DE2247267C3 - 2,4,5- Trioxo-imidazolidin-3-carbonsäureamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und sie enthaltende Mittel zur Regulierung des Pflanzenstoffwechsels - Google Patents
2,4,5- Trioxo-imidazolidin-3-carbonsäureamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und sie enthaltende Mittel zur Regulierung des PflanzenstoffwechselsInfo
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Description
R1-NH-CO-NH2
(H)
(HD
1-N NH
R2NCO
(IV)
in der R2 die im Anspruch 1 gegebene Bedeutung hat.
4. Mittel zur Regulierung des Pflanzenstoffwechsels, enthaltend als Wirkstoff mindestens ein
2,4,5-Trioxo-imidazolidin-3-carbonsäureamid der allgemeinen Formel I.
Die vorliegende Erfindung betrifft 2,4,5-Trioxo-imidazolidin-3-earbonsäureamide, Verfahren zu ihrer Herstellung, ferner Mittel zur Regulierung des Pflanzenstoffwechsels, ferner Mittel zur Regulierung des
Pflanzenstoffwechsels, die diese neuen Verbindungen als Wirkstoffe enthalten.
Die neuen Wirkstoffe oder die sie enthaltenden Mittel eignen sich insbesondere zur Regulierung der Fruchtabszission und der Seneszenz.
Die neuen 2,4,5-Trioxo-imidazolidin-3-carbonsäureamide entsprechen der allgemeinen Formel I:
Ri einen Alkylrest mit maximal 4 Kohlenstoffatomen oder einen Phenylrest und
R2 einen Alkyl- oder Alkenylrest mit maximal 4
Kohlenstoffatomen bedeutet
2. 1 -Methyl^AS-trioxo-imidazolidin-S-carbonsäure-n-propylamid.
3. Verfahren zur Herstellung der 2,4,5-Trioxoimidazolidin-3-carbonsäureamide der allgemeinen
Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise einen Harnstoff der allgemeinen Formel II,
in der Ri die im Anspruch 1 gegebenen Bedeutungen
hat, mit Oxalylchlorid oder Oxalylbromid zu einem 2,4,5-Trioxo-imidazolidin-Derivat der allgemeinen
Formel III cyclisiert.
JO
50
55
60
65
10
(D
R1-N N-CO-NH-R2
15
oder einen Phenyl-Rest und
R2 einen Alkyl- oder Alkenylrest mit maximal 4
Unter den Alkyl-Resten in Formel I sind Methyl,
Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl
und tert-Butyl zu verstehen. Unter Alkenyl-Resten werden in Formel I geradkettige oder verzweigte
Propenyl- oder Butenylreste verstanden. Bevorzugt sind der Allyl- und Methallylrest
Die neuen Verbindungen der allgemeinen Formel I lassen sich auch als Parabansäure-Derivate bezeichnen.
Sie werden gemäß vorliegender Erfindung hergestellt, indem man einen Harnstoff der allgemeinen Formel Il
R1-NH-CO-NH2
(H)
mit einem Oxalylhalogenid zu einem 2,4,5-Trioxo-imidazolidin-Derivat der allgemeinen Formel III
40
(III)
R1-N NH
und dieses in Gegenwart einer organischen Base mit einem Isocyanat der allgemeinen Formel IV umsetzt,
cyclisiert und dieses anschließend mit einem Isocyanat
der allgemeinen Formel IV
R2NCO (IV)
in Gegenwart einer organischen Base umsetzt
In den Formeln II bis IV haben R1 und R2 die unter
Formel I angegebenen Bedeutungen.
Die Umsetzungen werden in Gegenwart von gegenüber den Reaktionsteilnehmern inerten Lösungsoder Verdünnungsmitteln durchgeführt Die Reaktionstemperaturen liegen im Bereich von 10° bis 110° C.
