2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯並羥肟酸衍生物的製作方法
2023-05-22 14:32:26
專利名稱：2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯並羥肟酸衍生物的製作方法
技術領域：
本發明涉及新的2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯並羥肟酸衍生物。
更具體地說，本發明是關於用下面的通式(Ⅰ)所代表的2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯並羥肟酸衍生物及其生產方法;關於含上述化合物作活性成分的除草劑，
其中R和R1各自代表一個低級烷基，R2代表一個氫原子或一個低級烷基，X代表一個氫原子或滷素原子。
本發明所提供的式(Ⅰ)的新的苯並羥肟酸衍生物對雜草具有很高的除草活性，例如在它們的芽前和芽後期有很高的除草活性，在雜草的生長期具有很高的除草活性，因此其是有效的除草劑。
歐洲專利說明書EP-A-155613公開了通式(A)的化合物
例如新穎的二苯基醚肟酯衍生物。
在通式(A)中，X是CH或N;y是硝基、滷素或氰基;Z是氧或硫;R是滷素或硝基、氰基、烷基、滷代烷基、烷基硫基、滷代烷基硫基、烷氧基、滷代烷氧基、氨磺醯、二烷基氨磺醯、烷基磺醯基、滷代烷基磺醯基、烷基亞磺醯基或滷代烷基亞磺醯基;n是1、2或3;R1是一個氫原子或滷素原子，或氰基、烷基、滷代烷基、氰基烷基、烷氧基、滷代烷氧基、氰基烷氧基、烷基硫基、滷代烷基硫基、氰基烷基硫基、單或雙烷基氨基、烷基硫基烷基或單或雙烷基氨基烷基;R2是烷基、滷代烷基、氰基烷基或羥基所取代的C1～C6亞烷基或鏈烯基;Q是-OR3或-SR3;而R3是烷氧基烷基、硫代烷基、氰基烷基、環烷基、羥基烷基、羰烷氧基烷基、烷基硫基烷基、芳烷基、氨磺醯基、在環上有不多於三個雜原子的4～6員雜環基、或雜環基取代的烷基。
包括大量化合物的通式(A)中，X可以包括N，R可以包括滷素和滷代烷基，y可以包括NO2，R1可以包括烷氧基，R2可以包括被烷基取代的C1亞烷基，Z可以包括一個氧原子。然而，在式(A)中代替Q的-OR3中，R3的定義不包括式(Ⅰ)代表的本發明的化合物中R所定義的未取代的低級烷基。
EP-A-155613指出其中Q是-OR6的式(A)的化合物(R6是低級烷基)是通過酯交換反應合成其中Q是-OR3的式(A)的最終化合物的合成中間體。但是說明書沒有描述這類中間體化合物的具體實例，也沒有描述或說明這類中間體的除草活性。因此，EP-A-155613根本沒有公開式(A)化合物未包括的本發明所提供的式(Ⅰ)化合物的具體實例，並且自然地也沒有關於它們的除草活性及它們的生態活性的任何描述或暗示。
另外，EP-A-155613也沒有公開R1是烷氧基或取代烷氧基的式(A)化合物的具體實例和它們的合成。合成的式(A)化合物中的R1僅僅是一個甲基。上述歐洲專利說明書只列舉烷基和滷代烷基作為R1的最好實例和CH作為X的最好實例。因此，EP-A-155613完全未提出選用本發明所規定的這些基團的組合準則。顯然，它只是介紹從式(Ⅰ)所代表的本發明的化合物中的基團中選用不同的基團的組合。此外，EP-A-155613一般的描述了式(A)的化合物具有除草活性的作用，但根本沒有給出可以決定它們的除草活性的具體數據。
已開發了許多除草劑，並且現用於耕作地或非耕作地。它們當中，處理葉的非選擇性除草劑用於非耕作地，例如鐵路、工廠工地、公園和空地，或用於耕作地如果園、森林苗圃、高原農場，所用處理方法要避免與有用植物的葉和莖接觸，運用除草劑通過吸收或分解在土壤中很快喪失活性而不通過土壤對有用植物的生長產生有害作用的特性。
在世界的主要農業國，如美國，由於雨水、風等造成的耕作地的土壤侵蝕產生很大的問題，近幾年，作為保持水土抗侵蝕的一項措施，已實行水土保持耕作制，即減少耕地的耕作次數，或實行不耕作制，即穀物播種時不耕地。在不耕作的情況下，播種前生長的雜草必須予以控制，而處理葉的非選擇性除草劑就用於此目的。
現在，1，1′-二甲基-4，4′-二苯基偶氮二氨基吡啶二氯化物(百草枯)、N-(膦醯基甲基)甘氨酸(草甘膦)、2-氨基-4-〔(羥基)(甲基)磷醯基〕丁醯丙氨醯丙氨酸鈉鹽(Bialaphos)和(3-氨基-3-羧基丙基)甲基次膦酸銨(Glufosinateammonium)已被開發，即用作處理葉的非選擇性除草劑。然而，這類除草劑的數目是非常少的。因為有許多種雜草存在，而且當處於不同生長階段的雜草同時存在時，這些現有的試劑的效果是不足的，人們一直希望開發有著更廣泛的除草範圍和更高的功效的化學藥品。
本發明的發明人已進行了廣泛的研究工作，以便克服處理葉的非選擇性除草劑的技術問題，並開發吡啶基苯基醚型除草劑，這種除草劑用量低，有廣泛除草範圍，在土壤中有低的殘餘活性，對哺乳動物的毒性低。這些工作導致發現上述通式(Ⅰ)的化合物有著極好的除草活性，能夠克服現有的技術問題，並且通式(Ⅰ)的化合物在低劑量下有廣泛除草範圍。
