СПОСОБ БОРЬБЫ С ГРИБКАМИ Российский патент 1999 года по МПК A01N43/84 

Данное изобретение относится к способу борьбы с грибками с использованием Z-изомера диметоморфа и применению указанного Z-изомера в качестве фунгицида.

Диметоморф - это общепринятое название смеси E- и Z-изомеров 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)-акрилоил] морфолина. Это соединение, которое описывается в EP 0120321, является фунгицидом, который эффективен для борьбы с болезнями растений, вызываемыми оомицетами, особенно такими, которые вызываются членами семейства Perоnosporaceal и рода Phytophthora, но не Pythium у винограда, картофеля и томатов.

На Брайтонской конференции по защите сельскохозяйственных культур (урожая), 1988, 17-24 сообщалось, что при испытаниях in vitro на Phytophthora infestans показано, что если исключается солнечный свет, только Z-изомер диметоморфа является токсичным для грибков. Однако, в присутствии света происходит изомеризация с быстрым уравновешиванием соотношения Z:E до примерно 80:20, и поэтому в полевых условиях было показано, что различные соотношения E- и Z-изомеров одинаково эффективны.

В настоящее время при полевых испытаниях на растениях томатов было обнаружено, что Z-изомер диметоморфа значительно лучше поглощается корнями и перемещается в листья, чем E-изомер, что приводит к 5-кратно большим первоначальным концентрациям Z-изомера в листьях, чем E-изомера. Это особенно удивительно потому, что E-изомер обладает значительно более высокой растворимостью в воде (30 мг/л), чем Z-изомер (7 мг/л) и более благоприятным значением Log p (что указывает на распределение вещества в системе вода/октанол), в отношении системного поглощения фунгицида, равным 2,63 при 20^oC, по сравнению с 2,73 Z-изомера. Кроме того, испытания также показали, что концентрация Z-изомера в листьях значительно выше, чем концентрация Z-изомера в растворе, применяемом для растения, что тем самым показывает накопление Z-изомера в зеленом растении. Следовательно, если чистый Z-изомер применяется в условиях, которые в значительной степени исключают солнечный свет, требуется меньшее количество Z-изомера, чем смеси E/Z для достижения того же самого фунгицидного эффекта, и этот эффект достигается быстрее. Это явно выгодно, как с экономической, так и с экологической точки зрения.

Согласно данному изобретению, следовательно, обеспечивается способ борьбы с грибками, который включает обработку растений, которые могут или уже подвержены грибковому заражению, семян таких растений или среды, в которой такие растения выращиваются или будут выращиваться, Z-изомером 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4- диметоксифенил)-акрилоил] морфолина или композицией, состоящей из носителя и активного ингредиента, причем указанный Z-изомер применяется по существу в отсутствии солнечного освещения.

В этом описании понятие по существу в отсутствии солнечного освещения или света включает обработку при полном отсутствии солнечного освещения и обработку в условиях, когда Z-изомер подвергается воздействию солнечного света в течение такого короткого периода времени, что взаимопревращение E- и Z-форм не может произойти в какой-либо значительной степени. Например, растения могут опрыскиваться ночью или переноситься в темное помещение для опрыскивания Z-изомером, или Z-изомер может подаваться к корням растения или непосредственно, например, посредством гидропонного культивирования, или опосредованно, предпочтительно с помощью орошения почвы. Или же иначе, семена растений могут обрабатываться Z-изомером и затем сохраняться в условиях темноты до использования.

Опрыскивание растений ночью или в условиях затемнения - метод наиболее пригодный при лечебной обработке заболевших растений. Обычно, период времени, когда грибок проникает в лист растения, относительно короток, но заболевание не проявляется, когда оно может быть еще остановлено. Например, в случае Phytophthora infestans, который имеет 3-5 дневный цикл инфицирования, если инфицирование происходит в 1-й день, обработка растения на 3-й день останавливает развитие заболевания, если применяется эффективная доза. Таким образом, особенно выгодно применять только Z-изомер диметоморфа при этих условиях, так как этот изомер будет более легко абсорбироваться в листьях, чем E-изомер, и поэтому сможет действовать более быстро и эффективно.

