DE2315886C3 - Verwendung von Aminomethanphosphonsaure zur Hemmung des vegetativen Pflanzenwachstums - Google Patents
Verwendung von Aminomethanphosphonsaure zur Hemmung des vegetativen PflanzenwachstumsInfo
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Description
OH
zur Hemmung des vegetativen Pflanzenwachstums.
l5ie vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung
der bekannten Aminomethanphosphonsäure zur Hemmung des vegetativen Pflanzenwachstums.
Es ist bereits bekannt geworden, daß die Aminomethanphosphonsäure die Vermehrung des Tabakmosaik-Virus hemmen kann und daß diese Verbindung die
Fähigkeit besitzt, das Wurzelwachstum von Tabakpflanzen zu verzögern (vgl. Doklady Akad. Nauk. SSSR 98.
849-852 [1954] = Chem. Abstr. Vol. 49 [1955J 3404 a).
Uei dieser Hemmung des Wurzelwachstums von Tabakpflanzen handelt es sich um einen bestimmten,
allerdings unerwünschten wuchsregulierenden Effekt. Es Lt nämlich nicht erstrebenswert, das Wurzelwachstum von Pflanzen zu hemmen, weil die Pflanzen dadurch
bis zu einem gewissen Grade geschädigt werden.
Weiterhin ist bekannt, daß bestimmte stickstoffhaltige Organophosphorverbindungen, in denen das Phosphoratom jeweils direkt mit dem Stickstoffatom
verbunden ist, herbizide Eigenschaften aufweisen (vgl. US-PS35I1 632).
Ferner ist bekannt, daß bestimmte Ester, die sich von der Aminomethanphosphonsäure ableiten, eine herbizide Potenz besitzen (vgl. DE-OS 21 51 460). Eine
pflanzcnwuchsregulierende Aktivität dieser Stoffe ist allerdings nicht beschrieben worden.
Schließlich ist bereits bekannt geworden, daß bestimmte 2-Halogenäthyl-ammoniumhalogenide, insbesondere das (2-Chloräthyl)-trimethyl-ammoniumchIorid. pflanzenwachstumsregulicrende Eigenschaften aufweisen (vgl. US-PS 31 56 554). So kann speziell das
(2-Chloräthyl)-irimethyl-ammoniumchIorid zur Hemmung des vegetativen Wachstums von Getreide, wie
z. B. Gerste, verwendet werden. Die Wirkung dieses Stoffes ist jedoch nicht befriedigend.
Es wurde nun gefunden, daß die bekannte Aminomethanphosphonsäure der Formel
O OH
ü/
H2N C M2 P (I)
OH
sehr gut zur Hemmung des vegetativen Pflanzenwachstums geeignet ist.
Die Aminomethanphosphonsäure kann nicht nur in der obigen Struktur (I), sondern auch in der isomeren
inneren Betainform der Konstitution
O O
II/
H3N-Ch1-P an
H3N-Ch1-P an
OH
vorliegen. Da es für die erfindungsgemäße Verwendung
ίο des Stoffes jedoch unerheblich ist, ob die Komponente
(I) oder (II) bzw. ein Gemisch der beiden Isomeren eingesetzt wird, sei der Wirkstoff im folgenden der
Einfachheit halber allein durch die Formel (I) charakterisiert
Überraschenderweise zeigt die erfindungsgemäß verwendbare Aminomethanphosphonsäure eine erheblich höhere pflanzenwuchsregulierende Wirfijng als das
aus dem Stand der Technik bekannte (2-Chloräthyl)-trimethyl-ammoniumchlorid, welches ein anerkannt gut
wirksamer Stoff gleicher Wirkungsart ist Darüber hinaus übertrifft die Aminomethanphosphonsäure auch
konstitutionell sehr ähnliche Stoffe, wie z. B. den Λ-Benzylamino-propyI-phosphonsäu-e-diäthylester und
den entsprechenden Di-n-propyl-ester bezüglich ihrer
Fähigkeit, das vegetative Pflanzenwachstum zu hemmen. Hervorzuheben ist in erster Linie, daß sich die
Aminomethanphosphonsäure wesentlich besser zur Hemmung des vegetativen Wachstums von Getreide —
vorzugsweise Gerste — eignet als (2-Chloräthyl)-tri-
jo methyl-ammoniumchlorid bzw. als a-Benzylamino-propyl-phosphonsäure-diäthylester und «-Benzylaminopropyl-phosphonsäure-di-n-propylester.
