ЗАМЕЩЕННЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИДЫ ТИОКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ И ГЕРБИЦИДНОЕ СРЕДСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ИХ Российский патент 2000 года по МПК C07D249/12 C07D239/54 C07D239/56 C07D471/04 A01N43/90 A01N43/653 A01N43/56 A01N43/54 A01N43/36 

Изобретение относится к новым производным тиокарбоновой кислоты, обладающим биологической активностью, в частности к замещенным ароматическим амидам тиокарбоновой кислоты и гербицидному средству, содержащему их.

Из заявки ЕР N 0 370 332, опубликованной 30 мая 1990 г., известны производные тиокарбоновой кислоты, которые можно использовать в качестве гербицида.

Задачей изобретения является расширение ассортимента производных тиокарбоновой кислоты, обладающих биологической активностью, в частности гербицидной активностью.

Поставленная задача решается предлагаемыми замещенными ароматическими амидами тиокарбоновой кислоты общей формулы (1)

в которой R¹ - водород или галоген:
R² - группа - A¹ - A², где
A¹ означает простую связь, кислород, или группу -N-A³, где A³ означает водород, алкил с 1-4 атомами углерода, а A² - водород, галоген, алкил с 1-4 атомами углерода, незамещенный или замещенный галогеном, алкоксигруппой с 1-4 атомами углерода или алкоксиалкоксигруппой с 1-4 атомами углерода в каждой алкоксильной части, алкинил с 3 или 4 атомами углерода, алкилсульфонил с 1-6 атомами углерода в алкильной части,
Z - гетероциклический радикал формул


где Q означает карбонил, тиокарбонил или группу C-N(R⁵ ₂, где R⁵ означает алкил с 1-4 атомами углерода, R³ - водород, галоген, алкил с 1-4 атомами углерода, незамещенный или замещенный галогеном, циклоалкил с 3-6 атомами углерода, a R⁴ - амино, алкил с 1-4 атомами углерода или алкиламино с 1-4 атомами углерода в алкильной части, или две соседние группы R³ и R³ или R³ и R⁴ вместе означают алкандиил с количеством атомов углерода вплоть до 5, незамещенный или замещенный алкилом с 1-4 атомами углерода.

Предпочтительными являются соединения общей формулы (I), у которых
R¹ - водород, фтор, хлор или бром;
R² - группа формулы -A¹-A²,
где A¹ означает простую связь, кислород или группу -N-A³, где A³ означает водород, метил, этил, н- или изопропил; A² - водород, фтор, хлор, бром, незамещенные или замещенные фтором, хлором, метоксигруппой метил, этил, н- или изо-пропил, н-, изо-, втор.- или трет.-бутил;
Z - гетероциклический радикал формул

где Q означает карбонил или тиокарбонил, R³ - водород, хлор, фтор, бром, метил, этил и изопропил, незамещенные или замещенные фтором, циклопропил, a R⁴ -амино, метил, этил, изопропил, или две соседние группы R³ и R³ или R³ и R⁴ вместе означают незамещенный алкандиил с количеством атомов углерода вплоть до 5.

Новые замещенные ароматические амиды тиокарбоновой кислоты общей формулы (I), относящиеся к категории малотоксичных веществ, можно получать тем, что замещенные ароматические нитрилы общей формулы (II):

в которой R¹, R² и Z имеют вышеуказанные значения, вводят во взаимодействие с сероводородом или тиоацетамидом, при необходимости в присутствии вспомогательного для реакции средства и в присутствии разбавителя.

Если применяют, например, 2-(2-фтор-4-циано-5-метоксифенил)- 4-метил-5-дифторметил-2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-он и сероводород в качестве исходных веществ, то протекание реакции можно представить следующей схемой:

Исходные вещества формулы (II) известны и/или их можно получать согласно известным способам.

