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Neue Derlvate der α- -Pvronyl-6-essigsäure
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind α-Pyronyl-6-essigsäure-m-phenoxibenzylester
sowie einige neue α-Pyronyl-6-essigsäurederivate, die als Zwischenprodukt
bei der Herstellung der oben genannten Phenoxibenzylester anfallen.
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Die Pyronyl-6-essigsäure ist eine bekannte Substanz; auch ihre einfachen
Alkylester sind bereits beschrieben.
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Diese Verbindungen haben aber bisher noch keine technische Bedeutung
erlangt. Es wurdennun die m-Phenoxibenzylester von α-Pyronyl-6-essigsäuren
gefunden, die eine insektizide Wirkung zeigen. Diese Ester lassen sich durch die
allgemeine Formel
kennzeichnen, in der R1 für einen niederen Alkylrest oder Wasserstoff1
R2 für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 4 1-8 C-Atomen und R4 für Wasserstoff
oder den -C-N-Rest steht. Gegebenenfalls kann R4 auch für einen Alkyl-, Alkenyl-
oder Alkinylrest stehen. Der Rest R1 ist bevorzugt ein Methyl- oder Äthylrest; er
kann aber auch ein Alkylrest mit bis zu 8 C-Atomen sein. Er steht bevorzugt in der
freien ß-Stellung zu dem Carbonylsauerstoff des Pyronrings; er kann aber auch in
jeder weiteren beliebigen freien Stellung im Pyronring stehen.
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Die Pyronyl-essigsäure-derivate, die bei der Herstellung der neuen
Phenoxibenzylester der -Pyronyl-6-essigsäure anfallen, sind ebenfalls überwiegend
bisher unbekannte Verbindungen, die sich auch zur Herstellung analoger Schädlingsbekämpfungsmittel
eignen. Diese neuen Zwischen produkte lassen sich durch die allgemeine Formel
kennzeichnen, in der R1 die oben genannte Bedeutung hat und R für einen Alkylrest
mit 1-8 C-Atomen steht und X ein Rest aus der Gruppe -OH, Halogen oder OR³ ist.
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Dabei steht R3 für einen Alkylrest mit 1-4 C-Atomen.
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Diese neuen Zwischenprodukte lassen sich aus den bekannten -Pyronyl-6-essigsäureestcrn
in d der Weise herstellen, daß man diese Verbindungen im basischen Milieu mit Alkylhalogeniden
umsetzt. Dabei wird überraschenderweise die CL-ständige Methylengruppe alkyliert,
obwohl es aus der DE-AS 12 12 533 bekannt ist, daß α-Pyronyl
essigsäureester
sich im basischen Milieu in die entsprechenden 2, 6-Dihydroxibenzoesäureester umwandeln.
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Die Alkylierung der α-ständigen Methylengruppe der α-Pyronyl-6-essigsäureester
erfolgt bei Temperaturen zwischen 20 °C und 150 00. Der Zusatz der Basen erfolgt
etwa vorzugsweise im Verhältnis 1 : 1 zu dem Pyronyl-6-essigsäureester.
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Als basische Verbindungen eignen sich z.B. Alkali- oder Erdalkalialkoholate,
die sich von C1 bis- C4-Alkoholen ableiten, Alkalihydroxyde, Alkalihydride oder
amiden Die Umsetzung kann auch in einem wässrig organischen Zweiphasensystem unter
Zusatz von quaternären Ammoniumhydroxyden, wie z.B. Benzyltriäthylammoniumhydroxyd,
vorgenommen werden.
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Im allgemeinen wird die Reaktion in einem geeigneten organischen Lösungsmittel
durchgeführt, das gegenüber den Reaktionspartnern inert ist und einen Siedepunkt
oberhalb der gewählten Reaktionstemperatur besitzt. Als geeignetes Lösungsmittel
sei z.B. Dimethylformamid genannt. Das Molverhältnis von «-Pyronyl-6-essigsäureester
zu Alkylhalogenid soll vorzugsweise 1 : 1 sein. Es ist jedoch auch möglich, sowohl'das
Alkylhalogenid als auch den aL-Pronyl-essigsäureester im Überschuß einzusetzen.
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-Die als Reaktionspartner eingesetzten Alkylhalogenide können sowohl
gradkettig als auch verzweigte Alkylreste
besitzen. Im allgemeinen
hat der Alkylrest maximal 8 C-Atome. Das bevorzugte Halogen ist Chlor oder Brom.
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Zur Abtrennung des α-alkylsubstituierten α-Pyronyl-6-essigsäureester
aus dem Reaktionsmedium erfolgt auf an sich bekannte Weise, z.B. durch Extraktion
und/oder Destillation.
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Die als Ausgangsprodukte eingesetzten d-Pyronyl-6-essigsäureester
lassen sich auf an sich bekannte Weise z.B. entsprechend dem in der DE-4S 12 12
533 genannten Verfahren herstellen.
