Карточка патентного документа
СПОСОБ БОРЬБЫ С НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ
(51) МПК
А01N 43/50, 43/40, 43/42
(45) Опубликован
26.11.1996
Сведения о документе ▾
- (11) TJ Номер документа
- 61
- (13) Код типа документа
- P
- (51) МПК
- А01N 43/50, 43/40, 43/42
- (45) Дата публикации
- 26.11.1996
- Статус
- Прекратил действие
Заявка ▾
- (21) Рег. номер заявки
- 94000108
- (31) Конвенционный приоритет
- 155909
- (32) Дата подачи конв. заявки
- 02.06.1980
- (33) Страна приоритета
- US
Лица ▾
- (71) Заявитель(и)
- Америкэн Цианамид Компани (US)
- (72) Автор(ы)
- Маринус Лос (US)
- (73) Патентообладатель(и)
- Америкэн Цианамид Компани (US)
(57)Реферат
Использование: сельское хозяйство, хими¬ческие способы защиты растений. Сущность изобретения: растения или почву, на которой произрастают растения, обрабатывают произ-водным пиридина общей формулы (1), где R1 –метил,R2-этил, изопропил: А-СООR3, CONHOH, 1,3-оксазолинил-2; R3-водород,С1-С3-алкил, цианометил, 2-хлораллил,2-пропинил, 1,1 -диметил-2пропинил,2,2,2-трихлорэтил, фурфурил, катион, вы¬бранный из группы натрий, кальций, изопропиламмоний, диизопропиламмоний, таллоам¬моний, В водород, COR4, где R4 - метил, п - хлорфенил, п - нитрофенил, п-метоксифенил, при условии, что когда В — COR4, А — COOR3, где R3 отличен от водорода или солеобразующего катиона, W- кислород; Z не является изопропиламиногруппой; W кислород или сера; Y -- водород, C1- С3- алкил, C1- Сз- алкокси, диметиламино, диэтиламино, фенил, циано; Z водород, C1-С3- алкил, этокси, метилтио, трифторметил, изопропиламино, диметиламино, фенил; Y и Z совместно образуют группу C(L)=C(M) C(Q)=C(R), где L водород, бром, метил; М водород, хлор, бром, фтор; Q водород, этокси; R -водород, хлор, метокси, при условии, что толь¬ко один из радикалов L, M, Q или R может представлять собой заместитель, отличный от водорода, галогена или алкокси, и когда W кислород и A COOR3 при условии, что R3 не может быть ненасыщенным алкилом, Y не мо¬жет быть диметиламино, диэтиламино, Z не может быть метилтио, диэтиламино, изопропи-ламино, в количестве 0,032-1,00()кг/га. 3 табл., 8 пр.
Формула изобретения
Способ борьбы с нежелательной расти¬тельностью путем обработки растений и почвы, на которой будут произрастать растения, производным пиридина, о тличаю щ и й с я тем, что, с целью усиления гербицидного действия, в качестве произ¬водного пиридина используют соединение общей формулы
где R1 – метил
R2 – этил, изопропил
A- COOR3, CONHOH, 1,3-оксазолинил-2;
R3- водород, C1-Сз-алкил, цианометил, 2-хлораллил, 2-пропинил, 1,1-диметил-2-пропинил, 2,2,2-трихлорэтил, фурфурил, ка¬тион, выбранный из группы натрий, кальций, изопропиламмоний, диизопропиламмоний, таллоаммоний;
В - водород, C0R4, где R4 - метил, п- хлорфенил, п-нитрофенил, п-метоксифенил, при условии, что, когда В - COR4, А - COOR3, где R3 отличен от водорода или солеобразующего катиона, W - кислород, Z не является изопропиламиногруппой;
W - кислород или сера;
Y - водород, C1-Сз-алкил, C1-Сз-алкокси, диметиламино, диэтиламино, фенил, циано;.
Z-водород, С1 - Сз-алкил, этокси, метилтио, трифторметил, изопропиламино, диме-тиламино, фенил;
Y и Z совместно образуют группу -C(L) = С(М) - C(Q) - C(R), где L - водород, бром,
метил; М - водород, хлор, бром, фтор, Q - водород, этокси; R - водород, хлор, метокси, при условии, что только один из ради¬калов L, M, Q или R может представлять собой заместитель, отличный от водорода, галогена или алкокси, и когда W- кислород и А - COOR3, при условии, что R3 не может быть ненасыщенным алкилом, Y не может быть диметиламино, диэтилами¬но, Z не может быть метилтио, диметила¬мино, изопропиламино, в количестве 0,032-1,000 кг/га.
где R1 – метил
R2 – этил, изопропил
A- COOR3, CONHOH, 1,3-оксазолинил-2;
R3- водород, C1-Сз-алкил, цианометил, 2-хлораллил, 2-пропинил, 1,1-диметил-2-пропинил, 2,2,2-трихлорэтил, фурфурил, ка¬тион, выбранный из группы натрий, кальций, изопропиламмоний, диизопропиламмоний, таллоаммоний;
В - водород, C0R4, где R4 - метил, п- хлорфенил, п-нитрофенил, п-метоксифенил, при условии, что, когда В - COR4, А - COOR3, где R3 отличен от водорода или солеобразующего катиона, W - кислород, Z не является изопропиламиногруппой;
W - кислород или сера;
Y - водород, C1-Сз-алкил, C1-Сз-алкокси, диметиламино, диэтиламино, фенил, циано;.
Z-водород, С1 - Сз-алкил, этокси, метилтио, трифторметил, изопропиламино, диме-тиламино, фенил;
Y и Z совместно образуют группу -C(L) = С(М) - C(Q) - C(R), где L - водород, бром,
метил; М - водород, хлор, бром, фтор, Q - водород, этокси; R - водород, хлор, метокси, при условии, что только один из ради¬калов L, M, Q или R может представлять собой заместитель, отличный от водорода, галогена или алкокси, и когда W- кислород и А - COOR3, при условии, что R3 не может быть ненасыщенным алкилом, Y не может быть диметиламино, диэтилами¬но, Z не может быть метилтио, диметила¬мино, изопропиламино, в количестве 0,032-1,000 кг/га.
Описание
Изобретение относится к химическим способам защиты растений, а именно к способу борьбы с нежелательной растительностью на основе производных пиридина.
Известен способ борьбы с нежелатель¬ной растительностью на основе 2,6-днметокси-4-метилникотиннитрила. Однако он неэффек¬тивен.
Известен способ борьбы с нежелатель¬ной растительностью, использующий в ка¬честве действующего начала 4-амино-3,5,6-трихлорпиколиновую кислоту (тордон). Однако он неэффективен по отношению к просу петушьему, сыти круглой, овсюгу.
Целью изобретения является усиление гербицидного действия.
Указанная цель достигается путем об¬работки растений и почвы, на которой произрастают растения производным пиридина общей формулы
где R1-метил
R2 - этил, изопропил;
A-COOR3, CONHOH, 1,3-оксазолинил-2;
R3 - водород; С1-С3 - алкил, цианометил, 2-хлораллил, 2-пропинил, 1,1-диметил, 2-пропинил, 2,2,2-трихлорэтил, фурфурил, катион, выбранный из группы натрий, каль¬ций, изопропиламмоний, диизопропиламмоний, таллоаммоний;
В - водород, COR4, где R4 - метил, п-хлорфенил, п-нитрофенил, п-метоксифенил при условии, что когда В - COR4A представ¬ляет собой COOR3, в котором R3 отличен от водорода или солеобразующего катиона; W - кислород; Z не является изопропиламиногруппой;
W -кислород или сера;
У - водород, C1-С3-алкил, C1-С3-алкокси, диметиламино, диэтиламино, фенил, циано;
Z - водород, C1-С3-алкил, этокси, метилтио, трифторметил, изопропиламино, диме-тиламино, фенил;
Y и Z совместно образуют группу C(L) = С(М) - C(Q) = C(R), где L - водород, бром, метил;
М - водород, хлор, бром, фтор;
Q - водород, этокси;
R - водород, хлор, метокси,
при условии, что только один из радикалов L, М, Q или R может представлять собой заместитель, отличный от водорода, галоге¬на или алкокси, и когда W - кислород и А COOR3 при условии, что R3 не может быть ненасыщенным алкилом, Y-не может быть диметиламино, диэтиламино, Z не может быть метилтио, диметиламино, изопропила¬мино, а количестве 0,032 - 1,000 кг/га.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридина формулы (1), в которой А -COOR3, a R3 - заместитель, отличный от во¬дорода или солеобразующего катиона, и R1, R2, Y и Z - описаны выше могут быть пол¬учены по реакции имидазопирролопиридиндиона с подходящим спиртом, и соответствующим алкилатом щелочного ме¬талла при 2О-5О°С
В этих реакциях спирт может выполнять роль реагента и растворителя. В этой ситу¬ации вторичный растворитель не требуется.
