CH484894A

CH484894A - Verfahren zur Herstellung von Chromanyl-N-methyl-carbaminsäureestern

Info

Publication number: CH484894A
Application number: CH1219169A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Dr Heiss; Alfred Dr Seyberlich; Ingeborg Dr Hammann; Wolfgang Dr Behrenz
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1966-05-24
Filing date: 1967-04-11
Publication date: 1970-01-31

Description

Verfahren zur Herstellung von Chromanyl-N-methyl-carbaminsäureestern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer N-Methyl-carbaminsäureester mit insektizider und akarizider Wirkung.

Es ist bereits bekanntgeworden, dass 2-Alkoxy- phenyl-N-methyl-carbaminsäureester, z. B. der Iso propoxyphenyl-N-methylcarbaminsäureester (vgl. DAS Nr. 1 108 202) Insektizid wirksam sind. Diese Verbin dungen haben aber den Nachteil, dass sie. im alkalischen Medium sehr schnell verseift werden. Sie sind daher als Residual-Belag auf gekälkten Unterlagen nicht einzu setzen, da sie ihre Wirksamkeit schon nach einigen Tagen eingebüsst haben.

Weiterhin ist bekanntgeworden, dass man auch andere Carbamate als Insektizide und Akarizide ver wenden kann, z. B. das &alpha;-Naphthyl-N-methylcarbamat (vgl. z. B. USA-Patentschrift Nr. 2 903 478). Dieses Carbamat hat in der Praxis bereits eine erhebliche Be deutung erlangt.

Es wurde nun gefunden, dass die neuen Chromanyl N-methylcarbaminsäureester der Formel
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in welcher R und R, für Wasserstoff oder Methyl stehen, starke Insektizide und akarizide Eigenschaften aufweisen.

Weiterhin wurde gefunden, dass man Chromanyl N-methyl-carbaminsäureester der Formel (I) erhält, wenn man ein 8-Hydroxychroman der Formel
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zunächst mit Phosgen zum Chromanyl-chlorcarbonat oder zum Bis-(chromanyl)-carbonat und diese Verbin dung dann mit Methylamin zum Chromanyl-N-methyl- carbamat der Formel I umsetzt.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Wirkstoffe weisen eine überraschend hohe Insektizide und akarizide Wir kung auf und sind den vorbekannten chemisch ähnlichen Insektiziden überlegen. Ganz besonders überraschend ist die hohe Alkalibeständigkeit der erfindungsgemässen Wirkstoffe. Sie sind deshalb besonders geeignet für die Anwendung auf frisch gekälkten Wänden, wie sie z. B. in Stallungen vorliegen.

Nachfolgend wird auf das Herstellungsverfahren näher eingegangen.

Die zweite Stufe der erfindungsgemässen Umsetzung kann durch folgende Gleichungen wiedergegeben wer den:
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In der ersten Stufe wird das 8-Hydroxychroman, zweckmässigerweise in Gegenwart von inerten Lösungs mitteln, wie aromatischen Kohlenwasserstoffen, mit einem überschuss an Phosgen in den Chlorameisensäure ester übergeführt, wobei man Verbindung IIa erhält. Zum Binden der entstehenden Salzsäure tropft man im allgemeinen laufend eine Base, zweckmässiger-weise ein Alkalihydroxyd, zu. Der pH-Wert soll unter 7 bleiben. Die Reaktionstemperaturen können in einem grösseren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man zwischen - 10 und + 10 C.

In der zweiten Stufe wird der Chlorameisensäure ester (Formel IIa) mit der etwa äquivalenten Menge Methylamin umgesetzt. Man. arbeitet dabei zweck mässigerweise in Gegenwart von inerten Lösungsmitteln, wie aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe und Äther, z. B. Dioxan. Die Reaktionstemperaturen können wiederum in einem gewissen Bereich variiert werden. Im allgemeinen liegen sie zwischen -10 und +10 C.

In der ersten Stufe kann man aber auch das 8-Hy- droxychroman mit der äquivalenten Menge Phosgen umsetzen. Man arbeitet dabei zweckmässigerweise in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels. Zur Abbindung der entstehenden Salzsäure gibt man im allgemeinen eine Base hinzu, zweckmässiger-weise ein Alkalihydroxyd. Der pH-Wert liegt vorzugsweise bei B. Die Tempera turen können ebenfalls in einem grösseren Bereich variiert werden, vorzugsweise liegen sie zwischen 20 und 60 C.

Das in der ersten Stufe entstehende Bis-(8- chromanyl)-carbonat (Formel IIb) wird mit Methyl amin umgesetzt. Dabei arbeitet man zweckmässigerweise ohne Lösungsmittel. Die günstigen Umsatztemperaturen liegen zwischen etwa -10 und +20 C.

Von den drei als Ausgangsstoffe verwendeten Hydroxychromanen sind das 8-Hydroxychroman und das 2,2-Dimethyl-8-hydroxychroman bekanntgeworden. Das 2-Methyl-8-hydroxychroman kann nach bekannten Verfahren in einfacher Weise hergestellt werden.

Das 8-Hydroxychroman erhält man z. B., wenn man in einer ersten Stufe 2-Methoxy-phenol mit ss-Chlor- propionsäure zur 2-Methoxy-phenoxypropionsäure um setzt, in einer zweiten Stufe dieses Produkt mit Phos- phorpentachlorid und Aluminiumchlorid zum Methoxy- chromanon umsetzt, in einer dritten Stufe dieses Produkt mit amalgamiertem Zink zum Methoxychroman redu ziert und in einer vierten Stufe diese Verbindung durch Abspaltung der Methylgruppe mit Bromwasserstoffsäure in 8-Hydroxychroman überführt (vgl. Beispiel 1).

Das 2-Methyl-8-hydroxychroman erhält man, wenn man in Analogie zur Herstellung des bekannten Chro mans (Journal of the American Chemical Society 41, 668-669) das Natriumsalz des 2-Methoxyphenols in Alkohol unter Rückfluss mit 3-Chlorbutylalkohol zum 2-Methoxy-phenoxy-butylalkohol umsetzt und diesen durch Erhitzen mit Zinkchlorid in das 2-Methyl-8- methoxycumaran überführt, aus welchem man durch Abspaltung der Methylgruppe mit Bromwasserstoff das 2-Methyl-8-hydroxychroman erhält.

Das 2,2-Dimethyl-8-hydroxychroman erhält man, wenn man z. B. in Analogie zur Herstellung des be kannten 6-Chlor-2,2-dimethylchromans (Deutsche Pa tentschrift Nr. 1 164425) 2-Methoxy-phenol in einem inerten Lösungsmittel und in Gegenwart von Alumi- niumphenolat mit Isopren zum 2,2-Dimethyl-8-methoxy- chroman umsetzt und aus diesem durch Abspaltung der Methylgruppe mit Bromwasserstoff das 2,2-Dimethyl- 8-hydroxychroman herstellt.

Die erfindungsgemäss hergestellten Wirkstoffe weisen bei geringer Warmblütertoxizität und Phytotoxizität starke insektizide und akarizide Wirkungen auf. Die Wirkungen setzen schnell ein und halten lange an. Sie können deshalb mit gutem Erfolg zur Bekämpfung von schädlichen saugenden und beissenden Insekten, Dipteren sowie Milben auf dem Pflanzenschutzgebiet und in der Hygiene verwendet werden.

Zu den saugenden Insekten gehören im wesent lichen Blattläuse, wie die Pfirsichblattlaus (Myzus persicae), die schwarze Bohnenblattlaus (Doralis fabae); Schildläuse, wie Aspidiotus hederae, Lecanium hespe- ridum, Pseudococcus maritimes; Thysanopteren, wie Hercinothrips femoralis; und Wanzen, wie die Rüben wanze (Piesma quadrata) und die Bettwanze (Cimex lectularius). Zu den beissenden Insekten zählen im wesentlichen Schmetterlingsraupen, wie Plutella maculipennis, Lymantria dispar;

Käfer, wie Kornkäfer (Sitophilus granarius), der Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decem- lineata), aber auch im Boden lebende Arten, wie die Drahtwürmer (Agriotes sp.) und die Engerlinge (Melo- lontha melolontha); Schaben, wie die Deutsche Schabe (Blattella germanica); Orthopteren, wie das Heimchen (Acheta domesticus); Termiten, wie Reticulitermes; Hymenopteren, wie Ameisen.

Die Dipteren umfassen insbesondere die Fliegen, wie die Taufliege (Drosophila melanogaster), die Mittel meerfruchtfliege (Ceratitis capitata), die Stubenfliege (Musca domestica) und Mücken, wie die Stechmücke (Aedes aegypti).

Bei den !Milben sind besonders wichtig die Spinn milben (Tetranychidae), wie die gemeine Spinnmilbe (Tetranychus urticae), die Obstbaumspinnmilbe (Para- tetranychus pilosus); Gallmilben, wie die Johannisbeer- gallmilbe (Eriophyes ribis) und Tarsonemiden, wie Tar- sonemus pallidus, und Zecken.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Wirkstoffe kön nen in die üblichen Formulierungen übergeführt wer den, wie Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Pulver, Pasten und Granulate. Diese können in bekannter Weise hergestellt werden, z. B. durch Vermischen der Wirkstoffe mit Streckmitteln, also flüssigen Lö sungsmitteln und/oder festen Trägerstoffen, gegebenen falls unter Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln, also Emulgiermitteln und/oder Dispergiermitteln. Im Falle der Benutzung von Wasser als Streckmittel kön nen z. B. auch organische Lösungsmittel als Hilfs lösungsmittel verwendet werden.

Als flüssige Lösungs mittel kommen im wesentlichen in Frage: Aromaten, wie Xylol und Benzol, chlorierte Aromaten, wie Chlor benzole, Paraffine, wie Erdölfraktionen, Alkohole, wie Methanol und Butanol, stark polare Lösungsmittel, wie Dimethylformamid und Dimethylsulfoxyd, sowie Was ser; als feste Trägerstoffe: natürliche Gesteinsmehle, wie Kaoline, Tonerden, Talkum und Kreide, und synthe tische Gesteinsmehle, wie hochdisperse Kieselsäure und Silikate; als Emulgiermittel: nichtionogene und anio nische Emulgatoren, wie Polyoxyäthylen-Fettsäure-Ester, Polyoxyäthylen - Fettalkohol-Äther, z. B. Alkylaryl- polyglykol-äther, Alkylsulfonate und Arylsulfonate; als Dispergiermittel: z. B. Lignin, Sulfitablaugen und Methylcellulose.

Die erfindungsgemässen Wirkstoffe können in den Formulierungen in Mischung mit anderen bekannten Wirkstoffen vorliegen.

Die Formulierungen enthalten im allgemeinen zwi schen 0,1 und 95 Gew. % Wirkstoff, vorzugsweise zwi schen 0,5 und 90.

Die Wirkstoffe können als solche, in Form ihrer Formulierungen oder in Form der daraus bereiteten Anwendungsformen, wie gebrauchsfertige Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Pulver, Pasten und Granu late, angewendet werden. Die Anwendung geschieht in üblicher Weise, z. B. durch Versprühen, Verspritzen, Streuen, Verstäuben und Giessen.

Die Wirkstoffkonzentrationen können in einem grösseren Bereich variiert werden. Im allgemeinen ver wendet man Wirkstoffkonzentrationen von 0,00001 bis 20ö, vorzugsweise von 0,01 bis5%.

In den folgenden Beispielen verhalten sich Gewichts teile zu Volumteilen wie kg zu Liter.
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Beispiel <SEP> A
<tb> Phaedon-Test
<tb> Lösungsmittel: <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Aceton
<tb> Emulgator: <SEP> 1 <SEP> <SEP> Alkylarylpolyglykoläther Zur Herstellung einer zweckmässigen Wirkstoffzube reitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit der angegebenen Menge Lösungsmittel, das die angegebene Menge Emulgator enthält, und verdünnt das Konzen trat mit Wasser auf die gewünschte Konzentration.

Mit der Wirkstoffzubereitung spritzt man Meer rettichblätter (Cochlearia armoratia) tropfnass und be setzt sie mit Meerretichkäfern (Phaedon cochleariae).

Nach den angegebenen Zeiten wird der Abtötungs- grad in % bestimmt. Dabei bedeutet 10010, dass alle Käfer getötet wurden. 0/'0 bedeutet, dass keine Käfer getötet wurden.

Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen, Zeiten der Auswertung und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:
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Beispiel <SEP> B
<tb> Lymantria-Test
<tb> Lösungsmittel: <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Aceton
<tb> Emulgator: <SEP> 1 <SEP> <SEP> Alkylarylpolyglykoläther Zur Herstellung einer zweckmässigen Wirkstoffzube reitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit der angegebenen Menge Lösungsmittel, das die angegebene Menge Emulgator enthält, und verdünnt das Konzen trat mit Wasser auf die gewünschte Konzentration. Mit der Wirkstoffzubereitung werden Zweige des Weissdorns (Crataegus monogyna) taufeucht bespritzt und mit Raupen des Schwammspinners (Lymantria dispar) besetzt.

Nach den angegebenen Zeiten wird der Abtötungs grad in % bestimmt. Dabei bedeutet 100%, dass alle Raupen getötet wurden, während 0/10 angibt, dass keine Raupen getötet wurden.

Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen, Auswertungs zeiten und Resultate gehen aus der nachfolgenden Ta belle hervor:
EMI0004.0005

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Beispiel <SEP> C
<tb> Myzus-Test <SEP> (Kontakt-Wirkung)
<tb> Lösungsmittel: <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Aceton
<tb> Emulgator: <SEP> 1 <SEP> A <SEP> Alkylarylpolyglykoläther Zu Herstellung einer zweckmässigen Wirkstoffzube reitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit der angegebenen Menge Lösungsmittel, das die angegebene Menge Emulgator enthält, und verdünnt das Konzen trat mit Wasser auf die gewünschte Konzentration. Mit der Wirkstoffzubereitung werden Kohlpflanzen (Brassica oleracea), welche stark von der Pfirsichblatt laus (Myzus persicae) befallen sind, tropfnass besprüht.

Nach den angegebenen Zeiten wird der Abtötungs grad in % bestimmt. Dabei bedeutet 100%, dass alle Blattläuse abgetötet wurden, 0 ö bedeutet, dass keine Blattläuse abgetötet wurden.

Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen, Auswertungs zeiten und Resultate gehen aus der nachfolgenden Ta belle hervor:
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Beispiel <SEP> D
<tb> Residual-Test
<tb> Testtiere: <SEP> Aedes <SEP> aegypti.
<tb> Netzpulver-Grundsubstanz, <SEP> bestehend <SEP> aus:
<tb> 3% <SEP> diisobutylnaphthalin-l-sulfosaures <SEP> Natrium
<tb> 6 <SEP> % <SEP> Sulfitablauge, <SEP> teilweise <SEP> kondensiert <SEP> mit <SEP> Anilin
<tb> 40% <SEP> hochdisperse <SEP> Kieselsäure, <SEP> Ca0-haltig
<tb> 513 <SEP> Kolloid-Kaolin. Zur Herstellung einer zweckmässigen Wirkstoffzube reitung vermischt man innig 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit 9 Gewichtsteilen Netzpulver-Grundsubstanz. Das so erhaltene Spritzpulver wird in 90 Teilen Wasser suspen diert.

Die Wirkstoffsuspension wird in einer Aufwand menge von 1 g Wirkstoff pro m9 auf Unterlagen aus verschiedenen Materialien aufgespritzt.

Die Spritzbelege werden in bestimmten Zeitabstän den auf ihre biologische Wirkung geprüft.

Zu diesem Zweck bringt man die Testtiere auf die behandelten Unterlagen. Über die Testtiere wird ein flacher Zylinder gestülpt, der an seinem oberen Ende mit einem Drahtgitter verschlossen ist, um die Tiere am Entweichen zu hindern. Nach 8 Stunden Verweil- zeit der Tiere auf der Unterlage wird der knock down- Effekt in 3ö bestimmt.

Wirkstoffe, Art der Testunterlagen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:
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Beispiel E LTI00-Test für Dipteren Testtiere: Aedes aegypti Lösungsmittel: Aceton 2 Gewichtsteile Wirkstoff werden in 1000 Volum- teilen Lösungsmittel aufgenommen. Die so erhaltene Lösung wird mit weiterem Lösungsmittel auf die ge wünschten geringeren Konzentrationen verdünnt.

2,5 ml Wirkstofflösung werden in eine Petrischale pipettiert. Auf dem Boden der Petrischale befindet sich ein Filterpapier mit einem Durchmesser von etwa 9,5 cm. Die Petrischale bleibt so lange offen stehen, bis das Lösungsmittel vollständig verdunstet ist. Je nach Konzentration der Wirkstofflösung ist die Menge Wirk stoff pro m= Filterpapier verschieden hoch. Anschliessend gibt man etwa 25 Testtiere in die Petrischale und be deckt sie mit einem Glasdeckel.

Der Zustand der Testtiere wird nach 60', 120' und 180' kontrolliert. Es wird diejenige Zeit ermittelt, welche für einen 100 öigen knock down-Effekt notwendig ist.

Testtiere, Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Zeiten, bei denen eine 100%ige knock-down-Wirkung vorliegt, gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor.
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Beispiel F LDI00-Test Testtiere: Sitophilus granarius (Kornkäfer) Lösungmittel: Aceton.

2 Gewichtsteile Wirkstoff werden in 1000 Volum- teilen Lösungsmittel aufgenommen. Die so erhaltene Lösung wird mit weiterem Lösungsmittel auf die ge wünschten Konzentrationen verdünnt.

2,5 ml Wirkstofflösung werden in eine Petrischale pipettiert. Auf dem Boden der Petrischale befindet sich ein Filterpapier mit einem Durchmesser von etwa 9,5 cm. Die Petrischale bleibt so lange offen stehen, bis das Lösungsmittel vollständig verdunstet ist. Je nach Kon zentration der Wirkstofflösung ist die Menge Wirkstoff pro m' Filterpapier verschieden hoch. Anschliessend gibt man etwa 25 Testtiere in die Petrischale und bedeckt sie mit einem Glasdeckel.

Der Zustand der Testtiere wird nach 1 und 3 Tagen nach Ansetzen der Versuche kontrolliert. Bestimmt wird die knock down-Wirkung in %.

Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen, Testtiere und Ergebnisse gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:
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Darstellung des als Ausgangsmaterial verwendeten Hydroxychromans 1. 2 Methoxy-phenoxy-propionsäure Zu einer heissen Lösung von 185 g 2-Methoxy- phenol in Kalilauge (84 g KOH in 200 ml Wasser) werden ebenfalls heisse Lösungen von 80 g B-Chlor- propionsäure in 20 ml Wasser und 40 g KOH in 30 ml Wasser abwechselnd und portionsweise zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten am Rückfluss ge kocht, abgekühlt, mit konzentrierter HCl angesäuert und mit Äther extrahiert.

Die ätherische Phase wird mit Sodalösung ausgezogen und die 2-Methoxy-phenoxy- propionsäure durch Ansäuern ausgefällt und abgesaugt. Fp. 135 .

2. Methoxychromanon 12 g 2-Methoxy-phenoxy-propionsäure werden in 80 ml Benzol suspendiert, und zur Suspension werden 20 g Phosphorpentachlorid zugesetzt. Unter Entwick lung von HCI löst sich die Säure auf. Zu der klaren Lösung gibt man unter Kühlen 24 g Aluminiumchlorid portionsweise hinzu und lässt 3 Stunden bei Zimmer temperatur nachrühren. Dann giesst man das Reaktions gemisch auf Eis und extrahiert mit Äther. Die ätherische Schicht wird mit NaOH und Wasser gewaschen, das Lösungsmittel abgezogen und der Rückstand aus Alko hol umkristallisiert. Fp. 83 .

Ausbeute 10 g.

3. Methoxychroman ,Das Methoxychromanon wird nach Clemmensen zum Methoxychroman reduziert. Zu diesem Zweck er- hitzt man 0,4 Mol des Methoxychromanons mit 100 g amalgamiertem Zink in 50 ml Wasser und 250 ml konzentrierter Salzsäure für 6 bis 8 Stunden zum Sie den, wobei nach jeder Stunde etwa 15 ml konzentrierte Salzsäure zugesetzt werden. Die Reaktionsmischung wird einer Wasserdampfdestillation unterworfen, das Destillat ausgeäthert, der ätherische Auszug nach Trock nung fraktioniert destilliert.

4. Hydroxychroman 14 g Methoxychroman werden mit 90 ml Eisessig und 150 ml 48%iger Bromwasserstoffsäure 1,5 Std. am Rückfluss gekocht. Das Reaktionsgemisch wird ab gekühlt und in 1 Liter Wasser gegossen. .Die wässrige Schicht wird mit Kochsalz gesättigt und mit Benzol extrahiert. Die benzolische Schicht wäscht man mit Wasser neutral und zieht das Benzol im Vakuum ab, wobei das Reaktionsprodukt als viskoses Öl zurück bleibt. Es wird ohne weitere Reinigung zur Umsetzung verwendet.

Claims

PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel EMI0007.0014 worin R und R, für Wasserstoff oder die Methylgruppe stehen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein 8-Hydroxy- chroman der Formel EMI0008.0000 zunächst mit Phosgen zum Chromanyl-chlorcarbonat oder zum Bis-(chromanyl)-carbonat und diese Verbin dung dann mit Methylamin zum Chromanyl-N-methyl- carbamat der Formel I umsetzt. UNTERANSPRÜCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man in der ersten Verfahrensstufe mit einem überschuss an Phosgen arbeitet, wobei man als Zwischenprodukt das Chromanylchlorcarbonat erhält. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man in der ersten Verfahrensstufe mit der äquivalenten Menge an Phosgen arbeitet, wobei man als Zwischenprodukt das Bis-(chromanyl)-carbonat erhält. PATENTANSPRUCH II Verwendung der nach dem Verfahren gemäss Patent anspruch I hergestellten Chromanyl-N-methylcarbamate der Formel I als mindestens eine aktive Komponente in alkalibeständigen insektiziden und akariziden Mitteln.