具有除草活性的4-芳氧(硫或氨) 基嘧啶衍生物及其制备 标题化合物通式;
过去人们已注意到开发新除草剂的研究。EP346789公开了下列通式的化合物作为除草剂:其中:R1、R2、R3、R4、R5为取代基:X=O,S;Y,Z=N,CH。
但该专利没有披露任何4-苯氧(硫或氨)基嘧啶衍生物的合成及除草活性。
EP593252公开了下列通式的化合物作为除草剂:其中,X1、X2、X3,R1、R2、R3为取代基,X=O,S。
但该专利仅披露了在苯环上含有取代苯基的一类合化物。
本发明提出了涉及新的具有下列通式(I)的4-芳氧(硫或氨)基嘧啶衍生物作为除草剂:其中,A为(未)取代苯环或(未)取代的含1-3个氧、硫、氮原子的芳杂环,例如A可为A1-A4所示的取代基:X为O,S(O)n(n=0,1,2),NR5;Y,Z,W=O,S,N,CH,NR6;R1、R2为卤素,(未)取代的烷基,(未)取代的烷氧基,(未)取代的烷氨基,(未)取代的烷硫基,(未)取代的芳氧基等;R3、R4为氢、卤素、硝基,(未)取代的氨基,(未)取代的烷基,(未)取代的芳基,(未)取代的烷氧基,(未)取代的烷硫基,(未)取代地磺酰基,(未)取代的磺酸基,(未)取代的醛基,(未)取代的苯氧(硫或氨)基,(未)取代的含1-3个氧、硫、氮原子的芳杂环氧(硫或氨)基,-C(R7)=NOR8,-(CH2)mCO2R9(m=0-10)等;R5、R6=氢,(未)取代的烷基,(未)取代的芳基,(未)取代的酰基,(未)取代的磺酰基等;R7=氢,(未)取代的烷基等:R8、R9=氢,(未)取代的烷基,(未)取代的芳基,(未)取代的氨基,与碱金属、碱土金属、过渡金属等形成的盐等。
本发明的4-芳氧(硫或氨)基嘧啶衍生物可通过下列反应式制备,
L为卤素,烷基或苄基磺酰基等离去基团。
反应是在惰性溶剂,如:醚类的乙醚,THF和乙二醇双甲醚;烃类的甲苯以及乙腈、N,N-二烷基酰胺如DMF;卤代烃的二氯甲烷,氯仿以及酮类等不参与反应的溶剂中进行。也可以使用混合溶剂。该反应一般在1个大气压下20℃-160℃的温度下进行。
反应中所用的碱可以为碱金属、碱金属的氢化物,碱金属碱土金属的氢氧化物,碳酸盐等。
中间体II中,A可为A1-A4,可通过常规方法制得。例如2,6-二羟基苯甲酸甲酯可按BP916548中的方法制备。
中间体III,当L=CL,R1、R2=OCH3时,可由三氯嘧啶与亲核试剂甲醇钠反应制得。
三氯嘧啶的制备,J.CHEM.SOC.1944,678中报道的方法为巴比妥酸与三氯氧磷在二甲苯胺的存在下反应。由于反应剧烈,不易控制,收率仅为46%。
本发明提出在制备三氯嘧啶时,采用三乙胺作碱,加入溶剂,使此反应较易进行。碱和三氯氧磷的用量一般为巴比妥酸的1-5倍(克分子比),溶剂为不参与反应的醚类,(卤代)烃类,腈类;反应温度为20-150℃,收率95%。
以下实施例将进一步说明本发明,但绝非用以限制本发明。表1例举了制得的4-芳氧(硫或氨)基嘧啶衍生物的例子及其熔点和1HNMR数据。
实施例1:2,4,6-三氯嘧啶的制备
三口瓶中,加入干燥的巴比妥酸12.8克,20毫升1,2-二氯乙烷,37毫升三氯氧磷,搅拌下滴加25毫升三乙胺,加热回流5小时,将反应物倒入200克冰中,分出有机相,1,2-二氯乙烷萃取无机相二次,2×20毫升,合并有机相,水洗至近中性,无水硫酸钠干燥后减压蒸馏除去溶剂即得标题化合物17.4克,产率95%,在15-18mmHg,80-90℃可蒸出纯的产品。
