專利名稱：雙環三唑除草劑制備方法
背景技術：
US4,925,481，US4,213,773和US4,881,967公開了四氫三唑并吡啶-3-酮除草劑及其制備方法，但未公開本方法。
發明概述本發明涉及制備式I化合物的方法 其中Q是 R1是H，鹵素，OH，C1-C6烷基，C1-C6鹵代烷基，C1-C6烷氧基，C1-C6鹵代烷氧基，C1-C6烷硫基，C1-C6鹵代烷硫基，C2-C6鏈烯氧基，C2-C6鏈烯硫基，C2-C6鹵代鏈烯氧基，C2-C6鹵代鏈烯硫基，C3-C6炔氧基，C3-C6炔硫基，C3-C6鹵代炔氧基，C3-C6鹵代炔硫基，C2-C6烷羰基，C2-C6烷氧羰基，C4-C8鏈烯氧基羰基，C3-C8烷羰基烷氧基，C3-C8烷羰基烷硫基，C3-C8烷氧羰基烷氧基，C3-C8烷氧羰基烷硫基，C5-C8鏈烯氧羰基烷氧基，C5-C8鏈烯氧基羰基烷硫基，苯氧基和苯硫基，其中苯基可任選地帶鹵素取代基；R3是H，C1-C6烷基，C1-C6鹵代烷基，C2-C6烷氧基烷基，C3-C6鏈烯基，C3-C6炔基和 R4是H，C1-C3烷基和鹵素；R5是H，鹵素，C1-C3鹵代烷基，環丙基，乙烯基，C2炔基，CN，C(O)R6，C(O)2R6，C(O)NR6R7，CR8R9CN，CR8R9C(O)R6，CR8R9C(O)2R6，CR8R9C(O)NR6R7，CHR8OH，CHR8OC(O)R6和OCHR8OC(O)NR6R7；
R6和R7獨立表示H和C1-C4烷基；R8和R9獨立表示H和C1-C4烷基；W是O和S；Z是CH2和O；m是1-5和n是1-3；當m或n大于1時，R1可以相同或獨立選自上面定義的取代基；該方法涉及下述反應；首先，使式V化合物與無水酸反應生成式IV化合物， 其中R2是C1-C6烷基； 其中X是氯或溴，R2定義同上；第二，使式IV化合物與式III的肼或其鹽反應，Q-NHNH2III其中Q定義同上；生成式II化合物， 其中R2定義同上；以及第三，在0-150℃、使用或不用溶劑、任選地在一種酸存在下加熱式II化合物，生成式I化合物， 其中Q和Z定義同上。
本發明還涉及新的式II和IV的中間體， 其中Q，R2和X定義同上。
在上述定義中，術語“烷基”，不論是單獨使用或在復合詞(如“烷硫基”或“鹵代烷基”)中使用時，都包括直鏈或支鏈烷基，例如甲基，乙基，正丙基，異丙基或各種丁基、戊基和己基異構體。“烷氧基”，不論單獨使用或在復合詞(如“鹵代烷氧基”)中使用，都包括甲氧基，乙氧基，正丙氧基，異丙氧基，和各種丁氧基、戊氧基和己氧基異構體。“鏈烯基”，不論單獨使用或在復合詞(如“鹵代鏈烯基”或“鏈烯基硫基”)中使用，都包括直鏈或支鏈烯類，如乙烯基，1-丙烯基，2-丙烯基，3-丙烯基和各種丁烯基、戊烯基和己烯基異構體。“炔基”，不論單獨使用或在復合詞(如“鹵代炔基”或“炔硫基”)中使用，都包括直鏈或支鏈炔類，如1-丙炔基，3-丙炔基和各種丁炔基、戊炔基和己炔基異構體。“烷硫基”包括甲硫基，乙硫基和各種丙硫基、丁硫基、戊硫基和己硫基異構體。
術語“鹵素”，不論單獨使用或在復合詞(如“鹵代烷基”)中使用，是指氟、氯、溴或碘。此外，當其用在復合詞(如“鹵代烷基”)中、并且所述烷基可以被鹵原子部分或全部取代時，該鹵原子可以相同或不同。鹵代烷基的實例包括CF3，CH2CH2F，CF2CF3，CH2CHFCl，和CHBrCH3。術語“鹵代鏈烯基”和“鹵代炔基”按“鹵代烷基”的類似方法進行定義。
取代基中碳原子總數用前綴Ci-Cj表明，其中i和j為1-8的數。例如，C3炔氧基表示OCH2C≡CH，C4炔氧基包括OCH2C≡CCH3，OCH2CH2C≡CH，和OCH(CH3)C≡CH；C2烷羰基表示C(O)CH3，C4烷羰基包括C(O)CH2CH2CH3和C(O)CH(CH3)2；C2烷氧羰基表示C(O)2CH3，C4烷氧羰基包括C(O)2CH2CH2CH3和C(O)2CH(CH3)2；C3烷羰基烷氧基表示OCH2C(O)CH3，C4烷羰基烷氧基包括OCH2C(O)CH2CH3，OCH(CH3)C(O)CH3，和OCH2CH2C(O)CH3；C3烷氧羰基烷氧基表示OCH2C(O)2CH3，C4烷氧羰基烷氧基包括OCH2C(O)2CH2CH3，OCH(CH3)C(O)2CH3和OCH2CH2C(O)2CH3；C3烷羰基烷硫基表示SCH2C(O)CH3，C4烷羰基烷硫基包括SCH2C(O)CH2CH3，SCH(CH3)C(O)CH3和SCH2CH2C(O)CH3；最后一個實例C3烷氧羰基烷硫基表示SCH2C(O)2CH3，C4烷氧羰基烷硫基包括SCH2C(O)2CH2CH3，SCH(CH3)C(O)2CH3和SCH2CH2C(O)2CH3。
當一個化合物由一個帶有下標(該下標表示所述取代基數目可能大于1)的取代基取代時，所述取代基(超過1個時)獨立地選自所限定的上述一組取代基。
制備最有使用價值的產品的特別優選的方法是A).制備Q是Q-1的式I化合物的方法。
B).制備選自下述式I化合物的方法A中的優選方法2-[2，4-二氯-5-(2-丙炔基氧)苯基]-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮；[[2-氯-4-氟-5-(5，6，7，8-四氫-3-氧代-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-2(3H)-基)苯基]硫代]乙酸乙酯；2-(2，4-二氯-5-羥基苯基)-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮。
C).制備Q是Q-2的式I化合物的方法。
D).制備下述式I化合物的方法C中的優選方法2-(5，7-二氯-2，3-二氫-2-甲基-4-苯并呋喃基)-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮。
E).制備Q是Q-3的式I化合物的方法。
F).制備Q是Q-4的式I化合物的方法。
G).制備下述式I化合物的方法F中的優選方法6-(5，6，7，8-四氫-3-氧代-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-2(3H)-基)-4-(2-丙炔基)-2H-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮。
由本發明方法制得的化合物對于在栽培作物中選擇性和/或普遍的闊葉和禾本雜草控制是一種有效的除草劑，這些作物包括咖啡，可可樹，油棕櫚，橡膠樹，糖苷蔗，檸檬，葡萄，果樹，堅果樹，香蕉，大蕉，波蘿，針葉松，例如火炬松，和turf species Kentucky bluegrass，St.Augustine grass，Kentucky fescue and bermudagrass。
本發明中間體本身可用于生產本發明活性除草劑的方法本發明的詳細描述該方法的第一階段(a)(反應示意式I)原則性地概括了下述的反應在-40℃至40℃溫度下，較好是5-15℃，或在惰性烴類、氯代烴類中，或在醚類溶劑中，較好的是甲苯，含有或不含有溶劑，使1當量或多當量無水鹵化氫，較好是2-2.5當量氯化氫與式V化合物(較好是氨基甲酸甲酯)接觸。溶劑的用量最好是原料V的100至2000％(重量)，該反應可以在大氣壓或高于大氣壓條件下、在連續或分批條件下進行。通常，分離式IV化合物的方法通常是減壓除去多余的鹵代烴，然后除去溶劑，或通過過濾并且用適合的含氧溶劑(如四氫呋喃)洗滌。或者，在除去多余的鹵化氫后，該產品不經純化而直接使用。式V的氨基甲酸酯或是已知物，或可通過本領域技術人員已知的各種方法制得。例如，Synthesis，(1984)831中描述了式V的氨基甲酸酯的制備方法，即烯類和酰胺類進行酰胺汞化作用-還原性烷基化作用。
