JPH10511336A - 疎水性基を有するピラゾール誘導体の硝化抑制剤としての使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 次式Ｉ ［式中、基Ｒ¹〜Ｒ⁴は次の意味を有する：−Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はＣ−原子数１〜２０のアルキル、Ｃ−原子数３〜８のシクロアルキル、Ｃ−原子数５〜２０のアリール又はアルキルアリールであり、これらの４個の基はハロゲン及び／又はヒドロキシルでモノ置換又はジ置換し得る；及びハロゲン、ニトロ又は水素である、そして−Ｒ⁴はａ）Ｃ−原子数６〜２０のアルキル、ここで１〜２個の水素原子はハロゲンで置換されていてもよいものであるか、ｂ）Ｃ−原子数１〜２０のアルキル、ここで−１〜４個の水素原子は、次式II （式中Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷はＣ−原子数１〜２０のアルキル、Ｃ−原子数３〜８のシクロアルキル、Ｃ−原子数５〜２０のアリール又はアルキルアリールであり、これらの４個の基はハロゲン及び／又はヒドロキシル基でモノ置換又はジ置換しうる；及びハロゲン、ニトロ又は水素である）で示される基によって置換されており、及び−１〜２個の水素原子がハロゲンにより置換されていてもよい］で示されるピラゾール誘導体又はその塩の硝化抑制剤としての使用。

Description

【発明の詳細な説明】 疎水性基を有するピラゾール 誘導体の硝化抑制剤としての使用 本発明は、次式Ｉ ［式中、基Ｒ¹〜Ｒ⁴は次の意味を有する： −Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はＣ−原子数１〜２０のアルキル、Ｃ−原子数３〜８のシク ロアルキル、Ｃ−原子数５〜２０のアリール又はＣ−原子数６〜２０のアルキル アリール、これらの４個の基はハロゲン及び／又はヒドロキシル基でモノ置換又 はジ置換されていてもよい；及びハロゲン、ニトロ又は水素であり、 −Ｒ⁴は ａ）１又は２個の水素原子がハロゲンで置換されていてもよいＣ−原子数６〜 ２０のアルキル、又は ｂ）Ｃ−原子数１〜２０のアルキル、 のいずれかであり、これにおいて −１〜４個の水素原子は、次式II （式中Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷はＣ−原子数１〜２０のアルキル、Ｃ−原子数３〜８の シクロアルキル、Ｃ−原子数５〜２０のアリール又はＣ−原子数６〜２０のアル キルアリールであって、これらの４個の基はハロゲン及び／又はヒドロキシルで モノ置換又はジ置換されていてもよい；及びハロゲン、ニトロ又は水素であり） により表わされる基により置換されており、及び −１又は２個の水素原子がハロゲンで置換されていてもよい］のピラゾール誘導 体の硝化抑制剤としての使用に関する。 さらに本発明は、この意図された使用のための適当な新規なピラゾール誘導体 、及びその製造方法に関する。 植物にとって必須の窒素を植物に利用可能にするために、公知のように、植物 にはアンモニウム化合物の肥料が施肥される。しかしながら、アンモニウム化合 物は、比較的短時間に土壌中で微生物学的に硝酸塩に変換される（硝化）。 硝酸塩はアンモニウムよりも一層容易に土壌から漏れ出し、この漏れ出した部 分はもはや利用できないので、急速な硝化は望ましくない。それゆえ、肥料をよ り良好に使用するために、土壌に硝化抑制剤を加える ことが提案された。 ヨーロッパ特許出願公開第４７４０３７号明細書は、ピラゾール環の窒素原子 の１つがメチル、シクロアルキル、アリール又はアラルキル基を有する３−メチ ルピラゾール誘導体を開示している。