用作除草劑的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代的雜環化合物的製作方法

2023-10-10 12:02:39 3

專利名稱：用作除草劑的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代的雜環化合物的製作方法
由於使作物減產和品質降低，雜草造成了全球巨大的經濟損失。特別是鼠尾看麥娘，稗，黑麥草，綠狗尾草和野燕麥造成了全世界巨大的經濟損失。
美國專利4，225，336揭示了作為穀類作物選擇性除草劑使用的苯氧基烷基噁唑啉。美國專利4，576，631揭示了一些芳氧基苯氧基氧代咪唑烷，美國專利4，943，584是關於一些(對-苯氧基苯氧基)-甲基-五元雜芳族化合物及它們在消滅蟲害方面的用途。但是，為了在作物存在下能有選擇性地抑制雜草的生長，目前仍然在尋求創造出更高效和更具選擇性的除草劑。
因此，本發明的一個目的是提供用於在作物存在下可用來選擇性抑制各種雜草的高效除草劑。
本發明涉及4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代的雜環，它用於在作物存在下能有選擇地抑制不希望的各種雜草。
本發明的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代的雜環可用結構式Ⅰ來表示
其中Ar為選自
Y是氫，滷素，硝基，氰基或C1-C4的滷代烷基;
Y1是滷素，硝基，氰基，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基;
W是O或S;
Z是N或CH;
Z1是N或N+-O-;
Z2是O或S;
R是C1-C4的烷基;
表示一個單鍵或雙鍵;R1或R2分別是H或C1-C4的烷基，並在
為雙鍵時，則R1不存在;
R3是H，C1-C4的烷基或CO2R5;
Q和Q1分別是O，S(O)m或NR6，並在
為雙鍵時則Q1是NR6，並且R6不存在;
m是一個為0，1或2的整數;
R6是H或C1-C4的烷基;
R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素，或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，任意被滷素，或某種鹼金屬，鹼土金屬，錳，銅，鋅，鈷，銀，鎳，銨，或有機銨陽離子所取代的C3-C6的炔基;
其各種酸的加成鹽，R6是H;
以及其所有的光學異構體和非對映異構體。
本發明的化合物對重要的農作物如小麥，大麥，稻，和大豆顯示出有選擇性，同時能有效地抑制多種雜草如鼠尾看麥娘，稗，綠狗尾草，野燕麥，大馬唐和黑麥草。
特別用於在作物存在下選擇性地抑制雜草的優選的本發明的式Ⅰ化合物是那些其中Ar系選自
Y是H，滷素，或C1-C4的滷代烷基;
Y1是滷素，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基;
W是O;
R是C1-C4的烷基;
表示單鍵或雙鍵;
R1和R2分別是H或C1-C4的烷基，但在
為雙鍵時，則R1不存在;
R3是H，C1-C4的烷基或CO2R5;
Q和Q1分別是O，S(O)m或NR6，但在
為雙鍵時則Q1是NR6，並且R6不存在;
m是0，1或2的整數;
R6是H或C1-C4的烷基;
R4或R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，
任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，任意被滷素或某種鹼金屬，鹼土金屬，錳，銅，鋅，鈷，銀，鎳，銨或有機銨陽離子所取代的C3-C6的炔基。
特別用於在稻，大豆，和穀類作物如小麥和大麥存在下，能有選擇性地抑制雜草如鼠尾看麥娘，大馬唐，黑麥草，稗和綠狗尾草的更優選的本發明的式Ⅰ化合物，具有以下結構式
Y1是滷素，C1-C4的滷代烷基，或C1-C4的滷代烷氧基;
R是C1-C4的烷基;
表示單鍵或雙鍵;
R1和R2分別H劃C1-C4的烷基，並在
表示雙鍵時，則R1不存在;
R3是氫，C1-C4的烷基，或CO2R5;
Q1和Q1分別是O，S或NR6，並在
表示雙鍵時則Q1為NR6且R6不存在;
R6是H或C1-C4的烷基;和R4和R5分別是H，C1-C4的烷基或某種鹼金屬，有機銨或銨陽離子。
在上述式Ⅰ中鹼金屬包括Na，K，和Li，但通常較佳地是Na。而且，術語「有機銨」定義為由一個帶正電荷的氮原子與1-4個分別含有1-16個碳原子的脂基所組成的基團。上述滷素典型的例子為氟，氯，溴和碘。術語「滷代烷基」定義為具有下式CpHqXr的化合物，其中X是滷素，p，q和r是整數，且有p+r＝2q+1。術語「滷代烷氧基」定義為具有下式CpHqXrO的化合物其中X是滷素，p，q和r為整數，且有q+r＝2p+1。
