DE1543457B1 - Cyclopropancarbonsaeureester - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formel

CH,O—C—CH CH — CH = C

O C

CH₃ CH₃

CH,

CH,

in der R₁ einen Alkylenrest .mit 3 oder 4 C-Atomen und R₂ ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen bedeutet.

Diese Verbindungen können durch Umsetzung von Chrysanthemummonocarbonsäure oder eines ihrer funktionellen Derivate mit einem Benzylderivat der allgemeinen Formel

CH,A

20

(II)

in der R₁ und R₂ die vorstehende Bedeutung haben und A eine Hydroxylgruppe oder ein Chloratom ist, in an sich bekannter Weise, vorzugsweise unter Verwendung eines basischen Kondensationsmittels, hergestellt werden.

30 Von den zahlreichen gegenwärtig verwendeten Insecticiden sind Pyrethrumextrakte sowie synthetische Handelsprodukte des Pyrethrintyps, d. h. Ester der Chrysanthemummonocarbonsäure, wegen ihrer raschen Wirkung, ihrer Unschädlichkeit gegenüber Säugetieren und ihrer hohen insecticiden Aktivität besonders bevorzugt. Ihre Verwendung ist jedoch wegen ihrer verhältnismäßig hohen Herstellungskosten bis zu einem gewissen Grade beschränkt.

Die Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formel I besitzen eine hohe insektizide Aktivität, sind harmlos gegenüber Säugetieren und Pflanzen und können aus leicht zugänglichen Ausgangsverbindungen nach einem einfachen und billigen Verfahren hergestellt werden. Die Verbindungen der Erfindung weisen im Vergleich zu Pyrethrumextrakten und synthetischen Produkten des Pyrethrintyps eine höhere insecticide Aktivität z. B. gegen Stechmücken (Culex pipiens pallens) auf.

Beispiele für besondere bevorzugte Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formell sind: 6-Chrysanthemo^cymethyltetralin

CH₉O · C-CH CH-CH =

O C

CH₃ CH₃ CH₃

CH₃

5-Chrysanthemoxymethylindan

CH₃
CH₂O · C-CH CH-CH = C

O C CH₃

CH₃ CH₃

ö-Chrysanthemoxymethyl-V-methyltetralin

CHOC-CH CH-CH = C

CH, CH, CH

CH,

CH,

S-Chrysanthemoxymethyl-o-methylindan

CH₃

CH₂OC-CH CH-CH = C

Il \ / ο c

CH₃ CH₃ CH₃

S-Chrysanthemoxymethyl-o-äthylindan

CH₃
CH₂OC-CH CH-CH = C

O C CH₃

C2H5 CH₃ CH₃

und o-Chrysanthemoxymethyl-T-propyltetralin

CH₂OC- CH CH — CH = C

CH,

CH,

CH,

Die Herstellung der Verbindungen der Erfindung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise können die Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formel I durch Umsetzung des Benzylderivats der allgemeinen Formel II, in der A eine Hydroxylgruppe bedeutet, mit Chrysanthemummonocarbonsäurechlorid in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels, wie einer tertiären organischen Base, z. B. Pyridin oder Triäthylamin, etwa bei Raumtemperatur hergestellt werden oder durch Erhitzen mit dem Chrysanthemummonocarbonsäureanhydrid, vorzugsweise in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wodurch man den entsprechenden Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formel I in hoher Ausbeute erhält.

Die Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formell können aber auch dadurch hergestellt werden, daß man das Benzylderivat der allgemeinen Formelll, in der A ein Chloratom bedeutet, mit Chrysanthemummonocarbonsäure in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels, wie einer tertiären organischen Base, z. B. Pyridin oder Triäthylamin, oder wie einem Alkalimetallcarbonat oder -hydroxyd, z. B. Kaliumcarbonat oder Natriumhydroxyd, und vorzugsweise in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, umsetzt. Das Benzylderivat kann aber auch mit einem Salz der Chrysanthemummonocarbonsäure in Gegenwart eines wie vorstehend erwähnten basischen Kondensationsmittels umgesetzt werden.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Benzylverbindungen der allgemeinen Formel II können durch Chlormethylierung der entsprechenden Alkylenbenzole mit Formaldehyd und Chlorwasserstoff hergestellt werden, wobei als Nebenprodukte geringe Mengen 2,3-Alkylenbenzylchloride erhalten werden, die

durch Acetylierung und anschließende Hydrolyse

in 3,4-Alkylenbenzylalkohole übergeführt werden

können.

