[发明专利]一种α-氨基膦酸酯衍生物及其制备与应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种α-氨基膦酸酯衍生物及其制备方法，以及作为除草剂的应用。

(二)背景技术

α-氨基膦酸酯作为天然氨基酸的类似物，在生物化学、农药化学和药物化学等各方面有着广泛的用途，如可用作阻聚剂酶、抗生素和药理介质、除草剂、半抗原催化抗体。α-氨基膦酸酯具有光谱的活性，如抗癌活性，抗病毒活性，杀菌活性，KARI酶抑制活性等，为研发新药提供了新的结构和思路。同时也是合成膦酰基肽的一种重要底物，因此其合成方法备受关注。早期主要采用两步合成法，即在有机溶剂中醛与胺反应脱水生成亚胺；亚胺提纯后再与亚膦酸酯发生亲核加成反应合成α-氨基膦酸酯。由于亚胺不稳定，反应中有机溶剂的存在，致使亚胺更难以提纯，一般采用“一锅法”(Kabachnik反应)合成α-氨基膦酸酯，但该方法存在反应时间长、产率低的缺点。为了提高产率、缩短反应时间，科学家在这方面做了大量研究工作，并且取得了很好的成果。近年来已经发展了微波辅助合成，超声波辅助合成，离子液体催化合成等方法，同时还有运用路易斯酸催化合成，如SnCl₄、SnCl₂、ZnCl₂或BF₃·Et₂O。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种α-氨基膦酸酯衍生物及其制备方法与作为除草剂的应用，该方法反应时间短，所得产物纯度高，分离纯化简单，具有较好的应用前景。

本发明采用的技术方案是：

一种如式(I)所示的α-氨基膦酸酯衍生物，

式(I)中R¹为氢、甲基、溴基或氯基。

所述的R¹优选为对甲基、氢、对溴基、邻溴基或邻氯基，更优选为对溴基或邻溴基。

本发明所述的α-氨基膦酸酯衍生物的制备方法，按照以下步骤进行：(1)将式(II)所示的取代苯甲醛与式(III)所示的环丙胺，室温下反应完全，薄层色谱跟踪反应，旋蒸除去残留物，制得式(IV)所示的亚胺；(2)将式(IV)所示的亚胺与式(V)所示的亚磷酸甲酯，回流反应，薄层色谱跟踪反应，反应完全后，反应液以体积比2～4∶1的石油醚和乙酸乙酯混合溶液为洗脱剂进行柱层析，分离制备式(I)所示的α-氨基膦酸酯衍生物；

反应方程式为：

式(I)、式(II)或式(IV)中R¹为氢，甲基、溴基或氯基；式(V)中R²为甲基、氢、甲基、溴基或氯基。

进一步所述式(II)所示的取代苯甲醛与式(III)所示的环丙胺的投料物质的量之比为1∶1～3；

更进一步，所述的式(IV)所示的亚胺与式(V)所示的亚磷酸甲酯投料物质的量之比为1∶1～3；这里所述的步骤(2)中反应物式(IV)所示的亚胺是步骤(1)得到的亚胺粗品，计量时把步骤(1)制得的亚胺当作纯品来计量的，这样的计量方式，并不会对本发明效果产生影响。

再进一步所述的R²优选为甲基、氢、对溴基、邻溴基或邻氯基氢，更优选为对溴基或邻溴基。

本发明所述的α-氨基膦酸酯衍生物的另一种制备方法，按照以下步骤进行：将式(II)所示的取代苯甲醛、式(III)所示的环丙胺与式(V-1)所示的亚磷酸二甲酯混合，回流反应3～5h，薄层色谱跟踪反应，反应完全后，以体积比4∶1的石油醚和乙酸乙酯混合溶液为洗脱剂进行柱层析，分离制备式(I)所示的α-氨基膦酸酯衍生物，式(I)或式(II)中R¹为氢，甲基、溴基或氯基；所述的式(II)所示的取代苯甲醛、式(III)所示的环丙胺与式(V-1)所示的亚磷酸二甲酯投料物质的量之比为1∶1～3∶1～3；

本发明所述的薄层色谱以石油醚和乙酸乙酯为展开剂，以紫外显色，原料点消失即为反应完全，产物为R_f值最小的点。

所述的α-氨基膦酸酯衍生物作为除草剂的应用，特别是对双子叶类的杂草除草作用较为敏感，本发明具体应用：(1)利用重组质粒(含有水稻KARI酶基因)转化的大肠杆菌细胞来大批量表达水稻KARI酶，在离体的条件下研究α-氨基膦酸酯衍生物和KARI酶的相互作用；(2)通过黑暗条件下α-氨基膦酸酯衍生物对油菜胚根的生长抑制来检测化合物的除草活性；(3)通过光照条件下α-氨基膦酸酯衍生物对稗草幼苗株高的生长抑制来检测化合物的除草活性。