DE1936494B2 - 1,1-bis-(p-aethoxyphenyl)-alkane und diese enthaltende insektizide - Google Patents

Description

CH₃

worin η gleich O oder 1 ist.

2. Insektizid, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer Verbindung nach Anspruch 1 neben üblichen Zusatzstoffen.

Die Erfindung betrifft l,l-Bis-(p-äthoxyphenyl)-alkane und diese enthaltende Insektizide.

Die neuen erfindungsgemä3en Verbindungen besitzen die allgemeine Formel I

CH₃CH₂O ~^\py CH '\py~ OCH₂CH₃

(CH₂),

CH₃ - C - CH₃

CH,

worin >i gleich O oder 1 ist

a) l,l-Bis-(p-äthoxyphenyl)-2,2-dimethylpropanund

b) l,l-Bis-(p-äthoxyphenyl)-3,3-dimethyl-n-butan.

(Diese Verbindungen werden in der Folge gemeinsam als die »Verbindungen I« und einzeln als die »Verbindung la« und die »Verbindung 1b« bezeichnet.)

Die Verbindungen la und Ib sind wertvolle Insektizide und sind gegen »DDT«-widerstandsfähige Insektenstämme aktiv. Darüber hinaus haben genetische Untersuchungen der Verbindungen gegen Laborstämme keine Widerstandsfähigkeit bei Hausfliegen hervorgerufen. Die Verbindungen können auch auf Aktivitätswerte potenziert werden, die mit denen von »DDT« vergleichbar sind.

Die Verbindungen besitzen eine extrem niedrige akute Toxizität gegen Säuger, und da sie kein Halogen enthalten, geben sie keinerlei Anlaß zu Rückstandsproblemen, wie sie bei halogenieren Insektiziden angetroffen werden.

Verbindungen, die mit den Verbindungen I verwandt sind, sind bekannt. Insbesondere wurden die f» entsprechenden p-Methyl- und p-Methoxyverbindungen durch E. r. R ο g e r s und H. D. B r ο w η in ein oder mehr der folgenden Litd abstellen beschrieben:

1. Journal of the American Chemical Society, Bd. 75, S. 2991 (1953).

2. Ibid., Bd. 72, S. 1864(1950),

3. USA.-Patentschrift 2 682 561.

Das unsubstituierte Phenylanalogon der Verbindung Ia und seine halogenierten Derivate wurden ebenfalls von Rogers und B r ο w η in

4. USA.-Patentschrift 2 641 617 und

5. USA.-Patentschrift 2 641 618

beschrieben.

Rogers und Brown stellen fest, daß das p-Methoxyanalogon der Verbindung Ib (d.h. »Dianisylneohexan«) keine insektizide Aktivität besitzt, aber sie geben an, daß das p-Methoxyanalogon der Verbindung Ia (J. h. »Dianisylneopentan«) eine beträchtliche insektizide Aktivität aufweist. Sie stellen fest, daß der LD₅₀-Wert der letzteren Verbindung bei Moskitolarven (Aedes aegypti) zweimal so groß ist wie derjenige von Methoxychlor und bei Hausfaegen viermal so groß ist wie derjenige von Methoxychlor. Jedoch /eigen spatere Bestimmungen durch andere Autoren, daß Dianisyln^opentan gegen Hausfliegen nur ungefähr 0,08mal >o aktiv ist wie Methoxvchlor (s. »Organic Insecticides^, R. L. M e t c a 1 f. Interscience Publishers Inc.. 1955, auf S. 145). Rogers und Brown (Referenz 2) stellen ebenfalls fest, daß gegen »DDT«-widerstandsfähige Hausfliegen eine merkliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Dianisylneopentan zeigen.

Wegen der zahlreichen Veränderungen der Testverfahren und der Arten und der Stämme von Insekten, die zur Erzielung der in älteren Literaturstellen angegebenen Aktivitätszahlen verwendet wurden, und weil eine allgemeine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von vielen Insektenarten gegenüber »DDT« und verwandten Insektiziden stattgefunden hat. seit die älteren Versuchsdaten angegeben wurden, ist es schwierig, einen brauchbaren Vergleich der Aktivität von neuen Insektiziden Verbindungen mit denen des Standes der Technik zu machen. Demgemäß wurden die Aktivitäten einer Anzahl bekannter Insektizide nochmals für einen gegebenen Insektenstamm durch die Verfahren bestimmt, die im Anschluß an die Beispiele für die Bestimmung der Aktivitäten der neuen Verbindungen angegeben sind.

Die Tabelle I vergleicht die so bestimmten Aktivitäten einer Anzahl bekannter Insektizide, rr.'¹ denen der Verbindungen I gegen Hausfliege (Musca domestica) und Gelbnebermoskitoiarve (Aedes aegypti) (bc'de sprechen auf »DDT« an):

Tabelle I

Verbindung

1,1 -Bis-(p-chlorophenyl)-2,2.2-trichloroäthan
■(»DDT«) ,

l.l-Bis-(p-methoxyphcnyl)-2.2.2-trichloroäthan
(»Methoxychlor«)

l,l-ßis-(p-äthoxyphenyl)-2.2,2-trichloroäthan ....

1,1 -Bis-(p-methoxyphenyl)-2,2,2-dimethylpropan
(Dianisylneopentan) ...

Verbindung la

Verbindung Ib

5,2 0,625*)

1,92 0,32

2,0 0,5

* I Entnommen aus der Referenz 3 von Rogers und Brown.

LD₄₀

(M. dome-

s ti ca)

0,26

0,33
0,31

LC.oo
(A. aegypti)

0,15

0,25
0.08

Aus den Zahlen der Tabelle I ist ersichtlich, daß Dianisylneopentan die ungefähr 0,06fache Aktivität von Methoxychlor aufweist, wogegen die Verbindung I die ungefähr 0,16- bis 0,17fache Aktivität von »Methoxychlor« besitzt (bestimmt gegen Hausfliegen).

Offensichtlich wurden die Verbindungen I bisher nicht beschrieben, noch wurde ihre insektizide Aktivität angegeben oder aus bekannten Tht-orien über die Insektizidstrukturen und Aktivitätsbeziehungen vvrhergesagt. Wenn außerdem das Aktivitätsschema von »Methoxychlor« und seinem Äthoxyanalogon unter Bezugnahme auf Dianisylneopentan und die Verbindung Ia in Betracht gezogen wird, dann ist zu erwarten, daß die Verbindung la höchstens eine Aktivität erwarten läßt, die im besten Fall mit derjenigen von Dianisylneopentan zu vergleichen ist. Es ist deshalb überraschend, wenn man feststellt, daß die Verbindung Ia mehr als die ".."»fache Aktivität von Dianisylneopentan aufweist. Diese Aktivität ist noch überraschender. wenn man in Betracht zieht, daß die nächsten Glieder der Reihe, beispielsweise diejenigen Verbindungen mit n- oder iso-Propoxysubstituenten in den aromatischen Ringen als Insektizide inaktiv sii.j.

Die Aktiv-tat der Verbindung Ib ist völlig unerwartet, da Dianisvlneohexan als Insektizid vollkommen inaktiv ist.

