邻或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯、合成方法及其应用

摘要

本发明提供一种邻位或对位三氟甲基芳香类磷酸酯、合成方法及其用于除草剂的用途。该分子式如下:o或p－CF

说明书

技术领域

本发明是合成一系列新化合物并应用于除草，进一步说是合成了一系列邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯及其应用于除草的用途。

背景技术

杂草同农作物争夺阳光，水分及养分，严重地影响了农作物的生长与发育，降低了作物的产量和质量，许多杂草还是病菌，病毒和害虫的宿主，因此，防除杂草是保证农作物增产的重要条件。其他，如排灌系统，航道，机场，油田，工业园区，道路二旁等处理，杂草也会碍安全生产和环境。使用除草剂能大大减少防除杂草的时间，劳力和成本。新型高效、低毒除草剂是当前农药研究的一个重要方面，当前世界生产的除草剂多达三百种以上，农田化学除草率在80％以上，我国生产的品种只有几十种。因此开发有自主知识产权的新型除草剂是我国农药工业的重要任务。

发明内容

本发明目的是提供一种邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯。

本发明的另一目的是提供一种邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯的合成方法。

本发明的目的还提供一种上述邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯作为除草剂的用途。本发明的一系列邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯化合物的生测试验表明具有除草活性。

本发明的邻位或对位三氟甲基芳香类磷酸酯的结构式如下：

            o或p-CF₃-Ar(R²)(X)OP(O)(OR)(OR¹)其中R或R¹＝H、C_1-4的烷基。Ar＝苯基，杂环，稠环；X＝卤素、C_1-4的烷基、C_1-4的烷氧基、苯基、CN、C_1-5的酯基或三氟甲基；R²＝H或C_1-3的烷基。

本发明提供的一种邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯的合成方法，以对位三氟甲基取代的苯基磷酸酯为例，其合成路线如下：

本发明的邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯的合成方法，可以通过下述的步骤：

在有机溶剂中和-5℃至10℃下，R²Ph(X)OH，NaOH，NaI和NaOCl的摩尔比为1∶0.8-2∶0.8-2∶0.8-2时反应1-5小时生成化合物o或p-I(R²)Ph(X)OH；

上述的反应产物o或p-I(R²)Ph(X)OH、溴苄和K₂CO₃摩尔比为1∶1-2∶1-5时，在有机溶剂中和室温至80℃下反应5-15小时生成化合物o或p-I(R²)Ph(X)OBn；

在非质子极性有机溶剂中和50℃至回流温度下，化合物o或p-I(R²)Ph(X)OBn、FO₂SCF₂COOMe和CuI摩尔比为1∶1.5-5∶1-4时反应10-24小时形成化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OBn；所述的非质子极性有机溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、乙腈等。

化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OBn和HCOONH₄的摩尔比为1∶5-15，化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OBn与Pd/C的重量比为0.01-10％时，在有机溶剂中和回流温度下反应0.1-1小时形成o或p-CF₃(R²)Ph(X)OH；

化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OH、ClPO(OR)(OR¹)和Et₃N的摩尔比为1∶1-1.5∶0-5时，在室温下反应0.1-5小时生成化合物o或p-CF₃-Ar(R²)(X)OP(O)(OR)(OR¹)。反应中加入Et₃N有利于反应的进行，所以，化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OH，ClPO(OCH₃)₂，和Et₃N的摩尔比1∶1-1.5∶1-5为好。

本发明的方法中，所述的有机溶剂是极性溶剂，如甲醇，乙醇，二甲基甲酰胺，乙腈，乙醚等。尤以无水溶剂为好。

本发明方法中，所述的分子式内Ar、R、R¹、R²和X如前述。Bn是苄基。

本发明的邻位或对位三氟甲基取代的芳基磷酸酯可用作除草剂。

具体实施方式

通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

                           实施例1化合物o或p-I(R²)Ph(X)OH的合成

将50mmol R²Ph(X)OH溶解在100ml甲醇中，在冰盐浴中冷却至内温0℃，加入一当量NaOH(2.00g)和一当量的NaI(7.5g)，待固体完全溶解后。在0℃下缓慢滴加61.5ml 5.2％的NaOCl溶液，在90～120分钟滴完，保持温度在0℃左右。每滴NaOCl溶液滴入反应体系时，体系的颜色变为红色并立即消失。NaOCl滴完后继续在0℃反应2～3小时。撤去冰盐浴，用5％的盐酸调节PH至中性，用乙醚萃取，依次用Na₂S₂O₃水溶液洗，蒸馏水洗，饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥。过滤，滤液浓缩，经柱层析纯化得无色液体，产率70-90％。化合物o或p-I(R²)Ph(X)OBn的合成：

将上一节所得中间体o或p-I(R²)Ph(X)OH 10mmol溶于20ml无水DMF中，再加入15mmol溴苄和15mmol K₂CO₃、在40～50℃无水反应12小时。冷却后用5％的盐酸调节PH至中性，加100ml水，用乙醚萃取，蒸馏水洗，饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，过滤，滤液浓缩，粗品柱层析纯化，收率73-98％。化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OBn的合成

将上一节所得中间体o或p-I(R²)Ph(X)OBn8mmol溶于30ml无水DMF中，再加入32mmol FO₂SCF₂COOMe、24mmol CuI，在80℃下无水反应24小时。冷却后，倒入到100ml饱和NH₄Cl溶液中，过滤，用乙醚萃取，蒸馏水洗，饱和食盐水洗，无水Na₂SO₄干燥，浓缩，柱层析。收率67-98％。化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OH的合成

将上一节所得的中间体o或p-CF₃(R²)Ph(X)OBn 6mmol溶于50ml乙酸乙酯中，加入10％(wet.)的Pd/C(10％)，氢气压力为50atm。在60℃下反应24小时，收率71-100％。化合物o或p-CF₃(R²)Ph(X)OH的合成

向8ml无水乙腈中加入4mmol上节得到的化合物o或p-CF₃-Ar(R²)(X)OP(O)(OR)(OR¹)，4.8mmol三乙胺，在室温下滴加4.8mmol磷酰氯ClPO(OR)(OR¹)，TLC跟踪。反应完全后，旋干溶剂，柱层析得最后产品，收率50-90％。

上述分子式中，R、R¹、X、Ar和Bn如上所述。反应产物分析结果如下：

¹H NMR(CDCl₃)δ7.64(d，1H，J＝8Hz)，7.58(d，1H，J＝6.6Hz)，7.57(t，1H，J＝8.5Hz)，7.26(t，1H，J＝8.5Hz)，3.90(d，6H，J＝11.4Hz)；元素分析：C₉H₁₀F₃O₄P，计算值：C，40.02；H，3.73.实测值：C，40.19；H，3.88.

¹H NMR(CDCl₃)δ7.58(dd，1H，J₁＝9Hz，J₂＝4.5Hz)，7.34(dd，1H，J₁＝8Hz，J₂＝3Hz)，7.23(m，1H)；元素分析：C₉H₉F₄O₄P，计算值：C，37.52；H，3.15.实测值：C，37.58；H，3.49.

¹H NMR(CDCl₃)δ7.38(m，3H)，3.88(d，6H，J＝11Hz)；元素分析：C₉H₉ClF₃O₄P，计算值：C，35.49；H，2.98.实测值C：35.50，H：3.04

¹H NMR(CDCl₃)δ7.47(d，1H，J＝2Hz)，7.43(dd，1H，J₁＝8Hz，J₂＝2Hz)，7.31(d，1H，J＝8Hz)；元素分析：C₁₀H₁₂F₃O₄P，计算值：C，42.27；H，4.26.实测值：C，42.94；H，4.45.

¹H NMR(CDCl₃)δ7.62～7.47(m，3H)，3.89(d，6H，J＝11.42Hz)，1.32(s，9H)；元素分析：C₁₃H₁₈F₃O₄P，计算值：C，47.86；H，5.56.实测值：C，47.58；H，5.30.

¹H NMR(CDCl₃)δ7.84～7.39(m，8H)，3.92(d，6H，J＝11.5Hz)；元素分析：C₁₅H₁₄F₃O₄P，计算值：C，52.03；H，4.08.实测值：C，52.00；H，4.27.

