专利名称：2－嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物,合成方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及嘧啶类化合物，特别是2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物，它们的制备方法及其作为农业化学品除草剂的用途。
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、现代化发展和作物产量的提高。
现有文献已揭示嘧啶水杨酸类化合物具有很高的除草活性，如美国专利4,932,999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，同时对棉花具有高度的安全性；欧洲专利435170所揭示的嘧啶水杨酸类化合物能以较低的剂量控制一般难以防除的水稻田稗草之类杂草，而对水稻则具有很好的安全性。上述专利中公开的化合物对水稻、小麦和棉花安全，但对其它作物如油菜则有安全性的问题。
吕龙等人报道了一种2-嘧啶氧基苄基取代苯基胺类衍生物(CN 00130735.5)，该胺类衍生物具有很好的除草活性，适用于配制棉花、油菜、小麦田除草剂，它们的防治效果好，用量低，除草谱广，低毒，不伤害作物，对环境友好。
基于社会发展的需要，并为扩大使用范围，特别是开发适用于油菜田使用的除草剂，人们期望开发新的安全的合成方便的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物农药。
本发明目的是提供一种2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物农药。
本发明目的是提供一种合成上述2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物农药的方法本发明目的还提供一种上述2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物农药的用途。
本发明在已有发明的基础上，进行先导展开，开发出了如结构式(I)所示一类新的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物。 其中D和E可以是相同的或不同的基团，分别为氢、卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4卤代烷基，更为可取的是分别为氯、甲基、甲氧基或氯代甲氧基，特别可取的是D和E两者均为甲氧基；R为氢、卤代乙酰基或C1-C4烷氧乙酰基，更为可取的是氢、甲氧乙酰基或氯乙酰基；R1为氢或卤素，特别是氢或氯，它在萘环上处于α或β位；R2为氢、卤素、硝基、氰基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷酯基、羧基或其碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐或有机铵盐，特别是氢、氯、溴、碘、硝基、氰基、甲氧基、乙氧基、甲酯基或羧基钠盐，它在萘环上处于4位；R3为氢、卤素或硝基，特别是氢、氯、溴、硝基，它在萘环上可处于5，6，7，8中任何一个位置。
本发明通过分子设计，改变结构式(I)中D、E、R、R1、R2及R3各取代基及其不同的组合和在萘环上的不同位置，合成出了一系列化合物，并经除草活性的测定评价，其中已筛选出一批有较高除草活性的化合物，归总列于表1和表2。
表1
表2
生测表明，表1和表2结构式(I)所示2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物具有很好的除草活性，而且除草谱广，低毒，对环境友好，不伤害作物，对油菜特别安全。因此，它们是配制农用除草剂的有效活性物。
本发明提供的化合物品种很多，但结构式相似，属同系列化合物，因而，其合成方法亦基本相似。本发明中所采用的合成方法如下A、结构式(I)所示(R＝H)的化合物合成方法，分三步，可以反应式表示如下 上述反应式中各化合物中的R1、R2、R3及D、E所代表的取代基如前所述，X为卤素或甲砜基。
也就是说，本发明结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)的合成，首先由取代萘胺(4)、水杨醛(5)和催化剂以1∶1.0-1.2∶0-0.10的摩尔比，在溶剂中和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)。反应可在无催化剂的情况下进行，而加入催化剂和在共沸脱水的情况下，可以加快反应，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。取代萘胺与催化剂的摩尔比推荐摩尔比为1∶0.005-0.05。
反应中所用溶剂可以是甲醇、乙醇或丙醇等类溶剂，也可以用芳烃，如苯、甲苯或二甲苯；卤代烃，如二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿；醚溶剂，如四氢呋喃或二氧六环；酮溶剂，如丙酮或甲基异丁基酮；或二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；或乙腈及上述溶剂的混合物，推荐用醇类溶剂。
然后，将第一步所得的中间体(6)在甲醇、乙醇或丙醇等类溶剂中，在硼氢化钠或硼氢化钾还原剂存在下在室温还原反应0.1～1h得中间体(7)。中间体(6)与还原剂的摩尔比为1∶1-3。
第三步，使中间体(7)和2-卤代-4-D，6-E-取代嘧啶或2-甲砜基-4-D，6-E-取代嘧啶(2)在溶剂中并在碱存在的条件下回流温度下反应2-8小时，得如结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)。在这一步反应中，所用碱可以是一价金属、一价和二价金属的氢化物、烷氧金属化合物或其碳酸盐，如金属钠或钾、氢化钠、氢化钾、氢化钙、甲或乙醇钠、甲或乙醇钾、或碳酸钠、碳酸钾或碳酸钙等，也可以是氨或三乙胺、吡啶、联二吡啶等有机胺。中间体(7)，2-卤代-4-D，6-E-取代嘧啶或2-甲砜基-4-D，6-E-取代嘧啶(2)和碱的摩尔比为1∶1.0-1.2∶1-5。反应后抽滤，母液浓缩，残留产物加入溶剂搅拌，抽滤即得如结构式(I)所示(R＝H)的纯化合物(3)。