В качестве разбавителей применяют обычные органические растворители. К ним относятся в особенности алифатические, алициклические или ароматические, возможно галогенированные углеводороды, как, например, бензин, бензол, толуол, ксилол, хлорбензол, дихлорбензол, петролейный эфир, гексан, циклогексан, дихлорметан, хлороформ, тетрахлорметан; простые эфиры, как диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, диоксан, тетрагидрофуран или этиленгликольдиметиловый или этиленгликольдиэтиловый простой эфир; кетоны, как ацетон, бутанон или метилизобутилкетон: нитрилы, как ацетонитрил, пропионитрил или бензонитрил; амиды, как N,N- диметилформамид, N,N-диметил-ацетамид, N-метилформамид, N- метилпирролидон или триамид гексаметилфосфорной кислоты; сложные эфиры, как метилацетат или этилацетат: сульфоксиды, как диметилсульфоксид; азины, как пиридин; спирты, как метанол, этанол, н- или изопропанол; этиленгликольмонометиловый простой эфир; этиленгликольмоноэтиловый простой эфир; диэтиленгликольмонометиловый простой эфир; диэтиленгликольмоноэтиловый простой эфир; их смеси с водой или чистая вода.

Реакцию осуществляют предпочтительно в присутствии пригодного вспомогательного для реакции средства. В качестве таких средств применяют любые неорганические или органические основания. К ним относятся, например, гидриды, гидроксиды, амиды, алкоголяты, ацетаты, карбонаты или гидрокарбонаты щелочных или щелочноземельных металлов, как, например, гидрид натрия, амид натрия, метилат натрия, этилат натрия, трет.-бутилат калия, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония, ацетат натрия, ацетат калия, ацетат кальция, ацетат аммония, карбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, гидрокарбонат натрия или карбонат аммония, а также основные органические азотсодержащие соединения, как триметиламин, триэтиламин, трибутиламин, N,N- диметиланилин, пиридин, N-метилпиперидин, N,N-диметиламинопиридин, диазабициклооктан, диазабициклононен или диазабициклоундецен.

Температура реакции может изменяться в широких пределах. В общем работают при температурах от 0^oC до 100^oC, предпочтительно при температурах от 10^oC до 80^oC, и под атмосферным давлением.

Однако также можно работать при повышенном или пониженном давлении, в общем между 0,1 бар и 10 бар.

Новые соединения общей формулы (I) обладают гербицидной активностью, благодаря чему они могут представлять активные вещества, содержащиеся в эффективном количестве в гербицидном средстве, являющимся дополнительным объектом изобретения.

Предлагаемое гербицидное средство может быть в виде любого стандартного препарата, такого, как, например, растворы, эмульсии, смачивающиеся порошки, суспензии, порошки, пылевидные препараты, пасты, растворимые порошки, грануляты, суспензионно-эмульсионные концентраты, пропитанные активным веществом природные и синтетические вещества, а также микроинкапсуляции в полимерных веществах.

Препараты готовят известным образом, например, путем смешения активных веществ с разбавителями, то есть с жидкими растворителями и/или твердыми носителями, возможно при применении поверхностно-активных средств, то есть эмульгаторов и/или диспергаторов и/или пенообразующих средств. В случае использования воды в качестве разбавителя можно применять также, например, органические растворители в качестве вспомогательных для растворения средств. В качестве жидких растворителей применяют главным образом ароматические углеводороды, такие как ксилол, толуол или алкилнафталины; хлорированные ароматические углеводороды и хлорированные алифатические углеводороды, такие, как хлорбензолы, хлорэтилены или метиленхлорид; алифатические углеводороды, такие, как циклогексан или парафины, например, нефтяные фракции; минеральные и растительные масла; спирты, такие как бутанол или гликоли, а также их простые и сложные эфиры; кетоны, как ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон или циклогексанон; сильно полярные растворители, как диметилформамид и диметилсульфоксид; а также воду.

