哌嗪酮衍生物的应用和一种促进剂及防治根寄生杂草的方法技术

本发明专利技术涉及农药领域，公开了哌嗪酮衍生物的应用和一种促进剂及防治根寄生杂草的方法，该衍生物具有式(I)所示的结构。本发明专利技术的哌嗪酮衍生物稳定性高，与独脚金受体蛋白亲和性高，从而促进根寄生杂草种子的萌发。

【技术实现步骤摘要】
哌嗪酮衍生物的应用和一种促进剂及防治根寄生杂草的方法
本专利技术涉及农药领域，具体涉及哌嗪酮衍生物在促进根寄生杂草的独脚金受体蛋白的活性中的应用、一种含有前述哌嗪酮衍生物的促进剂，和一种应用前述哌嗪酮衍生物防治根寄生杂草的方法。
技术介绍
独脚金和列当是根寄生杂草，其寄生于农作物，如玉米，高粱，向日葵，瓜类，番茄和谷类等的根部，从宿主根部吸取水分和营养，造成农作物严重的减产，甚至绝收。独脚金和列当在全世界范围内均有分布，其中独脚金主要分布于亚热带和热带区域，列当主要分布于亚极地和温带区域。目前，并没有有效防治根寄生杂草的除草剂，每年由根寄生杂草所造成的经济损失高达100亿美元。“Structure-functionanalysisidentifieshighlysensitivestrigolactonereceptorsinStriga”(Toh,S.；Holbrook-Smith,D.；Stogios,P.J.etc.,《Science》,2015,350卷,p.203-207)和“DWARF14isanon-canonicalhormonereceptorforstrigolactone”(Yao,R.；Ming,Z.etc.,《Nature》,2016,536卷,p.469-473)公开了根寄生杂草萌发的原理是因为作物根部分泌了一种独脚金内酯类的化合物。该类化合物能够与独脚金和列当的独脚金受体蛋白作用，从而刺激其萌发。根据萌发机理可以从两个方面进行根寄生杂草的防治，第一个方面是使用根寄生杂草种子萌发促进剂使其萌发。在作物播种前，根寄生杂草种子被刺激萌发，在萌发后的数天内如果不能寄生到宿主根部将会死亡。由于独脚金内酯分子中含有烯醇醚键等结构导致其在土壤中很不稳定，大大限制了其实际的应用。“Structureandfunctionofnaturalandsyntheticsignallingmoleculesinparasiticweedgermination”(Zwanenburg,B.；Mwakaboko,A.S.etc.,《PestManagementScience》,2009,65卷,p.478–491)也公开了一些高活性独脚金内酯类似物，如GR24，Nijmegen-1等。但是，这些化合物合成成本较高，每1g的价格为100人民币，分子中同样也含有不稳定的烯醇醚，导致它们并不能在田间使用。第二个方面是专利技术根寄生性杂草种子萌发抑制剂，例如WO2013140946A1公开了可以高效抑制寄生性杂草种子体内的独脚金受体蛋白的活性的抑制剂，使得即使在独脚金内酯的刺激下，根寄生杂草种子也不能萌发。但是，WO2013140946A1中报道的化合物的分子中同样含有一个不稳定的烯醇醚键结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的化合物成本高，且成分不稳定等问题，提供哌嗪酮衍生物及其制备方法。本专利技术提供的哌嗪酮衍生物能够高效地结合根寄生杂草中的独脚金受体蛋白，因此，能够作为含有该类受体蛋白的禾本科杂草和阔叶杂草的种子萌发促进剂以实现防治根寄生杂草的目的。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种哌嗪酮衍生物，其中，该衍生物具有式(I)所示的结构，其中，R1为环己烯基、降冰片烷基、降冰片烯基或金刚烷基，R0为式(II)、式(III)或式(IV)所示结构的基团，其中，R2为亚甲基、次甲基、二氟甲基、胺基或苯基，R3为氧原子，R4为取代或未取代的苯基、取代或未取代的对甲砜基甲苯基、取代或未取代的苯氧基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的取代或未取代的或者取代或未取代的吡啶基，其中，R4上任选存在的取代基为氟、氯、溴、甲基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基和对苯氧基中的一种或多种。