製備磺醯脲衍生物的方法

2023-09-17 15:11:25

專利名稱：製備磺醯脲衍生物的方法
技術領域：
本發明涉及製備具有除草活性的新磺醯脲衍生物的方法。更具體地講，本發明涉及製備式(Ⅰ)化合物或其鹽的方法，
(其中Q是在橋頭位置上具有氮原子的可以被取代的稠合雜環基團，R1和R2各自是烷基、烷氧基或囟素，而Z是CH或N)，該方法包括第一步，使式(Ⅳ)化合物
(其中的符號定義如上)與式(Ⅲ)化合物
(其中Y1是囟素或OY2，Y2是烷基或苯基)在鹼存在下反應，和第二步，在無水條件下使式(Ⅱ)化合物
和酸與第一步反應混合物中的反應產物反應。
用本發明方法製得的磺醯脲衍生物是新穎的有價值的農藥，例如除草劑。
根據已有文獻，一種不同於本發明最終產物的磺醯脲衍生物是用兩步法製備的，即使磺醯胺與氯甲酸酯或碳酸二酯反應得到磺醯基氨基甲酸酯化合物，經分離和純化後，使生成的化合物再與胺化合物反應，得到磺醯脲化合物。例如在特開昭60-78980中介紹的一種兩步法如下
其中，A1是氫或低級烷基，A2是氫或低級烷基，D是氫、低級烷基或-COOR(R是氫或低級烷基)，E是烷基或苯基，G是氮或＝C-R′(R是氫)，M和M′各為氫、低級烷基和低級烷氧基等等。
然而，本發明人一直在嘗試按現有技術的這一已知方法來生產化合物(Ⅰ)，試驗發現此法有以下缺點(1)此兩步法中的一些操作複雜，(2)提供的最終產物產率低，純度低，而且(3)由第一步得到的磺醯基氨基甲酸酯化合物對溼氣和熱不穩定和難處理，因此這種已知方法作為工業方法不能令人滿意。
按本發明的方法，第一步，使式(Ⅳ)化合物與式(Ⅲ)化合物反應得到磺醯基氨基甲酸酯化合物(Ⅴ)
(其中各符號定義如上);第二步，使生成的化合物(Ⅴ)在不從反應混合物中分離出的條件下與式(Ⅱ)化合物反應，製得高純度和高產率的化合物(Ⅰ)。
本發明方法製備的化合物未在出版物上公開過，是新物質。
在上面的化合物(Ⅰ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)中，Q是一個橋頭位置上有氮原子的稠雜環基團，可以被任意取代。在橋頭有氮原子的稠合雜環基團，是指在第一和第二橋頭均有或其中之一有氮原子的稠合雜環基團。在橋頭具有氮原子的稠合雜環基團(由Q表示)是由除去由通式
表示的雜環中連接在橋頭原子之外的一個成環碳原子上的一個氫原子而得到的，其中環
和環
各為可以被取代的含氮雜環。所說的稠合雜環基團由通式
表示，其中-代表化學鍵，其它符號定義同上。
由環
或環
代表的含氮雜環是4-8元(優選5-6元)含1-4個氮原子和含(或不含)1-3個氧原子和/或可以被一或二氧化的1-3個硫原子的雜環，此環可以進一步與5或6元脂環(如環戊烷或環己烷)、芳環(如苯或萘)或雜環(優選5或6元雜環)稠合。
在上述基團中，優選具有通式
的基團。
在上述各式中，環
是含1-3個氮原子的5元雜環，環
優選含1-2個氮原子的6元雜環或含1-2個氮原子和一個可以被一或二氧化的硫原子的5元雜環。
環
和
各自可以被下文將予定義的取代基B1、B2和B3中1-3個同樣的或不同的取代基取代。
具體地說，具有通式
的基團用通式
表示，而且具有通式
的基團用通式
表示;其中A是在咪唑環[1，2]位上形成稠合環的基團，A′是在咪唑環[1，5]位上形成稠合環的基團，A″是在吡唑環[1，5]位上形成稠合環的基團，A″′是在吡咯環[1，2]位上形成稠合環的基團，A″″是在三唑環[3，4]位上形成稠合環的基團;而且B1、B2和B3各是氫、羥基、氨基、氰基、氨磺醯基、氨磺醯氧基、巰基、硝基、囟素或有機殘基。構成基團A、A′、A″、A″′或A″″之環的碳和氮原子可以有1-3個相同或不同的取代基，例如羥基、氨基、氰基、氨磺醯基、氨磺醯氧基、巰基、硝基、囟素、有機殘基或磺基。鄰接的構環碳和氮原子或碳和碳原子可以形成另外的稠合環(5或6元稠合環)。而且，構環的硫原子可以被一或二氧化。
有機殘基B1、B2或B3的含義，與將予定義的稠合雜環上的取代基相同。
基團A、A′、A″、A″′、A或A″″含有1-4(優選3或4)個碳原子作為構環的原子，而且還可以含有1-3個氮、氧或/和可以被一和二氧化的硫原子。
舉例來說，作為通式為
的基團之骨架的通式為
的稠合環包括
舉例來說，作為通式為
的基團之骨架的通式為
的稠合環包括
舉例來說，作為通式為
的基團之骨架的通式為
的稠合環包括
舉例來說，用為通式為
的基團之骨架的通式為
的稠合環包括
舉例來說，作為通式為
的基團之骨架的通式為
的稠合環包括
在上面提到的稠合環中，優選的實例是咪唑並[1，2-a]吡啶(
)，咪唑並[2，1-b]噻唑(
)，咪唑並[1，2＝a]嘧啶(
)，咪唑並[1，2-b]噠嗪(
)，
咪唑並[1，2-c]嘧啶(
)，咪唑並[1，2-a]咪唑(
)，咪唑並[2，1-b](1，3，4)噻二唑(
)，2，3-二氫咪唑並[2，1-b]噻唑(或其一氧化物或二氧化物)(
)，(n＝0、1或2)，吡唑並[1，5-a]嘧啶(
)，吡唑並[5，1-b]噻唑(
)，吡唑並[1，5＝a]吡啶(
)，吡咯並[1，2-a]吡啶(
)，
咪唑並[1，5-a]吡啶(
)，咪唑並[1，2-b](1，2，4)三唑(
)和(1，2，4)三唑並[3，4-b]噻唑(
)。
更優選的實例是咪唑並[1，2-a]吡啶、咪唑並[2，1-b]噻唑和咪唑並[1，2-b]噠嗪。
用Q表示的、在橋頭位置上含有氮原子的稠合雜環基團是從上面提到的稠合雜環中除去成環原子(非橋頭)上的一個氫而衍生得到的基團。例如，相當於咪唑並[1，2-a]吡啶的稠合雜環基團(是上面的稠合雜環之一)可以用式
表示。在前面提到過的基團中，優選具有下列通式的基團
基團A優選含有4個碳原子，2-3個碳原子和1個氮原子，2個碳原子和1個可以被一或二氧化的硫原子，1個碳原子、1個硫原子和1個氮原子，或者1個碳原子和2個氮原子作為構環原子。
基團A′和A″′最好各含4個碳原子作為構環原子。
基團A″最好含有4個碳原子，3個碳原子和1個氮原子，或者2個碳原子和1個硫原子作為構環原子。
基團A″″最好含有2個碳原子和1個硫原子作為構環原子。
橋頭具有氮原子的稠合雜環基團可以被1-3個相同或不同的取代基取代，例如羥基、氨基、氰基、氨磺醯基、氨磺醯氧基、巰基、硝基、囟素、有機殘基或磺基。
優選氰基、氨磺醯基、氨磺醯氧基、硝基、囟素和有機殘基。更優選氰基、囟素和有機殘基。
上面提到的囟素實例是氟、氯、溴和碘。上面提到的有機殘基的實例包括烴基、雜環基團、醯基、-T-Q0基團(其中Q0是烴基、雜環基
團或醯基;T是O、S或S-S，其中n等於0、1或2)、
團(其中Q1是氫、烴基或醯基，Q2是烴基或醯基)、
團(其中Q1和Q2分別定義如上)、氨基甲醯基、氨基甲醯氧基、脲基、硫代氨基甲醯基、羰基和-O-SO2-Q2基團(其中Q2定義如上)。
作為所說有機殘基的實例而提到的烴基、雜環基團和醯基，用Q0表示的烴基、雜環基團和醯基，以及用Q1或Q2代表的烴基和醯基在後面予以詳細說明。
上述的氨基甲醯基、氨基甲醯氧基、脲基或硫代氨基甲醯基可以被後面予以詳細說明的烴基、雜環基團和/或醯基中的一個或二個相同或不同的基團取代。
作為有機殘基的實例之雜環基團和由Q0表示的雜環基團可以被1-3個在後面予以詳細說明的烴基、醯基和囟素取代。
所說烴基的實例包括直鏈、支鏈或環狀脂族基團(可以含有一個雙鍵或叄鍵)、芳基或芳烷基，具體地說是烷基、鏈烯基、炔基、芳基或芳烷基。
