專利名稱：沉淀被抑制的氯乙酰胺混合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新的混合物以及能有效降低氯乙酰胺沉淀點的方法。
氯乙酰胺是已知的除草劑。更具體地說，它們是植物生長抑制型除草劑，其主要抑制幼苗根和莖的生長。氯乙酰胺除草劑的實例包括甲草胺、異丙甲草胺、乙草胺、吡唑草胺、乙酰甲草胺、毒草胺和噻吩基胺(thiophenamine)。作為已知的噻吩基胺植物生長抑制型除草劑的實例是噻吩草胺(dimethenamid)，它的化學名稱為2-氯-N-(2，4-二甲基-3-噻吩基)-N-(2-甲氧基-1-甲基乙基)-乙酰胺。它的制備方法，含有它的除草組合物和作為除草劑的用途已經公開于US 4,666,502。噻吩草胺由4種立體異構體組成為非對映混合物{1S，aRS(即S-噻吩草胺)和1R，aRS(即R-噻吩草胺)}和外消旋混合物(1RS，aRS)。除非另作說明，本發(fā)明中氯乙酰胺，包括噻吩草胺，指的是它們的各種類型的化合物，包括它們的各種立體異構體。
一市場上銷售的噻吩草胺商品的注冊商標為FRONTIER(BASF AG，德國)，其中含噻吩草胺6.0磅/加侖或7.5磅/加侖，以及其它的惰性組份，如石油餾出物、二甲苯或二甲苯類的芳族溶劑。
在現有技術中已知氯乙酰胺，包括噻吩草胺用作植物生長抑制除草劑，但在實際使用中存在的缺點是它們的沉淀點-即液態(tài)氯乙酰胺開始固化形成固體沉淀的溫度(約在標準大氣壓下)。噻吩草胺的外消旋混合物的沉淀點約為20℃-22℃。由于這一特性，在除草劑實際使用的常溫下這些商品往往易于由液態(tài)制劑中析出。
例如，每加侖含7.5磅噻吩草胺的FRONTIER產品，在12-13℃以及更低溫度下導致形成固體沉淀。這些制劑在正常發(fā)送和田間使用過程中的溫度通常遠遠低于12-13℃，這會導致生成噻吩草胺沉淀。這給商品使用者帶來的問題，是其中沉淀使得使用者不能均勻地將除草劑施用到作物上。這樣，使用者必須在使用前將噻吩草胺產品進行加熱，這將是高花費以及費時的。另外，要求噻吩草胺產品的制造商將加熱罐中的噻吩草胺儲液與使用者置于12-13℃以下溫度的器皿中的未使用的噻吩草胺替換。
眾所周知溶解液態(tài)冷凍或沉淀的溫度，可以通過減少液態(tài)溶劑的溶液中溶質的摩爾份數而降低。沉淀溫度受影響的程度一般與溶劑的摩爾份數減少的程度成正比。
如果溶液是“理想”溶液，加入溶質后沉淀溫度降低的程度并不受溶劑或溶質組合物的影響，以及當使用不同的化合物稀釋液體時沉淀溫度與濃度的關系曲線并不發(fā)生變化。術語“理想溶液”指的是這樣一種溶液，其中在它的組分間幾乎沒有或沒有特定分子間的相互作用發(fā)生?！袄硐肴芤骸弊袷乩瓰鯛柖?。
這樣，避免在使用前加熱氯乙酰胺除草劑的理論上的另一種方法是顯著降低溶液中除草劑的摩爾份數(即稀釋)。
已知優(yōu)選的稀釋劑即γ-丁內酯可以用來降低噻吩草胺的熔點到零下20攝氏度，但為此，溶液中的噻吩草胺必須稀釋到20摩爾％(45重量％)。
然而，高倍稀釋除草劑，將降低它的效果。而且，高倍稀釋除草劑會導致為獲得理想的除草效果而明顯增加總的藥劑使用量。這不僅由于增加藥劑購買量導致更高的花費，而且會明顯增加裝運，處理和使用藥劑的費用。
