24.XII.1968 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 29.IX.1973 KI. 12o,19/03 MKP C07f 9/08 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Claus Stólzer, Wolfgang Behrenz Wlasciciel patentu: Farbenfabriken Bayer AG., Leverkusen (Niemiecka Republika Federalna) Sposób wytwarzania estrów i amidów kwasu 0-(2-bromoetylo)-0-(2,2-dwuchlorowinylo)-fosforowego o wlasciwosciach owadobójczych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania przewaznie dotad nieznanych estrów i amidów kwasu 0- (24romoetylo)-0-(2,2-dwuchlorowinylo)- -fosforowego o wlasciwosciach owadobójczych.Z niemieckiego opisu patentowego nr 968 486 wia¬ domo, ze podstawione w polozeniu 2 dwuoksofosfo- lany reaguja z chloralem, dajac pochodne kwasu 0- (2- chloroetylo)- 0- (2,2- dwuchlorowinylo)- fos¬ forowego. Ponadto w niemieckim opisie patento¬ wym nr 1 232 961 podany jest sposób wytwarzania estrów niektórych kwasów fosforowych, miedzy in¬ nymi estrów kwasu 0-i(2-bromoetylo)-0-(2,2-dwu¬ chlorowinylo)-0-metylo-fosforowego na drodze re¬ akcji soli odpowiednio podstawionego kwasu fosfo¬ rowego z estrem kwasu chlorowcomrówkowego.Stwierdzono, ze analogicznie zbudowane zwiazki kwasu 0- (2Jbromoetylo)-0-i(2,2-dwuchlorowinylo)- -fosforowego o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza atom wodoru, nizszy rodnik alkilowy, niz¬ sza grupe chlorowcoalkilowa lub nizsza grupe alke- noksyalkilowa, a X oznacza nizsza grupe alkoksy- lowa, nizsza grupe alkiloaryloksylowa, nizsza grupe alkilotio, nizsza grupe dwualkiloaminowa, dwual- kenyloaminowa, lub nizsza grupe l-alkilo-2-alko- iksykarbanylo-winyloksylowa, mozna otrzymac z duza wydajnoscia i o duzej czystosci, poddajac reakcji l,3,2Hdwuoksyfosfolany o ogólnym wzorze 2, w kitóryim R i X posiadaja wyzej wymienione zna¬ czenie, z aldehydem bromodwuchlorooctowym o wzorze 3. 10 15 20 25 30 Stwierdzono nieoczekiwanie, ze w przypadku za¬ stosowania jako substancji wyjsciowej zwiazku o wzorze 3 tylko atom bromu powoduje rozerwanie pierscienia dwuoksyfosfólanowego i wchodzi do nowopowstalego, bocznego lancucha. Poniewaz chloral, jak podano w wyzej cytowanym niemiec¬ kim opisie patentowym, powoduje z równa latwos¬ cia w reakcji egzotermicznej opisane rozerwanie lancucha, nalezaloby oczekiwac, ze przy uzyciu al¬ dehydu bromodwuichlorooctowego zamiast chloralu powstanie produkt mieszany, z atomami bromu i chloru statystycznie rozdzielonymi pomiedzy gru¬ pa chlorowcoalkilowa i grupa dwuchlorowcowiny- lowa. Jednak wbrew temu produkty otrzymane w procesie wytwarzania wedlug wynalazku sa jed¬ nolite i odpowiadaja ogólnemu wzorowi 1, jak to wynika na przyklad z widma rezonansu jadrowego.Przy zastosowaniu, jako materialów wyjsciowych 2Hmetoksy-l,3,2-dwuoksyfosfolanu i aldehydu bro- modwuchlorooctowego, przebieg reakcji przedsta¬ wia zalaczony schemat. 1,3,2-dwuoksyfosfolany odpowiadaja wzorowi 2.We wzorze tym R oznacza korzystnie rodnik alki¬ lowy lub grupe chlorowcoalkilowa o 1—4 atomach wegla, lub grupe alkenoksyalkilowa, zawierajaca korzystnie 3—6 atomów wegla, a X oznacza grupe alkoksylowa lub alkilotio zawierajaca korzystnie 1—4 atomów wegla, (ponadto nizsza grupe (1-alki- lo-2-alkoksykanbonylo)-winyloksylowa, korzystnie (1jmetylo-2-etoks37karbonylo)-winyloksylowa, niz- 68 93968 939 10 15 sza grupe alkiloaryloksylowa, korzystnie nizsza grupe alkilofenoksylowa, grupe dwualkiloaniinowa zawierajaca korzystnie 2—8 atomów wegla i grupe dwualkenyloaminowa zawierajaca korzystnie 4—8 atomówwegla. 5 Jako przyklady stosowanych wedlug wynalazku 1,3,2-dwuoksyfosfolanów wymienic mozna 2-nieto- ksy-l,3,2-dwuoksyfosfolan, 2-etoksy-l,3,2-dwuoksy- fosfolan, 2-izopropoksy-l,3,2Hdwuoksyfosfolan, 2-bu- toksy-l,3,2-dwuoksyfosfolan, 2-dwumetyloamino- -1,3,2-dwuoksyfosfolan, 2-dwumetylo-amino-l,3,2- -dwuoksyfosfolan, 2-dwualliloamino-1,3,2-dwuoksy- fosfolan, 2-dwufenyloamino-1,3,2-dwuoksyfosfolan, 2- (N- metylo- N- fenylo)- amino- 1,3,2- dwuoksy- fosfolan, 2-fenoksy-l,3,2-dwuoksyfosfolan, 2-(4-III- -rzed.-butylo)-fenoksy-l,3,2-dwuoksyfosfolan, 2-me- tylomerkapto-1,3,2^dwuoksyfosfolan, 2-etylomerkap- to-1,3,2-dwuoksyfosfolan, 2-butylomerkapto-l,3,2- -dwuoksyfosfolan, 2-tiofenylo-l,3,2Hdwuoksyfosfolan, 2-winyloksy-l,3,2-dwuoksyfosfolan, 2- -etoksykarbonylo)- winyloksy- 1,3,2- dwuoksyfosfo- 20 lan, 2-metoksy-4-metylo-l,3,2-dwuoksyfosfolan, 2- -metoksy- 4- chlorometylo- 1,3,2- dwuoksyfosfolan, 2- metoksy- 4- bromometylo- 1,3,2- dwuoksyfosfo¬ lan, 2-me1oksy-4-metoksymetylo-l,3,2-dwuoksyfosfo- lan, 2^metoksy-4-alliloksymetylo-l,3,2-dwuoksyfosfo- M lan, 2-etylomerkapto-4-cMorometylo-l,3,2-dwuoksy- fosfólan.Produkty wyjsciowe o ogólnym wzorze 2 sa zna¬ ne i mozna je otrzymac takze w skali technicznej.Reakcje sposobem wedlug wynalazku mozna pro- 30 wadzic w obecnosci rozcienczalnika.Jako rozcienczalniki wchodza w rachube wszyst¬ kie organiczne [rozpuszczalniki obojetne w stosun¬ ku do reagentów, korzystnie aromatyczne weglo¬ wodory, takie jak benzen i toluen, chlorowane we- 35 glowodory alifatyczne jak dwuchlorometan, trój- chlorometan i czterochlorek wegla oraz etery, jak na przyklad eter dwuetylowy. Zasadniczo mozna takze (przeprowadzic reakcje bez rozpuszczalnika.Temperatury reakcji moga zmieniac sie w du- 40 zym zakresie. Zasadniczo stosuje sie temperature 0°—100°C, korzystnie 30°—70°C. Temperatura ustala sie samoczynnie przy egzotermicznym przebiegu reakcji, albo moze byc regulowane przez dodatek aldehydu. 45 W celu przeprowadzenia procesu sposobem wed¬ lug wynalazku rozpuszcza sie odpowiedni 1,3,2-dwu- oksyfosfolan o wzorze 2 ewentualnie w jednym z wymienionych rozpuszczalników i wkrapla do niego równoczasteczkowa ilosc aldehydu bromo- 50 dwuchlorooctowego o wzorze 3.Otrzymany roztwór przemywa sie do odczynu obojetnego, suszy i zateza. Produkty otrzymane w ten sposób mozna oczyscic przez destylacje. Je¬ zeli jest to niemozliwe z powodu niebezpieczen- 55 stwa rozkladu, to surowe produkty uwalnia sie od resztek nizej wrzacych domieszek przez destylacje pod znacznie zmniejszonym cisnieniem. Zwiazki otrzymane sposobem wedlug wynalazku sa prze¬ waznie nowe i znajduja zastosowanie jako srodki 60 ochrony roslin. Nastepujace przyklady wyjasniaja sposób wedlug wynalazku.Przyklad I. Do 30,5 g (0,25 mola) 2-metoksy- -1,3,2-dwuoksyfosfolanu w 200 cm8 benzenu powoli 65 dodaje sie, mieszajac, 48 g {0,25 mola) aldehydu bromodwuchlorooctowego. Temperatura wzrasta przy tym do 70°C. Mieszanine reakcyjna pozostawia sie na dwie lub trzy godziny, mieszajac, przy czym temperatura jej opada do temperatury pokojowej.Roztwór reakcyjny przemywa sie woda do odczynu obojetnego, suszy nad siarczanem sodowym, odsa¬ cza i zateza. Oleista pozostalosc mozna przedesty¬ lowac w celu oczyszczenia.Otrzymuje sie ester 0-metylowy kwasu 0-(2-bro- moetylo)- 0- (2,2- dwuchlorowinylo)- fosforowego o wzorze 4 w postaci bezbarwnego oleju o tempe¬ raturze wrzenia 110°C pod cisnieniem 0,01 tor i o wspólczynniku zalamania swiatla n^ = 1,4876.Wydajnosc: 60,4 g (77,0% wartosci teoretycznej).Wyniki analizy obliczono dla C5H8BrCla04P (313,9): 9,88% P oznaczono 9,77% P.Przyklad II. Wytwarza sie analogicznie, jak w przykladzie I, z 2-izopropoksy-l,3,2-dwuokByfos- folanu i aldehydu bromodwuchloroootowego ester 0-izopropylowy kwasu 0^(2-bromoetylo)-0-i(2,2-dwu- chlorowinylo)-fosforowego o wzorze 5 w postaci bezbarwnego oleju o temperaturze wrzenia 115°C pod cisnieniem 0,01 tor i o wspólczynniku zalama¬ nia swiatla n^3= 1,4773.Wydajnosc: 72,5% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla C7H12BrCl204P i(342,0): 9,07% P oznaczono 9,27% P.Przyklad III. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2-etylomerkapto-l,3,2-dwuoksy- fosfolanu i aldehydu bromodwuchlorooctowego ester S-etylowy kwasu 0-(2-bromoetylo)-0-(2,2-dwu- chlorowinylo)-fosforowego o wzorze 6, w postaci zóltego oleju o temperaturze wrzenia 140°C pod cisnieniem 0,3 tor i o wspólczynniku zalamania swiatla n2^5= 1,5267.Wydajnosc: 50,6% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla CeHuJBrCl^OjjPS (344,0); 9,02% P; 9,31% S oznaczono: 9,23% P; 9,80% S.Przyklad IV. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2-metoksy-4-metylo-l,3,2-dwu- oksyfosfolanu i aldehydu bromodwucWorooctowego ester 0-metylowy kwasu 0-(2-bromo-l-nietyloetylo)- -0-"(2,2-dwuchlorowinylo)-fosforowego o wzorze 7, w postaci bezbarwnego oleju o temperaturze wrze¬ nia 110°C pod cisnieniem 0,1 tor i o wspólczynniku zalamania swiatla n2Jj5= 1,4839.Wydajnosc: 37,1% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla QH10BrCl2O4P 1(328,0): 9,45% P oznaczono 9,56% P.Przyklad V. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2^dwumetyloamino-l,3,2-dwu- oksyfosfolanu i aldehydu bromodwuchlorooctowego N,N-dwumetyloamid kwasu 0-(2-bromoetylo) -0^(2,2- dwuchlorowinylo)-fosforowego o wzorze 8, w posta¬ ci bezbarwnego oleju o temperaturze wrzenia 130°C pod cisnieniem 0,4 tor i o wspólczynniku zalamania swiatla n2^5= 1,4951.Wydajnosc: 56,4% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla CeHuBrCljfNOgP (327,0): 4,28% N; 9,48% P oznaczono dla 4,57% N; 9,57% P.5 Przyklad VI. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2^wualliloamino-l,3,2-dwuoksy- fosfolanu i aldehydu bromodwuchlorooctowego N,N-dwualliloamid kwasu 0-(2-bromoetylo)-0-(2,2- -dwoichlorowinylo)-foBforowego o wzorze 9, w po¬ staci bezbarwnego oleju o temperaturze wrzenia 132°C pod cisnieniem 0,01 tor i o wspólczynniku swiatla n2*}5= 1,5021.Wydajnosc: 56,0% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla C1(jH15[BrCl2NO,P (379,0): 3,69% N; 8,17% P oznaczono 4,12% N; 8,04% P.Przyklad VII. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2H(l,Hmetylo-2'-etoksykarbonylo)- -winyloksy-l,3,2-dwuoksyfosfolanu i aldehydu bro- modwuichlorooctowego ester 0-(l-metylo-2^karbo- etoksy)-winylowy kwasu 0^(2-bromoetylo)-(2,2-dwu- chlorowinylo)-fosforowego o wzorze 10 w postaci zóltawego oleju o temperaturze wrzenia 180°C pod cisnieniem 0,1 tor i o wspólczynniku zalamania swiatla n™= 1,4922. i Wydajnosc: 44,2% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla C10HuBrCl2O6P (412,0): 7,53% P oznaczono 7,61% P.Przyklad VIII. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2-(4'-III-rzed.-butylo)-fenoksy- -1,3,2-dwuoksyfosfolanu i aldehydu bromodwuchlo¬ rooctowego, przeprowadzajac wtórne mieszanie w temperaturze 50°—60°C ester 0-(4-ni-rzed.-'buty- lo)-fenylowy kwasu 0-(2-bromoetylo)-0-(2,2-dwu- chlorowinylo)-fosforowego o wzorze 11 w postaci zóltawego oleju o wspólczynniku zalamania swiatla ng= 1,5210.Wydajnosc: 44,7% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy obliczono dla C14H18BrCl204P (431,1): 7,18% P oznaczono 6,44% D.-Przyklad IX. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2-rnetoksy-4-chlorometylo-l,3,2- -dwuoksyfosfolanu i aldehydu bromodwuchloroocto- • wego ester Onmetylowy kwasu 0-(l-chlorometylo-2- -bromo)- etylo- 0- (2,2- dwuchiorowinylo)- fosforo¬ wego o wzorze 12, w postaci zóltego oleju o wspól¬ czynniku zalamania swiatla nJJ= 1,5059.Wydajnosc: 26,1% wartosci teoretycznej. Wynik analizy obliczono dla CgHoBriOlsC^P (302,4): 8,53% P oznaczono 9,01%P. * Przyklad X. Wytwarza sie analogicznie jak w przykladzie I z 2-metoksy-4-alkiloksymetylo- -1,3,2-dwuoksyfosfolanu i aldehydu bromodwuchlo¬ rooctowego ester 0-metylowy kwasu 0-(l-alliloksy- metylo- 2- bromo)- etylo- 0- (2,2- dwuchlorowiny- lo)-fosforowego o wzorze 13, w postaci zóltego ole¬ ju o wspólczynniku zalamania swiatla nJJ= 1,4909.Wydajnosc: 44,0% wartosci teoretycznej. Wyniki analizy Obliczono dla C^BrCl^D^P (384,0): 8,06% P oznaczono 8,25% P.Nastepujace przyklady obrazuja wlasciwosci owa¬ dobójcze substancji otrzymywanych sposobem we¬ dlug wynalazku.Przyklad XI. Próba LT100 dla dwuskrzydlych.Owad testowy: Aedes aegypti. Rozpuszczalnik: ace¬ ton. 93» 6 2 czesci wagowe substancji biologicznie czyndiej rozpuszcza sie w 1000 czesciach objetosciowych rozpuszczalnifca. Tak'otrzymany roztwór rozciencza sie rozpuszczalnikiem do pozadanych nizszych ste- 5 zen. 2,5 ml roztworu substancji biologicznie czynnej odpipetowuje sie na szalke Petri'ego, na dnie któ¬ rej znajduje sie saczek z bibuly* filtracyjnej o sred¬ nicy 9,5 cm. Szalke Petrfego pozostawia sie otwar¬ ta az do calkowitego odparowania rozpuszczalnika. 10 Zaieznie-od stezenia roztworu "substancji czynnej rózna jest ilosc substancji czynnej przypadajaca na m2 bibuly filtracyjnej. Nastepnie umieszcza sie oko¬ lo 25 sztuk owadów testowych w szalce Petri'ego i przykrywa ja szklana pokrywka. Stan owadów testowych kontroluje sie na faiezaco i ustala"czas potrzebny dla uzyskania 100% smiertelnosci. Owa-( dy testowe, rodzaje substancji biologicznie czyn¬ nych, stezenia ich i okresy czasu, w których nasta¬ pila 100% smiertelnosc, zamieszczono w tablicy 1; 20: , . ¦ ! i Tablica 1 Próba LT100 dla dwuskrzydlych Substancja czynna Zwiazek o wzorze 7 Zwiazek o wzorze 12 ^ Zwiazek o wzorze 5 Zwiazek o wzorze 6 Zwiazek o wzorze 8 . . .Stezenie substancji czynnej roztwór % ,.°?2 0,02 ¦':*;<02 0,0002 0,2 0,02 0,002 0,2 0,02 0,2 0,02 0,002 0,2 0,02 LT10o minuty . 60 60 ;: ^ m "\ 180 60 120 180 60, 120 60 60 180 60 120 Przyklad XII. Próba LT100 dla dwuskrzydlych.Owad testowy mucha domowa (Musca domestica). 50 Rozpuszczalnik: aceton. 2 czesci wagowe substancji biologicznie czynnej rozpuszcza sie w 1000 czesci objetosciowych roz¬ puszczalnika. Tak otrzymany roztwór rozciencza sie rozpuszczalnikiem do pozadanych nizszych stezen. 55 2,5 ml roztworu substancji biologicznie czynnej od¬ pipetowuje sie na szalke Petri'ego, na dnie której znajduje sie saczek z bibuly filtracyjnej o srednicy 9,5 om. Szalke Petri'ego pozostawia sie otwarta az do calkowitego odparowania rozpuszczalnika. 60 Zaleznie od stezenia roztworu substancji czynnej, ilosc substancji czynnej przypadajaca na m* bibuly filtracyjnej jest rózna. Nastepnie umieszcza sie okolo 25 sztuk owadów testowych w szalce Petri'e- go i przykrywa ja szklana pokrywka. Stan owa- 65 dów testowych kontroluje sie na biezaco i ustala68 93* czas potrzebny dla uzyskania 100% smiertelnosci.Owady testowe, rodzaje substancji biologicznie czynnych, stezenia ich i okresy czasu, w których nastapila 100°/o smiertelnosc, zamieszczono w ta¬ blicy 2.Tablica 2 Próba LT1M dla dwuskrzydlych Tablica 3 Próba IiD100 Substancja czynna 1 Zwiazek o wzorze 7 Zwiazek o wzorze 12 ' Zwiazek o wzorze 5 Zwiazek o wzorze 6 [ Zwiazek o wzorze 8 Stezenie substancji czynnej roztwór °/o 0,2 0,02 0,002 0,2 0,02 0,002 0,2 0,02 0,002 0,2 0,02 0,002 0,2 0,02 LT10o minuty 15 40 130 50 50 480 30 55 480 55 180 480 75 210 Przyklad XIII. Próba LD100. Owad testowy: Sitophilus granarius. Rozpuszczalnik: aceton. 2 czesci wagowe substancji biologicznie czynnej rozpuszcza sie w 1000 czesciach objetosciowych rozpuszczalnika. Tak otrzymany roztwór rozciencza sie rozpuszczalnikiem do pozadanych nizszych ste¬ zen. 2,5 ml roztworu substancji biologicznie czyn¬ nej odpipetowuje sie na szalke Petri'ego, na dnie której znajduje sie saczek z bibuly filtracyjnej o srednicy 9,5 om. Szalke Petri'ego pozostawia sie otwarta az do calkowitego odparowania rozpusz¬ czalnika. Zaleznie od stezenia roztworu substancji czynnej rózna jest ilosc tej substancji przypadaja¬ ca na m2 bibuly filtracyjnej. Nastepnie umieszcza sie okolo 25 sztuk owadów testowych w szalce Petri'ego i pokrywa sie ja szklana pokrywka.Stan owadów testowych skontrolowano po 3 dniach od zalozenia próby. Oznaczono smiertel¬ nosc w procentach. Rodzaje substancji czynnych, stezenia ich, owady testowe i wyniki zamieszczono w tablicy 3. 10 15 20 30 35 40 45 50 Substancja czynna Zwiazek o wzorze 7 Zwiazek o wzorze 12 Zwiazek o wzorze 5 Zwiazek o wzorze 6 1 Zwiazek o wzorze 8 Zwiazek o wzorze 13 Stezenie substancji czynnej roztwór % 0,2 0,02 0,002 0,0002 0,2 0,02 0,2 0,2 0,02 0,2 0,02 0,2 0,02 Smiertel¬ nosc w % 100 100 100 50 100 100 100 100 30 100 90 100 100 f PL PL