本专利技术第二方面提供了一种哌嗪酮衍生物的制备方法，包括以下步骤：(A)在第一溶剂和还原剂存在下，将R1-CHO和叔丁氧羰基哌嗪进行还原胺化反应，得到合成胺；其中，R1为环己烯基、降冰片烷基、降冰片烯基或金刚烷基；(B)在第二溶剂和酸存在下，将所述合成胺进行叔丁氧羰基脱除反应，得到式(V)所示的中间体，(C)在第三溶剂、碱和可选的缩合剂存在下，将所述中间体与具有式(VI)、式(VII)、式(VIII)或式(IX)所示结构的化合物进行缩合反应，其中，Z为羟基、氯原子或溴原子；R2为亚甲基、次甲基、二氟甲基、胺基或苯基，R3为氧原子，R4为取代或未取代的苯基、取代或未取代的对甲砜基甲苯基、取代或未取代的苯氧基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的取代或未取代的或者取代或未取代的吡啶基，其中，R4上的取代基为氟、氯、溴、甲基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基和对苯氧基中的一种或多种。本专利技术第三方面提供第一方面所述的哌嗪酮衍生物和/或第二方面所述的方法制备得到的哌嗪酮衍生物在促进根寄生杂草中的独脚金受体蛋白的活性中的应用。本专利技术第四方面提供了一种促进剂，该促进剂由活性成分和任选含有的辅料组成，所述活性成分含有第一方面所述的哌嗪酮衍生物和/或第二方面所述的方法制备得到的哌嗪酮衍生物。本专利技术第五方面提供了一种防治根寄生杂草的方法，所述的方法包括：在播种农作物之前将所述促进剂施于田间。优选地，所述根寄生杂草为独角金和/或列当。通过上述技术方案，采用本专利技术的哌嗪酮衍生物，能够高效结合独脚金受体蛋白，且能促进根寄生杂草种子的萌发。而且本专利技术的哌嗪酮衍生物的制备成本较低，每1g的成本为10元以内，且不含有烯醇醚结构，成分稳定。本专利技术的哌嗪酮衍生物还具有稳定性高的优点。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供了一种哌嗪酮衍生物，其中，该衍生物具有式(I)所示的结构，其中，R1为环己烯基降冰片烷基降冰片烯基或金刚烷基R0为式(II)、式(III)或式(IV)所示结构的基团，其中，R2为亚甲基、次甲基、二氟甲基、胺基或苯基，R3为氧原子R4为取代或未取代的苯基、取代或未取代的对甲砜基甲苯基、取代或未取代的苯氧基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的取代或未取代的或者取代或未取代的吡啶基，其中，R4上任选存在的取代基为氟、氯、溴、甲基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基和对苯氧基中的一种或多种。在本专利技术中，所述取代或未取代的苯基可以为但不限于：在本专利技术中，所述取代或未取代的对甲砜基甲苯基可以为但不限于：在本专利技术中，所述取代或未取代的苯氧基可以为但不限于：在本专利技术中，所述取代或未取代的吡啶基可以为但不限于：在本专利技术中，所述取代或未取代的萘基可以为但不限于：在本专利技术中，式(I)所示结构的化合物可以为但不限于：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.哌嗪酮衍生物在促进根寄生杂草的独脚金受体蛋白的活性中的应用，该衍生物具有式(I)所示的结构，/n

【技术特征摘要】
1.哌嗪酮衍生物在促进根寄生杂草的独脚金受体蛋白的活性中的应用，该衍生物具有式(I)所示的结构，



其中，R1为环己烯基、降冰片烷基、降冰片烯基或金刚烷基，R0为式(II)、式(III)或式(IV)所示结构的基团，



其中，R2为亚甲基、次甲基、二氟甲基、胺基或苯基，R3为氧原子，R4为取代或未取代的苯基、取代或未取代的对甲砜基甲苯基、取代或未取代的苯氧基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的取代或未取代的或者取代或未取代的吡啶基，R4上任选存在的取代基为氟、氯、溴、甲基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基和对苯氧基中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的应用，其中，在式(I)所示的结构中，
所述取...

【专利技术属性】
技术研发人员：席真，王大伟，庞智黎，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12