专利名称：2－嘧啶氧基苄基取代吡啶胺类衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及嘧啶类衍生物，特别是2-嘧啶氧基苄基取代吡啶胺类衍生物，它们的制备方法及作为农业化学品除草剂的配方和应用。
当今，农业现代化的发展，需要不断提供效果好，用量低，对作物和环境无害的新型除草剂，以减少农业劳动力，促进农业机械化、现代化发展和农作物产量的提高。
已知各种2-苯氧基嘧啶衍行物作为除草剂是有效的，如美国专利U.S.P4,906,285所阐述的双嘧啶水杨酸类化合物即属于此类化合物，它们能以低剂量控制诸如普通苍耳、牵牛和莎草之类的一般难以控制的杂草，对水稻安全。美国专利U.S.P4,932,999中揭示了嘧啶硫代水杨酸衍生物对多年生及一年生草类显示出优异的除草效果，同时对于棉花具有较高的安全性。但上述两份专利化合物适用范围有一定限制，对其它农作物，有程度不同的伤害。
基于社会发展需要，并为扩大使用范围，开发同时适用于油菜田的除草剂，本发明人在已有发明基础上，进行先导展开，开发出了如结构式(I)所示一类新型2-嘧啶氧基苄基取代吡啶胺类衍生物。式(1)中R1为氢、C1-C4烷酰基或C1-C4卤代烷酰基，更为可取的是氢；R2为氢、卤素或C1-C4烷基，更为可取的是氢、氯或甲基。
R1-N-基团和R2基团在吡啶环上的位置可处于2、3、4、5、6中任何一个位置，其中更为可取的是R1-N-基团处于吡啶环上的2位，R2处于吡啶环上3、4、5、6位中任何一个位置。
本发明人通过分子设计，改变结构式(I)中R1、R2取代基团及吡啶环上取代基的位置，已合成出了一系列化合物，并委托生测专家对其进行除草活性和毒性测定评价，其中已评选出部分有较高活性的代表性化合物，归总列于表1。
表1
生测表明，结构式(I)所示的化合物均有很好的除草活性，而且除草谱广，低毒，对环境友好，不伤害作物，特别是对油菜安全。因此，它们均是配制农用除草剂的有效活性物质。
本发明化合物包含有多个衍生物，但结构式相似，属同系列化合物，因而，其合成方法亦基本相同，现详述如下。(A)结构式(I)所示(R1＝H)的化合物合成方法，分三步 [上述反应式中的R2所代表的取代基如前所述，化合物(3)中X为卤素或甲砜基]也就是说，本发明结构式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)的合成，首先由取代吡啶胺(4)与水杨醛(5)以1∶1.0-1.2摩尔比溶于甲醇、乙醇或丙醇类醇溶剂中，在室温至溶剂沸点的温度区间内反应20分钟到12小时，得到中间体(6)。该反应可在无催化剂的情况下进行，但加入催化剂或在共沸脱水的的条件下，可以加速反应，提高反应收率。反应中所用的催化剂可以是对甲基苯磺酸、甲磺酸、硫酸或盐酸。反应中所用溶剂还可以是苯、甲苯或二甲苯等芳烃溶剂，或四氢呋喃、二氧六环类醚溶剂。
然后，将第一步所得的中间体(6)在甲醇、乙醇或丙醇等醇溶剂中，加入硼氢化钠或硼氢化钾还原剂进行反应，得中间体(7)。
第三步，使中间体(7)、2-卤(或甲砜基)-4，6-二甲氧基嘧啶(3)及碱以1∶1.0-1.1∶1.2-3.0摩尔比在溶剂中，在回流温度下反应2-8小时，再经抽滤，除去溶剂，并经溶剂洗涤后得本发明目的产品之一如结构式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)。在这一步反应中，所用碱可以是金属钠或钾之类碱金属，或氢氧化钠、氢氧化钾，氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾等碱金属、碱土金属的氢氧化物、碳酸盐，或醇钠、醇钾之类烷氧金属化合物，或三甲胺、三乙胺等有机胺。