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Herbizide Mittel
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue Chloracetanilide der
allgemeinen Formel I, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung als Herbizide
sowie Mittel, die diese Verbindungen als Wirkstoffe enthalten.
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In der Formel I bedeuten R1 (C1-C4)-Alkyl, (C1-C3)-Alkoxy, Halogen;
R2 H, (C1-C3)-Alkyl, Halogen; R3 H, (C1-C4)-Alkyl; R4 H, Hydroxy-, (C1-C4)-Alkoxy,
Halogen, (C1-C4)-Alkylcarbonyloxy-, Halogen- (C1-C4) -alkylcarbonyloxy; R5 Halogen,
Hydroxy, (C1-C4)-Alkoxy-, (C1-C4)-Alkylcarbonyloxy, Halogen-(C1-C4)-alkylcarbonyloxy-,
CN und im Falle von R4= Hydroxy, Halogen, (C1-C)-Alkylcarbonyloxy oder Halogen-
(C1-C4)-alkylcarbonyloxy auch Wasserstoff; R6 H, Methyl.
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In den Resten R1, R2, R4 und R5 steht Halogen" vorzugsweise für Chlor
und Brom.
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Die neuen Chloracetanilide der Formel I werden hergestellt, indem
man N-substituierte Aniline der Formel II
mit einem Chloracetylierungsmittel behandelt, und gewünschtenfalls
eine in R4- und/oder R5-Stellung vorhandene freie OH-Gruppe in an sich bekannter
Weise durch Halogenierung, Acylierung oder Verätherung in andere Rest der Formel
R4 überführt.
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Die Umsetzung kann in An- oder Abwesenheit von gegenüber den Reaktionsteilnehmern
inerten Lösungs- oder Verdünnungsmitteln durchgeführt werden. Es kommen beispielsweise
in Frage: aliphatische, aromatische oder halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Benzol,
Toluol, Xylole, Petroläther, Chlorbenzol, Methylenchlorid, Äthylenchlorid, Chloroform;
Äther wie Dialkyläther, Dioxan, Tetrahydrofuran; Nitrile wie Acetonitril, N,N-dialkylierte
Amide wie Dimethylformamid; ferner Dimethylsulfoxyd sowie Gemische dieser Lösungsmittel
untereinander. Die Umsetzungstemperaturen liegen zwischen 0° und dem Siedepunkt
des verwendeten Lösungsmittels, vorzugsweise zwischen 20 und 1400C.
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Für die nachträgliche Halogenierung verwendet man übliche Halogenierungsmittel
wie Thionylchlorid oder Thionylbromid. Geeignete Acylierungsmittel sind Säureanhydride
und Säurehalogenide wie Acetanhydrid, Acetylchlorid, Propionylchlorid, Butyrylchlorid,
u.a. zur Einführung einer Halogenacylgruppe in R4 und/oder R5 bzw. einer Chloracetylgruppe
am N-Atom verwendet man entsprechende Halogenacylierungsmittel wie Chloracetylchlorid,
Bromacetylbromid oder Chloressigsäure bzw. deren Ester.
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Die Einführung einer Chloracetylgruppe in R4/R5-Stellung bzw. am Stickstoffatom
kann nacheinander und gleichzeitig erfolgen. Unter milden Bedingungen (niedrigeren
Temperaturen) und bei Anwendung annähernd äquimolarer Mengen der Ausgangsstoffe
tritt nahezu ausschließlich Chloracetylierungam N-Atom ein. Arbeitet man dagegen
mit überschüssigem Chloracetylchlorid und bei Temperaturen um
1000,
so findet gleichzeitig am Stickstoff und am Sauerstoff Chloracetylierung statt.
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In manchen Fällen, insbesondere bei Verwendung von Chloracetylchlorid,
wird die Umsetzung in Gegenwart von säurebindenden Mitteln durchgeführt. Als solche
kommen ttrtiäre Amine wie z.B. Triäthylamin, Pyridin oder anorganische Basen wie
Oxide oder Hydroxide und Carbonate, bzw. Hydrogenkarbonate von Alkali- und Erdalkalimetallen
in Frage.
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Als säurebindendes Mittel kann ferner im Ueberschuß eingesetztes Anilin
der Formel II dienen.
