DE69908621T2

DE69908621T2 - Aliphatische carbonsäurediester als nichtselektive herbizide

Info

Publication number: DE69908621T2
Application number: DE69908621T
Authority: DE
Inventors: A. Robert SMILEY
Original assignee: DIXIE CHEMICAL Co HOUSTON; Dixie Chemical Co Inc
Current assignee: DIXIE CHEMICAL Co HOUSTON; Dixie Chemical Co Inc
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2019-09-25
Also published as: US6117823A; DE69908621D1; BR9914122A; EP1117295A1; AU6500699A; AR020520A1; WO2000018229A1; JP2002525293A; CA2345657A1; EP1117295B1; ATE241902T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von aliphatischen Carbonsäurediestern als nichtselektive Herbizide zur Zerstörung des Wachstums von Pflanzen.
Hintergrund der Erfindung
Es gibt zwei Hauptkategorien von Herbiziden für die Behandlung von wachsendem Unkraut – selektive und nichtselektive. Selektive Herbizide töten nur ausgewähltes Unkraut, zum Beispiel breitblättrige Pflanzen wie Löwenzahn, und ein Beispiel ist das bekannte Herbizid 2,4-D. Die nichtselektiven Herbizide töten sämtliches Unkraut. Im Handel bekannte nichtselektive Herbizide enthalten Glyphosat (wie z. B. ROUNDUP^®) und Paraquat. Paraquat ist als gefährliches Material bekannt. Die Abtötungszeit von Roundup ist oftmals länger als erwünscht. Es werden ungefährliche nichtselektive Herbizide mit einer kürzeren Abtötungszeit gewünscht.
Die japanische Patentveröffentlichung 42-B-006999 schlägt vor, dass bestimmte Dicarbonsäurediester mit einer hohen relativen Molekülmasse als Herbizide wirken können. Dieser Schluss wird jedoch von den experimentellen Daten nicht getragen. Außerdem sind solche Dicarbonsäurediester bezüglich der Kosten untragbar.
Die britische Patentveröffentlichung 2 309 904A ist auf ein Gemisch gerichtet, das einen Dicarbonsäureester und ein Produkt umfasst, das durch die Reaktion eines Öls oder Fetts (basierend auf einem Triglycerid einer Carbonsäure) und Ethylenoxid und/oder Propylenoxid in Anwesenheit einer Base erhalten wird. Die resultierende Zusammensetzung ist als selektives Herbizid nützlich.
Die deutsche Patentveröffentlichung DE 43 19 263 beschreibt die Verwendung einer Dicarbonsäure als Beschleuniger, um das Eindringen des Pflanzenbehandlungsmittels in die Kutikula der Blätter zu beschleunigen. Der Dicarbonsäurediester dieses Patents wird nur in Mengen verwendet, die ausreichend sind, um als Beschleuniger zu wirken.
Weitere Aspekte und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung und den anliegenden Ansprüchen.
Zusammenfassung der Erfindung
Unerwünschte Vegetation, wie zum Beispiel Unkraut, Gräser, Moos oder andere Pflanzen, kann abgetötet werden, indem die Blätter solcher Pflanzen mit einem Carbonsäurediester der Formel ROOC(CH2)nC00R' (I)behandelt werden, wobei R und R' unabhängig ausgewählt werden aus einer gesättigten Alkylgruppe von C₁ bis C₈ und wobei n 1 bis 6 ist. Man hat festgestellt, dass solche Verbindungen als "nichtselektive" Herbizide wirken.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Töten von unerwünschter Vegetation, indem auf den Ort der unerwünschten Vegetation eine Zusammensetzung aufgebracht wird, die die erwähnte Verbindung enthält. Die Verbindung kann rein oder als Zusammensetzung angewendet werden. Die Zusammensetzung kann ein Verdünnungsmittel oder einen oberflächenaktiven Stoff oder deren Kombination enthalten. Wasseremulsionen oder Lösungen der erwähnten Verbindungen sind wünschenswert. Da die Wirkung scheinbar über die Blätter der Vegetation erfolgt, ist die Restwirkung des Herbizids im Boden, wenn überhaupt, nur sehr gering. Deshalb können erwünschte Pflanzen angrenzend an oder rund um den behandelten Bereich wachsen.
Detailbeschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Unerwünschte Vegetation kann getötet werden, indem der Ort der Vegetation mit einer Zusammensetzung benetzt wird, die einen Carbonsäurediester der Formel ROOC(CH2)nCOOR' (I)enthält, wobei R und R' unabhängig ausgewählt werden aus einer C₁ bis C₈-Alkylgruppe und n 1 bis 6 ist. R und R oder eine beliebige gegebene Verbindung können die gleiche oder eine unterschiedliche Alkylgruppe sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist n zwischen 2 und 6, vorzugsweise 2 bis 4 und höchst vorzugsweise 3 bis 4. Die Zusammensetzung kann ferner ein Verdünnungsmittel oder einen oberflächenaktiven Stoff enthalten.
Höchst bevorzugt als Verbindungen für die Verwendung bei der Erfindung sind solche, bei denen R und R' der gleichen Alkylgruppe angehören. R und R sind vorzugsweise eine C₁ bis C₆ und höchst vorzugsweise eine C₁ bis C₄-Alkylgruppe. Besonders wünschenswerte Ester sind Dimethyl-, Diethyl-, Diisopropyl- und Dibutylester.
Diester von Succinatsäure, Glutansäure und Adipinsäure werden besonders bevorzugt, weil ihre entsprechenden Disäuren problemlos und leicht verfügbar sind. Zum Beispiel kommen solche Substanzen in der Natur vor. Succinatsäure findet man in Pilzen und Flechten; Glutansäure in grünen Zuckerrüben und Wasserextrakten von Rohwolle, während Adipinsäure in Rübensaft vorkommt. Außerdem wird Adipinsäure als Ansäurungsmittel häufig Nahrungsmitteln, wie z. B. Jello, zugegeben. Ferner findet man solche Substanzen als gemischte Nebenprodukte der Herstellung von Nylonzwischenprodukten. Solche Mischungen gelten als Abfallprodukte, und der Anteil, der nicht für die Herstellung von Estern für Lösungsmittel oder zum Auswaschen von Rauchgas aus Kraftwerken verwendet wird, wird häufig verbrannt. Darüber hinaus sind Ester von solchen Säuren, insbesondere Methylester, relativ preiswerte nichtregulierte Lösungsmittel mit geringer Toxizität, die problemlos biologisch abbaubar sind.
Die Herbizidzusammensetzung vorliegender Erfindung kann ferner eine Mischung aus zwei oder mehreren der hierin genannten Carbonsäurediester enthalten. Besonders günstige Ergebnisse zeigten sich bei einer Mischung, die Diester von Glutan-, Adipinund Succinatsäuren enthielten.
Als ein Nachlaufherbizid können die erfindungsgemäßen Herbizide rein oder als eine Emulsion oder Lösung auf den Ort der ungewollten Vegetation aufgebracht werden.
Ein beliebiges Lösungsmittel, in dem das Herbizid lösbar ist oder emulgiert werden kann, lässt sich als Verdünnungsmittel verwenden. Geeignete Lösungsmittel enthalten Wasser oder wasserlösliche Alkohole wie Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol oder ein Keton wie Aceton oder Methylethylketon. Ferner bilden solche Verbindungen Emulsionen mit Wasser.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden, um eine vorhandene Vegetation in der Nähe von Saatgut oder in einem Bereich mit vermehrtem Unkraut zu steuern bzw. zu kontrollieren, indem die Blätter der ungewünschten Vegetation mit der Herbizidzusammensetzung in Kontakt gebracht werden. Die herbizide Wirkung solcher Herbizidzusammensetzungen geht bei Kontakt rasch auf die ungewünschte Vegetation über.
Das Herbizid wird in wirksamen Mengen auf den Ort der ungewünschten Vegetation aufgebracht. Wo das Herbizid als Emulsion oder Lösung aufzubringen ist, beträgt die typische Herbizidmenge in der Formulierung zwischen etwa 5 bis etwa 90, vorzugsweise etwas 10 bis etwa 50 Gew.-%.
Ferner können oberflächenaktive Stoffe mit der Herbizidzusammensetzung verwendet werden. Oberflächenaktive Stoffe erhöhen die Benetzungsfähigkeit der Komposition für Pflanzenblätter und ermöglichen die Verteilung der Zusammensetzung auf den Blättern.
Es können entweder ionische oder nichtionische oberflächenaktive Stoffe verwendet werden. Illustrativ für Klassen stabiler oberflächenaktiver Stoffe sind nichtionische Stoffe wie die Ethylenoxidkondensate von beispielsweise Alkylphenolen, Fettalkoholen und Lignosulfonaten, Ammoniumsalze von Mischungen aromatischer Sulfone, Sulfonsäuren, die mit Formaldehyd kondensiert sind; anionische oberflächenaktive Stoffe wie 1-Hdroxyethyl-2-heptadecenylgloxalidin sowie oberflächenaktives Aminoxid. Die Konzentration des oberflächenaktiven Stoffes sollte zumindest 0,05, im allgemeinen mindestens etwa 0,1 und vorzugsweise zumindest etwa 0,2 Gew.-% der herbiziden Zusammensetzung betragen.
Die erfindungsgemäßen Herbizide zeigen verschiedene Vorteile, die nicht vorher bei anderen kommerziellen Herbiziden zu erkennen waren. Diese Vorteile sind:
Eine kürzere Abtötungszeit. Normalerweise beginnt die Vegetation innerhalb einer Stunde nach einer Einzelanwendung abzusterben. Unerwünschte Vegetation ist in charakteristischer Weise in weniger als 24 Stunden tot. Herkömmlich erhältliche Herbizide benötigen mindestens sieben Tage. Außerdem sind Herbizide mit kürzeren Abtötungszeiten gemäß dem Stand der Technik höchst toxisch.
Die Basis sind natürlich vorkommende Verbindungen. Geeignete Herbizide für die Verwendung bei vorliegender Erfindung umfassen einige, die auf in der Natur vorkommenden Säuren basieren. Keines der handelsüblichen Herbizide basiert auf natürlich vorkommenden Verbindungen.
Die Wirkung erfolgt über die Blätter. Angesichts der raschen Abtötungszeit der erfindungsgemäßen herbiziden Zusammensetzungen kann sofort eine neue Aussaat vorgenommen werden. Bei den meisten handelsüblichen Herbiziden muss deren Abbau abgewartet werden, ehe neu ausgesät werden kann.
Sie sind nicht toxisch und sind biologisch abbaubar. Verschiedene Herbizide im Rahmen der Erfindung, wie zum Beispiel Dimethylester, sind nicht toxisch und sind ferner biologisch abbaubar. Die meisten handelsüblichen Herbizide sind in ihrer Anwendung gefährlich.
Geringe Kosten. Die Herbizide gemäß der vorliegenden Erfindung sind relativ preiswert. Sie müssen weder verdünnt noch aufbereitet werden. Es ist nicht nötig, das Herbizid vor der Behandlung zu verdünnen. Das Herbizid kann in reiner Form angewendet werden.
Nichtregulierte Lösungsmittel Da die herbiziden Zusammensetzungen der Erfindung nichtregulierte Lösungsmittel verwenden, sind keine Einschränkungen hinsichtlich des Versands und der Lagerung zu erwarten.