而在这一步反应中所用溶剂可以是苯、甲苯或二甲苯等芳烃溶剂，四氢呋喃、二氧六环等醚类溶剂，甲醇、乙醇、丙醇等醇类溶剂，丙酮、甲基异丁酮等酮溶剂或二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈或它们的混合物。(B)结构式(I)所示(R1≠H)的化合物合成如前所述，经过三步所得如结构式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)，是我们所需要的具有除草功能的活性物之一，而若将其与酰氯进一步在溶剂中在碱性条件下反应，还可得到同样具有除草活性的本发明另一目的产物如结构式(I)，反应如下列反应方程式所示 (反应式中R1、R2所示基团如前所述)本反应的温度在室温至溶剂沸点区间，反应中所用溶剂和碱的用量与前述仲胺类化合物合成之第三步相同。
本发明提供的式(I)化合物合成方法不复杂，具有很高的除草活性，是配制农用除草剂的有效活性物，可用于配制农作物棉花、油菜、小麦田防除禾本科杂草、阔叶杂草和莎草的芽前、芽后除草剂。具体的防除对象包括15-75g ai/ha(g ai/ha为克活性物/公顷，以下同)的低剂量下有效防治禾本科杂草、90-300g ai/ha的高剂量下有效防治阔叶杂草和莎草，如稗草(Echinochloa crusgalli)、马唐(Digitariasanguinalis)、牛筋草(Eleusine indica)、狗尾草(Setaria viridis)、早熟禾(Poa annua)、野燕麦(Avena fatua)、看麦娘(Alopecurus aequalis)、日本看麦娘(Alopecurusjaponicus)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)、刺苋(Amaranthus spinosus)、藜(Chenopodium album)、芥菜(Brassica juncea)、马齿苋(Portulaca oleracea)、铁苋菜(Acalypha australis)、异型莎草(Cyperus difformis)、千金子(Leptochloachinensis)、香附子(Cyperus rotundus)、日照飘浮草(Fimbristylis miliacea)、婆婆纳(Veronica didyma)、繁缕(Stallaria media)、大巢菜(Vicia sativa)、雀舌草(Stellariaalsine)、一年蓬(Erigeron annuus)、矮慈菇(Sagittaria sagittifolia)、田旋花(Convolvulus arvensis)等。作为除草剂，它们具有如下一些优点和特点1、低剂量下具有高效芽后除草效果，较高剂量下亦具有芽前除草效果；2、杀草谱广，不仅能有效防治农田中禾本科杂草，而且能有效防除阔叶杂草和莎草；3、对作物的安全性高，特别对棉花、油菜和小麦均安全无害；4、对3-7叶大龄禾本科杂草也具有十分有效的除草效果；5、在土壤中残留期短，对轮作后茬作物无不良影响；6、对哺乳动物或鱼无明显毒性，环境安全性高，属低毒环境友好型农药；为实际使用，本发明活性化合物，可按农药工业中常用的配方技术，配制加工成各种粒剂、粉剂、油剂、乳剂、水悬剂和胶囊等。
以下举实施例，对本发明合成方法作更进一步的具体描述，本发明决不仅限于这几例。合成例1结构式(I)所示(R1＝H)化合物(2)的制备实例将9.4克(0.1摩尔)2-胺基吡啶溶于125毫升的无水甲醇中，滴加12.2克(0.1摩尔)水杨醛，在室温下搅拌反应10分钟后，过滤，用无水甲醇洗涤，得18.5克黄色固体，收率93.4％，为2-N-(2-羟基亚苄基)吡啶胺。
