СОЕДИНЕНИЕ ОКСАТИАЗИНА, СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ ИЛИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ ИЛИ КОМПОЗИЦИОННОГО ДРЕВЕСНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1999 года по МПК C07D291/06 C07D419/04 B27K3/38 C09D5/14 

Настоящее изобретение направлено на способ защиты древесины и композиционных древесных материалов от вредных организмов, а также на составы, применяемые для такого способа защиты.

Более точно, данное изобретение направлено на класс 3-арил-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазинов и их оксидов, которые применяются против таких организмов, наносящих вред древесине, как бактерии, дрожжи и грибки.

Данное изобретение относится к новым 3-арил-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазинам и их оксидам, которые применимы против таких организмов, наносящих вред древесине, как бактерии, дрожжи и грибки.

Уровень техники
Защита древесины является важным экономическим фактором. Для большинства целей необработанная древесина совершенно непригодна. Она проявляет крыловатость и растрескивается по мере высыхания, не может легко клеиться или обрабатываться и подвергается атаке грибков и/или насекомых. Надлежащим образом обработанная и защищенная древесина обладает прочностью и несжимаемостью, сохраняя при этом эластичность.

Патент США 4569690 относится к различным 3-арил-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазинам и их оксидам, полезным в качестве гербицидов, фунгицидов растений, секкативов и дефолиантов. В патенте нет упоминания о защите древесины от вредных организмов.

Журнал "Chemical Abstracts" 103 (1): 2144u ссылается на фунгициды, содержащие фенил- α -хлорацетамиды, эффективные в промышленной среде, включая краски, жидкости для нарезки металлов и для предотвращения роста на обработанной древесине грибков, разрушающих целлюлозу.

Журнал "Chemical Abstracts" 102 (16): 133786g ссылается на биостойкость древесины, обработанной эпоксидами. Патент США 4562185 ссылается на производные 1-оксо-3-азациклопентана, которые эффективны в качестве пестицидов, особенно системных инсектицидов против акарид и нематод и демонстрируют остаточную активность на дереве и глине.

Патент США 4067862 ссылается на процесс модификации полимерных материалов с сульфидом нитрила. Утверждается, что модифицированные полимеры применяются для декоративных и защитных покрытий дерева.

"World Patent Index" 67-05105G/00 ссылается на фунгицидные 2-монозамещенные амино-1-азациклоалкен-1-соединения, которые демонстрируют активность в качестве фунгицидов как для растений, так и для других органических материалов, включая дерево.

Патент США 4977186 ссылается на древозащитные и используемые для обработки почвы составы, содержащие карбаматы.

Европейская заявка на патент 0363316 описывает определенные 3,5-дигалогено-1,2,6-тиадизин-4-вещества, полезные в качестве биоцидов для защиты промышленных материалов и водных систем.

Сущность изобретения
Данное изобретение относится к соединению с формулой: (I)

где n - 0, 1 или 2;
R¹ - водород, C₁-C₄ - линейный или разветвленный алкил или бензил;
и Q -
a)

где R², R³ и R⁴ в отдельности - водород, алкил-, алкокси-, алкилтио-радикалы, алкоксикарбонил-, галоген, тригалометил-, циано-радикалы, ацетил-, формил-, бензоил-, нитро-радикалы, алкоксиаминометил-, фенил-, или фениламинокарбонил-радикалы, где ветви алкил или алкокси-радикалов - все C₁-C₄, линейные или разветвленные, при этом по крайней мере один из R², R³ или R⁴ должен быть не водородом;
b)

где R⁵, R⁶ и R⁷ в отдельности - водород, C₁-C₄ алкокси-, C₁-C₄ алкилтио-, галоген, тригалометил-, циано-радикалы, ацетил-, формил-, бензоил-, нитро-радикалы, фенил-, или фениламино-карбонил-радикалы, при этом по крайней мере один из R⁵, R⁶ или R⁷ должен быть не водородом;
c)

где R⁸, R⁹ и R¹⁰ в отдельности - гидроксил-, гало-радикал, C₁-C₁₂ алкил-, C₅-C₆ циклоалкил-, тригалометил-, фенил-, C₁-C₅ алкокси-, C₁-C₅ алкилтио-, тетрагидропиранилокси-, фенокси-, (C₁-C₄ алкил) карбонил-, фенилкарбонил-, C₁-C₄ алкилсульфинил-, C₁-C₄ алкилсульфонил-, карбокси- или соль щелочного металла, (C₁-C₄ алкокси) карбонил-, (C₁-C₄ алкил) аминокарбонил-, фениламинокарбонил-, толиламинокарбонил-, морфолинокарбонил-, амино-, нитро-, циано-, диоксоланил-, или (C₁-C₄ алкокси) иминометил-радикалы, или
d)

где X - кислород или сера;
Y - азот, -CH-, или C(C₁-C₄ алкокси)-;
R'' - водород или C₁-C₄ алкил.

Соединения настоящего изобретения эффективны для длительной защиты древесины и композиционных древесных материалов против вредных или разрушающих дерево веществ.

Настоящее изобретение обеспечивает также методы, пригодные для достижения длительной защиты древесины и композиционных древесных материалов против вредных или разрушающих древесину материалов. В настоящем изобретении под композиционным древесным материалом подразумевается любой продукт из дерева, включая фанеру, прессованное дерево, древесно-стружечные плиты, плиты из крошки, плиты с покрытием, сложные материалы и т.д.