实施例2:4-氯-2,6-二甲氧基嘧啶的制备
将18.4克三氯嘧啶加入到20毫升甲醇中,室温下滴加含28%甲醇钠的甲醇溶液38.6毫升,40℃下搅拌3小时,减压蒸去溶剂,加水40毫升,过滤收集固体,干燥后重17.3克,收率96%。(其中,约含2-氯-4,6-二甲氧基嘧啶10%,可用重结晶方法除去)。产品熔点57-62℃。
实施例3:2-(2,6-二甲氧基嘧啶-4-氧)苯甲酸甲酯的制备
三口瓶中,投入水扬酸甲酯2.3克,40毫升DMF,分批加入氢化钠0.4克,同时水浴冷却,搅拌20分钟后加入1.6克4-氯-2,6-二甲氧基嘧啶。在70-120℃反应15小时后,将残余物倒入40毫升水中,用乙酸乙酯萃取无机相二次,2×10毫升,合并有机相,水洗至近中性,无水硫酸钠干燥后,减压下蒸馏出溶剂,将残余物用柱色谱提纯得原料4-氯-2.6-二甲氧基嘧啶0.5克,标题化合物1.0克洗脱液(乙酸乙酯:石油醚=1∶5),为油状物。产率56%(以氯代嘧啶计)。
实施例4:2-6-二(2,6-二甲氧基嘧啶-4-氧)苯甲酸甲酯的制备
三口瓶中,投入1.7克2,6-二羟基苯甲酸甲酯,40毫升DMF,分批加入氢化钠0.6克,同时水浴冷却,搅拌20分钟后加入4.2克4-氯-2,6-二甲氧基嘧啶,在70-120℃反应15小时后,将残余物倒入40毫升水中,用乙酸乙酯萃取无机相三次,3×20毫升,合并有机相,水洗至近中性,无水硫酸钠干燥后,减压下蒸馏出溶剂,将残余物用柱色谱提纯得标题化合物0.4克洗脱液(乙酸乙酯∶石油醚=1∶5) ,为油状物。产率9%。
实施例5
2-(2,6-二甲氧基嘧啶-4-氧)苯甲酸的制备:
实施例3的产品1.8克加入到含0.25克氢氧化钠的30毫升甲醇及30毫升水中,室温下搅拌3小时,减压蒸去甲醇,加入稀盐酸调到PH=3,出来油状物,放置后固化,过滤收集固体,水洗干燥后重1.4克,产率82%。熔点122-123℃。
实施例6
2-(2,6-二甲氧基嘧啶-4-氧)苯甲酸钠的制备:
实施例3的产品2.8克加入到含0.4克氢氧化钠的40毫升甲醇及40毫升水中,室温下搅拌3小时,过滤除去少许不溶物,减压蒸去甲醇及水,得白色固体,干燥后重2.4克,产率84%。熔点220℃分解。
实施例7
2-(2,6-二甲氧基嘧啶-4-氧)苯甲酸苄酯的制备:
实施例6的产品0.6克加入到15毫升DMF中,搅拌下加入2毫升氯苄,在50-60℃下反应5小时,将此混合物倒入60毫升水中,乙酸乙酯萃取三次,3×20毫升,水洗有机相后,减压蒸馏除去溶剂,残余物经柱色谱提纯得标题化合物0.5克洗脱液(乙酸乙酯∶石油醚=1∶5),为油状物。产率68%。
表1 化合物的结构及其熔点,1HNMR数据代号 R3 R4 熔点℃ 1HNMR(ppm) 1 H H oil 7.20(5H,m) 5.70(1H,S)
3.90(6H,d)d 2 Cl H 55-7 7.30(4H,m) 5.90(1H,S)
3.95(3H,S) 3.80(3H,S) 3 H 4-Cl 71-3 7.30(4H,m) 5.80(1H,S)
3.90(3H,S) 3.80(3H,S)4 Ph H oil 7.30(9H,m) 5.70(1H,S)
3.90(3H,S) 3.80(3H,S)5 H 4-CO2Et 44-7 8.00(2H,m) 7.30(2H,m)
5.90(1H,S) 4.30(2H,q)
3.90(3H,s) 3.80(3H,s)
1.30(3H,t)6 OCH3 H oil 7.00(4H,m) 5.70(1H,S)
