具除莠活性的四唑啉酮 本发明涉及新的四唑啉酮及其作为水田除莠剂的用途。
人们已知某种四唑啉酮衍生物具有除莠活性(参见：日本专利公开昭62-12767号和昭60-146879号；美国专利4956469、5019152和5003075)。
现已发现新的式(I)四唑啉酮：式中X代表氢或卤素，Y代表氢或C1-4烷基，R1代表C1-4烷基，和R2代表环庚基或环辛基。
按照本发明的式(I)化合物可例如用下述方法a)来制备，即：使由式(II)代表的化合物与式(III)代表的化合物反应；所述式(II)和(III)如下：式中X和Y的定义同上，式中R1和R2的定义同上，和hal代表离去基团例如氯，溴等。
按照本发明的式(I)化合物表现出很强的除莠活性。令人惊讶的是，与日本专利公开昭62-12767号和昭60-146879号及美国专利4956469、5019152和5003075中描述的已知化合物的除莠活性相比，按照本发明的式(I)四唑啉酮显示出强得多的除莠活性，特别是，它们是对于水田具有选择性除莠活性的理想化合物，对于水田杂草显示出极佳的除莠活性，而且同时对水稻植物基本上未表现出植物毒性。
在上述的式(I)化合物中，优选式中取代基如下定义的化合物：X代表氯，Y代表氢或甲基，R1代表乙基或正丙基，和R2代表环庚基或环辛基。
上述制备方法a)在例如用1-(2-氯苯基隆）-5(4H)-四唑啉酮和N-环庚基-N-乙基氨基甲酰氯作原料时，可用下面的反应图解加以说明：
在上述制备方法a)中，作为原料的式(II)化合物可用与下列文献中所述方法相类似的方法来合成：The Journal of Organic Chemistry，第45卷，第21期，5130-5136(1980)或The Journal of AmericanChemical Society，第81卷，3076-3079(1959)。式(II)化合物的代表性实例包括下列化合物：1-(2-氯苯基)-5(4H)-四唑啉酮，1-(2-氯-6-甲基苯基)-5(4H)-四唑啉酮，1-苯基-5(4H)-四唑啉酮。
此外，在上述地制备方法a)中，作为原料的式(III)化合物在有机化学领域中是人们熟知的，其具体实例包括下列化合物：N-环庚基-N-乙基氨基甲酰氯，N-环庚基-N-正丙基氨基甲酰氯，N-环辛基-N-乙基氨基甲酰氯。
在上述的制备方法a)中式(II)化合物与式(III)化合物的反应可在适宜的稀释剂例如惰性有机溶剂中进行。可用的稀释剂的实例包括脂族、脂环族和芳族烃类(可任选地被氯化)，例如戊烷，己烷，环己烷，石油醚，轻石油，苯，甲苯，二甲苯，二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，氯苯和二氯苯；醚类，例如乙醚，甲基乙基醚，二异丙基醚，二丁基醚，二氧六环，二甲氧基乙烷(DME)，四氢呋喃(THF)和二甘醇二甲基醚(DGM)；腈类，例如乙腈和丙腈；酰胺类，例如二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基乙酰胺(DMA)，N-甲基吡咯烷酮，1，3-二甲基-2-咪唑啉酮和六甲基磷三酰胺(HMPA)；砜和亚砜类，例如二甲亚砜(DMSO)和四氢噻吩砜等；碱类，例如吡啶；以及其它物质。
制备方法a)可在酸结合剂存在下实施。这样的酸结合剂的实例有无机碱，例如碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐，包括碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾等；和有机碱，例如叔胺类、二烷基氨基苯胺类和吡啶类，包括三乙胺、1，1，4，4-四甲基乙二胺(TMEDA)、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1，8-二氮杂二环[5.4.0]-十一碳-7-烯(DBU)等。
此外，在该反应中，为选择性合成所需的化合物，可将4-二甲氨基吡啶用作催化剂和/或酸结合剂。
制备方法a)中的反应基本上可在宽范围内的温度进行，但通常优选在约-30℃～200℃温度范围内进行，最好在大约-20℃～130℃进行。反应应最好在常压下进行，但也可任选地在加压或减压下进行。
在实施按照本发明的制备方法a)时，所需的式(I)化合物可这样获得：在1～1.2mol酸结合剂和4-二甲氨基吡啶存在下，将1mol式(II)化合物在稀释剂例如甲苯中与1～1.2mol式(III)化合物反应。
