PL230659B1

PL230659B1 - Srodek do ochrony roslin

Info

Publication number: PL230659B1
Application number: PL405492A
Authority: PL
Inventors: Marcin ŚMIGLAK; Marcin Smiglak; Henryk Pospieszny; Hieronim Maciejewski; Rafał KUKAWKA; Rafal Kukawka; Piotr LEWANDOWSKI; Piotr Lewandowski
Original assignee: Fundacja Univ Im Adama Mickiewicza; Fundacja Uniwersytetu Im Adama Mickiewicza W Poznaniu; Inst Ochrony Roslin Panstwowy Inst Badawczy; Instytut Ochrony Roslin Panstwowy Instytut Badawczy
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2018-11-30
Also published as: PL405492A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest środek do ochrony roślin zawierający dwufunkcyjne sole organiczne złożone z jonu o działaniu indukującym systemiczną odporność roślin (SAR) na bazie anionowych pochodnych kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) i przeciwjonu, wykazującego działanie biologiczne (antybakteryjne, przeciwgrzybicze, insektycydowe, repelentne, regulacji wzrostu roślin) i/lub wpływające na właściwości fizyczne związku tj. zmiana rozpuszczalności, stabilności termicznej, napięcia powierzchniowego, temperatury topnienia i buforowanie pH gleby jako nowych środków ochrony roślin.

Dotychczasowe działania w dziedzinie ochrony roślin ograniczają się z reguły do ogólnego wzmocnienia roślin przez doskonalenie upraw i nawożenie ich, do zapobiegania zakażeniu lub kontroli zarażonych roślin, do stosowania związków bezpośrednio działających na patogeny (mikrobiocydy), szkodniki, bądź rośliny niepożądane. Jako środki ochrony roślin stosuje się związki chemiczne o specyficznym działaniu biologicznym lub zmieniającym właściwości fizyczne. Szczególnie pożądane są preparaty posiadające funkcje antybakteryjne chroniące rośliny (np. czwartorzędowe sole amoniowe takie jak [Nm010][Cl] czy [N11410] [Cl] przedstawione w opisie patentowym EP1856977 lub zgłoszeniu EP20070115119 20050203). W niektórych rejonach świata szczególnie duże straty w uprawach powodują insekty, stąd zastosowanie znajdują związki odstraszające owady (repelenty), przykładowo DEET (Z. Syed, W. S. Lealoraz, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2008), insektycydy, przykładowo Imidakloprid (I. Yamamoto, J. E. Casida, Nicotinoid Insecticides and the Nicotinic Acetylcholine Receptor, Springer-Verlag, Tokyo, 1999), działające bezpośrednio na zwalczane szkodniki. Z punktu widzenia opłacalności produkcji rolnej istotna jest ochrona roślin przed gatunkami niepożądanymi, stanowiącymi konkurencję dla uprawianej rośliny. Na rynku istnieje wiele herbicydów, opartych na przykład o glifosat (H. C. Steinrucken, N. Amrhein, Biochemical and Biophysical Research Communications, 1980).

Rozważając temat środków ochrony roślin nie sposób nie zwrócić uwagi na związki modyfikujące istotne z punktu widzenia rolnictwa właściwości fizyczne. Stosuje się związki obniżające napięcie powierzchniowe takie jak chlorek benzetonium (opis patentowy EP2605647 A2, zgłoszenie EP20110755466 20110816), dzięki czemu umożliwia się większą powierzchnię kontaktu środka ochrony roślin z powierzchnią liścia, łodygi i kwiatu (R. E. Temple, H. W. Hilton, Weed Science, 1963), co z kolei wpływa na większą przyswajalność związków przez roślinę, bądź też dokładniej zabezpiecza jej powierzchnię przed niechcianymi szkodnikami. Równie ważna jest kontrola rozpuszczalności stosowanego środka ochrony roślin, tak by z jednej strony rozpuszczała się wystarczająca ilość potrzebna do wykazania specyficznego działania, z drugiej zaś by zredukować rozpuszczalność przedłużając jego efektywne działanie (A. T. M. Serajuddin, Advanced Drug Delivery Reviews, 2007; D. Schuster, C. Laggner, T. Langer, Current Pharmaceutical Design, 2005). Ochrona roślin przed wirusami jest jednym z najbardziej wymagających zadań, stojących przed współczesnym rolnictwem. Wirusy powodują ogromne straty w ilości i jakości plonów, dlatego podejmowane są działania, mające na celu wzrost odporności roślin na patogeny. Odkryto, że pewne związki chemiczne uaktywniają utajony mechanizm obronny roślin, tak aby sama roślina była w stanie rozpoznać atak i zwalczyć atakujący patogen. Generowanie nabytej odporności systemicznej (SAR ang. Systemie acquired resistance), (P. Gautam, J. Stein, International Journal of Plant Pathology, 2011), czyli mechanizmu indukowanej obrony organizmów roślinnych obejmujących całą roślinę, aktywowanej przez czynniki biologiczne lub chemiczne, jest jedną z bardziej wydajnych metod walki z chorobami roślin.

