專利名稱：取代的吡咯烷-2-酮，其制備方法，及含有其作為除草活性成分的除草組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3，4-反-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮，其制備方法，以及含有它作為除草活性成分的水稻田除草組合物。
具有除草活性的某些類型的吡咯烷-2-酮衍生物已被公開，有關(guān)這方面的內(nèi)容在美國專利4110105;4210589;4874422及歐洲專利公開387869等出版物中已有描述。而且，這些公開物中的一個(gè)典型化合物3-氯-4-氯甲基-1-(3-氟甲基苯基)-2-吡咯烷酮(俗名氟氯酮)為商品。而且在美國專利4960457中也公開了吡咯烷酮衍生物和除草組合物。
在用作除草組合物時(shí)，在上述美國專利4110105;4210589及4874422中所公開的化合物需用較大量，即，較高的施用比率。特別是當(dāng)這些化合物用于水稻田時(shí)，有一個(gè)問題是它們對(duì)稻株有藥物傷害作用，而水稻是有用的作物。
此外，當(dāng)它們用于水稻田時(shí)，公開于歐洲專利公開387869或美國專利4960457實(shí)施例中的化合物具有對(duì)于處于生長期的雜草效力低的問題。
到現(xiàn)在為止，任何選擇地和有效地制備具有除草活性的這些吡咯烷酮衍生物優(yōu)選異構(gòu)體，即，3，4-反式異構(gòu)體的方法還未為人所知。因此，應(yīng)用這些化合物作實(shí)用的除草組合物是非常困難的。
本發(fā)明鑒于上述常規(guī)的2-吡咯烷酮衍生物的各種問題而作了改進(jìn)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種選擇地和有效地制備作為除草組合物有效成分的，具有較高活性的異構(gòu)體，即，3，4-反式異構(gòu)體的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種選擇性的除草組合物，它在水稻田中對(duì)稻株沒有傷害作用，在低施用比率時(shí)有效，并可用于從雜草的芽前期到長出的雜草的生長期這一期間。
為了達(dá)到這些目的，本發(fā)明人深入研究了有效制備具有高活性的反式異構(gòu)體的技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用堿與順式異構(gòu)體反應(yīng)時(shí)，可以得到反式異構(gòu)體。另外還發(fā)現(xiàn)，作為除草組合物，一些反式異構(gòu)體化合物與其其它化合物相比優(yōu)越得多，更好的是，它們對(duì)于有用作物稻株無傷害作用。結(jié)果，本發(fā)明在這些知識(shí)的基礎(chǔ)上完成了。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種有效制備3，4-反式-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)-吡咯烷-2-酮的方法，該類化合物用作除草組合物的有效成分。除草組合物含有3，4-反式-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮衍生物，首先，3，4-反式-4-乙基-3-(取代苯基)-1-(3-異丙基苯基)吡咯烷-2-酮衍生物、它以低施用比率，在雜草芽前期至所出現(xiàn)的雜草的生長期的期限內(nèi)，對(duì)水稻田中各種討厭的雜草產(chǎn)生除草活性。另外，這些除草組合物對(duì)于稻株具有優(yōu)良的選擇性，因而可以安全使用。
本發(fā)明制備具有式(Ⅰ)代表的結(jié)構(gòu)的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體
(Ⅰ)(其中R1為氫原子，鹵原子或甲基;R2為三氟甲基，具有1至3個(gè)碳原子的鹵代烷氧基，具有1至3個(gè)碳原子的鹵代烷硫基，具有1至4個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，具有1至4個(gè)碳原子的烷氧基，硝基，氰基，苯氧基，羥基或鹵原子;X為氫原子、鹵原子、三氟甲基，具有1至3個(gè)碳原子的烷基、氰基或硝基;n等于1或2并指示由X代表的取代基的數(shù)目，當(dāng)n＝2時(shí)，基團(tuán)X可以相同或不同)的方法包括堿與具有式(Ⅰ)所代表的結(jié)構(gòu)的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-順式異構(gòu)體反應(yīng)的步驟。
本發(fā)明的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體可由式(Ⅲ)表示
(Ⅲ)(其中R2為異丙基，而X為在3-位取代的氟原子，氯原子或溴原子，或在3-和4-位或在3-和5-位取代的氟原子)。
本發(fā)明用于水稻田的除草組合物含有由式(Ⅲ)代表的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體作為除草活性組分。
本發(fā)明的制備方法指出一種通過堿與或者式(Ⅰ)的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-順式異構(gòu)體或者其3，4-反式異構(gòu)體和3，4-順式異構(gòu)體的混合物反應(yīng)而高產(chǎn)率和高選擇性地制備式(Ⅰ)4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體的方法。
在本發(fā)明的制備方法中，堿的使用是必不可少的。
