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Verfahren zur Herstellung neuer substituierter Benzimidazole und ihrer Salze
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer substituierter Benzimidazole, welche von hoher physiologischer Wirksamkeit sind und verschiedentlich Verwendung als Fungizide, Herbizide, Insektizide usw. finden können ; einige von ihnen können auch als Zwischenprodukte bei der Herstellung anderer substituierter Benzimidazole dienen.
Erfindungsgemäss wird zwecks einfacher und glatter Herstellung von neuen substituierten Benzimidazolen der allgemeinen Formel
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und ihren Salzen derart vorgegangen, dass man ein Säureadditionssalz eines o-Phenylendiamins der allgemeinen Formel
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mit einer Trihalogenessigsäure der allgemeinen Formel
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oder einem funktionellen Derivat davon in einem phosphoroxychloridhaltigen Medium umsetzt und die erhaltenen Produkte (I) gegebenenfalls einer oder-in beliebiger Reihenfolge-beider der folgenden Reaktionen unterwirft :
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a) Falls mindestens einer der Reste, X, X2 und X3 Chlor bedeutet :
Umsetzung mit einem Antimon- fluorid zwecks Überführung in Verbindungen (I), in denen alle drei Reste XI. X2 und X3 für Fluor stehen, geeigneterweise in Gegenwart eines Lösungsmittels, beispielsweise Nitrobenzol, und unter Anwendung von Hitze, ! b) Überführung in ihre Salze.
In den obigen Formeln (I, H und III) sind X\ X2 und X3 gleich oder verschieden und bedeuten Chlor oder Fluor, RI 1 bedeutet Wasserstoff, eine Alkylgruppe (beispielsweise Methyl oder Äthyl), halogen- substituierte Alkylgruppen (beispielsweise Chlormethyl oder Bromäthyl), Aryl (beispielsweise Phenyl oder Naphthyl) oder alkylsubstituiertes Aryl (beispielsweise Tolyl oder Xylyl), R2, R3, R4 und R5 sind o gleich oder verschieden und ausgewählt aus der Gruppe :
Wasserstoff, Alkyl (beispielsweise mit 1-6 Koh- lenstoffatomen, wie Methyl, Äthyl oder Propyl), Alkoxy (beispielsweise Methoxy, Äthoxy oder Butoxy),
Nitro, Halogen (beispielsweise Chlor, Brom oder Fluor), Pseudohalogen (beispielsweise Cyan oder Azido), halogen- oder alkoxysubstituiertes Alkyl (beispielsweise Trifluormethyl, Chlormethyl, Bromäthyl, Trichlor- methyl oder 2-Methoxyäthyl), Carboxyl, dialkylsubstituierte Aminogruppen (beispielsweise Dimethyl-
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spielsweise das Salz mit der Trihalogenessigsäure oder einer anderen starken Säure, wie ein Hydrochlorid, ein Sulfat oder ein Phosphat sein, vorausgesetzt, dass dieses die Reaktion nicht stört. Geeigneterweise ist das Salz das Hydrochlorid.
Die verwendeten funktionellen Derivate der Trihalogenessigsäure können beliebige Derivate sein, die sich unter den Reaktionsbedingungen in gleicher Weise wie die Säure verhalten. Die Derivate können beispielsweise das Trihalogenessigsäureanhydrid oder das Trihalogenacetylchlorid sein.
Die Menge des verwendeten Phosphoroxychlorids kann in einem weiten Bereich variieren ; vorzugs- weise werden zumindest 2 Mole Phosphoroxychlorid je Mol Diamin verwendet. Die Menge an Phosphor- oxychlorid liegt geeigneterweise im Bereich von 2 bis 30 Molen je Mol Diamin.
Die Reaktion wird unter Anwendung von Hitze durchgeführt, beispielsweise bei einer Temperatur von 60 bis 140 C. Zweckmässig werden die Reaktionskomponenten beispielsweise über eine Zeit von
0, 5 bis 5 h gemeinsam am Rückfluss erhitzt. Wenn gewünscht, kann die Reaktion in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels durchgeführt werden.
Die Salze der substituierten Benzimidazole (I), deren Herstellung von der vorliegenden Erfindung umfasst wird, schliessen die Metallsalze ein. Einige der Benzimidazole (I) sind auch basisch und können mit starken Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Salze bilden.
Die erfindungsgemäss herstellbaren neuen Verbindungen (I) ermöglichen die Herstellung einer pestiziden
Zusammensetzung, die als aktiven Bestandteil ein neues substituiertes Benzimidazol, wie oben definierr, oder ein Salz oder ein funktionelles Derivat davon enthält. Die pestizide Zusammensetzung enthält zweckmässigerweise zumindest einen Stoff aus der Gruppe der Netzmittel, inerten Verdünnungsmittel und Lösungsmittel.
Damit wiederum wird weiters ermöglicht eine Behandlung von Pflanzen, Materialien, Boden, Landoder Wasserfläche, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass auf diese oder in diese eine pestizide Zusammensetzung, wie oben definiert, appliziert wird. Die deralt behandelten Materialien können beliebige Materialien sein, die durch schädliche Organismen angegriffen werden, wie beispielsweise Fasern, Papier und Holz.
Die neuen substituierten Benzimidazole (I) können in irgendeinem der üblichen Wege mit oder ohne Netzmittel und inerte Verdünnungsmittel in physiologisch aktive Zusammensetzungen eingearbeitet werden.
Wenn gewünscht, können die neuen substituierten Benzimidazole in einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, wie beispielsweise einem hochsiedenden Kohlenwasserstoff, welcher zweckmässigerweise Emulgiermittel enthält, gelöst werden, so dass sie bei Zugabe zu Wasser als ein selbstemulgierbares Öl wirken.
Die neuen substituierten Benzimidazole (I) können auch mit einem Netzmittel mit oder ohne Zugabe eines inerten Verdünnungsmittels vermischt werden, um so ein benetzbares Pulver zu bilden, das in Wasser löslich oder dispergierbar ist oder welches mit dem inerten Verdünnungsmittel zur Bildung eines festen oder pulverförmigen Produktes vermischt werden kann.
Inerte Verdünnungsmittel, mit welchen die neuen substituierten Benzimidazole (1) oder deren Salze verarbeitet werden können, umfassen feste inerte Medien, einschliesslich gepulverter oder feinverteilter Festkörper, wie beispielsweise Tone, Sand, Talk, Glimmer, Düngemittel u. ähnl., wobei diese Produkte entweder Staub oder Material grösssrer Teilchengröss : umfassen können.
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Die verwendeten Netzmittel können anionische Verbindungen, wie beispielweise Seifen, Fettsulfat- ester, wie das Dodecylnatriumsulfat, fettaromatische Sulfonate, wie Alkylbenzolsulfonate oder Butyl- naphthalinsulfonat, oder komplexere Fettsulfonate, wie das Amidkondensationsprodukt von Oleinsäure und N-Methyltaurin oder das Natriumsulfonat von Dioctylsuccinat, umfassen.
Die Netzmittel können auch umfassen nicht-ionische Netzmittel, wie beispielsweise die Konden- sationsprodukte von Fettsäuren, Fettalkoholen oder fettsubstituierten Phenolen mit Äthylenoxyd oder
Fettsäureestern von Zucker oder Polyalkoholen oder die Produkte, die aus den letzteren durch Konden- sation mit Äthylenoxyd erhalten werden, oder Produkte, die bekannt sind als Blockcopolymere von Äthylen- oxyd und Propylenoxyd. Die Netzmittel können auch umfassen kationische Mittel, wie beispielsweise Cetyltrimsthylammoniumbromid u. ähnl.
Die pestiziden Zusammensetzungen können zusätzlich zu den neuen substituierten Benzimidazolen (I) oder deren Salzen andere physiologisch aktive Stoffe, wie Herbizide, Insektizide, Fungizide und Bakterizide, enthalten. Die pestiziden Zusammensetzungen können auch essbare Substanzen enthalten, die auf In- sekten anziehend wirken, wie Zucker, Melasse und Proteinhydrolysate, geeigneterweise auch in Mischung mit spezifischen Insektenanziehungsmitteln.
Die substituierten Benzimidazole (I) sind auch wertvoll als Zwischenprodukte für die Herstellung von anderen Benzimidazolen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung und der wertvollen
Wirkungen der erfindungsgemäss erhältlichen neuen Verbindungen (l). Teile und Prozentangaben sind, soweit nicht anders angeführt, als Gewichtsangaben zu verstehen.
Beispiel 1 : 23, 4 Teile 3, 4-Dichlor-o-phenylendiaminhydrochlorid und 19, 8 Teile Trichloressigsäure wurden in 276 Teilen Phosphoroxychlorid gelöst und bei Rückflusstemperatur 48 min erhitzt. Der Haupt- anteil des Phosphoroxychlorids wurde danach abdestilliert und das Rohprodukt mit 355 Teilen Petrol- äther (Kp. 80-100 C) gerührt. Es wurde ein festes Produkt erhalten, welches abfiltriert und in 280 Teilen Äthylalkohol gelöst wurde ; anschliessend wurde es mit entfärbender Kohle behandelt und durch Zugabe von 400 Teilen Wasser gefällt. Der Niederschlag wurde getrocknet und ergab 14, 6 Teile (44%) 4, 5-
Dichlor-2-trichlormethylbenzimidazol der Formel
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mit einem Fp. von 233 bis 237 C.
Elementaranalyse :
Berechnet für CgHgCl : C 31, 56% H 0, 99% Cl 58, 24% N 9, 21%
Gefunden : C 30, 90% H 1, 00% Cl 58, 60% N 8, 95% Äquivalentgewicht : Berechnet : 304, 4
Gefunden : (durch Alkali hydrolysierbares Chlor) 308
Beispiel 2: 6,2 Teile 3,4,6-Trichlor-1,2-phenylendiaminhydrochlorid wurden in 60 Teilen Phosphoroxychlorid suspendiert und am Rückfluss erhitzt ; 4, 5 Teile Trifluoressigsäure wurden während 2 min zugegeben und nach einem weiteren Erhitzen am Rückfluss während 15 min wurden 40 Teile Phosphoroxychlorid durch Destillation entfernt. Die verbleibende viskose Flüssigkeit wurde etwas abgekühlt und in Wasser einfliesszn gelassen.
Nach der anfänglich heftigen Reaktion wurde die Lösung mit einer Natriumhydroxydlösung stark alkalisch gemacht und das unlösliche Material abfiltriert. Das Filtrat wurde übeischüssiger 3n Chlorwasserstoffsäure zugesetzt und das ausfallende rohe 4, 5, 7-Trichlor-2-trifluormethyl-benzimidazol abfiltriert und getrocknet. Ausbeute 6, 25 Teile (86%), Fp. 229-2310 C.
Beispiel 3 : 3, 04 Teile 4, 5-Dichlor-2-trichlormethylbenzimidazol wurden in 60 Teilen Nitrobenzol gelöst und in 3, 6 Teilen Antimontrifluorid während 16 h am Rückfluss erhitzt. Die resultierende Lösung wurde mit 50 Teilen einer 8%igen Natriumhydroxydlösung extrahiert und das unlösliche Material abfiltriert. Die Natriumhydroxydlösung wurde mit Salpetersäure auf PH 4, 0 angesäuert und die erhaltene Aufschlämmung mit 50 Teilen Diäthyläther extrahiert. Abdampfen der Diäthylätherlösung ergab ein Rohprodukt, welches gemäss der Infrarotanalyse und der pH-Titrationsanalyse einen Gehalt von 25, 5% an 4, 5- Dichlor-2-trifluorbenzimidazol aufwies.
Beispiel 4 : 4, 5-Dichlor-2-trichlormethylbenzimidazol wurde in ein Nährmedium, welches als Kartoffeldextroseagar bekannt ist, in geschmolzenem Zustand in einer Konzentration von 30 Teilen je Million G/V Medium einverleibt. Die Flüssigkeit wurde in Petrischalen eingefüllt und die gekühlten Kulturplatten mit Pilzmycelpfropfen von 6mm Durchmesser der nachfolgenden Fungusarten : Phytophthora palmivora, Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum var. cubense, Lenzites trabea und Cladosporium herbarum beimpft. Die Schalen wurden während sieben Tagen bei 20 C kultiviert und dann die Grösse
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der Funguskolonien gemessen und mit den unbehandelten Kontrollen verglichen. Es zeigte sich in jedem Falle, dass die beobachtete Verbindung eine Verminderung des Funguswachstums von über 70% herbeiführte.
Beispiel 5 : Eine l% ige Lösung von 4, 5, 7-Trichlor-2-trichlormethylbenzimidazol in einem Poly- äthylenglykolprodukt wurde einer Dextrosenährbrühe in Mengen zugesetzt, die ausreichend waren, um Konzentrationen von 1000, 200 und 40 ppm G/V Medium zu ergeben. Anteile von 8 ml der behandelten Media wurden in Teströhrchen eingebracht und 0, 2 ml eines konz. Inokulums des Tomatenwelkebakteriums, Corynebacterium michiganense, diesen zugesetzt. Nach siebentägiger Inkubation bei 25 C wurden die Brüheproben untersucht und in keiner ein Bakterienwachstum festgestellt.
Beispiel 6 : Eine wässerige Azetonsuspension, enthaltend 2000 ppm G/V von 4, 5-Dichlor-2-trichlor- methylbenzimidazol und 500 ppm eines Netzmittels wurde hergestellt.
Beispiel 7 : Die Suspension des Beispiels 6 wurde auf Gurkenpflanzen mit zwei voll entwickelten Blättern gesprüht. Die behandelten Pflanzen wurden dann in eine geregelte Klimakammer zusammen mit einer Anzahl von Pflanzen, die schwersten mit Gurkenmehltau, Erysiphe cichoracearum, infiziert waren, als Infektionsquelle eingebracht. Nach 14 Tagen zeigten die besprühten Pflanzen im Vergleich zu den unbehandelten Kontrollpflanzen lediglich eine 9%ige Fungusinfektion.
Beispiel 8 : Die Suspension von Beispiel 6 wurde auf junge Feuerbohnenpflanzen (Phaseolus vulgaris) mit zwei voll entwickelten Blättern aufgesprüht. 24 h nach der Behandlung wurden die Pflanzen mit Sporen des Bohnenrostes (Uromyces phaseoli) bestäubt. Nach zehntägiger Inkubation in einer geschlossenen Klimakammer bei 16 C wurden die Pflanzen hinsichtlich des Funguswachstums untersucht. Es zeigte sich, dass die gesprühten Pflanzen lediglich eine 11%igue Fungusentwicklung der unbehandelten Kontrollpflanzen zeigten.
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