哒嗪类衍生物

#1哒嗪类衍生物1.1含芳基或芳氧基取代的哒嗪化合物1991年，Woerther等［19］在哒草特的结构基础上，将氟原子引入到苯环对位上，得到化合物1，在药剂用量为0.15kg/hm2时苗后施药，对龙葵(Solanumnigrum)具有100%的防效。含氟基团的引入往往有利于化合物生物活性的提高，在新农药的创制中倍受关注， South等［20］将含三氟甲基取代的苯环通过醚键与哒嗪环相连，得到的化合物2具有良好的除草活性。在随后的工作中，South等［21］继续报道了一类取代苯基取代的哒嗪类化合物3具有良好的除草活性，如化合物3a(R1=CF3，R2=R3=R4=R5=H，R6=OCH3)在药剂用量为11.21kg/hm2时对油莎(Cyperusesculentus)、苍耳(Xanthiumsibiricum)、野养麦(Fagopyrumdibotrys)的除草活性在90%以上。任康太等［22］报道化合物4对稗草(Echinochloacrus-galli)株高抑制活性高于对照药剂MH(抑芽丹)，如化合物4a(R=3,4-2Me；R仁Et)对稗草PI50值为4.46。构效关系发现：在化合物4中，3、4位上有取代基时活性高于2位有取代基的活性，且苯环的 3、4位上引入Cl或Br时，化合物的活性较好，高于Me、MeO取代时的活性，如化合物4b(R=3-CI，R1=Et)对马唐(Digitariasanguinalis)的抑制率为100%，对苋菜的抑制率为 84.6%;化合物4c(R=4-Br，R仁Et)在土壤处理时，对马唐的防除效果为 92.8%。随后任康太等［23］报道了化合物4的衍生物具有中等除草活性，且土壤处理活性高于茎叶处理活性，同样发现在苯环3、4位上引入Cl或Br时有利于除草活性的提高。收稿日期：2010-04-28基金项目：贵阳市科学技术项目计划项目(［2008］筑科技合同字第15-9号)作者简介：吴剑(1981—)，贵州毕节人，博士研究生，研究方向：新农药创制。通讯作者：宋宝安(1963—)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事农药创制研究。 TelE-mail：basong@。704农药AGROCHEMICALS第49卷杨华铮等［24］报道的化合物5具有很好的除草活性，在这类结构中，当 R基团一定时，哒嗪环6位苯氧基上取代基的变化对油菜和稗草的药效有较大影响，当 R=H时，对油菜的药效较好，而对稗草的药效略差；当施药的质量分数为 1X10-5%时，油菜根抑制率达到 87.8%,而稗草株高抑制率只有30.8%，当苯环4位有取代基时活性较低，但当2位和4位同时有取代基时活性也会有所提高；当3位和5位有取代基时，化合物活性较高，且当苯环3位为推电子基团时的活性好于为拉电子基团时的活性；另外， R基团的变化对活性的影响也很大，如当苯环上取代基为Xn=3-CF3时，R=NMe2的活性高于OCH(CH3)2，更高于R=OCH2CH=CH2,OMe和OCH2C三CH时的活性，且碳链的增长和缩短都会使活性降低。 2003年，Tsukamoto等［25］报道取代苯氧基取代的化合物 6对稗草、苘麻、圆叶牵牛、龙葵、香附子(Cyperusrotundus)等具有良好的除草活性，如化合物 6a(R仁CI2=H,R3=Me,R=R5=R6=R7=H)对以上杂草的防治效果均在 91%以上。1.2胺或(硫)脲类1990年，Sato等［31］报道哒嗪衍生物9在药剂用量为0.63kg/hm2时能防除龙葵。Takasuka等［32］报道的含哒嗪啉结构的衍生物10对畦菜(Linderniapyridaria)、节节菜(Rotalaindica)、沟繁缕(ElatineTrisandra)和莎草科植物如水莎草(Cyperusserotinus)、牛毛毡(Eleocharisacicularis)、慈姑(Sagittariapygnae)等具有良好的防除活性，其中化合物10a能防除［X=Cl，R1=-SCH2COOCH3，R2=-CH2C(CH3)3］节节菜、沟繁缕、异型莎草(Cyperusdifformis)、萤蔺(Seripusjuncoides)、细秆萤蔺(HotaruiOhwi)、鸭舌草(Monochoriavagin)等杂草。胡方中等［33］通过3,6-二氯哒嗪与(非)取代芳烷基胺在DMF/NaH或正丁醇的体系中反应，得到的 3-芳甲(乙)氨基-6-氯哒嗪类衍生物11，初步除草活性测试表明化合物对阔叶杂草有一定的抑制作用，如化合物 11f在质量浓度为10mg/L时对油菜的抑制率76.42%。王占平等［26］以3,6-二氯哒嗪为原料，经过氟代后再分别与不同的取代苯酚反应，得到了系列 3-芳氧基-6-氯哒嗪和3-芳氧基-6-氟哒嗪，该类化合物对油菜和稗草都表现出了一定的防除效果。其中化合物 3-(3-甲基苯氧基)-6-氯哒嗪、3-(3-销基苯氧基)-6-氯哒嗪和3-(3-甲基苯氧基)-6-氟哒嗪在质量浓度为100mg/L时对稗草的抑制率分别达到 95.7%、96.1%和91.2%。随后，胡方中等[27]在3-芳氧基-6-氯哒嗪的基础上，将亚甲基引入到氧原子和哒嗪环之间，得到哒嗪衍生物 7对油菜和稗草具有一定的除草活性，其中，化合物7g在质量浓度为100mg/L时对稗草的抑制率达到79%，同样的质量浓度下，化合物 7d、7k对稗草的抑制率达到60%以上。构效关系发现，苯环上氯原子在2位取代时活性优于间位及对位；苯环上为吸电子基取代时的活性优于推电子基团，但同时引入2个吸电子基团时活性会降低；另外，亚甲基的引入提高了该类化合物的稳定性。近年来，邹小毛等[28-30]报道化合物8具有除草活性，可有效防除禾本科杂草及阔叶杂草。该类化合物对马塘、稗草、油菜、苋菜具有一定的防除作用。在这类化合物中，当X为N或0原子时，化合物具有较高的除草活性及白化活性，尤其在对作物的选择性上表现更为突出。部分化合物对双子叶杂草有很高的除草活性，而且对禾本科作物表现出优良的选择性，在药剂用量为0.07~0.15kg/hm2时对农田直接施药，部分化合物对油菜及苋菜在土壤处理机茎叶处理时的白化率大于80%，处理后长出的叶片全部为白色。1.3含苄氧基或杂环取代的哒嗪化合物2007年，张敏等[34]报道了系列3-(非)取代苄氧基-6-氟哒嗪12对油菜和稗草均有一定的生长抑制作用，如当质量浓度为 100mg/L时，化合物12g对油菜和稗草的抑制率分别为 92.4%、89.5%。胡方中等[35]报道的3-取代苄氧基-6-取代氨基哒嗪类化合物13、14和15均具有一定的除草活性，第10期705其中化合物13b、14b、15b在100mg/L时对油菜的抑制率分别为 93.7%、97.2%和96.4%;化合物13b、13e、13g在质量浓度为100mg/L时对油菜的抑制率均达90%以上；化合物14k在质量浓度为10mg/L时对油菜的抑制率仍达 85.6%。测试对象为稗草时，活性较差；化合物13b、13g在质量浓度为100mg/L时对稗草抑制率在80%以上。另外，胡方中等[36]将3-氯-6-肼基哒嗪分别与乙酰丙酮和3-二甲胺基丙烯醛反应，合成了含吡唑环的中间体 3-氯-6-(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)哒嗪和3-氯-6-(1H-吡唑-1-基)哒嗪，然后与多种取代苄醇反应，进而得到了 3-取代苄氧基-6-(取代-1H-吡唑-1-基)哒嗪16和17,对化合物(16a~16k，17a~17g)进行了初步的除草活性测试，结果表明：化合物 16a~16k在质量浓度为100mg/L时，对油菜均有一定的防除效果。而化合物17质量浓度为100mg/L下，对油菜的活性普遍较低，但部分化合物对稗草具有一定的防除活性。2002年，曹松等[41]报道化合物20具有一定除草活性；2006年，杨华铮等[42-43]报道含三氟甲基苯基取代的哒嗪衍生物21对马塘、稗草、油菜、苋具有一定的防除作用；另外，Xu等[44]报道了化合物22a~22o对油菜、稗草、升马唐及反枝苋具有一定的防除效果，如化合物 22c、221在药剂用量为0.3kg/hm2时对升马唐的防效分别为83.33%和97.83%。在0.6kg/hm2的药剂用量下，化合物22e、22g、22j、22k对升马唐的苗前防除效果均大于90%，化合物22c、22h对反枝苋的苗后防除效果大于90%，另外，化合物22j在0.6kg/hm2的用量下能抑制油菜生长。2哒嗪(酮)类化合物日本住友化学公司报道的含有哒嗪酮衍生物18的组合物对玉米、大豆田杂草显示出良好的除草活性[37]。Furukawa等[38-40]报道的化合物 19对小野芝麻(Lamiumpurpureum)、宝盖草(Lamiumamplexicaule)、牛舌草(Myosotisarvensis)、狗牙根(Cynodondactylon)、莎草(Cyperusrotundus)、问荆(Equisetumarvense)、稗草、狗尾草(Setariaviridis)、裂叶牵牛(Pharbitishederacea)、田旋花(Convolvulusarvensis)等具有也良好的防除效果，如化合物19a(R2=CH3、R3=HQ=2-F-4-Cl-5-丙氧基苯基)在用量为0.25kg/hm2时能防除稗草，在药剂用量为0.5kg/hm2时也能防除苘麻和裂叶牵牛。3稠杂环类含稠杂环的衍生物常常出现在农药的设计中，许多含有哒嗪环的稠杂环具有良好的除草活性。1990年，Sato等[45]化合物23在药剂用量为0.02~0.12kg/hm2时对稗草、马唐防除效果大于90%。另外报道化合物24[46]在药剂用量为0.16kg/hm2对稗草、马唐、扁穗莎草(Cyperuscompressus卜龙葵、睫毛牛膝菊(Galinsogaciliate)、欧亚蔊菜(Rorippa吴剑，等：哒嗪类衍生物除草活性研究进展706农药AGROCHEMICALS第49卷sylvestris)等具有一定的除草活性，且对农作物水稻、玉米、小麦及豌豆无药害。1991年，Hagiwara等［47］报道化合物25在药剂用量为40g/英亩时于苗后施药对凹头苋 (Amaranthusblitum)的防除效果达到100%。另外，Yamaguchi等［48］报道化合物26在药剂用量为10g/英亩对稗草、异型莎草鸭舌草、萤蔺的防除效果均大于90%。物29，分别采用油菜平皿法和稗草小杯法测定了化合物29的除草活性，结果表明：此类化合物都表现出一定的除草活性。当药物质量浓度为0.1g/L时，化合物29b(Rn=2-CH3)、29c(Rn=3-CH3)、29e(Rn=3,4-2CH3)对油菜的抑制率均达到50%以上。当质量浓度降至0.01g/L时，化合物29b抑制率的降低少于10%。该化合物对稗草的活性较低。2007年，杨光富等［54］报道了一类8-(4,6-二甲氧基嘧啶氧基)-2-取代苯并哒嗪-1-酮衍生物30的除草活性，该类化合物在剂量为300ga.i./hm2时对稗草、马唐、狗尾草、芥菜、反枝苋和小藜具有显著的除草活性，如化合物 30a(R=H)、30b(R=C2H5)对稗草、马唐、狗尾草、反枝苋的抑制活性大于80%；30c(R=n-C4H9)反枝苋和小藜的抑制也大于80%。1992年，Cantegril等［49］报道化合物7,8-二甲基-3-苯基-均三唑并-［4,3-b］哒嗪、8-甲基-3-(4'-甲基苯基)-均三唑并-［4,3-b］哒嗪药剂用量为4kg/hm2时对白麻、猪殃殃(Galiumaparine)、白芥子、苍耳、野燕麦(Avenafatua)、繁缕等具有90%以上的防除效果。Haylor和Hewett等［50-51］报道化合物27宽叶杂草［如荷麻、反枝苋、鬼针草(Bidenspilosa)、藜(Chenopodiumalbum)、猪殃殃、圆叶牵牛、田菁(Sesbaniaexaltata)、野芥(Sinapisarvensis)、龙葵等］、禾本科杂草［如野燕麦、马唐、稗草、牛筋草(Eleusineindica)、狗尾草等］，莎叶科(如油莎草)等具有良好的防除活性，如化合物 27a在药剂用量为1.05kg/hm2时对荷麻、反枝苋、野燕麦、马唐、稗草等杂草具有90%以上的防除效果。2001年，Maetzke等［52］报道化合物28在剂量为500ga.i./hm2时于苗前施用能有效防除看麦娘(Alopecurusaequalis)、野燕麦、毒麦(Loliumtemulentum)、狗尾草、稷(Panicummiliaceum)、马唐、毛臂形草(Brachiariavillosa)，对稗草也有不错的防除效果；在250ga.i./hm2时于苗后施用，对以上杂草也具有100%的防效。2006年，胡方中等［53］将1,4-二氯酞嗪与多种取代苯酚在 DMF中反应，合成了一系列1-芳氧基-4-氯酞嗪类化合4其他哒嗪类化合物2003年，Schaetzer报道［55］化合物31在药剂用量为1kg/hm2时于苗后施药能有效防除臂形草属杂草。2008年，Liu等［56］报道了含氰基丙烯酸酯结构的哒嗪衍生物 32a~32f对油菜表现出良好的活性。在药剂用量为1.5kg/hm2时，化合物32a、32c、32f在苗后施药对油菜的抑制率分别为 81.0%、64.6%和85.4%;而化合物32b、32d在苗后对油菜具有100%的抑制率。第10期7075结论与展望以上对哒嗪衍生物在除草活性方面的应用作了简单的介绍， 从含不同特征基团的哒嗪类化合物中可以看出：不少化合物表现出高效广谱的除草活性。其中，含有芳基及芳氧基取代的哒嗪类如化合物1、3、6、7等就具有高效的除草活性；另外在哒嗪或哒嗪酮环中引入稠杂环、氰基丙烯酸酯等基团，化合物都表现除了良好的除草活性。总之，哒嗪环是具有很强生物活性的一类杂环，在其结构中引入不同取代基将会改变或增强其活性。从目前除草活性来看，哒嗪环分子中可以采用活性基团拼接原理，继续引入取代芳基、芳氧基、 (稠)杂环等活性基团，可为哒嗪类除草剂的发展提供广阔的空间。随着对哒嗪类衍生物研究的不断深入，可望发现具有高效除草活性的哒嗪类新化合物。参考文献：［1］ HIROSHIM,AKIOM.PyridazineCompoundandUseThereof:WO,2005121104［P］.2005-12-22.［2］ 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