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含硫代喹唑啉酮环苯并噁嗪酮类化合物的合成与除草活性研究

苯并噁嗪酮类化合物的结构设计与合成意义在农药化学领域,具有1,4-苯并噁嗪酮骨架的化合物因其独特的作用机制备受关注.通过将传统除草剂丙炔氟草胺(主要用于大豆,棉花等作物芽前除草)的酰亚胺结构替换为硫代喹唑啉酮环,并调控脲嘧啶环上的取代基,可显著改变其生物活性和选择性.这类化合物的核心结构包含C1~C4烷基,乙炔基等柔性基团,以及对位硝基,卤素等电子效应基团,这种结构多样性为开发新型除草剂提供了广阔空间.
📌 参考资料/链接:
《Greene's Protective Groups in Organic Synthesis》 (Peter G. M. Wuts)

📄 详细内容

十步合成路线的关键技术节点

该合成工艺以2,4-二氟硝基苯为起始原料,经过硝基还原,亲核取代,氮杂环构建等关键反应:

第一阶段(步骤1-3):
氢氧化钠水溶液在55℃条件下对2,4-二氟硝基苯进行选择性亲核取代,生成5-氟-2-硝基苯酚(收率68%).随后在DMF中与溴乙酸乙酯发生O-烷基化,此步需严格控制碳酸钾用量(1.2-1.3当量)以保证71.1%的收率.铁粉/冰醋酸体系还原硝基时,维持80℃反应温度是关键.

第二阶段(步骤4-6):
在80%浓硫酸中进行的硝化反应需要冰浴控温(0℃),产物收率达89.4%.随后在碳酸铯介导下,溴丙炔以1.05当量进行炔丙基化时,DMF溶剂的选择直接影响84.5%的收率.铁粉/氯化铵体系还原硝基的优化条件为:乙醇溶剂回流3小时,获得79.2%收率.


硫代喹唑啉酮环的构建策略

通过二硫化碳/三乙胺体系(步骤8)与化合物Ⅷ反应,随后引入叔丁氧羰基保护基(Boc),该步骤收率55.2%.值得注意的是,在1,4-二氧六环溶剂中,化合物Ⅵ与硫代羰基衍生物Ⅸ的缩合反应(步骤9)需要三乙胺催化(3当量),经12小时回流获得76.6%收率的中间体Ⅹ.



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