取前述所制2-N-(2-羟基亚苄基)吡啶胺9.9克(50毫摩尔)，溶于150毫升无水甲醇中，在室温下分批加入2.26克(60毫摩尔)硼氢化钠，室温下搅拌反应20分钟，浓缩除去甲醇，然后在残留物中加入氯仿200毫升，水150毫升，充分搅拌均匀，静置，分出有机层，用水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得9.5克白色固体，收率95.0％，为2-N-(2-羟基苄基)吡啶胺。
取前面所制2-N-(2-羟基苄基)吡啶胺2.00克(10毫摩尔)，2-甲砜基-4，6-二甲氧基嘧啶2.18克(10毫摩尔)，溶于100毫升四氢呋喃中，室温下加入3.71克(26.84毫摩尔)碳酸钾，回流反应11小时，抽滤，得固体，再加20毫升四氢呋喃洗涤，浓缩，除去四氢呋喃，残留产物再加入10毫升乙醇中搅拌洗涤，抽滤得3.00克白色固体，收率88.7％，为N-(2-吡啶基)-2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基苯苄胺mp93.3-94.0℃，MS(M+)338核磁共振HNMR(CDCl3)δ3.79(6H，s)，4.50(2H，d)，5.78(1H，s)，6.35-8.05(8H，m)元素分析理论值C63.78 H5.42 N16.65 实验值C63.91 H5.33 N16.57合成例2结构式(I)所示(R1≠H)化合物的制备实例在100毫升单口瓶中，加入N-[2-(4-甲基吡啶基)]-2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基苯苄胺3.52克(10毫摩尔)，丙酰氯1.11克(12毫摩尔)，碳酸钾1.66克(12毫摩尔)及100毫升THF，回流反应10小时，抽滤，除去固体，有机层浓缩得蜡状白色固体3.99克，收率97.8％。mp66.5-68.5℃MS(M+)408核磁共振HNMR(CDCl3)δ1.11(3H，t)，2.30(5H，m)，5.71(1H，s)，5.72(1H，s)，6.80-8.30(7H，m)元素分析理论值C64.71 H5.88 N13.73 实验值C64.56 H5.77 N13.78以下给出本发明化合物作活性组分，加工配制几种除草剂剂型的实际例子，在这些配方例子中，所有的“％”均指重量百分比。但应指明，本发明配方决非仅限于这几例实例。
配方例1(可湿性粉剂)将15％的7号物质(表1)、5％的木质素磺酸盐(Mq)、1％的月桂醇聚氧乙烯醚(JFC)、40％的硅藻土和44％的轻质碳酸钙均匀地混合，粉碎，即得可湿性粉剂。
配方例2(乳油)将10％的7号物质、5％的农乳500号(钙盐)、5％的农乳602号、5％的N-甲基-2-比咯烷酮和75％的二甲苯加热搅拌均匀，即得乳油。
配方例3(粒剂)将5％的7号物质、1％的聚乙烯醇(PVA)、4％的萘磺酸钠甲醛缩合物(NMO)和90％粘土均匀地混合，粉碎，然后向此100份混合物加入20份水、捏合，用挤压成粒机，制成14-32目的颗粒，干燥，即得颗粒剂。
以下将生测专家提供的生测试验实例对本发明部分化合物作活性组分配制的除草剂的除草活性和作物安全性进行测试评价。采用0-5级评价法，评价标准列于表2。
表2除草活性和植物毒性评价标准
试验实例1苗后茎叶处理的除草活性试验在装有试验用土的盆钵中(直径9.5cm)分别均匀播种稗、马唐、牛筋、反枝苋和马齿苋的种子，覆盖土0.5cm厚，将盆钵置于20-25℃的温室中培育十天，植株生长二叶期时，将类似配方例2所制备的各号活性乳油用水稀释，以750g ai/ha的剂量对培养试材进行茎叶喷雾处理，定期观察各处理植株生长状态、受害症状，处理后28天，按表2标准进行评定，结果见表3。
表3出苗后茎叶处理的除草活性(旱田条件)
试验实例2苗前土壤处理的除草活性试验在装有试验用土的盆钵中(直径9.5cm)分别均匀地播种稗、马唐、牛筋、芥菜、反枝苋和马齿苋的种子，覆盖土0.5cm厚，12小时后将类似配方例2所制备的2-8号活性物乳油制剂用水稀释，以750g ai/ha的剂量对培养试材进行土壤表面处理。定期观察各处理植株生长状态、受害症状，处理后28天，按照表2中确定的标准进行评定，结果见表4。
表4出苗前土壤处理的除草活性(旱田条件)
试验实例3苗后茎叶处理的除草活性剂量梯度试验以稗草、马唐、牛筋、芥菜、反枝苋和马齿苋为杂草靶标，进行不同剂量梯度试验。试验设置了档剂量。在禾本科杂草生长二叶期、阔叶杂草生长片真叶期时，将类似配方例2所制备的4-8号活性物乳油制剂用水稀释，以表5所示剂量对培养的试材进行茎叶喷雾处理，处理后28天，按照表2中确定的标准进行评定，结果见表5。
表5苗后茎叶处理的除草活性大小评价
试验实例4苗后茎叶处理的作物安全性试验在装有试验土的12cm盆钵内分别播种棉花、油菜种子，置于20-25℃温室中生长，待生长到一定时期后，将类似配方例2所制备的4号活性物乳油制剂用水稀释，以375、150、75g ai/ha的剂量对培育的试材进行茎叶喷雾处理，定期观察植株生长状态和受害症状，处理后28天，按表2标准进行评定，结果见表6。
表6出苗后茎叶处理的作物安全性评价(旱田条件)
权利要求
1.一类嘧啶类衍生物，其特征是2-嘧啶氧基苄基取代吡啶胺类衍合物，如结构式(I)所示 结构式(1)中R1为氢、C1-C4烷酰基或C1-C4卤代烷酰基；R2为氯、卤素或C1-C4烷基；R1-N-和R2在吡啶环上的位置可处于2，3，4，5，6中任何一个位置。
2.根据权利要求1所述化合物，其特征是结构式(I)中R1为氢；R2为氢、氯或甲基；R1-N-处于吡啶环上的2位，R2处于吡啶环上的3，4，5，6中任何一个位置。
3.根据权利要求1或2所述化合物的制备方法，其特征如下列反应方程式所示 [反应式中的R2如权利要求1或2所述，化合物(3)中X为卤素或甲砜基]即首先由取代吡啶胺(4)与水杨醛(5)以1∶1.0-1.2摩尔比溶于醇溶剂中，在室温至溶剂沸点温度区间反应20分钟到12小时，得中间体(6)，再使中间体(6)在醇溶剂中，经硼氢化钠或硼氢化钾还原，得中间体(7)，该中间体(7)再与2-卤(或甲砜基)-4，6-二甲氧基嘧啶(3)以1∶1.0-1.1摩尔比在醚类溶剂中在碱性条件下反应，制得如结构式(I)所示(R1＝H)的化合物(2)；化合物(2)再与酰氯在醚类溶剂中在碱性条件下反应，制得结构式(I)所示(R1≠H)的化合物 (反应式中R1或R2如权利要求1或2所述)
4.根据权利要求1或2所述化合物，其特征是有很高的除草活性，可用于配制农作物棉花、油菜、小麦田防除禾本科杂草、阔叶杂草和莎草的芽前、芽后除草剂。
全文摘要
一类如结构式(I)所示2－嘧啶氧基苄基取代吡啶胺类衍生物,系由取代吡啶胺与水杨醛反应,经还原后再与2－甲砜基－4,6－二甲氧基嘧啶反应制得如结构式(I)所示(R
文档编号C07D239/00GK1349984SQ00131340
公开日2002年5月22日 申请日期2000年10月25日 优先权日2000年10月25日
发明者彭伟立, 吴军, 陈杰, 吴春江, 许天明 申请人:浙江省化工研究院