Диметоморф обычно применяется в качестве раствора для опрыскивания при дозировке от 0,09 до 0,5 кг/га для получения эффективного профилактического действия. Однако, в случае лечебного опрыскивания эффективное излечение может быть достигнуто путем применения Z-изомера в дозах 0,025-0,25 кг/га.

Если Z-изомер диметоморфа предполагается применять посредством орошения почвы, необходимая дозировка будет зависеть от сельскохозяйственной культуры, которую нужно обработать, среды, в которой сельскохозяйственная культура выращивается, и условий, в которых эта культура растет, т.е. тепличных или полевых условий. Например, для обработки сельскохозяйственных культур, растущих в песчаном почвенном субстрате в отдельных горшках в тепличных условиях, может использоваться дозировка от 0,01 до 5 кг/га, предпочтительно от 0,1 до 2 кг/га, тогда как в полевых условиях, когда объем почвы, подлежащей обработке, больше могут потребоваться дозировки от 5 до 10 кг/га. Поэтому предпочтительно, чтобы Z-изомер применялся с дозировкой в интервале от 0,01 до 10 кг/га.

Z-изомер может использоваться для борьбы с теми же самыми заболеваниями, что и E/Z диметоморф. Однако он особенно эффективен в борьбе с Phytophthora infestans и Plasmopara viticota, а также с заболеваниями, вызываемыми почвенными Phytophthora, и поражающей семена и всходы мучнистой росой, такой как Plasmopara halstedii.

Z-изомер может быть получен путем селективной кристаллизации Z-изомера из раствора, содержащего смесь E-изомера и Z-изомера, и последующей изомеризацией оставшегося E-изомера с образованием смеси E-изомера и Z-изомера.

Этот метод основан на том, что, как упомянуто выше, Z- изомер обладает более низкой растворимостью, чем E-изомер, что тем самым позволяет селективно кристаллизовать и удалять Z-изомер из маточной жидкости, например, путем отфильтровывания. Затем может добавляться достаточное количество E/Z диметоморфа к оставшейся маточной жидкости для восстановления ее до первоначальной концентрации, и смесь затем предпочтительно нагревается с катализатором для изомеризация, в частности с кислотным или основным (щелочным) катализатором, таким как толуолсульфоновая кислота, трифторметансульфоновая кислота, Нафион (торговое название: перфторированной ионообменной мембраны), Амберлист (торговое название: макросетчатой ионообменной смолы), трет-бутоксид натрия или метоксид натрия, в течение нескольких часов для восстановления соотношения E/Z до примерно 1:1. Затем изомер Z может селективно кристаллизоваться как описано выше, и процесс повторяется несколько раз, пока почти весь E-изомер не превратится в Z-изомер.

Вышеописанный процесс проводится в присутствии подходящего растворителя. Предпочтительно растворителем является толуол.

Z-изомер в способе данного изобретения может использоваться в форме композиции, которая включает носитель и Z-изомер в качество активного ингредиента. Такая композиция предпочтительно содержит от 0,5 до 95% по весу Z-изомера.

Носителем в такой композиции является любой материал, с которым активный ингредиент образует форму, которая облегчает применение его в том месте, которое нужно обработать, которое, например, может быть растением, семенами или почвой, или облегчает хранение, транспортировку и работу с ней. Носитель может быть твердым или жидким, включая материал, который в нормальных условиях является газообразным, но сжат до образования жидкости, и любой из носителей, обычно используемых при приготовлении фунгицидных композиций, может применяться и в данном случае.