某些式Ⅰ的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代的雜環可由式Ⅱ的滷代芳基化合物與氫醌的二鹼金屬鹽在有機溶劑如二甲基亞碸存在下反應得到式Ⅲ的對-(芳氧基)苯酚來製備。該對-(芳氧基)苯酚然後與鹼如碳酸鉀和2-滷代-2-(C1-C4烷基)乙酸C1-C4烷基酯在某種有機溶劑如二甲基甲醯胺或乙腈的存在下，在升溫下反應，得到式Ⅳ的2-〔對-(芳氧基苯氧基)〕-2-(C1-C4烷基)乙酸C1-C4烷基酯。將這樣得到的乙酸酯與還原劑如二異丁基鋁氫化物在惰性有機溶劑如甲苯存在下，在低溫下反應，得到式Ⅴ的2-〔對-(芳氧基苯氧基)〕-2-(C1-C4烷基)乙醛。將這種乙醛與式Ⅵ的化合物和鹼如乙酸鉀或三乙胺在某種有機溶劑、水或其混合物的存在下反應，得到式Ⅰ的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環。這個反應的機理如下流程Ⅰ所示
其中是Ar，R，Q，Q1，R2，和R3如前面式Ⅰ中所述;n是0或1的整數;R4和R5分別是氫，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，或任意被滷素所取代的C3-C6的炔基;X是Cl或Br以及L是鈉或鉀。
另外，一些其中
表示雙鍵的式Ⅰ化合物可由式Ⅳ的2-〔對-(芳氧基苯氧基)〕-2-(C1-C4烷基)乙酸C1-C4烷基酯化合物與鹼如氫氧化鈉在溶劑存在下反應而得到式Ⅶ的2-〔對-(芳氧基苯氧基)〕-2-(C1-C4的烷基)乙酸。式Ⅶ的乙酸然後與亞硫醯氯在有機溶劑如氯仿存在下，最好在升溫下反應，得到式Ⅷ的醯基氯。將這樣得到的醯基氯與式Ⅸ的化合物和鹼如三乙胺在有機溶劑如氯仿存在下，最好在降溫下反應，得到式Ⅹ的2-〔對-(芳氧基苯氧基)〕-2-(C1-C4烷基)乙醯胺。然後在有機溶劑如苯和對-甲苯磺酸存在下回流加熱式Ⅹ的化合物，共沸除去水，得到式Ⅰ的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環。這個反應的機理如流程Ⅱ所示;
流 程 Ⅱ(續)
其中Ar，R，Q，R2，和R3如前式Ⅰ中所描述;n是一個為0或1的整數;並且R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，或任意被滷素取代的C3-C6的炔基。
更方便地是，一些式Ⅰ的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環可以由以下反應製備，用4-苄氧基苯酚與鹼如碳酸鉀和2-滷代-2-(C1-C4烷基)乙酸的C1-C4烷基酯，在某種有機溶劑如2-丁酮的存在下，最好是在升溫條件下反應，而得到式Ⅺ的2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕-2-(C1-C4烷基)乙酸的C1-C4烷基酯。將這樣反應得到的式Ⅺ的乙酸酯與還原劑如二異丁基鋁氫化物在惰性有機溶劑如甲苯存在下，在降溫下反應，得到式Ⅻ的2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕-2-(C1-C4烷基)乙醛。然後在某種惰性有機溶劑如乙醇存在下用催化劑如碳載體上的鈀在氫化條件下將該乙醛脫去保護基，得到式ⅩⅢ的2-〔對-羥基苯氧基〕-2-(C1-C4烷基)乙醛。將式ⅩⅢ的乙醛與式Ⅵ的化合物和鹼如乙酸鉀在溶劑存在下反應得到式ⅩⅣ的4-羧基-2-(對羥基苯氧基)烷基取代雜環。然後將該取代雜環與在惰性載體如氧化鋁或硅藻土上的氟化鉀和式Ⅱ的滷代芳基化合物在惰性有機溶劑如乙腈中，最好在30°到95℃反應，得到式Ⅰ的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環。這個反應的機理可由以下流程Ⅲ所示。
其中Ar，R，Q，Q1，R2，和R3如前面式Ⅰ中所述;n是一個為0或1的整數;R4和R5分別是H或任意被C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基;並且Ⅹ是Cl或Br。
類似地，其它式Ⅰ的化合物，其中R1是C1-C4的烷基，可以按以下反應製備
其中Ar，W，R，R2，和R3如前面式Ⅰ中所述;n是一個為0或1的整數;R1是C1-C4的烷基;R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，或任意被滷素所取代的C3-C6的炔基;以及Ⅹ是Cl或Br。
製備某些其中W是S的式Ⅰ化合物的其它方法如下
其中Ar，R，Q，Q1，R2，和R3如前面式Ⅰ所述;n為0或1的一個整數;R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，或任意被滷素所取代的C3-C6的炔基;Ⅹ是Cl或Br以及L是Na或K。
某些式Ⅰ的化合物，其中W是S
表示雙鍵，可由以下反應來製備
