производные пиримидина, обладающие гербицидной активностью, способ борьбы с нежелательной растительностью

Формула изобретения

1. Производные пиримидина общей формулы



где R₁ - С₁ - С₄-алкил, О=С₁ - С₄-алкил, галоид;

R₂ = С₁ - С₄-алкил, О = С₁ - С₄-алкил;

n = 3 - 5;

Z - COOH, COO = C₁ - C₄-алкил, СОNHSO₂ С₆Н₅,

обладающие гербицидной активностью.

2. Способ борьбы с нежелательной растительностью путем обработки их в локусе, отличающийся тем, что обработку проводят производными пиримидина общей формулы



где R₁ - С₁ - С₄-алкил, О - С₁ - С₄-алкил, галоид;

R₂ = С₁ - С₄-алкил, О = С₁ - С₄-алкил;

n = 3 - 5;

Z - СООН, СОО = С₁ - С₄-алкил, СОNHSO₂C₆H₅,

в количестве 1 - 10 кг/га.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к новым биологически активным соединениям - производным пиримидина, обладающим гербицидной активностью, а также к способу борьбы с нежелательной растительностью и может найти применение в сельском хозяйстве.

Ряд 2-замещенных пиримидиновых соединений известен своими свойствами, способствующими регуляции роста растений или гербицидными свойствами.

В ряде публикаций описаны гербицидные свойства различных 2-арилокси- или 2-арилтио-пиримидинов. Обнаружено, что особенно выраженной гербицидной активностью обладают пиримидиновые производные, имеющие замещенную циклоалкоксигруппу в 2-положении, причем указанные соединения структурно и стерически отличаются от алкил- и арил-окси/тио-пиримидинов, описанных в этих работах.

Изобретение относится к производным пиримидина общей формулы I:

, где R₁ - алкил-(С₁-С₄), O-алкил-(С₁-С₄₎, галоид;

R₂ - алкил-(С₁-С₄), O-алкил-(С₁-С₄);

n = 3-5;

Z = COOH, COO-алкил-(C₁-C₄), CONHSO₂C₆H₅, обладающим гербицидной активностью, и к способу борьбы с нежелательной растительностью путем обработки их в локусе, заключающемуся в том, что обработку проводят производными пиримидина общей формулы I:

, где R₁ - алкил-(С₁-С₄), O-алкил-(С₁-С₄), галоид;

R₂ - алкил-(С₁-С₄), O-алкил-(C₁-C₄);

n = 3-5;

Z = COOH, COO-алкил-(C₁-C₄), CONHSO₂C₆H₅, в количестве 1-10 кг/га.

Производные пиримидина получены способом, который заключается в том, что соединение общей формулы II:

где R₁, R₂ и R₃ определены выше, а L представляет собой уходящую группу, подвергают реакции взаимодействия с соединением общей формулы III (фиг. 1), где n и Z определены выше,

и если необходимо, превращают соединение общей формулы I в другое соединение общей формулы I.

Уходящая группа является любой группой, которая в условиях реакции будет отщепляться от исходного материала, стимулируя таким образом реакцию в точно определенном участке.

Уходящей группой L в соединении общей формулы IIобычно является атом галогена, например брома, хлора или йода, или, предпочтительно, алкансульфониловая группа, например метансульфонил.

Предпочтительно, если реакция протекает в присутствии основания. Таким основанием может служить, например, гидрид щелочного металла, например гидрид калия или натрия; гидрид щелочно-земельного металла, например гидрид кальция; карбонат или бикарбонат щелочного металла, например карбонат калия или натрия, или бикарбонат натрия; алкоксид щелочного металла такой, как т-бутоксид калия; или третичный амин такой, как триэтиламин, пиридин или 1,8-диазабицикло-5,4,0-ундек-7-ен.

Обычно реакция протекает в присутствии инертного органического растворителя такого, как углеводородный растворитель, например бензол или толуол; хлорированный углеводород, например дихлорметан или хлороформ; спирт, например метанол или этанол; эфир, например диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, 1,4-диоксан; кетон, например ацетон или метилэтиловый кетон; сложный эфир, например этилацетат; апротонный полярный растворитель, например диметилформамид, диметилацетамид или диметилсульфоксид; или нитрил, например ацетонитрил; или в воде с соответствующим выбором агента, сообщающего основные условия для проведения реакции.

Предлагаемый способ может быть осуществлен в широком диапазоне температур, например от комнатной температуры (20^оС) до температуры перегонки реакционной среды.

Количество реагентов II и III может также варьироваться в широких пределах, например от 0,1 до 10 моль реагента II на 1 моль реагента III. Однако, предпочтительно использовать эквимолярные количества II и III.

Само собой разумеется, что диастереоизомеры и энантиомеры соединений общей формулы I могут быть получены с использованием стереоспецифических исходных материалов в предлагаемом способе с последующим разделением, если это необходимо, с помощью хроматографии, или в случае энантиомеров, они могут быть получены с помощью техники разделения из смеси оптических изомеров.

Соединение общей формулы I, полученное указанным способом, может быть легко превращено в другое соединение общей формулы I стандартными способами. Так, например соединение общей формулы I, где R1 представляет собой атом галогена, например атом хлора, может быть трансформировано в другое производное.

Соединения общей формулы I, в которых COZ является группой сложного эфира может быть гидролизовано стандартными способами в целях получения кислот формулы I. Альтернативно, гидрогенизация, например, бензилового сложного эфира формулы I, позволяет получить соответствующую кислоту.

Реакции преобразования кислоты и соли могут проводиться с помощью стандартной техники.

Исходные пиримидины общей формулы II могут быть получены с помощью стандартной технологии (например, см. "Гетероциклические соединения", 16 "Пиримидины". ed. D.J.Brown Interscience, 1962).

Соединения общей формулы III также являются либо известными соединениями, либо они могут быть получены стандартными методами. Соединения, в которых X является атомом кислорода, могут быть получены, например, с помощью реакции восстановления соответствующего циклоалканон-2-карбоксилата в надлежащих восстановительных условиях, например с использованием борогидрида натрия в инертном растворителе.

Соединения общей формулы I показали высокий уровень активности при использовании их в качестве гербицидов против нежелательных видов растительности, причем указанная активность имела место в широком диапазоне применения рассматриваемых соединений, например, как при довсходовой, так и при послевсходовой обработке.

Изобретение также относится к гербицидной композиции, включающей в себя соединение данного изобретения в сочетании с носителем.

Кроме того, изобретение относится к изготовлению указанной гербицидной композиции путем введения в нее носителя и соединения настоящего изобретения.

Предпочтительно, если предлагаемая композиция включает в себя, по меньшей мере, два носителя, по крайней мере, один из которых является поверхностно-активным веществом.

Изобретение также относится к использованию предлагаемого соединения, предлагаемого в качестве гербицида. Кроме того, изобретение относится к способу борьбы с нежелательной растительностью путем обработки очагов ее распространения предлагаемым соединением или композицией. Такими очагами могут быть, например, почва или растения на посевной площади. Обработка указанных очагов может быть довсходовой или послевходовой. Доза используемого активного ингредиента может составлять, например, от 1 до 10 кг/га, а предпочтительно, от 1 до 4 кг/га.

Носитель, входящий в состав предлагаемой композиции, может быть любым материалом, объединение которого с активным ингредиентом облегчает нанесение указанной композиции на обрабатываемые очаги, например на растения, семена или почву, или облегчает хранение или транспортировку. Указанный носитель может быть твердым или жидким веществом, включая и такое, которое в обычном состоянии является газообразным, но может быть подвергнут сжатию до жидкого состояния, и указанный носитель может быть любым стандартным носителем, обычно используемым при составлении гербицидных композиций. Предпочтительные композиции содержат 0,5-95 мас.% активного ингредиента.

Подходящими твердыми носителями являются натуральные и синтетические глины и силикаты, например натуральные кремнеземы такие, как диатомиты; силикаты магния, например, тальк; алюмосиликаты магния, например атапульгиты и вермикулиты; силикаты алюминия, например каолиниты, монтмориллониты и слюды; карбонат кальция; сульфат кальция; сульфат аммония; синтетические гидроокиси кремния и синтетические силикаты кальция или алюминия; элементы, например, углерод и сера; натуральные и синтетические смолы, например кумароновые смолы, поливинилхлорид, и стироловые полимеры и сополимеры; твердые полихлорфенолы; битум; воски; и твердые удобрения, например, суперфосфаты.

Подходящими жидкими носителями являются вода; спирты, например изопропанол и гликоли; кетоны, например ацетон, метилэтиловый кетон, метилизобутиловый кетон и циклогексан; эфир; ароматические и алифатические углеводороды, например бензол, толуол и ксилол; нефтяные фракции, например керосин и легкие минеральные масла; хлорированные углеводороды, например тетрахлорметан, перхлорэтилен и трихлорэтан. Подходящими носителями являются также смеси различных жидкостей, указанных выше.

Агротехнические композиции часто составляют и транспортируют в концентрированной форме, а затем, непосредственно перед употреблением, разбавляют. Присутствие небольших количеств поверхностно-активного вещества (ПАВ) позволяет облегчить процесс разбавления. Таким образом, предпочтительно, чтобы по крайней мере одним из присутствующих в композиции носителей, являлось ПАВ. Например, указанная композиция может содержать, по меньшей мере, два носителя, одним из которых является ПАВ.

Поверхностно-активным веществом может быть эмульгирующий агент, диспергирующий агент или смачивающий агент, причем указанное ПАВ может быть ионогенным или неионогенным. Примерами подходящих ПАВ являются натриевые и кальциевые соли полиакриловых кислот и лигнинсульфоновых кислот; конденсаты жирных кислот или алифатических амино или амидов, содержащие, по меньшей мере, 12 атомов углерода в молекуле, с этиленоксидом и/или пропиленоксидом; сложные эфиры жирных кислот глицерина, сорбита, сахарозы или пентаэритрита; их конденсаты с этиленоксидом и/или пропиленоксидом; продукты конденсации жирных спиртов или алкилфенолов, например п-октилфенола или п-окстикрезола, с этиленоксидом и/или пропиленоксидом; сульфаты или сульфонаты указанных продуктов конденсации; соли щелочных или щелочно-земельных металлов, предпочтительно соли натрия; сложные эфиры серной или сульфоновой кислоты, содержащие, по крайней мере, 10 атомов углерода в молекуле, например лаурилсульфат натрия, вторичные алкилсульфаты натрия, натриевые соли сульфированного касторового масла; и алкилакрисульфонаты натрия такие, как додецилбензолсульфонат; и полимеры этиленоксида и сополимеры этиленоксида и пропиленоксида.

Предлагаемые гербицидные композиции настоящего изобретения могут также содержать и другие биологически активные ингредиенты, например соединения, обладающие гербицидными, инсектицидными и фунгицидными свойствами.

Структура соединений, полученных в соответствии с описанием примеров, была подтверждена посредством масс-спектрометрии и ЯМР. Соединения были получены в диастереоизомерной формы и термины цис- и транс- относятся к сферической конфигурации полученного диастереомера.

П р и м е р 1. Цис-этил-2-(4,6-диметоксипиримидин-2-ил)оксициклогексанкарбоксилат.

Этил-циклогексанол-2-карбоксилат (85,0 г, 0,5 моль) растворяли в этаноле (200 мл) и полученный раствор охлаждали до 0^оС. Затем небольшими порциями добавляли борогидрид натрия (13,2 г, 0,35 моль), суспендированный в этаноле (80 мл), сохраняя при этом температуру ниже 0^оС. После размешивания в течение 2 ч при 0^оС реакционную смесь немного подкисляли путем добавления 50% -ной серной кислоты и фильтровали. Фильтрат концентрировали в вакууме, разводили в эфире и промывали раствором бикарбоната натрия. Органическую фазу осушали сульфатом магния и выпаривали в вакууме. Остаток хроматографировали на силикагеле, элюируя сначала смесью гексана и этилацетата (3:1), а затем смесью гексана и этилацетата при соотношении 2:1, в результате чего получали 21,5 г цис- и 10,0 г транс-этил-2-гидроксициклогексанкарбоксилата.

Полученный раствор цис-гидроксиэфира (1,72 г, 0,01 моль) в сухом диметилформамиде (10 мл) добавляли по капле к размешанной суспензии гидрида натрия (0,48 г, при дисперсии (60%) в сухом диметилформамиде (20 мл). После размешивания в течение 30 мин, добавляли 4,6-диметокси-2-метансульфонилпиримидин (2,18 г, 0,01 моль) и полученную реакционную смесь развешивали и нагревали до 90^оС в течение 16 ч. Смесь концентрировали в вакууме, разбавляли водой и экстрагировали диэтиловым эфиром. Раствор диэтилового эфира осушали сульфатом натрия и выпаривали. Сырой продукт очищали с помощью хроматографии на силикагеле, элюируя смесью гексана и этилацетата (3:1). Выход 1,5 г (48%).

Элементный анализ:

Вычислено, %: C 58,0; Н 7,1; N 9,0.

Найдено, %: С 57,8; Н 7,2; N 9,0.

П р и м е р 2. Цис-2-(4,6-диметоксипиримидины-2-ил)оксициклогексанкарбоновая кислота.

Гидроокись натрия (0,17 г) в воде (20 мл) добавляли к размешанному раствору сложного этилового эфира, полученного в примере 1, (1,3 г) в метаноле (20 мл). Реакционную смесь размешивали при комнатной температуре в течение ночи, концентрировали в вакууме и разбавляли водой (100 мл). После чего водный раствор промывали два раза диэтиловым эфиром, а затем подкисляли разбавленной соляной кислотой. Подкисленную водную смесь высушивали сульфатом магния и выпаривали в вакууме. Остаток перетирали с гексаном и получали сырой продукт в виде белого твердого вещества, которое перекристаллизовывали из водного метанола и в результате получали 0,6 г (51%) целевого продукта, имеющего точку плавления 151-152^оС.

