专利名称:2-芳基-取代咪唑啉酮的制备方法
本发明涉及式(Ⅰ)所示的新的有除草活性的2-芳基-取代咪唑
A代表O，S，NH或C1-C6的烷氨基;
B代表-CN，-COOR7，-CONR8R9或-COSR10;
X代表C1-C4的烷基;
Y代表C1-C6的烷基，C3-C6的环烷基，C2-C4的烯基，C2-C4的炔基，苯基或苯甲基;或者X和Y以及与它们相连的碳原子一起代表被甲基任意取代的C3-C6的螺环烷基;
Z代表氢，可被C1-C4的烷氧羰基取代的C1-C4的烷基，或代表C3-C4的烯基，炔丙基，-CO-R11或-SO2-R12;
n代表数字1，2或3;
R1，R2，R3和R4彼此互不相关，各自代表氢，C1-C4的烷基，C1-C6的烷氧基，C1-C6的烷氧羰基，卤素，硝基，氰基，被C1-C4的烷基、C1-C4的烷氧基或卤素任意取代的苯氧基或苯基，或在各种情况下R1，R2，R3或R4中两个相邻基团可以一起形成-CH＝CH-CH＝CH-基团;
R5和R6彼此互不相关，各自代表氢，C1-C4的烷基或苯基;
R7代表氢，C1-C12的烷基(这个烷基可任意被C1-C4的烷氧基、C1-C4烷氧-乙氧基、C3-C6的环烷基、苯甲氧基、苯基、卤素、氰基、羟基、环氧乙基、四氢呋喃基、C1-C4的烷氨基、C1-C4的二烷氨基、C1-C4的烷硫基、C1-C4的烷基亚磺酰基、C1-C4的烷基磺酰基、三唑基或咪唑啉基一元取代或二元取代，但最好是一元取代)，C3-C6的烯基，C3-C6的卤代烯基，C3-C6的环烷基，C5-C6的环烯基，C3-C6的炔基，苯核上可被氯或甲基任意取代的苯甲基，可被多达两个C1-C4的烷基、硝基、卤素或甲氧基任意取代的苯基，或者代表下式所示的基团
R8代表氢或C1-C4的烷基;
R9代表氢，任意被羟基或C1-C3的烷氧基取代的C1-C6的烷基，C1-C4的烷基磺酰基或C1-C4的卤代烷基磺酰基;或者R8和R9与氮原子一起代表5-或6-员环，环中的一个碳原子可由氧或氮代替并且这个环可任意被多达两个甲基所取代;
R10代表C1-C6的烷基，苯基或(C1-C4)烷氧-羰基-(C1-C2)烷基;
R11代表至多被两个(C1-C4)的烷氧基或三个卤原子任意取代的C1-C12的烷基，至多可被两个卤原子、一个甲基、一个硝基或一个甲氧基取代的苯基，C1-C4的烷氧基，C3-C7的环烷基，C1-C4的烷氧羰基，苯甲氧基，苯氧基或-NR15R16;
R12代表C1-C4的烷基，CF3，CCl3，苯基，氯苯基或甲苯基;
R13和R14彼此互不相关，各自代表氢，C1-C4的烷基，C1-C4的烷氧基，C1-C4的烷基，C3-C6的环烷基或苯基，或者与和它们相连的碳原子一起代表C5-C6的环烷基;
R15代表氢或C1-C4的烷基;
R16代表C1-C4的烷基，苯基，氯苯基，甲苯基，氨基或C1-C4的一-烷或二-烷氨基。
本发明还涉及这些咪唑啉酮的旋光异构体(如果X≠Y而且/或者R5≠R6的话)，以及这些化合物与酸和碱所成的盐。
R7和R11主要是代表C1-C12的烷基，其中更多的是C1-C4的烷基。
本发明中通式(Ⅰ)所示的化合物可用下述方法制得
2、或由式(Ⅲ)所示的化合物与至少是等摩尔的式(Ⅳ)所示的
而且，如果需要的话，可通过烷基化、酰基化、磺化、氧化、水解、酯化或成盐等反应将所得到的式(Ⅰ)中Z＝氢的化合物转变成式(Ⅰ)所示的其它化合物。在第一个方法中，式(Ⅱ)所示的酰胺的环化作用可以用五氯化磷作脱水剂。最好在惰性溶剂存在下进行，可以提及的溶剂有甲苯，二甲苯，氯仿和磷酰氯。反应温度并不严格，可以在-10℃至+150℃之间改变，以0-100℃之间为佳。因此，首先得到的是咪唑酮(Ⅰ)的盐酸化物。用传统的方法，例如通过与碳酸钠或碳酸氢钠反应可制得游离碱。
环化作用同样可以在诸如硫酸或对甲苯磺酸等强有机酸或无机酸的存在下于0℃至150℃的温度下进行，同时需除去所生成的水。与溶剂，例如甲苯、二甲苯或氯仿一起进行共沸蒸馏除去所生成的水，对反应的进行特别有利。中和后，可用常规方法分离产物。
在第二个方法中，反应最好在惰性溶剂，如甲苯或氯仿的存在下进行，但过量的反应组分(Ⅳ)本身也可作为溶剂。在多数情况下加入无机碱或有机碱是有利的。这个反应的反应温度范围是0℃-150℃，在20℃-110℃之间比较有利。
用已知的简单方法，如在碱的存在下与烷基化剂(碘甲烷或硫酸二甲酯)或酰基化剂反应，或与异氰酸酯反应，可以使式(Ⅰ)中Z＝氢的反应产物转变成式(Ⅰ)中Z＝烷基，烯基，炔丙基，-COR11或-SO2-R12的化合物。
用常规方法，如水解、酯基转移或酰胺化，可以使式(Ⅰ)中R7代表低级烷基的化合物转变成式(Ⅰ)的其它化合物。
如果Z代表氢，则本发明的化合物为互变异构体，故这些化合物能以(Ⅰa)和(Ⅰb)两种形式中的一种存在，或以(Ⅰa)和(Ⅰb)
式(Ⅰ)的定义总是包括式(Ⅰa)和式(Ⅰb)两种异构结构。
式(Ⅰ)所示的化合物的酸加成盐及其与有机碱或无机碱所成的盐都很容易用通常已知的方法得到。与酸，例如H2SO4、HCl、HNO3或醋酸;与碱，例如NaoH、KOH、吡啶、三乙胺、三羟乙基胺、NH3等均能成盐。
式(Ⅱ)的酰胺可以很容易地由氨基酰胺(Ⅴ)及相应的取代羧酸衍生(Ⅵ)制得。合适的衍生物的实例有酰氯或碳酸烷基酯
式(Ⅲ)的化合物可容易地由联邦德国专利申请公开说明书2，700，270中所述方法制得。如果用不对称的取代的邻苯二甲酸酐作为制取式(Ⅰ)化合物的原料，那就可能出现式(Ⅱ)及式(Ⅲ)所示的化合物的结构异构体，因此式(Ⅰ)的化合物就可能以两种不同的结构异构体(Ⅰc和Ⅰd)的混合物的形式存在。而且在这两种异构体中，(Ⅰc)与式(Ⅰ)相同，(Ⅰd)与式(Ⅰ)比较，右边的两个取代基调换了位置，即咪唑啉酮基是与取代基R1相邻的。
本发明的化合物对大面积经济上重要的单子叶和双子叶有害植物具有极好的除草效果。这种有效物质对难以控制的多年生根殖杂草也具有良好的除草效果。无论是在播种前、出苗前还是在出苗后用喷雾法施用该物质均无关系。如果在出苗前将本发明的化合物施于土壤表面，那就不能完全避免幼苗的出土。但当杂草长至子叶阶段时就会停止生长，而且经过三周后，这些杂草最后会完全枯死。
如果在出苗后才将有效物质施于植物的绿色部分，那么在施药后植物也同样会很快停止生长，并且杂草会停留在施药时的生长阶段，过一定时间后会完全枯死。因此，使用本发明的新型除草剂能及早并持久地消除对农作物有害的杂草的竞争生长。尽管本发明的化合物对单子叶和双子叶杂草有极好的除草效果，然而这些化合物对具有重要经济意义的农作物，如小麦、大麦、黑麦、水稻、玉米、甜菜、棉花及大豆等的危害却微不足道或根本无害。由于本发明的物质对作物具有如此良好的选择性，因此特别适于用来控制在有用的农作物中所不希望有的植物的生长。
此外，这些物质还有调节作物生长的作用。这些物质对植物的内生代谢也有调节作用，因此可以用来促进作物的收获，例如通过诱发干化、脱落及压缩生长等方法。另外，这些物质也适于用来控制和抑制不合需要的营养机能的生长，而不会损害植物本身。对许多单子叶和双子叶作物来说，抑制营养机能的生长非常重要，因为这种抑制作用可减少或完全避免作物的倒伏。
因此，本发明也涉及含有式(Ⅰ)所示的有效物质及常用的配方助剂的除草剂和植物生长调节剂。
本发明的物质可制成可湿性粉剂、可乳化的浓缩物、可喷雾的溶液、粉剂、追肥剂、分散剂以及常用配方的颗粒或微粒等药剂，以供使用。
可湿性粉剂是一种可以均匀地分散于水中的产品。除了有效物质和稀释剂或惰性物质外，如果需用，产品中还含有润湿剂，如聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和烷基-或烷基苯-磺酸盐以及分散剂，例如木素磺酸钠，2，2′-二萘甲烷-6，6′-二磺酸钠、二丁基萘磺酸钠或油基-甲基-牛磺酸钠。可湿性粉末是采用一般的方法制备的，如磨碎及混合各种组分。
可乳化的浓缩物是通过，例如，把有效物质溶解在惰性有机溶剂中，如丁醇、环己酮、二甲基甲酰胺、二甲苯或高沸点的芳香族化合物或羟类中，并加入一种或几种乳化剂的方法制备的。如果有效物质是液体，可以不用或只用一部分溶剂。可以用的乳化剂列举如下烷基-芳基磺酸钙，如十二烷基苯磺酸钙，或非离子型乳化剂，如脂肪酸聚乙二醇酯、烷芳基聚乙二醇醚、脂肪醇聚乙二醇醚、环氧丙烷与环氧乙烷的缩聚物、脂肪醇与环氧丙烷及环氧乙烷的缩聚物、烷基聚乙二醇醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯或聚氧乙烯山梨糖醇酯。
撒粉剂是由有效物质与分得很细的固体物质，例如滑石粉或天然白土，如高岭土、膨润土、叶腊石或硅藻土等一起磨碎而制得。
粒剂的制备既可以采用把有效物质喷于粒状惰性材料吸附剂上的方法，也可以用诸如聚乙烯醇、聚丙烯酸钠或矿物油等粘合剂将有效物质的浓缩物粘附在砂子或高岭土等载体或粒状惰性材料的表面上。适用的有效物质也可以用通常制备肥料颗粒的方法成粒，如有必要，也可与肥料一起制成混合物。
可湿性粉剂中有效物质的含量按重量计约为10-90%，其余凑足100%重量的物质由常用配方的成份组成。可乳化浓缩物中有效物质的含量按重量计约为10-80%。粉状配方按重量计一般含5-20%有效物质，而可喷雾的溶液按重量计大约含2-20%的有效物质。粒剂中有效物质的含量部分地取决于该有效化合物是液体还是固体，同时还取决于所用的制粒辅助材料、填料以及类似材料。
此外，如果需要的话，上述有效物质的配方还可添加最常用胶粘剂、湿润剂、分散剂、乳化剂、渗透剂、溶剂、填充剂或载体等。
为了便于使用，市售的浓缩物，如果合适的话，一般都用通常的方法加以稀释。例如，对于可湿性粉剂、可乳化浓缩物、分散剂以及有时也包括微粒剂等均可用水来稀释。粉状和粒状制剂以及可供喷雾的溶剂则在使用前一般都不再用另外的惰性物质进行稀释。
所施用的式(Ⅰ)所示的有效物质的重量，按照说明可以在0.01-10公斤范围内变化。
如有必要，本发明的有效物质也可以与其他活性物质，例如杀虫剂、杀螨剂、除草剂、肥料、生长调节剂或杀真菌剂等组成混合物或混合配方。
现将一些配方实例说明如下粉剂是由10份重量的有效物质和90份重量的滑石粉或惰性物质混合在一起并置于冲击研磨机中粉碎制得的。
在水中容易分散和湿润的可湿性粉剂是由25份重量的有效物质，64份重量的、作为惰性物质的含高岭土的石英，10份重量的木素磺酸钾和1份重量的、作为湿润剂和分散剂的油基-甲基-牛磺酸钠混合在一起并置于园盘研磨机中磨碎制得的。
在水中容易分散的分散浓缩物是由20份重量的有效物质与6份重量的烷基酚聚乙二醇醚(例如，罗姆与哈斯公司-Rohm & Haas Co.生产的注册产品(R)Triton X207)、3份重量的异十三烷醇聚乙二醇醚(8摩尔环氧乙烷)及71份重量的石腊矿物油(沸点范围约为255-377℃以上)混合在一起并将该混合物置于球磨机中研磨至粒径小于5微米而制得的。
可乳化浓缩物是由15份重量的有效物质，75份重量的、作为溶剂的环己酮和10份重量的、作为乳化剂的氧乙烯化壬基酚(10摩尔的环氧乙烷)配制而成的。
下列实例可用来进一步说明本发明A、制备实例实例1(原料)2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基-苯甲酸N-2-(2-氨基甲酰基-3-甲基)-丁酰胺将48.4克(0.18克分子)2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基-苯甲酰氯于0-10℃下滴加到含有23.3克(0.18克分子)2-甲基缬氨酸酰胺，21.7克三乙胺和150毫升二氯甲烷的混合物中。在室温下将反应混合物搅拌1小时，水洗两次，每次用水100毫升，有机相用硫酸钠干燥然后蒸发，可得到50.1克(理论产率的81%)无色油状的2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基-苯甲酸N-2-(2-氨基甲酰基-3-甲基)-丁酰胺。
1H-NMR(60MHZ，CDCl3)δ＝1.00(d，J＝7HZ，6H，-CH-(CH3)2);1.60(S，3H，CH3);1.64(d，J＝7HZ，3H，-CH-CH3);2.2(h，J＝7HZ，1H，-CH-(CH3)2);3.83(S，3H，OCH3);5.43(q，J＝7HZ，1H，CH-CH3);及6.8-8.3ppm(m，7H，ph，NH，NH2)。
实例25-异丙基-2-〔2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基苯基〕-5-甲基-4-氧代-2-咪唑啉在室温下将27.0克(0.13克分子)五氯化磷分批加入到42.8克(0.12克分子)2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基-苯甲酸N-2-(2-氨基甲酰基-3-甲基)-丁酰胺溶于50毫升磷酰氯的溶液中，随后于室温下将混合物搅拌2小时并于真空中蒸发，再用300克冰水解残留物。混合物经碳酸氢钠中和后用醋酸乙酯萃取两次，产物(有机相)用硫酸钠干燥，然后蒸发，可得34.3克(理论产率的84%)5-异丙基-2-〔2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基苯基〕-5-甲基-4-氧代-2-咪唑啉，该化合物为略呈浅黄色的油状物。
1H-NMR(CDCl3，60MHZ)δ＝0.90，1.05(2d，J＝7HZ，6H，CH-(CH3)2);1.37(S，3H，CH3);1.57(d，J＝7HZ，3H，CH-CH3);2.1(h，J＝7HZ，1H，CH-(CH3)2);3.73(S，3H，OCH3);5.23(q，J＝7HZ，1H，-CH-CH3);及7.1-8.1ppm(m，5H，ph，NH)。