按照本发明的化合物正如由后面的生物试验实施例确知的那样，对水田杂草具有极佳的除莠作用，而对水稻植物具有较低的植物毒性，因此它们可用作水田的除莠剂。
此外还发现：当将按照本发明的化合物作为除莠有效成分与至少一种选自下列的其它的除莠化合物配合使用时能获得具有特别高的除莠活性的除莠组合物：除莠磺酰胺、除莠吡唑、除莠N-丙酰苯胺、除莠三嗪、除莠氨基甲酸酯、除莠二苯醚、除莠嘧啶和除莠酰胺。
令人惊讶的是，已发现按照本发明的除莠混合的组合物表现出来的除莠作用显著强于可由该具有除莠活性的各成分单独表现出来的除莠活性的总和，结果，在进行杂草防治时，活性化合物各自的浓度可被大大降低，同时又可获得广除莠谱。此外还发现，按照本发明的除莠组合物延长了例如在水稻栽培中的可能的施用期，并在从杂草出苗的早期到杂草的生长期这一时期显示出极佳的除莠作用，活性持续时间延长并具有极佳的残效，而且无植物毒性，对水稻具有极好的除莠作用。
在上述的除莠组合物中，可与按照本发明的式(I)化合物配合使用的除莠化合物的具体实例如下：除莠磺酰胺：
N-2-联苯基磺酰基-N’-(4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基)-脲，
5-[3-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)脲基磺酰基]-1-甲基吡唑-4-羧酸乙酯，
2-[3-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)脲基磺酰基甲基]苯甲酸甲酯，
3-(4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基)-1-[2-(2-甲氧基乙氧基)-苯磺酰基]脲，
N-(2-氯咪唑并[1，2-a]吡啶-3-基-磺酰基)-N’-(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)脲，
N’-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)-N”-(4-甲基苯基磺酰基氨基)-N-(4-乙氧基羰基-1-甲基吡唑-5-基-磺酰基)胍，
N-(2-环丙基羰基苯基氨磺酰基)-N’-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)脲等。
这些化合物是人们熟知的，见述于日本专利公告昭59-481号；日本专利公开昭57-112379号，昭57-56452号，昭59-122488号，平1-38091号，平1-70475号等。
除莠吡唑：
4-(2，4-二氯苯甲酰基)-1，3-二甲基吡唑-5-基-对甲苯磺酸酯，
2-[4-(2，4-二氯苯甲酰基)-1，3-二甲基吡唑-5-基]乙酰苯，
2-[4-(2，4-二氯-间甲苯基)-1，3-二甲基吡唑-5-基氧基]-4-甲基乙酰苯等。
除莠N-丙酰苯胺：
2-(β-萘氧基)-N-丙酰苯胺，
(RS)-2-(2，4-二氯间甲苯氧基)-N-丙酰苯胺等。
除莠三嗪：
2，4-双(乙氨基)-6-(甲氨基)-1，3，5-三嗪，
2-乙氨基-4-(1，2-二甲基丙氨基)-6-甲硫基-1，3，5-三嗪等。
除莠氨基甲酸酯：
二乙基硫代氨基甲酸S-对氯苄酯，
哌啶-1-硫代羧酸S-1-甲基-1-苯基乙酯，
1，2-二甲基丙基(乙基)硫代氨基甲酸S-苄酯等。
除莠二苯醚：
2，4，6-三氯苯基-4’-硝基苯基醚，
2，4-二氯苯基-3’-甲氧基-4’-硝基苯基醚等。
除莠酰胺：
(RS)-2-溴-N-(α，α-二甲基苄基)-3，3-二甲基丁酰胺等。
除莠嘧啶：
2-[(4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)氧基]-6-[1-(甲氧基亚氨基)乙基]苯甲酸甲酯等。
以上除莠化合物例如在由英国作物保护委员会出版的PesticideManual，1991中有述。
此外，上述除莠嘧啶还见述于BCPC Weeds，1993，Brighton，Nov.22-25th，1993，第1卷，Ref.2-b。