反應示意式I階段(a) 其中R2、X和Z如前面所定義。
該方法的第二階段(b)如反應示意式II所示，它原則性地概括了下述反應在適當的非反應溶劑(較好的是乙腈或醇類，如甲醇，但不限于此)中，在-40至80℃溫度下，較好是-20℃至30℃，使式IV的氫鹵酸鹽與大約等摩爾量的式III的肼化合物或其鹽以及足量的酸結合劑(以維持有效的pH值于3.5-7.0、較好是4.5-5.5之間)進行接觸。所用的酸結合劑可以是任何弱堿性無水物質，但較好的是弱叔胺堿，如吡啶，或堿金屬羧酸鹽，如乙酸鈉，并且較好的用量是0.5-1.5當量-以式III和IV化合物中被結合的酸的總量為計算基礎。式III的肼或是已知物，或是可用本領域技術人員已知的各種方法制得。例如US4,881,967以及其中所引用文獻中敘述了由本領域已知的適當取代的胺通過重氮化作用制備肼的方法。
反應示意式II階段(b) 其中Q的定義如前所述。
式I化合物制備方法(階段(c))原則性地概括了下述反應任選地在一種溶劑中，在0-150℃溫度區間內，優選地在一種酸催化劑存在下，或大氣壓下、低于大氣壓下或高于大氣壓力下，使式II化合物發生反應(反應示意式III)。有很多種溶劑可供選用，但優選的是非酮化合物、中性或僅為弱酸性的化合物。特別好的是甲苯、丙酮、乙酸乙酯和乙酸異丙酯，優選的用量是100-2,000％。該反應任選地進行酸催化，可以使用0.01-100摩爾當量的甲酸、乙酸、丙酸及其類似物，優選用量為0.1-3當量，本方法優選的操作溫度為25-100℃。然后通過冷卻反應混合物、任選地加入一種非極性溶劑(如己烷)并過濾沉淀的產物，可分離出本方法的最終產品式I化合物。
反應示意式III階段(c) 或者，式I化合物也可以通過加熱階段(b)的反應混合物由25-150℃來制得，但優選的是先分離式II中間化合物，再進行階段(c)中所述的反應。
實施例1A步制備2-亞氨基-1-哌啶甲酸甲酯鹽酸鹽在0-5℃往5.1千克5-氰基戊酰胺和4.45千克甲醇鈉在27.5千克甲醇中的溶液的液面下加入6.5千克溴。將所得混合物慢慢轉移到24千克熱的(60℃)甲醇中，并在50-65℃下保溫。蒸餾除去大部分甲醇。加入甲苯30千克，繼續蒸餾，直至除去所有甲醇。然后將混合物過濾，得到大約18％(重量)的4-氰基丁基氨基甲酸甲酯的甲苯溶液。取一部分該溶液(259克)于15-20℃保溫，同時用2小時鼓泡通入33克無水氯化氫。在150托壓力下清除該兩相混合物中過量的HCl，加入100毫升四氫呋喃。將產品濾出并用四氫呋喃洗滌以除去殘留的HCl。得到標題化合物，為53克(95％)白色晶狀固體。熔點118-119℃(分解)。1H NMR(CDCl3)δ1.7(t，2H)，1.8(t，2H)，3.15(t，2H)，3.8(t，2H)，3.82(s，3H)，10.2(br s，1H)，12.75(br s，1H).
B步制備2-[[2，4-二氯-5-(2-丙炔氧基)苯基]亞肼基]-1-哌啶甲酸甲酯往12.3克無水乙酸鈉和80毫升乙腈的混合物中加入13.3克91％2，4-二氯-5-(炔丙基氧基)苯基-肼鹽酸鹽，劇烈攪拌30分鐘以后，將混合物冷至0-5℃，然后加入10.0克A步的產品。該混合物在5-10℃劇烈攪拌1小時，然后倒入200毫升冷水中。將產品濾出，先后用30毫升冷水和30毫升冷的異丙醇洗滌，干燥后得16.0克(95％)固體標題化合物。熔點137-138℃。1H NMR(CDCl3)δ1.74(m，2H)，1.82(m，2H)，2.46(t，2H，J＝6Hz)，2.52(d，1H，J＝2.4Hz)，3.68(t，2H，J＝6Hz)，3.73(s，3H)，4.75(d，2H，J＝2.4Hz)，7.13(s(1H)，7.23(s，1H)，7.26(br s，1H).
C步制備2-[2，4-二氯-5-(2-丙炔基氧基)苯基]-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮將10.0克B步產品和0.50克冰醋酸在50毫升甲苯中的混合物在100℃加熱2小時，同時用氮氣流除去甲醇蒸氣。于70℃加入50毫升己烷，在25℃濾出產品，用己烷洗滌，得8.0克(94％)標題化合物，熔點168-169℃。1H NMR(CDCl3)δ1.9(m，4H)，2.55(t，1H，J＝2.4Hz)，2.74(t，2H，J＝6Hz)，3.67(t，2H，J＝6Hz)，4.74(d，2H，J＝2.4Hz)，7.13(s，1H)，7.50(s，1H).
實施例2A步制備2-[2，4-二氯-5-羥基苯基)亞肼基]-1-哌啶甲酸甲酯將18.5克乙酸鈉和320毫升干燥甲醇混合物冷至-20℃，加入實施例1A步產品28.8克，然后加入34.8克96％純的2，4-二氯-5-肼基苯酚鹽酸鹽。該混合物在-10-0℃攪拌1小時，然后倒N500毫升冰水中。將產品濾出，用三份100毫升水洗滌，真空干燥得44.6克標題化合物，為橙色固體。熔點158-159℃。1H NMR(DMSO-d6)δ1.7(m，4H)，2.5(t，2H，J＝5.4Hz)，3.5 7(t，2H，J＝5.4Hz)，3.64(s，3H)，7.00(s，1H)，7.25(s，1H)，8.15(br s，1H)，10.3(br s，1H).
B步制備2-(2，4-二氯-5-羥基苯基)-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮將50克A步產品和乙酸在甲苯中的5％溶液(100毫升)的混合物在65-70℃加熱3小時，同時用氮氣流除去甲醇。然后加入50毫升己烷，將混合物在室溫下過濾，依次用50毫升己烷和兩份5毫升冷異丙醇洗滌，干燥后得到37克標題化合物，熔點214-216℃(218-219℃，用含水乙醇重結晶)。1H NMR(DMSO-d6)δ1.8(m，4H)，2.6(t，2H，J＝6Hz)，3.50(t，2H，J＝6Hz)，7.09(s，1H)，10.9(br s，1H).
權利要求
1.制備式IV所示化合物的方法， 其中X是氯或溴，R2是C1-C6烷基，Z是CH或O，包括使式V化合物與一種無水酸在-40-40℃反應， 其中R2和Z定義同前述。
2.權利要求1所述的方法，其中式IV化合物與式III所示的肼或其鹽在適當溶劑和一種無水結合劑存在下于-40℃-80℃溫度下反應，生成式II化合物 其中Q是 R1是H，鹵素，OH，C1-C6烷基，C1-C6鹵代烷基，C1-C6烷氧基，C1-C6鹵代烷氧基，C1-C6烷硫基，C1-C6鹵代烷硫基，C2-C6鏈烯氧基，C2-C6鏈烯硫基，C2-C6鹵代鏈烯氧基，C2-C6鹵代鏈烯硫基，C3-C6炔氧基，C3-C6炔硫基，C3-C6鹵代炔氧基，C3-C6鹵代炔硫基，C2-C6烷羰基，C2-C6烷氧羰基，C4-C8鏈烯氧基羰基，C3-C8烷羰基烷氧基，C3-C8烷羰基烷硫基，C3-C8烷氧羰基烷氧基，C3-C8烷氧羰基烷硫基，C5-C8鏈烯氧羰基烷氧基，C5-C8鏈烯氧基羰基烷硫基，苯氧基和苯硫基，其中苯基可任選地帶鹵素取代基；R2是C1-C6烷基；R3是H，C1-C6烷基，C1-C6鹵代烷基，C2-C6烷氧基烷基，C3-C6鏈烯基，C3-C6炔基和 R4是H，C1-C3烷基和鹵素；R5是H，鹵素，C1-C3烷基，C1-C3鹵代烷基，環丙基，乙烯基，C2炔基，CN，C(O)R6，C(O)2R6，C(O)NR6R7，CR8R9CN，CR8R9C(O)R6，CR8R9C(O)2R6，CR8R9C(O)NR6R7，CHR8OH，CHR8OC(O)R6和OCHR8OC(O)NR6R7；R6和R7獨立表示H和C1-C4烷基；R8和R9獨立表示H和C1-C4烷基；W是O和S；Z是CH2和O；m是1-5和n是1-3；當m或n大于1時，R1可以相同或獨立選自規定的取代基。
3.權利要求2所述的方法，其中式II化合物在0-150℃、任選地在一種溶劑和一種酸催化劑存在下加熱，生成式I化合物，
4.權利要求3所述的方法，其中Q是Q-1。
5.權利要求4所述的方法，其中式I化合物選自下面一組化合物2-[2，4-二氯-5-(2-丙炔基氧)苯基]-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮；[[2-氯-4-氟-5-(5，6，7，8-四氫-3-氧代-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-2(3H)-基)苯基]硫代]乙酸乙酯；和2-(2，4-二氯-5-羥基苯基)-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮。
6.權利要求3所述的方法，其中Q是Q-2。
7.權利要求6所述的方法，其中式I化合物是2-(5，7-二氯-2，3-二氫-2-甲基-4-苯并呋喃基)-5，6，7，8-四氫-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-3(2H)-酮。
8.權利要求3所述的方法，其中Q是Q-3。
9.權利要求3所述的方法，其中Q是Q-4。
10.權利要求9所述的方法，其中式I化合物是6-(5，6，7，8-四氫-3-氧代-1，2，4-三唑并[4，3-a]吡啶-2(3H)-基)-4-(2-丙炔基)-2H-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮。
11.式II和式IV所示化合物 其中Q是 R1是H，鹵素，OH，C1-C6烷基，C1-C6鹵代烷基，C1-C6烷氧基，C1-C6鹵代烷氧基，C1-C6烷硫基，C1-C6鹵代烷硫基，C2-C6鏈烯氧基，C2-C6鏈烯硫基，C2-C6鹵代鏈烯氧基，C2-C6鹵代鏈烯硫基，C3-C6炔氧基，C3-C6炔硫基，C3-C6鹵代炔氧基，C3-C6鹵代炔硫基，C2-C6烷羰基，C2-C6烷氧羰基，C4-C8鏈烯氧基羰基，C3-C8烷羰基烷氧基，C3-C8烷羰基烷硫基，C3-C8烷氧羰基烷氧基，C3-C8烷氧羰基烷硫基，C5-C8鏈烯氧羰基烷氧基，C5-C8鏈烯氧基羰基烷硫基，苯氧基和苯硫基，其中苯基可任選地帶鹵素取代基；R2是C1-C6烷基；R3是H，C1-C6烷基，C1-C6鹵代烷基，C2-C6烷氧基烷基，C3-C6鏈烯基，C3-C6炔基和 R4是H，C1-C3烷基和鹵素；R5是H，鹵素，C1-C3烷基，C1-C3鹵代烷基，環丙基，乙烯基，C2炔基，CN，C(O)R6，C(O)2R6，C(O)NR6R7，CR8R9CN，CR8R9C(O)R6，CR8R9C(O)2R6，CR8R9C(O)NR6R7，CHR8OH，CHR8OC(O)R6和OCHR8OC(O)NR6R7；R6和R7獨立表示H和C1-C4烷基；R8和R9獨立表示H和C1-C4烷基；W是O和S；X是Cl和Br；Z是CH2和O；m是1-5和n是1-3；當m或n大于1時，R1可以相同或獨立選自上述定義的取代基。
全文摘要
本發明涉及制備式(I)化合物的方法，其中Q和Z如說明書中所定義。本發明還涉及式Ⅱ和Ⅳ的中間體，其中Q、X、Z和R
文檔編號C07D265/30GK1119857SQ94191580
公開日1996年4月3日 申請日期1994年3月8日 優先權日1993年3月26日
發明者R·夏皮羅 申請人:納幕爾杜邦公司