生物源化合物の分子修飾及び除草への応用方法
【課題】微生物源の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン化合物に対する分子修飾によるシリーズ化合物及び除草への応用方法
【解決手段】本発明は微生物源の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン化合物に対する分子修飾によるシリーズ化合物及び除草への応用方法で、その構造の第5位疎水性sec-ブチルカーボンチェーン及び3-アセチル基などグループ又は構造に対する生理的且つ合理的修飾を通じて、新らしくシンプルな合成プロセスによって生成されたシリーズ化合物は、雑草の茎と葉に対する処理の結果、その除草活性は元の化合物と比べて明らかに向上され、その構造は相対的にシンプル又は合成が易しく、その物理性質を変え、処理後24時間経つと、雑草には明らかな被害症状が現れ、光合成作用が抑制され、薬物と接触された所は細胞が死亡し、褐色の斑点が現れ、一般的に、3〜5日では雑草を殺す。
【解決手段】本発明は微生物源の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン化合物に対する分子修飾によるシリーズ化合物及び除草への応用方法で、その構造の第5位疎水性sec-ブチルカーボンチェーン及び3-アセチル基などグループ又は構造に対する生理的且つ合理的修飾を通じて、新らしくシンプルな合成プロセスによって生成されたシリーズ化合物は、雑草の茎と葉に対する処理の結果、その除草活性は元の化合物と比べて明らかに向上され、その構造は相対的にシンプル又は合成が易しく、その物理性質を変え、処理後24時間経つと、雑草には明らかな被害症状が現れ、光合成作用が抑制され、薬物と接触された所は細胞が死亡し、褐色の斑点が現れ、一般的に、3〜5日では雑草を殺す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の作用標的に対して、既知の除草活性を有する黒斑病菌（Alternaria alternata）代謝物のテヌアゾン酸 (Tenuazonic acid)（化学名：3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン）分子を修飾して、除草に応用することに関わるもので、化学及び生化学の農業農薬及び植物保護、農作物雑草防除への応用に関する技術分野に属しており、専門に雑草の防除に使われている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、既に発明され、特許出願を行っている黒斑病菌代謝物のテヌアゾン酸（化学名：3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン）に基づき、分子改造を行ったものであり、目下、新しい除草剤開発における快速且つ効果的な方法でもある。
【０００３】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは、カルボニル基とハイドロキシ基構造を有する複素環化合物で、その中のアセトアミド基は核心機能グループであり、また、疎水性サイドチェーン構造があって、これは除草活性を影響する重要なグループである。この物質は強勝（発明者名）などより、フジバカマの一種である「紫茎沢蘭」(学名:Eupatorium adenophorum Spreng)の病原体型黒斑病菌代謝物の中から生物活性の測定、分離、純化によって、検出した植物毒素で、その活性が高く、50mg/mLの濃度では悪性雑草の紫茎沢蘭を含む主な単・双子葉雑草（例えば、メヒシバ、ヒエ）などに対して、いずれも優れた除草作用があって、生物源化学除草剤に開発する潜在力はあるものの（出願番号：200510038263.3.2；公開番号：1644046の特許）、発酵生産が必要とし、生産能率が低く、コストが高いため、その産業化が実現できなくなっている。
【０００４】
1994年の世界特許WO1994/01401には3-ベンゾイルピロリン-2,4-ジオン化合物及び生物活性が報道されており、2005年の中国出願特許（出願番号：200510013206.9、公開番号：1676515A）には、トリオネ類化合物の4-ハイドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ(HPPD)に対する抑制特性に基づき、高等植物の中でHPPDはプラストキノンとトコフェロールの生物合成のキーポイント酵素で、前記両者の合成が一旦阻まれると、更にカロテノイドの生物合成にも影響を与えるため、HPPD抑制剤とカロテノイド生物合成抑制剤との作用症状は似ており、この類似した構造を利用して分子の修飾及びアナログ合成を行うことができる。これらの化合物のキーポイントの特徴はN代替グループが存在すると言うことで、これらの除草剤の典型的な代表はスルコトリオンで、また、イソオキサゾール類除草剤の百農思とピリディン類除草剤のピラゾレートや、ベンゾフェナップ及びピラゾキシフェンなども含まれている。報道によると、テヌアゾン酸 Tenuazonic acidの銅塩は4-ハイドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼHPPD)に僅かな抑制作用があるということである（Meazza et al., 2002）。従って、Nにはその他の代替グループがなく、水素だけの代替基があるため、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは全く異なる作用メカニズムを有する。
【０００５】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの作用メカニズムに対する研究によると、この毒素は植物の光合成作用を明らかに抑制しており、Hill反応に対する抑制能力は、良く見られる光合成作用抑制型除草剤のジウロンより明らかに高いが、細胞内のその他部位には明らかな副作用はない。電子の光システムIIにおけるQAからQBへの伝達を抑制するが、光システムII提供側、光システムI及び葉緑体のその他部位に対しては明らかな副作用はない。上記特性は現在既知の黒斑病菌毒素中では初めて発現したものである。これから見ればこの毒素はQBの競争力のある抑制剤で、QBとD1プロティン上の結合ポイントを奪い取ることによって電子の伝達を抑制する、光システムII抑制型毒素である。この作用メカニズムの発現に基づき、我々はテヌアゾン酸に対する分子修飾を通じて、化合物や化合物の合成及びその除草方法についての中国特許（出願番号：200510094521.9;公開番号：CN1752075及び出願番号200610038765.X）を申請したが、更なる研究及び合成物質が増えてくるにつれ、もっと広い範囲の構造修飾物が発現されたので、この当面の特許を追加申請する次第である。
【０００６】
s-triazines, triazinones及びphenolsなど数多くの光システムII抑制剤は既に成功裏に商品除草剤に開発されている。光システムII抑制型除草剤は現在除草剤中の大きな部類中のひとつで、これらの除草剤は次の2点の明らかな長所を持っている。まず第１に、光合成作用は植物特有の現象で、その専用型抑制剤は標的が決まっていて、一般的に動物に対する特異性毒性は低いので、これらの除草剤は一般的に高効率で、低毒である特徴を持っている。その次に、現在これらの除草剤に対する耐性遺伝子技術が既に成熟している。2003年全世界の遺伝子組み換え農作物の栽培面積は6770万haにも達しており、その中の80％以上は除草剤耐性の遺伝子組み換え農作物（モンサント社によるデータ提供）であり、その中、耐光合成作用抑制型除草剤品種は一定の割合を占めており、除草剤と耐性遺伝子組み換え農作物を結合して使用することによって、除草剤使用中の薬害を大きく低減することができる。3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは、細胞に対する影響を光合成作用に集中しており、活性が高く、作用速度が速く、適用性が広く、構造がシンプルで、合成し易いので、優れた産業化応用の前途が期待される。
【０００７】
良く見られる光システムII抑制型除草剤の化学構造特徴によって、シアノアクリル酸エステル類、尿素類、ピリミジン類、トリアゾン類、ピリダジノン類、dinitrophenols及びcyanophenolsなどの幾つかの種類に分けられる。また、光システムII抑制剤の化学構造の特徴によって、一般的に大きく2つの部類、即ち“酸アミド”類と“フェノール”類で、第1部類（伝統的な光システムII除草剤）は、アトラジンや、metribuzin、phemedipham、terbutryn及びジウロンなどのように、N-C=X (XはO又はN原子で、S原子ではない)であることを特徴としている。第2部類はフェノール類除草剤とも呼ばれるが、ioxynil、dinoseb及び2-iodo-4-nitro-6-isobutylphenolなどが含まれており、その共同の特徴としては1つ以上のカルボニル酸素又はハイドロキシ酸素を含んでおり、一般的に1つの長い疎水性カーボンチェーンをも持っている。多数の除草剤はカルボニル酸素と植物光システムII中のD1プロティンによって水素チェーンとの結合を実現しており、競争的に光合成電子伝達機能を有するQB（2次電子の受体）を排除することによって、電子のQAからQBへの伝達を阻害しており、最終的には植物の光合成作用を抑制する。少数の除草剤はハイドロキシ酸素によって同じ機能を実現する。疎水性のカーボンチェーン構造（分岐チェーンの数量とカーボンチェーンの長さ）も除草剤の活性の高低に影響がある。周知の通り、除草剤はD1プロティンにおける結合ポイントや結合方式及び結合可能なセクションによって、その除草活性の強弱及び対応する耐性遺伝子の種類が決められる。3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの分子構造から見れば、この毒素は伝統的な光システムII除草剤部類（N-C=Oを含む）に属するが、前記７種の任意一種とは異なっており、今までこの物質の光合成抑制作用についての如何なる報道もない。そのため、これは新しい光システムII抑制剤であるかも知れない。
【０００８】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは200mg/kg濃度でのネズミに対する中等毒性及び植物細胞に対する毒性などを持っているが、その比較的高い生物活性と比べれば、その毒性は引き受けることができる。ところが、その一部の構造を変えることによって、その毒性をある程度下げることができる。
【０００９】
そのため、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの機能特徴グループのカルボニル酸素を保留することに基づき、その第5位の疎水性sec-ブチルカーボンチェーン及び3-アセチル基に対する改造を通じて、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体として、人工的にこの毒素の一連の活性類似物を合成した。最近我々はまた新しい合成プロセスを発現しており、このプロセスの相違点は、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体とする必要がなく、直接対応するアミノ酸初期物を入れてから、同一の反応システムにて、純化又は分離の必要などなく、目標の化合物製品が合成されるまで直接後続反応を行うことができる。
合成プロセス：
（式中Y=Cl、Br）
X=-CH3である場合は、次の合成方法を適用：
【００１０】
