PL153300B1 - Insecticide - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 153 300 POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 88 02 18 (P. 270735)

Int. Cl.⁵ A01N 53/00

Pierwszeństwo: 87 02 19 Republika Federalna Niemiec

Zgłoszenie ogłoszono: 89 04 03

Opis patentowy opublikowano: 1991 11 29

Twórca wynalazku--Uprawniony z patentu: BAYER Aktiengesellschaft

Leverkusen (Republika Federalna Niemiec)

Środek owadobójczy

Przedmiotem wynalazku jest środek owadobójczy zawierający ester 2,3,5,6-czterofluorobenzylowy kwasu (+) 1 R-trans-2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego jako substancję czynną.

Wiadomo, że estry kwasu 2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylocyklopropanokarboksylowego) z wielofluorowanymi alkoholami benzylowymi wykazują właściwości owadobójcze (opis patentowy RFN nr 2 658 074 lub brytyjski opis patentowy nr 1 567 820). Ester pięciofluorobenzylowy wykazuje przy tym działanie szczególnie silne, gdyż jedna piętnasta część tego estru uśmierca muchy w tym samym czasie, co mieszanina równych części estru 2,3,5,6-czterofluorobenzylowego i estru 3,5,6-trójfluorobenzylowego. Sam ester czterofluorobenzylowy wykazuje również dobre działanie owadobójcze.

Wiadomo również, że ester pięciofluorobenzylowy kwasu (-)lR-trans-2,2-dwumetylo-3-(2,2dwuchlorowinylo)-cyklo-propanokarboksylowego doskonale nadaje się do zwalczania szkodników domowych, sanitarnych i magazynowanych (Behrenz, Naumann 1982). Z publikacji tej wiadomo również, że ta substancja czynna wykazuje względnie wysoką toksyczność dla ssaków (LD50 per os w mg/kg u szczura: 90-105). Jeszcze wyższą toksyczność wykazuje również mieszanina cis/trans odpowiedniego estru 2,3,5,6-czterofluorobenzylowego (LD50 per os w mg/kg u samców szczura: 10-25). Stosowanie tak toksycznych substancji czynnych w ochronnych środkach domowych, sanitarnych i magazynowanych nie musi być jednak zabronione, jeśli substancja taka może być stosowana w odpowiednio małych dawkach. Zadaniem badaczy jest jednak poszukiwanie coraz mniej trujących substancji, które miałyby coraz większą rozpiętość pomiędzy dawką skuteczną wobec szkodnika z jednej strony, a działaniem toksycznym dla ludzi i zwierząt z drugiej strony, to jest substancji posiadających bardzo korzystny wskaźnik terapeutyczny, gdyż dzięki temu podwyższa się bezpieczeństwo stosowania takich związków.

Stwierdzono, że nowy ester 2,3,5,6-czterofluorobenzylowy kwasu ( + )lR-trans-2,2dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego o wzorze 1 niespodziewanie

153 300 wykazuje bardzo korzystny wskaźnik terapeutyczny, gdyż przy wysokiej aktywności posiada wyjątkowo niską toksyczność dla ssaków (LD50 per os w mg/kg u samców szczura: powyżej 5000 !).

Toksyczność dla ssaków tego związku jest więc ponad 250 razy niższa niż mieszaniny cis/trans estru czterofluorobenzylowego kwasu 2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego i 50 razy niższa niż estru pięciofluorobenzylowego kwasu (-)lR-trans-2,2dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego. Sam ten fakt nie byłby jeszcze tak zaskakujący, gdyby omawiany nowy związek w równym stopniu utracił aktywność przeciwko szkodliwym organizmom. Tak jednak nie jest. Przeciwnie, bardziej toksyczny ester czterofluorobenzylowy kwasu cis/trans-2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego wykazuje niższą aktywność biologiczną niż mniej toksyczny, nowy ester czterofluorobenzylowy kwasu ( + )lR-trans-2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego. W porównaniu z estrem pięciofluorobenzylowym kwasu (-)lR-trans-3-(2,2dwu chlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego nowy ester czterofluorobenzylowy kwasu ( + )lR-trans-2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego o wzorze 1 przy tym samym lub tylko nieznacznie podwyższonym zakresie dawkowania wykazuje porównywalną aktywność owadobójczą.

Znalezienie nowego estru 2,3,5,6-czterofluorobenzylowego kwasu ( + )lR-trans-2,2dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowego stanowi więc istotne wzbogacenie stanu techniki.

Środek według wynalazku zawiera, oprócz znanych środków pomocniczych, jako substancję czynną wyżej wymieniony ester o wzorze 1.

Nowy środek według wynalazku nadaje się do zwalczania szkodników zwierzęcych, zwłaszcza owadów występujących w gospodarstwie domowym albo jako szkodniki sanitarne i magazynowe. Związek ten działa na rodzaje normalnie wrażliwe i/lub odporne oraz na wszystkie lub poszczególne stadia rozwojowe owadów.

Do szkodników zwalczanych przez środek według wynalazku należą: z rzędu Thysanura np. Lepisma saccharina, z rzędu Orthoptera np. Blatta orientalis, Periplaneta americana, Leucophaea maderae, Blatella germanica, Acheta domesticus, z rzędu Dermaptera np. Forficula auricularis, z rzędu Isoptera np. Reticulitermes spp., z rzędu Anoplura np. Fediculus humanus corporis, z rzędu Heteroptera np. Cimex lectularius, Rhodnius prolixus, Triatoma infestans, z rzędu Lepidoptera np. Ephestia kuehniella, Galleria mellonella, z rzędu Coleoptera np. Anobium punctatum, Rhizopherta dominica, Hylotrupes bajulus, Oryzaephilus surinamensis, Sitophilus spp., Dermenstes spp., Trogoderma spp., Anthrenus spp., Lyctus spp., Niptus hololeucus, Gibbium psylloides, Tribolium spp., z rzędu Hymenoptera np. Monomorium pharaonis, Losius niger, Vespa spp., z rzędu Diptera np. Aedes aegypti, Anopheles spp., Culex spp., Musca spp., Fannia spp., Calliphora spp., Lucilia spp., Chrysomyia spp., Stomoxys spp., Tabanus spp., z rzędu Siphonaptera np. Xenopsylla cheopis, Ceratophyllus spp.

W celu uzyskania preparatów gotowych do użytku nową substancję czynną samą lub w zestawieniu z innymi można przeprowadzać w znane preparaty, takie jak roztwory, emulsje, makro- i mikroemulsje, proszki zwilżalne, zawiesiny, pudry, środki do opylania, pianki, pasty, aerozole, oleiste środki do rozpylania, koncentraty zawiesinowe, substancje naturalne i syntetyczne impregnowane substancją czynną, w zwłaszcza postacie o opóźnionym działaniu wydzielające substancję czynną powoli w określonych dawkach, drobne kapsułki z substancji polimerycznych, preparaty z palną wkładką, naboje i ładunki dymne, spirale przeciw komarom, preparaty UVL do mgławicowego rozpylenia na zimno i ciepło, środki ochronne przeciw molom oraz płytki do odparowywania do stosowania na elektrycznie lub chemotermicznie ogrzewanych urządzeniach.

Preparaty te można wytwarzać w znany sposób, na przykład przez zmieszanie substancji czynnej z rozcieńczalnikami, a więc ciekłymi rozpuszczalnikami, znajdującymi się pod ciśnieniem skroplonymi gazami i/lub stałymi nośnikami, ewentualnie z zastosowaniem środków powierzchniowo czynnych, na przykład emulgatorów i/lub dyspergatorów i/lub środków pianotwórczych. W przyapadku stosowania wody jako rozcieńczalnika można stosować na przykład rozpuszczalniki organiczne jako środki ułatwiające rozpuszczanie. Jako ciekłe rozpuszczalniki stosuje się na

153 300 ogół związki aromatyczne, takie jak ksylen, toluen albo alkilonaftaleny, chlorowane związki aromatyczne lub chlorowane węglowodory alifatyczne takie jak chlorobenzeny, chloroetyleny lub chlorek metylenu, węglowodory alifatyczne, takie jak cykloheksan lub parafiny, na przykład frakcje ropy naftowej, alkohole, takie jak butanol lub glikol oraz ich etery i estry, ketony, takie jak aceton, metyloetyloketon, metyloizobutyloketon lub cykloheksanon, rozpuszczalniki silnie polarne, takie jak dwumetyloformamid i sulfotlenek dwumetylowy oraz woda. Jako skroplone gazowe rozcieńczalniki i nośniki stosuje się ciecze, które są gazami w normalnej temperaturze i pod normalnym ciśnieniem, takie jak gazy aerozolotwórcze, na przykład chlorowcowęglowodory, a także butan, propan, azot i dwutlenek węgla. Jako stałe nośniki stosuje się naturalne mączki skalne, takie jak kaoliny, glinki, talk, kreda, atapulgit, montmorylonit lub ziemia okrzemkowa i syntetyczne mączki minerale, takie jak kwas krzemowy o wysokim stopniu rozdrobnienia, tlenek glinu i krzemiany. Jako stałe nośniki dla granulatów stosuje się skruszone i frakcjonowane mączki naturalne, takie jak kalcyt, marmur, pumeks, sepiolit, dolomit oraz syntetyczne granulaty z mączek nieorganicznych i organicznych, jak również granulaty z materiału organicznego, takiego jak trociny, łupiny orzechów kokosowych, kolby kukurydzy i łodygi tytoniu. Jako emulgatory i/lub środki pianotwórcze stosuje się emulgatory niejonotwórcze i anionowe, takie jak estry polioksyetylenu i kwasów tłuszczowych, etery polioksyetylenu i alkoholi tłuszczowych, na przykład etery alkiloarylopoliglikolowe, alkilosulfoniany, siarczany alkilowe, arylosulfoniany oraz hydrolizaty białka. Jako dyspergatory stosuje się na przykład ligninowe ługi posulfitowe i metylocelulozę.

Preparaty mogą zawierać środki zwiększające przyczepność, takie jak karboksymetyloceluloza, polimery naturalne i syntetyczne, sproszkowane, ziarniste lub w postaci lateksu, takie jak guma arabska, alkohol poliwinylowy i polioctan winylu.

Preparaty handlowe lub koncentraty nadające się do rozcieńczania zawierają na ogół 0,00596% wagowych substancji czynnej, korzystnie 0,02-90%.

Zawartość substancji czynnej w postaciach użytkowych uzyskanych z preparatów handlowych może się zmieniać w szerokim zakresie. Stężenie substancji czynnej w postaciach użytkowych może wynosić 0,001-100% wagowych, korzystnie 0,01-20% wagowych.

Środki stosuje się w sposób dostosowany do rodzaju preparatu. Szczególnie korzystne są postacie do rozpylania i płytki do odparowywania.

Następujące przykłady bliżej ilustrują wynalazek.

W następujących przykładach preparatów stosuje się następujące substancje czynne: I — związek o wzorze 1 (według wynalazku, (+ )lR-trans); II = związek o wzorze 6 (izomer (-)lR-trans Fenfluthriny); III = związek o wzorze 7 (mieszaniny ( + ) cis/trans); IV — związek o wzorze 8 (Dichlorvos); V = związek o wzorze 9 (Propoxur); VI — związek o wzorze 10 (Cyfluthrin, mieszaniny (+) cis/trans).

Przykładowe preparaty (części podane są w procentach wagowych) zilustrowane w przykładach Ι-ΙΧ, działanie środków w przykładach Χ-ΧΙ i syntezę substancji czynnej w przykładzie XII.

Przykład I. Preparat do rozpylania, substancja czynna I 0,04 dezodoryzowany kerosen mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych 5,0 olejek zapachowy 0,01 stabilizator 0,1 środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85 94,85

Przykład II. Preparat do rozpylania, substancja czynna II 0,04 dezodoryzowany kerosen mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych 5,0 olejek zapachowy 0,01 stabilizator 0,1 środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85 94,85

153 300

Przykład III. Preparat do rozpylania.

substancja czynna III		0,04
dezodoryzowany kerosen
mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych		5,0
olejek zapachowy		0,01
stabilizator		0,1
środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85		94,85
Przykład IV. Preparat do rozpylania.
substancja czynna IV		1,0
dezodoryzowany kerosen
mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych		5,0
olejek zapachowy		0,01
stabilizator		0,1
środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85		93,89
Przykład V. Preparat do rozpylania.
substancja czynna II		0,04
substancja czynna IV		1,0
dezodoryzowany kerosen
mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych		5,0
olejek zapachowy		0,01
stabilizator		0,1
środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85		93,85
Przykład VI. Preparat do rozpylania.
substancja czynna V		1,0
substancja czynna VI		0,025
dezodoryzowany kerosen
mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych		38,36
olejek zapachowy		0,03
stabilizator		0,1
chlorek metylenu		15,0
środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85		45,485
Przykład VII. Preparat do rozpylania.
substancja czynna V		1,0
substancja czynna VI		0,025
substancja czynna II		0,04
dezodoryzowany kerosen
mieszanina nasyconych węglowodorów alifatycznych		38,36
olejek zapachowy		0,03
stabilizator		0,1
chlorek metylenu		15,0
środek aerozolotwórczy: propan/butan 15:85		45,445
Przykład VIII. Płytki do odparowywania.
substancja czynna I 10,	20 lub 30 g
ftalan dwuizononylu	150 mg
olejek zapachowy	0,25 mg
płytki celulozowe (16X28X3 mm)	800 mg

153 300

Przykład IX. Płytki do odparowania.

substancja czynna II 10 mg ftalan dwuizononylu 150 mg olejek zapachowy 0,25 mg płytki celulozowe (16 X 28 X 3 mm) 800 mg

Przykład X. W pomieszczeniach o kubaturze 30m³ rozwiesza się po 3 siatki druciane na każdy test z 20 odpornymi samcami Musca domestica. Następnie w pomieszczeniach rozpyla się dawki preparatów I-VI, zawierających substancje czynne I, II i III lub mieszaniny substancji czynnych II + III, IV + V, IV + + V + II. Ilość preparatu w każdej dawce do rozpylania wynosi 12,4g. Po rozpyleniu pomieszczenia zamyka się i obserwuje się na bieżąco przez okno działanie rozpylonej mgły na muchy. Określa się, po ilu minutach 50%, a po ilu minutach 95% much pada na wznak (efekt knock down). Po upływie 1 godziny ustala się ostatecznie udział procentowy padłych owadów. Uzyskane dane zebrane są w tabeli 1.

Przykład XI. Na płytce grzejnej małego elektrycznego piecyka do odparowywania wytwarzającego temperatury 130°C i 160°C umieszcza się małe płytki celulozowe zawierające substancję czynną zgodnie z opisem preparatorów VIII i IX. Urządzenia umieszcza się w jednakowo dużych i jednakowo wyposażonych pomieszczeniach mieszkalnych, włącza do sieci prądu elektrycznego i rozgrzewa. Podczas testowania jedno okno w pomieszczeniu pozostawia się uchylone. Zaraz po włączeniu piecyków w każdym pomieszczeniu rozwiesza się 2 koszyczki druciane zawierające po 20 3-4 dniowych komarów Aedes aegypti. Po upływie pół godziny względnie 1 godziny sprawdza się działanie knock dwon na komary. Po dłuższym okresie działanie piecyków w określonym czasie do pomieszczeń dostarcza się świeże komary i testuje analogiczne po upływie pół lub jednej godziny. Temperatura piecyków, ilość substancji czynnej, okres ogrzewania, czas trwania testu i efekt knock down zebrane są w tabeli 2 (% knock down: udział procentowy komarów padłych na wznak). W powyższym teście zbadano substancję czynną I (według wynalazku) i substancję czynną II (izomer (-)lR-trans Fenfluthriny).

Związek o wzorze 1, stanowiący substancję czynną środka według wynalazku otrzymuje się w ten sposób, że a) chlorek kwasu ( + )lR-trans-permetrynowego o wzorze 2 poddaje się reakcji z alkoholem 2,3,5,6-czterofluorobenzylowym o wzorze 3 w temperaturze 20-100°C, albo b) sól kwasu ( + )lR-trans-permetrynowego o wzorze 4, w którym Me⁺ oznacza jedno wartościowy grupę.

Powyższy wariant a) przedstawia schemat 1, a wariant b) schemat 2.

W wariancie a) poddaje się reakcji znany z Pesticide Science 1974, 796 chlorek kwasu (+ )lR-trans-permetrynowego w obecności lub w nieobecności rozpuszczalników i ewentualnie w obecności środków wiążących kwas ze znanym z J.Chem.Soc.C. 1968, 1575 alkoholem 2,3,5,6czterofluorobenzylowym w temperaturze 20-1 (MFC.

Korzystnie składniki poddaje się reakcji w nieobecności rozpuszczalników i środków wiążących kwas w temperaturze 30-80°C, przy czym powstający lotny składnik (korzystnie gazowy chlorowodór) usuwa się i następnie produkt reakcji korzystnie poddaje obróbce drogą destylacji. Związki wyjściowe w wariancie a) wprowadza się korzystnie w ilościach równomolowych.

W wariancie b) poddaje się reakcji sole, zwłaszcza sole metali alkalicznych kwasu ( + )1Rtrans-permetrynowego korzystnie w ilościach równomolowych korzystnie z chlorkiem, bromkiem lub tezylanem 2,3,5,6-czterofluorobenzylu w typie reakcji przeestryfikowania, analogicznie do sposobu opisanego w Synthesis 1985, 805, w obecności lub w nieobecności katalizatora alkilowania.

W związkach wyjściowych o wzorze 4 Me⁺ korzystnie oznacza jednowartościowy kation metalu, a zwłaszcza kation metalu alkalicznego, np. Na⁺.

W związkach wyjściowych o wzorze 5 X oznacza korzystnie chlorowiec, zwłaszcza chlor lub brom, albo grupę tozylanową, czyli grupę kwasu p-toluenosulfonowego.

Reakcję według wariantu b) prowadzi się korzystnie w rozpuszczalniku, zwłaszcza w obojętnym w warunkach reakcji, polarnym rozpuszczalniku organicznym. Przykładowo wymienia się acetonitryl, aceton, dwumetyloformamid. Otrzymany związek o wzorze 1 poddaje się obróbce korzystnie drogą destylacji.

153 300

Tabela 1

Test aerozolowy (Musca domestica, odporny)

Substancja czynna	Dawka substancji czynnej mg/30m3	50% knock down po upłyv	95% knock down de minut	% knock down po 1 godzinie
I	5	22'	47'	96
I	7,5	18'	33'	99
Π	5	19*	37'	99
III	5	38'	52'	97
IV	124	—	—	22
II + IV	5+124	15'	26'	99
V+VI	124 + 3,1	18'	27'	100
V + VI + I	124+3,1 + 5	12'	17'	100
V + VI + II	124+3,1+5	1(X	15'	100

Tabela 2

Test na odparowywanie (Aedes aegypti) % knock down

Substancja czynna I w mg	Temperatura piecyka w°C
upływie ogrzewania piecyka w godzinach	w pomieszczeniu w godzinach	Substancja czynna I	Substancja czynna II (10 mg)
10	160	0		100	100
		8		100	100
		26	1	55	40
10	130	0	1	100	100
		8	1	100	100
		26	1	100	100
		50	1	85	97
20	160	0	1	100	100
		8	1	100	100
		28	1	100	92
20	130	0	1	100	100
		8	1	100	100
		26	1	100	100
		50	1	100	95
30	160	0	0,5	100	45
		8	0,5	100	100
		28	0,5	100	92
		32	0,5	100	47
30	130	0	0,5	97	65
		8	0,5	100	100
		26	0,5	100	97
		50	0,5	92	75

Reakcje według wariantu a) i b) prowadzi się korzystnie pod normalnym ciśnieniem. Przykład XII. Wytwarzanie estru 2,3,5,6-czterofluorobenzylowego kwasu ( + )lR-trans2,2-dwumetyIo-3-(2,2-dwuchlorowinyl)o-cyklopropanokarboksylowego.

wariant a): 227 g (1 mol) chlorku kwasu ( + )lR-trans-permetrynowego (czystość optyczna

95%) wkrapla się w temperaturze 40°C do 180 g (1 mol) alkoholu 2,3,5,6-czterofluorobenzylowego. Pod koniec wydzielania się gazu ogrzewa się mieszaninę do temperatury 100°C w celu doprowadzenia reakcji do końca i produkt reakcji destyluje się (temperatura wrzenia 135°/0,15). Otrzymuje się 352,4 g (95% wydajności teoretycznej) związku tytułowego o temperaturze topnienia 32°C, (a) = +15,3° (c = 0,5, CHC1₃); dane IR (podczerwień): 3080, 2965, 2935, 2895, 1735, 1620,1510, 1465,1430, 1395,1385,1345,1290,1270,1230, 1180,1120,1025, 1050, 995, 850-950,785.

153 300 wariant b): 27 g (0,11 mola) ( + )lR-trans-2,2-dwumetylo-3-dwuchlorowinylo-cyklopropanokarboksylanu potasu i 20 g (0,1 mola) chlorku 2,3,5,6-czterofluorobenzylu oraz 0,005 mola pięciometyloetylenotrójaminy gotuje się w 70 ml acetonitrylu w ciągu 5 godzin, aż do całkowitego zużycia związku chlorowcowego. Następnie mieszaninę zatęża się na wyparce rotacyjnej, roztwarza w eterze naftowym, wytrząsa z wodą i po zatężeniu fazy organicznej otrzymuje 367,3 g (93% wydajności teoretycznej) związku tytułowego o temperaturze topnienia i danych fizycznych jak wyżej.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Z · · e ·

   Środek owadobójczy zawierający substancję czynną i znane środki pomocnicze, znamienny tym, że jako substancję czynną zawiera ester 2,3,5,6-czterofluorobenzylowy kwasu 1 +)lR-trans2,2-dwumetylo-3-(2,2-dwuchlorowinylo)-cyklopropanokarboksylowegoo wzorze 1.

   Cl·

   Cl^ :c=c.

   h₃c ch₃

   H

   F 6 .--COOCH.

   WZ0R 1 H₃C. ch₃

   Cl·

   Cl

   COOCl

   H

   WZÓR 4

   WZ0R7

   WZÓR 9

   SCHEMAT 2

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł