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N-Thiosubstituierte Dihydrobenzofuranylcarbamate und ihre Verwendung
als Insektizide Die Erfindung bezieht sich auf N-thiosubstituierte 2,3-Dihydro-2,2-dialkyl-benzofuranyl-carbamate
und ihre Verwendung als Insektizide.
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In der amerikanischen Patentschrift 3 474 171 wird die Verwendbarkeit
des N-Methyl-2,3-dihydro
-2,2-dimethyl-benzofuranyl-carbamats als
Pestizid beschieben. Das Caroamat der amerikanischen Patentschrift 3 474 171 ist
besonders wirksam als Insektizid und zeigt eine hohe Kontakt- und Systemaktivität
gegenüber einer Vielzahl von Insekten.
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Bei der hohen Wirksamkeit des Carbamats der amerikanischen Patentscnrift
3 474 171 als Insektizid iss diese Substanz aber bereits bei ziemlich niedrigen
Dosen toxisch gegenüber Säugetieren. So beträgt die orale Toxizität LD50 (Ratten)
des N-Methyl-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-benzofuranyl-carbamats nach der Ermittlung
an Labpratoriumstieren etwa 5-11 mg/kg.. Diese hohe Toxizität schliesst die Anwendung
des Carbamats der amerikanisonnen Patentschrift 3 474 171 in manchen Umgebungen
aus. Einige Länder verbieten die Anwendung von Insektiziden mit der hohen Toxizität
dieses Carbamats wXllig.
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Es wurde gefunden, dass N-thiosuostituierte 2,3-Dihydro-2,2-dialkyl-benzofuranyl-carbamate
eine hohe Insektizidwirksamkeit mit einer verhältnismässig geringen Toxizität gegenüber
Säugetieren vereinigen. Diese Beobachtung ist besoiiders überraschend, da strukturelle
Veränderungen, die die Toxizität gegenüber Säugetieren herabsetzen, normalerweise
die Insektizidwirksamkeit in entsprechendem Masse erniedrigen. Diese einmalige Kombination
von hoher Insektizidwirksamkeit und niedriger Säugetiertoxizität gestattet die Verwendung
der erfindungsgemässen N-thiosubstituierten Caroamate iii Umgebungen, in denen die
entsprechenden Carbamate nicht verwendet werden Konnten.
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Die Caroanate der Erfindung werden durch die Formel (I) wiedergegeben:
worin
R und R2' Jeweils Vasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind und
R' ist a) Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen,
b) monocyclisches oder bicyclisches Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkyl mit
2 bis 12 Kohlenstoffatomen, das mit 1 bis 5 Fluor-, Chlor- oder Bromatomen substituiert
ist, c) Alkenyl mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, das mit 1 bis 5 Fluor-, Chlor- oder
Bromatomen substituiert ist, d) monocyclisches oder bicyclisches Aryl mit 6 bis
10 Kohlenstoffatomen, das mit 1 bis 5 Fluor-, Chlor- oder Bromatomen oder 1 bis
2 Nitrogruppen substituiert ist oder e) folgende Formel hat
Aliphatische R'-Gruppen sind Alkylgruppen einschliesslich Cycloalkyl wie z.B. Methyl,
Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, t-Butyl, Amyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Heptyl,
3-Äthylamyl, 2-Methylhexyl, n-Hexyl, n-Octyl, 4-Nethylheptyl, n-Nonyl, n-Decyl,
5-Äthyloctyl, n-Undecyl, n-Dodecyl; Alkenylgruppen wie z.B.
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Vinyl, Propenyl, 3-Butenyl, 2-Butenyl, 5-Hexenyl, 5-Heptenyl, 3-Heptenyl,
7-Octenyl, 5-Nonenyl, 7-Nonenyl, 9-Decenyl, 6-Decenyl, 11-Dodecenyl, 8-Undecenyl;
Halogenalkylgruppen wie z.B.
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2-Fluoräthyl, 2-Chloräthyl, 2,2-Difluoräthyl, 1,2-Dichloräthyl, 1,1,2,2-Tetrachloräthyl,
1,2,2,2-Tetrachloräthyl, 1,1,2,2-Tetrabromäthyl, 1-Chlor-2,2,2-tribromäthyl, Pentachloräthyl,
3-Chlorpropyl, 4-Brombutyl, 3, 5-Dibrompentyl, 2,4, 6-Trichlorhexyl, 7-Chlorheptyl,
ll-Bromdodecyl usw.; und Halogenalkenylgruppen wie z.B. l-Chlorvinyl, 2-Chlorvinyl,
2,2-Dichlolvinyl, Trichlorvinyl, Tribromvinyl, 1-Chlor-2,2-dibromvinyl, 3-Fluor-2-propenyl,
3-Chlor-4-pentenyl, 6-Chlor-9-decenyl usw.
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Aromatische R'-Gruppen sind Arylgruppen wie zOB. Phenyl, Naphthyl;
Alkarylgruppen mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen wie z.B. Tolyl, Xylyl, 4-Äthylphenyl,
4-Isopropylphenyl; Aralkylgruppen mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen wie z.B. Benzyl,
3-Phenylpropyl, 2-Phenyläthyl; halogen- und nitrosubstituierte Phenyl Alkaryl- oder
Aralkylgruppen wie z.B. 4-Chlorphenyl, 4-Bromphenyl, 2,4-Dichlorphenyl, 3, 4-Dichloiphenyl,
2-Fluorphenyl, 2-Chlor-4-methylphenyl, 3,4-Dichlorphenyl, 2-Bromphenyl, 4-Fluorphenyl,
2,5-Dibromphenyl, 2-Brom-4-chlorphenyl, p-Chlorbenzyl, 2-(p-Fluorphenyl)äthyl, 2-Nitrophenyl,
3-Nitrophenyl, 4-Nitrophenyl, 2-Chlor-5-nitrophenyl, 2-Nitro-4-methylphenyl und
3, 5-Dinitrophenyl.
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Bevorzugte aliphatische R'-Gruppen sind Alkyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen
und Halogenalkyl mit 2 bis 3 Kohlenstoffatornen. Die Halogensubstituenten der Halogenalkylgruppen
sind vorzugsweise Chlor.
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Bevorzugte aromatische R'-Gruppen sind sind halogensubstituiertes
Phenyl, insbesondere mit 1 bis 2 Fluor-, Chlor- oder Bromsubstituenten.
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Verbindungen der Formel (I) sind beispielsweise N-Nethyl-N-methylthio-2,3-dihydro-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-methylthio-2,3-dihydro-2-methyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-Methyl-N-methylthio-2X3-dihydro-2h2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat
N-Methyl-N-äthylthio-2,3-aihydro-2,2-dimethyl-7-b N-Methyl-N-propylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranylcarbamat,
N-Isobutylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl carbamat, A-Äthyl-A-butylthio-2w3-dihydro-2,2-diSthyl-7-benzofuranyl-carbamat,
n-methyl-N-hexylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-methyl-N-decylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-dodecylthio-2, 3-dihydro-2, 2-dimethyl-7-benzofuranyl- carbamat, N-Butyl-N-vinylthio-2t3-dihydro-2-methyl-2-äthyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Butyl-N-propenylthio-2,3-dihydro-2,2-dipropyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-Propyl-N-2-butenylthio-2,3-dihydro-2,2-dibutyl-7-benzofuranylcarbamat,
N-Methyl-N-3-heptenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-2-Bromäthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
n-Methyl-N-2,2-dichloräthylthio-2,3-dihydro-7-benzofuranyl-carbamat, n-methyl-N-2,2,2-trifluoräthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-2,2,2-trichloräthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-methyl-N-1,2,2-tribromäthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-1,2-difluoräthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbam N-Methyl-N-2-bromäthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-1,2,2,2-tetrachloräthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-caibamat,
N-Nethyl-1,l, 2,27tetrachloräthylthio-2, 3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-3,6-dibromhexylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-trichlorvinylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Tribromvinylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat.
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Verbindungen der Formel (I) sind ferner Nok-naphthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-phenylthio-2,3-dihydro-7-benzofuranyl-carbamat, N-Methyl-N-phenylthio-2,3-dihydro-2-methyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-phenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-Methyl-N-4-chlorphenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-methyl-N-4-fluorphenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-methyl-N-3,5-dichlorphenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-2,4-dichlorphenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-methyl-N-3-chlor-5-methylphenylthio-2,3-dihydro-2-methyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Äthyl-N-2bromphenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-methyl-N-4-methylphenylthio-2,
3-dihydro-7-benzofuranyl-carbamat, N-4-Chllorphenylthio-2,3-dihydro-2-methyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-4-äthylthiophenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat,
N-Methyl-N-o-nitrophenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, N-Methyl-N-o-nitrophenylthio-2,
3-dihydro-2, 2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, n-methyl-p-nitrophenylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat.
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Bevorzugte Verbindungen der Formel (I) sind Substanzen, die an Säugetieren
eine akute orale Toxizität LD50 (Ratten) von mehr als 25 mg/kg, vorzugsweise mehr
als 50 mg/kg aufweisen,
Herstellung der erfindungsgemässen Verbindungen
Die erfindungsgemässen Verbindungen kannen durch Umsetzung eines 2,3-Dihydro-7-benzofuranyl-carbamats
mit einem Sulfenylhalogenid hergestellt werden, wie die folgende Gleichung (1) zeig
worin R, R' und R" die gleiche Bedeutung haben wie in Formel (I) definiert wurde
und X Halogen ist Das als Ausgangsmaterial verwendete Benzofuranylcarbamat kann
nach der Methode erhalten werden, die von E. F. Orwoll in der amerikanischen Patentschrift
3 356 690 vom 5. Dezember 1967 beschrieben wird.
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Die Reaktion wird vorzugsweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel
wie Dimethylformamid, Hexamethyltriamidophosphat us, ausgeführt, wobei die Menge
des Lösungsmittels das 2 bis lOfache des Volumens der Reaktionsteilnehmer beträgt.
Das Sulfenylhalogenid wird in Mengen von etwa 1 bis 2 Mol per Mol Benzofuranylcarbamat
zur Anwendung gebracht. Eine lösliche Base wird in Mengen von etwa 1 bis 2 Mol per
Mol Sulfenylhalogenid zugesetzt, um den als Nebenprodukt entstehenden Halogenwasserstoff
zu entfernen. Bevorzugte Basen sind organische Amine wie Triäthylamin, Pyridin,
Chinuclidin usw.
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Die Reaktion wird ausgeführt, indem das Sulfenylhalogenid (III)
langsam
zu einer Lösung zugesetzt wird, die das Benzofuranylcarbamat (II) und ein Amin enthält.
Die Reaktionstemperatur wird im Bereich von 15-35 0C, vorzugsweise 20-300C gehalten0
Die Reaktionsteilnehmer werden zusammengegeben und bei dieser Temperatur 1/2-5 Stunden
oder bis praktisch kein Aminhydrochlorid mehr gebildet wird zur Umsetzung gebracht.
