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Aliphatische Karbonsäureester, Verfahren zu ihrer Her-
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stellung und ihre Verwendung in der Schädlingsbekämpfung Die vorliegende
Erfindung betrifft aliphatische ICarbonsäureester, Verfahren zu ihrer Herstellung
und ihre Verwendung in der Schädlingsbekämpfung.
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Die aliphatischen Karbonsäureester haben die Formel
worin R1 Methyl oder C3-Clo-Alkyl und R2 Isopropyl oder R1 Methyl, Aethyl, Propyl
oder C4-C10-Alkyl und R2 Aethyl und Z Wasserstoff oder Cyano bedeuten.
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Die in Frage kommenden Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt
sein. Beispiele solcher Gruppen sind u.a. n-Propyl, Isopropyl, n-, i-, sek.-, tert.-Butyl,
n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl und deren Isomere.
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Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten Methoden
z.B. wie folgt hergestellt:
säurebindendes |
1) P1'Cfl'COOH + XCH 2 O t ~ Mittel 1 |
R2 (III> |
5äU2fCJji ndendes |
2) Rl-Cll-COX + 110-clsío 3 ot Ünl |
R2 (TV) % (V) |
-ll2o |
2 |
3) Rl-Cll-COOll 4- -1 t-l10-Cf -°< ~ |
R2 (11) (V) wassel-}indendes |
II-,-ö -JoIi |
4) Rl-Cll-COOR + ISO-Cll ~~~~~~~~~~~~ |
R2 (VI) (V) |
In den Formeln II bis VI haben R1, 112 und Z die für die Formel I angegel)ene Bedeutung.
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In den Formeln III und IV steht X für ein Halogenatom, insbesondere
Chlor oder Brom und in der Formel VI steht R für C1-C4-Alkyl, insbesondere für Methyl
oder Aethyl.
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Als säurebindendes Mittel für die Verfahren 1 und 2 kommen insbesondere
tertiäre Amine, wie Trialkylamin und Pyridin, ferner Hydroxide, Oxide, Carbonate
und Bicarbonate
von Alkali- und Erdalkalimetallen sowie Alkalimetallalkoho
late wie z.B. Kalium-t.butylat und Natriummethylat in Betracht. Als wasserbindendes
Mittel für das Verfahren 3 kann z.B. Dicyclohexylcarbodiimid verwendet werden. Die
Verfahren 1 bis 4 werden bei einer Reaktionstemperatur zwischen -10 undl2O0C, meist
zwischen 20 und 80°C bei normalem oder erhöhtem Druck und vorzugsweise in einem
inerten Lösungs- oder Verdünnungsmittel durchgeführt. Als Lösungs- oder Verdünnungsmittel
eignen sich z.B. Aether und ätherartige Verbindungen wie Diäthyläther, Dipropyläther,
Dioxan, Dimethoxyäthan und Tetrahydrofuran; Amide wie N,N-dialkylierte Carbonsäureamide;
aliphatische, aromatische sowie halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere Benzol,
Toluol, Xylol, Chloroform und Chlorbensol; Nitrile wie Acetonitril ; Dimethylsulfoxid
und Ketone wie Aceton und Methyläthylketon.
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Die Ausgangsstoffe der Formeln II bis VI sind bekannt oder können
analog bekannten Methoden hergestellt werden.
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Die Verbindungen der Formel 1 liegen als Chemisch von verschiedenen
optisch aktiven Isomeren vor, wenn bei der Herstellung nicht einheitlich optisch
aktive Ausgangsmaterialien verwendet wurden. Die verschiedenen Isomerengemische
können nach bekannten Methoden in die einzelnen Isomeren aufgetrennt werden. Unter
den Verbindungen der Formel I versteht man sowohl die einzelnen Isomeren, als auch
deren Gemische.
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Die Verbindungen der Formel I eignen sich zur Bekämpfung von verschiedenartigen
tierischen und pflanzlichen Schädlingen.
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Insbesondere eignen sich. die Verbindungen der Formel I zur Bekämpfung
von Insekten, phytopathogenen Milben und -von Zecken 2. B. der Ordnungen Lepidoptera,
Coleoptera, Momoptera, Beteroptera, D1ptera, Acarina, Thysanoptera, Orthoptera,
Anoplura, Siphonoptera, Mallophaga, Thysanura Isoptera, Psocoptera und Hymenoptera.
