专利名称：2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯并羟肟酸衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及新的2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯并羟肟酸衍生物。
更具体地说，本发明是关于用下面的通式(Ⅰ)所代表的2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯并羟肟酸衍生物及其生产方法;关于含上述化合物作活性成分的除草剂，
其中R和R1各自代表一个低级烷基，R2代表一个氢原子或一个低级烷基，X代表一个氢原子或卤素原子。
本发明所提供的式(Ⅰ)的新的苯并羟肟酸衍生物对杂草具有很高的除草活性，例如在它们的芽前和芽后期有很高的除草活性，在杂草的生长期具有很高的除草活性，因此其是有效的除草剂。
欧洲专利说明书EP-A-155613公开了通式(A)的化合物
例如新颖的二苯基醚肟酯衍生物。
在通式(A)中，X是CH或N;y是硝基、卤素或氰基;Z是氧或硫;R是卤素或硝基、氰基、烷基、卤代烷基、烷基硫基、卤代烷基硫基、烷氧基、卤代烷氧基、氨磺酰、二烷基氨磺酰、烷基磺酰基、卤代烷基磺酰基、烷基亚磺酰基或卤代烷基亚磺酰基;n是1、2或3;R1是一个氢原子或卤素原子，或氰基、烷基、卤代烷基、氰基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、氰基烷氧基、烷基硫基、卤代烷基硫基、氰基烷基硫基、单或双烷基氨基、烷基硫基烷基或单或双烷基氨基烷基;R2是烷基、卤代烷基、氰基烷基或羟基所取代的C1～C6亚烷基或链烯基;Q是-OR3或-SR3;而R3是烷氧基烷基、硫代烷基、氰基烷基、环烷基、羟基烷基、羰烷氧基烷基、烷基硫基烷基、芳烷基、氨磺酰基、在环上有不多于三个杂原子的4～6员杂环基、或杂环基取代的烷基。
包括大量化合物的通式(A)中，X可以包括N，R可以包括卤素和卤代烷基，y可以包括NO2，R1可以包括烷氧基，R2可以包括被烷基取代的C1亚烷基，Z可以包括一个氧原子。然而，在式(A)中代替Q的-OR3中，R3的定义不包括式(Ⅰ)代表的本发明的化合物中R所定义的未取代的低级烷基。
EP-A-155613指出其中Q是-OR6的式(A)的化合物(R6是低级烷基)是通过酯交换反应合成其中Q是-OR3的式(A)的最终化合物的合成中间体。但是说明书没有描述这类中间体化合物的具体实例，也没有描述或说明这类中间体的除草活性。因此，EP-A-155613根本没有公开式(A)化合物未包括的本发明所提供的式(Ⅰ)化合物的具体实例，并且自然地也没有关于它们的除草活性及它们的生态活性的任何描述或暗示。
另外，EP-A-155613也没有公开R1是烷氧基或取代烷氧基的式(A)化合物的具体实例和它们的合成。合成的式(A)化合物中的R1仅仅是一个甲基。上述欧洲专利说明书只列举烷基和卤代烷基作为R1的最好实例和CH作为X的最好实例。因此，EP-A-155613完全未提出选用本发明所规定的这些基团的组合准则。显然，它只是介绍从式(Ⅰ)所代表的本发明的化合物中的基团中选用不同的基团的组合。此外，EP-A-155613一般的描述了式(A)的化合物具有除草活性的作用，但根本没有给出可以决定它们的除草活性的具体数据。
已开发了许多除草剂，并且现用于耕作地或非耕作地。它们当中，处理叶的非选择性除草剂用于非耕作地，例如铁路、工厂工地、公园和空地，或用于耕作地如果园、森林苗圃、高原农场，所用处理方法要避免与有用植物的叶和茎接触，运用除草剂通过吸收或分解在土壤中很快丧失活性而不通过土壤对有用植物的生长产生有害作用的特性。
在世界的主要农业国，如美国，由于雨水、风等造成的耕作地的土壤侵蚀产生很大的问题，近几年，作为保持水土抗侵蚀的一项措施，已实行水土保持耕作制，即减少耕地的耕作次数，或实行不耕作制，即谷物播种时不耕地。在不耕作的情况下，播种前生长的杂草必须予以控制，而处理叶的非选择性除草剂就用于此目的。
现在，1，1′-二甲基-4，4′-二苯基偶氮二氨基吡啶二氯化物(百草枯)、N-(膦酰基甲基)甘氨酸(草甘膦)、2-氨基-4-〔(羟基)(甲基)磷酰基〕丁酰丙氨酰丙氨酸钠盐(Bialaphos)和(3-氨基-3-羧基丙基)甲基次膦酸铵(Glufosinateammonium)已被开发，即用作处理叶的非选择性除草剂。然而，这类除草剂的数目是非常少的。因为有许多种杂草存在，而且当处于不同生长阶段的杂草同时存在时，这些现有的试剂的效果是不足的，人们一直希望开发有着更广泛的除草范围和更高的功效的化学药品。
本发明的发明人已进行了广泛的研究工作，以便克服处理叶的非选择性除草剂的技术问题，并开发吡啶基苯基醚型除草剂，这种除草剂用量低，有广泛除草范围，在土壤中有低的残余活性，对哺乳动物的毒性低。这些工作导致发现上述通式(Ⅰ)的化合物有着极好的除草活性，能够克服现有的技术问题，并且通式(Ⅰ)的化合物在低剂量下有广泛除草范围。
因此依据本发明，提供下式(Ⅰ)所代表的一种2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯并羟肟酸衍生物
式中R和R1各自代表低级烷基，R2代表一个氢原子或低级烷基，X代表一个氢原子或卤素原子。
在本说明书和附后的权利要求书中，用来限定基团或化合物的“低级”术语的意思是被限定的基团或化合物的碳原子数不大于6，最好不大于4。
本发明提供的通式(Ⅰ)的吡啶基苯基醚衍生物在结构上的特征是三氟甲基是存在于吡啶环的5-位上，并且在式(Ⅰ)所定义的羟肟酸酯部分连接在苯环上，与硝基成邻位。人们认为这种结构特征使得包括式(Ⅰ)的吡啶基苯基醚衍生物的除草剂有优良的特性。
本发明的化合物在非耕作地和种植稻米、玉米、小麦、大麦、大豆等耕作地上具有很广泛的除草范围，并且充分表现出这种化合物在用量比通常的除草剂低得多时有很好的除草活性。这些极佳的特性无法由现有技术得到，而本发明的化合物是非常有用的除草剂。
在式(Ⅰ)中的吡啶基苯基醚衍生物中，卤素原子可以是如氟、氯、溴或碘。氟和氯，特别是氯最好。
“低级烷基”可以是直链或支链烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基或异戊基。
本发明提供的式(Ⅰ)的化合物中，R1最好是甲基，R2最好是氢原子或甲基，特别是氢原子。合适的是R是甲基或乙基。
吡啶环的3-位的取代基X合适的是氯原子。
本发明提供的式(Ⅰ)的特别好的化合物是O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硝基苯并羟肟酸甲酯和O-乙氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并羟肟酸甲酯。
式(Ⅰ)的化合物有一个不对称碳原子，并以右旋、左旋或外消旋型存在。式(Ⅰ)的化合物包括式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)所代表的两种立体异构体(顺式和反式)。应该知道，式(Ⅰ)包括这样两种立体异构体
两种立体异构体之间的除草活性没有很大差异，但一般来说，从诱变观点看来，顺式立体异构体是较好的。
用下面的反应方案A所表示的方法可以制备本发明的化合物。
反应方案A
在上述反应方案中，X、R1、R2和R同式(Ⅰ)中的定义。X1代表卤素原子或-OSO2R1，其中R1代表取代或未取代的烷基、苯基或烷氧基。
依据这种实施方案，将2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯甲酸(Ⅲ)与如亚硫酰(二)氯反应转化成酰氯，然后在碱存在下于有机溶剂中，将酰氯与O-取代羟胺反应可以得到异羟肟酸衍生物(Ⅱ)。
在反应中，所用的亚硫酰(二)氯的量可以适当改变，如可以用相当于式(Ⅲ)化合物的1到10个当量。反应温度也可以适当选择，如从室温到80℃。在酰氯和O-取代羟胺的反应中，所用的O-取代羟胺的量可以适当地选择，如1到3当量，最好1到1.5当量，碱量也可以适当选择，如1到3当量，最好1到1.5当量。这时的反应温度可以是-10℃到100℃，最好0℃到室温。
所用的溶剂的例子包括芳烃如苯和甲苯、醚如四氢呋喃和二噁烷、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜。也可以使用这种有机溶剂和水的混合物。碱的实例是吡啶、三乙基胺、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠。
在有碱或无碱条件下，于有机溶剂中将所得的O-取代的2-硝基-5-(取代吡啶基氧基)苯并异羟肟酸衍生物(Ⅱ)与烷基化剂(Ⅳ)或CH2N2进行反应，制得本发明中用作除草剂的羟肟酸衍生物(Ⅰ)。
反应可按如下方式进行对化合物(Ⅱ)来说，用1到3摩尔当量，最好是1到1.5摩尔当量的化合物(Ⅳ)或CH2N2，在0℃(用冰冷却)到溶剂的回流温度，最好在室温到大约80℃反应0.5到20小时。在该反应中所用溶剂的实例是醇如甲醇和乙醇、芳烃如苯和甲苯、醚如二乙醚、四氢呋喃和二噁烷、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜。这类有机溶剂和水的混合物也可以用。
上述反应中所用的碱的实例包括吡啶、三乙基胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、乙醇钠和氢化钠。酸结合剂可用化合物(Ⅳ)量的1到3当量，最好1到1.5当量。最好用酸结合剂，因为可使收率高。当用CH2N2作烷基化剂进行反应时，不必用碱。
当反应是在两相体系中进行时，可使用相转移催化剂，如季铵盐象溴化四甲胺、溴化四丁胺或溴化苄基三丁基胺和季膦化合物象溴化四苯基膦，其用量如1到50%(重)，最好5到30%(重)。
反应之后，将反应混合物倒入水中，用通常方法进行处理，如用一种有机溶剂萃取、重结晶或柱色谱法可分离本发明的化合物。
本发明式(Ⅰ)的化合物也可以用下述反应方案B所表示的方法进行合成。
反应方案B
〔第三步〕
上式中，R、R1和R2如定义，L代表离去基团。
上述的1到4步反应将在下面详细描述。
第一步(方法1)在这步中，在惰性溶剂中，将3-(取代吡啶基氧基)苯甲酸酯衍生物(Ⅴ)与硫化剂(Ⅵ)进行反应生成化合物(Ⅶ)。
所用的硫化剂可以如2，4-双(4-甲氧基苯基)-1，3-二硫代-2，4-二磷乙烷-2，4-二硫化物、二硫代磷酸二乙基酯和五硫化磷。
通常反应是在室温到溶剂的回流温度，最好室温到大约150℃下进行，通常反应1小时到10天，最好3小时到7天，每摩尔化合物(Ⅴ)用1到50摩尔，最好1到20摩尔的硫化剂。
本发明中可以用的惰性溶剂的实例包括芳烃如苯、甲苯和二甲苯，醚如四氢呋喃和二噁烷、氯苯和乙腈。
反应之后，用如蒸发溶剂，然后用柱色谱法处理剩余物，或者加非极性溶剂如戊烷、己烷或石油醚到反应混合物中，形成沉淀，过滤该混合物，并浓缩滤液的方法分离出足够纯的式(Ⅶ)的化合物。
第一步(方法2)这一步包括反应(a)、反应(b)和反应(c)。
通常反应(a)是每摩尔化合物(Ⅷ)用1到30摩尔，最好2到20摩尔光气，在室温到回流温度，最好室温到大约100℃下进行，通常反应1小时到10天，最好3小时到7天。
可用于本发明的惰性溶剂的实例是卤代烃如二氯甲烷、二氯乙烷和氯仿，芳烃如苯、甲苯和二甲苯，醚如四氢呋喃和二噁烷。
反应之后，可以分离出中间体(Ⅸ)。通常从反应混合物中蒸出溶剂和过量光气，并提供残余物用于随后的反应(b)。
通常在相同溶剂和相同反应器中连续进行反应(b)和(c)。
通常反应(b)在温度约-50℃到溶剂回流温度，最好约-20℃到室温下进行，通常反应1分钟到1天，最好5分钟到1小时。
在反应(c)中，如三乙胺、吡啶、2，6-二甲基吡啶和二氮杂双环十一碳烯可作碱用。每摩尔化合物(Ⅸ)的用碱量为1到20摩尔，最好2到10摩尔，每摩尔化合物(Ⅸ)所用硫化氢的量为1到50摩尔，最好1到20摩尔。通常反应(c)的反应温度大约-50℃到溶剂回流温度，最好大约-20℃到室温，时间为1分钟到1天，最好5分钟到1小时。
该反应中可以使用的惰性溶剂的实例包括卤代烃如二氯甲烷、二氯乙烷和氯仿，芳烃如苯、甲苯和二甲苯，醚如二乙醚、四氢呋喃和二噁烷，和这些溶剂的混合物。
反应之后，把反应混合物进行通常的后处理，蒸发掉过量碱，分离出足够纯的化合物(Ⅶ)。
第二步在这一步中，在有机溶剂中，将O-烷基3-(取代吡啶基氧基)硫代苯甲酸酯衍生物(Ⅶ)和羟胺(Ⅺ)进行反应产生化合物(Ⅻ)。
通常每摩尔化合物(Ⅶ)用1到5摩尔，最好1到2摩尔羟胺(Ⅺ)进行反应，反应温度为0℃(用冰冷却)到200℃，最好室温到120℃，通常反应时间为5分钟到10天，最好15分钟到3天。
在本发明中，可用的溶剂的实例包括醇如甲醇和乙醇，芳烃如苯、甲苯和二甲苯，醚如乙醚、四氢呋喃和二噁烷，卤代烃如二氯甲烷、氯仿和四氯化碳，乙腈，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜。也可以用这类有机溶剂和水的混合物。
在制备羟胺(Ⅺ)溶液之前，当用羟胺盐(Ⅺ)如其盐酸化物、硫酸盐或草酸盐时，用碱如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠、醋酸钾、甲醇钠或乙醇钠处理羟胺盐是合适的。
反应之后，从反应混合物中蒸发出有机溶剂，并以通常方法如用水和有机溶剂萃取、重结晶或柱色谱法处理残余物，可以从反应混合物中分离出化合物(Ⅻ)。
第三步在这一步中，在碱存在下于有机溶剂中，将在第二步中所得的3-(取代吡啶基氧基)苯并羟肟酸烷基酯与化合物(ⅩⅢ)进行反应制得化合物(ⅩⅣ)。
通常每摩尔化合物(Ⅻ)用1到5摩尔，最好1到3摩尔化合物(ⅩⅢ)进行反应，反应温度通常-50℃到溶剂的回流温度，最好-10℃到大约80℃，反应时间通常0.5到20小时。
在化合物(ⅩⅢ)中离去基团L的实例可以是如氯、溴、碘、苯磺酰基氧基、对甲苯磺酰基氧基、甲磺酰基氧基或三氟甲磺酰氧基。
在这个反应中所用的溶剂的实例包括醇如甲醇和乙醇，芳烃如苯、甲苯和二甲苯，醚如四氢呋喃和二噁烷，卤代烃如氯仿和二氯甲烷，丙酮，乙腈，二甲基甲酰胺，二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮。这类有机溶剂和水的混合物也可以使用。
可以使用的碱的实例包括甲醇钠、乙醇钠、氢化钠、叔丁醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾。
反应也可以在两相体系中进行。在这种情况下，可以用相转移催化剂，如季铵盐象溴化四甲胺、溴化四丁胺或溴化苄基三丁胺，和季鏻盐象溴化四苯基鏻，其用量如1%到60%(重)，最好为5%到40%(重)。
反应之后，将反应混合物倒入水中，并用普通方法处理，如用有机溶剂萃取、重结晶或柱色谱法处理，可分离出化合物(ⅩⅣ)。
第四步在这一步中，硝化化合物(ⅩⅣ)所用的硝化剂一般为硝基化合物，如硝酸/硫酸，硝酸钠/硫酸或硝酸钾/硫酸。
所有硝化剂的量并不严格限制。一般来说，每摩尔式(ⅩⅣ)的化合物其适当用量是1到10个摩尔，最好是1到3摩尔。反应温度随着硝化剂种类而改变，一般为-20℃到100℃，最好-10℃到80℃。在这样的温度下，反应通常在约0.5到5小时可结束。
硝化反应可以在无溶剂或在如二氯甲烷或二氯乙烷溶剂中进行反应。
反应之后，将反应混合物倒入水中，用有机溶剂萃取，并结晶萃取物，可以高收率的分离出式(Ⅰ)的所要化合物。
下面的实施例说明本发明化合物的合成。
实施例1制备O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并羟肟酸甲酯将36.2克(0.10摩尔)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯甲酸溶于36.2毫升亚硫酰(二)氯中，并将溶液加热回流1.5小时。蒸发掉过量的亚硫酰(二)氯，得到酰氯。
将150毫升醚中的酰氯溶液逐滴加到含10.5克(0.1摩尔)氨基氧乙酸甲酯、10.1克(0.1摩尔)三乙胺和300毫升干醚溶液中，于冰冷却下搅拌大约20分钟，其后，在冰冷下再搅拌该混合物30分钟，然后在室温下搅拌1.5小时。将反应溶液倒入300毫升冰水中，用200毫升乙酸乙酯萃取三次。用饱和的氯化钠水溶液洗涤有机层，并且用硫酸镁进行干燥。过滤分离出干燥剂，并蒸出溶剂。用甲苯重结晶所生成的固体，得到37.2克(收率82.7%)5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并异羟肟酸甲氧基羰基甲酯。
将所得的异羟肟酸酯(37.2克)溶于70毫升醚和70毫升四氢呋喃的混合溶剂中，并在冰冷却条件下搅拌，将在300毫升醚中含24.8克(0.241摩尔)N-亚硝基甲脲所制得的重氮甲烷溶液在约40分钟内滴加到混合物中。然后在冰冷条件下搅拌混合物约30分钟。用醋酸分解过量的重氮甲烷，并蒸发掉溶剂。所得固体用甲醇重结晶，得到27.0克(收率70.4%)所要求的化合物No.32(顺式)，熔点71.0℃到73.0℃。
把5.0克上述化合物No.32溶于200毫升甲苯中。用氮气给该溶液鼓泡，除气，用高压水银灯(UVL-1009，RikokagakuSangyo制)照射3小时。蒸发溶剂，并用柱色谱法〔硅胶;正己烷/醋酸乙酯(2∶1)〕提纯残余物，得到3.5克(收率70.0%)化合物No.32的异构体(反式;熔点84.5～85.5℃)。
实施例2制备O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并羟肟酸乙酯(化合物No.53)将按实施例1同样方法所得的2.25克(5毫摩尔)异羟肟酸酯、0.83克(6毫摩尔)无水碳酸钾和10毫升二甲基甲酰胺所组成的悬浮液加热到65～67℃，并将1.2克(约6毫摩尔)对甲苯磺酸乙酯在约15分钟内滴加到悬浮液中。然后在上述相同温度下搅拌混合物1小时。将反应混合物倒入约150毫升冰水中，用30毫升乙酸乙酯萃取二次。用饱和氯化钠水溶液洗涤有机层，然后用硫酸镁干燥，过滤除去干燥剂，并蒸出溶剂。用柱色谱法(硅胶;正己烷/乙酸乙酯4∶1)提纯所得油状物质，得到1.4克(收率58.5%)所需化合物No.53，n21.2D＝1.5359。
表1列出了用类似于上述实施例所示技术合成的本发明的吡啶基苯基醚衍生物。
表1
化合物号 X R1R2R 性质1. H CH3H CH3熔点81.0-84.0℃(顺式)2. H CH3H C2H53. H CH3H n-C3H74. H CH3H i-C3H75. H CH3H n-C4H9熔点55.0-56.0℃(反式)6. H CH3H i-C4H97. H CH3H s-C4H98. H CH3H t-C4H99. H CH3H n-C5H1110. H CH3H t-C5H1111. H CH3CH3CH312. H CH3CH3C2H513. H CH3CH3n-C3H714. H CH3CH3i-C3H7
表1(续)化合物号 X R1R2R 性质15. H CH3CH3n-C4H916. H CH3CH3t-C4H917. H CH3CH3n-C5H1118. H CH3C2H5CH319. H CH3C2H5C2H520. H CH3C2H5n-C3H721. H CH3C2H5n-C4H922. H C2H5H CH323. H C2H5H C2H524. H C2H5H n-C4H925. H i-C3H7H CH326. H i-C3H7H C2H527. H i-C3H7H n-C4H928. H C2H5CH3CH329. H C2H5CH3n-C4H930. H i-C3H7CH3CH331. H i-C3H7CH3n-C4H932. Cl CH3H CH3熔点71.0-73.0℃(顺式)熔点84.5-85.5℃(反式)
表1(续)化合物号 X R1R2R 性质33. Cl CH3H C2H5熔点101.5-103.0℃(顺式)熔点58.0-59.5℃(反式)34. Cl CH3H n-C3H7熔点71.5-73.0℃(反式)35. Cl CH3H i-C3H7熔点97.5-99.0℃(反式)36. Cl CH3H n-C4H9熔点84.0-85.0℃(反式)37. Cl CH3H i-C4H9熔点77.5-79.0℃(反式)38. Cl CH3H s-C4H939. Cl CH3H t-C4H940. Cl CH3H n-C5H11熔点71.5-72.5℃(反式)41. Cl CH3H t-C5H1142. Cl CH3CH3CH3n20.4D1.5328(顺式)43. Cl CH3CH3C2H544. Cl CH3CH3n-C3H7
表1(续)化合物号 X R1R2R 性质45. Cl CH3CH3i-C3H746. Cl CH3CH3n-C4H947. Cl CH3CH3t-C4H948. Cl CH3CH3n-C5H1149. Cl CH3C2H5CH350. Cl CH3C2H5C2H551. Cl CH3C2H5n-C3H752. Cl CH3C2H5n-C4H953. Cl C2H5H CH3n21.1D1.5359(顺式)54. Cl C2H5H C2H555. Cl C2H5H n-C4H956. Cl i-C3H7H CH3n21.1D1.5336(顺式)57. Cl i-C3H7H C2H558. Cl i-C3H7H n-C4H959. Cl C2H5CH3CH360. Cl C2H5CH3n-C4H961. Cl i-C3H7CH3CH362. Cl i-C3H7CH3n-C4H963. F CH3H CH364. F CH3H C2H565. F CH3H n-C3H766. F CH3H i-C3H767. F CH3H n-C4H968. F CH3H t-C4H969. F CH3H s-C4H9
参考实施例1制备化合物(ⅩⅣ)(A-1)制备3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硫代苯甲酸O-甲酯(化合物Ⅶa)将24.5克(0.074摩尔)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯甲酸甲酯溶于80毫升二甲苯中，并将40.0克(0.099摩尔)2，4-双(4-甲氧基苯基)-1，3-二硫代-2，4-二磷乙烷-2，4-二硫化物加入，于120℃下搅拌该混合物20小时，蒸出二甲苯。用柱色谱法(硅胶;正己烷/醚98∶2)提纯残余物，得到22.1克(收率86%)所需化合物Ⅶa。
n20D＝1.5840核磁共振〔CDCl3，δ(PPm)〕4.29(3H，S)，7.1～7.6(2H，m)，7.9～8.4(4H，m)。
(A-2)制备3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硫代苯甲酸O-甲酯(化合物Ⅶa)将4.2克(0.0122摩尔)N，N-二甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯甲酰胺于室温下加到8.2克光气的二氯甲烷溶液(26毫升)中。在同样温度下搅拌该混合物18小时。蒸出过量光气和二氯甲烷。将残余物溶于26毫升二氯甲烷中，然后将溶液滴加到0.59克(0.0128摩尔)乙醇的四氢呋喃溶液(20毫升)中。加入之后，在该温度下搅拌混合物30分钟，而当4.3毫升(0.0532摩尔)吡啶在5～10℃滴加时，将硫化氢通入溶液直到饱和为止。在这一温度下再进一步搅拌该混合物15分钟。蒸出溶剂，并加入30毫升水。用30毫升乙醚萃取混合物三次。将有机层用硫酸镁干燥。过滤分离干燥剂，蒸出溶剂和吡啶，得到4.0克(收率91%)所需化合物(Ⅶa)。
(B)制备3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯并异羟肟酸甲酯(化合物Ⅻa)。
将1.53克(0.022摩尔)羟胺盐酸化物溶于21毫升甲醇中，并在冰冷下将4.24克(0.0922摩尔)28%甲醇钠的甲醇溶液加到该溶液中。在这一温度下搅拌混合物15分钟，并吸滤，得到羟胺的甲醇溶液。
将上述所得的羟胺甲醇溶液(15毫升)加到6.61克(0.019摩尔)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)硫代苯甲酸O-甲酯中，在回流温度下将该混合物搅拌1.5小时。蒸出溶剂，用柱色谱法(硅胶;正己烷/乙酸乙酯＝4∶1)提纯所得油状混合物，得到5.73克(收率87%)所需化合物(Ⅻa)(顺∶反＝大约4∶6)n20D＝1.5545核磁共振〔CDCl3，δ(PPm)〕3.80，4.01(3H，S)，7.0～8.4(6H，m)。
(C-1)制备O-乙氧基羰基甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯并羟肟酸甲酯(化合物ⅩⅣa)将0.4克(0.011摩尔)氢化钠(60%在油中)一点一点加到3.47克(0.01摩尔)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯并羟肟酸甲酯的二甲基甲酰胺(30毫升)溶液中。在室温下搅拌该溶液30分钟，并于室温下将1.34克(0.011摩尔)溴乙酸乙酯加到所得的溶液中，在室温下搅拌该混合物3小时。将反应混合物倒入60毫升冰水中，用40毫升乙醚萃取二次。用饱和氯化钠水溶液洗涤有机层，并用硫酸镁干燥。过滤分离出干燥剂，并蒸出溶剂。用柱色谱法(硅胶;正己烷/乙酸乙酯＝5∶1)提纯所得油状物质，得到3.94克(收率91%)所需化合物(ⅩⅣa)(顺∶反＝大约4∶6)。