上記式中、Xは、H； -CmH2m+1, -O CmH2m+1及びそれと対応する代替基； -CmH2m-1, -OCmH2m-1及びそれと対応する代替基；任意に複素環や、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｍは1〜7個のカーボン原子である。
【００１１】
R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【００１２】
R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替や、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【特許文献１】中国出願特許(出願番号：200510038263.3.2；公開番号：1644046)
【特許文献２】WO1994/01401
【特許文献３】中国出願特許(出願番号：200510013206.9；公開番号：1676515A )
【特許文献４】中国出願特許(出願番号：200510094521.9；公開番号：CN1752075)
【特許文献３】中国出願特許(出願番号：200610038765.X)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
黒斑病菌代謝物のテヌアゾン酸（化学名：3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン）は、黒斑病菌の培養の際、その発酵液から分離抽出したもので、産出率が低く（約百万分の五）、微生物の発酵による工業化生産はコストが高すぎるため、人工的アナログ合成はこの問題を解決する重要なルートである。生物分子情報学技術の利用や、標的デザイン、人工アナログ合成によって、もっと多い活性物質や、活性のもっと高い化合物、又はシンプルな構造、人工合成に便利な化合物を創出することができるだけでなく、環境への安全性や、毒性などその他性能も改善することができ、現在除草剤研究製作の主な方向となっている。従来、我々は母体構造の改造についての特許を既に申請しているが、更なる研究を通じて、この物質の改造によって、もっと広い範囲での除草活性のある構造修飾物が得られるということを発現した。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の改造によって、除草活性を有する3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の類似物に関するもので、その物質には次の化合物及びその塩類が含まれる。
【００１５】
1．次の一般構造式に適合する化合物：
【００１６】
式中のR1は、H； -CkH2k+1, -OCkH2k+1, -(C=O)CkH2k+1,-COOCkH2k+1及びそれと対応する代替基； -CkH2k-1, -OCkH2k-1, -(C=O)Ck-1H2(k-1)-1,-COOCk-1H2(k-1)-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環や、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、kは1〜8個のカーボン原子を示している。
【００１７】
R2、R3は、H； CnH2n+1, CnH2n-1及びそれと対応する異性体； ハロゲン代替、CN代替基、又はベンゼン代替基には、ハロゲン代替アルキル基、CN代替アルキル基、ベンゼン代替アルキル基、ハロゲン代替アリル基、CN代替アリル基、ベンゼン代替アリル基などが含まれており； その中、ｎは１〜15個のカーボン原子を示している。
【００１８】
2．権利請求1に記載されている化合物において、前記R1は
で、次の一般構造式化合物又はその自然互変異性体に適合しており、
【００１９】
Xは、 H； -CmH2m+1, -O CmH2m+1及びそれと対応する代替基； -CmH2m-1, -OCmH2m-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環や、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｍは1〜7個のカーボン原子を示すことを特徴とする。
【００２０】
3．権利請求1に示されている化合物において、前記R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【００２１】
4．権利請求1、3に記載されている化合物において、前記R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【００２２】
5．権利請求1、2に記載されている化合物において、前記XはCNや、C1〜C5アセトアミド基、ベンジル基、ナフチル基、ベンゼン基、ピラゾール基、フラン基、チアゾール環基、雑素環アルキルベンゼン基であり、ベンゼン環及び複素環上の代替基はC1〜C6アルキル基や、C1〜C4アルコキシ基、ハロゲン代替C1〜C5アルキル基、ハロゲン、C1〜C5アセトアミド基、ニトロ基、シアン基、アルコキシカルボニル基、C1〜C5スルフォニル基であることを特徴とする。
【００２３】
6．権利請求1に記載されている3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物及び相似した生理的活性を有する塩類には、Ca、Mg、Cu、Fe、Ni、Na、K、Mn、Zn、NH4の塩が含まれている。
【００２４】
7．権利請求1に記載されている化合物の調製方法において、直接関連アミノ酸初期物やアルコールを酸性の条件にて反応させてから、ナトリウムエトキシドで中和した後、ジケテン又はアクリル酸クロライドと反応させてから、ナトリウムエトキシドの存在する条件にて反応物を生成させ、全体の反応は同一の反応中で行われ、合成された個々の中間体は純化、又は分離の必要などなく直接に次の反応に入り、目標の化合物が合成されるまで行えることを特徴とする。
【００２５】
8．権利請求1に記載されている除草活性物質の除草への応用方法として、20-800μg/gの濃度にて、主な広葉雑草やイネ科雑草及びカヤツリグサ科雑草などをコントロールすることができ、この物質は幅広い適用性を有することを表明しており、その雑草や作物に対する植物毒性の特徴としては、雑草の早苗に対する茎葉処理の場合、処理してから24時間経つと、雑草に明らかな被害症状が現れ、薬液の触れた茎と葉は萎れ始め、更に枯れて、最後には全株が死亡する。成長した植物体に対しては、茎や葉に褐色の斑点が入って、壊死になり、強い光線が当たる条件では、除草効果がもっと明らかであることを特徴とする。
【００２６】
9．権利請求1に記載されている除草活性物質の雑草に対する作用において、光合成作用と細胞代謝を抑制することによって、細胞中の活性酸素を速やかに発生させるとともに、大量に蓄積させて、細胞の壊死を引き起こすメカニズムとなっている。
【００２７】
そのため、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの機能特徴グループのカルボニル酸素を保留することに基づき、その第5位の疎水性sec-ブチルカーボンチェーン及び3-アセチル基に対する改造を通じて、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体として、人工的にこの毒素の一連の活性類似物を合成した。最近我々はまた新しい合成プロセスを発現しており、このプロセスの相違点は、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体とする必要がなく、直接対応するアミノ酸初期物を入れてから、同一の反応システムにて、純化又は分離の必要などなく、目標の化合物製品が合成されるまで直接後続反応を行うことができる。
【００２８】
合成プロセス：
（式中Y=Cl、Br）
X=-CH3である場合は、次の合成方法を適用：
【００２９】
上記式中、Xは、 H； -CkH2k+1, -O CkH2k+1及びそれと対応する代替基； -CｋH2k-1, -OCkH2k-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｋは1〜7個のカーボン原子である。
【００３０】
R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【００３１】
R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替や、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【００３２】
少量のメタノールで3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物を溶解させてから、蒸留水でそれぞれと5-100μg/g濃度の溶液を調製し、紫茎沢蘭の葉を用いて、針刺法による毒性検査を行ったが、濃度が高くなるにつれ、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物の紫茎沢蘭の葉に対する毒害能力も高くなっており、50μg/g濃度で、24時間経つと、紫茎沢蘭の葉には、病害斑点が2mm以上となっていた。
【００３３】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物の雑草に対する主な作用メカニズムは、植物の光合成作用を影響するよって、葉の光合成作用による酸素の放出速度やヒル反応の活性は明らかに低下させるが、その作用ポイントはチラコイド膜上にあって、主に2つの光システムの電子伝達活性を抑制するが、チラコイド膜プロティンの合成及び生分解には影響がなく、特に光システムIIのD1プロティンに対する影響はない。また、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物で処理した葉は、3時間経つと活性酸素の含有量が大きく増えていた。これは細胞の死亡と葉に病害斑点を招来する原因であるかも知れない。そして、リボソーム中のプロティン合成を抑制する可能性もある。
【発明の効果】
【００３４】
本発明では、光システムII抑制剤の活性と結合部位のD1プロティン構造特徴との関係によって、黒斑病菌代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンに対する改造を行うと同時に、光システムII抑制剤とその標的との間の作用方式及び特徴によって、また、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの化学合成プロセスによってデザインしており、最後にこれらの除草活性を有する物質をアナログ合成している。本発明中、我々は光システムII抑制剤の作用するD1プロティンの活性部位は一般的にカルボニル酸素（少数はハイドロキシン酸素）であることを中心とし、生物情報学による藻類D1プロティン構造に対する分析を通じて、また、分子の疎水性や、電気性及び空間要素などを結合している。この方法は伝統的な化学除草剤の選別に比べて、目標がもっとはっきりとしており、効果的に高活性の化合物を選別することができる。本発明は微生物代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンによりアナログ合成された一連の除草活性を有する化合物であるので、生物源・アナログ合成による化学除草剤である。
【００３５】
