本发明是关于用作植物生长调节剂的杂环化合物,它们的制备方法,含有它们的制剂,和使用它们调节植物生长的方法。特别是,本发明涉及三唑烷醇类化合物。 根据本发明,提供具有如下通式的一种三唑基衍生物(Ⅰ)及其立体异构体,
这里R1是一个可任意取代的包含3到8个碳原子的环烷基或环烯基,n是0或1或3;R2是氢或包含1到4个碳原子的烷基;R3是一个可被一个或几个卤原子取代的叔丁基。
本发明的化合物至少含有一个手性中心。这样的化合物一般以消旋混合物形式得到。但是,这些和其它的混合物,能够用已知的方法分离成单个的异构体,同时,本发明包括这些异构体。
化学式(Ⅰ)包含这类化合物,其中,三唑环在1-(不对称)位上或4-(对称)位上被取代,形成本发明的三唑基衍生物,同时,本发明包括分开的和混合的这种化合物。最好是取代在三唑环的1-位,以得到三唑-1-基衍生物。但是,因为有些制备方法可以产生1-和4-位取代混合物,假如需要,不用对组分进一步分离,这样的混合物便可使用。
R2基团最好是氢或甲基。
环烷基或环烯基R1可以被取代,例如被一个或更多个低级烷基(如含有1到4个碳原子的烷基,例如一个或更多个甲基、乙基、正丙基和异丙基)或被一个或更多个卤原子取代。作为基团R1的例子,可以举出任意取代了的环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环戊烯基和环己烯基。
R3可以是叔丁基,即
叔丁基可以被一个或几个卤原子任意取代,例如一个或几个氟原子取代,得到如下基团:
这里的X是Cl或F,Y是Cl、F或H。
n最好是0或1。
本发明包括化学式(Ⅰ)化合物的盐、酯和金属配合物,其中R2是氢。作为酯的例子可举出乙酸酯或苯甲酸酯。上述通则不受限制,本发明也包括在农业化学品使用中分解成化学式(Ⅰ)化合物的任何化合物。
本发明化合物地例子列于下面表Ⅰ中,表中列出了通式(Ⅰ)中的各种R1、R2和R3。
表Ⅰ
表Ⅰ(续)
表Ⅰ(续)
表Ⅰ(续)
通式(Ⅰ)中R2为氢的化合物可以通过化学式为(Ⅱa)或(Ⅱb)的化合物
和通式为(Ⅲb)或(Ⅲa)为代表的有机金属化合物分别反应来制备。
上面几个化学式中的R1和R3和以前定义的相同,M是一种适合的金属,最好是锂、镁、钛或锆。反应在例如二乙醚、四氢呋喃或二氯甲烷的溶剂中,在惰性气体气氛下,在-80℃到+80℃顺利进行。用质子给予体停止反应,得到反应产物。当M是镁时,确切地说,有机金属化合物是R1(CH2)n-Mg-卤素或R3-Mg-卤素。当M是钛时,有机金属化合物是R1(CH2)n-Ti-(O-烷基)3或R3-Ti-(O-烷基-)3。当M是锆时,有机金属化合物是R1(CH2)nZr(O-烷基)3或R3Zr(O-烷基)3。
通式(Ⅰ)的化合物也可以将通式为(Ⅳ)或(Ⅴ)的化合物:
在适合的溶剂中,在有酸结合剂(例如碳酸钾)存在下与1,2,4-三唑反应,或者与其碱金属盐反应来制备,其中R1和R3和以前的定义相同,Hal是一个卤素原子(最好是一个氯或溴原子)。
我们已经发现,通式为(Ⅳ)或(Ⅴ)的化合物,在有酸结合剂例如碳酸钾存在,在比如二甲基甲酰胺溶剂中和1,2,4-三唑反应,生成一个在混合物中以1-取代的三唑占优势,4-取代的三唑占少数的混合物。不用分离位置异构体该混合物便可以使用,但如有必要,也可以很容易地将异构体分开,例如用分级结晶或真空蒸馏进行分离。相反地我们发现,通式为(Ⅳ)和(Ⅴ)的化合物和1,2,4-三唑的碱金属盐反应,基本上一般生成1-取代的三唑。
这样,假如只希望产生1-取代的化合物,可将通式为(Ⅳ)或(Ⅴ)的化合物,在20-120℃时,和1,2,4-三唑的钠盐反应。这种盐能够用典型的方法,在适合的溶剂中,例如乙腈、甲醇、乙醇或二甲基甲酰胺中,将氢化钠或甲醇钠加到1,2,4-三唑中来制备。将反应混合物倒入水中,用适合的有机溶剂(例如二乙醚、乙酸乙酯或二氯甲烷)萃取反应产物,可将产物分离出来。
本发明的醚(此处R2是烷基)和酯是从羟基化合物,通过它们在适合的碱存在下与适合的卤化物、酰氯或酸酐反应制得。
通式为(Ⅳ)的化合物能够用文献中的方法,将通式为(Ⅵ)的合适的化合物
和二甲基·亚甲基硫(JACS 1962,84,3782)或者和二甲基·亚甲基硫氧(JACS 1965,87,1353)反应来制备,这里的R1和R3和以上的定义相同。
通式为(Ⅵ)的酮类可以用文献中的标准方法来制备。
通式为(Ⅳ)和(Ⅴ)的化合物也可以通过通式为(Ⅶa)或(Ⅶb)的化合物:
和通式为(Ⅲb)或(Ⅲa)的有机金属化合物反应来制备,此处R1,R3和hal的定义和以上的相同。