目前已經進行了大量試驗嘗試著降低氯乙酰胺除草劑噻吩草胺沉淀溫度，即在溶液中將它與各種物質混合，并遞減溶液溫度同時觀察固體沉淀的生成。每種溶液中噻吩草胺的沉淀溫度規(guī)定為是在約標準大氣壓下溶液中產生至少微量固體噻吩草胺沉淀的溫度。此處使用的術語“微量”指的是固體沉淀的數量通過肉眼可以檢測到而不需借助于放大，但是不放大則不能定量。如果不需放大就可肉眼測定固體沉淀的數量，則認為多于微量。
可以認為大多數物質與噻吩草胺形成理想，或近乎理想溶液，因此并不明顯稀釋噻吩草胺的情況下，噻吩草胺熔點不會顯著降低。盡管某些化合物對沉淀溫度有微小的影響，但加入這些物質后與理想的差別并不足夠明顯有效，因此在除草劑商品制劑中這些物質并不令人滿意。
于是，除了不能接受的稀釋外，目前在常規(guī)的運輸，儲存和使用溫度下沒有能有效地抑制氯乙酰胺溶液中固體沉淀生成的方法。因此，氯乙酰胺除草劑如噻吩草胺的商品使用者，已經不可能使用基本上無固體沉淀的液體制劑，如果這些制劑已經在低于12-13℃的溫度裝運或儲存，而沒有不得不將產品加熱熔化，或再溶解其中的固體沉淀。因為已知的稀釋劑實際上僅僅是通過大大稀釋除草劑來降低沉淀點，在這種情況下使用者唯一的辦法就是使用其中含有固體沉淀的產品或是花費金錢和時間將產品加熱熔化或再溶解固體沉淀。
驚奇地發(fā)現，氯乙酰胺除草劑，噻吩草胺生成固體沉淀的溫度可以明顯降低，同時噻吩草胺的稀釋倍數比迄今使用的明顯減小。本發(fā)明提供了已增進低溫穩(wěn)定性的氯乙酰胺組合物及降低氯乙酰胺沉淀點的方法。氯乙酰胺沉淀溫度的降低優(yōu)選通過氯乙酰胺與以下結構式的化合物混合
其中R1是氯或甲氧基，以及R2任選是氫、鹵素或低級烷基、低級烷基醚或低級烷基鹵化物。
根據本發(fā)明優(yōu)選實施方案，除草混合物包含除草有效量的噻吩草胺和3，6-二氯-2-甲氧基苯甲酸，即麥草畏酸，其中麥草畏酸的摩爾濃度占噻吩草胺和麥草畏酸總摩爾濃度的30％-50％。也可以用已知的惰性組分如γ-丁內酯、石油餾出物、二甲苯或二甲苯類芳族溶劑稀釋此混合物以調整除草組分的濃度。
附圖構成本發(fā)明原始公開的一部分


圖1表示各種摩爾濃度的噻吩草胺與麥草畏和γ-丁內酯的混合物的沉淀點。
本發(fā)明組合物包括除草有效量的氯乙酰胺如甲草胺、異丙甲草胺、乙草胺、吡唑草胺、乙酰甲草胺、毒草胺或噻吩基胺如噻吩草胺，其與降低沉淀點試劑混合。氯乙酰胺與降低沉淀點試劑的配制比例優(yōu)選(摩爾/摩爾)約1∶1至約2.5∶1，更優(yōu)選比例為1.5∶1-2∶1，特別是約1.5∶1。
根據本發(fā)明，降低沉淀點試劑優(yōu)選以下化學結構式的化合物
其中R1是氯或甲氧基，以及R2任選是氫、鹵素或低級烷基、低級烷基醚或低級烷基鹵化物。這些降低沉淀點化合物的實例包括麥草畏酸(3，6-二氯-2-甲氧基苯甲酸)和2，6-二氯苯甲酸。麥草畏是已知的植物生長調節(jié)除草劑，一般為苗后使用，殺單子葉作物中的闊葉雜草。一市場上銷售的麥草畏產品商品名為BANVEL(BASF AG，德國)，其在惰性稀釋劑中含有4.0磅/加侖的麥草畏酸。
盡管麥草畏酸和其它苯甲酸是已知的除草植物生長調節(jié)劑，但到目前為止還沒有與本發(fā)明的比例一致的氯乙酰胺如噻吩草胺混合的報道，并且沒有獲得本發(fā)明降低沉淀點的效果。
這些化合物與氯乙酰胺除草劑噻吩草胺混合物在上述比例參數范圍內表現出驚人的低沉淀溫度，在觀察到微量固體沉淀之前可使這些溶液的溫度降低到-20℃以下。而且，當這些溶液溫度降低到出現沉淀的溫度點時，形成固體沉淀的數量比噻吩草胺與其它已知稀釋劑的混合物產生得更少并且形成得更慢。