本発明は、植物毒素活性を有する黒斑病菌代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンに対する分子改造によって得られた一連の生物活性を有する3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物を除草剤の開発に用いたものである。これらの化合物は除草効果が速やかで、一般的に処理後の約24時間ぐらいで、明らかな被害症状が現れ、3〜5日で雑草を殺すのである。また、除草の適用範囲も広く、安全且つ効果的に稲科雑草のメヒシバ、オヒシバ、ヒエ、犬コロ草、スズメノカタビラ、野生カラスムギ、スズメノテッポウ、日本スズメノテッポウ、ススキ、Sclerochloa duraや、広葉雑草の紫茎沢蘭、コナギ、タカサブロウ、アオゲイトウ、ヤエムグラ、ナズナ、カラスノエンドウ、トクサ、スベリヒユ、クジラグサ、ツユクサ、イヌノフグリ、オランダミミナグサ、及びカヤツリグサ科のコゴメカヤツリなどほとんどの耕地にて生長する主な雑草をコントロールすることができる。
【００３６】
この発明に関わる化合物は活性が高く、5〜50μg/gの低い濃度でも非常に明らかな活性を示していて、10〜800μg/gの濃度、即ち45〜360ｇ/Haの用量で、各種広葉、イネ科及びカヤツリグサ科雑草を殺すことができ、その効率は非常に高い。
【００３７】
従来の化合物に比べると、活性が著しく向上されているか、又は相当しているか、若しくはやや低いが、構造がもっとシンプルであり、人工アナログ合成が易しくなっており、原料の値段も相対的に低いので、コストを節減することができ、物質の用量なども低減することができる。これらの化合物は真菌代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンに対する改造によって得られたものなので、生物源除草剤の一部の特性、例えば、環境汚染が少なく、残留物が少なく、土壌に入ると活性がほとんどなく、早速不活性になるので、かなり高い環境安全性を持っている。
【００３８】
新しい合成プロセスは、1つお反応釜の中で完成されるので、必要とする設備がシンプルで、工業化におけるコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の実質的特長は、次の実施例によって体現することができるが、これらは本発明に対する任意の制限と見なしてはならない。なぜならば、合成及び試験化合物は、これらの実施例範囲を遥かにオーバーしているからである。
【００４０】
実施例1：本発明化合物（I）、（II）の一般構造式によって合成した類似物（表1）に対して、除草活性評価を行う（表2）。
【００４１】
化合物1の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、6.56g（0.05mol）のイソロイシンを入れて、還流・撹拌しながら、３時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと4.62g（0.055mol）のジケテン（1時間内、10℃以下）を滴りながら2時間反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させる。また、濃硫酸を入れて、トルエンの中で2時間還流反応させてから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ブラウンの固体が得られるが、これは化合物1で、その収率は55.6％である。
【００４２】
化合物9の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、6.56g（0.05mol）のイソロイシンを入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと8.22g（0.055mol）のプロピルアミド塩化アセチル（1時間内）を滴りながら2時間撹拌反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させてから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ライトブラウンの粘っこい液体が得られるが、これは化合物9で、その収率は47.1％である。
【００４３】
表1は化合物（I）、（II）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ5-sec-ブチルピロリンジオン類似物及びその物理的特徴を示す。
【表１】
【００４４】
表2は化合物（I）、（II）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の紫茎沢蘭に対する毒性比較を示す。
【表２】
【００４５】
実施例2：本発明の化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した類似物10〜57号（表3）に対して、除草活性評価を行う。
【００４６】
化合物24の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、5.85g（0.05mol）の2-メチル-2酪酸を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと4.62g（0.055mol）のジケテン（1時間内、10℃以下）を滴りながら2時間反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させる。それから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ライトブラウンの粘っこい液体が得られるが、これは化合物24で、その収率は52.9％である。
【００４７】
化合物53の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、7.8g（0.05mol）の3-シアノ-2ノルロイシンを入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと4.62g（0.055mol）のジケテン（1時間内、10℃以下）を滴りながら2時間反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させる。それから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ブラウンの粘っこい液体が得られるが、これは化合物53で、その収率は45.2％である。
【００４８】
表3は化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物及びその物理的特徴を示す。
【表３】
【００４９】
研究結果から見れば、これらの化合物はいずれもある程度の除草活性を表しているが、雑草の葉緑体やシル反応活性及び葉緑素の蛍光パラメータに影響があった。
【００５０】
実施例3：実施例表3中の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物（10〜57）を取り、先ず少量のメタノールで溶解してから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設け、紫茎沢蘭の葉を使って針刺法による毒害試験を行うが、毎度の処理は6回以上重複し、25℃の自然光線の下で、湿度を保ちながら24時間放置してから、マイクロルーラーで病害斑点の直径を測定する。
【００５１】
表4から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は紫茎沢蘭に対して、比較的高い毒性を示しており、50μg/mL濃度の下で、サイドチェーンの存在は活性に一定の影響があると言うことを表明している。
【００５２】
表4は化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の紫茎沢蘭に対する毒性比較を示す。
【表４】
【００５３】
実施例4：1、2、3、40号など4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物を取り、先ず少量のメタノールで溶解してから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設け、温室盆栽の3葉期の紫茎沢蘭早苗に対して、茎と葉への噴霧処理を行う。薬の用量は、茎と葉の表面が湿度を保つ程度にし、毎度の処理は3回重複し、2日後発病状況を統計する。毒害状況の統計基準は表5の通りで、病状に指数は、病状指数=Σ（レベル×株数）×100/4/毎度雑草処理株数によって算出する。試験の統計結果は表6の通りである。
【００５４】
表5は雑草の茎と葉に対する毒害程度の評価基準を示す。
【表５】
【００５５】
表6は4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物で紫茎沢蘭の茎と葉を処理した結果を示す。
【表６】
【００５６】
表6から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は、紫茎沢蘭に対する毒性が高く、サイドチェーンが塩素によって代替された後、更に高い除草効果を示している。
【００５７】
実施例5：化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物（10〜57号）を取り、先ず少量のメタノールに溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設ける。それから、病虫害のない紫茎沢蘭の後ろから数え第2枚の葉を取り、水道水を流して30分間洗ってから蒸留水を流して洗い、水を拭き取ってから、葉の裏面を上向きにして事前に濡れろ紙を敷いた培養皿中に入れて、葉の裏面にそれぞれと水や、メタノール、及び50種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物を塗りつけてから、15分間真空状態に置き、25℃・400μM.m-2.s-1の光照射条件にて12時間処理した後、ヒル反応活性や電子伝達チェーンの活性及び葉緑素蛍光パラメータを測定する。毎度4枚の葉を処理し、全ての試験は3回以上重複する。
【００５８】
結果から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物（10〜57号）は、ヒル反応活性と光システムII受体側の電子伝達活性を抑制することができるが、光システムIの活性に歯影響がない。また、表7の結果から見れば、サイドチェーンがハロゲンによって代替された化合物は、同じ側の非ハロゲン化化合物に比べて、前者のヒル反応活性と光システムIIの電子伝達活性に対する抑制作用はもっと明らかである。
【００５９】
表7は50種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の紫茎沢蘭葉の光合成作用に対する影響を示す。
【表７】
【００６０】
実施例6：それぞれと次14種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の塩類を少量取り、先ず少量のメタノールに溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設けて、紫茎沢蘭の葉を使って針刺法による毒害試験を行うが、毎度の処理は6回以上重複し、25℃の自然光線の下で、湿度を保ちながら24時間放置してから、マイクロルーラーで病害斑点の直径を測定する。この14種の化合物は：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-ピロリン-ジオン・ナトリウム塩（a）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-メチルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（b）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（c）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-フェニルメチルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（d）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-プロペニルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（e）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・カリウム塩（f）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合カルシウム塩（g）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合マグネシウム塩（h）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合マンガン塩（i）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合亜鉛塩（j）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合鉄塩（k）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合銅塩（l）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-sec-ペンタノールピロリン-ジオン・ナトリウム塩（m）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5，5-ジメチルピロリン-ジオン・二合亜鉛塩（n）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・アンモニウム塩（o）、分子式：
【００６１】
表8は14種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物塩類の紫茎沢蘭に対する毒性比較を示す。
【表８】
【００６２】
表2及び表4の結果を合わせて見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物塩類の紫茎沢蘭に対する毒害活性は、その対応する化合物に比べて、高いか或は相当しており、対応するアンモニウム、ナトリウム、カリウム、マンガン及び亜鉛塩の活性は、マグネシウムと銅塩の活性より高い。
【００６３】
実施例7：適当量の7、14、15、16、40、45、48及び53などの8種の化合物を取り、先ず少量のメタノールで溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設ける。それから、雑草の後ろから数え第2枚の葉を取り、約5mm大きさに切って、浸漬処理後、毎度の処理を3回重複し、毎度の重複には5枚を取り、4日後毒害状況を統計するが、その毒害状況の統計基準は表9を参照。
【００６４】
表9は雑草の葉に対する毒害程度の評価基準を示す。
【表９】
【００６５】
病状指数は、病状指数=Σ（レベル×株数）×100/4/毎度雑草処理株数によって算出する。その試験統計結果は表10の通りである。
【００６６】
表10は8種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物で雑草の茎と葉を処理した結果を示す。
【表１０】
【００６７】
表10の結果から見れば、8種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は、耕地の主なイネ科雑草のメヒシバや、オヒシバ、ヒエ、異型カヤツリグサ、広葉草のタカサブロウ、エノキグサ、アカザ、ツユクサ、ナガエツルノゲイトウ、アオゲイトウ、コヒルガオ、ノゲシなどの防除に使用することができる。
【００６８】
実施例8：それぞれ1、2、3及び40号など4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物を取り、先ず少量のメタノールで溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製し、土サンプルが濡れるが溶液が流れない程度に、土サンプルに噴霧し、3時間後にそれぞれと清水及びメタノールで土サンプルを溶脱させて、その溶脱液を収集・濃縮し、同じ処理を3回以上重複する。それから、上記16種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の溶脱液を使って、紫茎沢蘭の葉に対する毒害試験を行うが、針刺法によって測定すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対象組と清水対象組を設けて、毎度の処理を6回以上重複し、25℃の自然光線の下で、湿度を保ちながら24時間放置してから、マイクロルーラーで病害斑点の直径を測定する（表11）。
【００６９】
表11は4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の土壌溶液の紫茎沢蘭に対する毒害試験を示す。
【表１１】
【００７０】
表11から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は土壌に入ると、速やかに不活性になり、その活性が完全に喪失されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の作用標的に対して、既知の除草活性を有する黒斑病菌（Alternaria alternata）代謝物のテヌアゾン酸 (Tenuazonic acid)（化学名：3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン）分子を修飾して、除草に応用することに関わるもので、化学及び生化学の農業農薬及び植物保護、農作物雑草防除への応用に関する技術分野に属しており、専門に雑草の防除に使われている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、既に発明され、特許出願を行っている黒斑病菌代謝物のテヌアゾン酸（化学名：3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン）に基づき、分子改造を行ったものであり、目下、新しい除草剤開発における快速且つ効果的な方法でもある。
【０００３】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは、カルボニル基とハイドロキシ基構造を有する複素環化合物で、その中のアセトアミド基は核心機能グループであり、また、疎水性サイドチェーン構造があって、これは除草活性を影響する重要なグループである。この物質は強勝（発明者名）などより、フジバカマの一種である「紫茎沢蘭」(学名:Eupatorium adenophorum Spreng)の病原体型黒斑病菌代謝物の中から生物活性の測定、分離、純化によって、検出した植物毒素で、その活性が高く、50mg/mLの濃度では悪性雑草の紫茎沢蘭を含む主な単・双子葉雑草（例えば、メヒシバ、ヒエ）などに対して、いずれも優れた除草作用があって、生物源化学除草剤に開発する潜在力はあるものの（出願番号：200510038263.3.2；公開番号：1644046の特許）、発酵生産が必要とし、生産能率が低く、コストが高いため、その産業化が実現できなくなっている。
【０００４】
1994年の世界特許WO1994/01401には3-ベンゾイルピロリン-2,4-ジオン化合物及び生物活性が報道されており、2005年の中国出願特許（出願番号：200510013206.9、公開番号：1676515A）には、トリオネ類化合物の4-ハイドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ(HPPD)に対する抑制特性に基づき、高等植物の中でHPPDはプラストキノンとトコフェロールの生物合成のキーポイント酵素で、前記両者の合成が一旦阻まれると、更にカロテノイドの生物合成にも影響を与えるため、HPPD抑制剤とカロテノイド生物合成抑制剤との作用症状は似ており、この類似した構造を利用して分子の修飾及びアナログ合成を行うことができる。これらの化合物のキーポイントの特徴はN代替グループが存在すると言うことで、これらの除草剤の典型的な代表はスルコトリオンで、また、イソオキサゾール類除草剤の百農思とピリディン類除草剤のピラゾレートや、ベンゾフェナップ及びピラゾキシフェンなども含まれている。報道によると、テヌアゾン酸 Tenuazonic acidの銅塩は4-ハイドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼHPPD)に僅かな抑制作用があるということである（Meazza et al., 2002）。従って、Nにはその他の代替グループがなく、水素だけの代替基があるため、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは全く異なる作用メカニズムを有する。
【０００５】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの作用メカニズムに対する研究によると、この毒素は植物の光合成作用を明らかに抑制しており、Hill反応に対する抑制能力は、良く見られる光合成作用抑制型除草剤のジウロンより明らかに高いが、細胞内のその他部位には明らかな副作用はない。電子の光システムIIにおけるQAからQBへの伝達を抑制するが、光システムII提供側、光システムI及び葉緑体のその他部位に対しては明らかな副作用はない。上記特性は現在既知の黒斑病菌毒素中では初めて発現したものである。これから見ればこの毒素はQBの競争力のある抑制剤で、QBとD1プロティン上の結合ポイントを奪い取ることによって電子の伝達を抑制する、光システムII抑制型毒素である。この作用メカニズムの発現に基づき、我々はテヌアゾン酸に対する分子修飾を通じて、化合物や化合物の合成及びその除草方法についての中国特許（出願番号：200510094521.9;公開番号：CN1752075及び出願番号200610038765.X）を申請したが、更なる研究及び合成物質が増えてくるにつれ、もっと広い範囲の構造修飾物が発現されたので、この当面の特許を追加申請する次第である。
【０００６】
s-triazines, triazinones及びphenolsなど数多くの光システムII抑制剤は既に成功裏に商品除草剤に開発されている。光システムII抑制型除草剤は現在除草剤中の大きな部類中のひとつで、これらの除草剤は次の2点の明らかな長所を持っている。まず第１に、光合成作用は植物特有の現象で、その専用型抑制剤は標的が決まっていて、一般的に動物に対する特異性毒性は低いので、これらの除草剤は一般的に高効率で、低毒である特徴を持っている。その次に、現在これらの除草剤に対する耐性遺伝子技術が既に成熟している。2003年全世界の遺伝子組み換え農作物の栽培面積は6770万haにも達しており、その中の80％以上は除草剤耐性の遺伝子組み換え農作物（モンサント社によるデータ提供）であり、その中、耐光合成作用抑制型除草剤品種は一定の割合を占めており、除草剤と耐性遺伝子組み換え農作物を結合して使用することによって、除草剤使用中の薬害を大きく低減することができる。3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは、細胞に対する影響を光合成作用に集中しており、活性が高く、作用速度が速く、適用性が広く、構造がシンプルで、合成し易いので、優れた産業化応用の前途が期待される。
【０００７】
良く見られる光システムII抑制型除草剤の化学構造特徴によって、シアノアクリル酸エステル類、尿素類、ピリミジン類、トリアゾン類、ピリダジノン類、dinitrophenols及びcyanophenolsなどの幾つかの種類に分けられる。また、光システムII抑制剤の化学構造の特徴によって、一般的に大きく2つの部類、即ち“酸アミド”類と“フェノール”類で、第1部類（伝統的な光システムII除草剤）は、アトラジンや、metribuzin、phemedipham、terbutryn及びジウロンなどのように、N-C=X (XはO又はN原子で、S原子ではない)であることを特徴としている。第2部類はフェノール類除草剤とも呼ばれるが、ioxynil、dinoseb及び2-iodo-4-nitro-6-isobutylphenolなどが含まれており、その共同の特徴としては1つ以上のカルボニル酸素又はハイドロキシ酸素を含んでおり、一般的に1つの長い疎水性カーボンチェーンをも持っている。多数の除草剤はカルボニル酸素と植物光システムII中のD1プロティンによって水素チェーンとの結合を実現しており、競争的に光合成電子伝達機能を有するQB（2次電子の受体）を排除することによって、電子のQAからQBへの伝達を阻害しており、最終的には植物の光合成作用を抑制する。少数の除草剤はハイドロキシ酸素によって同じ機能を実現する。疎水性のカーボンチェーン構造（分岐チェーンの数量とカーボンチェーンの長さ）も除草剤の活性の高低に影響がある。周知の通り、除草剤はD1プロティンにおける結合ポイントや結合方式及び結合可能なセクションによって、その除草活性の強弱及び対応する耐性遺伝子の種類が決められる。3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの分子構造から見れば、この毒素は伝統的な光システムII除草剤部類（N-C=Oを含む）に属するが、前記７種の任意一種とは異なっており、今までこの物質の光合成抑制作用についての如何なる報道もない。そのため、これは新しい光システムII抑制剤であるかも知れない。
【０００８】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンは200mg/kg濃度でのネズミに対する中等毒性及び植物細胞に対する毒性などを持っているが、その比較的高い生物活性と比べれば、その毒性は引き受けることができる。ところが、その一部の構造を変えることによって、その毒性をある程度下げることができる。
【０００９】
そのため、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの機能特徴グループのカルボニル酸素を保留することに基づき、その第5位の疎水性sec-ブチルカーボンチェーン及び3-アセチル基に対する改造を通じて、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体として、人工的にこの毒素の一連の活性類似物を合成した。最近我々はまた新しい合成プロセスを発現しており、このプロセスの相違点は、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体とする必要がなく、直接対応するアミノ酸初期物を入れてから、同一の反応システムにて、純化又は分離の必要などなく、目標の化合物製品が合成されるまで直接後続反応を行うことができる。
合成プロセス：
（式中Y=Cl、Br）
X=-CH3である場合は、次の合成方法を適用：
【００１０】
上記式中、Xは、H； -CmH2m+1, -O CmH2m+1及びそれと対応する代替基； -CmH2m-1, -OCmH2m-1及びそれと対応する代替基；任意に複素環や、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｍは1〜7個のカーボン原子である。
【００１１】
R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【００１２】
R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替や、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【特許文献１】中国出願特許(出願番号：200510038263.3.2；公開番号：1644046)
【特許文献２】WO1994/01401
【特許文献３】中国出願特許(出願番号：200510013206.9；公開番号：1676515A )
【特許文献４】中国出願特許(出願番号：200510094521.9；公開番号：CN1752075)
【特許文献３】中国出願特許(出願番号：200610038765.X)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
黒斑病菌代謝物のテヌアゾン酸（化学名：3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン）は、黒斑病菌の培養の際、その発酵液から分離抽出したもので、産出率が低く（約百万分の五）、微生物の発酵による工業化生産はコストが高すぎるため、人工的アナログ合成はこの問題を解決する重要なルートである。生物分子情報学技術の利用や、標的デザイン、人工アナログ合成によって、もっと多い活性物質や、活性のもっと高い化合物、又はシンプルな構造、人工合成に便利な化合物を創出することができるだけでなく、環境への安全性や、毒性などその他性能も改善することができ、現在除草剤研究製作の主な方向となっている。従来、我々は母体構造の改造についての特許を既に申請しているが、更なる研究を通じて、この物質の改造によって、もっと広い範囲での除草活性のある構造修飾物が得られるということを発現した。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の改造によって、除草活性を有する3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の類似物に関するもので、その物質には次の化合物及びその塩類が含まれる。
【００１５】
1．次の一般構造式に適合する化合物：
【００１６】
式中のR1は、H； -CkH2k+1, -OCkH2k+1, -(C=O)CkH2k+1,-COOCkH2k+1及びそれと対応する代替基； -CkH2k-1, -OCkH2k-1, -(C=O)Ck-1H2(k-1)-1,-COOCk-1H2(k-1)-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環や、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、kは1〜8個のカーボン原子を示している。
【００１７】
R2、R3は、H； CnH2n+1, CnH2n-1及びそれと対応する異性体； ハロゲン代替、CN代替基、又はベンゼン代替基には、ハロゲン代替アルキル基、CN代替アルキル基、ベンゼン代替アルキル基、ハロゲン代替アリル基、CN代替アリル基、ベンゼン代替アリル基などが含まれており； その中、ｎは１〜15個のカーボン原子を示している。
【００１８】
2．権利請求1に記載されている化合物において、前記R1は
で、次の一般構造式化合物又はその自然互変異性体に適合しており、
【００１９】
Xは、 H； -CmH2m+1, -O CmH2m+1及びそれと対応する代替基； -CmH2m-1, -OCmH2m-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環や、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｍは1〜7個のカーボン原子を示すことを特徴とする。
【００２０】
3．権利請求1に示されている化合物において、前記R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【００２１】
4．権利請求1、3に記載されている化合物において、前記R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【００２２】
5．権利請求1、2に記載されている化合物において、前記XはCNや、C1〜C5アセトアミド基、ベンジル基、ナフチル基、ベンゼン基、ピラゾール基、フラン基、チアゾール環基、雑素環アルキルベンゼン基であり、ベンゼン環及び複素環上の代替基はC1〜C6アルキル基や、C1〜C4アルコキシ基、ハロゲン代替C1〜C5アルキル基、ハロゲン、C1〜C5アセトアミド基、ニトロ基、シアン基、アルコキシカルボニル基、C1〜C5スルフォニル基であることを特徴とする。
【００２３】
6．権利請求1に記載されている3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物及び相似した生理的活性を有する塩類には、Ca、Mg、Cu、Fe、Ni、Na、K、Mn、Zn、NH4の塩が含まれている。
【００２４】
7．権利請求1に記載されている化合物の調製方法において、直接関連アミノ酸初期物やアルコールを酸性の条件にて反応させてから、ナトリウムエトキシドで中和した後、ジケテン又はアクリル酸クロライドと反応させてから、ナトリウムエトキシドの存在する条件にて反応物を生成させ、全体の反応は同一の反応中で行われ、合成された個々の中間体は純化、又は分離の必要などなく直接に次の反応に入り、目標の化合物が合成されるまで行えることを特徴とする。
【００２５】
8．権利請求1に記載されている除草活性物質の除草への応用方法として、20-800μg/gの濃度にて、主な広葉雑草やイネ科雑草及びカヤツリグサ科雑草などをコントロールすることができ、この物質は幅広い適用性を有することを表明しており、その雑草や作物に対する植物毒性の特徴としては、雑草の早苗に対する茎葉処理の場合、処理してから24時間経つと、雑草に明らかな被害症状が現れ、薬液の触れた茎と葉は萎れ始め、更に枯れて、最後には全株が死亡する。成長した植物体に対しては、茎や葉に褐色の斑点が入って、壊死になり、強い光線が当たる条件では、除草効果がもっと明らかであることを特徴とする。
【００２６】
9．権利請求1に記載されている除草活性物質の雑草に対する作用において、光合成作用と細胞代謝を抑制することによって、細胞中の活性酸素を速やかに発生させるとともに、大量に蓄積させて、細胞の壊死を引き起こすメカニズムとなっている。
【００２７】
そのため、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの機能特徴グループのカルボニル酸素を保留することに基づき、その第5位の疎水性sec-ブチルカーボンチェーン及び3-アセチル基に対する改造を通じて、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体として、人工的にこの毒素の一連の活性類似物を合成した。最近我々はまた新しい合成プロセスを発現しており、このプロセスの相違点は、ホスフィン類イリド分子及びハロゲン代替アミノ酸を前駆体とする必要がなく、直接対応するアミノ酸初期物を入れてから、同一の反応システムにて、純化又は分離の必要などなく、目標の化合物製品が合成されるまで直接後続反応を行うことができる。
【００２８】
合成プロセス：
（式中Y=Cl、Br）
X=-CH3である場合は、次の合成方法を適用：
【００２９】
上記式中、Xは、 H； -CkH2k+1, -O CkH2k+1及びそれと対応する代替基； -CｋH2k-1, -OCkH2k-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｋは1〜7個のカーボン原子である。
【００３０】
R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【００３１】
