FI59795C - Antimikrobiella 8-oxikinolin-metall-dimetylditiokarbamatkomplexer och foerfarande foer deras framstaellning - Google Patents

Description

[B] (11)KUULUTUSJULKAISU

lJ ' J UTLÄGGNINGSSKRIFT Dy/y 5 C Pa t·· r.:·t.* -r ··. ·; y t·' 'Γ, 10 I'll ^ (51) Kvi^ilci.3 C 07 D 215/30 // C 07 C 155/04, A 01 N 43/42 £ p Q |^J |_PJ Q (21) Pucnttlhakcmui — PatenunsSknlng 753^7^ (22) Hak«ml*pSlvi — Anseknlngtdag 10.12,75 (23) Alkupilvi— Glltlghetsdag IQ.12,75 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offtntllg 12. θ6. j6

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nihtlvikilpanon )a kuuLjulkaliun pvm.—

Patent-OCh registerstyrelsen Anadkan utlagd och utl.skrlftan publlcerad 30.06.8l (32)(33)(31) Pyr4««r ««»oikeut—Bagird prioritat 11<12,7l;

Unkari-Ungern(HU) EA-lUO

(71) fiszakmagyarorszägi Vegyimiivek, Sajobabony, Növlnyvedelmi Kutat6 Intezet, Hermann 0tt8 u. 15, Budapest II, Unkari-Ungem (HU) (72) György Matolcsy, Budapest, Bama Bordäs, Budapest, György Bokor,

Miskolc, Zsolt Dombay, Miskolc, Julianna Dudas geb. sz Kiss,

Miskolc, ErzsSbet Grega geb. Toth, Miskolc, IstvSn Fodor, Miskolc,

Zoltin Pinter, Miskolc, Emilia Nagy geb. Gera, Sajobabony, Unkariini gem (HU) (7*0 Oy Kolster Ab (5k) Mikrobeja tuhoavia 8-oksikinoliini-metalli-dimetyyliditiokarbamaatti-komplekseja ja niiden valmistusmenetelmä - Antimikrobiella 8-oxikino-lin-metall-dimetylditiokarbamatkomplexer och förfarande för deras framställning

Keksintö koskee mikrobeja tuhoavia 8-oksikinoliini-metalli-dimetyyli-ditiokarbamaatti-komplekseja, joissa keskusatomiin on kiinnittynyt kaksi erilaista ligandia ja joilla on yleinen kaava I: -o I ^3 S----C - jossa M tarkoittaa kaksiarvoista metalliatomia Mn, Cu, Zn tai Cd.

Keksintö koskee lisäksi yleisen kaavan I mukaisten metallikompleksien valmi stusraenet elmää.

2 59795

Dialkyyliditiokarbamiinihappojen ja alkyleeni-bis-ditiokarba-miinihappojen metallikompleksit ovat tunnettuja, niiden erilaisia johdannaisia käytetään hyvin yleisesti fungisideina kasviensuojelus-sa (kts. yhdysvaltalaisia patenttiselityksiä N:ot 1 972 961, 2 317 765, 2 457 674, 2 504 404 ja 2 710 822). Kaikkein laajimmalle on levinnyt sinkkikompleksin (Zineb, Propineb), mangaanikompleksin (Maneb) ja näiden molempien seosta sisältävän kompleksin (Mancoseb) käyttö lehtifungisidina. Mutta huolimatta laajalle levinneestä käytöstä nämä yhdisteet eivät kuitenkaan tarjoa riittävää suojaa useita sienilajeja, kuten esim. Botrytis-lajia, vastaan.8-oksikinoliini ja sen metallisuolat ovat samoin olleet jo kauan tunnetut ja näiden yhdisteiden sieniä tuhoava vaikutus on selostettu useissa julkaisuissa. Samoin ovat useat henkilöt tutkineet niiden käyttöä kasvinsuojelussa sienien aiheuttamia kasvitauteja vastaan (Powell, D: Plant Disease Reporter 38 , 76-79 £L954/; Stoddard, E.M.: Plant Disease Reporter 41, 536 £19577; Stoddard, E.M., Miller, R.M.: Plant Disease Aeporter 46 , 258-259 £1962,7).

8-oksikinoliinia on tutkittu useimmiten suolojensa muodossa. Osassa näistä suoloista 8-oksikinoliini esiintyy kationina (oksiki-noliinisulfaatti, -sitraatti, -salisylaatti), toisissa taas 8-oksi-kinolaatti-anioni voi muodostaa metallikationien kuten kuparin, koboltin, sinkin ym. kanssa suoloja (Mason, C.L.: Phytopathology 38, 740-751 £19487 , Albert, A., Rubboo, S.D., Goldacre, R.J., Balfour B.G.: Brit.J.Phytopathol. 28 , 69-87 £1947/; Manten, A., Klöpping, H.L.", van der Kerk, G.J.M., Antonie van Leeuwenhoek: J.Microbiol.

Cerol. 17, 58-68 £1951/). Näiden metallisuolojen rakenteen selvittämiseksi suoritetut tukimukset ovat osoittaneet, että ne ovat komplek-seja, joissa keskellä olevan metalliatomin ligandit muodostuvat kahdesta 8-oksikinolinaatti-anionista. Kuten todettiin, on näistä me-tallikomplekseista kupari(II)-oksikinolinaatilla huomattava fungisi-dinen vaikutus (Powell, D. : Phytopathology, 36 , 572-573 £1946,/).

Juuri tästä syystä osoittautui vain tämä yhdiste käytännössä sopivaksi (nimellä oksiini).

Koska dialkyyliditiokarbamaattien ja alkyleeni-bis-ditio-karbamaattien metallikompleksit eivät ole osoittautuneet riittävän tehokkaiksi useita sienitauteja vastaan, on intenssiivisesti tutkittu muita mahdollisuuksia torjua näitä sienitauteja. Siten esim.

3 59795 saksalaisessa patenttiselityksessä n:o 1 288 358 selostetaan Botrytis-lajin torjumiseksi eräs fungisidipreparaatti, joka muodostuu kupari-8-oksikinolinaatin ja sinkkidimetyyliditiokarbamaatin seoksesta.

Nyttemmin on havaittu, että uusilla yleisen kaavan I mukaisilla 8-oksi-kinoliini-dimetyyli-ditiokarbamaatti-metallikomplekseilla on voimakas mikrobeja tuhoava, ensi sijassa fungisidinen vaikutus. Uusille komplekseille on tunnusomaista, että ne sisältävät kaksi erilaista biologisesti aktiivista anionia sekaligan-deina.

Lisäksi havaittiin, että yleisen kaavan I mukaisia metallikomplekseja voidaan valmistaa siten, että annetaan 8-oksikinoliinin alkalisuolojen reagoida polaarisissa orgaanisissa liuottimissa tai jossakin vettä sisältävässä orgaanisessa liuotinväliaineessa dimetyyliditiokarbamiinihapon alkalisuolojen ja kaavan MHalg mukaisten metallihalogenidien kanssa, joiden kaavassa M merkitsee samaa kuin edellä ja Hai on halogeeniatomi, edullisesti klooriatomi. Reaktio suoritetaan huoneenlämmössä, yleensä alapuolella 30°C, edullisesti alkoholi- tai vesi-alkoholi väliaineessa. Reaktiossa syntyvät yhdisteet erottuvat useimmiten kiteisessä muodossa väliaineesta. Ne suodatetaan erilleen, pestään ja kuivataan.

Yllättäen todettiin, että keksinnön mukaiset kompleksit, jotka sisälsivät sekaligandeja, ovat olennaisesti tehokkaampia kuin 8-oksikinolinaatti- tai dime-tyyli-ditiokarbamaatti-metallikompleksit, joissa on identtiset ligandit, sekä yksinään että keskenään sekoitettuina.

Voimakkaampi vaikutus ilmenee sekä tarvittavasta, olennaisesti pienemmästä vaikutusaineen väkevyydestä että myös siitä, että keksinnön mukaiset metalli-kompleksit estävät myös sienilajien itämisen ja lisääntymisen, jota vastaan kompleksit, jotka sisältävät identtiset ligandit, ovat käytännöllisesti katsoen tehottomia (esim. vehnän haisunoki).

Kalorimetrisillä tutkimuksilla todettiin, että keksinnön mukaisten, erilaisia ligandeja sisältävien kompleksien absoluuttinen sidosentalpia on suurempi kuin identtisiä ligandeja omaavien kompleksien sidosentalpiat yhteensä, so. että keksinnön mukaiset kompleksit ovat kemiallisesti stabiilimpia kuin identtisiä ligandeja omaavien kompleksien fysikaalinen seos. Suurempi tehokkuus voidaan selittää, kuten on otaksuttavissa, osittain johtuvaksi tästä suuremmasta stabili-suudesta, osittain kompleksien asymmetrisestä varauksen jakautumisesta.

Uusien, erilaisia ligandeja sisältävien, yleisen kaavan I mukaisten metal-likompleksien biologista vaikutusta on tutkittu ja sitä on verrattu kaupallisesti saatavien preparaattien vaikutukseen. Kaupallisista vertailupreparaateista käy- it 59795 tettiin identtisiä ligandeja sisältävää sinkki-dimetyyli-dit iokarbamaattia (ZIRAM) ja samoin yleisesti tunnettua l-butyyli-karbamyyli-bentsimidatsoli-2-yyli-karbamiinihappo-metyyliesteriä (Benomyl).

Tutkimuksissa käytettiin muunneltua McCallan-menetelmää (American Fhyto-pathological Society, Committee of Standardisation pH Fungicidal Tests, 19^3, Phytopathology 33, ^-19)- Tämän menetelmän mukaisesti suspendoitiin tutkittavat fungisidit veteen, suspensioista muodostettiin väkevyyssarja ja objektilasille pantiin määrätty määrä kutakin fungisidiä tässä väkevyyssarjassa. Veden haihduttua pantiin kuivuneen jäännöksen päälle itiösuspensiota kustakin koesienestä. Objektilasia inkuboitiin kosteassa kammiossa vakiolämpötilassa 2h h. Tämän jälkeen määrättiin mikroskooppisesti tutkimalla sienen itu- ja kasvukyky prosenteissa.

Tulokset ilmoitetaan ED^-arvoina, so. väkevyyksinä, jotka estävät 50 #:sesti itämisen.

