Herbizide cis-1- Heteroaryloxy-2,3-epoxycycloalkanderivatθ
Die Erfindung betrifft cis-1 -Hetθroaryloxy-2,3-epoxycycloalkanderivatθ, ihre Herstellung und ihre Verwendung als Mittel mit herbizider und pflanzenwachstums- regulierender Wirkung.
Bestimmte 1-Aryloxy-2,3-epoxycyclohexanderivate sind bereits bekannt (US-A 4,667,055).
Die gewünschte Herbizidwirkung der bekannten Verbindungen ist häufig jedoch nicht ausreichend, oder es können bei entsprechend hoher Herbizidwirkung unerwünschte Schädigungen in den land- oder forstwirtschaftlichen Nutzkulturen auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von neuen substituierten 2,3-Epoxycycloalkanen, die diese Nachteile nicht aufweisen und die in ihren biologischen Eigenschaften den bisher bekannten Verbindungen überlegen sind.
Es wurde gefunden, daß cis-1- Heteroaryloxy-2,3-epoxycycloalkanθ der allgemeinen Formel I
(t)
R1 für einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach, gleich oder verschieden durch C-i-β-Alkyl, C^-Alkoxy, Halogen-C^-alkyl, Halogen-C^-alkoxy, C^-
Alkoxycarbonyl, Cyano, Halogen, Nitro, Amino, C^-Alkylamino, C^- Dialkylamino, C^-Alkylsulfinyl, C^-Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl, Halogen- C^-alkylthio, C1_6-.AIkylaminocarbonyl, Carboxy oder Formyl substituierten 5-6 gliedrigen heterocyclischen Ring steht, der ein oder auch mehrere Heteroatomβ aus der Gruppe Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthalten kann,
R2 für CH3 oder C2H5 steht,
R3,R4 gleich oder verschieden sein können und für H, C^-Alkyl, C^-Alkenyl, C2_g- Alkinyl, Halogen-C^-alkyl, Halogen-C2_6-alkenyl, Halogen-C^-alkinyl, gegebenenfalls ein- oder mehrfach, gleich oder verschieden mit Halogen, C^-Alkyl, Cj^-Alkoxy, Halogen-C^-alkyl, Halogen-C1_6-Alkoxy, Nitro oder Cyano substituiertes Phenyl, Cyano, C- ^-Alkoxycarbonyl, C^-Alkoxy, Halogen-C1_6-alkoxy, -CH2-OR5 (R5 gleich C^-Alkyl, Halogen-C^-alkyl, Allyl, Benzyl oder Propargyl) oder
R3 und R4 zusammen für -(CH2)m- (m gleich 2, 3, 4 oder 5) stehen und n für 0 oder 1 steht, eine im Vergleich zu den bekannten Verbindungen überlegene Wirksamkeit haben.
Unter Halogen ist Fluor, Chlor, Brom und Jod zu verstehen. Unter den Begriffen "Alkyl", "Alkenyl" und "Alkinyl" sind sowohl geradkettige als auch verzweigte Kohlenwasserstoffreste zu verstehen.
Bei den beiden letztgenannten Resten kann sich die Mehrfachbindung an beliebiger Stelle des Restes befinden. "Halogenalkyl" bedeutet, daß ein oder mehrere Wasserstoffatome des betreffenden Alkylrestes durch die entsprechende Anzahl gleicher oder verschiedener Halogenatome substituiert sind. Unter "Dialkylamino" ist eine Aminogruppe zu verstehen, die zwei gleiche oder verschiedene Alkylgruppen trägt.
Unter einem 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring ist ein maximal ungesättigter Ring zu verstehen, der neben Kohlenstoffatomβn ein oder mehrere, gleiche oder verschiedene Hetβroatome aus der Gruppe Stickstoff, Sauerstoff oder
Schwefel trägt. Dabei kann die Verknüpfung mit der Oxygruppe des Epoxyalkanols an beliebiger Position des heterocyclischen Rings erfolgen.
Bevorzugt sind solche cis-1 -Heteroaryloxy-2,3-θpoxycycloalkane der allgemeinen Formel I, in der
R1 für einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach, gleich oder verschieden durch C -Alkyl, C -Alkoxy, Halogen-C -alkyl, Halogen-C^-alkoxy, C - Alkoxycarbonyl, Cyano, Halogen, Nitro, Amino, C^-Alkylamino, C^- Dialkylamino, C -Alkylsulfinyl, C^-Alkylsulfonyl, Halogen-C -alkylthio, C^-Alkylaminocarbonyl, Carboxy oder For yl substituierten 5- oder 6-gliedrigen Ring steht, der ein oder zwei Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthalten kann,
R2 für CH3 oder C2H5 steht,
R3,R4 gleich oder verschieden sein können und für H, C^-Alkyl, C2^-Alkenyl, C2^- Alkinyl, Halogen-C1_4-alkyl, Halogen-C2^-alkenyl, Halogen-C2^-alkinyl, gegebenenfalls ein- oder mehrfach, gleich oder verschieden mit Halogen, C^-Alkyl, C^-Alkoxy, Halogen-C1- -alkyl, Halogen-C^-alkoxy, Nitro oder Cyano substituiertes Phenyl, Cyano, C -Alkoxycarbonyl, C^-Alkoxy, Halogen-C1-ralkoxy, -CH2-OR5 (R5 gleich C^-Alkyi, Halogen-C -alkyl, Allyl, Benzyl oder Propargyl) oder
R3 und R4 zusammen für -(CH2)m- (m gleich 2, 3, 4 oder 5) stehen und n für 0 oder 1 steht.
Besonders bevorzugt sind solche cis-1 -Heteroaryloxy-2,3-epoxycycloalkanθ der allgemeinen Formel I, in der
R1 für einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach, gleich oder verschieden durch C^-Alkyl, C^-Alkoxy, Halogen-^ _2-alkyl, Halogen-C1.2-alkoxy, C^- Alkoxycarbonyl, Cyano, Halogen, Amino, Carboxy oder Formyl substituierten
heteroaromatischen Ring aus der Gruppe Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Pyrrol, Furan, Thiophen, Oxazol, Isoxazol, Isothiazol, Thiazol, Pyrazol und Imidazol steht,
R2 für CH3 oder C2H5 steht,
R
3,R
4 gleich oder verschieden sein können und für H, C^-Alkyl, C^-Alkenyl, C
2^- Alkinyl, Halogen-C -alkyl, gegebenenfalls ein- oder mehrfach, gleich oder verschieden mit Halogen, C
|_
2-Alkyl, C
|_
2-Alkoxy, Halogen-C^^alkyl, Halogen-^ _
2-alkoxy oder Cyano substituiertes Phenyl, Cyano, C^- Alkoxycarbonyl, C
1- -Alkoxy,
-CH
2-OR
5 (R5 gleich C
|_ -AHcyl, Halogen-C -alkyl, Allyl, Benzyl oder Propargyl) oder
R3 und R4 zusammen für -(CH2)m- (m gleich 2, 3, 4 oder 5) stehen und n für 0 oder 1 steht.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I lassen sich herstellen, indem man eine Verbindung der allgemeinen Formel II
<±)
( « ),
in der R2, R3, R4 und n die unter der allgemeinen Formel I angegebene Bedeutung haben, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III
R1X ( III ),
in der R1 die unter der allgemeinen Formel I angegebene Bedeutung hat und X für eine geeignete Abgangsgruppe, wie Chlor, Brom, Jod oder eine Alkyl- oder Arylsulfoxygruppe steht, nach an sich bekannten Methoden in Gegenwart einer Base umsetzt.
Die Umsetzung wird in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. Benzol, Toluol, Xylol, Diethylether, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder 1,4-Dioxan in Gegenwart einer Base, wie Natriumhydrid oder Kalium-t-butylat bei Temperaturen zwischen 0 °C und dem Siedepunkt des jeweiligen Lösungsmittels durchgeführt.
Die als Zwischenprodukte verwendeten Verbindungen der allgemeinen Formel II lassen sich nach an sich bekannten Methoden herstellen, wie sie in der Deutschen Patentanmeldung 19524 143.6 beschrieben sind.
Die nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Verbindungen können nach üblichen Methoden aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden, beispielsweise durch Abdesti liieren des Lösungsmittels bei normalem oder vermindertem Druck, durch Ausfällen mit Wasser oder durch Extraktion. Ein erhöhter Reinheitsgrad kann in der Regel durch säulenchromatographische Aufreinigung sowie durch fraktionierte Destillation oder Kristallisation erhalten werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen stellen in der Regel fast färb- und geruchslose Flüssigkeiten oder Kristalle dar, die bedingt löslich in Wasser, aiiphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Petrolether, Hexan, Pentan und Cyclohexan, gut löslich in halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie Chloroform, Methylenchlorid und Tetrachlorkohlenstoff, aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol und Xylol, Ethern, wie Diethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan, Carbonsäurenitrilen, wie Acetonitril, Alkoholen, wie Ethanol und Methanol, Carbonsäureamiden, wie Dimethylformamid, Sulfoxiden, wie Dimethylsulfoxid oder organischen Basen, wie beispielsweise Pyridin, sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen eine gute herbizide Wirkung bei breitblättrigen Unkräutern und Gräsern. Ein selektiver Einsatz ist in verschiedenen Kulturen möglich, z. B. in Reis, Raps, Rüben, Sojabohnen, Baumwolle, Mais, Gerste, Weizen und anderen Getreidearten. Einzelne Verbindungen sind auch als Selektivherbizide in Reis, Rüben, Baumwolle, Soja, Mais und Getreide besonders geeignet. Ebenso können die Verbindungen zur Unkrautbekämpfung in
Dauerkulturen, wie z.B. in Forst-, Ziergehölz-, Obst-, Wein-, Citrus-, Nuß-, Bananen-, Kaffee-, Tee-, Gummi-, ölpalm-, Kakao-, Beerenfrucht- und Hopfenanlagen und zur selektiven Unkrautbekämpfung in einjährigen Kulturen eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können z.B. bei den folgenden
Pflanzengattungen verwendet werden:
Dikotyle Unkräuter der Gattungen wie Sinapis, Lepidium, Galium, Stellaria,
Matricaria, Anthemis, Galinsoga, Chenopodium, Brassica, Urtica, Senecio,
Amaranthus, Portulaca, Xanthium, Convolvulus, Ipomoea, Polygonum, Sesbania,
Ambrosia, Cirsium, Sonchus, Solanum, Lamium, Veronica, Abutilon, Datura, Viola,
Galeopsis, Papaver, Centaurea und Chrysanthemum;
Monokotyle Unkräuter der Gattungen wie Avena, Alopecurus, Echinochloa, Setaria,
Panicum, Digitaria, Poa, Eleusine, Brachiaria, Lolium, Bromus, Cyperus, Elymus,
Sagittaria, Monochoria, Fimbristylis, Eleocharis, Ischaemum und Apera.
Die Aufwandmengen schwanken je nach Anwendungsart im Vor- und Nachauflauf zwischen 0,001 bis 5 kg/ha.
Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können entweder allein, in Mischung miteinander oder in Kombination mit anderen Wirkstoffen angewendet werden. Gegebenenfalls können andere Pflanzenschutz- oder Schädlingbekämpfungsmittel je nach dem gewünschten Zweck zugesetzt werden. Sofern eine Verbreiterung des Wirkungsspektrums beabsichtigt ist, können auch andere herbizide Wirkstoffe zugesetzt werden. Dazu eignen sich zum Beispiel diejenigen Wirkstoffe, die in 'Weed Abstracts, Vol. 48, No. 2, 1994' unter dem Titel "List of common names and abbreviationes employed for currently used herbicides and plant growth regulators" aufgeführt sind.
Eine Förderung der Wirkintensität und der Wirkgeschwindigkeit kann zum Beispiel durch Zusätze wie organische Lösungsmittel, Netzmittel und öle erzielt werden. Solche Zusätze lassen daher gegebenenfalls eine Verringerung der Wirkstoffdosierung zu.
Zweckmäßig werden die erfindungsgemäßen Wirkstoffe oder deren Mischungen in Form von Zubereitungen, wie Pulvern, Streumitteln, Granulaten, Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen, unter Zusatz von flüssigen und/oder festen Trägerstoffen beziehungsweise Verdünnungsmitteln und gegebenenfalls Haft-, Netz-, Emulgier- und/oder Dispergierhilfsmitteln angewandt.
Die oben genannten Formulierungsarten sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise beschrieben in: K. Martens, "Spray Drying Handbook", 3rd Ed., G. Goodwin Ltd., London. 1979; W. van Valkenburg, "Pesticide Formulations", Marcel Dekker, N.Y. 1973; Winnaker-Küchler, "Chemische Technologie", Band 7, C. Hauser Verlag München, 4. Auflage 1986; "Perry's Chemical Engineer's Handbook", 5th Ed., McGraw-Hill, N.Y. 1973, Seiten 8-57.
Geeignete flüssige Trägerstoffe sind zum Beispiel aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclohaxan, Toluol und Xylol, Ketone wie Cyclohexanon und Isophoron, andere Lösungsmittel wie Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid sowie weiterhin Mineralölfraktionen und Pflanzenöle.
Als feste Trägerstoffe eignen sich Mineralien, wie zum Beispiel Bentonit, Silicagel, Talkum, Kaolin, Attapulgit, Kalkstein und pflanzliche Produkte, wie zum Beispiel Mehle.
Die notwendigen Formulierungshilfsmittei wie Inertmaterialien, Tenside, Lösungsmittel und weitere Zusatzstoffe sind ebenfalls bekannt und werden beispielsweise beschrieben in: McCutcheon's "Detergents and Emulsifiers Annual", MC Publ. Corp., Ridgewood N.J.; C. Marsden, "Solvente Guide", 2nd Ed., Interscience, N.Y. 1963; H. von Olphen, "Introduction to Clay Colloid Chemistry", 2nd Ed., J. Wiley & Sons, N.Y.; Schönfeldt, "Grenzflächenaktive Äthyienoxidaddukte", Wiss. Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1976; Sisley and Wood, "Encyclopedia of Surface Active Agents", Chem. Publ. Co. Inc., N.Y. 1964; Watkins, "Handbook of Insecticide Dust Diluents and Carriers", 2nd Ed., Darland Books, Caldwell N.J.; Winnacker-Küchler, "Chemische Technologie", Band 7, C. Hauser Verlag München, 4. Auflage 1986.
Beispiele geeigneter oberflächenaktiver Stoffe sind Calciumligninsulfonat, Polyethylenalkylphenylether, Naphthalinsulfonsäuren und deren Salze, Phenolsulfonsäuren und deren Salze, Formaldehydkondensate, Fettalkoholsulfate sowie substituierte Benzolsulfonsäuren und deren Salze.
Der Anteil des bzw. der Wirkstoffe(s) in den verschiedenen Zubereitungen kann in weiten Grenzen variieren. Beispielsweise enthalten die Mittel etwa 10 bis 90 Gewichtsprozent Wirkstoff, etwa 90 bis 10 Gewichtsprozent flüssige oder feste Trägerstoffe sowie gegebenenfalls bis zu 20 Gewichtsprozent oberflächenaktive Stoffe.
Die Ausbringung der Mittel kann in üblicher Weise erfolgen, zum Beispiel mit Wasser als Träger in Spritzbrühmengen von etwa 100 bis 1000 Liter / ha. Eine Anwendung der Mittel im sogenannten Low-Volume- und Ultra-Low-Verfahren ist ebenso möglich wie ihre Applikation in Form von sogenannten Mikrogranulaten. Die Herstellung dieser Zubereitungen kann in an sich bekannter Art und Weise, zum Beispiel durch Mahl- oder Mischverfahren, durchgeführt werden. Gewünschtenfalls können Zubereitungen der Einzelkomponenten auch erst kurz vor ihrer Verwendung gemischt werden, wie es zum Beispiel im sogenannten Tankmixverfahren in der Praxis durchgeführt wird.
Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen.
Beispiel 1
(1 RS, 2RS, 6SR)-2-(4,6-Dimethoxy-2-pyrimidinyloxy)-1 ,5,5-trimethyl-7- oxabicyclo[4.1.OJheptan
1,56 g (10 mmol) (1RS, 2RS, 6SR)-2-Hydroxy-1 ,5,5-trimethyl-7- oxabicyclo[4.1.0]heptan werden in 60 ml Tetrahydrofuran gelöst und anschließend mit 1,23 g (11 mmol) Kalium-tert.-butylat und 2,18 g (10 mmol) 4,6-Dimethoxy-2- methylsulfonylpyrimidin versetzt. Man läßt 4,5 Stunden bei Raumtemperatur rühren, engt anschließend am Rotationsverdampfer ein und nimmt den Rückstand mit 50 ml
Essigester auf. Es wird mit gesättigter Natriumchlorid-Lösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und erneut am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie an Kieselgel mit Hexan: Essigester 9:1 gereinigt. Ausbeute: 1 ,8 g (6.1 mmol = 61 % der Theorie) farbloses öl
Rf (Essigester) = 0,83 no = 1 ,50632
In analoger Weise werden die folgenden Verbindungen der Formel (I) hergestellt:
Dabei bedeuten Me: Methyl Ph: Phenyl
Die nachfolgenden Anwendungsbeispiele erläutern die Verwendbarkeit der erfmdungsgemäßen Verbindungen.
Anwendungsbeispiel A
Im Gewächshaus wurden die aufgeführten Pflanzenspezies vor dem Auflaufen mit den Verbindungen in einer Aufwandmenge von 0,3 kg Wirkstoff/ha behandelt. Die Verbindungen wurden zu diesem Zweck als Emulsion mit 500 Litern Wasser/ha gleichmäßig über den Boden versprüht. Hier zeigten zwei Wochen nach der Behandlung die erfindungsgemäßen Verbindungen eine hohe Kulturpflanzenselektivität in Zuckerrübe, Weizen, Mais und Sojabohne bei ausgezeichneter Wirkung gegen das Unkraut.
B G T z S P E D P L
Verbindung
E L R E E A C I O O gemäß
A X 2 A T N H G A L
Beispiel
V M A M V S C S A M
X A X X I S G A N U
6 0 0 0 0 4 4 4 4 2 0
7 1 0 0 0 4 4 4 4 3 3
Unbehandelt 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
deuten:
BEAVX Beta vulgaris
GLXMA Glycine max 0 = keine Schädigung
TRZAX Triticum aestivum 1 = 1-24 % Schädigung
ZEAMX Zea mays 2 = 25-74 % Schädigung
SETVI Setaria viridis 3 = 75-89 % Schädigung
PANSS Panicum sp. 4 = 90-100 % Schädigung
ECHCG Echinochloa crus-galli
DIGSA Digitaria sanguinalis
POAAN Poa annua
LOLMU Lolium multiflorum
Anwendungsbeispiel B
Im Gewächshaus wurden die in der Tabelle aufgeführten Verbindungen durch Pipettieren auf eine Wasseroberfläche von ca. 170 cm2 appliziert, wobei die Testpflanzen sowohl im Vorauflauf als auch im 1-3 Blattstadium eingesetzt wurden. Nach 2 Wochen zeigte sich, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen gegen wichtige Reisunkräuter stark wirksam und gleichzeitig kulturpflanzenvertägiich sind.
Es bedeuteten: S = Aktivsubstanz
ORYSA = Oryza sativa 0 = keine Schädigung
ECHCG = Echinochloa crus-galli 1 = schwache Schädigung
CYPDI = Cyperus difformis 2 = mittlere Schädigung
MOOVA Monochoria vaginalis 3 = starke Schädigung
4 = total vernichtet