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Vor allem eignen sich Verbindungen der Formel I zur Bekämpfung von
pflanzenschädigenden Insekten, insbesondere pflanzenschädigenden rrassinseten, in
Zier- und Nutzpflanzen, insbesondere in Baumvollkulturen (z.B. gegen Spodoptera
littoralis und Heliothis virescens) und Gemüsekulturcn (z.B. gegen Leptinotarsa
decemlineata und Myzus persicae).
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Wirkstoffe der Formel I zeigenauch eine sehr günstige Wirkung gegen
Fliegen wie z.B. Musca domestica und Mückenlarven.
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Die akarizide bzw. insektizide Wirkung lässt sich durch Zusatz von
anderen Insektiziden und/oder Akariziden wesentlich verbreitern und an gegebene
Umstände anpassen. Als Zusätze eignen sich z.B. org.Phosphorverbindungen; Nitrophenole
und deren Derivate; Formamidine: Harnstoffe; andere pyrethrinartige Verbindungen
sowie Karbamate und chlorierte Kohlenwasserstoff.
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Mit besonderem Vorteil werden Verbindungen der Formel I auch mit Substanzen
kombiniert, welche einen synergistischen oder verstärkenden Effekt auf Pyrethroide
ausüben.
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Beispiele solcher Verbindungen sind u.a. Piperonylbutoxid, Propinyläther,
Propinyloxime, Propinylcarbamate und Propinylphosphonate, 2-(3,4-Methylendioxyphenoxy)-3,6,9-trioxaundecan
(Sesamex resp. Sesoxane), S,S,S-Tributylphosphorotrithioate, 1,2-Methylendioxy-4-(2-(octylsulfonyl)-propyl)-benzol.
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Verbindungen der Formel I können für sich allein oder zusammen mit
geeigneten Träger und/oder Zuschlagstoffen eingesetzt werden. Geeignete Zuschlagstoffe
können fest oder flüssig sein und entsprechen den in der Formulierungstechnik Ublichen
Stoffen wie z.B. natürlichen oder regenerierten Stoffen, Lösungs-, Dispergier-,
Netz-, Haft-, Verdickungs- Bind- und/oder Dtlngemittel.
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Die Herstellung erfindungsgemässer Mittel erfolgt in an sich bekannter
Weise durch inniges Vermischen und/oder Vermahlen
der Wirkstoffe
der Formel I mit den geeigneten Träger stoffen, gegebenenfalls unter Zusatz von
gegenüber den irkstoffen inerten Dispergier- oder Lösungilitteln. Die Wirkstoffe
können können in den folgenden Aufarbeitungsformen vorliegen und angewendet werden:
Feste Aufarbeitungs- Stäubemittel, Streimittel, Granuformen late (Umhüllungsgranulate,
Imprägnierungsgranulate und Homogengranulate); Flüssige Aufarbeitungsformen: a)
in Wasser dispergierbare Wirkstoffkonzentrate: Spritzpulver (wettable powders),
Pasten, Emulsionen; b) Lösungen Der Gehalt an Wirkstoff in den oben beschriebenen
Mitteln liegt zwischen 0,1 bis 95%, dabei ist zu erwähnen, dass bei der Applikation
aus dem Flugzeug oder mittels anderer geeigneter Applikationsgeräte Konzentrationen
bis zu 99,5% oder sogar reiner Wirkstoff eingesetzt werden können. Die Wirkstoffe
der Formel I können beispielsweise wie folgt formuliert werden (Teile bedeuten Gewichtsteile):
Stäubemittel: Zur Herstellung eines ar 5%igen und b) 2%igen Stäubemittels werden
die folgenden Stoffe verwendet: a) 5 Teile Wirkstoff 95 Teile Talkum; b) 2 Teile
Wirkstoff 1 Teil hochdisperse Kieselsäure 97 Teile Talkum.
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Der Wirkstoff wird mit den Trägerstoffen vermischt und vermahlen.
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Granulat: Zur Herstellung eines 5teigen Granulates werden die folgenden
Stoffe verwendet:
5 Teile Wirkstoff 0,25 Teile Esichlorhydrin 0,25
Teile Cetylpolyglykoläther 3,50 Teile Polyäthylenglykol 91 Teile Kaolin (Korngrösse
0,3-0,8 mm).
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Die Aktivsubstanz wird mit Epichlorhydrin vennischt und mit 6 Teilen
Aceton gelöst, hierauf wird Polyäthylenglykol und Cetylpolyglykoläther zugesetzt.
Die so erhaltene Lösung wird auf Kaolin aufgesprüht und anschliessend das Aceton
in Vakuum verdampft.
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Spritzpulver: Zur Herstellung eines a) 40%igen, b) und c) 25%igen,
d) lOtigen Spritzpulver werden folgende Bestandteile verwendet: a) 40 Teile Wirkstoff
5 Teile Ligninsulfonsäure-Natriumsalz 1 Teil Dibutylnaphthalinsulfonsäure-Natriumsalz
54 Teile Kieselsäure; b) 25 Teile Wirkstoff 4,5 Teile Calcium-Ligninsulfonat 1,9
Teile Champagne-Kreide/Hydroxyäthylcellulose-Gemisch (1:1) 1,5 Teile Natrium-dibutyl-napthalinsulfonat
19,5 Teile Kieselsäure 19,5 Teile Champagne-Kreide 28,1 Teile Kaolin; c) 25 Teile
Wirkstoff 2,5 Teile 1 sooctylphenoxy-polyäthylen-äthanol 1,7 Teil Champagne-Kreide/lJydroxyäthylcellulose-Gemisch
(1:1) 8,3 Teile Natriumaluminiumsilikat 16,5 Teile Kieselgur 46 Teile Kaolin; d)
lb Teile Wirkstoff 3 Teile Gemisch der Natriumsalze von gesättigten Fettalkoholsul
faten
5 Teile aphthallnsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensat 82 Teile
Kaolin.
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Der Wirkstoff wird in geeigneten Mischern mit dem Zuschlagstoff innig
vermischt und auf entsprechenden Mühlen und Walzen vermahlen. Man erhält Spritzpulver,
die sich mit Wasser zu Suspensionen jeder gewünschten Konzentration verdünnen lassen.
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Emulgierbare Konzentrate: Zur Herstellung eines a) 10%igen b) 25%1gen
und c) 50%igen emulgierbaren Konzentrates werden folgende Stoffe verwendet.
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a) 10 Teile Wirkstoff 3,4 Teile epoxydiertes Pflanzenöl 3,4 Teile
eines Kombinationsemulgators, bestehend aus Fettalkoholpolyglykoläther und Alkylarylsulfonat-Calcium-Salz
40 Teile Dimethylformamid 43,2 Teile Xylol; b) 25 Teile Wirkstoff 2,5 Teile epoxydiertes
Pflanzenöl 10 Teile eines Alkylarylsulfonat/Fettalkoholpolyglykoläther-Gemisches
5 Teile Dimethylformamid 57,5 Teile Xylol; c) 5D Teile Wirkstoff 4,2 Teile Tributylphenol-Polyglykoläther
5,8 Teile Calcium-Dodecylbenzolsulfonat 20 Teile Cyclohexanon 20 Teile Xylol Aus
solchen Konzentraten können durch Verdünnen mit Wasser Emulsionen jeder gewdnschten
onzentrat-ion hergestellt werden.
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Spru ittel: Zur Herstellung eines a) 5%igen und b) 95?-igen Sprühmitteis
werden die folgenden Bestandteile verwendet a) 5 Teile Wirkstoff 1 Teil Epichlorhydrin
94 Teile Benzin (Siedegrenzen 160-1900C); b) 95 Teile Wirkstoff 5 Teile Epichlorhydrin.
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Beispiel 1 Herstellung von benzylester.
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Nach einstündigem Rühren bei Raumtemperatur einer I,ösuiig von 7 g
3-Methyl-2-isopropylbutankarbonsäure, 80 ml Methyläthylketon und 6,7 g Kaliuinkarbonat
wird 12,8 g 3-Phenoxybenzylbromid zugesetzt und weitere zehn Stunden bei 800C gerührt.
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Das Iteaktionsgemisch wird in Eiswasser gegossen ulld das Produkt
mit Aether extrahiert. Die abgetrennte Aetherlösung wird mit 3%iger Natriumkarbonatlösung
gewaschen. Nach dem Trocknen der Aetherlösung über Natriumsulfat und der Abdestillation
des Aethers wird das Rohprodukt chromatographiert (Kieselgel; Eluierinittel llexan),Man
crhaIt die Verbindung der Formel
als farbloses Oel mit einer Refraktion von n20 = 1,5450.
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D Auf analoge Weise werden auch folgende Verbindungen hergestellt:
Beispiel 1a Herstellung von 2-Isopropyl-n-octansäure-ti <)-ano-m-phenoseybenzylester
a) Isopropyl-n-hexyl-malonsäurediäthylester.
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Zu einer Suspension von 4,6 g(0,2 Mol) Natrium in 150 mi terL 13u
anol werden 40,5 g (0,2 Mol) IsopropylmalonsäurediäthylesLer und 0,5 g Kaliumjodid
zugegeben. Nach der Zugal:#> von 33 g (0,2 Mol) 1-Bromhexan wird währcnd 2()
Stunden ans Rückfluss erwärmt. Nach dem Erkalten werden die festen Anteile abfiltriert,
das Lösungsmittel abdestilliert und nach der Zugabe von Wasser mit Methylenchlorid
extrahiert. Nach dem Waschen mit NaCl-Lösung und dem Trocknen mit Natriumsulfat
wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Man erhält die Verbindung der Formel
nach der Vakuumdestillation mit einem Siedepunkt von 1630C/ll Torr.
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b) Isopropyl-n-hexymalonsäure.
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29,6 g (0,103 Mol) Isopropyl-n-hexyl-malonsäure-diäthylester, 23,3
g KOH (85%ig), 20 ml Wasser und 40 ml Aethanol werden 15 Stunden lang auf 100°C
erhitzt. Nach dem Abdampfen des grössten Anteiles Wasser/Alkohol bei 50°C wird dem
Reaktionsgemisch wenig Eis zugefügt und der pH-Wert mit Salzsäure aüf 1 gestellt.
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Darauf wird mit Methylenchlorid extrahiert, mit Na2S04 getrocknet
und das Lösungsmittel entfernt. Man erhält die Verbindung der Formel
als Oel, die ohne zusätzliche Reinigung weiterverarbeitet werden kann.
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c) 2-Isopropyl-n-octansäure 23,4 g Isopropyl-n-hexyl-malonsäure werden
30 Minuten lang auf 1800C erhitzt. Man erhält die Verbindung der Formel
als klares Oel, welches als solches weiterverarbeitet werden kanal.
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d) 2-Isopropyl-n-octansäurechlorid.
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5 g 2-Isopropyl-n-octansäure werden mit 3,5 g Thionylchlorid in 40
ml Toluol 4 Stunden bei 110°C gehalten. Nach dem Entfernen des überschüssigen Thionylchlorids
uiid des Toluols erhält man die Verbindung der Formel
welche direkt weiter verarbeitet wird.
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e) 2-Isopropyl-n-octansäure- α -cyano-m-phenoxybenzylester.
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Zu 3,4 g (0,0166 Mol) rohem 2-Isopropyl-n-octansäurechlorid, 3,7 g(0,0166
Mol) d -Cyano-m-phenoxyben zylalkohol und 50 ml absolutem Toluol werden 2,6 ml (0,0183
Mol) Triäthylamin zugetropft. Die exoterme Reaktion (bis 310C) ist nach 15 Stunden
bei Raumtemperatur und unter Rühren beendet. Nach der Zugabe von Wasser wird die
organische Phase abgetrennt, mit Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat
getrocknet und eingeengt. Das Rohprodukt wird chromatographiert (Kieselgel; Aether/Hexan
Gemisch (1:2) als Eluiermittel).
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Man erhält die Verbindung der Formel
20 als Oel mit einer Refraktion von nD = 1,5002.
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Auf analoge Wcise werden auch folgende Verbindungen hergestellt:
13eispiel 2 A) Insektizide Frassgift-Wirkung Tabak- und Kartoffelstauden
wurden mit einer 0,05%igen wässrigen Wirkstoffemulsion (erhalten aus einem 10%igen
emulgierbaren Konzentrat) besprüht.
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Nach dem Antrocknen des Belages wurden die Tabak- und Kartoffelpflanzen
mit Raupen von Spodoptera littoralis im L3-Stadium und von Heliothis virescens im
L3-Stadium besetzt.
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Der Versuch wurde bei 24°C und 60% relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt.
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Die Verbindungen gemäss den Beispielen 1 und la zeigten im obigen
Test eine positive Frassgift-Wi.rkung gegen Spodoptera littoralis und lieliothis
virescens Raupen.
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13) Insektizide Kontakt-Wirkung Ein Tag vor der Applikation des Wirkstoffes
wurden in Töpfen angezogene Puffbohnen (vicia faba) mit ca.200 Blattläusen (Aphis
fabae) pro Pflanze infiziert. Die Applikation einer Spritzbrühe in einer Konzentration
von 1000 ppm (hergestellt aus einem 25%igen wettable powder) erfolgte mittels Druckluftspritze
auf die mit Läusen besetzten Blätter.
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Die Bonitierung erfolgte 24 Stunden nach der Applikation.
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Die Verbindungen gemäss den Beispielen 1 und la zeigten im obigen
Test gute Kontakt-Wirkung gegen Aphis fabae.