Однако при использовании для реакции до¬рогостоящего растворителя, в реакционную смесь может быть добавлен менее дорогой вторичный растворитель, например диоксан, тетрагидрофуран или иной апротонный растворитель. Количество апротонного растворителя, добавляемого в реакционную смесь, может колебаться в широких преде¬лах..
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина могут быть преимущественно получены также из ацетамида диоксопирролопиридина его циклизацией сильным основанием, таким как 1,5-диазабицикло (5,5,0) ундец-5-ен (ДБУ), в присутствии инертного органического растворителя, на¬пример ксилола или толуола, с получением сырого имидазопирролопиридина формулы (III). Реакционную смесь нагревают до 100 —150°С и воду удаляют из реакционной смеси в ходе реакции с применением любых под¬ходящих средств, например водоотделите¬ля Дина-Старка. Затем к реакционной смеси добавляют минимум один эквивалент спирта, представленного формулой R3OH, где R3 - член указанной группы, отличный от водо¬рода или солеобразующего катиона, и пол¬ученную таким путем реакционную смесь нагревают до кипения с обратным холодильником при 100-150°С с получением сложного эфира 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина формулы.
Еще один вариант, относящийся к пол¬учению сложных эфиров 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридина формулы [1] основан на циклизации сложного эфира карбамоилни-котиновой кислоты с пятихлористым фосфо¬ром при повышенной температуре, как правило при 60-100°С. Реакцию предпочтительно проводят в присутствии' инертного органического растворителя, например то¬луола или бензолда. Достигается хороший выход хлористоводородной соли целевого сложного эфира формулы [1]. Хлористоводородную соль затем легко преобразуют в сложный эфир формулы [1] растворением соли присоединения кислоты в воде и нейт-рализацией полученного таким путем рас¬твора основанием, например карбонатом натрия или калия.
В еще одном варианте получения сложных эфиров 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридинов формулы [1] согласно изобретению проводят циклизацию сложного эфира карбамоилникотиновой кислоты с использова¬нием смеси пятихлористого фосфора и оксихлорида фосфора. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре на протяжении 4-8 ч, после чего РОСIз уда¬ляют в вакууме. Оставшийся остаток диспергируют в органическом растворителе, например толуоле. Растворитель отгоняют и остаток диспергируют в воде и нагревают до 80-100°С. После охлаждения рН водной смеси доводят до 5-6 бикарбонатом натрия и продукт экстрагируют в метиленхлорид с получением целевого сложного эфира 2-{2-имидазолин-2-ил) пиридина формулы [1].
Сложный эфир 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина формулы [1], в которой А -COOR3, R3 - алкил C1-С3, алкенил С3-С12, 2-хлораллил, 2-пропинил, 1,1-диметил-2-пропинил, a Y, Z, R1 и R2 описаны выше, может быть преобразован в соответствую¬щую гидроксаминовую кислоту по реакции с гидроксиламином при повышенном давле¬нии и температуре от 25 до 125°С. Эта реак¬ция может быть проведена в протонном растворителе, например низшем алканоле, или в апротонном растворителе, таком как тетрагидрофуран, диоксан и т.п.
Производные N-замещенного имидазолинона формулы [1], где В - COR4; W-O; R1, R2, R3, Y и Z - описаны выше, исключая случай, когда Y и Z являются алкиламино, гидрокси или гидрокси - низшеалкилом, могут быть получены по реакции соответст¬венно замещенного 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина избытком ацилгалогенида, ацилангидрида или сульфонилгалогенида как тактовым или в растворителе, например пиридине или толуоле при повышенной тем¬пературе от 50 до 125°С.
Сложные эфиры формулы [1], в которой В - водород, W - кислород, А –СОOR3. где R3 - алкил С1-С3, R1, R2, Y и Z определены выше, могут быть получены по реакции соответст¬вующей кислоты, т.е. когда А - СООН, с подходящим спиртом в присутствии катали¬тического количества сильной минеральной кислоты, такой как хлористоводородная кислота, серная кислота и т.п., при темпера¬туре от 50 до 100°С.
Кислота формулы [1], описанная выше, в которой А - СООН, В - водород, W -кислород, a R1, R2, Y и Z определены выше, также легко преобразуется в соответствую¬щий метиловый эфир по реакции с диазометаном при температуре от 0 до 25°С. Полученный таким путем метиловый эфир может быть затем введен в реакцию с алкилатом щелочного металла, например алкилатом натрия или калия, для удобства показанным как R3ONa. и подходящим спир¬том, представленным структурой R3OH, где R3 — алкил С1-С3, в случае необходимости замещенный фурилом, 2-хлораллидом.
В еще одном варианте осуществления изобретения, соединения формулы [1], в ко¬торой А - COOR3 и R3-водород, a R1,R2,Y и Z - определены выше, могут быть получены гидрогенолизом бензильного эфира имидазолинилпиридине, представленного формулой [XY], где R1, R2, Y и Z определены выше, с использованием палладиевого или платинового катализатора. В этой реакции бензиловый эфир формулы (XV) растворяют или диспергируют в органическом раство¬рителе, например низшем спирте, простом эфире, таком как диоксан, тетрагидрофуран и т.п., толуоле или ксилоле. Катализатор, предпочтительно палладий на угле добав¬ляют к смеси.и смесь нагревают до 20-25°С. Нагретую смесь затем обрабатывают газообразным водородом с получением целевой кислоты.
В альтернативе, кислоты формулы [1], в которой А - СООН, могут быть получены обработкой водного раствора сложного эфира формулы [1] сильным основанием.. На практике сложный эфир формулы [1] обычно обрабатывают одним эквивалентом основа¬ния в водном растворе и смесь нагревают до 20-50°С. Смесь затем охлаждают и доводят до рН 6.5-7,5, предпочтительно рН 7, добав¬лением сильной минеральной кислоты. Подобная обработка дает целевую кислоту.
Кислоты формулы [1], в которой А - СО¬ОН, В - водород, W - кислород, a Y, Z, R1 и R2 указаны выше, могут быть получены по реакции соответственно замещенного имидазолинона с алкиллитием предпочтитель¬но в присутствии инертного растворителя, такого как тетрагидрофуран, в атмосфере азота при температуре от -70 до –80оС. Полученную таким путем смесь затем обрабатывают гексаметилфосфорамидом и двуокисью углерода, предпочтительно, в инертном растворителе, например тетрагидрофуране, с получением целевого про¬дукта.
Соединения формулы [1], в которых А -COOR3 и R3 представляет собой солеобразующий катион, такой как щелочной металл, щелочноземельный металл, аммоний или алифатический аммоний, a R1, R2, Y и Z опи¬саны выше, могут быть получены растворе¬нием 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридиновой кислоты формулы [1] в подходящем растворителе с последующей обработкой раствора кислоты одним эквивалентом солеобразующего катиона. Для получения соединений, в которых солеобразующим катионом являет¬ся неорганическая соль, например, натрий, кальций, кислота формулы [1] может быть растворена или диспергирована в воде или низшем спирте или их смесях. Один эквива¬лент солеобразующего катиона обычно в ви¬де гидроокиси, карбоната, бикарбоната и т.п., но предпочтительно в виде гидроокиси, смешивают с раствором кислоты формулы [1]. По прошествии нескольких минут, сое¬динение формулы [1], в которой R3 - неорга¬нический солеобразующий катион, как правило выпадает в осадок и может быть выделено из смеси либо фильтрацией, либо азеотропной дистилляцией с использовани¬ем органического растворителя, например диоксана.