因此依據本發明，提供下式(Ⅰ)所代表的一種2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯並羥肟酸衍生物
式中R和R1各自代表低級烷基，R2代表一個氫原子或低級烷基，X代表一個氫原子或滷素原子。
在本說明書和附後的權利要求書中，用來限定基團或化合物的「低級」術語的意思是被限定的基團或化合物的碳原子數不大於6，最好不大於4。
本發明提供的通式(Ⅰ)的吡啶基苯基醚衍生物在結構上的特徵是三氟甲基是存在於吡啶環的5-位上，並且在式(Ⅰ)所定義的羥肟酸酯部分連接在苯環上，與硝基成鄰位。人們認為這種結構特徵使得包括式(Ⅰ)的吡啶基苯基醚衍生物的除草劑有優良的特性。
本發明的化合物在非耕作地和種植稻米、玉米、小麥、大麥、大豆等耕作地上具有很廣泛的除草範圍，並且充分表現出這種化合物在用量比通常的除草劑低得多時有很好的除草活性。這些極佳的特性無法由現有技術得到，而本發明的化合物是非常有用的除草劑。
在式(Ⅰ)中的吡啶基苯基醚衍生物中，滷素原子可以是如氟、氯、溴或碘。氟和氯，特別是氯最好。
「低級烷基」可以是直鏈或支鏈烷基，如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基或異戊基。
本發明提供的式(Ⅰ)的化合物中，R1最好是甲基，R2最好是氫原子或甲基，特別是氫原子。合適的是R是甲基或乙基。
吡啶環的3-位的取代基X合適的是氯原子。
本發明提供的式(Ⅰ)的特別好的化合物是O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硝基苯並羥肟酸甲酯和O-乙氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並羥肟酸甲酯。
式(Ⅰ)的化合物有一個不對稱碳原子，並以右旋、左旋或外消旋型存在。式(Ⅰ)的化合物包括式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)所代表的兩種立體異構體(順式和反式)。應該知道，式(Ⅰ)包括這樣兩種立體異構體
兩種立體異構體之間的除草活性沒有很大差異，但一般來說，從誘變觀點看來，順式立體異構體是較好的。
用下面的反應方案A所表示的方法可以製備本發明的化合物。
反應方案A
在上述反應方案中，X、R1、R2和R同式(Ⅰ)中的定義。X1代表滷素原子或-OSO2R1，其中R1代表取代或未取代的烷基、苯基或烷氧基。
依據這種實施方案，將2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯甲酸(Ⅲ)與如亞硫醯(二)氯反應轉化成醯氯，然後在鹼存在下於有機溶劑中，將醯氯與O-取代羥胺反應可以得到異羥肟酸衍生物(Ⅱ)。
在反應中，所用的亞硫醯(二)氯的量可以適當改變，如可以用相當於式(Ⅲ)化合物的1到10個當量。反應溫度也可以適當選擇，如從室溫到80℃。在醯氯和O-取代羥胺的反應中，所用的O-取代羥胺的量可以適當地選擇，如1到3當量，最好1到1.5當量，鹼量也可以適當選擇，如1到3當量，最好1到1.5當量。這時的反應溫度可以是-10℃到100℃，最好0℃到室溫。
所用的溶劑的例子包括芳烴如苯和甲苯、醚如四氫呋喃和二噁烷、丙酮、乙腈、二甲基甲醯胺和二甲基亞碸。也可以使用這種有機溶劑和水的混合物。鹼的實例是吡啶、三乙基胺、碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸氫鈉。
在有鹼或無鹼條件下，於有機溶劑中將所得的O-取代的2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯並異羥肟酸衍生物(Ⅱ)與烷基化劑(Ⅳ)或CH2N2進行反應，製得本發明中用作除草劑的羥肟酸衍生物(Ⅰ)。
反應可按如下方式進行對化合物(Ⅱ)來說，用1到3摩爾當量，最好是1到1.5摩爾當量的化合物(Ⅳ)或CH2N2，在0℃(用冰冷卻)到溶劑的回流溫度，最好在室溫到大約80℃反應0.5到20小時。在該反應中所用溶劑的實例是醇如甲醇和乙醇、芳烴如苯和甲苯、醚如二乙醚、四氫呋喃和二噁烷、丙酮、乙腈、二甲基甲醯胺和二甲基亞碸。這類有機溶劑和水的混合物也可以用。
上述反應中所用的鹼的實例包括吡啶、三乙基胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、乙醇鈉和氫化鈉。酸結合劑可用化合物(Ⅳ)量的1到3當量，最好1到1.5當量。最好用酸結合劑，因為可使收率高。當用CH2N2作烷基化劑進行反應時，不必用鹼。
當反應是在兩相體系中進行時，可使用相轉移催化劑，如季銨鹽象溴化四甲胺、溴化四丁胺或溴化苄基三丁基胺和季膦化合物象溴化四苯基膦，其用量如1到50%(重)，最好5到30%(重)。
反應之後，將反應混合物倒入水中，用通常方法進行處理，如用一種有機溶劑萃取、重結晶或柱色譜法可分離本發明的化合物。
本發明式(Ⅰ)的化合物也可以用下述反應方案B所表示的方法進行合成。
反應方案B
〔第三步〕