所說的烷基優選含1-6個碳原子的直鏈、支鏈或環烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、異戊基、新戊基、環戊基、正己基、異己基或環己基。所說的鏈烯基優選含有3-6個碳原子的直鏈、支鏈或環鏈烯基，例如烯丙基、異丙烯基、1-丁烯基、2-戊烯基或2-己烯基。所說的炔基優選含3-6個碳原子的炔基，例如炔丙基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基或3-己炔基。所說的芳基優選含6-14個碳原子的芳基，例如苯基、萘基、聯苯基或蒽基。所說的芳烷基優選含7-19個碳原子的芳烷基，例如苄基、苯乙基、苯丙基、聯苯甲基、二苯甲基或三苯甲基。所說的雜環基可以舉出含有1-4個雜原子(如氧、可以被氧化的氮和可以被一或二氧化的硫原子)的5或6元雜環基團或其稠合環基團，最好是由上述5或6元雜環基團和可以含有1-4個雜原子(如氧、可以被氧化的氮和可以被一或二氧化的硫原子)的5或6元環基團之間形成的稠合環基團。所說的雜環基團特例包括2-或3-吡咯基，3-、4-或5-吡唑基，2-、4-或5-咪唑基，1，2，3-三唑-4-基，1，2，4-三唑-3-基，1H-或2H-四唑-5-基，2-或3-呋喃基，2-或3-噻吩基，2-或3-噻吩-1，1-二氧基，2-、4-或5-噁唑基，3-、4-或5-異噁唑基，1，2，3-噁二唑-4(或5)-基，1，2，4-噁二唑-3(或5)-基，1，2，5-噁二唑-3(或4)-基，1，3，4-噁二唑-2(或5)-基，2-、4-(或5)-噻唑基，3-、4-(或5-)異噻唑基，1，2，3-噻二唑-4(或5)-基，1，2，4-噻二唑-3(或5)-基，1，2，5-噻二唑-3(或4)-基，1，3，4-噻二唑-2(或5)-基，2-(或3-)吡咯烷基，2-、3-或4-吡啶基，2-、3-或4-吡啶基-N-氧基，3-或4-噠嗪基，3-或4-噠嗪基-N-氧基，2-、4-或5-嘧啶基，2-、4-或5-嘧啶基-N-氧基，吡嗪基，2-、3-或4-哌啶基，哌嗪基，3H-吲哚-2(或3)-基，2-、3-或4-吡喃基，2-、3-或4-噻喃基，2-、3-或4-噻喃-1，1-二氧基，苯並吡喃基，3-、4-、5-、6-、7-或8-喹啉基，吡啶並[2，3-d]嘧啶基(如吡啶並[2，3-d]嘧啶-2-基)，1，5-、1，6-、1，7-、1，8-、2，6-、或2，7-二氮雜萘基(如1，5-二氮雜萘-2(或3)-基)，噻吩並[2，3-d]吡啶基(如噻唑並[2，3-d]吡啶-3-基)，吡嗪並喹啉基(如吡嗪並[2，3-d]喹啉-2-基)和苯並吡喃基(如2H-苯並吡喃-2(或3)-基。上述的醯基是自有機羧基衍生得到的醯基，例如鏈烷醯基，優選含1-7個碳原子的鏈烷醯基(如甲醯基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、己醯基或庚醯基);芳羰基，優選含6-14個碳原子的芳羰基(如苄醯基或萘羰基);烷氧羰基，優選含1-6個碳原子的烷氧羰基(如甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧駛⒁轂豸駛⒍⊙豸駛⒁於⊙豸駛⒅俁⊙豸駛蚴宥⊙豸駛 芳氧羰基，優選含7-14個碳原子的芳氧羰基(如苯氧羰基);芳烷羰基，優選含7-19個碳原子的芳烷羰基(如苯甲羰基、苯乙羰基、苯丙羰基、二苯甲羰基或萘乙羰基);含有1-4個雜原子(例如氧、可以被氧化的氮和可以被一或二氧化的硫原子)的5或6元雜環羰基，例如2-、3-或4-吡咯基羰基，3-、4-或5-吡唑基羰基，2-、4-或5-咪唑基羰基，1，2，3-三唑-4-基羰基，1，2，4-三唑-3-基羰基，1H-或2H-四唑-5-基羰基，2-或3-呋喃基羰基，2-或3-噻吩基羰基，2-、4-或5-噁唑基羰基，3-、4-或5-異噁唑基羰基，1，2，3-噁二唑-4(或5)-基羰基，1，2，4-噁二唑-3(或5)-基羰基，1，2，5-噁二唑-3(或4)-基羰基，1，3，4-惡二唑-2(或5)-基羰基，2-、4-或5-噻唑基羰基，3-、4-或5-異噻唑基羰基，1，2，3-噻二唑-4(或5)-基羰基，1，2，4-噻二唑-3(或5)-基羰基，1，2，5-噻二唑-3(或4)-基羰基，1，3，4-噻二唑-2(或5)基羰基，2＝或3＝吡咯烷基羰基，2-、3-或4-吡啶基羰基，2-、3-或4-吡啶基-N-氧-羰基，3-或4-噠嗪基羰基，3-或4-噠嗪基-N-氧-羰基，2-、4-或5-嘧啶基羰基，2-、4-或5-嘧啶基-N-氧-羰基，吡嗪基羰基，2-、3-或4-哌啶基羰基，哌嗪基羰基，3H-吲哚-2(或3)-基羰基，2-、3-或4-吡喃基羰基，2-、3-或4-噻喃基羰基，3＝、4＝、5＝、6＝、7＝或8＝喹啉基羰基，吡啶並[2，3-d]嘧啶基羰基(如吡啶並[2，3-d]嘧啶-2-基羰基)，1，5-、1，6-、1，7-、1，8-、2，6-或2，7-二氮雜萘基羰基(如1，5-二氮雜萘-2(或3)-基羰基)，噻吩並[2，3-d]吡啶基羰基(如噻唑並[2，3-d]吡啶-3-基羰基)，吡嗪並喹啉基羰基(如吡嗪並[2，3-b]喹啉-2-基羰基)，苯並吡喃基羰基(如2H-苯並吡喃-2-或-3-基羰基);含有1-4個雜原子(如氧、可以被氧化的氮或可以被一或二氧化的硫原子)的5或6元雜環乙醯基(如2-吡咯基乙醯基、3-咪唑基乙醯基或5-異惡唑基乙醯基)。
-T-Q0基團的實例包括烷氧基、鏈烯氧基、芳氧基、芳烷氧基、雜環氧基、醯氧基、烷硫基、鏈烯硫基、芳硫基、芳烷硫基、雜環硫基、醯硫基、烷二硫基、芳二硫基、芳烷二硫基、烷亞磺醯基、鏈烯亞磺醯基、芳亞磺醯基、芳烷亞磺醯基、雜環亞磺醯基、烷磺醯基、鏈烯磺醯基、芳磺醯基、芳烷磺醯基和雜環磺醯基。
上面提到的烷氧基是直鏈、支鏈或環狀的烷氧基，優選含1-6個碳原子的，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、仲戊氧基、新戊氧基、環戊氧基、正己氧基、異己氧基或環己氧基。所說的鏈烯氧基是直鏈、支鏈或環狀的鏈烯氧基，優選含有3-6個碳原子的，例如烯丙氧基、異丙烯氧基、1-丁烯氧基、2-戊烯氧基或2-己烯氧基。所說的芳氧基最好是含6-14個碳原子的芳氧基，例如苯氧基、萘氧基或聯苯氧基。所說的芳烷氧基優選含7-19個碳原子的芳烷氧基，例如苯甲氧基、苯乙氧基或苯丙氧基。所說的雜環氧基是T′-O-基團(其中T′是上面提到的雜環基團)，例如2-或3-吡咯氧基，3-、4-或5-吡唑氧基，2-、4-或5-咪唑氧基，1，2，3-三唑-4-基氧基，1，2，4-三唑-3-基氧基，1H-或2H-四唑-5-基氧基，2-或3-呋喃氧基，2-或3-噻吩氧基、2-或3-噻吩氧-1，1-二氧或2-、4-或5-噁唑氧基。所說的醯氧基是T″-O-基團(其中T″是前面提到過的醯基)，例如乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基、苄基羰氧基、苯乙羰氧基、苯甲醯氧基、萘醯氧基、噻唑羰氧基或苯並噻吩羰氧基。所說的烷硫基是直鏈、支鏈或環狀烷硫基，優選含1-6個碳原子的，例如甲硫基、乙硫基、正丙硫基、異丙硫基、正丁硫基、異丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、正戊硫基、仲戊硫基、異戊硫基、新戊硫基、環戊硫基、正己硫基或異己硫基、環己硫基。所說的鏈烯硫基是直鏈、支鏈或環狀的鏈烯硫基，優選含3-6個碳原子的，例如烯丙硫基、異丙烯硫基、1-丁烯硫基、2-戊烯硫基或2-己烯硫基。所說的芳硫基優選含6-14個碳原子的芳硫基，例如苯硫基、萘硫基或聯苯硫基。所說的芳烷硫基優選含7-19個碳原子的芳烷硫基，例如苯甲硫基、苯乙硫基或苯丙硫基。所說的雜環硫基是T′-S-基團(其中T′是前面提到過的雜環基團)，例如2-或3-吡咯硫基，3-、4-或5-吡唑硫基，2-、4-或5-咪唑硫基，1，2，3-三唑-4-基硫基，1，2，4-三唑-5-基硫基，1H或2H-四唑-5-基硫基，2-或3-呋喃硫基，2-或3-噻吩硫基，2-或3-噻吩硫-1，1-二氧化或2-、4-或5-噁唑硫基。所說的醯硫基是T″-S-基團(其中T″是前面提到過的醯基)，例如乙醯硫基、丙醯硫基、丁醯硫基、戊醯硫基、己醯硫基、苯甲羰硫基、苯乙羰硫基、苯甲醯硫基、萘醯硫基、噻吩羰硫基或苯並噻吩羰硫基。所說的烷二硫基是直鏈、支鏈或環狀的烷二硫基，優選含1-6個碳原子的，例如甲二硫基、乙二硫基、正丙二硫基或環戊二硫基。所說的芳二硫基優選含6-14個碳原子的芳二硫基，例如苯二硫基、萘二硫基或聯苯二硫基。所說的芳烷二硫基優選含7-19個碳原子的芳烷二硫基，例如苄二硫基或苯乙二硫基。所說的烷基亞磺醯基是直鏈、支鏈或環狀烷基亞磺醯基，優選含1-6個碳原子的，例如甲亞磺醯基、乙亞磺醯基、正丙亞磺醯基、正己亞磺醯基或環己亞磺醯基。所說的鏈烯亞磺醯基是直鏈、支鏈或環狀鏈烯基亞磺醯基，優選含3-6個碳原子的，例如烯丙亞磺醯基。芳亞磺醯基優選含6-14個碳原子的芳基亞磺醯基，如苯亞磺醯基。芳烷亞磺醯基優選含7-19個碳原子的芳烷基亞磺醯基，例如苄亞磺醯基。雜環亞磺醯基是T′-SO-基團(其中T′是前面提到過的雜環基團)，例如2-或3-吡咯亞磺醯基或者3-、4-或5-吡唑亞磺醯基。烷磺醯基是直鏈、支鏈或環狀烷基磺醯基，優選含1-6個碳原子的，例如甲磺醯基、乙磺醯基或環己磺醯基。鏈烯磺醯基是直鏈、支鏈或環狀的鏈烯基磺醯基，優選含3-6個碳原子的，例如烯丙磺醯基。芳磺醯基優選含6-14個碳原子的芳磺醯基，例如苯磺醯基、萘磺醯基或聯苯磺醯基。芳烷磺醯基優選含7-19個碳原子的芳烷基磺醯基，如苄磺醯基、苯乙磺醯基或苯丙磺醯基。雜環磺酸基是T′-SO-基團(其中T′是前面提到過的雜環基團)，例如2-或3-吡咯磺醯基或者3-、4-或5-吡唑磺醯基。
基團
可以是烷胺基，優選一或二-(C1-6烷基)胺基，例如甲胺基、乙胺基、正丙胺基、正丁胺基、叔丁胺基、正戊胺基、正己胺基、二甲胺基、二乙胺基、甲乙胺基、二(正丙基)胺基或二(正丁基)胺基;環烷基胺基，優選一或二-(含3-6個碳原子的環烷基)胺基，例如環丙胺基、環戊胺基、環己胺基或二環己胺基;芳胺基，優選含6-14個碳原子的芳胺基，例如苯胺基或N-甲基苯胺基;芳烷胺基，優選含7-19個碳原子的芳烷胺基，例如苄胺基、1-苯乙胺基、2-苯乙胺基、二苯甲胺基或三苯甲胺基;醯胺基，即T″-NH-或(T″)2N-基團(其中T″是前面提到過的醯基;兩個T″基團與氮原子一起可以形成環)，例如烷羰胺基、芳羰胺基、雜環羰胺基(所說的烷基、芳基和雜環基團最好是前面提到過的那些)或環亞胺基，例如乙醯胺基、丙醯胺基、丁醯胺基、戊醯胺基、己醯胺基、琥珀酸亞胺基、苄羰胺基(苄基甲醯胺基)、苯乙羰胺基(苯乙基甲醯胺基)、苄醯胺基(苯甲醯胺基)、萘甲醯胺基、苯二甲醯亞氨基、噻吩羰胺基(噻吩基甲醯胺基)或苯並噻吩羰胺基(苯並噻吩基甲醯胺基)。
基團的具體實例包括一或二烷基氨磺醯基，優選含1-6個碳原子的一或二烷基氨磺醯基，例如甲基氨磺醯基、乙基氨磺醯基、正丙基氨磺醯基、正己基氨磺醯基、二甲基氨磺醯基、二乙基氨磺醯基、甲乙基氨磺醯基、二(正丁基)氨磺醯基;環烷基氨磺醯基，優選含3-6個碳原子的環烷基氨磺醯基，例如環丙基氨磺醯基和環己基氨磺醯基;芳基氨磺醯基，優選含6-14個碳原子的芳基氨磺醯基，例如苯基氨磺醯基;芳烷基氨磺醯基，優選含7-19個碳原子的芳烷基氨磺醯基，例如苄基氨磺醯基、1-苯乙基氨磺醯基、2-苯乙基氨磺醯基、二苯甲基氨磺醯基或者三苯甲基氨磺醯基;以及T″-NHSO2-或(T″)2N-SO2-基團的醯基氨磺醯基(其中T″是前面提到過的醯基)，例如乙醯基氨磺醯基、苄羰基氨磺醯基或噻吩羰基氨磺醯基。Q2-SO2-O基團的實例包括烷磺醯氧基，優選含1-6個碳原子的烷磺醯氧基，例如甲磺醯氧或乙磺醯氧基;芳磺醯氧基，優選含6-14個碳原子的芳磺醯氧基，例如苯磺醯氧或對甲苯磺醯氧基;芳烷基磺醯氧基，優選含7-19個碳原子的芳烷磺醯氧基，例如苄磺醯氧或苯乙磺醯氧基;以及醯基磺醯氧基，例如乙醯磺醯氧或丁醯磺醯氧基。
上面提到的烷基、烷氧基、烷硫基、烷二硫基、烷亞磺醯基、烷磺醯基、烷胺基、環烷胺基、鏈烯基、鏈烯氧基、鏈烯硫基、鏈烯二硫基、鏈烯亞磺醯基、鏈烯磺醯基、炔基、烷氧羰基、鏈烷醯基和烷磺醯氧基，可以被1-3個取代基進一步取代，例如被烷硫基(如含1-4個碳原子的直鏈或支鏈烷硫基，例如甲硫基、乙硫基、正丙硫基或異丁硫基)、囟素(如氟、氯、溴或碘)、烷氧基(如含1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、叔丁氧基或正己氧基)、硝基、烷氧羰基(如含1-6個碳原子的烷氧羰基，例如甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基、異丙氧羰基、正丁氧羰基、異丁氧羰基、仲丁氧羰基或叔丁氧羰基)或烷胺基[如一或二-(C1-6烷基)胺基，例如甲胺基、乙胺基、正丙胺基、正丁胺基、叔丁胺基、正戊胺基、正己胺基、二甲胺基、二乙胺⒓滓野坊⒍ (正丙基)胺基或二-(正丁基)胺基]所取代。
如果存在兩個烷氧基取代基時，此二烷氧基可以結合形成含1-3個碳原子的烯化二氧基(例如亞甲基二氧基、1，2-亞乙二氧基或1，3-亞丙二氧基)或者含有2-6個碳原子的亞烷基二氧基(如亞乙基二氧基、亞丙基二氧基或亞異丙基二氧基)。
前面提到過的芳基、芳氧基、芳氧羰基、芳羰基、芳硫基、芳二硫基、芳亞磺醯基、芳磺酸基、芳胺基、芳烷氧基、芳烷氧羰基、芳烷硫基、芳烷二硫基、芳烷亞磺醯基、芳烷磺醯基、芳烷胺基、芳烷羰基、芳磺醯氧基和芳烷磺醯氧基，在其芳環上可以進一步被1-3個取代基取代，例如被烷基、鏈烯基、炔基、烷氧基、醯基、醯氧基、硝基、氰基、囟素、醯胺基或烷硫基取代。在此，採用上面提到過的烷基、鏈烯基、炔基、烷氧基、醯基、醯氧基、醯胺基、囟素和烷硫基。
當在相鄰的位置上存在兩個烷基時，此二烷基可以結合形成一個二價基團，例如1，3-亞丙基或1，4-亞丁基;當在相鄰的位置上存在兩個鏈烯基時，此二烯基可以結合形成一個二價基團，例如1，3-亞丙烯基、1，4-亞丁烯-1-基、1，4-亞丁烯-2-基或1，4-亞丁間二烯基。
在這種情況下，此二價基團可以形成5或6元脂環(如環戊烷、環己烷或環己二烯)、芳環(如苯)或含1-4個雜原子(如氮、氧或硫)的5或6元雜環。
在上面提到過的有機殘基中，優選(1)可以被囟素、烷硫基或烷氧基等1-3個相同或不同的取代基取代的烷基，(2)芳基，(3)烷硫基，(4)鏈烯硫基，(5)烷亞磺醯基，(6)烷磺醯基，(7)鏈烯磺醯基，(8)烷氧羰基，(9)氨基甲醯基，(10)，1，4-亞丁間二烯基，(11)烷胺基和(12)烷氧基。
