CZ288927B6

CZ288927B6 - Insekticidní prostředek, směs izomerů cypermetrinu a způsob hubení hmyzích škůdců

Info

Publication number: CZ288927B6
Application number: CZ19931361A
Authority: CZ
Inventors: Jonathan Sheffield Baum; Michael Stephen Glenn
Original assignee: Fmc Corporation
Priority date: 1991-01-25
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 2001-09-12
Also published as: EP0569461A1; OA09882A; KR970001776B1; DK0569461T3; LV10828A; WO1992012634A1; FI931502A7; NZ241384A; LV10828B; ATE133316T1; RO113520B1; BG97617A; BR9205445A; SK280116B6; EG19866A; CN1047382C; IL100727A0; IL100727A; FI931502A0; MX9200317A

Abstract

Insekticidn prost°edek, kter² obsahuje jako · innou slo ku sm s 1S-cis-S-, 1R-cis-S-, 1S-trans-S- a 1R-trans-S-izomer cypermetrinu, prost°edek obsahuje celkov alespo 88 % izomer cypermetrinu a alespo 80 % S-izomer cypermetrinu p°i pom ru izomer cis/trans v rozmez 45/55 a 55/45, p°i em 1S-cis-S-izomer je obsa en v mno stv 19 a 30 %, 1R-cis-S-izomer je obsa en v mno stv 19 a 30 %, 1S-trans-S-izomer je obsa en v mno stv 19 a 30 % a 1R-trans-S-izomer je obsa en v mno stv 19 a 30 %. Zp sob huben hmyz ch Ük dc , kter² spo v v aplikaci insekticidn · inn ho mno stv uveden ho prost°edku na m sto napaden hmyz mi Ük dci.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká insekticidního prostředku s obsahem cypermetrinu, zejména s obsahem nové kombinace izomerů (kyano)-(3-fenoxyfenyl)-methyl-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu, který se běžně označuje jako cypermetrin. Tato sloučenina, obsahující tři optická centra, vytváří osm izomerů.

Dosavadní stav techniky

Po objevu pyrethroidních látek, stálých na světle, Elliotem a dalšími a po průkazu vysoké insekticidní účinnosti jednoho z izomerů, (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methyl(lR,cis)-3-(2,2dibromethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu, který bude v průběhu přihlášky dále označován jako lR-cis-S-izomer (Nátuře, 1974, 248, 710 a patentový spis US 4 024 164) se objevilo ve vědecké i patentové literatuře množství údajů, které se týkaly způsobů výroby jednotlivých izomerů a různých vybraných kombinací izomerů cypermetrinu, způsobu obohacení směsi izomerů o účinnější izomery a popisu výsledných prostředků. V patentovém spisu US 4 136 195 se popisuje lR-cis-S- a lR-cis-R-izomer cypermetrinu. V patentovém spisu US 4 133 826 se popisuje způsob přeměny lR-cis-R-izomeru této látky na účinnější lR-cis-Sizomer. Patentový spis US 4 308 279 popisuje směs přibližně ekvimolámího množství lR-cis-Sa 1 S-cis-R-izomeru cypermetrinu a způsob výroby této směsi ze čtyř cis-izomerů uvedené látky. V patentovém spisu US 4 845 126 se popisuje odpovídající kombinace lR-trans-S- a 1Strans-R-izomerů cypermetrinu. Konečně patentový spis US 5 028 731 popisuje způsob výroby některých pyrethroidních insekticidů včetně sloučenin, které obsahuje insekticidní prostředek podle vynálezu.

Oba izomery dibromovaných pyrethroidních látek, popisované v publikaci Elliotta a dalších a cypermetrin, tvořící osm izomerů mají v současné době velký komerční význam a je také věnována velká pozornost přípravě a výběru jednotlivých izomerů táto látky s vyšším účinkem než má směs všech osmi izomerů. V případě účinnějšího produktu je možno použít menšího množství prostředku a tím se také dostává menší množství pesticidní látky do životního prostředí. Obohacení o účinnější izomery však zvyšuje náklady na výsledný produkt. Z toho vyplývá, že výrobce musí postupovat tak, aby neobohatil produkt o účinnější izomery natolik, že jeho použití bude zemědělce stát o mnoho více než použití neobohacené pyrethroidní látky nebo zcela jiného produktu. I částečné zlepšení však může být velmi důležité, zejména v případě, že je možno dosáhnout zlepšeného účinku nebo sníženého znečištění životního prostředí bez zdražení prostředku. Důsledkem těchto úvah jsou současné snahy nalézt správnou rovnováhu mezi jednotlivými izomery tak, aby bylo dosaženo podstatných výhod bez neúměrného vzestupu nákladů.

Přes rozsáhlé zkoušky a studie, týkající se cypermetrinu a jeho izomerů a přes řadu publikací, které se týkají těchto izomerů nebyla dosud popsána kombinace, která tvoří podstatu vynálezu, ani nebyly brány v úvahu její možné výhody.

Podstata vynálezu

Podstatu tvoří insekticidní prostředek, který obsahuje jako směs lS-cis-S-, lR-cis-S-, 1Strans-S- a lR-trans-S-izomerů cypermetrinu, prostředek obsahuje celkově alespoň 88 % izomerů cypermetrinu a alespoň 80 % S-izomerů cypermetrinu při poměru izomerů cis/trans v rozmezí 45/55 až 55/45, přičemž lS-cis-S-izomer je obsažen v množství 19 až 30 %, lR-cis-Sizomer je obsažen v množství 19 až 30 %, lS-trans-S-izomer je obsažen v množství 19 až 30 % a lR-trans-S-izomer je obsažen v množství 19 až 30 %.

-1CZ 288927 B6

Součást řešení tvoří také uvedená směs izomerů a způsob hubení hmyzích škůdců s použitím uvedeného insekticidního prostředku. Součást podstaty vynálezu tvoří rovněž produkt reakce racemického chloridu . kyseliny cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylové a (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu, kterým je směs izomerů cypermetrinu podle nároku 1 a reakce se provádí po dobu alespoň 1 hodiny.

Při běžné přípravě cypermetrinu se kyselá část připravuje jako racemická směs izomerů cis/trans, která se pak převádí na chlorid kyseliny, který se uvádí do reakce s racemickým (kyano)-(3fenoxyfenyl)methanolem, připraveným přímo v reakční směsi z 3-fenoxybenzaldehydu a kyanidu sodného. Nyní bylo zjištěno, že směs čtyř izomerů, odvozených od racemického chloridu cis/trans-kyseliny a (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu, která bude dále nazývána jako sígma-cypermetrin má přibližně dvojnásobnou účinnost proti některým druhů hmyzu, avšak zcela neočekávaně je podstatně méně toxická pro savce a některé druhy ryb v množství, kterým je možno dosáhnout vyhubení hmyzu na plodinách. Z toho vyplývá, že při použití sigmacypermetrinu místo cypermetrinu je možno dosáhnout následujících výhod:

1) je možno snížit množství pesticidu, které se dostane do životního prostředí přibližně na polovinu,

2) je možno dosáhnout snížení nebezpečí uhynutí ryb v důsledku toho, že se pesticid při smytí z plodin dostane do jezer nebo do vodních toků,

3) je možno snížit množství pesticidů, jemuž jsou vystaveny osoby, provádějící postřik nebo osoby, která vstoupí na ošetřený pozemek velmi brzy po ošetření,

4) je možno snížit zbytek pesticidu, který může přetrvat na plodině až do její sklizně.

Mimoto vzhledem k tomu, že sigma-cypermetrin je možno získat jako přímý produkt reakce mezi racemickým chloridem cis/trans-kyseliny a (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolem, není třeba použít následný stupeň selektivní krystalizace nebo tvorby epimeru cypermetrinu, jehož je zapotřebí u některých postupů, dříve známých při obohacení o jednotlivé izomery této látky.

Při nejběžnějším postupu pro výrobu chloridu kyseliny 3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylové jsou koncentrace lS-cis-, lR-cis-, lS-trans- a lR-trans-izomeru přibližně stejné. Pro účely vynálezu je možno považovat distribuci izomerů cis a trans za přibližně ekvivalentní v případě, že je sloučenina tvořena 50 ± 5 % každého z těchto izomerů. Není-li výslovně uvedeno jinak, rozumí se pod označením sigma-cypermetrin produkt s poměrem izomerů cis a trans v rozmezí 45 až 55 : 55 až 45, avšak obvykle je tento poměr 48 až 52: 52 až 48.

V případě, že se produkt připravuje ve velkém měřítku, například pro zemědělské použití jako technický produkt, bude sigma-cypermetrin, tvořený převážně S-izomery cypermetrinu obsahovat ještě menší množství R-izomeru vzhledem k obsahu R-izomeru ve výchozím (S)-(kyano)(3-fenoxyfenyl)methanolu a v nezreagovaných výchozích materiálech a vedlejších produktech. Pro účely vynálezu má být poměr izomerů S a R ve výchozím (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu alespoň 9:1. Pro účely vynálezu také je jako sigma-cypermetrin označen produkt, obsahující alespoň celkem 88 % izomerů cypermetrinu a alespoň 80 % S-izomerů cypermetrinu, zbytek tvoří nezreagované výchozí látky včetně nečistot, které v nich byly přítomny a vedlejší produkty reakce pro výrobu sigma-cypermetrinu, produkt tedy neobsahuje nic, co by mohlo ovlivnit jeho využití jako insekticidu. Typický technický sigma-cypermetrin obsahuje celkem 89,1 % izomerů cypermetrinu a 82,9 % S-izomerů této látky a jedinými dalšími sloučeninami, které jsou přítomny v množství alespoň 1 % jsou 3-fenoxybenzaldehyd, přítomný v množství 3,56 % a (±)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanol, přítomný v množství 1,93 %.

V následujících příkladech budou popsány postupy pro výrobu esterů (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Způsob výroby (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methyl-cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2dimethylcyklopropankarboxylát

Stupeň A Příprava (S)-(aminokarbonyl)-(3-fenoxyfenyl)methyl-cis/trans-3-(2,2dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylát

Směs 10,7 g, 0,044 molu amidu kyseliny (S)-3-fenoxymandlové, připraveného podle patentového spisu US 4 146 554 se zahřeje na teplotu 40 °C, přidá se 8 ml pyridinu, čímž dojde k úplnému rozpuštění pevného podílu v původní směsi. Směs se přestane zahřívat a v průběhu 15 minut se 10 po kapkách přidá 10,0 g, 0,044 molu cis-trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarbonylchloridu v 10 ml toluenu. Směs se míchá přibližně 17 hodin při teplotě místnosti a pak se přidá 35 ml 1M roztoku kyseliny chlorovodíkové. Směs se ještě 30 minut míchá a pak se vlije do dělicí nálevky, do níž se přidá také 60 ml diethyletheru. Organická fáze se oddělí a promyje se 2 x 40 ml nasyceného vodného roztoku chloridu sodného. Po vysušení bezvodým síra15 nem hořečnatým se rozpouštědlo odpaří za sníženého tlaku, čímž se získá viskosní zbytek zlatě zbarveného (S)-(aminokarbonyl)-(3-fenoxyfenyl)methyl-cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2dimethylcyklopropankarboxylátu, výtěžek je 19,0 g.

Stupeň B Příprava (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methyl-cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu

K roztoku 19,0 g, 0,043 molu (S)-(aminokarbonylX3-fenoxyfenyl)-methyl-cis/trans-3-(2,2dichlorethenyl}-2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu ve 35 ml methylenchloridu se pod dusíkem přidá 55 ml pyridinu. Tato směs se zchladí na -5 °C a pak se v průběhu 20 minut po kapkách přidá roztok 12,6 g, 0,081 molu oxychloridu fosforečného v 10 ml methylenchloridu. Po skončeném přidávání se reakční směs ještě 1 hodinu míchá při teplotě 0 °C a pak se vlije do 25 200 ml směsi 1M kyseliny chlorovodíkové a drceného ledu. Organická a vodná fáze se oddělí a organická fáze se postupně promývá 50 ml nasyceného vodného roztoku chloridu sodného a 1M roztokem kyseliny chlorovodíkové. Pak se roztok vysuší bezvodým síranem hořečnatým a rozpouštědlo se odpaří za sníženého tlaku, čímž se získá 17,7 g světle oranžového oleje. Tento olej se nanese ne sloupec Florisilu® a sloupec se vymývá methylenchloridem. Frakce, obsahující požadovaný produkt se spojí a rozpouštědlo se odpaří za sníženého tlaku, čímž se získá 12 g světle žlutého oleje. Podle výsledků HPLC bylo možno prokázat, že tento olej obsahuje 39,2 % cis-izomeru a 58,0 % trans-izomeru (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methyl-3-(2,2--dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu.

/alfa/D^2S = + 15,80°, (c = 1,06, CIICIj), /alfa/D²⁵ = + 13,62°, (c = 1,02, ethanol).

Analýza: vypočteno C 63,47, H 4,60, N 3,36 %, nalezeno C 63,43, H4,60, N3,15%.

Příklad 2

Způsob výroby (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methyl-cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl}-2,240 dimethylcyklopropankarboxylátu

K roztoku 136,2 g, 0,400 molů (čistota 66,83 %) cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarbonylchloridu v 75 ml směsi izomeru heptanu se v argonové atmosféře přidá 139,7 g, 0,406 molu 65,5% roztoku (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu s obsahem 93 % Sizomeru, 7% R-izomeru. Přidávání trvá 115 minut, v průběhu této doby se udržuje teplota v 45 rozmezí 103 až 105 °C. Pak se přidá ještě 20,8 g, 0,060 molů 65,5% roztoku (S)-(kyano)-(3fenoxyfenyl)methanolu. Po skončeném přidávání se směs jednu hodinu zahřívá na teplotu varu pod zpětným chladičem. Pak se směs zchladí na 90 °C a přidá se 100 ml 10% roztoku uhličitanu sodného ve vodě. Výsledná směs se ještě půl hodiny míchá a pak se přibližně 17 hodin udržuje na teplotě 60 °C k oddělení fází. Vodná fáze se oddělí a odloží. Organická fáze se jednou promyje

-3CZ 288927 B6 vodou a rozpouštědlo se odpaří za sníženého tlaku, čímž se získá 198,8 g kapalného odparku. Kapalinovou chromatografií tohoto zbytku je možno prokázat, že obsahuje 79,6 % (S)-(kyano)(3-fenoxyfenyl)-methyl-cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu. Přibližně 175 g tohoto produktu se rozpustí ve 100 ml toluenu. Vzniklý roztok se energicky míchá celkem 29,5 hodin s roztokem 40 g methabisulfítu sodného ve 160 ml vody. Po uplynutí této doby se vodná fáze oddělí a odloží, organická fáze se promyje 200 ml vody a pak se rozpouštědlo z organické fáze odpaří za sníženého tlaku, čímž se získá 129,8 g odparku. Tento odparek se chromatografuje v kapalné fázi, čímž je možno prokázat, že obsahuje celkem 92,7 % izomerů cypermetrinu, z toho 86,2% (S)-(kyano}-(3-fenoxyfenyl)methyl-cis/trans-3-(2,2dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylátu a 6,5 % R-izomeru (obsah izomerů byl stanoven na bázi obsahu izomerů ve výchozím alkoholu), poměr cis/trans v sigma-cypermetrinu je 49:51.

Prostředky s obsahem sigma-cypermetrinu, užité při následujících zkouškách na insekticidní účinnost, toxicitu pro savce a toxicitu pro ryby byly připraveny způsobem podle příkladu 2, postupem podle patentového spisu US 5 028 731. V každém případě byl poměr izomerů S a R stanoven na poměru S/R ve výchozím (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu a byl také stanoven poměr všech izomerů. Následující analytické studie prokázaly, že odhad podle výchozího materiálu je velmi přesný.

Insekticidní účinnost

Insekticidní účinnost sigma-cypermetrinu byla vyhodnocena následujícím způsobem:

Vyhodnocení při aplikaci na list

Cypermetrin a sigma-cypermetrin byly zkoušeny aplikací vodných roztoků, obsahující 9,75 % acetonu a 0,25 % oktylfenoxypolyethoxyethanolu a různé koncentrace účinných látek na list. Zkoušky byly prováděny na hmyzu Trichoplusia ni, Spodoptera eridania, Epilachna varivestis, Heliothis virescens a Heliothis zea.

V případě všech druhů hmyzu byly roztoky nanášeny na rostliny fazolu Phaseolus vulgaris. Zkoumané roztoky byly naneseny postřikovačem na horní i spodní povrchy rostlin tak, až roztok stékal. Po usušení byly rostliny odstřihnuty a uloženy do nádobek. Pak byl do každé nádobky uložen s výjimkou Heliothis virescens a Heliothis zea, počet 10 jednotlivců ve stádiu druhého instaru a nádobky byly zakryty. Pokusy s Heliothis virescens a Heliothis zea byly prováděny při použití čtyř opakování, v každém z nich bylo užito pět jedinců ve stádiu druhého instaru. Při všech zkouškách bylo uhynutí odečítáno po 48 hodinách. Jako sigma-cypermetrin, použitý při aplikaci na list byl použit výsledný produkt z příkladu 2.

V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty LC50 a relativní účinnost, vypočítaná z těchto výsledků:

druh hmyzu	LC_S0 v ppm	relativní účinnost
cypermetrin	sigma-cypermetrin
CL	2,3	1,4	1,6
MBB	1,2	0,3	4,0
SAW	4,2	1,8	2,3
TBW	7,3	4,4	1,7
TBW-R	92,0	43,0	2,1
CEW	7,3	3,9	1,9

CL	= Trichoplusia ni,
MBB	= Spodoptera eridania,
SAW	= Epilachna verivestis,
TBW	= Heliothis virescens,
TBW-R	= kmen Heliothis virescens, odolný proti pyrethroidním insekticidům,
CEW	= Heliothis zea.

-4CZ 288927 B6

Uvedené laboratorní výsledky prokazuji, že sigma-cypermetrin je statisticky významně účinnější proti řadě druhů hmyzu než cypermetrin, a to v průměru téměř dvakrát (l,9x) v případě čeledi Lepidoptera a čtyřikrát účinnější u jediného zástupce čeledi Coleoptera. Praktickým důsledkem je, že by mělo být možno použít sigma-cypermetrin v běžné praxi v množství, které je rovno přibližně polovině potřebného množství cypermetrinu.

Polní pokusy

Polní pokusy byly prováděny na bavlně v Louisianě, Mississippi, Alabamě a Arizoně, šlo o běžně prováděné pokusy ve čtyřnásobném opakování. Pokusná políčka měla velikost minimálně 0,08 ha, aplikace byla prováděna při použití běžných postřikovačů a alespoň 96 litrů roztoku na hektar. Obsah izomerů cypermetrinu v procentech hmotnostních v několika použitých technických šaržích sigma-cypermetrinu je uveden v následující tabulce:

rok	izomery celkem	S-izomery	poměr cis/trans
1	91,5	85	54/46
2	88,3	82	52/48
	88,3	82	51/49
3	89,1	82	51/49

Analýza získaných údajů byla založena na průměru řady vyhodnocení v téže sezóně, výsledky byly získány v období 4 až 6 týdnů (3 až 4 aplikace) při použití proti čeledi Heliothis. Získané výsledky jsou shrnuty v následující tabulce:

Srovnání účinnosti cypermetrinu a sigma-cypermetrinu

látka	množství kg/ha	rok l^x	rok 2“	rok3^xxx
% Hel. Lar.	% Hel. poš.	výnos kg/ha	% Hel. Lar.	% Hel. poš.	% Hel. Lar.	% Hel. poš.	výnos kg/ha
sigmacypermetrin	0,0325	-	-	-	-	-	6	3	7035
0,0550	10	9	7110	-	-	-	-	-
0,0650	-	-	-	3	3	5	4	6935
0,0750	8	9	6987	-	-	-	-	-
0,0974	-	-	-	-	-	5	3	6729
cypermetrin	0,150	9	9	6602	2	3	4	3	6677
kontrola	-	23	21	5305	12	15	10	7	6305

^x Průměr z tří pokusů v sezóně (MS, LA), ^xx Průměr ze čtyř pokusů v sezóně (MS, LA), ^xxx Průměr z pěti pokusů v sezóně (MS, LA, AL, GA),

Hel. = Heliothis virescens a Heliothis zea,

Lar. = živé larvy,

Hel.poš. = poškozené čtverce, výnos = semena v kg/ha.

Polní pokusy byly provedeny také v Kalifornii, a to na salátu proti Trichoplusia ni, každý pokus byl proveden ve čtyřech opakováních. Zkoušky byly prováděny na malých políčkách, při použití postřikovače s oxidem uhličitým a alespoň 96 litrů postřiku na hektar. Výsledky byly vyjádřeny v % vyhubení hmyzu ve srovnání s neošetřenými kontrolními políčky. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce:

-5CZ 288927 B6

Srovnání cypermetrinu a sigma-cypermetrinu

ošetření	množství kg/ha	vyhubení Trichoplusia ni v %
rok 1 DAT^X	rok 2 DAT“
3	7	3	7
sigma-cypermetrin	0,0325	-	-	98	71
0,0650	83	90	98	91
0,0974	-	-	100	98
cypermetrin	0,15	61	78	94	81

^x Průměr ze dvou pokusů při čtyřech opakováních (CA), “ Průměr jednoho pokusu při čtyřech opakováních (CA), DAT = dny po ošetření.

Polní pokusy byly provedeny také v Louisianě, Severní Karolíně, Texasu, Kentucky, Tennessee a Illinois k vyhodnocení účinku na Hypera postica. Pokusy byly prováděny na malých políčkách vojtěšky ve čtyřech opakováních v jednom pokusu. K postřiku bylo použito běžných postřikovačů s oxidem uhličitým. Výsledky byly odečítány 3, 7 a 14 dnů (DAT) po ošetření a byly vyjádřeny v procentech vyhubení ve srovnání s neošetřenými kontrolními políčky. Získané výsledky jsou shrnuty v následující tabulce:

Srovnání účinku cypermetrinu a sigma-cypermetrinu

ošetření	množství kg/ha	vyhubení Hypera postica v %
rok 1 DAT^X	rok 2 DAT“
3	7	14	3	7	14
sigma-cypermetrin	0,0250	-	-	-	93	93	85
0,0370	-	-	-	94	97	94
0,0550	96	94	96	94	96	94
cypermetrin	0,100	-	-	-	94	96	90

^x Průměr ze čtyř pokusů (LA, NC, TX, KY), “ Průměr z šesti pokusů (TN, KY, NC, LA, IL, TX), DAT = dny po ošetření.

V každém ze svrchu uvedených polních pokusů bylo obvykle možno získat při použití polovičního množství sigma-cypermetrinu nebo i při použití daleko nižšího množství výsledky, které byly v podstatě shodné s výsledky, získanými při použití cypermetrinu v doporučených dávkách, někdy byly výsledky nepatrně horší a někdy nepatrně lepší. Avšak i v případech, že byly v případě cypermetrinu při použití dvojnásobného množství dosaženy nepatrně lepší výsledky, je zřejmé, že sigma-cypermetrin v poloviční dávce může zajistit požadované vyhubení škůdců.

Toxicita

Bylo prokázáno, že sigma-cypermetrin poskytuje překvapující výhody ve srovnání s původní látkou, s cypermetrinem, a to pokud jde o toxicitu jak u savců, tak u ryb.

Krmné pokusy, trvající 90 dnů

Tyto pokusy byly prováděny v souladu s doporučením EPA, norma 82-1, zkoumaná látka byla kontinuálně přidávána do krmivá krysám po alespoň 90 dnů v koncentracích 0, 150 a 1500 ppm skupinám po 15 krysách Spraque-Dawley v případě cypermetrinu a v koncentracích 0, 10, 50, 150, 250, 500 a 900 ppm skupinám po 10 krysách Fisher344 v případě sigma-cypermetrinu. Bylo užito nižších dávek z toho důvodu, že bylo očekáváno, že sigma-cypermetrin bude toxičtější než cypermetrin. Obsah izomerů v procentech hmotnostních v technickém produktu, který byl ke zkouškám použit, byl následující: celkové množství izomerů 88,2 %, množství S-izomerů 82%, poměr cis/trans 53/47. Každý týden byla zaznamenávána hmotnost krys a spotřeba

-6CZ 288927 B6 potravin. Na konci pokusu byly provedeny hematologické zkoušky a klinicko-chemická stanovení a byla také stanovena hmotnost nadledvinek, mozku, srdce, ledvin, jater a vaječníků nebo varlat. Histopathologické zkoušky přibližně 40 tkání byly provedeny na všech zvířatech v kontrolní skupině, u nejvyšší dávky cypermetrinu a u dvou nejvyšších dávek 500 a 500 ppm v 5 případě sigma-cypermetrinu. Mimoto byly tyto zkoušky provedeny na plicích, játrech a ledvinách v případě středních dávek, tj. 150 a 500 ppm pro cypermetrin a 10, 50, 150 a 250 ppm pro sigma-cypermetrin. Oční vyšetření bylo provedeno u všech zvířat před počátkem pokusu a po jeho ukončení před zabitím zvířat.

Při provádění tohoto pokusu bylo možno užít hodnocení „bez pozorovatelného účinku“ (NOEL) ίο při koncentraci 150 ppm pro cypermetrin a ještě pro 250 ppm pro sigma-cypermetrin. Vzhledem k tomu, že je sigma-cypermetrin přibližně dvakrát toxičtější pro hmyz než cypermetrin, bylo by při stejné toxicitě pro krysy stejně jako pro hmyz nutno předpokládat, že bude toxická již polovina množství, užitého v případě cypermetrinu, avšak bylo možno užít přibližně l,5x vyšší množství. Jinak řečeno, bylo by nutno užít více než třikrát větší koncentraci sigma-cypermetrinu 15 v krmivu krys k dosažení takového účinku, jaký byl očekáván při srovnávání účinku na hmyzu, v případě, že by relativní účinek sigma-cypermetrinu a cypermetrinu u krys byl stejný jako relativní účinek těchto látek u hmyzu.

Zkoušky na větším počtu generací

Vícegenerační zkoušky byly provedeny v souladu s doporučením EPA, norma 83-4 a podávají 20 informaci o reproduktivních parametrech a také o neonatální morbiditě a mortalitě na větším počtu generací. V průběhu těchto zkoušek bylo krysám kmene Wistar podáváno krmivo, obsahující 0, 50, 150 nebo 750 ppm cypermetrinu (nejvyšší dávka byla prvních dvanáct týdnů 1000 ppm, avšak vzhledem k toxicitě látky byla snížena na 750 ppm). Podobně bylo krysám kmene Spraque-Dawley podáváno krmivo, obsahující 0, 7,5, 25, 100, 375 a 750 ppm sigma25 cypermetrinu, nižších dávek bylo užito z toho důvodu, že látka byla považována za toxičtější.

Obsah izomerů cypermetrinu v procentech hmotnostních v technickém sigma-cypermetrinu, užitém při těchto zkouškách byl následující: celkové izomery 89,1 %, množství S-izomerů 82 %, poměr cis/trans 51/49. Každý den byly krysy sledovány a bylo zaznamenáváno uhynutí nebo možné známky účinku zkoumané látky. V pravidelných intervalech byla sledována hmotnost 30 krys a příjem potravy.

Při každé zkoušce bylo z původní generace připuštěno 30 krys. Při studiích s oběma látkami byly i v průběhu tohoto období dodržovány uvedené koncentrace v krmivu. Samci z každé generace byly sledováni až do plánovaného ukončení pokusu, zatímco samice byly zachovány v průběhu kojení mláďat. Mláďata byla kojena do 28. dne po vrhu u obou skupin. Vzhledem k tomu, že ve 35 skupině, jíž bylo podáváno krmivo s obsahem 750 ppm sigma-cypermetrinu došlo v generaci Fi k výraznému uhynutí mláďat v průběhu 28 dnů laktace v prvním týdnu po ukončení laktace, nebyla tato skupina již sledována od třetího týdne po ukončení laktace.

V průběhu těchto studií bylo hodnocení „bez pozorovatelného účinku“ (NOEL) možno přiřadit obsahu 50 ppm pro cypermetrin a 100 ppm pro sigma-cypermetrin. I v tomto případě bylo tedy 40 možno použít bez pozorovatelného účinku dvojnásobnou dávku sigma-cypermetrinu ve srovnání s cypermetrinem. To znamená, že bylo nutno užít čtyřnásobného množství sigma-cypermetrinu, aby bylo možno dosáhnout u kiys téhož účinku, jaký byl z výsledků na hmyzu očekáván v případě, že by relativní účinky sigma-cypermetrinu a cypermetrinu u krys byly stejné jako relativní účinky těchto látek u hmyzu.

Teratologie

Tyto zkoušky byly prováděny rovněž podle doporučení EPA, norma 83-3, byl stanoven účinek zkoumaných látek na březost a na nitroděložní vývoj. Zkoumané látky byly podávány v kukuřičném oleji sondou jednou denně krysím samicím kmene Spraque-Dawley ve dnech 6 až 15 předpokládané březosti. Bylo užito vždy 25 zvířat na jednu dávku. Byly podávány dávky 0, 17,5, 50 3 7,5 a 75 mg/kg v případě cypermetrinu a 0, 5, 12,5, 25 a 35 mg/kg v případě sigmacypermetrinu. Obsah izomerů v procentech hmotnostních v technickém sigma-cypermetrinu,

-7CZ 288927 B6 užitém při těchto zkouškách byl následující: celkové množství izomerů 89,1 %, množství Sizomerů 82 % a poměr cis/trans 51/49. Kontrolním zvířatům nebyly podány žádné zkoumané látky, nýbrž pouze odpovídající množství kukuřičného oleje. Všechny dávky byly denně upravovány podle hmotnosti zvířat.

Krysy byly denně pozorovány v průběhu podávání zkoumaných látek a po něm. V průběhu gestace byly krysy ve dni 20 až 21 zabity a obsah dělohy byl zkoumán včetně počtu živých a mrtvých plodů a počtu resorbovaných plodů. Mimoto byly plody zkoumány na vznik malformací.

V tomto testu byla dávka NOEL pro cypermetrin 17,5 mg/kg a pro sigma-cypermetrin 12,5 mg/kg. To znamená, že při této zkoušce bylo množství sigma-cypermetrinu, jehož bylo zapotřebí k účinku u kiys pouze l,4x vyšší, než jaké bylo očekáváno na základě účinku cypermetrinu u hmyzu v případě, že by relativní účinek sigma-cypermetrinu a cypermetrinu u krys byl stejný jako jejich relativní účinek u hmyzu. Nedošlo ani k toxickému účinku na plod ani k teratogennímu účinku v žádné z použitých dávek obou sloučenin.

Z toho je možno usoudit, že pokud jde o toxikologické údaje u savců, má sigma-cypermetrin neočekávané a překvapující výhody ve srovnání s cypermetrinem, je totiž zapotřebí 1,4 až 4-násobného množství sigma-cypermetrinu pro vyvolání účinku, jaký by bylo možno očekávat z účinku na hmyz v případě, že by relativní účinek sigma-cypermetrinu a cypermetrinu u krys byl stejný jako u hmyzu.

Toxicita pro ryby

Byly provedeny zkoušky na akutní toxicitu cypermetrinu a sigma-cypermetrinu v případě Oncorhynchus mykiss a Cyprinodon variagatus ke stanovení koncentrace LC50, zkoušky trvaly 96 hodin v tekoucí vodě, stanovena byla tímto způsobem akutní toxicita při kontinuálním vystavení zkoumané látce. V případě Oncorhynchus mykiss byla jako prostředí užita studniční voda, pro Cyprinodon variagatus byla užita filtrovaná mořská voda. V každé skupině bylo užito 20 ryb (vždy 10 v jednom akvariu), bylo užito vždy jedné z pěti koncentrací insekticidu při ředění dimethylformamidem až do obsahu 30 mikrolitrů/litr DMF v prostředí (kontrola rozpouštědla) nebo byla látka užita pouze v prostředí (kontrola). Pozorování mortality, morbidity a dalších zjevných známek toxicity bylo prováděno v předepsaných intervalech.

Koncentrace zkoumaných látek byly měřeny na počátku a na konci pokusu při použití HPLC. Obsah izomerů cypermetrinu v procentech hmotnostních v použitém technickém sigmacypermetrinu byl následující: celkové množství izomerů 88,2 %, množství S-izomerů 82 % a poměr cis/trans 53/47.

Naměřené koncentrace, použité při těchto zkouškách, byly následující:

V případě Cyprinodon variagatus:

pro cypermetrin: 4,61, 2,14, 0,765, 0,601 a 0,446 pg/l, pro sigma-cypermetrin: 3,00, 1,79, 0,91, 0,62 a 0,28 pg/l.

V případě Oncorhynchus mykiss:

pro cypermetrin: 2,24, 1,35, 0,719, 0,366 a 0,219 pg/l, pro sigma-cypermetrin: 5,27, 2,77, 1,65, 0,82 a 0,47 pg/l.

Dále jsou uvedeny koncentrace, při nichž nedochází k pozorovatelnému účinku (NOEC) a hodnoty LC₅₀:

V případě Cyprinodon variagatus:

pro cypermetrin: NOEC - 2,14 pg/l, LC₅₀ - 3,88 pg/l, pro sigma-cypermetrin: NOEC - 1,79 pg/l, LC50 - 2,37 pg/l.

V případě Oncorhynchus mykiss:

pro cypermetrin: NOEC - 0,366 pg/l, LC50 - 0,897 pg/l,

-8CZ 288927 B6 pro sigma-cypermetrin: NOEC - 0,47 pg/l, LC_J0 - 0,69 pg/l.

Vzhledem k tomu, že sigma-cypermetrin je pro hospodářsky důležité druhy hmyzu přibližně dvakrát toxičtější než cypermetrin, bylo by v případě téže toxicity pro ryby možno očekávat, že hodnota LC50 pro sigma-cypermetrin by měla být u těchto živočichů rovna přibližně polovině hodnoty pro cypermetrin. Jinak uvedeno, mělo by být očekáváno, že poměr LC₅₀ pro cypermetrin k hodnotě LC50 pro sigma-cypermetrin by měl být přibližně 2,0. Jakákoliv nižší hodnota znamená, že sigma-cypermetrin je pro ryby méně toxický, než by bylo možno očekávat vzhledem k toxicitě této látky pro hmyz. Tento poměr je v případě Oncorhynchus mykiss 1,3 a pro Cyprinodon variagatus 1,64. To znamená, že sigma-cypermetrin je pro tyto dva druhy ryb méně toxický, než by bylo možno očekávat na základě relativní toxicity obou srovnávaných látek pro hmyz.

Je tedy možno konstatovat, že sigma-cypermetrin je přibližně účinnější než běžně užívaný cypermetrin proti některým druhům hmyzu, které napadají důležité hospodářské plodiny, avšak na druhé straně je statisticky významně méně toxický pro savce a také pro některé druhy ryb, a to v koncentracích, při nichž je již možno dosáhnout dostatečného vyhubení uvedených druhů hmyzu na cílových plodinách. Z toho vyplývá, že při použití sigma-cypermetrinu místo dosud užívaného cypermetrinu je možno snížit na polovinu množství insekticidu, které se dostane do životního prostředí a tím současně také snížit riziko uhynutí ryb v důsledku insekticidů, které se mohou dostat do jezer nebo do vodních toků stékáním při aplikaci postřiku. Současně je také možno snížit množství insekticidů, jemuž jsou vystaveni lidé, provádějící postřik nebo lidé, kteří by se mohli dostat na pole s ošetřenými plodinami krátkou dobu po postřiku. Je také sníženo množství insekticidu, které může zůstat jako zbytek na plodině až do sklizně. Mimoto i v případě, že určitý zbytek sigma-cypermetrinu na sklizených plodinách skutečně zůstane, je tento zbytek statisticky významně méně toxický než zbytek cypermetrinu, užitého k dosažení stejného stupně ochrany plodin proti napadení hmyzem, přičemž již cypermetrin sám má poměrně nízkou toxicitu pro savce.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Insekticidní prostředek s obsahem cypermetrinu, vyznačující se tím, že obsahuje jako účinnou složku směs lS-cis-S-, lR-cis-S-, lS-trans-S- a lR-trans-S-izomerů cypermetrinu, prostředek obsahuje celkově alespoň 88 % izomerů cypermetrinu a alespoň 80 % Sizomerů cypermetrinu při poměru izomerů cis/trans v rozmezí 45/55 až 55/45, přičemž 1S—cis— S-izomer je obsažen v množství 19 až 30%, lR-cis-S-izomer je obsažen v množství 19 až 30 %, 1 S-trans-S-izomer je obsažen v množství 19 až 30 % a IR-trans-S-izomer je obsažen v množství 19 až 30 %.

2. Produkt reakce racemického chloridu kyseliny cis/trans-3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethylcyklopropankarboxylové a (S)-(kyano)-(3-fenoxyfenyl)methanolu, vyznačující se tím, že je tvořen směsí izomerů cypermetrinu, definovanou v nároku 1 a je připraven reakcí, probíhající po dobu alespoň jedné hodiny.

3. Insekticidní prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje jednu nebo více zemědělsky přijatelných pomocných látek.

4. Způsob hubení hmyzích škůdců, vyznačující se tím, že se na místo, na němž se očekává výskyt těchto škůdců nebo přímo na tyto škůdce aplikuje insekticidně účinné množství insekticidního prostředku podle nároku 3.