用柱色谱法(硅胶;正己烷/氯仿＝2∶3)小心提纯这种化合物，得到反式化合物(ⅩⅣc)和顺式化合物(ⅩⅣb)。
用(C-1)的同样方法，合成在下面表2所列的式(ⅩⅣ)的化合物。
(C-2)制备O-甲氧基羰基甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯并羟肟酸甲酯(化合物ⅩⅣa)将氯化苄基三乙基胺(0.20克;0.88毫摩尔)加到在4.5毫升二氯甲烷中含1.04克(3毫摩尔)3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯并羟肟酸甲酯的溶液中，并冷却混合物。在-5℃到0℃滴加1.72毫升50%氢氧化钠水溶液。然后在同样温度下，滴加0.92克(6毫摩尔)溴化乙酸甲酯。在同样温度下搅拌混合物20分钟。将反应混合物倒入30毫升冰水中，用稀盐酸中和，并用20毫升乙醚萃取三次，用饱和氯化钠水溶液洗涤有机层，并用硫酸镁干燥。过滤分离干燥剂，并蒸出溶剂。用柱色谱法(硅胶;正己烷/乙酸乙酯＝5∶1)提纯所得油状物质，得到1.17克(收率90%)所需的化合物(ⅩⅣa)(顺∶反＝大约4∶6)。
实施例3制备O-甲氧基羰基甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并羟肟酸甲酯(化合物No.32)在-10℃将硫酸(1.31克)加到在0.71毫升二氯乙烷中含0.47克(1.12毫摩尔)O-甲氧基羰基甲基-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)苯并羟肟酸甲酯(顺式∶反式＝大约4∶6)的溶液中。在-2℃到5℃将硝酸钾一点一点地加到生成的溶液中。在同样温度下搅拌混合物2小时。将反应混合物倒入10毫升冰水中，用10毫升二氯甲烷萃取二次。用水和饱和氯化钠水溶液洗涤有机层，并用硫酸镁干燥。过滤分离出干燥剂，并蒸出溶剂。用甲醇结晶所得的油状物质(顺∶反＝大约10∶1)，得到0.31克(收率60%)所需化合物No.32(顺式)。
下面表3列出用与实施例3同样的方法制得的化合物(Ⅰ)。
本发明提供的通式(Ⅰ)的化合物，有着广泛的除草范围和非常高的除草活性，并表明低剂量时极佳的除草效率。它们用作处理叶的非选择性除草剂。当它们以比显示非选择活性的剂量更低的剂量使用时，本发明的化合物表明在处理叶时对栽培作物有很好的选择性，并且可能是农业上有用的选择性除草剂。
本发明的化合物可抑制在非耕作地和耕作地生长的各种杂草，例如陆地的窄叶和宽叶的草，例如稗(Echinochloacrus-galli)、红色马唐(Digitariasanguinalis)、绿狐尾(Setariaviridis)、蟋蟀草(Eleusineindica)、(Paspalumthunbergii)、早熟禾(Poaannua)、苋、蓼、藜属植物(Chenopodiumalbum)、藜(Chenopodiumalbum)、绒毛叶(Abutilontheophrasti)、牵牛花、苍耳(Xanthniumstrumarium)、普通豚草(Ambrosiaartemisiifolia)、马齿苋(Portulacaoleracea)、鬼针草(Bidensfrondosa)、山扁豆(Cassiaobtusi-folia)、龙葵(Solanumnigrum)、大叶苣萝菜(Sidaspinosa)、酢浆草(Oxaliscorniculatα)、曼陀罗(Daturastramonium)、红车轴草(Trifoliumprastens)、繁缕(Stellariamedia)、日本山茶(Saginajaponica)、荠菜(Capsellabursa-pastoris)、苦水芹(Cardamineflexuosa)、垫子草(Galiumspurium)、罂粟(Papaverspp.)、雏菊(Matricariachamommila)、加拿大蓟(Cirsiumarvens)、金盏花、宝盖草(Lamiumamplexicaule)、(Veronicacaninotesticulate)、一年生蚤草(Erigeronannus)、鳞叶飞篷(Erigeronphiladel-phicus)、加拿大飞篷(Erigeroncanadensis)和长毛篷(Erigeronbonariensis);和水生的窄叶和宽叶植物如稗(Echinochloacrus-galli)、伞莎草(Cyperusdifformia)、雨久花(Monochoriavaginalis)、野海绿(Linderniapyxidaria)、美洲水草(Elatinetriandra)、节节菜(Rotalaindica)、水烛(Eleocharisjuncoides)、和荸荠(Eleocharisacicularis)。
本发明的化合物使用方法可在有用植物发芽前进行，撒播处理，或运用设计的一种直接喷撒的方法，该法要避免与处于发芽后生长阶段的有用作物的叶和茎接触，这不仅可用于非耕作地，也可用于栽培有用作物的耕作地。在农业上有用之处是当本发明的化合物使用时用量低于那些显示非选择性活性的化合物时，它显示出对栽培作物良好的选择性，即使在撒播处理叶时也如此，并能控制各种杂草，而对禾本科的作物，尤其是稻谷、玉米、小麦、大麦、高梁、甘蔗及宽叶作物如大豆和向日葵没有产生任何重大的植物毒性。
本发明化合物实际用作除草剂时，要用已知的方法与农业上和园艺上可接收的载体或稀释剂、添加剂和辅助剂进行混合。使用时通常以农业化学品配制的形式如粉剂、颗粒、可湿性粉剂、乳油、可溶性粉剂或溶液。它也作为混合物使用，与其它农业化学品如杀霉剂、杀虫剂、除螨剂、其它的除草剂、植物生长调节剂、肥料、土壤团粒结构促进剂混合施用。
与其它的除草剂一起使用，可降低剂量，节省劳力。此外，通过两种除草剂协同作用，除草范围加宽，由于药物的协同作用，可以期望有更高的功效。
载体或稀释剂可以是通常在农业领域中使用的任何固体或液体的载体或稀释剂。固体载体包括高岭土所代表的滑石或白土，蒙脱土和硅镁土;无机物质如云母、叶蜡石、浮石、蛭石、石膏、碳酸钙、白云石、双硅藻土、石灰镁、磷灰石、沸石、硅酐和合成硅酸钙;植物来源的有机物质如大豆粗粉、烟草粉、核桃粉、麦面粉、木屑粉、淀粉和结晶纤维素;天然或合成聚合物如苯并呋喃树脂、石油树脂、醇酸树脂、聚氯乙烯、聚亚烷基二醇、酮树脂、酯胶、
胶和哒玛胶;蜡如巴西棕榈蜡和蜂蜡;和尿素。合适的液体载体或稀释剂包括链烷烃或环烷烃如煤油、矿物油、锭子油和白油;芳香烃如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯和甲基萘;氯代烃如四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、一氯代苯和邻氯甲苯;醚如二噁烷和四氢呋喃;酮如丙酮、甲乙酮、二异丁基酮、环己酮、苯乙酮和异佛尔酮;酯如乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙二醇乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、马来酸二丁酯和丁二酸二乙酯;醇如甲醇、正己醇、乙二醇、二乙二醇、环己醇和苄醇;醚醇如乙二醇乙醚、乙二醇苯醚、二乙二醇乙醚和二乙二醇丁醚;极性溶剂如二甲基甲酰胺和二甲亚砜;水。
表面活性剂和其它辅助剂可用来进行乳化、分散、润湿、展开或粘合本发明的化合物，调节它的分解性，稳定除草剂的活性成分，改进除草剂的流动性，防止侵蚀或其它的情况。表面活性剂可以是非离子、阴离子、阳离子和两性的。通常非离子或阴离子表面活性剂是适合的。合适的非离子表面活性剂包括如环氧乙烷和高级醇象十二烷醇、十八烷醇和油醇的加聚产物;环氧乙烷和烷基酚象异辛酚和壬酚的加聚产物;环氧乙烷和烷基萘酚象丁基萘酚和辛基萘酚的加聚产物;环氧乙烷和高级脂肪酸象棕榈酸、硬脂酸和油酸的加聚产物;环氧乙烷和单或双烷基磷酸象硬脂磷酸和二月桂磷酸的加聚产物;环氧乙烷和胺化合物象十二烷胺和硬脂酰胺的加聚产物;多羟基醇象脱脂山梨糖醇的高级脂肪酸酯;环氧乙烷和这些酯的加聚产物;环氧乙烷和环氧丙烷的加聚产物。合适的阴离子表面活性剂如烷基硫酸酯盐象十二烷基硫酸钠和油酰硫酸胺盐;烷基磺酸盐象2-乙基己烯磺酸钠;芳基磺酸盐象异丙基萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、木素磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠。
为改进配制的除草剂的性能并增加其除草效果，本发明的化合物可以与其它的辅助剂以混合物的形式使用。这些辅助剂包括象酪蛋白、明胶、清蛋白、胶、藻酸钠、羧基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯醇这样的聚合物。
上述的载体或稀释剂和各种调节剂可单独使用或以适当混合的形式使用，其取决于配制的除草剂的形式、使用的地点和时间等。
在配制的除草剂中作活性组分的本发明的化合物的比例，可随除草剂的形式而变化，例如通常是0.1%到99%(重)，最好是1%到80%(重)。
粉剂通常含1%到25%的活性成分(重)，其余为固体载体。
可湿粉剂通常含25%到90%的活性成分(重)，其余为固体载体、分散剂、润湿剂和任意的保护胶体、触变剂、消泡剂等。
颗粒剂通常含1%到35%的活性成分(重)，其余多数为固体载体。活性成分与固体载体均匀混合，或均匀固定到或吸附在固体载体表面上。颗粒的直径大约0.2到1.5mm。
乳油通常含1%到30%的活性成分(重)，约5%到20%的乳化剂(重)，其余为液体载体和任意的缓蚀剂。
本发明所提供的式(Ⅰ)的化合物，可以直接用作除草剂或以任一所要求的形式，如上述的制剂。
本发明的除草剂可用于非耕作地和耕作地的芽前期到芽后生长期的各种杂草，最好是用于生长期的那些杂草。杂草可用下述方式控制，把除草有效量的本发明的化合物用到希望控制芽前杂草的地区的土壤，或把除草剂直接与芽后的杂草接触。
因为本发明的化合物有很高的除草活性，所以施用比例可以很小，而且可以适当变化，这取决于要控制的杂草的类型、其生长阶段、施用的地点、施用的时间、天气情况等。一般，施用比例大约0.01到10000克/公顷，最好大约0.1到5000克/公顷的式(Ⅰ)化合物(活性组分)。
最好非选择性除草剂比例大约为50～2000克/公顷，选择性除草剂大约1～50克/公顷。
下列配方实例说明本发明的化合物的配制实例。其中所用成分都按重量计。
配方实例1颗粒剂组分份化合物No.325膨润土50滑石40十二烷基苯磺酸钠2木素磺酸钠2聚氧乙烯烷基芳基醚1将上述组分充分混合，然后加适量的水。混合物用制粒机捏制造粒，得到100份颗粒。
配方实例2可湿粉剂组分份化合物No.3320白土70白碳5木素磺酸钠3十二烷基苯磺酸钠2将上述组分混合，用捏制机进行捏制，均匀研磨得到100份可湿粉剂。
配方实例3乳油组分份化合物No.3330环己酮70十二烷基苯磺酸钙5聚氧乙烯烷基芳基醚5将上述组分均匀混合、溶解，生成100份乳油。
配方实例4可流动制剂组分份化合物No.120聚氧乙烯烷基芳基醚2十二烷基苯磺酸钙3硅氧烷型消泡剂0.2丙二醇82%瓜耳胶水溶液12水(余量)54.8将上述组分用湿研磨器混合均匀研磨，得到100份可流动制剂。
本发明的化合物的其它形式的制剂基本上可以按照上述配方实例制备。
下列试验实例说明本发明提供的式(Ⅰ)化合物的优良的除草活性。
试验实例1处理叶在方形盒(30×30×8厘米)内，装满旱地农场的土壤。以一定的量种上表4所列的各种杂草的种子，然后在温室内生长，直到植物长到3～6片叶的阶段(在播种后第27天)。
如配方实例3中所配制的各种试验化合物，在含0.25%的“表面活性剂WK”(Kao有限公司的产品)作展着剂的水中稀释，使得活性组分的量如表4所列。稀释的化学物质均匀地施用在植物的叶片上，用量相当于500升/公顷。
施用后的21天，对杂草的除草效果以下列标准评价，结果如表4所示。
评价标准(11个等级)除草效果对作物的植物毒性等级(基于未处理地区的除草率，%)(基于未处理地区的植物毒性比率，%)00同左10～10210～20320～30430～40540～50650～60760～70870～80980～901090～100(已枯萎)
在表4中，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k和l代表下列杂草a稗b指形禾草c大狐尾d石茅高梁e早熟禾f绿苋g牵牛花(Ipomoeahederacea)h曼陀罗i苍蓼车j藜k苍耳l普通豚草试验实例2种植的有用植物在化学处理后的安全情况把天然生长杂草如绿苋(Amaranthus reroflexus)、苍蓼车(Polygonum lapathifolium)、绒毛叶、稗、指形禾草和大狐尾(Setaria faberi)的旱地农田划分为几个区，每区面积10米2(2×5米)。将固定比例的按试验实例1配制和然后稀释的本发明的化合物，以相当于500升/公顷水的量均匀地喷洒到每块试验区。
化学处理一周后，将由于杀死了天然生长的杂草，几乎变得光秃的每块地区的表层、10厘米深处加以充分的翻混，然后立即播种表5中所列的每种作物种子，观测它们的生长情况。
在播种后30天，植物毒性的程度用试验例1所列标准计算，结果列于表5。
表5中，A、B、C、D、E和F代表下列作物A玉米B小麦C稻D大豆E棉花F向日葵表5
＊同表4中的脚注(百草枯)
权利要求
1.如下(I)式的一种化合物
其中R和R1各自代表低级烷基，R2代表氢原子或低级烷基，X代表氢原子或卤素原子。
2.根据权利要求1的化合物，其中R1代表甲基，R2代表氢原子。
3.根据权利要求2的化合物，其中R代表甲基或乙基。
4.根据权利要求1的化合物，其中X代表氯原子。
5.根据权利要求1的化合物，其是O-甲氧基羰甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并羟肟酸甲酯或O-乙氧基羰甲基-5-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基氧基)-2-硝基苯并羟肟酸甲酯。
6.制备权利要求1中式(Ⅰ)的化合物的方法，该方法包括硝化下式的化合物
其中R、R1、R2和X如权利要求1所定义。
7.包括权利要求1所示式(Ⅰ)的化合物和农业和园艺可接受的载体或稀释剂的除草组合物。
8.包括权利要求1所示式(Ⅰ)的化合物的除草剂。
9.控制杂草的方法，包括把在权利要求1所示的式(Ⅰ)的化合物施用到要控制杂草的地区，或施用到要控制的杂草上。
10.权利要求1所示的式(Ⅰ)的化合物用作除草剂的用途。
全文摘要
通式(I)的一种化合物
文档编号A01P13/00GK1030754SQ88106019
公开日1989年2月1日 申请日期1988年7月14日 优先权日1987年7月14日
发明者乡敦, 今田悟史, 直原一男, 远藤惠次, 山本百合, 井义浩 申请人:三菱油化株式会社