DE2209799B2 - Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäurevinylestern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäurevinylestern

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DE2209799B2 DE19722209799 DE2209799A DE2209799B2 DE 2209799 B2 DE2209799 B2 DE 2209799B2 DE 19722209799 DE19722209799 DE 19722209799 DE 2209799 A DE2209799 A DE 2209799A DE 2209799 B2 DE2209799 B2 DE 2209799B2
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Description

worin R1 und R2 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, R3, R4 und R5 jeweils für ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom stehen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen substituierten Thiophosphorsäureäthylester der allgemeinen Formel
Methanol oder Äther, mit Natriumcarbonat, Natriumhydrid oder mit Lithiumhydrid in Dimethylformamid oder mil Chinolin zu erhalten, jedoch ohne Ergebnis.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Halogenwasserstoffabspaliung aus substituierten Thiophosphorsäureäthylestern glatt verläuft, wenn sie in Gegenwart eines Natrium- oder Kaliumalkoholats eines tertiären Alkohols mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen vorgenommen wird. Die dabei erhaltenen Thiophosphorsäurevinylester sind als Schädlingsbekämpfungsmittel wirksam.
Gegenstand der Erfindung ist das in den Patentansprüchen gekennzeichnete Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäurevinylestern der allgemeinen Formel
R1O S AB
\ll I I
P—O —C —C —R4
R2O R3 R5
(Π)
worin eine der Gruppen A und B ein Wasserstoffatom und die andere ein Halogenatom ist und die übrigen Substituenten die obige Bedeutung haben, durch Umsetzung mit einem Natrium- oder Kaliumalkoholat eines tertiären Alkohols mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen in einem inerten Lösungsmittel dehydrohalogeniert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- π zeichnet, daß man Kalium-tert.-butylat verwendet.
3. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Verbindungen als Wirkstoff in Schädlingsbekämpfungsmitteln.
Es ist bekannt, gegebenenfalls chlorierte Vinylphos· phorsäureester durch Halogenwasserstoffabspaltung -n aus entsprechenden Ausgangsverbindungen herzustellen. So wird bei der Umsetzung von 2,2,2-Trichlor-l-hydroxyäthylphosphonsäuredimethylester mit Kaliumoder Natriumhydroxid, einer wäßrigen Ammoniaklösung, Natriumcarbonat oder Triäthylamin das insektizid ">» wirksame Dimethyldichlorvinylphosphat (DDVP) erhalten (DD-PS 61 767 und US-PS 28 99 456). Vinylphosphorsäureester werden durch Chlorwasserstoffabspaltung mit Triäthylamin aus den /?-Chloräthylvorläufern erhalten, wobei die Ausbeute durch Anwesenheit von >i beispielsweise KBr verbessert werden kann (SU-PS 1 65 728).
Chlorwassersioffabspaltung aus jJ-Chloräthylphosphonsäurechlorid bei 330-3400C in Gegenwart von wasserfreiem Bariumchlorid führt zu dem entsprechen- bo den Vinylphosphonsäurederivat (Izv. Akad. SSR, 1959, Nr. 2, S. 2142-5).
Versuche, die entsprechenden Thiophosphorsäureester in analoger Weise herzustellen, blieben bisher erfolglos. So wurde versucht, O,O-Dimethyl-O-(2,2- hi DichlorvinylJ-thiophosphat durch Chlorwasserstoffabspaltung aus O,O-Dimethyl-O-(2,2,2-trichloräthyl-thio-DhosDhat mit Natrium- oder Kaiiumhydroxiu in R1O S
\n ■■
P-O-C =
R2O R3
R5
in der R1 und R2 jeweils für eine Aikylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen und R3, R4 und R5 jeweils ein Wasserstoff- oder Halogenatom sind.
Der als Ausgangsverbindung eingesetzte substituierte Thiophosphorsäureäthylester der allgemeinen Formel
R1O S A B
\ll I I p—o—c—c—R4
R2O RJ R5
(Π)
in der eine der Gruppen A-und B für ein Wasserstoffatom und die andere für ein Halogenatom steht und die übrigen Substituenten die obige Bedeutung haben, wird in einem inerten Lösungsmittel mit einem Natriumoder Kaliumalkoholat eines tertiären Alkohols mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen dehydrohalogeniert. Sehr geeignet ist Kalium-tert.-butoxid, das durch Umsetzung von tert.-Butanol mit metallischem Kalium- oder Kaliumhydroxid erhalten werden kann. Das Natriumoder Kaliumalkoholat wird zweckmäßigerweise in überschüssigem Alkohol gelöst und langsam, beispielsweise im Verlauf von 1 bis 3 Stunden, zu dem substituierten Thiophosphorsäureäthylester gegeben, der seinerseits vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel gelöst wird, beispielsweise in Benzol, Diäthyläther oder Dimethylsulfoxid. Es kann aber auch ein Natrium- oder Kaliumhydroxid zu der Lösung des Thiophosphorsäureester« in dem entsprechenden Alkohol gegeben werden: Während der Zugabe der Base wird die Temperatur des Reaktionsgemisches vorzugsweise unterhalb Raumtemperatur, zweckmäßigerweise bei 0 —5°C, gehalten, indem von außen gekühlt wird. Das Reaktionsprodukt läßt sich mit Hilfe üblicher Arbeitsweisen durch Abfiltrieren und Eindampfen der Lösung isolieren und anschließend chromatographisch oder durch Destillation reinigen.
Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders geeignet zur Herstellung von Thiophosphorsäurevinylestern der allgemeinen Fennel I, worin R1 und R2 jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen, beispielsweise für Methyl, Äthyl oder Butyl und worin R3, R4 und R5 jeweils ein Wasserstoff-, Chlor-,
oder Fluoratom bedeuten.
Die Ausgangssubstanzer: der allgemeinen Formel II können mit Hilfe beliebig bekannter Verfahren oder deren Modifikationen hergestellt werden. Besonders geeignet ist folgende Methode: Eine Verbindung der allgemeinen Formel
Cl O
H Cl
l! 1I4
P—O—C —C —R4
(m)
Cl
R3 R5
wird mit Phosphorpentasulfid umgesetzt und das Reaktionsprodukt anschließend mit dem entsprechenden Alkohol oder den entsprechenden Alkoholen.
Die Thiophosphorsäurevinylester der allgemeinen Formel I, worin R1 und R? jeweils eine Alkylgruppe bedeuten, R3 ein Halogenatom ist und R4 und R5 jeweils für ein Wasserstoff- oder Halogenatom stehen, sind neue Verbindungen.
Sind die Substituenten R4 und R3 verschieden, so zeigen die neuen Verbindungen geometrische Isomerie. Die Erfindung erstreckt sich gleichermaßen auf die Herstellung der einzelnen Isomeren als auch auf die Herstellung des Gemisches der Isomeren.
Bevorzugte erfindungsgemäß hergestellte Verbindungen sind solche der allgemeinen Formel I, worin R1 und R2 jeweils für eine Alkylgruppe mit I bis 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise die Methyl- oder Äthylgruppe stehen, R3 ein Chloratcm ist und R4 und R5 jeweils ein Wasserstoff-, Chlor- oder Fluoratom sind.
Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen sind als Schädlingsbekämpfungsmittel von Bedeutung, insbesondere als Insektizide und Acarizide. Sie werden allgemein zusammen mit einem Träger und/oder einem oberflächenaktiven Mittel eingesetzt, vor allem bei der Bekämpfung von Insekten und/oder Milben.
Träger sind feste oder flüssige anorganische oder organische Stoffe synthetischen oder natürlichen Ursprungs, mit denen der Wirkstoff vermischt oder angesetzt wird, um seine Anwendung auf die Pflanze, die Sämlinge, das Saatgut, den Boden oder andere zu behandelnde Objekte sowie seine Lagerung, Transport und/oder Handhabung zu erleichtern.
Das oberflächenaktive Mittel kann ein Emulgator oder ein Dispergiermittel oder ein Netzmittel und nichtionisch oder ionisch sein. Alle üblichen für die Formolierung von Schädlingsbekämpfungsmitteln bekannten Träger oder oberflächenaktiven Mittel können zur Anwendung kommen; Beispiele hierfür finden sich u. a. in der britischen Patentschrift 12 32 930.
Die Schädlingsbekämpfungsmittel werden als netzbare Pulver, Stäubemittel, Granulate, Lösungen, emulgierbare Konzentrate, Emulsionen, Suspensionskonzentrationen und Aerosole angesetzt. Netzbare Pulver enthalten in der Regel 25,50 oder 75 Gew.-% Wirkstoff und zusätzlich zum festen Träger 3 bis 10 Gew.-% Dispergiermittel sowie gegebenenfalls 0 bis 10 Gew.-% Stabilisator und/oder andere Zusätze wie Durchdringungsmittel oder Haftmittel. Stäubmittel werden in der Regel als Staubkonzentrat angesetzt mit einer gleichen Zusammensetzung wie ein netzbares Pulver, jedoch ohne Dispergiermittel; bei der Anwendung im freien Feld werden sie mit weiterem festem Trägermaterial auf einen Wirkstoffgehalt von üblicherweise 0,5 bis 10 Gew.-% verdünnt Granulate besitzen in der Regel eine Korngröße von 0,15 bis 1,7 mm und werden durch übliche Agglomerier- oder Imprägnierverfahren hergestellt Allgemein enthalten Granulate 0,5 bis 25 Gew.-% Wirkstoff sowie 0 bis 10 Gew.-% Zusätze wie Stabilisatoren, Abgabe-Verzögerer und Bindemittel. Emulgierbare Konzentrate enthalten allgemein zusätzlich zum Lösungsmittel und gegebenenfalls Co-Losungsmittel 10 bis 50% Gew7Vol. Wirkstoff, 2 bis 20% GewyVol. Emulgatoren und "0 bis 20% GewVVol. geeignete Zusätze wie Stabilisatoren, Durchdringungsmittel und Korrosionsinhibitoren. Suspensionskonzentrate werden so angesetzt, daß man ein beständiges, nicht sedimentierendes fließbares Produkt erhält welches üblicherweise 10 bis 75 Gew.-% Wirkstoff, 0,5 bis 15 Gew.-% Dispergiermittel, 0,1 bis 10 Gew.-°/o Suspendiermittel wie Schutzkolloide und thixotrope Mittel sowie 0—"10Gew.-% entsprechende Zusätze wie Entschäumungsmittel, Korrosionsinhibitoren, Stabilisatoren, Durchdringungsmittel und Haftmitlei sowie als Träger Wasser oder eine organische Flüssigkeit, in welcher der Wirkstoff im wesentlichen unlöslich ist, enthalten. Bestimmte organische Feststoffe oder anorganische Salze können in dem Träger gelöst werden, um
:5 zusätzlich der Sedimentation vorzubeugen oder als Frostschutzmittel für das Wasser zu dienen.
Wäßrige Dispersionen und Emulsionen, beispielsweise Mittel, weiche durch Verdünnen eines netzbaren Pulvers oder Konzentrats nach der Erfindung mit
j<i Wasser erhalten werden, kommen ebenfalls in Frage. Diese Emulsionen können Wasser-in-ÖI- oder Öl-in-Wasser-Emulsionen sein und eine dicke mayonnaisenartige Konsistenz aufweisen.
Die Schädlingsbekämpfungsmittel können auch noch andere Bestandteile enthalten, beispielsweise andere Verbindungen mit pestiziden, insbesondere Insektiziden, acariziden, herbiziden oder fungiziden Eigenschaften.
A) Herstellung einer Ausgangssubstanz
a) Dichlorphosphorsäure-i^-trichloräthylester
Ein Gemisch aus 1102g Phosphortrichlorid und 70 g trans-1,2-Dichloräthylen wurde bei -10 bis -5CC kräftig gerührt und 24 Stunden lang gasförmiger Sauerstoff eingeleitet. Darauf ließ man die Temperatur des Gemisches auf Raumtemperatur ansteigen und destillierte die flüchtigen Bestandteile bei Atmosphärendruck ab. Der Rückstand wurde dann im Vakuum destilliert; das gewünschte Produkt ging bei 77°C/0,8 mm Hgüberfn? 1,4959).
Analyse für C2H2PO2Cl5:
Ber.: C 9,0, H 0,8, P 11,7, Cl 66,6%;
gef.: C 8,9, H 0,8, P 12,3, Cl 66,1%.
b) Dimethyl-l,2,2-trichloräthylthiophosphat
62,5 g Dichiorphosphorsäure-l^-trichloräthylester und 18,4 g Phosphorpentasulfid wurden 20 Stunden bei 150 bis 170°C unter Stickstoff gerührt. Das Gemisch wurde abgekühlt und mit Äther versetzt und darauf filtriert. Der Äther wurde unter vermindertem Druck abgezogen und der Rückstand bei 57 bis 61°C/0,5mmHg destilliert. Das Destillat wurde im Verlauf von IV2 Stunden tropfenweise mit trockenem
b5 Methanol unter Stickstoff versetzt und das Gemisch 2 Stunden bei 0 bis 50C und darauf 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Überschüssiges Methanol wurde unter vermindertem Druck abgezogen. Der
Rückstand wurde chromatographisch auf Silicagel unter Verwendung von 20% Benzol in Petroläther als Eluens und anschließende Destillation gereinigt. Die gewünschte Substanz ging bei 87° C/0,5 mm Hg über (n*. 1,5015).
Analyse für C4H8PSO3Cl3:
Ber.: C 17,6, H 2,9, Cl 38,»%;
gef.: C 17,1, H 2,7, Cl 385%.
Beispiel 1 to
Diäthyl-2^-dichlorvinylthiophosphat
Zu einer Lösung aus 3,3 g Diäthyl-l^-trichloräthylthiophosphat in 50 cm3 trockenem Benzol wurden unter Rühren 1,26g Kalium-tert.-butylat portionsweise im |-, Verlauf von 45 Minuten gegeben;.während der Zugabe wurde das Gemisch mit einem Eisbad auf 2 bis 50C gekühlt. Nach beendeter Zugabe wurde weitere 2 Stunden bei 2 bis 5° C gerührt und dann die Temperatur allmählich auf 15° C ansteigen gelassen. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und das Lösungsmittel aus dem Filt.rat unter vermindertem Druck abgezogen. Der flüssige Rückstand wurde chromatographisch auf Silicagel gereinigt, wobei nacheinander mit Petroläther, 1% Äther in Petroläther und 2% Äther in Petroläther eluiert wurde; erhalten wurde die gewünschte Verbindung als farblose Flüssig (n'v- =1,4859); Ausbeute 45%.
Analyse für C6H1, PO3SCI2:
Ber.: C 27.2, H 4,2, P 11,7%; gef.: C 27,2. H 4.2, P 11.4%.
Beispiel 2 Dimethyl-2,2-dichlorvinylthiophosphat
Zu einer in einem Eisbad auf 2°C gekühlten Lösung aus 11,0g Dimethyl-2,2,2-trichloräthylthiophosphat in 250 cm3 trockenem Äther wurde eine-Lösung au^4,48 g Kalium-tert.-butylat in 80 cm3 tert-Butanol tropfenweise im Verlauf von 45 Minuten gegeben. Während der Zugabe wurde die Temperatur des Gemisches bei 0 bis
5°C gehalten. Danach wurde das Gemisch mit Äther auf 600 cm3 verdünnt, schnell zweimal mit kaltem Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Aus der wasserfreien Lösung wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgezogen und der Rückstand bei 71 bis 73°C/U6jnm Hg destilliert; die gewünschte Verbindung wurde als farblose Flüssigkeit in einer Ausbeute von 40% erhalten, (ηψ =1,5011). Vi
Analyse für C4H7PO3SCI2:
Ber.: C 20,3, H 3,0, P 13,1, Cl 30,0%; gef.: C 20,0. H 3,1, P 13,4, Cl 29,6%.
55 Beispiel 3
Dibutyl-2,2-dichlorvinylthiophosphat
1,0 g Kalium wurden in 60 cm3 tert.-Butanol gelöst und die Lösung tropfenweise im Verlauf von 1 Stunde bo unter Rühren zu einer Lösung aus 8,75 g 2,2,2-Trichlor- HI. äthylthiophosphrtt in 100 cm3 Dimethylsulfoxid und 50 cm3 tert.-BuiHnol gegeben; während der Zugabe wurde die Temperatur bei 0 bis 5°C gehalten. Das Reaktionsgemis'-'h wurde wie in den vorangegangenen b5 Beispielen beschrieben, aufgearbeitet. Das Reaktionsprodukt ging be'1 1 i6°C/0,5 mm Hg-über und wurde in einer Ausbeute ·· ·;;ι 66% erhalten; (nr !.4820).
Analyse für C10H ,9PO3SCl2:
Ber.: C 37,4, H 5,9, Cl 22,2%;
gef.: C 37,6, H 6,3, Cl 21,8%.
Beispiel 4
Dimethyl-1 -chlorvinylthiophosphat (A) und
cis-Dimethyl-2-chlorvinylthiophosphat(B)
Eine Lösung aus 6,0 g Dimethyl- 1,2-dichlcräthylthiophosphat in 50 cm3 tert-Butanol warde unter Rühren tropfenweise mit einer 14%igen Lösung aus Kaliumtert-butylat in tert.-Butanol (20 cm3) versetzt. Die Zugabe erfolgte unter Stickstoff, und die Ter.iperatur des Gemisches wurde dabei bei 00C gehalten. Das Reaktionsprodukt wurde in einer Ausbeute von 71% erhalten und wie in den vorangegangenen Beispielen gereinigt. Die Gas-Flüssigchromatographie ergab, daß zwei Verbindungen im Verhältnis von etwa 1 :1 vorlagen. Beide Verbindungen wurden durch präparative Gas-Flüssig-Chromatographie bei 200° C getrennt unter Verwendung einer 6-mm-KoIonne gepackt mit 30% QFl auf Chromosorb W. (Kieselgur^ und durch protonmagnetische Resonanz (PMR) identifiziert.
(A) PMR-Spektrum
3,88 ppm(Doublett.(CH3O)2),4,93 ppm
(Multiplen = CH2)
(B) PMR-Spektrum
3,88 ppm (Doublett, (CH3O)2), 5,56 ppm
(überlappende Doubletts = CHCl, Jp-H 1.2 Hz,
Jh-h 4,1 Hz), 6,84 ppm (überlappendes Doublett,
OCH=,Jp_h7,6Hz,Jh-h4,1 Hz)
Beispiel 5
Insektizide und acarizide Aktivität
Die insektieide und acaridice Aktivität der Verbindung A des Beispiels 4 wurde wie folgt geprüft
Es wurde eine 0,lgew.-°/oige Lösung in Aceton des zu prüfenden Wirkstoffes bereitet und in eine Spritze mit Feinsteinteilung aufgezogen. 2 bis 3 Tage alte erwachsene weibliche Stubenfliegen (Musca domestica) wurden mit CO2 betäubt und auf die Bauchseite jedes Tieres ein 1 μΐ Tropfen der Testlösung aufgebürstet. Insgesamt wurden 20 Fliegen behandelt, die dann 24 Stunden in Gläsern gehalten wurden, die jeweils einige Zuckerkörner als Futter für die Fliegen enthielten. Nach 24 Stunden wurden die toten und sterbenden Insekten ausgezählt.
0,1 cm3 einer 0,lgew.-%>igen Lösung des zu prüfenden Wirkstoffes in Aceton wurden in einem Becherglas mit 100 cm3 Wasser vermischt. Zwanzig 5 bis 6 Tage alte (4. Entwicklungsstufe) Moskitolarven (Aedes aegypti) wurden zugegeben und die Bechergläser 24 Stunden lang stehengelassen. Darauf wurden die toten und sterbenden Larven ausgezählt.
Die Wirkstoffe wurden als Lösungen oder Suspensionen in Wasser angesetzt, enthaltend 20 Gew.-% Aceton sowie 0,05 Gew.-% Reaktionsprodukt aus Octylphenol und Äthylenoxid (Triton X 100) als Netzmittel. Jede Formulierung enthielt 0,2 Gew.-% des zu prüfenden Wirkstoffes. Jeweils auf 1 Blatt zurechtgeschnittene weiße Rüben- und Saubohnenpflanzen wurden auf der I Interseite des Blattes mit
der zubereiteten Formulierung besprüht, und zwar mit Hilfe einer Sprühvorrichtung, die 450 l/ha abgab, wobei die Pflanzen auf einem Förderband an der Sprühvorrichtung vorbeigeführt wurden. Das besprühte Blatt jeder Rübenpflanze wurde mit 10 Kohlschabenmottenlarven (Plutella maculipennis) der 4. Entwicklungsstufe (8 Tage alt) oder mit 10 erwachsenen 1 bis-2 Wochen alten Senfksifern (Phaedon cochleariae) besetzt; das Blatt der besprühten Bohnenpflanzen wurde mit je 10 flügellosen (6 Tage alten) Wickenläusen (Megoura viciae) besetzt. Die Pflanzen wurden dann in Glaszylinder gegeben, welche an der einen Seite mit Baumwollgaze abgeschlossen wurden. Die Mortalitätsbestimmung erfolgte nach 24 Stunden.
IV. Für die Versuche gegenüber Gewächshaus-Spinnmilben (Tetranychus urticae) wurden zurechtgeschnittene Blattscheiben von grünen Bohnenpflanzen in der unter III beschriebenen Weise besprüht. 1 Stunde danach wurden die Blattscheiben mit 10 erwachsenen Milben beimpft. Die Mortalitätsbestimmung erfolgte 24 Stunden nach dem Beimpfen. V. Für die Versuche gegen Kohlweißlinglarven (Pieris brassicae) wurden zurechtgeschnittene Blattscheiben von Kohlpflanzen in der unter III beschriebenen Weise besprüht und jeweils mit 10 Larven der 3. Entwicklungsstufe (8 bis 10 Tage alt) besetzt. Die Blattscheiben befanden sich jeweils in einem Paar
ίο Petrischalen. Die Mortalitätsbestimmungen erfolgten 24 Stunden nach dem Beimpfen.
Die Ergebnisse dieser Versuchend in der folgenden Tabelle zusammengefaßt und mit A, B und C bewertet. Dabei bedeutet:
A 100% Vertilgung,
B teilweise Vertilgung,
C keine Vertilgung der geprüften Spezies.
Tabelle
Wirkstoff
Aktivität
M. domestica A.aegypti P. cochleariae P. maculi- P. brassicae M. viciae T. urticae
pennis
Dimethyl-1-chlorvinylthiophosphat

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur He.-stellung von Thiophosphorsäurevinylestern der allgemeinen Formel
R1O S
R4
P-O-C = C
R2O R3 R5
(D
10
DE19722209799 1971-03-03 1972-03-01 Verfahren zur Herstellung von Thiophosphorsäurevinylestern Expired DE2209799C3 (de)

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