DK161830B

DK161830B - Estere af 2,2-dimethylcyclopropancarboxylsyrederivater, fremgangsmaade til fremstilling deraf, insekticidt og acaricidt middel og fremgangsmaade til bekaempelse af angreb paa planter

Info

Publication number: DK161830B
Application number: DK080379A
Authority: DK
Inventors: Paolo Piccardi; Francesco Corda; Franco Gozzo; Augusto Menconi; Angelo Longoni
Original assignee: Montedison Spa
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1991-08-19
Also published as: MX5698E; NZ189791A; JPH0212941B2; YU48279A; DE2907609C2; IL56739A0; GB2015519B; DD142281A5; BR7901221A; FR2442826A1; NO152582B; NO790621L; DE2907609A1; NO153098C; RO77772A; NL7901460A; DK80379A; IN150228B; GR72544B; PT69283A

Description

i

DK 161830 B

Opfindelsen angår en ny klasse af pyrethroider, nemlig nye estere af 2,2-dimethylcyclopropancarboxylsyrer substitueret i 3-stillingen af cyclopropylringen med en umættet polyfluoreret kæde med tre carbonatomer, en frem-5 gangsmåde til fremstilling deraf, et insekticidt og aca-ricidt middel og en fremgangsmåde til bekæmpelse af angreb på planter.

Pyrethrinerne (eller pyrethrum), d.v.s. estere af chry-10 santheminsyre (2,2-dimethyl-3-isobutenyl-cyclopropancar-boxylsyre) med en retronolon (2-alkenyl-3-methyl-cyclo-pent-2-en-4-olon), er insekticider af naturlig oprindelse, hvis egenskaber er en hurtig og høj insekticid aktivitet kombineret med en lav toxicitet for pattedyr.

15

Imidlertid kan pyrethrum let nedbrydes under påvirkning af atmosfæriske materialer, og disse egenskaber gør pyrethrum uegnet til beskyttelse af agrikulturelt dyrkede afgrøder, således at anvendelsen deraf begrænses til 20 indendørs anvendelser. Desuden har det en høj pris, delvis på grund af ekstraktionsprocessens indviklethed og delvis på grund af kravene ved en kombination med passende synergistiske stoffer.

25 For at overvinde alle disse problemer har man syntetiseret et meget stort antal stoffer, der i strukturmæssig henseende er beslægtet med pyrethrum (pyrethroider) for at bevare den insekticide aktivitet og den lave toxicitet over for pattedyr og samtidig for at opnå molekyler, der 30 er mere resistente overfor atmosfæriske materialer (se for eksempel "Synthetic Pyrethroids" (M. Elliott Ed.) ACS Symposium Series nr. 42, Washington 1977).

Man har rettet forskning i retning af syntese af nye de-35 rivater af 2,2-dimethylcyclopropancarboxylsyre og analoge stoffer samt i retning af syntese af alkoholer analoge med cyclopentenoloner, samt i retning af nye grupper med 2

DK 161830 B

alkoholiske funktioner, som skal esterificeres med derivaterne eller analogerne af 2,2-dimethylcyclopropan-carboxylsyre. Der er talrige derivater af 2,2-dimethyl-cyclopropancarboxylsyre substitueret i position 3.

5

Blandt disse er de mest lovende set fra et stabilitetssynspunkt dem, der i position 3 bærer en /5, Ø-dihalogenvi-nylisk gruppe [J. Farkas et al., Chem. Listy 52, 688 (1958); M. Elliott et al., Nature (London) 246, 169.

10 (1973); M. Elliott et al., J. Chem. Soc., Perkin 1, 1974, 2470].

I det følgende skema 1 har man sammenstillet nogle' af de syntetiske pyrethroider, der viste interessante egenska-15 ber.

20 25 30 \ -35

DK 161830 B

3

Skema 1

H^C CHX

= V

¥ /X _C-Z

ti o

Generisk navn W Z Bibliografisk kilde 10 δ- H5c _0 *

Pyrethrin I )-/ \/ Naturlig oprindelse

H^C

H^c\ / „ /—f°

Allethrin \=/ -O y Schechter et al.

15 / \— _ J.A.C.S. 71, 3165 H3C /(1949)

EUCV / C H

Rosmethrin ) ' ^ 5 Elliott et al., Na- H r7 II ture (London), 213, !.-0 493 (1967) ’ —’ 2° ΆΑ/ β

Tetramethrin / ' β 111 Kato et al., Agric.

H C ”°N/ V A J Biol. Chem. 28, 914 H-C ° (1964)

Phenothrin χ XO/ ‘ Fujimoto et al., 25 h3c o-c6h5 2681 (1973)

Permethrin "Λ=/ ~6\/y~y M. Elliott et al., rr \ n-r H Nature (London), 246, 0 °6M5 169 (1973) PesticT-

Ci Sci., 6, 537 (1975)

30 Cypermethrin /=^ ~°\/Q) M. Elliott - ACS

ny A ' Symposium Series CN 0-CÆ ηδ. 42 - Washing-

Br, ton 1977 V/ _0 /O)

Decamethrin / V '—( M. Elliott - ACS

oc Br ρτ,τ- ο-Γ H Symposium Series n 3 CN υ c_h_ p Washington lg77 4

DK 161830 B

Det har nu vist sig, at der foreligger hidtil ukendte pyrethroider med den almene formel: H^C CHq _ 3 \ / 3 5 C (i) * / \ i

A-CH-CH-C-OR

II

O | 10 .

F

hvor A =* CF^-CsCH-, 15 ^ hvor R^ = 3 phenoxy eller 3-benzyl.

Forbindelserne med den almene formel I udviser en høj insekticid og en høj acaricid virkning. Det har desuden vist sig, at der foreligger hidtil ukendte 2,2-dimethyl-30 cyclopropancarboxylsyrederivater med følgende almene formel (II): 35

DK 161830 B

5 H3C CH3 \ / C (II) / \ 5 A - CH - CH - COOR"

hvor R' = H eller C1 - C4 alkyl og F

10 A = CF3-C=CH- .

Forbindelserne med den almene formel II er anvendelige som udgangsmaterialer til brug ved fremstillingen af de hidtil ukendte pyrethroider med den almene formel I.

15

Man kender ganske vist fra DK ans. nr. 347/78 og 5850/78, der begge først er offentliggjort efter prioritetsdatoen for den foreliggende ansøgning, i kemisk henseende beslægtede forbindelser, der er dækket af en almen formel, hvori A er CF3~C(X)=CH-, med det fremgår ikke af disse DK ansøgninger, at de forbindelser, hvori X = F, udviser nogen særstilling. Det har dog ifølge opfindelsen overraskende vist sig, at netop disse forbindelser udviser en ekstremt høj insekticid og acaricid aktivitet.

25 1 35 6

DK 161830 B

Skema 2

Eksempler på forbindelser med den almene formel II er: 5_____ delse11 Formel Karakterisering H3%/CH3 MS(a> ' j a CF —CF=CH—CH ———CH—COOC^H (C^H^F^) 10 + 254(M ,1,6856) 226(M -C H4) 209(M .CH CH O) l85(MT;-CFp 2 .

l8l(M -COOC2H5, 15 100¾) . —- (a)

3 nc/ 3 MSV

b CF -CFBr—CH^-CH"——— CH-COOC H (C H -F BrO ) 3 2 25 11 15 4,. 2 334-336(m7o.i6^,0.24^) 289-291(MT-CH3CH20) 20 255 (M+-Br) 247,249,227,209) H3C\/CI!3 R,n(b) / \ 20 «c c CF-CF=CH-CH- CH-COOH n =1,4180 Æ - 3 D 7 1 35 7

DK 161830 B

Noter til ovenstående skema 2; (a) MS = Masse-spektroskopiske data, kun de hovedsagelige ioner er rapporteret.

5 (b) R.I. s Refraktionsindeks.

Pyrethroiderne med den almene formel I kan let fremstilles ud fra cyclopropancarboxylsyrerne og esterne med den 10 almene formel II ved hjælp af metoder, der er helt almindelige ved udøvelsen af organisk kemi.

Det er f.eks. muligt af transformere syrerne og esterne med den almene formel II til de tilsvarende acylhalogeni-15 der, som ved reaktion med alkoholer med formlen R-OH (hvor R har den samme betydning som angivet i forbindelse med formel I) giver anledning til dannelsen af forbindelserne med den almene formel I.

20 Den særlige struktur af syrerne og esterne med den almene formel II muliggør eksistensen af forskellige geometriske konfigurationelle isomere, hvis eksistens skyldes tilstedeværelsen af følgende faktorer: 25 - den asymmetriske natur af carbonatomer 1 og 3 i cyclo- propylringen (enantiomere); - relativ rumlig anordning af COOR' grupper og af substituent A i forhold til det plan, der lokaliseres af cyc- 30 lopropylringen (cis eller trans); - cis- eller trans-isomeri af de substituenter, der foreligger ved dobbeltbindingen i radikalet 35 A = CFq-C=CH-.

3 i

F

8

DK 161830 B

Separationen af de forskellige isomerblandinger i de forskellige stereoisomere og i deres enantiomere kan opnås ved at anvende kendte kemiske teknikker, såsom f.eks. chromatografiske metoder og bundfældning af salte med op-5 tisk aktive baser. Opfindelsen omfatter tillige isolationen og anvendelsen til syntese af forbindelserne med den almene formel I af alle steriske og/eller konfigura-tionelle isomere, der kan fremstilles ud fra blandingen af forbindelser med formel II, samt anvendelsen af selve i 10 blandingerne og af de materialer, der er afledt på basis af deres partielle eller fuldstændige separation i stereoisomere.

På lignende måde kan de nye pyrethroider med den almene 15 formel I på grund af tilstedeværelsen af asymmetriske centre og muligheden for cis-trans-isomere også være blandinger af isomere. En særlig egenskab ved disse blandinger er den kendsgerning, at separationen af komponen-_ terne kan gennemføres ved simpel kemisk teknik, såsom 20 søjlechromatografi eller tyndtlagschromatografi.

Opfindelsen omfatter også isolationen og anvendelsen som insekticid af hver sterisk eller konfigurationel isomer samt den direkte anvendelse af de blandinger, der frem-25 kommer ved syntese eller ved en ufuldstændig separation af de isomere.

Forbindelserne med den almene formel I ifølge opfindelsen udviser ved siden af en meget høj aktivitet mod insekter 30 hørende til arter blandt de mest betydende, hvad angår deres skadevoldende virkning på de agrikulturelle og civile områder, såsom f.eks. hemiptera, lepidoptera, cole-optera, diptera og blattoidea, også en tilfredsstillende acaricid aktivitet, der definitivt er overlegen i forhold 35 til den tilsvarende aktivitet af de mange kendte pyrethroider.

DK 161830 B

9

Interessen for esterne ifølge opfindelsen er særlig tydelig, hvis man tager det høje iagttagne niveau for insekticid aktivitet i betragtning, sammen med deres lave akutte toxicitet, hvilket fremgår af henholdvis de data, 5 der er angivet i tabel 14, hvori der er sammenstillet en sammenligning med de to kendte syntetiske pyrethroider, og eks. 10.