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Die neuen oL-alkylsubstituierten oU-Pwrronyl-6-essigsäuren werden
durch Verseifung der entsprechenden Ester erhalten. Als Verseifungskatalysatoren
kommen die für die Verseifung üblichen Säuren in Frage. Man kann auch mit basischen
Mitteln, z.B. mit Alkalihydroxyden, verseifen.
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Dabei fallen dann jedoch die Alkalisalze der gewünschten Säuren an.
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Die Verseifung wird bevorzugt als saure Verseifung in einem wässrig
organischen Lösungsmittel gemischt, wie z.B. Wasser-Dioxan, durchgeführt. Der Temperaturbereich
liegt zwischen 20 0C und 200 0C. Im allgemeinen wird drucklos gearbeitet; gegebenenfalls
ist jedoch auch die Anwendung von Druck möglich.
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Die Herstellung ir erfindungsgemäßen m-Phenoxybenzylester der α-Pyronyl-6-essigsäuren
erfolgt durch Umsetzung von α-Pyronyl-6-essigsäurehalogenid der Formel
in der R1 die oben genannte Bedeutung hat, R2 für Wasserstoff oder
einen C1 8-Alkylrest steht und Y Halogen ist, mit m-Phenoxibenzylalkohol der Formel
in der R4=H oder C#N oder ggf. auch ein Alkenyl- oder Alkinylrest ist, in Gegenwart
von Halogenwasserstoffacceptoren wie Pyridin, Triäthylamin oder ähnlichen organischen
Basen.
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Diese Acceptoren werden bevorzugt im stöchiometrischen Verhältnis
zu den Reaktionspartnern eingesdzt. Der Phenoxibenzylalkohol wird ebenfalls bevorzugt
im molaren Verhältnis zu dem d-Pyronyl-e s sigsäurehalogeni d eingesetzt; es ist
jedoch auch möglich, ihn im Überschuß oder im unterstöchiometrischen Verhältnis
einzusetzen.
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Im allgemeinen wird die Veresterung in Abwesenheit eines Lösungsmittels
durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, in inerten Lösungsmitteln, wie z.B. Benzol
oder Toluol, zu arbeiten.
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Der als Ausgangsverbindung eingesetzte Phenoxibenzylalkohol wird z.B.
erhalten entsprechend der in der DE-OS 24 02 457 beschriebenen Arbeitsweise. Das
weiterhin als Ausgangsprodukt eingesetzte cL-Pyronyl-6-essig säurehalogenid wird
aus der entsprechenden Säure auf an sich bekannte Weise durch Umsetzung mit einem
anorganischen Säurechlorid, z.B. Thionylchlorid oder Phosphoroxichlorids hergestellt.
Die Reaktion wird bevorzugt in einem organischen Lösungsmittel (z.B.
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n-Hexan, Dekalin, Cyclohexan) bei erhöhter Temperatur (50 bis 180
°C) durchgeführt. Das anorganische Säurechlorid wird dabei im bis zu 20-fachen Überschuß
eingesetzt.
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Die neuenm-Phenoxibenzylester der α-Pyronyl-6-essigsäuren zeigen
eine gute Kontakt- und auch Atemgiftwirkung gegenüber einigen Insektenarten. Sie
können deshalb erfolgreich als Insektizide verwendet werden.
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Beispiel 1 9,5 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-essigsäuremethylester
werden in 47,5 ml Dimethylformamid gelöst und diese Mischung mit 2,8 g Natriummethylat
versetzt. Nach Zugabe von 8,3 g i-Propylbromid wird die Mischung unter Rühren 8
Stunden auf 50 °C erwärmt. Danach wird das Reaktionsgemisch auf 40 ml Eiswasser
gegeben und angesäutert und die organischen Anteile durch Extraktion mit Methylenchlorid
abgetrennt. Das Methylenchlorid wird im Vakuum entfernt und der organische Rückstand
im Vakuum (0,5 bar) destilliert. Zwischen 140 bis 150 °C gehen 9,4 g einer Verbindung
über, die als 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-isopropyl)essigsäuremethylester
identifiziert wird (Ausbeute 80 ), (Schmp.: 52 00).
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NMR-Spektrum (100 MHz, CCl4).# = 0,92 - 1,06 (m. 6 H), 2,13 (d, 3H);
2,34 (m, 1 H); 3,06 (d, 1 H); 3,71 (s, 3 H); 5,86 (m, 1 H); 6,00 (d, 1 H).
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Beispiel 2 4,0 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-essigsäuremethylester
werden in 20 ml Dimethylformamid mit 1,2 g Natriummethylat und 3,5 g 1-Brompropan
5 Stunden auf 50 °C erwärmt. Danach wird die Reaktionsmischung auf Eiswasser gegeben,
angesäuert und die organischen Bestandteile durch Extraktion mit Äther abgetrennt.
Nach En-tfernen des Äthers im Vakuum werden aus dem organischen Rückstand 2,6 g
4-Sethyl-Q-pyronyl-6~ n.-propyl)essigsäuremethylester mittels präparativer Dünnschichtchromatographie
.soliert (Ausbeute 50 ),
NNR-Spektrum (100 MHz, CCl4):= 0,93 (m,
3 H); 1,33 (m, 2 H); 1,88 (m, 2 H); 2,13 (d, 3 H); 3,41 (t, 1 H); 3,68 (s, 3H);
5,87 (m, 1 H); 6,02 (d, 1H).
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Beispiel 3 2,0 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)essigsäuremethylester
werden in einem Gemisch aus 18 ml 2n HCl und 12 ml 1,4-Dioxan 7 Stunden bei 92 °C
gerührt. Danach werden nach Zugabe von Wasser die organischen Bestandteile durch
Extraktion mit Äther abgetrennt. Nach Entfernung des Äthers und Dioxans erhält man
als kristallinen Rückstand 1,6 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)essigsäure
(Ausbeute 84%) (Schmp. 96°C).
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NMR-Spektrum (30 MHz, CCl4): = 0,7 - 1,4 (m, 6 H); 2,3 (bs, 3 H);
2,0 - 3,5 (m, 2H); 6,1 - 6,5 (m, 2H); 10,3 (s, 1 H).
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Beispiel 4 2,0 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)essigsäure
werden in einem Gemisch aus 11,8 g Thionylchlorid und 21 ml Cyclohexan eine Stunde
auf 67 - 76 CC erwärmt.
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Cyclohexan und überschüssiges Thionylchlorid werden abdestilliert
und der Rückstand als 4-Methyl-t-pyronyl-6- -iso-propyl)essigsäurechlorid identifiziert
(Ausbeute 2,0 g).
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NMR-Spektrum (30 MHz, CCl4):# 0 0,7 - 1,4 (m, 6 H); 2,3 (bs, 3 H);
2,0 - 4,0 (m, 2 H); 6,0 - 6,5 (m, 2 H).
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Beispiel 5 2,3 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)essigsäurechlorid
werden in 7 ml Benzol gelöst und in eine Mischung aus 0,73 g Pyridin, 193 g m-Phenoxibenzylalkohol
und 2 ml Benzol bei Raumtemperatur innerhalb 15 min. getropft. Anschließend rührt
man noch 12 Stunden
bei Raumtemperatur, gibt die Mischung auf Eiswasser,
säuert mit 2 n HCl an und trennt die organischen Bestandteile durch Extraktion mit
Äther ab. Nach Trocknen über Na2SO4 und Entfernen des Äthers im Vakuum erhält man
ein braunes Öl, welches mittels präparativer Dünnschichtchromatographie (Kieselgel,
Laufmittel Benzol) gereinigt wird. Die Hauptfraktion besteht aus 2,7 g 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)essigsäure-mphenoxibenzylester
(Ausbeute 74 %).
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NMR-Spektrum (100 MHz, CCl4): 6= 0,89; 0,94 (2 x d, 6 H); 2,0 (d,
3 H); 2,31 (m, 1 H); 3,10 (d, 1 H); 5,06 (s, 2 H); 5,79 (m, 1 H); 5,95 (bs, 1 H);
6,82 -7,32 (m, 9 H).
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Beispiel 6 Durch Umsetzung des 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)
essigsaurechlorids mit dem -Cyan-m-phenobenzylalkohol erhält man analog zu'Beispiel
5 den 4-Methyl-α-pyronyl-6-(α-iso-propyl)essigsäure-α-cyan-m-phenoxibenzylester.
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1H-NMR-Spektrum (100 MHz, CCl4); # = 0,89 u. 0,93 (2 x d, 6 I 2,04
(d, 3 H); 2,38 (m, -1 H); -5,82 (m, 1 H); 5,98 ., 1 H); 6,37 (bs, 1 H); 6,91 - 7,36
(m, 9 H).
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Beispiel 7 Es wurde jeweils 1 ml einer 0,5 eigen Lösung in Aceton
von den Verbindungen der Beispiele 5 und 6 in eine Petri schale gegeben. Das Lösungsmittel
wurde bei Zimmertemperatur verdunstet; nach den Verdunsten des Lösungsmittels war
die Wirksubstanz gleichmäßig in der Petrischale verteilt.
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Anschließend wurden jeweils 10 erwachsene Fliegen (musca Domestica)
bzw. 100 Spinnmilben (Tetranychus urticae) in die Petrischalen gegeben und ein luftdurchlässiger
Deckel aufgelegt.
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Nach Ablauf von 8 Stunden wurde bei den Fliegen bei beiden Wirkstoffen
eine 100%ige Abtötung erzielt, die Spinnmilben zeigten eine 100 ziege Mortalität
nach 24 Stunden bei beiden Wirkstoffen.