1-氨基-3-(二环杂环)-6-氟代烷基尿嘧啶 本发明涉及用作除草剂的尿嘧啶化合物，并涉及制备除草剂的中间体。更具体地，本发明涉及1-氨基-3-(二环杂环)-6-氟代烷基尿嘧啶，其制备方法，其中间体，其组合物，和在芽前或芽后将除草组合物施加到需要防治的地方来破坏不需要植物生长的方法。本发明的除草化合物可有效地用于防治各种禾本科或阔叶植物。
本发明的化合物具有下述结构：
其中，
M为含1-6个氟原子的氟烷基(C1-6，较好地为C1-3，更好地为C1)；
R1为氢或烷基(C1-6，以C1-3较好，以C1更好)；
R2为氢或烷基(C1-6，以C1-3较好，以C1更好)；
Y为氢，氟，氯或溴；
X为氢，氟，氯，溴，氰基，烷基(C1-6，以C1-3较好，以C1为更好)，或含1-6个氟原子的氟烷基(C1-6，以C1-3较好，以C1为更好)；
而n为0或1。
我们于1993年8月13日申请的序号为107,097、目前美国专利号为＿＿的未审定申请(其内容在此结合参考加以引用)披露了除了氨基外可自各种基团中选择的1-取代尿嘧啶环类似化合物。
本发明较好的化合物包括那些其中M为三氟甲基或五氟乙基；R1为氢，甲基或乙基；R2为氢，甲基或乙基；X为氯或溴；Y为氢，氯或氟；以及n为0或1。更好的化合物包括那些其中M为三氟甲基；R1为氢或甲基；R2为氢或甲基；X为氯或溴；Y为氢，氯或氟；以及n为0或1。
特别好的化合物包括1-氨基-3-(7-氯-2，2-二甲基-5-氟-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶；1-氨基-3-(7-溴-2，2-二甲基-5-氟-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶；1-氨基-3-(8-氯-1，4-苯并二噁烷(二氧杂环己烷)-5-基)-6-三氟甲基尿嘧啶；1-氨基-3-(8-溴-6-氟-1，4-苯并二噁烷-5-基)-1-甲基-6-三氟甲基尿嘧啶；1-氨基-3-(8-氯-6-氟-1，4-苯并二噁烷-5-基)-6-三氟甲基尿嘧啶；1-氨基-3-(6，8-二氯-1，4-苯并二噁烷-5-基)-6-三氟甲基尿嘧啶；和1-氨基-3-(7-氯-2，2-二甲基-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶。
本发明的代表性化合物列于表中。本发明的化合物可从商品购得的起始原料或那些在本领域是已知的合成物或使用本领域技术范围内的改良法来制备。在上述参考的未审定申请和下述实施例中较为详细地描述了制备方法。实施例1-氨基-3-(7-氯-2，2-二甲基-5-氟-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶的合成(化合物2)
步骤A 作为中间体的O-(2，4-二硝基苯基)羟胺的合成
在10分钟内，往冰/水浴中冷却的2.0g(0.0074mol)N-(2，4-二硝基苯氧基)亚氨逐乙酸乙酯(Ethyl acetimidate)于10mL二噁烷的悬浮液中加入3mL 70％的高氯酸。反应混合物在0-5℃下搅拌5小时，然后倒入100ml冰水中。每次用40mL的二氯甲烷对该混合物萃取3次。用无水硫酸镁干燥合并地萃取液，而后过滤。将滤液在减压下蒸发出溶剂，获得2.8g棕色油状物。将油溶于20mL乙醚，在溶液中加入30mL石油醚，而生成沉淀。过滤得此沉淀。用石油醚洗涤并干燥后，得到0.75g黄色粉末状的O-(2，4-二硝基苯基)羟胺。NMR谱与所提到的结构是一致的。此法由Y.Tamura等人已在J.Org.Chem.，38，1239(1973)中记述。
步骤B 1-氨基-3-(7-氯-2，2-二甲基-5-氟-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶的合成
