DE2639671A1

DE2639671A1 - Chromenverbindungen, verfahren zu deren herstellung sowie dieselben enthaltende, als antijuvenilhormon wirkende insektizide

Info

Publication number: DE2639671A1
Application number: DE19762639671
Authority: DE
Inventors: William Sigmond Bowers
Original assignee: Cornell Research Foundation Inc
Current assignee: Cornell Research Foundation Inc
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1977-04-14
Also published as: CH623726A5; NL7610321A; FR2324234B1; IL50419A; ES451160A1; CA1086322A; BR7606195A; JPS5239678A; GB1527166A; BE846245A; FR2324234A1; IL50419A0; SU691064A3

Description

Chromenverbindungen, Verfahren zu deren Herstellung sowie dieselben enthaltende., als Antij uveni !hormon wirkende Insektizide

Die Erfindung betrifft Chromenverbindungen, die sich als wirksam bei der Inhibierung der Wirkungen von Juvenilhormon bei Insekten erwiesen.

Unter den verschiedenen chemischen Verbindungen, die bisher als Insektizide zum Vernichten von Insekten verwendet wurden, erwiesen sich viele als schädlich gegenüber anderen Tieren und Menschen. Außerdem haben viele Species von Insektenschädlingen eine Resistenz und sogar Immunität gegenüber den verfügbaren Insektiziden entwickelt.

Zu den weiteren bekannten Methoden zum Bekämpfen von Insekten gehören die Verwendung von Hormonen, die die Entwicklung von Insekten stört. Obgleich derartige Hormone den Vorteil be-

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-2639b? f

sitzen, offensichtlich unschädlich gegenüber anderen Tieren zu sein, ist ihre Anwendung auf einen relativ späten Zeitpunkt im Lebenszyklus des Insektes generell begrenzt, nämlich nachdem das Insekt bereits seine unerwünschte schädliche Wirkung produziert hat.

Das endokrine System von Insekten sondert ein gewisses als Juvenilhormon bekanntes Hormon ab, das dahingehend wirkt, daß die biologischen Aktivitäten der Metamorphose, Reproduktion, Diapause und Geschlechtslockmittelproduktion gesteuert werden. Insbesondere wirkt das Juvenilhormon dahingehend, daß es das junge sich entwickelnde Insekt in einem unreifen Zustand hält, bis es sich zu dem Punkt entwickelt hat, an dem es zum Häuten oder Umwandlen in die ausgewachsene Form fertig ist. Wenn das Reifen des Insektes beginnt, hört der Körper auf, Juvenilhormon abzusondern, bis zu dem Zeitpunkt nachdem das Insekt die ausgewachsene Form erreicht hat, an welchem Zeitpunkt die Sekretion des Juvenilhormons wiederbeginnt, um die Entwicklung der Geschlechtsorgane zu fördern.

Die Formen, in denen Juvenilhormon in der Natur vorkommt, werden in nachstehenden Publikationen abgehandelt: Trautmann et al·, Z.Naturforsch., 29C, I6I-I68 (1974)5 Judy et al., Proc. Nat.Acad.Sci., USA, 70, 1509-1513 (1973); Roller et al., Angew.Chem. Int. Ed.Eng., 6, 179-180 (1967); Meyer et al., Proct.Nat.Acad.Sci., USA, 60, 853-860 (1968); Judy et al._a Life Sei., 13, 1511-1516 (1973); Jennings et al., Life Sei., 16, 1033-1040 (1975) und Judy et al., Life Sei., l6, 1059-1066 (1975).

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, 263967 - I - *"

Es wurde nun gefunden, daß der Lipoidextrakt der gewöhnlichen ' Beetpflanze Ageratum zwei aktive Verbindungen enthält:

(1) 6,7-Dimethoxy-2,2-dimethyl-3-chromen und

(2) 7-Methoxy-2,2-dimethyl-3-chromen, wobei jede inhibierend auf die Wirkungen des Juvenilhormons bei Insekten wirkt.

Die erste Verbindung wurde von A.R. Alertsen in dem Artikel "Ageratochromene, a Heterocyclic Compound from the Essential Oils of some Ageratum Species" in Acta Chem.Scand. 9 (1955), Nr. 10, 3eiten 1725-1726, beschrieben. Weitere Veröffentlichungen auf diesem Gebiet erfolgten durch R.Hüls in dem Artikel "Syntheses De Chromenes Substitues" in Bull. Soc. Chim. BeIg., 67 (1958), S. 22-32.

Erfindungsgemäß werden Chromenverbindungen bereitgestellt, die sich als wirksam bei der Inhibierung der Wirkungen von Juvenilhormon erwiesen,und zwar sowohl während der frühen Entwicklung des Insektes als auch nach der Erreichung des ausgewachsenen Zustandes, wenn die Geschlechtsorgane der Entwicklung unterliegen. Durch eine derartige Inhibierung der Wirkungen von Juvenilhormon muß das reifende Insekt, das mit den erfindungsgemäßen Verbindungen behandelt worden ist, innerhalb einer kurzen Zeit nach einer solchen Behandlung sterben. Außerdem ist bei einem behandelten Insekt die Fähigkeit zu reproduzieren verhindert. Man stellte ferner fest, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen die Embryogenese in Insekteneiern unterbrechen, die Diapause in Insekten induzieren und die Geschleehtspheromonsekretion bei Insekten verhindern. Die vorliegenden Verbindungen können auf geeignete Weise angewandt werden, einschließlich topisch, oral oder im dampfförmigen Zustand als Räuchermittel.

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2B3BÖ7 I

Die erfindungsgemäßen, für die Verwendung als Antijuvenilhormon geeigneten Verbindungen besitzen folgende allgemeine Formel

Figur I

worin R und R ein Wasserstoff-, Chlor-, Brom- oder Fluoratom, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder einen gerad- oder verzweigtkettigen

p 3 Ii c. Niederalkoxyrest mit 1 bis 3 C-Atomen, R , R , R und R^ ein Wasserstoffatom, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen der Reste OH, -OCH₂OCH , -OC₂H₄OC₂H₅, -CO-OCH₃, -CO-OCH₂CH₃,

0 0 0
-OCH, -OCCH₃, -OC-CH₂CH₃, Cl, Br, F, -SCH₃, -SCH₂CH₃,

-SCH₀CH₀CH,, -NO₀ oder die Struktur, worin R² und

"λ ~*P π U ¹S
R^ oder R^ und R oder R und R^ mit einer -OCH₂O- (Methylendioxy)Gruppe oder -OCHpCHp- (Äthylendloxy)Gruppe verknüpft sind und Y 0, S oder NH bedeuten.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen vorstehender Formel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel J.'

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-1 -

263Bb7

worin W OH, SH oder NH₂ bedeutet und R², R³, R^ und R⁵ die in Figur I angegebene Bedeutung haben, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel II

R
t

R^x -C = C-C-X

worin XH, OH, Cl, Br oder J bedeutet und R und R die in Figur I angegebene Bedeutung haben, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators, wie Ameisensäure, AlCl,, ZnCl₂, Polyphosphorsäure, SnCl. oder andere in der Technik bekannte Katalysatoren, umsetzt. Gegebenenfalls kann ein mit dem Friedel-Crafts-Katalysator verträgliches geeignetes Lösungsmittel verwendet werden. Ein solches Lösungsmittel kann beispielsweise Äther, Nitrobenzol oder Kohlenstoffdisulf id sein. Bei der Umsetzung entsteht ein Chromanon der allgemeinen Formel III

R-

.Y R

worin die Substituenten die in Figur I angegebene Bedeutung haben. Es kann Wärme zugeführt werden, beispielsweise indem man

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2639b / i

die Reaktion mehrere Stunden auf einem Dampfbad ablaufen läßt, jedoch ist ein solches Erwärmen zur Erzielung des Chromanonproduktes nicht immer erforderlich.

Die Verbindungen der Formel III werden mit irgendeinem, dem Fachmann bekannten Reduktionsmittel reduziert, wie mit Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumborhydrid, in einem geeigneten Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder Äther, wobei man ein Chromanol der allgemeinen Formel IV erhält

worin die Substituenten die in Figur I angegebene Bedeutung besitzen. Wenn im Anschluß an die Reduktion das die Verbindungen der Formel IV enthaltende.Reaktionsgemisch mit einer verdünnten Säure wie Salzsäure, Toluolsulfonsäure oder andere ähnliche dem Fachmann bekannte Säuren behandelt wird, erfolgt die Dehydratisierung der Hydroxylgruppe, wobei man die Chromene erhält, die direkt den Verbindungen der Figur I entsprechen. Wenn die Chromanole isoliert werden,

direkte
verursacht die/anschließende Behandlung mit einer katalytischen Menge einer Säure wie Toluolsulfonsäure in Benzol unter Rückfluß die Dehydratisierung zum Chromen.

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Wenn man Verbindungen der allgemeinen Formel I mit ungesättigten Aldehyden der Formel II in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren reagieren läßt, erhält man die gewünschten Chromene direkt.

Nachstehende Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Synthese von 6_>7-Dimethoxy-2,2-dimethyl-3-chromen

10 g 3,¹I-Dimethoxyphenol und 7,8 g 3»3-Dimethylacrylsäure wurden in einem 125 ml Erlenmeyer-Kolben vereinigt und durch Zugabe von UO ml wasserfreiem Äthyläther gelöst. Der Äther wurde im Vakuum entfernt,und während der Inhalt des Kolbens flüssig blieb, wurden 50 g Polyphosphorsäure zugesetzt. Der Kolben mit Inhalt wurde auf ein Dampfbad getan und unter Rühren 1 Stunde lang erhitzt. Am Schluß dieser einen Stunde wurden 75 ml Wasser zugesetzt und die Bestandteile 5 Minuten lang gerührt, bis sie sich gelöst hatten. Man ließ die Lösung sich abkühlen, wobei sich ein im wesentlichen klebriger Niederschlag bildete. Die wäßrige Schicht wurde dekantiert und mit 100 ml Äther extrahiert* Der Ätherextrakt wurde nacheinander mit 150 ml Wasser, 100 ml 5#iger Natriumcarbonat- und 100 ml gesättigter NaCl-Lösung gewaschen. Der Ätherextrakt wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der beim Abkühlen sich bildende klebrige Rückstand wurde in 300 ml Chloroform gelöst und nacheinander mit 150 ml Wasser, zweimal 150 ml 5#iger Natriumcarbonatlösung und 150 ml gesättigter NaCl-Lösung gewaschen. Die Chloroformlösung wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die ätherischen und Chloro-

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^" 263867 1 it.

formextrakte wurden vereinigt und die Lösungsmittel im Vakuum entfernt, wobei 16,17 g schmutzig-weißes kristallines Chromanon zurückblieb.

Das Chromanon wurde in 400 ml trockenem Äthyläther gelöst,und 2,5 g Lithiumaluminiumhydrid wurde portionsweise zugesetzt. Die Reaktion wurde 2 Stunden lang unter Rückfluß gehalten, wobei man sie anschließend bis auf Raumtemperatur" abkühlen ließ. Das überschüssige Lithiumaluminiumhydrid wurde durch tropfenweise Zugabe von Wasser zerstört,und 150 ml 4N HCl wurden langsam dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Das Rühren wurde 15 Minuten lang fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Äther extrahiert und nacheinander mit 100 ml Wasser, 100 ml 5%iger Natriumcarbonatlosung und 100 ml gesättigter NaCl-Lösung gewaschen. Der Ätherextrakt wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die Entfernung des Äthers im Vakuum ergab 15,6 g rohes Chromen.

Destillation bei 4 mm ergab 10 g reines 6,7-Dimethoxy-2,2-dimethy1-3-chromen, Siedepunkt 142 bis 144⁰C. Der nach der Destillation verbleibende Rückstand wurde über einem Magnesiumsilikatadsorbent (Florisil) chromatographiert und mit steigenden Konzentrationen von Äther in Petroläther eluiert, wobei man 2,2 g zusätzliches reines Chromen erhielt. Die vereinigte Ausbeute betrug 12,2 g oder eine Gesamtausbeute von 79 % der theoretischen Menge. Die mit Hilfe von Dünnschicht- und Gas/ Flüssigchromatographie bestimmte Reinheit erwies sich als über 99 %. Die Struktur wurde durch IR- und NMR-Spektroskopie nachgewiesen.

Eine weitere Synthese umfaßt die Reaktion eines entsprechenden Phenols mit 3-Methyl-2-buten-l-ol oder 3-Methyl-l-brom-2-buten oder 3-Methyl-l-buten-3-ol in Gegenwart eines Katalysa-

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-r- 263967t

tors wie Ameisensäure, 85#ige Polyphosphorsäure, Essigsäure oder ZnCIp, wobei man das entsprechende Ohroman erhält. Das Chroman wird mit einem Dehydrierungsmittel wie Chloranil oder DDQ (2,3-Dichlor-5,6-dicyano-l,4-benzochinon) in einem geeigneten Lösungsmittel wie Benzol oder Xylol behandelt unter Einführung der Doppelbindung und Bildung des entsprechenden Chromens.

Beispiel 2

Synthese von 6,7-Methylendioxy-2,2-dimethylchromen

5,1 g 3-Methyl-l-brom-2-buten wurden mit 4 g 3,4-Methylendioxyphenol vereinigt und in 50 ml Pentan und 50 ml Benzol gelöst. 2 g wasserfreies ZnCl wurden zugesetzt und das Reaktionsgemisch !Stunde lang unter Rückfluß gehalten und gekühlt. Das Gemisch wurde mit Äther extrahiert und nacheinander mit 100 ml Wasser, 100 ml 5#iger Natriumcarbonat- und 100 ml gesättigter Salzlösung gewaschen. Nach Trocknen des Extraktes über wasserfreiem Natriumsulfat wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt, wobei 7,4 g rohes Chroman zurückblieben. Das Material wurde an einer Säule mit Magnesiumsilikatadsorbent (Florisil) fraktioniert und mit steigenden Konzentrationen Äther in Petroläther eluiert, wobei man 4,5 g reines Chroman erhielt.

1 g des Chromans wurden in 75 nil Benzol gelöst und mit 1,2 g DDQ versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden lang unter Rückfluß gehalten, dann gekühlt und filtriert. Die Entfernung des Lösungsmittels aus dem Filtrat ergab 1,35 g des Rohproduktes. Chromatographie über Magnesiumsilikat ergab 0,95 g reines 6,7-Methylendioxy-2,2-dimethylchromen. Struktur und Reinheit wurden durch Dünnschicht- und Gas/Flüssigchromatographie und NMR-Spektroskopie bestimmt.

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Beispiel 3

Eine ergänzende Synthese ähnlich der vorstehenden umfaßt die Reaktion eines entsprechenden Phenols mit einem Allylalkohol in Gegenwart von Ameisensäure, wobei man das Chroman in hoher Ausbeute erhält. Anschließende Dehydrierung dieser Verbindung mit Chloronil oder DDQ ergibt das gewünschte Chromen.

So wurden 2 g 3,4-Dimethoxyphenol und 1,9 g 3-Methyl-l-penten-3-ol in 10 ml Ameisensäure unter Rübren bei Raumtemperatur 18 Stunden lang vereinigt. Die Ameisensäure wurde im Vakuum entfernt. Der in Äther gelöste Rückstand wurde nacheinander mit 100 ml Wasser, 100 ml 5J5iger Natriumcarbonat- und 100 ml gesättigter Salzlösung gewaschen. Die Ätherlösung wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und ergab 3,5 g des Rohproduktes nach Entfernen des Äthers im Vakuum. Chromatographie über Magnesiumsilikat ergab 2,5 g des reinen Chromans. 0,88 g des reinen Chromans wurden in 100 ml Benzol gelöst und 1 Stunde lang mit 0,9 g DDQ unter Rückfluß behandelt. Nach Abkühlen, Filtrieren und Entfernen des Lösungsmittels ergab das Filtrat 1,1 g des Rohproduktes, das bei Chromatographie über Magnesiumsilikat 0,55 g reines 6,7-Dimethoxy-2-methyl-2-äthylchromen ergab. Reinheit und Struktur wurden durch Dünnschicht- und Gas/Flüssigchromatographie und durch NMR-Spektroskopie bestimmt.

Beispiel 4

Die Synthese von Chromenen die in der 2-Stellung nicht substituiert sind, wurde durch Reaktion des entsprechenden Phenols mit Acrylnitril unter basischer Katalyse durchgeführt, wobei man das Phenoxypropionitril erhielt, das zu dem entsprechenden

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Phenoxypropionat durch Behandlung mit Säure umgewandelt wurde. Ringschluß zum Chromanon wurde durch Behandlung mit Polyphosphorsäure bewirkt und das Chromen durch Reduktion des Chromanone mit einem Reagens wie Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumborhydrid und anschließende Behandlung mit Säure zur Förderung der Dehydrierung erhalten.

So wurden 5 g 3>4-Dimethoxyphenol, 6,88 g Acrylnitril und 0,5 ml N-Benzyltrimethylammoniumhydroxid (Triton B_s 40%ige Lösung) vereinigt und 18 Stunden lang unter Rückfluß behandelt. Nach Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch mit Chloroform extrahiert und mit 5#igem Natriumhydroxid und gesättigter Salzlösung gewaschen. Die organische Schicht ergab nach Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat und nach Entfernen des Lösungsmittels Ί,Ι g 3>^~Dimethoxy-phenoxypropionitril. 2,2 g des Nitrils wurden mit UO ml Wasser und 80 ml konzentrierter Salzsäure vereinigt und 2 Stunden lang unter Rückfluß behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde nach dem Abkühlen mit Äther extrahiert und mit Wasser und 5%igem Natriumhydroxid gewaschen. Die basische Waschflüssigkeit wurde mit 6N Salzsäure angesäuert und zweimal mit Äther extrahiert. Der Ätherextrakt wurde zweimal mit Wasser und mit gesättigter Salzlösung gewaschen. Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum ergab 1,25g der rohen 3>^-Dimethoxyphenoxypropionsäure. Das Rohprodukt wurde mit 5 g Polyphosphorsäure vereinigt und 1 Stunde lang auf bis 85⁰C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Äther extrahiert und mit lOS»iger Natriumcarbonatlösung und gesättigter Salzlösung gewaschen. Trocknen über wasserfreiem Natriumcarbonat und Entfernen des Lösungsmittels ergab 0,35 g des reinen 6,7-Dirnethoxychromanone. Das Chromanon wurde in 50 ml trockenem Äther gelöst und 1 Stunde lang mit einem Überschuß an

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Lithiumaluminiumhydrid unter Rückfluß behandelt. Nach Abkühlen wurde die Reaktion durch Zugabe von 10 ml Wasser gestoppt und dann 15 Minuten lang mit 10 ml 2N Salzsäure gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Äther extrahiert und mit Wasser und gesättigter Salzlösung gewaschen, wobei man nach Trocknen und Entfernen des Lösungsmittels 0,31 g reines 6,7-Dimethoxychromen erhielt.'

Beispiel 5

Nachstehende Tabelle I bringt ein Fließschema, das die Isolierung der zwei Naturprodukte aus Ageratum zeigt, einschließlich der Säulenfraktionierung und DünnschichtChromatographie .

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TABELLE

Fraktion 1-

Petroläther inaktiv

16 mg RF 0,74 Verbindung

AGERATUM HOUSTONIANUM ganze Pflanzen/72 g

Homogenisiert in Diäthyläther/Aceton

1-1 (v/v)

filtriert - schnellverdampft

1,0 g Lipoidextrakt
Säulenchromatographie (Florisil) von 0,7 g rohem Lipoid

Eluierung mit Diäthyläther/Petroläther

5% Äther/Petroläther 274 mg, aktiv

Prop.TCL

Petroläther/Äther/ Essigsäure 90-10-1

Aktive Banden

19 mg RF 0,17

I Verbindung

Äther/Petroläther
mg aktiv

25% Äther/Petroläther inaktiv

Prop.TCL

Petroläther/Äther/
Essigsäure
90-10-1

1,3 mg* RP 0,17

GED Reinheit 98% Massenspektroskopie M.G.-190 NMR siehe unten

kombiniert - 20,3 mg GLC Reinheit 98 %

Massenspektroskopie M.G. - 220 NMR siehe unten

Verb. 1:NMR (100 MHz₁CCIj₁.); 1,38(6Η,δ) ,3,69(3H,δ) ,5,31(lH,d,J=10) 6,13(lH,d,J=lO),6,l8(lH,6),6,21(lH,d,J=9),6,7O(lH,d,J=9)

Verb. 2: NMR(IOO MHz₁CCl₄);l,37(6Η,δ),3,69(3Η,δ),3,74(3H,δ),5,52(lH,d,J=10),6,H(IH,d,J=IO), 6,24(1Η,δ), 6,39(1Η,δ).

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Induzierung vorzeitiger Entwicklung

Die Chromene und substituierten Chromene wurden erfindungsgemäß synthetisiert und verursachten vorzeitige Reifung beim Aufbringen auf unreife Insekten. Das Juvenilhormon (JH) ist ein natürliches Insektenhormon, das dahingehend wirkt, daß es das sich entwickelnde Insekt unreif hält, bis es fertig ist, sich in die ausgewachsene Form umzuwandeln bzw. zu häuten. Wenn die Reifung des Insektes beginnt, . hört das Insekt auf JH zu produzieren und reift zur ausgewachsenen Form. Man erkannte, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen die Wirkung von JH stoppen und das unreife Insekt den Reifeprozess beginnen lassen. Bei einigen Insekten verursacht der induzierte Mangel an JH eine so schnelle Reifung, daß das unreife Insekt kurz vor oder während des ümwandlungs- bzw. Häutungsprozesses stirbt. Bei anderen Insekten bewirkt der Mangel an JH, daß sie sich zu Mini aturerwachsenen umwandeln bzw.hauten, wodurch das ungeheure Freßpotential der unreifen Zustände vollständig vermieden wird und sich winzige ausgewachsene Insekten bilden, die steril und sehr zerbrechlich sind und die bald nach dem Häuten sterben. Die Antijuvenilhormonwirkung kann durch Anwendung von exogenem Juvenilhormon überwunden werden, wodurch angezeigt wird, daß die Antijuvenilhormonverbindungen dahingehend wirken, daß sie /Synthese von Juvenilhormonen stören.

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263967t

Induzierung von vorzeitiger Reifung beim Wolfsmilchkäfer durch Lipoidextrakt von Ageratum

Roher Lipoidextrakt von vorzeitig ausge-

r
²

p
Ageratum ' Konzentration wachsene Insekten

jig/

cm

15 100

7 80

k 27,8

2 0

Kontrolle 0

Äther-Aceton (l:l)-Extrakt von aufgeschlossenem Pflanzengeweb e

2)
'20 Nymphen in der zweiten Erscheinungsform wurden ununterbrochem dem Rückstand des Extraktes ausgesetzt, der über eine 9 cm-Petrischale gesprüht wurde, die Wolfsmilchsämlin<je und Wasser enthielt. Die Insekten häuteten sich zu anscheinend normalen Nymphen in der dritten und vierten Erscheinungsform und häuteten sich dann vorzeitig zu ausgewachsenen Insekten.

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263bb7

Induzierung von vorzeitiger Reifung beim Wolfsmilch käfer durch reines Ageratochromen ^w

^s vorzeitig ausgewachsene

Ageratochromen Insekten

ug/cm² % ²⁾

0,7 90

0,4 15

Kontrolle 0,0

1)
' Reines synthetisches Ageratochromen (6,7-Dimethoxy-2,2-dimethyl-3~chromen). 20 Nymphen in der zweiten Erscheinungsform wurden in einer 9 cm-Petrischale mit der erfindungsgemäß hergestellten synthetischen Anti-JH-Verbindung gehalten.

Die Insekten häuteten sich zur 3. und 4. Erscheinungsform

und häuteten sich dann in vorzeitig ausgewachsene Insekten. Sterilisation

Beim normalen ausgewachsenen Insekt wird JH (oder gonadotropes Hormon) nach Häutung in die ausgewachsene Form wieder produziert und ist dann erforderlich für die Entwicklung der Insektenovarien. Durch Behandlung der ausgewachsenen Insekten mit den erfindungsgemäßen Verbindungen,wie nachstehend beschrieben _/ wurde die Wirkung von JH verhindert oder gestoppt,und die Insektenovarien entwickelten sich nicht. Wenn die Insektenovarien zum Zeitpunkt der Behandlung entwickelt waren, bildeten sie sich schnell zum unentwickelten Zustand zurück. In jedem Falle war die Reproduktion verhindert.

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Sterilisation von Insekten mit Antijuvenilhormon

Konzentrationen von synthetischem Ageratochromen, die erforderlich sind, um die Ovarienentwicklung

zu verhindern Insekt

7,0 jig/cm ' erwachsener Wolfsmilchkäfer

(Oncopeltus fasciatus)

2 2}

7,0 ug/cm ·' Rotwanze

(Dsydercus intermedius)

1,5 ug/cm^{2 3}^ Apfelfliege

(Rhagoletis pomonella)

ppm Sprühpräparat ' gefleckter Marienkäfer

(Epilachna varivestis)

' 8 frisch geschlüpfte ausgewachsene Insekten wurden 48 Stunden lang in eine behandelte 9 cm-Petrischale gegeben. Die Ovarien wurden nach 6 Tagen auf ihre Entwicklung untersucht.

10 frisch geschlüpfte ausgewachsene Insekten wurden 72 Stunden lang in behandelte 9 cm-Petdschalen gegeben. Die Ovarien wurden nach 13 Tagen auf Entwicklung untersucht.

^* 45 frisch geschlüpfte weibliche Apfelfliegen wurden Stunden lang in einer 9 cm-Petrischale, die einen Rückstand der Testverbindung enthielt, gehalten. Nach der Behandlung wurden die Fliegen in Eiablagekäfigen gehalten und auf Ovarienentwicklung untersucht, als die Kontrollinsekten mit der Eiablage begannen.

^ 10 frisch geschlüpfte weibliche gefleckte Marienkäfer wurden mit emulgiertem Ageratochromen besprüht während sie auf einer Bohnenpflanze fraßen. Die Ovarien wurden herauspräpariert und auf Entwicklung untersucht als die Kontrollinsekten die Eiablage begannen.

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Ovicidale Wirkung

Die Steuerung der Embryogenese in den Insekteneiern durch Juvenilhormon wird kaum verstanden. Jedoch erfolgt bekanntlich in gewissen Insekteneiern Häutung und Juveni!hormone wurden aus Insekteneiern extrahiert, was eine vermutliche Rolle von JH während der Embryogenese besagt. Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigten ovicidale Wirkung bei Kontakt und bei Räuchern, vermutlich durch Störung der JH-Produktion durch das Insektenembryo.

Ovicidale Wirkung einer Antijuvenilhormonverbindung durch ein Kontaktsprühpräparat auf Eier.vom gefleckten Marienkäfer

Konzentration von % % tote

synthetischem Agerato- .x ausgeschulte Nymphen chromen im Sprühpräparat ' Insekten

100 ppm 2,7 100

10 ppm 18,4 76,7

Kontrolle 80,0 0,0

1) Vier Tage alte Eier auf Bohnenblättern wurden mit Ageratochromen in einem Emulsionspräparat besprüht.

Ovicidale Wirkung einer Antijuvenilhormonverbindung durch Räuchern

Konzentration (mg) von synthetischem Ageratοchromen, die erforderlich ist, um das Ausschlüpfen aus dem Ei oder das überleben von Insekten der-, 1.Erscheinungsform zu verhindern Insekt

0,5 mg Wolfsmilchkäfer

0,2 mg gefleckter Marienkäfer

'Frisch geschlüpfte Eier wurden in Uhrengläser getan, die den Dämpfen der am Rand des Uhrglases sich befindenden Verbindung ausgesetzt waren. Ein geringer Prozentsatz an Nymphen oder Larven schlüpfte manchmal aus den Eiern, starb jedoch binnen weniger Stunden.

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Induzierung von Diapause

Viele Insekten treten in ein Stadium ein, das als Diapause bekannt ist, um strenge klimatische Bedingungen, wie Winter, heiße trockene Sommer usw., zu überleben. Während der Diapause fressen, reifen oder reproduzieren Insekten nicht. Diapause erfolgt in vielen Insekten, wenn die Produktion von JH aufhört. Die erfindungsgemäßen Verbindungen stoppen die Wirkung von JH wenn sie topisch aufgebracht werden und lassen das Insekt in die Diapause gehen. Insekten in der Diapause hören auf zu fressen und sind somit unfähig,Ernteschäden zu verursachen,und wenn die Diapause verlängert wird₃ werden die Insekten schwach und sterben. Die Induzierung der Diapause mit diesen Anti-JH-chemikalien wird somit zu einer einzigartigen Methode der Insektenbekämpfung.

Induzierung von Diapause in ausgewachsenen Colorado-Kartoffelkäfern

Synthetisches Ageratochromen topisch (ug) '

Insekten, die in die Diapause eintreten,,^

500

250

100

Kontrolle

40 38

75 0

Die Insekten wurden topisch am Abdomen mit dem Antijuvenil-

hormon in 1 μζ Aceton behandelt und auf in Erde wachsenden Kartoffelpflanzen getan.

Nach 21 Tagen stellte man fest, daß die Insekten, die auf den Kartoffelpflanzen geblieben waren₃ keine Diapause eingelegt hatten. Insekten, die auf die Erde gegangen und bewegungslos geworden waren, wurden von der Erde abgesiebt, wobei man feststellte, daß sie Diapause eingelegt hatten.

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Induzierung von vorzeitiger Reifung und Sterilisation des Wolfsmilchkäfers durch Antijuvenilhormonverbindungen

Verbindung

1) 2

Konzentration ' ug/cm

4.0

1.5

4.0

1.5

0.7

ο .

1)

20 Nymphen in der 2. Erscheinungsform wurden auf 9 cm-Petrischalen gegeben, die den Rückstand von Antijuvenilhormonverbindungen enthielten, wobei alle vorzeitig den ausgewachsenen Zustand erreichten. Vorzeitig ausgewachsene Insekten wurden nach 5 Tagen auf Ovarienentwicklung untersucht, wobei man feststellte, daß sie alle steril waren.

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Claims

Patentansprüche:

Insektenbekämpfungsmittel, enthaltend eine oder mehrere Chromenverbindungen der allgemeinen Formel

worin R und RH, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis H C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis 3 C-Atomen, Cl, Br oder P,.

R , R·⁵, R und B? H, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis 6 C-Atomen,

-CO-OCH

₃,

einen der Reste OH, -OCH₂OCH₃, -C

η ή Ο

-CO-OCH₂CH , -OCH, -OCCH , -OC-CH₂CH₃, Cl, Br, F, -SCH ,

-SCH₀CH-^, -SCH₀CH₀CH , -NO₀ oder die Struktur, worin R^

und

oder R^ und R⁴ oder

und

mit einer -

oder -OCHpCHp-O-Gruppe verbunden sind und Y 0, S oder NH bedeuten, als Wirkstoff.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 6,7-Dimethoxy-2,2-dimethyl-2-chromen als Wirkstoff enthält,

709 8 15/1203

2639b7i

3· Verfahren zur Herstellung eines Chromens der allgemeinen Formel

R⁵

worin R und RH, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis
3 C-Atomen, Cl, Br oder F,

2 *z h c

R , R , R und Br H, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen der Reste OH, -OCH₂OCH,, -OC₂H₁₁OC₂H₅, -CO-OCH₅,

,9 S -S
-CO-OCH₂CH , -OCH, -OCCH , -OC-CH₂CH₃, Cl, Br, F, -SCH,,

-SCH₀CH,, -SCH-CH-CH,, -N0_ oder die Struktur, worin R^ 2, 3 ,2 2 5 du t-

und R-⁷ oder R-* und R⁴ oder R und R^ mit einer -OCH₂O- oder -OCHpCH₂-O-GrUPPe verbunden sind und Y 0, S oder NH bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine Verbindung der allgemeinen Formel

7 0 9 3 15/1203

263967

worin W OH, SH oder NH bedeutet und R ,. R^, R und R^. vorstehende Bedeutung haben, mit einer

Verbindung der allgemeinen Formel , ,

R 0

t Il

R-C = C-C-X

II

worin X H, OH, Cl, Br oder J bedeutet und R und R vorstehende bedeutung haben, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators umsetzt,

(b) das dabei entstehende Chromanon der allgemeinen Formel

III

1 ¹^
worin R und R bis R³ vorstehende Bedeutung haben und Y 0, S oder NH bedeutet, mit einem Reduktionsmittel umsetzt und

(c) das dabei entstehende Chromanol mit einer verdünnten Säure behandelt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) 3>^-Dimethoxyphenol mit 3,3-Dimethylacrylsäure umgesetzt wird.
5._; Chromen der allgemeinen Formel

7 0 9 8 1 B / 1 2 0 3

263967!

worin R und R H, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis 3 C-Atomen, Cl, Br oder

2 3 ^ S
R } R , R und R^ H, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen gerad- oder verzweigtkettigen Niederalkoxyrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen der Reste OH, -OCH₂OCH₃, -OC₂H₁₁OC₂H₅, -CO-OCH₃,

0 0 0

-CO-OCH₂CH₃, -OCH, -OCCH₃, -OC-CH₂CH₃, Cl, Br, F, -SCH₃, -SCH₂CH₃, SCH₂CH₂CH , -NO₂ oder die Struktur, worin R² und R⁵ oder R⁵ und R oder R und R⁵ mit einer -OCH₂O-

oder -OCH₀CH₀-O-GrUPPe verbunden sind und

Y 0, S oder NH bedeuten, wobei R^J und R nicht beide

Methoxy sind wenn R² und R⁵ H, R und R¹ Methyl und Y

bedeuten.
6. Chromen nach Anspruch 5, worin R nicht Methoxy ist wenn R⁵ H bedeutet.

t ·

7 Π 9 R 1 5 / 1 ? 0 3