В соответствии с методом настоящего изобретения древесный материал защищается путем обработки активным агентом в количествах, достаточных для достижения стойкости к грибкам и бактериям, и представленным формулой: (II)

где n - 0, 1 или 2;
R¹ - водород, C₁-C₄ линейный или разветвленный алкил, или бензил;
R: a) фенил-; нафтил-; фенил, замещенный в положении 1-3 одним из следующих заместителей: гидроксил-, гало-, C₁-C₁₂ алкил-, C₅-C₆ циклоалкил-, тригалометил-, фенил-, C₁-C₅ алкокси-, C₁-C₅ алкилтио-, тетрагидропиранилокси-, фенокси-, (C₁-C₄ алкил) карбонил-, фенилкарбонил-, C₁-C₄алкилсульфинил-, C₁-C₄ алкилсульфонил-, карбокси- или его соль щелочного металла, (C₁-C₄ алкокси) карбонил-, (C₁-C₄ алкил) аминокарбонил-, фениламинокарбонил-, толиламинокарбонил-, морфолинокарбонил-, амино-, нитро-, циано-, диоксоланил или (C₁-C₄ алкокси) иминометил-радикалы; пиридинил-, тиэнил-радикалы, предпочтительнее, когда n не равно 2; фуранил-; или тиэнил или фуранил, замещенный от 1 до 3 из следующих групп: алкил-, алкокси-, алкилтио-, алкоксикарбонил-, галоген, тригалометил-, циано-, ацетил-, бензоил-, нитро-, формил-, алкоксиаминометил-, фенил-, или фениламинокарбонил-радикалы, в котором алкил- или алкокси-ветви являются C₁-C₄, линейные или разветвленные;
или b)

где X - кислород или сера;
Y - азот, -CH-, или C(C₁-C₄ алкокси)-;
R'' - водород или C₁-C₄-алкил.

Далее в соответствии с настоящим изобретением представлен состав, состоящий из: а) смеси по формуле I или II для защиты древесины и б) соответствующего носителя.

Детальное описание изобретения
Предпочтительными вариантами соединений про настоящему изобретению являются такие соединения с формулой I, где R¹ - водород или C₁-C₄ алкил, n - 1 или 2; R², R³ и R⁴ - в отдельности, водород, C₁-C₄ алкил-, гало-, (C₁-C₄ алкокси-)-карбонил-, или циано-, причем по крайней мере один из R², R³ и R⁴ должен быть не водородом; R⁵, R⁶ и R⁷ - в отдельности, водород, гало- или циано-, причем по крайней мере один из R⁵, R⁶ и R⁷ должен быть не водородом; R⁸, R⁹ и R¹⁰ - C₁-C₄ алкил-, C₁-C₄ алкокси-, нитро-, гало-, тригалометил-, или (C₁-C₄ алкокси)-карбонил; X - сера; R'' - водород.

Наиболее предпочтительными из этих соединений с формулой I являются те, где R¹ - водород; n - 1 или 2; R², R³ и R⁴ - в отдельности, водород, метил-, этил-, бром-, хлор-, этил- карбоксилат, или циано-радикалы, причем по крайней мере один из R², R³ и R⁴ должен быть не водородом; R⁵, R⁶ и R⁷ - в отдельности, водород, бромо-, хлоро- или циано-радикалы, причем по крайней мере один из R⁵, R⁶ и R⁷ должен быть не водородом; R⁸, R⁹ и R¹⁰ - метил-, нитро-, фтор-, хлор- или трифторметил.

По наиболее предпочтительному методу по настоящему изобретению соединения структуры II замещены R¹, который является водородом, n - 1 или 2; и R представлен одним или двумя из следующих: фенил-, (C₁-C₆ алкил) фенил-, галофенил-, дигалофенил-, бифенил-, (C₁-C₅ алкилокси) фенил-, тригалометилфенил-, нитрофенил-, фенил, замещенный C₁-C₄ алкокси-группами карбонил, фуранил-, фуранил, замещенный этилкарбоксилатом, циано-, хлор, или бром, тиенил, тиенил замещенный этилкарбоксилатом, циано-, хлор, или бромом, или (C₁-C₆ алкил) нитрофенил.

В еще одном предпочтительном методе по настоящему изобретению R¹ - водород; n - 1 или 2; R - представлен: 4-хлорфенилом, 3-нитрофенилом, 3,4-дихлорфенилом, 3-фторфенилом, 2-тиэнилом, 4-метилфенилом, 3-трифторметил-фенилом, 3-этанолфенилом, 3,5-дихлорфенилом, 4-трифторметил-фенилом, 3-метил-4-нитрофенилом.

В другом варианте метода по настоящему изобретению R¹ - водород и R описывается как

где X - сера;
Y - азот или -CH-;
R'' - водород.

Соединения по формуле I и II могут быть приготовлены с помощью способов, описанных в Патенте США 4569690, или при помощи процедуры, описанной ниже в примерах 1-8. Этот патент раскрывает подробно примеры синтеза некоторых 3-арил-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазинов и их оксидов двумя методами: с использованием ароматических альдегидов в качестве исходных материалов и с использованием акрилкарбодитиоатных эфиров. Любой из этих методов жизнеспособен и может быть освоен специалистом по органическому синтезу.

Состав по данному изобретению включает соответствующий носитель. Обычно, носитель может быть жидким носителем для растворения или суспендирования активного ингредиента для защиты древесины. Носитель обычно содержит разбавитель, эмульгатор и увлажняющий агент.

Кроме того, носитель может также включать другие усиливающие действия агенты, применяемые обычно в составах, защищающих древесину, такие как, органические связующие агенты, дополнительные фунгициды, инсектициды, вспомогательные растворители, технологические добавки, фиксаторы, пластификаторы, УФ-стабилизаторы или усилители стабильности; растворимые или нерастворимые в воде красители, цветовые пигменты, сиккативы, ингибиторы коррозии, вещества, препятствующие расслоению и образованию поверхностной пленки и тому подобное.

Составы, защищающие древесину, обычно поставляются как препараты с активными ингредиентами, растворенными или диспергированными в жидком носителе или среде так, что активные химические ингредиенты составляют примерно от 0,001 мас.% до 10 мас.% от общего состава.

Часто активные фунгициды и бактерициды составляют примерно от 0,1 до 5 мас. %, а наиболее часто - примерно от 1 до 5 мас.%. Для большинства видов применения защитных веществ для древесины жидкий носитель может составлять всего 5 мас.% препарата. Состав по настоящему изобретению может поставляться как готовый к употреблению продукт в виде водных растворов и дисперсий, эмульсий, аэрозольных препаратов и т.д. или как концентрат. Концентрат может использоваться как он есть, например как добавка в клеи фанеры, или может быть разбавлен перед употреблением дополнительным растворителем или суспенизирующими агентами.