在60℃时在烧瓶中加热0.49g(0.0013mol)3-(7-氯-2，2-二甲基-5-氟-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶(除了在与碳酸钾和甲基碘反应之前分离出中间体产物外，其余均按上述参考的我们未审定申请的实施例1，步骤A-H来制备)和0.21g(0.0015mol)碳酸钾在30mL N，N-二甲基甲酰胺中的溶液20分钟。然后将该溶液冷至25℃，在此温度下加入0.30g(0.0015mol)的O-(2，4-二硝基苯基)羟胺。将此混合物搅拌约18小时，随后倒入100mL冰水中。每次用40mL二氯甲烷萃取混合物3次。用无水硫酸镁干燥合并的萃取液。过滤后，在减压下蒸发萃取液中的溶剂，获得1-氨基-3-(7-氯-2，2-二甲基-5-氟-1，3-苯并二氧杂环戊烷-4-基)-6-三氟甲基尿嘧啶。除草活性
使用各种作物和杂草对本发明的1-氨基-3-(二环杂环)-6-氟烷基尿嘧啶除草剂进行芽前和芽后除草活性的试验。试验植物包括大豆(Glycine max var.Williams)，饲料玉米(Zea mays var.Agway 425X)，小麦(Triticum aestivum var.Wheaton)，牵牛花(Ipomoea lacumosa或Iopmoea hederacea)，苘麻(Abutilontheophrasti)，狗尾草(Setaria viridis)，约翰逊草(Sorghum halepense)，鼠尾看麦娘(Alopecurus myosuroides)，繁缕(Stellaria media)和苍耳属(Xanthiumpensylvanicum)。
对于芽前的试验，用蒸汽灭菌的砂壤土填充两块各个施用率的各候选除草剂的可处置纤维坪(flats)(8cm×15cm×25cm)深约6.5cm。把土弄平，用模板压，在各个坪上压出5个13cm长0.5cm深的均匀间隔的槽。将大豆、小麦、玉米、狗尾草和约翰逊草的种子种在第一个坪的槽里，而将苘麻、牵牛花、繁缕、苍耳属和鼠尾看麦娘的种子种在第二个坪的槽里。使用五行式(five-row)模板将种子牢固地压到位。将相同份的砂和砂壤土顶部土壤均匀地放在各个坪上深约0.5cm。除了在芽前的坪之前种植8-12天并置于温室中用水浇(这样使种子发芽并使茎叶发育)外，其余均与上述相同的方式制备芽后试验的坪。
在芽前和芽后试验中，将0.27g化合物溶于20mL含0.5％v/v月桂酸脱水山梨醇酯的水/丙酮(50/50)中来制备候选除草剂的原液。对于3000g/ha的除草剂施用率，用水/丙酮(50/50)稀释10mL的原液至45mL。将用于制备较低施用率溶液的原液和稀释剂的体积列于下表中：
施用率 原液的体积 丙酮/水的体积 喷雾液的总体积
(g/ha) (mL) (mL) (mL)
3000 10 35 45
900 3 42 45
300 1 44 45
90 0.3 35 45.3
30 0.1 45 45.1
9 0.03 45 45.03
3 0.01 45 45.01
对芽前的坪一开始用轻水喷雾。将四个坪二个接二个地放在传送带上(即二个芽前的坪后跟二个芽后的坪)。传送带在安装在高于芽后茎叶约10英寸的喷嘴下通过。将芽前的坪在传送带上提升，使其土壤表面与芽后植物的叶冠位于喷嘴下的同一水平上。开始喷雾除草溶液，一旦稳定，使坪以接受1000L/ha覆盖当量(coverage equivalent)的速率在喷嘴下通过。在此覆盖当量下，对于各个除草溶液，施用率为如上表中所列的那些数值。随后立即用水浇芽前的坪，放在温室中，定期地在土壤表面浇水。立即将芽后的坪放在温室中，用试验溶液处理后24小时才浇水。这以后在地面上定期地对它们浇水，17-21天后，检查植物并记录植物毒性数据。
为了除草使用，通过与除草有效量的本领域通常使用的便于特殊应用所需的活性组分分散的辅助剂和载体相混和，可将1-氨基-3-(二环杂环)-6-氟烷基尿嘧啶配制成除草组合物，应考虑到的事实是施用毒剂的配方和类型会影响给定施用的物料的活性。这样，为了在农业上使用，视所需的应用类型，可将本发明的除草化合物配制成较大颗粒尺寸的颗粒剂，水溶性或水分散性的颗粒剂，粉末状的粉剂，可湿性粉剂，可乳化的浓缩剂，溶液，或若干任何其它已知类型的剂型。
可以用水稀释过的喷洒剂、或粉剂或颗粒剂的形式将这些除草组合物施加到需要抑制植物生长的地区。这些制剂可包含少至0.1％、0.2％或0.5％到多达95％(重量)或更高量的活性组分。
