Brevet FR2494270A1 — publié le 19820521

L'invention concerne de nouveaux dérivés de la dihydro-2,3 pyrone-4, leur préparation, les compositions à usage dgricole les contenant et leur utilisation pour le désherbage sélectif de cultures, notamment des cultures de coton et tournesol. Certains dérivés de la dihydro-2,3 pyrone4 ont déjà été décrits dans la littérature: la référence "Bulletin de la Société Chimique de France" 1968 p. 288-298, décrit l'isomère de configuration trans de la diméthyl-2,3 dihydro-2,3 carbéthoxy-5 phényl-6 pyrone-4 de formule: o0 CH3 COO-C2H5 (I) l CH3 00 mais ne mentionne aucune propriété pesticide pour ce composé. La demande de brevet français nO 2 419 940 décrit des dérivés de la dihydro-2,3 phényl-6 pyrone-4, utilisa- bles comme herbicides, et répondant à la formule: o0 A1 COOA (II) A1 3J (Y)n A2 dans laquelle: n est un nombre entier égal à 1 ou à 2, Y représente un atome d'halogène ou un radical alkyle ou un radical alkoxyle, A1, A2 et A3 peuvent représenter un radical alkyle (C1-C4). Les composés herbicides revendiqués par cette demande de brevet français sont nécessairement substitués sur le noyau phényle par au moins un atome d'halogène (de préférence par un atome de fluor en position 4 sur ce noyau phényle) et/ou par au moins un radical alkyle ou alkoxyle. Un but de la présente invention est de proposer des dérivés de la dihydro-2,3 phényl-6 pyrone-4 non substitués sur le noyau phényle, et de ce fait plus commodes et plus économiques à fabriquer. Un autre but de la présente invention est de propo- ser des dérivés de la dihydro-2,3 phényl-6 pyrone-4 non substitués sur le radical phényle, mais présentant cepen- dant, et de façon surprenante, une excellente activité herbicide vis-àvis d'un grand nombre de mauvaises herbes tant graminées que dicotylédones. Un autre but de la présente invention est de propo- ser des dérivés de la dihydro-2,3 phényl-6 pyrone-4 non substitués sur le radical phényle présentant une excellente tolérance vis-à-vis de cultures importantes telles que notamment le coton et le tournesol, de façon à permettre leur utilisation pour le désherbage des dites cultures. Il a maintenant été trouvé que ces buts pouvaient être atteints grâce aux nouveaux dérivés de la dihydro-2,3 phényl-6 pyrone-4 qui font l'objet de la présente demande de brevet. Ces nouveaux dérivés, sont caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule o R1 COO-R R2 0 d9ns laquelle: R1 représente le radical méthyle, R2 représente le radical éthyle, R3 représente un radical alkyle contenant de 1 à 4 atomes de carbone. Chacun des composés selon la formule (III) peut exister sous deux formes diastéréoisomères, de polarités différentes dont l'une présente la configuration cis et l'autre la configuration trans. Dans le texte de la présen- te demande, on considèrera que l'isomère le moins polaire est l'isomère de configuration trans et que l'isomère le plus polaire est l'isomère de.configuration cis. Pour plus de commodité, ces isomères seront désignés dans ce qui suit respectivement par "isomère trans" et "isomère cis". Les travaux effectués par la Demanderesse ont montré que dans le cas des composés selon la formule (III), les isomères cis présentaient de façon générale une acti- vité herbicide très supérieure à celle des isomères trans correspondants. De ce fait, l'invention concerne plus particuliè- rement les composés selon la formule (III) caractérisés en ce que chacun de ces composés est en majeure partie sous forme de l'isomère cis (c'està-dire dont plus de 50 % en poids est sous forme de l'isomère cis). L'invention concerne de préférence les composés selon la formule (III) essentiellement constitués par l'isomère cis (c'est-à-dire dont plus de 90 % en poids est sous forme de l'isomère cis). Les composés selon l'invention, répondant à la for- mule (III), peuvent être préparés selon une méthode analo- gue à celle décrite dans la demande de brevet français men- tionnée plus haut, et comprenant les étapes suivantes Etape A Action d'un