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Verfahren zur Herstellung von Trifluormethylimino-Derivaten von Benzoxazinonen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein chemisch eigenartiges Verfahren zur Herstellung
von neuen Trifluormethylimino-Derivaten von Benzoxazinonen. Die erfindungsgemäßen
Stoffe haben fungizide Eigenschaften.
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Trifluormethylimino-Derivate von Benzoxazinonen sind bisher nicht
bekannt geworden; die Stoffe, die Stoffklasse und das Herstellungsverfahren sind
neu.
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Es wurde gefunden, daß man die neuen Trifluormethylimino-Derivate
von Benzoxazinonen der Formel
in welcher R fur Wasserstoff, Alkyl mit bis zu 8 und Cycloalkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen
steht,
Z für Halogen und niederes Dialkylamino steht, Z' für Alkyl
und Alkoxy mit jeweils bis zu 3 Kohlenstoffatomen und Cycloalkyl mit 5 bis 6 Kohlenstoffatomen
steht, m für die Zahlen 0 und 1 und n für die Zahlen 0, 1, 2,3 und 4 steht, wobei
die Summe von m und n nicht größer als 4 sein kann, erhält, wenn man Anthranilsäuren
der Formel
in welcher R, Z, Z', m und n die oben genannte Bedeutung besitzen mit Perfluorazapropen
der Formel F2C=N-CF3 (III) in einem aprotischen Lösungsmittel im Temperaturbereich
von etwa Oo bis 1000C in Gegenwart von Fluorwasserstoffakzeptoren umsetzt.
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Es ist als überraschend zu bezeichnen, daß die oben erwähnten Anthranilsäuren
der Formel (II) mit Perfluorazapropen der Formel (III) in einheitlicher Reaktion
mit befriedigender Ausbeute die bisher unbekannten Sechsringe der Formel (I) ergeben.
Weiterhin ist überraschend, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen fungizide Wirksamkeit
besitzen. Durch das Auffinden dieser neuen Stoffklasse mit interessanten Eigenschaften
wurde ein technischer Fortschritt erzielt.
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Verwendet man N-Methylanthranilsäure und Perfluorazapropen als Ausgangsstoffe
und Natriumfluorid als Säurebindemittel, so kann der Reaktionsablauf durch das flgende
Formelschema wiedergegeben werden:
Die als Ausgangsstoffe zu verwendenden Anthranilsäuren bzw. Anthranilsäure-Derivate
sind durch die Formel (II) allgemein definiert. In dieser Formel steht R vorzugsweise
für Wasserstoff und Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Z vorzugsweise für Chlor,
Brom und Jod, Z' vorzugsweise für Methyl und Methoxy und m und n vorzugsweise für
die Zahlen O und 1.
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Die Anthranilsäuren der-Formel (II) sind bekannt und die Herstellung
erfolgt nach allgemein üblichen Verfahren (vgl, z.B. J.amer.Chem.Soc. 68, 1810 (1946)).
Als Beispiele für die gemäß.vorliegender Erfindung einzusetzenden Verbindungen
sind
zunächst die Anthranilsäure selbst zu nennen, sodann deren folgende Derivate: 4-Methylanthranilsäure,
5-Bromanthranilsäure; tJ-Methylanthranilsäure; N-Äthylanthranilsäure; N-(n-Butyl)-anthranilsäure;
5-Brom-N-methyl-anthranilsäure; 4-Chlor-anthranilsäure; 5-Brom-2-methylamino-benzoesäure;
4-Chlor-2-methylamino-benzoesäure; 2-Alkylamino-benzoesäure; 2-Isobutylamino-benzoesäure;
2-Propylamino-benzoesäure; 2-Methylamino-4-methoxy-benzoesäure; 2-Amino-4-dimethylaminobenzoesäure;
6-Chlor-2-methylamino-benzoesäure.
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Ebenfalls bekannt ist das als Ausgangsstoff zu verwendende Perfluorazapropen
der Formel (III) (vgl. Chem.Review 65, 387 (1965) und J.chem.ing. Data 10, 398 (1965)).
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Als Lösungsmittel können im allgemeinen aprotische Stoffe wie chlorierte
Kohlenwasserstoffe (Methylenchlorid, Chloroform, Chlorbenzol) oder aromatische Kohlenwasserstoffe
(Benzol, Toluol), vorzugsweise jedoch dipolar aprotische Solventien wie Acetonitril,
Aceton, Dimethylformamid, Sulfolan, Dimethylsulfoxyd verwendet werden. hnter einem
"aprotischen Lösungsmittel" sind definitionsgemäß solche Verdünnungsmittel zu verstehen,
die kein ionisierbares Proton im Molekül enthalten (vgl. hierzu Römpp, "Chemie-Lexikon,
Seite 217, Franck'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart (1972), ferner Rohem. Review
69, S. 1-32 (1969)), Als Akzeptoren für den bei der Umsetzung entstehenden Bluorwasserstoff
kommen tertiäre Amine wie Triäthylamin oder Dimethylanilin, vorzugsweise jedoch
Alkalifluoride wie Natriumfluorid oder Kaliumfluorid in Frage.
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Die ReaktionstemperatZren können in einem größeren Bereich variiert
werden. Im allgemeinen arbeitet man zwischen 0° und 1000C, vorzugsweise jedoch bei
200 bis 800C.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann man in der Weise durchführen,
daß man 1 Mol Ausgangsmaterial der allgemeinen Formel (II) in Acetonitril oder Dimethylformamid
löst, 2 Mol trockenes Natriumfluorid zusetzt und unter Rühren in diese Suspension
langsam im angegebenen Temperaturbereich 1 bis 1,5 Mol, vorzugsweise 1,2 Mol Perfluorazapropen
aus einer Stahlflascheeinleitet. Nach beendeter Reaktion wahrt man kurz nach, filtriert
den Niederschlag (Natriumhydrogenfluorid) ab und engt das Lösungsmittel im Vakuum
ein. Das zurückbleibende kristalline Rohprodukt ist in vielen Fällen genügend rein,
auch läßt es sich leicht durch Umkristallisieren reinigen.
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Nach einer speziellen Ausführungsforn können auch an Stelle von Perfluorazapropen
(III) die Folgeprodukte von (III), nämlich das Bis-(trifluormethyl)-amin (IV), das
durch Fluorwasserstoff-Addition an (III) entsteht, und das N,N,N'-Tris-(trifluormethyl)-fluorformamidin
(V), das durch Dimerisation von (III) entsteht, eingesetzt werden. Die Umsetzungen
lassen sich so leichter durchführen, weil auf die Reindarstellung des Perfluorazapropens
verzichtet, werden kann, und weil die erwähnten Verbindungen der Formeln (cF3)2NH
und (CP3)2N-C?=N-CF3 (1V) (V) infolge ihres höheren Siedepunktes als Flüssigkeiten
zugetropft werden können.
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Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe weisen eine starke fungitoxische
Wirkung auf. Sie schädigen Kulturpflanzen in den
zur Bekämpfung
von Pilzen notwendigen Konzentrationen nicht und haben eine geringe Warrnblütertoxizität.
Aus diesen Gründen sind sie für den Gebrauch als Pflanzenschutzmittel zur Bekämpfung
von Pilzen geeignet. Fungitoxische Mittel im Pflanzenschutz werden eingesetzt zur
Bekämpfung von Archimyceten, Phycomyceten, Ascomyceten, Basidiomyceten und Fungi
imperfecti.
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Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe haben ein breites Wirkungsspektrum
und können angewandt werden gegen parasitäre Pilze, die oberirdische Pflanzenteile
befallen oder die Pflanzen vom Boden her angreifen sowie gegen samenübertragbare
Krankheitserreger.
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Die Verbindungen besitzen insbesondere eine gute Wirkung gegen Fusicladium
dendriticum, den Erreger des Apfelschorfs, gegen Podosphaera leucotricha, den Erreger
des Apfelmehltaus und gegen Tilletia caries, den Erreger des Weizensteinbrandes.
