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SUBSTITUIERTE PYRIDYLHARNSTOFFE, VERFAHREN
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ZUR HERSTELLUNG DIESER VERBINDUNGEN SOWIE DIESE ENTHALTENDE MITTEL
MIT HERBIZIDER WIRKUNG
Die Erfindung betrifft neue substituierte
Pyridylharnstoffe, Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen sowie diese enthaltende
Mittel mit herbizider Wirkung.
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Phenylharnstoffderivate mit herbizider Wirkung sind bereits bekannt,
zum Beispiel 1-(3,4-Dichlorphenyl)-3,3-dimethylharnstoff (US-PS 2.655.445). Diese
weisen jedoch nur ein sehr enges Selektivitätsspektrum gegenüber Kulturpflanzen
auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Mittels,
welches außer einer hervorragenden herbiziden Wirkung gegen Unkräuter ein breites
Selektivitätsspektrum gegenüber Kulturpflanzen besitzt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mittel gelöst, das als
neue Wirkstoffe mindestens einen substituierten Pyridylharnstoff der allgemeinen
Formel
in der R1 Wasserstoff, einen C-C4-Alkylrest, einen C2-C4-Alkenylrest, einen C2-C4-Alkinylrest
oder C1-C3-Alkoxy, R2 einen C3-C8-cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest, einen
durch Halogenatome substituierten C3-C8-cycloaliphati; schen Rest oder einen heterocyclischen
Rest und fl 0, 1 oder 2 bedeuten.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeichnen sich dberraschenderweise
sowohl durch eine hervorragende boden und blattherbizide Wirkung als auch durch
ein breites Selektivitätsspektrum gegeniiber Kulturpflanzen aus. Sie können daher
vorteilhaft zur Bekämpfung mono- und dikotyler Unkräuter, insbesondere in Kulturpflanzen
verwendet werden.
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Bei den Verbindungen werden im Vorauflaufverfahren und auch im Nachauflaufverfahren
Ackerunkräuter, wie Sinapis sp., Stellaria media, Senecio vulgaris, Matricaria chamomilla,
Ipomoea purpurea, Chrysanthemum segetum, Lamium amplexicaule, Centaurea cyanus,
Amaranthus retroflexus, Alopecurus myosuroides, Echinochloa crus galli, Setaria
italica, Abutilon, Sesbania, Euphorbia, Datura, Atriplex, Physalis, Portulaca, Ambrosia,
Xanthium und Ageratum bekämpft.
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Zur Bekämpfung von Samenunkräutern werden in der Regel Aufwandmengen
von 1 kg Wirkstoff/ha bis zu 5 kg Wirkstoff/ha verwendet. Dabei erweisen sich die
erfindungsgemäßen Wirkstoffe selektiv in Nutzpflanzenkulturen, wie Kartoffeln, Baumwolle,
Zuckerrübe, Wintergetreide und vor allem auch Sojabohne.
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In höheren Aufwandmengen eignen sich diese Verbindungen auch als Totalherbizide
zur Vernichtung oder Unterdrückung einer Ödlandflora während einer Vegetationsperiode.
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Der Rest R2 als heterocyclischer Rest umfaßt in der allgemeinen Formel
I solche mit 3 bis 7 Ringgliedern, davon 1 bis 2 Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff
oder Schwefel, zum Beispiel Oxa-, Aza-, Thiacyclopentyl, Oxa-, Aza-, Thiacyclohexyl,
Dioxa-, Oxazacyclopentyl, Dioxa- und Oxazacyclohexyl.