其中Ar，R，Q，R2和R3如前面式Ⅰ中所述;n是一個為0或1的整數;以及R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基、苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，或任意被滷素所取代的C3-C6的炔基。
更好地，式Ⅰ的化合物，其中R4和R5分別是鹼金屬，鹼土金屬，錳，銅，鋅，鈷，銀，鎳，銨或有機銨陽離子，可以由其中R4和R5是H的式Ⅰ的化合物用行業中技術人員已知的常規方法來製備。
某些式Ⅲ的起始對-(芳氧基)苯酚化合物可通過以下反應製備，將式Ⅱ的滷代芳基化合物與4-苄氧基苯酚和鹼如碳酸鉀在有機溶劑如二甲基甲醯胺存在下，在升溫下反應，而得到式ⅩⅤ的2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕芳基化合物。然後將式ⅩⅤ的化合物與溴化氫在乙酸存在下反應而得到式Ⅲ的對-(芳氧基)苯酚。這個反應的機理可由流程Ⅳ所示流程Ⅳ
其中Ar如前面式Ⅰ所述，以及Ⅹ是Cl或Br。
出人意料地，本發明的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環化合物對重要農作物如小麥、大麥、稻和大豆顯示出高度選擇性，並能有效地抑制多種種類的雜草。
本發明的式Ⅰ的化合物是用於在穀類作物，稻和闊葉作物存在下能有選擇性地抑制雜草的有效的除草劑。這些化合物對抑制幹地和溼地野生的雜草均有效。該化合物當對雜草進行葉面施用或對含有所述雜草的種子或其它繁殖器官如葡匐莖，塊莖或根莖的土壤或水中施用能有效地抑制雜草，施用量約為0.016到1.0kg/ha並且較好約為0.032到0.8kg/ha。
在實際應用中，式Ⅰ的化合物可以以固態或液態除草劑組合物的形式對作物施用，它包括將除草有效量的式Ⅰ的化合物分散或溶解於惰性的固態或液態載體中。該配方物可以出芽前或出芽後施用。該配方物也可在雜草長出後向穀類作物進行葉面施用而使其尤適用於小麥或大麥中的雜草抑制。
方便地是，式Ⅰ的化合物可配製成可乳化的濃縮物，可溼性粉劑，顆粒配製物，可流性濃縮物等等。
為了便於進一步理解本發明，給出以下實施例以更具體詳細地闡明本發明。除了權利要求對本發明的限定，本發明並不限於這些實施例。
實施例1對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯酚的製備
將2，3，5-三氯吡啶(69.32g，0.38mol)和18-冠-6(4.0g，0.015mol)加入到氫醌二鉀鹽(由氫醌(44.0g，0.4mol)和氫氧化鉀(45.0g，0.8mol)製得)的二甲基亞碸(700ml)混和物中。將反應混合物在室溫下攪拌過夜，在60℃加熱21/2小時，用火稀釋並用乙醚萃取。用水洗滌並混和有機萃取液，用活性炭處理，並用無水硫酸鎂乾燥，且在真空下濃縮得到一白色固體的標題產物(47.23g，mp122-123.5℃)實施例22-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙酸乙酯的製備
將硫酸鉀(867g，6.29mol)加入到對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕-苯酚(1，609g，6.29mol)，18-冠-6(50g，0.19mol)和四丁銨硫酸氫鹽(50g，0.15mol)在二甲基甲醯胺(20L)的混合物中。然後加入2-氯丙酸乙酯(1，380g，10.10mol)，將反應混合物在85℃攪拌2天，用水稀釋後，用二氯甲烷萃取。接著依次用水，2%氫氧化鈉溶液和水洗滌此混和有機萃取液，真空濃縮得到殘餘物。將此殘餘物溶於1∶1甲苯/己烷溶液，用2%氫氧化鈉溶液洗滌，並真空濃縮得到標題化合物，為一深紅棕色液體(1，445g)，用1HNMR色譜分析對其進行鑑別。
實施例32-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙醛的製備
2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)苯氧〕苯氧｝丙酸乙酯(1，455g，4.06mol)的甲苯(12L)溶液，在氮氣下將其冷卻至-55℃，用2小時內加入二異丁基氫化鋁(5.42L1.0M溶液)。在-55℃攪拌反應混合物5小時後，滴加冰醋酸(1.8L)，同時允許混合物放熱升溫至15℃。加入己烷(12L)，接著依次用5%鹽酸溶液，水，飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌混合物，真空濃縮得到標題化合物，為一桔黃色固體(1.159g)，用1HNMR色譜分析鑑別。
按上述步驟，但用合適的丙酸酯替代2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙酸乙酯得到下列化合物。