化合物的植物生长调节作用可通过例如对木本和草本单子叶和双子叶植物的生长的阻碍和萎缩效应来证明。这种阻碍生长和萎缩效应可以是有用的,例如,对于花生,谷类(例如小麦、大麦和稻谷),油籽油菜,饲料用豆,向日葵,土豆和大豆,可以减少茎的高度,或者还有进一步的好处,例如使茎增强、加粗、缩短,茎节缩短,增加了主根的形成,同时使茎直立向上和叶子空位,可以减少倒伏的危险,也可以允许施用更多的肥料。阻止木本植物的生长可以用来控制电线下树木生长等;
防风林树木的生长可以得到控制,例如在果园中,可不用过多地去修剪枝叶。控制针叶树的生长在植树造林管理上可能是有用的。引起生长阻碍或萎缩的化合物也可以用来改善甘蔗茎的生长,使得在收获时,增加甘蔗中糖的浓度;通过施用这些化合物可以控制甘蔗的开花和成熟过程。阻碍花生茎叶生长能有助于花生收获。
抑制草的生长能够有助于草皮的保养。适合的草类的例子有Strenotaphrum secundatum(st.Augustine grass),洋狗尾草,多花黑麦草和黑麦草(Perenne),细弱翦股颖(Agrostis tenuis)狗牙根,鸭茅,羊尾属(Festuca spp.)(如:紫羊茅)和草熟禾属(Poa spp.)(如:草地早熟禾)。本发明的化合物可以阻碍草的生长,而没有明显的植物毒性效应,对草的形貌(特别是颜色)也没有不良的影响;这就使这些化合物用于观赏草地和草地装饰有吸引力。它们也可以对例如草的花头露出有效果。
本发明的化合物也能够阻止草中杂草的生长;这样的杂草例子有苔草〔如:莎草属(Cyperus spp.)〕和双子叶杂草(如:雏菊,车前草,萹蓄,草本威灵仙属植物,蓟,酸模和刘寄奴属植物)。阻止非作物植物(如杂草或复盖植物)生长,有助于种植园和大田作物的保养。
在果园中,特别对于土壤侵蚀的果园,草地复盖是重要的。但是过度生长的草需要大力整修。本发明的化合物能够用于这种情况下,因为它们能够限制生长,而又不用铲除引起土壤侵蚀的植物;同时,草对营养物质和水分的竞争程度将降低,这将使水果增产。在某些情况下,对一种草的生长阻碍比另一种强;这种选择性能够通过优先抑制不愿意要的草种的生长的方法用来改进草地的质量等。
萎缩作用也可以用于观赏的,家庭内的,花园和苗圃植物的小型化上(如:圣诞红,玫瑰,菊花,麝香石竹,郁金香和黄水仙)
如上所述,这些化合物也能用来阻碍木本植物生长。这种性质能够用来控制树篱的灌木列,或用于果树(如:苹果,梨,樱桃,桃,葡萄树等)的成型,或减少其修剪的工作量。这些化合物对有些针叶树的生长没有明显的阻碍作用,这样就可能使用这些化合物控制针叶树苗圃中的不希望有的植物。
植物生长调节作用可以(如上述意思)显示它增加作物的产量;或对果园和其它作物有增加果实,荚数和粒数的能力。
对于土豆,控制田地中的蔓和抑制在贮藏时发芽是可能的。
除此之外,这些化合物可以用来作为落果剂(abscission agents),使树上的果子变稀,来提高果实的质量。
这些化合物引起的其它的植物生长调节作用包括使叶角交错和改变叶的形态(两者均增加受光面和光的利用),同时促进单叶植物的分蘖。改进光的照射状况对全球的主要作物均具有大的意义,如对小麦,大麦,稻子,玉米,大豆,甜菜,土豆,种植园作物和果物。叶角效应可以用在例如改变叶子的取向,如对于土豆,可以让更多的光照射到作物上,以增加光合作用和球根的重量。增加单叶作物(如稻谷)的分蘖,增加了单位面积上的开花抽枝数量,则这种作物的收获量增加。此外控制和改善单叶和双叶植物生长和生殖过程的层次关系(hierarchieal relationships)是可能的,尤其是对谷类如小麦,大麦,稻谷和玉米,凭此可以增加单位面积上的开花抽枝数量,和改进穗上的颗粒大小分布的方法增加产量。在稻谷植物或作物上能够施用本发明的化合物,例如作为颗粒或颗粒剂,如缓慢释放型颗粒剂,施于苗盒中,稻田中和其它种植地方或介质中。水稻可用颗粒剂的浸没施用方法来处理。对于草地,尤其是高级草地,增加分蘖可能使草浓密,增加草地弹力;同时增加牧草的产量和质量,如改善其可消化性和味道。
用这些化合物处理植物,能够使叶子变得更加深绿。对于双子叶植物,如大豆和棉花,可以促进分枝。
化合物可以抑制,或至少可以延迟甜菜开花(由此使糖增产)或改善很多其它作物的开花类型。它们也可以使甜菜变小些,而不明显减少出糖率,却能够增加甜菜的种植密度。同样,对其它根茎作物(如芜菁,瑞典芜菁,饲料甜菜,荷兰防风草,甜菜根,甘薯和木薯,增加种植密度也是可能的。
