DE69630197T2

DE69630197T2 - Erhöhte stabilität von azadirachtin enthaltenden festen zubereitungen

Info

Publication number: DE69630197T2
Application number: DE1996630197
Authority: DE
Inventors: F. James WALTER; T. Michael ROLAND
Original assignee: Certis USA LLC
Current assignee: Certis USA LLC
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: DE69630197D1; EP0789513A4; PT789513E; IL120151A0; IL120151A; AU705534B2; WO1996039845A1; AU6040996A; CA2196794A1; ES2205036T3; EP0789513B1; ATE250860T1; EP0789513A1; JPH10508037A; US5635193A

Description

Die Erfindung betrifft Schädlingsbekämpfungszusammensetzungen und insbesondere ein Azadirachtin enthaltendes biologisches Schädlingsbekämpfungsmittel in fester Form, das durch eine verbesserte Stabilität gekennzeichnet ist.
Die biologischen Aktivitäten der Samen des Margosa-Baums (neem tree) sind seit langer Zeit bekannt. Von besonderer Bedeutung sind die starken Insektiziden und pestiziden Eigenschaften von Azadirachtin, dem Hauptwirkstoff im Margosa-Samen. Azadirachtin ist ein Tetranortriterpenoid, das bei verschiedenen Insekten, Milben, Nematoden und ähnlichen Ordnungen eine Hemmung der Nahrungsaufnahme und eine Unterbrechung des Wachstums bewirkt.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, Azadirachtin aus Margosa-Samen zu extrahieren. Typischerweise umfassen diese Verfahren die Trocknung der Margosa-Samen, das Mahlen der getrockneten Samen zu einem groben Pulver und das Extrahieren des Pulvers mit verschiedenen Lösungsmitteln, wie Methanol, Ethanol, Wasser, Methylenchlorid, Chloroform, Hexan, Methylethylketon, Butanol, Benzin, Ether, Aceton, Methyl-tert.-butylether, Diethylcarbonat und dgl. Im allgemeinen wurde festgestellt, daß eine erhöhte Ausbeute erzielt werden kann, indem man die Lösungsmittelpolarität steigert, d. h. von Hexan zu Ethanol, von Ethanol zu Methanol und dgl. Jedoch enthalten die Margosa-Samen trotz der anfänglichen Trocknung immer noch 6 bis 15% Wasser. Während somit zwar durch Verwendung von stärker polaren Lösungsmitteln der Extraktionswirkungsgrad in Bezug auf Azadirachtin erhöht wird, enthält der Extrakt auch einen höheren Anteil des innerhalb der Margosa-Samen enthaltenen Wassers und führt zu wasserhaltigen Extrakten. Dies bedeutet, daß aufgrund der Tatsache, daß Wasser und Azadirachtin eine ähnliche Löslichkeit aufweisen, die zur Extraktion des Azadirachtins aus den Margosa-Samen verwendeten Lösungsmittel auch darin enthaltenes Wasser extrahieren. Extrakte aus rohen Margosa-Samen können bis zu 20% Wasser enthalten.
Frühe Untersuchungen über die biologisch aktiven Eigenschaften von Margosa-Samen waren auf die Identifizierung von Fraktionen abgestellt, einschließlich Öl- und Wachsfraktionen, die ihre biologische Aktivität nach der Zubereitung behielten; vgl. z. B. Singh et al., Phytoparasitica, Bd. 16 (1988), S. 3. Das US-Patent 4 556 562, (Larson) beschreibt einen lagerstabilen, angesäuerten, wäßrigen Ethanol-Extrakt von Azadirachtin, der aus gemahlenen Margosa-Samen hergestellt wird. Ein anerkanntes Verfahren zur Herstellung von Azadirachtin umfaßt die Extraktion von Öl aus den Samen mit einem Azadirachtin nicht-lösenden Lösungsmittel, wie Hexan, wonach sich ein zweiter Extraktionsvorgang unter Verwendung eines Azadirachtin-lösenden Lösungsmittels, wie Ethanol anschließt, wodurch man eine Azadirachtin enthaltende Extraktlösung erhält. Jedoch führt US-Patent 4 946 681 (Walter) aus, daß protische Lösungsmittel mit sauren oder basischen funktionellen Gruppen die Lagerstabilität von Azadirachtin vermindern. US-4 946 681 beschreibt ein Verfahren zur Verwendung von Molekularsieben zur Entfernung von Wasser aus einer Extraktlösung ohne Entfernung von Azadirachtin, womit die Lagerstabilität des Extrakts verbessert werden soll. Das gleiche Patent führt auch aus, daß die Lagerstabilität von Azadirachtin in einer Extraktlösung stark variiert, und zwar je nach dem Lösungsmittelsystem des Extrakts. Die Lagerstabilität wird erhöht, wenn die Extraktlösung mehr als 50 mol-% aprotische Lösungsmittel und weniger als 15% Wasser enthält. Aprotische Lösungsmittel sind im US-Patent 4 946 681 als polare Lösungsmittel mit mäßig hohen Dielektrizitätskonstanten beschrieben, die keine sauren Wasserstoffatome enthalten, wozu (ohne Beschränkung hierauf) aliphatische Alkohole, Ketone, Nitrile, substituierte aromatische Verbindungen, Amidsulfoxide, Alkylcarbonate, chlorierte aliphatische Verbindungen, aromatische Aldehyde, Sulfone, Ether, Ester und dgl. oder Gemische davon gehören. Das US-Patent 5 001 146 (Carter et al.) beschreibt die Lagerung von Azadirachtin in nicht-abbauenden Lösungsmittelsystemen, die gegenüber Zubereitungen auf Ethanol-Wasser-Basis eine verbesserte Lagerstabilität gewährleisten. Das US-Patent 5 001 146 führt ferner aus, daß dann, wenn es sich beim protischen Lösungsmittel um einen Alkohol handelt, die Konzentration an Wasser unter 5 mol-% liegen muß, wobei diese Konzentration vorzugsweise weniger als 2% und insbesondere weniger als 1% der gesamten Lösung beträgt.
Derzeit handelt es sich bei sämtlichen handelsüblichen Zubereitungen mit einem Gehalt an Azadirachtin um organische Lösungen. Die gewerbliche Verwendung von Azadirachtin ist infolge der Lagerinstabilität der Verbindung begrenzt. Wasser wurde als die Hauptursache des Abbaus von Azadirachtin in Lösung ermittelt.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von festem Azadirachtin bekannt. Das US-Patent 5 397 571 (Roland et al.) beschreibt ein Verfahren zur gemeinsamen Extraktion von Azadirachtin und Margosa-Öl aus gemahlenen Margosa-Samen. Ein Produkt des Verfahrens des US-Patents 5 397 571 ist ein Azadirachtin enthaltender Feststoff mit einem Gehalt an mehr als 10 Gew.-% Azadirachtin. Kurz zusammengefaßt, werden bei diesem Verfahren gemahlene Margosa-Samen mit einem Gemisch aus nicht-polaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln und polaren Lösungsmitteln koextrahiert, wobei jeder der Bestandteile in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um eine Extraktion sowohl der angestrebten hydrophilen als auch der angestrebten hydrophoben Komponenten aus den Samen zu ermöglichen. Die hydrophilen und hydrophoben Anteile des Lösungsmittelextraktgemisches werden sodann voneinander getrennt, vorzugsweise unter Anwendung eines Gegenextraktionsverfahrens, wobei das Lösungsmittel aus dem Lösungsmittelextraktgemisch entfernt wird, wodurch ein Margosa-Extraktgemisch verbleibt, das sowohl die hydrophilen als auch die hydrophoben Anteile enthält. Das Margosa-Extraktgemisch wird sodann mit einem Lösungsmittel mit einer ausreichend niedrigen Polarität (d. h. Hexan) in Kontakt gebracht, um den hydrophilen, Azadirachtin enthaltenden Teil des Extrakts in Form eines Feststoffes auszufällen. Der Feststoff wird sodann durch eine bekannte Technik, z. B. durch Filtration, gewonnen.
Beim Verfahren von D. R. Schröder und K. Nakanishi, J. Natural Products, Bd. 50 (1987), S. 241–244, werden Margosa-Samen erschöpfend mit Hexan entfettet und sodann mit 95% Ethanol/5% Wasser extrahiert. Der Ethanol-Extrakt wird sodann mit Petrolether und 95% wäßrigem Methanol ausgeschüttelt. Die Etherphase, die Öle und nicht-polare Materialien enthält, wird verworfen. Die Methanol-Phase wird dann mit Wasser und Essigsäureethylester ausgeschüttelt. Die Wasserphase wird verworfen und die Essigsäureethylester-Phase wird unter Vakuum durch eine Lage eines Si-Gels filtriert und sodann eingeengt. Das eingeengte Filtrat wird einer Vakuum-Flüssigchromatographie in Hexan-Essigsäureethylester (1 : 3) unterworfen. Die Azadirachtin enthaltenden Fraktionen (Reinheit 70–80%) werden vereinigt und Azadirachtin wird unter Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff kristallisiert. Eine endgültige Reinigung erfolgt durch Flash-Chromatographie in CHCl₃/MeCN, 3 : 1.
Vorhandene Azadirachtin enthaltende Feststoffe bieten zwar gegenüber flüssigen Zubereitungen Vorteile, sind aber instabil und stellen besondere Anforderungen an die Lagerung. Schroeder und Nakanishi erkannten die Instabilität ihres festen Produkts und stellten fest, daß das Material bei Aufbewahrung in Kolben bei Raumtemperatur eine Halbwertszeit von etwa 4 Monaten aufweist; a. a. O. S. 243, Anmerkung 3.
Es wäre erstrebenswert, einen lagerstabilen, Azadirachtin enthaltenden Feststoff bereitzustellen, der bei Vereinigung mit Lösungsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln oder Dispergiermitteln ein lagerstabiles Mittel zur biologischen Schädlingsbekämpfung ergibt.
WO 95/02962 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Azadirachtin-Konzentrats durch Extraktion von Azadirachtin enthaltenden Ölen aus Pflanzenmaterialien und die Fällung des Azadirachtins aus den Ölen unter Verwendung eines nicht-polaren Lösungsmittels, in dem Azadirachtin eine geringe Löslichkeit aufweist. WO 92/16109 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines lagerstabilen, an Azadirachtin reichen Insektizids aus Samenkernen des Margosa-Baums.
Die Erfindung läßt sich zusammenfassend so darstellen, daß die Stabilität eines Azadirachtin enthaltenden Feststoffes erhöht wird, indem man aus dem Feststoff flüchtige, polare Lösungsmittel bis zu einer Konzentration von etwa 5 Gew.-% oder weniger und Wasser bis zu einer Konzentration von weniger als 1% entfernt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine feste Azadirachtin-Zubereitung bereitzustellen, die im Vergleich zu vorhandenen festen Zubereitungen stabiler ist und bei dem die besonderen Anforderungen vorhandener Zubereitungen an die Lagerung entfallen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß festes Azadirachtin mit einem Gehalt an etwa 5 Gew.-% oder weniger an flüchtigen, polaren Lösungsmitteln und weniger als 1% Wasser leichter ist, leichter transportiert werden kann und weniger entzündlich ist als vorhandene flüssige Zubereitungen. Außerdem behält die erfindungsgemäße Zubereitung ihre Stabilität auch nach langen Lagerzeiten.
Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich beim Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung.
Die vorliegende Erfindung stellt ein festes Schädlingsbekämpfungsmittel bereit, das folgendes umfaßt:
Azadirachtin;
ein oder mehr flüchtige polare Lösungsmittel in einer Gesamtkonzentration von nicht mehr als etwa 5 Gew.-%; und
Wasser in einer Menge von nicht mehr als 1%;
wobei die Schädlingsbekämpfungszubereitung nach zweiwöchiger Lagerung in einem verschlossenen Behälter bei 55°C sich in einem freifließenden Zustand befindet.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen lagerstabilen, Azadirachtin enthaltenden Feststoff und daraus hergestellte Schädlingsbekämpfungszubereitungen. Bei der Schädlingsbekämpfungszubereitung kann es sich um den Azadirachtin enthaltenden Feststoff selbst, der aus Margosa-Samen erhalten worden ist, handeln. Vorzugsweise handelt es sich aber um den auf an sich bekannte Art zubereiteten Feststoff in Kombination mit Verdünnungsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln oder Dispergiermitteln, um ein Schädlingsbekämpfungsmittel herzustellen, das sich für die Lagerung, den Transport und die Anwendung als Schädlingsbekämpfungsmittel eignet. Eine Bezugnahme auf eine "feste Schädlingsbekämpfungszubereitung" umfaßt hier sowohl den aus den Samen erhaltenen, Azadirachtin enthaltenden Feststoff sowie den Feststoff in Kombination mit Verdünnungsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln oder Dispergiermitteln. Die "Schädlingsbekämpfung" umfaßt eine insektizide oder pestizide Aktivität. Die Schädlingsbekämpfung umfaßt auch Wirkungen zur Vermeidung von Insekten- und Schädlingsaktivitäten, wie sie aus der Anwendung von Azadirachtin enthaltenden Zubereitungen bekannt sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß eine angemessene Schädlingsbekämpfung erreicht werden kann, ohne die Insekten zu töten. Die Schädlingsbekämpfung kann die Fähigkeit zur Abstoßung von Insekten oder anderen Schädlingen von Pflanzenoberflächen, Schädlingen in verschiedenen Lebensstadien, insbesondere im Ei- und Larvenstadium, und die Bekämpfung von Pilzpathogenen umfassen. Gemäß der vorliegenden Anmeldung behält ein "lagerstabiler", Azadirachtin enthaltender Feststoff seine freifließenden Eigenschaften nach zweiwöchiger Lagerung bei 55°C in einem verschlossenen Behälter. Das Azadirachtin in einer bevorzugten, lagerstabilen, festen Zubereitung weist ferner eine Gesamtzersetzungsgeschwindigkeitskonstante des Azadirachtins von weniger als 0,03 pro 1 Tag auf und bleibt nach zweiwöchiger Lagerung bei 55°C in einem verschlossenen Behälter zu mindestens 75% unabgebaut.
Obgleich ein nach einem bekannten Verfahren hergestellter Azadirachtin enthaltender Feststoff in vorteilhafter Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden kann, wird der Azadirachtin enthaltende Feststoff vorzugsweise gemäß dem Verfahren von Roland et al. (US-Patent 5 397 571) hergestellt.
Das Verfahren gemäß Roland et al. beinhaltet die Extraktion von gemahlenen Margosa-Samen mit einem Lösungsmittelgemisch aus einem unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und einem polaren Lösungsmittel für eine Zeitspanne und eine Temperatur, die ausreichen, um einen Margosa-Extrakt zu erhalten, der sowohl den hydrophilen, Azadirachtin enthaltenden Anteil als auch den hydrophoben Margosa-Ölanteil der Samen enthält. Das Extraktionsverfahren kann bei einer Temperatur bis zu etwa 25°C über der Siedetemperatur des Lösungsmittelextraktionsgemisches durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die Extraktion bei einer Temperatur von etwa 40 bis etwa 60°C durchgeführt. Die Extraktion wird für eine Zeitspanne durchgeführt, die zur Erzielung einer optimalen Extraktion der Margosa-Samen ausreicht. Vorzugsweise wird das Extraktionsverfahren etwa 2 bis etwa 12 Stunden durchgeführt. Gegebenenfalls kann das gemeinsame Extraktionsverfahren wiederholt werden, um den Extraktionswirkungsgrad zu optimieren. Im Anschluß an die Extraktion wird der durch die gemeinsame Extrakt erhaltene Margosa-Extrakt einer Behandlung unterzogen, um die hydrophilen und hydrophoben Anteile des Extrakts zu trennen.
Das Extraktionsverfahren gemäß Roland et al. kann unter Verwendung verschiedener Kombinationen eines unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und eines polaren Lösungsmittels durchgeführt werden. Für die Zwecke dieser Erfindung umfassen die unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoffe solche aliphatischen Kohlenwasserstoffe, die eine hohe Löslichkeit des Margosa-Öls aufweisen und im wesentlichen keine Löslichkeit für Azadirachtin oder Wasser zeigen. Zu geeigneten aliphatischen Kohlenwasserstoffen gehören (ohne Beschränkung hierauf) aliphatische Kohlenwasserstoffe und halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 20 und vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Isooctan, Chlorpentan, Chlorhexan und dgl. sowie deren Isomere; Erdöldestillate, Petrolether und dgl. und Gemische davon. Verschiedene andere unpolare aliphatische Kohlenwasserstoffe mit den vorstehenden Eigenschaften sind dem Fachmann geläufig. Die Wahl des speziellen Lösungsmittels ist an sich nicht kritisch, vorausgesetzt, daß es im wesentlichen Azadirachtin nicht löst und Margosa-Öl darin eine hohe Löslichkeit aufweist. Vorzugsweise ist das unpolare aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel mit dem gewählten polaren Lösungsmittel unter Bildung einer im wesentlichen homogenen Lösung mischbar.
Zu polaren Lösungsmitteln, die sich für das gemeinsame Extraktionsverfahren eignen, gehören beliebige polare Lösungsmittel, die einen hohen Grad an Löslichkeit für Azadirachtin aufweisen. Vorzugsweise ist das polare Lösungsmittel mit dem unpolaren Lösungsmittel unter Bildung einer im wesentlichen homogenen Lösung mischbar. Zu geeigneten polaren Lösungsmitteln gehören (ohne Beschränkung hierauf) aliphatische Alkohole, Ketone, Nitrile, substituierte aromatische Verbindungen, wie alkylierte oder halogenierte aromatische Verbindungen, Amidsulfoxide, Alkylcarbonate, chlorierte aliphatische Verbindungen, aromatische Aldehyde, Sulfone, Ether, Ester und dgl. oder Gemische davon. Zu bevorzugten polaren Lösungsmitteln für das Verfahren der gemeinsamen Extraktion gehören (ohne Beschränkung hierauf) aliphatische Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, 2-Butanol, tert.-Butanol, Benzylalkohol und dgl. und Gemische davon. Der hier verwendete Ausdruck "Alkyl" bezieht sich auf Alkyl-Gruppen mit 1 bis 10 und vorzugsweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Die Konzentration des unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels und der polaren Lösungsmittel, die sich für das gemeinsame Extraktionsverfahren eignen, kann variieren. Im allgemeinen sollen die unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und polaren Lösungsmittel im Lösungsmittelgemisch in Mengen vorliegen, die die angestrebte Extraktion sowohl der hydrophilen als auch der hydrophoben Komponenten aus den Margosa-Samen ermöglichen. Zu erfindungsgemäß geeigneten Lösungsmittelgemischen gehören Gemische aus etwa 10 bis etwa 90 Gew.-% des unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels und etwa 90 bis etwa 10 Gew.-% des polaren Lösungsmittels. Vorzugsweise umfassen die erfindungsgemäß geeigneten Lösungsmittelgemische etwa 40 bis etwa 70 Gew.-% des unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels und etwa 30 bis etwa 60 Gew.-% des polaren Lösungsmittels, insbesondere etwa 60 Gew.-% des unpolaren, aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels und etwa 40 Gew.-% des polaren Lösungsmittels.
Die Trennung der hydrophilen und hydrophoben Anteile des Lösungsmittelextraktionsgemisches wird mittels dem Fachmann geläufiger Maßnahmen vorgenommen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Gegenextraktionsverfahren herangezogen. Beim Gegenextraktionsverfahren wird der mit dem Lösungsmittelgemisch erhaltene Margosa-Extrakt einer Abstreifung des Lösungsmittels unterzogen, um das "Margosa-Extraktgemisch" zu gewinnen. Der Ausdruck "Margosa-Extraktgemisch" wird zur Bezeichnung eines Margosa-Extrakts verwendet, der sowohl den hydrophilen Azadirachtin enthaltenden Teil der Margosa-Samen als auch den hydrophoben Margosa-Ölteil. der Samen enthält, woraus im wesentlichen das gesamte zur gemeinsamen Extraktion verwendete Lösungsmittel entfernt worden ist. Das Margosa-Extraktgemisch wird anschließend mit einem Lösungsmittel von ausreichend niedriger Polarität, d. h. Hexan, in Kontakt gebracht, um den hydrophilen, Azadirachtin enthaltenden Teil des Extrakts als Feststoff auszufällen. Der Feststoff wird durch bekannte Techniken, z. B. durch Filtration, gewonnen. Der gemäß diesem Verfahren gebildete, Azadirachtin enthaltende Feststoff enthält hohe Konzentrationen an Azadirachtin, d. h. mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 15 Gew.-% und insbesondere mehr als 20 Gew.-% Azadirachtin. Der restliche hydrophobe Margosa-Ölteil des Extraktgemisches wird durch Entfernen des Lösungsmittels aus dem Filtrat gewonnen.
Beim Azadirachtin enthaltenen Feststoff handelt es sich offensichtlich um ein trockenes, weiß bis beigefarbenes freifließendes Pulver. Der Feststoff kann auf bekannte Weise mit Verdünnungsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln oder Dispergiermitteln zur Bildung verschiedener Zubereitungen, die sich zur Anwendung als Insektizide oder Pestizide eignen, vereinigt werden. Die auf diese Weise hergestellten Zubereitungen erweisen sich gegenüber emulgierbaren flüssigen Zubereitungen als vorteilhaft, da sie leichter und damit einfacher zu transportieren sind. Ferner unterliegen unbehandelte, Azadirachtin enthaltende Feststoffe unter üblichen Lagerungsbedingungen einem sehr raschen Abbau, so daß es bei Zubereitungen, die den Feststoff enthalten, zu einer verminderten Aktivität kommt.
Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können zusätzlich zu dem Azadirachtin enthaltenden Feststoff ein festes Verdünnungsmittel, typischerweise in einer Menge bis zu 99 Gew.-%, enthalten. Die Zubereitung kann ein oberflächenaktives Mittel typischerweise in einer Menge bis zu 5 Gew.-% oder weniger und vorzugsweise von 0,05 bis 2 Gew.-% enthalten.
Gemäß der Darlegung durch die folgenden Beispiele trägt im Azadirachtin enthaltenden Feststoff die Anwesenheit von flüchtigen polaren Verbindungen zu einer verringerten Stabilität des Feststoffes bei. Im Gegensatz dazu erweisen sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Materialien als lagerstabil. Obgleich der Möglichkeit, festes Material anstelle von flüssigem Material zu transportieren, demgemäß der Vorzug gegeben wird, gab es bisher keine praktische Möglichkeit einen Azadirachtin enthaltenden Feststoff herzustellen, der während der notwendigen Transport- und Lagerzeiten eine ausreichende Aktivität als Schädlingsbekämpfungsmittel behält.
In den erfindungsgemäß hergestellten Zubereitungen werden flüchtige, polare Lösungsmittel im Azadirachtin enthaltenden Feststoff entfernt und vorzugsweise auf eine Konzentration von etwa 5% oder darunter verringert, indem man das Azadirachtin trocknet. Unter dem Ausdruck "etwa 5%" versteht die Anmelderin auch feste Zubereitungen mit einer Gesamtkonzentration an flüchtigen, polaren Lösungsmitteln, die nahe bei 5% liegen und die charakteristische Fähigkeit zeigen, nach zweiwöchiger Lagerung bei 55°C die Beschaffenheit als weiß bis beigefarbener, freifließender Feststoff zu behalten. Die Konzentration an flüchtigen, polaren Lösungsmitteln liegt vorzugsweise unter 2% und insbesondere bei 1% oder darunter oder bei 0,5% oder darunter, bezogen auf das Gewicht des Feststoffes. Die Konzentration an flüchtigen, polaren Lösungsmitteln kann auch Null betragen, wenn während der Trocknungsstufe sämtliche Lösungsmittel entfernt worden sind. Der Ausdruck "polare Lösungsmittel" umfaßt Wasser und beliebige andere Lösungsmittel, die sich zur Herstellung des Azadirachtin enthaltenden Feststoffes eignen, wozu (ohne Beschränkung hierauf) die vorstehend in Verbindung mit der Herstellung des festen Materials nach dem Verfahren von Roland et al. (auf diese Literaturstelle wird durch Verweis Bezug genommen) erwähnten Lösungsmittel gehören. Der Ausdruck "Alkohol" umfaßt beliebige Alkohole, die aufgrund ihrer polaren Natur bei der Herstellung von Azadirachtin aus Margosa-Pflanzenmaterial verwendet werden können. Im Stand der Technik ist es bekannt, daß die Polarität von bestimmten aliphatischen Alkoholen (Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol und dgl.) oder von verzweigten Alkoholen die Gewinnung von Azadirachtin aus Margosa beeinflußt, und daß trotz der Tatsache, daß Ethanol in breitem Umfang bei der Reinigung von Azadirachtin verwendet wird, auch andere Alkohole verwendet werden können, die dann die feste Azadirachtin-Zubereitung verunreinigen würden und deshalb in vorteilhafter Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu entfernen sind.
Die Trocknung wird vorzugsweise durch Erwärmen in einem Ofen auf eine Temperatur und für eine Zeitspanne, die zu einer Verringerung des Gehalts an flüchtigen Lösungsmitteln auf weniger als etwa 5% (vorzugsweise auf weniger als 1%) und seiner Verringerung des Wassergehalts auf weniger als 1% ausreichen. Die Proben werden während der Trocknungsstufe in unverschlossenen Behältern aufbewahrt, um den Austritt der flüchtigen, polaren Lösungsmittel aus dem festen Azadirachtin zu ermöglichen. Die für die Trocknung unter atmosphärischen Bedingungen gewählte Temperatur soll gleichmäßig sein und liegt vorzugsweise über Raumtemperatur, jedoch unterhalb des Schmelzpunkts der festen, Azadirachtin enthaltenden Zubereitung. Alternativ kann auch eine Trocknungstemperatur unter Raumtemperatur gewählt werden. Eine ausreichende Trocknungszeit ist empirisch durch routinemäßiges Testen des Feststoffes während der Trocknung festzulegen, um festzustellen, ob der Feststoff weniger als etwa 1 Gew.-% an flüchtigen, polaren Lösungsmitteln enthält.
Für den Fachmann ist es ferner ersichtlich, daß andere Trocknungsverfahren auf die festen, Azadirachtin enthaltenden Zubereitungen angewandt werden können, um die erfindungsgemäße, lagerstabile Zubereitung herzustellen. Derartige Verfahren umfassen das Lyophilisieren oder Behandeln des festen Präparats mit einem Trocknungsmittel: Das Verfahren, gemäß dem die flüchtigen, polaren Lösungsmittel aus dem Azadirachtin enthaltenden Feststoff entfernt werden, ist nicht als eine Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung anzusehen.
Die Lagerstabilität eines Azadirachtin enthaltenden Feststoffes, der weniger als etwa 1% Wasser und weniger als 5% flüchtige, polare Lösungsmittel enthält, sowie die Abbauwirkung von polaren Lösungsmitteln auf die Stabilität werden in den folgenden Beispielen dargelegt. Diese Beispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und stellen keine Beschränkung dar.
Beispiele
1. Festes Azadirachtin mit einem Gehalt an mehr als etwa 1% Wasser zersetzt sich bei Lagerung bei 55°C innerhalb einiger Wochen.
Eine Anzahl von Proben von Azadirachtin enthaltenden, weißen bis beigefarbenen Feststoffen aus fünf verschiedenen Chargen, die gemäß dem Verfahren von Roland et al. (US-Patent 5 397 571) hergestellt worden waren, wurden in getrennte verschlossene Glasfläschchen mit einem Fassungsvermögen von 3,697 ml (1 dram) gegeben und in einem Trockenschrank bei 55°C aufbewahrt. Im Verlauf der nächsten Wochen wurden von jeder Charge aus dem Trockenschrank Feststoffproben entnommen und in bezug auf das Erscheinungsbild und den Azadirachtin-Gehalt analysiert. Die in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse zeigten, daß bei Proben der Chargen 002, 003 und 004 eine signifikante Zersetzung von Azadirachtin in Verbindung mit einem braunen, eine Schmelze anzeigenden Erscheinungsbild aufgetreten war. Im Gegensatz dazu blieben die Proben 006 und 009 weiß und zeigten eine sehr geringe Azadirachtin-Zersetzung und behielten ihre freifließenden Eigenschaften. Diese Eigenschaften sind charakteristisch sowohl für Azadirachtin enthaltende Feststoffe, die gemäß den vorstehenden Angaben hergestellt und behandelt worden sind, sowie für derartige Feststoffe, die in einer Zubereitung mit entsprechenden oberflächenaktiven Mitteln oder Verdünnungsmitteln zersetzt worden sind. Die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der freifließenden Beschaffenheit, auch in Form einer Zubereitung, hängt von der Entfernung der Lösungsmittel in den Feststoffen unter Verbleib einer annehmbaren Konzentration ab.
Eine weitere Analyse der Proben, die nach 14-tägiger Lagerung bei 55°C vorgenommen worden war, ließ darauf schließen, daß die Anwesenheit von Wasser einen deutlichen negativen Einfluß auf die Azadirachtin-Stabilität hatte. Es wurde festgestellt, daß sich die einzelnen festen Proben zwar nur geringfügig in ihrem Schwefel-Gehalt unterschieden, daß der Wasser-Gehalt der braunen Proben 002, 003 und 004 jedoch über 1% lag, während die weißen Proben 006 und 009 weniger als 1% Wasser enthielten.
In den Tabellen werden für jede Azadirachtin-Konzentration die folgenden drei Werte angegeben: Die Menge (in Gramm) an Azadirachtin A ist vor dem Schrägstrich angegeben. Die Menge an Azadirachtin B (in Gramm) ist nach dem Schrägstrich angegeben. Die Gesamtmenge an Azadirachtin ist in Klammern aufgeführt. K_a, K_b und K_t beziehen sich auf die Geschwindigkeitskonstanten erster Ordnung der Zersetzung (in Einheiten von 1/Tag) für Azadirachtin A, Azadirachtin B bzw. das gesamte Azadirachtin.
2. Eine Zunahme der Wasserkonzentration wandelt eine stabile Azadirachtin-Zubereitung in eine instabile Zubereitung um.
Eine Probe von Azadirachtin der Charge 009, die sich in Beispiel 1 bei 55°C als stabil erwies, wurde mit H₂O (13%) bis zur Erzielung einer homogenen Beschaffenheit vermischt und sodann in einem geschlossenen Glasfläschchen in einen Trockenschrank von 55°C gestellt. Nach 1 Woche hatte sich die Probe braun verfärbt und war geschmolzen. Eine anschließende chemische Analyse (gemäß dem HPLC-Verfahren von Hull et al., J. Chromatography, Bd. 633 (1993), S. 300–304) ergab eine erhebliche Azadirachtin-Zersetzung. Diese Probe wird in Tabelle 2 als 009WW bezeichnet. Die Tabelle 2 bestätigt, daß die Stabilität von festem Azadirachtin direkt durch die Anwesenheit von Wasser im Feststoff beeinträchtigt wird, und zeigt, daß die Entfernung von Wasser aus dem Feststoff die Lagerbeständigkeit von festem Azadirachtin erhöht.
Tabelle 2
3. Trockenes festes Azadirachtin weist im Vergleich zu Azadirachtin mit einem Gehalt an Wasser oder Ethanol eine längere Lagerbeständigkeit auf.
Trockenes festes Azadirachtin wurde erhalten, indem man eine feste Azadirachtin-Probe der Charge 14 (014) 24 Stunden in einem unverschlossenen Gefäß in einem Trockenschrank Ofen bei 55°C trocknete, bis der Gehalt des Feststoffes an flüchtigen Bestandteilen weniger als 0,5% betrug. Die Probe wurde sodann in 6 Unterproben aufgeteilt. Eine trockene Unterprobe (014D) wurde ohne weitere Behandlung verwendet. Eine zweite Unterprobe (014W1) wurde mit 1 Gew.-% H₂O versetzt. Eine dritte Unterprobe (014W4) wurde mit 4 Gew.-% H₂O versetzt. Die Unterproben 4, 5 und 6 wurden mit 1, 3 bzw. 5 Gew.-% Ethanol versetzt und erhielten die Bezeichnungen 014E1, 014E3 und 014E5. Die Unterproben wurden in mehreren, dicht verschlossenen Fläschchen bei 55°C aufbewahrt. Die einzelnen Fläschchen wurden zur Bestimmung des Gehalts an Azadirachtin in periodischen Abständen entnommen. Die in Tabelle 3 aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß die getrocknete Probe oder die Proben mit einem Gehalt an 1 Gew.-% H₂O oder Ethanol wesentlich stabiler waren als die Proben mit einem Gehalt an höheren Mengen des polaren Lösungsmittels. Ferner wurde aus Ergebnissen von Tabelle 3 festgestellt, daß höhere Konzentrationen an Ethanol einen etwas geringeren Einfluß auf die Stabilität im Feststoff ausüben als vergleichbare Konzentrationen an Wasser.
Somit wurde dargelegt, daß Azadirachtin enthaltende Feststoffe für eine Lagerung stabilisiert werden können, indem man sie bei einer Temperatur und für eine Zeitspanne trocknet, die ausreichen, um die Konzentration an flüchtigen polaren Lösungsmitteln auf 1,5% oder weniger, vorzugsweise auf 1,0% oder weniger und insbesondere auf 0,5% oder weniger zu verringern. Eine Erwärmung auf 55°C für eine kurze Zeitspanne, z. B. 24 Stunden, scheint nur einen geringen oder gar keinen Einfluß auf die Stabilität von Azadirachtin zu haben. Die bevorzugte Erwärmungszeit läßt sich empirisch und als Funktion der Menge des im Feststoff eingeschlossenen polaren Lösungsmittels bestimmen. Beispielsweise wird in Tabelle 3 dargelegt, daß eine geringere Zersetzung nach 30-tägiger Behandlung einer getrockneten Probe festgestellt wird, verglichen mit einer nur 7-tägigen Behandlung einer Probe mit einem Gehalt an 1% Wasser. Gleichermaßen ist die Zersetzung in einer Probe mit einem Gehalt an 4% Wasser nach 7 Tagen höher als in einer Probe mit einem Gehalt an 1% Wasser.

Claims

Feste Schädlingsbekämpfungszubereitung, umfassend Azadirachtin; ein oder mehr flüchtige polare Lösungsmittel in einer Gesamtkonzentration von nicht mehr als etwa 5 Gew.-%; und Wasser in einer Menge von nicht mehr als 1%; wobei die Schädlingsbekämpfungszubereitung nach zweiwöchiger Lagerung in einem verschlossenen Behälter bei 55°C sich in einem frei fließenden Zustand befindet.
Feste Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 1, wobei eines der flüchtigen polaren Lösungsmittel aus folgender Gruppe ausgewählt ist: ein aliphatischer Alkohol, ein Keton, ein Nitril, eine substituierte aromatische Verbindung, ein Amidsulfoxid, ein Alkylcarbonat, eine chlorierte aliphatische Verbindung, ein aromatischer Aldehyd, ein Sulfon, ein Ether, ein Ester und Gemische davon.
Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 2, wobei es sich beim aliphatischen Alkohol um Ethanol handelt.
Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 1, wobei die Gesamtkonzentration der flüchtigen polaren Lösungsmittel unter 1 Gew.-% liegt.
Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 1, wobei die Gesamtkonzentration der flüchtigen polaren Lösungsmittel unter 0,5 Gew.-% liegt.
Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 1, wobei das Azadirachtin eine Geschwindigkeitskonstante der Gesamtzersetzung von 0,03 pro Tag oder weniger aufweist und nach zweiwöchiger Lagerung bei 55 °C in einem geschlossenen Behälter zu mindestens 75% unzersetzt ist.
Biologische Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein festes Verdünnungsmittel, das in der Zubereitung in einer Menge bis zu 99 Gew.-% vorliegt.
Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein oberflächenaktives Mittel, das in der Zubereitung in einer Menge von 5 Gew.-% oder weniger vorliegt.
Schädlingsbekämpfungszubereitung nach Anspruch 8, wobei das oberflächenaktive Mittel in der Zubereitung in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-% vorliegt.