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Von den erfindungsgemäßen Verbindungen zeichnen sich durch eine optimale
Wirkung der bezeichneten Art insbesondere diejenigen aus, bei denen in der allgemeinen
Formel I R1 Wasserstoff, Methyl oder Methoxy, R2 Cyclopropyl, Cyclohexyl, Dichlorcyclopropyl,0xacyclopentan-2-ylund
n 0 oder 1 bedeuten.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können entweder allein, in Mischung
miteinander oder mit anderen Wirkstoffen angewen-
det werden. Gegebenenfalls
können Entblätterungs-, Pflanzenschutz- oder Schädlingsbekämpfungsmittel je nach
dem gewün schten Zweck zugesetzt werden Sofern eine Verbreiterung des Wirkungsspektrums
beabsichtigt ist1 können auch andere Biozide zugesetzt werden Beispielsweise eignen
sich als herbizid wirksame Mischungspartner diejenigen Wirkstoffe, die in Weed Abstracts,
Vol. 31, No. 7 1982, unter dem Titel "List of common names and abbreviations employed
for currently used herbicides and plant growth regulators in Weed Abstracts" aufgeführt
sind Zweckmäßig werden die erfindungsgemäßen Wirkstoffe oder deren Mischung in Form
von Zubereitungen wie Pulvern, Streumitteln, Granulaten, Lösungen, Emulsionen oder
Suspensionen unter Zusatz von flüssigen und/oder festen Trägerstoffen beziehungsweise
Verdünnungsmitteln und gegebenenfalls von Netz-, Haft-, Emulgier- und/oder Dispergierhilfsmitteln,
angewandt, vorzugsweise in Form von Emulsionskonzentraten.
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Geeignete flijssige Trägerstoffe sind zum Beispiel Wasser, aliphatische
und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Cyclohexanon, Isophoron,
Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid, weiterhin Mineralölfraktionen Als feste Trägerstoffe
eignen sich Mineralerden, zum Beispiel Tonsil, Silicagel, Talkum9 Kaolin, Attaclay,
Kalkstein, Kieselsäure und pflanzliche Produkte, zum Beispiel Mehles An oberflächenaktiven
Stoffen sind zu nennen zum Beispiel Calciumlignisulfonat, Polyoxyäthylen-alkylphenoläther,
Naphthalinsulfonsäuren llnd deren Salze, Phenolsulfonsäuren und deren Salze, Formaldehydkondensate,
Fettalkoholsulfate sowie substituierte Benzolsulfonsäuren und deren Salze.
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Der Anteil des beziehungsweise der Wirkstoffe(s) in den verschiedenen
Zubereitungen kann in weiten Grenzen variieren.
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Beispielsweise enthalten die Mittel etwa 5 bis 95 Gewichtsprozente
Wirkstoffe, etwa 95 bis 5 Gewichtsprozente flüssige oder feste Trägerstoffe sowie
gegebenenfalls bis zu 20 Gewichtsprozent oberflächenaktive Stoffe.
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Die Ausbringung der Mittel kann in üblicher Weise erfolgen, zum Beispiel
mit Wasser als Träger in Spritzbrwhmengen von etwa 100 bis 1000 Liter /ha. Eine
Anwendung der Mittel im sogenannten Low-Volume- und Ultra-Low-Volume-Verfahren ist
ebenso möglich wie ihre Applikation in Form von sogenannten Mikrogranulaten.
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Zur Herstellung der Zubereitungen werden zum Beispiel die folgenden
Bestandteile eingesetzt: a) 80 Gewichtsprozent Wirkstoff 15 Gewichtsprozent Kaolir
5 Gewichtsprozent oberflächenaktive Stoffe auf Basis des Natriurnsalzes des A-Sethyl-N-oleyl-taurins
und des Caliumsalzes der Ligninsulfonsäure.
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b 50 Gewichtsprozent Wirkstoff 40 Gewichtsprozent Tonmineralien 5
Gewichtsprozent Zellpech 5 Gewichtsprozent oberflächenaktive Stoffe auf der Basis
einer Mischung des Calciumsalzes der Ligninsulfonsäure mit Alkylphenolpolyglycoläthern.
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c) 20 Gewichtsprozent Wirkstoff 70 Gewichtsprozent Tonmineralien 5
Gewichtsprozent Zellpech 5 Gewichtsprozent oberflächenaktive Stoffe auf der Basis
einer Mischung des Calciumsalzes der Ligninsulfonsäure mit Alkylphenolpolyglycoläthern.
