直播水稻田，土壤和茎叶处理能有效防除稗草、阔叶和莎草科杂草，对水稻安全，用量在2040 ghill2之间。结构如27。烟嘧磺隆由杜邦公司开发，英文名为Nicosulfuron，亦称玉农乐。它是有效的 谷田除草剂，亦可适合棉田的杂草防除，用量在3570 ghm2之间，结构如勰。玉嘧磺隆，英 文名为Rimsulfuron，代号为DPX-E9636，也由杜邦公司开发，主要用于棉田除草，用量在10- 35 ghm2之间，结构如29。吡嘧磺隆由日产公司开发，也称草克星，英文名为Pyrazosulfuron ethyl， 主要用于水稻田的杂草防除，用量为20 ghm2。其结构如30。(图1-7)5 博士学位论文DO(爪)RAl DISSERr嘲aNo心N 参O 2N H O=CN H氟吡磺隆(nuectosalfurm)O-烟嘧磺隆(Nkosulfurm)2728O一洲飞之：ONH苜一=(HC弋彦玉嘧磺隆(x-E9636)O一O一吡嘧磺隆(Pyrazosulfuron ethyl)2930图1-7从取代噻吩、吡啶等杂环的研究结果可以看出，在桥联的杂环邻位有羧基、三氟甲基、烷 氧基、酰胺基等取代基有利于除草活性的提高。4,6二甲氧基嘧啶磺酰脲桥取代稠杂环类除草剂4，6二甲氧基嘧啶磺酰脲桥取代稠杂环类除草剂主要用于水稻、玉米、小麦、大豆等作物 田间的杂草防除，同时对作物安全。其结构改造主要体现在用取代苯并稠杂环与桥链磺酰基端 相连。1983年Pasteds首先报道了磺酰脲桥取代苯并杂环类除草剂36】，其化学结构如31-36。1987年Ishida等报道了磺酰脲桥取代咪唑并杂环类除草剂【37】，该类除草剂对稗草、鸭舌草、节节草、 狗尾草、水莎草和牛毛草等杂草均有杀除活性。代表性化合物结构如37-39。随后Robert等报道了取代含硫稠杂环类除草剂381，该类除草剂对稗子、野燕麦、芥菜、牵牛花等杂草有防除活 性。化学结构如柏42。(图18)fQ：g!&Q。I IS02NHCNH弋彦，QR=CH3；CHMe2；C3H7；C2Hs etc31323334ClQ市N、I扩,st驴袋c3弘尺搜文37柏4142图1-8磺酰脲桥取代稠杂环类除草剂中，代表性品种磺酰磺隆【8】。磺酰磺隆由Mons觚t0公司和日 本武田公司共同开发，英文名为Sulfosulfuron，代号Mon 37500，可有效防除麦田的野燕麦等杂 草，主要用作麦田除草剂。用量在1040 gIlm2之间，但杀草谱窄。结构如43，图1-9。6 博士学位论文DOCTORAL DISSERI：朋ONOIICNH NN参o磺酰磺隆(Mou 37S00)图19合成方法2225，31，34，37】：4,6一二甲氧基磺酰脲桥取代杂环类化合物的合成方法与取代苯环 类化合物的合成方法大致相同，通过合成取代杂环、取代稠杂环磺酰胺或磺酸异腈酸酯中间体 后，再与4，6二甲氧基嘧啶氨基羧酸酯、2氨基-4，6二甲氧基嘧啶或2异腈酸-4,6二甲氧基嘧啶 等中间体缩合得到。中间体的合成方法如图110，目标物的合成如图1n。H一飞 旦c星NH飞 业OCN弋熙p一 pN=N弋飞N：N弋Ro表示取代杂环和取代稠杂环。Rs。一H3馥NH弋吉等 Rs刚眦NH_bRs。州coN_景 RS02NHCONH_O一R刚 一_O一一 Rs掣Hco洲O一图1n下面以烟嘧磺隆为例说明其合成方法p4】： 从2氯烟酸出发，经过酰化、硫代、磺酰胺化制备中间体M，也可先经过酯化、硫代、磺酰胺化、酰胺化等步骤制备中间体M。再由中间体M与(4，6-q3氧基嘧啶一2一基)氨基甲酸甲酯缩 合得到目标物(图1-12)。7 博士学位论文DOCIOR札DISSERI加0N1)C12AcOH 勾NHa，CH2C12M fICF3COOH虬U-tNHMe2benzeneO一H3CO曰CNH参一一飞彦一N弋洲洲飞N图1-121122 4,6一二甲氧基嘧啶氧(氮)(碳)联磺酰脲桥类除草剂 该类除草剂的结构特点主要是在磺酰脲桥的磺酰基一端延长一个碳原子、氧原子或氮原子等，可视为磺酰脲桥的引伸。骨架结构如图113。通过在磺酰脲桥的磺酰基端延长一个碳原子、 氧原子或氮