Verfahren zur Herstellung einer neuen biocid wirksamen Verbindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung einer Verbindung der Formel I
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wobei R Wasserstoff oder eine Nitrilgruppe; R1 Was serstoff, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 8 Kohlenstoff atomen; Aryl, vorzugsweise Phenyl; mit niederem Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 6 C-Atomen, niederem Alkoxy, vorzugsweise mit 1 bis 6 C-Atomen am Kern substi tuiertes Aryl; Chlor, Brom, Jod, eine Nitro-, Nitril- oder R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe bedeuten; sowie
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die Verwendung dieser Verbindungen zur Bekämpfung von Mikroorganismen insbesondere von Pilzen, Algen und Bakterien.
Besonders bevorzugt werden Verbindungen der For mel I, in denen R1 Wasserstoff, Alkyl, vorzugsweise Methyl und Äthyl oder
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R2 Wasserstoff oder Methyl bedeuten.
schliesst so- Der Ausdruck am Kern wohl mono- als auch polysubstituierte Verbindungen mit ein.
Beispiele für Verbindungen, die nach dem erfin dungsgemässen Verfahren hergestellt werden, sind: 1-Bromacetoxy-3-butin 1-Bromacetoxy-3-octin 1-Bromacetoxy-4-phenyl-3-butin 1-Bromacetoxy-4-(p-chlorphenyl)-3-butin 1,5-bis-Bromacetoxy-3-pentin 1-aαBromcyanoacetoxy-3-pentin 1-Bromacetoxy-2-methyl-3-butin. Obwohl Verbindungen mit zwei Acylresten, deren respektive R-Gruppen identisch sind, bevorzugt werden, sind auch solche, deren umgesetzte Acylteile verschieden sind, in der Erfindung mit inbegriffen.
Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen sind besonders nützlich für die Wachstumshinderung von Bakterien, Pilzen und Algen.
Die Verbindungen der Formel I werden durch Um setzung einer Verbindung der Formel II
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wobei Hal Chlor, Brom oder Jod bedeutet, mit einer Verbindung der Formel III HO-CH2-CHR2-C=C-R3 , III gleich R1 oder eine -OH-Gruppe bedeutet, wobei R hergestellt. Die Konzentration der Reagenzien ist nicht beson ders kritisch, im allgemeinen wird ein geringer Über schuss des Acylhalogenids (Verbindung der Formel II) verwendet. 1,0 bis 2,5 Mol stellen eine geeignete Menge dieser Verbindung dar, obwohl auch grössere Mengen verwendet werden können. Wenn die Hydroxyverbin- dung der Formel III ein Diol ist, sollten pro Mol Diol 2,0 bis 3,5 Mol oder mehr des Acylhalogenids zugege ben werden.
Die Reaktion wird in wasserfreiem Medium in Gegenwart einer Base wie Pyridin oder Triäthylamin in einem Lösungsmittel ausgeführt. Geeignete Lösungs mittel sind Äther, Benzol, Chloroform oder Tetrahydro- furan. Reaktionen dieser Art sind im allgemeinen exo therm, so dass keine zusätzliche Wärmezuführung erfor derlich ist. Unter Umständen kann zur Steuerung der Reaktionsgeschwindigkeit sogar Kühlung erforderlich sein. Die Reaktion wird im allgemeinen bei einer Tem peratur zwischen 0 und 55 C und nach Wunsch bei Atmosphären-Unter- oder -Überdruck ausgeführt.
<I>Beispiel I</I> Herstellung von 1-Bromacetoxy-3-butin Etwa 91,3 g (1,3 Mol) 3-Butin-l-ol werden in Chloroform gelöst und auf etwa 5 C abgekühlt. Etwa 134,6 g (185,5 ml) Triäthylamin und 262,5 g (1,3 Mol) Bromacetylbromid, das mit Chloroform auf das gleiche Volumen wie Triäthylamin verdünnt wird, werden gleichzeitig zu der Lösung des 1-Ols in Chloroform zugesetzt. Die Temperatur wird zwischen 5 und 10 C während der Zugabe gehalten. Nachdem die Zugabe beendet ist, wird das Reaktionsgemisch etwa 1 Stunde gerührt und auf Zimmertemperatur erwärmen gelassen. Die Mischung wird einige Male mit Wasser gewaschen und dann über Magnesiumsulfat getrocknet. Sie wird durch etwa einstündiges Rühren mit Aktivkohle ent färbt und dann durch Eindampfen konzentriert. Man erhält 242,1g Flüssigkeit. Das Kernresonanzspektrum bestätigt die Struktur der Flüssigkeit.
