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Insektizide Mittel 2-Nitrome-t;hyl. en-pyrrolidine bzw. -pip eridine
sind als Insektizide bekannt (DOS 2.321.522, DOS 2.321.523).
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Gegenstand der Erfindung sind nun 2-Nitromethylen-imidazolidine bzw.
2-Nitromethylen-hexahydropyrimidine der Formel
in der n 1 bis 2 R¹ Wasserstoff, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit
nicht mehr als 8 C-Atomen, (C5-C6)-Cycloalkyl, Hydroxyalkyl mit 2 bis 4 C-Atomen,
Alkoxyalkyl mit insgesamt bis 8 C-htomen, N,N-Dialkylaminoalkyl mit insgesamt bis
zu 7 C-htomen Phenyl oder Phenyl-(C1-C2)-alkyl, sowie R2 und R3 Wasserstoff oder
Methyl ist.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
von 2-Nitromethylen-imidazolidinen bzw. 2-Nitromethylen hexahydropyrimidinen der
Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist; daß man ein 1,2- bzw. 1,3-Diaminoalkan
der Formel
worin n, R1, R2 und R5 die zu Formel I angegebenen Bedeutungen
haben, mit.einer l-Nitroäthylen-Verbindung der Formel
worin R (C1-C4)-Thioalkyl oder Halogen, insbesondere C1, bedeutet, umsetzt.
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Bevorzugt sind Verbindungen, in denen R1 Wasserstoff, (C1-C4)-Alkyl,
Alkoxyalkyl mit insgesamt bis zu 4 C-Atomen, Phenyl, Benzyl und nur einer der Reste
R¹, R² Wasserstoff ist.
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Die Ausgangsstoffe der Formel II sind bekannt.
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Ausgangsprodukte der Formel III sind gleichfalls bekannt (z.3.
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aus Chem. Ber. 100, 591-604 (1967); Zhur. Obshchei Khim (J. Gen.
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Cnem) 19, 649-59 (1949), C.A. 44 (1950) 1011 g). Bevorzugt für R4
ist -SCHs.
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Die Umsetzung erfolgt formal nach der Reaktionsgleichung
Die Reaktionspartner II und III werden im allgemeinen in etwa stöchiometrischen
Mengen eingesetzt. Ueberschüsse des einen oder anderen Partners, z.B. -bis zu 5
%, sind möglicn.
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Als Lösungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren sind an sich
alle üblichen unter Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel geeignet, bevorzugt
sind solche, die eine hinreichende Löslichkeit für die Reaktanden besitzen, insbesondere
Alkohole wie Methanol methanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Methoxyäthanol,
weiter aprotisch polare wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methyl pyrrolidon
oder Dimethylsulfoxid, Acetonitril.
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Die Reaktionstemperaturen tonnen im allgenUiren zwischen O° Ufl(i
+1500C liegen, vorzugsweise zwischen +250 und 800C.
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Die Reaktionszeiten betragen je nach Temperaturbereich wenige Minuten
bis einige Stunden.
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Die Isolierung der Verfahrens erzeugnisse erfolgt nach üblichen Methoden
durch Abdestillieren der ver,zendeten Lösungsmittel oder Verdünnen der Reaktionslösung
mit Wasser. Gegebenenfalls kann eine Reinigung durch Umkristallisieren aus eines
geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch erfolgen.
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Bei der Umsetzung entsteht gewöhnlich ein Gemisch der cis- und trans-Isomeren,
die auf üblichem Wege getrennt werden können.
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Gegenstand der Erfindung sind daher auch die reinen Isomeren.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen aus der Reihe der 2-Nitromethylen-imidazolidine
bzw. 2-Nitromethylen-hexahydropyrimidine sind insektizid wirksam. Sie werden sowohl
über die Wurzel als auch über die grünen Teile von Pflanzen aufgenommen und im Leitgewebe
transportiert, so daß auch Schädlinge an Pflanzenteilen, die nicht mit Wirkstoff
in Berührung gekommen sind, abgetötet werden.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben gegenüber den analog gebauten
Pyrrolidinen bzw. Piperidinen der DOS 2.321.522 und 2.321.523 eine überlegene Wirkung,
wie aus den biologischen Beispielen hervorgeht.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in den üblichen Mischungen
mit üblichen festen und flüssigen inerten Trägerstoffen, Haft-, Netz-, Dispergier-
und Mahlhilfsmitteln als Spritzpulver, Emulsionen, Suspensionen, Stäube, Granulate,
Fliegenbänder, oder zum Teil auch als wäßrige Lösungen zubereitet werden. Der Gehalt
dieser
Formulierungen an den Wirkstoffen kann innerhalb weiter Grenzen variieren und zwischen
1 und 99 %, bei wäßrigen Lösungen auch loo d betragen. Die bei der praktischen Anwendung
in Spritzbrühen erforderlichen Wirkstoffkonzentrationen liegen vorzugsweise zwischen
0.0005 und o.5 Gewichtsprozent; bei Anwendung in hochkonzentrierter Form als ULV
(ultra low volume)-Formulierung kann die Wirkstoffkonzentration bis zu 80 betragen.
Durch Zusatz von bekannten Synergisten wie Piperonylbutoxid kann die Wirksamkeit
verstärkt werden.
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Im Unterschied zu anderen Insektiziden wie Phosphorsäureestern, Carbamaten
oder chlorierten Kohlenwasserstoffen traten bei der praktischen Anwendung der Verbindungen
an Insekten keine Erregungszustände, sondern Lähmungserscheinungen auf, die bei
höheren Dosierungen zum Tode führten, Dies deutet auf einen andere Wirkungsmechanismus
hin und hat zur Folge, daß die Verbindungen auch gegen solche Schädlinge eingesetzt
werden können, die gegen die herkömmlichen Mittel resitent geworden sind.
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Die Verbindungen sind besonders wirksam gegen Blattläuse, Blattwanzen,
Käfer und Schmetterlingsraupen. Sie haben eine ausgezeichnete Pflanzenverträglichkeit
und eine sehr geringe Warmblütertoxizität.
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HERSTELLUNGSBEISPIELE 1. 1-Methyl-2-nitromethylen-imidazolidin 16,5
g (0,1 Mol) 1-Nitro-2,2-bis-methylmercapto-äthylen werden in 40 ml Methanol vorgelegt,
unter Rühren bei einer Temperatur zwischen 20° und 30°C 7,4 g (0,1 Mol) N-Methyl-äthylen-diamin
zugetropft, anschließend 1 Stunde unter Rückfluß gekocht, Lösungsmittel im Vakuum
entfernt, der Rückstand aus Methanol umkristallisiert. Man erhält 9 g 1-Methyl-2-nitromethylen-imidazolidin
vom Schmelzpunkt 1350 - 140°C.
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Auf gleiche Weise erhält man aus den entsprechenden Ausgangsstoffen:
2. 5-Methyl-2-nitromethylen-imidazolidin vom Schmp. 106° - 108°C 3. 1,5-Dimethyl-2-nitromethylen-imidazolidin
vom Schmp. 106°-11000 4. 1,3-Dimethyl-2-nitromethylen-imidazolidin vom Schmp. 118°-120°C
5. 1-(2-Hydroxyäthyl)-2-nitromethylen-imidazolidin vom Schmp.
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1630 - 16500 6. l-Aethyl-2-nitromethylen-imidazolidin vom Schmp.
1180 - 12300 7. 1-n-Propyl-2-nitromethylen-imidazolidin vom Schmp. 1400-14400 8.
1-Isobutyl-2-nitromethylen-imidazolidin vom Schmp. 157° 16200 9. 1-Isobutyl-2-nitromethylen-imidazolidin
vom Schmp. 114°-11700
10. 1-Benzyl-2-nitromethylen-imidazolidin
vom Schmp. 146°-150°C 11. 2-Nitromethylen-hexahydropyrimidin vom Schmp. 2000 - 20400
12. 1-Methyl-2-nitromethylen-hexahdropyrimidin vom Schmp. 111°-11300 13. 1-Aethyl-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vom Schmp.
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128°-130°C 14. 1-Isopropyl-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin vom
Schmp.
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1260 - 1280C 15. 1-n-Butyl-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin vom
Schmp.
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116°-118°C 16. 1-(2-Aethylhexyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vom Schmp. 78°-80°C 17. 1-Benzyl-2-nitromethylen-hexahydropyrmidin vom Schmp.
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170°-172°C 18. 1-(2-Methoxyäthyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vm Schmp. 110°-114°C 19. 1-(3-Methoxypropyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vom Schmp. 98°-102°C 20. 2-Nitromethylen-1-phenyl-hexahydropyrimidin vom Schmp.
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197°-198°C 21. 1-(2-Hydroxyäthyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vom Schmp. 176°-180°C 22. 1-Cyclohexyl-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin vom Schmp.
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202°-204°C
23. 1 - (2-Diäthylaminoäthyl) -2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vom Schmp. 71 - 7300 24. 1 - (Cyclohexylmethyl)-2-nitromethylen-imidazolidin vom
Schmp.
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156 - 160°C 25. 1- (Cyclohexylmethyl ) -2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
vom Schmp. 180 - 184 C Weitere typische Beispiele für diese Klasse von Verbindungen
sind: 26. 1-Phenyl-2-nitromethylen-imidazolidin 27. 1-Cyclohexyl-2-nitromethylen-imidazolidin
28. 1-Cyclopentyl-2-nitromethylen-imidazolidin 29. 1-(2-Phenyläthyl)-2-nitromethylen-imidazolidin
3O. 1- (2-Diäthylaminoäthyl )-2-nitromethylen-imidazolidin 31. 1- (2-Dimethylaminoäthyl
)-2-nitromethylen-imidazolidin 32. 1-( 2-Dimethylaminopropyl)-2-nitromethylen imidazolidin
33. 1- (2-Diäthylaminopropyl )-2-nitromethylen-imidazolidin 34. 1-Cyclopentyl-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
35. 1-( 2-Phenyläthyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin 36. l-n-Propyl-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
37. 1-(2-Dimethylaminoäthyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin 38. 1-(2-Diäthylaminopropyl)-2-nitromethylen-hexahydropyrimidin
39. 1-(2-Dimethylaminopropyl)-2-niromethylen-hexahydropyrimidin
BIOLOGISCHE
BEISPIELE Beispiel I: Baumwollblätter werden einzeln an den Blattstielen mit Wattestückchen
umwickelt, in Gläschen mit Wasser gesteckt und anschli e end mit fallenden Wirkstoffkonzentrationen
wäßriger Verdünnungen von Emulsionskonzentraten der Verbindungen aus Beispiel (1)
und (12) bis zum Stadium des beginnenden Abtropfens besprüht.
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Mit denselben Konzentrationen werden Prodenia litura-Larven (L3) besprüht
und diese zusammen mit den gespritzten Baumwollblättern in Plastik-Gefäpe gesetz-t.
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Nach 48 Stunden werden die toten und lebenden Larven ausgezählt und
der Fraß an den Baumwollblättern bestimmt.
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Gleichermaßen behandelt man Heliothis virescens Larven auf Baumwollblättern,
Mamestra brassicae-Larven auf Kohlblättern, Plutella maculipennis-Larven auf Kohlblättern
sowie Agrotis sativum auf Kohlblättern.
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In der folgenden Tabelle wird die so erhaltene Mortalität in Abhängigkeit
von der Konzentration der Aktivsubstanz (A.S.) in der wäßrigen Verdünnung dargestellt
und in Vergleich gesetzt mit der Wirkung einer Verbindung vergleichbarer Struktur.
