DE1807634C3 - Anilinomethylenmalonitrile und sie enthaltende Schädlingsbekämpfungsmittel - Google Patents

Anilinomethylenmalonitrile und sie enthaltende Schädlingsbekämpfungsmittel

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DE1807634C3 DE1807634A DE1807634A DE1807634C3 DE 1807634 C3 DE1807634 C3 DE 1807634C3 DE 1807634 A DE1807634 A DE 1807634A DE 1807634 A DE1807634 A DE 1807634A DE 1807634 C3 DE1807634 C3 DE 1807634C3
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malonitrile
trifluoromethyl
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00Carboxylic acid nitriles

Description

worin R1 Wasserstoff oder ein Alkylrest mit höchstens 8 Kohlenstoffatomen ist sowie R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff, einen Alkylrest mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen, Chlor, Brom, die Nitrogruppe oder den Trifluormethylrest bedeuten, mit der Maßgabe, daß R2 und R3 nicht an benachbarte Kohlenstoffatome des Benzolkerns gebunden sind, wenn sie α-verzweigte Alkylreste bedeuten.
2. S-Trifluormethyl^chlor-anilinomethylenmalonitriL
3. S-TrifluormethyM-chlor-N-methyl-anilinomethylenmalonitrU.
4. 3,5-Bis-(trifluormethyl)-anilinomethylenmaIonitril.
5. 2-Chlor-5-trifluormethyI-aniIinomethylenmalonitriL
6. 3,5-Bis-{trifIuormethyl)-N-äthyl-anilinomethylenmalonitriL
7. Schädlingsbekämpfungsmittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem oder mehreren Anilinomethylenmalonitrilen nach Anspruch 1 neben üblichen Träger- und Hilfsstoffen.
8 Schädlingsbekämpfungsmittel nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 3-Trifluormethyl-4-chlor-anilinomethylenmalonitril.
9. Schädlingsbekämpfungsmittel nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 3-Trifluormethyl-4-chlor-N-methyl-anilinomethylenmalonitril.
10. Schädlingsbekämpfungsmittel nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 3,5-Bis-(trifluormethyl)-anilinomethyIenmalonitriL
11. Schädlingsbekämpfungsmittel nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2-Chlor-5-trifluormethyl-anilinomethylenmalonitril.
12. Schädlingsbekämpfungsmittel nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 3,5-Bis-(trifluormethyl)-N-äthyl-anilinomethylenmalonitril.
C ^N K CF, R1
CN
Maßgabe, daß R2 und R3 nicht an benachbarte Kohlenstoffatome des Benzolkerns gebunden sind, wenn sie α-verzweigte Alkylreste bedeuten.
Bevorzugte erfindungsgemäße Verbindungen sind: S-Trifluormethyl^chlor-anilinomethylenmalonitril, S-Trifluormethyl-^chlor-N-methyl-anilino-
methylenmalonitril,
3^-Bis-(trifluormethyl)-anilinomethylenmalonitril,
2-Chlor-5-tΓifluoπnethyl-anü'inomethyleπ-
malonitril und
3^-Bis-{trifluormethyl)-N-äthyl-anihnomethylenmalonitriL
Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen systemische insekticide Wirksamkeit, Ah, sie werden von der Pflanze durch die Blätter oder durch die 'Vurzeln aufgenommen und im Saftstrom weitergeleitet und wirken über das Transportsystem der Pflanze auf die Schädlinge.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch Schädlingsbekämpfungsmittel mit einem Gehalt an den oben beschriebenen AnilinomethylenmFlonitrilen.
Die in dieser Beschreibung verwendeten Bezeichnungen »Insekt« und »insektizid« werden in »federal Insekticide, Fungicide and Rodenticide Act«, 1947, Abschnitt 2, Unterabschnitt h, erläutert, wonach zu den
in Insekten nicht nur kleine wirbellose sechsbeinige, gewöhnlich geflügelte Formen, wie Käfer, Ungeziefer, Bienen, Fliegen usw, gehören, sondern auch verwandte Klassen von flügellosen Arthropoden, die gewöhnlich mehr als sechs Beine aufweisen, wie Spinnen, Milben,
!5 Zecken, Tausendfüßler und Blattläuse.
