N,NЪ-Бис-(винилоксиэтил)тиурамдисульфид, проявляющий фунгицидную и бактерицидную активность Советский патент 1992 года по МПК C07C333/18 A01N47/14 

Изобретение относится к новому химическому соединению - М,Ы -бис(винилокси- этил)тиурамдисульфиду формулы:

S S

t

is

(CH2)7NHC; CHNlCH2V

OHC CH2

/

обладающему фунгицидной и бактерицидной активностью, которое может быть использовано в борьбе с грибами и

бактериями, вызывающими заболевания сельскохозяйственных культур и в качестве антисептика для зашиты неметаллических материалов от биоповреждений.

Известно, что автотрофные бактерии, принадлежащие к p.p. Escherlchia coll, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus, а также грибы, принадлежащие к родам p.p. Penicillium cltrinum, Asperglllus niger, Fusarium semltectum могут вызывать биоповреждения различных материалов, в том числе, строительных и лакокоасочных.

Большую проблему сточки зрения санитарии представляет быстрое обрастание плесневыми грибами и бактериями стен и потолков производственных помещений с повышенной влажностью, в частности, пи- воваренных заводов и заводов по производству безалкогольных напитков.

Эффективная биоцидная добавка в известь при побелке или в краску при косметическом ремонте оборудования смогла бы решить эту проблему.

Бактериальные и грибковые, заболевания сельскохозяйственных растений распространены, практически, во всех районах страны. Потери урожая в отдельных группах достигают 50%. В хлопководстве особенно остро стоит проблема с бактериальным заболеванием хлопчатника, вызываемым бактерией Xanthomonas malvacearim.

В настоящее время известен ряд пре- паратов, обладающих бактерицидной и фунгицидной активностью, однако для предотвращения бактериальных и грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур, а также биоповреждений неметал- лических материалов, необходимо разнообразие биоцидных препаратов, что обусловлено не только различными условиями и задачами их применения, но и постепенной адаптацией микроорганизмов к биоцидам.

При изучении бактерицидного и фунги- цидного действия синтезированного нами нового химического вещества - М,М -бис(ви- нилоксиэтил)тиурамдисульфида, в качестве аналога по структуре и действию нами был выбран широко известный пестицид тетра- метилтиурамдисульфид (ТМТД), обладающий широким спектром действия. Кроме того, в качестве эталонов брали бактерицид- ный препарат, известный как протравитель семян -- трихлорфенолят меди (ТХФМ) и антисептик -салициланилид.

ТМТД - пестицид широкого спектра действия, однако он обладает сильным раз- дражающим действием на кожу и слизистые человека, что затрудняет его широкое использование в народном хозяйстве. Кроме того, в виде тонкой взвешенной в воздухе пыли ТМТД может давать взры- воопасные смеси. Данные о токсичности этого пестицида весьма противоречивы: ЛДзо 200 мг/кг, обладает сильным раздражающим действием и, самое главное.способен образовывать высокотоксичные диоксины, из- за чего с 1989 года снят с производства и запрещен к применению. Салициланилид недостаточно высокоэффективен, кроме того, при пропитке кож и других материалов он

выходит на поверхность, что ограничивает его применение.

В настоящее время ведется интенсивный поиск и разработка новых, высокоэффективных и малогоксичных пестицидов.

Целью настоящего изобретения является расширение ассортимента малотоксичных химических веществ, обладающих высокой фунгицидной и бактерицидной активностью.

Поставленная цель достигается ргз- рабогкой и использованием нового малотоксичного вещества - М,1 Г-бис(вини- локсиэтил)тиурамдисульфида в качестве би- оцидного препарата для борьбы с грибами и бактериями - возбудителями заболеваний сельскохозяйственных растений и разрушителями неметаллических материалов,

Получают ,М -бис(винилоксиэтил)тиу- рамдисульфид с высоким выходом окислением М-(2-вииилоксиэтил)дитиокарбамата калия металлическим йодом при температуре 15-20°С в водно-органической среде.

2СН,2-СНО(СНг)гМНС 4-1

SK

сн,

S S

CHO(CH2) 5CHN(CH,)

Реакцию проводят в реакционной колбе или в обычном химическом стакане, куда к водному раствору М-(2-вииилокоиэтил)дитио- карбамата калия добавляют капельным путем при перемешивании раствор йода в этаноле. Реакция заканчивается по окончании прибавления йода. Продукт выделяют фильтрованием, промывают водой, сушат при комнатной температуре. М,М -бис(вини- локсиэтил)тиурамдисульфид - белое .кристаллическое вещество, т.пл. 78°С, не имеет запаха.растворяется в эфире, ацетоне, хлороформе, диметилсульфоксиде; не растворяется в воде. Строение его доказано методами ИКС и ПМР, состав подтвержден элементным анализом. Вещество мзлоток- сично: ЛДбО 891 мг/кг (для белых мышей, внутрибрюшиино).

М,КГ-бис(впнилоксиэтил)тиурамди- сульфид синтезирован в ИрИОХ СО АН СССР, испытания на фунгицидную и бактерицидную активность осуществлены во ВНИИХСЗР (Москва) и НПО напитков и минерал, их вод (НПО НиМВ), Москва.

И ытание эффективности N,N - бис(р ллоксиотил)тиурамдисульфида против возбудителей заболеваний сепь- скохозяйственных культур Scler-tjnia sclcrotiorum, Fusarium gram ncarum, Rhlzoctonia solani, Pythliiiii debaryanum и грибов, разрушающих неметаллические материалы: AspergiMus amstelodaml, Chaetomium globosum, Paecilomyces varlotl, Penicillium funiculosum, Aspergillus niger проводилось на чистых культурах грибов. Исследование показало, что 1,М -бис(ви- нилоксиэтил)тиурамдисульфид проявил высокую фунгицидную активность: в концентрации 0,003% он стопроцентно подавлял развитие грибов, вызывающих заболевания сельскохозяйственных растений; в концентрации 0,0015% он был значительно эффективнее эталона ТМТД (табл. 1): в отдельных случаях - в 1,5-2 раза. Антисептическая активность М,М -бис(винилоксиэ- тил)тиурамдисульфида в концентрации 0,003 и 0,0015% при испытании против грибов, вызывающих разрушение неметаллических материалов и, в частности, би- оповреждения в цехах пивоваренных заводов и предприятий по розливу безалкогольных напитков и минеральных вод, была очень высока: стопроцентное подавление развития грибов в концентрации 0,003%, а также - значительно превышающие значе- ния эффективности заявляемого соединения в концентрации 0,0015% по сравнению с ТМТД и салициланилидом (табл, 2),

Испытания, проведанные по двум различным методикам, показали высокую фун- гицидную активность нового соединения (табл. 2, 3).

Высокую бактерицидную активность проявил М,М -бис(ви ни л оксиэтил)тиу рам дисульфид и при испытании на бактериях Escherichia colt, Streptococcus taecaiis, Staphylococcus aureus значительно превышающую активность ТМТД (табл. 41

В качестве протравителя семян хлопчатника против бактериального заболева- ния гоммоза, возбудителей плесневения семян и корневых гнилей М,М -бис(винилок- сиэтил)тиурамдисульфид был изучен в лабо- раторно-вегетациончых условиях. В норме расхода 2,5 г/кг новое соединение показало высокую активность против гоммоза, возбудителей фузариозного увядания, вертицил- лезного вилта, плесневения семян и корневых гнилей проростков (табл. 5). Кроме того, он не оказывал отрицательного вли- яния на всхожесть семян и величину проростков.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м с р 1. Синтез 1,М -бис(винилок- сиэтил)ткурэмдисульфида. К 20,16 г М-(2-ви- нилоксиэтил)дитиокарбамзтз калия в 300 см воды при температуре 15-20°С, при перемешивании добавляют капельным путем 5,06 г г, растворенного в 110 см3 этанола, в

течение 1 часа. Реакция экзотермична, поэтому синтез ведут на холодной водяной бане. Продукт выделяют фильтрованием, промывают водой, сушат на воздухе и получают 5,9 г (92%) М,Г-бис(винилоксиэ- тил)тиуромдис/льфида. Продукт представляет собой белое кристаллическое вещество, т.гл. 78°С; хорошо растворяется в дизтиловом эфире, ацетоне, хлороформе, ДМСО; не растворяется в воде, гепчэне.

Спектр ПМР (о; м,д. CDCIa): 3,84 м (8Н, 2 ),

4,09м(2Н,2НА), 4,2 м (2Н, 2НВ), 6,44к(2Н,2НС), 8,38м(2Н.2МН)

ИК-спектр (КВг, ); 825, 950, 965, 1180, 1320,1620,1640 - полосы,характерные для

т группа про-1

винилоксигрупиы; N-C-s

S

является при 1510-1520 см , Найдено, % С 36,89, Н 4,95, S 39,58, N 8,54, Вьзчислено, %: С 37,04. Н 4,94, 539,51, N 8,64.

П р и м е р 2. Фунгмцидмая активность К 1М -бис(ЕИ11илг ксиэт1лл)т1Г/рамдисуль фида.

Изучение фунгицкдной активности в отношении грибов, возбудителей саболе э- ний сельскохозяйственных культур cieiourla scS rotiorurn, Fusarium grarnincarum, Venturia inaequalia, Helminiospcrum sarivum, Phizoctonia .ti, Pythium debaryarijm и грибов, paspviuaio- щих неметаллические материалы: Aspergillus anisielodami, Chaetomium globosum, Paecilomyces varioti, Poniciliium funicu osum, Aspergiilus niger, Fusarium semitectum, Asperqgillus niger и Penicillium citrinum. и, в частности, грибов, вызывающих биоповреждения неметаллических материалов в производственных цехах пивоваренных заьодов и предприятий по розливу безалкогольных напитков и минеральных вод проводят по следующей методике: в охлажденную до 50°С карто- фельно-агаризованную срьду вводят ацетоновый раствор действующего вещества М,М -5ис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида в концентрации 0,003 и 0,0015% и разливают в чашки Петри по 20 см , Затем на поверхность застывшей питательной среды проводят посев грибов. Чашки с посеянными в них тест-объектами выдерживают в термостате s течение 3--5 суток при 25°С, после чего замеряют размер колоний грибов. Торможение роста колоний рассчитывают по формуле Эб5ота.

Т

DK -Рс

DK

100,

где Т - торможение (подавление роста по сравнению с контролем, %);

DK - диаметр колоний в контроле;

Do - диаметр колоний в опыте,

Результаты испытаний представлены в табл. 1 и 2.t

В концентрации 0,003% N.N -бис(вини- локсиэтил)тиурэмдисульфид стопроцентно подавлял развитие исследуемых грибов, а на объекте Fusarium grsminearum его активность превосходила эталон ТМТД. При снижении концентрации вдвое активность нового соединения превышала эталон ТМТД уже, практически на всех изучаемых тест-объектах, а лишь на объекте Pythium debaryanum активность сравниваемых препаратов была равной и составляла 100%.

Даннные, приведенные в табл 2(свиде тельствуют о том, что М.1 Г-бис(винилоксиэ- тил)тиурамдисульфид при испытании на чистых культурах грибов в концентрации 0,003% проявил стопроцентную антисептическую активность на всех без исключения исследуемых тест-объектах. При уменьшении концентрации вдвое (0,0015%), эффективность Ы,М -бис(вини- локсизтил)тиурамдисульфида из пяти из семи исследованных тест-объектах остается стопроцентной, что значительно превышает активность известных препаратов -ТМТД и салициланилида, взятых в качестве эталонов.

П р и м е р 3. Испытание фунгицидгой активности ГМ,М -бис(винилоксиотил)гиу- рамдисульфида методом раскладывания дисков

1Испытание фунгицидной активности N,N -бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида на грибах p.p. Penicillium citrinum, Aspergillus niger, Fusarium semictectum проводились методом раскладывания дисков. Метод заключается в раскладывании дисков, пропитанных антисептиком,на газон тест-культур с последующим измерением зон ингибирования роста гриба вокруг диска. Диаметр диска - 0,5 см, материал - фильтровальная бумага Filtrak № 90, ГДР. В качестве питательной среды применялся сусло-агар. Испытаемое вещество и эталон ТМТД растооряпи в ацетоне. Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Данные габл. 3 свидетельствуют о том, что новое соединение М,Г Г-бис(винилоксиэ- тил)тиурамдисульфид обладает высокой антисептической активностью, значительно превышающей таковую у ТМТД, что подтверждают результаты, полученные с помощью метода раскладывания дисков.

П р и м е р 4 Испытание бактерицидной активности ,г Г-бис(винилоксиотил)тиурамдисульфида.,

Бактерицидная активность N,N -бис(вч- нилоксиэтил)тиурамдисульфида изучена методом раскладывания дисков, описанным в примере 3. В качестве тест-объ0 ектов были выбраны бактерии Е. coli, Str. Faecalis. Результаты испытаний представлены в табл. 4.

Из данных табл. 4 следует, что N,N - бис(винилоксиЭ1ил)тиурамдисульфид в кон5 центрации 0,3% проявил высокую бактерицидную активность на всех изучаемых тест-объектах, в то время как ТМТД был вообще не активен против бактерий Escherichia coli, Streptococcus faecalis, a

0 против бактерии Staphylococcus aureus активность заявляемого соединения была значительно выше эталона ТМТД. Высокая активность Ы,Г-бис(винилоксиэтил)тиурам- дисулофида сохраняпась и при уменьшении

5 концентрации до 0,15 и 0,06% против бактерии Staphylococcus aureus.

П р и м е р 5. Испытание М,М -бис(вини- локсмэтил)тиурамдисульфида против гоммоза, плесмевения семян, корневой гнили,

0 Фузариозного увядания и вертициллезного вилта хлопчатника

|М, -бис(оинилоксиэтип)ти рамдисуль- фид изучен в качестве протравителя семян хлопчатника против бактериально о зчболе5 вания гоммоза, возбудителей плесневсния семян, корневой гнили, фузар/озного уая- дамия в лабораторно вегетационных условиях

Активность соединения против возбу0 дителей плесиевения и корневой гнили, влияние на поверхность и проростки определены методом бумажных рулонов. Активность против возбудителей гоммоза,

фузэриозного увядания и вертциллезного

5 вилта определена на питательной среде - картофельно-декстрозном агаре методом негативных зон. Норма расхода препарата 2,5 г/кг по д в. Эталон - ТХФМ, 20%, норма расхода 7 г/кг. Обработка семян хлоп0 чатника препаратами проводилась с увлажнением (расход воды 20 мл/кг). Сорт семян хлопчатника С-4880. Семена оголенные. Результаты испытаний представлены в табл. 5

5 Пг шнные данные свидетельствует о том, ч твое соединение - 1М,М -бис(вини- локсиэтил)тиурамдисульфид обладает высоким фунгицидным и бактерицидным дейстгтем при исследовании его в качестве рротравителя семян хлопчатника в лаОораторно-вегетационных условиях. Он превосходит ТХФМ против возбудителя гоммоза, фузариозного увядания, всртициллезного вилта, плесневения семян и корневых гнилей проростков. Кроме того, он не оказывает отрицательного влияния на всхожесть семян.

Таким образом, проведенные испытания нового соединения М,(винилокси- этил)тиурамдисульфида при изучении его на чистых культурах грибов и бактерий, а также при испытании его в лабораторно-вегетаци- онных условиях в качестве протравителя семян хлопчатника против болезней показали его высокую фунгицидную и бактерицидную активность, превышающую активность известных пестицидов, таких как ТМТД, ТХФМ и салициланилид.

0

5

Исследования показали, что N,N - бис(в лнилоксиэгил)тиурамидисульфид при малой токсичности (меньшей, чем у ТМТД и ТХФМ) можчт заменить эти пестициды и применяться в г леныиих расходных нормах, что важно с экономической и с экологической точек зрения,

Ф о,р мула изобретения М,М -бис-(зинилоксизтил)тиурамдиеуль- фид формулы

S

//

S

CHfCKG(CH2}2WHCr CHNlCH2V

- ОНС СН2

проявляющий фунгицидную и бактерицидную активность,

Изобретение относится к(новому химическому соединению - N,N -бис-(вини- локсиэтил)тиу рам дисульфиду формулы CH2-CHO((S -S-S- S)CHN(CH2)20CH СН2, обладающему фунгицидной и бактерицидной активностью, которое может быть использовано в борьбе с грибами и бактериями, вызывающими заболевания сельскохозяйственных культур, и в качестве антисептика для защиты неметаллических материалов от биоповреждений. БФ CioHi6N2S4, т.пл. 78°С. Получают М,М -бис-(винилокС / Этил)тиурзмдисуль- фид с высоким выходом окислением 1М-(2-винилоксизтил}дитиокарбамата) калия металлическим йодом при 15-20иС в водно- органической среде. 5 табл. сл С ««л 4 00 1ЧЭ

Эффективность N, N

Таблица 1

-бис(вичклоксиотил)тиурамдисульфида по ОТНОШРНИГО к грибам, вызывающим заболевания сельскохозяйственных культур

Эффективность IM, М -бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида при

тивкость

Таблица 2 испитании иг антисептическую а к11178121112

Таблица 3 Результаты испытания на фунгицидную активность методом раскладывания дисков

Количество исследуемого соединения на диске соогветствует концентрации 0 0015%.

Таблица А Бактерицидная активность N. Г-бис(оинилоксиэтил)тиурамдисульфида

Результаты испытания N. N -б 1с(вннилоксиэтил)тиурзмдисупьфидэ в протравителя семян хлопчатника

против болезней

Таблица 5