DK155301B - Fremgangsmaade til fremstilling af faste, kornede, herbicide praeparater indeholdende et bipyridyliumsalt - Google Patents

Description

i

DK 155301 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af faste præparater af bipyridyl iumherbicider.

I de britiske patentskrifter nr. 785.732, 813.531 og 813.542 5 er beskrevet forskellige herbicide kvaternære bipyridyliumsal-te. I almindelighed fremstilles disse forbindelser til brug i landbruget i form af koncentrerede vandige opløsninger. Når de skal anvendes, fortyndes disse koncentrerede opløsninger med vand til dannelse af en opløsning, som så sprøjtes på uønskede 10 planter. Af forskellige grunde, f.eks. af hensyn til bekvem indpakning, ville det være hensigtsmæssigt, at bipyridyl ium-herbicider kunne leveres i fast form i stedet for som vandige opløsninger. Der er blevet foreslået forskellige fremgangsmåder til fremstilling af faste præparater af herbicide, kvater-15 nære bipyridyl iumsalte, men hidtil har ingen af disse præparater vist sig egnede til omfattende industriel brug i landbruget. Britisk patentskrift nr. 813.532 beskriver f.eks. stø-vepræparater omfattende en blanding af et herbicidt kvaternært bipyridyliumsalt sammen med et indifferent pulverformet for- 20 tyndingsmiddel, f.eks. talk, porcelænsler, gips eller basisk slagge. Sådanne præparater er ikke bekvemme til påføring af bipyridyliumherbicider i landbruget og har ikke vundet indpas til industriel brug.

25 Britisk patentskrift nr. 1.086.937 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af faste herbicide præparater, ved hvilken en vandig opløsning af et herbicidt kvaternært bipyridyliumsalt blandes med et hydratdannende salt i sådanne mængdeforhold, at det hydratdannende salt går i forbindelse med tilstrækkelig 30 meget af det tilstedeværende vand til at give et fast præparat. Præparaterne fremstillet på denne måde er blevet accepteret på detailmærkedet til brug i haver. De er imidlertid ikke egnede til brug i stor målestok i landbruget. Mængden af aktiv bestanddel er således forholdsvis lav, og produktet opløses 35 ikke tilstrækkelig hurtigt. Endnu en fremgangsmåde til fremstilling af faste herbicide præparater er beskrevet i offentliggjort japansk patentansøgning nr. 3381/73. Ifølgde denne fremgangsmåde absorberes en vandig opløsning af et bipyridyli-

DK 155301 B

2 umberbicid i forud dannede korn af et vandopløseligt salt. Som tilfældet er med fremgangsmåden ifølge britisk patentskrift nr. 1.086.937, kan der kun fremstilles præparater med forholdsvis lav koncentration af aktiv bestanddel.

5

Ifølge opfindelsen er nu fundet en fremgangsmåde ved hvilken man er i stand til at fremstille et fast, kornet præparat indeholdende en forholdsvis høj mængde af det som aktiv bestanddel anvendte kvaternære bipyridyliumsalt.

10

Opfindelsen angiver en fremgangsmåde til fremstilling af et f ast, kornet, herbicidt præparat indeholdende et herbicidt, dikvaternært bipyridyliumsalt sammen med et fast fortyndingsmiddel, og fremgangsmåden er ejendommelig ved det i krav l's 13 kendetegnende del angivne.

Udtrykket fluidiseret leje er velkendt indenfor den kemiske teknik, det vedrører fremgangsmåder, ved hvilke en gasart ledes gennem et lag af fast partikelformet materiale med en så-20 dan hastighed, at partiklerne bliver dynamisk suspenderet i gasstrømmen. Laget (d.v.s. lejet) af materiale antager en stærk turbulent tilstand, der ligner en kogende væske. I den foreliggende opfindelse foretrækkes det at anvende luft som gasart til fluidisering af det faste part i kel formede materi-25 ale. Andre gasarter (f.eks. nitrogen) kan dog anvendes, hvis det ønskes. Det fluidiserede leje holdes ved en forhøjet temperatur ved opvarmning af gasstrømmen, som fluidiserer lejet.

Temperaturen af den opvarmede gasstrøm er fortrinsvis i interval 3 0 fra 100 til 250°C, f.eks. fra 120 til 150°C. Temperaturen af de fluidiserede leje kan ligge fra f.eks. 50 til 100°0. Den vandig opløsning af det kvaternære bipyridyliumsalt kan indføres i det idiserede leje ved sprøjtning gennem én eller flere sprøjtedyser Den vandige opløsning kan selv opvarmes, hvis det ønskes, men de: 35 fås ingen særlig fordel herved. Koncentrationen af opløsningen det kvaternære bipyridyliumsalt er fortrinsvis høj, f.eks. minds 200 g pr. liter kvaternær bipyridyliumkation, således at den mæn. vand, som skal fordampes, nedsættes.

DK 155301 B

3

Overraskende er det ikke nødvendigt, at det faste partikelformede fortyndingsmiddel er uopløseligt i vand. Fordampningen af vand fra den vandige opløsning forløber så hurtigt, at når der anvendes et vandopløseligt fortyndingsmiddel, f.eks. natrium-5 chlorid, opstår der ingen vansekligheder med, at kornene opløses i den vandige opløsning af kvaternært bipyridyliumsalt.

Selv om der således teoretisk kan anvendes både vandopløselige og vanduopløselige fortyndingsmidler, anvendes der ifølge opfindelsen fortyndingsmidler, der er frit vandopløselige, såle-10 des at når det faste præparat ifølge opfindelsen skal anvendes til at dræbe uønskede planter, kan det fuldstændigt og hurtigt opløses i vand til dannelse af en sprøjteopløsning. Det uorganiske salt er i det væsentlige frit for krystallisationsvand, da hydrat i serede salte kan dekrepitere, når de anbringes i den 15 opvarmede luftstrøm. Salte, der reagerer som alkalier i vandig opløsning, f.eks. salte der har en pH-værdi på mere end ca. 8, når de opløses i vand (f.eks. natriumcarbonat), anvendes ikke som faste fortyndingsmidler ifølge opfindelsen på grund af de skadelige virkninger, de kan have på de aktive bestanddele i 20 midlet, idet kvaternære bipyridyliumsalte er mindre stabile i opløsninger med høj pH-værdi.

Den hastighed af luftstrømmen, som kræves til at fluidisere det fast< partikelformede fortyndingsmiddel, afhænger af forskellige faktorer, 25 f.eks. af partikelstørrelsen af fortyndingsmidlet og af dets vægtfylde. En egnet hastighed konstateres let ved udførelse af processen, idet det fluidiserede lejes teknologi er velkendt for fagfolk, men som eksempel kan nævnes, at en lineær lufthastighed på 0,9 til 1,1 m/sek. har vist sig egnet til at holde et leje af natriumchlorid 30 i fluidiseret tilstand.

Herbicide, kvaternære bipyridyliumsalte, der kan anvendes som aktive bestanddele i præparaterne ifølge opfindelsen, indbefatter de af følgende formler 35 *lJ0^~0'η2 å [ςΓ os CK31 [χΓ_ + nch2ch2+

DK 155301 B

4 1 2 hvor R og R , der kan være ens eller forskellige, hver er et alkyl-eller alkenylradikal med 1-4 kulstofatomer, der kan være substitueret med et hydroxy-, carboxy-, alkoxy-, alkylcarbonyl-, alkoxycarbonyl-, carbamoyl- eller R-alkylsubstitueret carbamoylradikal eller et halo-5 genatom,[x]n“ repræsenterer en anion, og n er 1, 2, 5 eller 4. Foretrukne alkoxygrupper er de, der indeholder 1-4 kulstofatomer. Foretrukne alkylcarbonyl- og alkoxycarbonylgrupper er de, der indeholder fra 2 til 5 kulstofatomer. Foretrukne R-alkylsubstituerede carbamoyl= radikaler er de, hvori R-alkylsubstituenten eller -substituenterne 10 indeholder fra 1 til 4 kulstofatomer.

Eksempler på herbicide, dikvaternære bipyridyliumsalte indbefatter dem, der er anført nedenfor: 1,1'-ethylen-2,2 *-bipyridyliumdibromid (diquat dibromid) 15 1,1’-dimethyl-4,4’-bipyridyliumdichlorid (paraquat dichlorid) 1,1'-di-2-hydroxyethyl-4,4'-bipyridyliumdichlorid 1,1'-bis-3,5-dimethylmorpholinocarbonylmethyl-4,4'-bipyridyliumdi= chlorid (morfamquat dichlorid) 20 1-(2-hydroxye thyl)-1*-methyl-4,41-bipyridyliumdichlorid 1,1*-dicarbamoylmethyl-4,4'-bipyridyliumdichlorid 1,1'-bis-R,R-dimethylcarbamoylmethyl-4,4'-bipyridyliumdichlorid 25 1,1'-bis-R,R-diethylcarbamoylmethyl-4,4'-bipyridyliumdichlorid 1,l-di-(piperidinocarbonylmethyl)-4,4'-bipyridyliumdichlorid 1,1’-diacetonyl-4,4’-bipyridyliumdichlorid 1,1’-diethoxycarbonylmethyl-4,4’-bipyridyliumdibromid 30 1,1»-diallyl-41-bipyridyliumdibromid.

Ravnene i parentes ved nogle af forbindelserne i ovenstående liste er accepterede fællesnavne for den kationiske del af forbindelserne. Således er "paraquat" det almindelige navn for 1,lr-dimethyl-4,4'-35 bipyridyliumkationen. Paraquat er en særligt foretrukken bipyridy-liumforbindelse til brug i præparaterne ifølge opfindelsen.

DK 155301 B

5

Da den herbicide virkning af en kvaternær bipyridyliumion er uafhængig af karakteren af den tilhørende anion, er valget af anion en bekvemmelighedssag, der f.eks. afhænger af prisen. Fortrinsvis er an-ionen en, som giver et salt med passende vandopløselighed. Eksemp- 5 ler på anioner, der kan være monovalente eller polyvalente, indbefatter acetat, benzensulfonat, benzoat, bromid, butyrat, chlorid, citrat, fluorsilikat, fumarat, fluorborat, jodid, lactat, malat, maleinat, me= thylsulfat, nitrat, propionat, phosphat, salicylat, succinat, sulfat, thiocyanat, tartrat og p-toluensulfonat. Saltet af den herbicide 10 bipyridyliumkation kan dannes af et antal lignende anioner eller blandinger af forskellige. Et salt, der har en given ønsket anion, kan fremstilles enten ved direkte syntese af reaktionsdeltagerne, som indeholder den ønskede anion, eller ved at ombytte anionen i et tidligere fremstillet salt med den foretrukne anion på i og for sig vel-15 kendte måder, f.eks. ved at lede en opløsning af det tidligere fremstillede salt gennem en ionbytterharpiks. Af bekvemmelighedsgrunde og økonomiske grunde er chloridanionen en særlig foretrukket anion.

Da den karakteristiske herbicide aktivitet af et salt af en herbicid, 20 kvaternær bipyridyliumkation ligger i kationen alene, er det almindeligt at nævne koncentrationerne af aktiv bestanddel og påføringsmængderne udtrykt i mængden af anvendt kvaternær bipyridyliumkation, således at man undgår det uhensigtsmæssige i at skulle nævne forskellige påføringsmængder for forskellige salte af samme kvaternære bipy- 2 5 ridyliumkation. Påføringsmængder og koncentrationer, der er nævnt i den foreliggende beskrivelse, angår derfor mængden af kvaternær bipyridyliumkation, med mindre andet er anført.

Yed udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen foretrækkes det, 3 0 som ovenfor nævnt, at anvende en vandig opløsning indeholdende en høj koncentration af kvaternær bipyridyliumkation, f.eks. mindst 200 g pr. liter. Koncentrationer så høje som 360 g pr. liter kan bekvemt anvendes. Produktet af fremgangsmåden kan også indeholde en forholdsvis høj mængde af den som aktiv bestanddel anvendte bipyridyliumkat= 3 5 ion. F.eks. opnås koncentrationer på 20 vægt$ af bipyridyliumkatio-nen let og ligeledes højere koncentrationer, f.eks. op til 28 vægt$ eller mere, kan bekvemt fremstilles. Fortrinsvis indeholder produktet mindst 10 vægt$ bipyridyliumkation.

DK 155301 B

6

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan drives enten portionsvis eller som en kontinuerlig proces.

Den tid det tager at fuldende fremstillingen af produktet, afhænger 5 f.eks. af temperaturen og hastigheden af den opvarmede luftstrøm.

Som eksempel kan nævnes, at i en typisk portionsvis fremstilling hlev 5 kg natriumchlorid fluidiseret i en luftstrøm med en hastighed af 60m/minut og en temperatur på 130°C på indgangssiden af det fluidis er ede leje. En opløsning af paraquat dichlorid (6 liter, 360 g 10 paraquat pr. liter) blev indsprøjtet i det fluidiserede leje gennem en dyse gennem en periode på 1 time. Produktet, der hlev opsamlet efter denne tid, var et ikke-støvende, fritstrømmende, kornet, fast stof indeholdende 27 vægt$ paraquat, og det var fri for fugtighed. Gennemsnitspartikelstørrelsen af kornene var i intervallet 1 til 2 15 mm, og rumvægten var 0,88 g/ml.

Hvis det ønskes, kan andre bestanddele inkorporeres i præparatet ifølge opfindelsen, f.eks. overfladeaktive midler. Dette kan gøre på forskellige måder. E.eks. kan et overfladeaktivt middel inkorpo-20 reres i den vandige opløsning af bipyridyliumsalt, som indføres i det fluidiserede leje. Alternativt kan bipyridyliumopløsningen og opløsningen af det overfladeaktive middel indføres adskilt fra hinanden i det fluidiserede leje. Den anvendte mængde overfladeaktivt middel kan være f.eks. fra 10 til 20 vægt$ af mængden af bipyridyli= 25 umkation i præparatet, men større eller mindre mængder kan være passende, afhængende af den tilsigtede anvendelse af produktet.

Fortrinsvis er det anvendte overfladeaktive middel et kationisk eller ikke-ionisk overfladeaktivt middel. Valget af et egnet overfla-30 deaktivt middel ligger indenfor fagmandens kunnen. Som eksempel kan imidlertid nævnes, at ikke-ioniske overfladeaktive midler, der er nyttige i præparaterne ifølge opfindelsen, indbefatter kondensationsprodukterne af ethylenoxid med fedtalkoholer, såsom oleylalkohol og cetylalkohol, eller med alkylphenoler, såsom octylphenyl, nonylphe= 35 nol og octylcresol. Andre ikke-ioniske midler er partialesterne afledt af langkædede fedtsyrer og hexitanhydrider, f.eks. sorbitanmo= nolaurat, kondensationsprodukterne af disse partialestere med ethy= lenoxid og lecithinerne. Eksempler på kationiske overfladeaktive 7

DK 155301 B

midler indbefatter kvaternære salte og kondensater af ethylenoxid med aminer, f.eks. de stoffer der sælges under varemærkerne "Ethome "Ethoduomeen", "Duoquad" og "Arquad".

5 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan udføres i et sædvanligt reaktionsapparat med fluidiseret leje. Det fluidiserede lejes teknolog er velkendt for fagfolk. Reaktoren selv omfatter en generelt rørformet eller cylindrisk beholder anbragt med sin lange akse lodret, og som har en perforeret plade, der lukker den nedre ende. Det fa-10 ste, partikelformede materiale, som skal fluidiseres, fyldes i real toren og ligger på den perforerede plade. Gassen, der anvendes til at fluidisere materialet, tvinges gennem den perforerede plade unde tryk og går opad gennem materialet. Det foretrækkes at holde trykket nedenfor den perforerede plade set i strømmens retning, lidt un 15 der atmosfæretrykket udenfor apparatet, f.eks. ved hjælp af en blæser, der er indrettet til at udtrække den udstrømmede luft fra reak toren. På denne måde forhindres undvigelse af fine partikler fra a paratet, hvis der skulle udvikle sig en lækage i dets vægge. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen foretrækkes det at lede den ud-20 strømmede luft fra reaktoren gennem et apparat (f.eks. en cyklon) f at opsamle fine, støvagtige partikler, der er for små til at blive det fluidiserede leje, og som skylles gennem reaktoren af luftstrøm men. Som ovenfor nævnt, kan den vandige opløsning af bipyridylium= saltet indføres i det fluidiserede leje ved sprøjtning gennem én el 25 ler flere dyser. Disse kan f.eks. være monteret i væggen i det flu idiserede lejes reaktor eller i midten af den perforerede plade.

Hensigtsmæssigt kan opløsningen pumpes gennem en doseringspumpe for at muliggøre måling og regulering af den indførte mængde.

30

Apparatet er vist skematisk i blokdiagram på tegningen.

Følgende eksempel illustrerer opfindelsen.

35 8

DK 15530i B

Eksempel

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen blev udført under anvendelse af kornet calciumchlorid og natriumchlorid som faste, partikelformede ε fortyndingsmidler. Det anvendte bipyridyliumsalt var paraquat di= chlorid i en koncentration på 360 g paraquat pr. liter. I forsøget med natriumchlorid blev et overfladeaktivt middel omfattende et kondensat af fra 7 til 8 molære mængder ethylenoxid med p-nonylphenol og forhandlet under varemærket "Lissapol11 EX blandet med opløsningen 10 af paraquat dichlorid i mængdeforholdet 4 dele paraquat til 1 del "Lissapol" IX og indsprøjtet som en homogen blanding. Produkterne fra de to forsøg var ensartede, fritstrømmende, ikke-støvende korn med en gennemsnitspartikelstørrelse i intervallet fra 1 til 2 mm. Driftsbetingelserne er opsummeret i tabel 1.

15 gabel 1

East for- Indgangs-

Forsøg tyndings- Tid temperatur Gennemsnits- Lufthastighed nr. middel (min.) i lejet °C lejetemperatur np/sek.

20 1 Calcium= 85 130 93 1,1 chlorid 2 Eatrium= 70 130 86 1,0 ehlorid 25

Analysen og udbyttet af produktet er anført i tabel 2.

30 35 9

DK 15530 1 B

φ

-P

-p^ o o i>s W) tn c- jQ _ Vj w n

td'w' c— VD

!=> ra π3 ·Η ^ Φ ø

,ρ fd -P ra MH P

•H O p rH O O

-P ,3 'P cd ft ft ΜΌ op ra ra P P P cd PH*H p^->

I -P O O

É CiD 00 CO

P 83 ·* * pj i> O o Ϊ

Η -P -P

o Λί Φ .

Pi'P p p £ cd Η Ό MI\ O

ra o o Φ £ I ra ,ρ Pi p r- •H Ό Pi 0¾¾.

Pi P P

Ξ ·Η ·Η '—'

-P

-P Λ! ^ cd Tf p £ p H CO tn o1 o o J5 * ·> cd,P P t- 00

(M p T3 Pi^. cvl (M

cd p Η Ph ·Η ·Η Φ

P

cd M

&h S

H in O'-' i>-

Pi Μ i -Φ cd ,y * ra'-' o ra

•H

h\

-P

cd P^ \d o σ* hQ o cn cd ,Μ - *·

p'—' <M H

cd PH

ra'-'

MM Φ P rM

P-rlw ^ o tjOTj in p P H ·» ~ 83 ί>» Φ 'd- tn a-p -g P tS o ·Η <η a W) s · rap H cm

U P

o

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et fast, kornet, herbi-5 cidt præparat indeholdende et herbicidt, dikvaternært bipyri-dyliumsalt sammen med et fast fortyndingsmiddel, kendetegnet ved, at en vandig opløsning af et herbicidt, dikvaternært bipyridyliumsalt, der eventuelt indeholder et overfladeaktivt middel, indføres i et fluidiseret leje af 10 partikler af et fast fortyndingsmiddel bestående af et vandopløseligt uorganisk salt, der er i hovedsagen fri for krystalvand, og som har en pH-værdi på højst 8, når det er opløst i vand, hvilket fluidiseret leje af partiklerne af fast fortyndingsmiddel holdes ved en forhøjet temperatur, hvorved opløs-15 ningen af bipyridyliumsaltet hurtigt fordamper og aflejrer bi-pyridyliumsaltet og det eventuelle overfladeaktive middel på partiklerne af det faste fortyndingsmiddel, og det således fremstillede faste, kornede præparat opsamles. 2 0

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det fluidiserede leje holdes ved en temperatur på 50-100°C.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at det herbicide, dikvaternære bipyridyliumsalt er en 25 forbindelse med formlen: -O-O Η ΙΧΓ eller Q-Q ® [X]n_ + \ / +

30 CH2CH2+ 1 2 hvor R og R , der kan være ens eller forskellige, hver er et alkyl- eller alkenylradikal med op til 4 carbonatomer, eventuelt substitueret med et hydroxy-, carboxy-, alkoxy-, 35 alkylcarbonyl-, alkoxycarbonyl-, carbamoyl- eller N-substitu eret carbamoylradikal eller et halogenatom, X er en anion, og n er 1, 2, 3 eller 4. DK 155301 B

4. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at det herbicide dikvaternære bipyri-dyliumsalt er paraquatdichlorid eller paraquatdi(methylsulfat).

5. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, ken detegnet ved, at det faste fortyndingsmiddel er et uorganisk salt.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, 1° at det faste fortyndingsmiddel er natriumchlorid eller cal- ciumchlorid.

7. Fast, kornet, herbicidt præparat fremstillet ved en fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav. 15 20 25 30 35