Verfahren zur Herstellung von Chloralkyl-thiophosphorsäureester-amiden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Chloralkyl-thiophosphorsäureester-amiden der allge meinen Konstitution (I)
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welche fungitoxische Eigenschaften besitzen.
R1 und R3 bis R5 stehen in Formel I für Wasserstoff, Alkyl, Chloralkyl, Bromalkyl mit. jeweils bis zu 4 C-Atomen, R7 für Alkyl mit bis zu 6 C-Atomen, die durch 1 bis 3 Chlor- und/oder Bromatome substituiert sein können, für Cycloalkyl mit 5 oder 6 C-Atomen und für gegebenenfalls durch Alkyl mit bis zu 4 C-Atomen, durch Chlor, Brom, Nitro und/oder Methylmercapto substituiertes Phenyl, n steht für die Zahlen Null oder 1, R8 für Wasserstoff oder Alkyl und R9 steht für Alkyl.
In der USA-Patentschrift 2 690 450 werden bereits Thio- phosphorsäurearylester beschrieben, die parasitizide, insbeson dere Insektizide, aber auch fungizide Eigenschaften besitzen. Aus dieser Veröffentlichung geht jedoch nur hervor, dass sich die oben genannten Verbindungen als Fungizide zur Bekämp fung von Braunfäule (Sclerotina fructicola) und der Dörrflek- kenkrankheit (Alternaria solani) eignen. Dagegen ist der USA-Patentschrift 2 690 450 nicht zu entnehmen, ob die dort offenbarten Verbindungen auch eine für die Praxis ausrei chende Wirksamkeit gegen pilzliche Krankheitserreger an Reispflanzen, besonders der durch den Pilz Piricularia oryzae verursachten, besitzen.
Es wurde nun gefunden, dass Chloralkyl-thiophosphorsäu reester-amide der oben angegebenen Struktur (I) erhalten werden, wenn man Chloralkylphosphorsäureesterchloride der allgemeinen Formel
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mit N,N-Dialkylaminen der Formel
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umsetzt. Wie weiterhin gefunden wurde, zeichnen sich diese neuen Chloralkyl-thiophosphorsäure-ester-amide durch hervorra gende fungitoxische Eigenschaften, insbesondere gegen pilz- liche Krankheitserreger an Reispflanzen, aus. Überraschender weise sind sie in dieser Hinsicht den bekannten und für den gleichen Zweck bereits vorgeschlagenen Wirkstoffen analoger Konstitution eindeutig überlegen. Die Verfahrensprodukte stellen somit eine echte Bereicherung der Technik dar.
Verwendet man beispielsweise 0-[3-Chlorbutyl-(2)-]-S- [4'-chlorphenyl-]thiophosphorsäure-diesterchlorid und Dimethylamin als Ausgangsmaterialien, so kann der Verlauf des erfindungsgemässen Verfahrens anhand des folgenden Reaktionsschemas verdeutlicht werden:
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Die als Ausgangssubstanzen für die verfahrensgemässe Umsetzung zu verwendenden Chloralkyl-thiophosphorsäure esterchloride sowie die N-Alkyl- oder N,N-Dialkylamine sind durch die oben angegebenen Formeln (II) und (III) allgemein definiert.
Vorzugsweise stehen die Symbole R1 und R3 bis R5 in For mel (I) jedoch für Wasserstoffatome, Methyl- oder Chlorme thylreste, R7 bedeutet bevorzugt Methyl-, e Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, 4 n-Butyl-, sec: Butyl-, 1,2,2-Trimethylpropyl-, Pinacolyl-, 2-Chloräthyl-, 2-, 3- und 4-Chlor-, 2-, 3- und 4-Brom-, 2,4- 3,4- und 2,5-Dichlor-, 2,4,5- und 2,4,6-Trichlor-, 2-, 3- und 4-Methyl-, 4-Isopropyl-, 2-Chlor-4-methyl-, 3-Chlor-4-methyl-, 3-Methyl-4-chlor-, 2-Chlor-4-tert.-butyl-, Z-, 3- und 4-Nitro-, 2- und 3-Chlor-4-nitro-, 2,5- und 3,5-Dichlor-4-nitro-, z- und 3-Methyl-4-nitro-, 3-Nitro-4-methylphenylreste; ferner stellen R8 und R9 bevorzugt eine Methyl- oder Äthyl- gruppe dar.
