DK142281B - Isoxazolderivater med herbicid virkning. - Google Patents

Description

(w) \Ra/ (11) FREM LÆGS ELS ESSKRIFT 142281 C 07 D 261/14 Π Λ M Ml A D 1/ (51) *nt· C*·3 A 01 N 43/80 UAlMMAniV A 01 N 53/00 §(21) Ansøgning nr. 2538/78 (22) Indlever« den 7· Jun. 1978 (24) Løbødag 26. Jul. 1974 (44) Ansøgningen fremlagt og _ fremlssggelsesskriftet offentliggjort den 6. Okt< 1 980 DIREKTORATET FOR u ..

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prlont« bøgeret fra den

27. Jul. 1973, 85339/73, JP

ου SHIONOGI & CO. LTD., 12, 3-chome, Dosho-machI, Higashi-ku, Osaka, JP.

(72) Opfinder: Hisajiro Yukinaga, 2-4-41, Kusatsu, Kusatsu-shi, Shiga Pref., JP: Shinzaburo Sumimoto, 2-126, Yuzato-cho, Higas hisuraiyo s hi-ku,

Osaka-shi, Osaka Pref., JP: Ichiro Iøhizuka, 4-5-8, Tokiwadai, Toyono-cho, Toyono-gun, Osaka Pref., JP: JTtsuo Sugita, 619-6, Hatamachi,

Ikeda-shi, Osaka Pref., JP.

(74) Fuldmsegtig under sagens behandling:

Th. Ostenfeld Patent bureau A/S.

(S4> Isoxazolderivater med herbicid virkning.

Den foreliggende opfindelse angår isoxazolderivater med herbicid virkning. De omhandlede isoxazolderivater er ejendommelige ved, at de har den almene formel (I): R1 XH—|“<co-R2

_ N

R

hvori R betegner t-butyl, R1 betegner hydrogen eller methyl, 2 R betegner (C2~Cg)alkyl, (C^C^) alkenyl eller cyclopropyl, og X betegner hydrogen eller halogen.

2 142281

Blandt egnede alkylgrupper er ethyl, propyl, i-propyl, butyl, i-butyl, t-butyl, pentyl og hexyl. Alkenyl indbefatter allyl, iso-propenyl, butenyl og butadienyl. Halogen kan f.eks. være chlor eller brom.

Pra USA-patentskrift nr. 3.547.940 kendes isoxazolderivater med herbicid virkning. Forbindelserne ifølge opfindelsen udmærker sig i forhold hertil, som det fremgår af de senere heri beskrevne samraen-ligningsforsøg, ved en langt kraftigere herbicid virkning.

Isoxazol-derivaterne (I) ifølge den foreliggende opfindelse udviser fortræffelig herbicid aktivitet og har meget lav toxicitet over for mennesker, dyr og fisk. Det har også vist sig, at isoxazol-derivaterne (I) let dekomponeres eller nedbrydes i jorden efter tilførsel som herbicider.

Isoxazol-derivaterne (I) kan fremstilles i overensstemmelse med følgende reaktionsskemaer: Første metode X—-π-n-NH-R1 I || A-CO-R (III) RA -- !

O -V RX

I 2

(II) X- -- — N-CO-RZ

t

Anden metode R^· / - I 2 / I-N-CO-R /

/ _I

0 halogenering (X = halogen) (la) hvori A betegner en rest af en reaktiv gruppe såsom halogen (f.eks.

2 chlor, brom) eller ester (f.eks. tosyloxy, mesyloxy, -O-CO-R ), idet 1 2 R, R , R og X har den ovenfor anførte betydning.

Første metode; U2281

Amidet (I) kan fremstilles ved omsætning af en amin (II) med et acyleringsreagens (III) med eller uden base (f.eks. pyridin, triethyl-amin, natriumhydroxid) under tilstedeværelse eller i fravær af et inert opløsningsmiddel (f.eks. vand, methanol, benzen, diemthylformamid, dimethylsulfoxid) ved stuetemperatur eller under opvarmning.

Anden metode;

Halogenering af isoxazolet (la) kan gennemføres på konventionel måde. Isoxazolen (la) behandles med et halogeneringsmiddel (f.eks. chlor, brom, sulfurylchlorid) i et inert opløsningsmiddel (f.eks. eddikesyre, methylenchlorid, chloroform) ved stuetemperatur eller under opvarmning.