¹H NMR(CDCl₃)δ8.26(d，1H，J＝8.7Hz)，8.01(d，1H，J＝9.06Hz)，7.88(d，1H，J＝7.6Hz)，7.64(m，2H)，7.56(d，1H，J＝7.6Hz)，3.83(d，6H，J＝11.5Hz)；元素分析：C₁₃H₁₂F₃O₄P，计算值：C，48.76；H，3.78.实测值：C，48.64；H：3.83.¹H NMR(CDCl₃)δ7.53(dt，2H，J₁＝8Hz，J₂＝2Hz)，7.64～7.53(m，3H)，4.08(d，6H，J＝11.5Hz)，2.85(q，3H，J＝2.6Hz)；元素分析：C₁₄H₁₄F₃N₂O₄P，计算值：C，46.42；H，3.90.实测值：C，46.05；H，4.25.

¹H NMR(CDCl₃)δ8.75(m，2H)，7.20(m，1H)，4.33(m，4H)，1.52(t，6H).元素分析：计算值，C，40.15；H，4.38.实测值，C，40.35；H，4.23.

¹H NMR(CDCl₃)δ7.61(d，2H，J＝8.8Hz)，7.33(d，2H，J＝8.8Hz)，3.87(d，6H，J＝11.4)；元素分析：C₉H₁₀F₃O₄P，计算值：C，40.02；H，3.73.实测值：C，40.39；H，3.92.¹H NMR(CDCl₃)δ7.73(d，1H，J＝2Hz)，7.56(m，2H)，3.95(d，6H，J＝11.4Hz)；元素分析：C₉H₉ClF₃O₄P，计算值：C，35.49；H，2.98.实测值：C，35.76；H，2.98.

¹H NMR(CDCl₃)δ7.42(m，3H)，3.88(d，6H，J＝11Hz)，2.34(s，3H)；元素分析：C₁₀H₁₂F₃O₄P，计算值：C，42.27；H，4.26.实测值：C，42.43；H，4.38.¹H NMR(CDCl₃)δ7.56(m，2H)，7.44(dd，1H，J₁＝8.7Hz，J₂＝2Hz)，3.89(d，6H，J＝11.5Hz)，1.41(s，9H)；元素分析：C₁₃H₁₈F₃O₄P，计算值C：47.86，H：5.56实测值C：47.63，H：5.48

¹H NMR(CDCl₃)δ7.66～7.38(m，8H)，3.62(d，6H，J＝11.5Hz)；元素分析：C₁₅H₁₄F₃O₄P，计算值：C，52.03；H，4.08.实测值：C，51.86；H，4.00.¹H NMR(CDCl₃)4.14(d，J＝12Hz，6H)7.38-8.05(m，2H)2.56(q，2H)1.18(t，3H)元素分析：计算值，C，44.59；H，H4.05.实测值，C，44.34；H，H3.87.¹H NMR(CDCl₃)δ7.78(m，4H)，4.36(M，2H)，1.74(d，12H).元素分析：计算值，C，47.86；H，5.56.实测值，C，47.93；H，5.43.¹H NMR(CDCl₃)δ7.70-8.75(m，5H)，4.14(d，6H)，2.45(s，3H).元素分析：计算值，C，49.74；H，3.90.实测值，C，49.88；H，4.12.

                            实施例2o-或p-三氟甲基芳基磷酸酯的稗草小杯法生测试验(李永红，刘斌，杨秀凤，浙江化工，2000，31增刊，105)显示这类化合物对稗草的除草活性较小，油菜平皿法(刘斌，李永红，杨秀凤，浙江化工，2000，31增刊，103)生测试验显示其中部分化合物有较好的除草活性，上述二种草可以分别作为单子叶和双子叶草的代表。作为比较，在同样试验条件下，浓度为10μg/ml时，商品除草剂甲磺隆DPX-T6376油菜胚根伸长抑制率为77.5％。灭阔磷为19.5％。(何良年，陈茹玉，杨秀凤，合成化学，5，57，1997)

化合物       10μg/ml       1μg/ml

编号      胚根伸长抑制   胚根伸长抑制

               ％              ％

1              32.9          20.2

2              31.9          16.4

3              67.8          12.8

4              17.7          16.1

5              34.4          13.5

6              34.3          26.8

7              45.4          10.6

8              33.6          16.6

9              73.6          53.2

10             73.6          73.0

11             29.9          25.5

13             17.1          9.9