專利名稱：2－嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嘧啶類化合物，特別是2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物，它們的制備方法及其作為農(nóng)業(yè)化學(xué)品除草劑的配方和應(yīng)用。
當(dāng)今，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，需要不斷提供效果好，用量低，對(duì)作物和環(huán)境無(wú)害的新型除草劑，以減少農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化發(fā)展和作物產(chǎn)量的提高。
已知各種2-苯氧基嘧啶衍生物作為除草劑是有效的，如美國(guó)專利4,906,285闡述了雙嘧啶水楊酸類化合物具有廣譜的除草范圍，而美國(guó)專利4,932,999則揭示了嘧啶硫代水楊酸衍生物對(duì)多年生及一年生草類顯示出優(yōu)異的除草效果。但它們僅適用于棉花田和水稻田的除草，它們對(duì)油菜會(huì)有不同程度的損害。
基于社會(huì)發(fā)展的需要，并為擴(kuò)大使用范圍，開發(fā)同時(shí)適用于油菜田的除草劑，本發(fā)明人在已有發(fā)明的基礎(chǔ)上，進(jìn)行先導(dǎo)展開，開發(fā)出了如結(jié)構(gòu)式(I)所示一類2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物。 式(I)中D和E可以是相同的或不同的基團(tuán)，分別為氫、鹵素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4鹵代烷基，其中更可取的是D和E均為甲氧基，或其中之一為甲氧基，另一個(gè)為氯或甲基，特別可取的是D和E均為甲氧基；R1為氫、C1-C4烷?；?、C1-C4鹵代烷?；⒈锦；駽1-C4烷氧乙?；?，其中較為可取的是氫、乙酰基、氯乙?；?、二氯乙酰基、苯?；蚣籽跻阴；?，更為可取的是氫、氯乙?；蚣籽跻阴；?，特別可取的是氫。R2為氫、鹵素、C1-C4烷基或三氟甲基，其中更可取的是氫、氟、氯、溴、碘、甲基、乙基或三氟甲基；R3為氫、鹵素、C1-C4烷基、三氟甲基、硝基或氰基，其中更為可取的是氫、氟、氯、甲基、三氟甲基、硝基或氰基；R4為氫、鹵素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷酯基、三氟甲基、氰基、羧基或其堿金屬鹽、堿士金屬鹽、過(guò)渡金屬鹽或有機(jī)銨鹽，其中更為可取的是氫、氟、氯、溴、碘、甲基、三氟甲基、甲氧基、C1-C4烷酯基、羧基或其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。R5為氫或鹵素，更可取的是氫或氯；R6為氫、鹵素或C1-C4烷基，更可取的是氫、甲基或乙基。
本發(fā)明人，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，改變結(jié)構(gòu)式(I)中D和E及從R1到R6各取代基及其不同的組合，合成出了一系列化合物，并由生測(cè)專家對(duì)其進(jìn)行除草活性和毒性的測(cè)定評(píng)價(jià)，其中已篩選出一批有較高除草活性的化合物，這些化合物歸總列表于1。
表1
續(xù)表1
續(xù)表1
續(xù)表1
續(xù)表1
續(xù)表1
生測(cè)表明，結(jié)構(gòu)式(I)所示2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物具有很好的除草活性，而且除草譜廣，低毒，對(duì)環(huán)境友好，不傷害作物。因此，它們是配制農(nóng)用除草劑的有效活性物。
本發(fā)明化合物品種很多，但結(jié)構(gòu)式相似，屬同系列化合物，因而，其合成方法亦基本相似。本發(fā)明人所采用的合成方法如下A、結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物合成方法，分三步，可以反應(yīng)方程式表示如下 上述反應(yīng)式中各化合物中的R2、R3、R4、R5、R6及D、E所代表的取代基，如前所述，X為鹵素或甲砜基。
也就是說(shuō)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)的合成，首先由取代苯胺(3)和水楊醛(4)以1∶1.0-1.2的摩爾比溶于甲醇、乙醇或丙醇類醇溶劑中，在室溫至溶劑沸點(diǎn)的溫度區(qū)間內(nèi)反應(yīng)20-60分鐘，得到中間體(5)。反應(yīng)可在無(wú)催化劑的情況下進(jìn)行，而加入催化劑和在共沸脫水的情況下，可以加快反應(yīng)，提高反應(yīng)收率。反應(yīng)中所用的催化劑可以是對(duì)甲基苯磺酸、甲磺酸、硫酸或鹽酸。
反應(yīng)中所用溶劑除醇類溶劑外，還可用芳烴，如苯、甲苯或二甲苯；鹵代烴，如二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿；醚溶劑，如四氫呋喃或二氧六環(huán)；酮溶劑，如丙酮或甲基異丁基酮；或二甲基甲酰胺或二甲基亞砜；或乙腈及它們的混合物。
然后，將第一步所得的中間體(5)在甲醇、乙醇或丙醇類溶劑中，在硼氫化鈉或硼氫化鉀還原劑存在下在室溫還原反應(yīng)得中間體(6)。
第三步，使中間體(6)和2-鹵代-4，6-取代嘧啶或2-甲砜基-4，6-取代嘧啶(7)以1∶1.0-1.2摩爾比在溶劑中并在堿存在的條件下反應(yīng)，即得本發(fā)明的產(chǎn)物如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)。在這一步反應(yīng)中，所用堿可以是金屬鈉或鉀之類堿金屬，或氫化鈉、氫化鉀之類堿金屬氫化物，或氫化鈣之類堿土金屬化合物，或醇鈉、醇鉀之類烷氧金屬化合物，或碳酸鈉、碳酸鉀之類堿金屬碳酸鹽，或三乙胺、吡啶等有機(jī)胺。
在第三步反應(yīng)中所用的溶劑，可以是苯、甲苯或二甲苯等芳烴溶劑，甲醇、乙醇、丙醇等醇溶劑，四氫呋喃、二氧六環(huán)等醚類溶劑，丙酮、甲基異丁酮等酮類溶劑，二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等溶劑，或乙腈及它們的混合物。(B)結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1≠H)的化合物的合成方法如前所述，經(jīng)過(guò)三步反應(yīng)所得如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)，即是我們所需要的具有除草功能的活性物之一，而若將其與酰氯(8)進(jìn)一步在溶劑中并在堿存在的條件下反應(yīng)，還可得到同樣具有除草活性的如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1≠H)的化合物，反應(yīng)可以用下列反應(yīng)式表示 反應(yīng)式中D和E、R1-R6均如前所述(R1≠H)。
本反應(yīng)的溫度在室溫到溶劑沸點(diǎn)溫度區(qū)間，反應(yīng)所用溶劑和堿與前述如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)合成第三步相同。
本發(fā)明2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物，合成方法不復(fù)雜，產(chǎn)品均具有很好的除草活性，是配制農(nóng)用除草劑的有效活性物質(zhì)。
本發(fā)明提供的式(I)化合物及其制劑能有效地防治大多數(shù)農(nóng)田雜草，45-75g ai/ha(g ai/ha為克活性物/公頃，以下同)的低劑量下有效防治禾本科雜草、150-300 g ai/ha高劑量下有效防治闊葉雜草和莎草，如稗草(Echinochloa crusgalli)、馬唐(Digitaria sanguinalis)、牛筋草(Eleusine indica)、狗尾草(Setaria viridis)、早熟禾(Poa annua)、野燕麥(Avena fatua)、看麥娘(Alopecurus aequalis)、日本看麥娘(Alopecurus japonicus)、反枝莧(Amaranthusretroflexus)、刺莧(Amaranthus spinosus)、藜(Chenopodium album)、芥菜(Brassica juncea)、馬齒莧(Portulaca oleracea)、鐵莧菜(Acalypha australis)、異型莎草(Cyperus difformis)、千金子(Leptochloa chinensis)、香附子(Cyperus rotundus)、日照飄浮草(Fimbristylismiliacea)、婆婆納(Veronica didyma)、繁縷(Stallaria media)、大巢菜(Vicia sativa)、雀舌草(Stellaria alsine)、一年蓬(Erigeron annuus)、矮慈菇(Sagittaria sagittifolia)、田旋花(Convolvulus arvensis)等。作為除草劑，它們具有如下一些優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1、除草活性高，低劑量用量亦有效；2、低劑量下具有高效的芽后除草效果，較高劑量下亦具芽前除草效果；3、殺草譜廣，不僅能有效防除農(nóng)田中禾本科雜草，而且能防除闊葉雜草和莎草；4、對(duì)作物的安全性高，物別對(duì)棉花、油菜、水稻非常安全；5、對(duì)3-7葉大齡禾本科雜草也具有十分有效的除草活性；6、在土壤中殘留期短，對(duì)輪作后茬作物生長(zhǎng)無(wú)不良影響；7、對(duì)哺乳動(dòng)物或魚無(wú)明顯毒性，環(huán)境安全性高，屬低毒環(huán)境友好型農(nóng)藥；為實(shí)際使用，本發(fā)明活性化合物，可按農(nóng)藥工業(yè)中常用配方技術(shù)，配制加工成各種粒劑、粉劑、油劑、乳劑、水懸劑或膠囊劑等。
以下舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明合成方法作更進(jìn)一步具體描述，但應(yīng)申明，本發(fā)明決不限于此具體例。
合成例1結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)的制備實(shí)例將9.3克(0.1摩爾)苯胺溶于125毫升的無(wú)水甲醇中，滴加12.2克(0.1摩爾)水楊醛，在室溫下攪拌反應(yīng)10分鐘后，過(guò)濾，固體用無(wú)水甲醇洗滌，得18.0克黃色固體產(chǎn)物，收率91.37％，為N-(2-羥基亞芐基)苯胺[相當(dāng)于前述合成方法中的中間體(5)]。
取上述所制N-(2-羥基亞芐基)苯胺9.85克(0.05摩爾)，溶于100毫升無(wú)水甲醇中，在室溫下分批加入1.29克(0.034摩爾)硼氫化鈉，室溫下攪拌反應(yīng)20分鐘，濃縮除去甲醇，然后在殘留物中加入氯仿200毫升，水150毫升，充分?jǐn)嚢杈鶆?，靜置，分出有機(jī)層，用水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，濃縮得9.75克白色固體產(chǎn)物，收率98.0％，為N-(2-羥基芐基)苯胺[相當(dāng)于前述合成方法中的中間體(6)。
取上面所制N-(2-羥基芐基)苯胺1.99克(10毫摩爾)，2-甲砜基-4，6-二甲氧基嘧啶2.18克(10毫摩爾)，溶于100毫升四氫呋喃中，室溫下加入3.71克(26.84毫摩爾)碳酸鉀，回流反應(yīng)11小時(shí)，抽濾，固體用20毫升四氫呋喃洗滌，母液濃縮，殘留產(chǎn)物加入10毫升乙醇攪拌洗滌，抽濾得3.00克白色固體產(chǎn)物，收率89.0％，mp90.2-90.7℃，為N-苯基-2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基苯胺。
元素分析分子式C19H19N3O3分子量337理論值C67.66 H5.64 N12.46實(shí)測(cè)值C67.70 H5.63 N12.55核磁共振HNMR(CDCl3)δ(ppm)3.81(6H，s，OCH3)，4.33(2H，s，CH2)，5.77(1H，s，CH)，6.54-7.47(9H，m，Ar-H)質(zhì)譜Ms337(M+)合成例2結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1≠H)的化合物制備實(shí)例在100毫升單口瓶中，加入N-苯基-2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧苯芐胺0.89克(2.64毫摩爾)，氯乙酰氯0.82克(7.25毫摩爾)，碳酸鉀0.55克(3.99毫摩爾)及30毫升THF，回流反應(yīng)10小時(shí)，抽濾，除去固體，有機(jī)層濃縮得蠟狀白色固體0.89克，收率77.7％，mp74.5-77.8℃，為N-[2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基芐胺基]-2-氯代乙?；桨?。