含有噻吩草胺作為氯乙酰胺類的優(yōu)選組合物中沉淀降低劑的數量優(yōu)選使組合物在低于5攝氏度，特別是在低于0攝氏度時基本上不出現固體噻吩草胺。特別優(yōu)選組合物在低于零下10攝氏度，特別是低于零下20攝氏度和特別為低于零下30攝氏度時基本上不出現固體噻吩草胺。
用噻吩草胺和麥草畏混合物的紅外光譜圖與未混合的噻吩草胺和麥草畏的紅外光譜圖相比較發(fā)現噻吩草胺和麥草畏兩者的羰基帶位移。而且，當兩種物質化學計量上超出對方時，都出現位移的和非位移的羰基帶，表明存在與兩種物質的羰基組分相關的化學連接。然而用薄層色譜法檢測噻吩草胺和麥草畏混合物，結果顯示兩種物質易于分離。這證實了在噻吩草胺和麥草畏之間沒有形成共價鍵，而且兩種物質之間的連接是非常弱和動態(tài)的。
有趣的是，在確定含有與噻吩草胺混合的變化量的麥草畏和2，6-二氯苯甲酸的溶液的沉淀溫度時，認識到麥草畏和2，6-二氯苯甲酸在噻吩草胺中溶解的摩爾濃度可達到約等于噻吩草胺的摩爾濃度。當麥草畏或2，6-二氯苯甲酸的摩爾濃度超過噻吩草胺時，麥草畏或2，6-二氯苯甲酸形成沉淀并要求加熱以恢復溶液狀態(tài)。
為確定噻吩草胺沉淀溫度的反常降低是否可歸因于這些化合物的苯甲酸結構，因此要測定其它結構類似的苯甲酸在噻吩草胺中的溶解度。
令人驚奇的是，結構類似苯甲酸如3，5-麥草畏酸在噻吩草胺中的溶解度比麥草畏和2，6-二氯苯甲酸小得多，表明在噻吩草胺和麥草畏以及2，6-二氯苯甲酸之間的相互作用中有強結構特異性。據信在麥草畏酸和2，6-二氯苯甲酸兩種物質中發(fā)現這一結構特異性存在于鄰近酸基的氯和甲氧基區(qū)域，以及這些基團的電子親合性增大了這些分子中的酸性基團與噻吩草胺中的羰基基團的相互作用。
這里描述的混合物和制劑可以使用已知方法制備，特別是通過邊攪拌并任選邊加熱將化合物和其它常規(guī)助劑加入到噻吩草胺中。在優(yōu)選實施方案中，在加入麥草畏之前將噻吩草胺加熱到約115°F。而且，通過已知方法，特別是用已知稀釋劑通過攪拌化合物與混合物混合，可以改變組分濃度。
這里使用的術語稀釋劑指的是任何農業(yè)上可接受的液體或固體材料，其可以加入到組分中以提供更容易使用或改進適用方式，或獲得有效的或理想的活性強度。稀釋劑的實例有γ-丁內酯，石油餾出物，二甲苯或二甲苯類芳族溶劑。本發(fā)明優(yōu)選實施方案包括約每加侖5磅噻吩草胺和約每加侖1磅的麥草畏以及已知的商品化稀釋劑如石油餾出物，二甲苯或二甲苯類芳族溶劑。在此濃度下，麥草畏具有降低噻吩草胺沉淀溫度的理想效果，以及混合物具有理想的粘度以易于商品使用者使用。
本發(fā)明制劑也可以包括本領域常用的其它成分或助劑，包括滲透劑、表面活性劑、植物油、漂移控制劑、消泡劑、防腐劑、濕潤劑、粘合劑、殺微生物劑等，以及它們的混合物，如同現有技術中所熟知的并例如公開于前面所提到的美國專利US4,666,502中的物質。
用已知方法特別是通過攪拌可將除草劑可接受的添加劑，包括有類似或互補除草活性的其它化合物或具有解毒活性，殺真菌活性或殺蟲活性的化合物加入到混合物中。要以噴霧方式使用的特定制劑可以含有表面活性劑如濕潤劑和分散劑，例如乙氧基化的烷基酚或乙氧基化的脂肪醇。另外，當最終使用者將制劑與含水產品混合時，增強相容性的試劑如乳化劑可以用來提高制劑的相容性。例如在一種實施方案中，將本發(fā)明制劑與非離子/陰離子表面活性劑混合物，以及磷酸酯混合，以在水中乳化本發(fā)明制劑。而且，這里描述的混合物和制劑可以應用于現有技術中已知的各種除草應用，如同在上述美國專利US4,666,502中所描述的。
以下實施例列出了本發(fā)明幾種混合物對降低噻吩草胺結晶點的效果。
實施例在室溫和約標準大氣壓下制備溶液。將溶液冷卻到-20℃。記錄噻吩草胺與麥草畏溶液的沉淀溫度，該沉淀溫度被定義為這樣的溫度，在低于該溫度時在溶液中出現至少微量固體噻吩草胺。結果列于下表1
表1
*在麥草畏濃度為0.505摩爾份數以及低于此濃度時的固體形成是噻吩草胺沉淀。高于這一濃度時，形成麥草畏沉淀，這意味著需要加熱溶解以恢復為溶液。
如上面表1中所示，當麥草畏的濃度高于約0.30摩爾％(即高于25重量％)時，噻吩草胺沉淀溫度明顯降低。
作為比較，在溶液中加入可變濃度的已知稀釋劑，γ-丁內酯(“Gamma Blo”)，以類似方式測定噻吩草胺的沉淀溫度。在這些溶液中噻吩草胺的沉淀溫度列于下面的表2中表2<
如上面的表2中所示，為獲得近似的噻吩草胺沉淀溫度，與使用麥草畏的數量相比，需要遠遠更大量的γ-丁內酯來降低噻吩草胺的沉淀溫度。為獲得噻吩草胺-20℃的沉淀溫度要求麥草畏的使用量是約30％重量--相當于約0.35摩爾份數。比較起來，為獲得-20℃的沉淀溫度要求γ-丁內酯使用量是約55％重量--相當于約0.8摩爾份數。
從
圖1更明顯地看出使用沉淀溫度降低劑麥草畏獲得的沉淀溫度降低與稀釋噻吩草胺引起的正常降低相比之間的區(qū)別。在
圖1中，曲線1表示在噻吩草胺和麥草畏溶液中觀察到的沉淀溫度。如同在
圖1中看到的，從噻吩草胺摩爾份數接近0.70和麥草畏摩爾份數接近0.30時的那一點開始，噻吩草胺的沉淀溫度開始明顯降低。
線A-A表示麥草畏開始沉淀并意味著需要加熱使麥草畏恢復為溶液的近似點。
圖1中的曲線2表示用γ-丁內酯稀釋后噻吩草胺沉淀溫度的降低。如
圖1所示，使用γ-丁內酯為顯著降低噻吩草胺沉淀溫度，噻吩草胺的摩爾份數被稀釋的程度遠遠超過使用麥草畏的方法。例如在使用麥草畏的情況中，當噻吩草胺沉淀溫度為10℃時的噻吩草胺的摩爾份數約為0.70，而使用γ-丁內酯，則當噻吩草胺沉淀溫度為10℃時的噻吩草胺摩爾份數約為0.37。同樣，使用麥草畏作為沉淀溫度降低劑，當噻吩草胺沉淀溫度為-20℃時的噻吩草胺摩爾份數約為0.65。使用γ-丁內酯作為稀釋劑，為將噻吩草胺沉淀溫度降低到-20℃，噻吩草胺摩爾份數必須減少到約0.20。
使用噻吩草胺和2，6-二氯苯甲酸的混合物進行了類似的試驗。這些試驗結果表明與使用噻吩草胺和麥草畏酸混合物相比表現出相似的沉淀點降低。結果列于下表3中表3
<p>**正如麥草畏相關的沉淀溫度的確定一樣，從2，6-二氯苯甲酸的摩爾份數超過噻吩草胺的摩爾份數的那一點開始，2，6-二氯苯甲酸沉淀并意味著需要明顯加熱以溶解于噻吩草胺中。而且，如同麥草畏一樣，噻吩草胺和2，6-二氯苯甲酸混合物的紅外光譜圖顯示出兩種物質的羰基帶位移，進而表明與兩種物質的羰基組分相關的化學連接的存在。
為證實本發(fā)明提出的沉淀溫度降低的商業(yè)應用性，制備噻吩草胺∶麥草畏重量比為2∶1和3∶1的噻吩草胺和麥草畏酸制劑，其中相應的摩爾比分別為1.6∶1和2.4∶1。使用已知的稀釋劑γ-丁內酯，將制劑樣品稀釋至總活性成分濃度(即噻吩草胺和麥草畏)為每加侖8磅，每加侖7磅和每加侖6磅。
然后將已稀釋的樣品，和未稀釋的噻吩草胺與麥草畏重量比為2∶1和3∶1的混合物樣品每次遞增10℃冷卻，每遞增冷卻后放入固體噻吩草胺和固體麥草畏晶種，并觀察固體沉淀的出現。在-20℃，即使放入晶種后，也沒有樣品出現沉淀。在-30℃，放入晶種4天后，未稀釋樣品和已經稀釋到每加侖8磅的3∶1混合物樣品開始出現很微量的固體沉淀。然后將混合物冷卻到-40℃并再放入固體噻吩草胺和固體麥草畏晶種。放入晶種后3天，噻吩草胺與麥草畏重量比為2∶1的混合物樣品僅出現微量的固體噻吩草胺。噻吩草胺與麥草畏重量比為3∶1的混合物出現更多的固體沉淀。
然后將溶液每次遞增1℃進行加熱至0℃以觀察僅保留微量固體沉淀的溫度以及所有固體沉淀恢復成為液體溶液的溫度。結果列于下面的表4中
表4
*當升溫至-39℃以及升溫至0℃結束時僅有微量固體沉淀存在。**當升溫至-39℃時僅有微量固體沉淀存在。***升溫至0℃結束時殘留有微量固體沉淀。
權利要求
1.一種可用作除草劑的組合物，包`括除草有效量的氯乙酰胺除草劑和氯乙酰胺沉淀溫度降低劑，所述的組合物包括至少約40摩爾％濃度的氯乙酰胺除草劑，以及含有所述的沉淀溫度降低劑的數量足夠使所述組合物在低于約10攝氏度時基本不出現固體氯乙酰胺。
2.根據權利要求1的組合物，其中所述氯乙酰胺除草劑選自甲草胺、異丙甲草胺、乙草胺、吡唑草胺、乙酰甲草胺、毒草胺和噻吩基胺。
3.根據權利要求2的組合物，其中所述的氯乙酰胺除草劑包括噻吩基胺。
4.根據權利要求1的組合物，其中所述的氯乙酰胺除草劑包括噻吩草胺。
5.根據權利要求1-4中的任一權利要求的組合物，其中所述的沉淀溫度降低劑包括有以下結構式的至少一種化合物
其中R1是氯或甲氧基，以及R2任選是氫、鹵素、低級烷基、低級烷基醚或低級烷基鹵化物。
6.根據權利要求5的組合物，其中所述的沉淀溫度降低劑基本上由麥草畏酸，2，6-二氯苯甲酸或它們的混合物組成。
7.根據權利要求6的組合物，其中所述的沉淀溫度降低劑包括麥草畏酸。
8.根據權利要求6的組合物，其中所述的沉淀溫度降低劑包括2，6-二氯苯甲酸。
9.權利要求1-8中的任一權利要求的組合物，包括除草有效量的噻吩草胺和噻吩草胺沉淀溫度降低劑，噻吩草胺與沉淀溫度降低劑的摩爾比為約1∶1-約2.5∶1。
10.一種形成可穩(wěn)定地低溫儲藏的噻吩草胺組合物的方法，包括將噻吩草胺與噻吩草胺沉淀溫度降低劑和0摩爾％-約50摩爾％農業(yè)上可接受的稀釋劑混合而制成組合物，該組合物含有基于所述噻吩草胺、沉淀溫度降低劑和稀釋劑組成的所述組合物總量的大于約40摩爾％濃度的噻吩草胺，其中含有的所述沉淀溫度降低劑的數量足夠使所述組合物在低于約0攝氏度時基本不出現固體噻吩草胺。
11.根據權利要求10的方法，其中在所述組合物中沉淀溫度降低劑的濃度基于所述噻吩草胺、沉淀溫度降低劑和稀釋劑組成的所述組合物總量小于約40摩爾％。
12.一種形成可穩(wěn)定地低溫儲藏的噻吩草胺組合物的方法，包括將噻吩草胺與約30摩爾％-約50摩爾％的麥草畏或2，6-二氯苯甲酸和0摩爾％-約50摩爾％的農業(yè)上可接受的稀釋劑混合而制成組合物，該組合物含有基于噻吩草胺，麥草畏和稀釋劑組成的所述組合物總量的大于約40摩爾％的噻吩草胺，其中所述的麥草畏的數量足夠使所述組合物在低于約-20攝氏度時基本不出現固體噻吩草胺。
全文摘要
本發(fā)明提供了新的混合物以及可顯著降低氯乙酰胺開始形成固體的沉淀溫度的方法,而并不用大量稀釋氯乙酰胺。
文檔編號A01N25/22GK1278140SQ98810736
公開日2000年12月27日 申請日期1998年10月22日 優(yōu)先權日1997年11月3日
發(fā)明者G·魯特利, R·雅克布, C·噶拉格爾, S·鮑維 申請人:巴斯福公司