具有結(jié)構(gòu)式為
的化合物在美國第3,501,286號專利中作為除莠劑而被描述,式中R為氫、烷基或取代的烷基;Y為氫、烷基、取代的烷基、素、氰基或硝基。
Pyman和Timmis在1923年的《英國化學(xué)會誌》第494-498頁中講述了一種式為
的化合物,但是除了用做制備藥物的中間體之外,沒有談到其它用途。
本發(fā)明講的是作為除莠劑的2-溴-4-甲基咪唑-5-羧酸酯。本發(fā)明的新化合物具有下列結(jié)構(gòu)式:
式中R為C1-C10烷基,較為滿意的是C2-C5烷基,異丙基、仲丁基或仲戊基則更好。Y為C2-C8的環(huán)烷基烷基,其中烷基有1-6個碳原子,更為滿意的是環(huán)丙基;C1-C6的烷基而更為的是C1-C3的烷基,最好是甲基或異丙基;或者是C3-C6的烯烴基,更為的是烯丙基。
以上所描述的本發(fā)明的化合物中,烷基包括直鏈或支鏈構(gòu)型,例如甲基、乙基、E丙基、異丙基、E丁基、異丁基、仲丁基、異丁基和叔丁基、戊基、己基、庚基、壬基及癸基。
本發(fā)明的化合物是一般類型的活性除莠劑。也就是說它們對大范圍的植物品種有除莠效果。本發(fā)明的控制非預(yù)期植物生長的方法包括在希望控制的地域內(nèi)施放有效除莠量的上述化合物。
本發(fā)明的化合物可由下列一般方法制備。
反應(yīng)式中R為已定義的,TEC為酯基轉(zhuǎn)移催化劑,象Ti(O-烷基)4,更滿意的是四異丙氧基鈦。
式中R為已定義的,Y-X為鹵代烷或鹵代烯烴,其中Y為已定義的,X為氯、溴或碘。
通常,對于步驟(Ⅰ)至少要用一摩爾醇與乙酯反應(yīng)以制備咪唑。最好是用稍稍過量的醇。將反應(yīng)混合物回流至反應(yīng)完全。除去揮發(fā)物來回收反應(yīng)產(chǎn)物。大氣壓下、低于一大氣壓的或超過大氣壓的壓力都能用,取決于所用溶劑的沸點。乙醇在升溫和減壓條件下易于除盡。
反應(yīng)步驟(2)是在象萃或甲萃這樣的溶劑中進(jìn)行的,溫度約為25-100℃,回流溫度更好,用等摩爾量的兩種反應(yīng)物和叔胺堿是二氮雜二環(huán)十一烷。
反應(yīng)產(chǎn)物為(1)和(3)異構(gòu)體的混合物,是用常規(guī)技術(shù)制成的。
(1)和(3)異構(gòu)體可由層析或硅膠分開。屬于本發(fā)明的(3)異構(gòu)體是所希望的產(chǎn)物,具有良好的除莠活性。(1)異構(gòu)體有較小的除莠活性。
以下諸例講述了本發(fā)明的代表化合物的合成。
實例Ⅰ
2-溴-4-甲基-5-咪唑羧-酸的異丙酯
于-70毫升異丙醇內(nèi)含有6.4克(2.7×10-2摩爾)2-溴-4-甲基-5-咪唑羧酸的懸浮體內(nèi)加入0.6毫升(2.4×10-3摩爾)鈦酸四異丙酯。此混合物加熱回流3天,減壓下濃縮至原體積的一半,溶液在冰上冷卻,濾出沉淀的晶體固體并經(jīng)空氣干燥,得到4克預(yù)期產(chǎn)物。
實例Ⅱ
2-溴-3-異丙基-4-甲基-5-咪唑羧酸異丙酯
于-20毫升苯中溶有2克(8.1×10-3摩爾)2-溴-4-甲基-5-咪唑羧酸異丙酯的溶液中加入1.2毫升(8.2×10-3摩爾)二氮雜二環(huán)十一烷,再加入1.0克(8.1×10-3摩爾)2-溴丙烷。所得到的混合物加熱回流過液,然后冷至室溫并過濾。真空下濃縮得到一金黃色油狀物。剩余物在中壓液相層析的碴膠上純化,得到1.6克(70%)黃色油狀的1-異丙基-2-溴-4-甲基-5-咪唑羧酸異丙酯和466毫克(20%)預(yù)期產(chǎn)物,也為一黃色油狀物的2-溴-3-異丙基-4-甲基-5-咪唑羧酸異丙酯。
下面是一些挑選出的可按此處所述方法制備的化合物表。化合物號碼是指定于每一化合物并一直用于本技術(shù)書的其余部分。
表Ⅰ
化合物RY熔點℃
編號
1(a)異丙基異丙基黃色油
2仲丁基異丙基黃色油
3乙基環(huán)丙甲基黃色油
4異丙基乙基黃色油
5正丙基異丙基黃色油
6異丙基甲基77-79
7仲戊基甲基黑色油
8仲丁基甲基黑色油
9異丙基烯丙基黃色油
10乙基甲基67-68
(a)實施例
(a)實例Ⅱ中制備的
除莠篩選試驗
如前所述,按照上邊描述的方法所生產(chǎn)的此處所描述的化合物都是阻止植物生長的化合物,在控制植物種方面都是有用的和有價值的。本發(fā)明所挑選的化合物是作為除莠劑按下列方法進(jìn)行試驗的。
出芽前除莠劑試驗通過日間先前處理,八種不同的莠草種子呈單行種在肥沃的沙土中,每行一個品種,行距為苗床的寬度。所用種子為綠狐尾草(FT)(狗尾草,SetariaViridis)、水草(WG)(稗子,Echinochloa,crusgalli)、野燕麥WO(Avenafatua)、一年生牽?;ǎˋMG)(Ipomoealacunosa)、麻(VL)(Abutilontheophrasti)、印度芥(MD)(芥茉Brassicajuncea)、縐葉酸模(CD)(Rumexcrispus)和鐵荸薺(YNG)(Cyperusesulentus)。量多的種子每行留20至40棵小苗,取決于植物的大小。
用一張已知重量的半透明玻璃紙在分析天平上稱出600毫克要試驗的化合物,紙和化合物都放在60毫升的廣口透明瓶中并溶于45毫升丙酮或代用溶劑。將18毫升這種溶液轉(zhuǎn)移到60毫升廣口玻璃瓶中,并用22毫升含有足夠的聚氧乙烯山梨聚單月桂酸酯化劑的水與丙酮的混合物(19∶1)沖稀,以得到最終為0.5%(V/V)的溶液。然后將溶液用一校準(zhǔn)到觸噴出80加侖/英畝(748升/公頃)的線性噴灑臺噴灑到播過種的苗床上,施用率為4磅/英畝(4.48公斤/公頃)。
處理后,將苗床放在溫度為70-80F的溫室內(nèi),并以噴灑法澆水。二周后與同樣年齡的未處理的核對植物相比較來測定損害或控制的級數(shù),以控制百分率記錄了每個品種的由零到100%的損害等級;以0%代表未損害的,以100%代表完全控制的。
試驗結(jié)果示于下列表Ⅱ。
表Ⅱ
出芽前除莠劑活性
應(yīng)用率-4.48公斤/公頃
化合物FTWGWOAMGVLMDCDYNG
編號
1606030606060600
21001003060901001000
300000000
400000000
50002020100150
61001001001001001001000
700000000
8300252090100900
960803010010010085-
1003020100100100750
出芽后除莠劑試驗:本試驗是以與出芽前除莠劑試驗的試驗步驟相同的方式進(jìn)行的。除了8種不同品種的莠草的種子是在處理前10至12天種植的。另外,處理苗床的澆水是限制在土壤表層而不是發(fā)芽植物的葉子。
出芽后除莠劑試驗的結(jié)果報告于表Ⅲ中。
表Ⅲ
出芽后除莠劑活性
應(yīng)用率-4.48公斤/公頃
化合物FTWGWOAMGVLMDCDYNG
編號
11001001001001001001000
21001001001001001001000
3100252080100100300
4000307010000
510050701001001001000
61001001001001001001000
7000100100801000
800010010010000
91005070959590850
10201510608595150
本發(fā)明的化合物是用作除莠劑的,可以各種濃度的種種方法使用。在實用中,此處定義的化合物,以有效的除莠劑量與通常采用的為了農(nóng)業(yè)上應(yīng)用而促使活性成分分散的軸劑和載體相混合以配成除莠組分,認(rèn)識到這樣一事實即配方和藥物的應(yīng)用方式能夠影響使用材料的活性。這樣,這些活性的除莠化合物可以相當(dāng)大粒度的顆粒、可濕性粉、乳化的濃縮物、粉劑、溶劑或幾種其他已知類型的配方來配制,取決于所希望的使用方式。對于出芽前除莠劑的應(yīng)用的較滿意的配方是可濕性粉乳化濃縮物和顆粒。這些配方可以包括小到約為活性成分重量的0.5%到大至約95%或更多些。一個除莠劑的有效量決定于被控制的種子或植物的性質(zhì)和約0.05~25磅/英畝的使用率,更好的是約0.1~10磅/英畝。
可濕性粉是易于分散水或其他分散劑中的細(xì)微顆粒形式??蓾裥苑刍旧鲜怯糜谕寥赖?,可以是干粉也可以是水或其它液體中的懸浮體??蓾裥苑鄣牡湫洼d體有漂白土、高峰土、氧化硅和其它易濕的有機或無機稀釋劑。可濕性粉是正規(guī)地制成約含5%到95%的活性成分,另外通常會有小量濕潤劑、分散劑或乳化劑以促進(jìn)濕潤和分散。
乳化濃縮物是分散在水或其它分散劑中的均相液體組分,可以完全包括帶有液體或固體乳化劑的活性化合物,也可以包含液體載體,象二甲苯、重芳香揮發(fā)油、異佛爾酮及其它非揮發(fā)性有機溶劑。為了除莠劑的應(yīng)用,這些濃縮物都是分散在水或其他液體載體中并被正規(guī)地用作處理范圍上的噴霧。主要活性組分的重量百分比可以按照使用的組分的方式而改變,但通常以除莠劑成分的重量計約包含0.5%到95%的活性成分。
顆粒配方中藥物是承載在相當(dāng)粗的顆粒上的,通常不必稀釋而施用到希望抑制植物生長的區(qū)域內(nèi)。顆粒配方的典型載體包括沙子、漂白土、膨潤土、蛭石、珍珠巖及其它吸收藥物或能被藥物覆蓋的有機和無機材料。顆粒配方是正規(guī)地制成含有約5%到25%的活性成分,可以包括象濕潤劑、分散劑或乳化劑等表面活性劑,象重芳香揮發(fā)油、煤油或其它石油餾分或植物油的油類,以及/或象環(huán)糊精、動物膠或合成樹脂等的粘著劑。
用于農(nóng)業(yè)配方的典型的濕潤劑、分散劑或乳化劑包括,例如,磺酸烷基酯及其鈉鹽、多羥基醇及其他類型的表面活性劑,許多都是能在商業(yè)上得到的。當(dāng)使用表面活性劑時正規(guī)地包括0.1%到15%重量的除莠劑成分。
活性成分與諸如滑石、粘土、面粉及其它對藥物起著分散劑和載體的有機和無機固體的細(xì)微固體形成的自由流動混合物的粉劑對土壤摻和使用上是很有用的配方。
細(xì)微的固體藥物在象水或油的液體載體中所成的均相懸浮體的糊漿用于特殊目的。這些配方正規(guī)地含有約5%到95%重量的活性成分,也可以含有少量濕潤劑、分散劑或化劑以促成懸浮體。為了應(yīng)用,糊漿都正規(guī)地被沖稀并以噴霧施用到植物住長的范圍內(nèi)。
其它對除莠劑使用有用的配方包括活性成分在以所希望的濃度而完全溶解的分散劑中所成的簡單溶液,這些分散劑有象丙酮、烷基化萘類、二甲苯及其它有機溶劑。加壓噴灑、典型的氣溶膠也可使用,其中活性成分是以很細(xì)的形式分散的,這是象氟利昂類的低沸點分散劑溶劑載體氣化的結(jié)果。
本發(fā)明的阻止植物生長的成分是以常規(guī)方式用于植物的。這樣,粉劑和液體成分可由使用電動灑粉器、臂式和手提式噴霧器以及噴霧灑粉器用于植物。這種混合物也可由飛機上以粉塵或噴霧使用,因其有效劑量很低。為了改進(jìn)或控制發(fā)芽種子的生長或形成的籽苗,作為一典型例子,將粉劑或液體混合物按照常規(guī)方法用于土壤并分布在表皮下至少半英寸的土壤內(nèi)。將阻止植物生長成分與土壤顆?;旌鲜遣恍枰模驗檫@些混合物也可僅僅以噴霧或噴灑土壤表面來使用。本發(fā)明的阻止植物生長的成分也可由加到灌溉水中施于處理過的田地里。這一使用方法允許混合物象水被吸收一樣而滲入土壤。用于土壤表面的粉劑混合物、粒狀混合物或液體配方,可由常規(guī)方法分布在土壤層下,象耙耕,用耙子耙或混合操作。
本發(fā)明的阻止植物生長的組分也可以包含其它附加物,例如作為輔藥使用或與前面所述的輔藥中的任一種聯(lián)合使用的肥料及其它除莠劑、蟲劑及類似物。與前所述化合物聯(lián)合使用的其它阻止植物成長的化合物包括,例如,2,4-二氯苯氧乙酸,2,4,5-三氯苯氧乙酸、2-甲基-4-氯苯氧乙酸及其鹽類、酯和酰胺,象2,4-雙(3-甲氧丙胺基)-6-甲硫基-均-三嗪、2-氯-4-乙胺基-6-異丙胺基-均-三嗪及2-乙胺基-4-異丙基胺基-6-甲巰基-均-三嗪的三嗪衍生物,象1-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲和3-(對-氯苯基)-1,1-二甲基脲的脲衍生物,象N,N-二烯丙基-2-氯乙酰胺和類似物的乙酰胺類,象3-氨基-2,5-二氯代苯甲酸的苯甲酸類,象N,N-二丙硫化氨基甲酸S-丙酯、N,N-二丙基硫代氨基甲酸S-乙酯、環(huán)己基乙基硫代氨基甲酸S-乙酯、六氫-1H-氮雜草-1-羧硫代酸S-乙酯及其類似物的硫代氨基甲酸酯類,象4-(甲磺酰)-2,6-二硝基-N,N-取代的苯胺、4-三氟甲基-2,6-二硝基-N,N-二正丙基苯胺,4-三氟甲基-2,6-二硝基-N-乙基-N-丁基苯胺的苯胺類,2-〔4-(2,4-二氯苯氧基)苯氧基〕丙酸,2-〔1-(乙氧亞胺基)-丁基〕-5-〔2-(乙硫基)丙基〕-3-羥基-2-環(huán)己烯-1-酮,(+)-丁基-2-〔4-〔(5-三氟甲基)-2-吡啶基〕氧〔苯氧基〕丙酸酯,5-〔2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基〕-2-硝基苯甲酸鈉,2,2-二氧化3-異丙基-1H-2,1,3-苯并硫雜二嗪-4(3H)-酮及4-氨基-6-叔丁基-3-(甲硫基)-1,2,4-三嗪-5(4H)-酮或(4-氨基-6-(1,1-二甲乙基)-3-(甲硫基)-1,2,4-三嗪-5(4H)-酮。與活性成分聯(lián)合使用的肥料包括例如硝酸胺、尿素和過磷酸鹽。其他有用的附加物包括植物組織生根和生長的材料,例如堆肥、腐質(zhì)、沙子及其類似物。