これらの化合物は、医薬品製造の中間体と して又は穀物保護剤として使用することが提案されている。 米国特許第３６３５６９０号明細書は、硝化抑制のための種々のピラゾール誘 導体の使用を開示している。提案されたピラゾール誘導体において、ピラゾール 環の窒素原子は置換基を有していないか、又は１個の窒素原子が飽和又は不飽和 のＣ−原子数１〜３の炭化水素基を有している。ピラゾール環の１以上の炭素原 子は、置換基としてハロゲンを有してもよい炭化水素基により置換することがで きる。これらの例は、４−クロロ−３−メチルピラゾールのような３−メチルピ ラゾールである。 米国特許第４６９６９４６号明細書は、又、硝化抑制剤としてのピラゾール誘 導体の使用を記載している。これらの誘導体において、ピラゾール環の窒素原子 は置換されておらず、そして環の炭素原子のいくつかはハロゲン又はメチルで置 換されている。 ドイツ特許出願公開第３７０４３５９号明細書は、硝化を抑制する組成物に関 する。活性化合物として、それらは、ピラゾール環の１個の窒素原子が次式の基 この場合、Ｒ′は置換された又は未置換の有機基又はヒドロキシ基である、を 有するピラゾール誘導体を含む。 他の硝化抑制剤はヨーロッパ特許出願公開第１６０８０４号明細書に開示され ている。これらは、ピラゾール環の窒素原子が置換されたオキシカルボニル、ス ルフィニル又はスルホニル基を有するピラゾール誘導体である。 ドイツ特許出願公開第４０１８３９５号明細書は、硝化抑制剤として、１−シ アノ−３−メチルピラゾール及びその酸付加物又は配位化合物に言及している。 ソ連特許第１４７０７３７号は、ピラゾールのＮ−ヒドロキシメチル誘導体を 開示している。 これらの活性化合物は、以下の欠点の１以上を有するので、硝化抑制剤として は依然として完全に満足し得るものではない。 −使用率に基づいて余りに低い活性度； −加水分解に対して安定性が余りに低く、このため土壌中での活性期間及び貯蔵 中の安定性が減少する。このことは、特にクロロメチルピラゾール、Ｎ−グリオ キシルピラゾール及びＮ−ヒドロキシ−メチルピラゾールのようなピラゾール誘 導体に関係する； −余りに高い毒性又は環境毒性； −複雑な製造方法によってのみ入手可能； −土壌中での余りに低い吸収性、そのためにこれらは急激に漏れ出る； −余りに高い揮発性。このため技術的に複雑な方法（例えば、プローブ）を使用 して土壌に導入されない場合には、容易に空気中に散逸してしまう。 本発明の目的は、硝化抑制剤として作用し、そして上述の欠点を有しない入手 可能な物質を製造することである。 この目的は、所望の特性を有する既知の化合物を見い出すこと及びこの型の特 性を有する新規化合物を合成することである。 今やこの目的は、硝化抑制剤として適当な次式Ｉのピラゾール誘導体により達 成されることが見い出された。さらに、本発明によれば次式Ｉａの化合物が提供 される。 硝化抑制剤として使用するためには、置換基Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³がＣ−原子数１ 〜５のアルキル又はハロゲンである、これらの化合物が特に適している。適当な アルキル基は、特に、メチル及びエチルであり、適当なハロゲンはＢｒ、Ｃｌ及 びＦである。式Ｉのピラゾール誘導体は、特に好ましくは、４−メチルピラゾー ル及び３−メチルピラゾールのようなメチルピラゾ ール、４−ブロモピラゾール及び４−クロロピラゾールのような４−ハロピラゾ ール及び４−ブロモ−３−メチルピラゾール及び４−クロロ−３−メチルピラゾ ールのような４−ハロ−３−メチルピラゾール及び３、４−ジメチルピラゾール に由来する単位を有している。 適当な基Ｒ⁴は ａ）Ｃ−原子数６〜２０の、好ましくはＣ−原子数８〜２０のアルキル基、特に は偶数の炭素原子を有するもので、これらのうちの１又は２個の水素原子はハロ ゲンにより置換可能である、又は ｂ）Ｃ−原子数１〜２０のアルキル基、ここで１〜４個の、好ましくは１又は２ 個の水素原子は次式II の基により置換され、さらにＣ−原子数１〜２０のアルキル基の１又は２個 の水素原子はハロゲン、好ましくはＣｌ又はＦにより置換されている、 である。 上述の（ａ）項の意味を有する基Ｒ⁴の中で、未置換の分枝を有する及び殊に は分枝を有しないＣ−原子数８〜２０のアルキル基、特にはＣ₈−、Ｃ₁₀−、Ｃ_{1 2} −、Ｃ₁₄−、Ｃ₁₆−又はＣ₁₈−の基のような偶数の炭素原子を有するものが好 ましい。 （ｂ）項で上記した意味を有する適当な基Ｒ⁴は、２個の、好ましくは１個の 水素原子が式IIの基で置換された、特にはＣ−原子数１〜６のアルキル基であり 、特に好ましい化合物は、式Ｉａのものである。 Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷の置換基としては、Ｒ¹、Ｒ²又はＲ³の置換基として好ましい ものが好適である。特に簡単に入手しうる化合物は、Ｒ¹及びＲ⁷、Ｒ²及びＲ⁶、 そしてＲ³及びＲ⁵の各々がそれぞれの場合において同じ意味を有するもののよう に、Ｒ¹及びＲ⁵、Ｒ²及びＲ⁶、そしてＲ³及びＲ⁷の各々がそれぞれの場合におい て同じ意味を有するものである。 式Ｉａの化合物の中で、基Ｒ¹、ＸＲ²又はＲ³の１又は２個及び基Ｒ⁵、Ｒ⁶又 はＲ⁷の１又は２個がハロゲン、好ましくはＣｌ又はＦ、又はメチル又はエチル である化合物、即ち、Ｒ³とＲ⁵が水素であり、Ｒ¹とＲ⁷がメチルであり、そして Ｒ²とＲ⁶が水素であるか、又はＲ³とＲ⁷が水素であり、Ｒ¹とＲ⁵がメチルであり 、そしてＲ²とＲ⁶が水素である化合物が特に好ましい。 式Ｉのピラゾール誘導体は、遊離形で又はその塩として、即ち酸付加塩又は配 位化合物として使用することができる。これらの塩は、好ましくは塩酸、硫酸、 リン酸又は硝酸のような鉱酸に由来する。 これらの化合物は、既知の方法、例えばヨーロッパ特許出願公開第４７４０３ ７号明細書に記載されてい るようにして製造し得る。この方法において、適当なヒドラジン誘導体はブ−２ −テン−１、４−ジオール、ブ−１−テン−３、４−ジオール又はブ−１−チン −３−オールのような適当な誘導体と反応して、相応のピラゾール誘導体を与え る。 基Ｒ⁴が（ａ）項に示した意味を有する式Ｉのピラゾール誘導体は、又、次式I II ［式中Ｒ^x、Ｒ^y及びＲ^z基は、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁵、Ｒ⁶又はＲ⁷基としても適当 な同一の基である］を少なくとも１個のヨウ素、臭素又は塩素原子及び可能なら ば他の１又は２個のハロゲン原子を有するＣ−原子数６〜２０のハロアルカン（ ハロアルカンａ）と反応させて簡単な態様で製造することができる。この反応に おいて、ヨウ素、臭素又は塩素原子（置換可能なハロゲン原子）は、式IIIのピ ラゾール誘導体に由来する単位により置換される。 もし式Ｉのピラゾール誘導体の置換基Ｒ⁴が定義されたように幾つかの置換可 能なハロゲン原子を有することが望まれる場合には、基Ｒ⁴において望まれる数 よりも置換可能なハロゲン原子を１個多く有するハロアルカン（ａ）が使用され る。技術的分野において、使用されたハロアルカン（ａ）におけるヨウ素、臭素 又は塩素の置換が生ずるような反応条件を選択する方 法は一般に知られている。所望の結果は、例えば式IIIのピラゾール誘導体に基 づいて高過剰モルでハロアルカン（ａ）を使用することにより達成できる。 さらに、式IIIのピラゾール誘導体を選択する際には、式IIIのピラゾール誘導 体中の基Ｒ^xは式Ｉのピラゾール誘導体の基Ｒ¹に相応し、基Ｒ^yは基Ｒ²に、そし て基Ｒ^zは基Ｒ³に相当することを考慮しなければならない。 通常反応が生ずる反応条件下において式IIIのピラゾール誘導体は互変異性化 するので、 置換基Ｒ^xとＲ^yが異なる場合には、式IIIのピラゾール誘導体からの基Ｒ^zが基Ｒ¹ に相当し、基Ｒ^xが基Ｒ³に相当する構造異性体を含む式Ｉのピラゾール誘導体 の異性体混合物が生成することを一般に避けることができない。 基Ｒ⁴が（ｂ）項に示された意味を有するものである式Ｉのピラゾール誘導体 は、基Ｒ⁴が（ａ）項に示された意味を有するものと同様にして、式IIIのピラゾ ール誘導体と、少なくとも２個のハロゲン原子がヨウ素、塩素又は臭素である、 Ｃ−原子数１〜２０のジ−ビスーテトラハロアルカン（ハロアルカンｂ）から製 造される。従って、式Ｉｂのピラゾール誘導体は、式 IIIのピラゾール誘導体及びジブロモ、ジヨード−又はジクロロメタンから得る ことができる。 上述のジハロメタン誘導体の１つと基Ｒ^x及びＲ^zが異なる式IIIのピラゾール 誘導体の反応において、式IIIのピラゾール誘導体の互変異性化のため、Ｒ¹とＲ⁵ 、及びＲ³とＲ⁷が各々等しい意味を有する式Ｉｂのピラゾール誘導体とＲ¹とＲ⁷ 、及びＲ³とＲ⁵がそれぞれ同じ意味を有するものの両方が通常製造される。 ハロアルカン（ｂ）の臭素、ヨウ素又は塩素原子、これは式IIIのピラゾール 誘導体で置換できるが、この数は化学量論的な選択により決定できる。 より好都合には、ハロアルカン（ａ）又は（ｂ）と式IIIのピラゾール誘導体 の反応は、不活性溶剤、例えばポリグリコール、アセトニトリル又はジメチルス ルホキシド中、減圧下に、式IIIの出発物質に基づいて、ほぼ等モル量の有機又 は無機塩基、例えばアルカリ金属水酸化物又は第三級アミンと触媒的に等モル量 の相転移触媒の存在下で、０〜８０℃にて実施される。適当な相転移触媒はＣ− 原子数２〜３０のアルキルアンモニウム水酸化物、例えばオクチルトリエチルア ンモニウムヒドロキシド又はポリエーテル化合物、例えばクラウンエーテルであ る。 硝化抑制剤としての式Ｉのピラゾール誘導体の使用は、一般的には慣用の方法 で行なわれる。 この結果、これらは、例えば粉末の形態で又は顆粒の形態にて、及び水性懸濁 液の形態で土壌に直接適用される。 有利には、有機物肥料、殊には窒素肥料と硝化抑制剤との混合物も使用できる 。かかる混合物は、無機物肥料の重量に基づいて、好ましくは５００〜１０,０ ００重量ｐｐｍの硝化抑制剤を含有する。ドイツ特許出願公開第４１２８８２８ 号明細書に記載されている混合物が、ここでは特に適していることが判明してい る。この好適な方法に依れば、無機物肥料の顆粒は、硝化抑制剤の溶液又は懸濁 液にスプレーし、これを再び乾燥させることにより含浸させる。ドイツ特許出願 公開第４１２８８２８号明細書に提案されているこの含浸させた顆粒のパラフィ ンワックスによるシール化は、本発明により製造される硝化抑制剤の実質的な低 揮発性のために、一般には不必要である。 硝化抑制剤は、通常１００ｇ／ｈａ〜１０ｋｇ／ｈａの量で土壌に適用される 。 コスト的に有効な出発物質から簡単な態様で製造できる式Ｉのピラゾール誘導 体は、殊に、これらが長期間に亘り、土壌中でアンモニウム窒素の硝化を効果的 に抑制するという点で、硝化抑制剤として使用する際に区別される。 その上、これらの化合物はほとんど毒性がなく、低揮発性であり、かつ土壌中 に良好に吸収される。この 結果、これは認識しうる程度に昇華により大気中に放出されることがないし、又 、水により容易に漏れ出ることもない。この結果、一方では硝化抑制剤の長期間 持続する作用の結果として高い経済性と言った経済的利点が得られ、かつ、他方 、空気及び表面水及び地中の水の汚染の減少のような環境的利益が得られる。 Ａ．製造例 実施例１（No.３１９７８４） ピラゾール６.８ｇ（０.１モル）、ＫＯＨ５.６ｇ、オクチルトリエチルアン モニウムヒドロキシド５０ｍｇ及びヘキサデシルプロミド２６ｇをアセトニトリ ル１００ｍｌ中に溶解し、室温で１晩撹拌した。溶液を蒸発させ、残渣を水にと り、この溶液をエーテルで数回抽出した。Ｎａ₂ＳＯ₄上で乾燥させた後に、エー テルを除去すると、エーテル溶液から９９％以上の純度でＮ−ヘキサデシルピラ ゾール２５.６ｇ（理論量の８８％）が得られた。（ｍ.ｐ.３９℃） 実施例２（No.３１９７８５） 実施例１のようにして３−メチルピラゾール８.２ｇを処理した。エーテルを 除去した後に、無色の油状物が残留し、これは冷蔵庫中で放置して結晶化させた 。Ｎ−ヘキサデシル−３−メチルピラゾールの収率は２７.８ｇ（理論量の９１ ％）であった。 実施例３（No.３２０５６４） 実施例１のようにして、４−クロロピラゾール１０ .３ｇを処理した。Ｎ−ヘキサデシル−３−メチル−４−クロロピラゾール２９. ８ｇ（理論量の８８.５％）が得られた。ｍ.ｐ.は１５℃であった。 実施例４（No.３１９７８１） 実施例１のようにして、３−メチル−４−クロロピラゾール１１.６ｇを処理 した。Ｎ−ヘキサデシル−３−メチル−４−クロロピラゾール２９.８ｇ（理論 値の８８.５％）が得られ、この融点は１５℃であった。 実施例５（No.３００３４０） ３−メチルピラゾール８.２ｇ（０.１モル）、ＫＯＨ５.６ｇ及びオクチルト リエチルアンモニウムヒドロキシド５０ｍｇを最初にジメチルスルホキシド５０ ｍｌ中に加えた。臭化メチレン８.７ｇ（９５ミリモル）を含むジメチルスルホ キシド溶液を室温で３時間かけて滴加した。約１２時間後に、反応混合物を減圧 下で蒸発乾固させた。残渣を水に抽出し、溶液をエーテルで数回抽出した。この エーテル相をＮａ₂ＳＯ₄上で乾燥させた後、エーテル及び溶剤残留物を除去した 。無色油状物のＮ、Ｎ′−メチレンビス−３−メチルピラゾールが７ｇ（理論値 の７８％）得られた。 実施例６（No.３２０５６５） 実施例１のようにして、４−クロロ−３−メチルピラゾール１１.６ｇを処理 した。Ｎ、Ｎ′−メチレンビス−３−メチル−４−クロロピラゾール１０.５ｇ （理論値の８６％）が、無色の粉末として得られ、その融点は９７℃であった。 Ｂ．使用テスト 室温での揮発性 実 施 例 蒸気圧［ミリバール］ ２ ７.９×１０^-7 ４ ８.２×１０^-8 比較例 蒸気圧［ミリバール］ ３-メチルピラゾール ７.０×１０^-2 ４-クロロ-３-メチルピラゾール ２.８×１０^-3 蒸気圧の測定は、ＯＥＣＤガイドライン７９／８３１／ＥＥＣ Ｖ、１９９０ 年２月、Ａ４部の改訂版に従って、２０℃で行なった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランドール エヴァン ゴールド ドイツ連邦共和国 67117 リンブルガー ホーフ マインシュトラーセ ８ (72)発明者 ユルゲン ドレッセル ドイツ連邦共和国 67141 ノイホーフェ ン メデンハイマー シュトラーセ 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次式Ｉ ［式中、基Ｒ¹〜Ｒ⁴は次の意味を有する： −Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はＣ−原子数１〜２０のアルキル、Ｃ−原子数３〜８のシ クロアルキル、Ｃ−原子数５〜２０のアリール又はＣ−原子数６〜２０のアルキ ルアリールであり、これらの４個の基はハロゲン及び／又はヒドロキシル基でモ ノ置換又はジ置換しうる；及びハロゲン、ニトロ又は水素であり、 −Ｒ⁴は ａ）１又は２個の水素原子がハロゲンで置換されていてもよいＣ−原子数６〜 ２０のアルキルであるか、又は ｂ）Ｃ−原子数１〜２０のアルキルであって、 ここで、 −１〜４個の水素原子は、次式II （式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷はＣ−原子数１〜２０のアルキル、Ｃ−原子数３〜 ８のシクロアルキル、 Ｃ−原子数５〜２０のアリール又はＣ−原子数６〜２０のアルキルアリールであ り、これらの４個の基はハロゲン及び／又はヒドロキシル基でモノ置換又はジ置 換し得る；及びハロゲン、ニトロ又は水素である）により表わされる基により置 換されており、、及び −１〜２個の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい］ で示されるピラゾール誘導体又はその塩の硝化抑制剤としての使用。 ２．基Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³がＣ−原子数１〜５のアルキルであるか又はハロゲンで ある、請求項１記載のピラゾール誘導体又はその塩の使用。 ３．基Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³がメチル、エチル、塩素、臭素又はフッ素である、請求 項２に記載されたピラゾール誘導体又はその塩の請求項２に記載の使用。 ４．基Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷がＣ−原子数１〜５のアルキル又はハロゲンである、請 求項１から３までのいずれか１項記載のピラゾール誘導体又はその塩の使用。 ５．基Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷がメチル、エチル、臭素、塩素又はフッ素である、請求 項１から４までのいずれか１項記載のピラゾール誘導体又はその塩の使用。 ６．基Ｒ⁴が項（ａ）に示された意味を有し、そして 未置換のＣ−原子数８〜２０のアルキルである、請求項１から３までのいずれか １項記載のピラゾール誘導体又はその塩の使用。 ７．Ｒ⁴の炭素数が偶数である、請求項６記載のピラゾール誘導体又はその塩。 ８．次式Ｉａ ［式中、基Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷は請求項１に示された意味を有す る］で示される、但しＮ、Ｎ′−メチレン−ビス−３−メチルピラゾールを除く 、ピラゾール誘導体又はその塩。 ９．基Ｒ¹、Ｒ²又はＲ³の１個及び基Ｒ⁵、Ｒ⁶又はＲ⁷の１個がハロゲンである、 請求項８記載のピラゾール誘導体又はその塩。 10．基Ｒ³とＲ⁵が水素であり、基Ｒ¹とＲ⁷がメチル又はエチルであり、かつ基Ｒ² とＲ⁶が塩素又はフッ素である、請求項９記載のピラゾール誘導体又はその塩。 11．ジブロモ−、ジヨード−又はジクロロメタンを次式III ［式中、Ｒ^x、Ｒ^y及びＲ^ZはＣ−原子数１〜２０ のアルキル、Ｃ−原子数３〜８のシクロアルキル、Ｃ−原子数５〜２０のアリー ル又はＣ−原子数６〜２０のアルキルアリールであり、これらの４個の基はハロ ゲン及び／又はヒドロキシルでモノ置換又はジ置換され得る、及びハロゲン、ニ トロ又は水素である］で示される過剰のピラゾールと反応させることから成る、 請求項８から１０までのいずれか１項記載のピラゾール誘導体又はその塩の製造 法Ｄ。 12．反応を触媒量の相転移触媒の存在下で実施させるものである、請求項１１記 載の方法。 13．請求項１から１０までのいずれか１項記載のピラゾール誘導体又はその塩の １個を、無機物肥料に基づいて、５００〜１０,０００重量ｐｐｍと、無機物肥 料を含有する肥料混合物。 14．顆粒形で存在する無機物肥料を請求項１から１０までのいずれか１項に記載 されたピラゾール誘導体又はその塩の１つの溶液又は懸濁物とともにスプレーし 、かつ乾燥させることにより得られる、請求項１３記載の肥料混合物。