2-｛對-〔3-氯代-5-三氟甲基-2-吡啶基〕氧〕苯氧｝丙醛以及2-｛對-〔(2-氯代-a，a，a-三氟-對-甲苯基)氧〕苯氧｝丙醛。
實施例42-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯，非對映異構體混合物的製備
將2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙醛(50g，0.016mol)的丙酮(25ml)溶液滴加入L-半胱氨酸乙酯鹽酸鹽(3.3g，0.0177mol)和乙酸鉀(1.75g，0.0177mol)在1∶1丙酮/水(60ml)中的混合物中。在室溫將反應混合物攪拌90小時。然後，加入2ml水，在真空下除去丙酮，得到一種在水中的油狀殘餘物。將水從油中傾析出，將油溶入乙醚。用水洗滌有機溶液，用無水硫酸鎂將其乾燥並在真空下蒸發得到淺黃粘稠油狀物。用矽膠做快速色譜層析並先用60/40二氯甲烷/己烷至100%二氯甲烷接著用98/2至96/4二氯甲烷/乙酸乙酯洗脫，得到標題化合物為淺黃色粘稠油狀物(4.9g)，用1HNMR光譜分析鑑別。
按上述方法，但使用合適的丙醛和合適的半胱氨酸或半胱氨酸酯，得到下列化合物2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸，非對映異構體混合物，mp94-96℃;
2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4S-噻唑烷羧酸，非對映異構體混合物，無色玻璃狀物;
2-｛1-｛對-〔(2-氯代-a，a，a-三氟代-對-甲苯基)氧〕苯氧基｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯，非對映體的混合物，無色粘稠油狀物;
2-｛1-｛對-｛〔3-氯代-5-(三氟甲基)-2-吡啶基〕氧｝苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯，非對映異構體的混合物，粘稠油狀物;以及2-｛1-｛對-〔(5-溴代-2-嘧啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯，非對映異構體的混合物，無色漿狀物。
實施例52-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯鹽酸鹽和2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝-乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯的製備
向2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基-4R-噻唑烷羧酸的非對映體混合物(5.0g，0.012mol)在乙醇中的混合物中鼓泡通入HCl氣體。固體溶解，繼續通氣並保持混合物溫度低於50℃。通氣完成後，在約50℃將反應混合物攪拌2小時，真空濃縮得到一種油狀物。向其中加入乙醚，有固體形成。收集固體，並用乙醚洗滌得到2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯鹽酸鹽，為一白色固體，mp149-153℃。然後將碳酸氫鈉加入到此生成的鹽溶於2∶1乙醚/水的混合物中，直到水相沉在底層。然後分離有機相，用水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，並真空濃縮得到一黃色油狀物。用矽膠對油狀物進行快速色譜層析並先用80/20二氯甲烷/己烷至100%二氯甲烷後用1%-5%乙酸乙酯的二氯甲烷溶液洗脫，得到2-｛1-對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基-4R-噻唑烷羧酸乙酯，為一無色油狀物。
2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸乙酯的微量分析C19H20Cl2N2O4S
計算值C，51.47%;H，4.54%;N，6.31%;S，7.23%;Cl，15.99%實測值C，51.39%;H，4.50%;N，6.27%;S，7.26%;Cl，15.82%按上述方法，但用甲醇代替乙醇得到2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-4R-噻唑烷羧酸甲酯，為一無色油狀物。
微量分析C18H18Cl2N2O4S計算值C，50.35%;H，4.22%;N，6.52%;S，7.46%;Cl，16.51%實測值C，50.47%;H，4.28%;N，6.47%;S，7.37%;Cl，16.57%實施例62-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧〕｝丙酸的製備
向2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙酸乙酯(79.09g，0.212mol)的四氫呋喃溶液中攪拌下加入10%氫氧化鈉溶液(170ml，0.424mol)。將反應混合物加熱至52℃，攪拌3小時，真空濃縮後用水稀釋。用二氯甲烷洗滌水溶液，用濃硫酸酸化後用乙酸乙酯萃取。乾燥混合有機萃取液，真空濃縮得到標題產物，為一白色固體(48.7g)用1HNMR光譜分析鑑別。
實施例7
2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧〕｝丙醯氯的製備
向2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙醯(21.1g，6.43mmol)在氯仿(220mL)中的混合物中滴加亞硫醯氯(18.8mL，257.1mmol)。滴加完成後，加入二甲基甲醯胺(1.5mL)，在63℃將反應混合物攪拌21小時，真空濃縮並追加(Chased with)氯仿得到標題產物，為一黃色漿狀物，用1HNMR光譜分析鑑別。
實施例8乙基N-｛2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙醯〕L-半胱氨酸的製備
在N2氣下向L-半胱氨酸乙酯鹽酸鹽(2.71g，14.66mmol)在氯仿中的攪勻混合物中加入三乙胺。將反應混合物冷卻至0℃後，在攪拌下滴加2-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝丙醯氯(5.08g，14.66mmol)的氯仿(30mL)溶液。在室溫下將反應混合物攪拌過夜，真空濃縮，並過濾得到一種半固體。用矽膠對半固體進行色譜層析，並先用二氯甲烷後用2%-5%乙酸乙酯的二氯甲烷溶液洗脫，得到標題化合物，為一白色固體，mp 89-91℃。
實施例92-｛1-對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-2-噻唑啉-4R-羧酸乙酯，〔R，R和S，R〕，〔S，R或R，R〕和〔R，R或S，R〕
將對甲苯磺酸-水合物(1.43g，7.54mmol)的苯溶液加熱回流，並共沸除水1小時。然後，加入N-｛2-對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝苯醯｝L-半胱氨酸乙酯(3.15g，6.86mmol)，回流加熱反應混合物並共沸除水4小時，在室溫下攪拌過夜，回流加熱2小時，冷至室溫並用水稀釋。將有機相分出，用水和鹽水洗滌，乾燥並真空濃縮得到一黃色漿狀物。用矽膠對此漿進行快速層析，並用10%-15%乙酸乙酯的二氯甲烷洗脫，得到下列產物2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-2-噻唑啉-4R-羧酸乙酯，〔R，R或S，R〕，0.49g;
2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)氧〕苯氧｝乙基｝-2-噻唑啉-4R-羧酸乙酯，〔R，R和S，R〕，0.58g;和2-｛1-｛對-〔(3，5-二氯代-2-吡啶基)〕苯氧｝乙基｝-2-噻唑啉-4R-羧酸乙酯，〔S，R或R，R〕，0.29g;它們可由1HNMR分析鑑定。
實施例10
2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕-3-氯代-5-(三氟甲基)吡啶的製備
將2，3-二氯代-5-三氟甲基吡啶(33.3g，0.154mol)，4-(苄氧基)苯酚(30.0g，0.15mol)和碳酸鉀(21.5g，0.154mol)在二甲基甲醯胺(250mL)中的混合物在約90°-96℃下攪拌2.5小時。然後冷卻反應混合物，在室溫下攪拌過夜並真空濃縮得到一種殘留物。將此殘留物倒入水中形成一種黃色固體。收集該固體，用水洗滌，空氣乾燥並溶於乙醚。水洗該有機溶液，用活性碳處理，用無水硫酸鎂乾燥並真空濃縮，得到的標題產物為白色固體(56g，mp82.5°-83.5℃)。
實施例11對-｛〔3-氯代-5-(三氟甲基)-2-吡啶基｝苯酚的製備
向30%氫溴酸/乙酸溶液中加入2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕-3-氯代-5-(三氟甲基)吡啶(2.0g，0.00526mol)。反應混合物在室溫下攪滌合併的有機萃取液，用無水硫酸鎂乾燥並在真空下蒸發，得到一黃色油狀油。將該油溶於乙醚/己烷溶液中，用硅藻土過濾除去不溶的固體。真空濃縮濾液，將殘留物經過一短矽膠柱用80/20到90/10的二氯甲烷/乙酸乙酯洗脫，得到的標題產物為無色玻璃狀(1.1g，mp127°-129℃)。
實施例122-〔對-(苄氧基)苯氧基〕丙酸甲酯的製備
將4-(苄氧基)苯酚(60.1g，0.30mol)，2-溴代丙酸甲酯(50.1g，0.30mol)和碳酸鉀(45.61g，0.33mol)在2-丁酮中的混合物加熱回流24小時。TLC表明存在著起始物質。再加入碳酸鉀(10g，0.07mol)和2-溴代丙酸甲酯(10g，0.06mol)，將反應混合物回流加熱過夜並過濾。
真空濃縮濾液得到含有起始物質的殘留物。將殘留物溶於乙腈中，然後加入碳酸鉀(25g，0.18mol)和2-溴代丙酸甲酯(30g，0.18mol)，將反應混合物回流加熱4小時並過濾。將濾液真空濃縮得到一油狀物。用己烷洗滌油狀物，得到的標題產物為白色固體(58.8g，mp66°-68℃)。
實施例132-〔對-(苄氧基)苯氧基〕丙醯的製備
向2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕丙酸甲酯(56.4g，0.197mol)在甲苯中的混合物中，在-65℃，在氮氣氛下，滴加入二異丁基鋁氫化物在甲苯中的1.5M溶液(138mL，0.207mol)。將反應混合物在-65℃攪拌5小時。滴加入到乙酸(70mL)，並將反應混合物暖至室溫，用己烷稀釋，用10%鹽酸溶液和水洗滌，乾燥並真空濃縮得一油狀物。用矽膠快速層析該油狀物，用1∶1的二氯甲烷/己烷溶液洗脫，得到的標題產物為白色固體(21.44g，mp(50°-51℃)。
實施例142-(對-羥基苯氧基)丙醛的製備
將2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕丙醛(34.6g，0.135mol)和5%碳載體上的Pd(2.0g)在乙醇(250mL)中的混合物裝於帕爾(Parr)氫化反應器中。過5小時後，壓力從37psi降至28psi。然後用硅藻土過濾反應混合物，並真空濃縮得到深黃色漿狀物。用矽膠快速層析該漿狀物，再先後用二氯甲烷及1%-10%的乙酸乙酯的二氯甲烷溶液洗脫，得到深黃色漿狀的標題產物(8.2g)，它可由1HNMR譜分析鑑定。
實施例152-〔1-(對羥基苯氧基)乙基〕-4R-噻唑啉羧酸乙酯的製備，非對映異構體的混合物
將2-(對-羥基苯氧基)丙醛(4.7g，28.28mmol)在丙酮(75mL)中的溶液加入到L-半胱氨酸乙酯鹽酸鹽(5.78g，31.10mmol)和乙酸鉀(3.05g，31.11mmol)在1∶1丙酮/水溶液(80mL)中的溶液中。加完後加入水(30mL)，在室溫下將反應混合物攪拌過夜並真空濃縮得一殘留物，用二氯甲烷萃取。乾燥混合的有機相併真空濃縮得一固體。用矽膠快速層析該固體並先後用二氯甲烷和5%到15%的乙酸乙酯/二氯甲烷洗脫得到白色固體狀的標題產物(4.3g，mp99°-100℃)。
實施例162｛1-｛對｛〔3-氯代-5-(三氟甲基)-2-吡啶基〕氧｝苯氧基｝乙基｝-4R-噻唑啉羧酸乙酯的製備，非對映異構體的混合物
將2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶(0.809g，3.77mmol)，2-〔1-(對-羥基苯氧基)乙基〕-4R-噻唑啉羧酸乙酯，非對映異構體的混合物(1.12g，3.77mmol)和氧化鋁上的氟化鉀(40%KF，2.19g，15.08mmol)在乙腈中的混合物在氮氣氛下在72℃攪拌18小時，在82℃攪拌8小時，在室溫下攪拌2天，再在82℃攪拌8小時。然後將反應混合物過濾並真空濃縮得到一棕色漿狀物。用矽膠快速色層分離此漿並用0%到2%的乙酸乙酯的二氯甲烷溶液洗脫得到淡黃色漿料的標題產物(1.16g)，它可由1H NMR譜分析鑑定。
實施例172-｛對-〔(5-溴-2-吡啶基)氧〕苯氧基｝丙醛的製備
將5-溴-2-氯代吡啶(4.54g，23.47mmol)，2-(對-羥基苯氧基)丙醛(3.90g，23.47mmol)和碳酸鉀(4.05g，29.34mmol)在乙腈中的混合物在氮氣氛下在70℃攪拌18小時。將反應混合物冷卻至室溫，過濾並用丙酮和二氯甲烷洗滌濾餅。將合併的濾液真空濃縮得到一棕色半固體。用矽膠將半固體快速色層分離，然後用二氯甲烷洗脫得到白色固體狀的標題產物(2.49g，mp97°-98℃)。
實施例182-｛對〔3，5-二氯-2-吡啶基)氧〕苯氧基｝-1-羥基-1-丙磺酸鈉的製備
將2-｛對-〔(3，5-二氯-2-吡啶基)氧〕苯氧基｝丙醛(25.38g，0.0813mol)在甲醇(300mL)中的溶液滴加入亞硫酸氫鈉(10.2g，0.0976mol)在水(100mL)中的溶液中。將反應混合物在室溫攪拌4天並過濾。濾餅在真空烘箱中乾燥過夜，得到白色固體狀的標題產物(24.6g，mp172°-173℃)。
實施例192-｛1-｛對〔(3，5-二氯-2-吡啶基)氧〕苯氧基｝乙基-4R-噻唑啉羧酸乙酯的製備，非對映異構體的混合物
