Способ получения производных 5-имидазолкарбоновой кислоты, или их стереоизомеров, или их солей Советский патент 1990 года по МПК C07D233/84 A01N43/50 

Изобретение относится к способу получения новых производных 5-имида- золкарбоновой кислоты или их солей, обладаюгщх гербицидной активностью.

Цель изобретения - синтез новых соединений в ряду имидазолкарбоновой.

кислоты, превосходящих по гербицидной активности структурный аналог, обладающий тем же видом активности.

П р е р 1. 1-(7-Метокси-1,2, 3,4-тетрагидронафталиН-1-ил)-2-меркап- то-5-имидазолкарбоновая кислота, метиловый спирт (соединение 1.13).

ы

а)Метиловый эфир Ы-(7-метокси-1. 1,3,4-тетрагидронафталин-1-ил)глицина.

В 1500 МП диэтилового эфира, раст- воряют 367 г 1-амино-7-метокси-1,2, 3,4-тетрагндронафталина и к полученному раствору прибавляют по каплям раствор 158,3 г метилового эфира бром уксусной кислоты в 450 мл диэтилово- го эфира. Полученную смесь перемешивают 70 ч при комнатной температуре. Осадок отделяют, а раствор концентрируют досуха с количественным получением метилового эфира Ы-(7-метокси- 1,2,3,4-тетрагидронафталин-2-Ш1)глицина.

б)Метиловый эфир Н-фо1)мил-Н-(7- метокси-1,2,3,4-тетрагидронафталин-1- ил)глицина.

К 5,52 г муравьиной кислоты при охлаждении до 5.С прибавляют по каплям 2,4 г метилового эфира Ы-(7-мето- кси-1,2,3,4-тётрагидронафталин-1-ил) глицина. Затем добавляют 1,79 г ук- сусного ангидрида и полученную смесь вьщерживают 70 ч при комнатной температуре. Перегонкой в вакууме получают 2,7 г (97% от теории) метилового эфира М-формил-Н-(7-метокси-1,2,3,4-тет- р агидр онафт алин-1-ил)глицина в виде бесцветной смолы.

в)Добавлением соответствующих количеств Метанола к гидриду натрия в тетр.агидрофуране получают раствор 1,85 г метилата натрия в 38 мл тетра- гидрофурана. Затем при возможном ох- л.аждении до комнатной температуры добавляют 6,5 г метилового эфира N-фор- мил-N-(7-мeтoкcи-1,2,3,4-тетрагидро- нафталин-1-ил)гли1Щна., Спустя 20 ч смесь переносят в 30 мп деиониэирован ной воды и 50 мл диэтилового эфира. Водную фазу отделяют и к ней добавляют 30 мл метанола и 8,6 мл 36%-ной со ляной кислоты. Полученный раствор нагревают до 40-45°С и обрабатывают раствором 5,8 г тиоцианата калия в10 мл деионизированной воды. Через 24 ч смесь нагревают до 5 ч и после охлаждения получают осадок 7,3 (64% от теории) метилового эфира 1- (7-метокси-1,2,3,4-тетрагидронафталин- 1-ил)-2-меркапто-5-имидазолкарбо- новой кислоты с т.пл. 184-186 0.

П р и м е р 2. Метиловый эфир 1 (2,2-димет1т-1,2,3,4-тетрагидронафталин- 1-ил)-2-меркапто-5-имидазолкарбо- новой кислоты (соединение 1.17).

, JQ 15

20

25 зо

AQ дс

cQ

5

а)Метиловый эфир N-(2,2-диметил- 1,2,3,4-тетрагидронафталин-1-ил)глицина.

В 250 мл диэтилового эфира растворяют 65,2 г 1-амино-2,2-диметш1-1,2, 3,4-тетрагидронафталина и к полученному раствору прибавляют по каплям

28.5г метилового эфира бромуксусной кислоты в 150 мл диэтилового эфира. Полученную смесь перемешивают 70 ч при комнатной температуре. Выпавший осадок отделяют, а раствор концентрируют досуха с количественным выходом метилового эфира М-(2,2-диметшт-1,2,

3,4-тетрагидронафталин-1-ил)глицина.