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d) 5 Gewichtsprozent Wirkstoff 80 Gewichtsprozent koloidale Kieselsäure
10 Gewichtsprozent Zellpech 5 Gewichtsprozent oberflächenaktive Stoffe auf der Basis
eines Fettsäurekondensationsproduktes Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen der
allgemeinen Formel B lassen sich zum Beispiel herstellen, indem man a) Verbindungen
der allgemeinen Formel
mit Verbindungen der allgemeinen Formel
gegebenenfalls unter Verwendung eines Lösungsmittel. und in Gegenwart eines säurebindenden
Mittels oder - sofern R1 Wasserstoff darstellt - mit Methylisocyanat der Formel
CH3 - N = C = O III gegebenenfalls unter Verwendung eines Lösungsmittels und in
Gegenwart eines Ratalysators umsetzt oder
b) Verbindungen der allgemeinen
Formel
mit Verbindungen der allgemeinen Formel
gegebenenfalls unter Verwendung eines Lösungsmittels und in Gegenwart eines Katalysators
zur Reaktion bringt oder c) Verbindungen der allgemeinen Formel
mit Verbindungen der allgemeinen Formel
gegebenenfalls unter Verwendung eines Lösungsmittels umsetzt, wobei R1, R2 und n
die oben genannte Bedeutung haben und Hal ein Halogenatom bedeutet.
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Als Lösungsmittel eignen sich gegenüber den Reaktanden inerte Stoffe
wie aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel Hexan, Benzol,
Toluol, Chlorkohlenwasserstoffe wie zum Beispiel Methylenchlorid, Chloroform und
Dichloräthan, Äther wie zum Beispiel Diäthyläther, Tetrahydrofuran und Dimethoxyäthan,
Ketone wie zum Beispiel Aceton und Butanon, Nitrile wie zum Beispiel Acetonitril,
Amide wie zum Beispiel
Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon.
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Zur Bindung der Halogenwasserstoffsäure eignen sich organische Basen
wie tertiäre Amine, zum Beispiel Triäthylamin, Pyridin und Dimethylanilin oder anorganische
Basen wie die Carbonate der Alkali- und Erdalkalimetalle.
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Als Katalysatoren für die Umsetzung mit Isocyanat eignen sich tertiäre
Amine wie zum Beispiel Triäthylamin.
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Die Umsetzung der Reaktionspartner erfolgt bei Temperaturen zwischen
OOC und 1500C i. a. bei Normaldruck.
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Die als Ausgangsstoffe zu verwendenden Aminopyridinderivate erhält
man durch Umsetzung von 2-Chlor-5-nitropyridin mit Alkoholen der Formel R2-(CH2)
-OH in Gegenwart starker Basen 2n und anschließende Reduktion der Nitrogruppe nach
bekannten Verfahren Die erfindungsgemäßen Harnstoffe stellen farb- und geruchlose
kristalline Substanzen dar, die in; Essigsäureäthylester, Aceton und Alkohol gut
löslich sind Sie lösen sich zum Teil nur mäßig in Benzol und sind in gesättigten
Kohlenwasserstoffen und Wasser unlöslich.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der erfindungsgemäßen
substituierten Pyridylharnstoffe.
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BEISPIEL 1 1-/2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin-5-yl7-3-methoxy-
3-methyl-harnstoff 22,96 g (o,o65 Mol) /2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin
-5-yl7-carbaminsäurephenylester erden in 100 ml Dimethylformamid gelöst und mit
12,68 g (0,13 Mol) N,O-Dimethylhydroxylaminhydrochlorid versetzt. Dann werden 36,0
ml (0,26 Mol) Triäthylamin zugegeben, wobei leichte Erwärmung eintritt. Es wird
auf 400C erwärmt und nach 2 Stunden auf Eiswasser gegeben. Die ausgefallenen Kristalle
werden abgesaugt, in Essig--ester aufgenommen, mit Wasser gewaschen, getrocknet
und eingedampft. Der Rückstand wird aus Äther/Hexan kristallisiert.
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Ausbeute: 9,7 g =46,60/0 der Theorie Fp.: 1130C Analyse: Berechnet:
C 45,01 H 4,70 Gefunden : C 45,41 H 4,64 In analoger Weise lassen sich die weiteren
erfindungsgemäßen Verbindungen herstellen.