可用堿的例子包括堿金屬氫氧化物如氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋰、堿土金屬氫氧化物如氫氧化鈣和氫氧化鋇，無機(jī)酸的鈉鹽如碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硝酸鈉、次氯酸鈉、氰化鈉和膦酸鈉;無機(jī)酸鉀鹽如碳酸鉀、碳酸氫鉀、磷酸鉀、磷酸氫鉀、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鉀、亞硝酸鉀、次氯酸鉀、氰化鉀和膦酸鉀;無機(jī)酸鋰鹽，堿金屬如金屬鈉和金屬鉀;金屬氫化物如氫化鈉、二異丁基鋁氫化物、氫化鋰鋁、氫化鋁鈉、硼氫化鋰和硼氫化鈉;醇鹽如叔丁醇鉀和甲醇鈉;酚鹽;氨;羧酸鈉鹽如乙酸鈉、甲酸鈉、草酸鈉和苯甲酸鈉;羧酸鉀鹽如乙酸鉀、甲酸鉀、草酸鉀和苯甲酸鉀;脂族胺如甲胺、乙胺、二甲胺、二乙胺和三乙胺;芳香胺如苯胺和N，N-二甲基苯胺;有機(jī)堿如吡啶、甲基吡啶、喹啉、1，8-二氮雜雙環(huán)(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU);冠醚;堿性離子交換樹脂，和其混合物。在這些化合物中，優(yōu)選的是便宜的氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氫化鈉和1，8-二氮雜雙環(huán)(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)。
堿的量取決于所選堿的種類，但一般在0.001至10當(dāng)量的范圍內(nèi)，優(yōu)選地基于1當(dāng)量4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮為0.01至3當(dāng)量。
堿的反應(yīng)溫度取決于所選堿的種類，但通常在0至200℃范圍內(nèi)，優(yōu)選地為室溫至100℃。
如果需要，反應(yīng)可在減壓或加壓下進(jìn)行，但這些壓力條件沒什么標(biāo)準(zhǔn)。通常，反應(yīng)在大氣壓下進(jìn)行。
在本發(fā)明的制備方法中，通常要用溶劑。對(duì)于溶劑沒有特殊限制，只要對(duì)反應(yīng)沒有壞的影響?？捎萌軇┑睦影ㄋ?醇如甲醇、乙醇、異丙醇和乙二醇;醚如二乙醚、四氫呋喃、乙二醇二甲醚和二甘醇二甲醚;腈如乙腈;酮如丙酮;酯如乙酸乙酯和乙酸正丁酯;烴如正己烷;鹵代烴如二氯甲烷、氯仿和1，2-二氯乙烷;芳香烴如苯、甲苯、二甲苯和枯烯;非質(zhì)子極性溶劑如N，N-二甲基甲酰胺、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、環(huán)丁砜(Sulfolane)、DMSO、DMAc和HMPA，和其混合物。
溶劑的量通常在0.3至30份重量的范圍內(nèi)，優(yōu)選地基于1份重量的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮為1至10份。
為了制備可用作本發(fā)明制備方法中的原料的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的順式異構(gòu)體或順式異構(gòu)體與反式異構(gòu)體的混合物，有各種技術(shù)，例如，可用下面的方法(1)和方法(2)。
(1)N-(2-丁烯基)-N-(取代苯基)-2-鹵-2-(取代苯基)乙酰胺的還原環(huán)化反應(yīng)。
在此環(huán)化反應(yīng)中有效的環(huán)化劑是以氫化三丁基錫為典型的氫化三烷基錫，一般說來，環(huán)化反應(yīng)在芳香溶劑如苯、甲苯或二甲苯中進(jìn)行。反應(yīng)溫度優(yōu)選地為50至140℃，更優(yōu)選地為60至90℃。反應(yīng)過程中加入催化量的自由基產(chǎn)生劑如α，α-偶氮雙異丁腈或過氧化苯甲酰到反應(yīng)混合物中。光照也是使反應(yīng)進(jìn)行的有效手段。
N-(2-丁烯基)-N-(取代苯基)-2-鹵-2-(取代苯基)乙酰胺可通過N-(2-丁烯基)苯胺與α-鹵素苯基乙酰鹵反應(yīng)很容易地得到。
此反應(yīng)在無溶劑或在惰性溶劑中進(jìn)行，惰性溶劑的例子包括芳香溶劑如苯、甲苯、二甲苯、氯代苯和二氯代苯;鹵代烴如二氯甲烷，氯仿和1，2-二氯乙烷;醚如二乙醚、四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚和二惡烷;腈如乙腈;酮如丙酮;酯如乙酸乙酯和乙酸正丁酯;烴如正己烷;及非質(zhì)子極性溶劑如N，N-二甲基甲酰胺、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、環(huán)丁砜、DMSO、DMAc和HMPA。反應(yīng)可在任意的溫度如-20至140℃進(jìn)行，而此反應(yīng)可在堿如三乙胺、吡啶、N，N-二甲基苯胺、氫化鈉、氫化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸氫鈉存在下進(jìn)行。
N-(2-丁烯基)苯胺可用美國專利4132713中所述的方法制備，而α-鹵素苯基乙酰鹵可由扁桃酸衍生物或苯乙酸通過已知方法制備。
(2)4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮也可通過4-(α-鹵代乙基)-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮〔可通過N-(2-丁烯基)-N-(取代苯基)-2-鹵-2-(取代苯基)乙酰胺在過渡金屬催化劑存在下環(huán)化而得到〕的脫鹵化而制備。