<I>Beispiel 2</I> Herstellung von 1,5-Bis-bromacetoxy-3-pentin 80,8 g (0,4 Mol) Bromacetylhromid und 40,4 g (0,4 Mol) Triäthylamin werden gleichzeitig zu einer gerührten Lösung von 20,0 g (0,2 Mol) 3-Pentyn-1,5- diol, die in 350 ml Tetrahydrofuran gelöst sind, zuge geben. Um die gleichzeitige Zugabe zu erleichtern, wird das Volumen des Bromacetylbromids demjenigen des Triäthylamins durch Zusatz von Chloroform angegli chen. Die Reaktionstemperatur wird durch Aussen kühlung bei 5 bis 10 C gehalten. Nach Beendigung der Zugabe wird das Rühren 1 Stunde fortgesetzt und das Reaktionsgemisch auf Zimmertemperatur erwärmen gelassen.
Die erhaltene Mischung wird filtriert und das Filtrat mit einem gleichen Volumen Benzol verdünnt. Das verdünnte Filtrat wird einige Male mit Wasser gewaschen und dann über Magnesiumsulfat getrocknet. Die getrocknete Lösung wird etwas durch Rühren mit Aktivkohle entfärbt. Nach Entfernung der Aktivkohle durch Filtrieren wird die Lösung im Vakuum konzen triert.
<I>Beispiel 3</I> Herstellung von 1,5-Bis-(bromacetoxy)-2-methyl-3-pentin Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wird wiederholt, anstelle des 3 -Butin-1-ols werden jedoch 22,8 g 2-Methyl-3-pentin-1,5-diol verwendet.
<I>Beispiel 4</I> Herstellung von 1-Bromacetoxy-2-methyl-2-pentin Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird wiederholt, anstelle des 3-Butin-1-ols werden aber 122 g 2-Methyl- 3-pentin-1-ol verwendet.
Die Tabelle I zeigt ausgewählte Verbindungen, die gemäss dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden können.
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R <SEP> R1
<tb> Wasserstoff <SEP> =CH2-O-C(O)-CH2Br
<tb> Wasserstoff <SEP> Wasserstoff
<tb> Methyl <SEP> Methyl
<tb> Wasserstoff <SEP> Phenyl
<tb> Malzbrühe Um die Wirkungsweise zu zeigen, werden die fol genden Versuche unter Verwendung von 1-Brom- acetoxy-3-butin als beispielsweise erfindungsgemäss her gestellte Verbindung durchgeführt.
In vitro-Test in einer Phiole Dieser Versuch misst die bakteriziden und fungizi- den Eigenschaften einer Verbindung, wenn sie in einem künstlichen Medium mit einer wachsenden Bakterie oder einem wachsenden Pilz in Berührung kommt. Bei diesem Versuch wird eine 30-cm3-Phiole teilweise mit und eine andere 30-cm3-Phiole mit Nähr brühe gefüllt. Dann wird die zu untersuchende Verbin dung in einer bestimmten Konzentration, ausgedrückt im ppm, in die Phiolen eingesetzt und mit der Brühe vermischt.
Eine wässrige Suspension von Sporen der betreffenden Pilze wird einer Phiole mit Malzbrühe und eine wässrige Suspension von Zellen der betreffen den Bakterie (ein Organismus pro Phiole) wird der Nährbrühe zugesetzt. Die Phiolen werden dann ver siegelt und eine Woche bebrütet. Dann werden die Phiolen geprüft und die Ergebnisse notiert. Nach stehende Tabelle II zeigt die Resultate, wenn 1-Brom- acetoxy-3-butin nach diesem Versuch geprüft wird.
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Tabelle <SEP> II
<tb> Pilze <SEP> Bakterien
<tb> Konzentration <SEP> (ppm), <SEP> die <SEP> das <SEP> Wachstum <SEP> vollständig <SEP> verhindert
<tb> Aspergillus <SEP> Penicillium <SEP> Staphylococcus <SEP> Escherichia
<tb> niger <SEP> italicum <SEP> aureus <SEP> coli
<tb> 1 <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> %
<tb> / Algicider Test Genügend 1-Bromacetoxy-3-butin wird in Aceton verdünnt, so dass eine 0,5% ige Lösung entsteht, die dann in 20 ml warmem modifiziertem Jack Meyers- Agaragar verdünnt wird. Die Lösung wird so verdünnt, dass Konzentrationen von 1, 5, 10 und 50 ug/ml der zu untersuchenden Verbindung in 20 X 100 mm Petri schalen vorliegen.
