专利名称:含膦酸酯基的除草剂和由苯并嗪类制成的中间体的制备的制作方法
本发明涉及生产除草剂用的中间产品的制造新方法以及作为新产品的这些中间体。
根据本发明的方法，通式(Ⅰ)的产品可由亚磷酸酯，通式为
与苯并噁嗪，通式为Bzx-CH2-CO-Y (Ⅱ)反应制得。
在上述通式中，Bzx代表下述基团
X代表众所周知的酚的取代基，例如卤原子(特别是氟、氯、溴或碘原子)，或任意选择取代的烃基(特别是烷基、烯基、炔基、环烷基或芳基)，优先选择含有1至4个碳原子的基团，在有几个取代基时，各个取代基X可以是相同的，也可以是不同的，最好至少有一个取代基在4位，第二个取代基，当此取代基存在时，最好在6位。
n是一个整数，正整数或零，小于或等于4，最好是等于1或2。
R1和R2可以是相同或不同的，代表氢原子或是如OR1和OR2可水解的基团，具体说，R1和R2可能是烃基或芳基(最好是烷基或苯基)，特别是如被本文中R5所代表的那些取代基任意取代的基团;一般说来，它们含有1至12个碳原子，最好是1至8个碳原子。
Y为-OM或-NR3R4，M为氢原子或碱金属原子，或铵，或使-COOM构成盐或酯官能团的原子或基团，(最好是含有1至4个碳原子的醇的酯)。
R3和R4可以是相同的，也可以是不同的，它们代表氢原子或烃基〔特别是烷基、烯基、炔基、环烷基(特别是环己基)、或芳基、或芳烷基〕，其中之一可以是磺酰基R5-SO2-(R3和R4一般含有1至18个碳原子，最好是1至4个碳原子)。
R5代表一个烃基，特别是烷基、芳基或环烷基，如果适当，这些基团可以是被取代的;具体说，取代基有卤原子和苯基、氰基、烷基、烷氧基或羧酸烷基酯基，其中，烷基最好含有1至4个碳原子;多数情况下，R5含有1至18个碳原子，最好是1至7个碳原子，较特殊地是包括有一个环烷基时，含3至7个碳原子;上述基团最好是含有1至4个碳原子的、任意选择卤代的，特别是氯代或氟代的烷基，如CF3。
通式(Ⅰ)的产品是新产品，它们是本发明的组成部分。一般说来，除了符合以下条件(a、b、c)的任一种情况之外，通式(Ⅱ)的产品也是本发明的组成部分。
a)R3和R4为氢原子，n为1，X为4位上的Br或CH3或甲氧基。
b)M为甲基，n为1，X为4位上的甲氧基c)M为氢原子，n为1，X为4位上的叔丁基亚磷酸酯和通式(Ⅱ)的产品的反应，可在溶剂中，或无溶剂的情况下，在40°与180℃之间，最好是70与130℃之间进行。
卤代的或无卤代的烃，醚类和酯类(特别是烷基酸的烷基酯，最好是醋酸乙酯)以及腈类都可用作溶剂，没有任何限制。
反应物的比例一般是摩尔比，亚磷酸酯比化合物(Ⅱ)，在0.9到2之间、最好是1到1.5之间。
化合物(Ⅱ)的制备方法也是本发明的组成部分。
根据这些制备方法之一，X、n和Y如上面通式(Ⅰ)所述，但Y最好为-OM的化合物(Ⅱ)，可通过酚(Ⅲ)与甲醛和一种氨基酸的衍生物(Ⅳ)反应制得。
NH2-CH2-CO-Y (Ⅳ)
(式Ⅲ和Ⅳ中，n、X、Y的含义如同上述;式Ⅲ中，在苯环上羟基的邻位，至少有一个碳原子没有取代基)甲醛的摩尔数大于或等于两倍的化合物(Ⅲ)或(Ⅳ)的摩尔数，Ⅲ与Ⅳ中，一个化合物的摩尔数，小于或等于另一个化合物的摩尔数。反应温度一般在0°和120℃之间，最好是10和80℃之间。碱性试剂的存在，有利于反应进行。采用的碱性试剂可以是有机碱，或更好是无机碱，例如碱金属或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐，最好是钠或钾的衍生物。碱的用量一般在0.01和5摩尔%之间，以0.05和1摩尔%之间为好;其百分率是根据式(Ⅲ)接合的酚而定的。Y为-OH时，此是需随用以中和酸的碱性试剂数量的增加而增加。较好的反应介质是醇，但其它有机溶剂也可以，甚至水也可作为反应物(Ⅲ)和/或(Ⅳ)的一种溶剂。甲醛可以作为产物母体，例如多聚甲醛的形式参加反应。