Элементный анализ.

Вычислено, %: С 55,3; Н 6,4; N 9,9.

Найдено, %: С 55,3; Н 6,5; N 10,1.

П р и м е р ы 3-16. Соединения, полученные в этих примерах с помощью процедур, аналогичных описанным в примерах 1 и 2, представлены в табл.1, где указаны также результаты химических анализов и температуры плавления. В табл. 1 соединения идентифицированы по указанию на заместители в соответствии с формулой (фиг. 2).

П р и м е р 19. Транс-2-(4,6-диметоксипиримидин-2-ил)окси-N- бензолсульфонилциклогексанкарбоксамид. Транс-2-(4,6-диметоксипиримидин-2-ил)оксициклогексанкарбоновую кислоту (1,0 г), полученную в примере 11, в сухом тетрагидрофуране (10 мл) по капле добавляли к размешанному раствору 1,1-карбонилимидазола (0,57 г) в сухом тетрагидрофуране (10 мл) в присутствии азота. Реакционную смесь размешивали в течение 30 мин при комнатной температуре, нагревали с обратным холодильником в течение 30 мин и охлаждали до комнатной температуры.

После чего добавляли бензольсульфонамид (0,56 г), а затем по капле добавляли 1,8-диазобицикло-[5,4,0]-ундек-7-ен (0,54) в сухом тетрагидрофуране (5 мл). Полученную реакционную смесь размешивали в течение 24 ч при комнатной температуре, нагревали с обратным холодильником в течение 6 ч, а затем выливали в 1н соляную кислоту (80 мл) и экстрагировали диэтиловым эфиром (3 100 мл). Объединенные эфирные экстракты высушивали сульфатом магния и выпаривали. Остаток хроматографировали на силикагеле, элюируя смесью дихлорометана и этилацетата 2:1, в результате чего получали 100 мг целевого соединения с температурой плавления 175^оС.

Элементный анализ.

Вычислено, %: С 54,1; Н 5,5; N 10,0.

Найдено, %: С 53,8; Н 6,0; N 10,3.

П р и м е р 20. Гербицидная активность.

Для оценки гербицидной активности соединений настоящего изобретения были использованы следующие растения: кукуруза (Zea mays, Mz), рис посевной (Oryza sativa, R), петушье просо (Echinochloa crusgalli, BG), овес посевной (Avena sativa, O), льняное семя (Linum usitatissimum, L), горчица белая (Sinapsis alba, M), сахарная свекла (Beta vulgaris, SB) и соя культурная (Glycine max, S).

Испытания проводили двумя способами: путем довсходовой обработки и послевсходовой обработки. Довсходовую обработку осуществляли посредством разбрызгивания жидкого состава, содержащего соединение данного изобретения, на почву, в которую были засеяны семена упомянутых видов растений. Послевсходовая обработка включала в себя два типа испытаний: орошение почвы и опрыскивание листьев. При испытании путем орошения почву в проросшими 2 указанными растениями пропитывали жидким составом, содержащим соединение данного изобретения, а при испытании второго типа, листву проросших растений опрыскивали указанным составом.

В качестве почвы при испытаниях использовали суглинок для возделывания плодоовощных культур.

Состав для обработки представлял собой раствор испытуемых соединений в ацетоне, содержащем 0,4 мас. % конденсата алкилфенола и этиленоксида (готовый продукт торговой марки TRITON X = 155). Указанный ацетоновый раствор разводили водой и полученные составы использовали при опрыскивании почвы и листвы в дозах, составляющих 5 кг или 1 кг активного ингредиента на гектар в эквивалентном объеме до 600 л/га; и при испытании путем пропитки почвы в дозе, составляющей 10 кг активного ингредиента на гектар в объеме, эквивалентном приблизительно 3000 л/га.

При довсходовом испытании и послевсходовом испытании в качестве контрольной использовали необработанную засеянную почву с проросшими растениями, соответственно.

Гербицидную активность испытуемых соединений оценивали визуально через 12 дней после опрыскивания листвы и почвы и через 13 дней после пропитки почвы, регистрируя по 0-9 шкале. Цифра 0 соответствовала необработанному контрольному варианту, а цифра 9 - полному уничтожению. Возрастание на одну единицу по шкале означало 10%-ное возрастание активности состава.

Результаты испытаний представлены в табл.2, где соединения идентифицированы по номерам примеров. Звездочки указывают на то, что в данном случае результаты не были получены.