Для получения соединения формулы [1], в которой А - COOR3 и R3 - аммоний или органический аммоний, кислоту формулы [1] растворяют или диспергируют в органиче¬ском растворителе, например диоксан, тетрагидрофуран и т.п., и смесь обрабатывают одним эквивалентом аммиака или амина или гидроокиси тетраалкиламмония.
На практике спустя несколько минут соль аммония или органического аммония выпадает в осадок и может быть выделена любым известным методом, например фильтрованием или центрифугированием. Кроме того, реакционная смесь может быть концентрирована, остающийся растворите¬ле удален гексаном, а остаток затем высу¬шен для выделения аммониевой или органическоаммониевой соли формулы [1]. Многие из производных 2-(2-имидазолин-2-ил)-хинолина согласно изобретению могут быть получены по методикам, описан¬ным выше для 2-(2-имидазолин-2-ил)-пиридиновых соединений формулы[1].
Например, сложные эфиры2-(2-имидозолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты фор-мулы, где R3 - заместитель, отличный от водорода или солеобразующего катиона, а R1, R2, L, М, Q, и R описаны выше, могут быть получены обработкой диона подходящим спиртом и алкилатом щелочного металла при температуре от 20 до 50°С. В этих реак¬циях, как и в аналогичных реакциях получения пиридинов формулы [1], спирт выполняет функцию как реагента, так и растворителя. Как таковой вторичный рас¬творитель не требуется, но в случае необхо¬димости он может использоваться. При использовании вторичного растворителя предпочтительно употребление апротонного растворителя, такого как тетрагидрофуран или диоксан.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил)хинолин-карбоновой кислоты также мо¬гут быть получены из ацетамида диоксипирролохинолина, где R1, R2, L, M, Q и R описаны выше, их циклизацией сильным основанием, например 1,5-диазабицикло(5, 4,0) ундец-5-еном (ДБУ) в присутствии инер¬тного органического растворителя, напри¬мер ксилол или толуол, с получением сырого имидазопирролохинолиндиона. Реакционную смесь нагревают до 100--150°С и воду отделяют от реакционной смеси с примене¬нием водоотделителя Дина-Старка. Затем к реакционной смеси добавляют минимум один эквивалент спирта R3OH, где R3- выше описанный заместитель, но с исключением водорода и солеобразующих катионов, и таким путем полученную смесь нагревают до кипения с обратным холодильником при 100-150°С с получением сложного эфира.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты могут быть также получены циклизацией сложного эфи¬ра карбамоилхинолинкарбоновой кислоты с помощью пятихлористого фосфора при по¬вышенной температуре от 60 до 100°С. Ре¬акцию обычно проводят в присутствии инертного органического растворителя, на¬пример толуола или бензола, с получением хлористоводородной соли сложного эфира 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты. Обработка полученной таким обра¬зом галоидоводородной соли основанием, например карбонатом натрия или калия, дает тогда сложный эфир 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарболовой кислоты.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты образуются также циклизацией сложных эфиров карбамоилзинолинкарбоновой кислоты.
Циклизация сложного эфира карбамоилхинолинкарбоновой кислоты обеспечива¬ется его реагированием со смесью пятихлористого фосфора и оксихлорида фосфора. Реакционную смесь перемешива¬ют несколько часов при температуре от 15 до 35°С и РОСI3 затем отгоняют в вакууме. Остаток от этой обработки диспергируют в органическом растворителе, например толуоле. Затем растворитель отделяют от результирующей смеси и остаток дисперги¬руют в воде, нагреваемой до 80 - 100°С. После охлаждения рН водной смеси дово¬дят до 5-6 добавлением бикарбоната натрия или калия и продукт экстрагируют в метиленхлорид с получением сложного эфи¬ра 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты.
Хинолиновый эфир, в котором R3 соответствует приведенным определениям, но с исключением водорода или солеобразую¬щих катионов, a R1, R2, L, M, Q и R описаны выше, легко преобразуют в соответствую¬щую соль присоединения кислоты по реакции указанного сложного эфира с минимум одним эквивалентом сильной кислоты. Используя сильные минеральные кислоты, та¬кие как хлористоводородная кислота, серная кислота и бромистоводородная кис¬лота, хотя могут применяться также и органические кислоты. На практике оказалось, что реакция протекает наиболее удовлетво¬рительно в присутствии инертного органи¬ческого растворителя, например эфира, хлороформа, метиленхлорида или их сме¬сей. Сернокислотные, соли получают как правило по данной методике, но с заменой упомянутых растворителей низшим алифа¬тическим спиртом.
Получение производных 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолина, в которой А - СООН, В -водород, W - кислород, a R1, R2, L, M, Q и R имеют приведенные выше определения при условии, что L, M, Q и R не являются галогеном, может быть осуществлено гидрогенолизом бензилового эфира 2-(2-имидазолин-2-ил)хинолинкарбоновой кислоты.
Реакция предполагает диспергирование бензилового эфира в органическом раство-рителе и обработку полученной таким путем реакционной смеси газообразным водоро¬дом в присутствии катализатора, такого как палладий или платина на угле-носителе. Гидрогенолиз обычно проводят при темпе¬ратуре от 20 до 50°С.
Получение производных 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолина формулы, в которых А -COOR3. R3 - солеобразующий катион, В -водород, W - кислород, a R1, R2, L, М, Q и R определены выше, может быть осуществле¬но растворением кислоты в подходящем растворителе и обработкой полученной та¬ким, путем смеси минимум одним эквива¬лентом солеобразующего катиона. Реакция по существу идентична описанной для по¬лучения пиридинов формулы [1], в которой А – СООR3, a R3 - солеобразующий катион.
Следует иметь также в виду, что имидазолинилхинолинкарбоновые кислоты и их сложные эфиры, представленные формулой [II], в которой В - Н, могут быть таутомерными.
Следует также иметь в виду, что когда R1 и R2 представляют собой разные заместите¬ли на производных 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолина и имидазопирролохинолиндионах углерод, к которому присоеди¬нены R1 и R2, является асимметрическим центром и продукты (а также их промежу¬точные продукты) существуют в d-и I -формах, а также dl-формах.
Пример 1. Получение метил-2-{5-изопропил-5-метил-4-оксо~2-имидазолин-2-ил) никотината (соединение № 27).
К 20 мл сухого метанола, в котором реа¬гирует 10 г гидрида натрия добавляют 2 г смеси имидазопирролопиридинов. После перемешивания, продолжающегося в тече¬ние 16 ч, добавляют 0,03 г лодяной уксусной кислоты (для нейтрализации основания), раствор концентрируют под вакуумом и ос¬таток хроматографируют из раствора в эфи¬ре на силикагеле. Соединение, выходящее с 5 более высокой скоростью (целевой эфир), получают в нескольких фракциях, объеди¬няют, концентрируют и кристаллизуют из ацетонитрила, получая при этом имидазолинилникотинат, имеющий т.пл. 121-123°С.
Аналитически чистый образец, полученный перекристаллизацией смеси из хлористого метилена с гексаном, имеетт.пл. 121т122°С.
Пример 2. Получение метил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-ил)- никотинат.
Смесь 25 г амида и 1 мл 1,5-диазабицикло-(5,4,0)ундец-5-ена (ДБУ) в 500 мл ксилола кипятят с обратным холодильником в тече¬ние 1 ч с ловушкой воды Дина-Старка. Смесь несколько охлаждают, ловушку воды удаля¬ют, добавляют 100 мл безводного метанола и смесь кипятят с обратным холодильником в течение 1 ч. Затем под вакуумом удаляют растворители, продукт выделяют хроматографически так, как описано выше, и получа¬ют 13,65 г продукта, имеющего т.пл. 120-122°С и идентичного продукту, пол¬ученному в примере 1.