按照制备化合物(Ⅱ)的另一种方法，Y为-NR3R4时特定的化合物和Y为-NR3(-SO2-R5)时更特定的化合物均可从Y为OM时类似化合物(Ⅱ)来制取。
因此，本发明也涉及制备化合物(Ⅴ)的方法
式中，Bzx，R5和n均同通式(Ⅰ)和(Ⅱ)之规定，R30的含义与R3相同，但氢原子除外。本方法包括一个磺酰胺化合物(Ⅵ)与一个混合酸酐(Ⅶ)的反应R30-NH-SO2-R5(Ⅵ)Bzx-CH2-CO-O-CO-O-烷基 (Ⅶ)化合物Ⅶ可由化合物Ⅷ(最好以盐的形式)与氯甲酸烷基酯(Cl-CO-O-烷基;烷基最好是含有1至4个碳原子的)反应制得。化合物ⅧBzx-CH2-COOH (Ⅷ)以碱金属盐或铵盐的形式有助于参加反应，该反应最好在-30°和+30℃之间、在溶剂中，并且最好是在相转移催化剂存在下进行，所用的相转移催化剂如强酸(卤化氢，硫酸或磷酸)的季铵盐。当反应在一种不溶解反应生成的盐的溶剂中进行的时候，反应产物即可通过过滤成功地分离出来。因此，醚类和酯类，特别是四氢呋喃和醋酸乙酯均可用作溶剂。
混合酸酐(Ⅶ)和磺酰胺R5-SO2-NH-R30的反应，在含有水和有机溶剂的两相介质中，碱性试剂和相转移催化剂存在下有助于进行。反应温度一般在0和50℃之间，强酸的季铵盐，例如卤化或硫酸的四烷基铵或三烷基芳烷基铵均可作为可能的相转移催化剂(催化剂用量为混合酸酐重量的0.1至10%)。采用的碱性试剂有碱金属或碱土金属或铵的氢氧化物或碳酸盐，以碱金属氢氧化物为好。采用的有机溶剂是与水不相混溶有机溶剂，例如二氯甲烷或酯类(最好是醋酸乙酯)。
由化合物(Ⅰ)制备除草剂，一般通过邻-羟基苯甲基的氢解来实现，由此产生的化合物
邻-羟基苯甲基具有以下通式
它可直接使用，也可通过如水解和/或成盐，和/或酯化等反应转变成其它衍生物。通过本法获得的除草剂一般都是已知的化合物。
化合物(Ⅰ)的氢解反应在水或醇介质中、室温或稍高的温度、常压或稍高的压力下有助于进行。上述用于苯甲基或取代的苯甲基氢解的普通催化剂均可采用，钯、铂和阮内镍均为适合的催化剂。这些催化剂有无惰性载体均可，上述金属，特别是钯和铂也可使用它们的盐，氢氧化物或氧化物的形式，它们可在氢的作用下转化成相应的金属。钯催化剂，例如在炭上的钯或在硫酸钡上的钯，或在炭上的氢氧化钯，均为可取的氢解催化剂。反应完毕后，催化剂可通过过滤分出，然后将滤液蒸干，即得高纯度的除草剂产品(这种氢解实质上是在被苄基取代的氮原子上进行的)。
当打算制备未酯化的已知除草剂，例如N-膦酰基甲基甘氨酸本身时，化合物(Ⅰ)(当R1和R2不是氢原子时)可以采用已知的方法，例如与一种酸或碱水溶液共热的方法进行部分水解或完全水解，采用的碱和酸有碱金属或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐;盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸，高氯酸或芳基磺酸。水解过程中也可能伴随有盐的形成或转化成其它除草剂衍生物。
下面给出的实例不限制说明本发明的内容并且给出如何去实际完成这些制备。
在这些实例中，B°z°x°表示式Bzx基团，其中，n为零。
实施例1将多聚甲醛(2.62克;87.28毫摩尔)、甲醇(3.5毫升升)和固体氢氧化钾(0.05克)加到装有电磁搅拌器、温度计、滴液漏斗、冷凝管和含有氩气的50毫升圆底烧瓶中，加热溶解反应物，然后冷却。在20℃，将甘氨酸乙酯(4.50克，43.64毫摩尔)甲醇(1毫升)溶液在5分钟内加到这一反应介质中，再加入对甲酚(4.71克;43.64毫摩尔)，并将混合物加热回流约20分钟。然后减压，在0.2巴压力及50℃左右除去甲醇。
残留物在硅胶柱上进行色谱分离(洗脱液己烷-醋酸乙酯)减压下(0.2巴除去溶剂并干燥后，得到油状产品3.65克;15.5毫摩尔)，分子式为5-甲基-B°z°x°-CH2-COOC2H5该结构已经红外光谱证实(吸收峰1750Cm-1)将上述的油状产品(3.5克;14.8毫摩尔)和亚磷酸二乙酯(2.07克;14.8毫摩尔)加到10毫升的圆底烧瓶中，该混合物在80℃左右加热55分钟。然后再加入亚磷酸二乙酯(0.20克;1.48毫摩尔)并在80℃左右加热35分钟，过量的亚磷酸二乙酯在减压下(0.27巴)，于40℃左右除去。
残留物的组成为膦酸酯，结构式为
〔取代基位置编号同式(Ⅰ)〕
将该膦酸酯(1.0克;2.54毫摩尔)溶解于1.01当量甲醇氢氧化钠(5.05毫升;5.05毫摩尔)中，在80℃左右将混合物加热3小时，在减压下(0.2巴)，于40℃左右除去甲醇，残留物溶解于蒸馏水(3毫升)中，所得的水相用二氯甲烷洗涤，然后，用6N HCl将水层酸化至pH＝2，再用二氯甲烷萃取(3×30毫升)。合并有机萃取液，并用硫酸镁干燥，经过滤分离，并在减压下(0.2巴)除去二氯甲烷后，得到白色固体，550毫克(1.59毫摩尔)，熔点102℃，纯度约90%，分子式如下
〔取代基位置编号同式(Ⅰ)〕该化合物可用已知方法氢解生成具有下式的产物
实施例2将多聚甲醛(6.0克;0.2摩尔)、甲醇8毫升)和固体氢氧化钾(0.1克)加到50毫升的圆底烧瓶中，加热溶解反应物，然后冷却。
在20℃搅拌下，将甘氨酸钠溶液〔由甘氨酸(7.50克;0.1摩尔)、粉状氢氧化钠(4.0克;0.1摩尔)和甲醇(30毫升)制备的〕滴加到上述溶液中，所得混合物于20℃搅拌20分钟，然后加入酚(9.4克;0.1摩尔)，混合物加热到60℃，45分钟后，将混合物冷却到20℃，滤出沉淀，并用乙醚洗涤(3×10毫升)，干燥。
得到的白色粉末(8.47克)，通过以下方法净化加入甲醇(25毫升)，于60℃搅拌1小时，待实际上完全溶解后，温度降到20℃，滤出所产生的沉淀，用乙醚洗涤(3×20毫升)，减压下干燥(0.27巴;20℃)。
用这一方法，制得了通式为B°z°x°-CH2-COONa(4.55克;21.1毫摩尔)的苯并噁嗪，纯度90%。
这个苯并噁嗪和实施例1中所示的亚磷酸酯反应即可生成通式(Ⅰ)的产品。
实施例3将多聚甲醛(6.0克;0.2摩尔)、甲醇(8毫升)和片状氢氧化钾放到100毫升的圆底烧瓶中，该介质于45℃加热15分钟，并冷至15℃。然后，在20℃搅拌下，20分钟以内，将甘氨酸钠溶液〔由甘氨酸(7.50克;0.1摩尔，粉状氢氧化钠(4.00克;0.1摩尔)和甲醇(30毫升)制得〕加到上述溶液中，所得的混合物在20℃搅拌30分钟。
再加入对甲酚(10.81;0.1摩尔)，并将混合物于50-60℃加热35分钟，然后冷至20℃，滤出沉淀，再用乙醚洗涤(3×25毫升)，干燥。
由此实际上制得了纯苯并噁嗪(13.26克;57.8毫摩尔)(产率57.8%)。其分子式为CH3-B°z°x°-CH2COONa(红外吸收峰位于1600Cm-1，1400Cm-1)实施例4将多聚甲醛(18.0克;0.6摩尔)，甲醇(24毫升)和固体氢氧化钾(0.3克)置于500毫升的圆底烧瓶中，并在45-50℃加热15分钟，混合物冷至15℃，加入三乙胺(4.2毫升;3.03克;30毫摩尔)。
在15℃，将甘氨酸钠溶液〔由甘氨酸(22.52克;0.3摩尔)、甲醇(90毫升)和固体氢氧化钠(12.0克;0.3摩尔)制备〕滴加到上述溶液中。该介质在20℃搅拌1小时，加入2，4-二氯酚(48.9克;0.3摩尔)，该混合物加热回流3小时，然后冷至20℃。
经过与实施例3所述的类似的过滤及处理后，得到分子式为4，6-二氯-B°z°x°-CH2-COONa(42.0克;0.148摩尔)的苯并噁嗪(产率49.3%)，其结构已通过红外光谱证实。
实施例5采用类似于实施例4所述的方法，但起始于一方面为多聚甲醛(18.0克;0.6摩尔)和氢氧化钾(0.3克)的甲醇溶液，另一方面为甘氨酸钠溶液，由甘氨酸(22.52克;0.3摩尔)，氢氧化钠(12.0克);0.3摩尔)溶于甲醇(90毫升)制得，以及对-氯酚(38.57克;0.300摩尔)。
即可制得纯的苯并噁嗪，分子式为4-Cl-B°z°x°-CH2-COONa(24.5克;98.3毫摩尔)，(产率32.7%)。实施例3至5的苯并噁嗪可与亚磷酸酯反应，如实施例1和2所示。
实施例6将从实施例3制备的苯并噁嗪(1.15克;5毫摩尔)，干燥的醋酸乙酯(5毫升)和四正丁基氯化铵(0.11克)置于20毫升的圆底烧瓶中。
所得的悬浮液冷至10℃，在-10℃加入氯甲酸乙酯(0.48毫升;5毫摩尔)，然后允许温度升至20℃，混合物搅拌2小时后，冷至10℃，生成分子式为4-CH3-B°z°x°-CH2-CO-O-C2H5的产品。
然后，加入N-甲基甲磺酰胺(0.59克;5.5毫摩尔)并维持+10℃，滴加50%(重量/重量)氢氧化钠水溶液(0.44克;5.5毫摩尔)，25分钟后，用水(5毫升)稀释混合物。收集有机相，水相用醋酸乙酯(4×10毫升)萃取，合并的有机萃取物用蒸馏水(10毫升)洗涤，并用硫酸钠干燥。过滤分离，并在30℃减压(0.2巴)浓缩之后，得到一个油状的残留物(1.25克)，它在4℃左右缓慢结晶。再用醋酸乙酯和环己烷的混合物重结晶，得到的产品熔点134℃，分子式为4-CH3-B°z°x°-CH2-CO-N(CH3)-SO2-CH3将这样制得的苯并噁嗪(0.317克;1.062毫摩尔)、亚磷酸二乙酯(0.147克;1.065毫摩尔)和甲苯(1毫升)加到10毫升的圆底烧瓶中。
将混合物在80℃加热2小时，再回流5小时，然后在30℃减压下(0.2巴)除去甲苯。残留物(0.450克)在硅胶(10克)上进行色谱分离，以二氯甲烷/甲醇混合物作为洗脱液。在30℃减压下(0.2古)除去溶剂，并在高真空(27毫巴;20℃)下干燥，得到一个白色固体，熔点79℃，(产率41.6%)分子式如下
〔取代基的位置编号同式(Ⅰ)〕该产品可被氢解，如实施例1所示。
权利要求
1.由通式为
的亚磷酸酯与通式为Bzx-CH2-CO-Y(Ⅱ)的苯并噁嗪反应制备通式(Ⅰ)的产品的方法。式(Ⅱ)中，
Bzx代表以下基团
X代表众所周知的酚的取代基，实质上是例如卤原子(特别是氟、氯、溴或碘原子)，或任意选择取代的烃基(特别是烷基、烯基、炔基、环烷基或芳基)。n为整数，正整数或零，小于或等于4，最好是等于1或2。R1和R2可以是相同的，也可以是不同的，它们代表氢原子或者是如OR1和OR2可水解的基团，Y为-OM或-NR3R4，M为氢原子或碱金属原子，或铵，或使一COOM成为盐或酯基的原子或基团。R3和R4可以是相同的，也可以是不同的，它们代表氢原子或烃基[特别是烷基、烯基、炔基、环烷基(特别是环已基)、或芳基、或芳烷基]，其中之一可以是磺酰基R5-SO2-，R5代表烃基。特别是烷基、芳基或环烷基，如果适宜，可以是取代烃基。
2.按照权利要求
1所述的方法，反应在40和180℃之间，最好是在70和130℃之间，在适当的溶剂存在下进行。
3.能够特殊用以制造除草剂的新产品，其通式为
式中X代表普通的酚的取代基，例如，卤原子(特别是氟、氯、溴或碘原子)，或烃基(特别是烷基、烯基、炔基、环烷基或芳基)，或如果适当，也可是取代烃基，n为整数，正整数或零，小于或等于4，最好是等于1或2。R1和R2可以是相同的，也可以是不同的，它们代表氢原子，或者是如OR1和OR2可水解的基团，Y为-OM或-NR3R4，M为氢原子或碱金属原子或铵OR，或使-COOM成为盐或酯基的原子或基团，R3和R4可以是相同的，也可以是不同的，它们代表氢原子或烃基〔特别是烷基、烯基、炔基、环烷基(特别是环己基)、或芳基、或芳烷基〕，其中之一可以是R5-SO2-，R5代表烃基，如果适当，可以是取代的烃基，特别是烷基、芳基或环烷基。
4.按照权利要求
3所述的产品，其R1和R2为烷基或芳基，如果合适，也可以是取代的烷基或芳基。
5.按照权利要求
4所述的产品，其R1和R2含有1至12个碳原子，最好是1至8个碳原子。
6.按照权利要求
3至5之一所述的产品，其中R1和/或R2和/或R5带有以下取代基卤原子或苯基、氰基、烷基、烷氧基或羧酸酯基。
7.按照权利要求
3至6之一所述的产品，其中R5含有1至18个碳原子，最好是1至7个碳原子。
8.在权利要求
1所述的方法中，能够特殊使用的一个产品，其通式为Bzx-CH2-CO-Y式中，Bzx代表下述基团
X代表通常的酚取代基，例如，卤原子(特别是氟、氯、溴或碘原子)，或烃基(特别是烷基、烯基、炔基、环烷基或芳基)，如果适当，可以是取代烃基。n为整数，正整数或零，小于或等于4，最好是等于1或2。Y为-OM或-NR3R4，M为氢原子或碱金属原子或铵OR，或使-COOM成为盐或酯基的原子或基团。R3和R4可以是相同的，也可以是不同的，它们代表氢原子或烃基〔特别是烷基、烯基、炔基、环烷基(特别是环己基)、或芳基、或芳烷基〕，其中之一可以是磺酰基R5-SO2-，R5代表烃基，如果适当，可以是取代烃基，特别是烷基、芳基、或环烷基，以不符合下述的一种或多种情况为条件a)R3和R4为氢原子，n为1，X为在4位的Br或CH3，或甲氧基。b)M为甲基，n为1，X为4位的甲氧基。c)M为氢原子，n为1，X为4位的叔丁基。
9.按照权利要求
8所述产品，其中，取代基符合权利要求
4至7中规定的一种或多种条件。
10.权利要求
8或9所述的产品的制造方法，即通过具有通式(Ⅲ)的酚，其中，X和n的含义如权利要求
3至7中之一所示，与甲醛
(产物母体之一)和具有通式(Ⅳ)的氨基酸衍生物反应的方法。NH2-CH2-CO-Y (Ⅳ)Ⅳ中，Y为OM，M的含义如上述的权利要求
所示。甲醛的摩尔数大于或等于化合物(Ⅲ)或(Ⅳ)的摩尔数的两倍，Ⅲ和Ⅳ中，一个化合物的摩尔数小于或等于另一化合物的摩尔数。
11.按照权利要求
10所述的方法，反应温度在0至120℃之间，最好是10至80℃之间。
12.具有下列通式的化合物的制备方法
式中，R30的含义与R3相同，但氢原子除外，R3、Bzx、R5和n均如同权利要求
1至9中之一所规定。本法包括磺酰胺(Ⅵ)与混合酸酐(Ⅶ)R30-NH-SO2-R5(Ⅵ)Bzx-CH2-CO-O-CO-O-烷基 (Ⅶ)的反应。
13.按照权利要求
12所述的方法，反应在0至+50℃之间，在溶剂中进行。
14.具有通式(Ⅶ)的新产品Bzx-CH2-CO-O-CO-O-烷基 (Ⅶ)式中，Bzx的含义如权利要求
1至9中之一所示。烷基最好是含有1至4个碳原子的烷基。
15.按照权利要求
14所述的产品的制备方法，其中通式为Bzx-CH2-COOH的产品，或其适当的盐，与氯代甲酸烷基酯反应，Bzx的含义如权利要求
14所示。
16.能够用作除草剂，或能够用以制造除草剂的化合物的制备方法，其中，根据权利要求
3至7之中的任一个所述产品能被氢解，此氢解反应可任意伴随有水解反应和/或成盐反应。
专利摘要
除草剂的中间体(Ⅰ)通过有机的亚磷酸酯与(2)苯并嗪(Ⅱ)反应制得。Bzx-CH
文档编号C07D265/16GK86101794SQ86101794
公开日1986年11月26日 申请日期1986年3月20日
发明者科比特·简-彼尔 申请人:罗纳·布朗克农业化学公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan