DE2614935B2

DE2614935B2 - N-Trichlormethylthio-alkenylbernsteinsäureimide und fungizides Mittel

Info

Publication number: DE2614935B2
Application number: DE2614935A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 2000 Norderstedt Diehl; Heinz Dipl.-Chem. Dr. 2000 Hamburg Eggensperger; Wilhelm Prof. Dipl.- Chem. Dr. 8405 Donaustauf Sandermann
Original assignee: Schuelke & Mayr 2000 Norderstedt GmbH
Current assignee: Sandermann Wilhelm Prof Dipl-Chem Dr 7630 L
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1976-04-07
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2614935A1; US4085220A; DE2614935C3

Description

in der R einen Alkenylrest mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet

2. Fungizides Mittel mit einem Gehalt an einer oder mehreren Verbindungen nach Anspruch 1 sowie den üblicher. Träger- und Hilfsstoffen.

25

Es Wi) rde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen ausgezeichnete Fungizide mit sehr guter Löslichkeit in Benzinkohlenwasserstoffen darstellen. Die hohe Löslichkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen vereinfacht nicht nur ihre Anwendung, sondern verstärkt auch ihre Wirkung.

Fungizide werden als Pflanzenschutzmittel, zum Schutz von Holz, Leder, Lacken, Textilien, Papier und anderen organischen Materialien sowie zur Bekämpfung von Pilzinfektionen bei Tier und Mensch angewandt Viele dieser Fungizide weisen jedoch Nachteile auf. So sind organische Quecksilberverbindungen giftig, organische Zinnverbindungen lichtempfindlich, Chlorphenole, wie Pentachlorphenol, leicht flüchtig und für den Menschen toxisch, während die Derivate der Dithiocarbaminsäuren durch Reaktion mit Metallsikkativen zur Dunkelfärbung von Lacken führen.

Ferner sind aus der US-PS 25 53 770 Trichlormercaptoverbindungen bekannt, deren Wirkung auf der Blockierung der SH-Gruppen von Phosphorylierungsenzymen beruht, siehe R. G. Owens und H. M. Novotny, Contr. Boyee Thompson Inst, Band 20 (1959), Seite 171. Die dort beschriebenen Verbindungen haben die allgemeine Formel

/CO_x

R N—SCCI3

^⁷

50

(D

Zu ihrer Herstellung werden entsprechende Dicarbonsäureimide mit Trichlormethansulfenylchlorid umgesetzt. Al? ^sgangsstoffe hat man Tetrahydrophthalsäureimid, endo-Methylen-tetrahydrophthalimid und Bernsteinsäureimid verwendet. Von den in dieser Weise hergestellten Verbindungen sind heute hauptsächlich _b0 die Verbindungen Il bis IV im Handel:

(IH)

(IV)

Phaltan (Folpet)

N—R

R = —SCCI3

Auch fluorierte Verbindungen, wie die Verbindungen V und VI wurden entwickelt:

N-SCCl₂F Fluorfolpet (Preventol A 3)

H₃C

N— SO₂-N-SCCi₂F Dichlorfluoamid

(VI)

Die bei der praktischen Anwendung dieser Fungizide festgestellten Eigenschaften sind u. a. in Fette, Seifen, Anstrichmittel, Band 68 (1966), Seiten 275-279 und von B. A. Richardson, B. W. P. A, Annual Convention 1972, Chapter (6), Sapstain control, S. 9 beschrieben. Die fungizide Wirkung der bekannten Mittel gegen HoIz- und anstrichschädigende Pilze ist weitgehend von der Löslichkeit in Benzinkohlenwasserstoffen abhängig.

So ist das Captan, ein für den Pflanzenschutz sehr gut wirksames Fungizid, wegen seiner Schwerlöslichkeit in Benzinlösungsmitteln für den Holz- und Anstrichschutz unwirksam, vgl. B.A. Richardson, aaO. Die aus Hexahydrophthalimid gewonnene Verbindung IV ist nur zu 03% in Testbenzin löslich. Eine so niedrige Löslichkeit reicht für die meisten Zwecke keineswegs aus.

