AT505102B1 - Biozid, insbesondere fungizid wirkendes mittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines polymeren Kondensationsprodukts, das durch Umsetzen von Guanidin oder seinem Salz mit einem Alkylendiamin und einem Oxyalkylendiamin erhalten werden kann. Dieses Kondensationsprodukt wirkt biozid, insbesondere fungizid, und ist als Pflanzenschutzmittel verwendbar.

Description

österreichisches Patentamt AT505102B1 2010-05-15

Beschreibung

BIOZID, INSBESONDERE FUNGIZID WIRKENDES MITTEL

[0001] Die Erfindung betrifft ein antimikrobiell bzw. mikrobiozid, insbesondere fungizid wirkendes polymeres Kondensationsprodukt, das als Pflanzenschutzmittel verwendbar ist.

[0002] Die Entwicklung von neuen antimikrobiellen Wirkstoffen befindet sich gerade in den letzten Jahren in einem Wettlauf mit der steigenden Resistenzentwicklung von Mikroorganismen. Andererseits wird stets nach weiterentwickelten Wirkstoffen gesucht, die ein breiteres Wirkungsspektrum bei weniger unerwünschten Nebenwirkungen aufweisen.

[0003] In der EP-A - 0 439 698 und in der EP-A - 0 439 699 sind Lösungen polymerer Guani-dinsalze mit erhöhter Biozidwirksamkeit beschrieben. Diese polymeren Guanidinsalze werden durch Umsetzen eines Diamins mit Chlorcyan und anschließende Polymerisation gewonnen.

[0004] Aus der WO 99/54291 sind Polyhexamethylenguanidine bekannt, die aufgrund ihrer mikrobioziden Wirkung als Desinfektionsmittel eingesetzt werden können. Diese Stoffe werden durch Polykondensation von Guanidin mit einem Alkylendiamin, insbesondere Hexamethylendiamin, hergestellt. Die Polykondensation wird durchgeführt, indem Hexamethylendiamin und Guanidinhydrochlorid im Molverhältnis 1:1 vermischt und 5 Stunden auf 120°C erhitzt werden. Anschließend wird die Temperatur auf 150°C erhöht und die Mischung bei dieser Temperatur weitere 10 Stunden erhitzt. Das erhaltenene Kondensationsprodukt besitzt eine gute biozide Wirkung, wobei aber die fungizide Wirkung nur schwach ausgeprägt ist.

[0005] Aus der WO 01/85676 sind wiederum biozide Polymere bekannt, die durch Kondensation von Guanidin und einem Oxyalkylendiamin hergestellt werden. Diese Substanzen sind weniger toxisch als die aus der WO 99/54291 bekannten Substanzen, wirken aber nicht fungizid. Zur Herstellung dieser Verbindung wird z.B. Guanidiniumhydrochlorid in Triethylenglycoldiamin bei 50°C gelöst. Anschließend wird auf 120°C erwärmt und zwei Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Danach wird die Temperatur 2 Stunden gehalten, dann ein Vakuum (0,1 bar) angelegt und zwei weitere Stunden unter Vakuum bei 170°C gerührt. Anschließend wird auf Normaldruck belüftet, auf 120°C abkühlen gelassen und mit entmineralisiertem Wasser auf ca. 50% verdünnt. Mit Phosphorsäure wird auf einen pH von 6 neutralisiert, abkühlen gelassen und auf die gewünschte Konzentration verdünnt. Das Molekulargewicht wurde mit 1000 D bestimmt.

[0006] Der Wirkstoff Poly-[2-(2-ethoxy-ethoxyethyl)-guanidinium-hydrochlorid] besitzt bei geringer Toxizität und guter Verträglichkeit aus pharmakologischer Sicht, günstige pharmakodynami-sche Eigenschaften und kann auch als Heilmittel in der antimikrobiellen Therapie verwendet werden. Insbesondere zeigt der Wirkstoff eine ausgezeichnete antimikrobielle Wirksamkeit, die durch Untersuchungen an einer Vielzahl von Mikroorganismen, wie multiresistenten Bakterien (die gegenüber üblichen Antibiotika resistent sind), Pilzen (Sprosspilze, Dermatophyten, Schimmelpilze) und Viren, wie Herpes Simplex, demonstriert werden konnte. Durch die rasche mikrobizide Wirksamkeit ist eine Resistenzentwicklung kaum zu erwarten, wie auch die Untersuchungen an einer größeren Anzahl von Bakterienstämmen gezeigt haben.

[0007] Aus der WO 2002/479619 A ist ein Kondensationsprodukt eines Guanidiniumsalzes mit einer Mischung aus einem Diamin und einem Diaminoether bekannt. Ferner sind auch aus der US 2 336 605 A und der US 2 325 586 A Kondensationsprodukte mit Guanidinen bekannt.

[0008] Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen bioziden Wirkstoff zur Behandlung von Nutzpflanzen zur Verfügung zu stellen, der insbesondere eine ausgeprägte fungizide Wirksamkeit aufweist, wobei gleichzeitig die Toxizität gering sein soll.

[0009] Diese Aufgabe wird durch Verwendung eines polymeren Kondensationsproduktes gelöst, das erhältlich ist durch Umsetzen von Guanidin oder einem Salz davon mit einem Alkylendiamin und einem Oxyalkylendiamin, wobei pro Mol Diamin (Summe aus Alkylendiamin und Oxyalkylendiamin) 0,8 bis 1,2 Mol Guanidin bzw. einem Salz davon eingesetzt werden. 1/4 österreichisches Patentamt AT505102B1 2010-05-15 [0010] Es hat sich gezeigt, dass das erhaltene „Mischpolykondensat" aus Alkylendiamin und Oxyalkylendiamin die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe löst: es wirkt biozid, insbesondere fungizid, und weist gleichzeitig eine geringe Toxizität auf.

[0011] Das Alkylendiamin und das Oxyalkylendiamin werden insbesondere im Molverhältnis zwischen 4:1 und 1:4 eingesetzt.

[0012] Es werden ferner bevorzugt Diamine (Alkylendiamin bzw. Oxyalkylendiamin) eingesetzt, deren Aminogruppen endständig sind.

[0013] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist durch die Verwendung eines Kondensationsproduktes gekennzeichnet, dass als Alkylendiamin eine Verbindung der allgemeinen Formel NH2(CH2)nNH2 [0014] vorgesehen ist, in welcher n eine ganze Zahl zwischen 2 und 10, insbesondere 6, ist, und dass als Oxyalkylendiamin eine Verbindung der allgemeinen Formel NH2[(CH2)20)]n(CH2)2NH2 [0015] vorgesehen ist, in welcher n eine ganze Zahl zwischen 2 und 5, insbesondere 2, ist.

[0016] Als Guanidinsalz hat sich ein Hydrochlorid als zweckmäßig erwiesen.

[0017] Als Oxyalkylendiamin eignet sich ferner Triethylenglykoldiamin (relative Molekularmasse: 148), Polyoxypropylendiamin (relative Molekularmasse: 230) und Polyoxyethylendiamin (relative Molekularmasse: 600) sehr gut.

[0018] Die mittlere Molekularmasse des erfindungsgemäßen Kondensationsproduktes liegt bevorzugt im Bereich zwischen 500 und 3.000.

[0019] Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäß verwendete polymere Kondensationsprodukt sehr gut zur als Pflanzenschutzmittel zur Behandlung von Nutzpflanzen verwendet werden kann.

[0020] Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Mittel kann beispielsweise die Pilzkrankheit Black Sigatoka (Erreger: Mycosphaerella fijiensis var. differmis (MFD)), die bei Bananen auftritt, bekämpft werden.

[0021] Als Pflanzenschutzmittel kann der Wirkstoff allein oder gemeinsam mit anorganischen oder organischen Hilfsstoffen angewendet werden.

[0022] Die Herstellung von bevorzugten Vertretern der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen wird nachfolgend beschrieben. BEISPIEL 1 [0023] Gewinnung eines (wasserlöslichen) Polykondensats aus 1 Mol Guanidinhydrochlorid und einem Gemisch aus 0,5 Mol Hexamethylendiamin und 0,5 Mol Triethylenglykoldiamin.

[0024] In einen Dreihalskolben, versehen mit einem mechanischen Mischwerk und einem Luftkühler, mit einem Fassungsvermögen von 100 ml werden bei Zimmertemperatur 74 g (0,5 Mol) flüssiges Triethylenglykoldiamin (relative Molekülmasse 148) und 58 g (0,5 Mol) Hexamethylendiamin (relative Molmasse 116) eingebracht. Anschließend werden in den Kolben 96,5 g (1 Mol) pulverförmiges Guanidinhydrochlorid (relative Molekülmasse 96,5), d.h. im Molverhältnis der Reagenzien 1:0,5:0,5, zugesetzt. Der Kolben mit der Reaktionsmasse wurde in ein Ölbad mit Temperaturregler getaucht. Die Reaktionsmasse wurde bei ständiger Durchmischung während 1 Stunde auf 140°C erhitzt und anschließend während einer Stunde unter Rühren gehalten. Danach wurde die Temperatur unter Rühren während einer Stunde auf eine Temperatur von 170°C erhitzt und eine weitere Stunde bei dieser Temperatur gehalten.

[0025] Anschließend wurde vorsichtig ein Vakuum angelegt und eine weitere Stunde unter reduziertem Druck die Reaktionsmasse bei 170°C gerührt. Von den ersten Minuten der ange- 2/4 österreichisches Patentamt AT505102B1 2010-05-15 führten Thermostatisierung an kam es zu einer intensiven Ammoniakabgabe (Färbung des Indikatorpapiers), was den Ablauf der Reaktion der Polykondensation beweist. Im Verlauf der Reaktion wird die Reaktionsmasse dickflüssig, visuell ist dabei Schaumbildung zu beobachten. Das Reaktionsgemisch verwandelt sich nach und nach in ein Harz von gelblicher Farbe. Sobald die Gasausscheidung des Ammoniaks fast vollständig beendet ist, ist die Reaktion beendet.

[0026] Nach Abkühlung des Kolbens wird das Polymerharz mit Hilfe eines Spatels aus dem Kolben entfernt und in einem Mörser zu Pulver zerkleinert, welches sich rasch im Wasser auflöst. Als Ergebnis des Versuchs wurden ca. 190 g des polymeren Endproduktes gewonnen, dies entspricht einer Ausbeute von 98,2 % d. Th. Es wurde die charakteristische Viskosität des gewonnenen Polymers gemessen: 0,4 N in einer wässrigen Natriumchlorid-Lösung bei 25°C. Die Viskosität beträgt [η] = 0,052 dl/g.

[0027] Angaben der Elementaranalyse des gewonnenen Polymers: [0028] C: 42,81% [0029] N: 21,40% [0030] H: 8,31% [0031] Diese Analyse weist auf ein Polykondensat mit der Summenformel C7N3OCIH16 hin.

[0032] Es wurde somit ein neues polymeres Produkt gewonnen, welches in seiner Zusammensetzung einem co-Polykondensat aus Guanidinhydrochlorid und Triethylenglykoldiamin sowie Hexamethylendiamin (im Verhältnis 1:1) entspricht.

[0033] Es hat sich gezeigt, dass dieses Polykondensat gering toxisch ist (orale Dosis bei Ratten LD50 > 2000 mg/kg), wodurch es eine wesentlich geringere Toxizität als PHMG (Polyhexa-methylenguanidinhydrochlorid) aufweist. Ferner hat sich gezeigt, dass es eine sehr hohe biozi-de, insbesondere Aktivität aufweist, wobei die fungizide Wirkung u.a. durch Tests mit den Pilzes Candida albicans und Aspergillus niger nachgewiesen wurde. BEISPIEL 2 [0034] Gewinnung eines wasserlöslichen Polykondensats aus 1 Mol Guanidinhydrochlorid und einem Gemisch aus 0;75 Mol Hexamethylendiamin und 0,25 Mol Triethylenglykoldiamin.

[0035] Erhöht man im Beispiel 1 die Menge des eingesetzte Hexamethylendiamins auf 87 g (0,75 Mol), sowie erniedrigt man die Menge des eingesetzten Triethylenglykoldiamins auf 37 g (0,25 Mol), erhält man, bei sonst identischer Arbeitsweise ein ebenfalls leicht wasserlösliches Polymer in eine Menge von 181g, dies entspricht 97 % d. Th.

[0036] Die charakteristische Viskosität des gewonnenen Polymers wurde gemessen: 0,4 N in einer wässrigen Natriumchlorid-Lösung bei 25°C beträgt [η] = 0,052 dl/g.

[0037] Elementaranalyse des gewonnenen Polymers: [0038] C: 44,7% [0039] N: 22,91 [0040] H: 8,52 %.

[0041] Es wurde ein neues polymeres Produkt gewonnen, welches in seiner Zusammensetzung einem co-Polykondensat aus Guanidinhydrochlorid und Triethylenglykoldiamin sowie Hexamethylendiamin (im Verhältnis 1:3) entspricht.

[0042] Es hat sich gezeigt, dass dieses Polykondensat gering toxisch ist (orale Dosis bei Ratten LD50 > 2000 mg/kg), wodurch es eine wesentlich geringere Toxizität als PHMG (Polyhexa-methylenguanidinhydrochlorid) aufweist. Ferner hat sich gezeigt, dass es eine sehr hohe biozi-de, insbesondere Aktivität aufweist, wobei die fungizide Wirkung u.a. durch Tests mit den Pilzes Candida albicans und Aspergillus niger nachgewiesen wurde. 3/4