Zur Herstellung von insecticiden Mitteln, die Verbindungen der allgemeinen Formell als Wirkstoff enthalten, können diese zu öllösungen, emulgierbaren Konzentraten, Aerosolen, benetzbaren Pulvern, Moskitowendeln, Granulaten, Ködermitteln, Stäubemitteln, die ein oder mehrere Lockmittel enthalten, und zu anderen Präparaten unter Verwendung herkömmlicher Hilfsstoffe verarbeitet werden.

Je nach der Art der Formulierung, z. B. bei Stäubemitteln, Ködermitteln oder Moskitowendeln, kann der Wirkstoff in Form einer Lösung in einem organisehen Lösungsmittel, wie Xylol, Methylnaphthalin oder Aceton, in an sich bekannter Weise verwendet werden.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 5,4 g (0,03 Mol) 6-Chlormethyltetralin, 6,3 g (0,33 Mol) des Natriumsalzes der dl - cis,trans - Chrysanthemummonocarbonsäure und 50 ml Aceton wird 15 Stunden unter Rückfluß gerührt. Das Gemisch wird anschließend gekühlt und das ausgefällte Natriumchlorid abfiltriert. Nach Abtrennung des Acetons unter vermindertem Druck wird der viskose flüssige Rückstand in 30 ml Benzol gelöst. Die erhaltene Lösung wird zunächst mit einer 10%igen wäßrigen Kaliumcarbonatlösung und anschließend mit einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet.

55

Nach Abtrennung des Benzols unter vermindertem Druck erhält man 7,0 g ö-dl-ciSjtrans-Chrysanthemoxymethyltetralin mit der Strukturformel

CH₂O · C-CH CH-CH = C

Il \ /
ο c

CH₃ CH₃

CH,

CH,

vom Kp. 165^QC/0,19mmHg und ni? 1,5336.
CHO^-

Berechnet ... C 80,6%, H 8,71%;

gefunden ... C 80,8%, H 8,97%.

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 5,0 g (0,03 Mol) 5-Chlormethylindan, 5,0 g (0,03 Mol) dl-cis^rans-Chrysanthemummonocarbonsäure, 4,5 g (0,045 Mol) Tnäthylamin und 50 ml Aceton wird unter Rückfluß 16 Stunden gekocht. Das Gemisch wird anschließend gekühlt, das ausgefällte Triäthylaminhydrochlorid abfiltriert und das Aceton abdestilliert. Der viskose ölige Rückstand wird in 30 ml Benzol gelöst. Die erhaltene Lösung wird der Reihe nach mit In-SaIzsäure, einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung, einer 10%igen wäßrigen Kaliumcarbonatlösung und wiederum mit einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und hierauf über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abtrennung des Benzols unter vermindertem Druck erhält man 6,9 g S-dl-cis^rans-Chrysanthemoxymethylindan mit der Strukturformel

CH₂O · C-CH CH = C

CH,

O C

/ \
CH₃ CH₃

CH₃

vom Kp. 139°C/0,15mmHg und n¹ _D ⁹ 1,5290.

Berechnet
gefunden

C 80,3%, H 8,93%;
C 80,5%, H 8,72%.

Beispiel 3

Eine Lösung von 3,2 g (0,02 Mol) 6-Hydroxymethyltetralin und 2,4 g (0,03 Mol) Pyridin in 15 ml wasserfreiem Benzol wird mit einer weiteren Lösung von 3,7 g (0,02 Mol) dl-cis^rans-Chrysanthemummonocarbonsäurechlorid in 15 ml Benzol vermischt und dabei mit Eis gekühlt. Sofort nach der Ausfällung des Pyridinhydrochlorids erfolgt eine exotherme Reaktion. Die umgesetzte Lösung wird über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen und hierauf der Reihe nach mit 1 η-Salzsäure, einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung, einer 10%igen wäßrigen Kaliumcarbonatlösung und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und anschließend über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abtrennung des Benzols und anschließender Destillation unter vermindertem Druck erhält man, wie im Beispiel 1, 5,2 g o-dl-cis^rans-Chrysanthemoxymethyltetralin vom Kp. 162°C/0,15 mm Hg und nf 1,5316. säureanhydrid werden in 30 ml wasserfreiem Toluol gelöst und unter Rückfluß 3 Stunden gekocht. Die Lösung wird anschließend gekühlt und hierauf mit einer 10%igen wäßrigen Kaliumcarbonatlösung gewaschen, um die Chrysanthemummonocarbonsäure zu entfernen, und anschließend mit einer gesättigten, wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abdestillierung des Toluols und anschließender Destillation unter vermindertem Druck erhält man, wie im Beispiel 2, 4,2 g S-dl-ciSjtrans-Chrysanthemoxymethylindan vom Kp. 139°C/0,15 mm Hg und n¹ _B ⁹ 1,5292.

H,_SO₇

-21^-28

Berechnet
gefunden

C 80,6%, H 9,18%;
C 80,8%, H 8,97%.

Beispiel 4

3 g (0,02 Mol) 5-Hydroxymethylindan und 6,4 g (0,02 Mol) dl-cis^rans-Chrysanthemummonocarbon-Berechnet
gefunden

C 80,8%, H 9,07%; C 80,5%, H 8,72%.

Beispiel 5

Ein Gemisch aus 3,9 g (0,02 Mol) 6-Chlormethyl-7-methyltetralin, 3,4 g (0,02 Mol) dl-trans-Chrysan-

themummonocarbonsäure und 3 g (0,03 Mol) Tri-

äthylamin wird in 50 ml Methylisobutylketon gelöst

und unter Rückfluß 15 Stunden erhitzt. Das Gemisch

wird hierauf gekühlt, und das ausgefällte Triäthylaminhydrochlorid wird abfiltriert.

Nach Abtrennung des Methylisobutylketons unter vermindertem Druck wird der viskose flüssige Rückstand in 30 ml Benzol gelöst. Die erhaltene Lösung wird der Reihe nach mit 2n-Salzsäure, einer 5%igen wäßrigen Natriumcarbonatlösung und schließlich mit einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und anschließend über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet.

Nach Abtrennung des Benzols und Destillation Chrysanthemoxymethyl - 7 - methyltetralin mit der unter vermindertem Druck erhält man 5,2 g 6-dl-trans- Strukturformel

vom Kp. 146⁰C-bis Γ5Ο⁰ C/0,05 mm Hg und n? 1,5345.

C₂₂H₃₀O₂:

Berechnet ... C 80,94%, H 9,26%;
gefunden ... C 80,65%, H 9,14%.

Beispiel 6

Eine Lösung von 3,3 g (0,02 Mol) 5-Hydroxymethyl-6-methylindan und 2,4 g (0,03 Mol) Pyridin in 15 ml wasserfreiem Benzol wird mit einer Lösung von 3,7 g (0,02 Mol) dl-cis^rans-Chrysanthemummonocarbonsäure in 15 ml Benzol vermischt und dabei mit Eis gekühlt.

Die Lösungen werden gründlich miteinander vermischt und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen.

Die erhaltene Lösung wird der Reihe nach mit 2n-Salzsäure, 5%iger wäßriger Natriumcarbonat-

lösung und schließlich mit gesättigter wäßriger Natriumchloridlösung gewaschen und anschließend über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abtrennung von Benzol und Destillation unter vermindertem Druck erhält man 5,7 g 5-dl-cis,trans-Chrysan-

themoxymethyl-6-methylindan mit der Strukturformel

CH₂OC-CH CH-CH = C

X ■

CH3

CH3 CH3

CH,

CH,

vom Kp. 142°C/0,04mmHg und n\f 1,5300.

C₂IH₂S O₂:

Berechnet ... C 80,73%, H 9,03%;
gefunden ... C 80,67%, H 9,03%.

40

Beispiel 7

Ein Gemisch aus 3,3 g (0,02 Mol) 5-Hydroxymethyl-6-methylindan und 6,4 g (0,02 Mol) dl-cis,trans-Chrysanthemummonocarbonsäureanhydrid wird in 30 ml wasserfreiem Toluol gelöst und unter Rückfluß 3 Stunden erhitzt. Das Gemisch wird hierauf gekühlt, und die erhaltene Lösung wird der Reihe nach mit 5%iger wäßriger Natriumcarbonatlösung und einer gesättigten, wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Durch Abtrennung von Toluol und Destillation unter vermindertem Druck erhält man 4,1 g S-dl-cis^rans-Chrysanthemoxymethyl-o-methylindan wie im Beispiel 6 vom Kp. 145 bis 149° C/0,05 mm Hg und Yi²O 1,5298.

C₂₁H₂₈O₂: Berechnet gefunden C 80,73%, H 9,03%;
C 80,57%, H 9,21%.

Beispiel 8

Ein Gemisch aus 3,9 g (0,02 Mol) 5-Chlormethyl-6-äthylindan, 3,4 g (0,02 Mol) dl-ciSjtrans-Chrysanthemummonocarbonsäure und 3 g (0,03 Mol) Triäthylamin wird in 50 ml Methylisobutylketon gelöst und unter Rückfluß 15 Stunden erhitzt.

Die erhaltene Lösung wird gemäß dem Verfahren vom Beispiel 5 behandelt, und man erhält 5,3 g 5 - dl - cis,trans - Chrysanthemoxymethyl - 6 - äthylindan mit der Strukturformel

CH,

CH₂ OC- CH CH — CH = C

C CH₃

C₂H₅

CH3

CH3

vom Kp. 156 bis 161° C/0,05 mm Hg und n%⁴ 1,5321. C₂₂H₃₀O₂:

Berechnet
gefunden

C 80,94%, H 9,26%;
C 80,70%, H 9,17%.

Beispiel 9

Ein Gemisch aus 4,4 g (0,02 Mol) 6-Chlormethyl-7-propyltetralin, 3,4 g (0,02 Mol) dl-cis,trans-Chrysanthemummonocarbonsäure und 3 g (0,03 Mol) Triäthylamin wird in 3 g (0,03 Mol) Methylisobutyl-

009552/382

9 10

keton gelöst, und das Gemisch wird hierauf 15 Stun- spiel 5 behandelt, und man erhält 5,7 g 6-dl-cis,transden unter Rückfluß erhitzt. Die erhaltene Lösung Chrysanthemoxymethyl - 7 - propyltetralin mit der wird anschließend gemäß dem Verfahren vom Bei- Strukturformel

CH₃

CH₃

vom Kp. 170 bis 174° C/0,04 mm Hg und nf 1,5402. C^H₃₄O₂:

Berechnet ... C 81,33, H 9,67%;
gefunden ... C 81,18, H 9,62%.

Die nachstehenden bekannten Verbindungen I bis IV wurden mit den erfindungsgemäßen Verbindungen V bis X hinsichtlich insektizider Aktivität und Toxizität verglichen.

CH₃

CH₂ OC- CH CH — CH = C

CH₃

O C CH₃

CH₃ CH₃

(nach deutscher Auslegeschrift 1150242)

CO ^CH3

II. ( Y N-CH₂OC-CH-CH-CH=⁵C_n

^ 0 C

/ \ CH₃ CH₃

(Beispiel 1 der belgischen Patentschrift 635 902)

CO_x^ /^¹³

III. I Il N-CH₂OC-CH CH-CH = C

Il \ / ^ oc

CH₃ CH₃ (Beispiel 11 der belgischen Patentschrift 646 399).

-CO\
IV. Il Il N-CH₂OC-CH-CH-CH =

CH₃

CH₃ CH₃

(Beispiel 1 der belgischen Patentschrift 651737)

V.

(Beispiel 1)

VI.

(Beispiel 2)

VII.

(Beispiel 5)

VIII.

(Beispiel 6)

(Beispiel 8)

11

CH₃

CH₂OC-CH CH-CH = C

O C CH₃

CH₃ CH₃

CH₃ CH₂OC- CH CH — CH = C

C CH₃

CH₃ CH₃

CH₂OC-CH CH-CH = C

CH,

CH₃

CH,

CH₂OC-CH CH- CH = C

CH,

CH₂OC-CH CH-CH = C

Il \ /
ο c

C2H5 CH₃ CH₃

CH,

CH,

(Beispiel 9)

CH₃ CH₂OC-CH-—CH-CH = C

C CH₃

C₃H₇ CH₃ CH₃

Verbindung

1. Wirkung gegenüber Stechmückenlarven
(Culex pipiens pallens)

Ein emulgierbares Konzentrat aus einem Gemisch von Netzmitteln, Xylol und der zu untersuchenden Verbindung als Stammlösung wird mit Wasser auf die Testkonzentration von 0,01 bis 0,5 ppm eingestellt, und 200 ml der jeweiligen Verdünnung werden in ein 300 ml fassendes Becherglas gegeben. Auf die Oberfläche der Lösung werden 30 ausgewachsene Stechmückenlarven ausgesetzt. Die Bechergläser werden 24 Stunden bei 25° C stehengelassen. Danach wird die Mortalität der getöteten Larven bestimmt.

2. Orale Toxizität bei der Maus

Jede zu untersuchende Verbindung wird durch Verdünnen eines 50%igen emulgierbaren Konzentrats mit Wasser emulgiert. Jede Konzentration der obigen Lösungen wird Mäusen oral in einer Menge von 20 ml pro Kilogramm Körpergewicht instilliert. Während 7 Tagen werden die Vergiftungssymptome beobachtet. Danach wird der LD₅₀-WeIt (mg/kg) nach der Methode von Litchfield und WiI-coxon oder Behren s—K ä.rbe r berechnet, Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

3. Wirkung gegenüber Stubenfliegen
(Musca domestica vicina)

Durch Auflösen der zu untersuchenden Verbindungen in raffiniertem Kerosin werden ölspritzmittel hergestellt. Die Stammlösungen werden mit raffiniertem Kerosin auf die verschiedenen zu untersuchenden Konzentrationen eingestellt. Jeweils 5 ml dieser Präparate werden nach der Drehtischmethode, beschrieben von F. L. Campbell und W. N. Sullivan in der Zeitschrift »Soap and Sanitary Chemicals, Bd. 14, Nr. 6 (1933), S. 119ff., mit einem Druck von 0,7 kg/cm² innerhalb 10 Sekunden versprüht. Nach 20 Sekunden wird die Schließvorrichtung geöffnet, und eine Gruppe von etwa 100 Stuben-

Claims (1)

1. Patentanspruch: Cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formel

   CH₂O-C-CH CH-CH =

   fliegen wird dem versprühten Nebel 10 Minuten ausgesetzt und hierauf in einen BeobaChtungskäfig verbracht. Die Mortalität wird nach 24 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.

   Tabelle I

   I
   II

   III
   IV

   VI

   VII

   VIII

   IX

   50%ige Abtötung der

   Stechmückenlarven

   (LC₅₀) bei der

   angegebenen

   Konzentration (ppm)

   0,038
   0,420
   0,051
   0,105

   0,027
   0,025
   0,030
   0,028
   0,030
   0,034

   Tabelle II

   LD₅₀ (Maus, oral; mg/kg)

   >5 000

   10 000

   2 000

   > 10 000

   >5 000 >5 000 >5 000 >5 000 >5 000 >5 000

   50%ige Abtötung der Stubenfliegen (LC₅₀) Verbindung bei der angegebenen Konzentration (mgaOOml) I 340 V 160 VI 155 VII 190 VIII 180 IX 200 X 250

   CH,

   CH,

   (I)

   CH, CH,

   in der R₁ einen Alkylenrest mit 3 oder 4 C-Atomen und R₂ ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen bedeutet.