Verfahren zur Herstellung halogensubstituierter Imidazol-Derivate
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Imidazol-Derivate.
Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Herstellung von neuartigen halogensubstituierten Imidazol Derivaten vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Trihalogen-Imidazol der Formel II
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mit einer Verbindung der Formel III R-Z (III) in welchem Formeln Y und Z bei der Umsetzung sich-mit Ausnahme eines in einem der beiden enthaltenen 0-oder S-Atoms-abspaltende Reste, R einen unsubstituierten oder substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, A einen Alkylenrest und Hal ein Halogenatom bis Atomnummer 35 bedeuten, gegebenenfalls in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zu neuen Imidazol-Derivaten der Formel I umsetzt
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in der X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet und Hal,
R und A die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Bei den Imidazol-Derivaten der Formel I kann R als aliphatischer Kohlenwasserstoffrest beispielsweise einen Alkylrest mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aber einen niederen Alkylrest, wie den Methyl-, Athyl-, die Propyl-, Butyl-oder Pentylreste etc., ferner einen niederen Alkenylrest, wie den Allyl-, Crotyl-oder Methallylrest, oder einen niederen Alkinylrest, wie den Propinyl-oder 1-Methyl-2-propinylrest, darstellen. Diese Kohlenwasserstoffreste können ein-oder mehrfach substituiert sein, beispielsweise durch Halogen, durch Alkoxy-, Alkylthio-oder Cyanogruppen. Der Alkylenrest A kann. unverzweigt oder verzweigt sein und hat vorzugsweise 1 oder 2 Kohlenstoffatome als Kettenglieder. Bevorzugte Halogenatome Hal sind Chlor und insbesondere Brom.
Für das erfindungsgemässe Verfahren können als säurebindende Mittel starke Basen, vorzugsweise anorganische Basen, wie Hydroxide und Oxide von Alkaliund Erdalkalimetallen, zum Beispiel Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid, sowie Alkoholate von niederen Alkanolen mit Alkalimetallen, wie Natrium-und Kali um-methylat,-äthylat,-propylat,-isopropyl at,-butylat, nsbesondere Kalium-tert. butylat oder Mischungen von Hydroxiden und Aikoholaten in Betracht kommen. Es ist vorteilhaft, das Verfahren in Gegenwart eines gegenüber Reaktionsteilnehmern inerten Lösungs-oder Verdünnungsmittels durchzuführen.
Als solche kommen in Betracht : Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Amide, wie Dialkyl-carbonsäure- amide, ferner Äther, ätherartige Verbindungen und Alkohole.
Ein Teil der neuen Imidazol-Derivate sind kristallin, andere sind Ole ; die neuen Verbindungen sind stabil und in üblichen organischen Lösungsmittel gut löslich.
Die Ausgangsstoffe der Formel II sind zum Teil bekannte und zum Teil neue Verbindungen. Die unter die Formel II fallende Verbindung, in der Hal in 2-Stellung Chlor und in 4-und 5-Stellung Brom und Y-A-Chlormethyl bedeuten, kann z. B. aus dem Hydroxymethyl-tribrom-Derivat durch Umsetzung mit Thionylchlorid in Dimethylformamid hergestellt werden.
In den obigen Formeln II und III können von den Symbolen Y und Z, beispielsweise eines die Hydroxyl- gruppe und das andere ein Halogenatom, oder eines die Gruppe 0-Me oder die Gruppe S-Me, worin Me ein Metallatom darstellt und das andere ein Halogenatom, bedeuten.
Die neuen Imidazol-Derivate der allgemeinen Formel I besitzen sehr gute akarizide und insektizide Eigenschaften, manche sind ganz spezifisch nur akarizid wirksam. Einige der neuen Imidazol-Derivate, insbesondere solche, in welchen X ein Sauerstoffatom darstellt, besitzen aber auch herbizide Wirksamkeit.
Diese eignen sich vorzüglich zur Beeinflussung und Regulierung des Pflanzenwachstums, insbesondere zur Unkrautvertilgung in Nutzpflanzenbeständen. Die neuen Imidazol-Derivate weisen eine geringe Warm- bl tertoxizitÏt auf.
Erfindunggemäss hergestellte Tribrom-Imidazolderivate der engeren Formel IV
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in der R und X die oben angegebenen Bedeutungen haben, sind bevorzugt zur Bekämpfung von Spinnentieren, Insekten und deren Entwicklungsstadien geeignet. Besonders gute und spezifisch akarizide Wirkstoffe finden sich unter den Imidazolderivaten der Formel IV, in der X Schwefel bedeutet, während Verbindungen, in denen X Sauerstoff bedeutet, sich wegen ihrer gegebenenfalls vorhandenen herbiziden Wirksamkeit besonders als Insektizide für den Schutz von Vorräten und nichtpflanzlichen Substraten eignen.
In der letztge- nannten Gruppe finden sich auch Imidazolderivate mit für die Praxis brauchbaren herbiziden Eigenschaften aber auch andere, deren herbizide Eigenschaften so gering sind, dass sie als Insektizide im Pflanzenschutz verwendet werden können.
Die neuen Verbindungen eignen sich insbesondere zur Bekämpfung von normal-sensiblen und resistenten Milben der Untcrordnungen Mesostigmata, Trombidi- formes und Sarcoptiformes. So werden beispielsweise bei den Tetranychiden nicht nur die beweglichen Stadien (Larven, Protonymphen, Deutonymphen und ,-ldulte), sondern auch die Ruhestadien und Eier innerhalb kurzer Zeit abgetötet. Bei Anwendung z.
B. von 1-Methylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol in einer Konzentration von 0,05 /o werden alle Stadien, sowohl die beweglichen als auch die Ruhestadien, von normalsensiblen und gegen Phosphorsäure-und Benzilsäureester res, stenten Spinnmilben, innerhalb von I Tag vollständig abgel¯tet.
Mit den Verbindungen der engeren Formel IV z. B. behandelte Obstbäume zeigten nach der Behand lung mit einer 0,05 i'o Wirkstoff enthaltenden Suspension keinerlei phytotoxische Effekte.
Es wurde ferner festgestellt, dass insbesondere die Imidazole der Formel V, in der X Sauerstoff bedeutet und R die unter Forme ! 1 angegebenen Bedeutungen hat, eine ausgezeichnete Kontakt-und Frassgiftwirkl gegen fressende und saugende Insekten, verbunden 1 ausgeprägter systemischer Wirksamkeit besitzen.
Di Wirkstoffe können beispielsweise zur Bekämpfung f gender Insekten dienen : Insekten der Familien Mu dae, Stomoxidae und Culicidae, zum Beispiel die po valent-resistenten und normal-sensiblen Stubenflie (muscla domestica), Wadenstecher (Stomoxys ca ! trans) und Stechmücken (zum Beispiel Aedes aegy ; Culex fatigans, Anopheles stephensi), gegen Insekt der Familien Curculionidae, Lariidae, :
Tenebrionidae und Chrysomelidae, zum Beispiel Ko käfer (Sitophilus granarius), SpeisebohnenkÏfer (B chidius obtectus), SpeckkÏfer (Dermestes vulpinu Mehlkäfer (Tenebrio molitor), Kartoffelkäfer (Ler notarsa decemlineata) und deren Larvenstadien, ( Familien der Pyralididae, zum Beispiel, Mehlmottc raupen (Ephestia kühniella), der Familie Blattid : z. B. Küchenschaben (Phyllodromia germanica, Pe planeta americana, Blatta orientalis), der Fami Aphididae, z. B. BlattlÏuse (Aphis fabae), der Fami Pseudococcidae, z. B. Schmierläuse (Planococcus cit und der Familie Locustidae, Wanderheuschreck (Locusta migratoria) aufweisen.
Versuche an den g nannten Blattläusen und Wanderheuschrecken wies auf eine ausgezeichnete systemische Wirkung hin.
In Mischungen mit Synergisten oder ähnlich w, kenden Hilfsstoffen, wie Bernsteinsäuredibutylestc Piperonylbutoxyd, Olivenöl, Erdnussöl, sowie dur, Zusatz von PhosphorsÏure-, PhosphonsÏure-, Thio-ur Dithiophosphorsäureestern und-amiden, Carbaminsäi reestern, DDT-Wirksubstanz und Analogen vc DDT-Wirksubstanz, Pyrethrinen und ihren Synergiste iässt sich die akarizide und insektizide Wirkung d. neuen Imidazol-Derivate der Formel I wesentlich ve bessern, verbreitern und an gegebene äussere Un stände anpassen. Weiterhin können die neuen Wirl stoffe mi.
Substanzen, die bakterizide, fungizide odr nematozide Eigenschaften aufweisen, vermischt un appliziert werden, wodurch eine Verbreiterung der bic logischen Wirksamkeit erzielt wird.
Die Applikation der Imidazol-Derivate der allgeme nen Formel I erfolgt in Form von festen oder flüssige Mitteln, die als StÏubemittel, Streumittel, Granulatt wässrige Dispersionen, die aus Spritzpulvern, Paste und Emulsionskonzer. traten erhalten werden, ferner al Lösung oder Aerosol.
Die folgenden Beispiele beschreiben die Herstel lutin, der neuen Verbindungen. Sofern nichts andere ausdrüc'. lich vcrmerkt : st, bedeuten Teile Gewichtsteil und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angege ben.
Beispiel 1 a) In eine Lösung von 426 Tei) en 1-Hydroxyme thyl-2,4,5-tribromimidazol in 1200 Volumteilen Dime thylformamid werden 180 Teile Thionylchlorid bei 0 unter Rühren eingetropft. Dann wird 3 Stunden be Raumtemperatur und 1 Stunde bei 1004 geriihrt. Da kalte Reaktionsgemisch wird in 5000 Teile Wasser ge- gossen und der ausgefaHene Festkörper abgesaugt, mii Wasser gewaschen und getrocknet.
Das so erhaltene 1-Chlor-methyl-4,5-dibrom-2-chlorimidazol schmilzt nach Umkristattisation aus Benzol bei 86-87 . b) Eine Lösung von 15, 5 Teilen 1-Chlormethyl4,5-dibrom-2-chlorimidazol und 3,4 Teilen Natrium äthylat in 100 Volumteilen absoluten Aikohots wird 12 Stunden am Rückfluss erhitzt und anschliessend das Lösungsmittel abgezogen. Der Rückstand wird in Chlo- roform und Wasser aufgenommen, der Ch] oroformextrakt mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und am Wasserstrahlvakuum eingedampft.
1-¯thoxy-methyl-4, 5-dibrom-2-chlorimidazol wird aus dem ¯ligen R ckstand durch Destillation rein erhalten ; Sdp. 107-108 /0, 005 mm Hg.
Beispiet 2
Zu einer Lösung von 15,5 Teilen 1-Chlormethyl- 4,5-dibrom-2-chlorimidazol (hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben) in 100 Volumteilen Alkohol wird eine Lösung von 5,6 Teilen Natrium-thio-sek. butylat in 100 Volumteilen absoluten Alkohols zugetropft. Man lässt über Nacht bei Raumtemperatur stehen und zieht an schliessend das Lösungsmittel ab. Der Rückstand wird in Ather und Wasser aufgenommen, der Atherextrakt mit verdünnter Natronlauge gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und am Wasserstrahlvakuum einge- dampft. 1-sek. Butylthio-methyl-4, 5-dibrom-2-chlorimidazol wird aus dem ¯ligen Rückstand durch Destil- lation rein erhalten ; Sdp. 113 /0, 001 mm Hg.
Gemäss der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Arbeitsweise werden die in der folgenden Tabelle aufgef hrten neuen 2, A, 5-Trihalogenimidazol- Derivate der Formel I erhalten : Verbindung Physikalische Daten 1-Methoxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Fp. 92-94 1-Athoxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 120-121/0, 02 mm Hg 1-n-Propyloxy-methyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 114-116 i0, 02 mm Hg 1-Isopropyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 109-110#/0, 02 mm Hg 1-n-Butoxymethyt-2,4,5-tribrom-imidazol nD23 1,5563 1-Isobutyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 115-117 /0, 03 mm Hg 1-sec.
Butoxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 115-117 /0, 1 mm Hg I-n-Pentoxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol nD=3 1,5425 1-n-Octyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol nD 23 1,5234 1-Dodecyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol nD'3 1,5025 1-Allyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol nDE3 1,5834 1-Crotyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol 1-Methallyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol 1-n-Hexyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol I-n-Hexadecyloxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol 1- (2-Propinyl)-oxymethyl-2,4,5-tribrom-benzimidazol 1-(1-Methyl-2-propinyl)-oxymethyl-2,4,5-tribromimidazol 1-(2-ChlorÏthyl)-oxymethyl-2,4,
5-tribrom-imidazol l- (2-Bromäthyl)-oxymethyl-2,4,5-tribrom-imidazol 1- (2, 2,2-Trichlo räthyl)-oxymethyl-2,4,5-tribromimidazol 1- (2-Chlor-2-methylpropyl)-oxymethyl-2, 4,5-tribromimidazol 1-(2-Brom-2-methylp ropyl)-oxymethyl-2,4,5-tribromimidazol 1- (2-Methyloxyäthyl)-oxymethyl-2,4,5-tribrom-imidazol 1- (2-Athyloxyäthyl)-oxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol 1- (2-Methylthioäthyl)-oxymethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol 1- (2-Cyanäthyl)-oxymethyl-2,4,5-tribrom-imidazol I-Methyloxymethyl-4, 5-dibrom-2-chlor-imidazol Fp. 80-81 1-n-Propyloxymethyl-4, 5-dibrom-2-chlor-imidazol Sdp.
103-106 /0, 01 mm Hg Verbindung Physikalische Daten 1-Methyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 80-81 /0, 007 mm Hg 1-¯thyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 81-83 /0, 01 mm Hg 1-n-Propyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 88-89 /0, 0005 mm Hg 1-Isopropyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 82- 84#/0, 01 mm Hg 1-n-Butyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 90-93 10, 0005mmHg 1-sec. Butyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 81-83 /0, 0005 mm Hg 1-tert. Butyloxymethyl-2,4,5-trichlor-imidazol 1-Allyloxymethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp.
81-84 /0, 001 mm Hg I- (I-Methyloxydthyl)-2, 4, 5-trichlor-imidazol 1-Methylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Fp. 97-98 1-¯thylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 139-142 /0, 002 mm Hg 1-n-Propylthiomethyl-2, 4, 5-tribrom-imidazol Sdp. 129-131#/0,001 mm Hg 1-Isopropylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 146-148#/0, 02 mm Hg 1-sec. Butylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp. 133-135#/0, 002 mm Hg 1-Isobutylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Sdp.
133-135#/0, 01 mm Hg 1-tert. Butylthiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol Fp. 74-76
1-n-Pentylthiomethyl-2,4,5-tribrom-imidazol 1-n-Octylthiomethyl-2, 4, 5-tribrom-imidazol 1-n-Dodecylthiomethyl-2, 4, 5-tribrom-imidazol
1-Allylthiomethyl-2,4,5-tribrom-imidazol 1- (2-Chloräthyl)-thiomethyl-2,4,5-tribrom-irnidazol 1- (2-Bromäthyl)-thiomethyl-2, 4,5-tribrom-imidazol 1- (2-MethyloxyÏthyl)-thiomethyl-2, 4, 5-tribrom-imidazol 1- (2-Methylthioäthyl)-thiomethyl-2,4,5-tribrom-imidazol 1- (2-CyanÏthyl)-thiomethyl-2, 4,
5-tribrom-imidazol I-Methylthiomethyl-4, 5-dibrom-2-chlor-imidazol Fp. 99-101 1-Athylthiomethyl-4, 5-dibrom-2whlor-imidazol Sdp. 157-158 /0, 01 mm Hg 1-n-Propylthiomethyl-4,5-dibrom-2-chlor-imidazol 1,588 l-lsopropylthiomethyl-4, 5-dibrom-2-chlor-imidazol Sdp. 111#/0,001 mm Hg 1-tert. Butylthiomethyl-4, 5-dibrom-2-chlor-imidazol Fp. 63-65 1-Methylthiomethyl-2, 4,5-trichol-imidazol Fp. 72-73 1-Athylthiomethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 94-96 /0, 01 mm Hg I-n-Propylthiomethyl-2, 4, 5-trichlor-imidazol Sdp. 106-108 /0, 01 mm Hg I-Isopropylthiomethyl-2, 4, 5-trichlor-imidazol Sdp.
127-128 /0, 06 mm Hg 1-n-Butylthiomethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 115-117¯/0,01 mm Hg 1-sec. Butylthiomethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp. 106-108¯/0, 01 mm Hg 1-tert. Butylthiomethyl-2, 4,5-trichlor-imidazol Sdp.
115-117¯/0,01 mm Hg
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mit einer Verbindung der Formel III
R-Z (III) in welchen Formeln Y und Z bei der Umsetzung sichmit Ausnahme eines in einem der beiden enthaltenen O-oder S-Atoms-abspaltende Reste, R einen unsubstituierten oder substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, A einen Alkylenrest und Hal ein Halogenatom bis Atomnummer 35 bedeuten, gegebenenfalls in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zu neuen Imidazol-Derivaten der Formel I umsetzt
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in der X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet und Hal,
R und A die oben angegebenen Bedeutungen haben.