Eine Hemmung des vegetativen Wachstums von Getreide ist deshalb von Vorteil, weil dadurch kürzere
jj aber dickere Halme entstehen, wodurch die Gefahr des
Umknickens (»Lagerns«) der Pflanzen vor der Ernte vermindert wird. Der erfindungsgemäß zu verwendende
Stoff stellt somit eine wertvolle Bereicherung der Technik dar.
Berücksichtigt man die Tatsache, daß von der Aminomethanphosphonsäure bekannt war, daß sie das
Wurzelwachstum bei Tabakpflanzen verzögern kann, also eine unerwünschte wuchsregulierende Eigenschaft
ausübt, so ist es als äußerst überraschend zu bezeichnen,
4-, daß die Aminomethanphosphonsäure sich ganz hervorragend zur Hemmung des vegetativen Wachstums von
Kulturpflanzen eignet, ohne dabei die Pflanzen zu schädigen.
-,(i methanphosphonsäure der Formel (I) bzw.(ll) ist bereits
bekannt (vgl. Doklady Akad. Nauk SSSR 98, 849-852 [1954]; Bull. Acad. Sei. USSR Div. Chem. Sei. No. 6,635
[1950] und Bull. Acad. Sei. USSR Div. Chem. Sei. No. I,
96 [1951]). Ihre Verwendung zur Hemmung des
-,-, vegetativen Pflanzenwachstums ist jedoch neu.
Die Aminomethanphosphonsäure wird zum Beispiel hergestellt, indem man wäßrige Ammoniaklösung eine
oder mehrere Stunden bei einer Temperatur von 15O0C
unter einen Überdruck von etwa 20 Atmosphären auf
Wi Chlormcfhanphosphonsäure einwirken laßt. Zur Isolierung des Produktes wird das Reaktionsgemisch im
Vakuum eingedampft. Die so erhaltene Rohsubstanz wird dadurch von Verunreinigungen befreit, daß man
das Produkt in Wasser löst, die Lösung filtriert und
h-, anschließend über einen Ionenaustauscher laufen läßt.
Das Eluat wird unter vermindertem Druck eingeengt. Der dabei anfallende Rückstand wird aus wäßrigem
Aceton umkristallisiert.
Der erfindungsgemäß zu verwendende Wirkstoff
greift in das physiologische Geschehen des Pflanzenwachstum*
ein und kann deshalb zur Hemmung des vegetativen Wachstums verwendet werden. Eine
Hemmung des vegetativen Wachstums spielt bei s Getreide eine große Ro)Je, da das Lagern hierdurch
verringert oder völlig verhindert werden kann.
Bei vielen Kulturpflanzen erlaubt die Hemmung des vegetativen Wachstums eine dichtere Anpflanzung der
Kultur, so daß ein Mehrertrag bezogen auf die ι ο Bodenfläche erzielt werden kann. Ein weiterer Mechanismus
der Ertragssteigerung mit Wuchshemmern beruht darauf, daß die Nährstoffe in stärkerem Maße
der Blüten- und Fruchtbildung zugute kommen, während das vegetative Wachstum eingeschränkt wird.
Der erfindungsgemäß verwendbare Wirkstoff kann in die üblichen Formulierungen übergeführt werden, wie
Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Pulver, Pasten und Granulate, üiese werden in bekannter Weise
hergestellt, z. B. durch Vermischen des Wirkstoffes 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 und/oder schaumerzeugenden
Mitteln. Im Falle 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 Chlorbevizole, C<iloräthylene oder
Methylenchlorid, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan oder Paraffine, z. B. trdölfraktionen.
Alkohole, wie Butanol oder Glycol sowie deren Äther und Ester, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon,
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 rynthetische Gesteinsmehle, wie hochdisperse Kieselsäure, Aluminiumoxid
und Silikate; als Emulgier- und/oder schaumerzeugende Mittel: nichtionogene und anionische Emulgatoren, wie
Polyoxyäthylen-Fettsäure-Ester, Polyoxyäthylen-Fettalkohol-Äther,
z. B. Alkylaryl-polyglykol-älher, Alkylsulfonate,
Alkylsulfate, Arylsulfonate sowie Eiweißhydrolysate; als Dispergiermittel: z. B. Lignin-Sulfitablaugen
und Methylcellutose. Der erfindungsgemäße Wirkstoff könn in den Formulierungen in Mischung mit
anderen bekannten Wirkstoffen vorliegen.
Die Formulierungen enthalten im allgemeinen zwischen 0,1 und 95 Gewichtsprozent Wirkstoff, vorzugsweise
zwischen 0,5 und 90%.
Der Wirkstoff kann ais solcher, in Form seiner b<
> Formulierungen oder der daraus durch weiteres Verdünnen bereiteten Anwendungsformen, wie gebrauchsfertige
Lösungen, Emulsionen, Schäume, Suspensionen, Pulver, Pasten und Granulate angewendet
werden. Die Anwendung geschieht in üblicher Weise, &>
z. B. durch Gießen, Spritzen. Sprühen, Stäuben, Streuen usw.
Die Wirkstoffkonzenlrationen können in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen
verwendet man Konzentrationen von 0,0005 bis 2%, vorzugsweise von 0,0t bis 0,5%,
Ferner wendet man im allgemeinen pro Hektar Bodenfläche 0,1 bis 100 kg, bevorzugt 0,5 bis 10 kg,
Wirkstoff an.
Für die Anwendungszeit gilt, daß die Anwendung des Wachstumsregulators in einem bevorzugten Zeruaum
vorgenommen wird, dessen genaue Abgrenzung sich nach den klimatischen und vegetativen Gegebenheiten
richtet
Die gute Wirksamkeit des erfindungsgemäß verwendeten Wirkstoffs geht aus den nachfolgenden Beispielen
hervor.
Wachstumshemmung/Gerste
Lösungsmittel: 10 Gewichtsteile Methanol
Emuigaior: 2 Gewichtsteüe Polyoxyäthylen-Sorbitan-Monolaurat
Emuigaior: 2 Gewichtsteüe Polyoxyäthylen-Sorbitan-Monolaurat
Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoffzubereitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den
angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration
auf.
Junge, 25 cm hohe Gerstepflanzen werden mit der Wirkstoffzubereitung tropfnaß besprüht. Nach 3 Wochen
wird der Zuwachs gemessen und die Wachstumshemmung in % des Zuwachses der Kontrollpflanzen
berechnet.
Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:
Tabelle A
Wachstumshemmung'Gerste
Wachstumshemmung'Gerste
Wirkstoff
Wasser (Kontrolle)
Kunzen- Wachstralion lumsin ppm hemmung
in % der
Konirolle
Cl-CH2-CH2-N(CH3)., Cl 500 35
(bekannt) O OH
II/
H2N-CH2-P
OH
500 85
Bei den mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Substanz behandelten Pflanzen wurde eine erhöhte
Halmstabilität beobachtet.
Wachstumshemmung bei Gräsern/Gewächshauslest
Lösungsmittel: 10 Gewichtsteüe Methanol
Emulgator: 2 Gewichtsteüe Polyoxyäthylen-Sorbitan-Monolaurat
Emulgator: 2 Gewichtsteüe Polyoxyäthylen-Sorbitan-Monolaurat
23 15 5 |
O OH | O OH | 5 | 886 6 |
0 0 0 0 0 | O OH |
Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoffzube | II/ | Ii/ | Wochen wird der Zuwachs gemessen und die Wuchsbe- | II/ | ||
reitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den | H2N-CH2-P 0,05 50 5 OH |
H2N- CH2- P 0,05 30 \ |
einflusswng in °/o des Zuwachses der Kontrollpflanzen | H2N-CH2-P 0,05 10 | ||
angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator | Beispiel C | OH | berechnet. Es bedeuten 100% den Stillstand des | \ DH |
||
und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration | Wuchshemmung/Weizen/Gewächshaustest | Wachstums und 0% ein Wachstum entsprechend dem | 90 25 30 60 30 | |||
auf. | Lösungsmittel: 10 Gewichtsteile Methanol | bei | der Kontrollpflanzen. | |||
3 bis 4 cm hohe Graspflanzen werden mit den | Emulgator: 2 Gewichtsteile Polyoxyäthylen- | Wirkstoff, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate | Beispiel D | |||
Wirkstoffzubereitungen tropfnaß besprüht. Nach 3 | Sorbitan-Monolaurat | gehen aus der nachfolgenden Tabelle B hervor: | Wuchshemmung/Bohnen/Gewächshaustest | |||
Tabelle B | Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoffzube | Lösungsmittel: 10 Gewichtsteile Methanol | ||||
Wuchshemmung bei Gräsern/Gewächshaustest | reitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den | Emulgator: 2 Gewichtsteile Polyoxyäthylen- | ||||
Wirkstoff Wirkstoff- Wuchohemmung in % | angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator | Sorbitan-Monolaurat | ||||
Kunden ir.