б)Метиловый эфир Н формил-Н-(2,2- диметил-1,2,3,4-тетрагидронафталин1-ил)глицина.

.

Все полученное количество метилового эфира N-(2,2-диметил-1,2,3,4-тетрагидронафталин- 1 -ил) глицина со стадии а) добавляют по каплям при охлаж- дении до к 67,8 ма муравьиной кислоты. Затем добавляют 24,9 мл уксусного ангидрида и смесь вьщерживают 70 ч при комнатной температуре. Перегонкой в вакууме получают 35,2 г метилового эфира Н-формш1-Ы-(2,2-диметил- 1,2,3,4-тетрагидронафталин-1-шт)глицина с т.пл. 74-75 С.

Ъ) Добавлением соответствующих количеств метанола к гидриду натрия в тетрагидрофуране получают раствор

24.6г метилата натрия в 500 мл тет- рагидрофурана. При возможном охлаждении добавляют 73,7 г метилового эфира муравьиной кислоты и 35,2 г метилового эфира К-формш1-Ы-(2,2-диметшт-1,2, 3,4-тетрагидронафталин-1-ил)глицина. Через 20 ч смесь переносят в 350 мл деионизированной воды и 700 мл диэтилового эфира. Водный слой отделяют и

к нему прибавляют 350 мл метанола и

97.7мл 36%-ной соляной кислоты. Полученный раствор нагревают до 40-45 С ,и обрабатывают раствором 66,1 г тио- цианата калия в 200 мл деионизирован- 1НОЙ воды. После вьщержнвания 24 ч при 140°С смесь нагревают 5 ч при . После охлаждения получают в виде осадка 35,8 г метилового эфира 1-(2,2-диметил- 1 ,2,3,4-тетрагидронафталин-2- ил)-2-меркапто-5-имидазолкарбоновой кислоты с т.пл. 171-172°С.

Пример 3. Метиловый эфир 1- ( 2,2-дшштил-1,2,3,4-тетрагидронафтя

|1Ин-1-ил)-5-имидазолкарбоновой кисло . ты (соединение 1.03).

В 3100 мл деионизированной воды растворяют 5,8 г нитрата натрия, 55 г азотной кислоты и к полученному раствору в течение 1 ч порциями при 25- прибавляют 92,2 г метилового, эфира 1-(2,2-диметил-1,2,3,4-тетра- гидронафталин-1-ил)-2-меркапто-5-ими- дазолкарбоновой кислоты. Выпавший осадок отделяют с получением 100 г метилового эфира (2,2-диметил-1,2,3,4- тeтpaгидpoнaфтaлин-1-шт)-5-имидaзoл- кapбoнoвoй кислоты с т.пл. 100-101 С. Результаты исследований приведены в табл.. 1-22.

Биологические испытания. Довсходовая гербицидная обработка.

В теплице сразу же после высева испытуемых растений поверхность почвы в чашках для высева обрабатывают водной дисперсией исследуемого соеди- нвний получаемой на основе 25%-ного эмульгируемого концентрата или 25%-но го смачиваемого порошка исследуемых соединений, которые ввиду PIX недостаточной растворимости не могут быть введены в состав эмульгируемых сонцентратов. Используют две кон- );ентрации, соответствую1чие 1 и 0,5 кг испытуемого соединения на 1 га соответственно. Чашки для высева хранят в теплице при 22-25 С и относительной влажности 50-70%. Результаты испытаний выявляют спустя 3 недели в соответствии со шкалой: 1 - растения не проросли или полностью увяли; 2 - 3- - очень сильное действие; 4 - 6 - среднее действие; 7 - 8 - слабое действие; 9 - никакого действия .

Испытуемые соединения формулы (I) показывают наибольшую эффективность против однодольных травянистых сорняков при одновременном отсутствии или слабом действии при данных применяемых дозировках на культурные растения такие как кукуруза.

Результаты довсходовых испытаний кукурузы приведены в табл. 12.

Послевсходовая гербицидная обработка (контактный гербицид).

Большое количество сорняков и культурных растений опрыскивают после по- явления всходов на стадии 4-6-го листа водной диспер сией активного компонента в дозировках 4 и 2 кг испытуемого соединения на 1 га и вьщерживают

10

15

20

-

г -е.

