[發明專利]3-取代環丙甲酰基吡咯烷-2,4-二酮及除草活性

無效

• 申請號: 201010232595.5
• 申請日: 2010-07-21
• 公開（公告）號: CN101891669A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 朱有全;張金;袁燕偉;謝利芬;楊華錚;鄒小毛;胡方中
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07D207/38
• 分類號: C07D207/38;A01N43/36;A01P13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及3-取代環丙甲酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物及除草活性。

(二)背景技術

對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(4-hydroxyphenylpyruvate?dioxygenase，HPPD)存在于各種生物體中并被提取出來，它是一種鐵-酪氨酸蛋白，在植物體內可將對羥基丙酮酸催化轉化為尿黑酸，進而轉化為光合作用中電子傳遞所需要的重要物質質體醌和生育酚，其中質體醌還是影響八氫番茄紅素去飽和酶催化的關鍵輔助因素，鑒于其上述重要作用和特點同時，由于該酶的抑制劑2-(2-硝基-4-三氟甲基苯甲酰基-1，3-二酮已經應用于臨床上治療酪氨酸病，對人體無不良作用，使之成為繼ALS、ACC以及Protox之后的又一新的除草劑靶標酶和臨床上治療酪氨酸病靶標酶，自1982年捷利康公司發現高效三酮類玉米田苗后防除闊葉雜草除草劑磺草酮(sulcotrione)后，該領域受到各大農藥方面專家的重視，該類化合物的研究獲得了極大的發展，許多類似的商品化品種得到應用。在結構上一般都具有如下結構特點：(1)含有一個三羰基甲烷結構單元，其中一個羰基必須和取代苯環直接相連，否則該化合物的除草活性將大大降低甚至消失；(2)該化合物必須能夠烯醇化以保證它具有與對羥基苯基丙酮酸(簡稱HPP)競爭HPPD活性中心Fe²⁺進行絡合的能力，進而導致作物莖葉白化死亡。

1994年世界專利WO1994/01401報道了含3-苯甲酰基吡咯啉-2，4-二酮類化合物及生物活性。(結構如下)

X，Y，Z_n為氫，鹵素，烷基磺酰基，烷基，烷氧基

F，G，J，K＝氫，烷基

成功地利用上述構效關系將吡咯雜環代替了常見的六元環，所得到的化合物具有較好的除草活性，而且對作物表現出優良的選擇性。對玉米生長安全。它在1000克/公頃劑量下，可作為玉米田中cyperus，digitaria，amaranthus，galiusoga和stellaria等雜草的除草劑。

在我們前期研究報道(ZL?200510013206.9；有機化學2009，29，638-642；有機化學2008，28(6)，1044-1049；有機化學?2007，27(3)，385-390；J.Agric.Food?Chem.2006，54，7200-7205；Molecules，2005，10：427-434；有機化學?2005，25，419-423；J.Agric.Food?Chem.2005，53(24)：9566-9570)中，基于5元環和6元環形成烯醇的特點和具有抑制HPPD酶作用的天然產物(5S)-3-乙酰基-5-((R)-仲丁基)-5-甲基吡咯啉-2，4-二酮(IC₅₀＝18μmol/L)進行了結構修飾(結構如下)。結果顯示，化合物1與以前報道的三酮類化合物具有相反的構效關系，進而發現當R¹，R²和R³分別為2，4-二甲氧基、異丙基和氫，施藥量為187.5g/ha時，對稗草的除草率達到93％。和1994年世界專利WO1994/01401專利報道的化合物相比，用藥量為后者的1/5。與商品化品種磺草酮相比，施藥量為187.5g/ha時對稗草具有同等水平的除草效果。

R¹是CH₃、CH(CH₃)₂、CH(CH₃)CH₂CH₃、t-Bu、CH₂C₆H₅。

R²是H、CH₃。

R³是任選取代的苯基、萘基、苯氧苯基。任選的取代基為烷基、烷氧基；取代基數量為1～5。

上述文獻的研究結果顯示，3-酰基吡咯烷-2，4-二酮結構為一良好的除草劑藥效團，且報道的此類化合物結構中3-酰基均為芳酰基。本專利發明創新點在于在3-酰基吡咯烷-2，4-二酮結構中引入了具有良好殺蟲活性的脂肪基官能團結構2，2-二甲基環丙基，設計的目標分子因3位芳香環被脂肪基取代導致構效關系的變化而有可能產生新型除草劑先導化合物。上述文獻雖然記載了3-酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物，但是卻沒有任何具體地記載本專利中所提及的3-取代環丙甲酰基吡咯烷-2，4-二酮類化合物，更沒有任何具體地記載這些化合物的除草活性。