В качестве твердых носителей применяют, например, соли аммония и природную каменную муку, как каолины, глиноземы, тальк, мел, кварц, аттапульгит, монтмориллонит или диатомовые земли, и синтетическую каменную муку, такую, как высокодисперсная кремневая кислота, оксид алюминия и силикаты: в качестве твердых носителей для гранулятов применяют, например, раздробленные и фракционированные горные породы, как кальцит, мрамор, пемза, сепиолит, доломит, а также синтетические грануляты из неорганической и органической муки, грануляты из органического материала, такие как опилки, скорлупа кокосового ореха, кукурузные початки и стебли табачных растений: в качестве эмульгаторов и/или пенообразующих средств применяют, например, неионные и анионные эмульгаторы, такие как сложные полиоксиэтиленовые эфиры жирных кислот, простые полиоксиэтиленовые эфиры жирных спиртов, например, алкиларилполигликолевые простые эфиры, алкилсульфонаты, алкилсульфаты, арилсульфонаты, а также белковые гидролизаты; в качестве диспергаторов применяют, например, отработанные лигнинсульфитные щелоки и метилцеллюлозу.

Препараты могут также содержать прилипатели, как карбоксиметилцеллюлоза, природные и синтетические порошкообразные, гранулированные или латексообразные полимеры, как гуммиарабик, поливиниловый спирт, поливинилацетат, а также природные фосфолипиды, как кефалины и лецитины, и синтетические фосфолипиды. Другими целевыми добавками могут быть минеральные и растительные масла.

Можно применять красители, такие как неорганические пигменты, например, оксид железа, оксид титана, ферроциановый синий, и органические красители, такие как ализариновые красители, азокрасители и металл-фталоцианиновые красители, и микроэлементы, как соли железа, марганца, бора, меди, кобальта, молибдена и цинка.

Препараты содержат в общем 0,1 -95 мас.% активного вещества, предпочтительно 0,5 - 90 мас. %.

Предлагаемое средство можно наносить как до, так и также после появления всходов растений. Его можно также вносить в почву перед посевом. Средство применяют в концентрированном либо в разбавленном виде.

Используемое количество активного вещества может колебаться в широких пределах. Оно зависит по существу от желательного эффекта. В общем нормы расхода составляют от 10 г до 10 кг активного вещества на гектар поверхности почвы, предпочтительно от 50 г до 5 кг на гектар.

Получение новых соединений формулы (I) поясняется следующими примерами:
Пример 1

В смесь из 5,5 г (15 ммоль) 2-(4-циано-2-фтор-5- этилсульфониламино-фенил)-5,6,7,8-тетрагидро-1,2,4-триазоло[4,3-а] пиридин-3(2Н)-она, 5 мл триэтиламина и 50 мл пиридина при 50^oC - 60^oC вводят сероводород до насыщения и смесь перемешивают еще в течение 30 мин при 60^oC. Затем смесь концентрируют в вакууме, остаток перемешивают с 2 н. соляной кислотой и отфильтровывают.

Твердый продукт перекристаллизуют из изопропанола.

Получают 4,8 г (80% от теории) 2-(2-фтор-5- этилсульфониламино-4-тиокарбамоилфенил)-5,6,7,8-тетрагидро- 1,2,4-триазоло [4,3-а] пиридин-3 (2Н)-она с температурой плавления 220^oC.

Пример 2

6,3 г (0,02 моль) 2-(2-фтор-4-циано-5-аминофенил)-4-этил-5- трифтор-метил-2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-она в 100 мл ацетона смешивают с 4,04 г (0,04 моль) триэтиламина. При 23^oC теперь непрерывно вводят сероводород, причем внутренняя температура повышается вплоть до 33^oC. Спустя один час реакция полностью заканчивается. Раствор концентрируют на ротационном испарителе и остаток перекристаллизуют из изопропанола.

Получают 2,9 г (42% от теории) 2-(2-фтор-4-тиокарбамоил-5- аминофенил)-4-этил-5-трифторметил-2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3- она с температурой плавления 161^oС.

