趙卓然, 李佳康, 李占斌, 陳 雨, 黃玉乾,李文琪, 姬志勤,2, 魏少鵬*,,2

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué) 植物保護學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2. 陜西省植物源農(nóng)藥研究與開發(fā)重點實驗室，陜西 楊凌 712100)

前期研究發(fā)現(xiàn)，N-(4-氟芐基)-2-甲氧基苯甲酰胺 (A27，圖式1) 具有較好的除草活性，且表現(xiàn)為典型的白化癥狀，初步作用機制研究表明，該化合物主要作用于類胡蘿卜素生物合成途徑[1]。在后續(xù)先導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，本課題組通過在2-甲氧基的對位引入芳基醚衍生物，使得先導(dǎo)化合物具有類似于氟吡酰草胺[2](圖式1) 的二苯醚亞結(jié)構(gòu)，以期有效提高先導(dǎo)化合物的除草活性。然而，令人遺憾的是設(shè)計合成的目標(biāo)化合物 (化合物I-00，圖式1) 的除草活性并沒有預(yù)期的高，而是明顯降低甚至消失。文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)化合物I-00 的2-甲氧基被2-硝基取代后，其結(jié)構(gòu)與商品化除草劑三氟羧草醚，即5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸類似 (圖式1)[3]。三氟羧草醚是二苯醚類觸殺型除草劑，對闊葉雜草防效優(yōu)異，但對單子葉雜草防效較差[4-5]。為了發(fā)現(xiàn)新的高活性化合物，并進一步明確該類化合物結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系，本研究分別以2,5-二羥基苯甲酸甲酯及三氟羧草醚為初始原料，設(shè)計合成了20 個新的三氟羧草醚類似物 ，合成路線分別見圖式2 和圖式3，取代基結(jié)構(gòu)見表1，通過核磁共振氫譜、碳譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征，并采用小杯法和室內(nèi)盆栽法測定了目標(biāo)化合物的除草活性。

表1 目標(biāo)化合物中取代基R 的結(jié)構(gòu)Table 1 The structural formulas of target compounds

圖式1 化合物A27、I-00、氟吡酰草胺和三氟羧草醚的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Scheme 1 The structural formulas of A27, I-00, picolinafen and acifluorfen

圖式2 目標(biāo)化合物I-01～I-06 的合成路線Scheme 2 The synthetic routes of target compounds I-01 to I-06

圖式3 目標(biāo)化合物II-01～II-10 和III-01～III-04 的合成路線Scheme 3 The synthetic routes of target compounds II-01 to II-10 and III-01 to III-04

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

W P R 熔點儀，上海精科儀器有限公司；Bruker RPX500MHz 核磁共振波譜儀，德國布魯克公司。LC-30A + TripleTOF5600 + 型高分辨離子淌度液質(zhì)聯(lián)用儀，新加坡AB SCIEX 公司。

柱層析硅膠 (200～300 目，篩孔徑0.045～0.075 mm) 和薄層層析硅膠 (GF254型)，青島海洋化工廠；所用試劑和溶劑均為分析純。2,5-二羥基苯甲酸甲酯 (純度98%，阿拉丁)，購于中華試劑網(wǎng)。

對照藥劑：三氟羧草醚 (acifluorfen) 原藥 (純度74.30%)，購于湖北信康醫(yī)藥化工有限公司。

1.2 化合物的合成

1.2.1 化合物I-01～I-06 的合成 參照文獻[6]方法合成2-甲氧基-5-羥基苯甲酸。隨后，在100 mL茄形瓶中依次加入1.682 g 2-甲氧基-5-羥基苯甲酸(10 mmol)、4.147 g 碳酸鉀 (30 mmol) 和20.0 mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)，室溫攪拌15 min后，緩慢加入鹵代試劑 (20 mmol)，升溫至120 ℃回流反應(yīng)12 h，過濾，用200 mL 水稀釋，并用2.0 mol/L 的鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH 值為3，50 mL 乙酸乙酯萃取3 次。合并有機相，用50 mL 飽和氯化鈉水溶液洗滌3 次，無水硫酸鈉干燥，濃縮。將1.0 mmol 所得產(chǎn)物、0.382 g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽 (EDC) (2.0 mmol)、0.061 g 4-二甲氨基吡啶 (DMAP) (0.5 mmol)、0.303 g 三乙胺 (3.0 mmol) 和10 mL 干燥的二氯甲烷加入到100 mL 茄形瓶中，室溫攪拌下逐滴加入溶于3.0 mL二氯甲烷的1.2 mmol 的取代胺、醇或酚，室溫下繼續(xù)攪拌3.0 h。向反應(yīng)液中加入5.0 mL 2 mol/L的鹽酸溶液終止反應(yīng)，有機相依次用20 mL 飽和氯化鈉水溶液洗滌3 次，無水硫酸鈉干燥，濃縮。采用硅膠柱層析(V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=5 : 1)純化，分別得化合物I-01～I-06。

1.2.2 目標(biāo)化合物II-01～II-10 的合成 在100 mL茄形瓶中依次加入0.361 g 三氟羧草醚 (acifluorfen,1.0 mmol)、0.382 g EDC (2.0 mmol)、0.061 g DMAP(0.5 mmol)、0.303 g 三乙胺 (3.0 mmol) 和10.0 mL干燥的二氯甲烷，室溫攪拌下逐滴加入溶于3.0 mL二氯甲烷的1.0 mmol 4-氟芐胺或取代2-氨基苯并噻唑，室溫下繼續(xù)攪拌3.0 h，向反應(yīng)液中加入5.0 mL 2 mol /L 的鹽酸溶液終止反應(yīng)，有機相依次用20 mL 飽和氯化鈉水溶液洗滌3 次，無水硫酸鈉干燥，濃縮。采用硅膠柱層析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=3 : 1) 純化，分別得化合物II-01～II-10。

1.2.3 目標(biāo)化合物III-01～III-04 的合成 參照文獻方法[7]，在50 mL 茄形瓶中，加入10.0 mL 質(zhì)量分數(shù)為 38%的濃鹽酸和3.0 mmol 取代2-氨基苯并噻唑，在 –5 ℃冰鹽浴及攪拌下緩慢滴加1.5 mL 27% 的亞硝酸鈉水溶液，反應(yīng)2.0 h 后升溫至45 ℃，繼續(xù)攪拌直至無氣泡冒出。用飽和碳酸氫鈉溶液稀釋，并用15 mL 乙酸乙酯萃取3 次，有機相依次用20 mL 飽和氯化鈉水溶液洗滌3 次，無水硫酸鈉干燥，濃縮即得取代的2-羥基苯并噻唑。取代2-羥基苯并噻唑與三氟羧草醚的縮合反應(yīng)方法同1.2.1 節(jié)。稱取0.361 g 三氟羧草醚 (1.0 mmol)，0.382 g EDC (2.0 mmol)，0.061 g DMAP(0.5 mmol)，0.303 g 三乙胺 (3.0 mmol)和10.0 mL干燥的二氯甲烷加入到100 mL 茄形瓶中，室溫攪拌下逐滴加入溶于3.0 mL 二氯甲烷的1.2 mmol 取代2-羥基苯并噻唑，室溫繼續(xù)攪拌3.0 h，向反應(yīng)液中加入5.0 mL 2 mol/L 的鹽酸溶液終止反應(yīng)。有機相依次用20 mL 飽和氯化鈉水溶液洗滌3 次，無水硫酸鈉干燥，濃縮，硅膠柱層析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=10 : 1) 純化，得化合物III-01～III-04。

1.3 除草活性測定

稗草Echinochloa crusgalli、馬唐Digitaria sanguinalis、狗尾草Setaria viridis、苘麻Abutilon theophrasti、馬齒莧Portulaca oleracea、反枝莧Amaranthus retroflexus和野油菜Brassica juncea種子，于2020—2021 年采自西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)場。

準(zhǔn)確稱取供試化合物和三氟羧草醚 (精確至0.0001 g)，分別用二甲基亞砜 (DMSO) 溶解，配制成10 mg/mL 的母液，再用體積分數(shù)為0.1%的吐溫-80 水溶液將母液依次稀釋為質(zhì)量濃度分別為20、15、10、5.0、2.5、1.0、0.5、0.25、0.1和0.05 μg/mL 的藥液供試。

1.3.1 小杯法 參考文獻方法[8]，將大小均勻的雜草種子用無菌水沖洗，放入培養(yǎng)皿中保濕，置于(27±2) ℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽36 h。在小杯底部放入一張濾紙，同時加入3.0 mL 系列農(nóng)藥供試藥液，植入10 粒長勢相近的雜草種子，用保鮮膜封口，并在保鮮膜上留3～5 個小通風(fēng)口。每處理重復(fù)3 次。以三氟羧草醚為陽性對照，以含0.5%DMSO和0.1% 吐溫-80 的水溶液為空白對照。置于27 ℃恒溫光照培養(yǎng)箱中晝夜交替(12 h L/12 h D)培養(yǎng)120 h，分別測量根長和苗長，按公式 (1)計算抑制率。

式中：G，根(苗)長抑制率，%；LC，對照雜草根(苗)長度，cm；LT，處理雜草根(苗)長度，cm。

1.3.2 室內(nèi)盆栽法 參照文獻[9]，以二甲苯為溶劑，非離子表面活性劑 (OP-15) 和陰離子表面活性劑 (DBS-Ca) 為乳化劑，將供試化合物配制成質(zhì)量分數(shù)為10%的乳油，用水稀釋至適當(dāng)濃度后進行噴施處理。以三氟羧草醚為陽性對照，DMSO 水溶液為空白對照。在直徑10.0 cm、高8.0 cm 的營養(yǎng)缽中放入過篩后的田園土壤 (4/5 高度)，將營養(yǎng)缽放入托盤中，在托盤中加水，使土壤完全潤濕。目標(biāo)雜草種子經(jīng)過無菌水沖洗后，選取籽粒飽滿、均一的雜草種子進行播種，稗草、馬唐、狗尾草種分別播撒20 粒，馬齒莧和反枝莧播撒30 粒，苘麻播撒10 粒。播種后，在表面均勻覆蓋約1.0 cm 厚的過篩田園土。

1) 土壤處理。 播種24 h 后，將供試乳油藥液按有效成分300 g/hm2的劑量均勻噴施土壤，噴液量為450 L/hm2，每處理3 次重復(fù)[10]。在 (27 ± 2) ℃溫室條件下培養(yǎng)。于施藥后21 d 剪取地上部分測定鮮重，按公式 (2) 計算鮮重防效。

2) 莖葉噴霧處理。 將上述盆栽置于 (27 ± 2) ℃的溫室中培養(yǎng)，待雜草長至3～4 葉期后將供試藥液按照有效成分100 和50 g/hm2的劑量均勻噴施到雜草葉片上[11-12]。每處理3 次重復(fù)。于施藥后21 d 剪取地上部分并測定鮮重，按 (2) 式計算鮮重防效。

式中：E，鮮重防效，%；MC，對照雜草地上部分鮮重，g；MT，處理雜草地上部分鮮重，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 化合物的合成及結(jié)構(gòu)表征

分別以2,5-二羥基苯甲酸甲酯和三氟羧草醚為起始原料，設(shè)計合成了20 個新的三氟羧草醚類似物，目標(biāo)化合物的理化性質(zhì)及核磁數(shù)據(jù)如下：

N-(4-氟芐基)-2-甲氧基-5-(5-三氟甲基-2-吡啶氧基)苯甲酰胺 (I-01)：白色固體，m.p. 91.7～92.3 ℃，產(chǎn)率55%.1H NMR(500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.40 (s, 1H), 8.23 (s,1H), 8.03 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 7.89 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.33 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.31 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.27 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.06～6.99 (m, 4H), 4.63 (d,J= 5.5 Hz, 2H), 3.95 (s,3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 165.9, 164.4,162.2 (d,J= 245.4 Hz), 155.0, 147.2, 145.5 (q,J= 4.4 Hz),136.8 (q,J= 4.4 Hz), 134.6 (d,J= 3.3 Hz), 129.3 (d,J= 8.1 Hz, 2C), 125.9, 125.5, 124.9 (q,J= 269.0 Hz), 122.9, 121.9 (q,J= 33.7 Hz), 115.6 (d,J= 21.4 Hz, 2C), 112.8, 111.5, 56.6,43.3. HRMS: C21H17F4N2O3[M + H]+，計算值：421.1175，實測值：421.1141.

N-異丁基-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酰胺 (I-02)：無色晶體，m.p. 95.5～96.3 ℃，產(chǎn)率68%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.96 (s, 1H), 7.89 (d,J=3.0 Hz, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.39 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.15 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.01 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 3.99 (s, 3H), 3.29 (t,J= 6.5 Hz, 2H), 1.89 (dt,J=13.5, 6.5 Hz, 1H), 0.98 (d,J= 7.0 Hz, 6H).13C NMR(125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.2, 156.4, 154.5, 149.4, 128.2(q,J= 3.8 Hz), 126.1 (q,J= 33.3 Hz), 125.2 (q,J= 3.8 Hz),125.1, 123.7, 123.6, 123.2, 120.8 (q,J= 272.6 Hz), 118.4,113.2, 56.7, 47.4, 28.6, 20.3 (2C). HRMS: C19H20ClF3NO3[M + H]+，計算值：402.1084，實測值：402.1054.

N-異丙基-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酰胺 (I-03)：無色晶體，m.p. 97.0～98.0 ℃，產(chǎn)率72%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.88 (d,J= 3.0 Hz 1H),7.73 (s, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.39 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.15 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 4.25 (dt,J= 7.0 Hz, 1H), 3.97 (s, 3H), 1.25 (d,J=6.5 Hz, 6H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 163.2,156.4, 154.5, 149.5, 128.2 (q,J= 3.8 Hz), 126.1 (q,J= 33.8 Hz), 125.2 (q,J= 3.8 Hz), 125.1, 123.8, 123.7, 123.1, 120.8(q,J= 272.6 Hz), 118.4, 113.3, 56.7, 41.8, 22.9 (2C). HRMS:C18H18ClF3NO3[M + H]+，計算值：388.0927，實測值：388.0888.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酸-4-氟苯基酯 (I-04): 無色油狀，產(chǎn)率56%.1H NMR (500 MHz,Chloroform-d),δ: 7.72 (s, 1H), 7.44 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.27(dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.17 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.15 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.08 (d,J= 9.0 Hz, 2H), 6.91 (d,J= 8.5 Hz, 2H),6.75 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 3.96 (s, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 163.6, 160.5 (d,J= 244.4 Hz), 157.2, 156.5,148.0, 146.6, 128.4 (q,J= 3.8 Hz), 126.2 (q,J= 33.8 Hz),126.0, 125.3 (q,J= 3.8 Hz), 123.6, 123.3 (d,J= 8.5 Hz, 2C),118.9 (q,J= 272.6 Hz), 117.7, 116.3, 116.2 (d,J= 23.9 Hz,2C), 115.9, 114.0, 56.7. HRMS: C21H14ClF4O4[M + H]+，計算值：441.0517，實測值：441.0475.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酸異丙酯 (I-05)：無色晶體，m.p. 69.3～70.1 ℃，產(chǎn)率69%.1H NMR(500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.72 (s, 1H), 7.48 (d,J= 3.0 Hz,1H), 7.41 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.15 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H),7.00 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.85 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 5.23 (p,J=6.5 Hz, 1H), 3.92 (s, 3H), 1.34 (d,J= 6.5 Hz, 6H).13C NMR(125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.9, 156.8, 156.5, 148.0, 128.3(q,J= 3.8 Hz), 126.0 (q,J= 33.8 Hz), 125.2 (q,J= 3.8 Hz),124.8, 124.5, 123.0, 122.8, 121.0 (q,J= 272.6 Hz), 117.6,114.1, 68.9, 56.8, 22.0 (2C). HRMS: C18H16ClF3O4Na [M +Na]+，計算值：411.0587，實測值：411.0570.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-甲氧基苯甲酸-1-(乙氧基羰基)-乙酯 (I-06): 無色油狀，產(chǎn)率62%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.73 (s, 1H), 7.63 (d,J= 3.0 Hz, 1H),7.41 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.19 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 7.02(d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.86 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 5.29 (q,J= 7.0 Hz, 1H), 4.22 (q,J= 7.0 Hz, 2H), 3.92 (s, 3H), 1.58 (d,J= 7.0 Hz, 3H), 1.27 (t,J= 7.0 Hz, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 165.6, 156.5, 156.4, 147.9, 128.2 (q,J= 3.5 Hz), 126.0 (q,J= 33.5 Hz), 125.1 (q,J= 3.5 Hz), 124.8,124.7, 123.4, 123.0, 121.4, 119.2 (q,J= 272.6 Hz), 117.6,113.8, 69.3, 56.6, 52.3, 17.0, 14.1. HRMS: C20H18ClF3O6Na[M + Na]+，計算值：469.0642，實測值：469.0637.

N-(4-氟芐基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-01)：白色固體，m.p. 135.1～136.0 ℃，產(chǎn)率91%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.05 (d,J= 9.0 Hz,1H), 7.79 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.60 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz, 1H),7.31 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.29 (d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.24 (d,J=8.5 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.98 (d,J= 8.5 Hz, 1H),6.98 (s, 1H), 6.94 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.42 (t,J= 5.5 Hz,1H), 4.50 (d,J= 5.5 Hz, 2H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 165.8, 162.5 (d,J= 246.3 Hz), 160.6, 152.8,141.1, 135.6, 133.2 (d,J= 3.6 Hz), 129.9 (d,J= 8.2 Hz, 2C),129.3 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.6 Hz), 127.6, 127.5,126.0 (q,J= 3.4 Hz), 124.1 (q,J= 272.6 Hz), 122.8, 117.6, 117.0,115.7 (d,J= 21.6 Hz, 2C), 43.7. HRMS: C21H13ClF4N2O4Na [M + Na]+,計算值：491.0398，實測值：491.0394.

N-苯并噻唑-2-基-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-02)：黃色固體，m.p. 107.5～108.3 ℃，產(chǎn)率85%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.86 (d,J= 9.5 Hz, 1H), 7.82 (dd,J= 8.0, 1.5 Hz, 1H), 7.77 (d,J= 2.0 Hz,1H), 7.57 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.29 (td,J= 8.0, 1.0 Hz,1H), 7.22 (td,J= 7.5, 1.5 Hz, 1H), 7.01 (d,J= 3.0 Hz, 1H),7.00 (d,J= 3.5 Hz, 1H), 6.98 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 6.88 (dd,J=9.0, 3.0 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ:164.3, 160.9, 160.3, 152.3, 147.0, 141.2, 133.3, 131.7, 129.7(q,J= 33.7 Hz), 129.0 (q,J= 3.5 Hz), 127.8, 127.5, 126.5,126.1 (q,J= 3.8 Hz), 124.5, 123.0 (q,J= 272.6 Hz), 123.0,121.8, 119.7, 118.7, 116.3. HRMS: C21H12ClF3N3O4S [M +H]+，計算值：494.0189，實測值：494.0168.

N-(4-甲基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-03)：黃色固體，m.p. 204.3～205.4 ℃，產(chǎn)率77%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.85 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.66 (d,J= 8.0 Hz, 1H),7.58 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz, 1H), 7.21 (t,J= 7.7 Hz, 1H), 7.17 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.15 (d,J= 8.0 Hz 1H), 7.05 (d,J= 2.5 Hz,1H), 6.81 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 2.35 (s, 3H).13C NMR(125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.1, 160.7, 158.6, 152.5,146.4, 140.5, 133.2, 131.8, 130.4, 129.7 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.8 Hz), 127.6, 127.2 (d,J= 2.0 Hz), 126.0 (q,J= 3.8 Hz),124.6, 122.9, 122.3 (q,J= 268.7 Hz), 121.4, 119.2, 118.4,116.4, 17.8. HRMS: C22H14ClF3N3O4S [M + H]+，計算值：508.0346，實測值：508.0306.

N-(4-甲氧基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-04)：黃色固體，m.p. 128.8～129.2 ℃，產(chǎn)率63%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.76 (d,J=9.5 Hz, 1H), 7.73 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.54 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz,1H), 7.39 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.22 (t,J= 8.0 Hz, 1H), 7.07 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 6.98 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.74 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.68 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 3.68 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ:164.3, 160.3, 159.0, 152.7, 151.7,141.1, 137.2, 133.5, 133.3, 129.3 (q,J= 33.7 Hz), 128.8 (q,J= 3.8 Hz), 127.4, 126.9, 126.0 (q,J= 3.8 Hz), 125.4, 123.0(q,J= 272.5 Hz), 122.5, 118.2, 117.1, 113.6, 107.1, 55.7.HRMS: C22H14ClF3N3O5S [M + H]+，計算值：524.0295，實測值：524.0279.

N-(4-氯苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-05)：白色固體，m.p. 222.4～223.0 ℃，產(chǎn)率67%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 11.97 (s, 1H),7.84 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.75 (d,J=8.0 Hz, 1H), 7.59 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.31 (d,J= 8.0 Hz,1H), 7.24 (t,J= 8.0 Hz, 1H), 7.15 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.04 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 6.85 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.4, 160.8, 160.4, 152.5, 144.7,140.9, 133.5, 133.0, 129.7 (q,J= 33.7 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 127.8, 127.3, 126.6, 126.1 (q,J= 3.7 Hz), 125.6, 125.1,123.0 (q,J= 272.9 Hz), 122.9, 120.3, 118.6, 116.7. HRMS:C21H11Cl2F3N3O4S [M + H]+，計算值：527.9799，實測值：527.9760

N-(6-甲基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-06): 黃色固體，m.p. 228.7～229.4 ℃，產(chǎn)率75%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.88 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.76 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.59 (d,J= 1.5 Hz, 1H),7.55 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.01～6.99 (m, 2H), 6.95 (d,J=8.5 Hz, 1H), 6.90 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.80 (d,J= 8.5 Hz,1H), 2.45 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ:164.2, 160.8, 159.5, 152.4, 144.9, 141.3, 134.6, 133.4, 131.9,129.6 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.7 Hz), 128.0, 127.8,127.5, 126.1 (q,J= 3.7 Hz), 123.0 (q,J= 272.5 Hz), 123.0,121.5, 119.2, 118.7, 116.3, 21.6. HRMS: C22H14ClF3N3O4S[M + H]+，計算值：508.0346，實測值：508.0311.

N-(6-甲氧基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-07)：黃色固體，m.p. 210.4～211.1℃，產(chǎn)率79%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.96 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.58 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.29 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.07 (d,J= 8.5 Hz, 1H),7.04 – 7.01 (m, 2H), 6.98 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.86 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 3.87 (s, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 164.0, 160.9, 158.0, 157.3, 152.4, 141.3,133.3, 133.1, 129.8 (q,J= 33.2 Hz), 129.0 (q,J= 3.8 Hz),127.8, 127.6, 126.1 (q,J= 3.7 Hz), 123.1, 123.0, 122.0 (q,J=272.6 Hz), 120.4, 118.7, 116.4, 115.8, 104.3, 56.0. HRMS:C22H14ClF3N3O5S [M + H]+，計算值：524.0295，實測值：524.0278.

N-(6-乙氧基苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-08)：黃色固體，m.p. 168.2～169.0 ℃，產(chǎn)率66%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.86 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.75 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.55 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz,1H), 7.24 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 6.94 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.90 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.77 (dd,J=9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.75 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 4.06 (q,J= 7.0 Hz,2H), 1.45 (t,J= 7.0 Hz, 3H).13C NMR (125 MHz,Chloroform-d),δ: 164.1, 160.8, 158.2, 156.5, 152.3, 141.3,141.0, 133.3, 133.0, 129.7 (q,J= 33.8 Hz), 128.9 (q,J= 3.8 Hz), 127.8, 127.5, 126.1 (q,J= 3.8 Hz), 123.0, 122.9 (q,J=270.9 Hz), 120.2, 118.7, 116.4, 116.1, 105.0, 64.4, 14.9.HRMS: C23H16ClF3N3O5S [M + H]+，計算值：538.0451，實測值：538.0410.

N-(6-氯苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-09)：黃色固體，m.p. 205.7～206.2 ℃，產(chǎn)率73%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.85 (d,J=9.0 Hz, 1H), 7.76～7.71 (m, 2H), 7.56 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.12(dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.00 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 6.98 (d,J=2.5 Hz, 1H), 6.88 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.81 (d,J= 8.5 Hz,1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.2, 161.0,160.3, 152.1, 145.6, 141.0, 133.1, 132.9, 130.2, 130.1 (q,J=33.7 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 127.8, 127.6, 127.2, 126.2 (q,J= 3.7 Hz), 123.9 (q,J= 271.3 Hz), 123.2, 121.4, 120.5,118.6, 116.3. HRMS: C21H11Cl2F3N3O4S [M + H]+，計算值：527.9799，實測值：527.9811.

N-(6-溴苯并噻唑-2-基)-5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酰胺 (II-10)：黃色固體，m.p. 201.3～202.2 ℃，產(chǎn)率84%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.97～7.89 (m,2H), 7.79 (s, 1H), 7.60 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.34 (dd,J= 8.5,2.0 Hz, 1H), 7.07 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.03 (d,J= 3.0 Hz, 1H),6.95 (dd,J= 9.5, 2.5 Hz, 1H), 6.91 (d,J= 8.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 164.1, 161.0, 160.1, 152.3,146.2, 141.1, 133.7, 133.0, 130.1 (q,J= 33.7 Hz), 130.0, 129.1(q,J= 3.5 Hz), 127.9, 127.6, 126.2 (q,J= 3.5 Hz), 124.3,123.1, 123.0 (q,J= 272.6 Hz), 121.1, 118.7, 117.6, 116.4.HRMS: C21H11BrClF3N3O4S [M + H]+，計算值571.9294，實測值：571.9275.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(苯并噻唑-2-基)酯 (III-01): 無色油狀，產(chǎn)率82%.1H NMR (500 MHz,Chloroform-d),δ: 8.53 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 8.29 (d,J= 9.0 Hz,1H), 7.80 (d,J= 2.5 Hz, 1H), 7.61 (dd,J= 8.5, 2.5 Hz, 1H),7.45～7.41 (m, 2H), 7.35 (t,J= 7.7 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.10 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.93 (d,J= 3.0 Hz,1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 170.4, 164.7,161.4, 153.0, 140.1, 135.5, 134.3, 129.4 (q,J= 33.8 Hz), 128.9(q,J= 3.6 Hz), 127.7, 127.6, 127.2, 126.4, 125.9 (q,J= 3.6 Hz), 123.1 (q,J= 272.6 Hz), 122.6, 122.4, 122.0, 118.0, 117.9,115.5. HRMS: C21H10ClF3N2O5SNa [M + Na]+，計算值516.9849，實測值：516.9827.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-甲基苯并噻唑-2-基)酯 (III-02): 黃色油狀，產(chǎn)率35%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 7.92 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.77 (d,J=2.0 Hz, 1H), 7.58 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 2.5 Hz,1H), 7.03～7.00 (m, 2H), 6.94 (dd,J= 9.0, 3.0 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 6.82 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 3.87 (s, 3H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 170.6, 164.5, 161.3,136.6, 135.6, 132.0, 131.0, 129.4 (q,J= 34.3 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 128.4, 127.7, 127.2, 125.9 (q,J= 3.7 Hz), 123.1(q,J= 271.3 Hz), 122.6, 122.5, 121.8, 117.9, 117.7, 115.6,115.5, 29.9. HRMS: C22H12ClF3N2O5SNa [M + Na]+，計算值：531.0005，實測值：530.9998.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-氯苯并噻唑-2-基)酯 (III-03)：黃色固體，m.p. 119.6～120 ℃，產(chǎn)率59%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.46 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 8.28 (d,J= 9.5 Hz, 1H), 7.80 (d,J= 2.0 Hz, 1H),7.61 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.42 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.38(dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.10 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.94 (d,J= 2.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 169.6, 164.5, 161.4, 152.9, 140.0,135.1, 132.7, 132.0, 129.6 (q,J= 33.7 Hz), 128.9 (q,J= 3.7 Hz), 127.8, 127.7, 127.2, 125.9 (q,J= 3.7 Hz), 123.5, 123.1(q,J= 272.6 Hz), 122.7, 122.2, 118.9, 118.0, 115.5. HRMS:C21H9Cl2F3N2O5SNa [M + Na]+，計算值：550.9459，實測值：550.9443.

5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-溴苯并噻唑-2-基)酯 (III-04)：黃色固體，m.p. 144.7～148.3 ℃，產(chǎn)率61%.1H NMR (500 MHz, Chloroform-d),δ: 8.40 (d,J=9.0 Hz, 1H), 8.28 (d,J= 9.0 Hz, 1H), 7.80 (d,J= 2.0 Hz, 1H),7.61 (dd,J= 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.57 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.54(dd,J= 9.0, 2.0 Hz, 1H), 7.28 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.10 (dd,J= 9.0, 2.5 Hz, 1H), 6.94 (d,J= 2.5 Hz, 1H).13C NMR (125 MHz, Chloroform-d),δ: 169.5, 164.5, 161.5, 152.9, 140.1,135.1, 133.2, 130.7, 129.5 (q,J= 34.0 Hz), 129.0 (q,J= 3.7 Hz), 127.7, 127.3, 126.0 (q,J= 3.7 Hz), 125.0, 123.8, 123.1(q,J= 271.3 Hz), 122.7, 119.4, 119.2, 118.0, 115.5. HRMS:C21H9BrClF3N2O5SNa [M + Na]+，計算值：594.8954，實測值：594.8929.