Als Beispiele für erfindungsgemäss umzusetzende Chloral- kyl-S-alkyl- bzw. -aryl-(di)-thiophosphorsäure-diester der Konstitution (II) seien genannt: 0-(2-Chloräthyl)-S-methyl-, 0-(2-Chloräthyl)-S-[2-oxo-1,1-dimethyl-äthyl(1)]-, 0-(2-Chloräthyl)-S-(4-methyl-phenyl)-, 0-(2-Chloräthyl)-S-(4'-chlor-phenyl-)-, 0-[3-Chlorbutyl-(2)]-S-(2'-nitrophenyl-)-, 0-[3-Chlorbutyl-(1)]-S-methyl-, 0-[1,3-Dichlorpropyl-(2)]-S-(4'-chlorphenyl-)-, 0-[Chlorbutyl-(2)]-S-methyl-, 0-[3-Chlorbutyl-(2)]-S-(4'-methylphenyl-)-, 0-[1-Chlorpropyl-(2)]-S-methyl-, 0-[2-Chlorpropyl-(2)]-S-methyl-, 0-(2-Chloräthyl)-S-(2'-nitrophenyl-)-, 0-(2-Chloräthyl-)-S-phenyl-, 0-[3-Chlorbutyl-(2)]-S-(4'-chlorphenyl-)- chlophosphorsäurediesterchlorid,
ferner S-(2-Chloräthyl-)-S-(4'-chlorphenyl)- dithiophosphorsäurediester-chlorid. Die als Ausgangsmaterialien zu verwendenden Chloralkyl-S- alkyl- bzw.-aryl-(di)thiophosphorsäure-diesterchloride der allgemeinen Struktur (II) sind z. T, aus der Literatur bekannt. So können beispielsweise die entsprechenden 0-Chloralkyl- thiophosphorsäure-diesterchloride durch Umsetzung von im Alkylrest chlorierten 0,0-Dialkyl-phosphorigsäure-diesterchlo- riden (Dialkylchlorphosphiten) mit Sulfensäurechloriden nach K.A. PETROV, G.A. SOKOLSKIJ und B.M. POLEES, Z. obsc.
Chim. 26, 3381[1956] hergestellt worden. Analog sind die Thiolphosphorsäure-S-monoesteramidchloride mit einer 2- oder 3-Chloralkylgruppe am Stickstoff aus 0-Alkyl-phosphorig- säureester-dichloriden und Sulfensäureamiden zugänglich (vgl.
K.A. PETROV, N.K. BLIZNJIK und V.A. SAVOSKNOK, Z. obsc. Chim. 31, l361[1961].
Nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vor schlag erhält man die betreffenden Chloralkyl-S-alkyl- bzw. -aryl-(di)thiophosphorsäurediester-chloride mit sehr guten Ausbeuten sowie in hervorragender Reinheit durch Umset zung äquimolarer Mengen von 2-Chlorphospholanen der Formel R7-S-Cl 7
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mit aliphatischen oder aromatischen Sulfensäurechloriden der Formel R7-S-Cl (VI) In vorgenannten Formeln (V) und (VI) besitzen die Reste R1 bis R7 die weiter oben angegebene Bedeutung, während der Index den Wert null oder 1 hat.
Die Reaktion kann in Gegenwart oder Abwesenheit von Lösungs- bzw. Verdünnungsmitteln wie gegebenenfalls chlo rierten aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, Äthern oder niedermolekularen Ketonen und Nitriten bei Temperaturen zwischen -20 und +50, vorzugsweise bei -10 bis +30 C durchgeführt werden.
Dabei ist es zweckmässig, das Sulfensäurechlorid - gegebe nenfalls verdünnt mit einem der oben genannten Solventien bei den angegebenen Temperaturen unter Rühren und eventu- eller Kühlung des Reaktionsgemisches zu der Lösung, bzw. Suspension des Phospholan-Derivats zu tropfen. Nach Beendi gung der Zugabe lässt man die Mischung zwecks Vervollstän digung der Umsetzung noch etwa 1 bis 3 Stunden stehen, zieht dann das Lösungsmittel ab und unterwirft den Rückstand gegebenenfalls der fraktionierten Destillation unter verminder tem Druck. Meist fallen die Ausgangsstoffe bei der beschriebe nen Arbeitsweise jedoch bereits in so hoher Reinheit an, dass ihre weitere Umsetzung ohne Reinigung möglich ist.
Nach einer besonderen Ausführungsart des beanspruchten Verfahrens verzichtet man überhaupt auf eine Isolierung der betreffenden Chloralkyl-S-alkyl- bzw. -aryl-(di)thiophosphor- säure-diester-chloride und lässt stattdessen die Umsetzungs produkte der oben genannten 2-Chlorphospholane und der entsprechenden Sulfensäurechloride in einem Eintopf-Verfah ren sofort mit den Verbindungen der Formel (III) reagieren. Ansonsten wird auch das erfindungsgemässe Verfahren in Gegenwart von Lösungs- oder Verdünnungsmitteln durchge führt. Als solche kommen praktisch alle inerten organischen Solventien in Betracht. Besonders bewährt haben sich jedoch gegebenenfalls chlorierte aliphatische und aromatische Koh lenwasserstoffe, wie Methylenchlorid.
Dichloräthan, Di-, Tri- und Tetrachloräthylen, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Benzin, Benzol, Chlorbenzol, Toluol und Xylol; Äther, z. B. Diäthyl- und Di-n-butyläther, Dioxan, Tetrahydrofuran, nie dermolekulare aliphatische Ketone und Nitrile, beispielsweise Aceton, Methyläthyl-, Methylisopropyl- und Methylisobutyl- keton, Aceto- und Propionitril .