Die Umsetzung wird vorzugsweise bei Atmosphärendruck durchgeführt.
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Das Reaktionsprodukt wird durch Zugabe eines in Wasser unlöslichen
organischen Lösungsmittels wie Benzol, Toluol, Chloroform oder Äther zu dem Reaktionsgemisch
isoliert, worauf genügend Wasser zugesetzt wird, damit sich zwei Schichten bilden.
Nach der Trennung wird die wässrige Schicht mit dem organischen Lösungsmittel extrahiert.
Die vereinigten organischen Extrakte werden getrocknet und das Lösungsmittel wird
bei niedriger Temperatur abgezogen oder abdestilliert, wobei das Rohprodukt erhalten
wird, das als solches verwendet oder durch Chromatographie, Kristallisation oder
ein anderes Verfahren gereinigt werden kann.
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Eine andere Methode zur Herstellung der Verbindungen gemäsd Formel
(I) besteht in der Reaktion des Natriumsalzes eines 2,3-Dihydro-7-hydroxybenzofurans
mit einem geeigneten N-thiosubstituierten Carbaminsäurechlorid nach folgender Gleichung:
worin R, R' und R'' bereits früher definiert wurden. Diese Reaktion
ist die bevorzugte Methode zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in denen
R' Halogenalkyl ist.
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Die Reaktion (2) wird in einem indifferenten organischen Lösungsmittel
wie Benzol, Toluol, Chlorbenzol oder Tetrachlorkohlenstoff ausgeführt. Das Natriumsalz
(IV) wird in situ aus dem entsprechenden Benzofuranol durch Umsetzung mit Natriummetall,
Natriumhydrid, Butylnatrium oder einer anderen geeigneten Substanz hergestellt.
Dann wird eine äquimolare Menge Carbaminsäurechlorid zugesetzte Das Gemisch wird
während der Umsetzung bei 20-300C gehalten. Die Aufarbeitung des Reaktionsprodukts
erfolgt in der Weise, dass zunächst das abgeschiedene unlösliche Natriumchlorid
abgetrennt wird, worauf das Lösungsmittel abgedampft wird. Das erhaltene Rohprodukt
kann als solches verwendet oder durch Chromatographie oder Kristallisation gereinigt
werden.
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Das N-thiosubstituierte Carbaminsäurechlorid (V) wird durch Reaktion
eines sulfenylierten Amins mit Phosgen nach folgender Gleichung (3) erhalten:
worin R' und Rt' die gleiche Bedeutung haben wie oben definiert.
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Die Reaktion (3) wird ausgeführt, indem das sulfenylierte Amin (VI)
mit Phosgen in Gegenwart eines Säureakzeptors und eines indifferenten Lösungs- oder
Verdünnungsmittels in Berührung gebracht wird.
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Geeignete organische Lösungsmittel sind aromatische Verbindungen wie
Benzol, Toluol, Chlorbenzol; Alkane wie Heptan und Isooctan; Cycloalkane wie Cyclohexan
und Halogenalkane wie Methylendichlorid. Andere geeignete organische Lösungsmittel
sind Nitrile wie Acetonitril und Propionitril; ferner Dialkylamide wie Dimethyl
formamid. Die Menge des angewandten organischen Lösungsmittels liegt im allgemeinen
bei etwa 1 bis 10 Mol per Mol sulfenyliertes Amin. Als Säureakzeptoren eignen sich
organische Amine, die keinen Vasserstoff am Stickstoff tragen, das heisst keine
-N-H-Gruppen besitzen wie z.BO organische tertiäre Amine und Pyridin-Verbindungen.
Als organische tertiäre Amine verwendet werden können Trialkylamine wie Triäthylamin,
Tripropylamin, N-Methylpiperidin usw. und als Pyridinverbindungen Pyridin, 2-Methylpyridin,
3-Methylpyridin usw.
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Das molare Verhältnis von sulfenyliertem Amin (YI) zu Phosgen beträgt
im allgemeinen etwa 2:1 bis etw 1:5, vorzugsweise aber etwa 1:1 bis 1:2. Die Reaktionstemperaturen
liegen bei etwa 0°C bis 60°C, aber vorzugsweise bei 150C bis 35°C. Die Reaktion
wird bei Atmosphärendruck oder in dessen Nähe durchgeführt. Die Drucke betragen
vorzugsweise etwa 1 bis 10 Atmosphären. Das Carbaminsäurechlorid (v) wird aus dem
Reaktionsgemisch mittels üblicher Methoden wie selektive Extraktion, Filtration,
Chromatographie u.a. abgetrennt und isoliert.
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Das bei der Reaktion (3) benutzte sulfenylierte Amin (tI) wird nach
benannten verfahren durch Umsetzung eines Amins und eines Sulfenylhalogenids hergestellt,
siehe beispielsweise C.M. Himel u.a. amerikanische Patentschrift 2 520 400 vom 29.
August 1950.
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Die Verbindungen der Formel (I) können ferner durch Umsetzung des
Chlorameisensäureesters eines 2, 3-Dihydro-7-hydroxybenzo furans mit einem geeigneten
sulfenylierten Amin gemäss Gleichung
worin R, R' und R'' die früher angegebene Bedeutung haben.
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Der Chlorameisensäureester (VII) wird aus einem geeigneten 2,3-Dihydro-7.hydroxybenzofuran
nach den üblichen Methoden hergestellt. Beispielsweise kann die Verbindung (VII)
durch Reaktion des 2,3-Dihydro-7-hydroxybenzofurans mit Phosgen erhalten werden.
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Die Umsetzung zwischen dem ChIorameisensäureester (VII) und dem sulfenylierten
Amin (VI) wird im wesentlichen nach den für Reaktion (3) beschriebenen Verfahren
ausgeführt.
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Die Verbindungen der Formel (I), in denen R' Alkenyl oder Halogenalkenyl
ist, können auch durch Abspaltung von Halogenwasserstoff aus der entsprechenden
Verbindung, in der R' Halogenalkyl ist, mittels der herkömmlichen Verfahren hergestellt
werden.
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Beispielsweise kann ein N-Alkyl-N-trihalogenvinylthio-2, 3-dihy dro-2,2-dimethyl-benzofuranyl-carbamat
durch Behandlung eines N-Alkyl-N-tetrahalogenäthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-benzofuranyl-carbamats
mit einer starken base, z.B. Natriumhydrid
in Lösung bei einer
Temperatur von 0°-60°C hergestellt werden.
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Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Methoden, die zur
Herstellung der erfindungsgemässen Verbindungen angewandt werden können. Die nach
diesen Methoden erhaltenen Verbindungen sind in Tabelle I zusammengestellt.
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Beispiel 1 - Herstellung von N-Trichlormethylthio-N-methylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat
Eine Lösung von 37,2 g (0,2 Mol) Trichlormethylsulfenylchlorid in 100 ml Benzol
wurde tropfenweise zu einer Lösung von 6,2 g (0,2 Mol) Methylamin und 20,2 g (0,2
Mol) Triäthylamin in 100 ml Benzol zugegeben, wobei die temperatur auf 5-80C gehalten
wurde.
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Nach Beendigung der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 10 ilinuten
gerührt und dann filtriert, um das gebildete Triäthylaminhydrochlorid abzutrennen.
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In das Filtrat mit dem N-Trichlormethylthio-N-methylamin wurden 19,8
g (0,2 Mol) Phosgen bei einer Temperatur von 4-8°C eingeleitet. Das Reaktionsgemisch
wurde 20 Minuten gerührt, 16 Stunden bei etwa OOC aufbewahrt und filtriert. Das
Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingedampft und lieferte 39,9 g N-Trichlormethylthio-N-methylcarbaminsäurechlorid.
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Die Elementaranalyse für C3H3C14NOS ergab: Ber. Gef.
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s % 13,15 14,15 Cl % 58,6 54,45 7216 g einer Dispersion von Natriumhydrid
in 01 (50% NaH, 0,149 Mol NaH) wurden in kleinen Anteilen zu einer Lösung von
24,5
g (0,149 Mol) 2,3-Dinydro-2,2-diiiietliyl-7-benzofuranol in 150 ml Benzol zugesetzt.
Nach Beendigung der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch auf 450C erwärmt und gerührt,
bis die Wasserstoffentwicklung aufgehört hatte. Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt
und tropfenweise bei etwa 250C mit 39,9 g N-Trichlormethylthio-N-methylcarbaminsäurechlorid
(hergestellt in Beispiel 1) in 40 ml Benzol versetzt. Nach vollständiger Zugabe
des Carbaminsäurechlorids wurde das Reaktionsgemisch 3 bis 4 Stunden bei etwa 250C
gerührt und etwa 16 Stunden bei etwa 250C aufbewahrt.
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Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Wasser gewaschen. Die Waschflüssigkeiten
wurden mit benzol extrahiert. Die vereinigten organischen Lösungen wurden über Magnesiumsulfat
getrocknet und alter vermindertem Druck eingedaupft, wobei das Rohprodukt erhalten
wurde. Dieses Ronprodukt wurde durcn Chromatographie (Benzol als Eluierungsmittel)
gereinigt und aus hexan umkristallisiert, wobei 21,5 g N-Methyl-N-trichlormethylthio-2,3-dihydro-2,2-di
methyl-7-benzofuranyl-carbamat, FP 88,5-89,50C erhalten wurden.
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Die Elementaranalyse dieses Produktes ist in Tabelle I aufgeführt.
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Beispiel 2 - llerstellung von 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-N-methyl-N-1,1,2,2-tetrachloräthylthiocarbamat
Eine Lösung von 3,1 g (0,1 Mol) Methylamin und 10,1 g (0,1 Mol) Triäthylamin in
100 ml Acetonitril wurde tropfenweise bei etwa O-50C zu einer Lösung von 23t4 g
(0,1 Mol) 1,1,2,2-Tetrachloräthylsulfenylchlorid in 200 ml Acetonitril zugesetzt.
In das Reaktionsgemisch wurden dann 9,9 g (0,1 Mol) Phosgen eingeleitet.
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Das Reaktionsgemisch wurde etwa 17 Stunden bei etwa 250C gerührt.
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Das Acetonitril wurde unter vermindertem Druck abgedampft und der
Rückstand mit Benzol verdünnt und filtriert, wobei ein Filtrat
erhalten
wurde, das N-1,1,2,2-tetrachloräthylthio-N-methylcarbaminsäurechlorid in Benzollösung
enthielt.
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In einen 500 ml Erlenmeyerkolben wurden 8,0 g (0,049 Mol) 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-hydroxybenzofuran
in 100 ml Benzol eingebracht. In kleinen Anteilen wurden zu dieser Lösung 2,35 g
(0,049 Mol) einer 50%igen Natriumhydridmischung zugesetzt. Die erhaltene Lösung
wurde zu 14,6 g (0,050 Mol) N-1,1,2,2-Tetrachloräthylthio-N-methylcarbaminsäurechlorid
(wie oben hergestellt) zugegeben, die in 50 ml Benzol gelöst waren. Nach 1/2stündigem
Rühren des Gemisches wurde die unlösliche Ausfällung durch Filtration abgetrennt.
Das Lösungsmittel wurde dann durch Abdampfen entfernt. Das erhaltene Öl wurde über
Kieselgel chromatographiert, wobei Benzol/Hexan als Eluierungsmittel benutzt wurde.
Erhalten wurden 9,8 g Reaktionsprodukt, FP 84-84,50C. Das Infrarot-Spektrum zeigte
starke Absorptionspeaks bei 5,8, 7,75, 8s0 8,2, 8,7, 8,8, 9,05, 11,45, 13,1 und
14,2 Mikron. Ein NMR-Spektrum zeigte Absorptionspeaks bei 1,53 ppm (S), 6H; 3,1
ppm (S), 2H; 3t6 ppm (S) 3H; 6,65 ppm (S), lH; und 6,7-7,3 ppm (M), 3Ho Die Elementaranalyse
des Produktes ist in Tabelle I aufgeführt.
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Beispiel 3 - Herstellung von 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-N-methyl-N-methylthio-carbamat
In einem Kolben wurden 15,0 g (0,068 Mol) 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-N-methyl-carbamat
und 14,2 g (0,18 Mol) Pyridin in 150 ml Hethylenchlorid gelöst. Zu dieser Lösung,
die in einem Eisbad gekühlt wurde, wurden drei 6,6 g (0,08 Mol) Portionen Methylsulfenylchlorid
tropfenweise zugesetzt, Die Temperatur wurde während jeder Zugabe bei etwa OOG gehalten
und das Reaktionsgemisch wurde nach Beendigung jeder Zugabe etwa 1/2
Stunde
bei etwa 30°C gerührt.
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Das Reaktionsgemisch wurde dann mit 150 ml Methylendichlorid verdünnt,
mit Wasser gewaschen und unter verminderte Druck eingedampft, um das Methylendichlorid
zu entfernen. Der Rückstand wurde chromatographisch gereinigt, wobei Kieselgel als
Adsorptionsmittel und Hexan/Äther als Eluierungsmittel verwendet wurden.
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Die Ausbeute betrug 14,4 g. Infrarot- und NMR-Spektren bestätigten
die angenommene Struktur. Die Elementaranalyse ist aus Tabelle I zu entnehmen.
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beispiel 4 - Herstellung von 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-N-methyl-N-p-chlorphenylthio-carbamat
In einem 100 ml Kolben wurden 5,0 g (0,0226 Mol) 2,3-Dihydro 2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-N-methyl-carbamat
und 1,97 g (0,025 Mol) Pyridin in 30 ml Dimethylformamid gelöst. Zu dieser Lösung
wurden tropfenweise 4,48 g (0,025 Mol) p-Chlorpenylsulfenylchlorid zugesetzt. Die
Temperatur wurde während dieser Zugabe bei 30°C gehalten. Das erhaltene Gemisch
wurde 2 1/2 Stunden bei 30°C gerührt.
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Nach dieser Zeit wurden 100 ml Benzol und 500 ml Wasser zugesetzt.
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Es bildeten sich zwei Schichten, die voneinander getrennt wurden.
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Die wässrige Schicht wurde mit 100 ml Benzol extrahiert. Dieser Extrakt
wurde mit der organischen Schicht vereinigt und zunächst mit lO%igem Natriumbicarbonat
und dann mit Wasser gewaschen.
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Nach dem Trocknen und Entfärben wurde das Lösungsmittel abgedampft
wobei 4,6 g Rohprodukt zurückblieben. Das Infrarot-Spektrum zeigte starke Absorptionspeaks
bei 5,7, 6,75, 7,6-7,7, 7,9-8,1, 8,8-9,0, 9,9, 11,4, 12,3 und 13,1-13,4 Mikron.
Die Elementaranalyse ist aus Tabelle I zu entnehmen.
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Beispiel 5 - Herstellung von N-Methyl-N-trichlorvinylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat
3,4 g (0,008 Mol) N-methyl-N-1,1,2,2-tetrachloräthylthio-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat
wurden in 100 ml Dimethyläther gelöst und in einem Eisbad auf OOC abgekühlt.
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0,85 g (0,0085 Mol) Triäthylamin in 20 ml Dimethyläther wurden tropfenweise
zugesetzt und die erhaltene Lösung wurde 2 Tage bei etwa 25 0C gerührt. Die Analyse
der Lösung zeigte, dass keine Abspaltung von Chlorwasserstoff stattgefunden hatte.
Es wurden dann 0,41 g (0,0085 Mol) Natriumhydrid (50%ige Dispersion in Mineralöl)
zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde etwa 17 Stunden am RUckflubs erwärmt und dann
abgedampft0 Benzol (100 ml) wurde zugesetzt und das Reaktionsgerisch etwa 24 Stunden
am Rückfluss erwärmt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Abdampfen unter vermindertem
Druck vom Lösungsmittel befreit und der Rückstand chromatographiert, wobei Kieselgel
als Adsorptionsmittel und Hexan/ Benzol als Eluierungsmittel benutzt wurden. Erhalten
wurden 1,7 g Reaktionsprodukt in Form eines Öls. Die Elementaranalyse ist aus Tabelle
I zu entnehmen.
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Beispiel 6 - Herstellung von 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-chlorameisensäureester
7,9 g (0,1 Mol) Pyridin wurden tropfenweise zu einer Lösung von 16,4 g (0,1 Mol)
2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranol und 9,9 g (0,1 Mol) Phosgen in 100 ml Benzol
zugesetzt, wobei die Temperatur etwa 250C betrug. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden
bei 250C gerührt, filtriert und unter vermindertem Druck abgedampft. Der feste Rückstand
wurde mit Hexan gewaschen und getrocknet, wobei das Reaktionsprodukt vom FP 85-875°C
erhalten wurde.
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Die Elementaranalyse für C11H11O3Cl ergab: Der. Gof.
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Cl % 15,6 14,6 Der Chlorameisensäureester kann mit sulfenylierten
Aminen wie N-Trichlormethylthio-N-methylamin (Beispiel 1) oder N-1,1,2,2-Tetrachloräthylthio-N-methylamin
in Gegenwart von Pyridin umgesetzt werden, wobei die erfindungsgemässen Verbindungen
nacn Gleichung 4 erhalten werden.
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Beispiel 7 - Herstellung von Bis-[0-(2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl)-N-methylcarbamyl]-
sulfid 9w37wg (0,09 Mol) Schwefeldichlorid wurden tropfenweise zu einer Lösung von
33,15 g (0,15 Mol) 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamat, 18,96 g (0b24
Mol) Pyridin und 100 ml Methylendichlorid unter Erwärmen am Rückfluss zugegeben.
Nach Beendigung der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch weitere 1/2 Stunde am RUckfluss
erwärmt. Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt, zunächst mit Wasser und dann mit
einer 5%igen Natriumbicarbonatlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet
und unter vermindertem Druck abgedampft, wobei 26,3 g Rohprodukt erhalten wurden.
Die Umkristallisation aus Isopropylalkohol ergab ein Produkt vom FP 131-1320C. Die
Elementaranalyse ergab: Ber. Gef.
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5 % 6,78 6,52 Das Bis-[0-(2,3-dihydro2,2-dimethyl-7-benzofuranyl)-N-methylcarbamyl
sulfid ermöglichte bei einer Konzentration von 0,64 ppm eine ziege Bekämpfung von
Blattläusen und bei einer Konzentrati on von 100 ppm eine 100%ige Bekämpfung von
Amerikanischen Schaben,
wobei Verfahren angewandt wurden, die denen
entsprechen, die für die Verbindungen in Tabelle II angegeben sind.
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Bis-[O-(2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl)-N-methylcarbamyl]
sulfid ist ein Beispiel für Verbindungen der Formel VIII
worin R und R'' die gleiche Bedeutung haben wie in Formel I definiert. Es ist leicht
einzusehen, dass die Yerbindungen der Formel VIII denen der Formel I entsprechen,
wenn R die folgende Bedeutung hat:
TABELLE I
Analysen FP, Berechnet Gefunden No. Substituent R' °C S C H N Cl Br S C H N Cl Br
1 Trichlormethyl 87-88 42,1 3,8 3,8 44,0 3,8 3,6 2 1,1,2,2-Tetrachloräthyl 84-84,5
40,1 3,6 3,3 41,5 3,8 3,4 3 Methyl öl 12,0 11,3 4 4-Chlorphenyl 8,8 9,8 8,9 10,2
5 Trichlorvinyl öl 43,9 3,7 3,7 44,2 3,6 3,6 6 Butyl öl 10,4 10,9 7 Äthyl öl 11,4
11,5 8 Dodecyl öl 7,6 7,4 9 Phenyl öl 9,7 10,1 10 4-Methylphenyl öl 9,3 10,8 11
3,4-Dichlorphenyl 78-81 8,1 17,8 8,1 17,6 12 2,5-Dichlorphenyl 102-103 8,1 17,8
8,2 17,9 13 4-Bromphenyl öl 7,9 19,6 7,9 19,6 14 4-Fluorphenyl öl 9,2 5,5* 9,6 5,6*
15 4-Nitrophenyl öl 9,6 9,2 16 4-t-Butylphenyl 119-122 8,4 8,4 17 Pentachlorphenyl
152-154 6,4 35,3 6,7 35,4 * F anstelle von Br
WENDUNG Die erfindungsgemässen
Benzofuranyl-carbamate werden zur Bekämpfung von Insekten verwendet und sind besonders
wirksam gegen Schaben, Blattläuse, Mehlkäfer und MoskitosO In vielen Fällen zeigen
die Benzofuranyl-carbamate der Erfindung eine signifikant bessere insektizide Aktivität
als die nichtsulfenierten Benzofuranyl-carbamate, von denen die erfindungsgemässen
Benzofuranylcarbamate abstammen.
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Eine Anzahl typischer Benzofuranyl-carbamate gemäss der Erfindung
wurde wie unten beschrieben geprüft, um die Insektizid- und Toxizitätseigenschaften
dieser Gruppe aufzuzeigen. Zu Vergleichszwecken wurden Insektizid-Aktivität und
Toxizität des N-hethyl-2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl-carbamats (das als
FURÄDAN von der Niagara Chemical Division of FMC Corporation vertrieben wird) nach
den gleichen Verfahren geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
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Testverfahren Blattläuse (Aphis gossypii Glover): Es wurde eine Acetonlösung
mit 0,64 ppm des zu prüfenden Giftstoffs und einer geringen Menge eines nichtionischen
Emulgators hergestellt. Von Blattmäusen befallenes Gurkenlaub wurde in die Lösung
des Giftstoffs getaucht. Die mortalität wurde nach 24 Stunden ermittelt.
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Amerikanische Schaben (Periplaneta americana L.>: Eine Acetonlösung
mit 100 ppm des zu prüfenden Wiftstoffs wurde in einen Mikrozerstäuber gefüllt.
Ein Zufalisgemisch von anästhesierten männlichen und weiblichen Schaben wurde in
einem Behälter mit 55 mg der oben beschriebenen Acetonlösung besprüht. Dann
wurde
ein Deckel auf den Behälter gelegt. Die Ermittlung der Mortalität erfolgte nach
24 Stunden.
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Der Test wurde mit einer Acetonlösung des zu prüfenden Wiftes wiederholt,
die 16 ppm enthielt.
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Mehlkäfer (Tribolium confusum DuVal): 25 g Weizenkörner wurden in
einem Behälter gleichmässig mit 0,5 ml einer Aceton/ Wasser-Lösung (Volumverhältnis
Aceton/Wasser 1:19) befeuchtet, die 5 ppm des zu prüfenden Giftstoffs enthielt.
Das behandelte Korn wurde dann mit 10 Käfern besetzt. Die Mortalitätszahl wurde
eine Woche nach dieser Behandlung ermittelt.
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Moskitolarven (Aedes aegypti): 100 ml einer wässrigen Lösung mit
0,5 ppm des zu prüfenden Giftstoffs wurden zusammen mit 10 Moskitolarven im vierten
Stadium in einen Behälter gegeben.
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Die Temperatur in der Umgebung des Behälters wurde auf 26,5°C eingestellt.
Die Mortalität wurde nach 48 Stunden ermittelt.
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Akute orale Toxizität: Die LD50 der zu prüfenden Yerbindung wurde
an Ratten mit einem Durchschnittsgewicht von 125-175 g durch orale Verabfolgung
des Giftstoffs in Maisöl bestimmt.
TABELLE II
| C CH3 |
| O-C-N-SR' |
| # O CH3 Orale |
| CH3 Toxi- |
| @er- Mehl- zität |
| bindung Blattläuse Schaben käfer Moskitos Ratten |
| No. Substituent R' 4 ppm 0,64 ppm 100 ppm 16 ppm 5 ppm 0,05
ppm LD 50 |
| 1 Trichlormethyl 100 91 100 15 100 46 125-250 |
| 2 1,1,2,2-Tetrachlor- |
| äthyl 98 97 67 7 100 - >125 |
| 3 Methyl 100 97 100 100 - 5-25 |
| 4 p-Chlorphenyl 100 97 100 5 96 100 25-41 |
| 5 Trichlorvinyl 100 100 100 47 - - - |
| 6 Butyl* 100 97 100 95 - 100 60-125 |
| 7 Äthyl* - 92 - - - 26 25-125 |
| 8 Dodecyl 100* - 20 0 - - >125 |
| 9 Phenyl 100 98 100 37 - - 25-125 |
| 10 4-Methylphenyl 100 96 100 2 76 - 25-125 |
| 11 3,4-Dichlorphenyl - 97 - - - 100 25-125 |
| 12 2,5-Dichlorphenyl - 61 - - - 100 25-125 |
| 13 4-Bromphenyl - 98 - - - 93 25-125 |
| 14 4-Fluorphenyl - 92 - - - 100 25-125 |
| 15 4-Nitrophenyl 100 96 100 97 - - 25-60 |
| 16 4-t-Butylphenyl 100* - 67 0 - - 125-250 |
| 17 Pentachlorphenyl @0@ - @0 0 - - 25-125 |
| @U@ADAN 100 73-98 100 100 10 0 11 |
| @ 40 ppm |
Die erfindungsgemässen Benzofuranyl-thiocarbamate sind auch wirksam
bei der Bekämpfung von Stubenflie'n Jhusca domestica L.). Wolfsmilchkäfern (Oncopeltus
fasciabus Dallas) und Kohlschädlingen (Trichoplusia ni Hubner).
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Die erfindungsgemässen Verbindungen sind ausser in den angegebenen
Fällen toxisch gegenüber einer Vielzahl von Schädlingen des Feldes und Hauses. Wie
die meisten in der Landwirtschaft verwendeten Chemikalien werden sie gewöhnlich
nicht direkt zur Anwendung gebracht, sondern den üblichen biologisch indifferenten
FUllstoffen oder Trägern beigemischt. Diese erleichtern die Verteilung der Wirkstoffe
bei der Anwendung in der Landwirtschaft, wobei die allgemein anerkannte Tatsache
zu berücksichtigen ist, dass Formulierung und Anwendungsweise die Wirksamkeit eines
Stoffes beeinflussen können. Die erfindungsgemässen Giftstoffe können als Sprühnebel,
Staub oder körniges Material auf die Insekten, ihre Umgebung oder die von ihnen
befallenen Wirte aufgebracht werden.
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Sie können als grobkörnige Granulate, pulvriger Staub, benetzbares
Pulver, emulgierbare Konzentrate, Lösungen oder in irgendeiner anderen Formulierung
vorliegen, Je nach der gewünschten Art der Anwendung.
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Benetzbare Pulver liegen in Form feinverteilter Partikeln vor, die
sich leicht in Wasser oder einem anderen Dispergens dispergieren lassen. Diese Mischungen
enthalten normalerweise 5-80% Giftstoff und im übrigen indifferente Stoffe wie Dimpergierungsmittel,
Emulgatoren und Benetzungsmittel. Das Pulver kann als trockener Staub oder vorzugsweise
als Suspension in Wasser auf den
Boden aufgebracht werden0 Als
Träger eignen sich Fullererde, Kaolintone, Kieselerden und andere stark absorbierende,
leicht benetzbare anorganische Streckmittel. Zu den Benetzungs-, Dispergierungs-
oder Emulgierungamitteln, die in Formulierungen für die Landwirtschaft verwendet
werden, gehören beispielsweise Alkyl- und Alkylarylsulfonate und -sulfate und ihre
Natriumsalze; Alkylamidsulfonate einschliesslich Methyltauride von Fettalkoholen;
Alkylarylpolyätheralkohole, sulfatierte höhere Alicohole und Polyvinylalkohole;
Polyäthylenoxide; sulfonierte tierische und pflanzliche Öle; sulfonierte rohöle;
Fettsäureester von mehrwertigen Alkoholen und die Äthylenoxid-Additionsprodukte
dieser Ester sowie die Additionsprodukte von langkettigen Mercaptanen und Äthylenoxid,
Im Handel sind noch viele weitere geeignete grenzflächenaktive Mittel erhältlich.
Diese Mittel enthalten normalerweise 1 bis 15 Gew.% der Pestizidmischung.
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Stäube sind freifliessende Gemische des Wirkstoffs mit feinverteilten
Feststoffen wie Talcum, natürlichen Tonen, Kieselgur, Pyrophyllit, Kreide, Diatomeenerden,
Calciumphosphaten, Calcium-und Magnesiumcarbonaten, Schwefel, Kalk, Mehl und anderen
organischen und anorganischen Feststoffen, die als Dispergenzien und Träger für
den Giftstoff wirken, Diese feinverteilten Stoffe haben eine durchschnittliche Teilchengrösse
von weniger als etwa 50 Mikron. Eine für die obigen Zwecke geeignete Staubformulierung
enthält 75% Kieselerde und 25> Giftstoffe Flüssige Konzentrate sind u.a. emulgierbare
Konzentrate in Form homogener Flüssigkeiten oder Pasten, die leicht in Wasser oder
einem anderen Dispergens dispergiert werden können. Sie können
lediglich
aus dem Giftstoff mit einem flüssigen oder festen Emulgator bestehen, oder sie können
noch einen flüssigen Träger wie Xylol schwere aromatische Naphthas, Isophoron und
andere nichtflüchtige organische Lösungsmittel enthaltene Bei der Verwendung werden
diese Konzentrate in Wasser oder einem anderen flüssigen Träger dispergiert und
im allgemeinen auf die zu behandelnde Fläche aufgesprüht.
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Gebräuchliche Formulierungen bei der Anwendung von Insektiziden sind
aucn einfache Lösungen des Wirkstoffs in einem Dispergens, in dem der tiiftstoff
in der gewünschten Konzentration vollständig löslich ist, wie z.B. Aceton, alkylierte
Naphthaline, Xylol oder andere organische Lösungsmittel. Körnige Formulierungen,
in denen der Giftstoff auf verhältnismässig groben Teilchen niedergeschlagen ist,
sind besonders nützlich für die Verteilung von der Luft aus oder für die Durchdringung
von Ernteflächen. Köder, die durch Vermischen von festen oder flüssigen Konzentraten
des Giftstoffs mit einem geeigneten Futtermittel wie Maismehl oder Zucker hergestellt
werden, eignen sich ebenfalls zur Bekämpfung von Insektenschädlingen. Verwendet
werden können auch unter Druck stehende Sprühnebel, das heisst Aerosole, in denen
der Wirkstoff durch Verdampfung eines tiefsiedenden Lösungsmittels als Träger dispergiert
ist, wie z.B. die Frigene. Alle diese Verfahren zur Formulierung und Anwendung des
Wirkstoffs sind dem Fachmann bekannt.
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Der Anteil des Gift stoffs in Gewichtsprozenten in de Mischung richtct
sich nach der Art der Anwendung und der Jeweiligen Formulierung, liegt aber im allgemeinen
bei 0,5 bis 95* Giftstoff
bezogen auf die Pestizidmischung.
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Die Pestizide können zusammen mit anderen Wirkstoffen wie Nematoziden,
Insektiziden, Fungiziden, Bakteriziden, Pflanzenwuchsregulatoren, Düngemitteln usw,
formuliert und angewendet werden.
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Bei der Anwendung der Chemikalien ist natürlich darauf zu achten,
dass die erfindungsgemässen Giftstoffe in wirksamer Menge und Konzentration vorliegens
Die Begriffe "Insektizid" und "Insekt" sind hier im weitesten und allgemeinen Sinne
zu verstehen und beziehen sich nicht nur auf die Tiere, die streng biologisch als
Insekten klassifiziert sind. Wenn von "Insekten" die Rede ist, so sind also nicht
nur kleine wirbellose Tiere gesaeint, die zur Klasse Insecta gehören, sondern aucn
andere verwandte Klassen von Gliederfüsslern, deren Vertreter segmentierte wirbellose
Tiere mit mehr oder weniger als sechs Beinen sind wie Spinnen, Milben, Zecken, I-lundertfüsser,
Würmer und andere.
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Wie dem Fachmann bekannt ist, sind mannigfaltige Veränderungen an
der Erfindung möglich, ohne dass der Hahmen der folgenden Ansprüche verlassen wird.