Подходящие твердые носители включают природные и синтетические глины и силикаты, например природные кремнеземы, такие как диатомовые земли; силикаты магния, например тальк; силикаты магния - алюминия, например аттапульгиты и вермикулиты; силикаты алюминия, например каолиниты, монтмориллониты и слюду; карбонат кальция; сульфат кальция; сульфат аммония; синтетические гидратированные оксиды кремния и синтетические силикаты кальция и алюминия; элементы, например углерод и серу; природные и синтетические смолы, например кумароновые смолы, поливинилхлорид, и полимеры и сополимеры стирола; твердые полихлорфенолы; битум; воски и парафины, например пчелиный воск, парафиновый воск и хлорированные минеральные воски; и твердые удобрения, например супрфосфаты.

Подходящие жидкие носители включают воду, спирты, например изопропанол, бензиловый спирт и гликоли; кетоны, например ацетон, метилэтилкетон и циклогексанон; эфиры; ароматические и аралифатические углероводороды, например бензол, толуол и ксилол; фракции нефти, например керосин и легкие минеральные масла; хлорированные углеводороды, например тетрахлористый углерод, перхлорэтилен и трихлорэтан.

Часто подходящими являются смеси различных жидкостей.

Фунгицидные композиции часто выпускаются и транспортируются в концентрированной форме, которая впоследствии разбавляется пользователем перед применением. Присутствие небольших количеств компонента, который является поверхностно-активным веществом, облегчает этот процесс разведения. Таким образом предпочтительно, чтобы по крайней мере одним компонентом в композиции являлось поверхностно-активное вещество. Например, композиция может содержать по крайней мере два компонента-разбавителя, по крайней мере, один из которых является поверхностно-активным веществом.

Поверхностно-активным веществом может быть эмульгирующее вещество, диспергирующее вещество или смачивающее вещество; оно может быть ионным или неионным. Примеры подходящих поверхностно-активных веществ включают натриевые или кальциевые соли полиакриловых кислот и лигнинсульфоновых кислот; продукты конденсации жирных спиртов или алифатических аминов или амидов, содержащих по крайней мере 12 углеродных атомов в молекуле, с этиленоксидом и/или пропиленоксидом; эфиры жирных кислот и глицерина, сорбита, сахарозы или пентаэритрита; конденсаты этих соединений с этиленоксидом и/или пропиленоксидом; продукты конденсации жирных спиртов или алкилфенолов, например, п-октилфенола или п-октилкрезола с этиленоксидом и/или пропиленоксидом; сульфаты или сульфонаты этих продуктов конденсации; соли щелочных или щелочноземельных металлов, предпочтительно натриевые соли, эфиров серной или сульфоновой кислоты, содержащих по крайней мере 10 атомов углерода в молекуле, например лаурилсульфат натрия, натрий-вторичный алкил-сульфаты, натриевые соли сульфонированного касторового масла и натрий-алкиларид-сульфонаты, такие как додецилбензолсульфонат; и полимеры этиленоксида и сополимеры этиленоксида и пропиленоксида.

Могут создаваться композиции, например, в виде смачиваемых порошков, пудры, гранул, растворов, эмульгируемых концентратов, эмульсий, концентратов суспензий и аэрозолей. Смачиваемые порошки обычно содержат 25, 50 или 75 вес. % активного ингредиента и обычно содержат кроме твердого инертного носителя 3-10 вес. % диспергируюшего вещества и, если необходимо, 0-10 вес.% стабилизатора(ов) и/или других добавок, таких как агенты, способствующие проникновению или прилипанию. Пудра обычно готовится в виде концентрата пудры, имевшего композицию, сходную с композицией смачиваемого порошка, но без диспергатора, и могут разбавляться в полевых условиях дополнительным твердым носителем с получением композиции обычно содержащей 1/2 - 10 вес.% активного ингредиента. Гранулы обычно готовятся так, чтобы они имели размер между 10 и 100 BS зернистости (1,676-0,152 мм), и могут производиться с помощью приемов аггломерирования или импрегнирования. Обычно гранулы будут содержать 1/2-75 вес. % активного ингредиента и 0-10 вес.% добавок, таких как стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, модификаторы медленного высвобождения и связывающие вещества. Так называемые "сухие текучие порошки" состоят из относительно мелких гранул, имеющих относительно высокую концентрацию активного ингредиента. Эмульгируемые концентраты обычно содержат в дополнение к растворителю и, когда необходимо, сорастворителю, 1-50 вес-объемных % активного ингредиента, 2-20 вес-объемных % эмульгаторов и 0-20 вес-объемных % других добавок, таких как стабилизаторы, смачивающие вещества и ингибиторы коррозии. Концентраты суспензий обычно составлены так, чтобы получить стабильный, неоседающий текучий продукт, и обычно содержат 10-75 вес.% активного ингредиента, 0,5-15 вес. % диспергирующих веществ, 0,1-10 вес.% суспендирующих веществ, таких как защитные коллоиды и тиксотропные средства, 0-10 вес.% других добавок, таких как пеногасители, ингибиторы коррозии, стабилизаторы, смачивающие или связывающие вещества и воду или органическую жидкость, в которой активный ингредиент по существу нерастворим; определенные органические твердые вещества или неорганические соли могут присутствовать в составе в растворенном виде, чтобы способствовать предотвращению седиментации или в качестве антифризных веществ для воды.

Водные дисперсии и эмульсии, например композиции, получаемые путем разбавления смачиваемого порошка или концентрата в соответствии с изобретением водой, также находятся в объеме изобретения. Указанные эмульсии могут быть типа вода-в-масле или масло-в-воде и могут иметь плотную "майонезоподобную" консистенцию.

Композиция может также содержать другие ингредиенты, например другие соединения, обладающие гербицидными, инсектицидными или фунгицидными свойствами, или удобрения.

Особый интерес для увеличения продолжительности защитного действия Z-изомера представляет использование носителя, который будет обеспечивать медленное высвобождение Z-изомера в окружающую среду растения, которое нужно защитить. Такие препараты медленного высвобождения могли бы, например, вноситься в почву, прилегающую к корням растений табака или овощей, или могут включать клейкий компонент, дающий возможность наносить их непосредственно на стебель растения винограда.

Изобретение, кроме того, предоставляет применение в качестве фунгицида Z-изомера 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)-акрилоил] морфолина или композиции, которая охарактеризована выше.

Данное изобретение имеет широкую область применения по защите сельскохозяйственных растений от заражения грибками. Типичные сельскохозяйственные культуры, которые могут защищаться, включают виноград, табак и овощи, такие как картофель и томаты. Продолжительность защиты обычно зависит от ряда внешних факторов, таких как климат, влияние которых обычно уменьшается с помощью использования подходящей готовой формы препарата.

Пример 1. Оценка профилактического действия против Phytophthora infestans на томатах после орошения почвы.

Способ.

После развития семядолей растения томатов (сорт проф. Радлофф Prof. Rudloff) переносили в 6 см пластиковые горшочки, содержащие крупный песок + 10% песчаный почвенный субстрат. Растения содержали в теплице при дневной температуре 23^oC и ночной температуре 18^oC. Относительная влажность составляла от 50 до 79%. Когда развивались первые листья растения были готовы для применения фунгицида.

Для обработки использовали 6 растений. Применение фунгицидов осуществлялось за 2 дня до инфицирования. 5 мл раствора фунгицида орошали субстрат с помощью пипетки. Затем растения содержали в теплице при 23^oC дневной и 18^oC ночной температуре и при 50-70% относительной влажности.

Растения искусственно инфицировали водной суспензией спор Phytophthora infestans, содержащей 300 000 спор/мл. Инфицирование выполняли путем опрыскивания верхней стороны листьев суспензией спор. Затем растения сразу же инкубировали при 100% влажности в течение 48 часов в темноте. Симптомы быстро развивались, когда растения переносили в теплицу с низкой относительной влажностью (примерно 50%).

Оценку производили путем определения процента пораженной болезнью площади листа каждого отдельного листа. Активность в % подсчитывали, используя формулу ABBOTT:

Результаты представлены в табл. 1.

Пример 2. Лечебная активность диметоморфа против Plasmopara viticola на винограде.

Смеси в виде спрея, содержащие 25 мкг/мл (E)-, (E)/(Z)- (Z)-диметоморфа, соответственно, разбрызгивались на верхнюю сторону листьев растений винограда (var. : Muller-Jhurgan) до момента стекания спрея с листьев. За сорок восемь часов до данной обработки растения инокулировались суспензией спор грибка (80000 спор/мл) и инкубировались при 21^oC и относительной влажности 100%.

Степень заражения определялась в виде % зараженной поверхности листьев по сравнению с контролем. Результаты данной оценки даются в табл. 2.

Пример 3. Получение Z-изомера 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)-акрилоил]морфолина.

25г 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)акрилоил] морфолина (E:Z 70: 30) в 200 мл толуола нагревали с 2,5 г паратолуолсульфоновой кислоты в течение 5 часов в колбе с обратным холодильником, что приводит к соотношению E: Z, равным примерно 50:50. После удаления паратолуолсульфоновой кислоты и охлаждения выкристаллизовывали 9,5 г чистого Z-изомера. Затем к маточной жидкости добавляли еще 10 г 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил) акрилоил] морфолина (E:Z 70:30) и 2,5 г паратолуолсульфоновой кислоты и обрабатывали, как описано выше, для получения еще 9,6 г чистого изомера Z.

Пример 4. Отделение Z-изомера 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)-акрилоил] морфолина и изомеризация оставшейся смеси до соотношения E/Z, равного 50/50.

100 г неочищенного 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)- акрилоил] морфолина (96,5% чистоты, E/Z=47/53) растворяли в 800 мл толуола при нагревании до 70^oC. При охлаждении до комнатной температуры выкристаллизовывалось вещество, которое оставляли стоять по крайней мере в течение 4 часов и затем отделяли с помощью отсасывания. Осадок на фильтре сначала промывали 100 мл толуола, затем 100 мл метанола и высушивали.

Выход: 33,5-38,5 г (представляет среднее значение из нескольких экспериментов) Z-изомер, содержащий 2% E-изомера, 98,4%
Т.пл. 166 - 7^oC
Толуольный фильтрат еще содержит примерно 60 г остаточного 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)акрилоил] морфолина. Его смешивали с 3 г 4-толуолсульфоновой кислоты (5 вес.% от оставшегося диметоморфа) и перемешивали в колбе с обратным холодильником в течение 8 часов. Затем его охлаждали до 60^oC, экстрагировали 3 раза 50 мл порциями воды и 750 мл отгоняли на роторном испарителе. Концентрат охлаждали до 50^oC и вливали 250 мл петролейного эфира при энергичном перемешивании смеси. В этом случае осаждалось вещество в твердой форме. После того, как его оставляли стоять на 1 час, вещество отделяли с помощью отсоса, промывали 100 мл петролейного эфира и высушивали.

Выход: 58,8 г смеси E/Z (48/52), 98,7%, т.пл. 127-140^oC.

Пример 5. Изомеризацию можно также проводить в щелочных условиях с использованием трет-бутоксида натрия по методу примера 3.

Если добавляется 3,0 г трет-бутоксида натрия (5 вес.% от остаточного диметоморфа) и кипячение осуществляется в течение 8 часов, выход составляет 56,1 г, E/Z = 44/56, 98,2%.

Пример 6. Отделение Z-изомера и изомеризация оставшейся смеси до соотношения E/Z, равного 70/30.

100 г неочищенного 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил) -акрилоил] морфолина (96,5% чистоты, E/Z=47/53) растворяли в 800 мл толуола при нагревании до 70^oC. После охлаждения до комнатной температуры выкристаллизовывалось вещество, которое оставляли стоять в течение по крайней мере 4 часов и затем отделяли с помощью отсоса. Осадок на фильтре сначала промывали 100 мл толуола, затем 100 мл метанола и высушивали.

Выход: 37,3 г Z-изомера, содержащего 2% E-изомера, 98,4%, т.пл. 166-7^oC.

Метанольный фильтрат отбрасывали и 750 мл отгоняли из толуольного фильтрата на роторном испарителе. Концентрат охлаждали до 50^oC и вливали 250 мл петролейного эфира при энергичном перемешивании, после чего вещество осаждалось в твердой форме. Затем его охлаждали до комнатной температуры, отделяли с помощью отсоса после 1-часового периода, промывали 100 мл петролейного эфира и высушивали.

Выход: 57,3 г E/Z смеси (70/30), 98,2%, т.пл. 122-8^oC.

Общий выход составляет 96%.

Пример 7. Если добавляется 1,2 г трет-бутоксида натрия (2 вес.% от остаточного диметоморфа) к продукту примера 5 и используется время реакции, равное 8 часам, выход составляет 60,7 г E/Z смеси (52/48), 98,8%, т.пл. 125-143^oC.

Пример 8. Изомеризация может также выполняться с использованием метоксида натрия, применяемого в виде 30% метанольного раствора.

В этом случае толуольный фильтрат из примера 5 азеотропно высушивается путем отгонки 100 мл, добавляется соответствующее количество раствора метоксида натрия, и смесь затем перемешивается в течение 16 часов в колбе с обратным холодильником. После охлаждения до 60^oC смесь экстрагируется 3 раза 50 мл порциями воды, и 650 мл отгоняется в роторном испарителе. После охлаждения до 50^oC вливается 250 мл петролейного эфира при энергичном перемешивании. Осадок остается стоять в течение 1 часа и затем отделяется с помощью отсоса, промывается 100 мл петролейного эфира и высушивается.

Если используется 5 вес.% метоксида натрия от остаточного диметоморфа, то есть 10 г 30% раствора, выход составляет 56,4 г, E/Z смеси (50/50), 98,0%, т.пл. 127-145^oC.

Если используется 2 вес.% метоксида натрия, то-есть 4,0 г 30% раствора, выход составляет 55,7 г смеси E/Z (52/48), 98,1%, т.пл. 125-143^oC.

Примеры рецептур готовых форм на основе (Z)-4- /3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)акрилоил/ морфолина ((Z)-диметоморфа)
A (Z) - диметоморф 400 г/кг, смачиваемый порошок,

Изобретение относится к способу борьбы с грибками, включающем обработку растений, которые будут подвергаться или подверглись поражению грибком, семян таких растений или среды, в которой такие растения растут или будут расти, Z-изомером 4-/3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)акрилоил/морфолина или композицией, содержащей носитель и в качестве активного ингредиента указанный Z-изомер. Технический результат - повышение эффективности борьбы с грибками и экологичности процесса при достижении такого же фунгицидного эффекта. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ борьбы с грибками, который включает обработку растений, которые подвержены или могут быть подвержены заражению грибками, семян таких растений или среды, в которой растения выращиваются или предполагается их выращивать, 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)акрилоил] морфолином, отличающийся тем, что обработку ведут с использованием Z-изомера 4-[3-(4-хлорфенил)-3-(3,4-диметоксифенил)акрилоил] морфолина или композиции, включающей указанный изомер в качестве активного ингредиента и носитель, по существу, в отсутствие света. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что Z-изомер или композицию вносят к корням растений. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что Z-изомер или композицию применяют путем орошения почвы. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что Z-изомер применяют в количестве 0,1 - 2,0 кг/га. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что грибком является Phytophthora infestans или Plasmopara viticola. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что используют Z-изомер, который получают с помощью селективной кристаллизации Z-изомера из раствора, содержащего смесь E- и Z-изомеров, и последующей изомеризации остающегося E-изомера с образованием смеси E- и Z-изомеров.