Die Reaktionstemperaturen können bei der verfahrensge- mässen Umsetzung innerhalb eines grösseren Bereichs variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man zwischen 20 und 100 C, (bzw. dem Siedepunkt der Mischung), bevorzugt bei 25 bis 80 C.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind, wie aus obiger Gleichung (IV) hervorgeht, theoretisch pro Mol Chloralkyl-S-alkyl- bzw. -aryl-(di)thiophosphorsäurediester- chlorid 2 Mole des Amins notwendig. Gewöhnlich werden die entsprechenden Mengen der Ausgangsmaterialien eingesetzt, jedoch kann manchmal ein Überschuss der zweiten Reaktions komponente vorteilhaft sein, die dann gegebenenfalls auch als Lösungsmittel dient.
Es hat sich dabei als zweckmässig erwie sen, entweder das Chloralkyl-S-alkyl- bzw. -aryl(di)thiophos- phorsäurediester-chlorid unter Rühren zu der Lösung oder Suspension des umzusetzenden Amins in einem der oben genannten Solventien zu tropfen, oder umgekehrt die betref fende Verbindung der Formel (III) zum Diesterchlorid (bzw. dem Umsetzungsprodukt aus dem entsprechenden 2-Chlor- phospholan-Derivat und Sulfensäurechlorid) zu fügen.
Nach Vereinigung der Ausgangskomponenten lässt man das Reaktionsgemisch zur Vervollständigung der Umsetzung noch einige Zeit (1 bis 3 Stunden) stehen und/oder erwärmt es anschliessend unter Rühren mehrere Stunden (über Nacht) auf die oben angegebenen Temperaturen.
Die Aufarbeitung der Mischung erfolgt in prinzipiell bekannter Weise durch Ausgiessen des Ansatzes in Eiswasser, gegebenenfalls Entsäuern der Lösung, Aufnehmen des meist ölig ausgeschiedenen Umsetzungsproduktes in einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, vorzugsweise einem der oben genannten Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol, Waschen der organischen Schicht bis zur neutralen Reaktion, Trennung der Phasen, Trocknen der Lösung, Abdestillieren des Solvens und - falls möglich - fraktionierte Destillation des Rückstandes unter vermindertem Druck.
Die Verfahrensprodukte fallen meist in Form farbloser bis schwach gelb gefärbter viskoser Öle an, die sich zum Teil unter stark vermindertem Druck unzersetzt destillieren lassen. Sofern dies nicht möglich ist, kann man die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen zwecks Reinigung andestillieren , d. h. durch längeres Erhitzen im Vakuum auf schwach bis mässig erhöhte Temperaturen von den letzten flüchtigen Ver unreinigungen befreien. Wie oben bereits erwähnt, zeichnen sich die Verfahrensprodukte durch eine starke fungitoxische Wirksamkeit und ein breites Wirkungsspektrum aus. Überra schenderweise besitzen sie trotz dieser hervorragenden Wir kung gegen phytopathogene Pilze eine nur geringe Warmblüter- toxizität (mittlere Giftigkeit DL50 an der Ratte per os 100 bis 1000 mg/kg Tier).
Hinzu kommt die ausgezeichnete Verträg lichkeit der erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen für höhere Pflanzen. Aufgrund dieser Eigenschaften sind die Verfahrensprodukte als Pflanzenschutzmittel gegen pilzliche Krankheiten hervorragend geeignet. Fungizide auf Basis der verfahrensgemässen Thiophosphorsäureester können zur Bekämpfung von Pilzen der verschiedensten Klassen, z. B. Archimyceten, Phycomyceten, Ascomyceten, Basidiomyceten, Fungi imperfecti, Verwendung finden. Besonders bewährt haben sich die Produkte jedoch gegen pilzliche Reiskrankhei ten, insbesondere der durch den Pilz Piricularia oryzae hervor gerufenen.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen zeigen gerade gegen diesen Pilz eine vorzügliche protektive und curative Wirkung, Darüber hinaus können sie auch zur Bekämpfung weiterer pilzlicher Krankheitserreger an Reis- und anderen Kultur pflanzen Verwendung finden. Eine besondere Wirkung besit zen sie gegen folgende Pilzarten: Corticium sasakii Cochliobolus miyabeanus Mycosphaerella-Arten Corticium-Arten Cerospora-Arten Alternaria-Arten Botrytis-Arten Ausserdem zeigen die verfahrensgemäss herstellbaren Wirk stoffe eine sehr gute Wirkung gegenüber Pilzen, die die Pflan ze vom Boden her angreifen und teilweise Tracheomycosen verursachen, wie Fusarium cubense, Fusarium dianthi, Verticillium alboatrum und Phialophora cinerescens.
Je nach ihrem Anwendungszweck können die neuen Wirk stoffe in die üblichen Formulierungen übergeführt werden, wie Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Pulver, Pasten und Granulate. Diese werden in bekannter Weise hergestellt, z. B. durch Vermischen der Wirkstoffe mit Streckmitteln, d. h. flüssigen Lösungsmitteln und/oder festen Trägerstoffen, gege benenfalls unter Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln, also Emulgier- und/oder Dispergiermitteln, wobei z. B. im Falle der Benutzung von Wasser als Streckmittel gegebenen falls organische Lösungsmittel als Hilfslösungsmittel verwendet werden können. Als flüssige Lösungsmittel kommen im wesentlichen infrage: Aromaten (z. B. Xylol, Benzol), chlo rierte Aromaten (z. B. Chlorbenzole), Paraffine (z. B. Erdöl fraktionen), Alkohole (z. B.