Istnieje pewna gama związków chemicznych o udowodnionym działaniu indukcji odporności roślin na szerokie spektrum patogenów. Powszechnie znanymi są substancje takie jak BABA (kwas y-aminomasłowy), AABA (kwas α-aminomasłowy), GABA (kwas γ-aminomasłowy), lub kwas salicylowy. (Y. Cohen, A. E. Rubin, G. Kilfin, European Journal of Plant Pathology, 2010). Niestety nie są one szeroko stosowane w przemyśle agrochemicznym. Związkiem o komercyjnym zastosowaniu jest ASM (metylotioester kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego). Badania wykazują, że jego pochodne, np. kwas 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowy, ester metylowy kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego oraz kilkanaście neutralnych pochodnych nie obdarzonych ładunkiem (nie soli), w tym z podstawnikami w pierścieniu aromatycznym bądź z inną grupą funkcyjną przyłączoną do atomu węgla C7, również indukują odporność (W. Kunz, R. Schurter, T. Maetzke, Pesticide Science, 1997). Brak jest natomiast jakichkolwiek doniesień

PL 230 659 B1 na temat występowania jonowych pochodnych tych związków, w postaci soli organicznych w szczególności, co jest przedmiotem tego wynalazku, z przeciwjonem o sprecyzowanym działaniu biologicznym lub modyfikującym właściwości fizykochemiczne otrzymanej soli.

Ciecze jonowe są to związki, składające się z kationu i anionu, które wykazują obniżone temperatury topnienia, często poniżej 150°C (R. D. Rogers, K. R. Seddon, Science, 2003). Poprzez strukturę jonową, a co za tym idzie szerokie możliwości doboru anionu i kationu, związki te podlegają ukierunkowanej modyfikacji właściwości fizycznych (pierwsza generacja cieczy jonowych), właściwości chemicznych (druga generacja) lub biologicznych (trzecia generacja) (W. L. Hough, M. Smiglak, H. Rodriguez, R. P. Swatloski, S. K. Spear, D. T. Daly, J. Pemak, J. E. Grisel, R. D., Carliss, M. D. Soutullo, J. J. Davis and R. D. Rogers, New Journal of Chemistry, 2007). Duża ilość kombinacji jonów umożliwia szeroką modyfikację zarówno fizyczną jak i biologiczną związku. Niestety ze względu na brak możliwości przewidywania wszystkich wynikowych właściwości otrzymanych substancji, konieczne jest ich każdorazowe analizowanie pod względem określenia działania biologicznego jak również właściwości fizykochemicznych (W. L. Hough, M. Smiglak, H. Rodriguez, R. P. Swatloski, S. K. Spear, D. T. Daly, J. Pernak, J. E. Grisel, R. D. Carliss, M. D. Soutullo, J. H. J. Davis and R. D. Rogers, New Journal of Chemistry, 2007). W szczególności, brak przewidywalności dokładnych właściwości biologicznych otrzymanych nowych soli wynika z możliwości występowania efektów synergistycznych bądź antagonistycznych wywołanych przez jony składowe nowej substancji aktywnej (nowej soli).

Istotą wynalazku jest środek ochrony roślin, w którym substancję aktywną środka ochrony roślin stanowią nowe pochodne kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) o wzorze ogólnym 1, gdzie Y oznacza atom wodoru, natomiast Q⁺ oznacza czwartorzędową aminę o ogólnym wzorze 2, gdzie R1,R2,R3 i R4 to identyczne lub różne grupy alkilowe zawierające od 1 do 20 atomów węgla, lub grupę arylową (benzylową), lub atom wodoru, lub Q⁺ oznacza obdarzony ładunkiem dodatnim co najmniej jeden heterocykliczny pierścień aromatyczny o ogólnym wzorze 3, mający 4 do 20 atomów w pierścieniu gdzie co najmniej jeden atom to heteroatom W, gdzie W oznacza atom azotu podstawiony grupą R1 mającą wyżej podane znaczenie.

Korzystnie, zgodnie z wynalazkiem związek o ogólnym wzorze 1 ma dwie funkcje biologiczne; indukuje odporność w roślinie oraz wykazuje działanie antybakteryjne.

Sposób wytwarzania i zastosowania środka do ochrony roślin zawierającego pochodne kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) o wzorze ogólnym 1, polega na tym, że środek ochrony roślin składa się z roztworów wody lub alkoholu oraz pochodnej o wzorze ogólnym 1, gdzie Y oznacza atom wodoru, natomiast Q⁺ oznacza czwartorzędową aminę o ogólnym wzorze 2, gdzie R1,R2,R3 i R4 to identyczne lub różne grupy alkilowe zawierające od 1 do 20 atomów węgla, lub grupę arylową (benzylową), lub atom wodoru, lub Q⁺ oznacza obdarzony ładunkiem dodatnim co najmniej jeden heterocykliczny pierścień aromatyczny o ogólnym wzorze 3, mający 4 do 20 atomów w pierścieniu gdzie co najmniej jeden atom to heteroatom W, gdzie W oznacza atom azotu podstawiony grupą R1 mającą wyżej podane znaczenie.

W środku ochrony roślin według wynalazku zastosowano nowe dwufunkcyjne sole organiczne o wzorze ogólnym 1, w którym Y oraz Q⁺ mają wyżej podane znaczenie. Sole te są cieczami jonowymi.

Zastosowane w wynalazku nowe ciecze jonowe składają się z jonu o działaniu indukującym systemiczną odporność roślin (SAR), na bazie anionowych pochodnych kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) wykazujących działanie obu z jonów oraz kationu Q⁺, którym są pochodne związków o wykazanym działaniu biologicznym (antybakteryjnym, przeciwgrzybicznym, insektycydowym, repelentnym, regulacji wzrostu roślin, jako induktory odporności roślin) i/lub wpływające na właściwości fizyczne związku tj. zmiana rozpuszczalności, stabilności termicznej, napięcia powierzchniowego, temperatury topnienia, buforowania pH gleby. W szczególności Q⁺ to kation didecyldimetylamoniowy; butyldecyldimetylamoniowy; benzetonium; didecylmorfoliniowy; benzylodidecylometyloamoniowy; cholina; tetrabutyloamoniowy; benzalkonium lub decylopirydyniowy; dodecylopirydyniowy; 1,4-dialkilotraizolowy; 1,3-dialkilotriazolowy; 1,3-dialkiloimidazoliowy; 7-karboksybenzotiadiazoliowy.

Środek według wynalazku ma zastosowanie zarówno do bezpośredniego stosowania w formulacji przy aplikacjach polowych, szklarniowych i innych technikach uprawy roślin, jak również przy impregnacji nasion przy ich składowaniu bądź przed wysiewem, jak również w przygotowaniu gleby pod uprawę.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, w których przedstawiono wyniki badań biologicznych i badań kinetyki rozpuszczalności nowych dwufunkcyjnych środków ochrony roślin, złożonych z jonu o działaniu

PL 230 659 B1 indukującym systemiczną odporność roślin (SAR) na bazie anionowych pochodnych kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) w połączeniu z przeciwjonem, wykazującym działanie biologiczne i/lub wpływającym na właściwości fizyczne.

Opis badań biologicznych

A. Badanie indukcji odporności roślin

Do oceny aktywności biologicznej cieczy jonowych, a szczególnie ich zdolności do indukowania odporności roślin, wykorzystano zjawisko nadwrażliwości zachodzące pomiędzy wirusem a gospodarzem, przejawiające się występowaniem lokalnych nekrotycznych plam na liściach. Jako modele badawcze zastosowano tytoń Nicotiana tabacum var. Xanthi oraz wirusy: mozaiki tytoniu (TMV) i latentny oliwki (OLV-1).

1. Przygotowanie próbki

W celu wykonania badań biologicznych badane ciecze jonowe zostały rozpuszczone w wodzie (Przykłady I, III, V-VI, VIII, X) lub w 5% wodnym roztworze metanolu (Przykłady II, IV-VII, IX) o stężeniu substancji badanej jak podane w przykładach I-XV.

2. Bezpośredni wpływ na infekcyjność wirusa i pierwsze etapy zakażenia rośliny

W cieczy jonowej w rozcieńczeniu 200-krotnym inkubowano wirusa mozaiki tytoniu (TMV) przez ok. 30 min, i następnie tą mieszaniną zakażano mechanicznie liście tytoniu N. tabacum var. Xanthi. Kontrolę stanowiły liście tytoniu zakażane mieszaniną woda destylowana / TMV. Po 4 dniach obliczano i porównywano liczbę lokalnych plam nekrotycznych wynikłych z zakażenia wirusem na liściach traktowanych cieczami jonowymi i kontrolnymi. Eksperyment miał za zadanie wykazać brak bezpośredniego działania otrzymanych cieczy jonowych na redukcję aktywności wirusa, jako że badane substancje na bazie anionowych pochodnych kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) powinny wykazywać aktywność tylko w stosunku do roślin, w których działają jako induktory odporności. Właściwość antybakteryjna obecna w przeciwjonie analizowanych substancji nie ma wpływu na rozwój wirusa, jako że związki antybakteryjne działają tylko i wyłącznie na organizmy żywe, takie jak bakterie (wirus jest materią nieożywioną).

3. Indukcja odporności roślin

Rośliny N. tabacum var. Xanthi w fazie trzech rozwiniętych liści opryskiwano roztworami cieczy jonowych, a próbkę kontrolną opryskiwano wodą destylowaną, tą samą użyto do przygotowania roztworów cieczy jonowych. Sześć dni później traktowane liście zakażano mechanicznie wirusem TMV lub OLV-1. Po wystąpieniu lokalnych nekrotycznych plam jako efekt infekcji wirusowej, tj. ok. 4-5 dniach po zakażaniu wirusem, obliczano i porównywano liczbę plam na liściach traktowanych roztworem z cieczą jonową lub wodą destylowaną (kontrola). Ograniczanie liczby plam nekrotycznych na liściach traktowanych roztworem cieczy jonowej w porównaniu z kontrolą jest wyrazem inhibicji infekcji wirusowej w wyniku indukcji odporności roślin przez badany preparat. Innym przejawem ograniczania namnażania się wirusa w warunkach odporności indukowanej jest wielkość powstałych plam.

Początkowe badania polegające na zakażaniu roślin mieszaniną cieczy jonowej i wirusa wykazały, że zastosowane ciecze jonowe w porównaniu z kontrolą nie ograniczały infekcji wirusowej, czyli nie wpływały bezpośrednio na infekcyjność wirusów oraz początkowe etapy infekcji wirusowej. Jednak kiedy liście zakażano 6 dni po wcześniejszym ich traktowaniu cieczami jonowymi wystąpiło znaczące ograniczenie liczby lokalnych plam nekrotycznych, a tym samym ograniczenie infekcji wirusowej (przykłady I-X). Oprócz tego obserwowano znaczące ograniczenie wielkości plam na liściach traktowanych cieczami jonowymi. Są to efekty odporności indukowanej przez ciecze jonowe w traktowanych roślinach tytoniu.

P r z y k ł a d I

Benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylan tetrabutyloamoniowy [N4444][BTHCOO]:

Po rozpuszczeniu obu substratów w metanolu (0,3824 g bromku tetrabutyloamoniowego 30 ml i 0,2589 g benzo[1,2,3]tiadiazolo-7-karboksylanu potasu ([K][BTHCOO]) w 40 ml) oba roztwory zlano do siebie. Po 20 minutach mieszania roztworu na mieszadle magnetycznym rozpuszczalnik odparowano a pozostały osad zalano acetonem (200 ml) i umieszczono na mieszadle magnetycznym na 12 godzin. Po tym czasie roztwór z częścią osadu, która nie uległa rozpuszczeniu [bromek potasu (KBr)] umieszczono na 20 minut w zamrażarce, a następnie na zimno przefiltrowano. Po odparowaniu acetonu bezpostaciowy osad znów rozpuszczono w acetonie (5 ml) i umieszczono w zamrażarce na godzinę. Po tym czasie uzyskano białe kryształy produktu.

PL 230 659 Β1

Nazwa związku	Benzol 1,2,3 \|tiadiazol-7-karboksylan tetrabutyloamoniowy
Skrót	[N4444][BTHCOO]
Wydajność	>60%
Analiza Jądrowego Rezonansu Magnetycznego *H NMR	ó: 8.56; 8.06; 7.70; 3.18; 1.56; 1.31; 0.93
Analiza FTIR	3488, 2967, 2898, 1606, 1579, 1365, 1347, 1238, 772
Temperatura topnienia	90°C
Temperatura rozkładu	220°C

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku

Skrót

Roślina użyta w eksperymencie: Wirus użyty do zakażania rośliny: Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej

Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli bcnzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan tctrabutyloamoniowy [N4444][BTHCOO]

N. tabacum var Xanthi

Wirus mozaiki tytoniu (TMV) Wi

Wynosiła 95%

PL 230 659 Β1

Przykład II

Benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylanbutylodidecylometyloamoniowy [N-i 1410] [BTHCOO]:

Oba substraty (0,2589 g benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylanu potasu ([K][BTHCOO]) i 0,3824 g bromku butylodidecylometyloamoniowego([Nn4io][Br])) rozpuszczono w wodzie i zlano do siebie (w sumie 60 ml rozpuszczalnika). Wytworzył się koloid, który odwirowano, a oddzielony jasnożółty olej odseparowano od rozpuszczalnika.

Nazwa związku	Bcnzo[l ,2,3]tiadiazol-7-karboksylan butylodidccylometyloamoniowy
Skrót	[Ni 1410] [BTHCOO]
Wydajność	>75%
Analiza Jądrowego Rezonansu Magnetycznego 'HNMR	δ: 8.60; 8.09; 7.72; 3.24; 3,00; 1.61; 1.23; 0.90; 0.85
Analiza FTIR	2924, 2854, 1610, 1578, 1362, 1351, 631, 539
Temperatura topnienia	54°C
T emperatura rozkładu	216°C

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	benzof 1,2,3]tiadiazol-7-karboksy lan butylodidecyiometyloamoniowy
Skrót	[N! 1410] \| BTHCOO]
Roślina użyta w eksperymencie:	N. labacum var Xanthi
Wirus użyty do zakażania rośliny:	Wirus mozaiki tytoniu (TMV)
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	O.lg/I
Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli	wynosiła 83%
Kontrola	Liść traktowany preparatem

PL 230 659 Β1

Przykład III

Benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylan choliny [Chol][BTHCOO]:

Po rozpuszczeniu obu substratów w metanolu (0,246 g chlorku choliny w 30 ml i 0,385 g benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylanu potasu ([K][BTHCOO]) w 40 ml) oba roztwory zlano do siebie. Po 20 minutach mieszania roztworu na mieszadle magnetycznym rozpuszczalnik odparowano a pozostały osad zalano acetonem (60 ml) i umieszczono na mieszadle magnetycznym na 12 godzin. Po tym czasie roztwór z częścią osadu, która nie uległa rozpuszczeniu [chlorek potasu (KCI)] umieszczono na godzinę w zamrażarce, a następnie na zimno przefiltrowano. Po odparowaniu acetonu z przesączu uzyskano produkt, pod postacią białego bezpostaciowego osadu.

Nazwa związku	Bcnzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan choliny
Skrót	[Chol][BTHCOOj:
Wydajność	>75%
Analiza Jądrowego Rezonansu Magnetycznego 'H NMR	δ: 8.59; 8.07; 7.72; 5.57; 3.85; 3.42; 3.35;
Analiza FT1R	3030,2758, 1598, 1565, 1355, 1282,1062, 787, 736
Temperatura topnienia	123°C
Temperatura rozkładu	235°C

bcnzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan choliny

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku

Skrót [Chol][BTHCOO]

Roślina użyta w eksperymencie:	N. tabacumvar Xanthi
Wirus użyty do zakażania rośliny:	Wirus mozaiki tytoniu (TMV)
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	0,1, g/1
Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli	wynosiła 77%

PL 230 659 Β1

Przykład IV

Benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylan didecylodimetyloamoniowy [N111010] [BTHCOO]:

Oba substraty (0,2158 g benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylanu potasu ([K][BTHCOO]) i 0,4327 g bromku didecylodimetyloamoniowego ([Ninoio][Br])) rozpuszczono w wodzie i zlano do siebie (w sumie 60 ml rozpuszczalnika). Wytworzył się koloid. Wodę odparowano, a oleistą pozostałość rozpuszczono w dichlorometanie, który następnie ekstrahowano trzykrotnie 30 ml wody w celu usunięcia bromku potasu (KBr). Fazę dichlorometanową odparowano i uzyskano jasnożółty olej.

Nazwa związku	Bcnzo [1,2,3] liadiazol-7-karboksylan didecylodimetyloamoniowy
Skrót	[NmoioJlBTHCOOJ
Wydajność	>75%
Analiza Jądrowego Rezonansu Magnetycznego ’H NMR	S: 8.58; 8.07; 7.69; 3.20; 2.98; 1.62; 1.26; 1.23; 0.85
Analiza FTIR	2923, 2854, 1712, 1612, 1221, 1017, 734, 577
Temperatura topnienia	64^UC
Temperatura rozkładu	216. 298°C

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	bcnzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan didecylodimetyloamoniowy
Skrót	[Nmoi()][BTHCOO]
Roślina użyta w eksperymencie:	N. tabacum var Xanthi
Wirus użyty do zakażania rośliny:	Wirus mozaiki tytoniu (TMV)
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jenowej	0,1 g/i
Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli	wynosiła 20-50%
Kontrola	L sc UnkLo^aiw pieparaieni

PL 230 659 Β1

Przykład V

Benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylan benzetonium [Benth][BTHCOO]:

Po rozpuszczeniu obu substratów w metanolu (0,3784 g chlorku benzetonium w 40 ml i 0,1841 g benzo[1,2,3]tiadiazol-7-karboksylanu potasu ([K][BTHCOO]) w 40 ml) oba roztwory zlano do siebie. Po 20 minutach mieszania roztworu na mieszadle magnetycznym rozpuszczalnik odparowano a pozostały osad zalano acetonem (60 ml) i umieszczono na mieszadle magnetycznym na 12 godzin. Po tym czasie roztwór z częścią osadu, która nie uległa rozpuszczeniu (chlorek sodu (KCI)) umieszczono na godzinę w zamrażarce, a następnie na zimno przefiltrowano dwukrotnie. Po odparowaniu acetonu z przesączu uzyskano produkt, pod postacią słomkowego, bardzo lepkiego oleju.

Nazwa związku	Benzoli ,2,3]tiadiazol-7-karboksylan benzetonium
Skrót	\|BcnthJ[BTHCOOJ
Wydajność	>95%
Analiza Jądrowego Rezonansu Magnetycznego 'HNMR	δ: 8.56; 9.07; 7.69; 7.56; 7.50; 7.48; 7.25; 6.82; 4.62; 4.10; 4.00; 3.82; 3.56; 3.02; 1.66; 1.27; 0.65
Analiza FTIR	2952, 1711. 1608, 1578, 1361, 1350, 1241, 829
Temperatura topnienia	zeszklenie
Temperatura rozkładu	213°C

bcnzo[ 1,2,3]tiadiazol-7-karboksylan benzetonium

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku

Skrót	[BcnthJlBTHCOOJ
Roślina użyta w eksperymencie:	N. (abacum var Xanthi
Wirus użyty do zakażania rośliny:	Wirus mozaiki tytoniu (TMV)
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	0,1 g/1
Wynik eksperymentu: redukcja liczby	wynosiła 20-50%

plam nekrotycznych w stosunku do kontroli

PL 230 659 Β1

Przykład VI

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie I.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	benzo [ 1,2,3 J tiadiazol-7-karboksylan tetrabutyloamoniowy
Skrót	[N4444][BTHCOO]
Roślina użyta w eksperymencie:	N. tabacum varXanthi
Wirus użyty do zakażania rośliny:	Wirus latenlny oliwki (OLV-1)
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	0,1 g/1
Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli	Wynosiła 95%
Kontrola	Lise traktowany preparatem

PL 230 659 Β1

Przykład VII

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie II.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku

Skrót

Roślina użyta w eksperymencie: Wirus użyty do zakażania rośliny:

Stężenie substancji aktywnej cieczy jonowej

Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli benzo L1,2,3 J tiadiazol-7-karboksylan butylodidecylomctyloamoniowy [Nu4io][BTHCOO]

N. tabacum var Xanthi

Wirus latentny oliwki (OLV-1)

0,lg/l wynosiła 83%

Koni rola l isc traktowany prepai jtcri

PL 230 659 Β1

Przykład VIII

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie III.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku

Skrót

Roślina użyta w eksperymencie: Wirus użyty do zakażania rośliny: Stężenie substancji aktywnej - cieczy benzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan choliny [Chol][BTHCOO]

N. tabacum var Xanthi

Wirus latcntny oliwki (OLV-1)

Wi jonowej

Wynik eksperymentu: redukcja liczby wynosiła 77% plam nekrotycznych w stosunku do kontroli

Konhola 1 iśc traktowany pteparatem

PL 230 659 Β1

Przykład IX

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie IV.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

PL 230 659 Β1

Przykład X

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie V.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	benzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan benzetonium
Skrót	[BenthJ[BTHCOO]
Roślina użyta w eksperymencie:	N. tabacum var Xanthi
Wirus użyty do zakażania rośliny:	Wirus latcntny oliwki (OLV-1)
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	0,lg/l
Wynik eksperymentu: redukcja liczby plam nekrotycznych w stosunku do kontroli	wynosiła 20-50%
Kontrola	l isc traktowany preparatem

B. Badanie właściwości antybakteryjnych

Wyznaczono MIC (Minimal Inhibitory Concentration - minimalne stężenie hamujące) ośmiu badanych preparatów w stosunku do bakterii fitopatogenicznych: Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum ATCC 15713 (Pcc); Erwinia amylovora K3 (Eam); Pseudomonas syringae pv. syringae 840 (Pss). W celu oznaczenia MIC, na szalkach Petriego o średnicy 90 mm przygotowano murawę bakteryjną i na każdą z płytek nakładano po 4 sterylne krążki bibuły filtracyjnej o średnicy 5 mm (4 powtórzenia). Następnie na każdy krążek bibułowy nanoszono po 5 μΙ badanego preparatu. Badane ciecze jonowe zostały rozpuszczone w 5% wodnym roztworze metanolu o stężeniu substancji badanej jak podane w przykładach XI-XV.

PL 230 659 Β1

Płytki inkubowano przez 24 godziny w temperaturze 27°C. Po zakończeniu inkubacji dokonywano pomiaru średnicy strefy zahamowanego wzrostu. Jak wynika z przedstawionych przykładów analizowane związki wykazują działanie antybakteryjne, co potwierdza dwufunkcyjne właściwości cieczy jonowych będących przedmiotem tego zgłoszenia.

Przykład XI

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie II.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	bcnzo[l,2,3]tiadiazol-7-karboksylan butylodidecylometyloamoniowy
Skrót	[Nii4io][BTHCOO]
Bakteria użyta w eksperymencie:	Pcc
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	Wg/1
Wynik eksperymentu: Strefa MIC w mm dla badanego gatunku bakterii	9mm

Przykład XII

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie II.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	benzo [ 1,2,3]tiadiazol-7-karboks yl an butylodidecylometyloamoniowy
Skrót	[Nii4w][BTHCOO]
Bakteria użyta w eksperymencie:	Eam
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	10g/l
Wynik eksperymentu: Strefa MIC w mm dla badanego gatunku bakterii	llmm

Rezultat testu

PL 230 659 Β1

Przykład XIII

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie IV.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	benzo [ 1,2,3 ]tiadiazol-7-karboks ylan didecylodimetyloamoniowy
Skrót	LNmoioJlBTHCOOJ
Bakteria użyta w eksperymencie:	Pcc
Stężenie substancji aktywnej - cieczy	lrig/1
jonowej
Wynik eksperymentu: Strefa MIC dla badanego entu iku baklerii	w mm	1 lmm
	Rezultat testu

....................... dTIFt	ί ί
	i
	7 i

ł. rt-4		* . jBSBI
itfzi i . && : -t	^Λ i .¹¾¾ * ¹ gMM

EIm	; >

Przykład XIV

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie IV.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku

Skrót

Bakteria użyta w eksperymencie:

Stężenie substancji aktywnej - cieczy benzo[ 1,2,3] tiadiazol-7-karboksylan didcc ylodimctyloamonio wy [NniowJjBTHCOO]

E am wg/i jonowej

Wynik eksperymentu: Strefa MIC w mm

15mm dla badanego gatunku bakterii

PL 230 659 Β1

Przykład XV

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie IV.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku	benzol 1,2,3 J (iadiazol-7-karboksylan didccylodimctyloamoniowy
Skrót	[NiiioioJIBTIlCOOj
Bakteri a użyta w eksperymencie:	Pss
Stężenie substancji aktywnej - cieczy jonowej	10g/l
Wynik ckspcrymenlu: Strefa M1C w mm dla badanego gatunku bakterii	13 mm

C. Badanie właściwości fizycznych

Wyznaczono kinetykę rozpuszczalności badanego preparatu stosując metylotioester kwasu 7-karboksybenzo[1,2,3]tiadiazolowego (ASM) jako materiał odniesienia w celu ukazania zmiany kinetyki rozpuszczalności (właściwość fizyczna) dwufunkcyjnych soli, zawierających anionową pochodną BTH, będących przedmiotem tego zgłoszenia patentowego.

Wykonano pomiar ciągły absorbancji roztworu preparatu metodą UV-Vis przy długości fali charakterystycznej dla danego związku w temperaturze 20°C. W tym celu znana naważka substancji badanej została umieszczona w kolbie stożkowej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne (250 obr/min) i z odprowadzeniem roztworu znad substancji badanej do kuwety przepływowej umieszczonej w aparacie UV. Z aparatu UV-Vis odprowadzenie roztworu następowało z powrotem do naczynia, w którym rozpuszczano substancję badaną tworząc układ przepływowy ciągły zamknięty o pojemności 160 ml. Prędkość przepływu ustalona została na poziomie 8 ml/min z użyciem pompy perystaltycznej. Eksperyment był prowadzony każdorazowo do całkowitego rozpuszczenia substancji badanej. Wyniki eksperymentów przedstawione są w formie wykresu zależności absorbancji od czasu, gdzie absorbancje poszczególnych związków zostały znormalizowane tak, że 100% absorbancji to absorbancja przy całkowitym rozpuszczeniu danej substancji badanej.

PL 230 659 Β1

Zauważalny jest wyraźny wzrost szybkości rozpuszczania się substancji w wodzie w stosunku do obojętnego ASM, co zilustrowane jest w przykładzie:

Przykład XVI

Przygotowano cieczjonową jak w przykładzie III.

Zastosowanie otrzymanego produktu:

Nazwa związku bcnzo [ 1.2,3 jliadi azol-7-karboksyl an choliny [CliolJIBTHCOOJ

Skrót

Długość fali [nm]

Claims

Zastrzeżenie patentowe

1. Środek ochrony roślin, znamienny tym, że substancję aktywną środka ochrony roślin stanowi pochodna kwasu 7-karboksy-benzo[1,2,3]tiadiazolowego (BTH) o wzorze ogólnym 1

Θ

Θ

Q gdzie Y oznacza atom wodoru, natomiast Q⁺ oznacza czwartorzędową aminę o ogólnym wzorze 2

PL 230 659 Β1 ^R1^j$-^R3 ^R2^ ^R4 gdzie R-ι, R2, R3 i R4 to identyczne lub różne grupy alkilowe zawierające od 1 do 20 atomów węgla, lub grupę arylową (benzylową), lub atom wodoru, lub Q⁺ oznacza obdarzony ładunkiem dodatnim co najmniej jeden heterocykliczny pierścień aromatyczny o ogólnym wzorze 3 mający 4 do 20 atomów w pierścieniu gdzie co najmniej jeden atom to heteroatom W, gdzie W oznacza atom azotu podstawiony grupą R1 mającą wyżej podane znaczenie.