Als gegenüber den Reaktionsteilnehmern inerte Lösungs- oder Verdünnungsmittel können folgende
verwendet werden: aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe und Halogenkohlenwasserstoffe,
wie Benzol, Toluol, Xylole, Petroläther, Chlorbenzol, Methylenchlorid, Äthylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äther und ätherariige Lösungsmittel,
wie Dialkyläther, Dioxan, Tetrahydrofuran, sowie Acetonitril; vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol und Toluol oder Acetonitril.
einem Oxalylhalogenid kann in Gegenwart anorganischer Basen erfolgen. Für die Einführung der CONHR2-Gruppe
ist eine organische Base als Initiator erforderlich. Als organische Basen können tertiäre Amine
verwendet werden, z.B. Trialkylamine, wie Triäthylamin,
Trimethylamin, Dialkylaniline, Pyridin und Pyridinbasen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren. Weitere Derivate der allgemeinen
Formel I, die nach dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, finden
sich in der darauffolgenden Tabelle.
a) 2723 g N-Phenylharnstoff werden in 1,51 Tetrahydrofuran
gelöst Die Lösung wird auf 50° C erwärmt und langsam mit 171 ml Oxalylchlorid versetzt,
wobei die Reaktionstemperatur 65°C nicht übersteigen soll. Man rührt eine Stunde bei Raumtemperatur
weiter und anschließend vier Stunden am Rückfluß. Das Reaktionsgemisch wird eingedampft,
und der Rückstand aus Isopropanol umkristallisiert. Man erhält l-Phenyl-2,4,5-trioxoimidazolidin,
das bei 214 - 216° C schmilzt.
b) 19 g l-Phenyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin werden in 100 ml Benzol suspendiert. Nach Zugabe von
11,2 ml Methylisocyanat und 0,5 ml Triethylamin läßt man während 12 Stunden durch Rühren bei
Raumtemperatur ausreagieren. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches auf 10° C saugt man
das analysenrein ausgefallene l-Phenyl-3-methylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
ab und wäscht gut mit Benzol nach. Das Produkt schmilzt bei 110° C. [Verbindung Nr. 1]
In der folgenden Tabelle sind weitere Verbindungen der allgemeinen Formel I
40
a) 23 g Natrium werden in 400 ml absolutem Äthanol zum Natriumalkoholat umgesetzt Bei Raumtemperatur
trägt man 74,1 g Methylharnstoff ein und rührt bis eine klare Lösung vorliegt. Unter
weiterem Rühren tropft man ohne äußere Kühlung langsam 146,14 g Oxalsäurediäthylester zu, so daß
die Reaktionstemperatur sich zwischen 25° -3O0C
bewegt. Nach beendeter Zugabe rührt man 1 Stunde bei Raumtemperatur nach und tropft
langsam 110 ml konz. Salzsäure zu, so daß die Reaktionstemperatur 30° C nicht übersteigt Nach
einstündigem Rühren filtriert man und engt das Filtrat ein, bis eine breiige Masse vorliegt, saugt ab,
trocknet bei 50° C und kristallisiert das erhaltene l-Methyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin aus Isopropanol
um. Smp. 153-154° C.
b) 12,8 g l-Methyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin werden in 100 ml Benzol suspendiert Nach Zugabe von 12,4 g
Allylisocyanat und 0,5 ml Triäthylamin rührt man während 2 Stunden bei Raumtemperatur und
während 4 Stunden bei 40°C. Nach dem Abkühlen saugt man das l-Methyl-S-allylcarbamoyl^AS-trioxo-imidazolidin
ab und wäscht sorgfältig mit Benzol nach. Das Produkt schmilzt nach Umkristallisation
aus Chloroform bei 106-110° C. [Verbindung Nr. 2]
/ 9
R1-N N-C-NH-R2
Il
aufgeführt, die nach den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahren hergestellt wurden.
20
3»
Verb. Nr. | Ri | R2 | Schmelzpunkt |
3 | Methyl | Methyl | 129 C(Zers.) |
4 | Methyl | Aethyl | 104 C(Zers.) |
5 | Methyl | n-Propyl | 114X-118CC |
6 | Methyl | Isopropyl | 108 C-114 C |
7 | Methyl | n-Butyl | 113 C-117 C |
Aethyl | Methyl | 87 C- 90 C | |
9 | Isopropyl | n-Butyl | O2! |
10 | sec. Butyl | t-Butyl | OeI |
!1 | Aethyl | n-Butyl | OeI |
12 | Aethyl | Allyl | OeI |
13 | Aethyl | n-Propyl | OeI |
Die Wirkstoffe der allgemeinen Formel I beeinflussen das Wachstum über- und unterirdischer Pflanzenteile in
verschiedener Weise, sie sind in den üblichen Anwendungskonzentrationen nicht phytotoxisch und besitzen
eine geringe Warmblütertoxizität Die Wirkstoffe rufen keine morphologischen Veränderungen oder Schädigungen
hervor, die das Eingehen der Pflanze zur Folge hätten. Die Verbindungen sind nicht mutagen. Ihre
Wirkung ist von der eines herbiziden Wirkstoffes und eines Düngemittels verschieden.
Die neuen Wirkstoffe der allgemeinen Formel I beeinflussen insbesondere das vegetative Pflanzenwachstum
und die Fruchtentwicklung, sowie die Ausbildung von Trennungsgeweben zwischen Stengel
und Blatt bzw. zwischen Stengel und Frucht Dadurch können Früchte aller Art, wie z. B. Zitrusfrüchte,
Steinobst, Kernobst, Nüsse, Beeren, Weintrauben, Bananen, Ananas, Tomaten oder Ölfrüchte ohne großen
Kraftaufwand manuell oder mit dafür entwickelten Maschinen abgelöst werden.
Die üblicherweise beim Abernten durch starkes Schütteln der Bäume oder Sträucher sowie die beim
Abreißen der Früchte auftretenden Verletzungen des Baumes bzw. Strauches am Blatt- und Astwerk werden
weitgehend vermieden.
Andererseits kann bei Anwendung der Wirkstoffe in bestimmter Konzentration auch der Blattfall gewisser
Kulturpflanzen wie Baumwolle, Soja, Ziersträucher, Grünbohnen und Grünerbsen ausgelöst werden, was
ebenfalls von wirtschaftlicher Bedeutung ist
Versuche ergeben weiter, daß bei Obstbäumen eine Blüten- und Fruchtausdünnung erfolgt
Die erfindungsgemäßen Verbindungen regulieren auch das Wachstum von Pflanzen. Bei Monokotyledonen
zeigte sich eine Erhöhung der Bestockung bei gleichzeitiger Verminderung des Längenwachstums. Bei
Dikotyledonen bewirken die genannten Verbindungen eine Hemmung des Terminalwachstums, ohne hierbei
das Blattwerk der Pflanzen zu schädigen. Dies ist von praktischer Bedeutung z. B. bei der Bekämpfung von
unerwünschten Geiztrieben bei Tabak. Diese Seitentriebe müssen praxismäßig getrennt oder entfernt werden,
um Qualitäts- und Quantitätseinbußen im Blattertrag zu vermeiden. Verschiedene Zierpflanzen, z. B. Azaleen
und Chrysanthemen werden von Hand pinziert, d. h. der
Haupttrieb wird abgeschnitten oder ausgebrochen, damit sich die Pflanze verzweigt Auch zu diesem Zweck
können die genannten Verbindungen eingesetzt werden, um die noch jungen Terminalknospen zu hemmen
oder abzutöten.
Das Ausmaß und die Art der Wirkung sind von verschiedensten, je nach Pflanzenan variierenden
Faktoren abhängig, insbesondere von der Anwendungskonzentration, dem Zeitpunkt der Anwendung in Bezug
auf das Entwicklungsstadium der Pflanze und den Früchten. So werden beispielsweise Pflanzen, deren
Früchte verwendet bzw. verwertet werden, unmittelbar nach der Blüte bzw. in entsprechendem Zeitabstand vor
der Ernte behandelt
Die Applikation der Wirkstoffe erfolgt in Form fester oder flüssiger Mittel sowohl auf oberirdischer Pflanzenteile
als auch in den Boden oder auf den Boden.
!5
Bevorzugt ist die Applikation auf die oberirdischen Pflanzenteile, für die sich Lösungen oder wäßrige
Dispersionen am besten eignen. Für die Behandlung des Wachstumssubstrats (des Bodens) sind neben Lösungen
und Dispersionen auch Stäubemittel, Granulate und Streumittel geeignet
Biologischer Versuch I
Frachtabszission
Frachtabszission
In Florida wurden an Citrusbäumen der angegebenen Varietät einzelne Äste, die mindestens 15—20 reife
Früchte trugen, mit einer Wirkstoffkonzentration von 0,4% bzw. 0,2% gespritzt 7 Tage nach der Applikation
wurde die Pflückkraft von 10 gleichartig behandelten Früchten mit Hilfe einer Federzugwaage bestimmt und
der Mittelwert aus den 10 Meßdaten gebildet [W. C. Wilson and C. H. Hendershott, Proc Am. Soc. Hort
Science 90,123-123 (1967)].
Die Aktivsubstanzen der Formel I bewirkten in diesem Test die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen
Reduktionen der Pflückkräfte. Es kamen zwei Orangensorten in den Versuch:
1 = Valencia
2 = Pine apple
Wirkstoff
Konzentration, % Kraft in kg
Orangen-Sorte
1 -Methyl-3-äthylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
l-Methyl-3-n-propylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
l-Methyl-3-allylcarbamoyl-
2,4,5-trioxo-imidazolidin-trion
l-Methyl-3-methylcarbamoyl-
2,4,5-trioxo-imidazolidin
Kontrolle
0,2 | 8,2 | 2 |
0,4 | 7,1 | 2 |
0,2 | *) | 2 |
0,4 | *) | 2 |
0,2 | 7,1 | 2 |
0,4 | 5,8 | 2 |
0,2 | 8,1 | 1 |
0,4 | 7,6 | 1 |
8,5 | 2 |
*) Die am Baum hängenden Früchte ließen sich so leicht abnehmen, daß keine Messung erfolgen
konnte.
Alle Früchte wiesen keinerlei Fruchtschäden auf, es wurden auch keine Blätter und grünen Früchte abgelöst.
ben. Die Wirkstoffe wurden in der Regel in einer Konzentration von 50 ppm Spritzpulver formuliert
zugegeben.
50
Biologischer Versuch II
Test als Schnittblumen-Fruschhaltemittel
Test als Schnittblumen-Fruschhaltemittel
Rosen der Sorte Dr. Verhagen (Holland) wurden als Testblumen verwendet. Sie wurden in die entsprechenden
Versuchslösungen eingestellt und in der Klimakammer bei konstanter Temperatur (ca. ?.5° C) und bei
relativer Luftfeuchtigkeit von ca. 80% gehalten. Ihr Zustand wurde täglich bonitiert. In der Tabelle ist
angegeben, bis zum wievielten Tage die Blüten haltbar blieben, ohne die Blütenblätter zu verlieren oder
deutliche Welke-Erscheinungen zu zeigen.
Die Wirkstoffe wurden nicht direkt im Wasser geprüft, sondern in einer auf pH 3,4 gepufferten
Grundlösung, die ein Fungizid enthielt. 1,5
Je 3 Rosen waren in einem Behälter und je 3 Gefäße erhielten die gleiche Lösung. Die Haltbarkeit in der
wirkstofffreien Grundlösung ist als Vergleich angege-
WirkstofT Konz. Haltbarkeit
ppm in Tagen
l-Methyl-3-methylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
l-Methyi-3-äthylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
l-Methyl-3-n-Propylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
1 -Methy I-3-isopropyIcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
1-Methy 1-3-allylcarbamoyl-2;4,5-trioxo-imidazolidin
l-Methyl-3-n-butylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
50 | 6,5 |
50 | 9 |
50 | 9 |
50 | 8 |
50 | 8 |
50 | 8 |
Fortsetzung
Wirkstoff
Konz. Haltbarkeit ppm in Tagen
50
50
6,5
7
l-Äthyl-3-methylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imidazolidin
1 -Phenyl-3-methylcarbamoy 1-2,4,5-trioxo-imidazoüdin
Kontrolle: H2O (pH 3,4
+ Fungizid)
+ Fungizid)
Die Herstellung erfindungsgemäuer Mittel erfolgt in
an sich bekannter Weise durch inniges Vermischen und Vermählen von Wirkstoffen mit geeigneten Trägerstoffen,
gegebenenfalls unter Zusatz von gegenüber den Wirkstoffen inerten Dispersions- oder Lösungsmitteln.
Die Wirkstoffe können in den folgenden Aufarbeitungsformen vorliegen und angewendet werden:
feste Aufarbeitungsformen:
Stäubemittel, Streumittel, Granulate, Umhüllungsgranulate, Imprägnierungsgranulate und Homogengranulate;
in Wasser dispergierbare Wirkstoffkonzentrate:
Spritzpulver, Pasten, Emulsionen;
Spritzpulver, Pasten, Emulsionen;
flüssige Aufarbeitungsformen:
Lösungen.
Lösungen.
Zur Herstellung fester Aufarbeitungsformen (Stäubemittel,
Streumittel, Granulate) werden die Wirkstoffe mit festen Trägerstoffen vermischt
Die Wirkstoffkonzentrationen in den festen Aufarbeitungsformen betragen 0,5 bis 80%.
In Wasser dispergierbare Wirkstoffkonzentrate, d. h. Spritzpulver, Pasten und Emulsionskonzentrate stellen
Mittel dar, die mit Wasser auf jede gewünschte Konzentration verdünnt werden können. Sie bestehen
aus Wirkstoff, Trägerstoff, gegebenenfalls den Wirkstoff stabilisierenden Zusätzen, oberflächenaktiven
Substanzen und Antischaummitteln und gegebenenfalls Lösungsmitteln. Die Wirkstoffkonzentration in diesen
Mitteln beträgt 5 - 80%.
Die Spritzpulver und Pasten werden erhalten, indem man die Wirkstoffe mit Dispergiermitteln und pulverförmigen
Trägerstoffen in geeigneten Vorrichtungen bis zur Homogenität vermischt und vermählt
Die Wirkstoffe werden mit den oben aufgeführten Zusätzen so vermischt, vermählen, gesiebt und passiert,
daß bei der. Spritzpulver^ der feste Anteil eine
Korngröße von 0,02 bis 0,04 und bei den Pasten von 0,03 mm nicht überschreitet Zur Herstellung von
Emulsionskonzentraten und Pasten werden Dispergiermittel, wie sie in den vorangehenden Abschnitten
aufgeführt wurden, organische Lösungsmittel und Wasser verwendet
Ferner können die erfindungsgemäßen Mittel in Form von Lösungen angewendet werden. Hierzu wird
der Wirkstoff in geeigneten organischen Lösungsmitteln, Lösungsmittelgemischen, Wasser oder Gemischen
von organischen Lösungsmitteln mit Wasser gelöst
Den beschriebenen erfindungsgemäßen Mitteln lassich andere biozide Wirkstoffe oder Mittel
beimischen. So können die neuen Mittel außer den genannten Verbindungen der allgemeinen Formel I zum
Beispiel Insektizide, Fungizide, Bakterizide, Fungistatika,
Bakteriostatika oder Nematozide zur Verbreitung des Wirkungsspektrums enthalten. Die erfindungsgemäßen
Mittel können ferner noch Pflanzendünger oder Spurenelemente enthalten.
Im folgenden werden Aufarbeitungsformen der neuen Wirkstoffe beschrieben. Teile bedeuten Gewichtsteile.
Granulat
ίο Zur Herstellung eines 5%igen Granulats werden die
folgenden Stoffe verwendet:
5 Teile l-Äthyl-3-allylcarbamoyl-2,4,5-trioxo-imid-
azolidin,
0,25 Teile epoxidiertes Pflanzenöl, 0,25 Teile Cetylpolyglykoläther,
3,50 Teile Polyäthylenglykol,
91 Teile Kaolin (Korngröße 0,3 - 0,8 mm).
91 Teile Kaolin (Korngröße 0,3 - 0,8 mm).
Die Aktivsubstanz wird mit epoxidiertem Pflanzenöl vermischt und in 6 Teilen Aceton gelöst, hierauf wird
Polyäthylenglykol und Cetylpolyglykoläther zugesetzt. Die so erhaltene Lösung wird auf Kaolin aufgesprüht
und anschließend das Aceton im Vakuum verdampft.
25
Spritzpulver
Zur Herstellung eines a) 50%igen und b) 10%igen Spritzpulvers werden folgende Bestandteile verwendet.
a) 50 Teile l-Methyl-3-methylcarbomoyl-2,4,5-trioxo-
imidazolidin,
5 Teile Alkylacrylsulfcnat,
10 Teile Calcium-Ligninsulfonat, 1 Teil Champagne-Kreide — Hydroxyäthylcellu-
10 Teile Calcium-Ligninsulfonat, 1 Teil Champagne-Kreide — Hydroxyäthylcellu-
lose — Gemisch (1 :1), 20 Teile Kieselsäure,
14 Teile Kaolin;
14 Teile Kaolin;
b) 10 Teile l-Äthyl-3-isopropylcarbamoyl-2,4^-trioxoimidazolidin
3 Teile Gemisch der Natriumsalze von gesättigten
Fettalkoholsulfaten,
5 Teile Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat,
82 Teile Kaolin.
5 Teile Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat,
82 Teile Kaolin.
Die Wirkstoffe werden in geeigneten Mischern mit den Zuschlagstoffen innig vermischt und auf entsprechenden
Mühlen und Walzen vermählen. Man erhält Spritzpulver, die sich nut Wasser zu Suspensionen jeder
gewünschten Konzentration verdünnen lassen. Derartige Suspensionen finden z. B. Anwendung zur Entfernung
unerwünschter Geiztriebe, zur Bestockung von Rasen oder zur Bewurzelung von Setzlingen und
Stecklingen Anwendung.
Emulsionskonzentrat
Zur Herstellung von 25%igen Emulsionskonzentraten werden
a) 25 Teile l-Äthyl-an-burylcarbamoyl-i^-trioxo-
imidazolidin
5 Teile einer Mischung von Nonylphenolpolyoxyäthylen und Calcram-dodecylbenzolsulfonat,
70 Teile Xylol
70 Teile Xylol
50
b) 25 Teile l-Phenyl-a-methylcarbamoyl^AS-trioxo-
imidazolidin
Teile einer Mischung von Nonylphenolpolyoxyäthylen und Calcium-dodecylbenzolsulfonat,
Teile Cyclohexanon
Teile Cyclohexanon
miteinander vermischt. Dieses Konzentrat kann mit Wasser zu Emulsionen auf geeignete Konzentrationen
verdünnt werden. Solche Emulsionen sind geeignet zur Blüten- und Fruchtausdünnung, zur beschleunigten
Ausreifung von Früchten und zur Förderung der Frucht- und Blattablösung.
Claims (1)
1. ^^-Trioxo-imidazolidin-S-carbonsäureamide
der allgemeinen Foi .nel I
R1-N N-CONHR2
O)
worin
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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