Pyrethroiderne ifølge opfindelsen opfylder desuden kravet 10 om god stabilitet, hvilket fremgår af eks. 11.

Særlig foretrukne udførelsesformer for esterne ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnede del af krav 2-5 angivne.

15

Opfindelsen omfatter også en fremgangsmåde til fremstilling af esterne ifølge opfindelsen, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved det i den kendetegnede del af krav 6 angivne.

20

Opfindelsen omfatter også et insekticidt og acaricidt middel, og dette er ejendommeligt ved det i den kendetegnede del af krav 7 angivne.

25 Opfindelsen omfatter også en fremgangsmåde til bekæmpelse af angreb på planter hidrørende fra insekter eller mider, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved det i den kendetegnede del af krav 8 angivne. 1 35

Man udførte en række forsøg for at sammenligne den in-sekticide og acaricide aktivitet af esterne ifølge opfindelsen med andre estere, der i kemisk henseeende er beslægtet dermed. De undersøgte forbindelser har følgende almene formel:

DK 161830B

10 hqc ch, 3 \ / d c /-\ CF3-C=CH-CH_CH-C-0-CH2 - (O) (a) 5 x 0 '—( fr\ °-\Oy hvori X repræsenterer et fluor-, chlor- eller bromatom.

10

De undersøgte estere vil i det følgende blive identificeret således: I-F-H-m = 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-cis,trans-2,2- 15 dimethyl-3-(0-fluor-0-tri fluormethyl-vinyl)- cyclopropancarboxylsyre (formel I, X=F, blanding af cis- og trans-isomere på cyclopropan-delen i det approximative forhold 1:1); 20 I-F-H-t = 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-trans-2,2-dime- thyl-3-(^-fluor-5-trifluormethyl-vinyl)-cyclopropancarboxylsyre (formel I, X=F, trans-isomer på cyclopropanndelen); 1 2 3 4 5 6 35 I-Cl-H-m = 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-cis,trans-2,2- 2 ~ dimethyl-3-(0-chlor-Ø-trifluormethyl-vinyl)- 3 cyclopropancarboxylsyre (formel 1, X=C1, 4 blanding af cis- og trans-isomere på cyclo- 5 propandelen i det approximative forhold 1:1); 6 I-Cl-H-t = 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-trans-2,2-dime-thyl-3-(0-chlor-Ø-trifluormethyl-vinyl)-cyclopropancarboxylsyre (formel I, X=C1, trans-isomer på cyclopropandelen); 11

DK 161830 B

I-Br-H-m = 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-cis,trans-2,2-dimethyl-3- (0 -brom- /5 -1 r i fluormethyl - vinyl) -cyclopropancarboxylsyre (formel I, X=Br, blanding af cis- og trans-isomere på cyclo-5 propandelen i det approximative forhold 1:1); I-Br-H-t = 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-trans-2,2-dime-thyl-3-(0-brom-0-trifluormethyl-vinyl)-cyclopropancarboxylsyre (formel I, X=Br, trans-10 isomer på cyclopropandelen);

Man udførte biologiske prøver i laboratoriet for at bedømme den insekticide og acaricide aktivitet af de i det foregående angivne estere.

15

Man anvendte følgende insekt- eller midearter: A - Spodoptera littoralis (larver), af ordenen Lepidoptera 20 B - Pieris brassicae (larver), af ordene Lepidoptera C - Leptinotarsa decemlineata (larver), af ordenen Coleop-tera 25 Οχ - Culex pipiens (larver), af ordenen Diptera d2 - Culex pipiens (voksne), af ordenen Diptera E - Blatta orientalis (voksne), af ordenen Orthoptera 30 F - Musca domestica (voksne), af ordenen Diptera - Tetranychus urticae (æg), af ordenen Acarina 35 G2 ~ Te'tranyctlus urticae (voksne), af ordenen Acarina.

12

DK 161830 B

Den insekticide eller acaricide aktivitet af de undersøgte forbindelser mod de før angivne skadevoldende organismer betegnet som B, C, E, F og G2 blev bestemt i overensstemmelse med de metoder, der er beskrevet i eks. 7 i 5 denne beskrivelse. Aktiviteten mod de resterende skadevoldende organismer blev bestemt i overensstemmelse med de i det følgende angivne metoder.

Bestemmelse af insekticid aktivitet mod Spodoptera litto-10 ralis (larver) (A)

Afskårne tobaksblade blev besprøjtet med en acetone/vand-dispersion af det produkt, der skal undersøges. Efter tørring blev bladene inficeret med 5 dage gamle larver.

15 Som blindprøve inficerede man på lignende måde ubehandlede tobaksblade. Larvernes mortalitetsprocent blev evalueret 48 timer efter infektionen i sammenligning med mortalitetsprocenten af larverne på de ubehandlede blade.

20 Bestemmelse af aktiviteten mod Culex pipiens (larver) l°ll

Myggelarver i 3' og 4' stadium blev indført i glas indeholdende en acetone/vand-dispersion af det produkt, der 25 undersøges. Som blindprøve indførte man myggelarver i glas indeholdende henholdsvis vandværksvand og acetone /vand-opløsning. Larvernes mortalitetsprocent blev bestemt 24 timer efter starten af prøven under reference til blindprøven.

30

Bestemmelse af aktiviteten mod Culex pipiens (voksne individer ) ()

Med en acetoneopløsning af det produkt, der skal under-35 søges, befugtede man på ensartet måde rektangler af papir af typen Whatman nr. 1. Efter fordampning af solventet blev papirrektanglerne anvendt til at fore den indre væg 13

DK 161830 B

af en perspex-cylinder (model WHO). Man indførte 2-3 dage gamle vokse hunmyg i cylindrene, der derpå blev lukket med et net. Som blindprøve indførte man voksne hunmyg i cylindre, der var foret med ubehandlet papir. 1 time ef-5 ter kontaktens begyndelse blev insekterne overført til cylindre, der var foret med ubehandlet papir, og hvortil man som næringsmiddel tilførte en sukkervandsopløsning. Mortalitetsprocenten blev bestemt 24 timer efter behandlingens begyndelse i sammenligning med mortalitetsprocen-10 ten af de som blindprøve tjenende insekter.

Bestemmelse af aktiviteten mod Tetranychus urticae (æg) (Gil 15 Bladskiver afskåret fra bønneblade blev inficeret med voksne hunmider med henblik på æglægning, og de voksne individer blev derpå fjernet og æggene talt. Skiverne blev behandlet ved besprøjtning med en acetone/vand-dispersion (10 volumen-% acetone) af det produkt, der 20 undersøges. Som blindprøve behandlede man inficerede bladskiver med udelukkende en acetone/vand-opløsning. Procentdelen af ikke udklækkede æg (svarende til mortali-tetsprocenten) blev evalueret 7 dage efter behandlingen i sammenligning med procentdelen af ikke udklækkede æg ved 25 blindprøven.

Den insekticide eller acaricide aktivitet af de undersøgte forbindelser udtrykkes som en relativ potens på følgende måde.

30

For hver af de undersøgte forbindelser blev værdien af LDj-q (letaldosis for 50% af insekterne eller miderne) bestemt .

35 Tallet 100 blev tildelt til aktiviteten (LD^g værdi) af den fluor-analoge (forbindelse med formel I, hvor X=F) i hver serie af forbindelser, og den relative potens af 14

DK 161830 B

dens chlor- og brom-analoge blev bestemt ved hjælp af den følgende formel: (UW v = p

Relative potens = - x 100 j (LD50) X = Cl eller Br (for X = Cl eller Br).

Resultaterne, der er rapporteret i de følgende tabeller 1 til 4, udtrykkes som relative potenser i forhold til den fluor-analoge i hver serie af forbindelser i henhold til, hvad der er angivet i det foregående.

15 I disse forsøg blev hver serie af forbindelser undersøgt separat.

Tabel 1 2® Relative potenser (fluor-analog = 100 ) mod Spodoptera littoralis

Forbindelse Relativ potens 25 I-F-H-m 100 I-Cl-H-m 20 I-Br-H-m 19 I-F-H-t 100 I-Cl-H-t 28 I-Br-H-t 21 30 -------- 35 15

DK 16 1830 B

Tabel 2

Relative potenser (fluor-analog = 100) mod Pieris brassi-cae.

5

Forbindelse Relativ potens I-F-H-m 100 I-Cl-H-m 42 I-Br-H-m 31 10-- I-F-H-t 100 I-Cl-H-t 88 I-Br-H-t 40 15

Tabel 3

Relative potenser (fluor-analog = 100) mod Musca dornestica.

20

Forbindelse Relativ potens I-F-H-m 100 I-Cl-H-m 72 I-Br-H-m 83 25 I-F-H-t 100 I-Cl-H-t 64 I-Br-H-t 50 1 35 16

DK 161 830 B

Tabel 4

Relative potenser (fluor-analog =100) mod Tetranychus urticae voksne (acarina). I

5

Forbindelse Relative potens I-F-H-m 100 i I-Cl-H-m 43 \ I-Br-H-m 36 10-- I-F-H-t 100 I-Cl-H-t 85 I-Br-H-t 97 ^ De følgende eksempler skal illustrere opfindelsen yderli gere. Nogle eksempler illustrerer fremstillingen af esterne ifølge opfindelsen, og andre eksempler illustrerer fremstillingen af mellemprodukterne II.

20 Eksempel 1

Fremstilling af den som mellemprodukt tjenende ethylester af 3,3-dimethyl-4,6-dibrom-6,7,7,7-tetrafluor-heptansyre __ I en autoklav med volumenkapacitet 200 ml indførte man i 2 5 en nitrogenatmosfære følgende reagenser: 17 g ethylester af 3,3-dimethyl-4-pentensyre (0,105 mol); 55 g af 1,1,1,2-tetrafluordibromethan (0,21 mol); 0,5 ml tert.-butyl-peroxid.

30

Autoklaven blev derpå nedsænket i et oliebad og holdt under mekanisk omrøring i 5 timer ved en temperatur på 120 °C. Efter afkøling blev indholdet fortyndet med 100 ml CH2CI2. Denne opløsning blev derpå vasket med (3 x 35 17

DK 161830 B

50 ml) indeholdende små mængder FeSO^ og tørret med vandfrit CaCl2, og opløsningsmidlet blev fordampet under vacuum. Derved fremkom der 43,3 g råprodukt, som blev destilleret under vacuum, idet man opsamlede den fraktion, 5 der kogte mellem 97° og 99 °C ved 0,25 mm Hg. Herved fremkom 39 g ethyl-3,3-dimethyl-4,6-dibrom-6,7,7,7-tetra-fluorheptanoat.

Grundstofanalyse: 10

Brom: teoretisk: 38,41%; fundet: 37,83%.

Eksempel 2 15 Fremstilling af ethylesteren af 2,2-dimethyl-3-(fl-fluor-g-trifluormethyl-vinyl)-cyclopropancarboxylsyre og den frie syre.

Til en opløsning af ethyl-3,3-dimethyl-4,6-dibrom- 20 6,7,7,7-tetrafluorheptanoat (25 g, 0,06 mol), fremkommet som beskrevet i eks. 1, i ethanol (50 ml), tilsatte man ved en temperatur mellem 23 og 32 °C og under omrøring en opløsning af natriumethylat (0,132 mol) i ethanol (150 ml).

25

Efter afslutning af tilsætningen blev den resulterende opløsning holdt ved stuetemperatur i 3 timer.

Derpå udtog man fra opløsningen 50 ml, som blev koncen-30 treret til et reduceret volumen. Den resulterende opløsning blev derpå hældt i vand og is. Opløsningen blev derpå ekstraheret med CH2C12 (50 ml), og den organiske fase vasket med vand til opnåelse af et neutralt pH, hvorefter den blev tørret med vandfrit CaCl2, og op-35 løsningmidlet blev fjernet under vacuum.

DK 161830B

18

Derved fremkom 3,6 g råt reaktionsprodukt, som efter analyse ved gas-chromatografi sammen med massespektrometri viste sig hovedsagligt at bestå af ethylesteren af 2,2-dimethyl-3-(0-fluor-0-trifluormethyl-vinyl)cyclopropan-5 carboxylsyre (forbindelse a, skema 2), som kunne isoleres fra det rå produkt ved sø jlechromatografi, og af ethylesteren af 2,2-dimethyl-3-(0-brom-0,r,r,r-tetrafluoropro-pyl)cyclopropancarboxylsyre (ca. 20% af det rå produkt) (forbindelse b, skema 2).

10

Den tilbageblivende del af den ethanolopløsning, hvorfra der var udtaget 50 ml, blev behandlet med 6 g KOH i 85% koncentration i 30 ml ethanol.

15 Reaktionsblandingen blev derpå opvarmet i 2 timer ved tilbagesvalingstemperatur for at gennemføre hydrolysen af esteren og for at fuldføre dehydrobromeringen af Ø-brom-0,r,r,r-tetrafluoropropylgruppen. Reaktionsblandingen blev derpå koncentreret til et reduceret volumen og derpå 20 hældt i vand og is. Blandingen blev acidificeret med fortyndet H2SO4 og derpå ekstraheret med CI^C^ ( 3 x 50 ml), og den organiske fase blev derpå vasket med en vandig opløsning af NaCl (2 x 100 ml) og tørret på vandfrit Cad^· 25

Opløsningsmidlet blev fjernet under vacuum, hvorved der fremkom 8 g 2,2-dimethyl-3-(0-fluor-Ø-trifluoromethyl-vinyl )-cyclopropancanboxylsyre i form af en viskos strågul olie (forbindelse c, skema 2).

30

Eksempel 3

Fremstilling af CF3-CFBr-CH2-CHBr-C(CH3 )2~CH(CO^H^ 35 I en 250 ml Hastelloy C autoklav forsynet med en vægtstangsvippe indfører man under nitrogenatmosfære:

DK 161830B

19 208 g CF3-CFBr2 (0,8 mol) 91,2 g CH2=CH-C(CH3)2-CH(C02Et)2 (0,4 mol) 6 ml ditert.-butyl-peroxid.

5 Autoklaven blev opvarmet til 140 °C og holdt ved denne temperatur i 2 timer. Efter afkøling blev indholdet udtaget, og overskuddet af CF3~CFBr2 blev fjernet ved fordampning, hvorefter indholdet af autoklaven blev udsat for molekulær destillation, idet man samlede fraktionen 10 med kp. 90 °C (10~^ mm Hg) bestående af 120 g ethyl-(1,1- dimethyl-2,4-dibrom-4,5,5,5-tetrafluor)-pentyl-malonat.

22° n^ = 1,4513 I.R.-analysen svarede til den angivne struktur.

15 Grundstofanalyse: C fundet = 34,9%; teoret. C = 34,5% H fundet = 4,2%; teoret. H = 4,1% F fundet = 15,4%; teoret. F = 15,6%

Br fundet = 31,9%; teoret. Br= 32,8% 20 Eksempel 4

Fremstilling af CF,-CFBr-CHo-0H—C - C0oCoHc og af

D £ i 2 2 D

CO^C^Hc 25 CH^Hj 225 CF,-CF=CH-CH~C-C0oCoHc 3 j 2 2 5 00„0οΗ,-2 2 5 30 48,8 g (0,1 mol) ethyl-(l,l-dimethyl-2,4-dibrom-4,5,5,5- tetrafluor)-pentyl-malonat, fremstillet som beskrevet i eks. 3, blev i 100 ml vandfrit ethanol tilsat dråbevis og under omrøring til en ethanolisk opløsning af natriume-thylat, fremstillet ud fra 2,4 g natrium og 100 ml vand-35 frit ethanol.

20

DK 161830 B

Da tilsætningen først var afsluttet, udtoges fra blandingen en prøve, som derpå blev gas-masseanalyseret, hvorved resultaterne deraf viste, at cycliseringsreaktionen allerede var fuldstændigt afsluttet til dannelse af forbin-5 delsen i 10 . CH3 /CH3 ! CF^-CFBr-CHg-CB^C - CO^E^ C02C2H5 15

Massefragmentering: (C14H19F4Br04) : 406 (M+) 327 (M+-Br) 20 361 (M-C2H50) 213 (M+-C3F4BrH2) 315 314 185 25 167 43 30 På dette stadium tilsatte man en yderligere mængde af na-triumethylat i ethanol (lig med den foregående), og reaktionsblandingen blev holdt under omrøring ved 40 °C i 5 timer.

Efter neutralisering med HC1, 1:1 og påfølgende filtrering blev opløsningen koncentreret til et lille volumen, 35 21

DK 161830 B

hvorpå der til opløsningen blev tilsat 200 ml vand, hvorpå der blev extraheret med CHClg (2 x 150 ml). Den chloroformiske extrakt blev derpå afvandet på CaC^ og derpå evaporeret til dannelse af 31,4 g diethylester af 5 2,2-dimethyl-3-(β-fluor-0-trifluormethyl-vinyl)-cyclopro- 22° pan-1,1-dicarboxylsyre, = 1,4303 CEL· CH, CF^ - CF=CH- CH- C ~ C 02C 2Η^ co2c2h5

Massefragmentering: (C14H18VV : 326 ^ 281 (M -C2H50) 253 (m+-c3h5o2) 225 (253-C2H4) 20 235 207 179 167’ 160 25 115

Eksempel 5

Fremstilling af CH, /CH, 30 3>C . 3 CF3-CF=CH-CH-CH-C02C2H5 I en beholder, der er nedsænket i et oliebad og forsynet med en tilbagesvalingskondenser, indførtes der i en ni-35 trogenatmosfære: 22

DK 161 830 B

CH* CH^ V 3 5 5 g CF-,-CF=CH-CH-C-C0oC,-)Hc- , fremstillet som beskrevet i D I 5 eks* 4 C0oCoH.~ 2 2 d 10 1 g NaCl, 12 ml dimethylsulphoxid, 0,6 ml vand

Reaktionsblandingen blev derpå opvarmet under tilbagesvaling i 9 timer ved 165°-167 °C.

15 Efter afkøling viste den gas-chromatografiske analyse, at forbindelsen var dannet med en konvertering af 75% og med et forhold cis/trans på ringen på ca. 1:1.

Eksempel 6 - 20

Fremstilling af m-phenoxybenzylesteren af (±)-cis,trans- 2,2-dimethyl-3-(g-fluor-0-trifluormethyl-vinyl)-cyclopro-pancarboxylsyre og partiel separation af de geometriske isomere 25 9,5 g 2,2-dimethyl-3-(/5-flur-/3-trifluormethyl-vinyl)-cyc-lopropancarboxylsyre blev konverteret til chloridet af syren ved behandling med 9,7 g PC15 i 200 ml CCl^ ved 23-24 °C. Ved destillation under vacuum opsamledes 6,2 g 30 chlorid af syren (grundstofanalyse: fundet Cl = 14,29%, teoretisk Cl = 14,49%).

2,2 g chlorid af den således fremkomne syre blev esteri-ficeret ved behandling med 2,2 g 3-phenoxybenzylalkohol i 35 100 ml vandfrit benzen, indeholdende 2 ml pyridin ved en temperatur mellem 18 og 24 °C.

23

DK 161830 B

Efter filtrering af pyrodiniumsaltet blev opløsningen vasket med 80 ml af en vandig opløsning af HC1, og derpå med vand ved 0 °C, indtil der fremkom et neutralt pH.

5 Efter dehydrering blev opløsningsmidlet evaporeret under vacuum, hvorved der fremkom 4,1 g rå 3-phenoxy-benzyles-ter af (+)-cis,trans-2,2-dimethyl-3-(Æ-fluor,Ø-trifluor-methyl-vinyl) -cyclopropancarboxylsyre.

10 For at opnå en partiel separation af de geometriske isomere blev det derved fremkomne produkt chromatograferet på en silicagelsøjle [fyldstof: silicagel Kieselgel G

(Type 60) prod. af Merk og analogt produkt fra C. Erba kode. 45332, et vægtforhold på 1:2, søjlelængde: 20 cm, 15 diameter af søjle: 2,4 cm? eluent: n-hexan-benzen (2:1), ved stuetemperatur], idet man opsamlede følgende fraktioner: - Fraktion I : prøve 1-A (1 g) 20 - Fraktion II : prøve 1-M (0,6 g) - Fraktion III : prøve 1-B (1,2).

På basis af nucleær magnetisk resonans (NMR) analyse viste prøve 1-A sig hovedsaligt (mindst 90%) af bestå af 25 den isomere 3-phenoxybenzyl-ester af (+)-cis-2,2-di- methyl-3-(Ø-fluor,Ø-trifluormethyl(E)vinyl)-cyclopropancarboxylsyre .

Prøve 1-B viste sig hovedsaligt (mindst 80%) at bestå af 30 den isomere 3-phenoxybenzylester af (+)-trans-2,2-di- methyl-3-( /5-fluor, 0-trifluormethyl(E)vinyl)cyclopropan-carboxy1syre.

Prøve 1-M viste sig at bestå af en blanding af de ovenfor 35 angivne isomere i et cis:trans forhold på ca. 1:3.

Egenskaber af disse prøver er angivet i det følgende.

24

DK 161830 B

NMR (S - ppm) (*)

HA v ' HB 2 (m, H. + H J

v _ f Å B

5 F \ /\/^COO-CH?-/o\ 6.1 (dd3 Hc> F <T ’' CH CH^ X· 3 '33 O-C.H 1.23 (s, geminale methyler) !!c _ / 05 - ForbincLelse-’i-A S*p6' (s, j 6.8- 7,5 Cm3 aromatiske proto- 10 · ner) J (H^., F trans) = 33 Hz J V = 9 Hz F C H ' 15 3V_/ H 1.7(d/v

/-\ / B B

Tf ' /—\ :2.33 (dd, H.) h,aY coo-ch-(o) - c< V 2M S.23 (dd,H ) 3 3 'O-C.H . - . - ° 5 1-16 (s-, CH )

20 . "Forbindelse 1-B

1.25 (s, CH3) 5.05 (s, CH2) 6.8- 7,4 (m, aromatiske proto ner) 25 J (Hc, Ha) = 9 Hz

J (IV V = 5 HZ

J (H j F tans) = 31 Hz 30 — s = singlet; d = dublet; dd = dublet af dublet; m = multiplet; J = koblingskonstant 35 25

DK 161830 B

Eksempel 7

Insekticid aktivitet af forbindelserne Ifølge opfindelsen 5 Forbindelserne ifølge opfindelsen er blevet undersøgt på larver og på voksne individer af følgende arter af phyto-phagouser, idet man følger de metoder, der er angivet i det følgende (de pågældende data er rapporteret i tabel 5).

10 A) Biologisk aktivitet på Macrosiphum euphorbiae (bladlus)

Små kartoffelplanter, der er fremdrevet i potter, blev 15 inficeret med voksne hunbladlus, og efter nogle få timers forløb blev de besprøjtet med en vandig dispersion af de produkter, der skal undersøges (se tabel 5). Mortalitetsprocenten blev evalueret 24 timer efter behandlingen (mortalitet af bladlus på ubehandlede 20 planter = 0).

B) Biologisk aktivitet på Pieris brassicae (lepydoptera)

Afskårne blomkålsblade blev udsat for besprøjtning med 25 en vandig dispersion af det produkt, der blev under søgt (se tabel 5). Efter tørring blev bladene inficeret med 5 dage gamle larver.

Mortalitetsprocentern af larverne (mortalitet på ube-30 handlede blade = 0) blev bestemt 48 timer efter be handlingen.

C) Biologisk aktivitet på Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera)

Små kartoffelplanter, der var fremdrevet i potter, blev inficeret med 4 dage gamle larver og derpå udsat 35 26

DK 161830 B

for besprøjtning med en vandig dispersion af de produkter, der blev undersøgt (se tabel 5). Mortalitetsprocenten (mortalitet af ubehandlede planter = 0) blev bestemt 48 timer efter behandling.

5 j D) Biologisk aktivitet på Musca domestica (Dyptera) 4 dage gamle voksne individer blev ved topisk påføring med en mikroinjektionssprøjte behandlet med en aceto-10 nisk opløsning af de produkter, der undersøges (se tabel 5). Mortalitetsprocenten (mortalitet af insekter, der kun er behandlet med acetone « 0) blev bestemt 24 timer efter behandling.

15 E) Biologisk aktivitet på voksne individer af Culex pipiens (Dyptera)

Rektangulære strimler af Whatman papir nr. 1 blev behandlet ensartet med en acetonisk opløsning af de pro-20 dukter, der undersøges (se tabel 5).

Efter afdampning af opløsningsmidlet blev den indre eller interne del af en Perspex-cylinder (model OMS) foret med hvert behandlet papir og lukket med et net.

25 Derpå indførte man i cylinderen 2-3 dage gamle hundyr.

Efter en time fra begyndelsen af kontakten blev insekterne overført til en identisk cylinder, der ligeledes er foret med ubehandlet papir, og hvortil der blev tilført en sukkeropløsning.

30

Mortalitetsprocenten (mortalitet af ubehandlede insekter = 0) blev bestemt efter 24 timer fra begyndelsen af behandlingen.

35 F) Biologisk aktivitet på Blatta orientalis (Ortoptera)

Bunden og væggene af glaskrystallisatorer (cylindre) 27

DK 161830 B

blev behandlet ensartet med en acetonisk opløsning af de produkter, der undersøges (se tabel 1).

Efter fordampning af opløsningsmidlet indførte man i 5 hver krystallisator 80-100 dage gamle neanider, hvor efter krystallisatorerne blev lukket med et metallisk netdække. 24 timer efter initieringen af behandlingen blev insekterne overført til lignende, ikke behandlede krystallisatorer, hvor de modtog en passende ernæring.

10

Mortalitetsprocenten (Mortalitet af ubehandlede insekter = 0 } blev bestemt 48 timer efter behandlingens begyndelse.

15 O) Biologisk aktivitet af voksne individer af Tetranychus urticae (mider)

Små skiver af blade af bønneplanter blev inficeret med voksne individer af mider og derpå besprøjtet med en 20 vandig dispersion af de produkter, der undersøges (se tabel 5). Mortalitetsprocenten blev bestemt 24 timer efter behandlingen (mortalitet af mider på ikke behandlede små skiver = 0).

25 1 35

DK 161830B

~· 0^-s P O O vo Λ · U'" O O' 00

μ 0Ό 0# H

0 >sø g— CO C—----

O (0 · CQ

Ό μθ·Η /~' i—ί ϊ—i H

[0 O V v ·.

0 0 O op O O O

c ft ΰ ^ >----- •ri · bi -μ oo oin oo β o μ~ oo OvD oo

0 OdP HiH H HH

0 5'— 0 P---i--

Ό -PØ i—ii—i H

0 -H ^ HO HO HO

•ri H 10 ° s s s s s s

CQ 0 df> OO OO OO

p ό «— C---- 0 ·

O ^ P O l> O

o · μ-' o w o

U ΧΌ OdP H H

a øø gw co h—---- pø·«

0 Oft-H M M M

p m o s s s

ri O df> O O O

Η Ό '— 0----

P

μ p~ oo om oo o μ<κ> o o o oo oco

E 0 o— HH Η H

o ε E 10D CQ----

0 0 -ri LOH inn IOH

CO 2 « o oo OO OO

00 O C?P s s s s SK

Μ P Ό — oo OO OO

X------ >1 ø μ co p μ P'-' o o o Ό 0 μ<Λ» o o o

0 p 0-— Η Η H

o ε P co---- 0 -ri ra

p p-H'-'H Η H

•H ft CQ o O O O

> 0 0 dP s s s

•Η Ο Ό — O O O

P----

X

ø p-'' oo om oo CO μ<Λ» OO OCTv oo

Ό "H O'— HH H HH

•ri μ ε o øm----

ri -ri CQ IDH IDH IDH

μ cu -H — oo oo oo ø ra o oo oo oo

0 Odf* SK S S SS

0 Ό W oo OO OO

o ε O 0 p--' oo oo oo δ μ<κ> oo oo oo

0 ft O'— HH HH HH

•H -ri s o CQH---- •ri O to in in in

P μ H ^ HO HO HO

X o CO O oo oo oo

0 0 0 dP s S SS SS

M 2 Ό — OO OO OO

C -- -

•H

in < m s

Η III

0 Η Η H

Λ 0 E-t ---- 29

DK 161830 B

Eksempel 10

Akut toxicitet på rotter ved oral indgift 5 Forsøgsdyr: Albinorotter? Wister-gren, 50% hanner og 50% hunner.

Dyrene blev efter en opstaldingsperiode holdt fastende fra 6 timer før til 2 timer efter behandlingen og blev 10 successivt holdt under observation i 14 dage, i hvilket tidsrum de fik tilført kalibreret foder i tabletter og vand ad libitum. Behandlingen blev gennemført ved i maven på dyrene at indføre etablerede mængder af produkterne gennem en gastrisk sonde tilsluttet til en præcisionsin-15 jektionssprøjte.

I hele observationsperioden registrerede man mortaliteten og alle mulige symptomer på forgiftning.

20 Forbindelse 1-B blev undersøgt på rotter i henhold til den ovenfor angivne metode, i en dosis af 200 mg aktivt stof/kg levende vægt, uden at iagttage nogen mortalitet af forsøgsdyrene efter prøven.

25 Eksempel 11

Aktivitet og virkningsholdbarhedsprøve på acari i åben mark 30 Forsøget blev gennemført i åben mark for at undersøge aktiviteten og virkningsholdbarheden for et antal repræsentative forbindelser mod acari (Tetranychus urticae), der var resistente overfor sædvanligt anvendte insekticider.

35 Forbindelserne blev påført i form af en hydroacetonisk dispersion under tilsætning af et befugtningsmiddel ("Fitofil" Montedison i en koncentration af 0,5%), idet

DK 161830B

30 de blev forstøvet ensartet på kulturplanterne, indtil der netop forelå drypning (koncentration af den aktive substans = 0,3%).

5 Der registreredes data med tidsintervaller fra begyndelsen af behandlingen ved at tælle antallet af voksne mider, der var til stede på blade, der var udtaget som prøver på passende måde.

10 Det er kendt, at alle de pyrethroider, der er angivet i skema 1, under de ovenfor angivne betingelser, med undtagelse af Permethrin, Cypermethrin og Decamethrin, undergår en hurtig nedbrydning, idet de bliver totalt inaktive efter et meget kort tidsrum.

15 På basis af vore forsøg viste det sig, at Permethrin og j

Cypermethrin bliver totalt inaktive efter 14 dages forløb. Derimod viste forbindelserne ifølge opfindelsen stadig en betydelig aktivitet efter det samme tidsrum.

'20 25 1 35

Claims

1. Estere af 2,2-dimethyl-cyclopropancarboxylsyre- 5 derivater, kendetegnet ved, at de har den almene formel: HqC CHq 3 \ / 3 C (I) 10 / \ A - CH - CH - C - OR II o

15 F hvor: A = CF^-C^H-, og 20 /-\ R = -CHL-{ f""'') \ hvor: R^=3-phenoxy eller 3-benzyl. Vr^R2 25

2. Ester ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 2 R er 3-phenoxy.

3. Ester ifølge krav 2, kendetegnet ved, at 30 den er 3-phenoxybenzyl-esteren af (±)-cis-2,2-dimethyl- 3-(0-fluor-Ø-trifluormethyl(E)vinyl)-cyclopropancarboxyl-syre. 35 DK 161830 B

4. Ester ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den er 3-phenoxybenzyl-esteren af (+)-trans-2,2-dimethyl- 3-(5-fluor-0-trifluormethyl(E)vinyl)-cyclopropancarboxyl-syre. 5

5. Ester, kendetegnet ved, at den er en blanding af de to isomere forbindelser i krav 3 og 4.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af en ester ifølge 10 krav 1, kendetegnet ved, at man konverterer en forbindelse med formlen IUC CHq 3 \ / 3 c (II) 15 / \ A - CH - GH - COOR' hvori A har den allerede angivne betydning og R' = H eller et C^-C^-alkyl, til det tilsvarende acylhalogenid, 20 °9 raan bringer dette til i et inert solvent og i nær værelse af en base, der kan optage en hydrogenhalogenid-syre, at reagere med en alkohol med den almene formel R-OH, hvor R har den allerede angivne betydning. __ 7. Insékticidt og acaricidt middel, kendeteg- 2 5 net ved, at det som aktivt princip indeholder en eller flere estere ifølge krav 1.

8. Fremgangsmåde til bekæmpelse af angreb på planter hidrørende fra insekter eller mider, kendetegnet ved, at man på de zoner, der skal beskyttes, fordeler en eller flere af esterne ifølge krav 1 til 5, som sådanne eller i form af passende blandinger. 35