NO145746B - Fungicid preparat inneholdende nye uretanforbindelser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fungicid preparat inneholdende en hittil ukjent gruppe uretanf orbindelser". Det har nemlig vist seg at visse slike forbindelser har fremragende fungicid virkning. Disse hittil ukjente forbindelser kan opp-fattes som derivater av 1-jodsubstituerte lavere alkyner med

den generelle formel

hvor R er en alkyl-, alkenyl- eller cykloalkylgruppe med opptil 20 karbonatomer og med 1-3 bindinger tilsvarende m, og hvor n og m som er like eller forskjellige, er hele tall 1-3.

De mest effektive fungicider som er kjent til nå anses vanligvis å være de organisk substituerte kvikksølvforbindelser. De har vært særlig verdifulle da de kan bekjempe angrep av et bredt spektrum av mikroorganismer, fordi de kan brukes'i lave konsentrasjoner og fordi de har en betydelig permanent virkning i tilfeller hvor denne egenskap er ønskelig (som ved overflateovertrekk eller kornbeiser}. Disse forbindelsers renommé er imidlertid i den senere tid blitt noe minsket på grunn av deres toksiske egenskaper og ugunstige virkninger på miljøet og de holder nå på å bli eliminert som praktisk anvendelige fungicider, noen steder blir de forbudt, som f.eks. i Danmark.

Det er blitt utviklet andre fungicider som fra tid til annen er blitt markedsført som erstatninger for kvikksølvforbind-elser, disse anføres nedenfor, men ingen av dem har vist seg å være fullstendig tilfredstillende. a) "Captan" - ikke stabil mot hydrolyse, særlig i alkaliske systemer. b) trans-di-n-propyl-1,2-eten - er ikke stabil i vandige systemer . c) 4-metylsulfonyltetraklorpyridin - er ikke stabilt i alkaliske systemer.

d\ 2-(4-tiazolyl).-benzimidazol - er forholdsvis inneffektiv

mot arter av Alternaria, en fremherskende organisme i

syden og den er kostbar.

e) p-Cl- (eller metyl-) fenyldijodmetylsulfon - bevirker gul-ning, er inneffektiv i oljebaserte systemer og er forholdsvis inneffektiv mot værpåvirkning. f) oktylisatioazolon - er relativt værubestandig og krever sinkoksyd som synergist og er ytterligere kostbar.

Visse halogenerte acetyleniske alkoholer og derivater derav

er blitt beskrevet, men de uretanforbindélser som inngår i det nye fungicide preparat er til nå ukjente og er ikke omtalt i litteraturen verken som fungicider eller på annen måte.

I US-patentskrift nr. 1.841.768 blir fremstilling av klor-

og bromsubstituerte etinkarbinoler omtalt. Disse forbindelser er angitt som verdifulle til terapeutisk bruk. I US-patent-skrif t nr. 2.989.568 blir også fremstilling av klor- og bromsubstituerte acetylenske alkoholer angitt. Forbindelsene blir beskrevet som nyttige som korrosjonsinhibitorer og inhi-bitorer for pletteringsbad. Generelt beskriver disse to patenter tertiære alkoholer og viser bare klor- og bromsubs-tituerte forbindelser. De angir ingen jodforbindélser.

I US-patentskrift nr. 3.203.9.86 blir karbamater (uretanerl av 4-halogen-2-butyner angitt. I disse forbindelser er halogenet lokalisert på ett karbonatom sam er adskilt med minst en metylengruppe fra det karbonatom som inngår i den acetyleniske binding. Forbindelsene blir beskrevet å ha biocide egenskaper, bl.a. flere forskjellige effekter såsom plantevekstregulerende og herbicide virkninger. Disse forbindelsers grunnliggende struktur er kjemisk fullstendig anderledes enn strukturen av forbindelsene sam inngår i de nye preparater idet halogenet er adskilt fra det acetyleniske karbonatom ved en metylengruppe.

I US-patentskrift nr. 2.791.603 blir karbamater (uretaner) av tertiære acetylenske karbinoler angitt som nyttige som anti-konvulsanter. Forbindelsene som inngår i de nye fungicider er ikke tertiære forbindelser og omfattes ikke av formel (I).

I US-patentskrift nr. 3.463.402 blir visse halogenerte karbamater av diarylsubstituerte alkyner angitt. Foreliggende oppfinnelse omfatter ikke forbindelser med arylgrupper i disse stillinger. Dessuten angir dette patentskrift ikke noe om jodsubstituerte forbindelser som ligner den ifølge foreliggende oppfinnelse.