Пример 3. Получение метил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил) никотината.
Методика А.
Смесь 13,65 г никотината и 9,69 г пятихлористого фосфора в 110 мл сухого толуола нагревают при перемешивании при 80°С. Через 1,5 ч вязкую смесь охлаждают, филь¬труют, твердое соединение промывают эфи¬ром и сушат. Это хлористоводородная соль целевого продукта.
Эту соль растворяют в 60 мл воды; рас¬твор нейтрализуют бикарбонатом натрия, результирующий осадок удаляют фильтро¬ванием, промывают водой, сушат на возду¬хе и получают продукт, идентичный продукту, полученному по примеру 1.
Методика В.
Смесь 5 г никотината, и 7,1 г пятихлористого фосфора в 40 мл оксихлорида фосфора перемешивают при комнатной температуре в течение ночи. Оксихлорид фосфора удаля¬ют под вакуумом, остаток суспендируют в 40 мл толуола и снова концентрируют. Эту опе¬рацию повторяют. К остатку добавляют 40 мл воды, смесь нагревают и кипятят с обратным холодильником в течение 1 ч. После охлаждения смесь экстрагируют хлористым метиленом, экстракт сушат, концентрируют и получают 1,05 г целевого продукта, рН водной фазы, оставшейся после экстракции хлористым метиленом, доводят до 5-6 раствором бикарбоната натрия и смесь снова экстрагируют хлористым метиленом. Сухой экстракт концентрируют, остаток кристал¬лизуют и получают дополнительно 2,65 г целевого продукта, идентичного продукту, описанному в примере 1.
По одной или больше из вышеописан¬ных методик получают используемые эфиры никотиновой кислоты.
Пример 4. Получение этил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил) -3-хинолинкарбоновой кислоты (соедине¬ние № 44).
Методика А.
К 2-изопропил-2-метил-5-Н-имидазо (11,21:1,2) пиразоло (3,4-хинолин-ЗН/2Н),5-диону (2 г, 0,0068 моль) в абсолютированном этаноле (40 мл) в атмосфере азота прибавля¬ют 50%-й гидрид натрия (0,34 г, 0,00716 моль) при охлаждении льдом. Наблюдается выделение газа. Через 10 мин реакционную смесь нейтрализуют водным раствором хло¬рида аммония отгоняют и распределяют в делительной воронке между водой и этилацетатом. Органический слой отделяют, су¬шат безводным сульфатом магния, фильтруют, отгоняют, остаток перекристаллизовывают из смеси этилацетатгексан и получают 1,38 г (60%) белого твердого сое¬динения с т.пл. 146-147,5°С.
Таким же образом (по методике А) мож¬но получить эфиры.
П р и м е р 5. Получение натриевой соли 2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)-3-хинолинкарбоновой кислоты (соединение № 42).
Раствор 2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)-3-хинолинкарбоновой кислоты (2,33 г, 0,0075 моль) в воде (22 мл), содержащей гидроокись натрия (0,3 г, 0,0075 моль), перемешивают при комнатной температуре в течение ночи, промывают хлористым метиленом, водный слой отделя¬ют, выпаривают до оранжевого твердого со¬единения, которое промывают эфиром и сушат на воздухе. Получают дигидрат про¬дукта в виде твердого соединения кремово¬го цвета, т.пл. 235-250°С (с разложением). Данные анализа, рассчитано для С17Н1бN3О3Na+ 2Н2О : С 55,27; Н 5,45; N 11,37; Na 6,22. Найдено: С 55,56; Н 5,31; N 11,35; Na 6,30.
П р и м е р 6. Оценка послевсходового гербицидного эффекта испытуемых соеди-нений.
Послевсходовую гербицидную актив¬ность соединений по настоящему изобрете¬нию демонстрируют с помощью ниже¬следующих испытаний, в которых множест¬во однодольних и двудольных растений обрабатывают испытуемыми соединениями, диспергированными в водно-ацетоновых смесях. В испытаниях проростки растений выращивают во временных плоских ящиках на протяжении двух недель. Испытуемые соединения диспергируют в смесях 50/50 ацетон/вода, содержащих 0,5% "Твина 20м (пол иоксиэтилен-сорбитанмонолауратного поверхностно-активного вещества), в количестве, достаточном для обеспечения экви¬валента приблизительно от 0,032 до 1 кг/га активного соединения при нанесении на растения через распылительное сопло, ра¬ботающее под давлением 40 фунт/кв.дюйм (2.81 кгс/см2) на протяжении предопреде¬ленного времени. После распыления, расте¬ния помещают на полки теплицы и выдерживают там обычным способом, при-нятым для содержания растений в теплицах. Спустя 4-5 недель после обработки проро¬стки растений осматривают и проставляют оценки в соответствии с приведенной ниже системой. Полученные данные представле¬ны в табл.1.
Система оценок % различия в росте относите¬льно контроля
0- эффекта нет 0
1- возможный эффект 1-10
2- слабый эффект 11-25
3- умеренный эффект 26-40
5- выраженное поражение 41-60
6- гербицидный эффект 61-75
7- хороший гербицидный эффект 76-90
8- приблизительное полное уничтожение 91-99
9- полное уничтожение 100
4 - аномальный рост, т.е. выраженное физиологическое нарушение роста или де-формации, но при общем эффекте меньшей силы для отнесения к группе 5 по шкале оценивания.
В большинстве случаев данные представлены для одиночного испытания, для некоторых случаев они представляют собой усредненные значения, полученные более, чем в одном испытании.
П р и м е р 7. Оценка довсходового гербицидного эффекта испытуемых соеди¬нений.
Довсходовая гербицидная активность соединений проиллюстрирована следую¬щими испытаниями, в которых семена различных однодольных и двудольных растений отдельно смешивают с горшочной почвой и высаживают приблизительно на 1 дюйм от поверхности почвы в отдельных емкостях на 1 пинт. После высаживания ем¬кости опыляют выбранными водными растворами ацетона, содержащими испытуе¬мые соединения в количестве, достаточном для обеспечения эквивалента, примерно 0,032-1 кг/га. Обработанные емкости затем помещают на стеллажи в теплице, поливают водой и ухаживают в соответствии с обще¬принятой процедурой для теплиц. После 4-5 недель после обработки испытания закан¬чивают и каждую емкость осматривают и оценивают в соответствии с системой оценки, упомянутой выше, Результаты испыта¬ний приведены в табл.2.
П р и м е р 8. Оценка действия испытуе¬мых соединений в качестве водных гербици¬дов с использованием водяного гиацинта Elchhornla cresslpes в качестве вида расте¬ний.
В этих испытаниях заливные участки, имеющие сформировавшиеся популяции водяного гиацинта с высаживанием 5 деток за одиннадцать месяцев до оценки дейст¬вия соединений, опрыскивали испытуемым раствором с расходом 333 л/га, содержа¬щим 0,5 мас.% ПАВ и достаточное количест¬во испытуемого соединения для обеспечения 0,125-1,0 кг/га указанного со¬единения.
Спустя 44 дня после послевсходовой об¬работки подопытные заливные участки об-следовали и полученные результаты приведены ниже в табл.3.
Данные спектроскопии для соедине¬ний.
Фурфурил-5-этил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)никотинат (соединение 40).
Данные 1Н-ЯМР
д 7.7-д 8,8 2Н мультиплет, протоны пиридина
д 6,3-д 7,5 ЗН мультиплет, протоны фурфурила
д 5,3 2Н синглет, фурфурил СН2
д 2,5-д 3,0 2Н квартет, СН2 группы этила
д 0,7-д 1,6 12Н мультиплет, группы метила
д 1,7—д 2,5 1Н мультиплет, изопропилметин
Данные инфракрасной спектроскопии 1725см-1 С=0
Метил-5-изопропил-2(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)никотина т: (соединение 32).
Данные 1Н-ЯМР
д 8,8-д 9.0 1Н широкий N-H
д 8,5-д 8,6 1Н дублет, протон пиридина
д 7,6-д 7,7 1Н дублет, протон
д 3.9- пиридина ЗН синглет, группа метилового сложного эфира
д 2,8- д 3,2 1Н мультиплет, изопропилметин
д 1,6- д 2,5 1Н мультиплет, изопропилметин
д 0,6- д 1,5 15Н мультиплет, метиловые группы
Данные инфракрасной спектроскопии
1725 см-1 С=0
3140 см-1 N = H
Метил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)-5-пропил-никотинат (соединение 29).
Данные 1Н-ЯМР
д 8,6 1Н широкий, N-H
д 8,4- 6 8,5 1Н дублет, протон пиридина.
д 7,6 1Н дублет
д 3,9 ЗН синглет, группа сложного метилового эфира
д 2,6- д 2,7 2Н триплет, СН3СН2СН2 – пиридин
д 2,0- д 2,2 2Н мультиплет, СН3СН2СН2 – пиридин
д 1,6- д 1,8 1Н мультиплет, изопропилметин
д 1,4 ЗН синглет, метиловая группа на имидазолине
д 1,048- д 1,071 ЗН дублет, изопропил метиловая группа
д 0,954- д 1,003 ЗН триплет, н-пропилметиловая группа
д 0,858- д 0,881 ЗН дублет, изопропилметиловая группа
Данные инфракрасной спектроскопии
1725 см-1 С=О
3150 см-1 N-H
5-Изопропил-5-метил-2[3-(2-оксазолин -2-ил)-2-пиридил]-2-имидазолин-4-он: (сое-динение 12).
Данные 1Н-ЯМР
д 7,3- д 8,8 ЗН мультиплет, протоны пиридина
д 3,5- д 4,5 4Н мультиплет, протоны оксазолино-вого кольца
д 1,6-6 2,2 1Н мультиплет,изопропилметин
д 0,8- д 1,4 9Н мультиплет,метиловая группа
Данные инфракрасной спектроскопии
1720 см-1 С = 0
Метил-2-(1-ацетил-4-изопропил-4-метил-5-оксо-2-имидазолин-2-ил)-3-хинолинкарбоксилат(соединение 78)
Данные Н-ЯМР
д 7.5- д 9,2 5Н мультиплет, протоны хинолина
д 3.7- д 3,9 ЗН синглет, группа метилового сложного эфира
д 2.3 ЗН синглет, группа ацетилметила
д 1,7- д 2,3 1Н мультиплет, изопропилметиновая группа
д 0,8- д 1,5 9Н мультиплет, метиловые группы
Известен способ борьбы с нежелатель¬ной растительностью на основе 2,6-днметокси-4-метилникотиннитрила. Однако он неэффек¬тивен.
Известен способ борьбы с нежелатель¬ной растительностью, использующий в ка¬честве действующего начала 4-амино-3,5,6-трихлорпиколиновую кислоту (тордон). Однако он неэффективен по отношению к просу петушьему, сыти круглой, овсюгу.
Целью изобретения является усиление гербицидного действия.
Указанная цель достигается путем об¬работки растений и почвы, на которой произрастают растения производным пиридина общей формулы
где R1-метил
R2 - этил, изопропил;
A-COOR3, CONHOH, 1,3-оксазолинил-2;
R3 - водород; С1-С3 - алкил, цианометил, 2-хлораллил, 2-пропинил, 1,1-диметил, 2-пропинил, 2,2,2-трихлорэтил, фурфурил, катион, выбранный из группы натрий, каль¬ций, изопропиламмоний, диизопропиламмоний, таллоаммоний;
В - водород, COR4, где R4 - метил, п-хлорфенил, п-нитрофенил, п-метоксифенил при условии, что когда В - COR4A представ¬ляет собой COOR3, в котором R3 отличен от водорода или солеобразующего катиона; W - кислород; Z не является изопропиламиногруппой;
W -кислород или сера;
У - водород, C1-С3-алкил, C1-С3-алкокси, диметиламино, диэтиламино, фенил, циано;
Z - водород, C1-С3-алкил, этокси, метилтио, трифторметил, изопропиламино, диме-тиламино, фенил;
Y и Z совместно образуют группу C(L) = С(М) - C(Q) = C(R), где L - водород, бром, метил;
М - водород, хлор, бром, фтор;
Q - водород, этокси;
R - водород, хлор, метокси,
при условии, что только один из радикалов L, М, Q или R может представлять собой заместитель, отличный от водорода, галоге¬на или алкокси, и когда W - кислород и А COOR3 при условии, что R3 не может быть ненасыщенным алкилом, Y-не может быть диметиламино, диэтиламино, Z не может быть метилтио, диметиламино, изопропила¬мино, а количестве 0,032 - 1,000 кг/га.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридина формулы (1), в которой А -COOR3, a R3 - заместитель, отличный от во¬дорода или солеобразующего катиона, и R1, R2, Y и Z - описаны выше могут быть пол¬учены по реакции имидазопирролопиридиндиона с подходящим спиртом, и соответствующим алкилатом щелочного ме¬талла при 2О-5О°С
В этих реакциях спирт может выполнять роль реагента и растворителя. В этой ситу¬ации вторичный растворитель не требуется.
Однако при использовании для реакции до¬рогостоящего растворителя, в реакционную смесь может быть добавлен менее дорогой вторичный растворитель, например диоксан, тетрагидрофуран или иной апротонный растворитель. Количество апротонного растворителя, добавляемого в реакционную смесь, может колебаться в широких преде¬лах..
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина могут быть преимущественно получены также из ацетамида диоксопирролопиридина его циклизацией сильным основанием, таким как 1,5-диазабицикло (5,5,0) ундец-5-ен (ДБУ), в присутствии инертного органического растворителя, на¬пример ксилола или толуола, с получением сырого имидазопирролопиридина формулы (III). Реакционную смесь нагревают до 100 —150°С и воду удаляют из реакционной смеси в ходе реакции с применением любых под¬ходящих средств, например водоотделите¬ля Дина-Старка. Затем к реакционной смеси добавляют минимум один эквивалент спирта, представленного формулой R3OH, где R3 - член указанной группы, отличный от водо¬рода или солеобразующего катиона, и пол¬ученную таким путем реакционную смесь нагревают до кипения с обратным холодильником при 100-150°С с получением сложного эфира 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина формулы.
Еще один вариант, относящийся к пол¬учению сложных эфиров 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридина формулы [1] основан на циклизации сложного эфира карбамоилни-котиновой кислоты с пятихлористым фосфо¬ром при повышенной температуре, как правило при 60-100°С. Реакцию предпочтительно проводят в присутствии' инертного органического растворителя, например то¬луола или бензолда. Достигается хороший выход хлористоводородной соли целевого сложного эфира формулы [1]. Хлористоводородную соль затем легко преобразуют в сложный эфир формулы [1] растворением соли присоединения кислоты в воде и нейт-рализацией полученного таким путем рас¬твора основанием, например карбонатом натрия или калия.
В еще одном варианте получения сложных эфиров 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридинов формулы [1] согласно изобретению проводят циклизацию сложного эфира карбамоилникотиновой кислоты с использова¬нием смеси пятихлористого фосфора и оксихлорида фосфора. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре на протяжении 4-8 ч, после чего РОСIз уда¬ляют в вакууме. Оставшийся остаток диспергируют в органическом растворителе, например толуоле. Растворитель отгоняют и остаток диспергируют в воде и нагревают до 80-100°С. После охлаждения рН водной смеси доводят до 5-6 бикарбонатом натрия и продукт экстрагируют в метиленхлорид с получением целевого сложного эфира 2-{2-имидазолин-2-ил) пиридина формулы [1].
Сложный эфир 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина формулы [1], в которой А -COOR3, R3 - алкил C1-С3, алкенил С3-С12, 2-хлораллил, 2-пропинил, 1,1-диметил-2-пропинил, a Y, Z, R1 и R2 описаны выше, может быть преобразован в соответствую¬щую гидроксаминовую кислоту по реакции с гидроксиламином при повышенном давле¬нии и температуре от 25 до 125°С. Эта реак¬ция может быть проведена в протонном растворителе, например низшем алканоле, или в апротонном растворителе, таком как тетрагидрофуран, диоксан и т.п.
Производные N-замещенного имидазолинона формулы [1], где В - COR4; W-O; R1, R2, R3, Y и Z - описаны выше, исключая случай, когда Y и Z являются алкиламино, гидрокси или гидрокси - низшеалкилом, могут быть получены по реакции соответст¬венно замещенного 2-(2-имидазолин-2-ил) пиридина избытком ацилгалогенида, ацилангидрида или сульфонилгалогенида как тактовым или в растворителе, например пиридине или толуоле при повышенной тем¬пературе от 50 до 125°С.
Сложные эфиры формулы [1], в которой В - водород, W - кислород, А –СОOR3. где R3 - алкил С1-С3, R1, R2, Y и Z определены выше, могут быть получены по реакции соответст¬вующей кислоты, т.е. когда А - СООН, с подходящим спиртом в присутствии катали¬тического количества сильной минеральной кислоты, такой как хлористоводородная кислота, серная кислота и т.п., при темпера¬туре от 50 до 100°С.
Кислота формулы [1], описанная выше, в которой А - СООН, В - водород, W -кислород, a R1, R2, Y и Z определены выше, также легко преобразуется в соответствую¬щий метиловый эфир по реакции с диазометаном при температуре от 0 до 25°С. Полученный таким путем метиловый эфир может быть затем введен в реакцию с алкилатом щелочного металла, например алкилатом натрия или калия, для удобства показанным как R3ONa. и подходящим спир¬том, представленным структурой R3OH, где R3 — алкил С1-С3, в случае необходимости замещенный фурилом, 2-хлораллидом.
В еще одном варианте осуществления изобретения, соединения формулы [1], в ко¬торой А - COOR3 и R3-водород, a R1,R2,Y и Z - определены выше, могут быть получены гидрогенолизом бензильного эфира имидазолинилпиридине, представленного формулой [XY], где R1, R2, Y и Z определены выше, с использованием палладиевого или платинового катализатора. В этой реакции бензиловый эфир формулы (XV) растворяют или диспергируют в органическом раство¬рителе, например низшем спирте, простом эфире, таком как диоксан, тетрагидрофуран и т.п., толуоле или ксилоле. Катализатор, предпочтительно палладий на угле добав¬ляют к смеси.и смесь нагревают до 20-25°С. Нагретую смесь затем обрабатывают газообразным водородом с получением целевой кислоты.
В альтернативе, кислоты формулы [1], в которой А - СООН, могут быть получены обработкой водного раствора сложного эфира формулы [1] сильным основанием.. На практике сложный эфир формулы [1] обычно обрабатывают одним эквивалентом основа¬ния в водном растворе и смесь нагревают до 20-50°С. Смесь затем охлаждают и доводят до рН 6.5-7,5, предпочтительно рН 7, добав¬лением сильной минеральной кислоты. Подобная обработка дает целевую кислоту.
Кислоты формулы [1], в которой А - СО¬ОН, В - водород, W - кислород, a Y, Z, R1 и R2 указаны выше, могут быть получены по реакции соответственно замещенного имидазолинона с алкиллитием предпочтитель¬но в присутствии инертного растворителя, такого как тетрагидрофуран, в атмосфере азота при температуре от -70 до –80оС. Полученную таким путем смесь затем обрабатывают гексаметилфосфорамидом и двуокисью углерода, предпочтительно, в инертном растворителе, например тетрагидрофуране, с получением целевого про¬дукта.
Соединения формулы [1], в которых А -COOR3 и R3 представляет собой солеобразующий катион, такой как щелочной металл, щелочноземельный металл, аммоний или алифатический аммоний, a R1, R2, Y и Z опи¬саны выше, могут быть получены растворе¬нием 2-(2-имидазолин-2-ил)пиридиновой кислоты формулы [1] в подходящем растворителе с последующей обработкой раствора кислоты одним эквивалентом солеобразующего катиона. Для получения соединений, в которых солеобразующим катионом являет¬ся неорганическая соль, например, натрий, кальций, кислота формулы [1] может быть растворена или диспергирована в воде или низшем спирте или их смесях. Один эквива¬лент солеобразующего катиона обычно в ви¬де гидроокиси, карбоната, бикарбоната и т.п., но предпочтительно в виде гидроокиси, смешивают с раствором кислоты формулы [1]. По прошествии нескольких минут, сое¬динение формулы [1], в которой R3 - неорга¬нический солеобразующий катион, как правило выпадает в осадок и может быть выделено из смеси либо фильтрацией, либо азеотропной дистилляцией с использовани¬ем органического растворителя, например диоксана.
Для получения соединения формулы [1], в которой А - COOR3 и R3 - аммоний или органический аммоний, кислоту формулы [1] растворяют или диспергируют в органиче¬ском растворителе, например диоксан, тетрагидрофуран и т.п., и смесь обрабатывают одним эквивалентом аммиака или амина или гидроокиси тетраалкиламмония.
На практике спустя несколько минут соль аммония или органического аммония выпадает в осадок и может быть выделена любым известным методом, например фильтрованием или центрифугированием. Кроме того, реакционная смесь может быть концентрирована, остающийся растворите¬ле удален гексаном, а остаток затем высу¬шен для выделения аммониевой или органическоаммониевой соли формулы [1]. Многие из производных 2-(2-имидазолин-2-ил)-хинолина согласно изобретению могут быть получены по методикам, описан¬ным выше для 2-(2-имидазолин-2-ил)-пиридиновых соединений формулы[1].
Например, сложные эфиры2-(2-имидозолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты фор-мулы, где R3 - заместитель, отличный от водорода или солеобразующего катиона, а R1, R2, L, М, Q, и R описаны выше, могут быть получены обработкой диона подходящим спиртом и алкилатом щелочного металла при температуре от 20 до 50°С. В этих реак¬циях, как и в аналогичных реакциях получения пиридинов формулы [1], спирт выполняет функцию как реагента, так и растворителя. Как таковой вторичный рас¬творитель не требуется, но в случае необхо¬димости он может использоваться. При использовании вторичного растворителя предпочтительно употребление апротонного растворителя, такого как тетрагидрофуран или диоксан.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил)хинолин-карбоновой кислоты также мо¬гут быть получены из ацетамида диоксипирролохинолина, где R1, R2, L, M, Q и R описаны выше, их циклизацией сильным основанием, например 1,5-диазабицикло(5, 4,0) ундец-5-еном (ДБУ) в присутствии инер¬тного органического растворителя, напри¬мер ксилол или толуол, с получением сырого имидазопирролохинолиндиона. Реакционную смесь нагревают до 100--150°С и воду отделяют от реакционной смеси с примене¬нием водоотделителя Дина-Старка. Затем к реакционной смеси добавляют минимум один эквивалент спирта R3OH, где R3- выше описанный заместитель, но с исключением водорода и солеобразующих катионов, и таким путем полученную смесь нагревают до кипения с обратным холодильником при 100-150°С с получением сложного эфира.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты могут быть также получены циклизацией сложного эфи¬ра карбамоилхинолинкарбоновой кислоты с помощью пятихлористого фосфора при по¬вышенной температуре от 60 до 100°С. Ре¬акцию обычно проводят в присутствии инертного органического растворителя, на¬пример толуола или бензола, с получением хлористоводородной соли сложного эфира 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты. Обработка полученной таким обра¬зом галоидоводородной соли основанием, например карбонатом натрия или калия, дает тогда сложный эфир 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарболовой кислоты.