上面提到的過的雜環氧基、雜環硫基、雜環亞磺醯基、雜環羰基和雜環磺醯基，可以被1-3個上面提到的烷基、鏈烯基、炔基、芳基、芳烷基、鏈烷醯基、芳羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、芳烷羰基、硝基、氨基、羥基、氰基、氨基磺醯基、巰基和/或囟素(如氟、氯、溴或碘)所取代。
在橋頭位置上具有一個氮原子的稠合雜環基團上的取代基優選囟素、1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基、1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷氧基。在這些取代基中，優選氯、甲基、甲氧基、乙氧基和異丙氧基。最優選氯。
Q優選通式為
的基團;其中R0是氫、可以被囟素取代的低級烷基、低級烷硫基、低級烷磺醯基、低級烷氧羰基或囟素;X1是氫、囟素、低級烷氧基、低級烷硫基、低級烷胺基或二(低級烷基)胺基;X2和X3各是氫或低級烷基。優選基團是(a)、(b)和(c)。
R0優選囟素或可以被囟素取代的低級烷基。X1優選低級烷氧基。
低級烷基、可以被囟素取代的低級烷基之低級烷基部分和低級烷硫基、低級烷磺醯基、低級烷胺基或者二低級烷胺基的低級烷基部分包括含1-4個碳原子的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基或叔丁基。低級烷氧基是含1-4個碳原子的烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基或叔丁氧基。囟素和可被囟代的低級烷基之囟素包括氟、氯和溴，優選氯。
Y2代表的烷基優選含1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、異戊基、新戊基、正己基或異己基。Y1代表的囟素包括氟、氯、溴和碘，優選氯。
由R1或R2代表的烷基優選直鏈、支鏈或環狀的，最好含1-6個碳原子的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、異戊基、新戊基、環戊基、正己基、異己基或環己基。由R1或R2代表的烷氧基優選含1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基或正己氧基。由R1或R2淼呢端乩縭欠⒙取寤虻狻 R1和R2均優選低級烷基(如1-4個碳原子的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基等等)、低級烷氧基(如1-4個碳原子的烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基)或囟素(如氟、氯或溴)。更優選的R1和R2各自是甲基、甲氧基或氯。最優選的R1和R2各自是甲基或甲氧基，特別是甲氧基。Z優選CH。
化合物(Ⅰ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)均可以通過取代基中的酸基團(如磺基或羧基)與有機或無機鹼形成鹽。化合物(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)都可以通過其分子中的鹼性氮原子和其取代基中的鹼性基團(如氨基)形成有機或無機酸的加成鹽。化合物(Ⅰ)和(Ⅴ)含有一個酸基(
)，因此可以與有機或無機鹼形成鹽。
化合物(Ⅰ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)的無機鹼鹽實例包括鹼金屬(如鈉或鉀)鹽、鹼土金屬(如鈣)鹽和銨鹽。化合物(Ⅰ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)的有機鹼鹽實例包括與二甲胺、三乙胺、哌嗪、吡咯烷、哌啶、2-苯乙基苄胺、苄胺、乙醇胺和二乙醇胺形成的鹽。
化合物(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)的無機酸加成鹽實例包括與鹽酸、氫溴酸、硫酸、硝酸和磷酸生成的鹽。化合物(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)的有機酸加成鹽實例包括與對甲苯磺酸、甲磺酸、甲酸和三氟乙酸生成的鹽。
在此說明書中提到化合物(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅳ)和(Ⅴ)時，也包括這些鹽。
化合物(Ⅰ)的製備方法是在鹼存在下使化合物(Ⅳ)與化合物(Ⅲ)反應(第一步)，然後在無水條件下使化合物(Ⅱ)和酸與第一步反應混合物中的反應產物反應(第二步)。
在第一步反應中，所用的初始化合物(Ⅲ)與化合物(Ⅳ)之比，相對於每摩爾化合物(Ⅳ)約為0.5-2摩爾，優選約0.8-1，2摩爾。
優選其中Y1是囟素和Y2是苯基的化合物(Ⅲ)。
初始化合物(Ⅲ)的具體實例包括氯甲酸苯酯、氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯、氯甲酸異丙酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二(2-甲苯)酯、碳酸二(4-甲苯)酯、碳酸二(α-萘)酯和碳酸雙(4-氯苯酯)，優選氯甲酸苯酯。
所說的鹼包括鹼金屬氫氧化物(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)、鹼金屬碳酸鹽(如碳酸鈉或碳酸鉀)、鹼金屬的酸式碳酸鹽(如碳酸氫鈉)、醇鹽(如甲醇鈉、乙醇鈉或叔丁醇鉀)和有機叔胺(如吡啶、盧剔啶、三乙胺、二異丙乙胺、三丙胺、三丁胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、1，8-二氮雙環[5，4，0]-7-十一碳烯或1，4-二氮雜雙環[2，2，2]辛烷。優選的鹼是有機叔胺，更優選三乙胺。相對於每摩爾化合物(Ⅲ)而言，鹼的用量約1-2.1摩爾。
更具體地講，鹼的優選用量為每摩爾化合物(Ⅲ)(Y1為囟素)和化合物(Ⅲ)(Y1為OY2)，分別使用約1.8-2.1和1-2.0摩爾鹼。
此反應在不幹擾此反應的溶劑中進行。這種溶劑的實例包括有機溶劑，例如脂族烴(如石油醚、石油英或石油苯)、芳烴(如苯、甲苯或二甲苯)、囟代烴(如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、三氯乙烯或氯苯)、醚(如乙醚、甲乙醚、二異丙醚、二丁醚、環氧丙烷、二噁烷、四氫呋喃或乙二醇單甲醚)、腈(如乙腈、丙腈)、酮(如丙酮、甲基異丁基酮或甲乙酮)、酯(如乙酸乙酯、乙酸丁酯)、醯胺(如二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺)、二甲基亞碸和環丁碸。
優選的溶劑是囟代烴和腈，更優選的溶劑是乙腈和二氯甲烷。
反應溫度為約-20-150℃，優選約5-100℃反應時間較短，通常為約5分至1小時。進行第一步反應時，可以把化合物(Ⅲ)加入由鹼、化合物(Ⅳ)和所說溶劑配製的溶液內，或者把鹼加入由化合物(Ⅲ)、(Ⅳ)和溶劑配製的溶液內。