這樣得到的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮是關(guān)于吡咯烷環(huán)的3-和4-位空間構(gòu)象的反式異構(gòu)體和順式異構(gòu)體混合物。
關(guān)于本發(fā)明方法中可用作原料的3，4-順-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮，勿用置言，可用分離出的順式異構(gòu)體，而且順式異構(gòu)體和反式異構(gòu)體的混合物也可應(yīng)用。
堿既可直接加入包括通過順式異構(gòu)體制備方法得到的順式異構(gòu)體的反應(yīng)混合物中，也可加入通過反應(yīng)混合物后處理所得的產(chǎn)品中。
由本發(fā)明的方法所得的3，4-反-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮可用普通方法得出和收集。
由本發(fā)明的方法得到的3，4-反-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮表現(xiàn)出優(yōu)良的除草活性。另一方面，順式異構(gòu)體幾乎不顯示除草活性。
式(Ⅲ)化合物(以后稱為“本發(fā)明化合物”)是新化合物，并且在式(Ⅰ)化合物當(dāng)中，本發(fā)明化合物具有作為水稻田除草組合物的特別優(yōu)良的特性。
當(dāng)用于水稻田時(shí)，公開于美國專利4110105、4210589和4874422的化合物對(duì)稻株有藥物傷害作用，因而它們不能用于此。
在美國專利4960457中，由式(Ⅱ)代表的化合物
(Ⅱ)
(其中m為1、2、3、4或5;n為0、1、2、3、4或5;R1為鹵原子、三氟甲基、氰基、具有1至4個(gè)碳原子的烷基或具有1至4個(gè)碳原子的烷氧基，且當(dāng)m大于1時(shí)，R1基團(tuán)可以相同或不同;R2為氫原子或鹵原子;R3為鹵原子、三氟甲基、氰基，具有1至4個(gè)碳原子的烷基或具有1至4個(gè)碳原子的烷氧基，當(dāng)n大于1時(shí)，R3基團(tuán)可以相同或不同;R4為具有1至4個(gè)碳的烷基或被鹵素取代的具有1至4個(gè)碳原子的烷基)被要求保護(hù)，并且在該專利中敘述它們具有除草活性。
也就是說，美國專利4960457的上位概念覆蓋了本發(fā)明化合物。這份美國專利要求的化合物范圍極廣，但有實(shí)施例的化合物是有限的。在此美國專利中，描述了R1的優(yōu)選例子包括鹵原子，三氟甲基和氰基。然而，在此美國專利的實(shí)施例中，三氟甲基、氰基、氯原子和氟原子只作為R1基團(tuán)敘述，而沒有其中烷基作為R1基團(tuán)的實(shí)施例。
當(dāng)用于水稻田時(shí)，美國專利4960457和歐洲專利公開387869中所述的化合物對(duì)于生長期的雜草不太有效。因此，使用這些化合物的時(shí)機(jī)只限于雜草的芽前期。
本發(fā)明化合物的特征在于3-異丙基苯基，特定的苯基和乙基分別被引入吡咯烷環(huán)的1-位、3-位和4-位。這些特定基團(tuán)被排列的意義，特別是3-異丙苯基被引入吡咯烷環(huán)1-位的意義是重大的。這一變換的結(jié)果是，用作水稻田除草組合物的化合物的活性可被提高，而且化合物可在雜草的芽前期至長出的雜草的生長期顯示高的除草活性。結(jié)果是本發(fā)明化合物可在更長期限內(nèi)應(yīng)用。
含有本發(fā)明化合物作為除草活性成分的水稻田除草組合物在大多數(shù)水稻田中對(duì)有害雜草具有優(yōu)良的除草效果，例如，禾本科雜草如稗(Echinochloa)及其類似物，莎草科雜草如象莎草的水堇(Cyperus microiria)，藨草屬植物(Sirpus juncoides)等，和寬葉雜草如矮慈菇(Sagittaria Pygmaea)等。另一方面，此除草組合物對(duì)有用作物水稻(Oryza sativa)無傷害作用。而且，該除草組合物可有效地運(yùn)用于所有施用如從雜草的芽前期至已長成雜草生長期的很長期限內(nèi)水面下土壤施用，土壤施用和土壤混合。
本發(fā)明化合物通常與惰性液體載體或固體載體混合，配制成粉劑、粒劑、可濕性粉劑、乳劑、流動(dòng)劑等，然后使用。在制劑中如果需要，可加入輔助劑。
載體可以是固態(tài)或液態(tài)，并且對(duì)載體沒有特殊的限制，只要其可以通用于農(nóng)業(yè)和園藝藥劑中。固體載體的例子包括礦物粉如粘土，滑石、膨潤土、碳酸鈣、硅藻土和白碳，植物粉如大豆粉和淀粉，及高聚物如石油樹脂，聚乙烯基醇和聚亞烷基二醇、尿素和蠟。而液體載體的例子包括各種有機(jī)溶劑如二甲苯、甲基萘和烷基苯，幾種油如植物油，以及水。
輔助劑的例子包括用于農(nóng)業(yè)和園藝藥劑中的表面活性劑、粘合劑(例如，木素磺酸、藻酸、聚乙烯基醇、阿拉伯膠和羧甲基纖維素鈉)以及穩(wěn)定劑(例如，當(dāng)酚類化合物、硫醇化合物或高級(jí)脂肪酸酯被用于防止氧化時(shí)，或當(dāng)磷酸鹽被用作pH調(diào)節(jié)劑時(shí)，也可使用光穩(wěn)定劑)它們可單獨(dú)使用也可混合使用。在一定情況下，工業(yè)殺菌劑或抗菌殺真菌劑可加入以控制細(xì)菌和真菌。
表面活性劑的例子包括非離子型，陽離子型、陰離子型和兩性表面活性劑，可被合適地單獨(dú)或混合使用。優(yōu)選非離子型表面活性劑的例子可通過往烷基苯酚、高級(jí)醇、烷基萘酚、高級(jí)脂肪酸、脂肪酸酯或類似物中加入環(huán)氧乙烷(例如，X-77或Neugen EA80)或1，2-環(huán)氧丙烷而得到。陰離子表面活性劑優(yōu)選的例子為烷基磺酸鹽(例如，Neopelex)，烷基硫酸酯鹽，磷酸酯鹽或烷基苯酚、烷基萘酚、高級(jí)醇、高級(jí)脂肪酸、脂肪酸酯的類似物或同類物。木素磺酸鹽(例如，Sun Ekisu)或其類似物也是一個(gè)優(yōu)選的例子。
在本發(fā)明除草組合物中，由式(Ⅰ)表示的化合物的含量取決于制劑的形態(tài)。一般地，在粉劑中為重量的0.01-20%，在可濕性粉劑中為重量的1-50%，粒劑中為重量的0.01-10%，乳劑中為重量的0.1-50%，流動(dòng)劑中為重量的0.1-50%，干流動(dòng)劑中為重量的1-50%。優(yōu)選地為，粉劑重量的0.1-3%，可濕性粉劑中為重量的10-40%，粒劑中為重量的0.1-5%，在乳劑中為重量的1-30%，在流動(dòng)劑中為重量的1-30%，在干流動(dòng)劑中為重量的10-40%。
輔助劑的含量為重量的0-80%，而載體的含量為從重量100%中減去除草活性成分化合物的含量和輔助劑的含量所得的值。
不用說，由式(Ⅰ)代表的本發(fā)明除草組合物可與一種或多種其它除草組合物或農(nóng)藥如殺真菌劑、殺蟲劑和植物生長調(diào)節(jié)劑，肥料、土壤改良劑等混合，在此除草組合物還可作成混合劑型。在某些情況下，這種組合可望產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。
本發(fā)明的制備方法和本發(fā)明化合物的制備方法將參考典型實(shí)施例進(jìn)行描述。
實(shí)施例1將35.1g(0.10mol)3，4-順-4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮溶于300ml甲醇中，然后在冷卻下往其中加入20ml50%氫氧化鈉水溶液。然后，將所得溶液在室溫下放置5小時(shí)。此溶液用濃鹽酸中和，減壓蒸去大部分甲醇。將剩余物傾入500ml水中，然后用200ml乙酸乙酯提取兩次。用飽和氯化鈉水溶液洗滌，用無水硫酸鈉干燥后，減壓蒸去溶劑，得到34.6g3，4-反-4-乙基-3-(3-三氟苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮(化合物5)白色晶體。
經(jīng)HPLC分析，反式異構(gòu)體的純度為96%。
實(shí)施例2將17.6g(0.05mol)3，4-順-4-乙基-3-(4-氟苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮和17.6g(0.05mol)3，4-反-4-乙基-3-(4-氟苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮溶于300ml無水四氫呋喃中，在室溫、氮?dú)饬髦袛嚢柘峦锩婕尤?.0g60%氫化鈉，然后將溶液保持30分鐘。隨后，將混合物傾入1000ml1%鹽酸水溶液中，用200ml乙酸乙酯提取兩次，接著用300ml飽和氯化鈉水溶液洗滌。減壓蒸去溶劑，得到33.3g3，4-反-4-乙基-3-(4-氟代苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮(化合物3)白色晶體。經(jīng)HPLC分析，反式異構(gòu)體純度為94%。
實(shí)施例3將23.2g(0.05mol)N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-三氟甲基苯基)-2-溴-2-(3-氟苯基)乙酰胺溶于200ml甲苯中，在80-90℃，攪拌下往里面加入15ml氫化三丁基錫和痕量α，α-偶氮雙異丁腈，接著加熱攪拌1小時(shí)。溶液冷卻至室溫后，加入1.0ml1，8-二氮雜雙環(huán)(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)，將溶液保持1小時(shí)。接著，將溶液用100ml10%鹽酸洗滌，然后蒸去甲苯。將無甲苯的溶液溶于300ml乙腈，然后用正己烷充分洗滌，蒸去乙腈得17.0g3，4-反-4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(4-氯-3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮(化合物33)白色晶體。經(jīng)HPLC分析，反式異構(gòu)體的純度為95%。
實(shí)施例4將22.3g(0.05mol)N-(2-丁烯基)-N-(3-三氟甲基苯基)-2-溴-2-(3-氯苯基)乙酰胺溶于200ml甲苯中，然后往里面加入3.0g溴化亞銅和3.0ml二正丁基胺。將溶液在90-100℃攪拌30分鐘。將所得反應(yīng)混合物倒入20%鹽酸中然后用甲苯提取。提取液用無水硫酸鎂干燥，然后蒸去溶劑。進(jìn)行硅膠色譜分離得19.0g4-(1-溴代乙基)-3-(3-氯苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮的空間異構(gòu)體混合物。隨后，將所有混合物溶于300ml用氫氯酸飽和的乙酸中，再加入100g鋅粉，接著在90-110℃攪拌5小時(shí)。濾除不溶物，然后向其中倒入飽和氯化鈉水溶液。用甲苯提取后，提取液再用飽和氯化鈉水溶液充分洗滌。加入10.0ml1，8-二氮雜雙環(huán)(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)，再將溶液在室溫放置1小時(shí)。用稀鹽酸水溶液洗滌后，蒸去甲苯，得到10.9g3，4-反-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮(化合物11)白色晶體。經(jīng)HPLC分析，反式異構(gòu)體的純度96%。
實(shí)施例5將1.0g4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(4-氯-3-異丙苯基)-吡咯烷-2-酮，2.0ml甲酸和0.7g5%Pd/c加入10ml二甲基甲酰胺中，接著在回流溫度下攪拌6小時(shí)。濾除Pd/c后，用甲苯提取。用無水硫酸鎂干燥后，溶液用蒸發(fā)器濃縮，定量得到3，4-反-4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(化合物58)。
實(shí)施例6將1.5g N-(2-丁烯基)-N-(3-異丙苯基)-2-氯-2-(3-氯苯基)乙酰胺加入15ml甲苯中，并在回流攪拌下加入1.2g氫化三丁基錫和痕量α，α-偶氮二異丁腈(AIBN)。繼續(xù)攪拌10分鐘后，使溶液溫度回落到室溫，加入0.3ml DBU，接著再攪拌5分鐘。反應(yīng)溶液用蒸發(fā)器濃縮，然后進(jìn)行硅膠色譜分離，得到0.9g3，4-反-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(化合物61)。
比較實(shí)施例1將23.2g(0.05mol)N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-三氟甲基苯基)-2-溴-2-(3-氟苯基)乙酰胺溶于200ml甲苯，在80-90℃攪拌下往里面加入15ml氫化三丁基錫和痕量α，α-偶氮二異丁腈，接著加熱攪拌1小時(shí)。隨后蒸去甲苯。將無甲苯的溶液溶于300ml乙腈再用正己烷充分洗滌，然后蒸去乙腈，得17.0g4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(4-氯-3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮異構(gòu)體混合物。進(jìn)行硅膠色譜分離，得9.2g3，4-反-4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(4-氯-3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮和3.5g3，4-順-4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(4-氯-3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮。
比較實(shí)施例2除了不加DBU之外，以與實(shí)施例2相同的步驟進(jìn)行反應(yīng)和處理，得到10.6g4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮異構(gòu)體混合物。然后硅膠色譜分離，得6.8g3，4-反-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮和3.3g3，4-順-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮。
〔參考實(shí)施例〕N-(2-丁烯基)-N-(取代苯基)-2-鹵-2-(取代苯基)乙酰胺，N-(2-丁烯基)苯胺和α-鹵代苯基乙酰鹵的合成實(shí)施例將被描述為參考實(shí)施例。
參考實(shí)施例1合成N-(2-丁烯基)-N-(3-三氟甲基苯基)-2-溴-2-(3-氯苯基)乙酰胺在大約室溫，攪拌下，將3.0g 2-溴-2-(3-氯苯基)乙酰氯逐漸滴加到2.2g N-(2-丁烯基)-N-(3-三氟甲基苯基)胺的40ml甲苯溶液中。再攪20分鐘后，濾除不溶沉淀，然后將溶液用甲苯稀釋。甲苯溶液用飽和碳酸氫鈉水溶液和飽和氯化鈉水溶液充分洗滌。用無水硫酸鈉干燥后蒸去溶劑，定量得到所需的油狀產(chǎn)品。
參考實(shí)施例2合成N-(2-丁烯基)-N-(3-三氟甲基苯基)胺將1.4g無水碳酸鉀和1.0g1-氯-2-丁烯加入1.6g3-氨基三氟甲苯的30ml二甲基甲酰胺溶液中，接著在70-90℃攪拌2小時(shí)。然后濾除碳酸鉀，加入100ml飽和氯化鈉水溶液，然后用甲苯提取。用無水硫酸鈉干燥后，蒸除溶劑，再進(jìn)行硅膠色譜分離，得1.4g所需化合物。
參考實(shí)施例3合成2-溴-2-(3-氯苯基)乙酰氯將14g亞硫酰氯加到17.1g3-氯苯基乙酸中，并在攪拌下往里面滴加18g溴，同時(shí)將溶液加熱回流。加完后，繼續(xù)加熱回流30小時(shí)。冷卻后，溶液用蒸發(fā)器濃縮，定量得到所需化合物。
參考實(shí)施例4合成3，4-反-4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(4-氯-3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(中間化合物58)將2.0g N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-異丙苯基)-2-氯-2-(3-氟苯基)乙酰胺加到15ml甲苯中，再在回流溫度攪拌下加入1.8g氫化三丁基錫和痕量α，α-偶氮二異丁腈(AIBN)。繼續(xù)攪拌10分鐘后，將溶液溫度降到室溫，往里面加入0.3ml DBU，接著再攪拌5分鐘。反應(yīng)溶液用蒸發(fā)器濃縮，然后進(jìn)行硅膠色譜分離，得1.4g所需化合物。
IR ν凈(cm-1)1702NMR(CDCl3)δppm0.97(3H，t，J＝7.2Hz)，1.21-1.27(6H，m)，1.50-1.60(1H，m)，1.70-1.80(1H，m)，2.40-2.50(1H，m)，3.35-3.45(1H，m)，3.48(1H，d，J＝10.4Hz)，3.54(1H，t，J＝8.8Hz)，3.99(1H，t，J＝8.8Hz)，6.96-7.06(3H，m)，7.26-7.37(3H，m)，7.76(1H，s).
用與參考實(shí)施例4相同的步驟來合成如下吡咯烷衍生物。這樣得到的衍生物具有如下物理性質(zhì)3，4-反-4-乙基-3-(3，5-二氟苯基)-1-(4-氯-3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(中間化合物59)IR ν 凈(cm-1)1702nD22.2℃1.53983，4-反-4-乙基-3-(3，4-二氟苯基)-1-(4-氯-3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(中間化合物60)IR ν 凈(cm-1)1701nD23.1℃1.5670參考實(shí)施例5合成N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-異丙苯基)-2-氯-2-(3-氟苯基)乙酰胺在20-30℃攪拌下，將2.6g2-氯-2-(3-氟苯基)乙酰氯逐漸滴加到2.2g N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-異丙苯基)胺和2.0g無水碳酸鉀的40ml N，N-二甲基甲酰胺溶液中。繼續(xù)攪拌20分鐘后，濾除碳酸鉀，再用甲苯提取。用無水硫酸鈉干燥后，將反應(yīng)溶液用蒸發(fā)器濃縮，定量得到所需油狀產(chǎn)物。
IR ν 凈(cm-1)1679nD32.1℃1.5502用與參考實(shí)施例5相同的步驟合成其它酰胺衍生物。這樣得到的衍生物具有如下物理性質(zhì)N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-異丙苯基)-2-氯-2-(3，5-二氟苯基)乙酰胺IR ν 凈(cm-1)1680nD24.6℃1.5175N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-異丙苯基)-2-溴-2-(3，4-二氟苯基)乙酰胺IR ν 凈(cm-1)1677nD24.2℃1.5497N-(2-丁烯基)-N-(3-異丙苯基)-2-氯-2-(3-氯苯基)乙酰胺IR ν 凈(cm-1)1676nD21.4℃1.5617參考實(shí)施例6合成N-(2-丁烯基)-N-(4-氯-3-異丙苯基)胺將2.8g無水碳酸鉀和2.0g1-氯-2-丁烯加到3.2g4-氯-3-異丙基苯胺的15ml N，N-二甲基甲酰胺溶液中，接著在70-90℃攪拌1小時(shí)。濾除碳酸鉀后，加入100ml水，然后用甲苯提取。用無水硫酸鈉干燥后，將反應(yīng)溶液用蒸發(fā)器濃縮，進(jìn)行硅膠色譜分離，得1.5g所需化合物。
IR ν 凈(cm-1)3418nD23.0℃1.5145還可用同樣方法合成N-(2-丁烯基)-N-(3-異丙苯基)胺。
IR ν 凈(cm-1)3413nD21.4℃1.5303參考實(shí)施例7合成3，4-順-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(比較化合物E)將2.0g N-(2-丁烯基)-N-(3-異丙苯基)-2-氯-2-(3-氯苯基)乙酰胺加入15ml甲苯中，并在回流溫度攪拌下將1.7g氫化三丁基錫和痕量α，α-偶氮二異丁腈(AIBN)加到溶液中。繼續(xù)攪拌10分鐘后，溶液溫度回落至室溫，將反應(yīng)溶液用蒸發(fā)器濃縮，然后進(jìn)行柱色譜分離，得0.9g第一洗脫化合物，3，4-反-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(化合物61)和0.3g最后洗脫化合物，3，4-順-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(化合物E)。
IR ν液體石蠟(cm-1)1702NMR(CDCl3)δppm0.91(3H，t，J＝7.6Hz)，1.24(6H，d，J＝6.6Hz)，1.21-1.75(2H，m)，2.63-2.74(1H，m)，2.80-2.95(1H，m)，3.69(1H，dd，J＝7.4Hz，9.3Hz)，4.00(1H，d，J＝8.9Hz)，4.03(1H，dd，J＝7.3Hz，9.3Hz)，7.03(1H，d，J＝8.0Hz)，7.13(1H，d，J＝7.3Hz)，7.20-7.66(6H，m).
吡咯烷環(huán)3-和4-位的空間構(gòu)象由吡咯烷環(huán)3-位的質(zhì)子(用3-H表示)和吡咯烷環(huán)4-位的質(zhì)子(由4-H表示)的偶合常數(shù)確定。也就是說，在4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-異丙苯基)-2-吡咯烷-2-酮情況下，3，4-反式異構(gòu)體由J3H-4H＝10.3Hz確定，而3，4-順式異構(gòu)體由J3H-4H＝8.9Hz確定。
表1列出了有關(guān)本發(fā)明制備方法的，由式(Ⅰ)代表的化合物(化合物1-57)和本發(fā)明由式(Ⅲ)代表的化合物(化合物58-62)的例子。
〔制劑實(shí)施例及試驗(yàn)〕下面，將對(duì)本發(fā)明的制劑實(shí)施例和某些除草劑的除草活性試驗(yàn)進(jìn)行描述。
制劑實(shí)施例1(可濕性粉劑)將20份重的本發(fā)明化合物58，2份重的Neopelex(商標(biāo)名，Kao公司制造;十二烷基苯磺酸鈉)，1份重的Neugen EA80(商標(biāo)名，由Sanyo化學(xué)工業(yè)有限公司制造;聚氧乙烯壬苯基醚)，5份重的白碳和72份重的硅藻土充分磨碎并混合得到可濕性粉劑。
制劑實(shí)施例2(可濕性粉劑)將20份重的本發(fā)明化合物59，2份重的烷基苯磺酸鈉、1份重的聚氧乙烯烷基苯基醚和77份重的Giecrite充分磨碎并混合得可濕性粉劑。
制劑實(shí)施例3(可濕性粉劑)通過將50份重的本發(fā)明的化合物60，5份重的白碳，6份重的聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸銨，2份重的木素磺酸鈉和37份重的硅藻土用噴射-O-混合器充分磨碎和混合得可濕性粉劑。
制劑實(shí)施例4(流動(dòng)劑)將91.7份重的水加到5份重的本發(fā)明化合物58，2份重的木素磺酸鈉，0.3份重的黃原膠和1份重的聚氧乙烯烷芳基醚中，混合，然后用沙磨機(jī)磨細(xì)混合物得流動(dòng)劑。
制劑實(shí)施例5(流動(dòng)劑)將30份重的本發(fā)明化合物59和10份重的Sun Ekisu P252(商標(biāo)名，如前述)于50份重水中的溶液濕磨并混合，然后加入并混合0.2份重的Kelzan S(商標(biāo)名，Kelco公司制造;黃原膠)于9.6份重的水中的溶液和0.2份重的Deltop(商標(biāo)名，Takeda化學(xué)工業(yè)有限公司制造;有機(jī)碘殺真菌劑)，得流動(dòng)劑。
制劑實(shí)施例6(粉劑)將1份重的本發(fā)明化合物60，0.5份重的Emulgen 910(商標(biāo)名，Kao公司制造;聚氧乙烯壬苯基醚)和98.5份重的高嶺土充分磨細(xì)混合得粉劑。
制劑實(shí)施例7(粉劑)將3份重的本發(fā)明化合物61，3份重的木素磺酸鈉、2份重的聚氧乙烯烷芳基醚和92份重的粘土混合并磨細(xì)得粉劑。
制劑實(shí)施例8(干流動(dòng)劑)將60份重量磨細(xì)的本發(fā)明化合物60，5份重的烷基苯磺酸鈉和35份重的聚丙二醇聚乙二醇醚混合得干流動(dòng)劑。
制劑實(shí)施例9(粒劑)將0.3份重的本發(fā)明化合物58，2份重Neopelex(商標(biāo)名，如前所述)、2份重的Sun Ekisu P252(商標(biāo)名，Sanyo-Kokusaku Pulp有限公司制造;木素磺酸鈉)，72.7份重的膨潤土和23份重的滑石充分混合。往生成的混合物中加入適量的水使其濕潤，接著將其擠壓通過一小噴射模壓機(jī)成為小球。小球在30-60℃空氣中干燥后，然后壓碎成為小粒，然后小粒通過篩分機(jī)分類收集0.3-2mm的小粒。
制劑實(shí)施例10(粒劑)將0.5份重的本發(fā)明化合物61，2份重的GosenolGL-05S(日本合成化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的聚乙烯醇)，2份重的Sun Ekisu P252(商標(biāo)名，Sanyo-Kokusaku Pulp有限公司制造;苯磺酸鈉)和95.5份粘土充分混合，向混合物中加入適量水使其濕潤，接著將其擠壓通過小噴射模壓機(jī)成為小球。小球在60-90℃于空氣中干燥后，壓碎成為小粒，此小粒通過篩分機(jī)分類收集0.3-1mm的小粒。
制劑實(shí)施例11(乳劑)將10份重的本發(fā)明化合物60，10份重的Sorpole 800A(商標(biāo)名，Toho化學(xué)工業(yè)有限公司制造;非離子/陰離子表面活性劑混合物)和80份重的鄰二甲苯相互混合然后溶解得乳劑。
試驗(yàn)1 水下條件下的土壤處理(芽前處理)將1/5000公畝Wagner罐填滿土。將稗草(Echinochloa Crusgalli)，藨草屬植物(Scirpus juncoides)，矮慈菇(Sagittaria Pygmaea)，鴨舌草(Monochoria vaginalis)，水莎草(Cyperus Serotinus)和母草屬(Lindernia pyxidaria)的種子或塊莖在水下條件下栽種。將預(yù)先培養(yǎng)的兩對(duì)水稻(Oryza sativa)秧苗(2-3葉期)移植到每個(gè)罐中并使其在溫室中生長。每對(duì)由兩株水稻秧苗組成。一天之后(雜草發(fā)芽之前)，每罐用粒劑處理，該粒劑根據(jù)制劑實(shí)施例9所述的工藝加工預(yù)定量的試驗(yàn)化合物而制備。30天后觀察雜草的生長狀態(tài)和水稻的傷害狀態(tài)。結(jié)果總結(jié)在表2和3中。
在表中，每個(gè)試驗(yàn)植物的損傷程度和水稻的傷害程度是通過將試驗(yàn)植物和水稻的生長狀態(tài)與未處理罐中的相應(yīng)植物和水稻比較而確定的，它們根據(jù)如下標(biāo)準(zhǔn)表示。
以干重與未處理組干重相比的等級(jí) 百分?jǐn)?shù)表示的生長率(%)5 0-5 (死亡)4 6-10 (嚴(yán)重?fù)p傷)3 11-40 (中等損傷)2 41-70 (弱損傷)1 71-90 (輕微損傷)0 91-100 (無損傷)比較化合物A、B、C、D和E分別表示如下化合物。
A1-(3-三氟甲基苯基)-3-氯-4-氯甲基吡咯烷-2-酮。
B1-甲基-3-苯基-5-(3-三氟甲基苯基)吡啶-4(1H)-酮。
C4-氯甲基-3-(3-氯苯基)-1-(3-三氟甲苯基)吡咯烷-2-酮。
D4-乙基-3-(3-氟苯基)-1-(3-三氟甲基苯基)吡咯烷-2-酮。
E3，4-順-4-乙基-3-(3-氯苯基)-1-(3-異丙苯基)吡咯烷-2-酮(在參考實(shí)施例7中制備)。

在這些試驗(yàn)中，與對(duì)比藥劑A、C和D相比，本發(fā)明的除草組合物盡管以低施用比率，仍對(duì)水稻田中的樣品雜草顯示出較高除草效果，它們還對(duì)水稻有優(yōu)異的安全性。另外，對(duì)應(yīng)于本發(fā)明化合物的順式異構(gòu)體(對(duì)比藥劑E)幾乎不顯示除草作用。
試驗(yàn)2 水下條件下的土壤處理(生長期處理)將1/5000公畝Wagner罐填滿土。在水下條件下播入稗草(Echinochloa crusgalli)、藨草屬植物(Scirpus juncoides)，鴨舌草(Monochoria vaginalis)和母草屬(Lindernia pyxidaria)的種子。將預(yù)先培養(yǎng)的兩對(duì)水稻(Oryza sativa)秧苗(2-3葉期)移栽到每個(gè)罐中并使其在溫室中生長。每對(duì)由兩株水稻秧苗組成。當(dāng)稗草變成二葉時(shí)，每罐用粒劑進(jìn)行處理，該粒劑根據(jù)制劑實(shí)施例10所述的工藝加工預(yù)定量的試驗(yàn)化合物而制備。30天后觀察雜草的發(fā)芽情況及水稻的傷害情況。結(jié)果總結(jié)在表4中。表中每種試驗(yàn)植物的損傷程度和水稻的傷害程度用與試驗(yàn)1相同的方法確定。
在這些試驗(yàn)中相似的是，與對(duì)比藥劑A、C和D相比，本發(fā)明的除草組合物盡管以低的施用比率，仍對(duì)水稻田中的樣品雜草顯示較高的除草效果，它們也對(duì)水稻顯示優(yōu)異的安全性。另外，對(duì)應(yīng)于本發(fā)明化合物的順式異構(gòu)體(比較藥劑E)幾乎不顯示除草作用。
權(quán)利要求
1.一種制備由式(I)代表的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體的方法
(I)(其中R1為氫原子、鹵原子或甲基；R2為三氟甲基，具有1至3個(gè)碳原子的鹵代烷氧基，具有1至3個(gè)碳原子的鹵代烷硫基，具有1至4個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，具有1至4個(gè)碳原子的烷氧基、硝基、氰基、苯氧基、羥基或鹵原子；X為氫原子、鹵原子、三氟甲基，具有1至3個(gè)碳原子的烷基、氰基或硝基；n為1或2并指示由X代表的取代基的數(shù)目，當(dāng)n=2時(shí)，基團(tuán)X可以相同或不同)該方法包括堿與式(I)代表的4-乙基-1-(取代苯基，-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-順式異構(gòu)體反應(yīng)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-順式異構(gòu)體包括在4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-順式異構(gòu)體和3，4-反式異構(gòu)體混合物中。
3.由式(Ⅲ)代表的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體
(Ⅲ)(其中R2為異丙基，X為在3-位取代的氟原子，氯原子或溴原子，或在3-和4-位或在3-和5-位取代的氟原子)。
4.一種用于水稻田的除草組合物，它含有作為除草活性成分的，由式(Ⅲ)代表的4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-反式異構(gòu)體
(Ⅲ)(其中R2為異丙基，X為在3-位取代的氟原子，氯原子或溴原子，或在3-和4-位或3-和5-位取代的氟原子)。
5.一種對(duì)稻株無傷害防治水稻田中雜草的方法，包括將有效量的權(quán)利要求3化合物施用到水稻田中。
全文摘要
4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮的3，4-順式異構(gòu)體，當(dāng)與堿反應(yīng)時(shí)，可有效地轉(zhuǎn)化成其3，4-反式異構(gòu)體，該反式異構(gòu)體具有高除草活性并被用作除草組合物的有效成分。而且，由式(III)代表的3，4-反-4-乙基-1-(取代苯基)-3-(取代苯基)吡咯烷-2-酮化合物
文檔編號(hào)C07D207/26GK1061593SQ91109570
公開日1992年6月3日 申請(qǐng)日期1991年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月7日
發(fā)明者森安宏一, 小田研悟, 富谷完治, 三浦徹, 西田誠, 日比佐知子 申請(qǐng)人:三井東壓化學(xué)株式會(huì)社