DE2655806A1

DE2655806A1 - Verfahren zur herstellung einer verbindung mit erhoehter botryticidaktivitaet

Info

Publication number: DE2655806A1
Application number: DE19762655806
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: SAININ SA
Current assignee: SAININ SA
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1977-06-23
Also published as: FR2335153B1; AR221823A1; FR2335153A1

Description

Dipl.-lng. G. SchliebS ei Darmstadt Claudiusweg 17A

Patentanwalt Telefon (06151) 46753

_m #v Postscheckkonto: Frankfurt a. M. 1111 57-606

«C Bankverbindung: Deutsche Bank AG., Darmstadt

Konto-Nr. 461434 Γ Patentanwalt Dipl.-tng. Schfiefas, 6t Darmstadt, Claudiusweg 17A ~\ Telegramme: inventron

An das

Deutsche Patentamt

Zweibrüekenstraße 12
München 2

L J

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Betrifft: Patentanmeldung

Anmelderϊ SAHTHf, S.A., RTJBI (Barcelona), Spanien

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit erhöhter Botrvticidaktivität

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit erhöhter Botrytizidaktivität mit synergischer, bakterien- und pilzabtötender Wirkung, insbesondere zur Weintraubenbotrytisbekämpfung.

Das Verfaulen von Weintrauben ist ein Syndrom, hervorgerufen durchs

einen saprophytisehen Pilz, der unter geeigneten Bedingungen phytopatogen wirkt und der sich aus dem Saft der !rauben nährt, und/oder

Bakterien verschiedenen Ursprungs, die auch die Frucht angreifen.

Unter geeigneten Bedingungen versteht man:

a) Reifung der !Frucht, die mit dem sich bildenden Traubenzucker und der Saccharose einen guten Nährboden für das Sporenwachstum darstellt?

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Für das Auftragsverhältnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwaltskammer · Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Darmstadt

Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkungl

b) Beerenbeschädigungen durch Insektenstiche, Fruchthautrisse durch Abschürfungen, Prellungen oder Stöße, die einen Pilz- bzw. Bakterienbefall der aus Zucker bestehenden Säfte ermöglichen;

c) die verbreitete Behandlung mit Kupferverbindungen gegen falschen Mehltau, welche die antagonischen Pilze wie Rhizopus Sporotricum und Penicillum vertilgt und hierdurch einen raschen Angriff auf den inneren und äußeren Teil der Frucht begünstigt;

d) die Resistenz der Botrytiskonidien gegenüber Kupfer (die Sporen sind für die Kupferionen undurchlässig);

e) hoher Feuchtigskeitsgrad von 90 - 95 ^i

f) Durchschnittstemperaturen von 15 - 18° G;

g) ungenügende Belüftung der Reben (Sauerstoff inhibiert das Sporenwachstum), verursacht durch

h) starken Pflanzenwuchs aufgrund von zu hoch dosierter Stickstoffdüngung·

Durch den Pilz- und Bakterienbefall bilden sich Enzyme (Pektinmethylesterase, Pektynpoligalacturonase), die die Permeabilität infolge einer Gewebeschwächung erhöhen. Hierzu trägt auch das durch Gärungsprozesse gebildete Aethylen bei, das den Traubenzucker und die Fruktose der reifen Frucht umwandelt.

Die heutigen Vorsorgemaßnahmen zur Botrytisbekämpfung sind:

a) starke Belüftung durch Beschneiden, um auf diese Weise die Reben weitgehend auseinanderzuhalten;

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b) ausgeglichene Düngung j

e) Ins ekt env ert i lgungsbehand lung 5

α) Einsatz von Pilzvertilgungsmitteln wie Dithiöcarbamaten, Phtalimiden, Diehlorfluoridverbindungen, Benzymidazole als benetzbare oder noch besser trokkene Pulverformen, um das Zellgewebe vor Feuchtigkeit und Permeabilitätsvergrößerung zu schützen.

Diese Maßnahmen und diese Stoffe reduzieren die Stärke des normalen Befalls· In schwerwiegenden Fällen jedoch können sie eine bereits eingetretene Botrytisverseuchung nicht mehr aufhalten.

Das japanische Präparat "SCIiEX", das vor ca. zwei Jahren getestet wurde, ergab ausgezeichnete Ergebnisse, jedoch mußte es wegen den toxikologischen Wirkungen vom Markt zurückgezogen werden. Das Molekül zeigte weitgehend bakterizide und pilzvertilgende Eigenschaften.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Präparat zu finden und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das eine erhöhte Botrytizidaktivität mit synergischer, bakterien- und pilzabtötender Wirkung hat. Hierzu ging man von folgenden Überlegungen ausi

Aufgrund der Fäulnisart (sowohl Pilz- wie Bakterienbefall) muß sich der Yernichtungseffekt neben den oben erwähnten Vorsorgemaßnahmen ebenfalls gegen Pilz- und Bakterienbefall wenden.

Die Maßnahmen gegen Pilzbefall müssen sich auf das Eindringen in die Zellen und auf die Zerstörung des Pilzzelleninhaltes richten.

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'S'

Die Wirkung der Zellengifte beruht im wesentlichen auf einer Inhibierung der enzymatischen Aktivität, d.h. der spezifischen Proteine. Die Enzyme benötigen für ihre Entwicklung unbedingt bestimmte Metallverbindungen (Mikroelemente).

Die Entfernung oder der Austausch eines Mikroelementes durch ein anderes kann mit Hilfe gewisser Chelatverbindungen erreicht werden. Bestimmte Chelate besitzen die Eigenschaft, diese Mikroelemente zu binden, um mit ihnen stabilere Komplexe als die Interzellularbestandteile zu bilden.

Versuche haben gezeigt, daß der Angriff auf die Bakterien sehr vorteilhaft mit humanmedizinischen Pharmazeutika, wie Antibiotika und Sulphonamiden durchgeführt werden kann_o Es empfiehlt sich, diesen als Pestizide wirkenden Präparaten solche Substanzen beizumischen, die zu einer Erhöhung der Wetterfestigkeit und zu einem Sonnenstrahlenschutz beitragen. Außerdem ist es empfehlenswert, ein oberflächenaktives Produkt beizumischen, um eine gute Benetzung der Botrytiskonidien und -sporen zu gewährleisten. Es ist bekannt, daß die Verbindung 8-Hydroxichinolin, auch Oxin genannt, ein starkes zellzersetzendes Chelat ist; als solches wurde es in den letzten 50 Jahren weitgehend erforscht.

Umfangreiche Humantherapieuntersuchungen zeigen, daß Oxin das Wachstum fast aller Oberflächenmikroorganismen (Bakterien, Pilze, Protozoen, usw.) hemmt, ohne die Zellen der höher entwickelten Organismen, die die Möglichkeit besitzen, eine Gleichgewichtsstörung schnell wieder auszugleichen, zu beeinträchtigen.

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Diese Wirkung verläuft auf indirektem Wege, da das Vorhandensein von hauptsächlich Kupfer- und Eisenionen notwendig ist.

Die Metallionen begünstigen das Eindringen des Oxins über die Zellenmembrane, d.h., sie erhöhen den lipophylen Charakter der Verbindung. Bei Pflanzen zeigt es eine gewisse Wirkung. Es dringt gut in Holz und befallenes Gewebe durch Poren und Oestomen ein. Oxin kann durch Abdichten der Stomata einen Wasserverlust bei der Pflanze verhindern.

Die mikroorganismenvertilgende Wirkung von Oxin wird durch eine Umwandlung in Kupferoxinat noch erhöht. Kupferoxinat gilt als bestes und praktisch als einzigstes Holzkonservierungsmittel, als Desinfiziermittel für öbstkisten, als Gewebeschutz usw. Wegen seiner niedrigen Humantoxizität, d.h. hohe Mikrobizidwirkung ohne Hautreiz, wird Kupferoxin als einziges Konservierungsmittel für Papier, Stoffe, Kunststoff, Beschichtungen usw. empfohlen. Es genügen ppm-Bruchteile von Kupferoxin, um den Beginn einer bakteriellen Verrottung von Baumwollgeweben zu verhindern. Auf Innenanstrichen in der Lebensmittelindustrie ist Kupferoxin allen Desinfizierungsmitteln, einschließlich quecksilberhaltigen Verbindungen weit überlegen; außerdem handelt es sich um ein nicht gesundheitsschädliches Mittel.

Die Wirkung von Kupferoxin beruht auf drei Mechanismen:

a) Chelatwirkung des Oxins;

b) toxische Wirkung des Kupfers;

c) toxische Wirkung des Halbchelats.

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Die volle Ohelatstruktur (2 Mol Oxin und 1 Kupferatom) ist nur für das Eindringen in die Zelle notwendig. Im Inneren der Zelle bildet sich das Halbchelat 1:1, welches sich über das Metallion an das Enzym bindet und dessen Aktivität hemmt oder die enzymatischen Strukturelemente soweit verändert, daß keine spezifische Enzymwirkung mehr Zustandekommen kann. Andererseits tauseht das Kupferion seine Stellung gegen ein anderes Mikroelement aus. Das Gleichgewicht zwischen Halbchelat (1:1) und Vollehelat (1:2) kann durch erhöhte Dosierung von Oxin oder von Kupfer nach der einen oder nach der anderen Seite verschoben werden. Aus diesem Grund und wegen der unterschiedlichen Wirkung von Oxin und Kupferoxin auf Pilzbefall haben sich verschiedene Mischungsverhältnisse dieser beiden Verbindungen erfolgreich bewahrt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wurde erfindungsgemäß darin gefunden, daß das Präparat 1-10 # des Endproduktgewichtes eines Antibiotikums mit breitem Spektrum und 45-60 $ einer Substanz zur Bildung einer Kupfer-Chelat-Vorstuf e im molaren Verhältnis 1:1 zwischen Chelat und zweiwertigem Kupferion enthält, die unter bekannten Bedingungen aus einer Mischung von Kupferoxinat und Oxin im molaren Verhältnis 2:1 in Anwesenheit von Haftmitteln und oberflächenaktiven Substanzen auf einem inerten Trägermaterial gewonnen wird.

Bei der Botrytisbehandlung der Weintrauben kommt es sowohl auf einen ständigen Schutz wie auf eine schnelle Wirkung der Pestizide an, um einen bereits eingetretenen Befall zu stoppen. Dies wird durch die Kombination von Oxin und Kupferoxin erreicht· Das Oxin wirkt schnell auf den Pilz ein, und zwar sowohl durch direkten Kontakt oder vermittels von Dämpfen, wie auch durch eine bestimmte systematische Wirkung. Außerdem besitzt Oxin

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eine gewisse Abwaschwirkung, die zu einer starken Verringerung der Mikroorganismenzahl führt. Oxin reduziert die Eindringmöglichkeiten über die Zellenhaut durch Eiweißzusammenziehung, hemmt die Traubenzuckerverwertung der Pilze, benetzt die Außenrinde, tötet die Bodenpilze, usw. Alle genannten Paktoren sind für einen Schutz gegen Mikroorganismenbefall und hauptsächlich gegen Botrytis sehr wesentlich. Trotzdem wären wegen der ständigen Pilzinvasion aus der Umweltluft sehr oftmalige Behandlungen notwendig. Um ein ständiges Pestizidreservoir zu bilden, muß gleichzeitig das in Wasser unlösliche und sehr stabile Kupferoxin beigefügt werden. Diese Chelatνerbindung enthält komplexiertes Kupfer. Ihr EindringungsvermSgen (FettlosIichkeit) ist groß, und dadurch lagert sie sieh in den Zellen leicht ab. Eine trockene Ablagerung auf den Blättern dringt dank ihrer löslichkeit in den Sporensekreten leicht ein.

In Anwesenheit bestimmter Aminosäuren dissoziiert sich das Kupferoxin nach und nach zu einem wirklieh aktiven Halbchelat, das gewisse funktioneile Gruppen blockierte Wesentlich hierzu ist nur das Verhältnis zwischen Oxin und Kupfer.

Eine Beimischung von Kupfersalz, um das Gleichgewicht zwischen dem aktiven Halbchelat (1:1) und dem abgelagerten Chelat (1:2) zu verschieben, erhöht zwar die Wirkung, verbraucht aber 20 nal mehr Kupfer als eigentlich notwendig ist.

Eine Mischung beider Komponenten, in der Kupfer gegenüber Oxin im Überschuß Torhanden ist, mindert das Eindringungsvermögen des Kupferoxins durch die Steigerung der Halbchelatbildung.

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Ein Mischungsverhältnis, das sich sehr gut "bei der Botrytizidbehändlung von Weintrauben bewährt hat, weist ein Kupferoxinat- zu Oxinverhältnis von 2:1 auf. Getrennt angewandt, zeigen beide Stoffe nur geringe oder überhaupt keine Wirkung. Durch die Mischung lassen sich in allen Fällen bessere Ergebnisse, aber niemals 1OO$iger Erfolg erreichen.

Bei Zugabe von Antibiotika wurde die Wirkung der Chelate gesteigert· Bei den getesteten Antibiotika konnte eine gute Wirkungssteigerung mit Chloramphenikol und Cycloheximid erreicht werden.

Chloramphenikol steigert die Wirkung der Mischung nur, bis eine maximale Konzentration von 4 g Chloramphenikol/ 100 I. erreicht ist. Über diese Dosierung hinaus wurde auch bei einer Konzentration von 20 g/100 L. keine weitere Wirkungssteigerung beobachtet. Bei diesen Untersuchungen konnte eine von Jahr zu Jahr allmählich zurückgehende Wirkung des Pilzvertilgungsmittels beobachtet werden. Aufgrund der Eigenschaft, die Proteinsynthese der Mitochondrien zu hemmen, trägt Chloramphenikol auch zur Botryzidwirkung der Chelate bei. Es handelt sich außerdem um ein pilzempfindliches antimikrobiell wirkendes Antibiotikum.

Die durchgeführten Feldversuche zeigten über Jahre hinaus keinen Verlust der potenzierten Botryzidwirkung bei der oben erwähnten Chelatmischung.

Während bei einer kombinierten Applikation von Chelaten und Antibiotika in begrenzter Dosierung keine Minderung der Wirkung hervorgerufen wird, tritt bei ausschließlicher Anwendung von Antibiotika schon nach wenigen Jahren eine Resistenz auf.

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Die Persistenzsteigerung, alle physikalisch-chemischen Eigenschaften und somit der hohe Wirkungsgrad werden durch Beigabe von Haftmitteln erreicht, die aus Cellulosederivaten, Algenextrakten oder aus anderen geeigneten hydrophylen Kolloiden bestehen können. Die Wirkung der Haftmittel kann einen zusätzlichen Schutz von bis zu 10 - 15 $ darstellen.

Mit einer Mischungsbeigabe von oberflächenaktiven, amphoteren Verbindungen, wie Dodecyl-l,_w3-oxypropyl-^-aminobuttersäure, Dodecyl-bis(aminoaethyl)glycin und anionischen Verbindungen, wie Oleynatriumsulphat und Dodecylnatriumsulphat kann eine weitere Wirkungssteigerung durch Oberflächenbeschichtung sowohl der Trauben selbst als auch der Sporen erreicht werden₀

Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß durch Beimischung der oben genannten Substanzen ein praktisch 100 $-iger Schutz der Weintrauben in Jahren starker Schädlingsangriffe gewährleistet wird.

Folgende Beispiele zeigen einige Ausführungsbeispiele des G-eg ens t and es der Erfindung, ohne daß jedoch der beantragte Schutz sich deshalb auf dieselben beschränken sollte.

Beispiel Nr. 1 ο - Es wird eine Mischung mit folgenden

Komponenten und nach der beschriebenen Methode angesetzt:

Oxychinolin-Kupfer 30,0-40,0 #

8-Hydroxy-chinolinsulphat 15,0-20,0 #

Cycloheximid 2,5-1,0 fi

Methylcellulose 5,0-2,0 #

Dodecyl-1, 3-amino-propyl-#-aminobuttersäure.. 1, 0-2,0 $ Saures Kaolin und Hilfsmittel, bis 100.

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λλ'

Beispiel Nr. 2. - Bs wird eine Bouillon mit 90 g der oben

angegebenen Mischung pro 100 Liter Wasser angesetzt, und die Weinreben werden damit 4 χ so besprüht, daß die Trauben gut benetzt werden, und zwar:

nach der Blütenbildung,
bei der Traubenreifung,
jeweils 20 und 10 Tage vor der Ernte.

Man erhielt folgenden, in Prozenten ausgedrückten Schutz der Weintrauben:

65,9 $> völlig gesunde Trauben,

23,6 & der Trauben mit 2 bis 3 befallenen Beeren, 7,5 # der Trauben waren bis zu 50 $ befallen, 3,0 io der Trauben waren gänzlich von der Fäulnis befallen.

Die Erfindung kann auch auf andere Art, als der in den Beispielen angegebenen, in der Praxis zur Durchführung kommen.

- Patentansprüche -

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Claims

Brief vom Biet* ^ Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

an das Deutsche Patentamt, MÜHCiheit Patentanwalt

Pat entanspräche

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit erhöh ter Botrytizidaktivität mit synergischer, bakterien- und pilzabtötender Wirkung, insbesondere zur Weintraubenbotrytisbekämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß das Präparat 1-10 fo des Endproduktgewichtes eines Antibiotikums mit breitem Spektrum und 45-60 tfo einer Substanz zur Bildung einer Kupfer-Chelat-Vorstufe im molaren Verhältnis 1:1 zwischen Chelat und zweiwertigem Kupferion enthält, die unter bekannten Bedingungen aus einer Mischung von Kupferoxinat und Oxin im molaren Verhältnis 2:1 in Anwesenheit von Haftmitteln und oberflächenaktiven Substanzen auf einem inerten Trägermaterial gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Cycloheximid und vorzugsweise Chloramphenikol als antibiotisch wirksame Substanzen gewählt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Cellulosederivate, Algenextrakte oder hydrophyle Kolloide und hauptsächlich Methylcellulose als Haftmittel gewählt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anionische und amphotere, oberflächenaktive Substanzen gewählt werden, und zwar hauptsächlich solche, in deren Molekül ein Alkyldοdecy!radikal enthalten ist.

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