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Zum Vergleich dienten die folgenden bekannten Verbindungen: A 1-Methyl-2-nitromethylen-piperidin
(DOS 2.321.523) B 1-Methyl-2-nitromethylen-pyrrolidin (DOS 2.321.522)
Tabelle I - Wirkung auf Schemetterlingsraupen
Verbindung Beispiel (1) Beispiel (12) Vergleichsmittel A |
aus Konz. Konz. Konz. |
Gew.-% A.S. % Mort Gew.-% A.S. % Mort Gew.-% A.S. % Mort |
0,005 100 0,01 100 0,2 80 |
Prodenia litura 0,0025 90 0,005 0 0,1 70 |
0,0012 40 0,0025 50 |
0,01 100 0,02 100 - - |
Heliothis 0,005 50 0,01 75 |
virescens 0,005 40 |
0,02 100 0,02 100 0,1 80 |
Mamestra 0,01 60 0,01 75 0,05 50 |
brassicae 0,005 30 0,005 55 |
0,05 100 0,05 100 |
Plutella 0,02 80 0,02 70 |
maculipennis 0,01 60 0,005 50 |
0,1 70 |
Agrotis 0,05 50 |
sativum 0,01 10 |
Beispiel II: Abgeschnittene gestielte Blätter von Bohnenpflanzen
(Phaseolus) werden am Stiel mit Watte umwickelt und in mit Wasser gefüllte Gläschen
gesteckt. Ånschließend werden die solchermaßen präparierten Blätter in einer speziellen
Sprüheinrichtung mit wärigen Emulsionen oder Suspensionen von Emulsionskonzentraten
oder Spritzpulvern der Verbindungen aus den Beispielen (7), (13), (18) in fallenden
Spritzbrühekonzentrationen besprüht.
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Gleichermaßen besprühtmanausgewachsene Larven des Mexikanischen Bohnenkäfers
(Epilachna varivestis) und setzt die Tiere nach der Behandlung zu den Bohnenblättern.
Nach 48 Stunden werden die prozentual abgetöteten Larven pro Konzentration festgestellt.
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Tabelle II - Wirkung auf Epilachna varivestis-Larven
Verbindung aus Beispiel Konz. Gew.-% A.S. % Mortalität |
0,005 100 |
(7) 0,0025 90 |
0,0012 75 |
0,0006 40 |
0,005 100 |
(13) 0,0025 80 |
0,00125 80 |
0,005 100 |
(18) 0,0025 70 |
0,0012 70 |
0,0006 30 |
0,01 100 |
Vergleichsmittel A 0,005 60 |
0,0025 10 |
0,01 100 |
Vergleichsmittel B 0,005 70 |
0,0025 20 |
BeisPiel III.
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Reiner Wirkstoff wird in Aceton gelöst und durch Verdünnen mit dem
Lösungsmittel eine fallende Konzentrationsreihe hergestellt.
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Anschließend werden je 2 ml der acetonigen Lösung gleiclmäßig auf
der Innenseite des Deckels und des Bodens von Petrischalen verteilt (2-fache Wiederholung/Konzentration).
Nach dem Abtrocknen werden in jede Schale 10 Fliegen (Musca domestica) gesetzt und
nach 3 Stunden die Mortalität festgestellt.
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Tabelle III
Verbindung aus Beispiel Konz. (A.S.) % Mortalität |
mg/cm² |
0,01 100 |
(1) 0,005 70 |
0,005 100 |
(3) 0,0025 90 |
0,0012 70 |
Vergleichsmittel B 0,2 0 |
0,01 100 |
(12) 0s005 95 |
0,0025 65 |
0,003 100 |
(13) 0,0015 65 |
0,00075 35 |
Vergleichsmittel A 0,2 0 |
Beispiel Gleichgroße Wurzelballen von ca. 20 cm hohen Pflanzen
von Vicia faba werden in Plastikbeutel verpackt und in den Wurzelbereich je 20 ml
einer wäprigen Emulsion (Suspension) eines Emulsionskonzentrates bzw. Spritzpulvers
gleichmäßig verteilt. Nach 2 Tagen werden je 10 Larven von Prodenia litura auf die
grünen Pflanzenteile gesetzt. Nach weiteren 2 Tagen wird die Mortalität der Tiere
festgestellt.
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Tabelle IV
Verbindung aus Beispiel mg Wirkstoff/Wurzelballen % Mort. |
(1) 2 100 |
1 90 |
0,5 85 |
(12) 2 100 |
1 90 |
0,5 70 |
Aehnliche Wirkung haben die Verbindungen aus Beispiel (3) und (13).
