專利名稱：一種三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
上個(gè)世紀(jì)八十年代以磺酰脲類超高效除草劑為代表的乙酰羥酸合成酶(AHAS)抑制劑的發(fā) 現(xiàn)，是農(nóng)藥化學(xué)發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑，它標(biāo)志著除草劑化學(xué)已經(jīng)開始邁上超高效、低毒、 低殘留的全新發(fā)展道路。其中三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑就是乙酰羥酸合成酶(AHAS)抑制劑 的重要代表。闊草清(Flumetsulam) , N-2, 6_二氟苯基-5-甲基-l， 2, 4-三嘩并[1, 5-a]嘧啶-2-磺酰胺是美國(guó)陶氏益農(nóng)公司九十年代初開發(fā)的第一個(gè)商品化的三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑。 其高效、廣譜，能防除大多數(shù)一年生及多年生闊葉雜草，可用于大豆、玉米、小麥與大麥、豌 豆、苜蓿等。其缺點(diǎn)是在土壤中降解慢，殘效期長(zhǎng)，影響后茬作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。本發(fā)明以闊 草清分子為基礎(chǔ)，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)、合成了一種高效、殘留期短、對(duì)作物更安全的 三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于探索除草活件好、殘留期短、對(duì)作物更安全的化合物，提供一種新 型的三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑及其制備方法和用途。該除草劑的化學(xué)名稱為N-2， 6-: 基-5-甲氧基-1， 2， 4-三唑并[l, 5-a]嘧啶-2-磺酰胺，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如工
<formula>formula see original document page 3</formula>
上述反應(yīng)中，中間體II與氯氣反應(yīng)得到中間體III，接著再與2， 6-二氟苯胺在堿的 作用下反應(yīng)。第一歩的反應(yīng)溶劑為水、二氯甲烷、氯仿的一種或它們的混合物，最佳溶劑 為水與二氯甲垸的混合溶液，水和二氯甲垸的體積比為丄丄。反應(yīng)溫度為0—5'C，反應(yīng)時(shí) 間為4 6小時(shí)，中間體II與氯氣反應(yīng)的物質(zhì)的量配比為1: 5。第二歩的反應(yīng)溶劑為二氯 甲烷或氯仿，反應(yīng)所用的堿為吡啶、三乙胺、碳酸鈉或碳酸鉀，最佳的堿為吡啶，反應(yīng)溫度為室溫(10~30°C),反應(yīng)時(shí)間為4 6小時(shí)，中間體ITI與2， 6-二氟苯胺、吡啶反應(yīng) 的物質(zhì)的量配比為1: 1. 5: 3. 0。
中間體II參照文獻(xiàn)(European Patent 0,142,152, 1984)所述的制備方法制備。合
成路線如下
<formula>formula see original document page 4</formula>
本發(fā)明提供的除草劑與除草劑闊草清相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.活性高。室內(nèi)盆栽除草活性結(jié)果表明在37.5-150克有效成分/公頃的劑量下對(duì)小 藜、芥菜、馬齒莧、野薺菜的活性高于闊草清。
2. 對(duì)作物安全。作物安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果顯示在75-300克有效成分/公頃的劑量下對(duì) 水稻、玉米和小麥安全，其對(duì)作物的安全性遠(yuǎn)高于闊草清。
3. 殘效期短。上壤降解試驗(yàn)結(jié)果顯示其在土壤中的半衰期為11天，而在相同條件下 闊草清的半衰期為15天。


圖1闊草清的半衰期曲線
圖2本發(fā)明化合物T的半衰期曲線