Die erfindungsgemäße herbizide Zusammensetzung wird mit den Blättern der unerwünschten Vegetation durch Aufsprühen oder anderweitige Verteilung der Zusammensetzung auf den Blättern in Kontakt gebracht. Blätter der Vegetation, die mit der erfindungsgemäßen herbiziden Zusammensetzung besprüht werden, beginnen innerhalb einer oder zwei Stunden nach Anwendung zu welken oder braun zu werden. Innerhalb von 24 Stunden ist die Nekrose offensichtlich. Bei Unkraut von kleinerem Wuchs, wie zum Beispiel Löwenzahn, Sternmiere oder anderem üblichen Rasenunkraut, beginnen auch die Wurzeln der Pflanzen innerhalb von 24 Stunden zu schrumpfen und braun oder schwarz zu werden. Es konnte in keinem Fall beobachtet werden, dass behandelte Pflanzen erneut gewachsen wären.
Das Besprühen ist eine bevorzugte Methode für die Benetzung der Blätter. Ein leichter Sprühstrahl reicht normalerweise aus, um die Pflanze bei Umgebungstemperaturen von über 20°C ohne zusätzliche Behandlung innerhalb von 24 Stunden zu töten. Die herbizide Wirksamkeit steigt allgemein mit der Temperatur.
Unkraut und Gräser, die durch die Verwendung der erfindungsgemäßen herbiziden Zusammensetzung getötet wurden, sind u. a. Quecke, Butterblume, gemeines Fingerkraut, Rispenrose, steifer Sauerklee, Nachtkerze, giftiger Efeu, giftiger Schierling, gemeine Goldrute, Breitwegerich, Japanisches Geissblatt, Löwenzahn, Wildes Stiefmütterchen, Bermudagras, Erdmantel, Wilder Knoblauch, Windenknöterich, Rotklee, Weißer Gänsefuß, Kermesbeere, Wiesenlabkraut, Fingerhirse, Hirschhornwegerich, Trugerdbeere oder Gemeine Miere. Moos, kleine Baumtriebe und unterirdische Ausläufer und Triebe von Baumwurzeln und Baumstümpfen können mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ebenfalls kontrolliert werden.
Die folgenden Beispiele zeigen die praktische Anwendung der vorliegender Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche ergeben sich für den Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung und den beschriebenen praktischen Anwendungsbeispielen. Die Beschreibung und die Anwendungsbeispiele haben lediglich Beispielfunktion, während der Rahmen und der Kern der Erfindung durch die anliegenden Ansprüche angegeben sind.
Beispiel 1
Eine Mischung aus etwa 20% Dimethylsuccinat, 60% Dimethylglutarat und 20% Dimethyladipat (vertrieben unter der Bezeichnung "DBE" von DuPont Co und unter der Bezeichnung "Santosol DEME" von Solutia Inc.) wurde unverdünnt auf übliches Unkraut wie Löwenzahn, Wegerich, Gemeine Miere, Sauerklee, Nachtkerze, Veilchen, gemeines Fingerkraut, Walderdbeere, Potulak, Wiesenlabkraut, Klee, Wildzwiebel, Trugerdbeere, Quecke, Bermudagras, Fingerhose, Wilde Malve und Erdmantel gesprüht. In allen Fällen sind die Pflanzen innerhalb von 24 bis 48 Stunden abgestorben. Löwenzahn, Wegerich, Gemeine Miere, Quecke und Sauerklee und andere wurden braun und begannen innerhalb von wenigen Stunden zu welken. In keinem Fall kam es zu einem erneuten Wuchs. Gras, das in der unmittelbaren Umgebung des Unkrauts übersprüht wurde, ist ebenfalls abgestorben.
Beispiel 2
Die gleiche Mischung wie in Beispiel 1 wurde auf die Blätter von größeren Pflanzen gesprüht, u. a. auf giftigen Schierling, Japanisches Geissblatt, giftigen Efeu, Rispenrose, Große Butterblume, Kermesbeere, Wiesenlabkraut, Wildtraube und Weißen Gänsefuß.
Alle behandelten Pflanzen sind innerhalb von 24 bis 48 Stunden abgestorben und nicht wieder gewachsen.
Beispiel 3
Die Blätter von Baumtrieben, die aus den Stümpfen einer Vielfalt von abgesägten Bäumen herauswuchsen, wurden mit der in Beispiel 1 verwendeten Mischung besprüht. Die Sprösslinge sind alle innerhalb von 24 bis 48 Stunden abgestorben, und es gab keine neuen Schösslinge aus den Baumstümpfen.
Beispiel 4
Ein Rasenstück von etwa 446 m² (ca. 48 square feet) wurde mit der Mischung von Estern von Beispiel 1 besprüht. Der Rasen wurde übernacht braun und ist innerhalb von 48 Stunden völlig abgestorben. Das abgestorbene Gras wurde aufgerecht und neuer Grassamen gestreut. Das neue Gras ist gekeimt und auf dem normalen Weg gewachsen.
Beispiel 5
Eine Mischung von Estern von Succinat-, Glutarat- und Adipatsäuren ähnlich wie die Estermischung von Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass die Ester Dibutylester statt Methylester waren, wurde unverdünnt auf eine Vielfalt von Unkräutern ähnlich jenen in Beispiel 1 gesprüht. Alle der behandelten Pflanzen sind innerhalb von 24 bis 48 Stunden abgestorben.
Beispiel 6
Ein Vergleich der Wirksamkeit der einzelnen Dimethylester von Succinat-, Glutaratund Adipatsäuren zum Abtöten von Vegetation wurde durchgeführt, indem von drei Arealen mit Unkraut (Fingerhirse, Bermudagras, Löwenzahn, Wegerich etc.) von etwa 37 m² (ca. 4 square feet) Größe jeweils jedes mit einem der Dimethylester in der in Beispiel 1 verwendeten Estermischung besprüht wurde, d. h. reines Dimethylsuccinat wurde auf ein Areal, Dimethylglutarat auf ein zweites Areal und Dimethyladipat auf ein drittes Areal gesprüht. Die Vegetation auf den Arealen, die mit Dimethylglutarat und Dimethyladipat behandelt wurden, wurde vollkommen braun und war in weniger als 24 Stun den verdörrt. Wenngleich ein Teil der Vegetation auf dem mit Dimethylsuccinat besprühten Areal innerhalb von 24 Stunden braun geworden war, enthielt dieses Areal nach 72 Stunden immer noch ein wenig grüne Farbe. Für Dimethylsuccinat wurde eine längere Abtötungszeit festgestellt.
Beispiel 7
Eine 25%ige Lösung der in Beispiel 1 beschriebenen Diestermischung wurde hergestellt, indem 100 g Diestermischung in 200 g 70%igem Isopropanol (handelsüblicher Alkohol zum Einreiben) und 100 ml Wasser aufgelöst wurden. Das Isopropanol wurde benötigt, um eine vollständige Lösung der Estermischung in Wasser zu erhalten. Die Lösung wurde aus einer Sprühflasche mit feinen Sprühnebel auf ein etwa 56 m² (6 square feet) großes Areal mit Unkraut ähnlich jenem in Beispiel 7 gesprüht. Innerhalb von 6 Stunden und bei einer Umgebungstemperatur von 29°C (85°F) ist die besprühte Vegetation grau geworden und gegerbt, mit verwelkten Blättern. Alle der besprühten Pflanzen waren in weniger als 24 Stunden abgestorben. Kein erneutes Wachstum hat stattgefunden.
Beispiel 8
Eine 10%ige klare Lösung der in Beispiel 1 beschriebenen Diester wurde hergestellt, indem 50 g der Diestermischung in 200 g 70%igem Isopropanol und 250 ml Wasser aufgelöst wurden. Die Blätter des Unkrauts auf einem etwa 37 m² (ca. 4 square feet) großen Areal mit Unkraut, nämlich Bermudagras, Wegerich, Klee und Löwenzahn, wurden durch Besprühen aus einer Sprühflasche mit der Lösung benetzt. Innerhalb von 6 Stunden, bei einer Temperatur von 26,6°C (80°F), wurde die gesamte besprühte Vegetation braun, und der Löwenzahn, Klee und Wegerich waren komplett verwelkt und tot. Alle der besprühten Unkräuter waren in weniger als 24 Stunden tot. Es gab kein erneutes Wachstum.
Beispiel 9
Eine 5%ige Lösung der in Beispiel 1 beschriebenen Ester wurde hergestellt durch Auflösen von 50 g der Diestermischung in 100 g 70%igem Isopropanol und 850 ml Wasser, und die resultierende Lösung wurde auf ein ca. 37 m² (ca. 4 square feet) großes Areal mit Unkraut ähnlich jenem in Beispiel 8 gesprüht. Nach 24 Stunden war die gesamte behandelte Vegetation abgestorben, mit Ausnahme von Bermudagras, das unbeeinträchtigt schien.
Aus dem vorstehend Beschriebenen ist zu erkennen, dass zahlreiche Variation und Modifikationen möglich sind, ohne den Kern und Rahmen der neuen Konzepte der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren für die Steuerung unerwünschter Vegetation, welches die Anwendung einer herbizid wirksamen Menge von zumindest einem Carbonsäurediester der Formel ROOC(CH2)nCOOR' (I), in der R und R' aus einer C₁ bis C₈-Alkylgruppe ausgewählt werden und n 1 bis 6 ist, auf den Ort der unerwünschten Vegetation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei R und R' die gleiche C₁ bis C₈-Alkylgruppe sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei n 2 bis 6 ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei n 3 bis 4 ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei R und auch R' Methyl sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Carbonsäurediester eine Mischung aus zwei oder mehreren Verbindungen der Formel ROOC(CH₂)_nCOOR' ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Cabonsäurediester eine Mischung aus Estern von Bernsteinsäure, Glutansäure und Adipinsäure ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Carbonsäurediester ein Bernsteinsäurediester ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Carbonsäurediester Dimethylsuccinat ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Carbonsäurediester Glutansäurediester ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Carbonsäurediester eine Mischung aus Dimethylsuccinat, Dimethylglutarat und Dimethyladipat ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Carbonsäurediester ein Adipinsäurediester ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Adipinsäurediester Dimethyladipat ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Glutansäurediester Dimethylglutarat ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vegetation Quecke, Butterblume, gemeines Fingerkraut, Rispenrose, steifer Sauerklee, Nachtkerze, giftiger Efeu, giftiger Schierling, gemeine Goldrute, Breitwegerich, Japanisches Geissblatt, Löwenzahn, Wildes Stiefmütterchen, Bermudagras, Erdmantel, Wilder Knoblauch, Windenknöterich, Rotklee, Weißer Gänsefuß, Kermesbeere, Wiesenlabkraut, Fingerhirse, Hirschhornwegerich, Trugerdbeere oder Gemeine Miere sind.
Verfahren für die Steuerung unerwünschter Vegetation, umfassend die Anwendung einer herbizid wirksamen Menge einer nichtselektiven herbiziden Zusammensetzung auf den Ort der unerwünschten Vegetation, wobei die Zusammensetzung (i.) zumindest einen Carbonsäureester der Formel ROOC(CH2)8COOR' (I) umfasst, wobei R und R' unabhängig ausgewählt werden aus einer C₁ bis C₈-Alkylgruppe und wobei n 1 bis 4 ist, und (ü.) einen Verdünner oder eine Mischung davon.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei R und R' die gleiche C₁ bis C₈-Alkylgruppe sind.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei n 2 bis 4 ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Verdünner ein Alkohol, Keton oder Wasser oder eine Mischung davon ist.