3.90(3H,S) 3.80(3H,S)7 H 4-CH3 oil 7.10(4H,m) 5.70(1H,S)
3.90(6H,d) 2.30(3H,S)8 CO2Me H oil 7.30-8.00(4H,m) 5.85(1H,S)
3.95(3H,S) 3.80(3H,S)
3.79(3H,S)9 CO2H H 122-3 9.56(1H,S) 8.07(1H,m)
7.66(1H,m) 7.36(1H,m)
7.20(1H,m) 5.81(1H,S)
3.95(3H,S) 3.80(3H,S)10 CO2Na H 220d11 CO2Me 3-(pho-)12 熔点oil 7.00-7.80(3H,m)
5.82(2H,S)
3.93(3H,S) 3.85(6H,S)
3.79(6H,S)13 CO2Me 14 CO2Me 15 CHO H 63-5 10.21(1H,S) 7.25-7.95(4H,m)
5.89(1H,S) 3.96(3H,S) 3.86(3H,S)16 CO2CH2- H oil 7.27-8.05(4H,m)5.84(1H,S)
C≡CH 4.75(2H,d)3.92(3H,S)3.78(3H,S)
2.40(1H,1)17 CO2CH2- H oil
ph18 CO2H HNMe2 H oil19 151-3 7.20(15H,m)6.0(1H,S) 101-3 7.30(12H,m)6.2(1H,S)21 178 80 12.77(1H,S)6.14(1H,S)
3.89(6H,S)22
本发明的化合物是广谱除草剂,可用于森林、果园、农业、草场中除去不需要的植物。
本发明的4-芳氧(硫或氨)基嘧啶衍生物可单独或与其它已知除草剂混合使用,能混合的已知除草剂有2,4-D、苯达松、氯磺隆、草甘膦、2甲4氯、氯乐灵、丁草胺、绿麦隆、除草醚、西玛津、敌草净、稗草稀、咪草烟等。
在制剂中,本发明的化合物的含量为0.1-99%(重量百分数)。
本发明的化合物,能和载体、乳化剂、扩散剂、展开剂等配成粉剂、可湿粉剂、乳剂、水分散剂、颗粒剂、胶悬剂。
采用温室测试方法(土壤处理、茎叶处理)评估本发明的4-芳氧(硫或氨)基嘧啶衍生物对几种常规杂草的活性。用药剂量为每公顷2250克,以A、B、C、D的等级评估各组植物,其中,A代表死亡率在90%以上,B代表死亡率在70-89%,C代表死亡率在50-69%。D代表死亡率在50%以下。表2列出了所述剂量下试验化合物所获得的结果。 表2除草活性 土壤处理化合 稗草 马唐 狗尾 油菜 萝卜 苘麻物 草1 B C C D D D2 D D D D D D3 D D D D D D4 D D D D D D5 D D D D D D6 D D D D D D7 B A B A C B8 A A A A A A9 A A A A A A10 A A A A A A11 A A A A A A12 A A A A A A13 A A A A A A14 A A A A A A19 D D D D D D20 D D D D D D 茎叶处理 稗草 马磨 狗尾 油菜 萝卜 苘麻 草 D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D B D D B C C A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A D D D D D D D D D D D D