本发明的化合物可用于限制棉花枝叶的生长,使得棉花增产。通过改进收获指数(即收获量占生产的干物的比例),改变干物的分配比例,也可以增加作物的收获量。这个方法适用于所有前述的根、荚,谷物,树,种植园和果类作物。
本发明的化合物在使植物抗应力方面是有用的,因为这些化合物能延迟种子出芽,缩短茎高度和延迟开花;这些性质可用来防止在某些地区发生霜冻的损害,因为在那些地区冬天有很厚的雪复盖在地上,在寒冷的气候下,处理过的植物将可以保持在雪复盖的下面。此外,这些化合物可以使某些植物抗干旱或抗寒冷。
当以低剂量的本发明化合物处理种子时,可以具有植物生长刺激作用。
应该懂得,不是本发明的所有化合物都必然具有上述全部的植物生长调节作用。对很多植物品种具有广谱植物生长调节活性的化合物显然是十分有利的。但是,对特殊的植物种类和/或植物生长调节作用具有高的比活性化合物,同样是很有用的。
实例表明,本发明的化合物对很多品种植物,作为延迟生长剂一般是很有效的,尤其是对温带生长的谷物,如小麦和大麦,以及水稻和苹果。这些化合物一般表现出减少叶舌间长度(interligular length)的优良活性,这是使成熟植物缩短节间长度的象征,从而限制了谷物对倒伏的敏感性。对于木本植物如苹果和葡萄,这些化合物作为延迟剂,为帮助田间管理提供了机会。本发明的化合物除具有活性外一般还具有明显的增绿效能,影响谷类作物的分蘖,这样使成熟后的穗数增多,因此增加谷物产量。本发明的某些化合物显示更加专门的作用形式。例如化合物NO3,相对来说,对于大麦和稻谷有比对苹果更高的活性。
在使用本发明的植物生长调节方法时,用于调节植物生长的化合物的量将取决于很多因素,例如被选择使用的专门化合物,被调节生长的植物物种性质。但是一般是每公顷施用0.01到15千克,最好是0.1到5千克。使用能生物降解的聚合物类缓慢释放颗粒剂,每公顷施用1到10千克是合适的;当用电动机械喷施时,用量可以更少一些。但是,在这个施用浓度范围以内,对某些植物可以产生有害的植物毒性效应。测定为了适于某种特定目的选用的化合物的最佳施药量时,进行常规试验可能是必要的。
本发明的化合物可以直接作为植物生长调节目的施用,但是更方便的是做成剂型使用。这样本发明提供一种植物生长调节配方,它包含上文中的通式为(Ⅰ)的化合物,或它的一种盐,酯或金属配合物;和任意选用的载体或稀释剂。
本发明也提供一种调节植物生长的方法,它包括施用到植物上,植物的种子上或植物或种子所在的部位上。施用上文中叙述的化合物,或它的盐、酯或金属配合物,或含有这些组分的混合物。
本发明的化合物,它的盐,金属配合物,和酯,能以多种方式使用,例如它们能够做成剂型或不做成剂型直接施到植物的叶丛上,或者用在丛林和树木上,种子,丛林或树木正在生长或栽培的介质上。它们能够用喷雾、喷粉或做成膏状或浆状施用,它们也能以蒸汽的形式,或缓慢释放的颗粒剂使用。能施用到作物或林木的任何部位,例如叶丛,茎,枝或根部,或者根部周围的土壤,或者种植前的种子;或土壤上,一般在稻田水或水栽法的培养系统中。本发明的化合物也可以注射进植物或树木中,也可以用电动喷撒技术施在植物上。
这里所用的“植物”这一名词包括籽苗,丛林和树木。
本发明的化合物更宜以混合制剂的形式用于农业和园艺。在任何事例中使用的配方类型,将根据具体的专门目的来决定。
配方可以是粉状或颗粒形式,都含有活性组分和固体稀释剂或载体,例如填料(如高岭土,膨润土,各种硅藻土,白云石粉,碳酸钙,滑石,粉状氧化镁,漂白土,石膏,Hewitt土和瓷土。这样颗粒剂能做成适合用于土壤的颗粒剂型,不需再加工处理。这些颗粒剂能够用活性组分浸渍填料颗粒来制成,或者将活性成分和粉状填料的混合物制成丸状。为了将组分包复在种子上,组分中可以含有一种介质(例如矿物油)以帮助组分粘在种子上;为此目的,活性成分还可以用一种有机溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺)来配制。
本发明的混合剂型也可以是可分散性粉剂,颗粒剂或包含有湿润剂的颗粒剂的形式,便于分散成可以含有填料和悬浮剂的粉末或颗粒的液体。
水分散液或乳化液可以把活性组分溶解到可能含有湿润剂,分散剂或乳化剂的有机溶剂中,然后将这个混合物加到水中来制备,水中也可以含有湿润剂,分散剂或乳化剂。适合的有机溶剂有二氯乙烯,异丙醇,丙二醇,双丙酮醇,甲苯,煤油,甲基萘,二甲基苯,三氯乙烯,糖醇,四氢糖醇,和乙二醇醚(如:2-乙氧基乙醇和2-丁氧基乙醇)。
用作喷撒的混合制剂也可以是烟雾剂的形式,在压力容器中贮存,其中装有喷射剂,如:一氟三氯甲烷或二氯二氟甲烷。