將2-｛對-〔(3，5-二氯-2-吡啶基)氧〕苯氧基｝-1-羥基-1-丙磺酸鈉(73.8g，0.177mol)，L-半胱酸乙酯鹽酸鹽(36.2g，0.195mol)和乙酸鉀(19.2g，0.195mol)(在2.5/l的丙酮/水溶液中的混合物在室溫下攪拌過夜，經硅藻土過濾並真空濃縮得一油狀物在水中的混合物。加入水並用乙醚萃取混合物。隨後相繼用水，20%碳酸氫鈉溶液，水和鹽水洗滌合併的有機相，用活性碳處理，用無水硫酸鎂乾燥並真空濃縮得到淡黃色粘性油狀物的標題產物(73.1g)，它可由1H NMR譜分析鑑定。
實施例20試驗化合物的出芽後除草性評價通過以下試驗證實了本發明的化合物的出芽後除草活性。籽苗植株在jiffy盤中生長約兩星期。將試驗化合物分散於含有0.5%吐溫20(一種AHas Chemical Industries)的取氧乙烯脫水山梨糖醇單月桂酸酯表面活性劑)的50/50丙酮/水的混合物中，其量足以使當通過一在40psig下工作的噴頭對植株噴灑一預定的時間時能達到每公頃約0.063到1.000千克活性化合物的施用量。噴灑後將植株放在溫室中的實驗桌上並按通常方法管理，與常規的溫室方法相同。從處理後四到五星期起，檢測籽苗植株並按以下給出的評價體系進行評價。所得到的數據登載在下面的表Ⅰ中。對每個給定化合物進行多次試驗，數據為平均值。
用於這些評價中的各種植物用首部縮寫，普通名稱和學名來表示。
除草率等級除草性評價的結果用除草率等級(0-9)來表示。等級是基於對植株的疏密，茁壯，畸形，大小，缺綠病和總體外觀的目測與對照組相比較。
等級 含義 與對照組比較的抑制率%9 完全殺死 1008 接近完全殺死 91-997 有良好的除草效果 80-906 有除草效果 65-795 有明顯的傷害 45-644 有傷害 30-443 效果一般 16-292 效果微弱 6-151 效果極小 1-50 無效 0
用於評估除草性的植物品種首部縮寫 普通名稱 學名BARNYARDGR 稗 ECHINOCHLOA CRUS-GALLI,(L)BEAUBLACKGRASS 鼠尾看麥娘 ALOPECURUS MYOSUROIDESLARGE CRAB 大馬唐(毛) DIGITARIA SANGUINALIS,(L)SCOPGREEN FOX 綠狗尾草 SETARIA VIRIDIS,{L)BEAUVWILD OATS 野燕麥 AVENA FATUA,L.
RYE GRASS 黑麥草SP. LOLIUM SP.
SOYBEAN WI 威廉斯大豆 GLYCINE MAXS WHT KATE KATEPWA TRITICUM AESTIVUM春季小麥BRLYBNZA BONANZA HORDEUM VULGARE春季大麥RICE,TEBON TEBONNET稻 ORYZA SATIVA
實施例21試驗化合物的出芽前除草活性的評價本發明的化合物的出芽前除草活性由以下試驗證實的。每種植物品種的種子或繁殖器官分別混合在盆栽土中，並種在分開的1/2夸脫的小盆中，離土壤表面約1英寸。種好後，用所選的含有足夠量試驗化合物的丙酮水溶液噴灑小盆，使每盆相當於約0.125-1.000kg試驗化合物/ha。然後，處理過的小盆被放在溫室中的試驗臺上，澆水並按常規溫室方法處理。從處理後4-5周起進行測試並按照前實施例20提供的分級體系對每鹽進行檢測和分級，所得數據記錄在以下的表Ⅱ中。
權利要求
1.一種化合物，它具有結構式
其特徵在於，其中Ar為選自
Y是氫，滷素，硝基，氰基或C1-C4的滷代烷基；Y1是滷素，硝基，氰基，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基；W是O或S；Z是N或CH；Z1是N或N+-O-；Z2是O或S；R是C1-C4的烷基；
表示一個單鍵或雙鍵；R1或R2分別是H或C1-C4的烷基，並假定當
是雙鍵時，則R1不存在；R3是H，C1-C4的烷基或CO2R5；Q和Q1分別是O，S(O)m或NR6，並假定
是雙鍵時則Q1是NR6，並且R6不存在；m是一個為0，1或2的整數；R6是H或C1-C4的烷基；R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素，或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，任意被滷素，或某種鹼金屬，鹼土金屬，錳，銅，鋅，鈷，銀，鎳，銨，或有機銨陽離子所取代的C3-C6的炔基；其酸的加成鹽，R6是H；以及其所有的光學異構體和非對映異構體。
2.如權利要求1的化合物，其特徵在於，其中Ar為選自
Y1是滷素，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基;W是O。
3.如權利要求2的化合物，具有結構式
其特徵在於，其中Y是氫或滷素;m是0;且R4和R5分別是H，C1-C4的烷基或某種鹼金屬，有機銨或銨陽離子。
4.一種抑制不希望有的各種雜草的方法，它包括向不希望有的植物的葉或莖或向含有不希望有的植物的種子或其它繁殖器官的土壤或水中施用有效數量的除草化合物，它具有結構式
其中Ar為選自