2.2 除草活性

測定結(jié)果 (表2) 表明，在5.0 μg/mL 質(zhì)量濃度下，所有化合物對供試雜草莖生長的抑制活性明顯高于對根生長的抑制活性?；衔颕-01～I-06 均表現(xiàn)出微弱的除草活性；II-01、II-02、II-04、II-06、II-08 和II-10 對供試闊葉雜草馬齒莧和野油菜有較強的抑制活性，但對單子葉雜草稗草和馬唐活性較差 (除II-01 對馬唐活性較好外)，其余II 系列化合物對單子葉雜草和闊葉雜草均未表現(xiàn)出明顯的除草活性；化合物III-01～III-04 中，III-01 除稗草外，對其余雜草均表現(xiàn)除出明顯除草活性，III-02 和III-04 對供試的闊葉雜草和單子葉雜草均表現(xiàn)出強烈的除草活性，III-03 僅對闊葉雜草有明顯抑制作用。

表2 目標(biāo)化合物在5.0 μg/mL 下的除草活性 (小杯法)Table 2 Herbicidal activities of target compounds at 5.0 μg/mL (petri dish assay)

毒力測定結(jié)果 (表3) 表明：化合物II-01、III-01、III-02 和III-04 對馬唐莖和根的抑制活性明顯高于對照藥劑三氟羧草醚；化合物III-02 和III-04 對稗草莖和根的活性明顯高于三氟羧草醚 ；化合物II-01、III-01 和III-03 對稗草的活性較對照藥劑差；化合物III-03 對馬唐的活性較對照藥劑差；所有供試化合物對馬齒莧和野油菜的除草活性與對照藥劑三氟羧草醚基本接近。

表3 部分化合物對四種供試雜草的EC50 值Table 3 EC50 value of selected compounds against four tested weeds

室內(nèi)盆栽試驗結(jié)果 (表4) 表明，目標(biāo)化合物沒有土壤處理活性，不適合作為土壤處理劑使用。莖葉噴霧處理結(jié)果表明，在100 g/hm2劑量下，化合物III-02 對供試的單子葉雜草稗草、馬唐和狗尾草的防治效果分別為88.7%、92.8%和87.5%，均優(yōu)于商品化除草劑三氟羧草醚。50 g/hm2劑量下，III-02 對闊葉雜草馬齒莧、反枝莧和苘麻的防治效果均為100%。

表4 部分化合物苗后處理的除草活性Table 4 Post-emergence herbicidal activity of selected compounds

初步構(gòu)效關(guān)系表明，2-硝基苯甲酰衍生物的除草活性明顯優(yōu)于其2-甲氧基衍生物，如化合物II-01 (2-硝基)在5.0 μg/mL 下對馬唐、馬齒莧和野油菜根莖生長的抑制率均在85%以上；而同等濃度下，化合物I-01 的抑制率不足35%。比較化合物II-02 與III-01、II-06 和III-02、II-09 和III-03 及II-10 和III-04 的除草活性，不難發(fā)現(xiàn)三氟羧草醚苯甲酸酯衍生物對單子葉雜草的除草活性明顯高于苯甲酰胺，如化合物II-06 對稗草和馬唐根莖生長的抑制率不足25%，而化合物III-02 對稗草和馬唐根莖生長的抑制率大于70%。

3 結(jié)論

本研究以2,5-二羥基苯甲酸甲酯和三氟羧草醚為原料，設(shè)計合成了20 個未見文獻報道的三氟羧草醚類似物，采用小杯法和室內(nèi)盆栽法測定了目標(biāo)化合物的除草活性。結(jié)果表明，化合物III-02[5-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-2-硝基苯甲酸-(6-甲基苯并噻唑-2-基)酯] 對供試多種雜草具有顯著的除草活性，對單子葉雜草的除草活性明顯優(yōu)于對照藥劑三氟羧草醚。本研究的初衷是通過結(jié)構(gòu)修飾提高先導(dǎo)化合物的除草活性和殺草譜，雖然合成成本有所增加，但部分化合物的除草活性和殺草譜明顯提高，尤其是化合物III-02 對單子葉雜草稗草、馬唐和狗尾草在50 和100 g/hm2的劑量下，苗后除草活性在0.05 水平上均顯著優(yōu)于三氟羧草醚，這也表明通過結(jié)構(gòu)修飾，提高先導(dǎo)化合物的除草活性和殺草譜是可行的。盡管本研究在室內(nèi)較為系統(tǒng)地評價了III-02 的除草活性，但鑒于供試雜草的種類有限，還不足以充分評價III-02 的除草活性和殺草譜。此外，該化合物田間防效及作物安全性也尚需后續(xù)深入研究。