粉剂为活性组分与细小分散固体的自由流动的混合物，所述的细小分散固体为例如滑石，天然粘土，硅藻土，如胡桃壳和棉籽粉之类的细粉以及其它用作毒剂的分散体和载体的有机和无机固体；这些细小分散固体的平均颗粒大小为小于约50微米。在此所用的一种典型的粉剂为含1.0或更少份除草化合物和99.0份滑石的粉剂。
对芽前和芽后除草同样有用的可湿性粉剂制剂为易于分散在水或其它分散剂中的细小分散的颗粒。可湿性粉剂最终以干粉或在水或其它液体中的乳状液的形式施加到土壤中。典型的可湿性粉剂的载体包括漂白土，高岭土，硅石，和其它高吸收性的、易于润湿的无机稀释剂。视载体的吸收性，通常将可湿性粉剂制成含约5-80％的活性组分，并且一般它也包含少量的便于分散的润湿、分散或乳化剂。例如，一种有效的可湿性粉剂包含80.8份除草化合物，17.9份Palmetto粘土，1.0份木素磺酸钠和0.3份磺化脂族聚酯(作为润湿剂)。常在芽后使用的混和槽中加入另外的润湿剂和/或油以便于在茎叶上分散和被植物吸收。
除草用的其它有用制剂为可乳化的浓缩剂(ECs)，它是分散在水或其它分散剂中的均匀液体组合物，并且它完全由除草化合物和液体或固体乳化剂所组成，或者它也可包含液体载体，例如二甲苯，重芳族石脑油，异佛尔酮或其它不挥发的有机溶剂。为了除草使用，将这些浓缩剂分散在水或其它液体载体中，并且通常以喷雾剂的形式施加到待处理的区域上。按施加组合物的方式，主要活性组分的重量百分数可以变化，但通常包含占除草组合物重量的0.5-95％的活性组分。
除了活性组分悬浮在液体载体(通常为水)中外，可流动的制剂与ECs相类似。与ECs一样，可流动制剂包含少量的表面活性剂，并且包含占组合物重量的0.5-95％、一般10-50％的活性组分。为了使用可流动制剂，可用水或其它液体载体稀释，并且通常以喷洒剂的形式施加到待处理的区域上。
在农业制剂中所用的典型的润湿、分散或乳化剂包括，但不局限于。磺酸和硫酸的烷基和烷芳基酯类及其钠盐类；烷芳基聚醚醇类；硫酸化的高级醇类；聚环氧乙烷类；磺化动物和植物油类；磺化石油润滑油类；多羟基醇的脂肪酸酯类和这种酯的环氧乙烷加成物类；和长链硫醇与环氧乙烷的加成物。许多其它类型常用的表面活性剂可自商品购得。在使用表面活性剂时，通常在组合物中的含量为1-15重量％。
其它有用的制剂包括活性组分在如水、玉米油、煤油、丙二醇或其它合适溶剂之类的相对不挥发溶剂中的悬浮液。
其它用作除草的制剂包括活性组分在以所需浓度完全溶于溶剂(如丙酮，烷基化萘，二甲苯或其它有机溶剂)中的简单溶液。毒剂载于较粗颗粒上的颗粒剂特别可用于航空撒药(aerial distribution)或穿过作物株冠覆盖层。也可使用加压喷雾剂，典型地为由挥发剂(如二氧化碳，丙烷或丁烷)使活性组分以细小分散形式分散的气溶胶。水溶性或水分散性颗粒剂对本发明化合物的除草使用来说同样是有用的制剂。这种颗粒剂是自由流动的、无粉尘的、并且易于水溶或水溶混。美国专利3,920,442中所述的溶解或分散性的颗粒剂，于本发明的除草化合物是适用的。农民在大田使用时，可用水稀释颗粒剂、可乳化的浓缩剂、可流动的浓缩剂、溶液等，使活性组分的浓度达到所说的0.1％或0.2％-1.5％或2％。
本发明的1-氨基-3-(二环杂环)-6-氟代烷基尿嘧啶可与杀虫剂、杀菌剂、杀线虫剂、植物生长调节剂、肥料或其它农业化学品一起配制和/或施用，并且可用作农业上有效的土壤消毒剂和选择性除草剂。在施用本发明的活性化合物时，不管单独或与其它农业化学品一起配制，理所当然应使用有效量和浓度的活性化合物；该量例如可低至约4-300g/ha，较好为约10-30g/ha。在大田使用时，除草剂会损耗，因而可使用较高的施用率(例如，为上述施用率的四倍)。