本发明的化合物可以在干的状态下与发烟的混合剂混合,制成一种适于在密闭空间产生含有化合物的烟雾的混合制剂。
另外,这些化合物可以做成微胶囊形式使用。它们也可以按可生物降解的聚合物类形式配制,以得到缓慢地,有控制地释放的活性物质。
通过加进合适的添加剂,例如改进分配性质,粘着力和使处理过的表面增加抗雨性的添加剂,不同的混合制剂能更好地适合于各种用途。
本发明的化合物能够和肥料(如氮肥、钾肥或磷肥)混合使用。只包含混有(例如复盖)本化合物的颗粒肥料的混合制剂更合适些。这种颗粒剂按重量计适于含有高达25%的化合物。因此本发明也提供含有通式(Ⅰ)的化合物或它的一种盐,酯或金属配合物的化学肥料混合制剂。
混合制剂也可以是液体剂型,用作浸渍剂或喷撒剂,它们一般是含有活性组分的水分散剂或乳化剂,并有一种或几种表面活性物质存在,例如湿润剂,分散剂,乳化剂或悬浮剂;或者它们是一类适合电动机械喷撒的制剂。上述试剂可以是阳离子,阴离子或非离子型试剂。适合的阳离子型试剂是季铵化合物,例如十六烷基三甲基溴化铵。
适合的阴离子型试剂有肥皂,硫酸脂族单酯盐类(例如十二烷基硫酸钠),磺化芳香化合物的盐类(例如十二烷基苯基磺酸钠,木质磺酸钠,钙或铵盐,丁基萘磺酸钠、钙或铵盐,以及二异丙基-和三异丙基萘磺酸钠的混合物)。
适合的非离子型试剂有环氧乙烷和脂肪醇(例如油醇或十六烷醇)或者和烷基酚(例如辛酚,壬酚和辛甲酚)的缩合产物。其它的非离子型试剂有从长链脂肪酸和己糖醇酐衍生的部分酯,该酯和环氧乙烷的缩合产物,以及卵磷脂。适合的悬浮剂有亲水胶体(例如聚乙烯基吡咯烷酮和羧甲基纤维素钠)和植物树胶(例如金合欢胶和黄蓍胶)。
用于水分散或乳化的混合制剂一般是以具有高含量活性组分的浓缩形式提供,在使用前用水稀释。这些高浓度的制剂应能长期贮存,在这样贮存以后能用水稀释,得到能保持相当长时间均匀性的水制剂,以便用常规的和电动喷撒装置施用。高浓制剂的活性组分含量按重量计可达95%,适合的为10-85%,例如25-60%。这些高浓制剂适当地含有机酸(如烷芳基或芳香基磺酸,例如二甲基苯磺酸或十二烷基苯磺酸),因为这些酸的存在能够增加活性组分在高浓制剂中常用的极性溶剂中的溶解度。高浓制剂中也含有高比例的表面活性剂,使得可以获得在水中足够稳定的乳化液。稀释成水制剂以后,根据要求,这种水制剂可以含有不同量的活性组分,但是经常可以使用含有0.0005%到10%或0.01%到10%(按重量计)活性组分的水制剂。
本发明的混合制剂能够包含一种或数种有生物活性的其他化合物,例如具有类似的或补充的杀菌活性或植物生长活性的化合物,或具有除草或杀虫活性的化合物。
其他的杀菌化合物有例如能抵抗谷物(如小麦)穗上疾病,如斑枯病(Septoria),赤霉病(Gibberella)和蠕孢叶斑病(Helminthosporium spp.),种子和土壤中的病菌和葡萄上的绒毛和粉状霉,苹果上的粉状霉和斑点病等。适宜的其他杀菌化合物的例子有imazalil,苯菌灵,多菌灵,甲基托布津,敌菌丹,克菌丹,硫磺,噻氨灵,吗菌灵,克啉菌,定菌磷,furalaxyl,乙菌定,四氯硝基苯,甲菌定,磺酸丁嘧啶,百菌清,vinclozolin,procymidone,iprodione,metalaxyl,forsetylaluminium,萎锈灵,氧化矮锈灵,双氯苯嘧醇,nuarimol,-甲呋萎灵,methfuroxan,nitrotal-isopropyl,三唑二甲酮,thiabendazole,etridiazole,triadimenol,biloxazol,二噻农,乐杀螨,灭螨猛,双胍盐,多果定,薯瘟钖,羟基薯瘟钖,敌螨普,灭菌丹,抑菌灵,灭菌磷,稻瘟净,放线菌酮,Clichlobutrazol,一种二硫代氨基甲酸酯,prochlorez,一种铜化合物,一种汞化合物,1-(2-氰基-2-甲氧基亚氨基乙酰)-3-乙基脲,fenaponil,ofurace,propiconazole,etaconazole和fenpropemorph以及fenpropidine。
通式(Ⅰ)化合物能够和土壤,泥炭土或其它植根介质混合,以保护植物不遭受土壤、种子或叶子传播的病害。
适合的其它杀虫剂是抗蚜威,乙硫甲威,乐果,异吸硫磷Ⅱ,拟除虫菊酯类杀虫剂和安果。
其它植物生长调节化合物可以是一些能控制杂草或芽的生长,改进通式(Ⅰ)化合物的植物生长调节活性的水平和寿命,选择性控制不希望生长的植物(如:草类),或者加快或减缓通式(Ⅰ)化合物的植物生长调节作用。这些植物生长调节剂的一些化合物,也是除草剂。
适合和本发明化合物混合使用,显示增效作用的植物生长调节化合物的例子是赤霉素(如:GA3,GA4和GA7),生长素(如:吲哚乙酸,吲哚丁酸,萘氧乙酸或萘乙酸),细胞激动素(如:激动素,二苯基脲,苯并咪唑,苄基腺嘌呤或苄基氨基嘌呤),苯氧基乙酸(如:2,4-D或MCPA),取代的苯甲酸(如:三碘苯甲酸),形态素(如:氯甲丹,马来酰肼,草甘磷,催熟磷,长链脂肪醇和脂肪酸,dikegulac,氟磺安,mefluidide,被取代的季铵和季鏻化合物(如:矮壮素阳离子*,氯化鏻,Phosphonl D或mepiquat*),乙烯利,克草丹,3,6-二氯茴香酸甲酯,丁酰肼*,黄草灵,脱落酸,isopyrimol,1-(4-氯苯基)-4,6-二甲基-2-氧代-1,2-二氢吡啶-3-羧酸,羟苯基腈(如:溴苯腈),草吡唑*,苯甲酰丙基-乙基-3,6-二氯吡啶羧酸(benzoylprop-ethyl 3,6-dich-loropicolinic acid),uniconazole,triapenthenol,flurprimidol,paclobutrazol,tetcyclacis四氯硝基苯和amidichlor,上述的季铵化合物和标记有星号(*)的化合物发生的增效作用最显著。
对于某些应用,例如注射本发明化合物到树或作物中,希望本化合物在水中有相对高的溶解度,例如超过30ppm。本化合物可以作为水溶液来使用,或配制成针剂,例如作成一种低级醇的溶液。
在有些应用中,希望本化合物在土壤中不要存留长时间,防止转移到附近的作物中或者进入同一土壤中种植的下一茬作物。这样使用时,最好本化合物在土壤中的半衰期小于20周。
下面举例说明本发明。
各例中 Singlets 表示单峰,quartet 四重峰,
Complex 多重峰,Saperimposed重叠的,
IR: 红外光谱,nujol:石蜡油
NMR: 核磁共振。
例1
本例叙述表1中的化合物1和2的混合物的制备和它们的进一步分离。
第一步 2,2-二甲基-4-环戊基丁酮-3的制备
将溴化环戊基甲基镁〔由镁屑(3.313克)和环戊基甲基溴(15.0克)在干燥的四氢呋喃(95毫升)中制得〕在-75℃,在氮气氛下,滴加到搅拌着的干燥四氢呋喃(120毫升)中有三甲基乙酰氯(11.09克)和碘化亚铜(10.0克)的混合物中。移去冷浴,搅拌反应混合物16小时,然后用冷的氯化铵水溶液(10%)进行水解。过滤后,滤液用乙醚萃取,用氢氧化钠水溶液(10%)洗涤合併的醚萃取液,再用盐水洗,然后以无水硫酸镁干燥。真空浓缩,得到黄色油状粗制的酮,不进一步纯化即可使用。
第二步 化学式Ⅷ的环氧化物的制备
将第一步制备的酮,碘化三甲基锍(15.3克),硫酸氢化四丁基铵(1.0克)和研细的氢氧化钾(8.125克)在干燥的二甲基亚砜(175毫升)中的混合物在45℃激烈搅拌2.5小时,然后在23℃搅拌16小时,最后再在45℃搅拌1小时。冷却到20℃。将饱和的碳酸氢钠水溶液和盐水加到混合物中,用乙醚萃取混合物。用盐水洗合併的乙醚萃取液,以无水硫酸镁干燥,在真空下浓缩,得黄色油状产物。粗产品环氧化物(一种消旋混合物)不经进一步纯化即可使用。
第三步
将第二步制备的环氧化物,1,2,4-三唑(8.19克)和无水碳酸钾(17.06克)在干燥的二甲基甲酰胺(100毫升)中的混合物在100-110℃下激烈搅拌5.5小时。冷却以后,真空下浓缩混合物,在乙醚和水之间分配残留物。分出有机层,水层再用乙醚萃取。用盐水洗涤合併的乙醚层,以无水硫酸镁干燥,真空下浓缩,剩下很淡的黄色粘稠油状物。加入30-40℃的石油醚和乙醚,在低温下研磨,给出白色固体,这固体是表Ⅰ中的化合物1和化合物2的混合物。
第四步
将第三步中得到的固体悬浮在乙醚中,在20℃时搅拌15分钟,然后冷却到-20℃。过滤得到的固体是表Ⅰ中的化合物2,白色粉末(0.44克),熔点167-169℃。滤液经过真空浓缩剩下油状物,逐渐结晶出表Ⅰ中的化合物1,白色晶体(5.67克),熔点55.5-58℃。
表1中化合物1是2,2-二甲基-3-羟基-3-环戊基甲基-4-(1,2,4-三唑基-1-基)-丁烷。
表1中的化合物2是2,2-二甲基-3-羟基-3-环戊基甲基-4-(1,2,4-三唑基-4-基)-丁烷。化合物1的物理定数据列出如下:
化合物1
NMR(CDCl3)0.96(9H,s),0.64-1.20(2H,complex),1.24-
1.80(9H,complex),2.88(1H,s),4.22(1H,d),
4.32(1H,d),7.92(1H,s),8.17(1H,s)
IR(nujol) 3600-3050cm-1(m),3060cm-1(w)
m/e noM+,194,168,83
CHN 计算值C66.89 H10.03 N16.72%
实测值 C66.76 H9.92 N16.31%
化合物2
NMR(CDCl3+dmsod6) 0.70-0.96(2H,complex),0.99(9H,s),
1.12-1.81(9H,complex),3.58(1H,s),
4.06(1H,d),4.14(1H,d),8.38(2H,s)
IR(nujol) 3600-3100cm-1(m),3130cm-1(m-w)
m/e MH+252,194,169,83
例2
本例说明表1中化合物4的制备。
第一步 2,2-二甲基-3-环丁基丙酮-3的制备
将碘化亚铜(1.0克)在氩气氛下加到环丁烷甲酰氯(15.0克)的无水乙醚(40毫升)中。搅拌悬浊液,并冷却到-70℃。保持温度在-70℃以下滴加氯化叔丁基镁乙醚溶液(2摩尔浓度溶液61.4毫升)。加完以后在-70℃时继续搅拌1小时,让温度升到20℃,搅拌几小时。小心加入水。分出乙醚层,合併水相的萃取物,用稀的氢氧化钠溶液洗。干燥和蒸发后,得到4.9克黄色油状产物。气相色谱分析表明主要成分占80%。未经进一步纯化,产物即被使用。
第二步 2-叔丁基-2-环丁基环氧乙烷的形成
在氮气气氛下,在60℃时将氢化钠(得自1.68克汽油洗的80%油分散体)的二甲基亚砜(40毫升)悬浮液搅拌1.5小时。将溶液冷却到20℃,用无水四氢呋喃(40毫升)稀释,并冷却到-5℃。加入碘化三甲基锍(11.42克)的二甲基亚砜(30毫升)浆液,搅拌10分钟后,加入第一步的产物(4.9克)的四氢呋喃(30毫升)溶液。在-5℃搅拌混合物2小时,20℃时放置过夜,然后到入水中,用石油醚(30-40℃)萃取。萃取液用盐水洗涤,干燥和蒸发,得4.67克黄色产物。气相色谱分析,主成分占75%。未进行进一步纯化,产物即被使用。
第三步 表1中的化合物4的制备
将1,2,4-三唑(2.97克)加至含有氢化钠(从1.29克汽油洗的80%油分散体得到)的二甲基甲酰胺(40毫升)中。在20℃搅拌1.5小时后,加入第二步产物(4.36克)在N,N′-二甲基丙烯脲(10毫升)中的溶液。然后将混合物在80℃共加热12小时,倒入水中,用乙醚萃取。用水洗萃取液,干燥和浓缩得到白色固体,将其在乙醚中重结晶一次,再在乙酸乙酯中重结晶一次,得到1.32克表1中化合物6,2,2-二甲基-3-羟基-3-环丁基-4-(1,2,4-三唑基-1-基)丁烷,熔点94-99.5℃。
物理特征列出如下
NMR(CDCl3)0.92(9H,s),1.12-1.32(1H,complex),1.44-
2.18(5H,complex),2.60-2.80(1H,complex),
3.34(1H,s),4.08-4.32(2H,quartet),7.92
(1H,s),8.12(1H,s)
IR(nujol) 3060-3140cm-1(m),3140-3620cm-1(m)
例3
总的是按例2的操作过程,不同的是,原料用环丙烷甲酰氯,在第一步中使用碘化亚铜和氯化叔丁基镁的地方,使用混合有机金属试剂(tBuO)(tBu)CuLi,它是由tBuOLi,碘化亚铜和tBuLi制备的,这里tBu代表叔丁基(参考文献Posner,Whitten and Sterling JACS 95 23 7788,1973)。产物是表1中的化合物3,2,2-二甲基-3-羟基-3-环丙基-4-(1,2,4-三唑-1-基)丁烷,熔点80.5-82.5℃,产物特征指标如下:
IR(nujol) 3140-3620cm-1(m),3060-3140cm-1(m)
NMR(CDCl3) (-0.1)-(-0.24)(1H,complex),
(-0.66)-(0.78)(1H,complex),
0.24-0.38(2H,complex),
0.68-0.82(1H,complex),1.09(9H,s),2.0
(1H,s),4.28-4.46(2H,quartet),
7.96(1H,s),8.12(1H,s)
例4
用环己烷甲酰氯作为原料,按照例2操作步骤,给出表1中化合物5,2,2-二甲基-3-羟基-3-环己基-4-(1,2,4-三唑-1-基)丁烷,熔点100.5-101.5℃。产物特征指数如下:
IR 3160-3540cm-1(s)
NMR(CDCl3)1.03(9H,s),0.28-2.08(11H,complex),3.58
(1H,s),4.16-4.6(2H,quartet),8.00(1H,s),
8.24(1H,s)
例5
用环丁烷乙酰氯作为原料,其余按例2操作过程,制备表1中化合物6,2,2-二甲基3-羟基-3-环丁基甲基-4-(1,2,4-三唑-1-基)丁烷,熔点73-75℃,其特征指数如下:
NMR(CDCl3)0.96(9H,s),1.36-2.0(9H,complex),2.68
(1H,s),4.12-4.32(2H,quartet),
7.96(1H,s),8.16(1H,s)
例6
本例说明表1中化合物7的制备。
第一步
将溴化环己基甲基镁〔由镁屑(1.80克)和溴化环己基甲烷(8.85克)在无水乙醚(100毫升)中制得〕,在-60℃,在氮气氛下滴加到搅拌着的三甲基乙酰氯(7.2克)和碘化亚铜(0.76克)的无水乙醚(100毫升)混合物中。移去冷浴,搅拌反应混合物16小时,然后小心倒入冰冷的稀盐酸中,用乙醚萃取。合併乙醚萃取液,用饱合碳酸氢钠水溶液洗,再用盐水洗,以无水硫酸镁干燥,真空蒸发除去乙醚,得棕色油状酮粗产品,未经进一步纯化,即被使用。
第二步
将预先用石油醚(40-60℃)洗过的氢化钠(50%)(3.46克)在无水二甲基亚砜(100毫升)中的悬浮液在60℃加热2小时。该混合物被冷到室温,加入无水四氢呋喃(80毫升),然后进一步冷到0℃。保持反应混合物的温度在3℃以下,滴加溶解在无水二甲基亚砜(80毫升)中的碘化三甲基锍(14.7克)。待碘化三甲基锍溶液全部加完以后,将混合物再搅拌一分多钟,然后很快地加入第一步制得的酮在无水四氢呋喃(20毫升)中的溶液。在0℃搅拌1小时后,移去冷浴,搅拌反应混合物16小时。反应混合物被倒入水中,并用乙醚萃取。用盐水洗合併的乙醚萃取液,以无水硫酸镁干燥,真空蒸发除去乙醚,得到淡黄色油状环氧化物,未经进一步纯化,即被使用。
第三步 表1中化合物7的制备
将1,2,4-三唑(4.7克)分批加到氢化钠(50%)(3.26克)的无水二甲基甲酰胺(100毫升)悬浮液中。室温下搅拌反应混合物20分钟。然后滴加入第二步制得的环氧化物。得到的混合物在80℃加热6小时,冷却后倒入水中,用乙醚萃取。用盐水洗合併的乙醚萃取液,以无水硫酸镁干燥,然后蒸发。残留物经硅胶色谱柱层析,梯度淋洗〔石油醚中含乙酸乙酯(0-100%)〕,得到表1中化合物7(0.89克),熔点81.5-83℃。
2,2-二甲基-3-羟基-3-环己基甲基-4-(1,2,4-三唑-1-基)丁烷
NMR(CDCl3)0.97(9H,s),0.7-1.8(13H,complex),2.96
(1H,s),4.24(2H,AB quartet)7.97(1H,s),
8.15(H,s).
IR(nujol) 3000-3600,3160cm-1
m/e 无 M+,208,183,168,83,70
例7到15
用例2中的一般方法制备表1中的化合物8到16,表1中也列出了它们的熔点。在产物是油状或非对映导构体混合物时,它们用核磁共振数据进一步确证,这些数据列于下面的表Ⅱ,表Ⅱ中所有数值是用δH给定的。
例16到25表明将本发明的化合物配制成适合于施用目的混合剂型的方式。
表Ⅱ
表Ⅱ(续)
表Ⅱ(续)
例16
将下列各组分搅拌混合,直到全部溶解,制成可乳化的高浓度制剂。
表1中的化合物 10%
十二苯磺酸钙 5%
“SYNPERONIC”NP13 5%
“Aromasol”H 80%
例17
一种容易分散在液体(例如水)中的颗粒剂的制备是将下列的前三个组分加水在一起研磨,然后混进乙酸钠。得到的混合物被烘干,通过英国标准筛44-100目过筛,制成预期大小的颗粒剂。
表1中化合物 50%
“Dispersol”T 25%
“SYNPERONIC”NP5 1.5%
乙酸钠 23.5%
例18
下列配料在一起研磨,得到容易分散在液体中的粉状制剂。
表1中的化合物 45%
“Dispersol”T 5%
“SYNPERONIC”NX 0.5%
“Cellofas”B600 2%
瓷土 GTY粉 47.5%
例19
将活性组分溶解在丙酮中,然后喷到硅镁土白土颗粒上。蒸发掉溶剂,得到颗粒剂。
表1中的化合物 5%
硅镁土白土颗粒 95%
例20
混合下列三种组分,制成合于种子包复用的制剂。
表1中的化合物 50%
矿物油 2%
瓷土 48%
例21
将活性组分和滑石粉混合制成粉剂。
表1中化合物 5%
滑石 95%
例22
将下列配料进行球磨,然后与水混合研磨成水中悬浮的可流动的剂型。
表1中的化合物 40%
“Dispersol”T 4%
“SYNPERONIC”NP5 1%
水 55%
例23
将下列配料混合研磨到完全混匀制成可分散性粉剂。
表1中的化合物 25%
“Aerosol”OT/B 2%
“Dispersol”A.C. 5%
瓷土 28%
二氧化硅 40%
例24
本例说明了可分散性粉剂的制备。将配料混合后,在研磨机中研碎。
表1中的化合物 25%
“PERMINAL”BX 1%
“Dispersol”T 5%
聚氯乙烯吡咯烷酮 10%
二氧化硅 25%
瓷土 34%
例25
磨碎混合下列配料制成可分散性粉剂。
表1中的化合物 25%
“Aerosol”OT/B 2%
“Dispersol”A 5%
瓷土 68%
例16到25中配料的比例是按重量计的。
下面是上述商标和商品名称所代表的物质或组分的说明。
“SYNPERONIC”NP13:壬酚(1摩尔)和环氧乙烷(13摩尔)缩合物。
“AROMASOL”H:烷基苯类溶剂混合物。
“DISPERSOL”T和AC:甲醛与萘磺酸钠的缩合物和硫酸钠的混合物
“SYNPERONIC”NP5 壬酚(1摩尔)与氧化萘(5.5摩尔)的缩合物。
CELLOFAS B600:羧甲基纤维素钠增稠剂。
例26
全植物筛选
本发明的化合物是在全植物筛选上进行试验的。试验了这些化合物对5种植物的与其生长调节有关的各种生长效应的植物生长调节活性。
方法
这个筛选试验中使用的植物列于表Ⅲ,并列出喷洒化合物时叶子的生长阶段。用履带喷雾器(tracksprayer)和SS8004E(Teejet)喷咀施药,每种化学品施用浓度是4000ppm(在以1000升/公顷的量在田地中施用时化合物用量为4千克/公顷)。
喷药后植物在玻璃温室中生长,白天保持25℃,夜晚为22℃。除此之外,温带谷类,小麦和大麦的生长温度为白天13-16℃,晚上11-13℃。当需要平均光照期16小时(最少14小时)的时候,提供补充光源照射。
根据品种和季节,在玻璃温室中生长2-6周后,对植物进行形态学特征目测评价。并进行空白对照。结果列于表Ⅳ。
表Ⅲ
用于全植物筛选试验的植物材料
JIP*=John Innes Potting Compost。
表Ⅳ
表Ⅳ(续)
表Ⅳ(续)
说明
R=阻碍生长
G=绿化效应
A=顶端损害
T=发新芽或分枝
I=叶舌间或节间长度减少
所有效应用目测分为1-3等
1=10-30%
2=21-60%
3=61-100%
空白表示小于10%的效应。
例27
全植物筛选
将表1中化合物7做另一组全植物筛选试验。用化合物对13种植物的与其生长调节有关的各种生物调节活性效应做了试验。方法和例17中的一样,使用的植物品种列于表Ⅴ,表中也列出了喷药时的叶子的生长阶段。
结果列于表Ⅵ。
表Ⅴ
全植物筛选试验使用的另一组植物
表Ⅴ(续)
全植物筛选试验使用的另一组植物
JIP*=John Innes Potting Compost。
表Ⅵ
说明:
阻碍生长1-3等 1=10-30%
2=21-60%
3=61-100%
绿化效应=G
顶端损害=A
发新芽或分枝=T
空白表示小于10%的效应
-表示化合物未进行这个品种的试验。
例28
生长中的阻碍试验
方法
用稻谷、春大麦和苹果三个品种做这个试验。品种和喷药时的生长阶段列于表Ⅶ中。化合物分别以1000ppm和4000ppm全面施药(在以1000升/公顷的用量在田地内施用时,化合物用量分别为1千克/公顷和4千克/公顷)。向叶子和根部施药,这个试验将检测化合物对叶子和根的活性作用。稻谷种在4英寸水稻盆中,即和稻田一样,使根和茎的底部浸没在水中。春大麦和苹果苗栽种在4英寸盆中。春大麦和稻谷在喷药处理约28天后,测量到顶部叶舌的高度,根据季节和生长期,苹果在施药后14和28天之间测量到顶尖的高度。结果列在表Ⅷ到表Ⅹ中。在各种情况下,每种化合物1000ppm和4000ppm的结果都和空白配方作了比较,比较高度减少的百分数。
被试验的化合物用表1中的化合物编号指示,只是“化合物A”是例1第三步产生的化合物1和化合物2的混合物。破折号(-)表示未被试验的化合物。空白指示在试验中未观察到阻碍效应。
(表Ⅶ见下页)
表Ⅶ
生长中阻碍试验用的植物
JIP 1=John Innes Potting Compost。
SM2=一种肥土和粗砂的混合物。
表Ⅷ
稻谷高度降低百分数
(和空白配方比较)
表Ⅷ(续)
稻谷高度降低百分数
(和空白配方比较)
表Ⅸ
春大麦高度降低百分数
(和空白配方比较)
表Ⅹ
苹果树高度降低百分数
(和空白配方比较)