Weiterhin können die äthoxy substituierten Verbindungen, ungleich ihren Analogen mit Halogensubstituenten in ddi aromatischen Ringen, gegen lnsektizidempfindliche und insektizidbeständige Arten von Insekten bis /u einem Grad potenziert werden, der bisher bei den allgemeinen Typen von Insektiziden nicht beobachtet wurde. Diese Potenzierung kann die Aktivität der neuen Verbindungen gegen einige der hauptsächlichen widerstandsfähigen Arten von Insekten wirtschaftlich steigern.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können dadurch hergestellt werden, daß man eine Verbindung der Formel 11

OH

CH₃CH₁O-' O ^N C

OCH₂CH₃

(H)

worin π gleich O oder 1 ist. mit Wasserstoff und einem Kupferchromitkatalysator bei ungefähr 420 kg cm² und 250 C mehrere Stunden reduziert iRogers und Brown. Referenz 3. 4. 5). Die Verbindungen I können durch ein solches Verfahren hergestellt werden, aber wenn das Produkt nicht sorgfältig gereinigt wird, um Spuren des Carbinols zu entfernen, dann wirkt letzteres als Inhibitor für die insektizide Wirkung des Endprodukts. Es wurde gefunden, daß die Reduktion wirksamer mit Natrium in flüssigem Ammoniak ausgeführt werden kann.

Die allgemeinen Verfahren für die Ausführung von Reduktionen mit Natrium in flüssigem Ammoniak (Birch-Reduktion) sind allgemein bekannt und brauchen nicht weiter beschrieben werden.

Die Verbindungen I der vorliegenden Erfindung können auch durch ein Verfahren hergestellt werden.

welches dadurch ausgeführt wird, daß man einen Aldehyd der Formel III

CH₃

CH₃- C-(CH₂), — CH=O (III)

CH₃

in welcher π gleich 0 oder 1 ist, mit einer Verbindung der Fannel IV

OCH₂CH₃

in Gegenwart einer Säure oder eine Lewis-Säure umsetzt. Bei Anwendung dieses Verfahrens wird das Carbinolprodukt (Formel II. oben) nicht gebildet.
Bei dieser und bei den folgenden Ausfuhrungsformen der Verfahrens werden die Reaktionsteilnehmer vorzugsweise in nahezu äquimolaren Mengen verwendet. Die Säure oder Lewis-Säure kann in Mengen im Bereich von katalytischen Mengen bis zu Lösungsmittelmengen verwendet werden.

Vorzugsweise wird die Bisulfitadditionsverbindung des Aldehyds III verwendet, aber der freie Aldehyd oder andere reaktionsfähige Derivate, wie das Acetat, können ebenfalls verwendet werden. Die Reaktion wird vorzugsweise in einer Mischung aus konzentrierter Schwefelsäure und Essigsäure ausgeführt. Nichtoxydierende Säuren, wie Phosphorsäure, können genauso gut wie Lewis-Säuren, beispielsweise BF,. verwer.det werden.

Wie oben erwähnt, sind die oben beschriebenen Verbindungen I gegen Insektenschädlinge, wie Fliegen. Moskitos. Motten. Käfer unc" andere, wirksam.

Die Verbindungen I können in ein geeignetes inertes Lösungsmittel oder Lösungimittelgemisch oder in ein festes Gemisch eingearbeitet werden, wobei auch andere Substanzen, w ie z. B. Netzmittel. Dispergiermittel und Klebemittel, einverleibt werden. Die Verbindungen können in solchen Zusammensetzungen entweder als einziges toxisches Mittel oder in Kombination mit anderen Insektiziden, wie z. B. Pyrethrum. Rotenone oder Schwermetallsalzen, oder mit fungiziden oder bakteriziden Mitteln verwendet werden, um Zusammensetzungen herzustellen, die äir Haushalts- und landwirtschaftliche Stäubepulver und Sprays sowie für Textilbeschichtung und -imprägnierung u. dgl.

brauchbar sind. Die Verbindungen können in geeigneten organischen Lösungsmitteln aufgelöst werden. Die neuen Verbindungen können auch dadurch in wäßrige Suspensionen eingearbeitet werden, daß in organischen Lösungsmitteln gelöste Verbindungen in Wasser dis-

persiert ν ei den. Die neuen Verbindungen können auch mit einem inerten, fein verteilten, festen Verdünnungsmittel oder Träger, z. B. Bentonit. Siegelerde. Talkum. Holzkohle. Bimsstein, Calciumcarbonat gemischt werden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch in vorteilhafter Weise mit anderen Substanzen kombiniert werden, die eine synergistische oder potenzierende Wirkung aufweisen. Im allgemeinen verhindern solche Substanzen die Detoxifizierung von Insektiziden in Insekten, die durch die Wirkung von oxydativen Enzymen hervorgerufen wird.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Herstellung von l,l-Bis(p-äthoxyphenyl)-2,2-dimethylpropan

a) 60,3 g p-Bromphenetol wurden durch Umsetzung mit 7,3 g Magnesium im trockenen Äther oder Tetrahydrofuran unter Verwendung von Standardverfahren in die entsprechende Grignardverbindv:ng umgewandelt. Zur gekühlten Ätherlösung wurden 19,5 g Äthylpivalat unter Rühren zugegeben. Nach einem Aufarbeiten in der üblichen Weise mit Ammoniumchlorid und Waschen wurde die Ätherlösung extrahiert, wobei das Produkt l,l-Bis(p-äthoxyphenyl)-2,2-dimethylpropan-l-ol erhalten wurde, welches dann umkristallisiert wurde. Fp. 81°C; Ausbeute 31,1 g (63%).

b) 1,0 g (0,003 Mol) l,l-Bis(p-äthoxyphenyl)-2,2-dimethylpropan-1-ol wurde in 15 ml Petroläther (Kp. 60 bis 80 C) aufgelöst, und die resultierende Lösung wurde unter Rühren zu einer Lösung von 0.42 g (0,018 Grammatom) Natrium in 80 m) flüssigem Ammoniak gegeben. Das Gemisch wurde dann 2 Stunden stehengelassen, währenddessen das Ammoniak abdampfte. Der Rücjstand wurde mit wäßrigem Ammoniumchlorid zersetzt und die resultierende Lösung mit letroläther (Kp. 60 bis 80 C) extrahiert. Der Petrolätherextrakt wurde mehrere Male mit Wasser gewaschen und dann zur Trockne eingedampft, wobei 0,8 g eines Produkts mit einem Fp. von 56 C erhalten wurden. Zwei Umkristallisationen des Produkts aus Petroläther (60 bis 80 C) ergaben l,l-Bis(p-äthoxyphenyl)-2,2-dimethylpropan (Formell; η = 0); Fp. 72 C; Ausbeute 0,65 g (68%).

Das Infrarotspektrum des Produkts zeigte keine Absorption bei 3650 cm ' (OH).

Das NMR-Spektrum wurde auf einem »Varian 60«- Spektrometer in Tetrachlorkohlenstoff unter Verwendung ve ι Tetramethylsilan als innerer Standard ermittelt. Es wurden die folgenden Maxima gefunden:

Mppm) = 0,98 (S;9H): 1,37 (t;oH): 3,53(S; IH): 3,93 (q; 4H): 6,94 (m; 8H); s = Singulet;t = Triplet; q = Quartet; m = Multiplet.
Gefunden- C 80,3, H 9,2%; theoretischer Wert für C₂₁H₂₈O₂: C 80,7. H 9.0%.
Masse: gefunden: M⁺ = 312, Theorie: M ⁺ = 312 (bestimmt auf einem Hitachi-Perkin-Elmer-RMU-6D-Massenspektrometer).

b e i s ρ i e 1 2

Herstellung von l,l-Bis(p-äthoxyphenyl)-3,3-dimethylbutan

a) 20,1 g p-Bromphenetol wurden durch Umsetzung mit 2,4 g Magnesium in 100 ml trockenem Diäthyläther unter Verwendung von Standardverfahren in die entsprechende Grignard-Verbindung umgewandelt. Zur abgekühlten Grignard-Lösung wurde eine Lösung von 7,1g Neopentansäureäthylester in 20 ml Äther unter Rühren zugegeben. Nachdem das Gemisch 4 Stunden unter Rückfluß gehalten und in der üblichen Weise mit gesättigter Ammoniumchloridlösung aufgearbeitet und gewaschen worden war, wurde die Ätherlösung abgedampft, wobei das Produkt 1,1-Bis-(päthoxyphenyl)-3,3 - dimethylbutan -1 - öl erhalten wurde. Ausbeute 31,1 g (63%).

b) 1,6 g (0,005 Mol) l,l-Bis(p-äthoxyphenyl)-3,3-dimethylbutan-1-ol wurden in 40 ml Petroläther (Kp. 60 bis 80° C) aufgelöst, und die resultierende Lösung wurde unter Rühren zu einer Lösung von 2 g

(0,081 Grammatom) Natrium in 60 ml flüssigem Ammoniak zugegeben. Das Gemisch wurde dann mehrere Stunden stehengelassen, währenddessen das Ammoniak abdampfte. Der Rückstand wurde mit wäßrigem Ammoniumchlorid zersetzt, und die resultierende Lösung wurde mit Petroläther (Kp. 60 bis 80¹¹C) extrahiert. Der Petrolätherextrakt wurde melire'e Male mit Wasser gewaschen und dann zur Trockne eingedampft, wobei ein Produkt erhalten wurde,

ίο welches aus Petroläther (30 bis 60° C) kristallisiert wurde, wobei l,l-Bis-(p-äthoxyphenyl)-3,3-dimethylbutan (Formel I; η = 1) erhalten wurde. Fp. 54°C; Ausbeute 0,7 g.

Das NMR-Spektrum wurde auf einem »Varian 60«-

is Spektrometer in Tetrachlorkohlenstoff unter Verwendung von Tetramethylsilan als innerer Standard ermittelt. Es wurde die folgenden Maxima gefunden:

Λ (ppm) = 0.98 Is: 9H)- 1.1 (d;2H|: l,36(t;6H): 3,9 (m; 5H): 6.9 (m: 8ii>; s = Singulet: d -= Düblet:! = Triplet :m = Multiplet.
Analyse: Gefunden: C 80.7. H 9,1, O 9.9%: theoretischer Wert für C₂H_3nO₁. C 81,0, H 9.2. O 9,8%.
Masse:gefunden: M⁺ = 326,Theorie: M * = 326.

Beispiel 3

1,1-Bis(p-äthoxy phenyl )-2,2-dimelhy !propan
8,7 g Pivalaldehyd Natriumbisulfit-Komplex wurden zu 100 ml eines kalten Gemisches (1:1) von konzentrierter Schwefelsäure und Essigsäure gegeben. Phenetol wurde langsam zugesetzt und das Reaktionsgemisch 3 Stunden bei 0 bis 5 C gerührt. Es wurde dann in Wasser abgeschreckt und das Produkt abfiltrierl, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Eine Umkristallisation war nicht nötig. Fp. ¹I C; Ausbeute 6,6 g (reines Material).

Beispiel 4

l,l-Bis(p-äthoxyphenyI)-2,2-dimethylpropan

14 g Phulaldehyd-Natriumbisülfit-Komplex wurden zu 200 ml eines gekühlten Gemisches aus konzentrierter Schwefelsäure und Essigsäure zugegeben. Hierzu wurden 15 g Phenol langsam zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 0 bis 5 C gerührt und dann auf gestoßenes Eis gegossen. Das Reaktionsprodukt (ein öl) wurde durch Wiederausfällung aus einer Natriumhydroxydlösung mit Säure gereinigt oder ohne weitere Reinigung in der nächsten

fi Stufe verwendet. Zu 2,6 g des rohen öligen Produkts oder der reinen Diphenolverbindung in 40 ml einer 10%igen Natriumhydroxydlösung wurde Diäthylsulfat bei Raumtemperatur zugegeben. Nachdem die anfängliche exotherme Reaktion abgeklungen war, wurde die Lösung weitere 30 Minuten auf 50"Cerhitzt. Das öl wurde mit Äther extrahiert, und der durch Abdampfen des Äthers erhaltene Feststoff wurde aus Petroläther (30 bis 60⁰C) umkristallisiert, um das Produkt herzustellen. Ausbeute 1,6 g; Fp. 72°C.

Prüfung d^r Verbindungen auf insektizide Aktivität

a) Hausfliege

Das folgende Testverfahren wurde zur Bestimmung der Aktivitäten der Verbindungen I und auch der Alaivitäten der anderen hier aufgeführten Insektizide verwendet.

Hausfliegentests wurden mit einem gegen »DDT« empfindlichen Standardstamm (WHO/IN/Musca do-

mestica/l) ausgeführt. Wenn hervorgehoben, dann wurden die Tests mit gegen »DDT« beständigen Stämmen (»Turramurra« und »Broken Hill«) ausgeführt. Die Verbindungen wurden in einer Acetonlösung durch eine Mikroinjektionsnadel auf den Rücken und die Brust von zwei Tage alten weiblichen Fliegen aufgebracht, die von Puppen mit einem Durchschnittsgewicht von 2,2 bis 2,5 g/100 Puppen gezüchtet worden waren. Die ausgewachsenen Fliegen wurden mit Wasser und Zucker gefüttert und bei 26° C und 70% relativer Feuchte gehalten. Die Mortalitäten wurden 48 Stunden nach der Behandlung gezählt und mit acetonbehandelten Vergleichsfliegen verglichen. Fliegen, die nicht fähig waren, sich zu bewegen oder normal zu stehen, wurden als tot angesehen. Die LD_SO-Werte wurden aus einem Logit-Computer-Programm erhalten, bezogen auf drei Replikate bei 100 Fliegen mit jeder Dosiskonzentration.

b) Gelbfiebermoskitolarven

Ein für DDT empfindlicher Stamm von Aedes aegypti wurde verwendet. Dieser Stamm wurde mehrere Jahre außer Kontakt mit Insektiziden in einem Labor gezüchtet. Annähernd 10 bis 25 Larven in der ersten Erscheinungsform wurden, gemeinsam mit 100 μΐ einer Lösung geeigneter Konzentration der Verbindung in Aceton, in 10 ml Wasser eingebracht. Die niedrigste Konzentration, angegeben in ppm. im Wasser, welche eine vollständige Mortalität nach 48 Stunden hervorrief, wurde als LC₁₀₀-Wert genommen. In Versuchen, bei denen nur Aceton verwendet wurde, gab es keine Mortalität.

Die Resultate für die Tests a) und b) sind in Tabelle 11 für die Verbindungen Ia und Ib gemeinsam mit Vergleichszahlen für »DDT« angegeben.

Tabelle!!

ίο Insekt/Stamm	Einheiten	la	Ib	»DDT«
M. domestica	LD50	1,92	2.0	0,26
(für DDT	(μρ/Insekt)
empfindlich)
M. domestica	LD50	3.20		400
(Turramurra)	^g/Insekt)
M. domestica	LD50	2,60		KX)
(Broken Hill)	^g/Insekt)
20 A. aegypti	LC100 (PPm)	0.32	0,5	0,15

Prüfung auf Toxizität

Die Verbindung Ia wurde auf akute Säugertoxizität bei männlichen und weiblichen Schweizer weißer Mäusen getestet. Die Verbindung wurde intraperitoneal in Alkyienglyko! (50%ige lösung) angewandt Die Analyse der Mortalitätsdaten ergab LD₅₀
5200 mg/kg Körpergewicht.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. l,l-Bis-(p-äthoxypnenyl)-alkane der allgemeinen Formel I

CH₃CH₂O^O VCH-^ O VOCH₂CH₃

(CH₂)_n

CH₃-C-CH₃ (I)