In letzter Zeit ist als wesentlicher Faktor für die Beurteilung von Fungiziden ihre Unbedenklichkeit für den Menschen hinzugekommen. Bei einigen Trichlormercapto-Verbindungen, wie dem Captan (II) und dem Folpet (HI), besteht der Verdacht, daß sie Mißbildungen bewirkende Mutationen hervorrufen, vgl. Umschau 1970, Seite 652 und P. S c h u I s t e r in »Die Zeit« vom 4.1.1974. Wahrscheinlich ist die Phthalimid-Struktur dieser Fungizide für die nachteiligen Wirkungen verantwortlich. Interessant ist in diesem Zusammenhang, daß das zu Mißbildungen führende Thalidomid (VII) ebenfalls die gleiche Phthalimid-Struktur aufweist.

(H)

Captan

(VII)

OHO

Bei der Entwicklung neuer Fungizide ist also auch

dieser Gesichtspunkt in Betracht zu ziehen. Insgesamt muß ein gutes Fungizid

1) eine gate und lang anhaltende Wirkung besitzen,

2) in Benzintohlenwasserstoffen gut löslich und

3) in seiner Anwendung unbedenklich sein.

Da Fungizide vom Typ des N-Trichlonnethylthio-dicarbonsäureimjds eine lang anhaltende Wirkung haben, wurden umfangreiche Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, Fungizide zu finden, die diese Forderungen erfüllen. An einer sehr großen Anzahl synthetisch hergestellter Verbindungen wurde zunächst festgestellt, daß keineswegs alle Verbindungen der allgemeinen Strukturformel I fungizide Wirksamkeit besitzen, wie dies in der obengenannten US-PS 25 53 770 angegeben ist Vielmehr ist die Wirkung an ganz bestimmte Strukturelemente gebunden. So sind die aus dem Anthracen-Malein-Addukt, dem Caryophyllen-Malein-Addukt, dem Isoeugenol-Malein-Addukt, dem Homophthalsäureanhydrid, Camphersäureanhydrid, Hexadecylbernsteinsäureajihydrid und vielen anderen Anhydriden erhaltenen Triehiormethylthio-Verbindungen unwirksam.

Schließlich wurde nach Durchführung einer Vielzahl von Versuchen und Aussonderung der nicht oder wenig wirksamen, der physiologisch bedenklichen, der unlöslichen und der wenig löslichen Verbindungen die Stoffgruppe der N-Trichlormethylthio-alkenyl-bernsteinsäureimide der allgemeinen Strukturformel

R —CH-CO

N-SCCl₃ (VIII)

günstige Eigenschaften hat

Völlig überraschend war dabei die Tatsache, daß nur die Verbindungen mit ungesättigter Alkenylgruppe die erwünschten Eigenschaften besitzen, während die Verbindungen mit gesättigter Seitenkette diese Eigenschaften nicht aufweisen.

Ein Vergleich der Alkylverbindungen mit den Alkenylverbindungen führte zu folgenden übtn-aschenden Ergebnissen:

1) Die ungesättigten Verbindungen sind den gesättigten in ihrer fungiziden Wirkung weit überlegen (vgl. Tabelle 1). Von den gesättigten Vertretern ist lediglich die Octylverbindung wirksam, nicht dagegen die Decyl-, Dodecyl- und Hexadecyl-Verbindung, während die ungesättigten Verbindungen mit einer n-Octenyl-, Isooctenyl-, n-Decenyl- und n-Dodecenyl-Seitenkette hohe fungizide Wirkung zeigen. Die n-Hexadecenylverbindung ist wieder unwirksam, wahrscheinlich aufgrund ihrer geringen Löslichkeit

2) Die Verbindungen mit ungesättigten Seitenketten sind wesentlich besser in Testbenzin löslich als die Verbindungen mit gesättigter Seitenkette. So besitzt die Octenylverbindung die 25fache, die Decenylverbindung die SOfache und die Dodecenylverbindung die 32fache Löslichkeit der entsprechenden gesättigten Verbindung in Benzin (vgl. Tabelle 2).

3) Ferner ist die Löslichkeit der Alkenylverbindungen mit einer Kohlenstoff atomzahl von 8 bis 12 weitaus besser als die der handelsüblichen Fungizide II, IV und VI (vgl. Tabelle 3).

mit R=Ce-C|2 Alkenyl gefunden, die unerwartet

Tabelle 1

Minimale Hemm-Konzentration (MHK-Werte) von gesättigten und ungesättigten Verbindungen der Strukturformel VIII, %

R-CH-CO_n	Staphylococcus Penicillium	glaucum	Aspergillus	Sclerophoma	Pullularis	Sacxharomyces	Candida
I N-SCQ₃ CH,-CO⁷ R	aureus	0,005	niger	pityopbila	piillulans	cerevisiae	albicans
C₈, gesättigt	0,OS	0,005	0,0OS	0,005	0,005	• 0,005	0,005
C,, ungesättigt	0,01	0,005	0,01	0,005	0,005	0,005	0,01
C₉, ungesättigt	0,OS	0,1	0,005	0,005	0,\X)5	0,005	0,005
Q₀, gesättigt	0,OS	0,005	1	1	'0,5	0,5	1
C₁₀, ungesättigt	0,01	1	0,1	0,01	0,05	0,005	0,1
C₁₁, gesättigt	0.0S	0,001	1	1	1	1	0,1
Cu, ungesättigt	0,00OS	—	0,1	0,001	0,001	0,0001	0,005
Q₆, gesättigt	1	—	—	—	—	—	—
C₁₆, ungesättigt	1	0,01	—	—	—	—	—
Captan	0,05	0,05	—	0,005	—	0,01

Die MHK-Werte wurden wie folgt ermittelt: 500 mg der einzelnen Wirkstoffe wurden mit einem Homogenisator in 50 ml 0,5%iger Hydroxyäthylzellulose-Lösung suspendiert Aus den erhaltenen Lösungen mit einer Wirkstoffkonzentration von 1% wurden in sterilen Reagenzgläsern Verdünnungsreihen mit einer Wirkstoffkonzentration von 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005% und, sofern erforderlich, von 0,001 % hergestellt. Die so hergestellten Verdünnungen wurden in einer Menge von jeweils 6 ml in sterile Glasschälchen gegeben. Auf die Oberfläche jeder Lösung wurden 10

Filterblättchen vom Durchmesser etwa 10 mm gelegt. Die Blättchen saugen sich voll und sinken langsam zu Boden. Sie werden etwa 1 Stunde in der Lösung gelassen.

Von den für die Untersuchung verwendeten Bakterien wurden löstündige Kulturen im Verhältnis 1 :10 in Traubenzuckerbouillon verdünnt. Von den verwendeten Pilzen wurden lwöchige Kulturen abgeschwemmt und im Verhältnis 1 :10 in Malzbouillon verdünnt.

Standard-Il-Nähragarplatten mit einem Zusatz von Lactose und Bromthymolblau für die Bakterien und

Sabouraud-PIatten für die Hefen und Pilze wurden getrocknet unri beschriftet. Je zu untersuchender Verbindung wurden 10 Nähragarplatten und 10 Sabouraud-PIatten verwendet Auf den Platten wurden jeweils 0,05 ml (1 Tropfen) der verdünnten Keimsuspensionen ausgespatelt Die so behandelten Platten HeB man zum Einziehen der Keimsuspensionen 1/2 Stunde stehen. Dann wurden die Filterblättchen aufgelegt.
Die Wirkung der untersuchten Verbindungen erkennt man an der Bildung eines Hemmhofes. Dieser kann bei Bakterien nach 24stündiger Beforötung, bei H^fen und Pilzen nach 3tätiger Bebrütung festgestellt werden. Bei den Bakterien kann gleichzeitig die Reinheit der Kultur durch die Lactosevergärung und den Farbumschlag des Nährbodens festgestellt werden. Kin sichtbarer Hemmhof zeigt negatives Wachstum, kein Hemmhof ein Wachstum von 3 + an.

Tabelle 2

Löslichkeit von N-Trichlormethylthio-alkyl- und alkenyl-bernsteinsäureimideii im Testbenzin bei 20⁰C

C-Zahl der Seitenkette R in Vm 10 12

16

Löslichkeit bei gesättigtem R, %
Löslichkeit bei ungesättigtem R, %

Verhältnis der Löslichkeit
ungesätt R/gesätt. R

0,2	0,1	0,06	0,025
5	5	2	0,1
25:1	50:1	32:1	4:1

Tabelle 3

	Löslichkeit in
	Testbenzin
Handelsübliche Fungizide
Captan, II	nahezu unlöslich
N-Trichlormethylthio-hexa-	0,3 %
hydrophthalimid, IV
Dichlorfluamid, VI	1,2 %
Erfindungsgem. Alkenyl-
Derivate, VIII
R = C₈	5%
R ⁼ Cio	5%
R = C₁₂	2%

Die Werte der Tabellen 1 und 3 veranschaulichen, daß die beanspruchten Verbindungen mit 8, 9, 10 und 12 Kohlenstoffatomen im Alkenylsubstituentcn gegenüber mindestens 2 der für die Vergleichsversuche verwendeten pathogenen Mikroorganismen eine stärkere Hemmwirkung besitzen als Captan, ferner, daß Captan praktisch unlöslich ist, die beanspruchten Verbindungen aber erhebliche Löslichkeit in Testbenzin besitzen.

Außerdem weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen im Gegensatz zu den Handelsprodukten II bis V keinen Phthalimidanteil auf. Im Körper wird die ungesättigte Seitenkette des Alkenylbernsteinsäureimids leicht an der äthylenischen Doppelbindung oxydativ abgespalten und nach Hydrolyse der Imidbindung entsteht ein Bernsteinsäurederivat. Bernsteinsäure und ihre Umwandlungsprodukte sind Bestandteil des Citronensäurecyclus im menschlichen und tierischen Körper, also nicht toxisch. Die orale Toxizität der erfindungsgemäßen Verbindungen ist sehr niedrig. Die LD50, oral, Ratte beträgt 9000 bis 15 000 mg/kg.

Die erfindungsgemäßen Fungizide erhält mar, aus dem Alkalisalz ά:τ entsprechenden Alkenylbernsteinsäureimide durch Umsetzung mit Perchlormethylmer captan. Die Alkenylbemsteinsäureimide lassen sich wiederum leicht aus den entsprechenden Anhydriden durch Reaktion mit ammoniakgesättigtem Alkohl unter Druck oder durch Erhitzen mit Harnstoff auf 300° C herstellen.

Die N-Trichlormethylthio-alkenylbernsteinsäureimide mit gerader Alkenylkette sind bräunliche, mehr oder weniger dicke Öle. Nur das Isooctenylderivat liegt in Form weißer Kristalle vor. Die neuen Wirkstoffe können wegen ihrer guten Löslichkeit in Benzinkohlenwasserstoffen zu fungiziden öl-, Alkyd-, Kautschuk- und anderen Lacken verarbeitet werden, yobei höhere Wirkstoffkonzentrationen möglich sind als mit den bekannten Fungiziden. Man kann dem Lack ohne Schwierigkeit 5% und mehr an Fungizid einverleiben. Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt in der fungiziden Ausrüstung von Holz, Leder, Textilien, Zeltplanen, Pappe und Papier. Für diese Zwecke kommen sowohl Lösungen in organischen Lösungsmitteln als auch Kombinationen mit Wachsen, z. B. Paraffin, in Frage. Auch Schadpilze im Pflanzen- und Obstbau können bekämpft werden.

Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung der

erfindungsgemäßen Verbindungen.

Beispiel

1 Mol / lkenylbernsteinsäureaniij'drid wird mit 200 ml Ammoniumhydroxid (d=*0&\) langsam auf 250° C erhitzt, bis kein Ammoniak mehr entweicht. Das Steigrohr darf nur so lang sein, daß das Wasser gut entweichen Kann.

Das gebildete Imid wird in 500 ml 2n-äthanolischem Natriumhydroxid unter Erwärmen gelöst Dann wird das Äthanol im Vakuum abdestillie.'t.

Das im Kolben befindliche Natriumsalz des Im.ids wird in 500 ml Dioxan aufgeschlämmt und unter Rühren

b^r> langsam mit 1,1 Mol Perchlormethylmercaptan in 200 ml Dioxan versetzt. Zur Vervollständigung der Reaktion wird nach 30 Minuten aul^r 8O⁰C erwärmt. Nach dem Stehen über Nacht wird vom auskristallisierten

7 8

Kochsalz abfiltriert und das Filtrat im Vakuum Tabelle 4

eingedampft. Auf diese Weise erhält man das Octenyl-, N-Trichormethylthio-alkenyl-bernsteinsäureimide

Isooctenyl-. Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- und Dode- Alkenyl

cenylderivat des N-Trichlormethylthio-bernsteinsäure- ^

imids. Das kristalline Isooctenylderivat kann aus ϊ Isooctenyl Fp:96°C

Alkohol oder Benzol umkristallisiert werden. n-Octenyl n/>: 1,5163

Die Umsetzung des Alkaliimids mit Perchlormcthyl- n-Nonenyl ηρ. 1,5135

mercaptan kann auch in bekannter Weise in Benzol, n-Decenyl Fp:56°C

Alkoholen oder auch in Wasser durchgeführt werden. n-Dodecenyl n«: 1,5198

Claims

Patentansprüche:

1. N-Trichlormethylthio-alkenylbernsteinsäureimide der allgemeinen Formel

Il

R— CH- C

CH₁-C O

N-SCCI₃

IO