N, nъ-бис-(винилоксиэтил)тиурамдисульфид, проявляющий фунгицидную и бактерицидную активность

(ГОспАтент сссР) ИСАНИЕ ИЗОБР ОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт органической химии СО АНСССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт химических средств защитырастений и Научно-производственное объединение напитков и минеральных вод(56) Бобкова Т.СЗлоцевская И,В, Повреждения промышленных материалов и изделий под воздействием микроорганизмов,М., 1971.Горленко Н,В. Бактериальные заболевания растений. М,; Колос, 1981.Хим, энциклопед, словарь, М.: Химия, 1983.Справочник по пестицидам, МелН,ННовожилов К.ВБелан С,Р, М.:1985,Изобретение относитческому соединению - К, этил)тиурамдисульфиду ф сн,=сн(:)сивне обладающему фунгицидной и бацидной активностью, котороебыть использовано в борьбе с гри(54) М,й-БИС(ВИНИЛОКСИЭТИЛ)ТИУРАМДИСУЛЬФИД, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ ФУНГИЦИД- ную и БАктеРициднио Активность (57) Изобретение относится к новому химическому соединению - М,й -бис-(винилоксиэтил)тиурамдисульфиду формулы СН 2=СН О(С Н 2)2 К Н С(8 - Я - 5-(Я)СН ЩСНфОС Н= = СН 2, 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 С 10 Н 1 бК 234, т.пл. 78 С. Получают И,М-бис-(винилокси этил)тиурамдисульфид с высоким выходом окислением(2-винилоксиэтил)дитиокарбаматакалияталлическим йодом при 15-20" С в водноганической среде. 5 табл,бактериями, вызывающими заболевания сельскохозяйственных культур и в качестве антисептика для зашиты неметаллических материалов от биоповреждений,Известно, что автотрофные бактерии, принадлежащие к р,р. ЕзсЬегсна со 1, Рзецбоп 1 опаз аегц 91 поза, Ятгертососсцз 1 аесаИз, 5 тарпуососсцз ацгецз, а также грибы, принадлежащие к родам р,р. РепСИИцгп соотгпцв, Азрег 9111 цз п 9 ег, РцзагГцгп зет 11 естшгп могут вызывать биоповреждения различных материалов, в том числе, строи 1 ельных и лакокрасочных, 178121120 25 ЗО 35 ТМТД - пестицид широкого спектрадействия, однако он обладает сильным раэдражающим действием на коку и слизистые 50 Большую проблему с точки зрения санитарии представляет быстрое обрастание плесневыми грибами и бактериями стен и потолков производственных помещений с повышенной влажностью, в частности, пивоваренных 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 Хапйопопаэ Гпа(часеапгл,В настоящее время известен ряд препаратов, обладающих бактерицидной и фунгицидной активностью, однако для предотвращения бактериальных и грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур, а также биоповреждений неметаллических материалов, необходимо разноот- разие биоцидных препаратов, что обусловлено не только различными условиями и задачами их применения, но и постепенной адаптацией микроорганизмов к биоцидам.При изучении бактерицидного и фунгицидного действия синтезированного нами нового химического вещества - И, К-бис(винилоксиэтлл)тиураглдисульфида, в качестве аналога по структуре и действию нами был выбран широко известный пестицид тетраметилтиурамдисульфид (ТМТД), обладающий широким спектром действия, Кроме тоГо, в качестве эталонов брали бактерицидный препарат, известный как протравитель семян - трихлорфенолят меди (ТХФМ) и антисептик - салициланилид,человека, что затрудняет его широкое использование в народном хозяйстве. Кроме того, в виде тонкой взвешенной в воздухе пыли ТМТД может давать взрывоопасные смеси, Данные о токсичности этого пестицида весьма противоречивы; ЛДБо = 200 мг/кг, обладает сильным раздражающим действием и, самое главное, способен образовывать высокотоксичные диоксины, изза чего с 1989 года снят с производства и запрещен к применению. Салициланилид недостаточно высокоэффективен, кроме того, при пропитке кож и других материалов он 5 10 15 выходит на поверхность, что ограничивает его применение,В настоящее время ведется интенсивный поиск и разработка новых, высокоэффективных и малотоксичных пестицидов.Целью настоящего изобретения является расширение ассортимента малотоксичных химических веществ, обладающих высокой фунгицидной и бактерицидной активностью,Поставленная цель достигается разработкой и использованием нового малотоксичного вещества - К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида в качестве биоцидного препарата для борьбы с грибами и бактериями - возбудиелями заболеваний сельскохозяйственных растений и разруши-елями неметаллических материалов,Получают М,М бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид с высоким выходом окислением М-(2-винилоксиэтил)дитиокарбамата калия глетзллическим йодом при температуре 15-20 С в водно-органической среде."сносн 1;ннсснгл(.Н) онс= сн5 5- 5Реакцию проводят в реакционной колбе или в обычном химическом стакане, куда к водному раствору М-(2-винилоксиэтил)дитиокарбамата 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(винилоксиэтил)тиурамдисул ьфид - белое . кристаллическое вещество, т,пл, 78 ОС, не имеет запаха, растворяется в эфире, ацето,е, хлороформе, диметилсульфоксиде; не растворяется в воде, Строение его доказано глетодами И КС и П М Р, состав подтвержден элементным анализом. Вещество мзлотоксично; ЛДБо = 891 мг/кг (для белых мышей, внутрибрюшинно).М,М-бис(винилоксиэтил)тиурзмдисульфид синтезирован в ИрИОХ СО АН СССР, испытания на фунгицидную и бактерицидную активность осуществлены во ВНИИХСЗР (Москва) и НПО напитков и минерал, ых вод(НПО НиМВ), Москва.И тание эффективности М,К- бис(вилоксиэтил)тиурамдисул ьфида против возбудителей заболеваний сельскохозяйственных культур Яс(ег" г(п(а зс(ОГ 01(о ГОгп, Роза г 1 ОГп 9 Гагп.Пса ГОп 1, ЛЫгостоп(а воап(, РутИшл с(еЬагуапигп и грибов, разрушающих неметаллические материалы: Азрегц 1 цв агпв 1 е 1 ооащ 1, СЬаетопцгп 9 оЬовцгл, Раесобрусев чаг 1 об, Репсцгп тцл 1 сц 1 озцт, Азрегц 1 цз и 9 ег проводилось на чистых культурах грибов, Исследование показало, что К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид проявил высокую фунгицидную активность: в концентрации 0.003% он стопроцентно подавлял развитие грибов, вызывающих заболевания сельскохозяйственных растений; в концентрации 0,0015% он был значитсл ьно эффективнее эталона ТМТД (табл. 1): в отдельных случаях - в 1,5-2 раза, Антисептическая активность К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида в концентрации 0,003 и 0,0015% при испыпгании против грибов, вызывающих разрушение неметаллических материалов и, в частности, биоповреждения 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 значения эффективности заявляемого соединения в концентрации 0,0015% по сравнению с ТМТД и салициланилидом (табл, 2),Испытания, проведенные по двум различным методикам, показали высокую фунгицидную активность нового соединения (табл. 2, 3).Высокую бактерицидную активность и роя вил К,К-бис(вин ил оксиэтил)тиурамдисульфид и при испытании на бактериях ЕзсЬегсЬа со 1, Ятгертососсцз 1 аесав, ЯтарЬуососсцз ацгецз значительно превышающую активность ТМТД (табл, 4).В качестве протравителя семян хлопчатника против бактериального заболевания гоммоза, возбудителей плесневения семян и корневых гнилей К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид был изучен в лабораторно-вегетационных условиях. В норме расхода 2,5 г/кг новое соединение показало высокую активность против гоммоза, возбудителей фузариозного увядания, вертициллезного вилта, плесневения семян и корневых гнилсй проростков (табл. 5). Кроме того, он не оказывал отрицательного влияния на всхожесть семян и величину проростков,Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, Синтез К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида. К 20, 6 г К-(2-винилоксиэтил)дитиокарбамата калия в 300 смз воды при температуре 15-20 С, при перемешивании добавляют капельным путем 5,06 г 2, растгоренного в 110 см этанола, в.з,Г ,н кн,си,ганс:2 ИК-спектр (КВг, см ); 825, 950, 965, 1180, 1320, 1620, 1640 - полосы, характерные для винилоксигруппы; Б-с-ь - , группа проявляется при 1510 - 1520 см, Найдено, ф. С 36,89, Н 4,95, Я 39,58, К 8,54. Вычислено, %; С 37,04, Н 4,94, Я 39,51, К 8,64,П р и м е р 2. СЬунгицидная активность К,К-бис(винилпксиэ ил)тиурамдисуль фида.Изучение фунг цидной активности в отношении грибов, возбудителай заболеваний сельско:озяйственных культур Ясегогиа зсегорОгцгл, Рцваг цго 9 гагп 1 псагцгп, Чептцга паевца 1 в, Не 1 гп 1 поврогцгп ватчу, РЫгостопа воап 1, РутЬцгл с 1 еЬагуапцгп и грибов, разрушающих неметаллические материалы; Аврегц 11 цз агл ивосагп 1, СЬаетогп 1 цгп 91 оЬозцп, Раес 1 оглусеэ айагот 1, Репс 1 цпт 1 цпсцовцп., Азрегдцв и 9 ег, Рцзаг 1 цв вектестцгп, Азрего 9 цз и 9 ег и Репс 11 цгл стгпцт. и, в частности, грибов, вызывающих биоповреждения неметаллических материалов в производственных цехах пивоваренных заводов и предприятий по розливу безалкогольных напитков и минеральных вод проводят по следующей методике; в охлажденную до 50 С картофельно-агаризованную среду вводят ацетоновый раствор действующего вещества К, К-бис(винилосиэтил)тиурамдисульфида в концентрации 0,003 и 0,0015% и разливают в чашки Петри по 20 см, Затем на поверзхность застывшей питательной среды проводят посев грибов, Чашки с посеянными в них тест-объектами выдерживают в термостате в течение 3-5 суток при 25 С, после,-очего замеря от размер колоний грибов, Торможение роста колоний рассчитывают по формуле Эббота,25 30 35 40 45 50 55 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%) К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида. Продукт представляет собой белое кристаллическое вещество, т,пл. 78 С; хорошо растворяется в дизтилавом эфире, ацетоне, хлорсформе, ДМСО; не растворяется в воде, гептане.Спектр ПМР ,о; м,д. СОС 1 з): 3,84 м (8 Н, 2 ОСН=СН 2), 178121где Т - торможение (подавление роста посравнению с контролем, %);Ок - диаметр колоний в контроле;00 - диаметр колоний в опыте,Результаты испытаний представлены втабл. 1 и 2,В концентрации 0,003% К,К -бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид стопроцентноподавлял развитие исследуемых грибов, ана объекте Ризаг 1 игп 9 гагп 1 пеагцгп его активность превосходила эталон ТМТД, При снижении концентрации вдвое активностьнового соединения превышала эталонТМТД уже, практически, на всех изучаемыхтест-объектах, а лишь на объекте Ру 1 ЫцгпсеЬагуапцгп активность сравниваемых препаратов была равной и составляла 100%,Даннные, приведенные в табл, 2,свидетельствуют о том, что К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид при испытании начистых культурах грибов в концентрации0,003% проявил стопроцентную антисептическую активность на всех без исключения исследуемых тест-обьектах, Приуменьшении концентрации вдвое(0,0015%), эффективность К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида на пяти из семи исследованных тест-объектах остаетсястопроцентной, что значительно превышаетактивность известных препаратов - ТМТД исалициланилида, взятых в качестве эталонов.П р и м е р 3. Испытание фунгициднойактивности К,К-бис(вин илоксиэтил) гиурамдисульфида методом расклады вания дисков,Испытание фунгицидной активностиК,К -бис(винилоксиэтил)тиурамдисул ьфидана грибах р.р. Репс 11 игл с 11 г 1 пцгп,Азрег 9111 цз п 19 ег, г цзаг 1 цгп зегп 1 с 1 естцвпроводились методом раскладывания дисков. Метод заключается в раскладываниидисков, пропитанных антисептиком,на газон тест-культур с последующим измерением зон ингибирования роста гриба вокругдиска. Диаметр диска - 0,5 см, материал -фильтровальная бумага Г 1 тгаК К.90, ГДР. Вкачестве питательной среды применялсясусло-агар, Испытаемое вещество и эталонТМТД растворяли в ацетоне. Результаты испытаний представлены в табл. 3.Данные табл, 3 свидетельствуют о том,что новое соединение К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид обладает высокой антисептической активностью, значительнопревышающей таковую у ТМТД, что под 4550 55 5102025 тверждают результаты, полученные с помощью метода раскладывания дисков,П р и м е р 4, Испытание бактерицидной активности К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида,Бактерицидная активность К,К -бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида изучена методом раскладывания дисков, описанным в примере 3. В качестве тест-объектов были выбраны бактерии Е, со,81 г, Гаеса 11 з, Результаты испытаний представлены в табл 4Из данных табл. 4 следует, что К,К- бис(винилоксиэтил)тиурамдисул ьфид в концентрации 0,3% проявил высокуюбактерицидную активность на всех изучаемых тест-обьектах, в то время как ТМТД был вообще не активен против бактерий ЕзсЬег 1 сЫа со 1, Ятгертососсцз 1 аеса 1 з, а против бактерии 81 арЬу 1 ососсцз аигеиз активность заявляемого соединения была значительно выше эталона ТМТД, Высокая активность К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида сохранялась и при уменьшении концентрации до 0,15 и 0,06% против бактерии БарЬу 1 ососсцз ацгецз.П р и м е р 5, Испы.гание К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида против гоммоза, плесневения семян, корневой гнили, фузариозного увядания и вертициллезноговилта хлопчатника,К,К-бис(винилоксиэтил)ти, рамдисульфид изучен в качестве протравителя семян хлопчатника против бактериально о заболевания гоммоза, возбудителей плесневениясемян, корневой гнили, фузариозного увядания в лабораторно-вегетационных услозиях.Активность соединения против возбудителей плесневения и корневой гнили,влияние на поверхность и проростки определены методом бумажных рулонов. Активность против возбудителей гоммоза, фузариозного увядания и вертициллезного 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 хлопчатника препара гами проводилась с увлажнением (расход воды 20 мл/кг), Сорт семян хлопчатника С, Семена оголенные, Результаты испытаний представлены в та бл гПенные данные свидетельствует о том, ч." овое соединение - К,К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфид обладает высоким фунгицидным и бактерицидным действием при исследовании его в качестве протравителя семян хлопчатника в лабора1781211 10 20 Таблица 1 ЭФФективность гГ, И-бььсоинилоксиэтил)тиурамдисульфида по отыоцзенио к грибам, выэыоаогцим заболевания сельскскоэяйственпых культурединен ие роста мьк елью грибовцент 1 я иепгопаНепэп. Рп,костопьэ Р пае 0, вабч, всЬп 1 еЬа сиэтил)тиуоамдсуп ьфид 100 00 ль 0 00 00 00 Рб 10 5 00 0 МТД ьэталон бли фектионость И, "гГ-бисГвинилоксыэтил)тиурамдисульфида при испытать 1 оность и на антысептическуьо ак ление роста ми 1 асаг 00 00 торно-вегетационных условиях, Он превосходит ТХФМ против возбудителя гоммоза, фузариозного увядания, вертициллезного вилта, плесневения семян и корневых гнилей проростков, Кроме того, он не оказывает отрицательного влияния на всхожесть семян.Таким образом, пооведенные испытания нового соединения К,К-бис(винилоксизтил)тиурамдисульфида при изучении его на чистых культурах грибов и бактерий, а также при испь 1 тании его в лабораторно-вегетационных условиях в качестве протравителя семян хлопчатника против болезней показали его высокую фунгицидную и бактерицидну о активность, превышаюьцус активность известных пестицидов, таких как ТМТД, ТХФМ и салициланилид,Исследования показали, что К,К- бис(винилоксизтил)тиурамидисульфид прималой токсичности (меньшей, чем у ТМТД иТХФМ) может заменить зти пестициды и5 примсняться в меньших расходных нормах,что важно с зкономической и с экологической точек зрения,Формула изобретенияК,К -бис-винилоксизтил)тиурамдисуль 10 фид формулысн,=спссн,1,ннсф сннсн,1,.8-Ь151781211 Таблица 3 Результаты испытания на фунгицидную активность методом раскладывания дисков го соедиения на диска соответствует концентрации Э 0015;4+ Колияество иссл аб Бактерицидная активность М, К-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульА Соединен оста бактер ол-в юе искс давлен соИ г. таеса 1 з ТМТД эталс О13 Таблица 5 Результаты испытания Й, Н-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида в качестве протравителя семян хлопчатника против болезнейны оставитель Н. Ивановаехред М.Моргентал Кооректор акова ак аказ 4251 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101