实例31-乙酰基-5-异丙基-2-〔2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基苯基〕-5-甲基-4-氧代-2-咪唑啉将8.9克(0.026克分子)5-异丙基-2-〔2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基苯基〕-5-甲基-4-氧代-2-咪唑啉，15克醋酸酐和50毫升无水甲苯的混合物在80℃下加热2小时。冷却后，将混合物倒到200克冰上，再将有机相分出、干燥并用色谱法提纯(吸附剂为硅胶，洗脱液为石油醚/乙酸乙酯，其比例为7∶3)。可得6.9克(理论产率的66%)无色油状的1-乙酰基-5-异丙基-2-〔2-(1-甲氧羰基)-乙氧羰基苯基〕-5-甲基-4-氧代-2-咪唑啉。
1H-NMR(60MHZ，CDCl3)δ＝0.97，1.10(2d，J＝7HZ，6H，-CH-(CH3)2);1.43(S，3H，CH3);1.56(d，J＝7HZ，3H，-CH-CH3);2.1(h，J＝7HZ，1H，CH-(CH3)2);2.45(S，3H，-COCH3);3.67(S，3H，OCH3);5.2(q，J＝7HZ，1H，CH-CH3);及7.3-8.3ppm(4H，ph)。
其他实例列于表1。
表中实例27-40，43-45，49及50的化合物在各种情况下均以前述式(Ⅰc)及(Ⅰd)两种结构异构体的混合物的形式存在。
B、生物试验实例除草效果试验杂草受损害的程度与作物的耐药能力可分为下列0-5六个等级，其意义为0＝无损害作用;
1＝0-20%的损害作用;
2＝20-40%的损害作用;
3＝40-60%的损害作用;
4＝60-80%的损害作用;
5＝80-100%的损害作用。
1、抵抗杂草的效果将单子叶及双子叶杂草的种子或根茎埋入塑料盆(口径为9厘米)内的沃土中。把配制成可湿性粉末或可乳化浓缩物的本发明的化合物以水悬浮液或水乳浊液的形式施于土壤表面。每盆所施用的水量相当于每公顷土地600升。施药后，将试验盆置于温室内使试验植物在良好的生长条件下(温度为23±1℃，相对湿度为60-80%)生长。约三个星期之后，目测药剂对植物的损害等级，可用未施药剂的对照植物与之比较。
从表2中的数值可知本发明的化合物对经济上重要的单子叶和双子叶有害植物具有除草效果。如果在出苗前施药，那么在某些例子中这种除草效果显得非常好。
以类似的施药方法，让各种不同的杂草在置于温室里的盆中长到3-6片叶子的阶段，然后用本发明的化合物(配制成可湿性粉剂)进行施药处理。四星期之后，目测比较试验植物与未经处理的对照植物的损害程度，定出其损害等级。
实验结果(见表3)表明本发明的化合物具有良好的除草效果。
表2 出苗前施药所显示的除草效果(损害%)
表3 出苗后施药所显示的除草效果(损害%)
注ALM＝鼠尾看麦娘属草(Alopecurus myosuroides)POA＝一年生早熟禾属草(Poa annua)AMR＝反枝苋(Amaranthus retroflexus)SlA＝欧白芥属草(Sinapis alba)TAW＝冬小麦(Triticum aestivum，winter)GS＝野大豆(Glycine soya)LOM＝多花黑麦草(Lolium multiflorum)ECG＝稗草(Echinochloa crus-galli)STM＝繁缕属草(Stellana media)
生长调节作用试验1、对谷类生长的抑制作用在温室碟盘试验中，用待试验的化合物喷洒长至3片子叶阶段的谷类植物(小麦、大麦及黑麦)的幼苗，直到湿透为止。等到未经处理的对照植物长到大约55厘米高度时，测出所有植物的增长值，据此再计算出抑制生长占对照植物增长的百分数。同时，观察该化合物对植物的毒性作用。试验结果证明该化合物具有高效的抑制生长作用。
2、对小豆生长的抑制作用用有效物质药剂喷洒长至10-15厘米高度的小豆，直到湿透为止。两个星期后测出增长值并计算出抑制生长占对照植物生长的百分数。试验结果证明该化合物具有高效的抑制生长作用。
权利要求
1.制备式(I)所示的化合物及其旋光异构体(如果式中X≠Y并且/或者R5≠R6的话)以及这些化合物与酸和碱生成盐的方法
式中A代表O，S，NH或C1-C6的烷氨基；B代表-CN，-COOR7，-CONR8R9或-COSR10；X代表C1-C4的烷基；Y代表C1-C6的烷基，C3-C6的环烷基，C2-C4的烯基，C2-C4的炔基，苯基或苯甲基；或者X和Y以及与它们相连的碳原子一起代表被甲基任意取代的C3-C6的螺环烷基；Z代表氢，可被C1-C4的烷氧羰基取代的C1-C4的烷基，或代表C3-C4的烯基，炔丙基，-COR11或-SO2-R12；n代表数字1，2或3；R1，R2，R3和R4彼此互不相关，各自代表氢，C1-C4的烷基，C1-C6的烷氧基，C1-C6的烷氧羰基，卤素，硝基，氰基，被C1-C4的烷基、C1-C4的烷氧基或卤素任意取代的苯氧基或苯基，或在各种情况下R1，R2，R3或R4中两个相邻基团可以一起形成-CH=CH-CH=CH-基团；R5和R6彼此互不相关，各自代表氢，C1-C4的烷基或苯基；R7代表氢，C1-C12的烷基(这个烷基可任意被C1-C4的烷氧基、C1-C4烷氧-乙氧基、C3-C6的环烷基、苯甲氧基、苯基、卤素、氰基、羟基、环氧乙基、四氢呋喃基、C1-C4的烷氨基，C1-C4的二烷氨基、C1-C4的烷硫基、C1-C4的烷基亚磺酰基、C1-C4的烷基磺酰基、三唑基或咪唑基一元取代或二元取代，最好是一元取代)，C3-C6的烯基，苯基、氨基或C1-C4的一烷或二烷氨基，其特征是该方法包括(1)使式(Ⅱ)所示的酰胺脱水环化；
(2)使式(Ⅲ)所示的化合物与至少为等摩尔的式(Ⅳ)所示的化合物反应；
而且，如果需要的话，可以通过烷基化、酰基化、磺化、氧化、水解、酯化或成盐等反应将所得到的式(I)中Z=氢的化合物转变成式(I)所示的其它化合物。
2.除草剂及生长调节剂，其特点是该制剂含有权项1所述的式(Ⅰ)化合物及其盐类。
3.控制不需要的植物或调节生长的方法，其特点是该方法包括将权项1所述的有效量的式(Ⅰ)化合物施于要处理的种植地里或要处理的植物上。
专利摘要
本发明涉及由式II表示的酰胺脱水环化或者由式III表示的化合物与至少等摩尔的式IV表示的化合物反应，以制备式I表示的有效除草剂，生长调节剂——2-芳基咪唑酮的方法。式中，各符号的意义如说明书所述。并且如有必要，可通过烷基化，酰基化，磺化，氧化，水解酯化或成盐等方法将式I中Z为氢的化合物转变成式I表示的其它化合物。
文档编号C07D405/12GK85101342SQ85101342
公开日1987年1月31日 申请日期1985年4月1日
发明者罗兰德·施米迈尔, 赖因哈德·汉德尔, 希尔马·米登贝尔格, 克劳斯·鲍尔, 赫尔曼·比尔英格, 海尔穆特·比施特拉 申请人:赫彻斯特股份公司, 拉皮斯导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan