PL243669B1 - Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze - Google Patents
Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze Download PDFInfo
- Publication number
- PL243669B1 PL243669B1 PL436414A PL43641420A PL243669B1 PL 243669 B1 PL243669 B1 PL 243669B1 PL 436414 A PL436414 A PL 436414A PL 43641420 A PL43641420 A PL 43641420A PL 243669 B1 PL243669 B1 PL 243669B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chlorophenoxyacetate
- ionic liquids
- carbon atoms
- group containing
- anion
- Prior art date
Links
- -1 4-chlorophenoxyacetate anion Chemical class 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract description 15
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 18
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 16
- 125000004849 alkoxymethyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- SODPIMGUZLOIPE-UHFFFAOYSA-N (4-chlorophenoxy)acetic acid Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1 SODPIMGUZLOIPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 4
- XTUSEBKMEQERQV-UHFFFAOYSA-N propan-2-ol;hydrate Chemical compound O.CC(C)O XTUSEBKMEQERQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 229940087195 2,4-dichlorophenoxyacetate Drugs 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 244000211187 Lepidium sativum Species 0.000 description 2
- 235000007849 Lepidium sativum Nutrition 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 2
- 238000012835 hanging drop method Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 1H-imidazole Chemical group C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005631 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid Substances 0.000 description 1
- WHKUVVPPKQRRBV-UHFFFAOYSA-M 2-(4-chloro-2-methylphenoxy)acetate Chemical compound CC1=CC(Cl)=CC=C1OCC([O-])=O WHKUVVPPKQRRBV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 description 1
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 description 1
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 description 1
- 244000203593 Piper nigrum Species 0.000 description 1
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004693 imidazolium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku są Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla lub grupę alkoksymetylową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym lub grupę alkilotiometylową zawierającą od 4 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie jako środki chwastobójcze.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze.
Wraz z postępem technologicznym pojawiła się nowa potrzeba - syntezy związków chemicznych o możliwych do zaprojektowania cechach, a równocześnie nastawionych na konkretne zastosowanie. Takie oczekiwania spełniają ciecze jonowe (ang. lonic Liquids, ILs). Są to sole o temperaturze topnienia nieprzekraczającej 100°C. Dodatkowo ILs wykazują inne pożądane cechy, takie jak stabilność chemiczna czy termiczna, nielotność oraz niepalność. Z tego względu niezmiernie ważne jest dokładne poznanie specyfiki cieczy jonowych oraz ich zachowania w różnych rozpuszczalnikach, zarówno organicznych, jak i nieorganicznych.
Obecnie naukowcy prowadzą m.in. intensywne badania, które mają na celu zastosowanie ILs jako nowej grupy związków powierzchniowo czynnych (ang. Surface Active lonic Liquids, SAILs). Surfaktanty te jako związki o strukturze amfifilowej zawierają w swojej cząsteczce zarówno fragme nt hydrofilowy, jak i hydrofobowy. Taka budowa determinuje ich aktywność międzyfazową, czyli zdolność do obniżania napięcia powierzchniowego czy tworzenia aglomeratów w fazie objętościowej. Ponadto SAILs wyróżniają się właściwościami aplikacyjnymi, np. zwilżającymi, dzięki czemu ciecze jonowe o aktywności powierzchniowej z powodzeniem mogą znaleźć zastosowanie w rolnictwie jako substancje pomocnicze. Dodatkowo, w dobie problemów związanych z zanieczyszczeniami, związki te mogą stanowić przyjazną dla środowiska alternatywę dla ILs komercyjnie wykorzystywanych do niszczenia chwastów.
Ciecze jonowe z kationem imidazoliowym zaliczane są do najbardziej znanych związków o aktywności powierzchniowej. W pracy :Pernak J. i inn.Functionalized Imidazolium salt based ionic liquids, Polish J. Chem., 2005, 79, 867-881 opisano imidazoliowe ciecze jonowe zawierające podstawnik alkilotiometylowy oraz alkoksymetylowy. Związki te ulegały rozkładowi pod wpływem ozonu, co było ich niewątpliwą zaletą w kontekście utylizacji roztworów poużytkowych. Tak dobra znajomość tej grupy surfaktantów wymaga nieustającej pracy nad otrzymaniem nowych ILs, które stanowiłyby innowację w dziedzinie chemii. Dlatego wprowadza się anion 4-chlorofenoksyoctanowy nadający aktywnej powierzchniowo ciec zy jonowej właściwości chwastobójcze. Dodatkowo związki na bazie 4-chlorofenoksyoctanu nie tworzą toksycznych dioksyn, co stanowi niewątpliwą zaletę dla środowiska naturalnego.
Istotą wynalazku są herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla lub grupę alkoksymetylową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym lub grupę alkilotiometylową zawierającą od 4 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym.
Istotą wynalazku jest również sposób otrzymywania herbicydowych imidazoliowych cieczy jon owych z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla lub grupę alkoksymetylową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym lub grupę alkilotiometylową zawierającą od 4 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, który polega na tym, że czwartorzędowy halogenek imidazoliowy poddaje się reakcji z kwasem 4-chlorofenoksyoctowym w obecności wodorotlenku sodu w stosunku molowym czwartorzędowy halogenek imidazoliowy: kwas 4-chlorofenoksyoctowy : wodorotlenek sodu - 1 : (od 0,7 do 3) : (od 0,8 do 3,5); w temperaturze od 0 do 100°C, korzystnie 75°C, w środowisku wodnoizopropanolowym, po czym produkt izoluje się. W celu izolacji produktu do mieszaniny poreakcyjnej dodaje się organicznego rozpuszczalnika niemieszającego się z wodą, korzystnie chloroformu, a po wyizolowaniu fazy organicznej rozpuszczalnik odparowuje się pod obniżonym ciśnieniem, a następnie suszy w temperaturze od 25 - 75°C, korzystnie w 60°C.
Nowe imidazoliowe ciecze jonowe według wynalazku, dzięki zawartości anionu 4-chlorofenoksyoctanowego wykazują aktywność herbicydową, a ponadto wykazują szereg dodatkowych korzystnych cech, mianowicie:
• otrzymane związki mają budowę jonową, są nielotne, ich prężność par w temperaturach umiarkowanych jest praktycznie niemierzalna, mogą być hydrofobowe lub hydrofilowe, o czym decyduje rodzaj kationu, • syntezowane ciecze jonowe są termicznie i chemicznie odporne, mają tendencję do tworzenia stanów szklistych w temperaturach ujemnych, • otrzymane sole ze względu na niskie temperatury topnienia i jonowy charakter można zaliczyć do grupy herbicydowych cieczy jonowych, • obecność dużego kationu w syntezowanych cieczach jonowych powoduje, że sole te oprócz właściwości herbicydowych wykazują również właściwości bakteriobójcze i grzybobójcze, • obecność kationu z długim lub długimi podstawnikami alkilowymi, alkoksymetylowymi lub alkilotiom etylowymi powoduje, że otrzymane ciecze jonowe wykazują aktywność powierzchniową, są to kationowe związki powierzchniowo czynne, • budowa jonowa i obecność podstawnika alkilowego, alkoksymetylowego lub alkilotiometylowego omawianych soli decyduje o ich doskonałych właściwościach antyelektrostatycznych, • obecność anionu 4-chlorofenoksyoctanowego powoduje, że nie powstają z niego toksyczne dioksyny w porównaniu do herbicydowego anionu 2,4-dichlorofenoksyoctanowego, czyli popularnego herbicydu 2,4-D, • obecność anionu 4-chlorofenoksyoctanowego powoduje, że otrzymane imidazoliowe ciecze jonowe są mniej toksyczne niż ich analogi z anionem 2,4-dichlorofenoksyoctanowym, czy 4-chloro-2-metylofenoksyoctanowym.
• obecność grupy alkoksymetylowej lub alkilotiometylowej jako podstawnika w pierścieniu imidazoliowym sugeruje, że związki te mogą być ozonodegradowalne, co jest ich niewątpliwą zaletą, gdyż pewne ilości herbicydów zawsze trafiają do ścieków, między innymi po myciu maszyn rolniczych; problemem są też opakowania po środkach ochrony roślin i produkty przeterminowane.
Przykładami cieczy jonowych według wynalazku mogą być:
• 4-chlorofenoksyoctan 1-decyloksymetylo-3-decyloimidazoliowy ([DecOmDecIm][4-CPA]);
• 4-chlorofenoksyoctan 1,3-didecyloksymetyloimidazoliowy ([(DecOm)2Im][4-CPA]);
• 4-chlorofenoksyoctan 1-decylo-3-metyloimidazoliowy ([DecMIm][4-CPA]) • czy 4-chlorofenoksyoctan 1-decyloksymetylo-3-heksylotiometyloimidazoliowy ([DecOmHeks-
Smlm][4-CPA]).
S posób otrzymywania herbicydowych imidazoliowych cieczy jonowych z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym ilustrują poniższe przykłady.
Przykład 1 - otrzymywanie 4-chlorofenoksyoctanu 1-decyloksymetylo-3-decyloimidazoliowego ([DecOmDecIm][4-CPA])
W kolbie okrągłodennej zaopatrzonej w dipol magnetyczny, mieszadło z grzaniem, wkraplacz, chłodnicę zwrotną oraz termometr sporządzono zawiesinę 0,005 mola kwasu 4-chlorofenoksyoctowego w 20 cm3 wody dejonizowanej, po czym wkroplono 0,005 mola 10% wodnego roztworu NaOH. Reakcję prowadzono w temperaturze 75°C aż do całkowitego roztworzenia się kwasu 4-chlorofenoksyoctowego i uzyskania homogenicznego roztworu. Następnie dodano stechiometryczną ilość 1-decyloksymetylo3-decyloimidazoliowego rozpuszczonego w 20 cm3 wody i 10 cm3 izopropanolu. Po 20 minutach dodano około 30 cm3 chloroformu i przemywano fazę organiczną wodą do zaniku anionów chlorkowych w odcieku. Obecność chlorku w odcieku monitorowano za pomocą AgNO3. Po rozdzieleniu faz odparowano chloroform na wyparce próżniowej. W końcowym etapie produkt suszono przez 24 godziny w temperaturze 60°C, w warunkach obniżonego ciśnienia. Otrzymano ciecz jonową z wydajnością 87%. Zawartość substancji kationowo czynnej określono metodą miareczkowania dwufazowego zgodnie z polską normą (PN-EN ISO 2871-2) i wyniosła ona 99%. Strukturę związku potwierdzono wykonując widma protonowe i węglowe magnetycznego rezonansu jądrowego: 1H NMR (CDCh) δ ppm = 0,88 (t, J = 6,9 Hz, 6H), 1,25 (m, 28H), 1,54 (q, J = 6,5 Hz, 2H), 1,89 (q, J = 6,7 Hz, 2H); 3,52 (t, J = 6,9 Hz, 2H), 4,24 (t, J =7,4, 2H), 4,57 (s, 2H), 5,65 (s, 2H), 6,86 (d, J = 9,0 Hz, 2H), 7,17 (d, J = 9,0 Hz, 2H), 7,48 (t, J = 1,9 Hz, 1H), 7,56 (t, J = 1,9 Hz, 1H), 9,63 (t, J = 1,1 Hz, 1H); 13C NMR δ ppm = 13,9; 14,0; 22,3; 22,5; 25,87 28,8; 29,2; 29,30; 29,32; 29,39; 29,9; 31,7; 46,9; 50,2; 67,5; 70,5; 79,2; 115,8; 120,8; 124,0; 125,0; 128,9; 136,7; 157,3; 177,3. Analiza elementarna CHN dla C32H53N2O4CI: wartości w procentach wyliczone: C 67,98; H 9,47; N 4,96; wartości zmierzone: C 67,49; H 9,12; N 5,07.
Pr zykład 2 - otrzymywanie 4-chlorofenoksyoctanu 1-decyloksymetylo-3-heksylotiometyloimidazoliowego ([DecOmHeksSmIm][4-CPA]
W zlewce odważono 0,005 mola chlorku 1-decyloksymetylo-3-heksylotiometyloimidazoliowego i rozpuszczono mieszaninie wodno-izopropanolowej zawierającej 20 cm3 wody i 10 cm3 izopropanolu. Następnie dodano wcześniej przygotowany i ogrzany do 75°C wodny roztwór 0,0055 mola soli sodowej
PL 243669 Β1 kwasu 4-chlorofenoksyoctowego w 30 cm3 wody dejonizowanej. Reakcję prowadzono przez 30 minut przy intensywnym mieszaniu Po 30 minutach dodano około 30 cm3 chloroformu i przemywano fazę organiczną wodą dejonizowaną do zaniku anionów chlorkowych w odcieku. Obecność chlorku w odcieku monitorowano za pomocą azotanu(V) srebra(l). Po rozdziale faz odparowano chloroform na wyparce rotacyjnej. W końcowym etapie produkt suszono przez 24 godziny w temperaturze 60°C, w warunkach obniżonego ciśnienia. Otrzymano ciecz jonową z wydajnością 90%. Zawartość substancji kationowo czynnej określono metodą miareczkowania dwufazowego i wyniosła ona 99%. Strukturę związku potwierdzono wykonując widma protonowe i węglowe magnetycznego rezonansu jądrowego: 1H NMR (CDCb) δ ppm = 0,87‘(t, J = 6,9 Hz, 6H), 1,25 (m, 20H), 1,53 (q, J = 6,5 Hz, 2H), 2,59 (q, J = 7,3 Hz, 2H); 3,50 (t, J = 6,5 Hz, 2H), 4,59 (s, 2H), 5,60 (t, J = 7,4, 2H), 5,65 (s, 2H), 6,86 (d, J = 9,0 Hz, 2H), 7,17 (d, J= 9,0 Hz, 2H), 7,52 (t, J= 1,9 Hz, 1H), 7,63 (t, J = 1,9 Hz, 1H), 9,00 (t, J = 1,1 Hz, 1H); 13C NMR δ ppm = 13,9; 14,0; 18,6; 22,5; 25,87; 28,8; 29,1; 29,3; 29,4; 30,7; 31,7; 50,1; 67,5; 70,5; 79,2; 115,8; 121,1; 124,0; 125,0; 128,9; 137,6; 157,3; 177,3. Analiza elementarna CHN dla C28H47N2O4SCI: wartości w procentach wyliczone: C 61,89; H 8,74; N 5,16; wartości zmierzone: C 62,35; H 9,06; N 5,30.
Przykład zastosowania
Według wynalazku imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym mogą być stosowane jako związki biologicznie aktywne przeznaczone do zwalczania chwastów, w dawkach od 50 do 2500 g na 1 ha opryskiwanej powierzchni, w przeliczeniu na kwas 4-chlorofenoksyoctowy.
Skuteczność nowych związków potwierdzono badaniami ich biologicznej aktywności przeprowadzonymi za pomocą testów kiełkowania i wczesnego wzrostu roślin wyższych na płytkach Phytotoxkit. Jako modelową roślinę dwuliścienną zastosowano pieprzycę siewną (Lepidium sativum). Próbę referencyjną stanowił handlowy herbicyd w postaci kwasu 4-chlorofenoksyoctowego. Do badań wykorzystano przezroczyste płytki testowe firmy TIGRET, wykonane z PVC, o wymiarach 21 x 15,5 x 0,8 cm. Spodnia część płytek była przedzielona w połowie krawędzią na dwie przestrzenie, z kolei wierzchnia część stanowiła płaską pokrywę. Obie części posiadały zatrzaski na obrzeżach, co umożliwiło szczelne ich zamknięcie. Każdą płytkę wypełniono piaskiem w ilości 130 g (±0,01 g), który wcześniej został przesiany i oczyszczony przez kilkukrotne przemycie wodą wodociągową, a następnie dejonizowaną i suszony przez 24 godziny w suszarce w temperaturze 105°C. W kolbach miarowych o pojemności 100 cm3 umieszczono 0,00025 mola badanego związku, 5 cm3 izopropanolu oraz 25 cm3 roztworu wodorowęglanu sodu o stężeniu 0,01 mol/dm3. W ten sposób otrzymano wyjściowe roztwory o stężeniu 0,0025 mol/dm3. Następnie, metodą rozcieńczeń (przez pobranie 10 cm3 roztworu początkowego i rozcieńczenie go w kolbie miarowej o pojemności 100 cm3, a następnie ponowne wykonanie takiego dziesięciokrotnego rozcieńczenia) otrzymano końcowe roztwory użytkowe o stężeniu 0,000025 mol/dm3. Z tak wykonanych roztworów pobierano 25 cm3 i podlewano piasek w płytkach. Ilość ta w przeliczeniu wynosi 0,0048 milimoli badanego związku na 1 kg suchego piasku. Jedna z płytek stanowiła próbę kontrolną - do podlania piasku w tej płytce użyto roztworu o takim samym stężeniu wodorowęglanu oraz zawierającej taką samą ilość izopropanolu, lecz bez substancji chwastobójczej. Następnie, do każdej płytki zaaplikowano po 10 sztuk ziaren pieprzycy siewnej (Lepidium sativum), która dzień wcześniej została namoczona w ciepłej wodzie wodociągowej. Po upływie 10 dni zmierzono długości łodyg i korzeni rośliny.
Obliczono także indeks kiełkowania (Gl) przy użyciu wzoru:
Gi=pr £ ·ι«ο|%|·
Gs - ilość nasion, które wykiełkowały w piasku podlanym roztworem badanego związku, Gc- ilość nasion, które wykiełkowały w piasku podlanym roztworem kontrolnym, Ls - średnia długość łodygi w roślinach podlewanych roztworem badanego związku [mm], Lc - średnia długość łodygi w roślinach podlewanych próbą kontrolną [mm].
Uzyskane wyniki skuteczności działania badanych cieczy jonowych na pieprzycę siewną w porównaniu do herbicydu wzorcowego - kwasu 4-chlorofenoksyoctowego przedstawiono w tabeli 1.
PL 243669 Β1
Tabela 1
Testowany układ | Długość łodygi [mm] | Długość korzenia [mm] | GI [%] |
próba kontrolna | 42 | 34 | 100 |
kwas 4-chlorofenoksyoctowy (4CPA) | 12 | 2 | 28,0 |
4-chlorofenoksyoctan 1decylo ksym etylo-3decyloimidazoliowy ([DecOmDecIm] [4-CPA]) | 3 | 2 | 7,1 |
4-chlorofenoksyoctan 1decyloksym etylo-3metyloimidazoliowy ([DecOmMIm] [4-CPA]) | 3 | 1 | 6,4 |
4-chlorofenoksyoctan 1,3didecyloksymetyloifnidazoliowy ([(DecOmflmJ 14-CPAJ) | 2 | 0 | 4,8 |
4-chlorofenoksyoctan l-decylo-3metyloimidazoliowy ([DecMIm] [4CPAJ) | 4 | 1 | 8,6 |
4-chlorofenoksyoctan 1decylo ksym etylo-3heksylotiometyloimidazoliowy ([DecOmHeksSmlm] [4-CPAJ) | 1 | 0 | 1,9 |
Analiza aktywności powierzchniowej
Oddziaływania cieczy jonowych: 4-chlorofenoksyoctanu 1-decyloksymetylo-3-decyloimidazoliowego, 4-chlorofenoksyoctanu 1-decyloksymetylo-3-metyloimidazoliowego, 4-chlorofenoksyoctanu 1,3-didecyloksymetyloimidazoliowego, 4-chlorofenoksyoctanu 1-decylo-3-metyloimidazoliowego, 4-chlorofenoksy octanu 1-decyloksymetylo-3-heksylotiometyloimidazoliowego na granicy międzyfazowej wyznaczono za pomocą pomiarów aktywności powierzchniowej, które obejmowały napięcie powierzchniowe oraz kąt zwilżania. W oparciu o metodę wiszącej kropli zmierzono wartość napięcia powierzchniowego dla wszystkich cieczy jonowych. Metoda ta umożliwia określenie parametrów takich jak: krytyczne stężenie micelowania (CMC), a także napięcie powierzchniowe w CMC. W celu zdefiniowania zakresu hydrofobowości bądź hydrofilowości danej powierzchni wykorzystano metodę siedzącej kropli, na bazie której wyznaczono wartości kąta zwilżania na granicy trzech faz, tj. ciecz - ciało stałe - gaz. Metoda wiszącej kropli opiera się na zastosowaniu równania Young-Laplace’a i odpowiednim dopasowaniu obrazu kropli biorąc pod uwagę zarówno jej kształt jak i zarys krawędzi. Jako powierzchnię zwilżaną wykorzystano parafinę.
W tabeli 2 przedstawiono wartości krytycznego stężenia micelowania, napięcia powierzchniowego przy CMC oraz kąta zwilżania dla otrzymanych cieczy jonowych.
PL 243669 Β1
Tabela 2
Nr | Ciecz jonowa | Napięcie powierzchniowe w CMC [mN/m] | CMC [mmol/dm3] | Kąt zwilżania [°] |
1 | 4-chlorofenoksyoctan l-decyloksymetylo-3decyloimidazoliowy [DecOmDecIm] [4- CPAJ | 26,9 | 0,07 | 50,3 |
2 | 4-chlorofenoksyoctan l-decyloksymetylo-3metyloimidazoliowy [Dec OmMIm] [4- CPA] | 28,2 | 1,95 | 43,3 |
3 | 4-chlorofenoksyoctan 1,3didecyloksymetyloimi dazoliowy [(DecO>nhIm][4CPA] | 26,9 | 0,03 | 48,9 |
4 | 4-chlorofenoksyoctan l-decylo-3metyloimidazoliowy [DecMIm][4-CPA] | 32,6 | 1,75 | 53,6 |
5 | 4-chlorofenoksyoctan l-decyloksymetylo-3heksylotiometyloimid azoliowy [DecOmHeksSmlm] [4-CPA] | 27,4 | 0,18 | 43,4 |
Imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym zaliczane są do związków o aktywności powierzchniowej, dlatego skutecznie obniżają napięcie powierzchniowe. Najlepszymi właściwościami powierzchniowymi wyróżnia się związek 4-chlorofenoksyoctan 1,3-didecyloksymetyloimidazoliowy. W porównaniu do pozostałych badanych cieczy jonowych, związek ten obniża napięcie powierzchniowe przy wykorzystaniu najmniejszej ilości surfaktantu.
Claims (4)
1. Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla lub grupę alkoksymetylową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym lub grupę alkilotiometylową zawierającą od 4 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym .
2. Sposób otrzymywania herbicydowych imidazoliowych cieczy jonowych z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą od 1 do 14 atomów węgla lub grupę alkoksymetylową zawierającą od 1 do 14
PL 243669 Β1 atomów węgla w łańcuchu alkilowym lub grupę alkilotiometylową zawierającą od 4 do 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym określonych w zastrz. 1, znamienny tym, że czwartorzędowy halogenek imidazoliowy poddaje się reakcji z kwasem 4-chlorofenoksyoctowym w obecności wodorotlenku sodu w stosunku molowym - czwartorzędowy halogenek imidazoliowy: kwas 4-chlorofenoksyoctowy : wodorotlenek sodu - 1 : (od 0,7 do 3): (od 0,8 do 3,5); w temperaturze od 0 do 100°C, korzystnie 75°C, w środowisku wodno-izopropanolowym, a następnie do mieszaniny poreakcyjnej dodaje się organicznego rozpuszczalnika niemieszającego się z wodą, korzystnie chloroformu, a po wyizolowaniu fazy organicznej rozpuszczalnik odparowuje się pod obniżonym ciśnieniem, a następnie suszy w temperaturze od 25 - 75°C, korzystnie w 60°C.
3. Zastosowanie herbicydowych imidazoliowych cieczy jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym określonych zastrz. 1 jako środki chwastobójcze.
4. Zastosowanie według zastrz. 3, znamienne tym, że ciecze jonowe stosuje się w dawkach od 50 do 2500 g na 1 ha opryskiwanej powierzchni, w przeliczeniu na kwas 4-chlorofenoksyoctowy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL436414A PL243669B1 (pl) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL436414A PL243669B1 (pl) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL436414A1 PL436414A1 (pl) | 2022-06-27 |
PL243669B1 true PL243669B1 (pl) | 2023-09-25 |
Family
ID=82164074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL436414A PL243669B1 (pl) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL243669B1 (pl) |
-
2020
- 2020-12-21 PL PL436414A patent/PL243669B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL436414A1 (pl) | 2022-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pernak et al. | Long alkyl chain quaternary ammonium-based ionic liquids and potential applications | |
Tang et al. | Developing ionic liquid forms of picloram with reduced negative effects on the aquatic environment | |
ES2234251T3 (es) | Composiciones reguladoras del crecimiento de las plantas. | |
Wang et al. | Novel herbicide ionic liquids based on nicosulfuron with increased efficacy | |
Walkiewicz et al. | Multifunctional long-alkyl-chain quaternary ammonium azolate based ionic liquids | |
EP3092898B1 (en) | Herbicidal ionic liquids with betaine type cation | |
Parus et al. | Novel esterquat-based herbicidal ionic liquids incorporating MCPA and MCPP for simultaneous stimulation of maize growth and fighting cornflower | |
Turguła et al. | Difunctional ammonium ionic liquids with bicyclic cations | |
Wojcieszak et al. | Surface activity and phytotoxicity of morpholinium herbicidal ionic liquids | |
PL243669B1 (pl) | Herbicydowe imidazoliowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze | |
PL237098B1 (pl) | Nowe ciecze jonowe z kationem acetylocholiny i anionem herbicydowym, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy | |
PL245901B1 (pl) | Nowe amidquaty kwasu kaprylowego z anionem (4-chloro-2-metylofenoksy)octanowym, sposób ich otrzymywania i ich zastosowanie jako związków herbicydowych i aktywnych powierzchniowo | |
PL243671B1 (pl) | Sposób otrzymywania herbicydowej imidazoliowej cieczy jonowej z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym | |
PL240767B1 (pl) | Indolilo-3-maślany alkilo(2-hydroksyetylo)dimetyloamoniowe, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako ukorzeniacze | |
PL243670B1 (pl) | Sposób otrzymywania herbicydowej imidazoliowej cieczy jonowej z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym | |
PL243903B1 (pl) | Sposób otrzymywania herbicydowej imidazoliowej cieczy jonowej z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym | |
CN110003270B (zh) | 一种草甘膦双阳离子型离子液体化合物及其制备方法和应用 | |
PL243363B1 (pl) | Herbicydowe 1-alkilopirydyniowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym, oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki chwastobójcze | |
PL245213B1 (pl) | Ciecze jonowe z kationem alkilo-1,ω-bis(tribulylofosfoniowym) oraz anionami L-proliny lub L-histydyny, sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki czyszczące powierzchnie użytkowe | |
PL245481B1 (pl) | 1,1-dialkilopiperydyniowe ciecze jonowe z anionem 4-chlorofenoksyoctanowym oraz sposoby ich otrzymywania i ich zastosowanie jako związków herbicydowych i aktywnych powierzchniowo | |
PL228020B1 (pl) | Nowe herbicydowe bisamoniowe sole z kationem alkilodiylo -bis(etanolodietyloamoniowym) z anionem 4 -chloro -2-metylofenoksyoctowym albo 3,6 -dichloro -2-metoksy benzoesowym, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako srodki ochrony roslin | |
Zhai et al. | Design, Synthesis, and Biological Activity Evaluation of Herbicidal Ionic Liquids Based on Quinclorac Anion for Sustainable Rice Protection | |
PL244250B1 (pl) | Nowe ciecze jonowe składające się z kationu 1,4-dialkilo-1,4-diazoniabicyklo[2.2.2]oktanu oraz anionów pochodzących od kwasu 4-chloro-2-metylofenoksyoctowego, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy | |
PL245059B1 (pl) | Ciecze jonowe z kationem (2-alkoksy-2-oksoetylo)decylodimetyloamoniowym oraz anionem (3,6-dichloro-2-metoksy)benzoesanowym, sposób ich otrzymywania i zastosowanie | |
PL231616B1 (pl) | Nowe amoniowe ciecze jonowe z kationem tetraalkiloamoniowym i anionem 2-(2,4-dichlorofenoksy)propionianowym oraz sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako herbicydy |