PL233296B1

PL233296B1 - Fenoksykarboksylany z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym, sposoby ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy

Info

Publication number: PL233296B1
Application number: PL422886A
Authority: PL
Inventors: Juliusz Pernak; Michał NIEMCZAK; Michał Niemczak; Agnieszka Biedziak; Karolina Hoffa; Katarzyna Marcinkowska; Tadeusz Praczyk
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PL422886A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są fenoksykarboksylany z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym, sposoby ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy.

XXI wiek przynosi wiele nowych rozwiązań technologicznych. Coraz większym zainteresowaniem cieszą się ciecze jonowe, które są przyjazne środowisku. Jest to grupa związków jonowych zawierająca w swojej budowie organiczny kation oraz anion o różnym charakterze. Ich cechą charakterystyczną jest niska temperatura topnienia - niższa od temperatury wrzenia wody. Ciecze jonowe nazywane są „projektowalnymi rozpuszczalnikami ze względu na możliwość sterowania ich właściwościami fizykochemicznymi przez dobranie odpowiedniego kationu oraz anionu. Dynamiczny rozwój badań nad cieczami jonowymi przyczynił się do otrzymania związków pełniących rolę antyoksydantów, rozpuszczalników, katalizatorów, zmiękczaczy oraz środków ochrony drewna. Wprowadzenie do budowy cieczy jonowych anionu pochodzącego od powszechnie stosowanych herbicydów pozwoliło na otrzymanie nowej grupy związków - herbicydowych cieczy jonowych - substancji mających właściwości chwastobójcze, co zostało opisane przez J. Pernaka i współpracowników w 2011 roku w Tetrahedronie (vol. 67, s. 4838-4844). Wzrastające zapotrzebowanie' przemysłu rolniczego na środki ochrony roślin spowodowało znaczący wzrost prowadzenia intensywnych badań nad herbicydowymi cieczami jonowymi. Poszukiwane są nowe, bardziej skuteczne rozwiązania technologiczne. Rezultatem włożonego nakładu pracy są liczne publikacje: T. Praczyk, P. Kardasz, E. Jakubiak, A. Syguda, K. Materna, J. Pernak, Weed Sc. 2012, 60, 189-192; J. Pernak, A. Syguda, K. Materna, E. Janus, P. Kardasz, T. Praczyk, Tetrahedron 2012, 68, 4267-4273; J. Pernak, M. Niemczak, K. Zakrocka, T. Praczyk, Tetrahedron 2013, 69, 8132-8136; J. Pernak, M. Niemczak, K. Materna, K. Marcinkowska, T. Praczyk, Tetrahedron 2013, 69, 4665-4669; J. Pernak, J. Shamshina, I. Praczyk, A. Syguda, J. Dominika, M, Smiglak, G. Gurau, D. T. Daly, R. D. Rogers, PCT Int. Appl. (2012), WO 2012006313 A2 20120112; J, Pernak, M, Niemczak, K. Zakrocka, T, Praczyk, Tetrahedron 2013, 69, 8132-8136;

J, Pernak, M. Niemczak, K, Materna, K. Marcinkowska, T. Praczyk, Tetrahedron 2013, 69, 4665-4669; R. Kordala-Markiewicz, H. Rodak, B. Markiewicz, F, Walkiewicz, A. Sznajdrowska, K. Materna,

K. Marcinkowska, T, Praczyk, J. Pernak, Tetrahedron 2014, 70, 4784-4789; J. Pernak, K. Czerniak, M. Niemczak, Ł. Chrzanowski, Ł. Ławniczak, P. Fochtman, K. Marcinkowska, T, Praczyk, New J. Chem., 2015, 39, 5715-5724; J. Pernak, M. Niemczak, K. Materna, K. Żelechowski, K. Marcinkowska, T. Praczyk, RSC Adv., 2016, 6, 7330-7338; oraz patenty: J. Pernak, J. Shamshina, I, Praczyk, A. Syguda, J, Dominika, M. Smiglak, G. Gurau, D. T. Daly, R. D. Rogers, PCT Int. Appl. (2012), WO 2012006313 A2 20120112; J. Pernak, T. Praczyk, A. Syguda, M. Urbanek, W. Warchoł, B. Loryś, Leżajsk, J. Peć, Nowa Sarzyna, A, Szałajewicz, PL 211855 B1; J. Pernak, A. Syguda, M, Kukuć, PL 218145 B1; J. Pernak, A. Syguda, M. Kukuć, PL 218425 B1; J. 'Pernak, M. Niemczak, S. Giertych, PL 218453 B1, J. Pernak, M. Niemczak, S. Giertych, R. Giszter, T. Praczyk, PL 218454 B1, J. Pernak, M, Niemczak, S. Giertych, PL 218511 B1.

Herbicydowe ciecze jonowe charakteryzują: się wysoką aktywnością chwastobójczą, często przewyższającą działanie preparatów komercyjnych. Skutkiem tego jest możliwe aplikowanie niższej dawki herbicydowej cieczy jonowej w przeliczeniu na hektar. Właściwość ta wpływa korzystnie na środowisko naturalne, ze względu na niniejszą ilość substancji toksycznej wprowadzanej do gleby. Niska prężność par wyklucza również transport związku aktywnego i przenikanie do wód gruntowych, a osoba wykonująca zabieg oprysku nie jest narażona na wdychanie szkodliwych par, co potwierdzili O. A. Cojocaru, J. L. Shamshina, G. Gurau, A. Syguda, T. Praczyk, J. Pernak oraz R. D. Rogers w Green Chemistry w 2013 roku. Herbicydowe ciecze jonowe nie reagują z metalami ciężkimi występującymi w glebie, co zmniejsza ryzyko przedostania się jonów: Pb²⁺, Hg²⁺ czy Zn²⁺ do produktów spożywczych.

Spośród przykładowych związków są to:

• 4-chloro-2-metyIofenoksyoctan 1 -dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy, • 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionian 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy, • 2,4-dichlorofenoksyoctan 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy.

Istotą wynalazku są fenoksykarboksylany z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym o wzorze ogólnym 1, gdzie A oznacza anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowy lub 2,4-dichlorofenoksyoctanowy o wzorze ogólnym 2, sposoby ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy.

PL 233 296 B1

Sposób ich otrzymywania polega na tym, że czwartorzędowy halogenek 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy o wzorze ogólnym 3, poddaje się reakcji wymiany anionu z solą sodową lub potasową kwasu 4-chloro-2-metylofenoksyoctowego lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionowego lub 2,4-dichlorofenoksyoctowego, w stosunku molowym czwartorzędowej soli pirydyniowej do soli kwasu od 1:0,9 do 1:1,1, korzystnie 1:1, w temperaturze 20-35°C, korzystnie 30°C, w środowisku wodnym lub rozpuszczalniku organicznym z grupy: metanol, etanol, izopropanol, po czym produkt reakcji wydziela się z warstwy wodnej techniką ekstrakcji dwufazowej za pomocą rozpuszczalnika organicznego z grupy: chloroform lub toluen lub dichlorometan, dalej oddziela się fazę organiczną, rozpuszczalnik usuwa, a pozostałość będącą produktem suszy się w temperaturze korzystnie 40°C albo produkt rozpuszczony w ochłodzonym do temperatury -20°C rozpuszczalniku organicznym oddziela się od nieorganicznego produktu ubocznego techniką sączenia próżniowego, następnie odparowuje rozpuszczalnik, a pozostałość będącą produktem suszy się w temperaturze korzystnie 40°C.

Zastosowanie fenoksykarboksylanów z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym o wzorze ogólnym 1, gdzie A oznacza anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowy lub 2,4-dichiorofenoksyoctanowy o wzorze ogólnym 2 jako herbicydy.

Korzystnym jest, gdy ciecze jonowe zawierające kation 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy oraz anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksyjpropionianowy lub 2,4-dichlorofenoksyoctanowy stosuje się w postaci czystej albo w postaci roztworu wodnego o stężeniu korzystnie 0,2 %.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoekonomiczne:

• opracowano wydajną, metodę syntezy nieopisanych dotąd w literaturze herbicydowych cieczy jonowych z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym oraz anionem 2,4-dichlorofenoksyoctanowym, 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowym lub 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowym, • wydajność reakcji otrzymywania nowych herbicydowych cieczy jonowych mieści się w przedziale 90-95%, • syntezowane związki posiadają aktywność powierzchniową, spowodowaną obecnością długiego podstawnika alkilowego w kationie, • ciecze jonowe z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym oraz anionem 2,4-dichlorofenoksyoctanowym lub 4-chloro-2-mety!ofenoksyoctanowym to ciała stałe o temperaturach topnienia poniżej 100°C, • sól z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym oraz anionem 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowym jest cieczą w temperaturze pokojowej, dlatego można ją zaliczyć do niskotemperaturowych cieczy jonowych, • otrzymane ciecze jonowe dobrze rozpuszczają się w wodzie i chloroformie, natomiast są nierozpuszczalne w toluenie, heksanie i octanie etylu, • otrzymane związki wykazują wysoką aktywność chwastobójczą - są to nowe herbicydowe ciecze jonowe, • struktury otrzymanych herbicydowych cieczy jonowych zostały potwierdzone za pomocą widm spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego, • syntezy herbicydowych cieczy jonowych przebiegają w łagodnych warunkach temperaturowych.

Sposoby otrzymywania nowych herbicydowych cieczy jonowych ilustrują poniższe przykłady:

P r z y k ł a d 1

Sposób otrzymywania 4-chloro-2-metylofenoksyoctanu 1-dodecylo-3-karbamoiiopirydyniowego - [Ci2NA][MCPA].

W kolbie zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 4,12 g (0,01 mola) bromku 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego i rozpuszczono w 15 cm³ wody destylowanej. Przy ciągłym mieszaniu dodawano małymi porcjami 2,78 g (0,01 mola) soli potasowej kwasu 4-chloro-2-metylofenoksyoctowego rozpuszczonej w 15 cm³ wody destylowanej. Reakcję prowadzono 30 minut w 20°C. Z roztworu ekstrahowano produkt za pomocą chloroformu. Fazę organiczną przemyto trzykrotnie wodą destylowaną, następnie fazy rozdzielono po czym z fazy organicznej odparowano chloroform na wyparce próżniowej rotacyjnej. Otrzymany produkt suszono 12 godzin w suszarce próżniowej w temperaturze 40°C. Strukturę otrzymanego produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego oraz analizę elementarną:

PL 233 296 B1 ¹H NMR (CDCI3) δ [ppm] = 0,87 (t, J = 6,8 Hz, 3H), 1,23 (m, 18H), 1,91 (s, 2H), 2,17 (s, 3H), 4,44 (s, 2H), 4,66 (t, J = 7,0 Hz, 2H), 6,70 (d, J = 8,7 Hz, 1H), 6,92 (dd, Ji,2 = 8,5 Hz, Ji,3 = 2,3 Hz, 1H), 6,97 (m, 1H), 7,41 (s, 1H), 8,02 (t, J = 6,8 Hz, 1H), 8,94 (d, J = 5,7 Hz, 1H), 8,01 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 9,79 (s, 1H), 9,84 (s, 1H); ¹³C NMR (CDCb) δ [ppm] = 16,2; 22,5; 26,1; 29,0; 29,2; 29,5; 31,5; 31,8; 62,3; 77,4; 112,6; 124,1; 126,1; 128,0; 128,4; 130,1; 134,3; 144,7; 144,9; 145,5; 155,7; 163,0; 174,0.

Analiza elementarna CHN dla C27H38CbN2O4 (Mmol = 490,6 g/mol): wartości obliczone (%): C = 66,04; H = 8,01; N = 5,70; wartości zmierzone (%): C = 66,26; H = 7,89; N = 5,48.

Zawartość substancji kationowej czynnej oznaczono za pomocą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1:2000. Badanie wykazało obecność substancji na poziomie 93%.

P r z y k ł a d 2

Sposób otrzymywania 4-chtoro-2-metylofenoksyoctanu 1-dodecyio-3-karbamoilopirydyniowe-go - [Ci2NA][MCPA].

W naczyniu reakcyjnym umieszczono 5 g (0,03 mola) jodku 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego rozpuszczonego w 15 cm³ etanolu, do którego przy ciągłym mieszaniu dodawano małymi porcjami 6,78 g (0,03 mola) soli sodowej kwasu 4-chloro-2-metylofenoksyoctowego rozpuszczonej w 15 cm³ etanolu. Reakcję prowadzono przez 2 godziny w temperaturze 35°C, a następnie naczynie umieszczono w -20°C na 30 minut. Strąconą sól nieorganiczną odsączono, a rozpuszczalnik odparowano na wyparce próżniowej rotacyjnej. Otrzymany produkt suszono 12 godzin w suszarce próżniowej w temperaturze 40°C. Strukturę produktu potwierdzono za pomocą analizy elementarnej CHN dla C27H38Cl2N2O4 (Mmol = 490,8 g/mol): wartości obliczone (%): C = 66,04; H = 8,01; N = 5,70; wartości zmierzone (%): C = 65,92; H = 7,82; N = 5,59.

Zawartość substancji kationowej czynnej oznaczono za pomocą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1:2000. Badanie wykazało obecność substancji na poziomie 95%.

P r z y k ł a d 3

Sposób otrzymywania 2-(2,4-dichtorofenoksy)propionianu 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego - [Ci2NA][2,4-DP].

W kolbie zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 5,1 g (0,013 mola) bromku 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego o czystości 98% i rozpuszczono w 15 cm³ wody destylowanej. Przy ciągłym mieszaniu dodawano małymi porcjami 4,04 g (0,013 mola) soli potasowej kwasu 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionowego (czystość 90%) rozpuszczonej w 15 cm³ wody destylowanej. Reakcję prowadzono 30 minut w temperaturze 20°C. Z roztworu ekstrahowano produkt za pomocą toluenu. Fazę organiczną przemyto trzykrotnie wodą destylowaną, następnie fazy rozdzielono po czym z fazy organicznej odparowano toluen na wyparce próżniowej rotacyjnej. Otrzymany produkt suszono 12 godzin w suszarce próżniowej w temperaturze 40°C. Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego oraz analizę elementarną.

³H NMR (CDCI3) δ [ppm] = 0,87 (t, J = 6,9 Hz, 3H), 1,23 (m, 18H), 1,53 (d, J = 6,8 Hz, 3H), 1,89 (qui, J = 6,4 Hz, 2H), 4,50 (q, J = 6,8 Hz, 1H), 4,63 (t, J = 7,4 Hz, 2H), 6,85 (d, J = 9,0 Hz, 1H), 7,03 (dd, Ji,2 = 8,8 Hz, Ji,3 = 2,7 Hz, 1H), 7,17 (d, J = 2,6 Hz, 1H), 7,40 (s, 1H), 8,00 (t, J = 6,1 Hz, 1H), 8,90 (d, J = 6,1 Hz, 1H), 8,94 (d, J = 8,2 Hz, 1H), 9,41 (s, 1H), 9,63 (s, 1H); ¹³C NMR (CDCb) δ [ppm] = 19,0; 22,6; 26,2; 29,1; 29,3; 29,6; 31,5; 31,8; 62,4; 77,0; 115,3; 122,9; 124,9; 127,7; 124,9; 127,7; 129,4; 134,1; 144,7; 145,6; 152,9; 163,3; 177,1.

Analiza elementarna CHN dla C27H38CI2N2O4 (Mmol = 525 g/mol): wartości obliczone (%): C = 61,71; H = 7,29; N = 5,33; wartości zmierzone (%): C = 61,50; H = 7,37; N = 5,25.

Zawartość substancji kationowej czynnej oznaczono za pomocą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1:2000. Badanie wykazało obecność substancji na poziomie 90%.

P r z y k ł a d 4

Sposób otrzymywania 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianu 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego - [Ci2NA][2,4-DP].

W naczyniu reakcyjnym umieszczono 6 g (0,018 mola) chlorku 1-dodecylo-3- karbamoilopirydyniowego rozpuszczonego, w 20 cm³ izopropanolu. Przy ciągłym mieszaniu dodawano stechiometryczną ilość 4,43 g (0,018 mola) soli sodowej kwasu 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionowego rozpuszczonego w 20 cm³ izopropanolu. Reakcję prowadzono 2 godziny w 30°C. Po upływie czasu mieszaninę umieszczono w -20°C na 30 minut. Strąconą sól nieorganiczną odsączono, a następnie odparowano rozpuszczalnik. Otrzymany produkt suszono 12 godzin w suszarce próżniowej w temperaturze 40°C. Strukturę produktu potwierdzono za pomocą analizy elementarnej CHN dla C27H38CI2N2O4

PL 233 296 B1 (Mmoi=525 g/mol): wartości obliczone (%): C = 61,71; H = 7,29; N = 5,33; wartości zmierzone (%): C = 61,46; H = 7,02; N = 5,27.

Zawartość substancji kationowej czynnej oznaczono za pomocą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1:2000. Badanie wykazało obecność substancji na poziomie 92%.

P r z y k ł a d 5

Sposób otrzymywania 2,4-dichlorofenoksyoctanu 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego

- [Ci2NA][2,4-D].

W kolbie zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 3,81 g (0,01 mola) bromku 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego i rozpuszczono w 15 cm³ wody destylowanej. Przy ciągłym mieszaniu dodawano małymi porcjami 2,93 g (0,01 mola) soli potasowej kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego rozpuszczonej w 15 cm³ wody destylowanej. Reakcję prowadzono 30 minut w temperaturze pokojowej. Z roztworu ekstrahowano produkt za pomocą dichlorometanu. Fazę organiczną przemyto trzykrotnie wodą destylowaną, następnie fazy rozdzielono, po czym z fazy organicznej odparowano dichlorometan na wyparce; próżniowej rotacyjnej. Otrzymany produkt suszono 12 godzin w suszarce próżniowej w temperaturze 40°C. Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego oraz analizę elementarną:

¹H NMR (CDCI3) δ [ppm] = 0,86 (t, J = 7,0 Hz, 3H), 1,22, (m, 18H), 1,90 (qui, J = 6,1 Hz, 2H), 4,44 (s, 2H), 4,68 (t ,J = 7,5 Hz, 2H), 6,87 (t, J = 8,9 Hz, 1H), 7,08 (dd, Ji,2 = 8,9 Hz, Ji,3 = 2,5 Hz, 1H), 7,19 (d, J = 2,5 Hz, 1H), 7,52 (s, 1H), 8,14 (t, J = 7,4 Hz, 1H), 8,95 (d, J = 8,2 Hz, 1H), 9,02 (d, J = 6,1 Hz, 1H), 9,09 (s, 1H), 9,53 (s, 1H); ¹³C NMR (CDCI3) δ [ppm] = 19,0; 22,6; 26,2; 29,1; 29,3; 31,5; 31,8; 62,4; 77,0; 115,3; 122,9; 124,9; 127,7; 128,2; 129,4; 134,1; 144,5; 144,7; 145,6; 152,9; 163,3; 177,1.

Anaiiza eiementarna CHN dia C26H38CI2N2O4 (Mmoi = 511 g/mol): wartości obliczone (%): C = 61,05; H = 7,09; N = 5,48; wartości zmierzone (%): C = 61,22; H = 6,84; N = 5,24. Zawartość substancji kationowej czynnej oznaczono za pomocą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1:2000. Badanie wykazało obecność substancji na poziomie 95%

P r z y k ł a d 6

Sposób otrzymywania 2,4-dichlorofenoksyoctanu 1-dodecylo-3-karbamoilopiiydyniowego

- [Ci2NA][2,4-D].

W kolbie umieszczono 4,5 g (0,014 mola) chlorku 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego rozpuszczonego w 20 cm³ metanolu. Przy ciągłym mieszaniu dodano 3,35 g (0,014 mola) soli sodowej kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego rozpuszczonej w 20 cm³ metanolu. Po upływie 30 minut odsączono osad nieorganicznej soli, a następnie odparowano rozpuszczalnik. Otrzymany produkt suszono 12 godzin w suszarce próżniowej w temperaturze 40°C. Strukturę produktu potwierdzono za pomocą analizy elementarnej CHN dla C26H38CI2N2O4 (Mmol = 511 g/mol): wartości obliczone (%): C = 61,05; H = 7,09; N = 5,48; wartości zmierzone (%): C = 50,79; H = 7,24; N = 5,56.

Zawartość substancji kationowej czynnej oznaczono za pomocą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1:2000. Badanie wykazało obecność substancji na poziomie 97%.

Otrzymane związki z przykładów 1-6 poddano badaniu na określenie właściwości powierzchniowych, W badaniach wykorzystano analizator kształtu kropli DSA 100E firmy Kruss. Wykorzystując metodę wiszącej kropli określono właściwości powierzchniowe wodnych roztworów herbicydowych cieczy jonowych z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym. Wyznaczono wartości parametrów, takich jak; krytyczne stężenie micelizacji (CMC), napięcie powierzchniowe γ w punkcie CMC, czy efektywność adsorpcji. Zbadano również zdolności zwilżające badanych HlLs poprzez oznaczenie kąta zwilżania. Otrzymane związki charakteryzowały się dobrymi właściwościami powierzchniowymi. Uzyskane wartości CMC pozwalają zaliczyć otrzymane ciecze jonowe do kationowych związków powierzchniowo czynnych. Wartości kąta zwilżania otrzymanych związków są dużo niższe od wartości kątów zwilżania zbadanych preparatów komercyjnych. Zjawisko obniżania kąta zwilżania może mieć korzystny wpływ dla efektu przenikania substancji aktywnej do rośliny.

Przykład zastosowania

Badania aktywności biologicznej w warunkach szklarniowych przeprowadzono dla 4-chloro-2-metylofenoksyoctanu 1-dodecyIo-3-karbamoilopirydyniowego - [C12NAHMCPA], 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianu 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego - [C12NA][2,4-DPj oraz 2,4-dichlorofenoksyoctanu 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowego - [Ci2NA][2,4-D]. Roślinami testowymi był chaber bławatek (Centaurea cyanus) oraz rzepak ozimy (Brassica napus). Nasiona wysiano do doniczek wypełnionych glebą na równą głębokość 1 cm. Po wytworzeniu liścieni dokonano przerywki, pozostawiając po 4 rośliny w każdej doniczce. Po wytworzeniu 4 liści rośliny opryskano roztworem zawierającym badane, związki

PL 233 296 Β1 za pomocą opryskiwacza kabinowego wyposażonego w rozpylacz Tee Jet 1102. Przemieszczał się on 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 dm³.

Testowane związki rozpuszczono w wodzie w ilości odpowiadającej dawce 400 g herbicydu (anionu) w przeliczeniu na 1 ha, co odpowiadało stężeniu 0,2%. Jako środek porównawczy zastosowano zarejestrowane w Polsce herbicydy zawierające MCPA w formie soli sodowo-potasowych oraz 2,4-D w formie soli dimetyloamoniowej. Po wykonaniu zabiegu opryskiwania doniczki z roślinami ponownie umieszczono w szklarni, w temperaturze 20°C (±2°C) i wilgotności powietrza 60%. Po upływie 2 tygodni rośliny ścięto tuż na glebą i określono ich masę z dokładnością do 0,1 g, oddzielnie dla każdej doniczki. Badanie wykonano w 4 powtórzeniach w układzie całkowicie losowym. Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczono redukcję świeżej masy roślin w porównaniu do kontroli (rośliny nieopryskiwane badanymi związkami). W tabeli 1 przedstawiono, wyniki aktywności chwastobójczej w zwalczaniu chabra bławatka i rzepaku ozimego w warunkach szklarniowych.

Tabela 1

Związek	Redukcja świeżej masy [%]
Chaber bławatek	Rzepak ozimy
1	[Ci₂NAj[MCPA]	52	54
2	[C_i2NA][2,4-DP]	57	70
3	[CuNA][2,4-D]	62	57
4	MCPA - środek porównawczy (Chwastox Extra 300 SL)	85	33
5	2,4-D - środek porównawczy (Aminopielik Standard 600 SL)	93	55

Rzepak ozimy okazał się być bardziej wrażliwy na działanie badanych związków niż chaber bławatek. Badane nowe ciecze jonowe z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym wykazały wyższą aktywność biologiczną w zwalczaniu rzepaku ozimego w porównaniu do herbicydu dostępnego w handlu. Chaber bławatek okazał się być odporny na działanie zsyntezowanych cieczy jonowych, które zostały rozpylone na roślinie w niższej dawce niż herbicydy komercyjne (Chwastox Extra 300SL oraz Aminopielik Standard 600SL). Wszystkie badane związki wykazały aktywność biologiczną.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Fenoksykarboksylany z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym o wzorze ogólnymi, gdzie A oznacza anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowy lub 2,4-dichlorofenoksyoctanowy o wzorze ogólnym 2, sposoby ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy.
2. Sposób otrzymywania herbicydowych cieczy jonowych z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym określonych zastrz. 1, znamienny tym, że czwartorzędowy halogenek 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy o wzorze ogólnym 3, poddaje się reakcji wymiany anionu z solą sodową lub potasową kwasu 4-chloro-2-metylofenoksyoctowego lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionowego lub 2,4-dichlorofenoksyoctowego, w stosunku molowym czwarto

PL 233 296 B1 rzędowej soli pirydyniowej do soli kwasu od 1:0,9 do 1:1,1, korzystnie 1:1, w temperaturze 20-35°C, korzystnie 30 °C, w środowisku wodnym lub rozpuszczalniku organicznym z grupy: metanol, etanol, izopropanol, po czym produkt reakcji wydziela się z warstwy wodnej techniką ekstrakcji dwufazowej za pomocą rozpuszczalnika organicznego z grupy: chloroform lub toluen lub dichlorometan, dalej oddziela się fazę organiczną, rozpuszczalnik usuwa, a pozostałość będącą produktem suszy się w temperaturze korzystnie 40 °C albo produkt rozpuszczony w ochłodzonym do temperatury -20 °C rozpuszczalniku organicznym oddziela się od nieorganicznego produktu ubocznego techniką sączenia próżniowego, następnie odparowuje rozpuszczalnik, a pozostałość będącą produktem suszy się w temperaturze korzystnie 40 °C.
3. Zastosowanie fenoksykarboksylanów z kationem 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowym o wzorze ogólnym 1, gdzie A oznacza anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowy lub 2,4-dichlorofenoksyoctanowy o wzorze ogóln ym 2 jako herbicydy.
4. Zastosowanie określone według zastrz. 3, znamienne tym, że ciecze jonowe zawierające kation 1-dodecylo-3-karbamoilopirydyniowy oraz anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowy lub 2,4-dichlorofenoksyoctanowy stosuje się w postaci czystej.
5. Zastosowanie określone według zastrz. 3, znamienne tym, że ciecze jonowe zawierające kation 1-dodecyio-3-karbamoilopirydyniowy oraz anion 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowy lub 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowy lub 2,4-dichlorofenoksyoctanowy stosuje się w postaci roztworu wodnego o stężeniu korzystnie 0,2%.