Y是氫，滷素，硝基，氰基或C1-C4的滷代烷基;Y1是滷素，硝基，氰基，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基;W是O或S;Z是N或CH;Z1是N或N+-O-;Z2是O或S;R是C1-C4的烷基;
表示一個單鍵或雙鍵;R1或R2分別是H或C1-C4的烷基，並假定當
是雙鍵時，則R1不存在;R3是H，C1-C4的烷基或CO2R5;Q和Q1分別是O，S(O)m或NR6，並假定
是雙鍵時則Q1是NR6，並且R6不存在;m是一個為0，1或2的整數;R6是H或C1-C4的烷基;R4和R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素，或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，任意被滷素，或某種鹼金屬，鹼土金屬，錳，銅，鋅，鈷，銀，鎳，銨，或有機銨陽離子所取代的C3-C6的炔基;其酸的加成鹽，R6是H;以及其所有的光學異構體和非對映異構體。
5.如權利要求4的方法，其特徵在於，其中化合物具有結構
並且其中Ar為選自
Y是H或滷素;Y1是滷素，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基;和W是O;m是0;和R4和R5分別是H，C1-C4的烷基或某種鹼金屬，有機銨或銨陽離子。
6.一種除草組合物，它由某種惰性載體和有效量的如權利要求1所述的化合物所組成。
7.一種化合物，它具有結構式
其特徵在於，其中R是C1-C4的烷基。
8.一種化合物，它具有結構式
其中R是C1-C4的烷基;R2是H或C1-C4的烷基;R3是H，C1-C4的烷基或CO2R5;Q和Q1分別是O，S(O)m或NR6;m是一個為O，1或2的整數;R6是H或C1-C4的烷基;R4或R5分別是H，任意被滷素，C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4的烷基，任意被C1-C4的烷氧基，滷素或苯基所取代的C3-C6的鏈烯基，任意被C1-C4的烷基所取代的C3-C6的炔基;和其所有的光學異構體和非對映異構體。
9.一種製備4-羥基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環化合物的方法，該化合物具有結構式
其中Ar為選自
Y是氫，滷素，硝基，氰基或C1-C4的滷代烷基;Y1是滷素，硝基，氰基，C1-C4的滷代烷基或C1-C4的滷代烷氧基;Z是N或CH;Z1是N;Z2是O或S;R是C1-C4的烷基;R2是H或C1-C4的烷基;R3是H，C1-C4的烷基或CO2R5;Q和Q1分別是O，S(O)m或NR6;m是一個為0，1或2的整數;R6是H或C1-C4的烷基;R4和R5分別是H，或任意被C1-C4的烷氧基，呋喃基，苯基，滷代苯基，C1-C4的烷基苯基或C1-C4的烷氧基苯基所取代的C1-C4烷基;和其所有的光學異構體和非對映異構體，方法包括在催化劑存在下，在第一種惰性有機溶劑中將2-〔對-(苄氧基)苯氧基〕-2-(C1-C4烷基)乙醛化合物氫化，該化合物具有結構式
其中R如前如述，形成一種2-〔對-羥基苯氧基〕-2-(C1-C4烷基)乙醛化合物，所形成的化合物具有結構式
其中R如上所述，並將2-〔對-羥基苯氧基〕-2-(C1-C4烷基)乙醛與一種具有結構式
的化合物，其中Q，Q1，R2，R3和R4為如前所述而n是一個為0或1的整數，與鹼在第二種惰性有機溶劑存在下進行反應而形成4-羧基-2-(對-羥基苯氧基)烷基取代雜環化合物，它具有結構式
其中Q，Q1，R，R2，R3和R4為如前所述，並將該4-羧基-2-(對-羥基苯氧基)烷基取代雜環化合物與在某一惰性載體上的氟化鉀和一種具有結構式
的滷代芳基化合物，其中Ar如前所述以及X是Cl或Br，在第三種惰性有機溶劑中，在低於95℃下進行反應，形成所述的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環化合物。
10.如權利要求9的方法，其特徵在於，其中的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代雜環化合物具有結構式
並且其中第一種惰性有機溶劑是C1-C4的醇，第二種惰性有機溶劑是水/丙酮混合物，第三種惰性有機溶劑是乙腈，惰性載體是氧化鋁或硅藻土，X是Cl並且溫度低於85℃。
全文摘要
本發明描述了在作物存在下能有效地有選擇性地抑制各種雜草的4-羧基-2-芳氧基苯氧基烷基取代的雜環化合物。還描述了這類化合物在作為選擇性除草劑應用時的方法及其各種製備方法。
文檔編號C07D239/34GK1073940SQ9211323
公開日1993年7月7日 申請日期1992年11月18日 優先權日1991年11月27日
發明者B·L·阿羅廷, M·A·瓜西阿羅 申請人:美國氰氨公司