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一歩說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)施例1
化合物I——N-2, 6-二氟苯基-5-甲氧基-1, 2, 4-三唑并[l, 5-a]嘧啶-2-磺酰胺的制備 中間體2——3-氨基-5-芐硫基-1，2，4-三唑的合成
將8. 0克(O. 2摩爾)氫氧化鈉溶于100毫升水中，攪拌下加入3-氨基-5-巰基-1, 2, 4-三咪23.2克(0. 2摩爾)，繼續(xù)攪拌O. 5小時(shí)后，滴加溶于20毫升乙醇的25.2克(0.2摩 爾)溴化芐，滴畢，常溫?cái)嚢?，薄層層析跟蹤反?yīng)至原料點(diǎn)消失，反應(yīng)約需6小時(shí)，抽濾， 濾液減壓濃縮得淺黃色固體39. 2克，收率95%。中間體3——2-芐硫基-5， 7-二羥基-1， 2， 4三唑并[l， 5-a]嘧啶的合成
在250毫升三頸瓶中加入60毫升無(wú)水甲醇，分批加入6. 9克金屬鈉，再加入45毫升無(wú) 水乙醇和30. 9克(O. 15摩爾)3-氨基-5-芐硫基-l，2,4-三唑，36克(0. 225摩爾)丙二酸二 乙酯，回流反應(yīng)5天。冰浴冷卻，過(guò)濾，濾餅溶于1600毫升水中，濃鹽酸酸化至pH值為 1，析出大量白色固體，過(guò)濾，真空干燥，得白色固體26.3克。收率94%，熔點(diǎn)202-209°C (分解)[文獻(xiàn)值，199-210 。C (分解)]。iHNMR(400MHz，DMSO): S 4.38 (s， 2H)， 7.26-7.42 (m， 6H), 12.92 (br s, 2H)。
中間體4——2-芐硫基-5， 7-二氯-1, 2, 4三唑并[l， 5-a]嘧啶的合成 在100亳升圓底燒瓶中加入11克(0.04摩爾)2-芐硫基-5， 7-二羥基-1， 2， 4三唑并 [1,5-a]嘧啶和57毫升(0.6摩爾)三氯氧磷，回流反應(yīng)至原料點(diǎn)消失，減壓蒸餾除去三氯 氧磷，殘余物倒入IOO毫升冰水屮，25亳升二氯甲烷萃取兩次，無(wú)水硫酸鎂干燥，減壓脫 去溶劑，得淺黃色固體8. 7克，收率70%。熔點(diǎn)102-104°C [文獻(xiàn)值97-IO(TC]. 4麗R(400 MHz, CDC13): S4.52(s，2H)' 7. 13(s, 1H)， 7. 25-7. 30 (m, 3H), 7. 47 (d, 2H,/=7. 2Hz)。 中間體5——2-芐硫基-5-氯-1， 2， 4三唑并[l, 5-a]嘧啶的合成 在丄OO毫升三頸瓶中加入11克(O. 035摩爾)2-芐硫基-5， 7-二氯-1， 2， 4三f^并[1， 5-a] 嘧啶，4. 37克冰乙酸，18毫升無(wú)水甲醇，7克銅-鋅試劑(l克硫酸銅溶解在20毫升水中， 加入15克鋅粉，常溫?cái)嚢?小時(shí)，抽濾，l(XTC真空干燥12小時(shí))，60毫升新蒸的四氫呋 喃，室溫?cái)嚢柚猎宵c(diǎn)消失，硅藻土過(guò)濾，減壓下脫去溶劑得淺黃色固體8. 8克。收率91%， 熔點(diǎn)123-125 。C [文獻(xiàn)值125-127°C]。 NMR (400 MHz, CDC13) : 5 4. 50 (s, 2H) ， 7.05 (d, 1H，.戶7. 2 Hz)， 7.25—7.32 (m，3H)， 7.45 (d, 2H,/= 7. 2Hz), 8. 61 (d， 1H'/=7. 2 Hz)。
中間體n的合成
在100毫升三頸瓶中加入6. 0克(O. 022摩爾)2-芐硫基-5-氯-1, 2， 4三唑并[l， 5-a]嘧 啶與25毫升無(wú)水甲醇，室溫?cái)嚢柘碌渭?5%甲醇鈉的甲醇溶液5. 0克(23. 8摩爾)，繼續(xù)室 溫溫?cái)嚢?，HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)至原料反應(yīng)完全，將反應(yīng)液傾入100毫升水中，用3摩爾/升的 鹽酸溶液中和節(jié)中性，析出大量固體，抽濾，水洗，干燥得白色固體4. 5克。收率76%， 熔點(diǎn)124-126°C [文獻(xiàn)值126-128 °C]. l誦R(400 MHz, CDC13): ".08(s, 3H)，4. 52(s， 2H) , f). 49 (d， 1H' >7. 2Hz) ， 7. 26-7. 34 (m, 3H) ， 7, 46 (d， 2H, /=7. 2Hz) ， 8. 40 (d, 1H， /=7. 2Hz).
化合物I的制備
在250毫升三頸瓶中加入10.9克(0.04摩爾)中間體(工I)、 100毫升二氯甲垸、100 毫升水，攪拌，冰水浴冷卻至0'C，通入氯氣，保持反應(yīng)溫度在5'C以下，薄層層析跟蹤至
5原料點(diǎn)消失，約需卜2小時(shí)，停止通氯氣，繼續(xù)攪拌30分鐘，快速分出有機(jī)相，水層用 20毫升二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，無(wú)水硫酸鎂干燥，減壓蒸去部分溶劑直接用于下歩反 應(yīng)。
將7. 8克(0. 06mol) 2, 6-二氟苯胺溶于50毫升吡啶，攪拌下滴入上述所得溶液中， 室溫繼續(xù)攪拌，薄層層析跟蹤至原料點(diǎn)消失，反應(yīng)約需10小時(shí)，減壓蒸除溶劑，加入IOO 毫升二氯甲垸和200亳升0. 5摩爾/升的氫氧化鈉水溶液，攪拌，分液，水層用稀鹽酸酸化， 生成大量固體，抽濾，烘干，丙酮重結(jié)晶，得目標(biāo)化合物(I) 5.2克，收率38% (兩歩一 起)，熔點(diǎn)230-231 °C; !H讀(400 MHz， DMSO) : 5 4. 05(s, 3H) ， 7.05(d, 1H' ,7. 2Hz), 7. 12(d'2H, ,8. OHz)， 7. 41(t， 1H, /=8. OHz) ， 9. 24 (d， 1H'戶7. 2Hz)， 10. 75(bs， 1H). ESI-MS:m/z(。/。)342([M+lD ， 340([M-1]+);元素分析C2H9F2N503S，計(jì)算 值C， 42.23; H， 2.66; N, 20. 52;實(shí)測(cè)值C, 42. 12; H, 2. 57; N, 20. 36。
從下面的除草活性試驗(yàn)可以看出，本發(fā)明的式工化合物對(duì)闊葉雜草小藜、決明、芥菜、 反枝莧、醴腸、巻耳、馬齒莧、苘麻和野薺菜具有顯著的除草活性。
實(shí)施例2
除草活性試驗(yàn)(溫室盆栽法)
A試材培養(yǎng)
試驗(yàn)用土為未使用農(nóng)藥地帶收集的田園土、山土和購(gòu)買的已腐熟有機(jī)土，按體積比 1:1:1配制，混合攪拌均勻后作為試驗(yàn)專用土。分別取口徑9.5厘米、深8厘米花盆，將 土壤裝滿花盆的3/4。加水待土壤完全濕潤(rùn)后，分別將九種闊葉草和三種禾本科雜草種子 播入盆內(nèi)，每種雜草保證10 15粒種子，播種后，覆1 3厘米厚混沙細(xì)土，待花盆內(nèi)土壤 吸水飽和后，放掉花盆底部積水，然后置于溫室內(nèi)培養(yǎng)生長(zhǎng)。每天補(bǔ)水，使土壤濕度保持 80% (相對(duì)濕度)左右，生長(zhǎng)溫度15 3(TC，空氣濕度50%以上。待禾本科雜草長(zhǎng)至2葉 期、闊葉雜草真葉期時(shí)，進(jìn)行芽后莖葉噴霧處理。
B試驗(yàn)方法
采用溫室盆栽法，在不同劑量下對(duì)12種靶標(biāo)雜草進(jìn)行芽后處理，靶標(biāo)雜草為9種闊
6葉雜草小藜(C77ewo/ 0(i/w附a/6扁)、決明 (CVmz'a ora )、.芥菜(_5ra'ctt/wwcea)、 反 豐支莧(^4附anzM,/iKS fefrq/Zext(s)、醴腸(五cftptoj ras"afe)、巻耳(Cerflsritiwi arvewse)、馬齒莧 (PoWK/a!ca o/erace )、苘麻(爿6m"/cw Aeop/zraW)、野養(yǎng)菜(CaWa附Zwe丄z'朋)；3禾中未 本禾斗雜草禾卑草(￡W z'"ocA/off cmsga〃z.)、 馬唐("z'g/a Wa ^fl"gw,""fc)、大狗尾草(Xe/w'a 處理劑量分別設(shè)置為150克有效成分/公頃、75克有效成分/公頃、37.5克有效成 分/公頃。每處理3次重復(fù)，與闊草清對(duì)照。噴霧裝置為3WPSHZ-500自動(dòng)噴霧塔，噴藥 面積0.132米2，藥液量10毫升，工作壓力0.2兆帕，著液量40%。處理后置入溫室中生 長(zhǎng)，生長(zhǎng)溫度15 30'C;定時(shí)觀察植株反應(yīng)癥狀，并于藥后15天藥效完全發(fā)揮時(shí)，按照抑 制率分為4個(gè)等級(jí)90《A《100%; 80《B<90%， 50《C〈80%; D <50%。測(cè)定結(jié)果見表
表1化合物I的除草活性測(cè)定結(jié)果
劑量
名稱CACTBJAREPCARPOATCHLECDSSF
g. ai/'ha
37. 5BCBBAAABADD13
化合物
75BcABAAABADDD
150ABAAAAAAADI)C
37. 5DBBBAABBBDDD
闊草潔75CBBBAAABADCD
150BABAAAAAACBC
表中CA代表小藜(C7ze"o/ oA.wm a/6wm)、 CT寸戈表決明(Caw/a tora )、 BJ代表芥菜(5raM 'ca 力置eu)、 AR代表反枝莧(J謹(jǐn)ra"/te "eZ/-。/Ze;a )、 EP代表醴腸(Ec一" pr。rfr她)、CAR 代表巻耳(Ceras"w.m arv'e,"e)、 P0代表馬齒莧CPo,'/Waca oferacea)、 AT代表尚麻(/t6t"'7<9 /72eo/)/ ra51/1/)、 CHL代表里予薺菜(Carckrmz'we /n'r仰ta Ziww)、EC f^表禾卑草(i c/ /"oc/z/013 cn^ga〃z')、 DS代表馬唐(D/g7'Wz'a M"g7,〃'"afo)、 SF代表大狗尾草 (iS"池〃'fl/^6er//)。
實(shí)施例3
作物安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)
A試材培養(yǎng)
試驗(yàn)用土為未用藥地塊收集的田園土、山土和購(gòu)買的已腐熟有機(jī)土，按體積比1:1:1 配制，混合攪拌均勻后作為試驗(yàn)1 用土。取口徑12厘米的花盆，將土壤裝滿花盆的3/4。 加水待土壤完全濕潤(rùn)后，分別將各作物種子播入盆內(nèi)，每種5 8粒種子，播種后，覆1~3 厘米厚混沙細(xì)土，待花盆內(nèi)土壤吸水飽和后，放掉花盆底部積水，然后置于溫室內(nèi)培養(yǎng)生 長(zhǎng)。每天補(bǔ)水，使土壤濕度保持80。/。RH左右，生長(zhǎng)溫度15 35。C，空氣濕度50%以上。
7B試驗(yàn)方法
采用溫室盆栽法，對(duì)6種作物水稻、棉花、大豆、玉米、油菜和小麥進(jìn)行芽后噴霧處 理。處理劑量為150克有效成分/公頃、75克有效成分/公頃、37.5克有效成分/公頃。每 處理3次重復(fù)，與闊草清對(duì)照。噴霧裝置為AJXP-1098自動(dòng)噴霧塔，噴藥面積0.132米2， 藥液量10毫升，工作壓力0.2MPa，著液量40y。。處理后置入溫室中生長(zhǎng)，生長(zhǎng)溫度15 35'C; 定時(shí)觀察植株反應(yīng)癥狀，并于藥后25天左右按0 100%目測(cè)法評(píng)價(jià)安全性，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表 2。化合物I對(duì)作物安全性的試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表2:作物安全性測(cè)試目測(cè)法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
作物安全性綜合評(píng)語(yǔ) (對(duì)植株抑制、畸形、白化、死亡等影響程度)
植物毒性(％)
0同對(duì)照，無(wú)影響，安全
10稍有影響，藥害很輕
20~40有影響，藥害明顯，淘汰
50~70明顯影響生長(zhǎng)，藥害嚴(yán)重，淘汰
80嚴(yán)重影響生長(zhǎng)，藥害較嚴(yán)重，淘汰
90嚴(yán)重影響生長(zhǎng)，大部分死亡，藥害非常嚴(yán)重，淘汰
95植株基本死亡，藥害非常嚴(yán)重，淘汰
100全部死亡，淘汰
表3化合物I對(duì)作物安全性的試驗(yàn)結(jié)果
名稱劑* (g.ai/ha)水稻棉花大豆玉米油菜小麥
化合物75020600700
150030800800
300100/10
闊草清75608080307050
實(shí)施例4 土壤降解試驗(yàn)
A試材培養(yǎng)
試驗(yàn)用土為未用藥地塊收集的田園土 (PH值5.31，有機(jī)質(zhì)含量為2.84克/公斤)，將 化合物I和闊草清用甲醇配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液，按5毫克/公斤土壤的量分別施入被試驗(yàn)的十壤 中，混勻，室溫風(fēng)干，放入室外，每隔一天取樣一次備測(cè)。
B樣品前處理
將取樣的土壤風(fēng)干，粉碎并過(guò)40目篩，稱取1克上述土壤樣品放入50毫升的具塞錐 形瓶中，加人甲醇和水(V(甲醇)V(水卜9: 1)5毫升，置振蕩機(jī)上振蕩30分鐘，過(guò)濾， 濾液轉(zhuǎn)入25毫升的梨形瓶中，分別加入5毫升0.1摩爾/升的氯化鉀溶液和2毫升0.2摩爾/升的鹽酸溶液，振蕩，5毫升二氯甲烷萃取，減壓蒸去二氯甲烷，殘余物用甲醇和水(V(甲 醇)V(水卜l: 1)1毫升溶解以備高效液相色譜進(jìn)行成份分析。
C高效液相色譜法測(cè)定化合物I和闊草清在土壤中的半衰期
安捷倫(Agilent) 1100型高效液相色譜儀，XBPC18色譜柱(250mmX4.6mm， i. d.， 5um)，流動(dòng)相為甲醇和磷酸緩沖液(V(甲醇)V(磷酸緩沖液一50: 50， pH=3.0)，流速 0.8毫升/分鐘，靈敏度0.04AUFS，進(jìn)樣量2微升，檢測(cè)波長(zhǎng)225納米.采用兩點(diǎn)校正曲 線法定量。結(jié)果見表4、圖1和圖2。圖1是闊草清在土壤中的半衰期曲線，圖2是化合物 I在土壤中的半衰期曲線。