在按照本发明的除莠组合物中，各有效成分的混合重量比可在比较宽的范围内变动。但一般来讲，宜如下调整：每重量份式(I)化合物，0.01-2重量份、优选0.05-1重量份除莠磺酰胺，2.5-35重量份、优选3-15重量份除莠吡唑，0.6-50重量份、优选2.0-28重量份除莠N-丙酰苯胺，0.06-10重量份、优选0.15-6重量份除莠三嗪，3-15重量份、优选5-10重量份除莠氨基甲酸酯，5-35重量份、优选7-15重量份除莠二苯醚，3.5-25重量份、优选4.0-10重量份除莠酰胺，和0.01-2重量份、优选0.1-1重量份除莠嘧啶。
按照本发明的除莠组合物对多种杂草显示出强除莠作用，特别是它们作为水田的选择性除莠剂显示出极佳的效果。
按照本发明的除莠剂和除莠组合物可用于防治例如下列种的水田杂草：
下列属的双子叶植物杂草：
蓼属，蔊菜属，节节菜属，母草属，鬼针草属，虻眼属，醴肠属，沟繁缕属，水八角属，Vandellia，丁香蓼属，水芹属，毛茛属，泽番椒属等；下列属的单子叶植物杂草：稗属，黍属，早熟禾属，莎草属，雨久花属，飘拂草属，慈姑属，荸荠属，麃草属，泽泻属，安尼来墨草属，水筛属，谷精草属，眼子菜属等。
更具体地讲，它们可用于防治例如下列种的水田杂草：学名(植物名)
双子叶植物杂草：Rotala indica Koehne(节节菜)Lindemia Procumbens Philcox(陌上菜)Ludwigia prostrata Roxburgh(丁香蓼)Potamogeton distinctus A.Benn(眼子菜)Elatine triandra Schk(三蕊沟繁缕)Oenanthe javanica(Blume)DC.(水芹)单子叶植物杂草：Echinochloa oryzicola Vasing(稗)Monochoria vaginalis Presl(鸭舌草)Eleocharis aciculairs L.(牛毛毡)Eleocharis Kuroguwai Ohwi(菱角)Cyperus difformis L.(异型莎草)Cyperus serotinus Rottboel(water nutgrass)Sagittaria pygmaea Miq(矮慈姑)Alisma canaliculatum(窄叶泽泻)A.Br.etBoucheScirpus juncoides Roxburgh(萤蔺)。
然而按照本发明的化合物和除莠组合物的应用决不受以上属的限制，而同样也可以用于其它的水田杂草。
按照本发明的化合物和除莠组合物可被转化成任何形式的常规制剂。这样的制剂的实例可举出例如溶液剂、乳剂、可湿性粉末剂、混悬剂、粉剂、可溶性粉剂、颗粒剂、片剂、浓缩混悬剂-乳剂、在聚合物中的微胶囊，jumbo agent等。
这些制剂可按任何本身已知的方法来制备。可例如通过将该活性化合物与增量剂即液体稀释剂和/或固体载体混合来制备，可任选地使用表面活性剂，即乳化剂和/或分散剂和/或发泡剂。
液体稀释剂可举出下列实例：芳烃类(例如二甲苯、甲苯、烷基萘等)，氯化芳烃或氯化脂肪烃类(例如氯苯、氯化乙烯、二氯甲烷等)，脂肪烃类[例如环己烷，石蜡类(例如石油馏分，矿物油或植物油)等]，醇类(例如丁醇、乙二醇及其醚和酯等)，酮类(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等)，强极性溶剂(例如二甲基甲酰胺、二甲亚砜等)，水及其它物质。在用水作增量剂的情况下，可任选地将有机溶剂用作辅助溶剂。
可举出的固体载体的实例有铵盐和天然的土壤矿物(例如高岭土、粘土、滑石、白垩、石英、绿坡镂石、蒙脱石、硅藻土等)以及人造的土壤矿物(例如高分散硅酸、氧化铝、硅酸盐等)。用于颗粒剂的固体载体可以粉碎并分级的岩石为例(例如方解石、大理石、浮石、海泡石、白云石等)，合成的有机或无机粉颗粒以及有机物质例如木屑、椰子壳、玉米和烟草茎的颗粒。
适宜的乳化剂和/或发泡剂有例如非离子和阴离子乳化剂，例如聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯脂肪醇醚(例如烷基芳基聚乙二醇醚，烷基磺酸盐，烷基硫酸盐，芳基磺酸盐)以及白蛋白水解产物。
适宜的分散剂有例如木素亚硫酸盐废液和甲基纤维素。
粘合剂亦可以任选地用在制剂(例如粉剂、颗粒剂、jumboagent、乳剂)中，这样的粘合剂可举出以下实例：羧甲基纤维素，天然的和合成的聚合物(例如阿拉伯胶，聚乙烯醇，聚乙酸乙烯酯等)。天然的磷脂(例如脑磷脂和卵磷脂)和合成的磷脂。矿物油和植物油可被掺入作为另外的添加剂。
还可以使用着色剂例如无机颜料，如氧化铁、二氧化钛和普鲁士蓝，和有机染料，如茜素染料、偶氮染料和金属酞菁染料，以及微量营养物如金属盐，例如铁、镁、硼、铜、钼和锌的盐。
在所述制剂中活性化合物的含量一般在0.1-95％(重量)之间，0.5-90％(重量)为佳。
按照本发明的除莠组合物中的除莠剂和活性化合物可直接或以所述制剂的形式用于防治不合乎需要的杂草。这些制剂可以事先以最终制剂的形式制得，或者通过使用前进行桶混合来制备。此外，按照本发明的除莠剂和除莠组合物还可以含有其它已知的活性化合物，例如通常可用于水田的那些活性化合物如杀真菌剂、杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂、植物营养剂、土壤改良剂、植物毒性减缓剂和其它除莠剂等。优选实例为：在按照本发明的除莠组合物中，每1重量份上述除莠化合物例如除莠磺酰胺可加入1-200重量份、最好是2-100重量份1-(α，α-二甲基苄基)-3-对甲苯基脲作为植物毒性减缓剂。
该活性化合物可直接使用，可以其制剂的形式或以由这样一种制剂通过进一步稀释制得的使用形式例如现成的溶液、乳液、混悬液、粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂等形式使用。它们可按常规方法例如液体散布、喷雾、雾化、撒粉、散播颗粒等来使用。
按照本发明的除莠剂和除莠组合物可在出苗前和出苗后的任何阶段施用。
在按照本发明的除莠剂的情况下，活性化合物的施用量可根据所需作用的性质在宽范围内变动，但一般来讲，该量可例如为每公顷大约0.01-10kg活性化合物，最好为每公顷大约0.1-2kg活性化合物。
此外，在按照本发明的除莠组合物的情况下，组合物的施用量可在宽范围内变动。就有效成分的总量而言，施用量通常为每公顷0.1-5kg、最好是0.2-3kg。
下面用实施例更具体地说明按照本发明的化合物及其作为除莠剂的用途，但本发明不受其限制。
制备实施例：
实施例1
将1-苯基-5(4H)四唑啉酮(1.62g)和4-二甲氨基吡啶(1.464g)悬浮于甲苯(30ml)中，并于室温搅拌10分钟。
加入N-环庚基-N-乙基氨基甲酰氯(2.239)，随后在50℃搅拌8小时。冷却至室温后，滤除沉淀的4-二甲氨基吡啶盐。减压蒸出溶剂后，将残余物进行闪式柱层析(洗脱剂：己烷/乙酸乙酯＝5∶2)，得到所需的1-苯基-4-(N-环庚基-N-乙基氨基甲酰基)-5(4H)四唑啉酮(3.12g)。m.p.62.5-64.5℃。
表I中示出了用上述反应程序可获得的其它式(I)化合物以及上述实施例1中获得的化合物。
表1
实施例2(原料的合成)
将90％乙醛(19.55g)在大约2小时内滴加至用冰浴冷却的环庚胺(45.28g)中。滴加完毕后，加入固体形式的氢氧化钾，并用分液漏斗分出有机层。将该液体减压蒸馏，得到纯N-亚乙基环庚胺(47.92g)。b.p.100-104℃/106.4毫巴。
实施例3(原料的合成)
将硼氢化钠(3.78g)在冰浴冷却下逐渐加至N-亚乙基环庚胺(41.7g)的甲醇(600ml)溶液中并在10℃搅拌3小时。然后蒸出溶剂，接着用二氯甲烷萃取。然后将萃取液用无水硫酸镁干燥。蒸出二氯甲烷，并将得到的油状物减压蒸馏，得到N-乙基环庚胺(35.96g)。b.p.110-113℃/26.6毫巴。实施例4(原料的合成)
将N-乙基环庚胺(21.15g)在冰浴冷却下加至氯甲酸三氯甲酯(29.7g)和乙酸乙酯(300ml)的混合物中。然后将温度逐渐升高，并加热回流6小时。蒸出溶剂后，将获得的油状物减压蒸馏，得到N-环庚基-N-乙基氨基甲酰氯(17.20g)。b.p.125-128℃/4.0毫巴。
生物试验实施例：
将下列化合物用作对照化合物：(C-1和C-2是日本专利公开昭60-146879中披露的化合物)。实施例5(生物试验)
对水田杂草的除莠效果的试验
制剂的制备载体：丙酮，5重量份乳化剂：苄氧基聚乙二醇醚，1重量份
通过将1重量份的一种活性化合物与上述量的载体和乳化剂混合可以乳剂形式获得一种活性物质的制剂。将规定量的该制剂用水稀释以进行下述试验。
试验方法
在温室中，将1株3蘖2.5叶发育阶段(15cm高)的水稻(栽培品种：Nipponbare)秧苗移植在填装有水田土壤的1/2000公亩的盆(25×25×9cm)中的两处。然后将稗、异型莎草、鸭舌草、宽叶杂草(陌上菜、节节菜、三蕊沟繁缕、多花水苋、虻眼)和萤蔺的种子播到土壤中，并加水至水深为高出土壤表面大约2-3cm。在水稻移植5天后，将按照上述制备方法制得的活性化合物各施用于水表面上。处理3周后检查除莠效果和对作物植物的植物毒性的程度，在处理后3周这段时间中水深度保持在3cm。
在全部死亡的情况下除莠效果被评定为100％，而在未观察到除莠效果的情况下，除莠效果被评定为0％。结果见下表2。
表2 化合物 序号 (见表1) 浓度 (kg/ha) 除莠效果 植物 毒性 稗 异型 莎草 萤蔺 鸭舌草 宽叶 杂草 水稻 1 2 4 6 8 10 13 14 对比 C-1 C-2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 100 90 100 100 100 90 100 100 100 90 100 90 100 90 100 90 90 80 80 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90 100 80 90 80 90 80 90 80 90 80 90 70 80 7 0 90 80 90 80 80 70 70 40 100 95 100 90 100 90 100 90 100 90 90 80 100 90 90 80 90 80 80 50 100 90 100 90 100 90 100 90 100 70 80 60 90 80 90 80 60 50 40 30 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 15 10 15 10
实施例6(生物试验)
除莠组合物对水田杂草的效果试验
方法
将1株3蘖2.5叶发育阶段(15cm高)的水稻(栽培品种：Nipponbare)秧苗移植在填装有水田土壤的1/2000公亩的盆(25×25×9cm)中的两处。然后将稗、异型莎草、鸭舌草、宽叶杂草(陌上菜、节节菜、三蕊沟繁缕、多花水苋、虻眼)和萤蔺的种子和矮慈姑的块茎播到土壤中，并加水至水深为高出土壤表面大约2-3cm。在水稻移植5天后，将混合的活性化合物和按照与后面的制剂实施例1相似的方法制得的颗粒剂形式的活性化合物各施用于水表面上。除莠处理3周后检查并以％评定除莠效果和对作物植物的植物毒性的程度，在处理后3周这段时间中水深度保持在3cm。100％：完全死亡0％：未观察到除莠效果或未观察到植物毒性。
结果见下表3
在所施用的化合物栏中的A和B代表下列活性化合物：A：2-[3-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)脲基磺酰基甲基]苯甲酸甲酯，B：5-[3-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)脲基磺酰基]-1-甲基吡唑-4-羧酸乙酯。
表3 所施 用的 化合物 有效成 分的量 kg/ha 除莠效果％ 植物 毒性％ 稗 异型 莎草 鸭舌草 宽叶 杂草 萤蔺 矮慈姑 水稻 1+A 2+A 4+A 2+B 13+B 1 2 4 13 A B 0.125+0.075 0.125+0.075 0.125+0.075 0.125+0.021 0.125+0.021 0.125 0.125 0.125 0.125 0.075 0.021 100 100 100 100 100 80 80 70 70 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 80 80 70 80 100 100 100 100 100 100 100 80 70 70 80 100 100 100 100 100 100 100 60 60 50 60 100 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 100 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
制剂实施例1(颗粒剂)
将水加至第1号化合物(1重量份)、活性化合物A(0.25重量份)、膨润土(30重量份)、滑石粉(66.75重量份)和木素磺酸盐(2重量份)的混合物中，充分捏合，接着制粒，干燥，得到颗粒剂。