[发明专利]吡啶并噁嗪酮和吡啶并嘧啶酮类化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及吡啶并噁嗪酮类化合物和吡啶并嘧啶酮类化合物及其制备方法，以及这两类化合物在防治杂草中的应用。

背景技术

杂草是农作物生产中的主要危害之一，采用除草剂控制杂草生长在现代农业生产中占有重要地位。杂草生长消耗泥土中的营养，遮闭阳光，阻碍农作物生长；部分杂草会释放抑制因子，或容纳对农作物有害的致病原，降低周边农作物的产量或经济价值。世界除草剂发展经历了从高剂量、广谱性除草剂，到当今的超低剂量、选择性除草剂。世界除草剂的发展对提高农业生产率、确保生物安全安全、以及保护生态环境具有重要意义。

目前使用的除草剂种类繁多，主要有草甘膦类、磺酰脲类、磺酰胺三唑酮类、咪唑啉酮类、三唑并嘧啶类、嘧啶硫代苯甲酸酯类等。但由于部分除草剂品种的长期使用，杂草对除草剂的抗性问题也随之凸显，为此而提高使用量也将导致生物生态安全性方面的问题。因此，设计并合成具有不同结构类型的高活性除草剂小分子是现代除草剂发展方向。

吡啶并噁嗪酮以及吡啶并嘧啶类化合物是一类具有多样生物活性的氮杂环化合物，在医药及农药研究中得到广泛应用。近年来不断有该类衍生物的合成以及相关应用的专利和期刊文献报道。其中，专利（EP.Pat.No.1851217）报道了一类吡啶并嘧啶化合物在医药方面的应用；专利（CA.Pat.No.1267414）报道了一类吡啶并噁嗪酮类化合物在抑制不需要植物生长的应用；专利（HU.Pat.No.196410B）报道了一类吡啶并噁嗪酮类化合物作为除草剂的应用；专利（US.Pat.No.3862191）报道了各类吡啶并嘧啶类化合物作为除草剂方面的应用；专利（IL.Pat.No.75572A）报道了一类吡啶并嘧啶类化合物作为除草剂和植物生长调节剂的应用。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种结构新颖的吡啶并噁嗪酮类化合物和吡啶并嘧啶酮类化合物。

本发明的另一目的在于提供上述吡啶并噁嗪酮类化合物和吡啶并嘧啶酮类化合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述吡啶并噁嗪酮类化合物和吡啶并嘧啶酮类化合物的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种吡啶并噁嗪酮类化合物，其结构如式1所示：

其中，R¹为氢或氯；R²为氢、氯或氟；X、Y和Z中的一种为氮、其余为碳氢（-CH-）。

一种吡啶并嘧啶酮类化合物，其结构如式2所示：

其中，R¹为氢或氯；R²为氢、氯或氟；R³为氢、氨基、甲基或羧甲基；X和Y为碳氢（-CH-）或氮，Z为碳氢（-CH-）。

上述吡啶并噁嗪酮类化合物或吡啶并嘧啶酮类化合物的合成路线图如图1所示，将氨基取代吡啶甲酸（式3）与取代苯氧乙酰氯（式4），在碱存在下进行酰化和关环反应，得到式1所示化合物；将式1所示化合物与取代胺（式5）反应，得到式2所示的化合物。

式3中，X、Y和Z的定义与式1相同；式4中R¹和R²的定义与式1或式2相同；式5中R³的定义与式2相同。

吡啶并噁嗪酮类化合物的制备方法，包括如下步骤：将氨基取代吡啶甲酸（式3）溶于有机溶剂，在有机碱存在下，与取代苯氧乙酰氯（式4）进行反应，得到吡啶并噁嗪酮类化合物（式1）。

所述的氨基取代吡啶甲酸（式3）包括2-氨基烟酸（3a）、3-氨基异烟酸（3b）和3-氨基吡啶-2-羧酸（3c）。

所述的有机溶剂可以为N,N-二甲基甲酰胺或吡啶。

所述的有机碱优选为三乙胺。

所述的取代苯氧乙酰氯（式4），可以采用常规的酰氯化方法由对应的苯氧乙酸合成，采用的酰化试剂可以是五氯化磷或氯化亚砜；其中，取代苯氧乙酸包括2,4-二氯苯氧乙酸、对氯苯氧乙酸、对氟苯氧乙酸、苯氧乙酸，分别酰氯化得到的取代苯氧乙酰氯（式4）为2,4-二氯苯氧乙酰氯（4a）、对氯苯氧乙酰氯（4b）、对氟苯氧乙酰氯（4c）和苯氧乙酰氯（4d）。

所述的反应的温度优选为-5℃～室温。

所述的吡啶并嘧啶酮类化合物的制备方法，包括如下步骤：将吡啶并噁嗪酮类化合物（式1）与取代胺（式5）在有机溶剂中反应，得到吡啶并嘧啶酮类化合物（式2）。

所述的取代胺（式5）包括醋酸铵（5a）、水合肼（5b）、甲胺（5c）、甘氨酸（5d）。