專利名稱：2.6－二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嘧啶類化合物，特別是2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物，它的制備方法及其作為農(nóng)用化學(xué)品除草劑的配方和應(yīng)用。
當(dāng)今，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，需要不斷提供效果好，用量低，對(duì)作物和環(huán)境無害的新型除草劑，以減少農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化發(fā)展和作物產(chǎn)量的提高。
已知各種2-苯氧基嘧啶衍生物作為除草劑是有效的，如美國專利4,906,285闡述了雙嘧啶水楊酸類化合物具有廣譜的除草范圍。它們適用于水稻田和小麥田的除草，它們對(duì)玉米會(huì)有不同程度的損害。
基于社會(huì)發(fā)展的需要，并為擴(kuò)大使用范圍，開發(fā)同時(shí)適用于玉米田的除草劑，本發(fā)明人在已有發(fā)明的基礎(chǔ)上，進(jìn)行先導(dǎo)展開，開發(fā)出了如結(jié)構(gòu)式(I)所示一種2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物 本發(fā)明人，通過分子設(shè)計(jì)，利用4-N，N-二甲基吡啶的強(qiáng)親核性及與酸形成季銨鹽的穩(wěn)定性合成了如結(jié)構(gòu)式(I)所示的新穎季銨鹽化合物，該化合物具有較好的水溶性，也可溶于常用的有機(jī)溶劑，在作物體表面易于吸附，在作物體內(nèi)易于傳導(dǎo)。生物活性評(píng)價(jià)和毒性研究表明，結(jié)構(gòu)式(I)所示2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物具有很好的除草活性，而且除草譜廣，低毒，對(duì)環(huán)境友好。經(jīng)作物安全性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)對(duì)水稻、玉米非常安全，對(duì)小麥芽后使用也很安全。因此，它是配制水稻田、玉米田和小麥田除草劑的有效活性物。
本發(fā)明人所采用的合成方法分四步，表述如下 (上述反應(yīng)中所用ROH為C1-C4的低級(jí)烷基醇)也就是說，本發(fā)明結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的合成，首先由2，6-二羥基苯甲酸(1)、烷基醇、濃H2SO4以1∶10-100∶1-5摩爾比混合，在烷基醇的沸點(diǎn)溫度下酯化反應(yīng)3-72小時(shí)，蒸餾除去未反應(yīng)的烷基醇，所得固體用水洗滌，得到中間體(2)。這里所用烷基醇為C1-C4的低級(jí)烷基醇，更為可取的是甲醇或乙醇。
第二步，中間體(2)與4，6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶(3)、碳酸鉀或碳酸鈉等堿金屬碳酸鹽以1∶2∶2-10摩爾比在醚類溶劑如四氫呋喃或二氧六環(huán)中，在溶劑的沸點(diǎn)溫度下縮合反應(yīng)8-48小時(shí)，抽濾，濾餅用反應(yīng)溶劑洗滌，蒸餾除去溶劑得到化合物(4)。這步反應(yīng)中溶劑的用量為中間體(2)用量的10-100倍(摩爾比)。
第三步，將化合物(4)與10％-60％氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿金屬氫氧化物的水溶液以1∶1-10的摩爾比在N，N-二甲基甲酰胺或乙氰或其它極性溶劑中混合，在25℃-120℃溫度下水解反應(yīng)0.5-24小時(shí)，然后將反應(yīng)物倒入5-50倍于反應(yīng)液體積的水中，用鹽酸或硫酸調(diào)節(jié)PH為1-4，析出白色固體，抽濾得到化合物(5)。反應(yīng)溶劑的用量為中間體(4)用量的10-50倍(摩爾比)。
第四步，將化合物(5)與4-N，N-二甲基吡啶以1∶1-2摩爾比在醚類溶劑如四氫呋哺或二氧六環(huán)或鹵代烷如二氯甲烷或三氯甲烷中，在0℃-40℃溫度下反應(yīng)1-12小時(shí)，抽濾得到目標(biāo)產(chǎn)物(I)。溶劑的用量為中間體(5)用量的10-100倍(摩爾比)。
本發(fā)明的2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物，合成方法不復(fù)雜，產(chǎn)品具有很好的除草活性，是配制農(nóng)用除草劑的有效活性物質(zhì)。
本發(fā)明提供的式(I)化合物及其制劑能有效地防治大多數(shù)農(nóng)田雜草，15-45gai/ha的低劑量下有效防治禾本科雜草，闊葉雜草和莎草，如稗草、馬唐、牛筋草、狗尾草、早熟禾、野燕麥、看麥娘、日本看麥娘、反枝莧、刺莧、藜、芥菜、馬齒莧、鐵莧菜、異型莎草、香附子、日照飄浮草、婆婆納、繁縷、大巢菜、雀舌草、一年蓬、矮慈菇、田旋花等。作為除草劑，它具有如下一些優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1、除草活性高，低劑量用量有效；2、低劑量下具有高效的芽后除草效果，較高劑量下亦具芽前除草效果；3、殺草譜廣，不僅能有效防除農(nóng)田中禾本科雜草，而且能防除闊葉雜草和莎草；4、對(duì)作物的安全性高，特別對(duì)玉米、水稻非常安全，對(duì)小麥芽后使用也很安全；5、對(duì)3-7葉大齡禾本科雜草也具有十分有效的除草活性；6、在土壤中殘留期短，對(duì)輪作后茬作物生長(zhǎng)無不良影響；7、對(duì)哺乳動(dòng)物或魚無明顯毒性，環(huán)境安全性高，屬低毒、環(huán)境友好型農(nóng)藥。
為實(shí)際使用，本發(fā)明活性化合物，可按農(nóng)藥工業(yè)中常用配方技術(shù)，配制加工成各種粒劑、粉劑、油劑、乳劑、水懸劑或膠囊劑等。
以下舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明合成方法作更進(jìn)一步具體描述。
合成例1結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的制備將15.4克(0.1摩爾)2，6-二羥基苯甲酸(1)溶于160毫升的甲醇中，滴加10毫升濃硫酸，回流24小時(shí)，減壓除去甲醇，加入100毫升水，攪拌后抽濾干燥得灰白色固體(2)10.7克，收率63.7％。
在20毫升四氫呋喃中加入上述所制(2)1.68克(0.01摩爾)，2-甲砜基-4，6-二甲氧基嘧啶(3)4.36克(0.02摩爾)，碳酸鉀4.14克(0.03摩爾)，回流24小時(shí)，冷卻，過濾，母液濃縮得4.0克白色固體(4)，收率90.1％。
取上面所制化合物(4)2.22克(0.005摩爾)溶于10毫升N，N-二甲基甲酰胺中，滴加25％的氫氧化鈉水溶液4毫升，回流反應(yīng)1小時(shí)，冷卻，將反應(yīng)液倒入100毫升水中，滴加濃鹽酸至PH＝2左右，抽濾得白色固體產(chǎn)物(5)1.8克，收率83.7％。mp142-145℃。
取上面所制化合物(5)1.07克(0.0025摩爾)溶于10毫升四氫呋喃中，加入0.3克(0.0025毫摩爾)4-N，N-二甲基吡啶，室溫?cái)嚢?4小時(shí)，抽濾干燥得白色固體(I)1.3克，收率94.9％。mp127-129℃。
元素分析計(jì)算值C 56.52；H5.07；N 15.21實(shí)測(cè)值C 56.33；H5.00；N 15.351HNMR(TMS，CDCl3，δppm)3.097(s，6H)；3.802(s，12H)；5.641(s，2H)；6.51(m，2H)；7.09(d，2H)；7.33(m，1H)；8.07(t，2H)
IR(KBr cm-1)3422；1647以下給出以本發(fā)明化合物作活性物質(zhì)組份，加工配制幾種除草劑劑型的實(shí)際例子，在這些配方例子中，所有的“％”均指重量百分比，“g ai/ha”均指克活性物/公頃。
配方例1(可濕性粉劑)將15％的結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物、5％的木質(zhì)素磺酸鹽(Mq)、1％的月桂醇聚氧乙烯醚(JFC)、40％的硅藻土和44％的輕質(zhì)碳酸鈣均勻地混合，粉碎，即得可濕性粉劑。
配方例2(乳油)將10％的結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物、5％的農(nóng)乳500號(hào)(鈣鹽)、5％的農(nóng)乳602號(hào)、5％的N-甲基-2-吡咯烷酮和75％的二甲苯加熱攪拌均勻，即得乳油。
配方例3(粒劑)將5％的結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物、1％的聚乙烯醇(PVA)、4％的萘磺酸鈉甲醛縮合物(NMO)和90％粘土均勻地混合，粉碎，然后向此100份混合物加入20份水、捏合，用擠壓成粒機(jī)，制成14-32目的顆粒，干燥，即得顆粒劑。
以下將通過生測(cè)專家提供的生測(cè)試驗(yàn)實(shí)例對(duì)本發(fā)明化合物作活性組分配制的除草劑的除草活性和作物安全性進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)列于表1。
表1除草活性和植物毒性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
實(shí)施例1.溫室盆栽試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的除草活性在溫室內(nèi)進(jìn)行盆栽篩選，篩選劑量為500，250，50g ai/ha，雜草靶標(biāo)為稗草、馬唐、婆婆納、鯉腸、異型莎草。芽前芽后噴霧處理，芽前處理時(shí)間為播后一小時(shí)，芽后處理時(shí)間為單子葉雜草兩葉期，雙子葉雜草真葉期。處理后3天(芽后)、10天、15天、20天、30天觀察雜草受害癥狀、出苗情況、藥害程度并按表1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果見表2表2結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物溫室除草活性評(píng)價(jià)
表2試驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物在3個(gè)劑量下對(duì)靶標(biāo)雜草皆達(dá)到4-5級(jí)殺草效果。芽后處理的受害癥狀表現(xiàn)為植物毒性癥狀表現(xiàn)比較緩慢，在噴藥后植株生長(zhǎng)停止，5-7天后葉色變淡，10天后莖基部褐變，植株倒伏，逐漸枯死。芽前處理后，雜草出苗畸形，生長(zhǎng)點(diǎn)壞死。
實(shí)施例2.溫室盆栽試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的殺草譜設(shè)置結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的使用劑量，30g ai/ha，進(jìn)行殺草譜評(píng)價(jià)試驗(yàn)，試驗(yàn)方法同實(shí)施例1。供試雜草17種，有禾本科雜草、莎草和雙子葉雜草；具體為稗草、馬唐、牛筋草、狼尾草、野燕麥、千金子、早熟禾、香附子、異型莎草、牽牛、苘麻、鐵莧菜、反枝莧、馬齒莧、婆婆納、決明、芥菜。
溫室盆栽殺草譜試驗(yàn)結(jié)果表明17種供試雜草為靶標(biāo)，在30g ai/ha劑量下，對(duì)稗草、馬唐、牛筋草、千金子、早熟禾、香附子、異型莎草、鐵莧菜、反枝莧、馬齒莧、婆婆納、芥菜具有4-5級(jí)的殺草活性。結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物具有很高的芽后除草活性，殺草譜較廣。
實(shí)施例3.結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物對(duì)不同葉齡雜草殺草效果評(píng)價(jià)為進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的芽后除草效果，以稗草和馬唐為測(cè)試靶標(biāo)，分期播種，在葉齡為0、2、2.5、3、3.5、4葉期時(shí)，在15、30、45g ai/ha劑量下噴霧處理，稗草噴藥后保持1cm水層，試驗(yàn)方法同實(shí)施例1，試驗(yàn)結(jié)果列于表3。
表3結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物對(duì)不同葉齡雜草殺草效果評(píng)價(jià)
表3溫室盆栽葉齡試驗(yàn)結(jié)果表明在15、30、45g ai/ha劑量下，結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物對(duì)2-4葉期稗草和馬唐皆表現(xiàn)出很好的殺草活性，30g ai/ha劑量達(dá)到4-5級(jí)的殺草效果。
實(shí)施例4.結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物的作物安全性評(píng)價(jià)供試作物為水稻、小麥、玉米、棉花、油菜、大豆等常規(guī)品種，結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物15、30、45 g ai/ha劑量下，芽前芽后噴霧處理，芽前處理時(shí)間為播后一小時(shí)，芽后處理時(shí)間為禾本科作物2-3葉期，雙子葉雜草真葉期。設(shè)空白對(duì)照。處理后3天、5天、10天、15天、20天、30天觀察作物生長(zhǎng)狀態(tài)、出苗情況、藥害程度并按表1標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定記錄，試驗(yàn)結(jié)果列于表4。
表4結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物不同劑量下作物選擇性
由表4溫室盆栽作物安全性試驗(yàn)結(jié)果表明在15、30、45g ai/ha劑量下，結(jié)構(gòu)式(I)所示化合物對(duì)水稻、玉米芽前和芽后很安全，對(duì)小麥芽后安全。
綜上所述，本發(fā)明的化合物(I)結(jié)構(gòu)新穎，具有很高的除草活性，不傷害作物。特別是對(duì)水稻、玉米安全，對(duì)小麥芽后使用也很安全，對(duì)雜草的防除效果好，用量低，除草譜廣，特別適用于配制水稻田、玉米田和小麥田用除草劑。
權(quán)利要求
1.一種嘧啶類化合物，其特征是如結(jié)構(gòu)式(I)所示2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物(I)的制備方法，其特征如下列反應(yīng)方程式所表示 (上述反應(yīng)中所用ROH為C1-C4的低級(jí)烷基醇)即由2，6-二羥基苯甲酸(1)、烷基醇、濃H2SO4以1∶10-100∶1-5摩爾比混合，酯化后再與4，6-二甲氧基-2-甲磺?；奏?3)以1∶2摩爾比在醚類溶劑和堿性條件下縮合得到化合物(4)，該化合物(4)再在堿性條件下水解得到化合物(5)，化合物(5)再與4-N，N-二甲基吡啶反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物(I)的制備方法，其特征是反應(yīng)中所用ROH為甲醇或乙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述2，6-二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物(I)其特征是具有高效的除草活性，適用于配制水稻田、玉米田和小麥田用除草劑。
全文摘要
一種如結(jié)構(gòu)式(I)所示2,6－二嘧啶氧基苯甲酸季銨鹽化合物,系由2,6－二羥基苯甲酸酯化,后與2－甲砜基－4,6－二甲氧基嘧啶縮合,經(jīng)水解,再與4－N,N－二甲胺基吡啶反應(yīng)制得。結(jié)構(gòu)式(I)所示的化合物具有高效的除草活性,適用于配制水稻田、玉米田和小麥田用除草劑,它的防治效果好,用量低,除草譜廣,低毒,不傷害作物,對(duì)環(huán)境友好。
文檔編號(hào)A01N43/48GK1361103SQ0013638
公開日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2000年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者孔小林, 陳杰, 王強(qiáng), 韓世棟, 李明智, 趙學(xué)平 申請(qǐng)人:浙江省化工研究院, 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院