Жидкий носитель не является критическим аспектом настоящего изобретения, и любая жидкость, которая не препятствует бактерицидному и фунгицидному действию активных ингредиентов и совместима с такими видами применения, как защита древесины, потенциально может быть использована по настоящему изобретению. Пригодные разбавители для жидкого носителя включают воду и органические растворители, в том числе: ароматические углеводороды, такие как ксилол, толуол, высокоароматические нефтяные дистилляты, такие как сольвент-нафте, дистиллированное дегтярное масло и их смеси, спирты, такие, как бутанол, октанол и гликоли, растительные и минеральные масла, кетоны, такие, как ацетон, нефтяные фракции, такие, как уайт-спирит и керосин и т.д.

Разбавитель жидкого носителя обычно представляет собой органический растворитель или смесь растворителей. Жидкий носитель может содержать по крайней мере один полярный растворитель, такой как вода с добавлением маслянистого или масляного органического растворителя низкой летучести, такого как смесь ароматических и алифатических растворителей, обнаруженных в уайт-спирите, известном также как лигроин.

Маслянистые или маслоподобные, или органические растворители, применяемые по настоящему изобретению, имеют предпочтительно температуру воспламенения выше 28^oC, а диапазон кипения при атмосферном давлении в пределах 130^oC - 250^oC, в то время как органические растворители низкой летучести имеют предпочтительно температуру воспламенения выше 55^oC, а диапазон кипения при атмосферном давлении в пределах 180^oC - 350^oC. Жидкий носитель выбирается так, чтобы усилить проникновение активных ингредиентов в обрабатываемую древесину или древесный продукт.

Аэрозольный препарат по изобретению получается обычным способом при введении активных ингредиентов растворенных или суспензированных в соответствующем растворителе, в летучей жидкости, пригодной для использования как пропеллант, например, смеси хлора и фтора, производных метана и этана, известных под торговой маркой "Фреон" или в сжатом воздухе.

Для равновесия состава могут быть включены дополнительные ингредиенты, полезные для защиты древесины и продуктов деревообработки. Подобные ингредиенты включают органические связующие агенты, такие как алкидные смолы; сгустители, такие как карбоксиметилцеллюлоза, поливиниловый спирт, парафин и т. п. ; растворители такие как этилгликольацетат или метоксипропилацетат; и пластификаторы, такие как эфиры бензойной кислоты и фталаты, например дибутилфталат, диоктилфталат и дидецилфталат. Дополнительно краски, цветные пигменты, ингибиторы коррозии, химические стабилизаторы и осушители, такие как октат кобальта и нафтенат кобальта, также могут вводиться в композицию в зависимости от вида применения и требований заказчика.

Органический связующий агент может быть химически высушенным органическим связующим полимером или физически высушенным органическим связующим веществом, образующим твердое вещество при испарении растворителя. Алкидные смолы являются подходящим классом органических связующих агентов; специалистам известны и другие подходящие типы. Органические связующие вещества могут поставляться в жидком носителе и в этом случае количество, указанное здесь, рассчитано по твердому веществу.

Как упоминалось выше, такие дополнительные ингредиенты могут включать добавочные фунгициды и инсектициды. Для квалифицированного специалиста ясно, какие дополнительные фунгициды можно ввести в зависимости от вида применения. Примеры таких известных фунгицидов, применяемых в целях защиты, включают азаконазол, дихлорфлуанид, аципетак, пропилконазол, имазалил, ципроконазол, гексаконазол, IPBC, изотиозолон, толилфлуанид, хлоротианил, бензимадазолы, оксиды и гидроксиды меди. Пригодность инсектицидов также очевидна в зависимости от вида применения, и они могут включать, например, хлорпирифос, циперметрин, фенвалерат, изофенфос, перметрин, силафлуофен, дельтаметрин, цифлутрин и имидахлоприд. Такие дополнительные ингредиенты не являются существенными для настоящего изобретения, но включены в конкретные рецептуры для оптимизации общей эффективности и простоты применения. Конкретные примеры подходящих составляющих для защиты препаратов древесины, перечисленные выше, не являются исчерпывающими, и специалисту известно широкое разнообразие других возможных ингредиентов. Точно так же, количество таких ингредиентов в любой рецептуре не является критической величиной и может применяться в объеме, обычно используемом для продуктов, предназначенных для защиты древесины. Обычно, полная рецептура композиции может содержать от 0,1 до 95 мас.%, а наиболее часто от 1% до 50 мас.% подобных дополнительных элементов, в пересчете на твердое вещество.

Композиция для защиты древесины может наноситься любым известным способом, включая нанесение кистью, раскисление, пропитку и т.д. Обычно для достижения эффективного воздействия достаточно нанести около 0,05 - 0,4 кг состава/м² площади поверхности обрабатываемой древесины, что эквивалентно примерно 0,01- 0,08 фунта/фут². Количество примерно 0,1 - 0,2 кг/м² или 0,02 - 0,04 фунта/фут² является наиболее типичным.

Активные ингредиенты могут также вводиться в древесину и другими известными методами. Такие методы включают вакуумную пропитку, впрыскивание и диффузию. Дозы при этих методах составляют от ~0,01 до 6,0 кг/м³, а предпочтительнее, от ~0,5 до ~6,0 кг/м³ или от 0,5 до ~1,5 кг/м³ активных ингредиентов в обрабатываемую древесину, последнее наиболее предпочтительно.

Состав по настоящему изобретению может быть приготовлен смешением различных ингредиентов при температуре, которая не оказывает вредного воздействия и которая обычно составляет от -5^oC до 80^oC, желательно при температуре 10^oC-45^oC и под давлением от 6•10⁴ Па до 12•10⁴ Па (450 мм рт.ст. до 900 мм рт. ст. ), а предпочтительнее от 8,7•10⁴ Па до 11,3•10⁴ Па (650 мм рт.ст. до 850 мм рт.ст.).

Условия приготовления смеси не являются строго ограниченными. Успешно может применяться оборудование и метод, используемые для получения покрытий.

Следующие примеры представлены в целях иллюстрации и не ограничивают область данного изобретения.

Составы, перечисленные в таблице 1, были приготовлены с использованием методов, описанных в Патенте США 4569690. Составы, перечисленные в таблицах 2, 3 и 4 были приготовлены по методам, указанным ниже в примерах 1 - 9.

Примеры
Пример 1
1,4,2-Оксатиазин-3-(5-хлоро-2-тиенил)-5,6-дигидро- (Соединение N 59)
Метил 5-хлор-2-тиофенкарбодитиоат (61,4 г; 0,29 моль) был суспензирован в метаноле (400 мл) с тонкоизмельченным порошком гидрохлоридом гидроксиламина (25 г). При перемешивании триэтиламина (50 мл) в метаноле (50 мл) был добавлен по каплям в суспензию для получения реакционной смеси. В процессе добавления реакционная смесь охлаждалась до 5^oC. Перемешивание реакционной смеси продолжалось до изменения цвета реакционной смеси с красного до оранжевого. Сразу же был добавлен дополнительный триэтиламин (100 мл), а затем 1,2-дибромоэтан (20 мл). Полученная реакционная смесь перемешивалась затем при комнатной температуре в течение ночи. Затем реакционная смесь сливалась с удалением растворителя до появления осадка. После этого реакционная смесь охлаждалась, и добавлялась вода. Смесь фильтровали, и твердые вещества, собранные на фильтре, перекристаллизовывались с этанолом с получением 3-(5-хлор-2-тиенил)-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазина
(температура плавления: 74-77^oC, выход 21,4 г. Обнаружено: C 38,5; H 2,94; N 6,45; C₇H₆ClNOS₂, теоретически C 38,27; H 2,73; N 6,38)
Пример 2
3-(5-Хлор-2-тиенил)-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазин-4,4-диоксид (Соединение N 61)
3-(5-Хлор-2-тиенил)-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазин (12, г, 0,055 моль), приготовленный, как указано в примере 1, в хлорметилене (50 мл) и безводном сульфате магния (10 г) в суспензии, перемешивался в то время как μ-хлорпероксибензойная кислота (34 г, 50-60%) в метиленхлориде (250 мл) добавлялась по каплям для приготовления реакционной смеси. Реакционной смеси давали нагреться до 30^oC и после добавления по каплям подогревали снаружи до 35^oC в течение 10 часов; в конце этого периода была получена отрицательная проба на крахмал (Тест Kl).

Излишняя μ-хлорбензойная кислота удалялась из реакционной смеси экстрагированием водным раствором бикарбоната натрия. Оставшаяся реакционная смесь промывалась водой, высушивалась (MgSO₄) и выпаривалась до сухого остатка. Полученный остаток хроматографировался через 500 г силикагеля, элюированного метиленхлоридом с получением 3-(5-хлор-2-тиэнил)-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазин-4,4-диоксида (температура плавления 113-114^oC, 14,3 г. Обнаружено: C 33,27; H 2,33; N 5,55; C₇H₆ClNO₃S₄; теоретически C 33,40; H 2,39; N 5,57)
Пример 3
Синтез 3-(5-Хлор-2-тиенил)-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазин-4-оксида (Соединение N 60)
Синтез 3-(5-хлор-2-тиенил)-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазин (12,4 г, 0,056 моль), приготовленный в соответствии с примером 1 в метилен-хлориде (50 мл) перемешивался в то время, как μ-хлорперокси-бензойная кислота (16,2 г) в метиленхлориде (250 мл) добавлялась по каплям для приготовления реакционной смеси. Реакционной смеси давали прогреться до 30^oC и после добавления по каплям подогревали снаружи до 35^oC в течение 10 часов; к этому времени была получена отрицательная проба на крахмал (Тест Kl). Излишняя μ-хлор-бензойная кислота удалялась затем из реакционной смеси при экстрагировании водным раствором бикарбоната натрия. Оставшаяся реакционная смесь промывалась водой, высушивалась (MgSO₄) и выпаривалась до сухого остатка. Полученный остаток хроматографировался через 500 г силикагеля при обработке метиленхлоридом с получением 3-(5-хлор-2-тиэнил)-5,6-дигидро-1,4,2- оксатиазона-4-оксида (температура плавления 102^oC; выход 11,4 г. Обнаружено: C 35,82; H 2,56; N 5,89; C₇H₆ClNO₂S₂; теоретически C 35,67; H 2,55; N 5,94)
Пример 4
Синтез 1,4,2-оксатиазина-5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиенил) (Соединение N 52)
Метил-2-тиофенкарбодитиоат (47 г, 0,27 моль) в метаноле (250 мл) при 0-5^oC перемешивался и обрабатывался порошкообразным гидрохлоридом гидроксиламина (25 г) с последующим добавлением по каплям триэтиламина (50 мл) в метаноле (50 мл) в течение 2-х часов для приготовления реакционной смеси. Дополнительно гидрохлорид гидроксиламина (5 г) и триэтиламин (10 мл) добавлялись последовательно в реакционную смесь, и через 45 минут реакционная смесь изменяла цвет с красного на желтый. 1,2-дибромопропан (26 мл) добавлялся затем в желтую реакционную смесь с последующим введением триэтиламина (75 мл). Полученная новая реакционная смесь орошалась в течение 4 часов, а затем оставалась на ночь при комнатной температуре. Метанол удалялся из реакционной смеси до получения остатка. Вода к остатку, который далее экстрагировался в этилацетате, промывался разбавленной соляной кислотой (2N, 100 мл), водой и высушивался (MgSO₄). Затем этил-ацетат удалялся до получения коричневого масла, которое кристаллизовалось с циклогексаном до получения двух конечных веществ 5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиэнил)-1,4-2-оксадиазина (выход 11,7 г и 3,7 г, температура плавления 70-72^oC; Обнаружено: C 48,90; H 4,66; N 7,17; C₈H₉NO₂; теоретически C 48,24; H 4,52; N 7,07)
Пример 5
Синтез 5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиенил)-1,4,2-оксатиазин-4,4-диоксида (Соединение N 51)
5,6-Дигидро-6-метил-3-(2-тиенил)-1,4,2-оксатиазин, полученный по примеру 4 (2,8 г, 0,013 моль) окислялся μ-хлорперокси-бензойной кислотой (9,8 г), как описано в примере 1. Излишек пероксида был разложен с помощью водного бисульфита натрия. Из этанола была произведена экстракция 5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиенил)-1,4,2- оксатиазин-4,4-диоксид (Выход 2,1 г, температура плавления 147-148^oC, Обнаружено: C 42,66; H 3,99; N 6,08; C₈H₉NO₂S₂; теоретически C 41,56; H 3,90; N 6,06).

Пример 6
Синтез 5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиенил)-1,4,2-оксатиазин-4-оксида (Состав N 50)
5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиенил)-1,4,2-оксатиазин, полученный в примере 4 (2,8 г, 0,013 моль), окислялся μ-хлорпероксибензойной кислотой (3,7 г), как описано в примере 1. Полученный продукт перекристаллизовывался из этанола до получения 5,6-дигидро-6-метил-3-(2-тиенил)-1,4,2-оксатиазин-4-оксида (выход 1,3 г, температура плавления 114-115^oC. Обнаружено: C 44,85; H 4,31; N 6,54; C₈H₉NO₂S₂; теоретически C 44,65; H 4,19; N 6,51)
Пример 7
Синтез 5,6-дигидро-6-метил-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазина (Состав N 84)
Метил 2-бензотиазолкарбодитиоат (37 г, 0,16 моль) был преобразован в 1,4,2-оксатиазин с использованием гидрохлорида гидроксиламина (13,2 г) и триэтиламина (33 мл), как описано в примере 4. Экстракт продукта в этилацетате промывался последовательно разбавленной соляной кислотой (2N), водой, 5%-ным раствором гидроксида натрия и водой. Выпаривание растворителя давало твердый остаток, который перекристаллизовывался в смеси этанола с этилацетатом до 5,6-дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазина (18,0 г, температура плавления 150-151^oC. Обнаружено: C 50,68; H 3,27; N 11,78; C₈H₉N₂OS₂; теоретически C 50,85; H 3,39; N 11,80)
Пример 8
Синтез 5,6-дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазин-4,4-диоксида (Соединение N 83)
5,6-Дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазин, полученный в примере 7 (4,2 г, 0,018 моль), окислялся μ-хлорпероксибензойной кислотой, как описано в примере 5, до получения 5,6-дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазин-4,4-диоксида (3,7 г, температура плавления 226-227^oC) Обнаружено: C 44,59; H 3,01; N 10,31; C₁₀H₈N₂O₂S₃; теоретически C 44,78; H 2,99; N 10,45
Пример 9
Синтез 5,6-дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазин-4-оксида (Состав N 85)
5,6-Дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазин, полученный в примере 7, окислялся, как описано в примере 6, до получения 5,6-дигидро-3-(2-бензотиазолил)-1,4,2-оксатиазин-4-оксида (2,3 г, температура плавления 192-195^oC)
Обнаружено: C 47,96; H 3,26; N 11,22; C₁₀H₈N₂O₂S₂ теоретически C 47,62; H 3,17; N 11,11
Таблицы 1-4 приводят перечень соединений с первого по 107 номера.

Примеры биологической активности
Пример 10
Эффективность защитных средств древесины против бактерий и дрожжей.

Композиции были приготовлены путем растворения соединений, указанных в таблице 1, в 50%-ном растворе этанола и дальнейшем разбавлении стерильной дистиллированной водой. Эти разбавленные растворы помещались пипеткой в чашки Петри и смешивались с теплым агаром с триптозой до достижения концентрации активного ингредиента - 10 и 100 ppm. После охлаждения Среда засевалась бактериями, перечисленными ниже. После достаточного роста необработанных культур соединения оценивались по следующей оценочной системе:
0 = рост, эквивалентный контрольной группе
1 = замедление роста под действием соединения
2 = отсутствие роста под действием соединения
Результаты измерений по эффективности соединений для защиты древесины, описанных в данном изобретении, перечислены в таблице 5. В этих таблицах верхним номерам соответствуют наиболее подходящие компоненты.

Патогенные агенты: Бактерии/Дрожжи
Debaryomyces hansenii (дрожжи)
Pseudomonas alcaligenes (грамотрицательный)
Bacillus cereus mycoides (грамположительный)
Pseudomonas aeruginosa (грамотрицательный)
Flavobacterium sp. (грамотрицательный)
Streptomyces albus (грамположительный)
Enterobacter aerogenes (грамотрицательный)
Escherichia coli (грамоположительный)
Пример 11
Эффективность защитных составов древесины против грибков.

Соединения, перечисленные в таблице 1, растворяют в 50%-ном растворе этанола и затем разбавляют стерильной водой до требуемой концентрации от 1 до 10 ppm в испытательных чашках с агаром. Экстракт 3%-ого солодового сахара добавляют с соблюдением ассептики, а равномерность распределения достигается путем встряхивания. Каждая чашка засевалась взвесью спор или небольшим кусочком агара (1 мм) с края активно растущей колонии испытываемых грибков. Используемые грибки перечислены ниже. После инкубации при 22^oC и 70%-ной относительной влажности в течение продолжительного периода времени, достаточного для существенного роста необработанных контрольных проб, измеряли диаметр колоний грибков и выводили показатели по следующей оценочной системе:
0 = отсутствие роста грибков
1 = 25% рост грибков по сравнению с необработанными контрольными группами
2 = 50% рост грибков по сравнению с необработанными контрольными группами
3 = 75% рост грибков по сравнению с необработанными контрольными группами
4 = рост грибков одинаков с необработанными контрольными группами
Показатели эффективности соединений для защиты древесины по данному изобретению представлены в таблицах 6a и 6b.

В этих таблицах нижним номерам соответствуют наиболее подходящие компоненты.

Патогенные агенты: грибки
Coriolus versicolor
Coniophora puteana (синоним C. cerebella)
Chaetomium globosum
Aureobasidium pullulans
Penicillium islandicum
Cladosporiumm resinae (синоним Hormonocanis resinae, Amorphotheca resinae)
Aspergillus niger
Aspergillus flavus
Trichoderma viride
Споры - Mucor sp.

