一类阿魏酸衍生物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一类阿魏酸衍生物类化合物及其制备方法和用途，本发明专利技术涉及阿魏酸衍生物类化合物，它们具有如VIII所示的化学结构通式。VIII：本发明专利技术公开了上述化合物的结构通式、合成方法与用作除草剂的用途。除草剂的用途。

【技术实现步骤摘要】
一类阿魏酸衍生物及其制备方法和用途


[0001]本专利技术的技术方案涉及阿魏酸衍生物，具体涉及阿魏酸酰胺类衍生物。

技术介绍

[0002]农业的可持续性发展在人类社会的生存发展中起着至关重要的作用。杂草作为一种非栽培类植物，对农田产生多方面的危害。杂草控制目前被确定为农田可持续性发展的关键。化学除草剂的应用可以有效抑制农田杂草的蔓延，然而，越来越多的农药化学品投放到土地中后，导致环境污染、杂草抗药性、农药残留等问题日益突出。由于微生物源除草剂具有资源量大、开发成本低、对环境友好等有优点(Bailey K L,Boyetchko S M,et al.Biological Control,2010,52,221-229)，逐渐成为研究热点。因此发展新型微生物除草剂，对防除农作物田的杂草、开展生态农业等都具有非常重要的意义。
[0003]天然产物4-羟基-3-甲氧基肉桂酸(阿魏酸)是一种低毒、多酚类化合物，主要从植物细胞壁中提取(Prabhakar P K,Prasad R,et al.Phytomedicine,2013,20:488-494)。其具有极高的研究价值，以天然产物阿魏酸为先导的化合物具有多种药理活性，如抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗病毒、抗真菌和除草活性(Chen D D,Zhang B Y,et al.Bioorg Med Chem Lett,2018,28:1149-1153.)。本课题组前期从感染了瓜果腐霉的多年生黑麦草上分离、诱变得到了对马唐、反枝苋等杂草具有较强除草活性的瓜果腐霉菌株PA1。通过分离纯化次生代谢产物，最终得到具有除草活性的阿魏酸，并发现其衍生物阿魏酸乙酯对马唐茎叶鲜重的IC50值为64.26μg/mL(Zhang M Y,Liu C,et al.J Proteomics,2017,159:47-53)。由于阿魏酸结构上具有较大的优化空间和较强的修饰性，因此，以阿魏酸为除草活性先导进行结构优化具有重要的研究意义。
[0004]苯氧乙酸类除草剂是一类激素型选除草剂，由于其具有高选择性、价格低、低毒等特点，在现代农业中得到广泛应用。该类除草剂主要用于玉米、小麦等禾本科作物田防除双子叶杂草、莎草以及某些恶性杂草。目前，文献已报道十多种产品，例如2,4-二氯苯氧基乙酸、2-甲基-4-氯苯氧基乙酸、吡氟苯草酯等，未来将会有更多该类结构的除草剂品种。
[0005]本试验主要以阿魏酸为先导结构，运用农药分子合理设计的原理，分别将酸基团合理改造成酰胺、在酚羟基基团处合理引入苯氧乙酸结构，从而合理设计、合成一系列新型苯氧乙酸或苯氧乙酰胺基阿魏酸酰胺类似物，并对目标化合物进行除草活性的筛选，以期从所合成的众多化合物中筛选出一到两个甚至几个具有较高除草活性的化合物，进而为天然产物除草剂的开发及新型除草剂的创制提供新思路。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一类新的阿魏酸衍生物的合成方法及其调控农业、园艺和林业杂草的生物活性及其测定方法，同时提供这些化合物在农业领域、园艺领域以及林业领域中的应用。
[0007]本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是：具有农业领域、园艺领域、林业领域
除草活性的阿魏酸衍生物的化学结构通式见式
Ⅷ
：
[0008]Ⅷ
：
[0009]R选自：苯胺、二苯醚苯胺、4-三氟甲氧基苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、4-氟苯胺、3-氟苯胺、3,4-二氟苯胺、环丙胺、炔丙基胺、吗啡啉。
[0010]本专利技术的阿魏酸类衍生物
Ⅷ
的合成方法如下：
[0011][0012]R-NH2选自：苯胺、二苯醚苯胺、4-三氟甲氧基苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、4-氟苯胺、3-氟苯胺、3,4-二氟苯胺、环丙胺、炔丙基胺、吗啡啉。
[0013]本专利技术的阿魏酸衍生物的合成以及生物活性测定的具体方法分为以下步骤：
[0014]A化合物的制备方法：
[0015]称取阿魏酸I(2.4g,12.36mmol)放入100mL的双口圆底烧瓶，在氮气保护和冰浴条件下加入THF(1mol/L,25mL,25.00mmol)使其溶解，溶解后加入NaH(60％,1.09g,27.19mmol)。将反应混合物回流3h后滴加乙酸酐(1.89g,18.54mmol)，继而将体系移至油浴锅，72℃回流加热3h后，加入乙酸酐(0.38g,0.30mmol)，继续加热6h，TLC监测反应进程，反应完全后减压除去溶剂，无需进一步处理得到化合物Ⅱ,收率：100％。
[0016]将化合物Ⅱ(4.20mmol)溶于少量氯化亚砜后，于62℃下搅拌回流加热，反应过夜，反应完全后减压除去氯化亚砜溶剂，无需进一步处理，得到化合物Ⅲ。