ы- 25 ,

5530

35

40

45

50

при 24-26 с и относительной влажности 45-60%. Результаты испытаний выявляют по меньшей мере спустя 15 дн после обработки и оценивают по той же шкале, что и в довсходовых испытаниях. В данном испытании соединения формулы (I) также наиболее эффективны против испытуемых сорняков. Культурные растения, такие как кукуруза и рис, либо вовсе не повреждаются, либо повреждаются при более высоких применяемых дозировках испытуемого соединения.

Результаты послевсходовых: испытаний для соединения 1.06 приведены в табл. 13.

Результаты довсходовых испытаний кукурузы приведены в табл. 14.

Гербицидная обработка выса кенной рассады риса.

Ростки риса в возрасте 25 дн сорта Ямабико пересаживают в большие пластиковые контейнеры. В те же самые контейнеры между растениями риса высевают сорняки, обитаюго е на рисовых плантациях, а именно Alisraa, Anmonia, Cyperus, Echinochloa, Eleocharis, Fimbristylis, Scirpus и Monochoria..

Контейнеры увлажнают до такой степени, что поверхность покрыта слоем воды в 2,5 см. После 3 дн выдерживания в тепличных условиях в водный слой добавляют разбавленные водные .дисперсии активных соединений в применяемых дозировках 500, 250, 125, 60, 30, 15 г активного компонента на 1 га. Затем контейнеры вьщержива- ют 4 недели в теплице под слоем воды при температуре 25°С и высокой влажности. Результаты испытаний, оцененные в соответствии с приведенной шкалой (-: не испытано) приведены в табл. 15-19.

Сравнительные данные. Довсходовая гербицидная активность.

В теплице семена высевают в пластиковые горшочки, заполненные песчаной почвой, которая затем покрывается слоем той же почвы толщиной 0,5 см. Испытуемые соединения растворяют в ацетоне (100 мл соединения в 4 мл ацетона) и затем раствор разбавляют водопроводной водой непосредственно перед применением. В каждый горшочек поливают 20 мл испытуемого раствора, который равномерно распределяют по поверхности почвы пластиковым гоприцом. Разбавление испытуемого раствора осуществляют так, что количество активного вещества на один горшочек- соответствует 4 кг на 1 га. Тестуемые растения и результаты исследований указа ны в табл. 20-22.

В течение всего периода испытаний (4 недели) горшочки хранят на полках при обычных для теплиц условиях. Температура и влажность меняются в зави- симости от времени дня и времени года

Гербицидная активность оценивается lio измерению роста в высоту растений по следующей полулогарифмической шкале: 1 - нет воздействия (рост сравним с. необработанными растениями); 2 - 2,5% действия; 3-5% действия; 4 - 10% действия; 5-15% действия; 6 - 25% действия; 7-35% действия; 7-8 - 50% действия; 8 - 67,5% действия; 9 - :100% действия (полное поражение растений) .

Индексы 8 и 9 показывают, что гер- бицидная активность составляет около 85%, в то время как индекс 8(9) пока- зывает, что эта активность ближе к 8, чем к 9, а (8)9 ближе, чем к 8.

Формула изобретения

Способ получения производных 5-ими дазолкарбоновой кислоты общей формулы

r-N

/Гл .

. R200C N RI X

где RJ - водород или меркаптогруппа; R - водород, С ,-С .--алкил; X - 1-инданил-1-тетрагидронаЛта- ленил, 5-бензоЦиклогептанил, 4-тетрагидробензотиенил-9Н- флуорен-9-ил или 1-дигидро- нафталинил, каждый из которых незамещен или замещен от одного до шести заместителями, выбранными из группы, куда входят С ,-С -алкил, мо- но- и ди(арил)-С,-С5-алки т, ,-алкоксигруппа, галоид, где два геминальных заместителя вместе с атомом углерода, к которому они присоеди

нены, могут образовывать з « о лкильную группу, где арил.означает фенил, при условии, что X отличен от незамещенного 1-инданила или незамещенного 1-тетрагидро- нафталенила,

или их стереоизомера, или их солей, отличающийс я тем, что конденсируют соединение общей формулы