元素分析分子式C21H20CIN3O4分子量413理論值C60.94 H4.84 N10.16實(shí)測(cè)值C60.88 H4.80 N10.31核磁共振HNMR(CDCl3)δ(ppm)3.77(6H，s，OCH3)，4.13(2H，s，CH2)，5.01(2H，s，CH2)，5.72(1H，s，CH)，7.06-7.42(9H，m，Ar-H)。
質(zhì)譜Ms413(M+)以下給出以本發(fā)明化合物作活性物質(zhì)組份，加工配制幾種除草劑劑型的實(shí)際例子，在這些配方例子中，所有的“％”均指重量百分比，“gai/ha”均指克活性物/公頃。
配方例1(可濕性粉劑)將15％的70號(hào)物質(zhì)(表1)、5％的木質(zhì)素磺酸鹽(Mq)、1％的月桂醇聚氧乙烯醚(JFC)、40％的硅藻土和44％的輕質(zhì)碳酸鈣均勻地混合，粉碎，即得可濕性粉劑。
配方例2(乳油)將10％的70號(hào)物質(zhì)、5％的農(nóng)乳500號(hào)(鈣鹽)、5％的農(nóng)乳602號(hào)、5％的N-甲基-2-吡咯烷酮和75％的二甲苯加熱攪拌均勻，即得乳油。
配方例3(粒劑)將5％的70號(hào)物質(zhì)(表1)、1％的聚乙烯醇(PVA)、4％的萘磺酸鈉甲醛縮合物(NMO)和90％粘土均勻地混合，粉碎，然后向此100份混合物加入20份水、捏合，用擠壓成粒機(jī)，制成14-32目的顆粒，干燥，即得顆粒劑。
以下將通過(guò)生測(cè)專家提供的生測(cè)試驗(yàn)實(shí)例對(duì)本發(fā)明部分化合物作活性組分配制的除草劑的除草活性和作物安全性進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)列于表2。
表2除草活性和植物毒性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)實(shí)例1苗后莖葉處理的除草活性試驗(yàn)在裝有試驗(yàn)用土的盆缽中(直徑9.5cm)分別均勻地播種稗、馬唐、牛筋、芥菜、反枝莧和馬齒莧的種子，覆蓋土0.5cm厚，將盆缽置于20-25℃的溫室中培育10天。植株生長(zhǎng)二葉期時(shí)，將類似配方例2所制備的各號(hào)活性物乳油制劑用水稀釋，以2250g ai/ha或750gai/ha的劑量對(duì)培養(yǎng)試材進(jìn)行莖葉噴霧處理。定期觀察各處理植株生長(zhǎng)狀態(tài)、受害癥狀，處理后28天，按照表2中確定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。結(jié)果見表3。
表3出苗后葉面處理的除草活性(旱田條件)
續(xù)表3
試驗(yàn)實(shí)例2苗前土壤處理的除草活性試驗(yàn)在裝有試驗(yàn)用土的盆缽中(直徑9.5cm)分別均勻播種稗、馬唐、牛筋、芥菜、反枝莧和馬齒莧的種子，覆蓋土0.5cm厚，12小時(shí)后將類似配方例2所制備的各號(hào)活性物乳油制劑用水稀釋，并以2250或750g ai/ha的劑量對(duì)培養(yǎng)試材進(jìn)行土壤表面處理。定期觀察各處理植株生長(zhǎng)狀態(tài)、受害癥狀，處理后28天，按照表2中確定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果見表4。
表4出苗前土壤處理的除草活性(旱地條件)
續(xù)表4
試驗(yàn)實(shí)例3苗后莖葉處理的除草活性劑量梯度試驗(yàn)以稗草、馬唐、牛筋、芥菜、反枝莧和馬齒莧為雜草靶標(biāo)，進(jìn)行不同劑量梯度試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)置了檔劑量。在禾本科雜草生長(zhǎng)二葉期、闊葉雜草生長(zhǎng)2片真葉期時(shí)，將類似配方例2所制備的3、16、17號(hào)活性物乳油制劑用水稀釋，以表5所示劑量對(duì)培養(yǎng)的試材進(jìn)行莖葉噴霧處理，處理后28天，按照表2中確定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果見表5。
表5苗后莖葉處理的除草活性劑量梯度試驗(yàn)
試驗(yàn)實(shí)例4苗后莖葉處理的作物安全性試驗(yàn)在裝有試驗(yàn)土的12cm盆缽內(nèi)分別播種棉花、油菜種子，置于20-25℃溫室中生長(zhǎng)，待生長(zhǎng)到一定時(shí)期后，將類似配方例2所制備的各號(hào)活性物乳油制劑用水稀釋，以375、150、75g ai/ha的劑量對(duì)培養(yǎng)的試材進(jìn)行莖葉噴霧處理。處理后定期觀察植株生長(zhǎng)狀態(tài)和受害癥狀，處理后28天表6出苗后葉面處理的作物安全性(旱田條件)