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Die Herstellung von Verbindungen der Formel II erfolgt nach bekannten,
dem Fachmann geläufigen Methoden: a) durch Umsetzung von entsprechenden Anilinen
mit Alkylenoxyden (s. Houben-Weyl Bd. 6/3 S. 428 (1965)). Als solche kommen in Betracht:
Propylenoxyd, Butylenoxyd, Epichlorhydrin, Epibromhydrin, 3-Alkoxypropylen-1 -oxide,
wie z.B. 3-Methoxypropylen-1-oxid, 2.3-Epoxypropionitril, Glycidol; b) durch Umsetzung
von Anilinen mit substituierten Aldehyden der Formel IV
und nachfolgender katalytischer Reduktion mit Wasserstoff in Gegenwart von Katalysatoren
wie Palladium, Platin oder Raney-Nickel oder Reduktion mit Natriumborhydrid; c)
durch Umsetzung von Anilinen mit substituierten Häbgenalkanen der Formel V
worin R4, und R5 H, OH, Halogen oder (C1-C4)-Alkoxy bedeuten.
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Als solche kommen z.B. in Frage: 1-Chlorpropanol-2, 1.3-Dichlorpropanol-2,
2.3-Dichlorpropanol-2, 1-Chlor-3-methoxypropanol-2, 1-Chlor-2, 3-dimethoxypropan.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I besitzen eine hervorragende
Wirksamkeit gegen ein breites Spektrum von wirtschaftlich wichtigen Schadgräsern
wie Lolium, Poa, Setaria, Echinochloa und andere, sowie eine gleichfalls gute Wirkung
gegen dikotyle Unkräuter. Sie sind für viele wichtige dikotyle Kulturpflanzen wie
Soja, Baumwolle, Zuckerrübe, Raps und Erdnuß, aber auch für Kulturgräser wie Mais
und einigen Getreidearten in herbizid wirksamen Dosierungen gut verträglich, so
daß sie zur Bekämpfung von mono- und dikotylen Unkräutern in diesen Kulturen eingesetzt
werden können.
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Gegenüber dem bekannten N-Methoxymethyl-chloressigsäure-2.6-diäthylanilid
(Alachlor, siehe R. Wegler, Chemie der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel
Bd. 2 (1970) S. 316) zeichnen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen bei etwa gleicher
herbizider Wirksamkeit durch eine bessere Verträglichkeit bei Kulturpflanzen, insbesondere
Zuckerrüben, Raps, Soja und Baumwolle aus.
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Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten die Wirkstoffe der Formel I
im allgemeinen zu 2-95 Gew.-%. Sie können als Spritzpulver, emulgierbare Konzentrate,
versprühbare Lösungen, Stäubemittel oder Granulate in den üblichen Zubereitungen
angewendet werden.
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Spritzpulver sind in Wasser gleichmäßig dispergierbare Präparate,
die neben dem Wirkstoff außer einem Verdünnungsmittel oder Inertstoff noch Netzmittel,
z. B. polyoxethylierte Alkylphenole, polyoxethylierte Fettalkohole, Alkyl-oder Alkylphenyl-sulfonate
und Dispergiermittel, z. 8.
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ligninsulfonsaures Natrium, 2,2'-dinaphthylmethan-6,6'-disulfonsaures
Natrium, dibutylnaphthalinsulfonsaures
Natrium oder auch oleylmethyltaurinsaures
Natrium enthalten.
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Emulgierbare Konzentrate werden durch Auflösen des Wirkstoffes in
einem orqanischen Lösungsmittel, z. B. Butanol, Cyclohexanon, Dimethylformamid,
Xylol oder auch öhersiedenden Aromaten oder Kohlenwasserstoffen unter Zusatz von
einem oder mehreren Emulgatoren hergestellt. Als Emulgatoren können beispielsweise
verwandt werden: Alkylarylsulfonsaure Calziumsalze wie Ca-dodecylbenzolsulfonat,
oder nichtionische Emulgatoren wie Fettsäurepolyglykolester, Alkylarylpolyglykolether,
Fettalkoholpolyglykolether, Propylenoxid-Ethylenoxid-Kondensationsprodukte, Fettalkohol-Propylenoxid-Ethylenoxid-Kondensationsprodukte,
Alkylpolyether, Sorbitanfettsäureester, Polyoxethylen-sorbitan-fettsäureester oder
Polyoxethylensorbitester.
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Stäubemittel erhält man durch Vermahlen des Wirkstoffes mit fein verteilten,
festen Stoffen, z. 6. Talkum, natürlichen Tonen, wie Kaolin, Bentonit, Pyrophillit
oder Diatomeenerde.
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Granulate können entweder durch Verdüsen des Wirkstoffes auf adsorptionsfähiges,
granuliertes Inertmaterial hergestellt werden oder durch Aufbringen von Wirkstoffkonzentraten
mittels Klebemitteln, z. 8. Polyvinylalkohol, polyacrylsaurem Natrium oder auch
Mineralölen auf die Oberfläche von Trägerstoffen, wie Sand, Kaolinite, oder von
granuliertem Inertmaterial. Rauch können geeignete DJirkstoffe in der für die Herstellung
von DüngemittElgranalien üblichen Weise - gewünschtenfalls in Mischung mit Düngemitteln
- hergestellt werden.
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Bei herbiziden Mitteln können die Konzentrationen der Wirkstoffe in
den handelsüblichen Formulierungen verschieden sein.
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In Spritzpulvern variiert die Wirkstoffkonzentration z.
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5. zwischen etwa 10 % und 80 %, der Rest besteht aus den oben angegebenen
Formulierungszusätzen. Sei emulgierbaren Konzentraten kann die Wirkstoffkonzentration
gleichfalls etwa 10 % bis 80 % betragen. Staubförmige Formulierungen enthalten meistens
5-20 % an Wirkstoff, versprühbare Lösungen etwa 2-20 %. Bei Granulaten hängt der
Wirkstoffgehalt zum Teil davon ab, ob die wirksame Verbindung flüssig oder fest
vorliegt und welche Granulierhilfsmittel, Füllstoffe usw. verwendet werden.
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Zur Anwendung werden die handelsüblichen Konzentrate gegebenenfalls
in üblicher Weise verdünnt, z. 8. bei Spritzpulvern und emulgierbaren Konzentraten
mittels Wasser.
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Staubförmige und granulierte Zubereitungen sowie versprühbare Lösungen
werden vor der Anwendung nicht mehr mit weiteren inerten Stoffen verdünnt. Mit den
äußeren Sedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, u. a. variiert die erforderliche
Aufwandmenge. Sie beträgt im allgemeinen zwischen 0.1 und 10 kg/ha, vorzugsweise
etwa 0.1 bis 5.0 kg/ha Wirkstoff. Der erfindungsgemäße Wirkstoff kann mit anderen
Herbiziden, Insektiziden und Fungiziden kombiniert werden.
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Herstellungsbeispiele Beispiel 1 N-(3-Methoxybut-1-yl)-chloressigsäure-2.6-dimethylanilid
22.5 g (0.1085 Mol) N-(3-Methoxybutyl-1-yl)-2.6-dimethylanilin (Sp. 84 °, 0.001
mm, erhalten durch Umsetzung von 2.6-Dimethylanilin und 3-Methoxybutyraldehyd und
nachfolgender Reduktion mit Natriumborhydrid) werden in 100 ml Toluol vorgelegt
und bei 90 C innerhalb von 20 Minuten mit 13.E g (0.12 Mol) Chloracetylchlorid versetzt.
Anschliessend wird bis zur Beendigung der Gasentwicklung bei 110 °C nachgerührt,
abgekühlt und mit 100 ml gesättigter, wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung gerührt.
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Die Phasen werden getrennt, die Toluolphase über Natriumsulfat getrocknet,
dann das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Durch fraktionierte
Destillation im Vakuum erhält man 25.2 g (82 % d. Th.) N-(3-Methoxybut-1-yl)-chloressigsäure-2.6-dímethylanilid
mit dem Siedepunkt 148 OC, 0.013 rabar.
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Beispiel 2 N-(2.3-Dimethoxyprop-1-yl)-chloressigsäure-2.6-oieÆhylanilid
2B.7 g (0.11 Mol) N-(2.3-Dimethoxyprop-1-yl)-2.6-diethylanilin (Sp. 125-30 °C, 0.1
mm, erhalten durch Umsetzung von 2.3-DimethoxV-1-chlorpropan mit 2.6-Diethylanilin)
werden
in 100 ml Toluol bei 90 °C vorgelegt und innerhalb von 20 Minuten mit 13.6 g (0.12
Mol) Chloracetylchlorid versetzt. Anschliessend wird bis zur Beendigung der Gasentwicklung
bei 110 C nachgerührt, abgekühlt und mit 100 ml gesättigter, wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung
gerührt. Die Phasen werden getrennt, die Toluolphase wird über Natriumsulfat getrocknet,
dann das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Durch fraktionierte
Destillation im Vakuum erhält man 28.5 g (79% d. Th.) N-(2.3-Dimethoxyprop-1-yl)-chloressigsäure-2.6-diethylanilid
mit dem Siedepunkt 160 °C, 0.065 mbar.
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Oeispiel 3 N-(3-Chlor-2-chloracetoxy-prop-1-yl)-chloressigsäure-2.6-dimethylanilid
21.35 g (0.1 Mol) N-(3-Chlor-2-hydroxyprop-1-yl)-2.6-dimethylanilin (Fp. 68-69 OC,
erhalten durch Umsetzung von 2.6-Dimethylanilin und Epichlorhydrin) werden in 100
ml Toluol bei 90 °C vorgelegt und innerhalb von 30 Minuten mit 24.85 g (0.22 Mol)
Chloracetylchlorid versetzt. Anschliessend wird bei 110 OC bis zum Ende der Gasentwicklung
gerührt, abgekühlt und die organische Phase mit wässriger Natriumhydrogenkarbonatlösung
mehrmals extrahiert. Die Toluolphase wird getrocknet und das Lüsungsmitte] im Vakuum
abdestilliert. Der Rückstand wird
aus Toluol/Cyclohexan umkristallisiert.
Man erhält 27,1 g (74.1 % d. Th.) N-(3-Chlor-2-chloracetoxyprop-1-yl)-chlor essigsäure-2.6-dimethylanilid
mit dem Schmelzpunkt 94-96 OC.
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Beispiel 4 N-(3-Chlor-2-hydroxyprop-1-yl)-chloressigsäure-2.G-dimethylanilid
Zu 21.35 g (0.1 Mol) N-(3-Chlor-2-hydroxyprop-1-yl) 2.6-Dimethylanilin und 11.6
g (0.1 Mol) Natriumkarbonat in 100 ml Toluol werden im Verlauf von etwa 1 Stunde
11.95 g (0.105 Mol) Chloracetylchlorid zugetropft. Anschliessend wird 2 Stunden
bei Raumtemperatur nachgerührt, 100 ml Wasser zugegeben, die Phasen werden getrennt
und die Toluolphase wird getrocknet. Nach Abdestillieren erhält man 29 g (100 %
d. Th.) praktisch reines N-(3-Chlor-2-hydroxyprop-1-yl)-chloressigsäure-28 2.6-dimethyl-anilid
mit dem Brechungsindex n D = 1.5542.
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Beispiel 5 N-(2.3-Dichlorprop-1-yl)-chloressigsäure-2.6-dimethyl anilid
20.3 g (0.07 Mol) N-(3-Chlor-2-hydroxyprop-1-yl)-chloressigsäure-2.6-dimethylanilid
(Beisp. 4) und 5.93 9 (0.075 Mol) Pyridin werden in 100 ml Toluol vorgelegt.
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Bei Raumtemperatur werden 8.95 g Thionylchlorid (0.075 Mol) innerhalb
30 Minuten zugetropft, anschliessend wird 1 Stunde bei 50 OC nachgerührt. Die Toluolphase
wird mit verdünnter Salzsäure, dann mit Natriumhydrogenkarbonatlösung gewaschen
und über Na2S04 getrocknet.
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Anschliessend wird Toluol unter vermindertem Druck abdestilliert und
der Rückstand aus Cyclohexan umkristallisiert. Man erhält 18 g (83.5 % d. Th.) N-(2.3-Dichlorprop-1-yl)-chloressigsäure-2.6-dimethylanilid
mit dem Schmelzpunkt 87-89 OC.
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Weiter wurden folgende Verbindungen der allgemeinen Formel I hergestellt:
Bsp. R1, R2, R3 R4 R5 R6 Fp., Sp., nD Herstellung |
Nr. analog Bsp. |
6 2.6-(C2H5)2 -OH -Cl -H Fp.: 60-62 °C 4 |
7 2.6-(C2H5)2 -OCOCH2Cl -Cl -H Fp.: 57-58 °C 3 |
8 2.6-(C2H5)2 -H -OCH3 -CH3 Sp.: 165 °C, 0.13 mbar 1 |
9 2.6-(CH3)2 -OH -H -H Fp.: 84 °C 4 |
10 2.6-(CH3)2 -OH -OH -H 4 |
11 2.6-(CH3)2 -OCOCH2Cl -OCOCH2Cl -H 3 |
12 2.6-(CH3)2 -OCOCH2Cl -OCH3 -H nD25 = 1.5310 3 |
13 2.6-(CH3)2 -OH -OCH3 -H nD20 = 1.5425 4 |
14 2.6-(CH3)2 -OCH3 -OCH3 -H Sp.: 154 °C, 0.0065 mbar |
15 2-C3h7i -OCH3 -OCH3 -H Sp.: 156 °C, 0.013 mbar |
Bsp. R1, R2, R3 R4 R5 R6 Fp., SP., nD Herstellung |
Nr. analog Bsp. |
16 2-CH3-6-C2H5 -OCH3 -OCH3 -H Sp.: 160-4 °C, 0.0065 mbar 2 |
17 2.6-(i-C3h7)2 -H -OCH3 -CH3 Fp.: 86-88 °C 1 |
18 2-CH3-6-C2H5 -H -OCH3 -CH3 1 |
19 2.6-(C2H5)2 -Cl -H 5 |
20 2-CH3-6-C2H5 -Cl -Cl -H 5 |
Formulierungsbeispiele Beispiel A: Ein emulgierbares Konzentrat
wird erhalten aus 15 Gew.-Teilen Wirkstoff 75 Gew.-Teilen Cyclohexanon als Lösungsmittel
und 10 Gew.-Teilen oxäthyliertes Nonylphenol (10 AeO) als Emulgator.
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Beispiel 8: Ein in Wasser leicht dispergierbares benetzbares Pulver
wird erhalten, indem man 25 Gew.-Teile Wirkstoff 64 Gew.-Teile kaolinhaltiges Quarz
als Inertstoff 10 Gew.-Teile ligninsulfonsaures Kalium und 1 Gew.-Teil oleylmethyltaurinsaures
Natrium als Netz und Dispergiermittel mischt und in einer Stiftmühle mahlt.
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Beispiel C: Ein Stäubemittel wird erhalten, indem man 10 Gew.-Teile
Wirkstoff und 90 Gew.-Teile Talkum als Inertstoff mischt und in einer Schlagmühle
zerkleinert.
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Beispiel D: Ein Granulat besteht z. 8. aus etwa 2-15 Gew.-Teilen Wirkstoff
98-85 Gew.-Teilen inerten Granulatmaterialien, wie z. 8.
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Attapulgit, Bimsstein und Quarzsand.
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Biologische Beispiele Beispiel 1: (Vorauflaufverfahren) Verschiedene
Unkräuter und Kulturpflanzen wurden in Töpfen ausgesät und vor dem Auflaufen mit
den erfindungsgemäßen Verbindungen und Vergleichsmitteln behandelt. Die Töpfe wurden
anschließend im Gewächshaus aufgestellt und unter guten Wachstumsbedingungen gehalten.
4 Wochen später wurden die Wirksamkeit gegen Unkräuter und das Selektrivverhalten
an den Kulturpflanzen im Vergleich zu unbehandelten Pflanzen visuell ermittelt und
in Prozent Schädigung ausgedrückt.
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Hierbei ergaben sich die in der Tabelle 1 dargestellten Werte, die
belegen, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen gegen viele wichtige Unkräuter und
Ungräser hervorragend herbizid wirksam sind, aber gleichzeitig in hohen Dosierungen
von 2,4 kg AS/ha Kulturpflanzen wie Sojabohne und Baumwolle nicht schädigen. Sie
eignen sich daher zur selektiven Unkrautbekämpfung in solchen Kulturen.
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Gegenüber Vergleichssubstanzen wie Alachlor wird eine gute herbizide
Effektivität sichtbar, wobei insbesondere die bessere Verträglichkeit in Zuckerrüben,
Raps und Baumwolle auffällt.
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Beispiel 2: Nach demselben Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben,
wurden weitere erfindungsgemäße Verbindungen an einigen Unkrautarten auf ihre herbizide
Wirkung geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
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Tabelle 1 Herbizide Wirksamkeit und Selektivität in Kulturpflanzen
(Angaben in % Schändingung) Bsp. kg AS/ha STM AMR CYE ECG LOM PDA BN BA GH Nr.
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13 2,4 98 100 100 100 100 100 3 40 25 14 2,4 100 100 100 100 100 100
6 20 10 9 2,4 100 100 100 100 100 100 6 9 0 15 2,4 85 100 96 100 92 90 0 4 12 1
2,4 100 100 96 100 100 - 8 5 0 Alachlor 2,4 100 100 98 100 100 100 55 90 55 Abkürzungen:
STM = Stellaria media ECG = Echinochloa crus-galli BA = Beta vulgaris var. altissima
AMR = Amaranthus retroflexus LOM = Lolium multiflorum GH = Gossypium hirsutum CYE
= Cyperus esculentus POA = Poa annua CYA = Cyperus eragrostis BN = Brassica napus
T
a b e l l e 2 Herbizide Wirksakeit gegen Unkrautarten (Schändingung in %) Bsp. Dosis
in STM AMR CYA ECG LOM POA Nr. kg AS/ha 3 2,4 - 100 - 100 98 -4 2,4 - - - 100 100
100 6 2,4 - 100 80 100 97 98 5 2,4 - 96 80 - - -7 2,4 - 100 90 100 100 100 12 2,4
100 100 95 100 100 100 8 2,4 90 100 - 100 100 -Alachlor 2,4 90 100 - 100 100 -