Гологенированные норборненспиродикетоны,обладающие бактерицидной и фунгицидной активностью,и способ их получения
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАпИЕ
ИЗОБРЕТЕИИЯ (;oe> Советских
Социалистических
Республик
<1;6?7245
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид»ву (22) Заявлено 0102,76 (21) 2449178/23-04 (ь )м. кл.з
С 07 С 13/72
А 01 N 27/00 с присоединением заявки Йо
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет з
Опубликовано 150481, Бкзллетень f49 14 (53) УДК 547.44..07 (088. 8) Дата опубликования описания 150481
В.В, Симонов, A.Ô. Анищенко, Э,Н. Попова, Т.П. Дунаева, P.Т. Гаэизов и В.Д. Симонов (72) Авторы изобретения
Уфимский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института химических средств защиты растений (71) Заявитель (54) ГАЛОГЕНИРОВАННЫЕ НОРБОРНЕНСПИРОДИКЕТО
ОБЛАДАЮЩИЕ БАКТЕРИЦИДНОЙ И ФУНГИЦИДНО
АКТИВНОСТЬЮ, И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
И1
Зг
10 (2) бнг — бНг или Ж 0 нг — "нг
Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно, к галогенированным норборненспиродикетонам общей формулы где R - хлор, R — хлор, или п-хлор 3
15 феноксигруппа, или — Ю ч где R — водород, R„ — водород, или аллил, или циклогексил, или метабромфенил или фенил, и их способу получения. 25
Эти соединения проявляют фунгицидную и бактерицидную активность и могут применяться для борьбы с различными болезнями растений, а также с плесневением неметаллических ма териалов.
Укаэанные соединения и способ их получения в литературе не описаны.
Наиболее близкими по структуре соединениями являются спиросоедине- ния общей формулы х. где Х вЂ” С Я, Вг,,F, обладающие гербицидной активностью j1g.
Указанные соединения (2) получают путам окисления 1,2,3,4,7,7-гексагало-5-метилен-2-норборнена надкислотами или перекисью водорода в присутствии в качестве катализато- ра безводного ацетата натрия. В качестве растворителя используют уксусную кислоту, а процесс ведут при температуре 20-30 Ñ. Выход целевого продукта составляет 72-83%.
Однако спиросоединения общей формулы (2) Не обладают бактерицндной q и фунгицидной активностью, кроме того, способ получения этих соединв-
677245 ний не обеспечивает достаточно высокого выхода по целевому продукту.
Целью изобретения является способ получения новых соединений, обладающих бактерицидной и фунгицидной активностью.
Соединения формулы (1) получают путем взаимодействия циклопентадиена с перхлор-2-метилен-4-циклопентен-1,3-дионом при температуре 30-60оС в среде органического растворителя или в избытке циклопентадиена в присутствии ингибитора полимеризации, полученный при этом 3,3-дихлор-5-норборнен-2-спиро(2 †(4,5 -дихлорГI
7 (-4 †.циклопентен-1,3 -дион)) подвергают взаимодействию с аммиаком или амином или фенолом с последующим выделением целевого продукта.
Предпочтительно в качестве ингибитора полимеризации использовать гидрохинон.
Пример 1. -Получение 3 3I
-дихлор-5-норборнен-2-спиро- (2 (4 5I
-дихлор-4 -циклопентен-1,3-диона)).
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 12,3 г (0,05 моль) перхлор-2-метилен-4-циклопентен-1,3-диона, 19,8 г (0,3 моль) циклопентадиена и 0,1 г гидрохинона. Суспензию 3 ч нагрева ют до 35-40 С при энергичном перемешивании. Затем твердые частицы отфильтровывают, промывают гептаном и сушат. Получают 14 r (90Ъ) чистых кристаллов продукта формулы (1) (R»=- (»7 = С 0) с т. пл. 129-130 С.
Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 12,3 г (0,05 моль) перхлор-2-метилен-4-циклопентен-1,3-диона, 3,4 г (0,052 моль) циклопентадиена, 0,05 г пирокатехина и 100 мл бензола.
Реакционную смесь нагревают до
55-60 С и выдерживают при этой темо пературе в течение 2,5 ч. Затем реакционную массу охлаждают, удаляют бензол, остаток перекристаллизовывают. Получают 10,1 г (65%) кристаллического продукта формулы (1) (R»=, Rg=CP) с т. пл. 128,5-130 С.
П р и и е р 3. Получение 3,3-дихлор-5-норборнен-2-спиро- j2 — ( — 4 аллиламино-5 -хлор-4 -цикло( пентен-1, 3 -диона) .
В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной вороиicoé, загружают 15,6 г (0,05 моль) соединения формулы (1) (R R
= С Р), полученного в предйдущем примере, и 80 мл бензола. К этой смесн добавляют но каалям в течение
0,5 ч прй перемешквании при комнатной температуре раствор 5,7 r (0,1 моль) аллиламина в 20 мл бензола, продолжают перемешивание еше
1 ч. Затем реакционную массу два>кды экстрагируют 100 мл воды, бензол из органического слоя отгоняют, остаток промывают подкисленной водой, затем водой и сушат. Получают
15,8 r (95%) сырого продукта. После двухкратной перекристаллизации из гептана получают желтые кристаллы соединения формулы (1) (R » = С Р, Rg = NH-СН -СН=СН ) с т. пл. 116117 С.
Пример 4. Получение 3 3-дихлор-5-норборнен-2-спиро-(2 — (I t
†(4 -амино-5-хлор-4-циклопентен -1,3-диона)j.
Продукт, полученный в примере 1, загружают в колбу и добавляют бензол, как в примере 2. Затем в бензольный раствор продукта пропуска- : .ют в течение 4 ч газообразный аммиЩ ак и обработку ведут по примеру 2.
Получают 90, конечного продукта с т. пл. 165-1670С.
Пример .5. Получение 3,3-дихлор-5-норборнен-2-спирог2 (4
I ((-цикло-гексиламино-5-хлор-4-циклопентен-1,3-диона)) .
Опыт проводят, как в примере 2.
Из 15 6 г (0 05 моля) продукта по примеру 1 (R» = R2 = C(7) и 9 9 г
ЗО. (0,1 моль) циклогексиламина получено 17,7 г (95%) сырого продукта. ,После перекристаллиэации из бензола
55 бо получают желтые кристаллы соедине(1) <н;-й, н,-нн ) (7
Т. пл. 206-207 С.
Пример 6. Получение 3, 3-дихлор-5-норборнен-,2-спиро (2-(4
-морфолино-5-хлор-4-циклопентен-1, 3 -диона)
Опыт проводят, как в примере 2. Из 15,6 r (0,05 моль) продукта формулы (1) (R» = Rg- Cк) и 8 72 г (0,1 моль) морфолина получено 16,4 г (91Ъ) сырого продукта. После двухкратной перекристаллизации. из этано- „ ла получают зеленоватые кристаллы соединения формулы (1)
Rq=617 Rg О 7 Т. пл. 122 124оС
Пример 7., Получение 3 3дихлор 5-норборнен 2-спНро 2
I 1 1
-(4 -n-хлорфенокси-5-хлор-4-циклоI пентен-1,3-диона)) .
В колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, загружают
15,6 r (0,05 моль) продукта формулы (1) (R» = R = С(7), 6,4 r (0,05 моль) п-хлорфенола, 5,1 r (0,05 моль) тризтиламина и 100 мл бенэола. После перемешивания в течение 2 ч отфильтровывают выпавший в осадок солянокислый триэ-..иламин, бензольный фильтрат испаряют. После перекрис677245 тапииэации вещества иэ cëèðòà получают 13 г (64,5Ъ) желтых кристаллов соединения формулы (1) (R <,С Р, = О ), T. пл. 152-154 С.
Повторная кристаллизация из СС 04 дала т. пл. 154-155,5ос соединений общей формулы (1). Характеристика соединений приведена в табл. 1. Полученные Соединения относятся к умеренно токсичным. В табл. 2 представлены ИК- и МАСС-спектры соединений, охарактеризованных в табл. 1.
Опыты по подтверждению фунгицидной и бактерицидной активности соединений были проведены методами in Vitro на чистых культурах фитопатогениых грибов и бактерий, на семенах пшеницы, кукурузы и гороха против возбудителей, вызывающих их плесневение . и корневые гнили, против грибов, повреждающих не металлические материалы, в полевых условиях — в борьбе с пыльной и твердой головней овса, головней и корневыми гнилями проса.
Эти опыты иллюстрируются следующими примерами.
Сравнительные данные по бактерицидной и фунгицидной активности соединений формулы (1) с известными препаратами приведены в табл. 3-9 и показывают высокую бактерицидную и фунгицидную активность соединений общей формулы (1), Пример 8. Действие на фитопатогенные грибы и бактерии.
Споры грибов Fusarium so 1апi, HeIminthosporium satiyum u Aitarnaria
tenuis, Botrytis cinerea и бактерии
Xanthomonas maIvacearum проращивают в суспензии исследуемых соединений (при температуре 24 С в течение о
20 ч), содержащих 0,005% биологически активного веществ (C.а,в.) или высевают на плотную питательную среду, содержащую О,ООЬЪ б..а. в., и выдерживают при температуре 24 С
О . в течение 72 ч. Определяют влияние соединений на прорастание спор и рост колоний грибов или бактерий °
Данные, представленные в таблице
3, показывают фунгитоксичность соединений формулы (1) по отношению к перечисленным грибам и бактериям„
Наиболее фунгитоксичным является вещество общей формулы (1), где
R < = В2 = С 3 (соединение A) .
Пример 9. Действие против грибов, вызывающих болезни семян зерновых культур.
Семена пшеницы (сорта Харьковская 46), естественно зараженные грибами — возбудителями черного зародыша и плесневения (Helminthospo-;
rium sativum, Aiternaria tenuis, Fusarium culmor.um, Penici ftium Sp., c(adosporium Sp., Nucor Sp.) обра5 l0
60 батывают предлагаемым средством при норме расхода 1-1,5 r б.а.в. на
1 кг .семян с увлажнением водой (10 мг/кг) или дражируют и через
2-3 дня раскладывают на проращивание во влажную камеру (в чашки Петри, выстланные влажной фильтровальной бумагой) при температуре 25ОС.
Через 7 дней определяют степень поражения семян грибами. В табл. 4 приведены данные, характеризующие высокое обеззараживающее действие соединения A на грибы, вызывающие болезни семян пшеницы.
Пример 10. Семена кукурузы, зараженные Asperg i f /us f clavus, и гороха, зараженные Fusarium ачегасеиm обрабатывают соединением A (2,0 г б.а.в. на 1 кг семян) и проращивают во влажной камере при температуре 25оС в течение 7 дней. Результаты испытаний (см. табл. 5) свидетельствуют о высоком токсическом действии соедииения A на грибы, поражающие семена кукурузы и гороха.
Пример 11. Действие на конидии Venturià inaegua gis
Листья яблони (сорт Пониклое), пораженные паршей, обрабатывают
0,1%-ной суспенэией соединения A.
Через 2-5 дней .выделяют конидии возбудителя заболевания и проращивают в воде при 24 С в течение 48 ч.
Соедйнение A полностью лишает жизнеспособности конидии V. inaegu Eis (см. табл. 6).
Пример 12. Действие на плесени.
Испытание проводят тремя методами. Метод A и Б.. Питательную среду
Чапека (метод A — среда без сахарозы, метод Б — с сахарозой) засевают смесью грибов Aspergik pus niger, chaetomium дiobosum Репiсi(13ium
funiculosum, RenIci 9(ium, cyelopium, Paeci komycer varioti. На газонный посев грибов наносят в двух-трех точках соединение A в количестве
15 кг (диаметром 10 мм). Инкубируют при температуре 28 С. Через 7-14 дней определяют зону подавления роста грибов вокруг препарата в баллах.
Метод В. В питательную среду Чапека на агаре (2Ъ) вводят 0,1% б,а.в. соединения A. Среду перемешивают и разливают в чашки Петри по
25 мл. На застывшую среду высевают в отдельных точках (3-4) смесь указанных выше грибов. Определяют степень подавления роста мицелия грибов, под влиянием предлагаемого средства.
Результаты испытаний, приведенные в табл. 7, свидетельствуют о высоком антисемитическом действии соединения A на грибы, вызывающие плесневение неметаллических материалов.
677245
Зараженные и протравленные семена высевают в поле. О высокой эффек-. тивности соединения A в борьбе с пыльной головней овса и головней проса свидетельствуют данные, приведенные в табл. 8 и 9.
Т а б л и ц а 1
Характеристика соединений общей формулы
Найдено
Выход, %
Вычислено
Бруттоформула сое динений
t т. пл.,с а
C0 N C H CP
1. СР.CP
130 131 41 9 2 30 45 9 — 42 4 1 90 45 6 (н-гептан) 90 С Н602С Р4
3,12 36,2 493 45,1 2,70 36,5 4,80 90 С H80NC Р
Ь2 3
2. СР
МНД
165-167 45,4 (бензол) 3. Р МН- СН-СН= 116-117 5С,2 3,31 32,6 417 50 6 3,50 32,1 4,20 95 С H) ONC P
=СН (н-геп14 22 тан) 4. 1, 2о6-2о7 55,0 5,1о 28,3 422 54,6 4,70 28,5 3,70 95 с„н„орсР>
17 В
55,4 3,78 28,5 395 55,3 () (спирт) (7 (22 3
6. 166-168 45,2 2,68 - 274 45,7 2,46
«к (зеив)
23,7 3,13 82 С Н
Пример 13. Действие против Usti (ago avenae, О. levis, Sphaoelotheca pan сi - mi Рiacei u Fusarium
oxysporun9.
Семена овса (сорт Победа), проса (сорт Долинское 12) искусственно заражают соответственно хламидоспорами U. avenae, U. levis u S. panicimiliacel (2 r на 1 кг семян) и обрабатывают предлагаемым средстйом иЗ расчета 1-1,5 кг б.а.в. перед посевом или заблаговременно (за 3-4 месяца до посева). Заражение F. охуяporium естественно. Протравливание семян проводят увлажнением водой (10 л/т).
Как видно из табл.. 3-9, соединения формулы (1) обладают фунгициднои и бактерицидной активностью.
Особенно широкий спектр действия имеет соединение А, где R = R = С Г.
Оно высокотоксично для грибов из класса аскомицетов, базидиомицетов, дейтеромицетов, фикомицетов, вызывающих болезни растений и плесневение неметаллических материалов, в частности, Venturia inaegua Fis, TiРРеаia caries Usti Рацо avenae, U. evi s, U. hardei, SphacePotheca
panic i - mi Piacei, Fusarium sol ani, oxysporum, F. cu tmorum, F. àvånàceum, He lmi thospor ium sat ivum, А Рternaria tenuis, Botrytis cinerea, Tric hothecium roseum, Cladosporium
herbarum, Aspergi 9(us niger, А. Г Pavus, Chaetomium globosum, Penici Pki.um funicufosum, P.,cye Popium, Раес QQ 0omyces Varioti, Mucor Sp., а также подавляют развитие бактерии Xanthomonas malvacearum, 10
677245
Продолжение табл.1
\ рр пп Х
Найдено
Вычислено
Бруттоформула соединений
Выод, %
T. пл., С
С Н С? й
С Н CE М
/ 1 122-124 49,3 4,29 28,9 350 49,8 3,90 29,3 3,90 91 С Н40 NC Рз (спирт) C1
50,4 2,20 35,5 — 64,5 СПИ ОС 04 хлорэтилен)
Таблица 2
Р соединения
Параметры
Спектры
ИК спектр, см
Спектр ПМР (о м.д) уФ спектр, Яцакс,нм
Масс-спектр, m/е, 2 ИК спектр, см
Спектр ПМР (О м.д) Масс-спектр, m/е
1590, 1640, 1725, 3350 331(М+) ИК-спектр, см
Масс-спектр, m/е
1596, 1735, 3328
373 (М+) ИК-спектр, см Масс-спектр, см m/e 1625, 1742, 3448
367 (И+) 5 ИК- спектр, CM
Масс-спектр, m/е
8., 154- 50,0 2,68 35 1
0 () 1 155,5 (тетра1598, 1730 (Нанти, 3 10 Гц);
2 64 (Нсин 10 Гц);
3,04 и 3,47 (Н, ), 6,25
) и 6,57 (=C-Н)
248,5 (пл), 256
310 (М+) 1595, 1728, 3405 1 ° 78 (Нонти j 10 Гц) (Нсин j 10 Гц), 2,96 и 3,46 (Н 34 ), 6,25 и 6,60 (=С-Н)
291 (М+) 12
677245
Продолжение табл.2
ИК-спектр, сМ
Масс-спектр, m/е
1633, 1745, 3445
446 (М+) ИК-спектр, см 1614, 1750, 3430
Масс-спектр, m/е 361 (М+) ИК-спектр, см
1245, 1600, 1745
358 (М+) Масс-спектр, m/å
Таблица 3 фунгнцндная и бактерицидная активность соединения формулы
° ВЮ Ь
Подавление роста колоний, Ф
Подавление прорастания спор бов(Ъ грисое динення
Х У
° »» в вюю ° концен трация биоактивно го вещества, Ъ
sa l anl
В сФле
red
sat l vuo
А
tenis1s
50 (аьв
nl .
Н
satl
v uls
R В
tenu" l ne
lа red
Х
ma 1vaсеа"
rum еее е»
ВЬ В
0,003 75,1 100,0 100,0 - 62,5
° мв ее«юю» «аююевеююю«» ю вюев юмюе(вю«»»ею« в В
2. С f ННа 0,005 20,1 62,5 3 5, - 0,003 9,0 28,9 0,7 - 25,1
»аюееа еюе мене
0,003 . 3,0 23,8 3,6 - 42,0
0,003 7,0 30,8 14,4 - 28,5 юевеевевев»»ю вююв еа ююю»»»в «»»»»«е
0,003 21,0 41,6 33,1 49,2 ю» ю»»»»»»« ««ю °
«Ю
»»
0 0003 .52(1 - 367 ю в» «»евю ев»»»««»»»«»»»«юю еье «а
0(003 . 42 ° 3 85,9 75,1 - 28,3
0 ° 005 100(0 100 ° 0 100,0
Ю Ю Ю \»«
»»» «» «»»»»»»»» «» «» ««« ю ев ю а в в ю ю
- 97,5-100
- 85-95
87-94
98-99
1. С9 СУ 0,005 100,0 100 ° 0 100,0
3 С 9 щС О, 005 3,5 80,0 3,5 а »в в ЮВЬЮ Ю °
4 СЙ УЩ 0,005 16,1 40,0 0,0 ! е вю ° В В еее»юеее в
З(Оа нН.СЙ1СЬЮ20(005 6(0 65 О 3 5
Ввев юа (а В В юю ююююююю юююююавюююеююввю Вюав
6. СЗ 9 О С8 0(005 55 8
7, фигон (эт»алон) Ирорастание свор э контроле, as F; solanl
Н. sa t l чма
А. tenuis
В. с lnerea онцентрацня бисактивноro вещест« ва, Ф
677245
13
Таблица 4
Токсйчность соединения A д à грибов, поражающих семена пшеницы (сорт Харьковская 46), в сравнении с гранозаном 1 „
Пораженность семян грибами, %
Фунгицид всего в том числе:
Н, sativum
F.cutmorum
А.tenuis
Соединение
1, 5 98,0 5,2
0,1
0,6
0,3
4,2
2,0 по препа- 88,0 рату
8,3
11 00
6,5
0,7
Контроль (без обработки) 46,5
96,0
13,3 . 17,9 1,1 14,2
Таблица 5
Эффективность соединения A при обеззараживании семян кукурузы и гороха против плесневых грибов
Фунгицид
32,0
2,0
Соединение А
ТМТД (известный фунгицид для сравнения) 100,0
80,0, 2,0
Контроль (без об- работки) 99,0
100, 0
Гранозан (известный фунгицид для сравнения) Норма расхода биологически активного вещества, r/êã семян
Всхожесть семян, Ъ
Норма расхода биологйчески активного вещества, r/êã семян
Пораженность семян кукурузы
А, flзуОБ, ф
Penicillium Sp.
cladosporium
Sp.
Пораженность семян гороха
avenaceum, ф
677245
Таблица 6
Токсическое действие соединения A на конидии гриба ч . indegua 0! s
Фунгицид
Концентрация биологически активного вещества, %! Прорастание конидий в воде через 2 дня через 5 дней
Соединение A
0,3
15,2
17,0
0,5
Контроль (без обработки) 76,0
76,3
Таблица 7
Токсическое действие соединения на плесневые грибы, поражающие неметаллические материалы
Метод испытайий
Фунгициды пп
Подавление роста ми-,„ целия rpkбов, Ъ
Pock Концентрация, грибов, В биологич. балл активн.-в-ва
Соединение А
15,0
100,0
15,0
0,01
3. Контроль (без антисептика) 3
x) о — отсутствие роста
1 — слабый рост, наблюдаемый под микроскопом
2 - умеренный рост, видимый визуально
3 -" xороший рост
Цинеб (известный фунгицид для сравнения)-
i.
2. Каптан (известный фунгйцид для сравнения) Доза, мг биологич. активного в-ва
Рост грибов, балл+
0,1
0i01
100,0
100,0
677245
Таблица 8
Эффективность соединения A в борьбе с пыльной и твердой головней овса (сорт Победа) в сравнении с граноэаном
Пораженность головней, Ъ
Урожай зерна, ц/га
Норма расхода биологически активного вещества, кг/т семян
Густота стояния растений на м, шт
Фунгицид
Полевая всхожесть семян, Ъ
0,4
34,5,1 5
87,7
Соединение А
Гранозан (известный фунгицид для сравнения) 1,5 по препарату 93,4
33,3
0,4
530
Г
Контроль (беэ обработки) 21,4
9,9
534
94,0
Таблица 9
Эффективность соединения А в борьбе с головней и корневыми гнилями проса (сорт Долинское 12) в сравнении с гранозаном
Пораженность головней, Ъ
Норма расхода биологически активного вещества, кг/т семян
Пораженность корневыми гнилями, Ъ
Густота стояния растений на м, шт
Полевая всхожесть семян, Ъ
Фунгицид
Урожай зерна, ц/га
359
0,6 42,3
85,1
0,5
1,5
Соединение A
Гранозан (известный фунгицид„-для сравнений) 2,0 (по препарату) 83,8
38,9
358
2,3,0,5
Контроль (без обработки) 31,4
35,4
81, 0
4,6
342
Формула изобретения . где R< - хлор, 82 — хлор, Или О-хлор55
1. Галогенированные норборненспи- фено игруппа
W 3 родикетоны общей формулы нz н
/ или -Огде R5 - водород, Сн — Сн,. бО Rg — водород или аллил или цикло8 гексил или метабромфенил или фенил, 0
Э обладающие бактерицидной и фунгицид(1) ной активностью.
0 2. Способ получения соединений по
У 65 и. 1, заключающийся
677245
Составитель А. Артемов
Редактор Е. Мес опова
P . М р пова Техред И.Асталош Коррект р С. Шекмар
Заказ 2211/1 Тираж 443 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йэобретеййй и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 илийл ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4 В Мй B том, что циклопентадиен подвергают взаимодействию с перхлор-2-метилен-
-4-циклопентен-1,3-дионом при температуре- 30-60 С в среде органичесо кого растворителя в присутствии ингибитора полимеризации, полученный при этом 3,3-дихлор-5-норборнен-2-спиро- j2 †(4,5-дихлор-4 -циклопентен-.1,3 -дион)) подвергают взаимодействию с аммиаком, или амином, или фенолом, если это необходимо, с последующим выделением целевого продукта.
3. Способ по п. 2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве ингибитора полимеризации используют гидрохинон., 4. Способ по пп. 2 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что в качест ве органического растворителя используют избыток циклопентадиена.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3. 298.815, кл. 71-2.5, опублик. 1971.