上式中，R、R1和R2如定義，L代表離去基團。
上述的1到4步反應將在下面詳細描述。
第一步(方法1)在這步中，在惰性溶劑中，將3-(取代吡啶基氧基)苯甲酸酯衍生物(Ⅴ)與硫化劑(Ⅵ)進行反應生成化合物(Ⅶ)。
所用的硫化劑可以如2，4-雙(4-甲氧基苯基)-1，3-二硫代-2，4-二磷乙烷-2，4-二硫化物、二硫代磷酸二乙基酯和五硫化磷。
通常反應是在室溫到溶劑的回流溫度，最好室溫到大約150℃下進行，通常反應1小時到10天，最好3小時到7天，每摩爾化合物(Ⅴ)用1到50摩爾，最好1到20摩爾的硫化劑。
本發明中可以用的惰性溶劑的實例包括芳烴如苯、甲苯和二甲苯，醚如四氫呋喃和二噁烷、氯苯和乙腈。
反應之後，用如蒸發溶劑，然後用柱色譜法處理剩餘物，或者加非極性溶劑如戊烷、己烷或石油醚到反應混合物中，形成沉澱，過濾該混合物，並濃縮濾液的方法分離出足夠純的式(Ⅶ)的化合物。
第一步(方法2)這一步包括反應(a)、反應(b)和反應(c)。
通常反應(a)是每摩爾化合物(Ⅷ)用1到30摩爾，最好2到20摩爾光氣，在室溫到回流溫度，最好室溫到大約100℃下進行，通常反應1小時到10天，最好3小時到7天。
可用於本發明的惰性溶劑的實例是滷代烴如二氯甲烷、二氯乙烷和氯仿，芳烴如苯、甲苯和二甲苯，醚如四氫呋喃和二噁烷。
反應之後，可以分離出中間體(Ⅸ)。通常從反應混合物中蒸出溶劑和過量光氣，並提供殘餘物用於隨後的反應(b)。
通常在相同溶劑和相同反應器中連續進行反應(b)和(c)。
通常反應(b)在溫度約-50℃到溶劑回流溫度，最好約-20℃到室溫下進行，通常反應1分鐘到1天，最好5分鐘到1小時。
在反應(c)中，如三乙胺、吡啶、2，6-二甲基吡啶和二氮雜雙環十一碳烯可作鹼用。每摩爾化合物(Ⅸ)的用鹼量為1到20摩爾，最好2到10摩爾，每摩爾化合物(Ⅸ)所用硫化氫的量為1到50摩爾，最好1到20摩爾。通常反應(c)的反應溫度大約-50℃到溶劑回流溫度，最好大約-20℃到室溫，時間為1分鐘到1天，最好5分鐘到1小時。
該反應中可以使用的惰性溶劑的實例包括滷代烴如二氯甲烷、二氯乙烷和氯仿，芳烴如苯、甲苯和二甲苯，醚如二乙醚、四氫呋喃和二噁烷，和這些溶劑的混合物。
反應之後，把反應混合物進行通常的後處理，蒸發掉過量鹼，分離出足夠純的化合物(Ⅶ)。
第二步在這一步中，在有機溶劑中，將O-烷基3-(取代吡啶基氧基)硫代苯甲酸酯衍生物(Ⅶ)和羥胺(Ⅺ)進行反應產生化合物(Ⅻ)。
通常每摩爾化合物(Ⅶ)用1到5摩爾，最好1到2摩爾羥胺(Ⅺ)進行反應，反應溫度為0℃(用冰冷卻)到200℃，最好室溫到120℃，通常反應時間為5分鐘到10天，最好15分鐘到3天。
在本發明中，可用的溶劑的實例包括醇如甲醇和乙醇，芳烴如苯、甲苯和二甲苯，醚如乙醚、四氫呋喃和二噁烷，滷代烴如二氯甲烷、氯仿和四氯化碳，乙腈，二甲基甲醯胺和二甲基亞碸。也可以用這類有機溶劑和水的混合物。
在製備羥胺(Ⅺ)溶液之前，當用羥胺鹽(Ⅺ)如其鹽酸化物、硫酸鹽或草酸鹽時，用鹼如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、醋酸鈉、醋酸鉀、甲醇鈉或乙醇鈉處理羥胺鹽是合適的。
反應之後，從反應混合物中蒸發出有機溶劑，並以通常方法如用水和有機溶劑萃取、重結晶或柱色譜法處理殘餘物，可以從反應混合物中分離出化合物(Ⅻ)。
第三步在這一步中，在鹼存在下於有機溶劑中，將在第二步中所得的3-(取代吡啶基氧基)苯並羥肟酸烷基酯與化合物(ⅩⅢ)進行反應製得化合物(ⅩⅣ)。
通常每摩爾化合物(Ⅻ)用1到5摩爾，最好1到3摩爾化合物(ⅩⅢ)進行反應，反應溫度通常-50℃到溶劑的回流溫度，最好-10℃到大約80℃，反應時間通常0.5到20小時。
在化合物(ⅩⅢ)中離去基團L的實例可以是如氯、溴、碘、苯磺醯基氧基、對甲苯磺醯基氧基、甲磺醯基氧基或三氟甲磺醯氧基。
在這個反應中所用的溶劑的實例包括醇如甲醇和乙醇，芳烴如苯、甲苯和二甲苯，醚如四氫呋喃和二噁烷，滷代烴如氯仿和二氯甲烷，丙酮，乙腈，二甲基甲醯胺，二甲基亞碸和N-甲基吡咯烷酮。這類有機溶劑和水的混合物也可以使用。
可以使用的鹼的實例包括甲醇鈉、乙醇鈉、氫化鈉、叔丁醇鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉和碳酸鉀。
反應也可以在兩相體系中進行。在這種情況下，可以用相轉移催化劑，如季銨鹽象溴化四甲胺、溴化四丁胺或溴化苄基三丁胺，和季鏻鹽象溴化四苯基鏻，其用量如1%到60%(重)，最好為5%到40%(重)。
反應之後，將反應混合物倒入水中，並用普通方法處理，如用有機溶劑萃取、重結晶或柱色譜法處理，可分離出化合物(ⅩⅣ)。
第四步在這一步中，硝化化合物(ⅩⅣ)所用的硝化劑一般為硝基化合物，如硝酸/硫酸，硝酸鈉/硫酸或硝酸鉀/硫酸。
所有硝化劑的量並不嚴格限制。一般來說，每摩爾式(ⅩⅣ)的化合物其適當用量是1到10個摩爾，最好是1到3摩爾。反應溫度隨著硝化劑種類而改變，一般為-20℃到100℃，最好-10℃到80℃。在這樣的溫度下，反應通常在約0.5到5小時可結束。