Forbindelsene sara inngår i preparatet ifølge foreliggende oppfinnelse blir mest hensiktsmessig fremstilt ved å (1) jodere vedkommende acetyleniske alkohol og deretter (2) utføre en påfølgende reaksjon med et isocyanat for dannelse av det tilsvarende uretan. Disse reaksjoner er ikke i seg selv nye og kan skjematisk gjengis som typiske ifølge skjemaet:

I disse formler og reaksjonsskjemaer har R, n og

m de foran angitte betydninger.

Hvis gruppen R har mer enn én utskiftbar binding, dvs. hvis

R er et diisocyanat eller triisocyanat, så er det mulig å danne uretanforbindélser med opp til 3 iminobindinger.

Trinn 1, dvs. en halogenering av ålkyner, er en velkjent reaksjon. Joderingen utføres på hensiktsmessig måte med nat-riumhypokloritt og et alkalimetalljodid. Det blir tilsatt et lite molært overskudd av natrium- eller kaliumjodid, som først er oppløst i vann, til reaksjonsblandingen før tilset-ningen av hypoklorittet. Isoleringen av produktet utføres på hensiktsmessig måte ved ekstraksjon med eter. Den derved dannede eterekstrakt tørres med vannfritt natriumsulfat og man lar eteren avdampe ved romtemperatur. Residuet utcfjør jod-mellomproduktet, som deretter kan omsettes ytterligere med et isocyanat som angitt i trinn 2 for dannelse av sluttproduktet i form av uretan.

Trinn 2, reaksjonen med et isocyanat, er som reaksjon betrak-tet kj.ent og utføres ved at man oppløser den joderte acetyleniske alkohol, som er fremstilt som ovenfor angitt i overskudd av tørr tetrahydrofuran. Det tilsettes et lite støkio-metrisk overskudd av isocyanatet, etterfulgt av små mengder trietylamin og dibutyltinndilaurat. Den fullstendige reak-sjonsblåndingen blir anbragt i en tett tillukket reaksjons-beholder og oppvarmes til 50-60°C i 24 timer. I slutten av denne periode lar man de flyktige stoffer avdampe ved romtemperatur. Det.dannede residu er uretanproduktet.

Uretanforbindelsen kan så, alt etter ønske og behov, renses ved hjelp av et passende oppløsningsmiddel og utvinning fra dette.

Fullstendig rensing av uretanene er ikke nødvendig for bruk som fungicid. Noen av produktene er faststoffer og noen er væsker, ofte oljer. Halogenacetylenforbindélser er noe ustabile, og de dannede produkter kan inneholde noen spalt-ningsprodukter eller bireaksjonsprodukter. Disse nedsetter ikke den fungicide effektivitet, men slike urenheter kan gjøre det vanskelig å oppnå meget presise fysiske konstanter. Analysedata har imidlertid vist resultater som stemmer med de angitte strukturer.

De nye preparater har forskjelige fordeler fremfor de stoffer som til nå har stått til rådighet som fungicider. Uretanene er glimrende fungicider i alle typer malinger. De er stabile mot hydrolyse og kan anvendes både i lateks- og oljebaserte systemer. De er oppløselige i mange oppløsningsmidler og kan derfor lett fortynnes etter behov til lett anvendelse. Deres forenlighet med mange stoffer, lave fargestyrke og effektivitet gjør dem fordelaktige for anvendelse som fungicider i plaststoffer og til impregnering av tre, lær, papir, tekstil-stoffer og andre materialer.

Forsøk viser en grad av toksisitet og hudirritasjon som ligger langt under den som kvikksølvforbindelsene gir, en kjenns-gjerning som ytterligere utvider de foreliggende preparaters anvendelsesområde.

Uretanene kan påføres på eller inkorporeres i preparatet, i stoffer eller blandinger som skal motstå angrep av variert

sopp-populasjon. Preparatet er meget virksomt mot de tre vik-tigste sopporganismer, Aspergillus niger, Pullularia pullulans og Alternaria sp og det kan derfor sammenlignes med kvikksølv-forbindelser med hensyn til effektiviteten mot et bredt spektrum av sopp.

Preparatet kan selvsagt påføres overflater på forskjellige måter, de kan f.eks. inkorporeres i et overtrekk, en maling eller et annet preparat til overflatebruk, de kan påføres som et støv eller et pudder ved sammenblanding med pulveriserte fortynningsmidler, forbindelsene kan oppløses i et oppløsnings-middel eller de kan emulgeres i vann og deretter dispergeres i et ikke-oppløsningsmiddel. Den tilsiktede anvendelse av preparatene vil vanligvis gi retningslinje for den måte de skal påføres eller anvendes.

Mengden av den virksomme bestanddel som er nødvendig for å frembringe det ønskede resultat, varierer i noen grad avhen-gig av den aktive forbindelse, av det substrat som skal be-skyttes, av de herskende betingelser for soppvekst og av den beskyttelsesgrad som ønskes. Konsentrasjonene varierer imidlertid vanligvis fra 0,01% til 4% i den påførte komposisjon. Hvis R betegner en gruppe med 6 karbonatomer eller derunder, vil anvendt mengde av forbindelsen som regel være mellom 0,05 og 2%.

Noen eksempler tjener til nærmere belysning av oppfinnelsen.

Den foran beskrevne fremstillingsmetode følges i de tilfeller hvor den er anvendelig og under anvendelse av de mellompro-dukter som er angitt i eksemplene.

EKSEMPEL 1

Med 3-hydroksy-l-jodpropyn (smp. 43-44°C) ble uretaner fremstilt under anvendelse av de i nedenstående tabell anførte isocyanater. Uretanene ble renset ved omkrystallisasjon fra det angitte oppløsningsmiddel. Jodprosenten ble bestemt for å identifisere de enkelte uretanprodukter.

Det ble utført toksisitetsundersøkelser på 3-hydroksy-l-jod-propynforbindelsen 1 ifølge eksempel 1 (butylderivatet). Det viste seg å ha en LDj-q på 1,58 g/kg. Forbindelsen ga ingen dermal toksisitet og er ikke en primær irritant.

EKSEMPEL II

Ut fra 4-hydroksy-l-jodbutyn ble det fremstilt uretaner under anvendelse av følgende isocyanater:

EKSEMPEL III (sammenligning)

Det ble fremstilt uretaner med 3,3-dimetyl-3-hydroksy-l-jodpropyn (smp. 32-34°C) under anvendlse av følgende isocyanater:

Det skal bemerkes at disse uretaner er avledet fra en tertiær acetylensk alkohol og ikke ligger innenfor den generelle formel for forbindelsen ifølge oppfinnelsen, derfor er de ikke en del av foreliggende oppfinnelse, men er tatt med for å ha et sammenligningsgrunnlag.

EKSEMPEL IV (sammenligning).

Med l-brom-3-hydroksypropyn ble det fremstilt en uretan under anvendelse av følgende isocyanat:

1. Butyl faststoff ved 0°C

pasta ved romtemperatur.

EKSEMPEL V (sammenligning).

Med 4-hydroksy-l-brombutyn ble fremstilt uretaner under anvendelse av følgende isocyanater:

1. Butyl væske

2. Propyl lavtsmeltende faststoff (ca. 150°Cl.

I de foregående eksempeler IV og V skal det bemerkes at uretanene inneholder et bromatom og ikke et jodatom. Disse brom-uretaner utgjør ikke noen del av den foreliggedne oppfinnelse, men er tatt med for sammenligning.

EKSEMPEL VI (sammenligning)

Med 3,3-dimetyl-3-hydroksy-l-brompropyn ble fremstilt uretaner under anvendelse av følgende isocyanater:

1. Butyl væske

2. Etyl væske + faststoff

3. Propyl

Disse uretaner inneholder bromatomer og ikke jodatomer og

er dessuten avledet av tertiære acetylenske alkoholer.

De utgjør derfor ikke noen del av den foreliggende oppfinnelse .

For å prøves som potensielle fungicider ble mange av de foran beskrevne uretanforbindélser inkorporert i en mengde på 2%

i tre preparater. Det bemerkes at"selv om de anvendte preparater var malinger, er slike preparater bare en hensiktsmessig måte for fordeling av fungicid på lik måte ved utfør-else av passende forsøk. Forbindelser som gir gode resultat i den nedenfor beskrevne biologiske bedømmelsesmetode, kan forventes å være aktive også i andre preparattyper. En av grunnene til dette er at polyvinylacetatlatekssystemet rep-resenterer et vandig system med pH-verddl på under 7, mens det akrylske latekssystem er et vandig system med pH-verdi på under 7, mens det akrylske latekssystem er et vandig system med pH-verdi over 7 og linoljemaling er et ikke-vanddlg system.

Det er vanskelig for et fungicid å gi gode resultater i malinger. Det er særdeles mange komponenter tilstede som kan rea-gere med og inaktivere slike forbindelser. De anvendte orga-nismer er dessuten særdeles potente. En rekke erfaringer viser at mange forbindelser, som er nyttige i landbruket, slett ikke er virksomme som fungicider i malinger.

EKSMEPEL VII

<y>2^§£§2ls£§_EE§P§£§ter

1) Malingen som skulle undersøkes, påføres som et overtrekk ved hjelp av en pensel på den ene siden av et "Whatman nr. 1" filtrerpairark. 2) . For å forbedre fordelingen av malingen påføres overtrekket ved at man først fører penselen langs arkets lengde og deretter blir penselen ført vinkelrett på dette langs arkets bredde-retning, hvoretter man en gang til stryker penselen i arkets lengderetning. 31 Overtrekket gis tilstrekkelig lang tid, som regel 24 timer, til å tørke, hvoretter et annet overtrekk påføres som beskrevet foran. 4) For alle systemene: Etter grundig tørking av annet overtrekk skjæres en porsjon av arket i kvadrater med en side-lenqde på ca. 31 mm. 5) Ved hjelp av akseptert aseptisk mikrobiologisk teknikk dyppes kvadratene straks i kokende vann for å overflatesteri-lisere overtrekket. De steriliserte kvadrater anbringes deretter straks med den malte side oppover i midten av petriskåler som inneholder størknet maltager som er blitt podet ved jevn fordeling av 1 ml suspensjon av forsøkssoppen, enten Pullularia pullulans eller Alternaria sp. 6) Det brukes tre paralleller av hver av de prøver som skal undersøkes. 7) Etter at kvadratene er blitt anbragt i petriskålene, podes de på toppen med en fortynnet suspensjon av forsøkssoppen. 8) Prøvene inkuberes i tre uker ved 28°C og en relativ fuk-tighet på ca. 90%. 9) Iakttagelsene blir notert ukentlig under den tre uker lange inkuberingsperiode. 10) Forsøksresultatene av de forksjellige forbindelser i prøven angis i overensstemmelse med nedenstående skala: Z: Sone med vektstinhibering av forsøkssoppen omkring prøven O: Ingen soppvektst på prøven, den malte kvadrat klar

2: Meget svak soppvekst på prøven

4: Svak soppvekst på prøven

6: Moderat soppvekst på prøven

8: Forholdsvis kraftig soppvekst på prøven

10: Kraftig soppvekst på prøven (ingen virkning av det undersøkte stoff)

Resultatene fremgår av den etterfølgende tabell, i hvilken Alt. betegner Alternaria sp. og Pull. betegner Pullularia pullulans.

Resultater av biologiske forsøk

Det sees av de foranstående eksperimentelle og sammenlign-ende biologiske forsøk at de i eksempel I og II angitte uretanforbindélser, er meget effektive ved inkorporering av alle de tre undersøkte overtrekkspreparater ved underøskelse av

de to forsøkssopper.

På den annen side oppviser uretanforbindelsene ifølge eksemplene III, IV, V og VI, som ikke er noen del av oppfinnelsen, langt mindre effektive resultater i forsøksmålestokk ved inkorporering i de samme overflateovertrekkspreparater ved n undersøkelse av de samme to forsøkssopper.

Det fremgår således tydelig av forsøksresultatene at de uretaner som er avledet av tertiære acetylenske alkoholer ikke er så effektive som fungicider som de uretaner som er avledet av primære acetylenske alkoholer. Dessuten sees det at de bromsubstituerte uretaner er langt mindre effektive enn de jodsubstituerte uretaner.

Claims (6)

1. Fungicid preparat, karakterisert ved at det som aktiv bestanddel inneholder minst en forbindelse av den generelle formel hvor R er en alkyl-, alkenyl- eller cykloalkylgruppe med opptil 20 karbonatomer og med 1-3 bindinger tilsvarende m, og hvor n og m som er like eller forksjellige,er hele tall 1-3.

2. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at m i den generelle formel I er 1 eller 2.

3. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder metyl-, butyl-, t.butyl- eller heksyl*-uretanet av 3-hydroksy-l-jodpropyn.

4. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder allyluretanet av 3-hydroksy-l-jodpropyn.

5. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder etyl- eller propyl-uretanet av 3-hydroksy-l-jodpropyn.

6. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder metyl-, butyl- eller heksyl-uretanet av 4-hydroksy-l-jodbutyn.