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Beispiel V: Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen nach dem Einbringen
in den Wurzelbereich der Pflanzen eine erhebliche Dauerwirkung in Bezug auf die
Schädlinge, die von den grünen Pflanzenteilen leben. Dies läßt sich wie folgt nachweisen:
Gleichgrope Vlurzelbalien von ca. 20 cm hohen Pflanzen von Vicia faba werden eingebeutelt
und in den Wurzelbereich je 20 ml einer wärigen Emulsion (Suspension) eines Emulsionskonzentrates
bzw. Spritzpulvers gegeben (anteilig 1 mg/ Wirkstoff pro lslurzelballen). Nach 8,
14, 18 und 24 Tagen werden je 10 Larven von Prodenia litura auf die grünen Pflanzenteile
gesetzt.
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2 Tage nach der jeweiligen Besetzung mit Larven wird die Mortalität
festgestellt.
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Tabelle V
Verbindung aus Beispiel Tage 0 Mortalität |
(1) 2 85 |
8 85 |
14 75 |
18 70 |
24 65 |
Beispiel VI: Mit folgender Versuchsanordnung wird die Wirkung
gegen Blatt läuse nachgewiesen: Mit Schwarzer Bohnenblattlaus (Aphis fabae) besetzte
Ackerbohnen (Vicia faba) werden mit wäßrigen Suspensionen von Spritzpulverkonzentraten,
die die in der Tabelle VI angegebene Wirkstoffmenge enthalten, tropfnap gespritzt.
Die Aufstellung der Pflanzen im Gewächshaus erfolgt bei 220C.
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Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt: Tabelle
VI
Verbindung aus Gew.-% A.S. % Abtötung nach 3 |
Beispiel Spritzbrühe Tagen |
(13) 0,025 100 |
0,0125 80 |
0,006 70 |
(15) 0,0125 100 |
0,006 85 |
0,003 50 |
(18) 0,003 100 |
0,0015 60 |
0,00075 30 |
(19) 0,006 100 |
0,003 90 |
Vergkleichsmittel |
A 0,1 100 |
0,05 5 |
0,025 50 |
Beispiel VII: Amerikanische Baumwollwanzen (Imagines; Oncopeltus
fasciatus) werden mit wäßrigen Suspensionen der in Tabelle VII genannten Verbindungen
tropfnaß gespritzt. Aufstellung in Behältern bei Zimmertemperatur.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengefapt.
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Tabelle VII
Verbindung aus Gew.-% A.S. in der % Abtötung nach |
Beispiel Spritzbrühe Tagen |
(7) 0,0125 |
0,006 70 |
(10) 0,006 100 |
0,003 40 |
(13) 0,025 100 |
0,0125 90 |
0,006 20 |
(15) 0,003 100 |
0,0015 50 |
(18) 0,0125 100 |
0,006 80 |
Vergleichsmittel A 0,025 100 |
0,0125 50 |
Vergleichsmittel B 0,0125 100 |
0,006 60 |
Beispiel VIII: Afrikanische Baumwollwanzen (Dysdercus fasciatus)
werden mit wäßrigen Verdünnungen von Spritzpulverkonzentraten, die die in der Tabelle
VIII angegebene Wirkstoffmenge der jeweiligen beanspruchten Verbindung enthalten,
tropfnaß gespritzt. Amschließend werden die Wanzen in mit luftdurchlässigen Deckeln
versehenen Behältern bei 20°C aufgestellt.
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Die Ergebnisse sir in folgender Tabelle zusammengefaßt: Tabelle VIII
Verbindung aus Gew.-% A.S. in der % Abtötung nach |
Beispiel Spritzbrühe Tagen |
(1) 0,0125 100 |
0,006 30 |
(3) 0,0125 100 |
0,006 70 |
(6) 0,025 100 |
0,0125 90 |
0,006 50 |
(7) 0,006 100 |
0,003 60 |
(8) 0,025 100 |
0,0125 90 |
0,006 50 |
(12) 0,006 100 |
0,Q03 90 |
(13) 0,0125 100 |
0,006 90 |
0,003 70 |
(15) 0,003 90 |
0,0015 80 |
(17) 0,025 100 |
0,0125 90 |
0,006 50 |
(18) 0,003 100 |
(19) 0,003 100 |
0,0015 60 |
Vergleichsmittel A 0,05 100 |
0,025 70 |
Vergleichsmittel B 0,05 90 |
0,025 20 |