Nachdem das Agaragar fest geworden ist, wird jede Petrischale mit Organismen von Scene- desmus obliquus und Chlorella pyrenoidosa infiziert. Die Proben lässt man bei Zimmertemperatur unter Fluoreszenzlampen wachsen. Die Bestrahlung beträgt 14 Stunden pro Tag. Nach zwei Wochen werden die Ergebnisse ermittelt. Sie sind in der nachstehenden Tabelle III gezeigt.
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<I>Tabelle <SEP> 111</I>
<tb> Konzentration <SEP> Scenedesmus <SEP> obliquus <SEP> Chlorella <SEP> pyrenoidosa
<tb> 50 <SEP> ug <SEP> Vernichtung <SEP> Vernichtung
<tb> 10 <SEP> ug <SEP> Vernichtung <SEP> Vernichtung
<tb> 5 <SEP> g <SEP> Vernichtung <SEP> Vernichtung
<tb> 1 <SEP> g <SEP> Vernichtung <SEP> Vernichtung Wie aus den Versuchsergebnissen ersichtlich, kön nen die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen zur Vernichtung von Bakterien, Algen und Pilzen ver wendet werden. Die Mischungen können entweder direkt auf den betreffenden unerwünschten biologischen Organismus oder auf die zu schützende Stelle aufge bracht werden.
In jedem Falle ist es natürlich notwen dig, dass die unerwünschten Organismen mit einer wir kungsvollen Dosis oder Menge behandelt werden, d. h. mit einer Menge, die für eine Vernichtung oder eine Wachstumsverzögerung ausreicht. Die Mischungen kön nen auch auf oder in Leder, Farben, Seifen, Papier, Holz, Plastik, Öl und anderen Stoffen, die das Wachs tum von unerwünschten biologischen Organismen be günstigen, angewendet werden.
Die Mischungen werden normalerweise mit einem geeigneten Trägerstoff verwendet und als Staub, Spray, Lösung oder Aerosol angewendet. Die Mischungen kön nen auch in Verbindung mit Lösungsmitteln, Ver dünnungsmitteln, verschiedenen oberflächenaktiven Stof fen (z. B. Reinigungsmitteln, Seifen oder anderen Emul- gier- oder Netzmitteln, oberflächenaktiven Tonen), Trä gerstoffen, Klebstoffen, Streckmitteln, Humectants und dergleichen angewendet werden.
Sie können auch mit anderen biologisch aktiven Stoffen, einschliesslich ande ren Fungiziden, Bakteriziden, Algiciden, Insektiziden, Wachstumsstimulantien, Akariziden, Herbiziden, Mol- luskiciden usw., und auch mit Düngemitteln, Modifi zierungsmitteln für den Boden usw., kombiniert werden. Die erfindungsgemäss hergestellten Mischungen können auch in Verbindung mit einem inerten Trägerstoff und einem oberflächenaktiven oder Emulgiermittel verwen det und in Kombination mit anderen biologisch aktiven Stoffen, zusammen mit einem Trägerstoff und einem oberflächenaktiven oder Emulgiermittel, angewendet werden. Die festen oder flüssigen Zubereitungen kön nen nach dem Fachmann bekannten Verfahren herge stellt werden.
Da die Menge des Wirkstoffes je nach dem behandelten biologischen Organismus variiert, kön nen genaue Angaben für die zu verwendenden Mengen nicht gemacht werden. Die optimale Konzentration für eine spezifische Anwendung kann leicht durch Vor versuche vom Fachmann festgestellt werden. Wie ange geben, muss die angewendete Menge ausreichen, um die gewünschte Vernichtung zu erzielen.
Process for the production of a new biocidally active compound The invention relates to a process for the production of a compound of the formula I
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where R is hydrogen or a nitrile group; R1 Was hydrogen, alkyl, preferably having 1 to 8 carbon atoms; Aryl, preferably phenyl; aryl substituted with lower alkyl, preferably with 1 to 6 carbon atoms, lower alkoxy, preferably with 1 to 6 carbon atoms on the nucleus; Chlorine, bromine, iodine, a nitro, nitrile or R2 denote hydrogen or a methyl group; as
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the use of these compounds for combating microorganisms, in particular fungi, algae and bacteria.
Particularly preferred are compounds of the formula I in which R1 is hydrogen, alkyl, preferably methyl and ethyl, or
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R2 denotes hydrogen or methyl.
thus includes- The term at the core probably also includes mono- and polysubstituted compounds.
Examples of compounds which are prepared by the process according to the invention are: 1-bromoacetoxy-3-butyne 1-bromoacetoxy-3-octyne 1-bromoacetoxy-4-phenyl-3-butyne 1-bromoacetoxy-4- (p-chlorophenyl ) -3-butyne 1,5-bis-bromoacetoxy-3-pentyne 1-aα bromocyanoacetoxy-3-pentyne 1-bromoacetoxy-2-methyl-3-butyne. Although compounds with two acyl radicals whose respective R groups are identical are preferred, those whose converted acyl moieties are different are also included in the invention.
The compounds prepared according to the invention are particularly useful for inhibiting the growth of bacteria, fungi and algae.
The compounds of the formula I are obtained by reacting a compound of the formula II
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where Hal is chlorine, bromine or iodine, with a compound of the formula III HO-CH2-CHR2-C = C-R3, III is R1 or an -OH group, where R is produced. The concentration of the reagents is not particularly critical; in general, a small excess of the acyl halide (compound of the formula II) is used. 1.0 to 2.5 moles is a suitable amount of this compound, although larger amounts can be used. If the hydroxy compound of the formula III is a diol, 2.0 to 3.5 moles or more of the acyl halide should be added per mole of diol.
The reaction is carried out in an anhydrous medium in the presence of a base such as pyridine or triethylamine in a solvent. Suitable solvents are ether, benzene, chloroform or tetrahydrofuran. Reactions of this type are generally exothermic, so that no additional heat is required. Cooling may even be required to control the rate of reaction. The reaction is generally carried out at a temperature between 0 and 55 ° C. and, if desired, at atmospheric negative or positive pressure.
<I> Example I </I> Preparation of 1-bromoacetoxy-3-butyne About 91.3 g (1.3 mol) of 3-butyn-1-ol are dissolved in chloroform and cooled to about 5 ° C. About 134.6 g (185.5 ml) of triethylamine and 262.5 g (1.3 mol) of bromoacetyl bromide, which is diluted with chloroform to the same volume as triethylamine, are added simultaneously to the solution of the 1-ol in chloroform. The temperature is kept between 5 and 10 C during the addition. After the addition is complete, the reaction mixture is stirred for about 1 hour and allowed to warm to room temperature. The mixture is washed several times with water and then dried over magnesium sulfate. It is de-colored by stirring with activated charcoal for about one hour and then concentrated by evaporation. 242.1 g of liquid are obtained. The nuclear magnetic resonance spectrum confirms the structure of the liquid.
<I> Example 2 </I> Preparation of 1,5-bis-bromoacetoxy-3-pentyne 80.8 g (0.4 mol) of bromoacetylhromide and 40.4 g (0.4 mol) of triethylamine are stirred at the same time Solution of 20.0 g (0.2 mol) of 3-pentyne-1,5-diol, which are dissolved in 350 ml of tetrahydrofuran, are added. In order to facilitate the simultaneous addition, the volume of the bromoacetyl bromide is angegli that of the triethylamine by adding chloroform. The reaction temperature is kept at 5 to 10 C by external cooling. After the addition is complete, stirring is continued for 1 hour and the reaction mixture is allowed to warm to room temperature.
The mixture obtained is filtered and the filtrate is diluted with an equal volume of benzene. The diluted filtrate is washed a few times with water and then dried over magnesium sulfate. The dried solution is slightly decolorized by stirring with activated charcoal. After removing the activated carbon by filtration, the solution is concentrated in vacuo.
<I> Example 3 </I> Preparation of 1,5-bis- (bromoacetoxy) -2-methyl-3-pentyne The procedure of example 2 is repeated, but instead of 3-butyn-1-ol, 22.8 g of 2-methyl-3-pentyn-1,5-diol used.
<I> Example 4 </I> Preparation of 1-bromoacetoxy-2-methyl-2-pentyne The procedure of Example 1 is repeated, but 122 g of 2-methyl-3-pentyne are used instead of 3-butyn-1-ol -1-ol used.
Table I shows selected compounds which can be prepared according to the method described above.
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R <SEP> R1
<tb> hydrogen <SEP> = CH2-O-C (O) -CH2Br
<tb> hydrogen <SEP> hydrogen
<tb> methyl <SEP> methyl
<tb> hydrogen <SEP> phenyl
<tb> Malt broth In order to show the mode of action, the following experiments are carried out using 1-bromoacetoxy-3-butyne as a compound prepared according to the invention, for example.
In vitro test in a vial This test measures the bactericidal and fungicidal properties of a compound when it comes into contact with a growing bacterium or fungus in an artificial medium. In this experiment, one 30cc vial is partially filled with and another 30cc vial with nutrient broth. Then the compound to be examined is used in a certain concentration, expressed in ppm, in the vials and mixed with the broth.
An aqueous suspension of spores of the fungi in question is added to a vial of malt broth and an aqueous suspension of cells of the bacteria in question (one organism per vial) is added to the nutrient broth. The vials are then sealed and incubated for a week. The vials are then examined and the results recorded. Table II below shows the results when 1-bromoacetoxy-3-butyne is tested according to this test.
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Table <SEP> II
<tb> fungi <SEP> bacteria
<tb> Concentration <SEP> (ppm), <SEP> which <SEP> prevents <SEP> growth <SEP> completely <SEP>
<tb> Aspergillus <SEP> Penicillium <SEP> Staphylococcus <SEP> Escherichia
<tb> niger <SEP> italicum <SEP> aureus <SEP> coli
<tb> 1 <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb>%
<tb> / Algicider Test Sufficient 1-bromoacetoxy-3-butyne is diluted in acetone to form a 0.5% solution, which is then diluted in 20 ml of warm modified Jack Meyers agar. The solution is diluted so that concentrations of 1, 5, 10 and 50 µg / ml of the compound to be tested are present in 20 X 100 mm Petri dishes.
After the agaragar has set, each Petri dish is infected with the organisms of Scendesmus obliquus and Chlorella pyrenoidosa. The samples are grown at room temperature under fluorescent lamps. The irradiation is 14 hours per day. The results will be determined after two weeks. They are shown in Table III below.
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<I> Table <SEP> 111 </I>
<tb> Concentration <SEP> Scenedesmus <SEP> obliquus <SEP> Chlorella <SEP> pyrenoidosa
<tb> 50 <SEP> ug <SEP> destruction <SEP> destruction
<tb> 10 <SEP> ug <SEP> Destruction <SEP> Destruction
<tb> 5 <SEP> g <SEP> Destruction <SEP> Destruction
<tb> 1 <SEP> g <SEP> Destruction <SEP> Destruction As can be seen from the test results, the compounds produced according to the invention can be used to destroy bacteria, algae and fungi. The mixtures can either be applied directly to the undesired biological organism in question or to the site to be protected.
In any event, it is of course necessary that the undesirable organisms be treated with an effective dose or amount, i. E. H. in an amount sufficient for destruction or growth retardation. The mixtures can also be used on or in leather, paints, soaps, paper, wood, plastic, oil and other substances that favor the growth of undesired biological organisms.
The mixtures are normally used with a suitable carrier and applied as a dust, spray, solution or aerosol. The mixtures can also be used in conjunction with solvents, thinners, various surface-active substances (for example cleaning agents, soaps or other emulsifiers or wetting agents, surface-active clays), carriers, adhesives, extenders, humectants and the like .
They can also be combined with other biologically active substances, including other fungicides, bactericides, algicides, insecticides, growth stimulants, acaricides, herbicides, moluskicides, etc., and also with fertilizers, soil modifiers, etc. The mixtures prepared according to the invention can also be used in connection with an inert carrier and a surface-active or emulsifying agent and in combination with other biologically active substances, together with a carrier and a surface-active or emulsifying agent. The solid or liquid preparations can be manufactured using methods known to those skilled in the art.
Since the amount of the active ingredient varies depending on the biological organism treated, precise information on the amounts to be used cannot be given. The optimal concentration for a specific application can easily be determined by prior experiments by a person skilled in the art. As indicated, the amount applied must be sufficient to achieve the desired destruction.