權(quán)利要求
1.一類嘧啶類化合物，其特征是2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物，如結(jié)構(gòu)式(I)所示 結(jié)構(gòu)式(I)中D和E可以是相同的或不同的基團(tuán)，分別為氫、鹵素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4鹵代烷基；R1為氫、C1-C4烷酰基、C1-C4鹵代烷酰基、苯?；駽1-C4烷氧乙?；籖2為氫、鹵素、C1-C4烷基或三氟甲基；R3為氫、鹵素、C1-C4烷基、三氟甲基、硝基或氰基；R4為氫、鹵素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷酯基、三氟甲基、氰基、羧基或其堿金屬鹽、堿土金屬鹽、過(guò)渡金屬鹽或有機(jī)銨鹽；R5為氫或鹵素；R6為氫、鹵素或C1-C4烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)式(I)2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物，其特征是結(jié)構(gòu)式(I)中D和E均為甲氧基，或其中之一為甲氧基，另一個(gè)為氯或甲基；R1為氫、乙?；?、氯乙酰基、二氯乙?；?、苯?；蚣籽跻阴；籖2為氫、氟、氯、溴、碘、甲基、乙基或三氟甲基；R3為氫、氯、氟、甲基、三氟甲基、硝基或氰基；R4為氫、氟、氯、溴、碘、甲基、三氟甲基、甲氧基、C1-C4烷酯基、羧基或其鈉鹽或鉀鹽；R5為氫或氯；R6為氫、甲基或乙基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物，其特征是結(jié)構(gòu)式(I)中D和E均為甲氧基；R1為氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物的制備方法，其特征如下列反應(yīng)方程式所表示 (反應(yīng)式中各取代基所代表基團(tuán)如權(quán)利要求1、2或3所述，R1≠H，X為鹵素或甲砜基)首先由取代苯胺(3)和水楊醛(4)以1∶1.0-1.2的摩爾比溶于醇溶劑中，在室溫至溶劑沸點(diǎn)溫度區(qū)間反應(yīng)20-60分鐘，得到中間體(5)，再在醇溶劑中加入硼氫化鈉或硼氫化鉀還原后得中間體(6)，除去溶劑后與2-鹵代-4，6-取代嘧啶或2-甲砜基-4，6-取代嘧啶(7)(4，6-取代基即為權(quán)利要求1所述D和E取代基)以1∶1.0-1.1摩爾比在醚類溶劑和堿性條件下反應(yīng)，即制得如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)，該類化合物(2)再與酰氯(8)進(jìn)一步在醚類溶劑中并在堿性條件下反應(yīng)，即制得如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R1≠H)的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述2-嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物，其特征是有很高的除草活性，可用于配制農(nóng)作物棉花、油菜和小麥田防除禾本科雜草、闊葉雜草和莎草的芽前、芽后除草劑。
全文摘要
一類如結(jié)構(gòu)式(I)所示2－嘧啶氧基芐基取代苯基胺類衍生物,系由取代苯胺和水楊醛反應(yīng),所得中間體經(jīng)還原后再與2－甲砜基－4,6－取代嘧啶反應(yīng)制得如結(jié)構(gòu)式(I)所示(R
文檔編號(hào)A01N43/54GK1348690SQ0013073
公開日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2000年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月16日
發(fā)明者呂龍, 吳軍, 陳杰, 凌文, 彭偉立, 毛禮勝, 王國(guó)超, 李明智 申請(qǐng)人:浙江省化工研究院, 中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所