本发明的1-氨基-3-(二环杂环)-6-氟代烷基尿嘧啶可与其它除草剂复配使用，例如它们可与等量或较大量的已知除草剂相混用，所述的已知除草剂例如芳氧基链烷酸除草剂，如(2，4-二氯苯氧基)乙酸(2，4-滴)，(4-氯-2-甲基苯氧基)乙酸(2甲4氯)，(+/-)-2-(4-氯-2-甲基苯氧基)丙酸(2甲4氯丙酸)；脲类除草剂，如N，N-二甲基-N’-〔4-(1-甲基乙基)苯基〕脲(异丙隆)；咪唑啉酮除草剂，如2-〔4，5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1H-咪唑-2-基〕3-吡啶羧酸(灭草烟)，含(+/-)-2-〔4，5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1H-咪唑-2-基〕-4-甲基苯甲酸和(+/-)-2-〔4，5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1H-咪唑-2-基〕-5-甲基苯甲酸的反应产物(咪草酯)，(+/-)-2-〔4，5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1H-咪唑-2-基〕-5-乙基-3-吡啶羧酸(咪草烟)和(+/-)-2-〔4，5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1H-咪唑-2-基〕-3-喹啉羧酸(灭草喹)；二苯醚类除草剂，如5-〔2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基〕-2-硝基苯甲酸(三氟羧草醚)，5-(2，4-二氯苯氧基)-2-硝基苯甲酸甲酯(甲酯除草醚)，和5-〔2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基〕-N-(甲磺酰基)-2-硝基苯甲酰胺(虎威、氟黄胺草醚)；羟基苄腈类除草剂，如4-羟基-3，5-二碘代苄腈(碘苯腈)，和3，5-二溴-4-羟基苄腈(溴草腈)；磺酰脲类除草剂，如2-〔〔〔〔(4-氯-6-甲氧基-2-嘧啶基)氨基〕羰基〕氨基〕磺酰基〕苯甲酸(氯嘧黄隆)，2-氯-N-〔〔(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基〕羰基〕苯磺酰胺(氯黄隆)，2-〔〔〔〔〔(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)氨基〕羰基〕氨基〕磺酰基〕甲基〕苯甲酸(苄嘧黄隆)，2-〔〔〔〔(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)氨基〕羰基〕氨基〕磺酰基〕-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸(吡嘧黄隆)，3-〔〔〔〔(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基〕羰基〕氨基〕磺酰基〕-2-噻吩羧酸(噻黄隆)，和2-(2-氯乙氧基)-N-〔〔(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基〕羰基〕苯磺酰胺(醚苯黄隆)；2-(4-芳氧基苯氧基)链烷酸类除草剂，如(+/-)-2-〔4-〔(6-氯-2-苯并噁唑基)氧基〕苯氧基〕丙酸(噁唑禾草灵)，(+/-)-2-〔4-〔〔5-(三氟甲基)-2-吡啶基〕氧基〕苯氧基〕丙酸(吡氟禾草灵)，(+/-)-2-〔4-〔(6-氯-2-喹喔啉基)氧基〕苯氧基〕丙酸(禾草克)，和(+/-)-2-〔(2，4-二氯苯氧基)苯氧基〕丙酸(禾草灵)；苯并噻二嗪酮类除草剂，如3-(1-甲基乙基)-1H-2，1，3-苯并噻二嗪-4(3H)-酮 2，2，-二氧化物(苯达松)；2-氯乙酰苯胺除草剂，例如N-(丁氧基甲基)-2-氯-2’，6’-二乙基乙酰苯胺(丁草胺)；芳烃羧酸除草剂，如3，6-二氯-2-甲氧基苯甲酸(麦草畏)；和吡啶氧基乙酸除草剂，如〔(4-氨基-3，5-二氯-6-氟-2-吡啶基)氧基〕乙酸(氟草烟)。
显而易见的是，在不偏离如权利要求书中所述的本发明定则的情况下，可对本发明化合物的制剂和使用作出各种改进。 n X Y R1 R2 M1 0 Cl H CH3 CH3 CF32 0 Cl F CH3 CH3 CF33 0 Cl Cl CH3 CH3 CF34 0 Br F CH3 CH3 CF35 0 CN F CH3 CH3 CF36 1 Cl H H H CF37 1 Cl Cl H H CF38 1 Cl F H H CF39 1 Br F H H CF310 1 CN F H H CF3