在第三步反应中所用的溶剂，可以是苯、甲苯或二甲苯等芳烃溶剂，甲醇、乙醇、丙醇等醇溶剂，四氢呋喃、二氧六环等醚类溶剂，丙酮、甲基异丁酮等酮类溶剂，二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等溶剂，或乙腈及它们的混合物。
B、结构式(I)所示(R≠H)的化合物的合成方法如前所述，经过三步反应所得如结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)，即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R4Cl进一步在溶剂中并在碱存在的条件下反应，还可得到同样具有除草活性的如结构式(I)所示的R≠H的化合物，反应可以用下列反应式表示 反应式中R4为C1-C4烷氧乙酰基或卤代乙酰基，D和E、R1-R3均如前所述，R4＝C1-C4烷氧乙酰基或卤代乙酰基。
在溶剂中并在碱存在的条件下和室温到回流温度下，如结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)与R4Cl和碱的摩尔比为1∶1.0-4∶0-2，反应2-8小时得到同样具有除草活性的如结构式(I)所示的R≠H的化合物。反应所用溶剂和碱与前述如结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)合成的第三步条件相同。
本发明2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物，合成方法简单，产品具有很好的除草活性，是配制农用除草剂的有效活性物质。
本发明提供的式(I)化合物及其制剂能有效地防治大多数农田杂草，45-75g ai/ha(gai/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、150-300g ai/ha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(Alopecurus japonicus)、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(Leptochloa chinensis)、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(Stellaria alsine)、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、除草活性高，低剂量用量亦有效；2、低剂量下具有高效的芽后除草效果，较高剂量下亦具芽前除草效果；3、杀草谱广，不仅能有效防除农田中禾本科杂草，而且能防除阔叶杂草和莎草；4、对作物的安全性高，物别对棉花、油菜、水稻非常安全；5、对3-7叶大龄禾本科杂草也具有十分有效的除草活性；6、在土壤中残留期短，对轮作后茬作物生长无不良影响；7、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配方技术，配制加工成各种粒剂、粉剂、油剂、乳剂、水悬剂或胶囊剂等。
通过下述实施例，对本发明的化合物和合成方法作更进一步具体描述，能进一步理解本发明。但应申明，并不能限制本发明内容，本发明决不限于此具体例。实施例1结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)的制备(表1，1-1)将22.2克(0.1摩尔)4-溴-α-萘胺溶于200毫升的无水甲醇中，滴加0.1-0.2摩尔水杨醛，在室温下搅拌反应50分钟后，过滤，固体用无水甲醇洗涤，得30.5克黄色固体产物，收率93.56％，为4-溴-N-(2-羟基亚苄基)-α-萘胺[相当于前述合成方法中的中间体(6)]。
取上述所制4-溴-N-(2-羟基亚苄基)-α-萘胺16.3克(0.05摩尔)，溶于250毫升无水甲醇中，在室温下分批加入1.89克(0.05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16.0克白色固体产物，收率97.56％，为4-溴-N-(2-羟基苄基)-α-萘胺[相当于前述合成方法中的中间体(7)]。
取上面所制4-溴-N-(2-羟基苄基)-α-萘胺3.28克(0.01摩尔)，2-甲砜基-4，6-二甲氧基嘧啶2.18克(0.01摩尔)，溶于100毫升二氧六环中，室温下加入2-26.84毫摩尔碳酸钾，回流反应11小时，抽滤，滤饼用20毫升二氧六环洗涤，母液浓缩，残留产物加入10毫升乙醇搅拌，抽滤得4.20克白色固体产物，收率90.12％，mp128.7-129.3℃，为N-[2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基苄胺基]-4-溴-α-萘胺。[相当于结构式(I)所示(R＝H)的化合物(3)]。
元素分析分子式C23H20BrN3O3分子量466理论值C59.23 H4.29 N9.01 实测值C59.03 H4.20 N9.11核磁共振HNMR(CDCl3)δ(ppm)3.76(6H，s，OCH3)，4.52(2H，s，CH2)，5.63(1H，s，CH)，6.42-8.16(10H，m，Ar-H)质谱Ms 465(M+)实施例2结构式(I)所示(R≠H)的化合物制备(表1，1-2)在100毫升单口瓶中，加入N-[2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基苄胺基]-4-溴-α-萘胺1.23克(2.64毫摩尔)，氯乙酰氯3-7.25毫摩尔，碳酸钾2.5-3.99毫摩尔及30毫升四氢呋喃或苯，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1.23克，收率85.90％，mp137.6-138.2℃，为N-[2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-基)氧基苄胺基]-(2-氯代乙酰基)-4-溴-α-萘胺。
元素分析分子式C25H21CIBrN3O4分子量542.5理论值C55.30 H3.87 N7.74 实测值C55.22 H3.79 N7.70核磁共振HNMR(CDCl3)δ(ppm)3.50-3.70(8H，d，CH2CI，OCH3)，4.75(1H，d，CH2)，5.72(1H，s，CH)，5.73(1H，d，CH2)，6.90-8.20(10H，m，Ar-H)质谱Ms 541(M+)
以下给出以本发明化合物作活性物质组份，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，“g ai/ha”均指克活性物/公顷。实施例3配方例1(可湿性粉剂)将10％的1-1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。实施例4配方例2(乳油)将10％的1-1号物质(表1)、5％的农乳500号(钙盐)、5％的农乳602号、5％的N-甲基-2-吡咯烷酮和75％的二甲苯加热搅拌均匀，即得乳油。实施例5配方例3(粒剂)将5％的1-1号物质(表1)、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。
以下将通过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。评价标准列于表3。
表3除草活性和植物毒性评价标准
实施例6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，将盆钵置于20-25℃的温室中培育10天。植株生长二叶期时，将类似配方例2类所制备的各号活性物乳油制剂用水稀释，以一定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，按照表3中确定的标准进行评定。结果见表4。
表4出苗后叶面处理的除草活性(旱田条件)
实施例7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所制备的各号活性物乳油制剂用水稀释，并以一定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3中确定的标准进行评定，结果见表5。
表5出苗前土壤处理的除草活性(旱地条件)
实施例8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所制备的各号活性物乳油制剂用水稀释，以一定剂量对培养的试材进行茎叶喷雾处理。处理后定期观察植株生长状态和受害症状，处理后28天，按照表3中确定的标准进行评定，结果见表6。
表6出苗后叶面处理的作物安全性(旱田条件)
权利要求
1.一种2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物，其特征是所述的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物的结构式如下所示 其中和E可以是相同的或不同的基团，分别为氢、卤素、C1-C4烷基、C1-C4；烷氧基或C1-C4卤代烷基；R为氢、C1-C4烷酰基、C1-C4卤代烷酰基、苯酰基或C1-C4烷氧乙酰基；R1为氢或卤素；R2为氢、卤素、硝基、氰基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷酯基、羧基或其碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐或有机铵盐；R3为氢、卤素或硝基。
2.根据权利要求1所述的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物，其特征是其中D和E均为甲氧基，或均为甲基，或均为氯，或其中之一为甲氧基，另一个为氯；R为氢、乙酰基、氯乙酰基或甲氧乙酰基；R1为氢或氯，；R2为氢、氯、溴、碘、硝基、氰基、甲氧基、乙氧基、甲酯基或羧基钠盐；R3为氢、氯、溴或硝基，。
3.根据权利要求1或2所述2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物，其特征是其中D和E均为甲氧基；R为氢。
4.根据权利要求1所述的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物的合成方法，其特征如列反应方程式所表示首先由取代萘胺(4)、水杨醛(5)和催化剂以和1∶1.0-1.2∶0-0.10的摩尔比，在溶剂中和室温至溶剂沸点温度区间反应20分钟到12小时，得到中间体(6)，所述的催化剂是对甲基苯磺酸、甲磺酸、硫酸或盐酸；中间体(6)在醇类溶剂中加入硼氢化钠或硼氢化钾在室温还原反应0.1～1h得中间体(7)，中间体(6)与还原剂的摩尔比为1∶1-3；中间体(7)、2-卤代-4-D，6-E-取代嘧啶或2-甲砜基-4-D，6-E-取代嘧啶(2)和碱以1∶1.0-1.2∶1-5的摩尔比在溶剂中和回流温度下反应2-8小时，制得如权利要求1所述的结构式所示的R＝H的化合物，所述的碱是一价金属、一价和二价金属的氢化物、烷氧金属化合物或其碳酸盐、氨或三乙胺、吡啶、联二吡啶；上述如权利要求1所述的结构式所示的R＝H的化合物、酰氯R4Cl和碱的摩尔比为1∶1.0-4∶0-2时，在溶剂中和室温到回流温度下反应2-8小时，制得如权利要求1所述的结构式所示R≠H的化合物；上述化合物(2)、(4)、(5)、(6)或(7)的结构式分别如下所示 其中结构式中R、R1、R2、R3、D、E如权利要求1所述，R4＝C1-C4烷氧乙酰基或卤代乙酰基，X为卤素或甲砜基。
5.根据权利要求4所述的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物的合成方法，其特征是中间体(6)的制备中，所述的取代萘胺与催化剂的摩尔比为1∶0.005-0.05。
6.根据权利要求4所述的2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物的合成方法，其特征是中间体(6)的制备中，是在共沸脱水的情况下进行。
7.根据权利要求1、2或3所述2-嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物的用途，其特征是用于除草剂。
全文摘要
本发明涉及一类2－嘧啶氧基苄基取代萘基胺类衍生物、合成方法和用途,结构式如下:,其中D和E为氢、卤素、C
文档编号C07D239/00GK1347876SQ01112689
公开日2002年5月8日 申请日期2001年4月20日 优先权日2001年4月20日
发明者吴军, 吕龙, 陈杰, 王红军, 彭伟立, 崔虎, 韩世栋, 邱维莲, 吴声敢 申请人:中国科学院上海有机化学研究所, 浙江省化工研究院