Vertailukokeissa olivat testisieninä Alternaria tenuis ja Botrytis cinerea. Kokeiden tulokset on koottu taulukkoon 1.

s 59795

Taulukko 1

Juokseva N:o Vaikutusaine Itämisen ja kasvun estämiseen tarvittava vaikutusaineen väkevyys (%)

Alternaria tenuis Botrytis cinerea Itäminen Kasvu Itäminen Kasvu 1 8-oksikinolinaatti-Zn-dimetyyli-ditio-karba- maatti (erilaiset ligan- acT*? ^.λ-ΙΟ /,λ-10 .n-10 dit, keksinnön mukaisesti) 2 Sinkki-8-oksikinoli- naatti (sinkkiato- 2*10 9*10”^ 5*10"*^ miin sitoutunut kaksi identtistä ligandia) 3 Sinkki-dimetyyli-ditio- karbamaatti (sinkki- ^q-3 7*10""^ 9*10"”^ 5*10~^ atomiin sitoutunut kaksi ' ? samanlaista ligandia) 4 Yhdisteiden 2 ja 3 mooli- . ^_0 _ suhteessa valmistettu 2*10 ^ 7*10”^ 5*10*"y 10”^ seos 5 1-butyylikarbamyyli- bentsimidatsoli-2-yyli- a a _a _c.

karbamiinihappo- 5*10 5*10 7*10 3*10 metyyliesteri (Benomyl) %

Taulukossa olevista luvuista käy ilmi, että keksinnön mukaiset, erilaisia ligandeja sisältävät metallikompleksit ovat vaikutukseltaan tehokkaampia kuin sekä identtisiä ligandeja sisältävät metallikompleksit (2,3) että myös molempien, identtisiä ligandeja sisältävien metallikompleksien fysikaalinen seos.

Lisäksi voidaan todeta, että sekaligandeja sisältävien keksinnön mukaisten metallikompleksien vaikutus on huomattavasti tehokkaampi kuin l-butyyli-karbamyyli-bentsimidatsoli^2-yyli-karbamiinihappo-metyyliesterin (Benomyl), jonka käyttö on laajalle levinnyt.

6 59795

Uusien, yleisen kaavan 1 mukaisten metallikompleksien fungisi-distä vaikutusta tutkittiin kahdeksan erilaisen sienilajin suhteen. Tutkimuksissa käytettiin yleisesti tunnettua agar-agar-diffuusiomene-telmää ja tutkittiin kompleksien laimennussarjan avulla estoaluetta tai rajakonsentraatiota miljoonasosissa, jossa vielä voidaan todeta itiöiden kasvun estoa.

Tämän tukimuksen tulokset on koottu taulukkoon 2, jossa on käytetty seuraavia lyhennyksiä: A: Alternaria tenuis B: Aspergillus niger C: Aspergillus tenui D: Botrytis cinerea E: Botrytis allii F: Fusarium culmorum G: Helminthosporium turcicum H: Trichothecium roseum, ja 1: 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyliditiokarbamaatti 2: 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyliditiokarbamaatti 3: 8-oksikinoliini-Cu-dimetyyliditiokarbamaatti 4: 8-oksikinoliini-Cd-dimetyyliditiokarbamaatti 5: 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyliditiokarbamaatin ja 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyliditiokarbamaatin seos.

6: 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyliditiokarbamaatin ja 8-oksikinoliini-Cu-dimetyyliditiokarbamaatin seos.

7: 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyliditiokarbamaatin ja 8-oksikinoliini-Cu-dimetyy1iditiokarbamaatin seos.

8: Vertailuaine: Zineb 9: Vertailuaine: Kupari-8-oksikinolaatti 7 59795

Taulukko 2 ___ ___ Käytetty Rajakonsentraatio miljoonasosissa, jossa fungisidi vielä voitiin havaita estoa (inhibitio- alue)

A B C D E F G H

Ί <*2 <2 >4 <2 <2 >4 >2 >2 2 <2 >2 «2 <2 > 4 <2 >2 3 >4 >80 >20 >4 7 20 7 40 7 20 7 20 4 >40 >2000 >200 78 >80 >40 >40 7 8 5 «2 >4 «2 «2 >2 >4 >2 >4 6 >4 >20 74 «2 <2 >20 }2 >20 7 <2 >4 >2 «2 «2 >4 C20 <2 8 >2000 >80 >2000 >80 7 40 78Ο >40 >20 9 40 1000 400 100 100 100 20 100

Taulukossa olevat tiedot osoittavat kiistattomasti keksinnön mukaisten kompleksien erinomaisen fungisidisen vaikutuksen, koska kaikki testatut kompleksit - yhtä ainoata tapausta lukuunottamatta - 4 estävät kaikkien kahdeksan testilajin itiöiden lisääntymisen alle 200 miljoonasosan väkevyyksissä, suurimmaksi osaksi jo alle 40 miljoonasosan väkevyydessä. Numeroilla 1, 2, 5 ja 7 merkityt kompleksit estävät itiöiden lisääntymisen jopa alle 4 miljoonasosan väkevyyksissä, siis ne ovat tehokkaita vielä erittäin pienissä konsentraa-tioissa; niiden fungisidinen vaikutus ylittää huomattavasti tunnettujen fungisidien vaikutuksen.

Keksinnön mukaisten kompleksien vaikutusta kokeiltiin vielä erittäin vastustuskykyisen vehnän haieunoen aiheuttajaan (Tiiletia sp.). Vehnänsiementä peitattiin 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditio-karbamaatilla. Vertiluaineena käytettiin 80 %:sta kuivapeittausainet-ta, joka sisälsi vaikutusaineena tunnettua N-metyyli-elohopea(II)-p-toluoeenisulfonyylianilidia (Granosan).

Vehnänsiemen saastutettiin kokeissa keinotekoisesti Tilletia caries ja Tilletia footida itiöillä. Peittaukseen käytettiin tavanmukainen määrä 200 g peitta-ainetta/100 kg siementä.

β 59795

Itämisolosuhteiden toteamiseen käytettiin tunnettua jyväpaina-ma-menetelmää. Petrimaljoihin pantua ravintoalustaa kuivattiin niin kauan, että sen yläpinta tuli sameaksi. Pinsetin avulla painettiin kuhunkin Petrimaljaan 50 vehnänjyvää kiinni ravintoalustaa.

Näin saatuja painanteita inkuboitiin 12-18°C:ssa ja 5., 7. ja 8. päivänä määrättiin niiden painamien määrä, joissa oli kehittynyt ituja ja ilmoitettiin prosenteissa kaikista painamista.

Jyväpainamakokeen kanssa samanaikaisesti kylvettiin käsitellyt ja kontrollin vuoksi käsittelemättömät siemenjyvät puutarhamullalla täytettyihin laatikoihin. Käsittelyn vaikutusta kasveihin tutkittiin 5. ja 10. päivänä orastuksen jälkeen suoritetuilla pituusmit-tauksilla. Kokeiden tulokset on koottu taulukkoon 3.

Taulukko 3

Orastanut, Kasvien korkeus Itiöiden (%:ssa peittaamat- itäminen tornista, tartutetuista 5* ..... 10, kontrollikasveista) 5. 7. 8.

'___ _5.päivä_10, päivä ' päivä_ 8-oksikinoliini-Zn-dimetyy- li-ditiokarbamaatti 66,50 69,0 146,7 132,0 0,00 0,00 0,2 N-metyyli-Hg(II)-p-toluo-eenisulfonyylianilidi (Granosan) 50,5 55,5 106,2 105,8 0,00 6,3 10,2 : peittaamaton, saastutettu 49,0 53,0 100 . 100 79,5 94,6 97-0 ei-saastutettu kontrol li 55,5 56,5 115,2 118

Kuten mittaustulokset osoittavat, ovat keksinnön mukaiset kompleksit toisaalta tehokkaampia vehnän haisunokea vastaan, toisaalta niillä on stimuloiva vaikutus kasvien kasvuun. Niiden käytöstä on siis kaksinkertainen hyöty.

Tämän lisäksi kokeiltiin kolmen keksinnön mukaisen kompleksin vaikutuksen suuruutta muihin kuin jo mainittuihin sieniin. Näiden tutkimusten tulokset ovat taulukossa 4.

59795 g

Taulukko M-

Tutkitut sienet ' Rajakonsentraatio, miljoonasosissa 8-oksikinoliini- 8-oksikinoliini- 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-di- Zn-dimetyyli- Mn-dimetyyli- tiokarbamaatti ditiokarbamaat- ditiokarba- ti + 8-oksiki- maatti noliini-Mn-dime-tyyliditio-karba-maatti

Cercospora beticola 10 10 10 2

Fusarium graminearum 10 10 10

Nigrospora oryzae 10 10 10

Septoria lycopersica 10 10 10

Stemphylium botryosum 10 10 10

Verticillium sp. 2Ί02 10 10

Aspergillus niger 10 10 10

Kuten taulukosta voidaan selvästi havaita, osoittavat nämä kolme tutkittua keksinnön mukaista kompleksia kaikkien kahdeksan testisienen suhteen yleensä jo 10 miljoonasosan konsentraatioissa hyvin selvää estovaikutusta *

Lisäksi tutkittiin sellaisen seoksen vaikutuksen muuttumista, joka koostuu kahdesta, yleisen kaavan I mukaisesta erilaisia metalliatomeja sisältävästä kompleksista, jos metallien keskinäistä suhdetta muutettiin. Tätä seikkaa tutkittiin 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditio-karbamaatin ja 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli-ditio-karbamaatin suhteen. Tulokset voidaan lukea kuviosta 1, jossa on abskissana metallien kokoomus ja ordinaattana rajakonsentraatio miljoonasosina. Eri käyrät esittävät seuraavien testisienien vaikutusta: 1. Fusarium culmorum 2. Trichothecium roseum 3. Helminthosporium turcicum 4. Botrytis allii

Kaikkien koesienien paitsi Fusarium culmorumin ympärille muodostui laajoja estoalueita. Estokyky esiintyi jo hyvin pienissä konsentraatioissa.

Voidaan huomata, että sekä sinkkikompleksin että mangaani-kompleksin vaikutus yksinään ei ole niin voimakas kuin molempien kompleksien seoksen vaikutus. Näiden kahden metallin suhde on edullisimmin 3:7 - 7:3.

5S795 ίο

Paitsi fungisidivaikutusta kokeiltiin myös bakterisidivaiku-tusta ja tällöin käytetyt koebakteerit olivat Bacillus substilis ja Pseudomonas tabaci. Agar-agardiffuusiomenetelmän mukaisessa tutkimuksessa viljeltiin Bacillus subtilista Wertfeld-ravinnealustalla, Pseudomonas tabaci 2-prosenttisella agar-agarilla kiinnitetyllä 1-prosenttisella lihauuteravinnealustalla (Oxoid "Lab-Lamco" pihvi-uutetta). Tulokset on esitetty taulukossa 5.

Taulukko 5

Vaikutusalue Ra jakonsentraatio, miljoonas osia

Bacillus Pseudomonas subtilis tabaci 8-oksikinolixni-Zn-dimetyyli- ditio-karbamaatti 10^ 104 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli- 2 2 dxtxo-karbamaattx 10 10 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli- ditio-karbamaatin ja 8-oksi- ... . . ? 2 kxnolxxnx-Mn-dxmetyylx-dxtxo- 10 10 karbamaatin seos 8-oksikinoliini-Cd-dimetyyli- ditio-karbamaatin ja 8-oksi- . .... ... 2 2 kxnolxxnx-Mn-dxmetyylx-dxtxo- 10 10 karbamaatin seos

Kuten edellä olevasta taulukosta käy ilmi, on keksinnön mukaisilla yhdisteillä myös selvä bakterisidinen vaikutus.

Keksinnön mukaista menetelmää, jonka avulla valmistetaan uusia kompleksiyhdisteitä ja muodostetaan näistä sieniä tuhoavia lääkeaineita, valaistaan seuraavissa esimerkeissä.

/

Esimerkki 1 145 g (1 mooli) 8-oksikinoliinia lisätään sekoittaen liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 ml:ssa metano-lia. Huoneenlämmössä sekoitetaan kunnes koko kiinteä aine on liuennut ja sen jälkeen lisätään siihen 25 %:nen vesiliuos, jossa on 143 g (1 mooli) natrium-dimetyyliditio-karbamaattia. Saatuun homogeeniseen 11 59795 liuokseen lisätään alle 30°C:een lämpötilassa liuos, joka sisältää 136 g (1 mooli) sinkkikloridia 700 mlrssa metanolia. Kun lisääminen on päättynyt, annetaan liuoksen seisoa hetken. Syntyvä keltainen sakka suodatetaan erilleen, pestään vedellä ja kuivataan sen jälkeen. Saadaan 331 g (100 % teor.) keltaista kiteistä ainetta, joka ei sula eikä hajoa vielä 300°C:ssa. Saatu tuote on 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditio-karbamaattia.

Tämän kaksi erilaista ligandia sisältävän kompleksiyhdisteen rakennetta tutkittiin seuraavien neljän menetelmän avulla: a) alkuaineanalyysi b) pH-arvon mittaukset c) kalorimetriset mittaukset d) derivatograafiset mittaukset

Seuraavissa taulukoissa merkitään 8-oksikinoliinia nimellä oksiini, dimetyyli-ditio-karbamaattia DDCtllä.

a) Alkuaineanalyysi Laskettu: N 8,46 % S 19,3 % Zn 19,8 %

Saatu: N 8,10 % S 18,8 Zn 20,1 % 8,02 % 18,9 %.

b) pH-arvon mittaukset Tämän määräyksen perustana on kokeellisesti varmistettu tosiseikka, että yhdistettä Zn(II)-DDC sisältävien tasapainosysteemien pH-arvo muuttuu happamassa väliaineessa ajan mukana, koska H+-ionit pystyvät syrjäyttämään kompleksin keskusatomin. Tämän ansiosta voidaan käyttää tasapainon tutkimiseen pH-arvon mittauksia, joiden perustana on metalli-ionien korvautuminen protoneilla. Mitatuista pH-ar-voista laskettiin muunnellun SC0GS-ohjelman avulla tasapainovakiot sekä kompleksin yksityisten osien väkevyyksien jakautuminen. Tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon: 12 5 9795 0¾

•H

•S

•H

$ ιΛ iA O QO

Q ·*#*#>#* w ίΛ ιΛ O ΙΛ f' OP C\J (M fA ΙΛ

S

s-/ <ä

Osi (\1 ^ o 1Λ rs ··#*#*#» y 4· r c\i 4· g ^ c\) oj aj r 'c rö ,n ^ N Γ ΙΛ r S g a ΙΛ ^ GX O? •H d Q (V (V Γ Γ S. 1 c * S B «J - o3 d +" 3

ro I

•H -r-1 ·Η

d -H

•H d CO

M -H ci^V Γ- (N O »O

y c0 N—/ /'"χ ^ λ o i ^ o o v- r- a $ ^

Q S -H

d > -S

tS3 d -H

S co V τ- A- et

MO S ^ θΓ IA ’-A LA

ai d ,i>3

rH -H 'V

q< en

S ^ 00 c\) A- UD

-S Q, W CO O <1- 00 [M s* P4 ^ ^ ^ ai o 4· la la ia co x +

OJ 4 AI CO LO

d 0¾.

CSJ it c0 Γ OJ

^ fA (V AJ r t~ r*

V

cO

CD LO o fA h0 LO LA LA A· f—i ^ n a

<3 OOOO

L“ L“

V- rA ΓΑ A- O

cq lO ia 4 t'- i> <r» ^ fcO et et it -ΐ |H v V- r-

00 OJ A- LO

Ή CO O 4 CO

Η. Λ» Λ H Λ 4- lA lA U\

Taulukossa esittää lg^-^ sekakompleksin tasapainovakiota, joka voidaan esittää seuraavasti:

Zn2 + + oksiini + DDC = Zn(oksiini) (DDC) 59795 13 π λ ί-i i (oksiini) (DDC).? lg /3 111 = -*—yr-—-- 7 CZn 7 /oksiini? /{DDC?

Statistista tapausta varten voidaan sekaligandeja sisältävän kompleksin muodostuminen laskea peruskompleksien vakioista: lg Plll = 1/2 ilgr 2 + lgr 2 ) + ig 2 Näiden kahden vakion erotus lg Pm ~ 1§Λΐ11 ' lg P 111 on ns. tasapainovakio.

Taulukkoon koottujen arvojen mukaan on

Ig/>111 = 14’6 - 0,5 ja A1® pm = °’6 ί °’2·

Erilaisia ligandeja sisältävän kompleksin Zn(oksiini) (DDC) muodostuessa tapahtuva tasapainon lisääntyminen on siis melko huomattava. Lisäksi huomataan, että kompleksin muodostuminen tapahtuu suunnilleen pH-alueella 4-7 täydellisesti, so. biologisilla pH-arvoil-la systeemissä sekakompleksi jo on vallitsevana. Näissä olosuhteissa ilmaistaan peruskompeksien ja sekakompleksin välinen suhde tasapaino- vakion K :n avulla: m

Znioksiini^ + ZniDDC^ = 2 Zn(oksiini) (DDC) K - 4Zn (pksiini^(DDC).?2 M <fZn(oksiini)2? £3n(DDC)?

Edellä olevien tietojen perusteella saadaan K^:n arvoksi 60 + 30 .

M

c) Kalorimetriset mittaukset

Mittaukset suoritettiin alkalisessa väliaineessa, pH-arvolla 11, jossa kompleksi ei enää hajoa, mutta hydroksi-kompleksien muodostuminen ei vielä häiritse. Mittauksiin käytettiin tarkkuuskalorimet-riä tyyppiä LKB 8700. Liuos sisälsi jokaisessa tapauksessa saman määrän Zn(II):ta, kun ampulleihin täytettiin alkalista oksiinia, NaDDC:tä tai näiden seosta.

14 59795

Mittausten yhteydessä todettiin, että keksinnön mukaisen tuotteen syntyessä tapahtuu suurempi entalpian muutos kuin peruskomplek-sien syntyessä. Entalpian muutos peruskompleksien syntyessä määrättiin sekä kokeellisesti että laskemalla. Suuremmasta entalpian muutoksesta voidaan päätellä toisaalta sekaligandeja sisältävän kompleksin muodostumisen olevan etusijalla ja toisaalta, että sidosvoimat ovat vahvemmat.

d) Derivatograafiset tutkimukset

Identtisissä koeolosuhteissa otettiin keksinnön mukaisen tuotteen, Zn(oksiini)2:n ja Zn(DDC)2:n derivatogrammit. Tulokset on koottu seuraaviin taulukoihin.

Kompleksien Zn(oksiini)2:n , Zn(DDC>2:n ja Zn(DDC) (oksiini):n derivatograafisen tutkimuksen tulokset °C Hajoamisen luonne Painohäviö, %

Zn(oksiini)2 100 eksoterminen 20,3 180 endoterminen 420 endoterminen 13,2 yhteensä: 33,5

ZnCDDC)2 100 endoterminen 2,44 170 endoterminen 2,40 270 endoterminen 5,87 290 endoterminen 42,07 455 eksoterminen 520 eksoterminen __ yhteensä: 52,79

Zn(oksiini)(DDC); ligandien suhde 1:1 110 eksoterminen 1,30 180 endoterminen 6,50 260 endoterminen 5,20 295 endoterminen 6,50 320 endoterminen 9,10 390-520 useita pieniä endotermisiä vaiheita 16,9 yhteensä: 45,5 is 59795

Havaitaan, ettei yhdessä saostamalla saadun aineen deriavato-grammia voida saada yhdistämällä kummankin peruskompleksin derivato-grammit. Tästä voidaan päätellä oikeutetusti, että sekakompleksin muodostuminen on kiinteässä faasissa täydellinen.

Kolmen erilaisen menetelmän mukaan suoritetut tutkimukset osoittavat luotettavasti ja kaiken epäilyksen poistaen, että keksinnön mukaisten yhdisteiden tapauksessa on kyse uusista yhdisteistä, eikä yksittäisten kompleksien fysikaalisesta seoksesta, mikä on tunnettua jo ammattikirjallisuudesta.

Tutkimustuloksista on erityisesti korostettava kalorimetrisiä mittauksia, koska ne eivät ainoastaan todista rakennetta, vaan sen lisäksi todistavat, että keksinnön mukainen tuote on stabiilimpi kuin yksittäisten peruskompleksien fysikaalinen seos. Tämä suurempi stabi-lisuus on hyvin tärkeä käytännössä, koska tämän vuoksi tuote hajoaa hitaammin varastoituna ja - mikä on vielä tärkeämpää - kasvien päälle ruiskutettuna, ja tällä tavoin vaikutus säilyy kauemmin.

Esimerkki 2 1*45 g (1 mooli) 8-oksikinoliinia kaadetaan sekoittaen liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 mlrssa metano-lia. Sekoitetaan kunnes kaikki on liuennut. Liuokseen lisätään sekoittaen 143 g (1 mooli) natriumdimetyyli-ditiokarbamaattia, joka on 25 %:sena vesiliuoksena, lopuksi lisätään vielä jäähdyttäen 20-25°C:ssa liuos, jossa on 750 ml:ssa metanolia 198 g (1 mooli) kiteistä mangaa-nikloridia (MnC^^ H^O). Sekoitettaessa eroittuu kiinteä kompleksi-yhdiste, Se suodatetaan erilleen, pestään ja kuivataan. Saadaan 300 g (94 % teor.) 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli-ditiomarbamaattia, joka on kirkkaanruskeaa, pölymäistä kiteistä ainetta, joka ei sula eikä hajaannu vielä 300°C:ssa.

Analyysi:

Laskettu: N 8,77 % S 20,09 % Mn 12,7 %

Saatu: N 8,32 % S 20,12 % Mn 13,1 %.

Esimerkki 3 145 g (1 mooli) 8-oksikinoliinia lisätään sekoittaen liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 ml:ssa metanolia. Seosta sekoitetaan, kunnes kaikki on liuennut. Sitten lisätään sekoittaen 25 %:nen natriumdimetyyli-ditiokarbamaatin vesiliuos, joka sisältää 143 g (1 moolin) tätä ainetta ja tämän jälkeen jäähdyttä-

^ A

ie 59795 en 20-25°C;ssa liuos, jossa on 750 ml:ssa metanolia 170,5 g (1 mooli) kiteistä kupari (II ).-kloridia (CuC12<2 H^Ol. Seosta sekoitetaan vielä 1 h ajan. Sen jälkeen suodatetaan saostunut hienokiteinen kompleksi erilleen, pestään ja kuivataan. Saadaan 310 g (94,5 % teor.) 8-oksikinoliini-Cu(II)-dimetyyli-ditiokarbamaattia, joka on kaakaon-ruskeata kiteistä ainetta, joka ei sula eikä hajoa vielä 300°C:ssa.

Analyysi:

Laskettu: N 8,54 % S 19,56 % Cu 19,38 %

Saatu: N 8,58 % S 20,0 % Cu 19,60 %.

Esimerkki 4 145 g (1 mooli) 8-oksikinoliinia lisätään sekoittaen liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 ml:ssa metanolia.

Seosta sekoitetaan kunnes kaikki on liuennut. Sen jälkeen liuokseen lisätään 143 g (1 mooli) natriumdimetyyli-ditiokarbamaattia joka on 25 %:sena vesiliuoksena ja lopuksi jäähdyttäen 20-25°C:ssa liuos, jossa on 750 ml:ssa metanolia 183,3 g (1 mooli) kadmiumkloridia. Seosta sekoitetaan vielä 1 h ajan ja annetaan sen jälkeen seisoa astia-saan. Saostunut kiteinen aine suodatetaan erilleen, pestään vedellä ja kuivataan. Saadaan 360 g (95,5 % teor.) 8-oksikinoliini-Cd-dime-tyyli-ditiokarbamaattia, joka on kirkkaanruskeata, hienokiteistä ainetta, joka ei sula eikä hajoa vielä 300°C:ssa.

Analyysi:

Laskettu: N 7,44 % S 17,03 % Cd 29,92 %

Saatu: N 7,36 % S 17,30 % Cd 30,10 %.

Esimerkki 5 145 g (1 mooli) 8-oksikinoliinia lisätään sekoittaen liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 ml:ssa metanolia ja liuotetaan siihen sekoittaen. Liuos yhdistetään sekoittaen 25 %:seen vesiliuokseen, joka sisältää 143 g (1 moolin) natriumdimetyyli-dit iokarbamaattia. Lopuksi lisätään jäähdyttäen 20-25°C:ssa 178,5 g (0,9 moolia) kiteistä mangaanikloridia (MnCl2.4 H20) ja 13,6 g (0,1 moolia) sinkkikloridia, liuotettuina 750 ml:aan metanolia.

Reaktioseosta sekoitetaan 1 h ajan. Saostunut hienokiteinen aine suodatetaan erilleen, pestään vedellä ja kuivataan. Saadaan 295 g (92 % teor.) seosta, jossa on 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditiokarba- maattia ja 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli-ditiokarbamaattia moolisuhtees- 17 59795 sa 1:9. Tuote on vihertävän ruskeaa, kiteistä, ei sula eikä hajoa vielä 300°C:ssa.

Analyysi:

Laskettu: N 8,75 % S 20,03 % Mn 15,42 % Zn 2,09 %

Saatu: N 8,58 % S 19,80 % Mn 15,30 % Zn 2,11 %.

Esimerkki 6 145 g Cl mooli) 8-oksikinoliinia lisätään liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 ml:ssa metanolia ja sekoitetaan kunnes kaikki on liuennut. Liuokseen yhdistetään sekoittaen 25 lista vesiliuosta, jossa on 143 g (1 mooli) natriumdimetyyli-ditiokarbamaattia. Jäähdyttäen 20-25°C:ssa lisätään liuos, jossa on 750 ml:ssa metanolia 123 g (0,9 moolia) sinkkikloridia ja 17 g (0,1 moolia) kiteistä kuparikloridia (CuC12.2 t^O). Reaktioseosta sekoitetaan 1 h ajan ja annetaan sen jälkeen seisoa astiassaan. Erottuva kiteinen aine suodatetaan, pestään vedellä ja kuivataan. Saadaan 312,5 g (95 % teor.) seosta, jossa on 8-oksikinoliini-Cu(II)-dimetyyli-ditiokarbamaattia ja 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditio-karbamaattia moolisuhteessa 9:1. Aine on ruskeata, hienokiteistä ja pysyy sulamatta ja hajoamatta vielä 30Q°C:ssa.

Analyys i:

Laskettu: N 8,49 % S 19,43 % Zn 17,88 % Cu 1,92 %

Saatu: N 8,40 % S 19,60 % Zn 17,60 % Cu 2,10 %.

Esimerkki 7 145 g (1 mooli) 8-oksikinoliinia lisätään sekoittaen liuokseen, jossa on 40 g (1 mooli) natriumhydroksidia 1500 ml:ssa metanolia. Seosta sekoitetaan kunnes kaikki on liuennut. Sitten liuokseen yhdistetään sekoittaen 25 %:sta vesiliuosta, jossa on 143 g (1 mooli) nat-riumdimetyyli-ditiokarbamaattia, ja jäähdytäen 20-25°C:ssa liuos, jossa on 17 8,1 g (0,9 moolia) kiteistä mangaanikloridia (MnCl2-4 H20) ja 17 g (0,1 moolia) kiteistä kuparikloridia (CuCl9.2Ho0) 750 ml:ssa metanolia. Seosta sekoitetaan vielä 1 h alan ja annetaan sitten jäädä seisomaan. Erottuva aine suodatetaan, pestään vedellä ja kuivataan. Saadaan 310 g (96,5 % teor.) seosta, jossa on 3-oksikinoliini-Mn(II)-dimetyyli-ditiokarbamaattia ja 8-oksikinoliini-Cu(II)-dimetyyli-ditiokarbamaattia moolisuhteessa 9:1. Aine on ruskeata kiteistä jauhetta, joka ei sula eikä hajoa vielä 300°C:ssa.

Analyysi: N 8,75%S 20,04 % Mn 15,42 % Cu 1,99 %

Saatu: N 8,62 % S 20,10 % Mn 15,38 % Cu 2,05 %.

ia 59795

Esimerkki A

80 g 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditiokarbamaattia, 20 kg talkkia ja 1 kg parafiiniöljyä jauhetaan keskenään 1 h ajan kuula-myllyssä. Saatu kuivapeitta-aine sisältää 80 % vaikutusainetta ja sitä voidaan käyttää kuivapeittaukseen, jolloin 100 kg kohti siementä käytetään esim. 200 g peitta-ainetta.

Esimerkki B

50 g 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli-ditiokarbamaattia, 41 kg Tensia N 300:a, 2 kg Aerosil:iä, 3 kg Totanin B:tä, 2 kg Tensiofix LC Special:ia ja 3 kg Tensopol SP USP:tä jauhetaan keskenään 3 h ajan kuulamyllyssä. Saadaan 100 kg 50 %:sta vaikutusainetta, jota voidaan vedellä kostutettuna suihkuttaa fungisidiaineena Botrytis cinerean torjuntaan.

Esimerkki C

2Q kg seosta, jossa on 8-oksikinoliini-Zn-dimetyyli-ditiokar-bamaattia ja 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli-ditiokarbamaattia, 2,5 kg polyglykoli 1000:ta, 10 kg Emulsogen N:ää ja 67,5 kg vaseliiniöljyä jauhetaan keskenään 2,5 h ajan kuulamyllyssä.'Saadaan 20 %:tia vaikutusainetta sisältävää öljysuspensiota.

Esimerkki D

45 kg seosta, jossa on 8-oksikinoliini-Mn-dimetyyli-ditiokar-bamaattia ja 8-oksikinoliini-Cu(II)-dimetyyli-ditiokarbamaattia, 10 kg Emulsogen M:ä, 10 kg etyleeniglykolia ja 35 kg vettä, jauhetaan keskenään 3 h ajan kuulamyllyssä. Saadaan vesisuspensio, joka sisältää 45 % vaikutusainetta, ja jota vedellä ohennettuna voidaan käyttää suihkutusaineena.

Esimerkeissä 8-11 käytetyt apuaineet: a) kantaja-aineet: Tensia N 300

Aeros il

b) dispergointiaineet: Totanin B

Tensiofix LX Special Emulsogen M Polyglykoli 1000 c) kostutusaine: Tensopol SP USP.

Claims (2)

1. Mikrobeja tuhoavia 8-oksikinoliini-metalli-dimetyyliditiokarbamaatti-komplekseja, joissa keskusatomiin on kiinnittynyt kaksi erilaista ligandia, ja joilla on yleinen kaava I: o—· /\ (I) N—-----M--—--S '- vCH3 S -- C-- N-^ ^CH3 jossa M tarkoittaa kaksiarvoista metalliatomia Mn, Cu, Zn tai Cd.

2. Menetelmä, jonka avulla voidaan valmistaa yleisen kaavan I mukaisia 8-oksikinoliini-metalli-dimetyyliditiokarbamaattikomplekseja, tunnettu siitä, että 8-oksikinoliinin alkalisuolojen annetaan polaarisissa orgaanisissa liuottimissa tai vettä sisältävässä liuotinväliaineessa reagoida dimetyyliditio-karbamiinihapon alkalisuolojen ja kaavan MHalg mukaisten metallihalogenidien kanssa, jossa kaavassa M merkitsee kaksiarvoista metalliatomia Ma, Cu, Zn tai. Cd ja Hai merkitsee halogeeniatomia, edullisesti klooriatomia, ja saatu tuote eristetään.