Пример 3

11 г (0,0276 моль) 2-(2-фтор-4-циано-5- этилсульфониламинофенил)-4-метил-5-дифторметил-2,4-дигидро-3Н- 1,2,4-триазол-3-тиона в 100 мл пиридина при введении сероводорода перемешивают в течение 4,5 ч при 70^oC. Раствор концентрируют на ротационном испарителе, остаток перемешивают с водой, подкисляют концентрированной соляной кислотой, выпавший в осадок продукт отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизуют из изопропанола. Получают 9 г (77% от теории) 2-(2-фтор-4- тиокарбамоил-5-этилсульфонил-аминофенил)-4-метил-5-дифторметил- 2,4-дигидро-3Н-1,2,4-три-азол-3-тиона с температурой плавления 183^oC.

Аналогично примерам 1,2 и 3, а также соответственно вышеприведенным данным по проведению реакции можно также получать указанные в таблице 1 соединения формулы (I).

Получение исходных соединений формулы (II) поясняется следующими примерами.

Пример А

К 6,3 г (0,034 моль) 4-метил-3-трифторметил-1,2,4- триазолин-5-она, и 5,4 г (0,034 моль) 2,4,5-трифторбензонитрила в 150 мл диметилсульфоксида при комнатной температуре добавляют 5,8 г (0,042 моль) карбоната калия и затем нагревают в течение 14 ч при 100^oC. Для обработки охлажденную реакционную смесь вносят в воду, с помощью разбавленной соляной кислоты устанавливают значение pH, равное 2, и многократно экстрагируют дихлорметаном. Объединенные органические фазы сушат над сульфатом натрия и концентрируют в вакууме. Остаток хроматографируют через силикатель (растворитель: дихлорметан).

Получают 6,2 г (60 % от теории) 1-(4-циано-2,5-дифторфенил)- 4-метил-3-трифторметил-1,2,4-триазолин-5-она с температурой плавления 74^oC.

Пример Б

К 1,52 г (0,005 моль) 1-(4-циано-2,5-дифторфенил)-4-метил-3- трифтор-метил-1,2,4-триазолин-5-она и 0,48 г (0,005 моль) амида метансульфо-кислоты в 50 мл диметилсульфоксида при комнатной температуре добавляют 0,83 г (0,006 моль) карбоната калия и затем нагревают в течение 12 ч при 120^oC. Для обработки охлажденную реакционную смесь вносят в воду, с помощью разбавленной соляной кислоты устанавливают значение pH, равное 2, и многократно экстрагируют дихлорметаном. Объединенные органические фазы сушат над сульфатом натрия и концентрируют в вакууме. Остаток хроматографируют через силикагель (растворитель: смесь дихлорметана с метанолом в соотношении 20:1).

Получают 0,55 г (28 % от теории) 1-(4-циано-2-фтор-5- метилсульфонил-аминофенил)-4-метил-3-трифторметил-1,2,4- триазолин-5-она с температурой плавления 67^oC.

Пример В

1,8 г (10 ммоль) Этилового эфира 3-амино-4,4,4- трифторкротоновой кислоты вносят в 30 мл диметилформамида и 2 мл толуола и при 0 - 5^oC смешивают с 0,3 г (10 ммоль) 80%-ного гидрида натрия. Смесь перемешивают в течение 30 мин при температуре 0 - 5^oC. После охлаждения смеси до температуры 70^oC к ней добавляют раствор 0,9 г (5 ммоль) 4-циано-2,5-дифторфенил- изоцианата в 10 мл толуола и смесь перемешивают в течение 150 мин при температуре от -60^oC до -70^oC. После удаления охлаждающей бани добавляют 2 мл уксусной кислоты. Затем реакционную смесь разбавляют водой примерно в два раза по объему и экстрагируют этилацетатом. Органическую фазу концентрируют и остаток доводят до кристаллизации с помощью диизопропилового эфира.

Получают 1,1 г (69 % от теории) 1-(4-циано-2,5-дифторфенил)- 3,6-ди-гидро-2,6-диоксо-4-трифторметил-1-(2Н)-пиримидина с температурой плавления 194^oC.

Пример Г

Смесь из 0,83 г (3 ммоль) 1-(4-циано-2,5-дифторфенил)-3,6- дигидро-2,6-диоксо-3,4-диметил-1(2Н)-пиримидина, 0,32 г (3 ммоль) метансульфонамида, 0,6 г карбоната калия и 10 мл диметилсульфоксида нагревают в течение 10 ч при 120^oC. После охлаждения смесь выливают в воду со льдом и подкисляют с помощью 2 н. соляной кислоты. Затем экстрагируют этилацетатом, органическую фазу промывают водой, сушат над сульфатом натрия и фильтруют. От фильтрата тщательно отгоняют растворитель в вакууме водоструйного насоса.

Получают 0,8 г (76 % от теории) 1-(4-циано-2-фтор-5- метилсульфонил-аминофенил)-3,6-дигидро-2,6-диоксо-3,4-диметил- 1(2Н)-пиримидина в виде кристаллического остатка температура плавления выше 250^oC).

Активность предлагаемого средства поясняется результатами следующих опытов:
Опыт I
Довсходовая обработка в теплице
1 мас. ч активного вещества смешивают с 5 мас. ч. растворителя, добавляют 1 маc. ч. алкиларилполигликолевого простого эфира в качестве эмульгатора и концентрат разбавляют водой до желательной концентрации.

Семена тест-растений высевают в обычную почву и спустя 24 ч поливают препаративной формой активного вещества. При этом количество воды на единицу поверхности целесообразнее поддерживать постоянным. Концентрация активного вещества в рабочем препарате не играет никакой роли, решающей является только норма расхода активного вещества на единицу поверхности. Спустя три недели оценивают степень повреждения растений в процентах повреждения по сравнению с развитием необработанных контрольных растений.

При этом
0% означает отсутствие действия (как необработанный контроль)
100% означает полное уничтожение
Условия и результаты опыта сведены в таблицах 2, 3.

Опыт II
Послевсходовая обработка в теплице
1 мас. ч. активного вещества смешивают с 5 мас. ч. растворителя, добавляют 1 мас. ч. алкиларилполигликолевого простого эфира в качестве эмульгатора и концентрат разбавляют водой до желательной концентрации.

Получаемым препаратом активного вещества опрыскивают тест-растения, которые имеют высоту 5 - 15 см, так, что на единицу поверхности наносят каждый раз необходимые количества активного вещества. Спустя три недели оценивают степень повреждения растений в процентах повреждения по сравнению с развитием необработанных контрольных растений. При этом
0% означает отсутствие действия (как необработанный контроль)
100 % означает полное уничтожение
Условия и результаты опыта сведены в таблице 4.

Опыт III
Довсходовая обработка в теплице
1 мас. ч. активного вещества смешивают с 5 мас. ч. растворителя, добавляют 1 мас. ч. алкиларилполигликолевого простого эфира в качестве эмульгатора и концентрат разбавляют водой до желательной концентрации.

Семена тест-растений высевают в обычную почву и спустя 24 ч поливают препаративной формой активного вещества. При этом количество воды на единицу поверхности целесообразнее поддерживать постоянным. Концентрация активного вещества в рабочем препарате не играет никакой роли, решающей является только норма расхода активного вещества на единицу поверхности. Спустя три недели оценивают степень повреждения растений в процентах повреждения по сравнению с развитием необработанных контрольных растений.

При этом
0% означает отсутствие действия (как необработанный контроль)
100% означает полное уничтожение.

Условия и результаты опыта сведены в таблице 5.

Описываются замещенные ароматические амиды тиокарбоновой кислоты общей формулы I, где значения Z, R¹, R² указаны в п.1 формулы изобретения. Соединения проявляют гербицидную активность. Описывается также гербицидное средство, содержащее соединение формулы I. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Замещенные ароматические амиды тиокарбоновой кислоты общей формулы I

в которой R¹ - водород или галоген;
R² - группа -A¹-A²,
A¹ означает простую связь, кислород или группу -A³, где A³ означает водород, алкил с 1 - 4 атомами углерода, а A² водород, галоген, алкил с 1 - 4 атомами углерода, незамещенный или замещенный галогеном, алкоксигруппой с 1 - 4 атомами углерода или алкоксиалкоксигруппой с 1 - 4 атомами углерода в каждой алкоксильной части, алкинил с 3 или 4 атомами углерода, алкилсульфонил с 1 - 6 атомами углерода в алкильной части,
Z - гетероциклический радикал формул



где Q означает карбонил или тиокарбонил;
Q¹ - группа C-N(R⁵)₂, где R⁵ означает алкил с 1 - 4 атомами углерода;
R³ - водород, галоген, алкил с 1 - 4 атомами углерода, незамещенный или замещенный галогеном, циклоалкил с 3 - 6 атомами углерода;
R⁴ - амино, алкил с 1 - 4 атомами углерода или алкиламино с 1 - 4 атомами углерода в алкильной части или две соседние группы R³ и R³ или R³ и R⁴ вместе означают алкандиил с количеством атомов углерода вплоть до 5, незамещенный или замещенный алкилом с 1 - 4 атомами углерода. 2. Замещенные ароматические амиды тиокарбоновой кислоты общей формулы I по п. 1, где R¹ - водород, фтор, хлор или бром; R² - группа формулы -A¹-A², где A¹ означает простую связь, кислород или группу -A³, где A³ означает водород, метил, этил, н- или изопропил; A² водород, фтор, хлор, бром; незамещенные или замещенные фтором, хлором, метоксигруппой метил, этил н- или изо-пропил, н-, изо-, втор.- или трет-бутил; Z-гетероциклический радикал формул



где Q означает карбонил или тиокарбонил;
R³ - водород, хлор, фтор, бром, метил, этил и изопропил, незамещенные или замещенные фтором, циклопропил;
R⁴ - амино, метил, этил, изопропил или две соседние группы R³ и R³ или R³ и R⁴ вместе означают незамещенный алкандиил с количеством атомов углерода вплоть до 5. 3. Гербицидное средство, содержащее активное вещество на основе производных тиокарбоновой кислоты и целевые добавки, отличающееся тем, что в качестве производных тиокарбоновой кислоты оно содержит соединение общей формулы I

где R¹ - водород или галоген;
R² - группа A¹-A², где A¹ означает простую связь, кислород, или группу -N-A³, где A³ означает водород, алкил с 1 - 4 атомами углерода, а A² - водород, галоген, алкил с 1 - 4 атомами углерода, незамещенный или замещенный галогеном, алкоксигруппой с 1 - 4 атомами углерода или алкоксиалкоксигруппой с 1 - 4 атомами углерода в каждой алкоксильной части, алкинил с 3 или 4 атомами углерода, алкилсульфонил с 1 - 6 атомами углерода в алкильной части;
Z - гетероциклический радикал формул



где Q означает карбонил или тиокарбонил;
Q¹ - группа C-N(R⁵)₂, где R⁵ означает алкил с 1 - 4 атомами углерода;
R³ - водород, галоген, алкил с 1 - 4 атомами углерода, незамещенный или замещенный галогеном, циклоалкил с 3 - 6 атомами углерода;
R⁴ - амино, алкил с 1 - 4 атомами углерода или алкиламино с 1 - 4 атомами углерода в алкильной части или две соседние группы R³ и R³ или R³ и R⁴ вместе означают алкандиил с количеством атомов углерода вплоть до 5, незамещенный или замещенный алкилом с 1 - 4 атомами углерода,
в эффективном количестве.

Приоритет по признакам:
04.05.94 - R¹ - указанные в формуле изобретения значения; R² - указанные в формуле изобретения значения; Z - указанные в формуле изобретения значения; Q - указанные в формуле изобретения значения; R³ - указанные в формуле изобретения значения; R⁴ - указанные в формуле изобретения значения; две соседние группы R³ и R³ или R³ и R⁴ вместе означают незамещенный алкандиил с количеством атомов углерода вплоть до 4.