DE1768815C

DE1768815C - Verwendung von alkylsubstituierten 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-benzolen als Mittel zur Regelung des Pflanzenwachstums

Info

Publication number: DE1768815C
Authority: DE
Inventors: Joseph Rene Heppen Limbourg; Busschots Armand Auguste Florent Saint-Trond; Brepoels (Belgien)
Original assignee: S.A. PRB, Brüssel

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von alkylsubstituierten 2-(2-Ch|or-2-cyanäthyl)-benzo!en als Mittel zur Regelung des Pflanzemvachstums.

Es wurde gefunden, daß die mit Hilfe der »Meerwein-Reaktion« (Journal für praktische Chemie, Bd. 152 [1939], S. 237 bis 266) herstellbaren neuen alkylsubstituierten 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-benzole als Mittel zur Regelung des Pflanzenwachstums wirksam und in der Lage sind, günstig auf die Erträge, vorzugsweise von Zucker und Futterrüben, einzuwirken.

Weiterhin wurde gefunden, daß die Verbindungen dieser Gruppe einen fördernden Einfluß auf den Geotropismus von Pflanzen ausüben und die Fruchtbildung begünstigen.

Die erfindungsgemäß als Mittel zur Regelung des Pflanzenwachstums verwendbaren 2-(2-Chlor-2-cyanithyl)-benzole haben die allgemeine Formel:

2V- CH, — CHCl — CN

in der P einen Methyl- oder Äthylrest, X ein Chloratom und /i eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, Wobei sich die Chloratome für η = 1 in 4- oder 6-Stellung, für /i = 2 in 4- und 6-Stellung und für η = 3 in 3-, 4- und 6-Stellung befinden.

Besonders vorteilhaft zur Regelung des Pflanzenwachstums ist die Verbindung, in der R = Methyl Und ein Chloratom in 6-Stellung gebunden ist. Die trfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen haben folgende Nomenklatur:

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chlortoluol,

2-(2-Chlor-2-cyanäthyI)-4-chlortoluol.

2-(2-Chior-2-cyanäthyl)-4-chlor-l-äthylbenzol,

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-4.6-dichlortoluol,

2-(2-ChIor-2-cyanäthyl)-3,4,6-trichlortoluol.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Chlorcyan-Sthylbenzole können dadurch hergestellt werden, (laß man die entsprechenden Arylamine in einer ersten Stufe in chlorwasserstoffsaurem Medium bei etwa OC mit salpetriger Säure diazotiert:

HCI

NH

₂ H

N₂CI

X,+ 2 H₂O

worauf man das erhaltene Diazoniumchlorid in einer zweiten Stufe etwa bei Raumtemperatur in Gegenwart von Kupfer(ll)-chlorid als Katalysator entsprechend der »Meerwein-Reaktion« mit Acrylnitril umsetzt:

N₁Ct

+ CH₁^CH-CN

Beispiel für das Herstellungsverfahren

^r

137,4 g (1 Mol) 6-Chlor-o-toluidin werden in einem Gemisch aus 300 ml konzentrierter Chlorwasserstoffsäure und 400 ml Wasser gelöst. Nach dem Abkühlen auf O³ C gibt man schnell 70 g Natriumnitrit in 50%iger wäßriger Lösung zu. Während der Zugabe hält man die Temperatur unterhalb 5" C.

60 g Acrylnitril werden in 500 ml Aceton gelöst. Dieser Lösung wird die zuvor hergestellte Diazoniumchloridlösung unter Rühren zugesetzt; weiterhin werden 25 g Kupferchlorid-Dihydrat (CuCl₂ ■ 2H₂O) zugegeben.

Das Gemisch wird 1 Stunde bei 15 bis 20 C gerührt und .dann 20 Stunden bei -25 C stehengelassen. Die Umsetzung ist von einer Stickstoffentwicklung begleitet. Das gebildete 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl|- 6-chlortoluoI stellt ein öl dar. das sich abscheidet: letzteres wird von der wäßrigen Phase getrennt und dann mit Chloroform verdünnt. Die Chloroformlösung wird bis zum Verschwinden der sauren Reaktion mit Wasser gewaschen, dann unter Schütteln mit wasserfreiem Calciumchlorid getrocknet und schließlich das Lösungsmittel abgedampft.

Der Rückstand wird unter vermindertem Druck bei 125 bis 130 C und 0.5 mm Hg destilliert. Die erhaltene Verbindung enthält 33.10% Chlor (theoretischer Wert: 33.14%). In gleicher Weise lassen sich auch die folgenden Verbindungen herstellen:

2-( 2-Chlor-2-cyanäthy 1 )-4-chlortoluol

(Kp. 0.5 = 132 bis 135 C).

Analyse: gefunden Cl 33.3%. berechnet Cl 33.18%; 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-4-chlor-l-äthylbenzol

(Kp. 0.4 = 125 bis 130 C).

Analyse: gefunden Cl 30.9%. berechnet Cl 31,14%; 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-4.6-dichlortoluol

(Kp. 0.3 = 150 bis 155° C).

Analyse: gefunden CI 43.0%. berechnet Cl 42.86%; 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-3.4.6-trichlortoluol

(Kp. 0.1 = 140 bis 145 C).

Analyse: gefunden Cl 49.6%. berechnet Cl 50.18%.

Diese Produkte können z. B. in Form einer wäßrigen Emulsion verwendet werden, die durch Lösen der Substanzen in einem geeigneten I ^ungsmittel, wie Aceton. Alkoholen. Benzol. Xylol oder Gemischen dieser Lösungsmittel, die auch ionische und nichtionischc Netzmittel enthalten können, hergestellt wurden.

Eine emulgierbare Lösung hat z. B. folgende Zusammensetzung:

250 g 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chIortoluol, 30 g Netzmittel, 300 g Butanol, mit Xylol auf 1 kg aufgefüllt.

Die Produkte gemäß der Erfindung können beispielsweise auch in Form benetzbarer Pulver, die eine geeignete feste, mineralische Trägersubstanz und geeignete Netzmittel enthalten, verwendet werden.

Als Beispiel für ein benetzbares Pulver sei folgender Ansalz angegeben:

10 Gewichtsprozent 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-

6-chlortoluol

3 Gewichtsprozent Netzmittel. 3 Gewichtsprozent Dispersionsmittel, 84 Gewichtsprozent mineralische Trägersubstanz.

Die 2-(2-C'nlor-2-cyanäthyl)-benzole zeigen gegenüber Pflanzen eine wachstumsregelnde Wirkung, die sich von der Wirkung anderer Verbindungen, wie 12 - Chloräthyl) ·· trimethylammoniumchlorid oder N-Dimethylaminosuccinamidsäure, die als wachstumshemmende Mittel für Pflanzen bekannt sind, unterscheidet. Diese unterschiedliche Wirkungsweise gegenüber bekannv-o Substanzen ist ziemlich ausgeprägt und äußert sich in einem beträchtlichen Höhenunterschied und im unterschiedlichen Aussehen der damit behandelten Pflanzen. In Tabelle I sind die Ergebnisse von Treibhausversuchen mit verschiedenen Pflanzen angegeben. Die Versuche wurden unter Anwendung von 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chlortoluul durchgeführt; die Vergleichsversuche wurden in den gleichen Anwendungsmengen mit bekannten wachstumshemmenden Mitteln durchgeführt. Die Behandlung cffolgte durch Aufsprühen auf die Blätter. Die angewendeten Dosen sind in Gewichtsprozent aktiver Substanz

ίο in Emulsion angegeben. Die Meßwerte sind dabei auf einen Standard (unbehandelte Pflanze) rückbe/ogen. dem ein willkürlicher Wert von 100 gegeben wurde. Es wurde jeweils der Mittelwert aus drei aufeinanderfolgenden Versuchen festgehalten.

Die verwendeten Produkte sind in der Tabelle I wie folgt bezeichnet:

A: 2-U-Chlor-2-cyanäthyi)-6-chlortoluol. B: N-Dimethyiaminosuccinamidsäure. C: (2-Chloräthyl)-trimethylammoniurr.chlorid, —: Standard.

Tabelle I Treibhausversuche

Pflanze

Solanum lycopersicum L
(Tomate)

Vicia faba L
(Bohnen)

Apium graveolens L
(Sellerie)

Pelargonium pellalum L
(Geranien)

Solanum lycopersicum L
(Tomaten)

Verwendetes Produkt

A B C

A C

A Γ

A A

Konzentration an aktiver Substanz

0.05 0.05 0.05

0.05 0,05

0.05 0.05

0.025

0.0125

0.00625 Zeit zwischen
Behandlung
und Messung

17 Vage

Höhe der Pfhn/e

26 Tage

7.6 Tage

26 Tage

55 Tage

100 60

77 62

100

57 58

100

25 125

100 34 88'

100 38 59 71

Versuch Nr.

Tabelle 1 zeigt, daß die Wirkung des 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chlortoluols auf das Wachstum von verschiedenen Pflanzen die Wirksamkeit der auf diesem Oebietf bekannten Produkte übertrifft. Die Wirkung ist proportional der verwendeten Menge aktiver Substanz.

Tabelle Π zeigt, daß bei Behandlung von Salvien mit einer Emulsio'n, die 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)· 6'Chlortoluol lin geringer Konzentration enthält, eine beträchtliche Vergrößerung des Blütenstengels auftritt. C eine vergleichbare Wirkung mit N-Dimethylaminosuccinamidsäure, deren Wirkung aufdas Wachs* turn von Pflanzen bekannt ist, zu erzielen, benötigt man die 5- bis lOfache Dosis. Die erzielte Wirkung ist trotzdem noch schwächer ausgeprägt als bei Verwendung von 2-(2-Chlor-2*cyanäthyl)*6-chlortoluol.

Die Salvien wurden durch Aufsprühen der Emulsion auf die Blätter behandelt. Die angewendeten Mengen sind in Gewichtsprozent aktiver Substanz in der Emulsion ausgedrückt.

Die Meßwerte sind in jedem Fall auf einen Standard (unbehandelte Pflanze), dem ein willkürlicher Wert

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van 1 gegeben wurde, bezogen, Es ist jeweils der Mittelwert aus mehreren aufeinanderfolgenden Versuchen 54 Tage nach der Behandlung angegeben.

Tabelle II
Treibhausversuche mit Salvien (Versuch Nr. 6)

Veruendeles |
Produkt

Standard
A
A
A

B
B

-Conzentration	I liihe der
an aktiver	Pflanze
Substanz
"ο	I 0.9
0.02	1.1
0,01	1.4
0.005

öhe des

O.I
0.05

1.1
1

1.4
1.2
0.9

1.1
0,7

Versuih Nr. 7

Standard

Behandelte Pflanze ....

(icmcsscncr Winkel

40 5
63 0

Tabelle III

Verwendetes Produkt

Standard
A
C

Konzentration an aktiver Substanz

0.05
0,05

Mittlere Größen zunahme des Raumes	Anzahl der Blätter je Baum
cm
38.3	40.3
37,0	33,6
38,0	30,0

Anzahl der

angesetzten

Früchte

je Baum

18,6
0

A: 2-(2-Chlor-2-cyaniithyl)-6-chlortoluol.

C: (2-ChloräthylVtriiiiethylammoniumchlorid.

In Tabelle IV sind die Hektarerträge von Zuckerrüben angegeben, die im vollen Wachstum mil Emulsionen von 2-|2-Chlor-2-cyanülhyl)-6-chlortoli.,il behandelt wurden. Die Erträge sind in Kilogramm je Hektar ausgedrückt. Es ist der Mittelwert aus vier Versuchen angegeben.

Die angewendeten Mengen sind in Gewichtsprozent aktiver Substanz in der Emulsion angegeben, wobei 1000 I Emulsion je Hektar verwendet wurden. Bei je einem Parallelversuch wurde die Behandlung zweimal durchgeführi, und zwar zum ersten Mal im Mai und zum zweiten Mal 21 Tage nach der ersten Behandlung. Die Auswertung wurde zum Zeitpunkt der Ernte vorgenommen.

Tabelle IV

35

Tabelle III zeigt die Wirkung auf die Fruchtbildung bei Anwendung der 2-(2-Ch.or-2-cyanäthyl)-beiuole.

Diese Versuche wurden durch Aufbringung von 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chlortoli'oi auf Apfelbäume (»Golden delicious«) zu Beginn der Blüte durchgeführt.

In einem Vcrglcichsvcrsuch wurden die gleichen Mengen des bekannten (2-ChIoräthyl)-trimethylammoniumchWids verwendet.

Es wurde die mittlere Größenzunahme der Bäume in Zentimetern gemessen; weiterhin wurde.ι die Blätter und die angesetzten Früchte für jeden Baum gezählt. Die Ergebnisse stellen Mittelwerte aus mehreren Versuchen dar.

Konzentration an
aktiver Suhslanz

A: 2-(2-Chlor-2-cyanäthy!j-6-chlorto!uol.
B: N-Dimethylaminosuccinamidsäure.

Die 2-l2-C'hlor-2-cyanüthyl)-bcnzole beeinflussen auch den Geotropismus von Pflanzen. Dieser Einfluß ist durch den Versuch Nr. 7 erläutert, der im Treibhaus unter Anwendung von 2-(2-('hlor-2-cyanäthyl)-ti-chlortoluol auf Pelargonien durchgeführt wurde.

13 Tage nach der Behandlung durch Aufsprühen einer 0.05% ak.ive Substanz: enthaltenden Emulsion wurde zwischen dem senkrechten Stiel und dem Blattstiel folgender Winkel gemessen:

Zahl der
Behandluniien

kg ha

Standard
0.1
0,1
0.05
0,05
0.025
0.02S

Bei niedrigeren
Konzentrationen

77 680
76S80
75 520
86 480 ·

78 320'
91 120
80 720

Wert nähert sieh dem Standard

Dabei zeigt sich, daß bei einer einzigen Behandlung der Zuckerrüben mit einer Emulsion mit einem Gehalt von 0,025% an aktiver Substanz ein deutlich besseres Ergebnis erhalten wurde. (Im Vergleich mn dem Standard und den Behandlungsergebnissen mit ein;:r Emulsion mit einem Gehalt von 0,1% an aktiver Substanz.)

Der durchschnittliche Zuckergehall der Rüben änderte sich nicht.

Tabelle V zeigt die Hektarerträge bei Futterrüoen nach einer einzigen Behandlung im vollen Wachstum (Mai) mit einer Emulsion, die 0,1% 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chlortoluol enthielt. Die Ergebnisse (kg/ha) stellen die Mittelwerte aus mehreren Bestimmungen dar. die zum Zeitpunkt der Ernte vorgenommen wurden.

	Tabelle V	Γ ki! ha
Kühen	Konzentration an aktiver Substanz	124 000 157 000
Standard Behandelt	0.1%

Vergleichsvcrsucite über die Wirkung verschiedener 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-benzole auf das Wachstum von Pflanzen sind in Tabelle VI angegeben. Diese Tabelle zeigt die Wirkung der verschiedenen Verbindungen auf das Wachstum von Tomaten bei Verwendung von Emulsionen mit einem Gehalt von 0,02:5% an aktiver Substanz. In jedem Versuch wurde die Höhe der Pflanzen gemessen und dii Zahl der

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Verzweigungen bestimmt. Die Ergebnisse stellen Mittelwerte aus mehreren Versuchen dar. Die Messungen wurden 40 Tage nach der Behandlung durchgeführt.

Tabelle VI

Produkt

Standard

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-6-chlortoluol

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-4-chlortoluol

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-4-chlor-l-äthylbenzol

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-4,6-dichlortoluol

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-3,4.6-trichlortoluol

Es wurde festgestellt, daß die im folgenden angegebenen substituierten 2-Chlor-2-cyanäthylbenzole. deren Substituentcn am Benzolkern nicht die erfindungsgemäßen Stellungen einnehmen, bei Anwendung von Emulsionen mit einem Gehalt von 0,025% an aktiver Substanz auf gewisse Pflanzen (Tomaten) eine zerstörende Wirkung ausüben. Es handelt sich um folgende Substanzen:

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-5,6-dichIortoluol,

2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-3,5-dichlortoluoI,

4-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-2,6-dichlortoluol.

4-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-2,5-dichlortoluol,

4-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-2,3-dichlortoluol,

4-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-2,3,6-trichlortoluol,

4-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-3-chlor-1 -äthylbenzol.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von alkylsubstituierten 2-(2-Chlor-2-cyanäthyl)-benzolen der allgemeinen Formel

Miniere Höhe der Pflanze cm

40.3

18

22,3

32.6

28.3

24.3

Durchschnittszahl der Verzweigungen (inter-nocuds)

12 9.6 10 11.6 11 10.6

CH, — CHCl -CN

in der R einen Methyl- oder Äthylrest, X ein Chloratom und π eine Zahl von 1 bis 3 bedeutet, wobei sich die Chloratome Pur η — 1 in 4- oder 6-Stellung, für π = 2 in 4- und 6-Stellung und für η = 3 in 3-, 4- und 6-Stellung befinden, als Mittel zur Regelung des Pflanzenwachstums.