ОХ HC-N-CH -COOR

где RJ и X имеют указанные значения, с алкиловым С -С -эфиром муравьиной кислоты в присутствии основания и в инертном в условиях реакции растворителе с последующей обработкой полученного промежуточного соединения общей формулы

О

И

HC-0-Z

HC-N-C-COOR-2

X

где R и X имеют указанные значения;

Z - атом щелочного металла, изотиоцианатом щелочного металла в прнсутстнии кислоты с получением производного 2-меркаптоимидазола общей формулы

.N

JTiL

R OOC-SJ- SH

1 X

где X имеют указанные значения, с вьщелением целевого продукта или с последующим взаимодействием с нитритом натрия в присутствии азотной кислоты и воде с выделением целевого продукта, где R, - водород, или превращением целевого продукта, где R, - водород или меркаптогрупйа, в соль обработкой кислотой или основанием,или выделением его в виде стереоизомера.

N-1

RiAjLcooR2

Ъ1 3

RsRe

Таблица 1

Продолжение табл.1

Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности способа получения производных 5-имидазолилкарбоновой кислоты общей формулы NX-CR₁=N-CH=C-C(O)OR₂, где R₁ - H или -SH

R₂ - H, C₁-C₅-алкил

X - 1-инданил, 1-тетрагидронафталенил, 5-бензоциклогептанил, 4-тетрагидробензотиенил, 9H-флуорен-9-ил или 1-дигидронафталинил, каждый из которых может быть замещен 1-6 заместителями, выбранными из группы : C₁-C₆-алкил, моно- или ди(арил)-C₁-C₅-алкил, C₁-C₅-алкокси, галоид, где два геминальных заместителя вместе в атомом углерода, к которому они присоединены, могут образовывать C₃-C₆ - циклоалкил, где арил означает фенил, при условии, что X незамещенному 1-инданилу или 1-тетрагидронафталенилу, или их стереоизомеров, или их солей, которые обладают гербицидной активностью, что может быть использовано в сельском хозяйстве. Цель - создание новых более активных соединений указанного класса. Синтез ведут конденсацией соединения формулы HC(O)-N(X)-CH₂-C(O)OR₂, где R₂ и X см. выше, с алкиловым - C₁-C₄ эфиром муравьиной кислоты в присутствии основания и в инертном в условиях реакции растворителе. Полученное соединение обрабатывают изоцианатом щелочного металла в присутствии кислоты. Целевой продукт выделяют непосредственно или обрабатывают полученное производное 2-меркаптоимидазола нитритом натрия в присутствии азотной кислоты в воде с выделением целевого продукта, где R₁ - H. При необходимости целевой продукт, где R₁ - H или SH, обрабатывают кислотой или выделяют его в виде стереоизомера. Новые соединения активны в отношении сорняков, растущих на рисовых и кукурузных плантациях, как при довсходовой, так и при послевсходовой обработке. 21 табл.

N--.

R ДЛсоон

RT

Таблица2

,

-Re

JТаблиц a 4

,

N.

Ri-O-COOR.

3

R

N-,0 RiAJLc-OR.

СН.

СН,

СН,

СНз СН.

СН,

сн

СИН

UHC-HNOj, 133,1

3 t-H СНзHNO 143,6

Таблица9

МR l-COOR.

Таблица 10

160-161,5

Таблица 11

Rt V

СИН

UHC-HNOj, 133,1

19

159887720

Таблица 12

Показатели для соединений

,08

Кукуруза Рис сухой

Показатели для соединения Ы6 1 1.17 I 4.01 при дозиррвке, кг/га

0.5

1

0,5

Таблица 13

9 9

4 5 5 7 5 6

Таблица 14

LJ.

0,5

21

Испытуемое растение

Показатели для соединения

.- 1л21 I 1.02

при дозе активных компонентов, г/га

50oJ 250 j 30 15 500 250 Г125Тбо ТзоТ1 5

159887722

Продолжение табл.14

Т а б л и. ц а 15

Таблица 1

..

23 1598877

24 Продолжение табл.17

Примечание. Известное соединение

. N.

yLcooc

НзС

Таблица 20

.

yLcoocH;

Таблиц а 21

R j ni cOOR2 I- 7 к n

Таблица 22