R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替や、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良い。
【００３２】
少量のメタノールで3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物を溶解させてから、蒸留水でそれぞれと5-100μg/g濃度の溶液を調製し、紫茎沢蘭の葉を用いて、針刺法による毒性検査を行ったが、濃度が高くなるにつれ、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物の紫茎沢蘭の葉に対する毒害能力も高くなっており、50μg/g濃度で、24時間経つと、紫茎沢蘭の葉には、病害斑点が2mm以上となっていた。
【００３３】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物の雑草に対する主な作用メカニズムは、植物の光合成作用を影響するよって、葉の光合成作用による酸素の放出速度やヒル反応の活性は明らかに低下させるが、その作用ポイントはチラコイド膜上にあって、主に2つの光システムの電子伝達活性を抑制するが、チラコイド膜プロティンの合成及び生分解には影響がなく、特に光システムIIのD1プロティンに対する影響はない。また、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物で処理した葉は、3時間経つと活性酸素の含有量が大きく増えていた。これは細胞の死亡と葉に病害斑点を招来する原因であるかも知れない。そして、リボソーム中のプロティン合成を抑制する可能性もある。
【発明の効果】
【００３４】
本発明では、光システムII抑制剤の活性と結合部位のD1プロティン構造特徴との関係によって、黒斑病菌代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンに対する改造を行うと同時に、光システムII抑制剤とその標的との間の作用方式及び特徴によって、また、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの化学合成プロセスによってデザインしており、最後にこれらの除草活性を有する物質をアナログ合成している。本発明中、我々は光システムII抑制剤の作用するD1プロティンの活性部位は一般的にカルボニル酸素（少数はハイドロキシン酸素）であることを中心とし、生物情報学による藻類D1プロティン構造に対する分析を通じて、また、分子の疎水性や、電気性及び空間要素などを結合している。この方法は伝統的な化学除草剤の選別に比べて、目標がもっとはっきりとしており、効果的に高活性の化合物を選別することができる。本発明は微生物代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンによりアナログ合成された一連の除草活性を有する化合物であるので、生物源・アナログ合成による化学除草剤である。
【００３５】
本発明は、植物毒素活性を有する黒斑病菌代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンに対する分子改造によって得られた一連の生物活性を有する3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物を除草剤の開発に用いたものである。これらの化合物は除草効果が速やかで、一般的に処理後の約24時間ぐらいで、明らかな被害症状が現れ、3〜5日で雑草を殺すのである。また、除草の適用範囲も広く、安全且つ効果的に稲科雑草のメヒシバ、オヒシバ、ヒエ、犬コロ草、スズメノカタビラ、野生カラスムギ、スズメノテッポウ、日本スズメノテッポウ、ススキ、Sclerochloa duraや、広葉雑草の紫茎沢蘭、コナギ、タカサブロウ、アオゲイトウ、ヤエムグラ、ナズナ、カラスノエンドウ、トクサ、スベリヒユ、クジラグサ、ツユクサ、イヌノフグリ、オランダミミナグサ、及びカヤツリグサ科のコゴメカヤツリなどほとんどの耕地にて生長する主な雑草をコントロールすることができる。
【００３６】
この発明に関わる化合物は活性が高く、5〜50μg/gの低い濃度でも非常に明らかな活性を示していて、10〜800μg/gの濃度、即ち45〜360ｇ/Haの用量で、各種広葉、イネ科及びカヤツリグサ科雑草を殺すことができ、その効率は非常に高い。
【００３７】
従来の化合物に比べると、活性が著しく向上されているか、又は相当しているか、若しくはやや低いが、構造がもっとシンプルであり、人工アナログ合成が易しくなっており、原料の値段も相対的に低いので、コストを節減することができ、物質の用量なども低減することができる。これらの化合物は真菌代謝物の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンに対する改造によって得られたものなので、生物源除草剤の一部の特性、例えば、環境汚染が少なく、残留物が少なく、土壌に入ると活性がほとんどなく、早速不活性になるので、かなり高い環境安全性を持っている。
【００３８】
新しい合成プロセスは、1つお反応釜の中で完成されるので、必要とする設備がシンプルで、工業化におけるコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の実質的特長は、次の実施例によって体現することができるが、これらは本発明に対する任意の制限と見なしてはならない。なぜならば、合成及び試験化合物は、これらの実施例範囲を遥かにオーバーしているからである。
【００４０】
実施例1：本発明化合物（I）、（II）の一般構造式によって合成した類似物（表1）に対して、除草活性評価を行う（表2）。
【００４１】
化合物1の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、6.56g（0.05mol）のイソロイシンを入れて、還流・撹拌しながら、３時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと4.62g（0.055mol）のジケテン（1時間内、10℃以下）を滴りながら2時間反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させる。また、濃硫酸を入れて、トルエンの中で2時間還流反応させてから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ブラウンの固体が得られるが、これは化合物1で、その収率は55.6％である。
【００４２】
化合物9の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、6.56g（0.05mol）のイソロイシンを入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと8.22g（0.055mol）のプロピルアミド塩化アセチル（1時間内）を滴りながら2時間撹拌反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させてから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ライトブラウンの粘っこい液体が得られるが、これは化合物9で、その収率は47.1％である。
【００４３】
表1は化合物（I）、（II）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ5-sec-ブチルピロリンジオン類似物及びその物理的特徴を示す。
【表１】
【００４４】
表2は化合物（I）、（II）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の紫茎沢蘭に対する毒性比較を示す。
【表２】
【００４５】
実施例2：本発明の化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した類似物10〜57号（表3）に対して、除草活性評価を行う。
【００４６】
化合物24の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、5.85g（0.05mol）の2-メチル-2酪酸を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと4.62g（0.055mol）のジケテン（1時間内、10℃以下）を滴りながら2時間反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させる。それから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ライトブラウンの粘っこい液体が得られるが、これは化合物24で、その収率は52.9％である。
【００４７】
化合物53の合成：100mlの三口フラスコに30mlの無水アルコールを入れてから、2gの乾燥したHClガス（0.055mol）を通した後、7.8g（0.05mol）の3-シアノ-2ノルロイシンを入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させ、翌日の朝まで放置してから、全てのアルコールを蒸発させる。それから、2.6g（0.05mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、撹拌しながら、0.5時間反応させる。そして、ゆっくりと4.62g（0.055mol）のジケテン（1時間内、10℃以下）を滴りながら2時間反応させる。それから、20mlのベンゼンと3g（0.0575mol）のナトリウムエトキシド（新しく調製）のアルコール溶液を入れて、還流・撹拌しながら、3時間反応させて、翌日の朝まで放置してから、30mlの水で溶解させて、55g（0.055mol）の10％硫酸で中和させ、再び酢酸エステル3×5mlで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから、減圧により酢酸エステルを蒸発させる。それから、カラムクロマトグラフィー分離によって、ブラウンの粘っこい液体が得られるが、これは化合物53で、その収率は45.2％である。
【００４８】
表3は化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物及びその物理的特徴を示す。
【表３】
【００４９】
研究結果から見れば、これらの化合物はいずれもある程度の除草活性を表しているが、雑草の葉緑体やシル反応活性及び葉緑素の蛍光パラメータに影響があった。
【００５０】
実施例3：実施例表3中の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物（10〜57）を取り、先ず少量のメタノールで溶解してから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設け、紫茎沢蘭の葉を使って針刺法による毒害試験を行うが、毎度の処理は6回以上重複し、25℃の自然光線の下で、湿度を保ちながら24時間放置してから、マイクロルーラーで病害斑点の直径を測定する。
【００５１】
表4から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は紫茎沢蘭に対して、比較的高い毒性を示しており、50μg/mL濃度の下で、サイドチェーンの存在は活性に一定の影響があると言うことを表明している。
【００５２】
表4は化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の紫茎沢蘭に対する毒性比較を示す。
【表４】
【００５３】
実施例4：1、2、3、40号など4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物を取り、先ず少量のメタノールで溶解してから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設け、温室盆栽の3葉期の紫茎沢蘭早苗に対して、茎と葉への噴霧処理を行う。薬の用量は、茎と葉の表面が湿度を保つ程度にし、毎度の処理は3回重複し、2日後発病状況を統計する。毒害状況の統計基準は表5の通りで、病状に指数は、病状指数=Σ（レベル×株数）×100/4/毎度雑草処理株数によって算出する。試験の統計結果は表6の通りである。
【００５４】
表5は雑草の茎と葉に対する毒害程度の評価基準を示す。
【表５】
【００５５】
表6は4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物で紫茎沢蘭の茎と葉を処理した結果を示す。
【表６】
【００５６】
表6から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は、紫茎沢蘭に対する毒性が高く、サイドチェーンが塩素によって代替された後、更に高い除草効果を示している。
【００５７】
実施例5：化合物（III）、（IV）、（V）の一般構造式によって合成した3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物（10〜57号）を取り、先ず少量のメタノールに溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設ける。それから、病虫害のない紫茎沢蘭の後ろから数え第2枚の葉を取り、水道水を流して30分間洗ってから蒸留水を流して洗い、水を拭き取ってから、葉の裏面を上向きにして事前に濡れろ紙を敷いた培養皿中に入れて、葉の裏面にそれぞれと水や、メタノール、及び50種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物を塗りつけてから、15分間真空状態に置き、25℃・400μM.m-2.s-1の光照射条件にて12時間処理した後、ヒル反応活性や電子伝達チェーンの活性及び葉緑素蛍光パラメータを測定する。毎度4枚の葉を処理し、全ての試験は3回以上重複する。
【００５８】
結果から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物（10〜57号）は、ヒル反応活性と光システムII受体側の電子伝達活性を抑制することができるが、光システムIの活性に歯影響がない。また、表7の結果から見れば、サイドチェーンがハロゲンによって代替された化合物は、同じ側の非ハロゲン化化合物に比べて、前者のヒル反応活性と光システムIIの電子伝達活性に対する抑制作用はもっと明らかである。
【００５９】
表7は50種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の紫茎沢蘭葉の光合成作用に対する影響を示す。
【表７】
【００６０】
実施例6：それぞれと次14種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の塩類を少量取り、先ず少量のメタノールに溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設けて、紫茎沢蘭の葉を使って針刺法による毒害試験を行うが、毎度の処理は6回以上重複し、25℃の自然光線の下で、湿度を保ちながら24時間放置してから、マイクロルーラーで病害斑点の直径を測定する。この14種の化合物は：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-ピロリン-ジオン・ナトリウム塩（a）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-メチルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（b）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（c）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-フェニルメチルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（d）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-プロペニルピロリン-ジオン・ナトリウム塩（e）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・カリウム塩（f）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合カルシウム塩（g）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合マグネシウム塩（h）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合マンガン塩（i）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合亜鉛塩（j）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合鉄塩（k）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・二合銅塩（l）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-sec-ペンタノールピロリン-ジオン・ナトリウム塩（m）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5，5-ジメチルピロリン-ジオン・二合亜鉛塩（n）、分子式：
4-ハイドロキシ-3-アセチル-5-エチルピロリン-ジオン・アンモニウム塩（o）、分子式：
【００６１】
表8は14種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物塩類の紫茎沢蘭に対する毒性比較を示す。
【表８】
【００６２】
表2及び表4の結果を合わせて見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物塩類の紫茎沢蘭に対する毒害活性は、その対応する化合物に比べて、高いか或は相当しており、対応するアンモニウム、ナトリウム、カリウム、マンガン及び亜鉛塩の活性は、マグネシウムと銅塩の活性より高い。
【００６３】
実施例7：適当量の7、14、15、16、40、45、48及び53などの8種の化合物を取り、先ず少量のメタノールで溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対照組と清水の対照組を設ける。それから、雑草の後ろから数え第2枚の葉を取り、約5mm大きさに切って、浸漬処理後、毎度の処理を3回重複し、毎度の重複には5枚を取り、4日後毒害状況を統計するが、その毒害状況の統計基準は表9を参照。
【００６４】
表9は雑草の葉に対する毒害程度の評価基準を示す。
【表９】
【００６５】
病状指数は、病状指数=Σ（レベル×株数）×100/4/毎度雑草処理株数によって算出する。その試験統計結果は表10の通りである。
【００６６】
表10は8種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物で雑草の茎と葉を処理した結果を示す。
【表１０】
【００６７】
表10の結果から見れば、8種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は、耕地の主なイネ科雑草のメヒシバや、オヒシバ、ヒエ、異型カヤツリグサ、広葉草のタカサブロウ、エノキグサ、アカザ、ツユクサ、ナガエツルノゲイトウ、アオゲイトウ、コヒルガオ、ノゲシなどの防除に使用することができる。
【００６８】
実施例8：それぞれ1、2、3及び40号など4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物を取り、先ず少量のメタノールで溶解させてから、蒸留水で50μg/mL濃度の溶液を調製し、土サンプルが濡れるが溶液が流れない程度に、土サンプルに噴霧し、3時間後にそれぞれと清水及びメタノールで土サンプルを溶脱させて、その溶脱液を収集・濃縮し、同じ処理を3回以上重複する。それから、上記16種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の溶脱液を使って、紫茎沢蘭の葉に対する毒害試験を行うが、針刺法によって測定すると同時に、対応する濃度のメタノール溶剤対象組と清水対象組を設けて、毎度の処理を6回以上重複し、25℃の自然光線の下で、湿度を保ちながら24時間放置してから、マイクロルーラーで病害斑点の直径を測定する（表11）。
【００６９】
表11は4種の3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物の土壌溶液の紫茎沢蘭に対する毒害試験を示す。
【表１１】
【００７０】
表11から見れば、3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン類似物は土壌に入ると、速やかに不活性になり、その活性が完全に喪失されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の改造による、除草活性を有する3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の類似物には、次の化合物及びその塩類が含まれているが、
次の一般構造式に適合する化合物であり
式中のR1は、H； -CkH2k+1, -OCkH2k+1, -(C=O)CkH2k+1,-COOCkH2k+1及びそれと対応する代替基； -CkH2k-1, -OCkH2k-1, -(C=O)Ck-1H2(k-1)-1,-COOCk-1H2(k-1)-1及びそれと対応する代替基；任意に複素環、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基を代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、kは1〜8個のカーボン原子を示している。
R2、R3は、H； CnH2n+1, CnH2n-1及びそれと対応する異性体； ハロゲン代替、CN代替基、又はベンゼン代替基には、ハロゲン代替アルキル基、CN代替アルキル基、ベンゼン代替アルキル基、ハロゲン代替アリル基、CN代替アリル基、ベンゼン代替アリル基などが含まれており； その中、ｎは１〜15個のカーボン原子を示している。
【請求項２】
権利請求1に記載されている化合物において、前記R1は
で、次の一般構造式化合物又はその自然互変異性体に適合しており
Xは、 H； -CmH2m+1, -O CmH2m+1及びそれと対応する代替基； -CmH2m-1, -OCmH2m-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｍは1〜7個のカーボン原子を示すことを特徴とする。
【請求項３】
権利請求1に示されている化合物において、前記R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【請求項４】
権利請求1、3に記載されている化合物において、前記R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替や、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【請求項５】
権利請求1、2に記載されている化合物において、前記XはCNや、C1〜C5アセトアミド基、ベンジル基、ナフチル基、ベンゼン基、ピラゾール基、フラン基、チアゾール環基、雑素環アルキルベンゼン基であり、ベンゼン環及び複素環上の代替基はC1〜C6アルキル基や、C1〜C4アルコキシ基、ハロゲン代替C1〜C5アルキル基、ハロゲン、C1〜C5アセトアミド基、ニトロ基、シアン基、アルコキシカルボニル基、C1〜C5スルフォニル基であることを特徴とする。
【請求項６】
権利請求1に記載されている3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物及び相似した生理的活性を有する塩類には、Ca、Mg、Cu、Fe、Ni、Na、K、Mn、Zn、NH4の塩が含まれている。
【請求項７】
権利請求1に記載されている化合物の調製方法において、直接関連アミノ酸初期物やアルコールを酸性の条件にて反応させてから、ナトリウムエトキシドで中和した後、ジケテン又はアクリル酸クロライドと反応させてから、ナトリウムエトキシドの存在する条件にて反応物を生成させ、全体の反応は同一の反応中で行われ、合成された個々の中間体は純化、又は分離の必要などなく直接に次の反応に入り、目標の化合物が合成されるまで行えることを特徴とする。
【請求項８】
権利請求1に記載されている除草活性物質の除草への応用方法として、10-800μg/gの濃度にて、主な広葉雑草やグラス及びシベラスなどをコントロールすることができ、この物質は幅広い適用性を有することを表明しており、その雑草や作物に対する植物毒性の特徴としては、雑草の早苗に対する茎葉処理の場合、処理してから24時間経つと、雑草に明らかな被害症状が現れ、薬液の触れた茎と葉は萎れ始め、更に枯れて、最後には全株が死亡する。成長した植物体に対しては、茎や葉に褐色の斑点が入って、壊死になり、強い光線が当たる条件では、除草効果がもっと明らかであることを特徴とする。
【請求項９】
権利請求1に記載されている除草活性物質の雑草に対する作用において、光合成作用と細胞代謝を抑制することによって、細胞中の活性酸素を速やかに発生させるとともに、大量に蓄積させて、細胞の壊死を引き起こすメカニズムとなっている。
【請求項１】
3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の改造による、除草活性を有する3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオン及びその自然互変異性体の類似物には、次の化合物及びその塩類が含まれているが、
次の一般構造式に適合する化合物であり
式中のR1は、H； -CkH2k+1, -OCkH2k+1, -(C=O)CkH2k+1,-COOCkH2k+1及びそれと対応する代替基； -CkH2k-1, -OCkH2k-1, -(C=O)Ck-1H2(k-1)-1,-COOCk-1H2(k-1)-1及びそれと対応する代替基；任意に複素環、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基を代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、kは1〜8個のカーボン原子を示している。
R2、R3は、H； CnH2n+1, CnH2n-1及びそれと対応する異性体； ハロゲン代替、CN代替基、又はベンゼン代替基には、ハロゲン代替アルキル基、CN代替アルキル基、ベンゼン代替アルキル基、ハロゲン代替アリル基、CN代替アリル基、ベンゼン代替アリル基などが含まれており； その中、ｎは１〜15個のカーボン原子を示している。
【請求項２】
権利請求1に記載されている化合物において、前記R1は
で、次の一般構造式化合物又はその自然互変異性体に適合しており
Xは、 H； -CmH2m+1, -O CmH2m+1及びそれと対応する代替基； -CmH2m-1, -OCmH2m-1及びそれと対応する代替基； 任意に複素環、芳香基、フェニルアルキル基、複素環アルキル・フェニル基、複素環アルキル基、複素環アルコキシ基、フェノキシ基、フェノキシフェニル基などを代替することができ、その代替基はハロゲン、シアン基、ニトロ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アセトアミド基； その中、ｍは1〜7個のカーボン原子を示すことを特徴とする。
【請求項３】
権利請求1に示されている化合物において、前記R2、R3は、H, CH3, -C2H5, -CH2CH2CH3, -CH(CH3)2, -(CH2)3CH3, -C(CH3)3, -CH2CH(CH3)CH3, -CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)4CH3, -CH(CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)2, -C(CH2)2C2H5, -(CH2)5CH3, -CH(CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)2CH3, -CH2CH2CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)3CH(CH3)2, -CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH2CH3)2, -C(CH3)2(CH2)2CH3, -C(CH3)CH2CH3)2, -(CH2)6CH3, -CH(CH2CH2CH3)2, -CH2CH2CH(CH2CH3)2, -CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH(CH3)(CH2)4CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)3CH(CH3)CH2CH3, -(CH2)7CH3, -CH2CH(CH2CH2CH3)2, -CH(CH2CH2CH3)(CH2)3CH3, -CH(CH3)(CH2)5CH3, -CH2CH(CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)2CH(CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)3CH(CH3)(CH2)2CH3, -(CH2)4CH(CH3)CH2CH3, -CH(CH2CH3)(CH2)4CH3, -(CH2)3CH(CH2CH3)2, -CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3, -(CH2)2CH(CH2CH3)(CH2)2CH3, -CH=CH2, -CH=CHCH3, -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3, -CH2CH2CH=CH2, -CH2 CH=CH2CH3, -CH=CH-CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【請求項４】
権利請求1、3に記載されている化合物において、前記R2、R3はそれと対応する異性体のハロゲン代替や、CN代替基又はベンゼン代替基が1-3位置上のカーボンを代替した、-CHClCH3, -CHClCH2CH3, -CHClC3H7, -CHClC4H9, -CHClC5H11, -CHClC6H13, -CHClC7H15, -CHFCH3, -CHFCH2CH3, -CHFC3H7, -CHFC4H9, -CHFC5H11, -CHFC6H13, -CHFC7H15, -CHCNCH3, -CHCNCH2CH3, -CHCNC3H7, -CHCNC4H9, -CHCNC5H11, -CHCNC6H13, -CHCNC7H15, -CH(C6H5)CH3, -CH(C6H5)CH2CH3, -CH(C6H5)C3H7, -CH(C6H5)C4H9, -CH(C6H5)C5H11, -CH(C6H5)C6H13, -CH(C6H5)C7H15, -CHClCH=CH2, -CHClCH2CH=CH2，であり、R2、R3は異なっていても、同じであっても、いずれも良いと言うことを特徴とする。
【請求項５】
権利請求1、2に記載されている化合物において、前記XはCNや、C1〜C5アセトアミド基、ベンジル基、ナフチル基、ベンゼン基、ピラゾール基、フラン基、チアゾール環基、雑素環アルキルベンゼン基であり、ベンゼン環及び複素環上の代替基はC1〜C6アルキル基や、C1〜C4アルコキシ基、ハロゲン代替C1〜C5アルキル基、ハロゲン、C1〜C5アセトアミド基、ニトロ基、シアン基、アルコキシカルボニル基、C1〜C5スルフォニル基であることを特徴とする。
【請求項６】
権利請求1に記載されている3-アセチル-4-ハイドロキシ-5-sec-ブチルピロリンジオンの類似物及び相似した生理的活性を有する塩類には、Ca、Mg、Cu、Fe、Ni、Na、K、Mn、Zn、NH4の塩が含まれている。
【請求項７】
権利請求1に記載されている化合物の調製方法において、直接関連アミノ酸初期物やアルコールを酸性の条件にて反応させてから、ナトリウムエトキシドで中和した後、ジケテン又はアクリル酸クロライドと反応させてから、ナトリウムエトキシドの存在する条件にて反応物を生成させ、全体の反応は同一の反応中で行われ、合成された個々の中間体は純化、又は分離の必要などなく直接に次の反応に入り、目標の化合物が合成されるまで行えることを特徴とする。
【請求項８】
権利請求1に記載されている除草活性物質の除草への応用方法として、10-800μg/gの濃度にて、主な広葉雑草やグラス及びシベラスなどをコントロールすることができ、この物質は幅広い適用性を有することを表明しており、その雑草や作物に対する植物毒性の特徴としては、雑草の早苗に対する茎葉処理の場合、処理してから24時間経つと、雑草に明らかな被害症状が現れ、薬液の触れた茎と葉は萎れ始め、更に枯れて、最後には全株が死亡する。成長した植物体に対しては、茎や葉に褐色の斑点が入って、壊死になり、強い光線が当たる条件では、除草効果がもっと明らかであることを特徴とする。
【請求項９】
権利請求1に記載されている除草活性物質の雑草に対する作用において、光合成作用と細胞代謝を抑制することによって、細胞中の活性酸素を速やかに発生させるとともに、大量に蓄積させて、細胞の壊死を引き起こすメカニズムとなっている。
【公表番号】特表２００９−５０９９４４（Ｐ２００９−５０９９４４Ａ）
【公表日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３１５０８（Ｐ２００８−５３１５０８）
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００６／００１３１５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０３３５４４
【国際公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５０７２５５５９２）南京▲農業▼大学 (2)
【出願人】（５０７２５５６０６）南通江山▲農薬▼化工股▲分▼有限公司 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００６／００１３１５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０３３５４４
【国際公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５０７２５５５９２）南京▲農業▼大学 (2)
【出願人】（５０７２５５６０６）南通江山▲農薬▼化工股▲分▼有限公司 (2)
【Ｆターム（参考）】
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