Praktiske eksempler på fremstillingen af isoxazol-derivaterne (I) i overensstemmelse med hver af de ovenfor anførte metoder illustreres i de efterfølgende eksempler.

Eksempel 1

Propionsyreanhydrid (5 ml) sættes til 3-amino-5-t-butylisoxazol (2,52 g), og den resulterende blanding omrøres ved stuetemperatur i 3 timer og henstår derefter natten over ved stuetemperatur. Reaktionsblandingen hældes i isvand (50 ml). De udfældede krystaller frafiltre-res og rystes med benzen. Benzenlaget vaskes med mættet vandigt na-triumhydrogencarbonat og vand,to gange hver, tørres over vandfri natriumsulfat og inddampes til fjernelse af opløsningsmidlet. Remanensen omkrystalliseres fra cyclohexan til frembringelse af N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)propionamid (2,91 g) som farveløse krystaller, der smelter ved 95,0 til 96,0°C.

Eksempel 2 til 6

De efterfølgende produkter (la) fås ud fra de tilsvarende aminer 2 (II) ved omsætning med det tilsvarende anhydrid, (R CO)20, ved fremgangsmåder lig den i eksempel 1 beskrevne. ^1

eXTh'r1 «*»*> 4TW

(II) da) Λ 142281 4

TABEL· I

___ Produkt (la)_

| I T I o I

Eks. R R R snip* eller kp.

2 t-Bu H -(CH2)2CH3 67,0-68,5°C

3 t-Bu H -(CH2)3CH3 96,5-97,5°C

4 t-Bu H -(CH2)4CH3 72,0-73,5°C

CH

5 t-Bu Η -Ch" 3 123,0-124,0QC

Vch3 zCH3 o 6 t-Bu CH3 -CH 72,5 C/0,02 mm Hg nch3

Forkortelserne i Tabel I har følgende betydning:

Bu (butyl), t- (tertiær), smp. (smeltepunkt), kp. (kogepunkt)

Eksempel 7

Til en opløsning af 3-amino-5-t-butylisoxazol (2,80 g) i pyridin (10 ml) sættes dråbevis isobutyrylchlorid (2,34 g), idet blandingen holdes ved en temperatur under 10°C. Reaktionsblandingen omrøres under køling i 30 minutter og ved stuetemperatur i 1 time og inddampes til fjernelse af pyridinen. Remanensen blandes med 5% saltsyreopløsning (40 ml) og rystes med methylenchlorid. Methylenchloridlaget fraskilles, vaskes med mættet vandig natriumhydrogencarbonat og vand, tørres over vandfri natriumsulfat og inddampes til fjernelse af methylenchloridet. Remanensen kromatograferes på en søjle af silikagel og omkrystalliseres fra n-hexan til frembringelse af N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)-iso-butyramid (3,85 g) som farveløse nåle, der smelter ved 123,0 til 124,0°C.

Eksempel 8 til 19

De enkelte omsætninger gennemføres som i eksempel 7 til frembringelse af følgende produkter (la): 5 142281 y

Ti—ftnh"r1 ? ΓΓΤΓΝ\ 2 R In ..... r2-coci „. ^ J I sco-R2 (II) da)

TABEL II

___ Produkt (la) _i__rT_r_r___i

Eks. - R R1 R2 smp. eller kp.

CH

8 t-Bu H -c/ 3 133,5-135,0°C

sch2ch3

CH

9 t-Bu H -CH 3 96,5-97,5°C

n(ch2)2ch3

CH

10 t-Bu H -ciT I 2 146,0-147,0°C

^ch2 XCH, 11 t-Bu CH, -CHn -3 72,5°C/0,02 mm Hg ch3 12 t-Bu CH, -CH,CH, lll-116°C/0,45 mm Hg (badtemp.) 13 t-Bu CH3 -(CH2)2CH3 74°C/0,025 mm Hg 14 t-Bu CH3 -(CH2)3CH3 82°C/0,015 mm Hg

15 t-Bu CH3 -(CH2)4CH3 30,5-32,0°C

CH

16 t-Bu H -C" 3 70,5-71,5°C

sch2 .ch3 0 17 t-Bu CH, -CH 97,0-98 C/0,27 mm Hg J νΰΗ^Η3 /CH3 o 18 t-Bu CH, -CH 74-77 C/0,02 mm Hg x(ch2)2ch3 ^CH2 19 t-Bu CH, -CH I 95,0/0,14 mm Hg 3 \ch2

De i tabel II anvendte forkortelser er de samme,som er angivet ovenfor for tabel I

6 142281

Eksempel 20

Methylenchlorid (20 ml) og sulfurylchlorid (5,40 g) sættes til N- (5—t—but^l—3-isoxazolyl) cyclopropancarboxamid (4,17 gi tilbade- svales under opvarmning i 1,5 timer. Methylenchloridet og det uomsatte sulfurylchlorid afdampes under reduceret tryk. Remanensen kro-matograferes på en søjle af silikagel og omkrystalliseres fra benzen til frembringelse af N-(5-t-butyl-4-chlor-3-isoxazolyl)cyclopropan-carboxamid (4,10 g) som farveløse nåle, der smelter ved 129,5 til 131,0°C.

Eksempel 21 til 27

De enkelte omsætninger gennemføres som i eksempel 20 til frembringelse af følgende produkter (Ib): R1 Π~ϊΓΝ 9 ΧΊΠΓ\ 7

t-Bu_P A N°0R halogenering_^ t_BuJI {[ COR

“^0 “^O7 (la) (Ib)

TABEL III

7 142281

Produkt (Ib) ______ _ 2 " ' T ^ ~ ' "" ""

Eks. X R R smp.

—II— ' ' '»" ' III I...· .11—! ............. ......... > -........ ' " i 1 I “"I —i— I .'I' *

21 Cl H -CH2CH3 88,0-89,0°C

^CH3 o

22 Cl H -CH 96,5-97,5 C

ch3 yCHj

23 Cl H -CH 99,0-100°C

SCH2CH3

24 Cl H -(CH2)3CH3 80,0-81,5°C

^ch3

25 Cl H -CH 92,0-93,0°C

x(ch2)2ch3 * /CH,

26 Br H -CH | 111,0-112,0 C

^ch2 ^CH2 o

27 Cl CH-, -CH I 50,0-57,0 C

ScH2 —------------ ..... * ..... '"I ..... ‘ ..................1,-..,,...,,1,.1.1,,,1.........7' I··"»"1".....-............. ......... *'

Der anvendes brom og 1,2-dichlorethan.

Forsøg 1 8 142281 a) Undersøgte forbindelser:

Forbindelse nr._ Forbindelse 1 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)propionamid 2 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)isobutyramid 3 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)-sec-valeramid 4 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)valeramid 5 N- (5-t-butyl-3-isoxazolyl) -2-methylvaleraxnid 6 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)hexanamid 7 N-(5-t-butyl-3-isoxazoly1)-2-methylhexanamid 8 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)cyclopropan- carboxamid 9 N-methyl-N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)cyclo- propancarboxamid 10 PCP-Na (natrium-pentachlorphenoxid) 11 l-phenyl-3- (3-methyl-4-brom-5-isoxazolyl) - urinstof (USA-patent nr. 3.547.940).

b) Undersøgelsesmetode: (1) Før-fremkomst-forsøg: 25 frø af en forsøgsplante udsåedes i sandjord i et polyethylen-bæger (diameter: 9 cm). Efter udsåning dækkedes frøene med sandjord til ca. 5 mm dybde, og en vandig suspension af en forsøgsforbindelse i en koncentration på 100 ppm tilførtes overfladen af sandjorden under anvendelse af "Tween 20" (varemærke for Atlas Powder Co.) som spred “ ningsmiddel. Den tilførte mængde af forsøgsforbindelsen var 10 g/ar og 30 g/ar i vandig suspension (vand: 10 liter/ar), der tilførtes ved hjælp af en sprøjte. Administreringen foretoges ved 25°C i et væksthus i naturligt sollys. Spiringsgraden vurderedes 3 uger efter tilførslen.

(2) Efter-fremkomst-forsøg:

Unge planter tilførtes en forsøgsforbindelse 10 dage efter udsåning. Administrering og vurdering gennemførtes som beskrevet ovenfor (1) .

9 142281 c) Vurderingsmetode:

Antallet af overlevende planter bestemtes med det blotte øje, hvorved man fik overlevelsesprocenten for de udsåede frø. Overlevelsesprocenten markeredes med seks grader på følgende måde:

Overlevelsesforhold for undersøgt plante_ Markering højst 10% 5 11-25% 4 26-50% 3 51-75% 2 76-90% 1 mindst 91% 0 d) Resultat: 10 142281

TABEL IV

Herbicid aktivitet Før-fremkomst- Efter-fremkomst-

Forbindelse Tilført mængde -forsøg--forsøg--

nr. (g/ar) ABCDEFABCDEF

1 10 000441000545 30 0 2 35550125 55 2 10 035555015555 30 045555055555 3 10 0 01000000400 30 034441005553 4 10 002222014345 30 045555025555 5 10 035 5 55005255 30 0555550 3 5555 6 10 002311015533 30 002520015553 7 10 005555002555 30 0455550 0 2555 8 10 0555550555 55 30 05555535.5 555 9 10 122555324555 30 455555555555 10 10 000023000025 30 000023000045 50 022055004255 11 10 000011000001 _ 30_[000002000000

De anvendte forkortelser har følgende betydning: A (Triticum aestivum); B (Echinochloa crusgalli); C (Digitaria adscendens); D (Brassica campestris); E (Polygonum longisetum); F (Amaranthus retroflexus).

n 142281

Amiderne (I) (forbindelse nr. 1 - 9) viser således næsten ingen herbicid aktivitet over for Triticum aestivum, men viser fortræffelig og selektiv herbicid aktivitet over for Echinochloa crus-galli, Digitaria adscendens, Brassica campestrls, Polygonum longi-setum og Amaranthus retroflexus, og deres herbicide aktiviteter er langt kraftigere end aktiviteten af det i handelen værende herbicid, PCP-Na (forbindelse nr. 10) og forbindelsen ifølge USA-patent nr. 3.547.940 (forbindelse nr. 11).

Forsøg 2

Toxiciteten af N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)isobutyramid undersøgtes på Oryzias latipes og fandtes at være lav i sammenligning med toxiciteten af det i handelen tilgængelige PCP-Na.

Forsøg 3

Herbicid aktivitet over for Echinochloa crusgalli og Monochoria vaginalis under submerse rismarksbetingelser.

a) Undersøgte forbindelser:

Forbindelse nr._ 1 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)-2-methylpentanamid 2 N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)cyclopropancarboxamid 3 N-methyl-N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)cyclopropancarboxamid 4 Propanil (kontrol) b) Undersøgelsesmetode: -4 I 2 x 10 ar af en Wagner-potte anbragtes rismarksjord,og vand ihældtes til en dybde på 3 cm. Der udsåedes 25 frø af en forsøgsplante. Forsøgsforbindelsen tilførtes Echinochloa crusgalli ved tidspunktet for før-fremkomst, 1-bladsstadiet, 2-bladsstadiet og 3-bladsstadiet og Monochoria vaginalis ved tidspunktet for før-fremkomst, koleoptile-stadiet, 1-bladsstadiet og 2-bladsstadiet. Den tilførte mængde af en forsøgsforbindelse indbefattede 6,25 g, 12,5 g, 25 g, 50 g, 75 g og 100 g, alle pr. ar. Antallet af overlevende planter undersøgtes i sammenligning med antallet for ikke-behandlet område. Resultaterne opdeltes i seks grader for overlevelsesforholdet som i forsøg 1.

142281 12 d) Resultat:

TABEL V

' T Echinochloa Monochoria

Forbindelse Tilført mængde crusgalli__vaginalis__

nr. (g/ar) PRE IL 2L 3L PRE CO IL 2L

6.25 2110 0433 12.5 2 3 3 0 0 5 4 3 1 25 2550 0554 50 3552 2555 75 5552 3555 100 5554 3555 6.25 3555 4555 12.5 5555 5555 2 25 55555555 50 5 5 5 5 5 5 5 5 75 5555 5555 100 5555 5555 6.25 2230 3220 12.5 4552 5551 3 25 55545552 50 5555 555 5 75 5555 5555 100 5555 5555 6.25 0000 0211 12.5 1100 0221 4 25 3210 0222 50 4210 0333 75 4320 2433 100 5320 243 3

De anvendte forkortelser har følgende betydning: PRE (før-fremkomst); IL (1-bladsstadium); 2L (2-bladsstadium); 3L (3-bladsstadium) ; CQ (koleoptilestadium).

d) Konklusion: 13 142281

De omhandlede forbindelser (forbindelse nr. 1-3) udviste fortræffelig herbicid aktivitet over for Echinochloa crusgalll og Mono-choria vaginalis under submerse rismarksbetingelser i sammenligning med et i handelen tilgængeligt herbicid, propanil.

Desuden iagttoges der for alle forsøgsforbindelser (forbindelse nr. 1-4) ingen eller så godt som ingen kemisk forgiftning over for risplanter.

De omhandlede isoxazolderivater (I) udviser fortræffelig herbicid aktivitet over for forskellige græsser ved lille tilførselsmængde. Disse forbindelser kan også anvendes som ikke-selektive eller selektive herbicider ved ændring af mængden, som tilføres. Herbiciderne indeholdende forbindelserne ifølge opfindelsen er almindeligvis anvendelige på forskellige afgrøder, inklusive hvede, byg, majs, gulerødder, jordnødder, ærter eller risplanter med henblik på at beskytte dem mod ugunstige ukrudtsplanter og græsser. De kan også tilføres sukkerrør, kartofler, sødkartofler, mentha, auberginer eller spansk peber efter udplantning af disse. Praktisk taget iagttoges der overhovedet ingen kemisk skade som resultat af indvirkningen af de foreliggende herbicider på disse afgrøder, idet sådanne virkninger, som iagttages, er så ringe, at de let kan overvindes. Desuden er de foreliggende herbicider helt uskadelige over for mennesker og husdyr, og de udviser også meget lav toxicitet over for fisk og skaldyr. Isoxa-zolderivaterne ifølge opfindelsen kan således anvendes som herbicider med eh meget høj sikkerhedsgrad og udviser også en passende mængde restforbindelse, som forbliver i jorden efter deres anvendelse.

Herbicidpræparater, som omfatter en forbindelse i overensstemmelse med opfindelsen, og et fortyndingsmiddel, en bærer eller excipient, kan f.eks. fremstilles ved blanding af det virksomme isoxa-zolderivat (I) med et inert faststof eller en flydende bærer, eventuelt i kombination med et yderligere hjælpestof (f.eks. emulgatorer, stabilisatorer, dispergeringsmidler, suspenderingsmidler, spredningsmidler, penetreringsmidler eller befugtningsmidler), og omdannelse af den opnåede blanding til den ønskede præparatform (f.eks. emulsion, befugtelige pulvere, granulater, puddere eller piller). Eksempler på egnede bærere er faste bærere (f.eks. ler, talkum, diatoméjord eller bentonit) og flydende bærere (f.eks. vand, alkoholer, acetone, benzen, toluen, xylen, opløsningsnaphtha eller cyclohexan).

142281 14

Herbicidpræparaterne kan også indeholde og forbindelserne ifølge opfindelsen anvendes sammen med jordbrugskemikalier (f.eks. insekticider, fungicider eller et andet herbicid), gødningsstoffer (f.eks. ammoniumsulfat eller urinstof) eller jordbehandlingsmidler.

For nærværende foretrukne præparater indeholdende forbindelser ifølge opfindelsen illustreres i de efterfølgende eksempler.

Eksempel A

N-methyl-N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)cyclopropancarboxamid (10 vægt-dele), "Sorpol" (reg. varemærke tilhørende Toho Chemical Industry, Co., Ltd.) (10 vægtdele), cyclohexan (20 vægtdele) og opløsningsnaphtha (60 vægtdele) blandes, hvorved der opnås en emulsion.

Eksempél· B

N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)isobutyramid (50 vægtdele), calcium-ligninsulfonat (3 vægtdele), "Sorpol" (reg. varemærke tilhørende Toho Chemical Industry, Co., Ltd.) (3 vægtdele) og diatoméjord (44 vægtdele) blandes og pulveriseres, hvorved der fås et befugteligt pulver.

Eksempel C

N-(5-t-butyl-3-isoxazolyl)-2-methylvaleramid (5 vægtdele) og ler (95 vægtdele) blandes og pulveriseres, hvorved der opnås et pudder.

Eksempel D

N-(S-t-butyl-3-isoxazolyl)cyclopropancarboxamid (5 vægtdele), calciumligninsulfonat (5 vægtdele), bentonit (3 vægtdele) og ler (60 vægtdele) blandes, pulveriseres, blandes med vand, æltes, granuleres og tørres, hvorved der opnås granulater.