in % Agrostis Bromus |
und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration | Cjnodon Cynosurus Festuca Lolium Poa Poa pra- | Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoffzube | |||
tennis inermis | auf. | dactylon cristatus rubra perenne annua tensis | reitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den | |||
— — 0 0 | Junge, 5—8 cm hohe Weizenpflanzen werden mit der | 0 | angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator | |||
(Konirolle) | Wirkstoffzubereitung tropfnaß besprüht. Nach ca. 4 | und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration | ||||
Wochen wird der Zuwachs gemessen und die Wuchs | auf. | |||||
hemmung in % des Zuwachses der Kontrollpflanzen | Junge Bohnenpflanzen werden in dem Stadium, in | |||||
berechne». Es bedeuten 100% den Stillstand des | 5 | dem die Primärblätter voll entfaltet sind, mit den | ||||
Wachstums und 0% ein Wachstum, das demjenigen der | Wirkstoffzubereitungen tropfnaß besprüht. Nach ca. 4 | |||||
Kontrollpflanzen entspricht. | Wochen wird der Zuwachs gemessen, die Wuchshem | |||||
Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate | 30 | mung in % des Zuwachses der Kontrollpflanzen | ||||
gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor: | berechnet. Es bedeuten 100% den Stillstand des | |||||
Wachstums und 0% ein Wachstum entsprechend dem | ||||||
Tabelle C | 35 | der Kontrollpflanzen. | ||||
Wuchshemmung' Weizeiy Gewächshaustest | Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate | |||||
Wirkstoff Wirkstoff- Wuchs | gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor: | |||||
konzentralion hemmung | Tabelle D | |||||
in % in % | Wuchshemmung'BohnetV Gewächshaustest | |||||
— . — 0 | 40 | Wirkstoff Wirkstoff- Wuchs | ||||
(Kontrolle) | konzentralion hemmung | |||||
in % in % | ||||||
— — 0 | ||||||
(Kontrolle) | ||||||
45 | ||||||
50 | ||||||
55 | ||||||
fen | ||||||
h5 | ||||||
Beispiel E Wuchshemmung/Kressekeimlinge
Lösungsmittel: IOGewichtsteile Methanol
Emulgator: 2 Gewichtsteile Polyoxyäthylen-Sorbitan-Monolaurat
Zur Herstellung einer /weckmäßigen Wirkstoffzubereitung vermischt man I Gewichtsteil Wirkstoff mit den
angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration
auf.
|e 50 Kressesamen werden auf ein steifes, rechteckig
zugeschnittenes Filterpapier gelegl, das mit einer 0.001 %igen Lösung der jeweiligen Wirkstoff/.ubereitung
geiriinkt ist. Auf dem feuchten Filterpapier haften
die Samen so fest, daß sie auch beim Aufrichten des
Papiers nicht herunterfallen. Das mit Samen bchulcnc feuchte Filterpapier wird senkrecht in ein Becherglas
(Inhalt: 250 ml) gestellt, das 20 ml der jeweiligen 0,001 %igen Wirkstofflösung enthält. Das Becherglas
wird mit einer Glasscheibe abgedeckt. Nach 4 Tagen wird die Länge der Keimlihge ausgemessen und die
Wachstumshemmung gegenüber den Kontrollpflanzen in % ausgedrückt. Hs bedeuten 100% den Stillstand des
Wachstums und 0% ein Wachstum, das demjenigen der Kontrollpflanzen entspricht. Die Kontrollpflan/cn werden
mit destilliertem Wasser behandelt, das eine den Wirkstoffzubereitungen entsprechende Menge an Lösungsmittel
und Emulgator enthalt.
Wirkstoffe. Wirkstoffkonzentrationen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:
Tu bei le H
Wiichshcmmunii Kressekeimlinge
Wiichshcmmunii Kressekeimlinge
Wirkstoff
koii/cn trillion hemmung
(Konirolle)
O OH
II, N (II, l> 0.(H)I
OfI
Beispiel F
Wuchshemiviung/Gerste
Lösungsmittel: IOGewichtsteile Methanol
Emulgator: 2 Gewichtsteile Polv-ox\-
Emulgator: 2 Gewichtsteile Polv-ox\-
athvlen-Sorbitan-Monolaurat
Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoffzubereitung
vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator
und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration auf.
lunge. 25 cm große Gerstenpflanzen werden mit der Wirkstoffzubereitune troDfnaß besDrüht. Nach 4 Wochen
wird der Zuwachs gemessen und die Wuchshemmung in % des Zuwachses der Kontrollpflanzen
berechnet. Es bedeuten 100% den Stillstand de1·
Wachstums und 0% ein Wachstum entsprechend dem der unbehandelten Kontrollpflanzen.
Wirkstoffe. Wirkstoffkonzentration und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor.
Ta bei L F
W'uehshemmune Gerste
Wirkstoff
WirkstofT-kon7entration in
ppm
ppm
Wuchshemmung
in', der
Konirolle
in', der
Konirolle
(Kontrolle)
O OC2H5
<f V-CH2-NH-CH-P
C2Hj OC2Hj
(bekannt aus DE-OS 21 51 4601
500
IO
l-'ort setzung
W irks | until | CH | ,-NH- | CH ι |
O H |
OC1H7 |
Wirkolt.rr-
kon/cntriilion in ppm |
ill "n JeI
Ktiiilrollc |
1 C, IU |
Il ■' P |
|||||||
\ | ( | aus | i)i:-os 2 | I 51 4 | OC1H- | 5(M) | 18 | |
O OH | (ι()| | |||||||
lbck | II, | ρ | ||||||
ΙΙ,Ν | 5(K) | X 5 | ||||||
lerlindunusgcniäHl
Hcrstclliingsbcispicl
11, N CII,
O OH
OH
1 30,5 g (I Mol) Chlormethanphosphonsäure gibt man vorsichtig in Portionen unter Rühren zu 1 kg 25%iger
wäliriger Ammoniaklösung. Die Mischung wird im Rührautoklav während 3 Stunden auf einer Innentemperatur
von 150°C gehalten (ca. 20 Atmosphären
Überdruck) und nach entspannung und Abkühlung im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Eindampfrück·
stand wird in der gleichen Menge Wasser gelöst und klarfiltriert. Man gibt die Lösung auf eine Säule, die mit
etwa 2 kg eines stark sauren Ionenaustauschers in der 11-Form gefüllt ist, und eluiert mit Wasser. Nach
Abwarten des chlorionenhaltigen Vorlaufs fängt man das chlorionenfreie F.luat bis /um Erreichen des
Neutralpunktcs auf und dampft es im Vakuum zur Trockne ein. Das so erhaltene Produkt (40.1 g) wird
durch Auflösen in 250 ml heißem Wasser unter Zusatz von 330 ml Aceton umkristallisiert. Man erhält die
Aminomethanphosphonsäure in l-'orm farbloser Kristalle, die in der Nähe von 300 C unter Zersetzung
schmelzen. (Wiederholte Schmclzversuche ergeben keinen einheitlichen Zerset/ungspunkt. Dieser kann
vielmehr jeweils /wischen 280" C und 310 C liegen.)
Ausbeute: 39.3 g (35.4% der Theorie).
Claims (1)
- Patentanspruch;Verwendung von Aminomethanphosphonsäure der FormelO OHII/H2N-CH2-P (I)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |