PL226009B1

PL226009B1 - Protonowe ciecze jonowe tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby oraz sposob ich wytwarzania

Info

Publication number: PL226009B1
Application number: PL406947A
Authority: PL
Inventors: Juliusz Pernak; Bartosz Markiewicz; Tadeusz Praczyk; Katarzyna Marcinkowska; Romuald Gwiazdowski; Krzysztof Kubiak
Original assignee: Inst Ochrony Roślin
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2017-06-30
Also published as: PL406947A1

Description

Przedmiotem wynalazku są protonowe ciecze jonowe tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby oraz sposób ich wytwarzania, mające zastosowanie jako skuteczne związki grzybobójcze oraz herbicydy.

Azole to grupa pięcioczłonowych aromatycznych związków heterocyklicznych, które w swojej strukturze posiadają obok azotu przynajmniej jeden heteroatom - siarkę, tlen lub azot. Występują szeroko w naturze i odpowiedzialne są za różne procesy biochemiczne w organizmach żywych. Opracowanie nowych metod syntezy azoli pozwoliło na wykorzystanie ich od lat 60-tych XX wieku jako skutecznych środków w preparatach handlowych do ochronny roślin. Dwa popularne fungicydy propikonazol i tebukonazol należą do inhibitorów ergosterolu. Są uważane za bardzo skuteczne w ochronie roślin przed działaniem grzybów: Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum, Phoma lingarn, Alternaria spp. i Leptosphaeria spp. przy jednoczesnej niskiej toksyczności dla środowiska. Ponadto charakteryzują się szerokim spektrum zastosowań od ochrony traw i zbóż po drzewa owocowe, jak i produkty przetworzone. Oprócz działania grzybobójczego azole skutecznie wykorzystuje się jako herbicydy, insektycydy, leki czy ekstrahenty metali i kwasów.

Dikamba jest pochodną kwasu benzoesowego. Powoduje zakłócenie funkcji wzrostu i rozwoju w roślinie. Kwas 3,6-dchlorometoksybenzoesowy jest pobierany przez liście, a także przez korzenie chwastów i przemieszcza się w obrębie rośliny. Działa szybko, powodując skręcanie się i więdnięcie zwalczanych roślin. Dikamba to dobrze znana i szeroko stosowana substancja aktywna w herbicydach na chwasty dwuliścienne.

Istotą wynalazku są protonowe ciecze jonowe tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby, w których kationem jest sprotonowany 1,2,4-triazol pochodzący od tebukonazolu i propikonazolu, a anionem dikamby o wzorze ogólnym:

Ciecze jonowe, w których kationem jest sprotonowany 1,2,4-triazol pochodzący od tebukonazolu i propikonazolu, a anionem dikamby o wzorze ogólnym:

PL 226 009 B1 a sposób ich wytwarzania polega na tym że tebulkonazol o wzorze ogólnym:

lub propikonazol o wzorze

poddaje się reakcji z dikambą, przy stosunku molowym tebukonazolu lub propikonazolu do dikamby równym 1:0,8-1,5 w środowisku alkoholowym w temperaturze od 273 do 363K, korzystnie w 298K, w czasie 1-48 godzin, po czym odparowuje się rozpuszczalnik i pozostałość przemywa się heksanem w celu usunięcia nadmiaru nieprzereagowanej dikamby a produkt suszy pod obniżonym ciśnieniem w temperaturze 303 do 343K w czasie 1-12 godzin.

Drugi sposób polega na tym że chlorowodorek, bromowodorek lub jodowodorek tebukonazolu o wzorze ogólnym:

lub propikonazolu o wzorze ogólnym:

PL 226 009 B1 poddaje się reakcji z solą dikamby o wzorze ogólnym:

w którym M oznacza atom sodu, potasu, litu lub srebra, przy stosunku molowym soli tebukonazolu lub propikonazolu do soli dikamby równym 1:0,8-1,5, w środowisku alkoholowym, w temperaturze od 273 do 363K, korzystnie w 298K, w czasie 1-48 godzin, następnie oddziela się mieszaninę reakcyjną od soli nieorganicznej, a z pozostałości odparowuje się rozpuszczalnik w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze od 293 do 343K, korzystnie 333K, po czym dodaje się bezwodnego rozpuszcza lnika organicznego, a wytrąconą sól nieorganiczną odsącza się, a następnie odparowuje się rozpuszczalnik, a gotowy produkt suszy pod obniżonym ciśnieniem w temperaturze 303 do 343K, k orzystnie 323K.

Korzystnym jest, gdy alkoholem jest metanol, etanol, propanol, izopropanol lub butanol.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:

- otrzymano nową grupę związków zaliczanych do protonowych cieczy jonowych triazolu,

- protonowe sole z anionem dikamby charakteryzują się niskimi temperaturami topnienia, są nowymi protonowymi cieczami jonowymi,

- syntezowane protonowe sole tebukonazolu i propikonazolu rozpuszczalne są w alkoholach, słabo w chloroformie, częściowo w acetonie, toluenie, octanie etylu i są nierozpuszczalne w heksanie,

- otrzymane nowe formy tebukonazolu i propikonazolu wykazują silne działania grzybobójcze,

- syntezowane formy tebukonazolu i propikonazolu z anionem pochodzącym od dikamby nis zczą grzyby i działają na chwasty. Są to skuteczne herbicydy i zarazem fungicydy.

Wynalazkiem są protonowe ciecze jonowe tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby o wzorze ogólnym:

a sposób ich otrzymywania ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d I

3,6-dichloro-2-metoksybenzoesan tebukonazolu (tebukonazol-dikamba)

PL 226 009 B1

Do kolby okrągłodennej wprowadzono 0,015 mola tebukonazolu rozpuszczonego w 10 cm metanolu. Następnie przy ciągłym mieszaniu dodawano 0,016 mola kwasu 3,6-dichloro-2-metoksybenzoesowego rozpuszczonego w 25 cm metanolu. Reakcję prowadzono przez 14 godzin w temperaturze 300K. Z mieszaniny reakcyjnej odparowano metanol na wyparce rotacyjnej, a następ₃ nie dodano 15 cm heksanu w celu usunięcia pozostałości nieprzereagowanej dikamby. Produkt suszono przez 24 godziny w temperaturze 313K pod obniżonym ciśnieniem.

Otrzymano 3,6-dichloro-2-metoksybenzoesan tebukonazolu z wydajnością 96%.

Strukturę związku potwierdzono za pomocą widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego: ¹H NMR (DMSO-d₆) δ ppm = 0,93 (s, 9H); 1,62 (m, 2H); 1,95 (m, 1H); 2,54 (m, 2H); 3,86 (m, 3H); 4,35 (m, 2H); 7,15 (d, J = 8,3 Hz, 1H); 7,28 (m, 2H); 7,36 (m, 2H); 7,57 (s, 1H); 7,61 (s, 1H); 8,04 (s, 1H); 8,54 (s, 1H). ¹³C NMR (DMSO-d6) δ ppm: 25,45; 29,27; 36,05; 37,96; 53,49; 62,00; 75,40; 126,18; 128,16; 130,02; 131,53; 142,03; 145,33; 150,66; 152,47; 165,17.

Analiza elementarna CHN dla C23H₃₀CIN₃O₄S (M = 480,02): wartości obliczone: C = 57,55, H = 6,30, N = 8,75; wartości zmierzone: C = 57,39; H = 6,62; N = 8,99.

P r z y k ł a d II

3,6-dichloro-2-metoksybenzoesan propikonazolu (propikonazol-dikamba)

Do kolby okrągłodennej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne rozpuszczono 0,02 mola chlorowodorku propikonazolu w metanolu, po czym przy ciągłym mieszaniu dodawano 0,021 mola 3,6₃

-dichloro-2-metoksybenzoesanu sodu rozpuszczonego w 100 cm metanolu. Reakcję prowadzono przez 10 godzin w temperaturze 343K. Po zakończeniu procesu usunięto powstały osad, którym była sól nieorganiczna - NaCI. Następnie odparowano rozpuszczalnik i mieszaninę zalano bezwodnym acetonem, w celu usunięcia pozostałości po chlorku sodu. Po odsączeniu soli i odparowaniu pod zmniejszonym ciśnieniem rozpuszczalnika, produkt suszono w temperaturze 323K przez 48 godziny pod obniżonym ciśnieniem.

Otrzymano 3,6-dichloro-2-metoksybenzoesan propikonazolu z wydajnością 96%.

Strukturę związku potwierdzono za pomocą widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego: ¹H NMR (DMSO-d₆) δ (ppm) = 0,85 (m, 3H); 1,20-1,37 (m, 4H); 3,34 (t, J = 15,6 Hz, 1H); 3,84 (m, 5H); 3,91 (m, 1H); 4,73 (m, 2H); 7,32 (m, 2H); 7,47-7,48 (m, 2H); 7,57 (d, 1H); 7,65 (m, 1H); 7,85 (s, 1H); 8,42 (s, 1H); 13,21 (s, 1H).

¹³C NMR (DMSO-d6) δ (ppm) = 13,72; 18,46; 34,33; 53,43; 61,92; 69,47; 76,21; 77,28; 106,38; 125,92; 127,99; 129,61; 130,29; 132,37; 135,52; 145,18; 150,66; 152,43; 165,20.

Analiza elementarna dla C2₃H₂₃Cl₄N₃O₅ (M = 563,26 g/mol): wartości obliczone (%): C = 49,04; H = 4,12; N = 7,46; wartości zmierzone: C = 49,35; H = 4,48; N = 7,68.

Przykłady zastosowania:

P r z y k ł a d 1.

Oznaczenie biologicznej aktywności wobec grzybów patogenicznych

Otrzymane protonowe ciecze jonowe tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby testowano wobec gatunków grzybów: Botrytis cinerea, Fusarium culmorum ATCC 44417, Sclerotinia sclerotiorum i Microdochium Nivale (z kolekcji IOR-PIB).

₃

Nowe formy triazoli rozpuszczano w 4 cm czystego metanolu, a następnie dodawano do sterylnego podłoża/pożywki (PDA - Potato Dextrose Agar, Difco™), podgrzanego do 323K. Stężenie triazoli w podłożu ustalono na 10, 100 i 1000 ppm. Płynne podłoże z związkami wylano na płytki P etriego (0 50 mm). Krążki badanego grzyba o średnicy 4 mm wykładano na środek płytki. Na płytkach kontrolnych, grzyby rosły na pożywce z dodatkiem wody i na pożywce z dodatkiem czystego metanolu. Badane preparaty porównywano do fungicydu Tebu 250 EW oraz Bumper 250 EC zawierającego tebukonazol oraz propikonazol jako substancję aktywną. Płytki inkubowano w temperaturze pokojowej, aż grzybnia w kontroli osiągnęła brzeg płytki. Następnie mierzono średnicę grzybni odejmując od pomiaru początkową średnicę krążka z grzybem (4 mm). Dla każdego obiektu wykonano 4 powtórzenia. Rezultaty poddano analizie Student-Newman-Keuls wyznaczając istotną różnicę pomiędzy kontrolą, a próbami z dodatkiem preparatów.

Hamowanie wzrostu grzybni Botrytis cinerea, Fusarium culmorum, Sclerotinia sclerotiorum i Microdochium Nivale przedstawiają poniższe zestawienia:

PL 226 009 B1

Nazwa obiektu	Wzrost F. culmorum [cm]	Wzrost M. nivale [cm]
10 ppm	100 ppm	1000 ppm	10 ppm	100 ppm	1000 ppm
kontrola	4,6 a	4,6 a	4,6 A	4,6 a	4,6 a	4,6 a
kontrola + metanol	3,6 b	3,6 b	3,6 B	3,6 b	3,6 b	3,6 b
tebukonazol-dikamba	0,0 c	0,0 c	0,0 C	0,2 d	0,0 c	0,0 c
Tebu 250 EW	0,0 c	0,0 c	0,0 C	0,4 c	0,0 c	0,0 c
NIR (P=0,05)	0,21	0,21	0,21	0,04	0,21	0,21

Wartości średnie mające za sobą tę samą literę istotnie się nie różnią (P =0,05, Student-Newman-Keuls)

Nazwa obiektu

Wzrost F. culmorum [cm]

Wzrost M. nivale [cm]

Wzrost B. cinerea [cm]

Wzrost S. sclerotiorum [cm]

10 ppm

100 ppm

1000 ppm

10 ppm

100 ppm

1000 ppm

10 ppm

100 ppm

1000 ppm

10 ppm

100 ppm

1000 ppm

Kontrola

4,6 a

4,6 A

propikona- zol-dikamba

0,0 c

0,0 d

0,0 c

1,0 c

0,0 c

0,0 C

Bumper 250 EC

0,4 c

0,0 c

0,1 c

0,0 c

0,8 c

0,1 c

0,0 c

0,8 c

0,0 c

0,0 C

NIR (P=0,05)

0,39

0,29

0,05

0,53

0,15

0,03

0,18

0,50

-

0,85

0,05

-

P r z y k ł a d 2.

Oznaczenie biologicznej aktywności wobec roślin (działanie herbicydowe)

Badania wykonano w warunkach szklarniowych. Roślinami testowymi były gorczyca biała (Sinapis album L.) oraz komosa biała (Chenopodium album L).

Nasiona wysiewano do doniczek napełnionych glebą na równą głębokość 1 cm i umieszczono w szklarni w celu zapewnienia optymalnych warunków dla wzrostu roślin. Po wytworzeniu liścieni dokonano przerywki, pozostawiając po 4 rośliny w każdej doniczce. Po wytworzeniu czwartego liścia rośliny opryskiwano cieczą zawierającą badane związki za pomocą opryskiwacza wyposażonego w rozpylacz Tee Jet 1102, przemieszczający się nad roślinami ze stałą prędkością 3,1 m/s. Odległość rozpylacza od wierzchołków roślin wynosiła 40 cm, ciśnienie cieczy w rozpylaczu wynosiło 0,2 MPa, a wydatek cieczy w przeliczeniu na 1 ha wynosił 200 litrów.

Badane związki, według wynalazku, rozpuszczono w roztworze woda + etanol (1:1) w ilości odpowiadającej 170 g dikamby w przeliczeniu na 1 ha. Jako środki porównawcze zastosowano komercyjny herbicyd zawierający dikambę (Dikamba 480 SL).

Po wykonaniu zabiegu opryskiwania doniczki z roślinami ponownie umieszczono w szklarni, w temperaturze 293K (± 2K) i wilgotności powietrza 60%. Czas oświetlania wynosił 16 godz. na dobę.

Po upływie 2 tygodni rośliny ścięto tuż na glebą i określono ich masę z dokładnością do 0,01 g, oddzielnie dla każdej doniczki. Badanie wykonano w 4 powtórzeniach w układzie całkowicie zrandomizowanym. Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczono redukcję świeżej masy roślin w porównaniu do kontroli (rośliny nieopryskiwane badanymi związkami). Uzyskane wyniki przedstawiono jako skuteczność działania środka w procentach.

PL 226 009 B1

Nazwa środka	Skuteczność działania w %
Gorczyca biała	Komosa biała
tebukonazol-dikamba	23	16
propikonazol-dikamba	26	22
Dikamba 480 SL	13	23

Zastrzeżenia patentowe

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Protonowe ciecze jonowe tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby, w których kationem jest sprotonowany 1,2,4-triazol pochodzący od tebukonazolu i propikonazolu, a anionem dikamby o wzorze ogólnym:
2. Sposób wytwarzania protonowych cieczy jonowych tebukonazolu i propikonazolu z anionem dikamby określonych zastrzeżeniem 1, znamienny tym, że tebukonazol o wzorze ogólnym:

lub propikonazol o wzorze

PL 226 009 B1 poddaje się reakcji z dikambą, przy stosunku molowym tebukonazolu lub propikonazolu do dikamby równym 1:0,8-1,5 w środowisku alkoholowym w temperaturze od 273 do 363K, korzystnie w 298K, w czasie 1-48 godzin, po czym odparowuje się rozpuszczalnik i pozostałość przemywa się heksanem w celu usunięcia nadmiaru nieprzereagowanej dikamby, a produkt suszy pod obniżonym ciśnieniem w temperaturze 303 do 343K w czasie 1-12 godzin.
3. Sposób wytwarzania protonowych soli tebukonazolu lub propikonazolu, znamienny tym, że chlorowodorek, bromowodorek lub jodowodorek tebukonazolu o wzorze ogólnym:

lub propikonazolu o wzorze ogólnym:

poddaje się reakcji z solą dikamby o wzorze ogólnym:

w którym M oznacza atom sodu, potasu, litu lub srebra, przy stosunku molowym soli tebukonazolu lub propikonazolu do soli dikamby równym 1:0,8-1,5, w środowisku alkoholowym, w temperaturze od 273 do 363K, korzystnie w 298K, w czasie 1-48 godzin, następnie oddziela się mieszaninę reakcyjną od soli nieorganicznej, a z pozostałości odparowuje się rozpuszczalnik w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze od 293 do 343K, korzystnie 333K, po czym dodaje się bezwodnego ro zpuszczalnika organicznego, a wytrąconą sól nieorganiczną odsącza się, a następnie odparowuje się rozpuszczalnik, dalej gotowy produkt suszy pod obniżonym ciśnieniem w temperaturze 303 do 343K, korzystnie 323K.
4. Sposób wytwarzania protonowych soli tebukonazolu lub propikonazolu według zastrz. 2 i 3, znamienny tym, że alkoholem jest metanol lub etanol, lub propanol, lub izopropanol, lub butanol.