Сложные эфиры 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты образуются также циклизацией сложных эфиров карбамоилзинолинкарбоновой кислоты.
Циклизация сложного эфира карбамоилхинолинкарбоновой кислоты обеспечива¬ется его реагированием со смесью пятихлористого фосфора и оксихлорида фосфора. Реакционную смесь перемешива¬ют несколько часов при температуре от 15 до 35°С и РОСI3 затем отгоняют в вакууме. Остаток от этой обработки диспергируют в органическом растворителе, например толуоле. Затем растворитель отделяют от результирующей смеси и остаток дисперги¬руют в воде, нагреваемой до 80 - 100°С. После охлаждения рН водной смеси дово¬дят до 5-6 добавлением бикарбоната натрия или калия и продукт экстрагируют в метиленхлорид с получением сложного эфи¬ра 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолинкарбоновой кислоты.
Хинолиновый эфир, в котором R3 соответствует приведенным определениям, но с исключением водорода или солеобразую¬щих катионов, a R1, R2, L, M, Q и R описаны выше, легко преобразуют в соответствую¬щую соль присоединения кислоты по реакции указанного сложного эфира с минимум одним эквивалентом сильной кислоты. Используя сильные минеральные кислоты, та¬кие как хлористоводородная кислота, серная кислота и бромистоводородная кис¬лота, хотя могут применяться также и органические кислоты. На практике оказалось, что реакция протекает наиболее удовлетво¬рительно в присутствии инертного органи¬ческого растворителя, например эфира, хлороформа, метиленхлорида или их сме¬сей. Сернокислотные, соли получают как правило по данной методике, но с заменой упомянутых растворителей низшим алифа¬тическим спиртом.
Получение производных 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолина, в которой А - СООН, В -водород, W - кислород, a R1, R2, L, M, Q и R имеют приведенные выше определения при условии, что L, M, Q и R не являются галогеном, может быть осуществлено гидрогенолизом бензилового эфира 2-(2-имидазолин-2-ил)хинолинкарбоновой кислоты.
Реакция предполагает диспергирование бензилового эфира в органическом раство-рителе и обработку полученной таким путем реакционной смеси газообразным водоро¬дом в присутствии катализатора, такого как палладий или платина на угле-носителе. Гидрогенолиз обычно проводят при темпе¬ратуре от 20 до 50°С.
Получение производных 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолина формулы, в которых А -COOR3. R3 - солеобразующий катион, В -водород, W - кислород, a R1, R2, L, М, Q и R определены выше, может быть осуществле¬но растворением кислоты в подходящем растворителе и обработкой полученной та¬ким, путем смеси минимум одним эквива¬лентом солеобразующего катиона. Реакция по существу идентична описанной для по¬лучения пиридинов формулы [1], в которой А – СООR3, a R3 - солеобразующий катион.
Следует иметь также в виду, что имидазолинилхинолинкарбоновые кислоты и их сложные эфиры, представленные формулой [II], в которой В - Н, могут быть таутомерными.
Следует также иметь в виду, что когда R1 и R2 представляют собой разные заместите¬ли на производных 2-(2-имидазолин-2-ил) хинолина и имидазопирролохинолиндионах углерод, к которому присоеди¬нены R1 и R2, является асимметрическим центром и продукты (а также их промежу¬точные продукты) существуют в d-и I -формах, а также dl-формах.
Пример 1. Получение метил-2-{5-изопропил-5-метил-4-оксо~2-имидазолин-2-ил) никотината (соединение № 27).
К 20 мл сухого метанола, в котором реа¬гирует 10 г гидрида натрия добавляют 2 г смеси имидазопирролопиридинов. После перемешивания, продолжающегося в тече¬ние 16 ч, добавляют 0,03 г лодяной уксусной кислоты (для нейтрализации основания), раствор концентрируют под вакуумом и ос¬таток хроматографируют из раствора в эфи¬ре на силикагеле. Соединение, выходящее с 5 более высокой скоростью (целевой эфир), получают в нескольких фракциях, объеди¬няют, концентрируют и кристаллизуют из ацетонитрила, получая при этом имидазолинилникотинат, имеющий т.пл. 121-123°С.
Аналитически чистый образец, полученный перекристаллизацией смеси из хлористого метилена с гексаном, имеетт.пл. 121т122°С.
Пример 2. Получение метил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-ил)- никотинат.
Смесь 25 г амида и 1 мл 1,5-диазабицикло-(5,4,0)ундец-5-ена (ДБУ) в 500 мл ксилола кипятят с обратным холодильником в тече¬ние 1 ч с ловушкой воды Дина-Старка. Смесь несколько охлаждают, ловушку воды удаля¬ют, добавляют 100 мл безводного метанола и смесь кипятят с обратным холодильником в течение 1 ч. Затем под вакуумом удаляют растворители, продукт выделяют хроматографически так, как описано выше, и получа¬ют 13,65 г продукта, имеющего т.пл. 120-122°С и идентичного продукту, пол¬ученному в примере 1.
Пример 3. Получение метил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил) никотината.
Методика А.
Смесь 13,65 г никотината и 9,69 г пятихлористого фосфора в 110 мл сухого толуола нагревают при перемешивании при 80°С. Через 1,5 ч вязкую смесь охлаждают, филь¬труют, твердое соединение промывают эфи¬ром и сушат. Это хлористоводородная соль целевого продукта.
Эту соль растворяют в 60 мл воды; рас¬твор нейтрализуют бикарбонатом натрия, результирующий осадок удаляют фильтро¬ванием, промывают водой, сушат на возду¬хе и получают продукт, идентичный продукту, полученному по примеру 1.
Методика В.
Смесь 5 г никотината, и 7,1 г пятихлористого фосфора в 40 мл оксихлорида фосфора перемешивают при комнатной температуре в течение ночи. Оксихлорид фосфора удаля¬ют под вакуумом, остаток суспендируют в 40 мл толуола и снова концентрируют. Эту опе¬рацию повторяют. К остатку добавляют 40 мл воды, смесь нагревают и кипятят с обратным холодильником в течение 1 ч. После охлаждения смесь экстрагируют хлористым метиленом, экстракт сушат, концентрируют и получают 1,05 г целевого продукта, рН водной фазы, оставшейся после экстракции хлористым метиленом, доводят до 5-6 раствором бикарбоната натрия и смесь снова экстрагируют хлористым метиленом. Сухой экстракт концентрируют, остаток кристал¬лизуют и получают дополнительно 2,65 г целевого продукта, идентичного продукту, описанному в примере 1.
По одной или больше из вышеописан¬ных методик получают используемые эфиры никотиновой кислоты.
Пример 4. Получение этил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил) -3-хинолинкарбоновой кислоты (соедине¬ние № 44).
Методика А.
К 2-изопропил-2-метил-5-Н-имидазо (11,21:1,2) пиразоло (3,4-хинолин-ЗН/2Н),5-диону (2 г, 0,0068 моль) в абсолютированном этаноле (40 мл) в атмосфере азота прибавля¬ют 50%-й гидрид натрия (0,34 г, 0,00716 моль) при охлаждении льдом. Наблюдается выделение газа. Через 10 мин реакционную смесь нейтрализуют водным раствором хло¬рида аммония отгоняют и распределяют в делительной воронке между водой и этилацетатом. Органический слой отделяют, су¬шат безводным сульфатом магния, фильтруют, отгоняют, остаток перекристаллизовывают из смеси этилацетатгексан и получают 1,38 г (60%) белого твердого сое¬динения с т.пл. 146-147,5°С.
Таким же образом (по методике А) мож¬но получить эфиры.
П р и м е р 5. Получение натриевой соли 2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)-3-хинолинкарбоновой кислоты (соединение № 42).
Раствор 2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)-3-хинолинкарбоновой кислоты (2,33 г, 0,0075 моль) в воде (22 мл), содержащей гидроокись натрия (0,3 г, 0,0075 моль), перемешивают при комнатной температуре в течение ночи, промывают хлористым метиленом, водный слой отделя¬ют, выпаривают до оранжевого твердого со¬единения, которое промывают эфиром и сушат на воздухе. Получают дигидрат про¬дукта в виде твердого соединения кремово¬го цвета, т.пл. 235-250°С (с разложением). Данные анализа, рассчитано для С17Н1бN3О3Na+ 2Н2О : С 55,27; Н 5,45; N 11,37; Na 6,22. Найдено: С 55,56; Н 5,31; N 11,35; Na 6,30.
П р и м е р 6. Оценка послевсходового гербицидного эффекта испытуемых соеди-нений.
Послевсходовую гербицидную актив¬ность соединений по настоящему изобрете¬нию демонстрируют с помощью ниже¬следующих испытаний, в которых множест¬во однодольних и двудольных растений обрабатывают испытуемыми соединениями, диспергированными в водно-ацетоновых смесях. В испытаниях проростки растений выращивают во временных плоских ящиках на протяжении двух недель. Испытуемые соединения диспергируют в смесях 50/50 ацетон/вода, содержащих 0,5% "Твина 20м (пол иоксиэтилен-сорбитанмонолауратного поверхностно-активного вещества), в количестве, достаточном для обеспечения экви¬валента приблизительно от 0,032 до 1 кг/га активного соединения при нанесении на растения через распылительное сопло, ра¬ботающее под давлением 40 фунт/кв.дюйм (2.81 кгс/см2) на протяжении предопреде¬ленного времени. После распыления, расте¬ния помещают на полки теплицы и выдерживают там обычным способом, при-нятым для содержания растений в теплицах. Спустя 4-5 недель после обработки проро¬стки растений осматривают и проставляют оценки в соответствии с приведенной ниже системой. Полученные данные представле¬ны в табл.1.
Система оценок % различия в росте относите¬льно контроля
0- эффекта нет 0
1- возможный эффект 1-10
2- слабый эффект 11-25
3- умеренный эффект 26-40
5- выраженное поражение 41-60
6- гербицидный эффект 61-75
7- хороший гербицидный эффект 76-90
8- приблизительное полное уничтожение 91-99
9- полное уничтожение 100
4 - аномальный рост, т.е. выраженное физиологическое нарушение роста или де-формации, но при общем эффекте меньшей силы для отнесения к группе 5 по шкале оценивания.
В большинстве случаев данные представлены для одиночного испытания, для некоторых случаев они представляют собой усредненные значения, полученные более, чем в одном испытании.
П р и м е р 7. Оценка довсходового гербицидного эффекта испытуемых соеди¬нений.
Довсходовая гербицидная активность соединений проиллюстрирована следую¬щими испытаниями, в которых семена различных однодольных и двудольных растений отдельно смешивают с горшочной почвой и высаживают приблизительно на 1 дюйм от поверхности почвы в отдельных емкостях на 1 пинт. После высаживания ем¬кости опыляют выбранными водными растворами ацетона, содержащими испытуе¬мые соединения в количестве, достаточном для обеспечения эквивалента, примерно 0,032-1 кг/га. Обработанные емкости затем помещают на стеллажи в теплице, поливают водой и ухаживают в соответствии с обще¬принятой процедурой для теплиц. После 4-5 недель после обработки испытания закан¬чивают и каждую емкость осматривают и оценивают в соответствии с системой оценки, упомянутой выше, Результаты испыта¬ний приведены в табл.2.
П р и м е р 8. Оценка действия испытуе¬мых соединений в качестве водных гербици¬дов с использованием водяного гиацинта Elchhornla cresslpes в качестве вида расте¬ний.
В этих испытаниях заливные участки, имеющие сформировавшиеся популяции водяного гиацинта с высаживанием 5 деток за одиннадцать месяцев до оценки дейст¬вия соединений, опрыскивали испытуемым раствором с расходом 333 л/га, содержа¬щим 0,5 мас.% ПАВ и достаточное количест¬во испытуемого соединения для обеспечения 0,125-1,0 кг/га указанного со¬единения.
Спустя 44 дня после послевсходовой об¬работки подопытные заливные участки об-следовали и полученные результаты приведены ниже в табл.3.
Данные спектроскопии для соедине¬ний.
Фурфурил-5-этил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)никотинат (соединение 40).
Данные 1Н-ЯМР
д 7.7-д 8,8 2Н мультиплет, протоны пиридина
д 6,3-д 7,5 ЗН мультиплет, протоны фурфурила
д 5,3 2Н синглет, фурфурил СН2
д 2,5-д 3,0 2Н квартет, СН2 группы этила
д 0,7-д 1,6 12Н мультиплет, группы метила
д 1,7—д 2,5 1Н мультиплет, изопропилметин
Данные инфракрасной спектроскопии 1725см-1 С=0
Метил-5-изопропил-2(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)никотина т: (соединение 32).
Данные 1Н-ЯМР
д 8,8-д 9.0 1Н широкий N-H
д 8,5-д 8,6 1Н дублет, протон пиридина
д 7,6-д 7,7 1Н дублет, протон
д 3.9- пиридина ЗН синглет, группа метилового сложного эфира
д 2,8- д 3,2 1Н мультиплет, изопропилметин
д 1,6- д 2,5 1Н мультиплет, изопропилметин
д 0,6- д 1,5 15Н мультиплет, метиловые группы
Данные инфракрасной спектроскопии
1725 см-1 С=0
3140 см-1 N = H
Метил-2-(5-изопропил-5-метил-4-оксо-2-имидазолин-2-ил)-5-пропил-никотинат (соединение 29).
Данные 1Н-ЯМР
д 8,6 1Н широкий, N-H
д 8,4- 6 8,5 1Н дублет, протон пиридина.
д 7,6 1Н дублет
д 3,9 ЗН синглет, группа сложного метилового эфира
д 2,6- д 2,7 2Н триплет, СН3СН2СН2 – пиридин
д 2,0- д 2,2 2Н мультиплет, СН3СН2СН2 – пиридин
д 1,6- д 1,8 1Н мультиплет, изопропилметин
д 1,4 ЗН синглет, метиловая группа на имидазолине
д 1,048- д 1,071 ЗН дублет, изопропил метиловая группа
д 0,954- д 1,003 ЗН триплет, н-пропилметиловая группа
д 0,858- д 0,881 ЗН дублет, изопропилметиловая группа
Данные инфракрасной спектроскопии
1725 см-1 С=О
3150 см-1 N-H
5-Изопропил-5-метил-2[3-(2-оксазолин -2-ил)-2-пиридил]-2-имидазолин-4-он: (сое-динение 12).
Данные 1Н-ЯМР
д 7,3- д 8,8 ЗН мультиплет, протоны пиридина
д 3,5- д 4,5 4Н мультиплет, протоны оксазолино-вого кольца
д 1,6-6 2,2 1Н мультиплет,изопропилметин
д 0,8- д 1,4 9Н мультиплет,метиловая группа
Данные инфракрасной спектроскопии
1720 см-1 С = 0
Метил-2-(1-ацетил-4-изопропил-4-метил-5-оксо-2-имидазолин-2-ил)-3-хинолинкарбоксилат(соединение 78)
Данные Н-ЯМР
д 7.5- д 9,2 5Н мультиплет, протоны хинолина
д 3.7- д 3,9 ЗН синглет, группа метилового сложного эфира
д 2.3 ЗН синглет, группа ацетилметила
д 1,7- д 2,3 1Н мультиплет, изопропилметиновая группа
д 0,8- д 1,5 9Н мультиплет, метиловые группы
(56) Документы, цитированные в отчёте
1. Патент Великобритании N 1420987, кл. С 07 D 213/04, опублик. 1976.
2. Мельников Н.Н. Химия и технология пестицидов. М.: Химия, 1974, с.610.
2. Мельников Н.Н. Химия и технология пестицидов. М.: Химия, 1974, с.610.
📎 Прикреплённые файлы
-
61.pdfОткрыть