硝化反應可以在無溶劑或在如二氯甲烷或二氯乙烷溶劑中進行反應。
反應之後，將反應混合物倒入水中，用有機溶劑萃取，並結晶萃取物，可以高收率的分離出式(Ⅰ)的所要化合物。
下面的實施例說明本發明化合物的合成。
實施例1製備O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並羥肟酸甲酯將36.2克(0.10摩爾)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯甲酸溶於36.2毫升亞硫醯(二)氯中，並將溶液加熱回流1.5小時。蒸發掉過量的亞硫醯(二)氯，得到醯氯。
將150毫升醚中的醯氯溶液逐滴加到含10.5克(0.1摩爾)氨基氧乙酸甲酯、10.1克(0.1摩爾)三乙胺和300毫升幹醚溶液中，於冰冷卻下攪拌大約20分鐘，其後，在冰冷下再攪拌該混合物30分鐘，然後在室溫下攪拌1.5小時。將反應溶液倒入300毫升冰水中，用200毫升乙酸乙酯萃取三次。用飽和的氯化鈉水溶液洗滌有機層，並且用硫酸鎂進行乾燥。過濾分離出乾燥劑，並蒸出溶劑。用甲苯重結晶所生成的固體，得到37.2克(收率82.7%)5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並異羥肟酸甲氧基羰基甲酯。
將所得的異羥肟酸酯(37.2克)溶於70毫升醚和70毫升四氫呋喃的混合溶劑中，並在冰冷卻條件下攪拌，將在300毫升醚中含24.8克(0.241摩爾)N-亞硝基甲脲所製得的重氮甲烷溶液在約40分鐘內滴加到混合物中。然後在冰冷條件下攪拌混合物約30分鐘。用醋酸分解過量的重氮甲烷，並蒸發掉溶劑。所得固體用甲醇重結晶，得到27.0克(收率70.4%)所要求的化合物No.32(順式)，熔點71.0℃到73.0℃。
把5.0克上述化合物No.32溶於200毫升甲苯中。用氮氣給該溶液鼓泡，除氣，用高壓水銀燈(UVL-1009，RikokagakuSangyo制)照射3小時。蒸發溶劑，並用柱色譜法〔矽膠;正己烷/醋酸乙酯(2∶1)〕提純殘餘物，得到3.5克(收率70.0%)化合物No.32的異構體(反式;熔點84.5～85.5℃)。
實施例2製備O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並羥肟酸乙酯(化合物No.53)將按實施例1同樣方法所得的2.25克(5毫摩爾)異羥肟酸酯、0.83克(6毫摩爾)無水碳酸鉀和10毫升二甲基甲醯胺所組成的懸浮液加熱到65～67℃，並將1.2克(約6毫摩爾)對甲苯磺酸乙酯在約15分鐘內滴加到懸浮液中。然後在上述相同溫度下攪拌混合物1小時。將反應混合物倒入約150毫升冰水中，用30毫升乙酸乙酯萃取二次。用飽和氯化鈉水溶液洗滌有機層，然後用硫酸鎂乾燥，過濾除去乾燥劑，並蒸出溶劑。用柱色譜法(矽膠;正己烷/乙酸乙酯4∶1)提純所得油狀物質，得到1.4克(收率58.5%)所需化合物No.53，n21.2D＝1.5359。
表1列出了用類似於上述實施例所示技術合成的本發明的吡啶基苯基醚衍生物。
表1
化合物號 X R1R2R 性質1. H CH3H CH3熔點81.0-84.0℃(順式)2. H CH3H C2H53. H CH3H n-C3H74. H CH3H i-C3H75. H CH3H n-C4H9熔點55.0-56.0℃(反式)6. H CH3H i-C4H97. H CH3H s-C4H98. H CH3H t-C4H99. H CH3H n-C5H1110. H CH3H t-C5H1111. H CH3CH3CH312. H CH3CH3C2H513. H CH3CH3n-C3H714. H CH3CH3i-C3H7
表1(續)化合物號 X R1R2R 性質15. H CH3CH3n-C4H916. H CH3CH3t-C4H917. H CH3CH3n-C5H1118. H CH3C2H5CH319. H CH3C2H5C2H520. H CH3C2H5n-C3H721. H CH3C2H5n-C4H922. H C2H5H CH323. H C2H5H C2H524. H C2H5H n-C4H925. H i-C3H7H CH326. H i-C3H7H C2H527. H i-C3H7H n-C4H928. H C2H5CH3CH329. H C2H5CH3n-C4H930. H i-C3H7CH3CH331. H i-C3H7CH3n-C4H932. Cl CH3H CH3熔點71.0-73.0℃(順式)熔點84.5-85.5℃(反式)
表1(續)化合物號 X R1R2R 性質33. Cl CH3H C2H5熔點101.5-103.0℃(順式)熔點58.0-59.5℃(反式)34. Cl CH3H n-C3H7熔點71.5-73.0℃(反式)35. Cl CH3H i-C3H7熔點97.5-99.0℃(反式)36. Cl CH3H n-C4H9熔點84.0-85.0℃(反式)37. Cl CH3H i-C4H9熔點77.5-79.0℃(反式)38. Cl CH3H s-C4H939. Cl CH3H t-C4H940. Cl CH3H n-C5H11熔點71.5-72.5℃(反式)41. Cl CH3H t-C5H1142. Cl CH3CH3CH3n20.4D1.5328(順式)43. Cl CH3CH3C2H544. Cl CH3CH3n-C3H7
表1(續)化合物號 X R1R2R 性質45. Cl CH3CH3i-C3H746. Cl CH3CH3n-C4H947. Cl CH3CH3t-C4H948. Cl CH3CH3n-C5H1149. Cl CH3C2H5CH350. Cl CH3C2H5C2H551. Cl CH3C2H5n-C3H752. Cl CH3C2H5n-C4H953. Cl C2H5H CH3n21.1D1.5359(順式)54. Cl C2H5H C2H555. Cl C2H5H n-C4H956. Cl i-C3H7H CH3n21.1D1.5336(順式)57. Cl i-C3H7H C2H558. Cl i-C3H7H n-C4H959. Cl C2H5CH3CH360. Cl C2H5CH3n-C4H961. Cl i-C3H7CH3CH362. Cl i-C3H7CH3n-C4H963. F CH3H CH364. F CH3H C2H565. F CH3H n-C3H766. F CH3H i-C3H767. F CH3H n-C4H968. F CH3H t-C4H969. F CH3H s-C4H9
參考實施例1製備化合物(ⅩⅣ)(A-1)製備3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硫代苯甲酸O-甲酯(化合物Ⅶa)將24.5克(0.074摩爾)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯甲酸甲酯溶於80毫升二甲苯中，並將40.0克(0.099摩爾)2，4-雙(4-甲氧基苯基)-1，3-二硫代-2，4-二磷乙烷-2，4-二硫化物加入，於120℃下攪拌該混合物20小時，蒸出二甲苯。用柱色譜法(矽膠;正己烷/醚98∶2)提純殘餘物，得到22.1克(收率86%)所需化合物Ⅶa。
n20D＝1.5840核磁共振〔CDCl3，δ(PPm)〕4.29(3H，S)，7.1～7.6(2H，m)，7.9～8.4(4H，m)。
(A-2)製備3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硫代苯甲酸O-甲酯(化合物Ⅶa)將4.2克(0.0122摩爾)N，N-二甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯甲醯胺於室溫下加到8.2克光氣的二氯甲烷溶液(26毫升)中。在同樣溫度下攪拌該混合物18小時。蒸出過量光氣和二氯甲烷。將殘餘物溶於26毫升二氯甲烷中，然後將溶液滴加到0.59克(0.0128摩爾)乙醇的四氫呋喃溶液(20毫升)中。加入之後，在該溫度下攪拌混合物30分鐘，而當4.3毫升(0.0532摩爾)吡啶在5～10℃滴加時，將硫化氫通入溶液直到飽和為止。在這一溫度下再進一步攪拌該混合物15分鐘。蒸出溶劑，並加入30毫升水。用30毫升乙醚萃取混合物三次。將有機層用硫酸鎂乾燥。過濾分離乾燥劑，蒸出溶劑和吡啶，得到4.0克(收率91%)所需化合物(Ⅶa)。
(B)製備3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯並異羥肟酸甲酯(化合物Ⅻa)。
將1.53克(0.022摩爾)羥胺鹽酸化物溶於21毫升甲醇中，並在冰冷下將4.24克(0.0922摩爾)28%甲醇鈉的甲醇溶液加到該溶液中。在這一溫度下攪拌混合物15分鐘，並吸濾，得到羥胺的甲醇溶液。
將上述所得的羥胺甲醇溶液(15毫升)加到6.61克(0.019摩爾)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硫代苯甲酸O-甲酯中，在回流溫度下將該混合物攪拌1.5小時。蒸出溶劑，用柱色譜法(矽膠;正己烷/乙酸乙酯＝4∶1)提純所得油狀混合物，得到5.73克(收率87%)所需化合物(Ⅻa)(順∶反＝大約4∶6)n20D＝1.5545核磁共振〔CDCl3，δ(PPm)〕3.80，4.01(3H，S)，7.0～8.4(6H，m)。
(C-1)製備O-乙氧基羰基甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯並羥肟酸甲酯(化合物ⅩⅣa)將0.4克(0.011摩爾)氫化鈉(60%在油中)一點一點加到3.47克(0.01摩爾)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯並羥肟酸甲酯的二甲基甲醯胺(30毫升)溶液中。在室溫下攪拌該溶液30分鐘，並於室溫下將1.34克(0.011摩爾)溴乙酸乙酯加到所得的溶液中，在室溫下攪拌該混合物3小時。將反應混合物倒入60毫升冰水中，用40毫升乙醚萃取二次。用飽和氯化鈉水溶液洗滌有機層，並用硫酸鎂乾燥。過濾分離出乾燥劑，並蒸出溶劑。用柱色譜法(矽膠;正己烷/乙酸乙酯＝5∶1)提純所得油狀物質，得到3.94克(收率91%)所需化合物(ⅩⅣa)(順∶反＝大約4∶6)。