[0017]用二氯甲烷将化合物Ⅲ(3.92mmol)溶解后，在冰浴条件下滴加R-NH2(3.92mmol)和N,N-二异丙基乙胺(7.86mmol)的二氯甲烷混合液，所述胺类化合物选自：苯胺、二苯醚苯胺、4-三氟甲氧基苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、4-氟苯胺、3-氟苯胺、3,4-二氟苯胺、环丙胺、炔丙基胺、吗啡啉；将反应混合物在冰浴中搅拌10min，然后在40℃下进一步加热5h。TLC检测反应进行程度。反应完全后减压除去溶剂，残余物经200～300目硅胶柱层析纯化得化合物Ⅳ，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为5:1-1:1，收率60％-95％；化合物Ⅳ制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。
[0018]将化合物Ⅳ(2.89mmol)溶于25毫升甲醇后，加入5.78毫摩尔氢氧化钠，65℃加热
搅拌3小时，水解完全后减压除去甲醇溶剂，加水用盐酸酸化后，析出固体化合物
Ⅴ
，收率80％-95％。
[0019]将2.60毫摩尔化合物
Ⅴ
溶于适量N,N-二甲基甲酰胺，室温下加入溴乙酸甲酯(3.12mmol)和无水碳酸钾(5.20mmol)，搅拌后加入少量碘化钾，42℃加热搅拌过夜。TLC监测反应进程，反应完全后减压除去溶剂，残余物经200～300目硅胶柱层析纯化得化合物
Ⅵ
，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为5:1-2:1，收率60％-97％；
[0020]将化合物
Ⅵ
(4.11mmol)溶于25毫升甲醇后，加入氢氧化钠(8.20mmol)后，65℃加热搅拌3小时，加水用盐酸酸化后，析出固体化合物
Ⅶ
，收率50％-90％。
[0021]将化合物
Ⅶ
溶于适量正丁醇中，65℃加热搅拌5小时后，TLC监测反应进程，反应完全后减压除去溶剂，残余物经200～300目硅胶柱层析纯化得化合物
Ⅷ
，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为5:1-3:1，收率34％-90％。
[0022]B.本专利技术的阿魏酸衍生物
Ⅷ
的除草活性测定：
[0023]本专利技术的阿魏酸衍生物
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类阿魏酸类衍生物，其特征在于具有如式
Ⅷ
所示的化学结构通式：
Ⅷ
：R选自：苯胺、二苯醚苯胺、4-三氟甲氧基苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、4-氟苯胺、3-氟苯胺、3,4-二氟苯胺、环丙胺、炔丙基胺、吗啡啉。2.根据权利要求所述的阿魏酸类衍生物
Ⅷ
的合成方法，具体合成路线如下：R-NH2选自：苯胺、二苯醚苯胺、4-三氟甲氧基苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、4-氟苯胺、3-氟苯胺、3,4-二氟苯胺、环丙胺、炔丙基胺、吗啡啉。权利要求1所述的阿魏酸衍生物
Ⅷ
的合成具体方法分为以下步骤：A.中间体Ⅱ的制备：称取阿魏酸I(2.4g,12.36mmol)放入100mL的双口圆底烧瓶，在氮气保护和冰浴条件下，加入THF(1mol/L,25mL,25.00mmol)使其溶解，溶解后加入NaH(60％,1.09g,27.19mmol)。将反应混合物回流3h后滴加乙酸酐(1.89g,18.54mmol)，继而将体系移至油浴锅，72℃回流加热3h后，加入乙酸酐(0.38g,0.30mmol)，继续加热6h，TLC监测反应进程，反应完全后减压除去溶剂，无需进一步处理得到化合物Ⅱ，收率：100％。B.中间体Ⅲ的制备：将化合物Ⅱ(4.20mmol)溶于少量氯化亚砜后，于62℃下搅拌回流加热，反应过夜，反应完全后减压除去氯化亚砜溶剂，无需进一步处理，得到化合物Ⅲ。C.中间体Ⅳ的制备：用二氯甲烷将化合物Ⅲ(3.92mmol)溶解后，在冰浴条件下滴加R-NH2(3.92mmol)和N,N-二异丙基乙胺(7.86mmol)的二氯甲烷混合液，所述胺类化合物选自：苯胺、对甲氧基苯胺、二苯醚苯胺、4-三氟甲氧基苯胺、4-(三氟甲基)苯胺、4-氟苯胺、3-氟苯胺、3,4-二氟苯胺、环丙胺、炔丙基胺、吗啡啉；40℃加热搅拌过夜。将反应混合物在冰浴中搅拌10min，然后在40℃下进一步加热5h。TLC检测反应进行程度。反应完全后减压除去溶剂，残余物经200～300目硅胶柱层析纯化得化合物Ⅳ，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为
5:1-1:1，收率60-95％；化合物Ⅳ制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。E.中间体
Ⅴ
的制备：将化合物Ⅳ(2.89mmol)溶于25毫升甲醇后，加入5.78毫摩尔氢氧化钠，65℃加热搅拌3小时，水解完全后减压除去甲醇溶剂，加水用盐酸酸化后，析出固体化合物
Ⅴ
，收率80-95％。F.中间体
Ⅵ
的制备：将化合物
Ⅴ
(2.60mmol)溶于适量N,N-二甲基甲酰胺，室温下加入溴乙酸甲酯(3.12mmol)和无水碳酸钾(5.20mmol)，搅拌后加入少量碘化钾，42℃加热搅拌过夜。TLC监测反应进程，反应完全后减压除去溶剂，残余物经200～300目硅胶柱层析纯化得化合物
Ⅵ
，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为5:1-2:1，收率60-97％。G.中间体
Ⅶ
的制备：将化合物
Ⅶ
(4.11mmol)溶于25毫升甲醇后，加入氢氧化钠(8.20mmol)后，65℃加热搅拌3小时，加水用盐酸酸化后，析出固体化合物
Ⅶ

【专利技术属性】
技术研发人员：靳丽宇，张利辉，陈来，王明思，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：