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Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können 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, also flüssigen Lösungsmitteln, unter Druck stehenden verflüssigten
Gasen und/oder festen Trägerstoffen, gegebenenfalls unter Verwendung von oberflächenaktiven
Mitteln, also Emulgiermitteln und/oder Dispergiermitteln. Im Palle der Benutzung
von Wasser als Streckmittel können z.B. auch organische Lösungsmittel als Hilfslösungsmittel
verwendet werden. Als flüssige Lösungsmittel kommen im wesentlichen infrage: Aromaten,
wie Xylol, Toluol, Benzol oder Alkylnaphthaline, chlorierte Aromaten oder chlorierte
aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzole, Chloräthylene oder Methylenchlorid,
aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Glycolhexan oder Paraffine, z.B. Erdölfraktionen,
Alkohole, wie Butanol oder Glycol sowie deren Äther und Ester, Ketone, wie Aceton,
Methyläthylketon, Methylisobutylketon oder Cyclohexanon, stark polare Lösungsmittel,
wie Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid, sowie Wasser; mit verflüssigten gasförmigen
Streckmitteln oder Trägerstoffen sind solche Flüssigkeiten gemeint, welche bei normaler
Temperatur und unter Normaldruck gasförmig sind, z.B. Aerosol-Treibgase, wie Halogenkohlenwasserstoffe,
z.B. Freon; als feste Trägerstoffe: natürliche Gesteinsmehle, wie Kaoline, Tonerden,
Talkum, Kreide, Quarz, Attapulgit, Montmorillonit, oder Diatomeenerde und synthetische
Gesteinsmehle, wie hochdisperse Kieselsäure, Aluminiumoxid und Silikate; als Emulgiermittel;
nichtionogene und anionische Emulgatoren, wie Polyoxyäthylen-Fettsäure-Ester, Polyoxyäthylen-ettalkohol-Äther,
z.B. Alkylaryl-polyglycol-Äther, Alkylsulfonate, Alkylsulfate und Arylsulfonate;
als Dispergiermittel: z.B.
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Lignin, Sulfitablaugen und Methylcellulose.
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Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können in den Formulierungen in Mischung
mit anderen bekannten Wirkstoffen vorliegen.
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Die Formulierungen enthalten im allgemeinen zwischen 0,1 und 95 Gewichtsprozent
Wirkstoff, vorzugsweise zwischen 0,5 und 90 op.
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Die Wirkstoffe können als solche, in Form ihrer Formulierungen oder
in den daraus bereiteten Anwendungsformen, wie gebrauchsfertige Lösungen, emulgierbare
Konzentrate, Emulsionen, Suspensionen, Spritzpulver, Pasten, lösliche Pulver, Stäubemittel
und Granulate angewendet werden. Die Anwendung geschieht in üblicher Weise, z.B.
durch Verspritzen, Versprühen, Vernebeln, Verstäuben, Verstreuen, Verräuchern, Vergasen,
Gießen, Beizen oder Inkrustieren.
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Die Wirkstoffkonzentrationen in den anwendungsfertigen Zubereitungen
können in größeren Bereichen variiert werden. Im allgemeinen liegen sie zwischen
0,0001 und 10%, vorzugsweise zwischen 0,01 und 1 %.
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Die Wirkstoffe können auch mit gutem Erfolg im Ultra-Low-Volume-Verfahren(ULV)
verwendet werden, wo es möglich ist, Formulierungen mit bis zu 95 fO oder sogar
den 100%gen Wirkstoff allein auszubringen.
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Zur Bodenbehandlung sind Wirkstoffmengen von 1 bis 500 g je m3 Boden,
vorzugsweise 10 bis 200 g erforderlich.
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Bei der Saatgutbehandlung werden im allgemeinen Wirkstoffe mengen
von 0,01 bis 50 g je kg Saatgut, vorzugsweise 0,1 bis 5 g benötigt.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen auch eine insektizide,
akarizide und mikrobizide Wirksamkeit.
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Die Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen geht aus den folgenden
Verwendungsbeispielen hervor:
Beispiel A: Fusicladium-Test (Apfelschorf)/Protektiv
lösungsmittel: 4,7- Gewichtsteile Aceton Emulgator : 0,3 Gewichtsteile Alkyl-aryl-polyglykoläther
Wasser : 95 Gewichtsteile Man vermischt die für die gewünschte Wirkstoffkonzeiitration
in der Spritzflüssigkeit nötige Wlrkstoffmenge mit der angegebenen Menge des Lösungsmittels
und verdünnt das Konzentrat mit der angegebenen Menge Wasser, welches die genannten
Zusätze enthält.
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Mit der Spritzflüssigkeit bespritzt man junge Apfelsämlinge, die sich
im 4 - 6 Blattstadium befinden, bis zur Tropfnässe.
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Die Pflanzen verbleiben 24 Stunden bei 20°C und einer relativen LuStfeuchtigkeit-von
70 % im Gewächshaus. Anschließend werden sie mit einer wässrigen Konidiensuspension
des Apfelschorferregers (Fusicladi'nndendriticum Funk.) inokuliert und 18 Stunden
lang in einer Feuchtkammer bei 18 - 200C und 100 6,/o relativer Luftfeuchtigkeit
inkubiert.
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Die Pflanzen kommen dann erneut für 14 Tage ins Gewächshaus.
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15 Tage nach der Inokulation wird der Befall der Sämlinge in 'Wo der
unbehandelten, jedoch ebenfalls inokulierten Kontrollpflanzen bestimmt.
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0 % bedeutet keinen Befall, 100 fb bedeutet, daß der Befall genau
so hoch ist wie bei den Kontrollpflanzen.
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Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Ergebnisse gehen aus der
nachfolgenden Tabelle hervor:
Tabelle Fusicladium-Test / Protektiv
| Wirkstoff Befall in ffi des Befalls der |
| unbehandelten Kontrolle bei |
| einer Wirkstoffkonzentration |
| (in o/o) von |
| 0,0062 % |
| CH3 ,/CH3 31 |
| 3 / " It CH3 |
| CH3 S |
| (bekannt) |
| Q |
| N-OF3 |
| 0 |
| CH3 |
| '-CF |
| H2C- CH2-OH2-CH3 |
| wiol 0 |
| p 3 |
| CH2-CH3 |
Beispiel B: Podosphaera-Test (Apfelmehltau) / Protektiv Lösungsmittel:
4,7 Gewichtsteile Aceton Emulgator : 0,5 Gewichtsteile Alkyl-aryl-polyglykoläther
Wasser : 95 Gewichtsteile Man vermischt die für die gewünschte Wirkstoffkonzentration
in der Spritzflüssigkeit nötige Wirkstoffmenge mit der angegebenen Menge des Lösungsmittels
und verdünnt das Konzentrat mit der angegebenen Menge Wasser, welches die genannten
Zusätze enthält.
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Mit der Spritzflüssigkeit bespritzt man junge Apfelsämlinge, die sich
im 4 - 6 Blattstadium befinden, bis zur Tropfnässe.
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Die Pflanzen verbleiben 24 Stunden bei 2000 und einer relativen Luftfeuchtigkeit
von 70 % im Gewächshaus. Anschließend werden sie durch Bestäuben mit Konidien des
Apfelmehltauerregers (Podosphaera leucotricha Salm.) inokuliert und in ein Gewächshaus
mit einer Temperatur von 21 - 2300 und einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca.
70 o/o gebracht.
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10 Tage nach der Inokulation wird der Befall der Sämlinge in % der
unbehandelten, jedoch ebenfalls inokulierten Kontrollpflanzen bestimmt.
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0 /o bedeutet keinen Befall, 100 fo bedeutet, daß der Befall genau
so hoch ist wie bei den Kontrollpflanzen.
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Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Ergebnisse gehen aus der
nachfolgenden Tabelle hervor:
Tabelle Podosphaera-Test / Protektiv
| Wirkstoff Befall in % des Befalls der |
| unbehandelten Kontrolle bei |
| einer Wirkstoffkonzentration |
| (in %) von |
| 0,025 % |
| CH NOSSONOH 3 29 |
| 3 -N-C-S-S-C-N 29 |
| CH. " roh3 |
| 5 5 |
| (bekannt) |
| 7 |
| X; N-CF |
| CH3 |
| 3 |
| - N-CP |
| H2C-CH2 CH2 CH3 |
Beispiel C: Saatgutbeizmittel-Test / Weizensteinbrand (samenbürtige
hykose) Zur Herstellung eines zweckmäßigen Trockenbeizmittels verstreckt man den
Wirkstoff mit einem Gemisch aus gleichen Gewichtsteilen Talkum und Kieselgur zu
einer feinpulverigen Mischung mit der gewünschten Wirkstoffkonzentration.
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Man kontaminiert Weizensaatgut mit 5 g Chlamydosporen von Tilletia
caries pro kg Saatgut, Zur Beizung schüttelt man das Saatgut mit dem Beizmittel
in einer verschlossenen Glasflasche. Das Saatgut wird auf feuchtem Behm unter einer
Deckschicht aus einer Lage Mull und 2 cm mäßig feuchter Komposterde 10 Tage lang
im Kühlschrank bei 10O optimalen Keimungsbedingungen für die Sporen ausgesetzt0
Anschließend bestimmt man mikroskopisch die Keimung der Sporen auf den Weizenkörnern,
die jeweils mit rund 100 000 Sporen besetzt sind, Der Wirkstoff ist umso wirksamer
je weniger Sporen gekeimt sind.
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Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen im Beizmittel, Beizmittelaufwandmengen
und Keimprozente der Sporen gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:
T
a b e l l e Saatgutbeizmittel-Test / Weizensteinbrand
| Wirkstoffe Wirkstoff- Beizmittel- Sporen- |
| konzentra- aufwand- keimung |
| tion im Beiz- menge in in ß |
| mittel in g/kg Saat- |
| Ges.% gut |
| ungebeizt - 10 |
| 5 |
| OH2-NH-C-S 5 |
| Zn Zn 10 1 |
| CH -NH-C-So |
| CH2-NH-C-S/ |
| S |
| (bekannt) |
| 10 10 2 0,05 |
| m -CPD |
| H2C~CH2-CH2-CH) |
Herstellungsbeispiele Beispiel 1:
30 g (0,2 Mol) N-Methylanthranilsäure werden in 150 ccm trockenem Acetonitril angelöst,
17 g (0,405 Mol) trockenes Natriumfluorid zugegeben und in diese Suspension unter
Rühren bei Raumtemperatur 30 g (0,22 Mol) Perfluorazapropen langsam eingeleitet.
Nach beendetem Einleiten rührt man etwa 20 Minuten nach, filtriert ab und engt das
Lösungsmittel im Vakuum ein. Das Rohprodukt wird aus Acetonitril umkristallisiert,
Man erhält 24 g 1-Methyl-2-trifluormethylimino-benzoxazin-(3,1)-on-(4) als farblose
Kristalle vom Schmelzpunkt 165-167°C.
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Die Reinausbeute beträgt 50-GWo der Theorie.
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Beispiel 2:
Zu 19,5 g (0,1 Mol) N-(n-Butyl)-anthranilsäure in. 100 ccm trockenem Toluol und
9 g (0,214 Mol) trockenem Natriumfluorid werden unter Rühren bei Raumtemperatur
langsam 15 g (0,11 Mol) Perfluorazapropen, eingeleitet. Nach beendeter Umsetzung
rührt
man 20 Minuten nach, filtriert ab, engt das Lösungsmittel
ein und kristallisiert den Rückstand aus ethanol um.
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Man erhält 18 g (1-n-Butyl)-2-trifluormethylimino-benzoxazin-(3,1)-on-(4)
als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 113-115°c.
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Die Reinausbeute beträgt 63 ffi der Theorie.
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Analog den obigen Beispielen 1 und 2 lassen sich noch. die nachfolgend
aufgeführten Verbindungen darstellen:
| Beispiel Formel Fp.in OO Aussehen |
| v |
| Q |
| 3 158-160 farblose |
| 9 -CF3 Kristalle |
| OH |
| 0 |
| 4 C1N~CF3 152-157 farblose |
| Kristalle |
| H |
| 0 |
| II |
| 5 CkN-CP, 188-192 farblose |
| 3 Kristalle |
| CH3 |
| 3 0 |
| 6 4-CF3 198-202 Kristalle |
| 6 |
| CH3 |