用柱色譜法(矽膠;正己烷/氯仿＝2∶3)小心提純這種化合物，得到反式化合物(ⅩⅣc)和順式化合物(ⅩⅣb)。
用(C-1)的同樣方法，合成在下面表2所列的式(ⅩⅣ)的化合物。
(C-2)製備O-甲氧基羰基甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯並羥肟酸甲酯(化合物ⅩⅣa)將氯化苄基三乙基胺(0.20克;0.88毫摩爾)加到在4.5毫升二氯甲烷中含1.04克(3毫摩爾)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯並羥肟酸甲酯的溶液中，並冷卻混合物。在-5℃到0℃滴加1.72毫升50%氫氧化鈉水溶液。然後在同樣溫度下，滴加0.92克(6毫摩爾)溴化乙酸甲酯。在同樣溫度下攪拌混合物20分鐘。將反應混合物倒入30毫升冰水中，用稀鹽酸中和，並用20毫升乙醚萃取三次，用飽和氯化鈉水溶液洗滌有機層，並用硫酸鎂乾燥。過濾分離乾燥劑，並蒸出溶劑。用柱色譜法(矽膠;正己烷/乙酸乙酯＝5∶1)提純所得油狀物質，得到1.17克(收率90%)所需的化合物(ⅩⅣa)(順∶反＝大約4∶6)。
實施例3製備O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並羥肟酸甲酯(化合物No.32)在-10℃將硫酸(1.31克)加到在0.71毫升二氯乙烷中含0.47克(1.12毫摩爾)O-甲氧基羰基甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯並羥肟酸甲酯(順式∶反式＝大約4∶6)的溶液中。在-2℃到5℃將硝酸鉀一點一點地加到生成的溶液中。在同樣溫度下攪拌混合物2小時。將反應混合物倒入10毫升冰水中，用10毫升二氯甲烷萃取二次。用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌有機層，並用硫酸鎂乾燥。過濾分離出乾燥劑，並蒸出溶劑。用甲醇結晶所得的油狀物質(順∶反＝大約10∶1)，得到0.31克(收率60%)所需化合物No.32(順式)。
下面表3列出用與實施例3同樣的方法製得的化合物(Ⅰ)。
本發明提供的通式(Ⅰ)的化合物，有著廣泛的除草範圍和非常高的除草活性，並表明低劑量時極佳的除草效率。它們用作處理葉的非選擇性除草劑。當它們以比顯示非選擇活性的劑量更低的劑量使用時，本發明的化合物表明在處理葉時對栽培作物有很好的選擇性，並且可能是農業上有用的選擇性除草劑。
本發明的化合物可抑制在非耕作地和耕作地生長的各種雜草，例如陸地的窄葉和寬葉的草，例如稗(Echinochloacrus-galli)、紅色馬唐(Digitariasanguinalis)、綠狐尾(Setariaviridis)、蟋蟀草(Eleusineindica)、(Paspalumthunbergii)、早熟禾(Poaannua)、莧、蓼、藜屬植物(Chenopodiumalbum)、藜(Chenopodiumalbum)、絨毛葉(Abutilontheophrasti)、牽牛花、蒼耳(Xanthniumstrumarium)、普通豚草(Ambrosiaartemisiifolia)、馬齒莧(Portulacaoleracea)、鬼針草(Bidensfrondosa)、山扁豆(Cassiaobtusi-folia)、龍葵(Solanumnigrum)、大葉苣蘿菜(Sidaspinosa)、酢漿草(Oxaliscorniculatα)、曼陀羅(Daturastramonium)、紅車軸草(Trifoliumprastens)、繁縷(Stellariamedia)、日本山茶(Saginajaponica)、薺菜(Capsellabursa-pastoris)、苦水芹(Cardamineflexuosa)、墊子草(Galiumspurium)、罌粟(Papaverspp.)、雛菊(Matricariachamommila)、加拿大薊(Cirsiumarvens)、金盞花、寶蓋草(Lamiumamplexicaule)、(Veronicacaninotesticulate)、一年生蚤草(Erigeronannus)、鱗葉飛篷(Erigeronphiladel-phicus)、加拿大飛篷(Erigeroncanadensis)和長毛篷(Erigeronbonariensis);和水生的窄葉和寬葉植物如稗(Echinochloacrus-galli)、傘莎草(Cyperusdifformia)、雨久花(Monochoriavaginalis)、野海綠(Linderniapyxidaria)、美洲水草(Elatinetriandra)、節節菜(Rotalaindica)、水燭(Eleocharisjuncoides)、和荸薺(Eleocharisacicularis)。
本發明的化合物使用方法可在有用植物發芽前進行，撒播處理，或運用設計的一種直接噴撒的方法，該法要避免與處於發芽後生長階段的有用作物的葉和莖接觸，這不僅可用於非耕作地，也可用於栽培有用作物的耕作地。在農業上有用之處是當本發明的化合物使用時用量低於那些顯示非選擇性活性的化合物時，它顯示出對栽培作物良好的選擇性，即使在撒播處理葉時也如此，並能控制各種雜草，而對禾本科的作物，尤其是稻穀、玉米、小麥、大麥、高梁、甘蔗及寬葉作物如大豆和向日葵沒有產生任何重大的植物毒性。
本發明化合物實際用作除草劑時，要用已知的方法與農業上和園藝上可接收的載體或稀釋劑、添加劑和輔助劑進行混合。使用時通常以農業化學品配製的形式如粉劑、顆粒、可溼性粉劑、乳油、可溶性粉劑或溶液。它也作為混合物使用，與其它農業化學品如殺黴劑、殺蟲劑、除蟎劑、其它的除草劑、植物生長調節劑、肥料、土壤團粒結構促進劑混合施用。
與其它的除草劑一起使用，可降低劑量，節省勞力。此外，通過兩種除草劑協同作用，除草範圍加寬，由於藥物的協同作用，可以期望有更高的功效。
載體或稀釋劑可以是通常在農業領域中使用的任何固體或液體的載體或稀釋劑。固體載體包括高嶺土所代表的滑石或白土，蒙脫土和矽鎂土;無機物質如雲母、葉蠟石、浮石、蛭石、石膏、碳酸鈣、白雲石、雙硅藻土、石灰鎂、磷灰石、沸石、矽酐和合成矽酸鈣;植物來源的有機物質如大豆粗粉、菸草粉、核桃粉、麥麵粉、木屑粉、澱粉和結晶纖維素;天然或合成聚合物如苯並呋喃樹脂、石油樹脂、醇酸樹脂、聚氯乙烯、聚亞烷基二醇、酮樹脂、酯膠、
膠和噠瑪膠;蠟如巴西棕櫚蠟和蜂蠟;和尿素。合適的液體載體或稀釋劑包括鏈烷烴或環烷烴如煤油、礦物油、錠子油和白油;芳香烴如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、異丙苯和甲基萘;氯代烴如四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、一氯代苯和鄰氯甲苯;醚如二噁烷和四氫呋喃;酮如丙酮、甲乙酮、二異丁基酮、環己酮、苯乙酮和異佛爾酮;酯如乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙二醇乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、馬來酸二丁酯和丁二酸二乙酯;醇如甲醇、正己醇、乙二醇、二乙二醇、環己醇和苄醇;醚醇如乙二醇乙醚、乙二醇苯醚、二乙二醇乙醚和二乙二醇丁醚;極性溶劑如二甲基甲醯胺和二甲亞碸;水。
表面活性劑和其它輔助劑可用來進行乳化、分散、潤溼、展開或粘合本發明的化合物，調節它的分解性，穩定除草劑的活性成分，改進除草劑的流動性，防止侵蝕或其它的情況。表面活性劑可以是非離子、陰離子、陽離子和兩性的。通常非離子或陰離子表面活性劑是適合的。合適的非離子表面活性劑包括如環氧乙烷和高級醇象十二烷醇、十八烷醇和油醇的加聚產物;環氧乙烷和烷基酚象異辛酚和壬酚的加聚產物;環氧乙烷和烷基萘酚象丁基萘酚和辛基萘酚的加聚產物;環氧乙烷和高級脂肪酸象棕櫚酸、硬脂酸和油酸的加聚產物;環氧乙烷和單或雙烷基磷酸象硬脂磷酸和二月桂磷酸的加聚產物;環氧乙烷和胺化合物象十二烷胺和硬脂醯胺的加聚產物;多羥基醇象脫脂山梨糖醇的高級脂肪酸酯;環氧乙烷和這些酯的加聚產物;環氧乙烷和環氧丙烷的加聚產物。合適的陰離子表面活性劑如烷基硫酸酯鹽象十二烷基硫酸鈉和油醯硫酸胺鹽;烷基磺酸鹽象2-乙基己烯磺酸鈉;芳基磺酸鹽象異丙基萘磺酸鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉、木素磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉。
為改進配製的除草劑的性能並增加其除草效果，本發明的化合物可以與其它的輔助劑以混合物的形式使用。這些輔助劑包括象酪蛋白、明膠、清蛋白、膠、藻酸鈉、羧基甲基纖維素、甲基纖維素、羥乙基纖維素和聚乙烯醇這樣的聚合物。
上述的載體或稀釋劑和各種調節劑可單獨使用或以適當混合的形式使用，其取決於配製的除草劑的形式、使用的地點和時間等。
在配製的除草劑中作活性組分的本發明的化合物的比例，可隨除草劑的形式而變化，例如通常是0.1%到99%(重)，最好是1%到80%(重)。
粉劑通常含1%到25%的活性成分(重)，其餘為固體載體。
可溼粉劑通常含25%到90%的活性成分(重)，其餘為固體載體、分散劑、潤溼劑和任意的保護膠體、觸變劑、消泡劑等。
顆粒劑通常含1%到35%的活性成分(重)，其餘多數為固體載體。活性成分與固體載體均勻混合，或均勻固定到或吸附在固體載體表面上。顆粒的直徑大約0.2到1.5mm。
乳油通常含1%到30%的活性成分(重)，約5%到20%的乳化劑(重)，其餘為液體載體和任意的緩蝕劑。
本發明所提供的式(Ⅰ)的化合物，可以直接用作除草劑或以任一所要求的形式，如上述的製劑。
本發明的除草劑可用於非耕作地和耕作地的芽前期到芽後生長期的各種雜草，最好是用於生長期的那些雜草。雜草可用下述方式控制，把除草有效量的本發明的化合物用到希望控制芽前雜草的地區的土壤，或把除草劑直接與芽後的雜草接觸。