dérivé de l'acide benzoylacétique sur un alcoolate de magnésium, éventuellement préparé in situ, selon le schéma réactionnel: (9'yCO-CH-COOR3 + R40H MgOR4 (IV) dans 1.lequel R3 a même signification que dans la formule (III) et R4 représente un radical alkyle contenant de 1 à 4 atomes de carbone. La réaction s'effectue en milieu organique inerte anhydre tel que par exemple benzène, toluène ou éther éthylique en maintenant la température entre 0 et 100 C environ pendant l'addition des réactifs puis, lorsque cette addition est terminée, en chauffant le milieu réactionnel à une température comprise entre 35 et 150 C environ jusqu'à ce que la réaction soit terminée. Comme alcoolate de magnésium, on utilise de préfé- rence l'éthylate de magnésium que l'on peut préparer in situ en faisant réagir du magnésium sur de l'éthanol, en milieu organique inerte anhydre, en présence de tétrachlo- rure de carbone. Etape B Action du chlorure d'un acide éthylénique sur le dérivé alcoxymagnésien (IV) résultant de l'étape précédente pour donner le composé (V), en équilibre avec sa forme énolique (VI) selon le schéma réactionnel: R R2-CH=C-CO-C1 + composé IV > R COOR3 R2-CH=C-CO-CH-CO + Rl40-MgCl (V) R1 COOR30H composé V R2-CH=C-CO-C = C (VI) dans lequel R1, R2 et R3 ont même signification que dans la formule III et R4 a la même signification que dans l'étape A. La réaction s'effectue en milieu organique inerte anhydre tel que éther éthylique, toluène ou benzène, à une température comprise entre 0 et 200C environ. Dans ces conditions, l'équilibre entre le composé (V) et sa forme énolique (VI) est fortement déplacé dans le sens de la formation de ce dernier composé. Etape C Cyclisation du composé (VI) résultant de l'étape précédente pour donner le composé (III) selon le schéma réactionnel O R1 COOR3 composé VI-- R2 R2 dans lequel R1, R2 et R3 ont même signification que dans la formule (III) et décomposition par hydrolyse du composé de formule R40-MgCl résultant de l'étape précédente. Cette réaction s'effectue en traitant tout d'abord le mélange réactionnel comprenant le composé (VI) et le composé de formule R40-MgCl, au moyen d'une solution aqueuse diluée d'un acide fort tel que l'acide sulfurique, à une température comprise entre 0 et 200C, ce qui entraîne parfois une cyclisation partielle du composé (VI) et la décomposition par hydrolyse du composé de formule R40-MgCl, puis en traitant le composé (VI) partiellement cyclisé et préalablement séparé, par une solution alcoolique anhydre diluée d'un acide fort tel que l'acide chlorhydri- que, à une température comprise entre 600 et C environ, ledit acide étant éventuellement préparé in situ. Pour ce dernier traitement dont l'objet est de Terminer la cyclisa- tion du composé (VI), on utilise de préférence une solution éthanolique diluée anhydre d'acide chlorhydrique, préparée in situ par action d'une faible quantité de chlorure d'acé- tyle sur l'éthanol. Lorsque la cyclisation est terminée le composé (III) peut être isolé par tout moyen connu, tel que, par exemple, par filtration, distillation du solvant, recris- tallisation des produits formés dans le milieu réactionnel, etc. Si nécessaire, il peut être purifié par des méthodes usuelles telles que recristallisation, distillation molécu- laire, chromatographie en phase liquide, etc. Le composé (III) ainsi obtenu est généralement constitué d'un mélange de l'isomère cis et de l'isomère trans. L'isomère cis du composé de formule (III) peut être séparé à partir du mélange d'isomères résultant de l'étape C du procédé décrit plus haut, par chromatographie en phase liquide, sous pression, en utilisant avantageusement comme mélange éluant un mélange méthylcyclohexane/acétate d'éthyle. Les exemples suivants sont décrits pour illustrer l'invention sans toutefois la limiter. La structure des composés obtenus a été confirmée par spectrométrie de résonance magnétique nucléaire (RMN), les spectres ayant été réalisés à 60 megahertz, en onde continue, dans le deutérochloroforme avec le tétraméthyl- silane comme référence interne. Exemple 1 Préparation de la dihydro-2,3 éthyl-2 méthiyl-3 carbéthoxy-5 phényl-6 pyrone-4 de formule: 0 CH3> COOC2H5 C2H5 Dans un ballon tricol muni d'une agitation mécani- que centrale, d'un thermomètre, d'une ampoule de coulée et d'une colonne Vigreux surmontée d'une tête à distiller, on charge: - 23,04 g (0,12 mole) de benzoyl-acétate d'éthyle - 400 ml de toluène anhydre - 13,68 g (0,12 mole) d'éthylate de magnésium. Le milieu réactionnel est chauffé progressivement jusqu'à ce que l'azéotrope toluène-éthanol distille. La température à l'intérieur du réacteur s'élève progressive- ment jusqu'à 1120C. On maintient cette température pendant minutes en remplaçant le liquide distillé par du toluène anhydre. Après refroidissement à 50C, une solution de 17,9 g (0,135 mole) de chlorure de méthyl-2 pentène-2 oyle dans ml de toluène est additionnée en 20 minutes. A la fin de l'addition, la température est remontée à 350C et le milieu agité pendant 60 minutes à 350C. Puis on refroidit à 100C et hydrolyse par 250 ml d'acide sulfurique 2 N. La phase organique est décantée. La phase aqueuse extraite par 50 ml de toluène. Les phases organiques sont réunies et lavées à l'eau jusqu'à neutralité. Après séchage sur sulfate de sodium et évaporation du toluène, l'huile obtenue est reprise par 300 ml d'éthanol absolu et 2 ml de chlorure d'acétyle. Cette solution est chauffée à reflux pendant 60 minutes. Après refroidissement et concentration, l'huile obtenue est reprise par 200 ml d'un mélange méthyl- cyclohexane/acétate d'éthyle (7/3). Par cristallisation, on obtient ainsi 17,4 g d'un produit blanc soit 50 % de la théorie. Ce produit a été analysé par chromatographie en couche mince sur une plaque de silice Merck éluée par le mélange toluène-acétate d'éthyle (8/2). L'examen de cette plaque à la lumière ultraviolette de longueur d'onde égale à 254 nanomètres (nm), montre la présence de deux taches dont les rapports frontaux (Rf) sont 0,5 et 0,4 et correspondent respectivement à l'isomère trans et à l'isomère cis. Ces deux isomères ont été séparés par chromato- graphie en phase liquide sous pression dans le mélange éluant méthylcyclohexane-acétate d'éthyle (7/3). On obtient ainsi: - 12,18 g de l'isomère le moins polaire appelé isomère trans, fondant à 97-98 C. Le déplacement chimique de l'hydrogène en position 2 sur le cycle pyrone est = 4,2. - 5,22 g de l'isomère le plus polaire appelé isomère cis, fondant à 101-102 C. Le déplacement chimique de l'hydro- gène en position 2 sur le cycle pyrone est = 4,55. Le benzoylacétate d'éthyle utilisé comme matière de départ est un produit disponible dans le commerce. Exemple I: activité herbicide en serre, en prélevée des espèces végétales. Dans des pots de 9 x 9 x 9 cm remplis de terre agricole légère, on sème un nombre de graines déterminé en fonction de l'espèce végétale et de la grosseur de la graine. On recouvre ensuite les graines d'une couche de terre d'environ 3 mm d'épaisseur. Après humidification de la terre, les pots sont traités par pulvérisation d'une quantité de bouillie par pot correspondant à un volume de 500 1/ha et contenant la matière active à la dose considérée. La bouillie a été préparée en diluant par une quan- -tité d'eau déterminée, de façon à obtenir la concentration voulue, une poudre mouillable ayant la composition pondé- rale suivante: matière active à tester...................... 20 % support inerte solide: kaolinite........... 69 % agent tensioactif (déflocuiant):ligno- sulfonate de calcium....................... 5 % agent tensioactif (mouillant): alkylaryl sulfonate de sodium........................ 1 % silice antimottante......................... 5 % Cette poudre a été obtenue en mélangeant et broyant les ingrédients dans un microniseur, de façon à obtenir une grosseur moyenne de particules inférieure à 40 microns. Selon la concentration en matière active de la bouillie, la dose de matière active appliquée a été de 0,5 kg/ha, 1 kg/ha et 4 kg/ha. Les pots traités sont ensuite placés dans des bacs destinés à recevoir l'eau d'arrosage, en subirrigation, et maintenus pendant 35 jours à température ambiante sous 70 % d'humidité relative. Au bout de 35 jours, on évalue le nombre de plantes vivantes dans les pots traités par la bouillie contenant la matière active à tester et le nombre de plantes vivantes dans un pot témoin traité selon les mêmes conditions, mais au moyen d'une bouillie ne contenant pas de matière active. On détermine ainsi le pourcentage de destruction des plantes traitées par rapport au témoin non traité. Un pour- centage de destruction égal à 100 % indique qu'il y a eu destruction complète de l'espèce végétale considérée et un pourcentage de O % indique que le nombre de plantes vivan- tes dans le pot traité est identique à celui dans le pot témoin. L'essai a été effectué sur différentes espèces végétales, tant adventices que cultures, en utilisant comme matière active l'isomère cis de la dihydro-2,3 éthyl-2 méthyl-3 carbéthoxy-5 phényl-6 pyrone-4 décrit dans l'exem- ple I. Les pourcentages de destruction observés sont indi- qués dans le tableau ci-après: Adventices Folle avoine (Avena fatua) 10 90 Digitaire (Digitaria sanguinalis) 100 100 Panisse (Echinochloa crus galli) 100 100 Ray-Grass (Lolium multiflorum) 40 100 Sétaire (Setaria faberii) 100 100 Vulpin (Alopecurus myosuroides) 95 100 Chenopode (Chenopodium sp) 100 100 Morelle (Solanum nigrum) 100 100 Moutarde (Sinapis arvensis) 100 100 Stellaire (Stellaria media) 50 95 Cultures Coton (Gossypium barbadense) 0 0 0 Tournesol (Helianthus annus) 0 0 0 Blé (Triticum vulgare) 0 0 50 Mais (Zea mays)0 5 80 Ces résultats montrent l'excellente activité herbi- cide des composés selon l'invention, même à de très faibles doses de matière active, sur la plupart des adventices traitées tant graminées que dicotylédones ainsi que leur sélectivité vis-à-vis des cultures considérées, tout parti- culièrement vis-à-vis du coton et du tournesol. Pour leur emploi dans la pratique, les composés selon l'invention sont rarement utilisés seuls, mais le plus souvent sous forme de compositions qui font également partie de l'invention et qui contiennent, en général, en plus de la matière active selon l'invention, un ou Dose matière active 0,5 kg/ha 1 i kg/ha 4 kg/ha plusieurs supports, solides ou liquides, acceptables en agriculture et/ou un ou plusieurs agents tensioactifs, également acceptables en agriculture. Par le terme "support", dans le présent exposé, on désigne une matière organique ou minérale, naturelle ou synthétique, avec laquelle la matière active est associée pour faciliter son application sur les plantes ou sur le sol. Le support peut être solide (argiles, silicates natu- rels ou synthétiques, silice, résines, cires, engrais soli- des etc...) ou liquide (eau, alcools, fraction de pétrole, hydrocarbures aromatiques ou paraffiniques, hydrocarbures chlorés, gaz liquéfiés etc...). L'agent tensioactif peut être un agent émulsion- nant, dispersant, défloculant ou mouillant, de type ionique ou non ionique. On peut citer par exemple des sels d'acides polyacryliques, des sels d'acides lignosulfoniques, des sels d'acides phénolsulfoniques ou naphtalènesulfoniques, des condensats d'oxyde d'éthylène sur des alcools gras ou sur des acides gras ou sur des amines grasses, des phénols substitués (notamment des alkylphénols ou des arylphénols), des sels d'esters d'acides sulfosucciniques, des dérivés de la taurine (notamment des alkyltaurates), des esters phos- phoriques d'alcools ou de phénols polyoxyéthylés. D'une façon générale, les compositions selon l'in- vention contiennent habituellement de 0,05 à 95 % environ (en poids) d'un ou plusieurs composés selon l'invention, un ou plusieurs supports solides ou liquides et/ou un ou plusieurs agents tensioactifs. Toutefois, ces compositions peuvent contenir, de plus, toutes sortes d'autres ingrédients tels que, par exemple, des épaississants, des agents thixotropes, des colloïdes protecteurs, des adhésifs, des agents de pénétra- tion, des stabilisants, des épaississants etc... ainsi que d!autres matières actives connues à propriétés pesticides (notamment herbicides, fongicides et insecticides) ou à propriétés favorisant la croissance des plantes (notamment des engrais) ou à propriétés régulatrices de la croissance des plantes. Plus généralement, les composés selon l'inven- -tion peuvent être associés à tous les additifs solides ou liquides correspondant aux techniques usuelles de prépara- tion des compositions pesticides. Les compositions selon l'invention peuvent être préparées sous la forme de poudres mouillables, de poudres pour poudrage, granulés, solutions, de concentrés émulsion- nables, d'émulsions, de concentrés en suspension et d'aérosols. Les poudres mouillables, ou poudres à pulvériser contiennent habituellement de 20 à 95 % en poids de matière active et contiennent généralement, en plus d'un support solide, de 0 à 5 % en poids d'agent mouillant, de 3 à 10 % en poids d'un ou de stabilisants et/ou d'autres additifs, comme des agents de pénétration, des adhésifs ou des agents antimottants, colorants etc... Elles sont préparées en mélangeant les constituants dans des mélangeurs et en les broyant dans des moulins ou autres broyeurs appropriés, broyeurs à air par exemple, de façon à obtenir la granulométrie voulue. A titre d'exemple, voici la composition d'une pou- dre mouillable à 50 % (pourcentages en poids): matière active (isomère cis du composé décrit dans l'exemple nO 1)................ 50 % alkylarylsulfonate de sodium (agent mouillant anionique).................. ................. 10 % lignosulfonate de sodium (défloculant)......... 5 % silice antimottante............................ 5 % 30. kaolin..........DTD: ........... 39 % Un autre exemple de poudre mouillable est donné ci- après: matière active (isomère cis du composé décrit dans l'exemple 1)......DTD: ............... 50 % 35. alkylarylsulfonate de sodium................... . 2 % méthyl cellulose de faible viscosité........... 2 terre de diatomées............................. 46 % Les granulés destinés à être disposés sur le sol sont habituellement préparés de manière qu'ils aient des dimensions comprises entre 0,1 et 2 mm et ils peuvent être fabriqués par agglomération ou imprégnation. En général, les granulés contiendront de 0,5 à 25 % de matière active et de 0 à 10 % en poids d'additifs comme des stabilisants, des agents de modification à libération lente, des liants..DTD: et des solvants. Les concentrés émulsionnables applicables en pulvé- risation contiennent habituellement de 10 à 50 % en poids/ volume de matière active. En plus de la matière active et du solvant, ils peuvent également contenir, si nécessaire, de 2 à 20 % en poids/volume d'additifs appropriés tels que des agents tensioactifs, des stabilisants, des agents de pénétration, des inhibiteurs de corrosion, des colorants, des adhésifs. A titre d'exemple, voici la composition d'un con- centré émulsionnable (pourcentages en poids): matière active (isomère cis du composé décrit dans l'exemple 1)............................... 20 % solvant (xylène)................................ 70 % alkylphénol éthoxylé à 14 motifs oxyde d'éthylène..................................... 7 % alkylarylsulfonate de calcium................... 3 % Les concentrés en suspension, également applicables en pulvérisation, sont préparés de manière que l'on obtien- ne un produit fluide stable ne se déposant pas et ils con- tiennent habituellement de 10 à 75 % en poids de matière active, de 0,5 à 15 D en poids d'agents tensioactifs, de 0,1 à 10 % en poids d'agents thixotropes, de 0 à 10 % d'ad- ditifs appropriés, comme des antimousses, des inhibiteurs de corrosion, des stabilisants, des agents de pénétration et des adhésifs et comme support, de l'eau ou un liquide organique dans lequel la matière active est sensiblement insoluble: certaines matières solides organiques ou des sels minéraux peuvent être dissouts dans le support pour aider à empêcher la sédimentation ou comme antigels pour l'eau. Les dispersions et 'émulsions aqueuses, obtenues en diluant par de l'eau des compositions mentionnées plus haut, notamment les poudres mouillables et concentrés émul- sionnables selon l'invention, sont également comprises dans le cadre général de la présente invention. Les émulsions ainsi obtenues peuvent être du type eau-dans-l'huile ou du type huile-dans-l'eau et elles peuvent avoir une consis- tance épaisse comme celle d'une mayonnaise. Toutes ces dispersions et émulsions aqueuses ou bouillies sont applicables aux cultures à désherber par tout moyen convenable, principalement par pulvérisation, à des doses qui sont généralement de l'ordre de 500 à 1 000 litres de bouillie à l'hectare. Comme indiqué plus haut, l'invention concerne éga- lement un procédé de désherbage de cultures telles que le coton et le tournesol, selon lequel on applique sur les plantes et/ou sur le sol de la zone à désherber une quanti- té efficace d'au moins un des composés selon l'invention. Généralement, des quantités de matière active allant de 0,05 à 10 kg/ha donnent de bons résultats, étant entendu que le choix de la quantité de matière active à utiliser est fonction de l'intensité du problème à résoudre, des conditions climatiques et de la culture considérée. Le traitement est en général effectué en prélevée des cultures et adventices ou en présemis des cultures avec incorpora- tion dans le sol, bien que dans certains cas, selon le com- posé utilisé de bons résultats puissent également être obtenus par des traitements de post-levée. REVENDICATIONS 1) Dérivé de la dihydro-2,3 phényl-6 pyrone-4 caractérisé en ce qu'il répond à la formule générale O R1 COO-R3 R2 dans laquelle: R1 représente le radical méthyle R2 représente le radical éthyle R3 représente un radical alkyle contenant de 1 à 4 atomes de carbone. 2) Composé selon la revendication 1) caractérisé en ce qu'il est en majeure partie sous forme de l'isomère de configuration cis. 3) Composé selon la revendication 1) caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par l'isomère de configuration cis. 4) Procédé de préparation d'un composé selon la revendica- tion 1) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes A, B et C: A- Action d'un dérivé de l'acide benzoylacétique, de formule t)OCO-CH2COOR3 dans laquelle R3 a même signification que dans la revendication 1), sur un alcoolate de magnésium, éventuellement préparé in situ, de formule (R4O)2 Mg dans laquelle R4 représente un radical alkyle contenant de 1 à 4 atomes de carbone, pour donner le composé alkoxymagnèsien, de formule (IV) Mg OR4 (IV) dans laquelle R3 et R4 ont même signification que précédemment. B- Action du chlorure d'un acide éthylénique, de formule: R R2-CH=C -COCl dans laquelle R1 et R2 ont la même significa- tion que dans la revendication 1), pour donner le composé de formule (V) en équilibre avec sa forme énolique de formule (VI): R1 COOR3 R2-CH=C -CO-CH-CO (V) Ri COOR OH Il. 1 f\ R2-CH=C -CO-C = C (VI) dans lesquelles R1, R2 et R3 ont la même signification que précédemment. C- Cyclisation du composé (VI) résultant de l'étape B. 5) Procédé de préparation d'un composé selon la revendica- tion 3) caractérisé en ce qu'il est obtenu par chromato- graphie en phase liquide du composé résultant de l'étape C du procédé selon la revendication 4). 6) Composition herbicide à usage agricole caractérisée en ce qu'elle contient comme matière active au moins un composé selon l'une des revendications 1 à 3). 7) Composition selon la revendication 6) caractérisée en ce que, en plus de la matière active, elle contient un sup- port et/ou un agent tensioactif utiiisables en agriculture. 8) Composition selon la revendication 7) caractérisée en ce qu'elle contient de 0,5 à 95 % en poids de matière active. 9) Procédé de désherbage de cultures de tournesol et coton caractérisé en ce qu'on applique sur les zones cultivées en prélevée desdites cultures ou en préémergence avec incorporation, une quantité efficace d'au moins un com- posé selon l'une des revendications 1 à 3).