膦酰基吡唑的生产制造技术

公开了具有化学杂交剂活性的新化合物及其合成方法。这些化合物可用于生产杂交小麦（普通小麦）和其它作物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产膦酰基吡唑化合物及相关的组合物的方法。
技术介绍
近亲植物的异体受精能产生具有所要的近交亲本不具有的综合性状的后代。这种已知被称为杂种优势的现象已经在主要的作物品种中得到了鉴定(Stuber，Plant Breeding Rev.1229-65，1994)。杂交植物通常具有优越得多的农艺学特性，例如包括植物个体大小、谷物产量、抗病性、对除草剂的耐受性和气候适应性。对大多数作物来说，生产杂交种子的主要的限制因素是缺乏简单、可靠并且经济的手段使得在产生雄性不育的同时，雌性配子不受影响并且能够与合适的花粉给体进行异体授粉。杀配子剂或化学杂交剂(CHAs)不仅可用于生产杂交植物，而且还能控制基因从一种基因变性的作物体流向相关的野生植物。在某些植物例如玉米中，用物理方法除去含有雄性配子的器官相对来说比较直接了当，因为雄性器官是暴露的而且在空间上与雌性配子是分开的。然而，大多数作物的同一朵花中既有雄性器官又有雌性器官，因此去雄既不简单又不直截了当，使得去雄的过程劳动强度大、费用高。而且，在这些方法中难以确保完全隔绝自体授粉。已经利用包括各种胞质雄性不育系(CMS)在内的几种自然发生的雄性不育遗传机制在一些植物中进行了杂交种子的生产。涉及CMS的策略的缺点是这种策略需要三种不同的系来生产单一交配的杂交体雄性不育的母本系、具有与雄性不育系相同的基因但是含有功能完整的线粒体的保持系；和父本系。有许多种CMS存在不良的特性而减小或限制了它们的用途，包括不想要的联动性或多效性，例如易感染疾病、不育系的破坏和不一致性和/或复合体遗传的可育性的恢复。而且在许多重要作物中不能得到CMS系。已经描述了化学杀配子剂，包括吡啶(EP276,204)、吡啶酮和哒嗪(US4,115,101和US4,345,934)、磷酸甘油酯(glyphosate)(US4,735,649)、5-氧基或氨基取代的1，2-二氮杂萘(US5,129,939)、哒嗪(US5,062,880和US4,345,934)、二氮杂双环辛烷(US4,925,477)和N-烷基-4-氧代烟酸酯化合物(US4,714,492)。一种用于小麦的杀雄性配子剂商品Genesis(Monsanto Company，St.Louis，Missouri；参见US5,062,880)是一种有效的杀配子剂，并且是用于比较和开发用于小麦的新杀配子剂的标准。另外，一些膦酰基取代的吡唑包括一些3-羟基(烷氧基)-吡唑-4-基膦酸酯在植物中具有系统性的运动，并且已经报道了它们可作为杀虫剂用于植物中。然而，据说这类化合物对植物没有毒性，也没有杀配子活性的报道(DE4139849)。很少把化学杂交剂(CHAs)用于商业生产杂交种子，主要是因为它们一般对配子缺乏选择性，特别是对于雄性配子来说。系统性的运动和选择性的植物毒性是对有效的杀配子剂的必要的要求。许多化合物破坏或损害植物的雄性配子但是也同时杀死雌性配子和植物的组织。在更大程度上选择性地以配子而不是植物的组织为目标的化合物一般不能区分被破坏的配子的性别。另外，许多具有良好选择性的化学杀配子剂对组织或其它周围的组织具有毒性，这就限制了这些化合物在生产商品级杂交种子中的用途。遗传工程也产生了引起雄性不育的策略。例如应用前毒素技术(U.S.5,254,801)和反义技术(U.S.5,728,926)。其他需要的特征可以由要被处理的植物规定。例如，就小麦来说，雄性配子和雌性配子存在于同一朵花中，在雄性配子把它们的花粉释放到雌性配子上之前，花朵是闭合的。当花朵张开时，自体授粉通常已基本上完成了。一种有用的杀小麦配子剂必须能够在雌性配子准备受粉时杀死雄性配子但是又不干扰花朵的开放而使来自其它小麦植株的花粉发生授粉。因此，对有效的杀小麦配子剂或用于小麦的化学杂交剂的需求一直是进行深入研究的主题(Tschabold等人，CropScience 28583-588，1988)。专利技术概述我们开发了一种生产膦酰基吡唑化合物的新方法通过使3-羟基-2-(二烷基膦酰基)丙烯酸的碱金属盐与质子化的肼、质子化的烷基肼或质子化的芳基肼接触反应。在一种优选的实施方案中，该方法包括加入碱，然后酸化。与公开的环缩合反应相比，该方法有好几个优点更简单，不需要纯化步骤；可以用水性溶剂进行反应(虽然也可以使用有机溶剂或水性溶剂和有机溶剂的混合物)。另外，中间体在室温下无限稳定。而且，该方法有更高的效率和产率。可用于该方法膦酰基吡唑的实例有膦酸二烷基酯，它可以用作生产例如具有杀配子剂活性的膦酸二烷基酯的反应物。根据本专利技术的一种方法，使3-羟基-2-(二烷基膦酰基)丙烯酸的碱金属盐和选定的肼在水性介质中反应。为了方便地纯化该方法的产物，在酸化前用有机溶剂洗涤水相以除去杂质。根据本专利技术的另一个方面，该方法中所用的膦酰基吡唑是式I或II的化合物 其中R1是烷基、芳基、杂芳基、苄基或C3-C8环烷基，优选C3-C7环烷基；R2是H或碱金属盐；R3是H、烷基、芳基或杂芳基；R4是H、烷基、苯基或盐；R5是H、烷基、苯基或盐；R6是烷基、芳基或杂芳基；烷基是C1-C8，优选C1-C4的支链或C1-C4的直链烷基；芳基是任意选择性地被1-5个，优选1-3个选自卤素、三卤代甲基、C1-C8烷基(直链或支链的)、C1-C8烷氧基(直链或支链的)、硝基和氰基的基团取代的苯基或萘基；苄基是任意选择性地被1-3个选自卤素、三卤代甲基、C1-C8烷基(直链或支链的)、C1-C8、优选C4烷氧基(直链或支链的)、硝基和氰基的基团取代的苄基；而杂芳基是任意选择性地被1-4个选自卤素、三卤代甲基、C1-C8烷基(直链或支链的)、C1-C8烷氧基(直链或支链的)、硝基和氰基的基团取代的吡啶基。根据本专利技术的另外一个方面，提供式I或II(如上所述)的化合物，其中R1是H、烷基、芳基、杂芳基、苄基或C3-C8环烷基，优选C3-C7环烷基；R2是H、烷基、苄基、C1-C8链烯基，优选C1-C4链烯基或盐(例如，优选农业上可接受的盐例如碱金属盐或胺盐)；R3是H、烷基、芳基或杂芳基；R4是H、烷基、苯基或盐；R5是H、烷基、苯基或盐；R6是烷基、芳基或杂芳基；烷基是C1-C8，优选C1-C4的支链或C1-C4的直链烷基；芳基是任意选择性地被1-5个，优选1-3个选自卤素、三卤代甲基、C1-C8烷基(直链或支链的)、C1-C8烷氧基(直链或支链的)、硝基和氰基的基团取代的苯基或萘基；苄基是任意选择性地被1-3个选自卤素、三卤代甲基、C1-C8烷基(直链或支链的)、C1-C8、优选C4烷氧基(直链或支链的)、硝基和氰基的基团取代的苄基；而杂芳基是任意选择性地被1-4个选自卤素、三卤代甲基、C1-C8烷基(直链或支链的)、C1-C8烷氧基(直链或支链的)、硝基和氰基的基团取代的吡啶基，条件是当R3是H，而R1是芳基时，R2不是H或C1-C4烷基。本专利技术化合物的实例如下膦酸二甲酯、膦酸二甲酯、膦酸二甲酯、{1-(4-氯苯基)-5--1H-吡唑-4-基}膦酸二甲酯、{1-(4-氯苯基)-5--1H-吡唑-4-基}膦酸二甲酯、2-(4-氯苯基)-3--1H-吡唑-4-基}膦酸、膦酸二甲酯、膦酸二甲酯、膦酸二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产膦酰基吡唑的方法：通过使３－羟基－２－（二烷基膦酰基）丙烯酸的碱金属盐与选自质子化的肼、质子化的烷基肼和质子化的芳基肼的化合物反应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PC米勒，JM库尔蒂斯，JM莫利内奥克斯，TJ奥文，
申请(专利权)人：孟山都技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]