因為本發明的化合物有很高的除草活性，所以施用比例可以很小，而且可以適當變化，這取決於要控制的雜草的類型、其生長階段、施用的地點、施用的時間、天氣情況等。一般，施用比例大約0.01到10000克/公頃，最好大約0.1到5000克/公頃的式(Ⅰ)化合物(活性組分)。
最好非選擇性除草劑比例大約為50～2000克/公頃，選擇性除草劑大約1～50克/公頃。
下列配方實例說明本發明的化合物的配製實例。其中所用成分都按重量計。
配方實例1顆粒劑組分份化合物No.325膨潤土50滑石40十二烷基苯磺酸鈉2木素磺酸鈉2聚氧乙烯烷基芳基醚1將上述組分充分混合，然後加適量的水。混合物用制粒機捏製造粒，得到100份顆粒。
配方實例2可溼粉劑組分份化合物No.3320白土70白碳5木素磺酸鈉3十二烷基苯磺酸鈉2將上述組分混合，用捏制機進行捏制，均勻研磨得到100份可溼粉劑。
配方實例3乳油組分份化合物No.3330環己酮70十二烷基苯磺酸鈣5聚氧乙烯烷基芳基醚5將上述組分均勻混合、溶解，生成100份乳油。
配方實例4可流動製劑組分份化合物No.120聚氧乙烯烷基芳基醚2十二烷基苯磺酸鈣3矽氧烷型消泡劑0.2丙二醇82%瓜耳膠水溶液12水(餘量)54.8將上述組分用溼研磨器混合均勻研磨，得到100份可流動製劑。
本發明的化合物的其它形式的製劑基本上可以按照上述配方實例製備。
下列試驗實例說明本發明提供的式(Ⅰ)化合物的優良的除草活性。
試驗實例1處理葉在方形盒(30×30×8釐米)內，裝滿旱地農場的土壤。以一定的量種上表4所列的各種雜草的種子，然後在溫室內生長，直到植物長到3～6片葉的階段(在播種後第27天)。
如配方實例3中所配製的各種試驗化合物，在含0.25%的「表面活性劑WK」(Kao有限公司的產品)作展著劑的水中稀釋，使得活性組分的量如表4所列。稀釋的化學物質均勻地施用在植物的葉片上，用量相當於500升/公頃。
施用後的21天，對雜草的除草效果以下列標準評價，結果如表4所示。
評價標準(11個等級)除草效果對作物的植物毒性等級(基於未處理地區的除草率，%)(基於未處理地區的植物毒性比率，%)00同左10～10210～20320～30430～40540～50650～60760～70870～80980～901090～100(已枯萎)
在表4中，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k和l代表下列雜草a稗b指形禾草c大狐尾d石茅高梁e早熟禾f綠莧g牽牛花(Ipomoeahederacea)h曼陀羅i蒼蓼車j藜k蒼耳l普通豚草試驗實例2種植的有用植物在化學處理後的安全情況把天然生長雜草如綠莧(Amaranthus reroflexus)、蒼蓼車(Polygonum lapathifolium)、絨毛葉、稗、指形禾草和大狐尾(Setaria faberi)的旱地農田劃分為幾個區，每區面積10米2(2×5米)。將固定比例的按試驗實例1配製和然後稀釋的本發明的化合物，以相當於500升/公頃水的量均勻地噴灑到每塊試驗區。
化學處理一周後，將由於殺死了天然生長的雜草，幾乎變得光禿的每塊地區的表層、10釐米深處加以充分的翻混，然後立即播種表5中所列的每種作物種子，觀測它們的生長情況。
在播種後30天，植物毒性的程度用試驗例1所列標準計算，結果列於表5。
表5中，A、B、C、D、E和F代表下列作物A玉米B小麥C稻D大豆E棉花F向日葵表5
＊同表4中的腳註(百草枯)
權利要求
1.如下(I)式的一種化合物
其中R和R1各自代表低級烷基，R2代表氫原子或低級烷基，X代表氫原子或滷素原子。
2.根據權利要求1的化合物，其中R1代表甲基，R2代表氫原子。
3.根據權利要求2的化合物，其中R代表甲基或乙基。
4.根據權利要求1的化合物，其中X代表氯原子。
5.根據權利要求1的化合物，其是O-甲氧基羰甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並羥肟酸甲酯或O-乙氧基羰甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯並羥肟酸甲酯。
6.製備權利要求1中式(Ⅰ)的化合物的方法，該方法包括硝化下式的化合物
其中R、R1、R2和X如權利要求1所定義。
7.包括權利要求1所示式(Ⅰ)的化合物和農業和園藝可接受的載體或稀釋劑的除草組合物。
8.包括權利要求1所示式(Ⅰ)的化合物的除草劑。
9.控制雜草的方法，包括把在權利要求1所示的式(Ⅰ)的化合物施用到要控制雜草的地區，或施用到要控制的雜草上。
10.權利要求1所示的式(Ⅰ)的化合物用作除草劑的用途。
全文摘要
通式(I)的一種化合物
文檔編號A01P13/00GK1030754SQ88106019
公開日1989年2月1日 申請日期1988年7月14日 優先權日1987年7月14日
發明者鄉敦, 今田悟史, 直原一男, 遠藤惠次, 山本百合, 井義浩 申請人:三菱油化株式會社