[发明专利]α-C位置修饰苄基取代的喹唑啉二酮类化合物及其制备方法和应用、HPPD除草剂

说明书

本发明涉及农药化合物领域，公开了一种α‑C位置修饰苄基取代的喹唑啉二酮类化合物及其制备方法和应用、一种HPPD除草剂，该化合物具有式(I)所示的结构。本发明提供的化合物具有优异的除草防效和对经济作物(花生和大豆)良好的安全性。

技术领域

本发明涉及农药化合物领域，具体涉及一种α-C位置修饰苄基取代的喹唑啉二酮类化合物及其制备方法和应用、一种α-C位置修饰苄基取代的喹唑啉二酮类HPPD除草剂。

背景技术

在植物体内，对羟苯基丙酮酸双加氧酶(HPPD)可以催化对羟苯基丙酮酸(HPPA)生成尿黑酸(HGA)，HGA进一步可生成植物体光合作用所需要的重要物质质体醌和生育酚。若植物体内HPPD的功能被抑制，植物的光合作用则无法正常进行，最终会导致植物出现白化现象而死亡。

因此，创制出超高效绿色新型HPPD抑制剂成为了各个农药公司和科研院所研究的热点之一。

截止目前，已经成功上市了十几种HPPD抑制剂。在近三十年来HPPD抑制剂的广泛使用中，研究者发现以HPPD为靶标的除草剂具有高效、低毒、低残留、对环境友好、作物安全性高等特点，更令人欣喜的是，该类除草剂与其他类型除草剂不存在交互抗性，并且特异性地对现有抗性杂草具有优异的防效，特别是抗ALS，ACCase以及草甘膦杂草。因此，HPPD类除草剂是解决目前集中爆发的杂草抗性问题的有力工具之一。

然而，近年来开发出的商品化HPPD除草剂绝大多数仅对玉米表现出了较高的作物安全性，对于玉米田中的普发和抗性杂草具有优异的防治效果。只有少数HPPD除草剂可用于水稻田，但用量极大，农药残留问题突出，且对禾本科杂草的防治效果较差。并且至今仍然没有开发出以HPPD为靶标且对花生、大豆安全的选择性除草剂。这就使得现有的HPPD类除草剂无法挥发其对经济型作物田中抗性杂草防除的优势。

而马唐、反枝苋、藜、铁苋菜、马齿苋、野燕麦、狗尾草、稗草、千金子、苘麻等作为花生田和大豆田中的主要杂草已经对现有除草剂进化出不同程度的抗性，并且这些抗性杂草目前已经演化为花生田和大豆田中的优势杂草。这一现象也导致了现有花生田和大豆田除草剂用量不断加大，不仅增加了防治成本，而且导致了药害事件频发、农药残留超标等问题。

这些经济型作物田抗性杂草的不断发展已经严重影响了我国粮食产量，对粮食安全以及农业经济发展构成了巨大威胁。

2015年，CN104557739A首次筛选出含有喹唑啉二酮片段的HPPD类抑制剂分子，其代表性物质的结构如下，这两类物质主要用于防治高粱田和玉米田中的杂草：

随后，WO2017/140612A1、CN110357861A、CN110357859A、CN110357860A和CN110357862A在此基础上进一步公开了一系列含喹唑啉二酮的三酮类或吡唑类HPPD类抑制剂分子，该类分子表现出极高的除草潜力，但其中仅有少数选择性地对花生安全，考虑到除草效力等因素，仍然没有筛选出可用于田间应用的花生田或大豆田选择性除草剂，需要进一步地开展分子优化。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够适用于经济型作物田(花生和大豆)的新型超高效HPPD除草剂，其是一种α-C位置修饰苄基取代的喹唑啉二酮类化合物或其农业化学上可接受的盐、水合物、溶剂化物，或其对映异构体、光学活性形式的衍生物。

发明人发现，在喹唑啉二酮的N-3位置上引入α-C位置修饰的苄基结构，能够明显提高化合物在杂草体内的代谢稳定性，进而有利于提高除草活性；另一方面，本发明的化合物中α-C位置上R₁和R₂基团的特异性引入，能够提高本发明的化合物对花生、大豆等作物的选择性，有利于增强化合物的作物安全性。此外，(取代)三酮基和(取代)吡唑酮作为共性药效团连接在具有上述结构特征的喹唑啉二酮环上，相较于现有技术均具有明显提高除草活性的效果。