Пример 12
Защита от плесневых и вызывающих синь грибков при "стик"-тесте
Соединения, указанные в таблице 1, растворяют в 50% растворе этанола, и приготовляют серию разбавленных растворов с помощью того же растворителя. Высушенную в термостате буковую палочку ("стик") (73х18х2 мм) погружают в 25 мл каждой порции разбавленного раствора до насыщения.

Для грибков, вызывающих синь (aureobasidium pullulans, Sclerophoma pithyophila), испытываемые дозы были 50, 100, 250, 500 и 1000 ppm. Для плесневых грибков (Frichoderma viride, aspergillus niger) тест-дозы - 250, 500, 1000, 2500 и 5000 ppm.

Через три часа испытываемые растворы сливались, и каждая палочка высушивалась в стерильном ламинарном воздушном потоке. В каждую чашку Петри помещалась одна палочка на солодовый агар, предварительно засеянный посевной культурой. Две капли взвеси с грибками или спорами пипеткой наносились на верхнюю поверхность палочки. Затем чашки Петри выдерживались при 22^o и 90% относительной влажности. Обработанные палочки исследовались после значительного роста грибков на необработанных контрольных палочках. Была использована следующая система для оценки эффективности соединений.

0 = на палочке нет роста грибков
1 = следы роста грибков на палочке
2 = небольшой рост грибков на палочке (покрыто от 5 до 25% поверхности)
3 = средний рост грибков на палочке (покрыто от 25 до 50% поверхности)
4 = бурный рост грибков на палочке (покрыто более 50% поверхности)
Для сравнения этих соединений полученные величины преобразовывались в предельные значения. Предельная величина в данной системе определяется как минимальная концентрация определенного соединения, которая дает показатель менее или равный 1. Эти показатели представлены в таблице 7.

Пример 13
Меры против грибков, вызывающих гниение дерева, таких как Coriolus versicolor и Coniophora puteana.

Лубяные блоки (50х20х6 мм) из шотландской сосны (Pinus sylvestris) и бука (Fagus sylvatica) высушивались в термостате при 104^oC. Блоки охлаждались, взвешивались и пропитывались испытываемым соединением под воздействием вакуума. Испытываемые соединения при каждой концентрации наносились на 7 образцов. Поглощение активного ингредиента рассчитывалось при взвешивании после каждой обработки. Плохо обработанная древесина отбраковывалась. Для фиксации активного соединения обработанные блоки выдерживались в закрытом контейнере в течение двух недель. Контейнер открывался и древесина высушивалась более двух недель. Испытательные блоки стерилизовались гамма-излучением (1,2 Мрад). Каждый обработанный блок помещался на сетку в чашку Петри с солодовым агаром и посевной культурой вместе с необработанным (контрольным) блоком. Все блоки подвергались грибковой атаке в течение 8 недель при температуре 22^oC и 70%-ной относительной влажности. В конце инкубационного периода блоки освобождались от колоний грибков, сушились в термостате при 104^oC, охлаждались и взвешивались. Вычислялся процент потери веса каждого блока. Спорные результаты из-за излишнего или недостаточного содержания влажности в расчет не принимались.

Средняя потеря веса обработанных блоков в сравнении с контрольными блоками представлена в таблице 8.

Пример 14
Защита in vitro против плесневых и вызывающих синь грибков.

Представленные соединения растворялись - (2000 ppm) в смеси ацетона/этанола в соотношении 2:3. Влияние представленных соединений на рост определенных плесневых и вызывающих синь грибков определялось с помощью специального анализа на токсичность по следующей процедуре: растворы представленных составов, приготовленных как указано выше, затем были разбавлены стерильной водой до желаемой концентрации и разливались в чашки Петри. Затем среда солодового экстракта агара асептически добавлялась в чашки Петри, а также в те чашки Петри, которые не содержали составов (контрольные пробы). Далее чашки Петри встряхивались для достижения равномерного распределения агара в среде. Каждая чашка Петри с составом и каждая контрольная чашка Петри засевались грибком и выдерживались в течение времени, достаточного для полного роста грибков в соответствующей контрольной чашке Петри. Затем чашки Петри, содержащие соединение, проверялись с целью определения степени ингибирования грибков по каждой концентрации исследуемого состава. Самая низкая концентрация соединений, которая обеспечивала полное замедление роста определенных грибков, определялась и регистрировалась в таблицах 9A и 9B как величина минимальной концентрации ингибирования (MIC).

Пример 15
Защита против плесневых и вызывающих синь грибков при "стик"-тесте на вермикулите.

Буковые палочки (73х18х2 мм) (Fagus sylvatica) были покрашены, просушены и стерилизовались γ -излучением (1,2 Мрад). Палочки были обработаны путем нанесения на каждую палочку пленочного покрытия, содержащего 0,15% или 0,3% испытываемого состава в краске-плацебо на водной основе. Палочки с покрытием, как указано выше, затем погружались во взвесь чистой культуры каждого грибка со спорами. Семь палочек помещались в автоклав в чашки Петри (200 мм диаметром и 30 мм - высотой), содержащие 300 мл вермикулита и 120 мл воды и выдерживались в течение 12 недель. Затем поверхность палочек проверялась на рост грибков и проводилась оценка по следующим показателям:
0 - роста нет
1 - следы роста на 1% площади испытательной поверхности
2 - рост охватывает от 1 до 10% испытательной поверхности
3 - рост охватывает от 10 до 30% испытываемой поверхности
4 - рост охватывает от 30 до 70% испытываемой поверхности
5 - рост охватывает более 70% испытываемой поверхности
Результаты испытания соединений представлены в таблице 10.

Пример 16
Защита от плесневых и вызывающих синь грибков при "стик"-тесте
Соединения по данному изобретению растворялись в 50%-ном растворе этанола. Каждое соединение далее разбавлялось в серии растворов с использованием 50%-ного раствора этанола. Четыре (4) высушенных в термостате буковых палочки (73х18х2 мм) пропитывались до насыщения в 25 мл каждого разбавленного раствора каждого соединения для подготовки обработанных палочек. Через три (3) часа, растворы, содержащие испытываемые соединения, сливались и обработанные палочки сушились в стерильном ламинарном воздушном потоке. Каждая обработанная палочка помещалась затем в чашку Петри, которая предварительно была засеяна посевной культурой. Две капли взвеси с испытательными грибками или спорами пипеткой помещались на верхнюю поверхность обработанной палочки. Чашки Петри с обработанными палочками выдерживались при 22^oC и 90% относительной влажности. Обработанные палочки оценивались после существенного роста грибков на контрольных палочках (т.е. необработанных), выдержанных таким же образом. Была использована следующая система показателей:
0 = на палочке отсутствует прорастание грибков или плесени
1 = следы прорастания грибков на палочке
2 = незначительный рост (5-25%) поверхности под грибками
3 = средний рост (25-50%) поверхности под грибками
4 = значительный до максимального рост грибков (более 50%)
Предельные (минимальные) величины концентрации каждого испытываемого соединения, необходимые для получения результатов 1 - 2 или 0 для каждого испытываемого грибка, представлены ниже в таблице 11.

Пример 17
Защита против плесневых и вызывающих синь грибков в испытательной палочке для выращивания плесени.

По методу, описанному в BS 3900: часть G6: 1989, методы Британских стандартов по испытанию красок, "Оценка стойкости к прорастанию грибков", соединения по данному изобретению испытывались на действие против плесневых и вызывающих синь грибков в испытательной камере для выращивания плесени.

Палочки из Шотландской сосны (Pinus silvestris) с размерами 75х100х10 мм окрашивались, просушивались и стерилизовались γ -облучением (1,2 мрад).

Приготовлялись растворы испытываемых соединений (0,15% и 0,3%) в краске-плацебо на водной основе. Палочки использовались с каждым раствором. Палочки погружали в смешанную взвесь со спорами, затем помещали в испытательную камеру и выдерживали их там в течение 12 недель. Поверхности оценивались по следующей системе показателей.

0: нет прорастания
1: следы прорастания на испытываемой поверхности до 1%
2: рост охватывает от 1 до 10% испытываемой поверхности
3: рост охватывает от 10 до 30% испытываемой поверхности
4: рост охватывает от 30 до 70% испытываемой поверхности
5: рост охватывает более 70% испытываемой поверхности
Результаты испытания соединений представлены в таблице 12
Пример 18
Защита от плесневых и вызывающих синь грибков при тесте с минипластинками.

Испытываемые соединения по данному изобретению суспендируют в водном растворе, содержащем 7,5% генапола X 080 (genapol X 80) (Корпорация Hoechst-Celanese) и 20% пропиленгликоль монометилового эфира (простого) для приготовления испытательных растворов. Концентрация соединений в испытательном растворе была 5000 ppm.

Глубоко замороженные пластинки (300х50х10 мм) из луба свежесрубленной шотландской сосны (минипластинки) оттаивались при комнатной температуре. Половина каждой пластинки погружалась в испытательный раствор на 20 секунд. Затем на эти минипластинки распределялась смешанная взвесь со спорами, содержащая следующие грибки:
aureobasidium pullulans,
aspergillus amstelodami,
ceratocystis pilifera,
cladosporium,
sclerophomas entoxylina,
frichodera viride,
и пластинки хранились в инкубационных боксах при 25^oC и 100% относительной влажности в течение 3 недель. Для каждого испытательного состава каждая концентрация раствора наносилась на пять различных минипластинок. Эффективность испытываемых составов определялась в сравнении с ростом грибков на обработанной и необработанной частях минипластинок.

Степень поражения определялась по следующей шкале:
0 = нет прорастания грибков
1 = следы прорастания грибков
2 = незначительный рост грибков
3 = умеренный рост грибков
4 = рост от обширного до максимального (грибки покрывают всю поверхность)
Результаты оценки минипластинок представлены далее в таблице 13.

Изобретение относится к новым соединениям формулы I

где n - 0, 1 или 2; R¹ - водород, C₁-C₄ линейный или разветвленный алкил или бензил; Q формулы II

где R², R³ и R⁴ в отдельности - водород, алкил, алкокси-, алкилтио, алкоксикарбонил, галоген, тригалометил, циано, ацетил, формил, бензоил, нитро, алкоксиаминометил, фенил или фениламинокарбонил, где доли алкила или алкокси C₁-C₄ линейный или разветвленный, при условии, что по крайней мере один из R², R³ или R⁴ должен быть не водородом; или формулы III

где R⁵, R⁶ и R⁷ в отдельности - водород, C₁-C₄ алкокси, C₁-C₄ алкилтиорадикалы, галоген, тригалометил, циано, ацетил-, формил-, бензоил-, нитро, фенил-, или фениламинокарбонил, при условии, что по крайней мере один из R⁵, R⁶ или R⁷ должен быть не водородом; или формулы IV

где R⁸, R⁹ и R¹⁰ в отдельности - гидроксил-, гало, C₁-C₁₂-алкил-, C₅-C₆-циклоалкилтригалометил-, фенил-, C₁-C₅-алкокси-, C₁-C₅-алкилтио- тетрагидропиранилокси-, фенокси, (C₁-C₄-алкил)карбонил-, фенилкарбонил-, C₁-C₄-алкилсульфинил-, C₁-C₄-алкилсульфонил-, карбокси- или соль щелочного металла, (C₁-C₄-алкокси)карбонил-, (C₁-C₄ алкил), аминокарбонил-, фениламинокарбонил-, толиламинокарбонил-, морфолинокарбонил-, амино-, нитро-, циано-, диоксоланил-, или (С₁-С₄алкокси)иминометил-, или формулы (V),

где X - кислород или сера; V - азот, -СН-, или С(С₁-С₄ алкокси)- ; R" - водород или С₁-С₄ алкил. Соединения формулы (I) полезны для длительной защиты древесины и композиционных древесных материалов против веществ, наносящих вред или разрушающих древесину. Изобретение обеспечивает также композиции, содержащие эти 3-арил-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазины формулы (I) и их оксиды, а также соответствующий носитель. Раскрыт также способ сохранения древесины, при котором фунгицидное и бактерицидное эффективное количество данных З-арил-5,6-дигидро-1,4,2-оксатиазинов формулы (I) и их оксидов наносится на древесный материал, нуждающийся в защите. Обработанная предложенным способом древесина обладает прочностью и несжимаемостью, сохраняя при этом эластичность. 3 c. и 7 з.п. ф-лы, 16 табл.

1. Соединение оксатиазина, имеющее формулу

где n равно 0, 1 или 2;
R¹ представляет собой водород или C₁-C₄ линейный или разветвленный алкил,
а Q имеет формулу
а)

где R², R³ и R⁴ в отдельности - водород, алкил, алкокси, алкилтио, алкоксикарбонил, галоген, циано, ацетил, нитро или фенил, где доли алкила или алкокси - C₁-C₄ линейный или разветвленный, при условии, что по крайней мере один из R², R³ или R⁴ должен быть не водородом;
b)

где R⁵, R⁶ и R⁷ в отдельности - водород, C₁-C₄ алкокси или фениламинокарбонил, при условии, что по крайней мере один из R⁵, R⁶ или R⁷ должен быть не водородом;
с)

где R⁸, R⁹ и R¹⁰ в отдельности - гидроксил, гало, C₁-C₁₂ алкил, тригалометил, фенил, C₁-C₅ алкокси, (C₁-C₄ алкил)карбонил или (C₁-C₄ алкокси)иминометил, или
d)

где Х - кислород или сера;
Y - азот, -СН- или С(C₁-C₄ алкокси)-;
R¹¹ - водород или C₁-C₄ алкил. 2. Соединение оксатиазина по п.1, где R¹ - водород или C₁-C₄ алкил; n равно 1 или 2; R², R³ и R⁴ в отдельности - водород, C₁-C₄ алкил, гало, (C₁-C₄ алкокси)карбонил или циано, при условии, что, по крайней мере, один из R², R³ или R⁴ должен быть не водородом; R⁸, R⁹ и R¹⁰ - C₁-C₄ алкил, C₁-C₄ алкокси, гало, тригалометил или (C₁-C₄ алкокси)карбонил; Х - сера, а R¹¹ - водород. 3. Соединение оксатиазина по п.2, где R¹ - водород; n равно 1 или 2; R², R³ и R⁴ в отдельности - водород, метил, этил, бромо, хлоро, этилкарбоксилат или циано, при условии, что по крайней мере один из R², R³ и R⁴ должен быть не водородом; R⁵, R⁶ и R⁷ в отдельности - водород, бромо, хлоро или циано, при условии, что по крайней мере один из R⁵, R⁶ и R⁷ должен быть не водородом; R⁸, R⁹ и R¹⁰ - метил, этил, нитро, фторо, хлоро или трифторметил. 4. Способ защиты древесины или композиционных древесных материалов, который состоит в обработке дерева или композиционных древесных материалов фунгицидно или бактерицидно эффективным количеством соединения формулы II

где n - 0, 1 или 2;
R¹ - водород, C₁-C₄ линейный или разветвленный алкил или бензил;
R - а) фенил, фенил, замещенный в положении 1 - 3 одним из следующих заместителей: гидроксил-, гало-, C₁-C₁₂ алкил-, C₅-C₆ циклоалкил-, тригалометил-, фенил-, C₁-C₅ алкокси-, C₁-C₅ алкилтио-, тетрагидропиранилокси-, фенокси-, (C₁-C₄ алкил)карбонил-, фенилкарбонил-, C₁-C₄ алкилсульфинил-, C₁-C₄ алкилсульфонил-, карбокси- или его соль щелочного металла, (C₁-C₄ алкокси)карбонил-, (C₁-C₄ алкил)аминокарбонил-, фениламинокарбонил-, толиламинокарбонил-, морфолинокарбонил-, амино-, нитро-, циано-, диоксоланил или (C₁-C₄ алкокси)-иминометил; пиридинил-, тиенил; фуранил-; или тиенил или фуранил, замещенный от 1 до 3 из следующих групп: алкил-, алкокси-, алкилтио-, алкоксикарбонил-, галоген, тригалометил-, циано-, ацетил-, формил-, бензоил-, нитро-, фенил-, или фениламинокарбонил, где алкил- или алкокси-ветви являются C₁-C₄, линейные или разветвленные; или тиенил, замещенный от 1 до 3 алкоксиаминометилом, где алкокси означает C₁-C₄, линейный или разветвленный; или b)

где X - кислород или сера;
Y - азот, -СН- или С(C₁-C₄ алкокси)-,
R'' - водород или C₁-C₄ алкил. 5. Способ по п.4, где R' - водород, n - 1 или 2; R представлен одним или двумя из следующих: фенил-, (C₁-C₆ алкил)фенил-, галофенил-, дигалофенил-, бифенил-, (C₁-C₅ алкилокси)фенил-, тригалометилфенил-, нитрофенил-, фенил, замещенный C₁-C₄ алкоксикарбонилом, фуранилом, фуранилом, замещенным этилкарбоксилатом, циано-, хлором или бромом, тиенилом, тиенилом, замещенным этилкарбоксилатом, циано-, хлором или бромом, или (C₁-C₆ алкил)нитрофенил. 6. Способ по п. 5, где R' - водород; n - 1 или 2; R представлен: 4-хлорфенилом, 3-нитрофенилом, 3,4-дихлорфенилом, 3-фторфенилом, 2-тиэнилом, 4-метилфенилом, 3-трифторметил-фенилом, 3-этанолфенилом, 3,5-дихлорфенилом, 4-трифторметилфенилом, 3-метил-4-нитрофенилом. 7. Способ по п.4, где R' - водород и R -

где Х - сера;
Y - азот или -СН-;
R'' - водород. 8. Способ по п. 4, где 0,05 - 0,4 кг/м² соединения наносят на площадь поверхности дерева или композиционного древесного материала. 9. Способ по п. 4, где примерно 0,5 - 6,0 кг/м³ соединения вводят в древесину или композиционный древесный материал. 10. Композиция для защиты древесины или композиционного древесного материала, которая включает эффективное количество соединения по п.1 и соответствующий носитель.