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Beispiel Name der Verbindung Physikalische Konstante 2 1-/2- (2 ,
2-Dichlorcyclopropylmethoxy) -pyridin-5-yl7-3,3-dimethylharnstoff Fp.: 147-149°C
3 1- (2-Cyclopropylmethoxypyridin-5-yl) - 0 3-methoxy-3-methylharnstoff Fp.: 104-106°C
4 1-(2-Cyclopropylmethoxypyridin-5-yl)-3,3-dimethylharnstoff Fp.: 122-123 C 5 1-(2-Cyclohexylmethoxypyridin-5-yl)-3-methoxy-3-methylharnstoff
Fp.: 104-105°C 6 1-(2-Cyclohexylmethoxypyridin-5-yl)-3,3-dimethylharnstoff Fp. 145-147°C
7 1-(2-Cyclohexyloxypyridin-5-yl)-3- 0 methoxy- 3-methylharnstoff Fp.: 102-103 C
8 1-(2-Cyclohexyloxypyridin-5-yl)-3,3-dimethylharnstoff Fp.: 9 1-Methoxy-1-methyl-3-/2-(
oxacyclopentan- 0 2-ylmethoxy)-pyridin-5-yl]-harnstoff Fp.: 107-109°C 10 1,1-Dimethyl-3-[2-(oxacyclopentan-2-ylmethoxy)-pyridin-5-yl]-harnstoff
Fp.: 123-125°C
Die Ausgangsverbindungen zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Verbindungen sind an sich bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt
werden.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der Ausgangsverbindungen:
2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-5-nitropyridin 31,7 g (0,2 Mol) 2-Chlor-5-nitropyridin
und 28,2 g (0,2 Mol) 1,1-Dichlor-2-hydroxymethylcyclopropan werden in 150 ml Dimethylformamid
gelöst. Unter Kühlen wird mit 24,69 g (0,22 Mol) Kalium-tert-butylat portionsweise
versetzt, so daß die Temperatur nicht über 250C steigt.
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Nach 3 Stunden wird auf Eiswasser gegossen, mit Essigester mehrfach
extrahiert, die organischen Phasen zweimal mit Wasser gewaschen, getrocknet und
eingedampft. Es verbleiben 48,1 g eines braunen Öls, das ohne Reinigung weiter verwendet
werden kann.
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5-Amino-2-(2,2-dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin 34,9 ml (0,72 Mol)
Hydrazinhydrat und 5 g Raney-Nickel werden in 150 ml Äthanol vorgelegt und portionsweise
unter Rühren mit 47,35 g (0,18 Mol) der vorstehenden Nitroverbindung versetzt. Dabei
wird die Temperatur bei 400C gehalten. Nach 3 Stunden ist die Reduktion zu einem
einheitlichen Produkt beendet. Es wird filtriert, eingedampft, der Rückstand in
Äther aufgenommen, mehrfach mit Wasser gewaschen, getrocknet und wieder eingedampft.
Es bleiben 30,6 g eines braunen Öls, das ohne Reinigung weiter verwendet werden
kann.
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2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin-5-yl-carbaminsäurephenylester
8,96 ml (0,071 Mol) Chlorameisensäurephenylester in 40 ml Tetrahydrofuran werden
unter Rühren tropfenweise mit einer Lösung von i6,3 g (0,07 Mol) der vorstehenden
Verbindung, gelöst in 60 ml Tetrahydrofuran, versetzt. Nach 10 Minuten w werden
9,7 ml (0,07 Mol) Triäthylamin tropfenweise zugegeben.
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Nach 15 Minuten weiterem Riihren wird filtriert und das Filtrat eingeengt.
Man erhält 23,9 g weiße Kristalle vom Schmelzpunkt 136,5°C.
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Als Wirkstoffe mit herausragender Unkrautwirkung und breitem Selektivitätsspektrum
sind zum Beispiel zu nennen 1-/2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin-5-yl7-3-methoxy-3-methyl-harnstoff
und 1-[2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin-5-yl]-3,3-dimethyl-harnstoff.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Anwendungsmöglichkeiten der
erfindungsgemäßen Verbindungen, die in Form der oben angegebenen Zubereitungen erfolgte.
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BEISPIEL 11 Im Gewächshaus wurden die in der Tabelle aufgeführten
erfindungsgemäßen Verbindungen in einer Aufwandmenge von 5 kg Wirkstoff/ha in 500
Litern Wasser/ha als wäßrige Emulsionen auf Sinapis sp. und Solanum sp. als Testpflanzen
im Vor-und Nachauflaufverfahren gespritzt. 3 Wochen nach der Behandlung wurde das
Behandlungsergebnis bonitiert, wobei O = keine Wirkung und 4 = Vernichtung der Pflanzen
bedeuten. Wie aus der Tabelle ersichtlich wird, wurde in der Regel eine Vernichtung
der Testpflanzen erreicht.
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Erfindungsgemäße VORAUFLAUF NACHAUFLAUF Verbindungen Sinapis sp. Solanum
Sinapis sp. Solanumsp.
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1-j2-(2,2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin-5-yl7-3-methoxy-3-methylharnstoff
4 4 4 4 1-/2- (2 , 2-Dichlorcyclopropylmethoxy)-pyridin-5-yl7-3,3-dimethylharnstoff
4 4 4 4
BEISPIEL 12 Im Gewächshaus wurden die aufgefijhrten Pflanzen
vor dem Auflaufen mit den angegebenenMitteln behandelt. Die Mittel wurden zu diesem
Zweck als Suspensionen in einer Aufwandmenge von 1,6 kg Wirkstoff/ha mit 500 Litern
Wasser/ha gleichmäßig auf den Boden ausgebracht. Die Ergebnisse zeigen, daß das
erfindungsgemäße Mittel im Gegensatz zum Vergleichsmittel eine gute Selektivität
und Wirkung aufweist. Das Behandlungsergebnis wurde bonitiert, wobei 0 = total vernichtet
und 10 = nicht geschädigt bedeuten.
Bq B |
A X x C m w ca |
o m ca Q) P .rI r( o (d |
ca , - rl H d rl H ca m rn I r' +> |
o ,l o r< ca o X ca ca k h o = A m |
Erfindungs- ca < E m m h ç k ca d |
r r, 0 o (n ca k P m h zu k c> P 0) |
gemäße Ver- o P PI Q ca r ti 2 ca ca bo |
bindung X < H H X zuz Q X n zuX X < |
1-/2-(2,2-Dichlor- |
cyclopropylmethoxy) |
pyridin-5-yl7-3- 10 10 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
methoxy-3-methyl- |
harnstoff |
VERGLEICHSMITTEL |
(gemäß US-PS |
2.655.445) |
1-(314-Dichlorphen- 4 0 t 1 3 0 O t O 0 0 0 1 1 1 0 3 |
yl)-3,3-dimethyl- |
harnstoff |
Unbehandelt 10 1010 1010 1010 101010 1010 1010 101010 |
BEISPIEL 13 Im Gewächshaus wurden die aufgefiihrten Pflanzen nach
dem Auflaufen mit den angegebenen Mitteln in einer Aufwandmenge von 1,6 kg Wirkstoff/ha
in 500 Liter Wasser, behandelt. Die Mittel wurden zu diesem Zweck gleichmäßig als
suspensionen über die Pflanzen versprüht. Auch hier zeigte 3 Wochen nach der Behandlung
das erfindungsgemäße Mittel eine hohe Selektivität bei ausgezeichneter Wirkung gegen
das Unkraut. Diese Selektivität zeigte das Vergleichsmittel nicht. Das Behandlungsergebnis
wurde bonitiert, wobei O = total vernichtet und 10 = nicht geschädigt bedeuten.
E |
U x < X t (d < E E0 |
o U c: p +> o U ca |
- T' Q: - E: rl - F: ri - ca Q |
g, rl O s < a ° ca ca O S A ; a m |
Erfindungs- N õ h ; m +> ca h |
gemäße Ver- o w U E tn K k ca o < E e, |
bindung 3 m < H ca m ca X bo |
cn 0 O rn X w |
1-/2-(2,2-Dichlor- |
cyclopropylmethoxy)- |
pyridin-5-yl7-3- 10 10 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
methoxy-3-methyl- |
harnstoff |
VERGLEIcHSMITTEL |
(gemäß US-PS |
2.655.445) |
1- ( 31 4-Dichlorphen- |
yl)-3,3-dimethyl- 3 0 1 1 4 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 4 |
harnstoff |
Unbehandelt 10 1010 1010 101010 1010 1010 101010 1010 |