此第一步反應生成存在於反應混合物中的化合物(Ⅴ)，生成的化合物(Ⅴ)不需從反應混合物中分離出來而直接進行第二步反應。
在第二步反應中，使用的化合物(Ⅱ)的量大約與化合物(Ⅲ)的摩爾數相等。在此反應中所用的酸可以是無機酸(如鹽酸、氫溴酸、硫酸等)、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸和酸性離子交換樹脂等等。
優選使用鹽酸、氫溴酸、硫酸、甲磺酸和乙磺酸。使用鹽酸和氫溴酸時，可將其溶解在上面提到過的有機溶劑之中後使用。
酸的用量取決於第一步反應中所用的鹼量和化合物(Ⅲ)的種類。例如，使用其中Y1是囟素的化合物(Ⅲ)時，每摩爾鹼約用酸0.4-0.6摩爾。使用其中Y1為OY2的化合物(Ⅲ)時，每摩爾鹼約用酸0.9-1.1摩爾。
在無水條件下進行此反應。由於夾帶有水的反應混合物會干擾此反應，所以最好從反應體系中除去所有的水。可以使用第一步反應中相同的溶劑。酸和化合物(Ⅱ)的加入順序無特殊要求。
反應在大約10-100℃溫度下進行。反應時間取決於反應溫度，通常約10分鐘～6小時。具體地說，當反應溫度約為50～100℃和10～50℃時，反應時間分別為大約10分鐘～2小時和大約2～6小時。
可以使用已知的方法(如溶劑萃取法、PH調節法、蒸餾法、減壓蒸餾法、減壓濃縮法、相轉移法、結晶法、重結晶法或色譜法)分離和提純反應產物。
例如，冷卻得到的反應混合物，過濾收集析出的結晶;或者在減壓濃縮得到的反應混合物後，向殘餘物中加入溶劑，過渡收集析出的結晶。
化合物(Ⅰ)在極低施用量下對多種雜草都具有有效的除草活性，例如對稻田雜草稗屬草(Echinochloaoryzicola)、異型莎草(Cyperusdifformis)、螢藺(Scinpusjuncoides)、鴨舌草(Monochoriavaginalis)、矮慈菇(Sagittariapygmaea)、牛毛氈(Eleocharisacicularis)、水莎草(Cyperusserotinus)、荸薺屬草(Eleochariskuroguwai)、穿葉澤瀉(Alismacanaliculatum)、野慈菇(Sagittariatrifolia)、豬毛草(Scirpuswallichii)、陌上菜(Linderniaprocumbens)、節節菜(Rotalaindica)、眼子菜(Potamogetondistinctas)、丁香蓼(Ludwigaprostrata)或者(Flatinetriandra)以及對大田雜草升馬唐(Digitariaadscendens)、狗尾草(Setariaviridis)、皺果莧(Amaranthusviridis)、苘麻(Abutilontheophrasti)、藜(Chenopodiumalbum)、(Polygonumlongisetum)、馬齒莧(Portulacaoleracea)、刺黃花稔(Sidaspinosa)、曼陀羅(Daturastramonium)、圓葉牽牛(Ipomoeapurpurea)、蒼耳(Xanthiumstrumarium)、稗(Echinocholacrus-galli)、澤野沗(Panicumdichotomiflorum)、阿刺伯高粱(Sorghumhalepense)、莎草(Cyperusrotundus)、野燕麥(Avenafatua)、鼠尾看麥娘(Alopecurusmyosuroides)、旱雀麥(Bromustectoram)、繁縷(Stellariamedia)、芸苔草(BrassicaSp.)、決明(Cassiaobtusifolia)、母菊(Matricariachamomilla)或鴨蹠草(Communis)顯示出有效的除草活性。而且，這些化合物基本上對作物(如稻、小麥、大麥、玉米和大豆等)無損害作用，顯示出高度安全性。
化合物(Ⅰ)僅對各種雜草表現出選擇性良好的除草作用，對作物無害，而且對哺乳動鎩⒂憷嗪捅蠢嘟鯰星嵛⒍拘浴Ｒ虼耍梢宰魑菁潦滯耆賾糜詰咎鎩⒋筇錚ㄅ┨錚⒐盎蚍橋┮低戀囟晃廴淨肪場 作為除草劑，適於一般農藥的任何施用形式對化合物(Ⅰ)都適用。也就是說，根據使用的目的，把一種、兩種或兩種以上化合物(Ⅰ)溶解或分散在適當液體載體中，或將其與適當的固體載體混合或吸附在固體載體上，製成乳油、油劑、噴霧劑、可溼性粉劑、粉劑、DL型粉劑(即無漂移粉劑，diftlessdusts，參見「農藥科學雜誌」，7，403-408頁，1982年)、粒劑、細粒劑、微粒劑(micro-granulesfine，參見「農藥科學雜誌」，7，403-408頁，1982年)或片劑等製劑形式來使用。必要時，這些製劑可以含有乳化劑、懸浮劑、分散劑、滲透劑、溼潤劑、增稠劑和穩定劑等等，而基本上是用已知的傳統方法(如混合諸成分的方法)加以製備。
適宜的液體載體(溶劑)有如水、醇(如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇或乙二醇)、酮(如丙酮或甲乙酮)、醚(如二噁烷、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚或丙二醇單甲醚)、脂族烴(如火油、煤油、燃料油或機油)、芳烴(如苯、甲苯、二甲苯、溶劑石腦油或甲基萘)、囟代烴(如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳)、醯胺(如二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺)、酯(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯或脂肪酸甘油酯)或腈(如乙腈或丙腈)等溶劑。這些溶劑可單個使用，也可以兩種或多種溶劑的適當混合物形式來使用。
固體載體(衝淡劑或粉狀載體)的適用實例包括植物粉料(如大豆粉、菸草粉、小麥粉或木粉)、礦物粉末(如高嶺土、膨潤土或酸性粘土之類粘土，滑石粉之類滑石或葉蠟石之類粉末)、矽石(如硅藻土或雲母粉)、鋁石、硫磺粉或活性炭。這些固體載體可單個使用，也可以其兩種或多種之混合物形式使用。
必要時，可以使用非離子型或陰離子型表面活性劑作為乳化劑、分散劑、滲透劑或擴散劑使用，例如皂類、聚氧乙烯烷芳基醚(如日本Dai-ichi Kogyo Seiyaku株氏會社生產的Noigen EA 142 )、聚氧乙烯芳基酯(如日本Toho化學株氏會社生產的Nornal 、烷基硫酸鹽(例如日本Kao皂株氏會社生產的Emal 10 和Emal 40 )、烷基磺酸鹽(如日本Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.株氏會社生產的Neogen 和Neogen T ，以及Kao皂株氏會社生產的Neopelex )、聚乙二醇醚(如日本Sanyo kasei株氏會社生產的Nonipol 85 、Nonipol 100 和Nonipol 160 )或多元醇酯(如Kao皂株氏會社生產的Tween 20 和Tween80 )。
在除草製劑中所含化合物(Ⅰ)的適宜比例，對乳油或可溼性粉劑來說約1-90wt.%，對油劑、粉劑和DL-型粉劑來說約0.01-10wt.%，對細粒劑F或粒劑來說約0.05-10wt.%。然而，可以根據使用的目的適當改變這種濃度。使用時，用水等將乳油和可溼性粉劑等適當稀釋或衝淡(例如，稀釋100-100000倍)，然後撒布。
使用化合物(Ⅰ)作為除草劑時，其使用量取決於施用的場所、季節和方法及目標雜草的種類和載培作物的種類等。但是，活性成分(化合物(Ⅰ))的使用量，對於每公畝稻田和大田來說，通常分別為約0.05-50克和0.05-20克，優選值二者均為0.1-5克左右。
對於稻田雜草來說，在萌芽之前進行土壤處理時或進行莖葉植物和土壤處理時使用化合物(Ⅰ)是適宜的。
例如，可以在栽植稻罅⒓詞褂沒蛟災駁競 -3周安全地使用所說的除草製劑而無任何有害影響，而且其對稻株的作用持續很長時間。
需要時，可以把所說的除草製劑與其它物質配合使用或與這些物質配製成混合物來使用。所說的其它物質是其它除草劑、植物生長調節劑、殺真菌劑(如有機氯系列、有機硫系列或吡咯系列的殺真菌劑或吡咯系列的抗菌劑)和殺蟲劑(如擬除蟲菊酯系列、有機磷系列或氨基甲酸酯系列的殺蟲劑)、以及殺蟎劑、殺線蟲劑、增效劑、誘蟲劑、驅蟲劑、染料、化肥等等。
本發明的初始化合物(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅳ)是已知的，或者方便地由已知化合物來製備。
例如，用載於「雜環化合物化學」(紐約和倫敦，邊緣科學出版社，16，1962年)和「有機化學雜誌(28，1812-1821頁，1963年)中的方法或者這些方法的相似方法製備化合物(Ⅱ)。
按照下列反應式(1)-(4)製備化合物(Ⅵ)或其鹽，然後使化合物(Ⅵ)或其鹽與氨反應，可以容易地製備化合物(Ⅳ)
式中Hal是囟素、R10是氫、苄基或S-Q，其它符號的定義與前面規定相同。
由Hal表示的囟素例如是氟、氯或溴。
由上式表示的化合物，可以上面提到過的其與鹼生成的鹽或者其酸加成鹽的形式來使用。
上述方法(1)的具體實例是
其中各符號與前面的定義相同。
方法(2)的具體實例是
其中各符號與前面定義相同。
方法(3)的具體實例是
其中各符號定義同前。
方法(4)的具體實例是
其中各符號含意與前面的定義相同。
在製備化合物(Ⅵ)或其鹽的方法(1)-(4)中涉及的反應是已知的，這些反應可以按照載於「有機化學方法」(第9卷，1955年)、「磺化及有關的反應」(邊緣科學出版社，紐約，1965年)、「合成」(1969，3-10頁)和特開昭60-208977等文中的操作方法或其相似方法進行。用下列方法生產化合物(Ⅵ)或其鹽。
方法(1)在磺化反應中，使用硫酸、發煙硫酸或氯磺酸等磺化劑。相對於每摩爾初始化合物Q-H或其鹽，磺化劑的使用量約0.8-3摩爾。此反應在二硫化碳、氯仿、四氯化碳、四氯乙烷或氯苯之類惰性溶劑中進行。使用氯磺酸的氯仿溶液，在許多情況下都得到了良好的結果。反應溫度為約0-200℃，優選約20-120℃。反應時間大約為20分鐘～幾天。在囟代化合物Q-SO3H或其鹽時，使用囟代劑例如亞硫醯氯或氧氯化磷之類氯代劑和亞硫醯溴或氧溴化磷之類溴代劑。相對於1摩爾Q-SO3H而言，所說囟代劑的用量為約0.8-10摩爾。當在吡啶、三乙胺、三正丙胺或N，N-二甲基苯胺存在下進行此反應時，在較高產率下得到目的化合物。反應溫度大約為20-120℃，反應時間大約為30分鐘～20小時。
方法(2)在化合物Q-NH2或其鹽的重氮化反應時，在通常重氮化條件下，例如冷卻到大約-20℃～10℃的鹽酸中，使初始化合物與亞硝酸鈉反應生成式為Q-N+2Hal-的重氮鹽。
然後在囟化銅(如Cu2Cl2或CuCl2)存在下使此重氮鹽與二氧化硫反應，生成化合物(Ⅵ)或其鹽。
相對於1摩爾重氮鹽，囟化銅的使用量大約為0.01～3摩爾。相對於1摩爾重氮鹽，二氧化硫的使用量大約為0.8～3摩爾，而且可以在大過量條件下使用。反應在酸性條件下進行，反應溫度約為-20-100℃，反應時間約為30分鐘～12小時。
方法(3)在此方法中，使被二價含硫基團取代的式Q-SR10化合物或其鹽，在水存在下經過氧化囟代反應(如氯代反應)即可得到化合物(Ⅵ)或其鹽。作為囟代劑，可以使用氯、次氯酸鈉、次氯酸鉀或N-氯代琥珀醯亞胺之類氯代劑或溴。相對於1摩爾Q-SR10初始化合物或其鹽，氯代劑的使用量大約為1-10摩爾。優選在酸性條件下進行此反應，例如通過加入鹽酸或乙酸造成酸性條件。反應溫度大約為-10-30℃，反應時間大約為30分鐘-5小時。
方法(4)在此方法中，式Q-H化合物或其鹽的雜環上氫(如咪唑環上的氫)用鋰取代，使生成的產物再與二氧化硫反應生成式Q-SO2-Li的亞磺酸鋰化合物，然後使之與囟代劑(如氯代劑)反應生成化合物(Ⅵ)或其鹽。作為製備式Q-SO2Li化合物或其鹽使用的鋰化劑，可以使用烷基鋰(例如甲基鋰、正丁基鋰或叔丁基鋰)、氨基化鋰和二異丙基醯胺化鋰(Lithium diisopropylamide)。相對於1摩爾初始化合物Q-H或其鹽，鋰化劑的用量約為1-3摩爾，二氧化硫的用量約為1-5摩爾。反應溫度大約為-70-50℃，反應時間大約為1-20小時。
隨後囟代化合物Q-SO2Li或其鹽使用的囟代劑可以是氯或N-氯代琥珀醯亞胺等氯代劑。可以使生成的化合物(Ⅵ)或其鹽與氨反應，生成化合物(Ⅳ)或其鹽。化合物(Ⅵ)或其鹽與氨反應時，相對於1摩爾化合物(Ⅵ)或其鹽，氨的使用量通常約為0.8-10摩爾。此反應一般在水、醚、四氫呋喃、乙腈、醇(如甲醇或乙醇)、二氯甲烷或氯仿等惰性溶劑中進行。反應溫度大約為-60-100℃，反應時間大約為30分鐘-8小時。
可以按照下列反應式製備化合物(Ⅳ)或其鹽
其中諸符號與前面定義相同。
通式Q-SH化合物的實例包括通式為
的化合物，其中諸符號與前面的規定相同。
第一步，使化合物(Ⅶ)或其鹽在氨水中與氯或次氯酸鈉反應。
按照載於「有機化學的方法」(第9卷，277-278頁)的方法進行此反應。
第二步，將此法得到的化合物(Ⅷ)或其鹽用氧化劑氧化。
作為氧化劑，可以使用過氧化氫、高錳酸鉀和間氯過苯甲酸。
可以使用的氧化劑數量，應足以使反應進行完全，理論上講相對於每摩爾初始化合物(Ⅷ)或其鹽應產生2當量活潑氧。
此反應一般在不幹擾此反應的溶劑中進行。可以使用水、醇(如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇或叔丁醇)、芳烴(如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯或氯苯)和囟代烴(如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳)之類惰性溶劑。
反應溫度可以從大約-60-100℃範圍內選擇，但是在很多情況下最好處於大約-20～50℃範圍內。反應時間較短，一般約為5分鐘至2小時。
化合物(Ⅳ)也可以按照下列方法生產①
此外，化合物(Ⅳ)上的取代基可以容易地用不同種類的取代基取代。
原料化合物Q-H、Q-NH2和Q-SR10及其鹽可以用下列文獻中記載的方法或其相似方法製備「雜環化合物化學」，15，第一和第二部分(邊緣科學出版社);同上文，30;「雜環化合物大全」，4和5(Pergamon出版社);「Liebigs annalen der chemic」，663，113-117頁(1963年);同上文，647，138頁(1961年);「有機化學雜誌」，49，3534頁，(1984年);同上文，38，1955頁(1973年);同上文，36，11頁，(1971年);同上文，30，4081頁(1986年);同上文，30，2403頁(1965年);「雜環化學雜誌」2，53頁(1965年);同上文，5，695頁(1968年);「藥物化學雜誌」，12，1031頁(1969年);同上文，15，415和982頁(1972年);同上文，20，387頁(1977年);同上文，21，235頁(1978年);「化學會志」1946，1075頁;同上文，1955，2834頁;同上文，1963，3277頁;「化學和藥學通報」，11，1564頁(1963年);同上文，12，813頁(1964年);同上文，22，482頁(1974);「日本藥學會志」，91，1154頁(1971年);同上文，94，839(1974年);同上文，98，631頁(1978年);「義大利化學公報」，105，777頁(1975年);「化學文摘」，72，216696，(1970年);同上文，50，313(1956年);同上文，73，87855和120548p(1970年);同上文，88，227552r(1978年);美國專利No3901903;特公昭44-32793和「Farmaco Edizione Scientifica」，36，994頁(1981)。
生產某些有代表性的初始化合物的方法介紹如下。

上面諸式中，R11是含1-6個碳原子的烷基(例如甲基、乙基或丙基)、氫或羥基，R12是含1-6個碳原子的烷基(例如甲基、乙基或丙基)，MS是
，其它符號與前面的定義相同。
在上面的反應中，合成咪唑並[1，2-a]吡啶所示的反應式可以用於其它的稠合咪唑化合物，例如咪唑並[1，2-a]嘧啶、咪唑並[1，2-a]吡嗪、咪唑並[1，2-b]噠嗪、咪唑並[1，2-b](1，2，4)三嗪、咪唑並[1，2-a]咪唑、咪唑並[1，2-b]吡唑、咪唑並[2，1-b]噻唑或咪唑並[2，1-b](1，3，4)噻二唑。此方法可以用於其它的稠合雜環化合物。
利用本發明方法，用容易買到的原料，能夠在高產率和高純度下生產化合物(Ⅰ)或其鹽。此反應操作簡單，反應過程短。本發明方法對於工業生產來說是極有利的。
下列參照例、製備例和配方例用於進一步詳細說明本發明。在參照例和製備例中使中的符號具有以下含意S單峰;d雙峰;t三重峰;q四重峰;d.d.二重雙峰;m多重峰;br寬帶;J偶合常數;DMSO二甲基亞碸。
另有說明除外，%是指重量%;術語「室溫」一般是指約10-30℃的溫度。
參照例12-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-磺酸在20毫升氯仿中溶解3.5克2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶，然後在20分鐘內滴加4.6毫升氯磺酸在10毫克氯仿中的溶液。混合物在攪拌下回流6小時，形成粘稠油狀物。傾去上清液，加入乙醚和少量乙醇，過濾收集析出的結晶，乾燥後得到5.1克半水合的標題化合物。
NMR(DMSO-d6)δ7.21-7.45(m，1H)，7.62-7.80(m，2H)，8.9(d，1H)，9.4(s，2H)。
參照例22-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-磺醯氯在30毫升磷醯氯中懸浮5.0克2-氯咪唑並[1.2-a]吡啶-3-d磺酸，回流5小時。冷卻後，把反應混合物倒入250毫升冰水中，用二氯甲烷萃取。分離二氯甲烷層，用無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸除二氯甲烷後得到4.6克淡黃色標題化合物結晶。
NMR(CDCl3)δ7.2-7.4(m，1H)，7.6-7.9(m，2H)，8.85(d，1H)。
參照例32-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-磺醯胺冷卻下，向60毫升氨水中加入由4.6克2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-磺醯氯和60毫升乙腈配製的溶液，室溫下攪拌此混合物2小時。減壓蒸除乙腈，過濾收集形成的結晶，水洗後得到3.8克標題化合物。經稀乙醇重結晶後到無色針狀物。
m.p.175-177℃NMR(DMSO-d6)δ7.2-7.45(m，1H)，7.52-7.9(m，2H)，8.15(s，2H)8.80(d，1H)。
用日本專利申請No56250/1987中記載的方法製備下列化合物(1)6-甲基咪唑並[2.1-b]噻唑-5-磺醯胺
m.p.192-193℃(2)2-氯-6-甲氧基咪唑並[1，2-b]噠嗪-3-磺醯胺
NMR(DMSO-d6)δ4.05(s，3H)，7.16(d，1H)，7.75(2，2H)，8.11(d，1H)(3)2-氯-6-乙氧基咪唑並[1，2-b]噠嗪-3-磺醯胺
m.p.225-226℃(4)2-氯-6-正丙氧基咪唑並[1，2-b]噠嗪-3-磺醯胺
m.p.198-199℃製備例1N-(2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-基磺醯基)-N′-(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲(化合物1)
在30毫升乙腈中溶解2.32克(0.01摩爾)2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-磺醯胺和2.02克(0.02摩爾)三乙胺，然後在10-20℃和攪拌下加入1.60克(0.01摩爾)氯甲酸苯酯。在20-25℃下將混合物再攪拌30分鐘，向其中加入1.00克(0.010摩爾)甲磺酸，然後加入1.55克(0.01摩爾)2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶。60℃下將混合物攪拌15分鐘。冷卻後，過濾收集析出的結晶，水洗三次，每次用10毫升水。然後用P2O5在真空下乾燥結晶，得到3.42克(產率83.0%)標題化合物。
m.p.183-184℃(分解)NMR(DMSO-d6)δ3.95(s，6H)，6.0(s，1H)，7.3-7.5(m，1H)，7.5-7.9(m，2H)，8.97(d，1H)，10.65(s，1H)，12.8(s，1H)製備例2N-(2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-基磺醯基)-N′-(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲(化合物1)向200毫升二氯甲烷中加入10.0克(0.043摩爾)2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-磺醯胺和8.85克(0.0866摩爾)三乙胺，然後在20-25℃和攪拌下滴加6.78克(0.0433摩爾)氯甲酸苯酯。在相同溫度下進一步攪拌混合物30分鐘，按順序向其中加入4.20克(0.0433摩爾)甲磺酸和6.72克(0.0433摩爾)2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶。使混合物回流5小時。反應完全後，減壓除去二氯甲烷，向殘餘物中加入50毫升乙腈。過濾收集形成的結晶，用乙腈(每次10毫升)洗三次，水洗。在P2O5存在下真空乾燥結晶，得到15.62克(產率87.9%)標題化合物。
m.p.183-184℃(分解)表1列出了用上述的同樣操作方法製得的化合物。
除上述化合物之外，在日本專利申請No56250/1987中提到的各種化合物均可以在高產率下用與製備例1和2同樣的操作方法製備。
配方例1乳油恢秩橛停渲瀉校 化合物12wt.%二甲苯75wt.%二甲基甲醯胺18wt.%聚乙二醇醚(Nonipol 85 ) 5wt.%(用之前，用水稀釋至適當濃度)配方例2可溼性粉劑通過把下列諸成分加以混合和粉碎而得到一種可溼性粉劑化合物35%木質素磺酸鈉5%聚氧乙二醇醚(Nonipol 85 ) 5%粘土80%白炭5%(使用前，用水稀釋至適當濃度)
配方例3粒劑將下列諸成分與水混合併對混合物造粒，製成一種粒劑化合物20.25%木質素磺酸鈉2%膨潤土57.75%滑石40%配方例4粒劑將下列諸成分與水混合併對混合物制粒，製成一種粒劑化合物10.25%木質素磺酸鈉9%膨潤土94.75%配方例5粒劑將下列諸成分與水混合併對混合物造粒，製成一種粒劑化合物20.5%木質素磺酸鈉6.0%膨潤土93.5%
配方例6將下列諸成分與水混合併對此混合物制粒，得到一種粒劑化合物10.25%木質素磺酸鈉5%膨潤土30.00%粘土64.75%試驗例1(對稻的選擇性試驗)把稻田土壤放在表面積為150平方米的方形塑料缽中。苗床經灌水和劃溝後，播種(Echinochloa oryzicola)、異型莎草(Cyperus difformis⒂┹⊿cirpus juncolides)、陌上菜(Lindernia Procumberns)和節節菜(Rotala tndia)種籽並栽入一些矮慈菇(Sagittavia Pygmaea)塊莖。按規定時間進行培養，同時在缽中灌水至苗床表面3釐米高處。此外，把稻田土壤放入表面積為1/10000分畝的Wagner缽中，苗床經灌水和劃溝後移栽二苗床稻秧，缽中充滿水至床表面上方3釐米高處。稻移移植後一周，即單子葉雜草生長到單葉期後，在缽中施用含化合物(Ⅰ)的稀溶液，施用量為每公每苗床表面施用1克化合物(Ⅰ)。將1克化合物(Ⅰ)溶解在含2(w/v)%表面活性劑Tween 20
的300毫升丙酮之中，用水稀釋至總容積為40升，用這種方法製備所說的稀溶液。
施藥後三周，按下列標準評定對於各種雜草的除草效果和對於移栽稻苗的傷害作用
指數效果抑制%(除草率)0無01輕度0.1-502弱50.1-753中等75.1-87.54強87.6-99.95級強100由下列的指數(以及在後面試驗例中的)表明對稻苗的傷害作用指數傷害作用傷害率%0無01輕度0.1-12.52弱12.6-253中等25.1-50.04嚴重50.1-99.95極嚴重100
表2清楚地說明，化合物(Ⅰ)對稻子基本上無損害作用，而且具有優良的除草效果。
權利要求
1.製備式(Ⅰ)化合物或其鹽的方法，
其中，Q是在橋頭位置上具有氮原子的可以被取代的稠合雜環基團，R1和R2各為烷基、烷氧基或囟素，而Z是CH或N，該方法包括第一步，在鹼存在下使式(Ⅳ)化合物(式中各符號定義如上)與式(Ⅲ)化合物反應Y1-
-OY2(Ⅲ)(式中Y1是囟素或OY2，Y2是烷基或苯基)， 第二步在無水條件下使式(Ⅱ)化合物
和酸與第一步反應混合物中的反應產物反應。
2.按照權利要求1所述的方法，其中Q是下式基團
其中環
是一個含1-3個氮原子的五元雜環，環
是一個含1或2個氮原子的六元雜環或者含1或2個氮原子和一個可以被一或二氧化的硫原子的五元雜環，環
和
各自均可以被1-3個羥基、氨基、氰基、氨磺醯基、氨磺醯氧基、巰基、硝基、囟素、有機殘基或磺基所取代。
3.按照權利要求1所述的方法，其中由Q代表的在橋頭位置上有氮原子的稠合雜環選自下列雜環咪唑並[1，2-a]吡啶(
)，咪唑並[2，1-b]噻唑(
)，咪唑並[1，2-a]嘧啶(
)，咪唑並[1，2-b]噠嗪(
)，咪唑並[1，2-c]嘧啶(
)，咪唑並[1，2-a]咪唑(
)，咪唑並[2，1-b](1，3，4)噻二唑
)，2，3-二氫咪唑並[2，1-b]噻唑(
)，(或其一或二氧化物，n為0、1或2)吡唑並[1，5-a]嘧啶(
)，吡唑並[5，1-b]噻唑(
)，吡唑並[1，5-a]吡啶(
)，吡咯並[1，2-a]吡啶(
)，吡唑並[1，5-a]吡啶(
)，咪唑並[1，2-b](1，2，4)三唑(
)或(1，2，4)三唑並[3，4-b]噻唑
。
4.按照權利要求1所述的方法，其中的有機殘基是烴殘基、雜環基團、由有機羧酸衍生出的醯基、-T-Q0基團(其中Q0是烴殘基、雜環基團或由有機羧酸衍生得到的醯基，T是O、S-(O)n或S-S，n為0、1或2)、
基團(其中Q1是氫、烴殘基或由有機羧酸衍生得到的醯基，Q2是烴殘基或由有機羧酸衍生得到的醯基)、
基團(其中Q1和Q2定義如上)、氨基甲醯基、氨基甲醯氧基、脲基、硫代氨基甲醯基、羧基或-O-SO2-O2基團(其中Q2定義如上)。
5.按照權利要求1所述的方法，其中製備的是N-(2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-基磺醯基)-N′-(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲。
6.按照權利要求1所述的方法，其中製備的是N-(2-氯咪唑並[1，2-a]吡啶-3-基磺醯基)-N′-(4-甲氧基-6-甲基-2-嘧啶基)脲。
7.按照權利要求1所述的方法，其中製備的是N-(6-甲基咪唑並[2，1-b]噻唑-5-基磺醯基)-N′-(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲。
8.按照權利要求1所述的方法，其中製備的是N-(2-氯-6-甲氧基咪唑並[1，2-b]噠嗪-3-基磺醯基)N′(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲。
9.按照權利要求1所述的方法，其中製備的是N-(2-氯-6-乙氧基咪唑並[1，2-b]噠嗪-3-基磺醯基)-N′-(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲。
10.按照權利要求1所述的方法，其中製備的是N-(2-氯-6-丙氧基咪唑並[1，2-b]噠嗪-3-基磺醯基)-N′(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲。
11.按照權利要求1所述的方法，其中的酸選自鹽酸、氫溴酸、硫酸、甲磺酸、乙磺酸和苯磺酸。
12.按照權利要求1所述的方法，其中Y1是囟素。
全文摘要
本發明涉及用如圖所示方法製備化合物(I)或其鹽的方法，其中Q是在橋頭位置有氮原子的、可以被取代的稠合雜環基團，R和R各為烷基、烷氧基或滷素，Z是CH或N。化合物(I)或其鹽是新物質，是有價值的農藥。按照本發明方法可以高產率生產高純度化合物(I)或其鹽。
文檔編號C07D521/00GK1032010SQ8810632
公開日1989年3月29日 申請日期1988年8月31日 優先權日1987年8月31日
發明者三木秀樹, 石田泰雄 申請人:武田藥品工業株式會社