Methanol, Butanol), stark polare Lösungsmittel wie Dimethylformamid und Dimethylsulfoxyd sowie Wasser; als feste Trägerstoffe: natürliche Gesteinsmehle (z. B. Kaoline, Tonerden, Talkum, Kreide) und synthetische Gesteinsmehle (z. B. hochdisperse Kieselsäure, Silikate); als Emulgiermittel: nichtionogene und anionische Emulgatoren wie Polyoxyäthylen-Fettsäure-Ester, Polyoxyäthylen-Fettalkohol-Äther, z. B. Alkylaryl-polyglykoläther, Alkylsulfonate und Arylsulfonate, als Dispergiermittel z. B. Lignin, Sulfitablaugen und Methylcellulose.
Die erfindungsgemässen Wirkstoffe können in den Formu lierungen in Mischung mit anderen bekannten Wirkstoffen vorliegen. Die Formulierungen enthalten im allgemeinen zwischen 0,1 und 95 Gewichtsprozent Wirkstoff, vorzugsweise zwischen 0,5 und 90"/c.
Die Wirkstoffkonzentrationen können in einem grösseren Bereich variiert werden. Im allgemeinen verwendet man Kon zentrationen von 0.00001 %c bis 20 % vorzugsweise von 0,01 bis 5 1'c.
Die Wirkstoffe können als solche, in Form ihrer Formulie rungen oder der daraus bereiteten Anwendungsformen, wie gebrauchsfertige Lösungen, emulgierbare Konzentrate, Emul sionen, Suspensionen, Spritzpulver, Pasten, lösliche Pulver, Stäubemittel und Granulate angewendet werden. Die Anwen dung geschieht in üblicher Weise z. B. durch Giessen, Ver spritzen, Vernebeln, Vergasen, Verräuchern, Verstreuen, Verstäuben usw.
Die hervorragende fungitoxische Wirksamkeit der Verfah rensprodukte sowie ihre unerwartete, eindeutige Überlegen heit im Vergleich zu bekannten Wirkstoffen analoger Konsti tution und gleicher Wirkungsrichtung geht aus den folgenden Versuchsergebnissen hervor.
<I>Beispiel</I> Piricularia-Test / flüssige Wirkstoffzubereitung
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Lösungsmittel: <SEP> 1 <SEP> Gewichtsteil <SEP> Aceton
<tb> Dispergiermittel: <SEP> 0,05 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Natriumoleat
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andere <SEP> Zusätze: <SEP> 0,2 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Gelatine
<tb> Wasser: <SEP> 98,75 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Wasser Man vermischt die für die gewünschte Wirkstoff konzentra- tion in der Spritzflüssigkeit nötige Wirkstoffmenge mit der angegebenen Menge des Lösungsmittels und verdünnt das Konzentrat mit der angegebenen Menge Wasser, das die genannten Zusätze enthält.
Mit der Spritzflüssigkeit bespritzt man 30 etwa 14 Tage alte Reispflanzen bis zur Tropfnässe. Die Pflanzen verbleiben bis zum Abtrocknen in einem Gewächshaus bei Temperaturen von 22 bis 24 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 70%. Danach werden sie mit einer wässrigen Suspension von 100 000 bis 200 000 Sporen/ml von Piricularia oryzae inoku- liert und in einem Raum bei 24-26 C und 1001'c relativer Luftfeuchtigkeit aufgestellt.
5 Tage nach der Inokulation wird der Befall bei allen zur Zeit der Inokulation vorhandenen Blättern in Prozent der unbehandelten, aber ebenfalls inokulierten Kontrollpflanzen bestimmt. 0% bedeutet keinen Befall, l00% bedeutet, dass der Befall genau so hoch ist wie bei den Kontrollpflanzen.
Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor: Prüfung auf kurative Wirkung Bei dem vorstehend beschriebenen Test mit flüssiger Wirk stoffzubereitung wird neben der protektiven auch die kurative Wirkung der Verfahrensprodukte ermittelt. Die Prüfung auf kurative Wirkung weicht in gewissen Punkten von dem oben beschriebenen Testverfahren, das nur eine Aussage über den protektiven Effekt liefert, insofern ab, als die Wirkstoffe nicht vor, sondern erst 16 Stunden nach der Inokulation appliziert werden. Substanzen, die bei dieser Art der Versuchsdurchfüh rung eine Wirkung zeigen, sind in der Lage, den Pilz nach der Infektion abzutöten und dadurch kurativ zu wirken.
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<I>Beispiel 1</I>
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Zu 333g (1 Mol) rohem 0-[3-Ch orbutyl=(2)]-S-(4 -eh or phenyl)-thiophosphorsäureester-chlorid (Darstellung des Vorproduktes siehe unten) wird Dimethylamin bis zur schwach alkalischen Reaktion in das Reaktionsgemisch eingeleitet, letzteres anschliessend mit Wasser ausgeschüttelt, die organi- sche Phase abgetrennt, getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgezogen. Als Rückstand hinterbleiben 288 g (84% der Theorie) des 0-[3-Chlorbutyl-(2)]-N,N-dimethylamido- S-(4 -chlorphenyl)-thiophosphorsäureesters.
<B>20,93%</B> 4,01%
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Analyse <SEP> für <SEP> C12H18C12NO2PS <SEP> (Molgewicht <SEP> 342,0)
<tb> Cl <SEP> N
<tb> Berechnet: <SEP> 20,8 <SEP> % <SEP> 4,1 <SEP> %
<tb> Gefunden:
<tb> l Das als Vorprodukt benötigte <B>179</B> 0-[3-Chlorbutyl-(2)]-S-(4'-chlorphenyl)- thiophosphorsäureester-chlorid wird wie folgt dargestellt: Man versetzt eine Lösung von 154,5 g (1 Mol) 2-Ch or-4,5- dimethyl-1,3,2-dioxaphospholan in 400 cm3 Dichlormethan bei 25 bis 30 C mit g (1 Mol) 4-Chlorphenylsulfensäure- chlorid, Man lässt die Mischung eine Stunde stehen.
Das als Rohprodukt erhaltene 0-[3-Chlorbutyl-(2)]-S-(4 -chlorphenyl)- thiophosphorsäureesterchlorid wird ohne vorherige Isolierung sofort weiterverarbeitet. <I>Beispiel 2</I>
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Die Verbindung kann in analoger Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, dargestellt werden.
Nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag können die vorgenannten Verbindungen auch wie folgt hergestellt werden: Man versetzt eine Lösung von 154,5 g (1 Mol) 2-Chlor-4,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphospholan in 400 cm' Dichlormethan bei 25 bis 30 C mit 179 g (1 Mol) 4-Chlorphenylsulfensäurechlorid. Nach einstündigem Stehen der Mischung wird Dimethylamin bis zur schwachalkalischen Reaktion in das Reaktionsgemisch eingeleitet, letzteres anschliessend mit Wasser ausgeschüttelt, die organische Phase abgetrennt, getrocknet und das Lösungsmittel unter vermin dertem Druck abgezogen. Als Rückstand hinterbleiben 288 g (84% der Theorie) des 0-[3-Chlorbutyl-(2)l-N,N-dimethylamido- S-(4 -chlorphenyl-)thiophosphorsäureesters.
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Analyse <SEP> für <SEP> C12H18C12NO2PS <SEP> (Molgewicht <SEP> 342,0)
<tb> C1 <SEP> N
<tb> Berechnet: <SEP> 20,8 <SEP> % <SEP> 4,1 <SEP> %
<tb> Gefunden: <SEP> 20,93 <SEP> % <SEP> 4,01%
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Process for the preparation of chloroalkyl thiophosphoric acid ester amides The invention relates to a process for the preparation of new chloroalkyl thiophosphoric acid ester amides of the general constitution (I)
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which have fungitoxic properties.
R1 and R3 to R5 in formula I represent hydrogen, alkyl, chloroalkyl, bromoalkyl. each up to 4 carbon atoms, R7 for alkyl with up to 6 carbon atoms, which can be substituted by 1 to 3 chlorine and / or bromine atoms, for cycloalkyl with 5 or 6 carbon atoms and for optionally by alkyl with up to phenyl substituted with 4 carbon atoms by chlorine, bromine, nitro and / or methyl mercapto, n stands for the numbers zero or 1, R8 stands for hydrogen or alkyl and R9 stands for alkyl.
US Pat. No. 2,690,450 already describes aryl thiophosphorate which has parasiticidal, in particular insecticidal, but also fungicidal properties. However, this publication only shows that the above-mentioned compounds are suitable as fungicides for combating brown rot (Sclerotina fructicola) and dry spot disease (Alternaria solani). On the other hand, US Pat. No. 2,690,450 does not reveal whether the compounds disclosed there are also effective against fungal pathogens on rice plants, especially those caused by the fungus Piricularia oryzae, which are sufficient in practice.
It has now been found that chloroalkyl-thiophosphoric acid ester amides of the structure (I) given above are obtained if chloroalkylphosphoric acid ester chlorides of the general formula
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with N, N-dialkylamines of the formula
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implements. As has also been found, these new chloroalkyl-thiophosphoric acid ester-amides are distinguished by excellent fungitoxic properties, in particular against fungal pathogens on rice plants. Surprisingly, in this respect they are clearly superior to the known active ingredients of analogous constitution which have already been proposed for the same purpose. The process products are a real asset to technology.
If, for example, 0- [3-chlorobutyl- (2) -] - S- [4'-chlorophenyl-] thiophosphoric acid diester chloride and dimethylamine are used as starting materials, the course of the process according to the invention can be illustrated using the following reaction scheme:
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The chloroalkyl-thiophosphoric acid ester chlorides and the N-alkyl- or N, N-dialkylamines to be used as starting substances for the reaction according to the process are generally defined by the formulas (II) and (III) given above.
However, the symbols R1 and R3 to R5 in For mel (I) preferably represent hydrogen atoms, methyl or chloromethyl radicals, R7 preferably denotes methyl, e ethyl, n-propyl, isopropyl, 4 n-butyl, sec : Butyl, 1,2,2-trimethylpropyl, pinacolyl, 2-chloroethyl, 2-, 3- and 4-chloro, 2-, 3- and 4-bromo, 2,4-3,4 - and 2,5-dichloro, 2,4,5- and 2,4,6-trichloro, 2-, 3- and 4-methyl-, 4-isopropyl-, 2-chloro-4-methyl-, 3-chloro-4-methyl-, 3-methyl-4-chloro-, 2-chloro-4-tert-butyl-, Z-, 3- and 4-nitro-, 2- and 3-chloro-4- nitro, 2,5- and 3,5-dichloro-4-nitro, z- and 3-methyl-4-nitro, 3-nitro-4-methylphenyl radicals; furthermore, R8 and R9 preferably represent a methyl or ethyl group.
Examples of chloroalkyl-S-alkyl- or -aryl- (di) -thiophosphoric acid diesters of constitution (II) to be reacted according to the invention are: 0- (2-chloroethyl) -S-methyl-, 0- (2 -Chloroethyl) -S- [2-oxo-1,1-dimethyl-ethyl (1)] -, 0- (2-chloroethyl) -S- (4-methyl-phenyl) -, 0- (2-chloroethyl) -S- (4'-chloro-phenyl-) -, 0- [3-chlorobutyl- (2)] - S- (2'-nitrophenyl-) -, 0- [3-chlorobutyl- (1)] - S -methyl-, 0- [1,3-dichloropropyl- (2)] - S- (4'-chlorophenyl -) -, 0- [chlorobutyl- (2)] - S-methyl-, 0- [3-chlorobutyl - (2)] - S- (4'-methylphenyl-) -, 0- [1-chloropropyl- (2)] - S-methyl-, 0- [2-chloropropyl- (2)] - S-methyl- , 0- (2-chloroethyl) -S- (2'-nitrophenyl -) -, 0- (2-chloroethyl -) - S-phenyl-, 0- [3-chlorobutyl- (2)] - S- (4th '-chlorphenyl -) - chlorophosphoric acid diester chloride,
also S- (2-chloroethyl -) - S- (4'-chlorophenyl) - dithiophosphoric acid diester chloride. The chloroalkyl-S-alkyl or aryl (di) thiophosphoric acid diester chlorides of the general structure (II) to be used as starting materials are, for. T, known from literature. For example, the corresponding 0-chloroalkyl thiophosphoric acid diester chlorides can be prepared by reacting 0,0-dialkyl phosphorous acid diester chlorides (dialkyl chlorophosphites) with sulfenic acid chlorides according to K.A. PETROV, G.A. SOKOLSKIJ and B.M. POLEES, Z. obsc.
Chim. 26, 3381 [1956]. The thiolphosphoric acid S-monoester amide chlorides with a 2- or 3-chloroalkyl group on the nitrogen can be obtained from 0-alkyl phosphorous acid ester dichlorides and sulfenic acid amides (cf.
N.A. PETROV, N.K. BLIZNJIK and V.A. SAVOSKNOK, Z. obsc. Chim. 31, 1361 [1961].
According to a proposal not belonging to the prior art, the chloroalkyl-S-alkyl or -aryl- (di) thiophosphoric acid diester chlorides in question are obtained in very good yields and in excellent purity by converting equimolar amounts of 2-chlorophospholanes of the formula R7-S-Cl 7
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with aliphatic or aromatic sulfenic acid chlorides of the formula R7-S-Cl (VI) In the aforementioned formulas (V) and (VI), the radicals R1 to R7 have the meaning given above, while the index has the value zero or 1.
The reaction can be carried out in the presence or absence of solvents or diluents such as optionally chlorinated aliphatic and aromatic hydrocarbons, ethers or low molecular weight ketones and nitrites at temperatures between -20 and +50, preferably -10 to +30 C.
It is advisable to add the sulfenic acid chloride - optionally diluted with one of the abovementioned solvents - to the solution or suspension of the phospholane derivative at the stated temperatures with stirring and possibly cooling of the reaction mixture. After the addition is complete, the mixture is left to stand for about 1 to 3 hours to complete the reaction, the solvent is then stripped off and the residue is optionally subjected to fractional distillation under reduced pressure. In most cases, however, the starting materials are obtained in such a high degree of purity that they can be converted further without purification.
According to a special embodiment of the claimed process, isolation of the chloroalkyl-S-alkyl or -aryl- (di) thiophosphoric acid diester chlorides in question is dispensed with at all and instead the reaction products of the above-mentioned 2-chlorophospholanes and the corresponding sulfenic acid chlorides react immediately with the compounds of the formula (III) in a one-pot process. Otherwise, the process according to the invention is also carried out in the presence of solvents or diluents. Practically all inert organic solvents can be used as such. However, chlorinated aliphatic and aromatic hydrocarbons, such as methylene chloride, have proven particularly useful.