Die Herstellung der Anilinomethylenmalonitrile erfolgt nach bekannten Verfahren, und zwar durch Reaktion eines geeigneten Amins mit Äthoxymethylenmalonitril, gewöhnlich in einem Lösungsmittel und bei erhöhten Temperaturen gemäß dem nachfolgenden Reaktionsschema (a):
Die voi liegende Erfindung betrifft Anilinomethylenmalonitrile der Formel
CN
bO
worin R1 Wasserstoff oder ein Alkylrest mit höchstens Kohlenstoffatomen ist sowie R2 und R' unabhängig h-, voneinander Wasserstoff, einen Alkylrest mit höchstens Kohlenstoffatomen, Chlor, Brom, die Nitrogruppe oder den Trifluormethylrest bedeuten, mit der CN
(a) R2-/■
+ C2H5OCH=C
CFj R1
CN
CF3 R1
CN
CN
wobei R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben.
Das Produkt wird aus dem Reaktionsgemisch nach herkömmlichen Verfahren wie Filtration, Destillation, Einengen und ähnlichem abgetrennt
Viele der Amine sind im Handel erhältlich oder können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise durch Reduktion von Nitrobenzol und substituiertem Nitrobenzol, oder durch Kernhalogenierung von Nitrobenzol, nachfolgender Reduktion der Nitrogruppe oder Halogenierung von Anilin, Toluidin und ähnlichen Verbindungen. Trifluormethylderivate von Anilin können u. a. nach dem Verfahren
von Rouche, BuIL Acad. Roy. BeIg. 13 (1927) 346, Swarts, BuIL Acad Roy. BeIg. 6 (1920) 390 oder Brown u.a. J. Chem. Soc. (1949) 9B, hergestellt werden.
Die Reaktionstemperatur bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Anilinomethylenmalonitrile ist von den jeweils verwendeten Reaktionspartnern abhängig. Die Reaktion von substituierten Anilinen mit Alkoxymethylenmalonitrilen läuft gewöhnlich bei einer Temperatur im ungefähren Bereich von 10° bis 1500C ab. Die Verbindungen werden vorzugsweise in einem geeingeten Lösungsmittel gelöst, beispielsweise in niederen Alkyläthern und Alkoholen, wie Diäthyläther, Methanol, Propanol und ähnlichen und in aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol, Xylol und ähnlichen Verbindungen. Das Reaktionsgemisch wird normalerweise auf Rückflußtemperatur erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Reaktion abgelaufen ist.
Zur Herstellung der N-Alkylanilinomethylenmalonitrile kann ein sekundäres Anilin unter unmittelbarer Bildung des N-AIkyidmvates eingesetzt werden, oder es kann die nichtalkylierte Verbindung zuerst hergestellt und dann unter Verwendung eines Dialkylsulfats als Alkylierungsmittel nach dem nachfolgenden Reaktionsschema (b) alkyliert werden:
CN
R2^TV-NH-CH=C +(R1O)2SO4 η
CN
Lösungsmittel Base
CN
R3
CF3 R1
40
CN
worin R1, R3 und R3 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
Dieses Verfahren ist dann notwendig, wenn die N-Alkylverbindung infolge der Art Alky!gruppe, wie z. B. wegen sterischer Hinderung und dergleichen, nicht unmittelbar hergestellt werden kann. Es können nach diesem Verfahren N-Alkylverbindungen, in welchen die Alkylgruppen maximal 8 Kohlenstoffatome besitzen, hergestellt werden.
Die Alkylierungsreaktion wird gewöhnlich in einem Lösungsmittel wie Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan und ähnlichen durchgeführt Die Reaktionsteilnehmer werden in dem Lösungsmittel gemischt und eine Base, wie Kalium- oder Natriumcarbonat, zugegeben. Das Produkt wird aus dem Reaktionsgemisch nach herkömmlichen Verfahren abgetrennt Bei diesem Verfahren liegt die Reaktionstemperatur ungefähr im Bereich von 200C bis 1500C. Die Base und das Dialkylsulfat sind in ungefähr gleichen Anteilen vorhanden. Das Dialkylsulfat ist entwedeir in ungefähr gleicher molarer Menge oder im Überschuß gegenüber der molaren Menge an Anilinomethylenmalonitril vorhanden.
Die Herstellung der N-Alkylderivate der Anilinomethvlenmalonitrile kann auch durch Umsetzen des
50
55
60 entsprechenden Anilinomethylenmalonitrils mit einem Alkylhalogenid in einem Sulfoxid-, Sulfon- oder N1N-Dialkylacnidlösungsmittel erfolgen.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Herstellung repräsentativer erfindungsgemäßer Verbindungen. Alle Angaben über Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1 2-Chlor-5-trifluormethylaniIinomethylenmalonitril
In ein geeignetes, mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer versehenes Gefäß wurden, 19,6 Teile 3-Amino-4-chlorbenzotrifluorid und 12^ Teile Äthoxymethylenmalonitril in 125 Teilen Äthanol eingeführt und das Gemisch 48 Stunden am Rückfluß erhitzt Die Lösung wurde dann abgekühlt, wobei das Produkt ausfiel, das gesammelt und mit Äthanol gewaschen wurde. Umkristallisation aus Äthanol lieferte die Titelverbindung in 70%iger Ausbeute; Schmelzpunkt: 177° bis 179° C.
Analyse für CiiH5C1FjN3:
Berechnet: C 48,64%, H 1,86%; gefunden: C 48,86%, H 2,00%.
Beispiel 2 2,4-Dibrom-5-trifluormer;;ylaniIinomethylenmaIonitril
a) Ein geeignetes Gefäß, das mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer versehen war, wurde mit 11,8 Teilen Natriumacetat und 344 Teilen 6-Brom- «AA-trifluor-m-toluidin und 100 Teilen Eisessig beschickt Diesem Gemisch wurden unter Rühren 23 Teile Brom zugegeben. Ein weißer Feststoff, der wahrscheinlich Natriumbromid war, fiel nach wenigen Minuten aus. Das erhaltene Gemisch wurde auf dem Dampfbad 45 Minuten lang erhitzt, dann das Lösungsmittel entfernt und zu dem Rückstand Wasser zugegeben. Dann wurde mit Äther extrahiert und die ätherische Lösung mit Natriumhydroxidlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und destilliert. Das Produkt, 4,6-Dibrom-a/XA-trifluor-m-toluidin, ging bei 137° bis 141°C/10mm Hg über und verfestigte sich in der Vorlage. Umkristallisation aus Pentan lieferte einen Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 46,5° bis 48° C.
Analyse für C7H4Br2F3N: Berechnet: C 26,36%, H 1,26%; gefunden: C 26,50%, H 1,33%.
Das kernmagnetische Resonanzspektrum bestätigte die Analyse.
b) 15,15 Teile 4,6-Dibrom-«,«,«-trifluor-m-toluidin, wie oben hergestellt, 5,8 Teile Äthoxymethylenmalonitril und 110 Teile Äthanol wurden in ein geeignetes Gefäß mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer eingebracht Das Gemisch wurde 47 Stunden lang auf Rückflußtemperatur gehalten, anschließend abgekühlt und der ausfallende Feststoff gesammelt und mit Äthanol gewaschen. Das Produkt wurde aus einem Gemisch von Aceton, Methanol und Wasser umkristallisiert. Man erhielt die Titelverbindung, die einen Schmelzpunkt von 225° bis 227.5°C aufwies.
Analyse für CiiHiBnF3N3:
Berechnet: C 33,45%, H 1,02%;
gefunden: C 33,39%, H 13%.
Beispiel 3
S-TrifluormethyW-chlor-N-methyl-aniiinomethylenmalonitril
Man alkyliert S-TrifluormethyM-chloranilinomethylenmalonitril wie folgt: In ein geeignetes, mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler versehenes Gefäß wurden 2,68 Teile S-TrifluormethyM-chloranilinomethylenmalonitril, 2,76 Teile Kaliumcarbonat, 2^2 Teile Dimethylsulfat und 30 Teile Aceton placiert Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur ungefähr 40 Minuten lang gerührt und dann in 300 ml Wasser gegossen. Es wurde zusätzliches Kaliumcarbonat zugegeben und das Gemisch zweimal mit 150 ml Diäthyläther extrahiert Die vereinigten Extrakte wurden mit Natriumchloridlösung geschüttelt und über Natriumsulfat getrocknet Nach Einengen der Lösung erhielt man -, einen öligen Rückstand, der sich verfestigte. Der Feststoff wurde aus einem Gemisch von Äthanol und Wasser umkristallisiert; Schmelzpunkt: 93° bis 95° C.
Analyse für C12H7CIF3N3:
Berechnet: C 50,45%, H 2,47%;
gefunden: C 50,19%; H 2,46%.
Andere nach den obigen Verfahren hergestellte Anilinomethylenmalonitrilverbindungen sowie ihre physikalischen Eigenschaften sind aus Tabelle I zu entnehmen. Zur besseren Obersicht werden in der zu den Tabellen gehörenden, nachfolgenden Formel die Substitutionsstellen für die R3- und CF3-Gruppen mit A1, A2, A4 bzw. A5 bezeichnet
CN
Tabelle!
Verbindung R1 Λ1 A2 R2 • A4 A5 Fp.
Nr. ( O
1 H II CF3 H H H 228-229
2 H II H CF3 H H 276-276
3 H H CF3 Cl H H 23/-239
4 CH3 H CF3 Cl H H 93-95
5 H H CF3 H . CF3 H 233-235
6 H H CF3 H H Cl 177-179
7 H H CF3 II H Br 157-159
8 CH3 H CF3 Ii CF3 H 140-142
9 CIi, H CF3 H II Cl 106,5-108
10 C2H5 Il CF3 H CF3 M 118-120
Π CjH, Il CF3 Cl II Il 68-75
12 Il H CF3 Br H Br 225-227,5
Zahlreiche Anilinonu-ihylenmalonitrile sind als Ultraviolettabsorptionsmittel und als potentielle Muskelrelaxantien bekannt, beispielsweise aus der US-Patentschrift 30 79 366 und aus der Veröffentlichung von A. A. S a π t i 11 i, W. F. B r u c e und T. S. O s d e η e, Journal of Medicinal Chemistry, 7 (1964) 68. Es war jedoch bisher nicht bekannt, daß derartige Verbindungen wirksame Schädlingsbekämpfungsmittel sind und insbesondere systemische insekticide Wirksamkeit aufweisen.
Cycloalkyl-, heterocyclisches und offenkettiges Alkylaminomethylcnmalonitril sind als Fungicide bekannt. Diese Verbindungen besitzen jedoch nur geringe oder keine allgemeine Sc'ridlingsbekämpfungsaklivität und keine systemische insekticide Wirksamkeit.
Der Ersatz der Nitrilgruppen des AniHnomtthylenmalonitrils durch ein oder zwei Estergruppen (Mono- oder Diester) desaktiviert die Verbindung hinsichtlich ihrer Schädlingsbekämpfungswirksamkeit.
Es wurde gefunden, daß Schädlingsbekämpfungswirksamkeit nur dann besteht, wenn der Aminteil Anilin oder substituiertes Anilin und der Malonteil Dinhril ist.
Die nachfolgenden Tabellen zeigen die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen auf und stellen sie in Vergleich mit den Cycloalkyl-, heterocyclischen und offenkettit<in A'kylaminomethylenmalonitrilen sowie mit den Diestcrn und Halbesteranalogen der Anilinomethylenmalonitrile.
Tabcllcll
Insektizide Wirkungen bei prodcniscrid;ini;i
Ver- R'
bindung
Λ'
4 CH, H
5 H Il
6 H Cl
7 Il Il
8 CH, H
9 CII, H
10 C7H, Il
Kontroll - -
versuch
Cl·,
R-
Cl
C
ei;, Il
Il H
ei-, Il
ei·;, H
CT, Il
ei-, II
Il Il
CT, Il
Cl II
Il Ur
CT, II
II Cl
CT, Il
Cn(icw./vo; ι 0.1X15 0.(K)I
(,.„I KK)
KK) (0.(KKi)
KK) 100(0,(XH)
KK) 100 I (K) (0,0007)
100 - -
50 - -
50 KK) -
100 40 -
100 KK) 30
KX) 0
100
Die Ergebnisse der Tabelle Il sind in Prozent Abtötung angegeben. Die Zahlen in Klammern sind die Konzentrationen (% VoL/Gew.), die eine 100%ige Abtötung ergeben und sind dann angegeben, wenn die
Konzentration gegenüber der Angabe im Kopf der Spalte unterschiedlich ist. Die Kontrollverbindung der Tabelle II, ein kommerzielles Insekticid, hatte die Formel
O—C —NU—CH.,
Ein Blick auf Tabelle III zeigt, daß, sofern man eine andere Gruppe für die Anilinogruppe setzt, dies einen Verlust an insekticider Wirksamkeit bei Schnecken zur Folge hat, wie dies aus den Ergebnissen mit den Kontrollverbindungen A bis G zu ersehen ist.
Ein Blick auf Tabelle IV zeigt, daß hinsichtlich der
Tabelle III
Molluskizide Wirkungen bei Schnecken
F.rgebnisse sind in % Abtötung angegeben
Insektiziden Wirkung bei Heliothis armigera sowohl örtlich als auch systemisch der Ersatz von einer oder von beiden Nitrilgruppen durch eine Estergruppe einen sich bringt (Kontrollverbindungen A und B im Vervollständigen Verlust der insekticiden Wirksamkeit mit gleich zu Verbindung 3).
Verbindung
Nr.
R1
Λ1
ppm
1 H H CT, H H H 100 0 0 -
2 CH, H H CF, H. H 30 η 30 -
3 H II CF3 Cl H H 100 100 0
5 H H CF, H CF3 H 100 60 0
6 H CF, H H Cl H 100 60 30
7 H H CF, H H Br 100 30 30
A 100 -
B - - -
C -
η
10
Tabelle IV
Vergleichende inseklicidi Wirkungen
Ergebnisse sind in%Abtötungangegeben.
Ver- R1 Λ1 A- t κ- A' Λ SI 11.21 A - 0 - 0 I.I? S 2 0 1.12 0 0,11 S3 1,12 0,11 S4 - 0 S5
bin 1 (kg/ha) 80 \l - - 30 60 0 (kg/ha) - - (%) - 0
dung 22,42 100 - 40 - - 11,21 - 0,05 0,(1
Nr. , 60 90 30 (kg/ha) - - 20 - - 00 20
3 ti H Cl Ϊ Cl H ti 100 60 20 11,21 - - - - 0 0
4 CII, Il CT Cl Il Il 100 100 0 KK) 60 0 - 0 - 0 0
5 Il Il CT Il CT, II 60 - - 60 0 - 40 20 0 0
6 Il CF, Il Il Cl Il 100 - An η 100 100(0,01) 40
IO C,IU Il CI Il CI-, Il - \j\j 100 100 -
Il C2IU Il CT Cl II H cn 100 - - -in - - 30 20
1 T I I I I f "i: IJ- I I n_ -HJ - 100 - - - -
1 1 I I t V, 1 IJI 1 I IJI 0 - inn - - - - - 0 -
A 0 ι \ru - - - - - 0 0
B 0 - - - - - - - 0 0
C 60 - - - - - - 0
D 0 0 - 0 - 0 0
E 0 - -
F 0 -
Ü -
Hie für die Versuche eingesetzten Insektenarten sowie die Anwendungsmittel waren folgende:
51 = H Jiothisarmigera(örtlich)
52 = Heliothisarmigera (besprühte Pflanzen)
53 = Anthonomus grandis (besprühte Pflanzen)
54 = lleliothis armigera (systemisch)
55 = Anthonomus grandis (systemisch)
Die in den Tabellen III und IV untersuchten Kontroll
verbindungen A bis G sind folgende:
NH- CH = C /CN
CFj
NH — CH =
CF3
H2C H
COOC2H5
COOC2H5 (Λ)
CN
"COOC2H5
(B)
CN
— NH — CH = C
Cl
CN
CH3 CN
CH3-C-NH-CH = C
CH3 CN
CN
SO2NH — CH = C
CN
C-NH-CH = C
H,C
Cl-/ ^NH-CH =
—N
CN
CN
'"cn
(C)
(D) Es wurde gefunden, daß die Verbindung 10 (3,5-Bis-(trifluormethyl)-N-äthyIaniIinomethyIenmalonitril) bei Anwendung im breiten Wurf in einer Menge von 3363 kg/ha noch 3 Monate nach dem Aufbringen wirksam war. Diese verlängerte Wirksamkeit ist eine notwendige Voraussetzung für systemische Insekticide. Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben zusätzlich zu ihrer Wirksamkeit gegenüber Insekten
Il
Wirksamkeit gegeti Nematoden und Enzym-Fliegen-Cholinesterase.
Die schädlingsbekämpfenden Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden einzeln oder als Gemisch, vorzugsweise in verdünnter Form durch Aufbringen auf den Schädling oder den Ort, wo der Schädling unter Kontrolle gehalten werden soll, in einer letalen Menge angewendet. Die Verbindungen werden versprüht oder anderweitig mit den Insekten, deren Kontrolle vorgesehen ist, in einer insekticid wirksamen Menge in Kontakt gebracht. Sie werden als Emulsion in Wasser, als Lösung in einem organischen Lösungsmittel oder auf festen Trägerstoffen, in Form von Stäubemitteln, benetzbaren Pulvern oder Granulaten und ähnlichen, ebenso in Form von hergestellten Schädlingsbekämpfungszubereitungen mit verschiedenen Streckmitteln, angewandt.
Die genaue Konzentration der Anilinomethylenmalonitrile dieser Erfindung, die zur Bekämpfung oder Kontrolle von Schädiingsinsekien verwendet werden, kann sich hinsichtlich der zur Bekämpfung der Schädlinge erforderlichen Dosierung (d. h. der toxischen oder letalen Menge) ändern. Wenn das Streckmittel flüssig ist, kann die Konzentration des verwendeten Anilinomethylenmalonitrils zur Erzielung des gewünschten Effekts in einem ungefähren Bereich von 0,001 bis 50 Gewichtsprozent liegen. Wenn das Streckmittel ein Halbfeststoff oder Feststoff ist, kann die Konzentration des verwendeten Anilinomethylenmalonitrils zur Erzielung des gewünschten Effekts im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 25 Gewichtsprozent liegen. Die Wirkstoffmenge in einem Konzentrat, das normalerweise mit einem Streckmittel gemischt werden soll, beträgt 5 bis 95 Gewichtsprozent.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden an dem Ort des vorhandenen oder vermuteten Insektenbefalls in einer bevorzugten Menge von ungefähr 0,448 bis ungefähr 4,484 kg/ha angewendet, beispielsweise als Sprühmittel oder partikelförmige Feststoffzubereitung. Bei Anwendungen unter der Bodenoberfläche wird die Verbindung ii'i dcf röfül eines Sprünrfiiiicls oder als partikelförmiges Material mit dem Boden gemischt.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: I. Anilinomethylenmalonitrile der Formel
    V-N- CH = C
    CN
    R3 ^r ι \
    K CF3 R1 CN
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