表4該方法的線性方程和檢出限量
樣品線性范圍(微克/毫升)線性方程檢出限量(納克/毫升)
化合物(I)0.01-5Y=120.8x+0.060.99890.254
闊草清0.01-5Y=120.5x-2.410.99970.266
9
權(quán)利要求
1. 一種三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑，其特征是該該除草劑的化學(xué)名稱為N-2，6-二氟苯基-5-甲氧基-1，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰胺，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如I
2.權(quán)利要求1所述的化合物I的制備方法，其特征在于，使通式II所表示 的化合物與氯氣反應(yīng)得到通式III所表示的化合物，化合物UI再與2， 6-二氟 苯胺進(jìn)行反應(yīng)，<formula>formula see original document page 2</formula>
3、 權(quán)利要求1所述的一種三用作對(duì)小藜除草劑的有效成分，應(yīng)
4、 權(quán)利要求1所述的一種三 用作對(duì)決明除草劑的有效成分，應(yīng)
5、 權(quán)利要求1所述的一種三用作對(duì)芥菜除草劑的有效成分，應(yīng)
6、 權(quán)利要求1所述的一種 用作對(duì)反枝莧除草劑的有效成分，
7、 權(quán)利要求1所述的一種三 用作對(duì)醴腸除草劑的有效成分，應(yīng)
8、 權(quán)利要求1所述的一種二用作對(duì)巻耳除草劑的有效成分，應(yīng)
9、 權(quán)利要求1所述的一種三 用作對(duì)馬齒莧除草劑的有效成分，
10、 權(quán)利要求1所述的一種三 用作對(duì)苘麻除草劑的有效成分，應(yīng)
11、 權(quán)利要求1所述的一種三 用作對(duì)野薺菜除草劑的有效成分<formula>formula see original document page 2</formula> I 。唑并嘧啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用，其特征在于 用劑量為75 150克有效成分/公頃。 唑并嘧啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用，其特征在于 用劑量為150克有效成分/公頃。 唑并嘧啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用 用劑量為37. 5 150克有效成分 唑并嘧接磺酰胺類除草劑的應(yīng)用 應(yīng)用劑量為37. 5 150克有效成分/公頃。 唑并噴啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用，其特征在于 用劑量為37. 5 150克有效成分 唑并l密啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用 用劑量為37. 5 150克有效成分 啤并嘧啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用 應(yīng)用劑量為37. 5 150克有效成分/公頃。 唑并嘧啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用，其特征在于 用劑量為37. 5 150克有效成分/公頃。 唑并嘧啶磺酰胺類除草劑的應(yīng)用，其特征在于 應(yīng)用劑量為37. 5 150克有效成分/公頃。其特征在于 '公頃。 其特征在于'公頃。其特征在于 '公頃。其特征在于
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑及其制備方法和用途，該除草劑的化學(xué)名稱為N-2，6-二氟苯基-5-甲氧基-1，2，4-三唑并[1，5-a]嘧啶-2-磺酰胺，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如I。該化合物對(duì)闊葉雜草小藜、決明、芥菜、反枝莧、醴腸、卷耳、馬齒莧、苘麻和野薺菜具有顯著的除草活性。與商品化藥劑闊草清比具有藥效高，殘留期短，對(duì)作物更安全等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A01N43/90GK101485320SQ20091006083
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者劉祖明, 楊光富, 陳超南 申請(qǐng)人:華中師范大學(xué)