Dichloroethane, di-, tri- and tetrachlorethylene, chloroform, carbon tetrachloride, gasoline, benzene, chlorobenzene, toluene and xylene; Ether, e.g. B. diethyl and di-n-butyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, never dermolecular aliphatic ketones and nitriles, such as acetone, methyl ethyl, methyl isopropyl and methyl isobutyl ketone, aceto and propionitrile.
The reaction temperatures can be varied within a substantial range in the process according to the implementation. In general, the temperature is between 20 and 100 ° C. (or the boiling point of the mixture), preferably at 25 to 80 ° C.
To carry out the process according to the invention, as can be seen from the above equation (IV), 2 moles of the amine are theoretically necessary per mole of chloroalkyl-S-alkyl or -aryl- (di) thiophosphoric acid diester chloride. The corresponding amounts of the starting materials are usually used, but an excess of the second reaction component can sometimes be advantageous, which then optionally also serves as a solvent.
It has proven to be expedient to either drop the chloroalkyl-S-alkyl or -aryl (di) thiophosphoric acid diester chloride with stirring to the solution or suspension of the amine to be converted in one of the abovementioned solvents, or vice versa to add the relevant compound of the formula (III) to the diester chloride (or the reaction product of the corresponding 2-chlorophospholane derivative and sulfenic acid chloride).
After combining the starting components, the reaction mixture is left to stand for some time (1 to 3 hours) to complete the reaction and / or it is then heated to the temperatures indicated above for several hours (overnight) with stirring.
The mixture is worked up in a manner known in principle by pouring the batch into ice water, optionally deacidifying the solution, taking up the mostly oily reaction product in a water-immiscible solvent, preferably one of the above-mentioned hydrocarbons, e.g. B. benzene, washing the organic layer until neutral, separating the phases, drying the solution, distilling off the solvent and - if possible - fractional distillation of the residue under reduced pressure.
The products of the process are mostly obtained in the form of colorless to pale yellow viscous oils, some of which can be distilled without decomposition under greatly reduced pressure. If this is not possible, the compounds obtainable according to the invention can be distilled off for purification, d. H. remove the last volatile impurities by heating them for a longer period in a vacuum to slightly to moderately elevated temperatures. As already mentioned above, the products of the process are characterized by a strong fungitoxic activity and a broad spectrum of activity. Surprisingly, despite this excellent action against phytopathogenic fungi, they have only low toxicity to warm-blooded animals (average toxicity DL50 in rats per os 100 to 1000 mg / kg animal).
Added to this is the excellent compatibility of the compounds which can be prepared according to the invention for higher plants. Due to these properties, the process products are ideally suited as crop protection agents against fungal diseases. Fungicides based on the thiophosphoric acid esters according to the process can be used to control fungi of a wide variety of classes, e.g. B. Archimycetes, Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, Fungi imperfecti, use. However, the products have proven particularly effective against fungal rice diseases, in particular those caused by the fungus Piricularia oryzae.
The compounds which can be prepared according to the invention show an excellent protective and curative effect against this fungus. In addition, they can also be used for combating other fungal pathogens on rice and other crop plants. They have a special effect on the following types of fungi: Corticium sasakii Cochliobolus miyabeanus Mycosphaerella species Corticium species Cerospora species Alternaria species Botrytis species In addition, the active ingredients that can be produced according to the method show a very good effect on fungi that the plant produces from the ground attack and sometimes cause tracheomycoses, such as Fusarium cubense, Fusarium dianthi, Verticillium alboatrum and Phialophora cinerescens.
Depending on their intended use, the new active substances can be converted into the customary formulations, such as solutions, emulsions, suspensions, powders, pastes and granules. These are made in a known manner, e.g. B. by mixing the active ingredients with extenders, d. H. liquid solvents and / or solid carriers, if necessary using surface-active agents, ie emulsifiers and / or dispersants, where z. B. in the case of the use of water as an extender, if organic solvents can be used as auxiliary solvents. The main liquid solvents that can be used are: aromatics (e.g. xylene, benzene), chlorinated aromatics (e.g. chlorobenzenes), paraffins (e.g. petroleum fractions), alcohols (e.g.
Methanol, butanol), strongly polar solvents such as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide and water; as solid carrier materials: natural stone powder (e.g. kaolins, clays, talc, chalk) and synthetic stone powder (e.g. finely divided silica, silicates); as emulsifiers: nonionic and anionic emulsifiers such as polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene fatty alcohol ethers, e.g. B. alkylaryl polyglycol ethers, alkyl sulfonates and aryl sulfonates, as dispersants z. B. lignin, sulphite waste liquors and methyl cellulose.
The active ingredients according to the invention can be present in the formulations as a mixture with other known active ingredients. The formulations generally contain between 0.1 and 95 percent by weight of active ingredient, preferably between 0.5 and 90 "/ c.
The active ingredient concentrations can be varied within a larger range. In general, concentrations of 0.00001% c to 20%, preferably 0.01 to 5 1'c, are used.
The active compounds can be used as such, in the form of their formulations or the use forms prepared therefrom, such as ready-to-use solutions, emulsifiable concentrates, emulsions, suspensions, wettable powders, pastes, soluble powders, dusts and granules. The application is done in the usual way, for. B. by pouring, spraying Ver, atomizing, gasifying, smoking, scattering, dusting, etc.
The excellent fungitoxic efficacy of the process products and their unexpected, clear superiority compared to known active ingredients of analogous constitution and the same direction of action can be seen from the following test results.
<I> Example </I> Piricularia test / liquid active ingredient preparation
EMI0004.0006
Solvent: <SEP> 1 <SEP> part by weight <SEP> acetone
<tb> dispersant: <SEP> 0.05 <SEP> parts by weight <SEP> sodium oleate
EMI0004.0007
other <SEP> additives: <SEP> 0.2 <SEP> parts by weight <SEP> gelatin
<tb> Water: <SEP> 98.75 <SEP> parts by weight <SEP> water The amount of active ingredient required for the desired concentration of active ingredient in the spray liquid is mixed with the specified amount of solvent and the concentrate is diluted with the specified amount of water, which contains the additives mentioned.
30 rice plants about 14 days old are sprayed with the spray liquid until they are dripping wet. The plants remain in a greenhouse at temperatures of 22 to 24 ° C. and a relative atmospheric humidity of about 70% until they dry. They are then inoculated with an aqueous suspension of 100,000 to 200,000 spores / ml of Piricularia oryzae and placed in a room at 24-26 ° C. and 100 ° C. relative humidity.
5 days after the inoculation, the infestation of all leaves present at the time of inoculation is determined as a percentage of the untreated, but also inoculated control plants. 0% means no infestation, 100% means that the infestation is just as high as in the control plants.
Active ingredients, active ingredient concentrations and results are shown in the table below: Testing for curative action In the test described above with liquid active ingredient preparation, the curative action of the process products is determined in addition to the protective action. The test for curative effect differs in certain points from the test procedure described above, which only provides a statement about the protective effect, insofar as the active ingredients are not applied before, but only 16 hours after the inoculation. Substances that show an effect in this type of test implementation are able to kill the fungus after infection and thus have a curative effect.
EMI0004.0020
EMI0005.0000
<I> Example 1 </I>
EMI0005.0001
Dimethylamine is added to 333 g (1 mol) of crude 0- [3-chlorobutyl = (2)] - S- (4-h or phenyl) -thiophosphoric acid ester chloride (for the representation of the precursor, see below) in the reaction mixture until a weakly alkaline reaction introduced, the latter then shaken out with water, the organic phase separated off, dried and the solvent stripped off under reduced pressure. The residue left behind is 288 g (84% of theory) of the 0- [3-chlorobutyl- (2)] -N, N-dimethylamido-S- (4-chlorophenyl) -thiophosphoric acid ester.
<B> 20.93% </B> 4.01%
EMI0005.0004
Analysis <SEP> for <SEP> C12H18C12NO2PS <SEP> (molecular weight <SEP> 342.0)
<tb> Cl <SEP> N
<tb> Calculated: <SEP> 20.8 <SEP>% <SEP> 4.1 <SEP>%
<tb> Found:
<tb> l The <B> 179 </B> 0- [3-chlorobutyl- (2)] - S- (4'-chlorophenyl) thiophosphoric acid ester chloride required as a preliminary product is represented as follows: A solution of 154.5 g (1 mol) of 2-chloro-4,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphospholane in 400 cm3 of dichloromethane at 25 to 30 ° C. with g (1 mol) of 4-chlorophenylsulfenic acid chloride Stand mixture for an hour.
The 0- [3-chlorobutyl- (2)] - S- (4-chlorophenyl) -thiophosphoric acid ester chloride obtained as the crude product is processed further immediately without prior isolation. <I> Example 2 </I>
EMI0005.0013
The compound can be prepared in a manner analogous to that described in Example 1.
According to a proposal that does not belong to the prior art, the aforementioned compounds can also be prepared as follows: A solution of 154.5 g (1 mol) of 2-chloro-4,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphospholane in 400 cm 'dichloromethane at 25 to 30 C with 179 g (1 mol) of 4-chlorophenylsulfenic acid chloride. After the mixture has stood for one hour, dimethylamine is introduced into the reaction mixture until it has a weakly alkaline reaction, the latter is then shaken out with water, the organic phase is separated off, dried and the solvent is stripped off under reduced pressure. The residue left behind is 288 g (84% of theory) of the 0- [3-chlorobutyl- (2) l-N, N-dimethylamido-S- (4-chlorophenyl) thiophosphoric acid ester.
EMI0006.0003
Analysis <SEP> for <SEP> C12H18C12NO2PS <SEP> (molecular weight <SEP> 342.0)
<tb> C1 <SEP> N
<tb> Calculated: <SEP> 20.8 <SEP>% <SEP> 4.1 <SEP>%
<tb> Found: <SEP> 20.93 <SEP>% <SEP> 4.01%
EMI0006.0004
EMI0007.0000