Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
1H-AZOLYL-METHYL-AMIDES, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND USE THEREOF AS NITRIFICATION INHIBITORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/035509
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to N-(1H-azolyl-methyl)amides of general formula (I), wherein A = CH, C-halogen, C-C1-C4-alkyl or C-C3-C8-cycloalkyl or N, R1 and R2 independently represent H, C1-C4-alkyl or C3-C8-cycloalkyl, R3 represents C1-C4-Alkyl, C3-C8-cycloalkyl or C6-C10-aryl or H, R4 represents C1-C20-alkyl, C3-C8-cycloalkyl, C6-C10-aryl or aryl alkyl with C1-C4-alkyl- and C6-C10-aryl groups, wherein the aryl radicals of R4 can be substituted once or several times by C1-C4-alkylsulfonyl, C1-C4-alkoxy, C1-C4-acyl, halogen, hydroxyl, cyano, nitro, carboxyl or C1-C5-carboxyalkyl, or represents NHR3 or formula (1) with the radicals indicated for R1, R 2, R3 and A, or wherein R3 and R4 can jointly form an ethylene bridge and B represents oxygen or sulphur. The inventive compounds are suitable for inhibiting or controlling nitrification. In addition to having an excellent nitrification-inhibiting effect, said compounds have a low hydrolysis tendency and as a result of the hydrophobic properties thereof can be easily applied to the surface of fertilizers e.g. fertilizing agent granules.

Inventors:
RADICS UTE (DE)
NICLAS HANS-JOACHIM (DE)
MICHEL HANS-JUERGEN (DE)
WOZNIAK HARTMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/007528
Publication Date:
April 21, 2005
Filing Date:
July 08, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PIESTERITZ STICKSTOFF (DE)
RADICS UTE (DE)
NICLAS HANS-JOACHIM (DE)
MICHEL HANS-JUERGEN (DE)
WOZNIAK HARTMUT (DE)
International Classes:
A01N43/56; A01N43/653; C07D231/12; C07D231/16; C07D249/08; (IPC1-7): C07D249/08; C07D231/16; C07D231/12; A01N43/56; A01N43/653
Domestic Patent References:
WO1998005607A21998-02-12
Foreign References:
EP1342412A12003-09-10
DE2648008A11978-05-03
EP0012216A11980-06-25
EP0006542A21980-01-09
DE2742583A11979-04-05
SU666174A11979-06-05
US3635690A1972-01-18
US4969946A1990-11-13
US4523940A1985-06-18
EP0166420A21986-01-02
US3697244A1972-10-10
DE2745833A11979-04-19
EP0508191A11992-10-14
DD292232A51991-07-25
DE4018395A11992-02-20
EP0160804A11985-11-13
DE3704359A11988-08-25
SU1470737A11989-04-07
DE4446194A11996-06-27
EP0808297A11997-11-26
EP0529473A11993-03-03
DE4018395A11992-02-20
DE3704359A11988-08-25
SU1470737A11989-04-07
DE10117821A12001-10-31
DE10135423A12002-02-21
DE19822340A11999-11-25
DE2835158A1978-08-10
DE19913475A1999-03-25
EP1342412A12003-09-10
DE2648008A11978-05-03
EP0012216A11980-06-25
EP0006542A21980-01-09
DE2742583A11979-04-05
SU666174A11979-06-05
Other References:
DATABASE CHEMCATS CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE,COLUMBUS,OHIO,US; XP002307753
KATRITZKY, ALAN R. ET AL: "Isomerizations of N-(.alpha.-aminoalkyl)-1,2,4-triazoles and N-(.alpha.-aminoalkyl)tetrazoles", TETRAHEDRON , 46(2), 633-40 CODEN: TETRAB; ISSN: 0040-4020, 1990, XP002307752
J. HÜTTEL CHEM. BER., vol. 85, 1952, pages 820
L. MAIER, PHOSPHORUS SULFUR, vol. 33, 1987, pages 41
KATRITZKY ET AL., TETRAHEDRON, vol. 46, no. 2, 1990, pages 633 - 40
Attorney, Agent or Firm:
Schneider, Michael (Karl-Scharnagl-Ring 7, München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. N (lHAzolylmethyl) amide der allgemeinen Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass A = CH, CHalogen, CC1C4Alkyl oder CC3C8Cycloalkyl oder N ist, R1 und R2unabhängig voneinander für H, C1C4Alkyl oder C3C8Cycloalkyl steht R3 für C1C4Alkyl, C3C8Cycloalkyl oder C6CIoAryl oder H, steht R4 für C1C20Alkyl, C3C8Cycloalkyl, C6C10Aryl oder Arylalkyl mit ClC4Alkylund C6CloArylgruppen, wobei die Arylreste von R4 gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit C1C4Alkylsulfonyl, C1C4Akoxy, C1C4Acyl, Halogen, Hydroxyl, Cyano, Nitro, Car boxyl oder ClC5Carboxyalkyl substituiert sein können, oder für NHR3 mit den für Rl, R2, R3 und A genannten Resten steht, oder wobei R3 und R4 gemeinsam eine Ethylenbrücke bilden können und B für Sauerstoff oder Schwefel steht, wobei A nicht N sein darf, wenn Rl, R2 und R3 für H und R4 gleichzeitig für Phenyl steht und A nicht CH sein darf, wenn Rl für Methyl, R2 und R3 für H, B für Schwefel und R4 für.
2. N(1HAzolylmethyl) amide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass un abhängig voneinander Rl einen Methylund A einen CMethylrest darstellt und, vorzugs weise, R2 H ist.
3. N (lHAzolylmethyl) amide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rl einen Methylrest darstellt und A für CChlor oder CH steht und, vorzugsweise, R2 H ist.
4. Verfahren zur Herstellung der N (lHAzolylmethyl) amide 1 nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die entsprechenden Azole der allgemeinen Formel II wobei Rl, R2 und A oben genannte Bedeutung besitzen, mit Formaldehyd und Amiden der allgemeinen Formel IV, wobei R3, R4 und B die oben genannte Bedeutung besitzen, reagie ren lässt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei Temperaturen von 100 bis 200 °C ohne Lösungsmittel in der Schmelze und mit einem Molverhältnis von Azol II zu Formaldehyd und Amid IV von 1 : 1 : 1 bis 2,5 : 3 : 1 durch führt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei 125 bis 145 °C durchführt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei Temperaturen von 40 bis 110 °C in Wasser als Lösungsmittel und mit einem Molverhältnis von Azol II zu Formaldehyd und Amid IV von 1 : 1 : 1 bis 2,5 : 3 : 1 durchführt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Lösungsver mittler aus der Gruppe der Alkohole oder Acetonitril zusetzt.
9. Verfahren zur Herstellung der N (lHAzolylmethyl) amide I nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die entsprechenden 1Hydroxymethylazole der allgemeinen Formel V (V) (IV) wobei Rl, R A oben genannte Bedeutung besitzen, mit Amiden der allgemeinen Formel IV, wobei R3, R4 und B die oben genannte Bedeutung besitzen, reagieren lässt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion unter Zusatz von 0,2 bis 10 % einer geeigneten Säure, vorzugsweise eines saueren Ionenaustau schers, durchführt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion ohne Lö sungsmittel durchgeführt wird.
12. Verwendung von N (lHAzolylmethyl) amiden entsprechend der allgemeinen Formel (I) wobei A = CH, CHalogen, CC1C4Alkyl oder CC3C8Cycloalkyl oder N ist, Rl und R2unabhängig voneinander für H, ClC4Alkyl oder C3C8Cycloalkyl steht R3 für C1C4Alkyl, C3C8Cycloalkyl oder C6CloAryl oder H, steht R4 für C1C20Alkyl, C3C8Cycloalkyl, C6CloAryl oder Arylalkyl mit ClC4Alkylund C6CloArylgruppen, wobei die Arylreste von R4 gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit CIC4Alkylsulfonyl, ClC4Alkoxy, CC4Acyl, Halogen, Hydroxyl, Cyano, Nitro, Car boxyl oder CCsCarboxyalkyl substituiert sein können, oder für NHR3 mit den für Rl, R2, R3 und A genannten Resten steht, oder wobei R3 und R4 gemeinsam eine Ethylenbrücke bilden können und B für Sauerstoff oder Schwefel steht, als Mittel zur Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation.
13. Zusammensetzung, aufweisend die N (lHAzolylmethyl) amide nach den Ansprü chen 12,2 und 3 sowie gegebenenfalls weitere Nitrifikationsinhibitoren und/oder Urease inhibitoren in Kombination mit festen und flüssigen ammoniumund/oder amidhaltigen Düngemitteln.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die N (1H Azolylmethyl) amide sowie die gegebenenfalls weiteren Nitrifikationsinhibitoren und/oder Ureaseinhibitoren in einer Gesamtaufwandmenge von 0,01 bis 10,0 Gewichtsprozent, be rechnet auf den reduzierten Stickstoffanteil des amidund/oder ammoniumhaltigen Dün gemittels, eingesetzt werden.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die N (1H Azolylmethyl) amide in einer Aufwandmenge von 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent eingesetzt werden.
16. Zusammensetzung nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die N (lHAzolylmethyl) amide allein oder im Gemisch mit weiteren Zusatzstoffen in die Düngemittelschmelze oderslurry während des Formgebungsprozesses eingebracht wor den sind und auf diese Weise homogen im Dünger verteilt vorliegen.
17. Zusammensetzung nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die N (lHAzolylmethyl) amide ggf. mit weiteren Zusatzstoffen in Form einer Lösung oder gemeinsam mit einem geeigneten Konditionierungsmittel auf die Oberfläche der Düngemittelgranulate aufgebracht worden sind und gegebenenfalls anschließend das Lö sungsmittel durch Trocknung entfernt worden ist.
Description:
1 H-AZOLYL-METHYL-AMIDE, VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG UND IHRE VERWENDUNG ALS NITRIFIKATIONSINHIBITOREN Die vorliegende Erfindung betrifft N- (lH-Azolyl-methyl) amide, Verfahren zu ihrer Her- stellung, Düngemittelzusammensetzungen, die sie aufweisen, sowie ihre Verwendung zur Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation.

Die Anwendung von Stickstoffdüngemitteln, die Nitrifikationsinhibitoren (im folgenden auch als Nitrifikationshemmer bezeichnet) enthalten, ist dadurch besonders vorteilhaft, weil die im allgemeinen rasch ablaufende Nitrifikation, d. h. die mikrobielle Umwandlung von Amid-und Ammoniumstickstoff zu Nitratstickstoff, durch die Gegenwart derartig wirkender Substanzen auf diese Weise verzögert wird. Durch die so gesteuerte Nitratbil- dung im Boden wird eine zu intensive Nitratbildung und damit die Akkumulation von Nit- rat vermieden. Eine so bewirkte Zurückdrängung des sonst entstehenden Nitratüberschus- ses im Boden konserviert den Düngerstickstoff in Form von Ammoniumionen, sorgt damit für eine höhere Düngereffizienz und führt gleichzeitig zu einer erheblich verringerten Umweltbelastung im Rahmen einer Stickstoffdüngung.

So ist bekannt, dass Nitrat im Gegensatz zum Ammonium im Boden nur äußerst schlecht sorbiert wird und demzufolge der Auswaschung bzw. der Verlagerung in tiefere Boden- schichten unterliegt. Andererseits führt die infolge einer Nitratanreicherung im Boden ver- stärkt einsetzende Denitrifikation zu gasförmigen Stickstoffverlusten, wobei neben mole- kularem Stickstoff auch solche Oxide wie Stickstoffmonoxid bzw. Lachgas emittiert wer- den, die zur Versauerung des Bodens beitragen bzw. als klimaverändernde Gase bekannt sind.

Durch die Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation wird gleichzeitig einer Nitratanrei- cherung im Grundwasser entgegengewirkt.

Gerade in der Reduzierung der beschriebenen Verlustpotentiale liegt der wirtschaftliche Vorteil von mit Nitrifikationsinhibitoren versehenen Stickstoffdüngemitteln, der sich u. a. in der erhöhten Nährstoffeffizienz dieser Dünger niederschlägt. Um das zu unterstreichen sei erwähnt, dass N-Verluste von konventionellen Stickstoffdüngern durchaus unter un- günstigen Bedingungen Größenordnungen von bis zu 40 % und mehr annehmen können.

Als wirksame Nitrifikationshemmer wurden unter anderem stickstoffhaltige hetero- cyclische Verbindungen, bevorzugt aus der Reihe der 1H-Pyrazole und der 1,2, 4-Triazole, vorgeschlagen, z. B. in US 3,635, 690, US 4,969, 946, US 4,523, 940, EP-A 166 420, JP- OS 71-04135, US 3, 697,244.

Ein wesentlicher Nachteil der meistens sehr gut nitrifikationshemmend wirkenden Pyrazol- derivate besteht in ihrer relativ hohen Flüchtigkeit bzw. besonders bei am N-1-Stickstoff- atom substituierten Verbindungen in ihrer Hydrolyseempfindlichkeit, in deren Folge zwar noch wirksame, aber wieder flüchtige Derivate gebildet werden. Aus diesen Gründen lässt sich eine Anwendung bei festen Düngemitteln, insbesondere in Kombinationen mit Harn- stoff, nicht ohne weiteres realisieren. Zur Beseitigung dieses Mangels sind Vorschläge zur chemischen Abwandlung der 1-N-unsubstituierten Basispyrazole bekannt (DE-OS 27 45 833, EP-A 508 191, DD 292 232, DE-OS 40 18 395, EP-A 160 804, DE-OS 37 04 359, SU 1 470 737, DE-OS 44 46 194, EP-A 808 297). Mit dem Rückgang der Flüchtigkeit durch Derivatisierung ist jedoch in der Regel zugleich auch ein Abfall in der Wirkung als Nitrifikationsinhibitor verbunden. Außerdem sind solche Herangehensweisen mit einem Mehraufwand an Syntheseschritten gekoppelt, die fast durchgängig zu einer Kostenbelas- tung führen, so dass ihre Anwendung ökonomisch nicht mehr sinnvoll ist.

Andere Lösungen zur Reduzierung der Flüchtigkeit von nitrifikationshemmend wirkenden Pyrazolen bestehen in der Ausnutzung des eigentlich bekannten Prinzips der Salzbildung mit Säuren (EP-A 529 473, WO 98/05 607, DE-OS 4018 395).

Sowohl die mineralsauren Salze der nitrifiziden Basispyrazole als auch nitrifizid wirkende Pyrazole, die am 1-N-Stickstoff hydrophile Gruppen tragen, können als Nitrifikationsin- hibitoren noch nicht voll befriedigen, da sie eine zu geringe Hydrolysestabilität besitzen, wodurch die Wirkungsdauer im Boden und die Lagerstabilität herabgesetzt ist. Dies be- trifft z. B. N-Glyoxylpyrazole (DE-A 37 04 359) oder N-Hydroxymethylpyrazole (SU-A 1 470 737). Mit der Einführung von verschiedenartigen lipophilen Gruppen in 1-N-Position (DE-OS 101 17 821 A 1, DE-OS 101 35 423 A 1) konnte zwar die Hydrolyseanfälligkeit dieser Pyrazolderivate beseitigt werden, jedoch sind diese Nitrifikationsinhibitoren bei niedrigen Konzentrationen nicht mehr ausreichend lang leistungsfähig. Ein weiterer Man- gel besteht in den aufwendigen Herstellungsverfahren für diese Wirkstoffe.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Wirkstoffe zur Hemmung bzw.

Steuerung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff zu entwickeln, die aufgrund ihrer geringen Flüchtigkeit und ihrer Hydrolysestabilität alle Applikationsverfahren, aber auch alle Möglichkeiten zur Einarbeitung in oder Aufbringung auf mineralische stickstoffhaltige Dünger zulassen und außerdem eine ausgezeichnete Residualwirkung aufweisen und unab- hängig davon auch eine Anwendung zu organischen Düngern zulassen. Gleichzeitig sollten diese Wirkstoffe durch eine unkomplizierte, ökonomisch sinnvolle Synthese herstellbar sein.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch die N- (lH-Azolyl-methyl) amide entsprech- end Formel 1 gelöst.

Es hat sich nämlich gezeigt, dass diese Verbindungen neben der sehr guten nitrifikations- hemmenden Wirkung den außerordentlichen Vorteil einer sehr geringen Hydrolyseneigung besitzen, wodurch Wirkstoffverluste bei der Oberflächenapplikation, aber auch bei der

Lagerung von Dünger-Wirkstoff-Gemischen nahezu ausgeschlossen sind. Im Gegensatz zu bereits bekannten Azolderivaten liegt der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ver- bindungen darin, dass sie nicht nur problemlos mit vielen » nitrathaltigen « N-Düngemitteln wie Ammonsulfatsalpeter und sauer reagierenden Düngern wie beispielsweise Ammoni- umsulfat kombiniert werden können, ohne dass sie vorher in ihre Salze überführt werden müssen, um Wirkstoffverluste infolge Flüchtigkeit zu verhindern, sondern aufgrund der beschriebenen Eigenschaften besonders verlustfrei mit hamstoffbasierten Düngemitteln formuliert werden können. Dies ist umso bemerkenswerter als bekannt ist, dass Harnstoff stets mit geringen Anteilen von freiem Ammoniak begleitet ist, der die sonst schwächer basischen Azolderivate aus ihrem für die Wirkung unerlässlichen Verbund mit Harnstoff verdrängt und somit zu unterkritischen Konzentrationen an Nitrifikationsinhibitor führt, die eine ausreichende Nitrifikationshemmung nicht gewährleistet.

Außerdem sind die erfindungsgemäßen IH-Azoyl-methyl-amide durch ihre Lipophilie und dem damit verbundenen hydrophoben Charakter für eine Aufbringung auf die Düngerober- fläche sehr gut geeignet.

Überraschenderweise kommt die nitrifizide Wirkung der erfindungsgemäßen N- (1H- Azolyl-methyl) amide auch bei sehr geringen Wirkstoffkonzentrationen zur vollen Entfal- tung, was nicht vorhersehbar war. So müssen beispielsweise schwerflüchtige Alkyl-lH-1- pyrazolylmethanamin-Derivate (DE 198 22 340 A1) in der Regel mit der doppelten Auf- wandmenge eingesetzt werden, um die gleiche nitrifikationshemmende Wirkung wie die erfindungsgemäßen N- (lH-Azolyl-methyl) amide zu erzielen.

Die erfindungsgemäß verwendeten N- (lH-Azolyl-methyl) amide entsprechen der allge- meinen Formel (I)

wobei A = CH, C-Halogen, C-CI-C4-Alkyl oder C-C3-C8-Cycloalkyl oder N ist, Rl und R2unabhängig voneinander für H, Cl-C4-Alkyl oder C3-C8-Cycloalkyl steht R3 für Cl-C4-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl oder C6-Clo-Aryl oder H, steht R4 für Cl-C20-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C6-Clo-Aryl oder Arylalkyl mit Cl-C4-Alkyl-und C6-Clo-Arylgruppen, wobei die Arylreste von R4 gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Cl-C4-Alkylsulfonyl, Cl-C4-Alkoxy, CI-C4-Acyl, Halogen, Hydroxyl, Cyano, Nitro, Car- boxyl oder Ci-Cs-Carboxyalkyl substituiert sein können, oder für NHR3 mit den für Rl, R2, R3 und A genannten Resten steht, oder wobei R3 und R4 gemeinsam eine Ethylenbrücke bilden können und B für Sauerstoff oder Schwefel steht.

Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen N- (1H- Azolyl-methyl) amide, wie in den Ansprüchen 4 und 9 definiert, die in Anspruch 12 defi- nierte Verwendung der N- (lH-Azolyl-methyl) amide sowie Zusammensetzungen, die diese N- (lH-Azolyl-methyl) amide enthalten, wie in Anspruch 13 definiert.

Weitere vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegen- stand der Unteransprüche.

Vorzugsweise stellt R1 einen Methylrest und A = CCH3 oder Rl Methyl und A = CH oder CCI dar, und außerdem ist unabhängig davon bei einer weiteren Ausführungsform R vor- zugsweise H.

Der Begriff » Alkyl « bezieht sich hier, und zwar in jeder Kombination mit beliebigen ande- ren Gruppen, insbesondere (sofern nicht anders definiert) auf eine Alkyl-Gruppe, die 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, z. B. eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl, Amyl, Isoamyl, n-Hexyl-, 2, 2-Dimethylbutyl-oder n-Octyl-Gruppe.

Im Folgenden wird zwar zur Vermeidung unnötiger Redundanz und der Einfachheit halber

nur der Begriff » Alkyl-Gruppe « oder » Cycloalkyl-Gruppe « etc. verwendet, jedoch sollen jeweils die entsprechenden ungesättigten Gruppen umfasst sein. Dem Fachmann ist klar, daß Alkenyl-oder Alkinyl-Gruppen mindestens 2 Kohlenstoffatome und cyclische Koh- lenwasserstoff-Gruppen mindestens 3 Kohlenstoffatome aufweisen müssen. Die Alkyl-, Alkenyl-oder Alkinyl-Gruppen mit der entsprechenden Kohlenstoffanzahl können gerad- kettig oder verzweigt und einfach oder mehrfach ungesättigt sein.

Der Begriff » Aryl « bezieht sich auf eine aromatische cyclische, ggf. verzweigte Gruppe, die einen oder mehrere Ringe aufweist, und durch ein Gerüst gebildet wird, das 6 bis 10 Kohlenstoffatome enthält. Selbstverständlich können im Falle von mehreren Ringen einer der Ringe oder auch mehrere Ringe ganz oder teilweise hydriert sein (ein Beispiel dafür ist die 1, 2,3, 4,-Tetrahydro-naphthalen-1-yl-Gruppe).

Der Begriff » Arylalkyl « bezieht sich auf Gruppen, die entsprechend den obigen Definition sowohl Aryl-wie auch Alkyl-Gruppen und/oder Cyclo-Gruppen (weiter unten definiert) umfassen, z. B. eine Benzyl-Gruppe. Der Begriffe » Arylalkyl « soll zur Vermeidung unnö- tiger Redundanz auch den Begriff » Alkylaryl « umfassen.

Der Begriff » Cycloalkyl « bezieht sich auf eine gesättigte cyclische, ggf. verzweigte Grup- pe, die einen oder mehrere Ringe aufweist, die ein Gerüst bilden, welches 3 bis 8 Kohlen- stoffatome enthält, z. B. eine Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-Gruppe.

Der Begriff » Halogen « umfasst stets Fluor, Chlor, Brom und Iod.

Beispiele für Alkoxy-Gruppen bzw. Alkyloxy-Gruppen sind Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, iso-Propoxy-, Butoxy oder tert.-Butoxy-Gruppen.

Beispiele für Acyl-Gruppen sind Acetyl-, Propionyl-oder Butyryl-Gruppen. oder Carboxybutyl-Gruppen.

Beispiele für Carboxyalkyl-Gruppen sind Carboxymethyl-, Carboxyethyl-, Carboxypropyl- Es sei darauf hingewiesen, dass sämtliche der oben definierten Gruppen sowohl mit sich selbst als auch mit anderen der oben definierten Gruppen sowie gegebenenfalls CI-C4- Alkylsulfonyl, Cl-C4-Alkoxy, CI-C4-Acyl, Halogen, Hydroxyl, Cyano, Nitro,, Carboxyl oder CI-Cs-Carboxyalkyl substituiert sein können, sofern die nitrifikationsinhibierende Wirkung erhalten bleibt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungs- gemäßen N- (lH-Azolyl-methyl) amide zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation, wobei die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verbindungen in bekannter Weise als Nitrifi- kationsinhibitoren mit festen ammonium-und/oder amidhaltigen Düngemitteln kombinier- bar sind. Als Stickstoffdüngemittel werden vorzugsweise Ammoniumsalze, wie z. B. Kalk- ammonsalpeter, Ammonsulfatsalpeter, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat oder Harnstoff eingesetzt. Möglich ist auch der Einsatz der erfindungsgemäßen N- (lH-Azolyl- methyl) amide in Kombination mit organischen und flüssigen Düngemitteln. Aufwandmen- gen von 0,01 bis 10,0 Gew. -%, z. B. 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent, insbesondere 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent, berechnet auf den reduzierten Stickstoffgehalt des Düngers, d. h. auf Ammonium-und Carbamid-Stickstoff, genügen für den praktischen Einsatz. Selbstver- ständlich können die erfindungsgemäßen N- (lH-Azolyl-methyl) amide gegebenenfalls mit weiteren üblichen Nitrifikationsinhibitoren in Kombination verwendet werden. Wirkstoff- formulierungen, Lösungen und Konzentrate, welche die erfindungsgemäßen N- (1H- Azolyl-methyl) amide aufweisen, sind ein weiterer Gegenstand der Erfindung.

Die Art und Weise, wie die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Nitrifikationsinhibitoren mit dem Düngemittel kombiniert werden, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Es eignen sich sämtliche im Stand der Technik bekannten Verfahren. So können die N- (1H-Azolyl-methyl) amide bevorzugt allein oder im Gemisch mit anderen Zusatzstoffen als Lösung oder gemeinsam mit einem geeigneten Konditionierungsmittel, beispielsweise mit einem hydrophobierend wirksamen paraffinischen Konditionierungsmittel auf die Oberflä-

ehe der Düngemittelgranulate aufgebracht werden, wobei das Lösemittel (vorzugsweise aprotische Lösemittel, wie z. B. Ester, Öle, Ketone, Ether etc. ) z. B. durch Trocknung ent- fernt wird.

Alternativ hierzu können die N- (lH-Azolyl-methyl) amide allein oder im Gemisch mit an- deren Zusatzstoffen zur homogenen Verteilung im Dünger in die Düngemittelschmelze oder slurry während des Formgebungsprozesses, z. B. zur Herstellung von Granulat, ein- gebracht werden. Flüssigen und organischen Düngern werden die erfindungsgemäßen Ver- bindungen vorzugsweise in Form einer geeigneten Formulierung zugegeben.

Es ist klar, das zur Formulierung übliche und dem Fachmann bekannte Hilfs-, Träger-und Streckstoffe oder eine Kombination dieser Mittel, oder auch oberflächenaktive Mittel, z. B. ein Benetzungs-, Dispersions-, Emulgierungs-oder Suspensionsmittel, verwendet werden können. Die jeweiligen Formulierungsverfahren entsprechen dem Stand der Technik und sind dem Fachmann bekannt.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeichnen sich durch ihren lipophilen Charakter und durch ausgezeichnete nitrifizide Eigenschaften auch bei geringen Aufwandmengen aus.

Die Einführung des Restes-C (B) R4 führt zu einem erheblichen Anstieg der Hydrolysesta- bilität der Verbindungen und zu einer Verstärkung ihrer nitrifiziden Wirkung. Aufgrund dieser Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen N- (lH-Azolyl-methyl) amide bevorzugt für eine Oberflächenapplikation auf den Düngemittelgranulaten geeignet.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind N- (lH-Azolyl-methyl) amide der allgemeinen Formel (I)

wobei A = CH, C-Halogen, C-C1-C4-Alkyl oder C-C3-C8-Cycloalkyl oder N ist, R1 und R2unabhängig voneinander für H, C1-C4-Alkyl oder C3-C8-Cycloalkyl steht R3 für C1-C4-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl oder C6-Clo-Aryl oder H, steht R4 für Cl-C2o-Alkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C6-Clo-Aryl oder Arylalkyl mit CI-C4-Alkyl-und C6-Clo-Arylgruppen, wobei die Arylreste von R4 gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit C1-C4-Alkylsulfonyl, C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Acyl, Halogen, Hydroxyl, Cyano, Nitro, Car- boxyl oder Cl-C5-Carboxyalkyl substituiert sein können, oder für NHR3 mit den für R1, R2, R3 und A genannten Resten steht, oder wobei R3 und R4 gemeinsam eine Ethylenbrücke bilden können und B für Sauerstoff oder Schwefel steht, wobei A nicht N sein darf, wenn Rl, R und R3 für H und R4 gleichzeitig für Phenyl steht und A nicht CH sein darf, wenn Rl für Methyl, R2 und R3 für H, B für Schwefel und R4 für Die Cl-bis C4-Alkylreste Rl, R2, R3 und R4 können linear oder verzweigt sein oder einen Cyclopropyl-oder Cyclobutylrest darstellen. Vorzugsweise stellt Rl einen Methylrest und A = CCH3 oder Ri Methyl und A = CH oder CCI dar.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen N-(1H-Azolyl-methyl) amide (I) (wobei R1, R2, R3, R4 sowie A und B die oben genannte Bedeutung besitzen) sind durch eine einfache Dreikomponentenreaktion gemäß der allgemeinen Gleichung (1) zugänglich. Dazu werden die Reaktionspartner Azol II, Formaldehyd III (z. B. als Paraformaldehyd) und das Amid IV (wobei R1, R2, R3, R4 sowie A und B die oben genannte Bedeutung besitzen) z. B. im (wobei Rl, R2, R3, R4 sowie A und B die oben genannte Bedeutung besitzen) z. B. im Mol- verhältnis 1 : 1 : 1 bis 2,5 : 3 : 1 innig miteinander gemischt und z. B. 15 bis 75 Minuten auf z. B. 100 bis 200 °C, vorzugsweise auf 120 bis 145 °C, z. B. auch ohne Lösungsmittel in der Schmelze, erhitzt.

Die Umsetzung gemäß der allgemeinen Gleichung (1) kann auch in wässrigen Systemen, gegebenenfalls unter Zusatz von Lösungsvermittlern wie Alkoholen, beispielsweise Me- thanol oder Ethanol oder auch Acetonitril, unter Einsatz von wässriger Formaldehydlösung durchgeführt werden. Beispielsweise kann man die Reaktion bei Temperaturen von z. B.

40 bis 110 °C in beispielsweise Wasser als Lösungsmittel und mit einem Molverhältnis von Azol II zu Formaldehyd und Amid IV von z. B. 1 : 1 : 1 bis 2,5 : 3 : 1 durchführen.

N-(lH-Azolyl-methyl) amide (I) (wobei Rl, R2, R3, R4 sowie A und B die oben genannte Bedeutung besitzen) können auch erhalten werden, indem man die entsprechenden Hydro- xymethyl-azole (V) (wobei Rl, R und A die oben genannte Bedeutung besitzen) mit Ami- den (IV) (wobei R3, R4 und B die oben genannte Bedeutung besitzen) gemäß der allgemei- nen Gleichung (2) umsetzt, wobei das entsprechende Hydroxymethyl-azol (V) mit dem Amid (IV) z. B. im Molverhältnis 1 : 1,0 bis 2,0, gegebenenfalls unter Zusatz von z. B. 0,2 bis 10 % einer geeigneten Säure, vorzugsweise eines saueren Ionenaustauschers, in einem organischen Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe aromatische Kohlenwasserstoffe (wie z. B. Toluol), der Gruppe der Halogenkohlenwasserstoffe (wie z. B. Methylenchlorid) oder der Gruppe der Perfluorkohlenwasserstoffe (wie z. B. Perfluoroctan (PF5080)) oder ohne Lösungsmittel, bei Temperaturen von z. B. 40 bis 160 °C unter Wasserabscheidung zur Reaktion gebracht wird.

Die Hydroxymethyl-azole (V) bzw. deren Herstellung sind aus der Literatur bekannt (J.

Hüttel Chem. Ber. 85 (1952) 820, OS 28 35 158, OS 199 13 475, L. Maier Phosphorus Sulfur 33 (1987) 41).

Die Reaktionsprodukte fallen als kristalline Substanzen an. Bei der Synthese der erfin- dungsgemäßen Verbindungen entsprechend den Gleichungen (1) und (2) wurde das Auftreten von Isomeren in Bezug auf die Stellung des Rl-und R2-Substituenten außer Acht gelassen, es zeigt sich jedoch gelegentlich durch etwas breitere Schmelzbereiche. Falls gewünscht, können die jeweiligen Isomeren mittels der üblichen, dem Fachmann bekann- ten Verfahren getrennt werden.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung ohne Beschränkung näher veranschauli- chen.

Beispiele Darstellung von N-(lH-Azolyl-methYl ! amiden (I Variante A : Allgemeine Synthesevorschrift : 0,25 mol Azol (II), 0,25 mol Paraformaldehyd und 0,25 mol Amid (IV) werden innig miteinander vermischt. Man erhitzt vorsichtig bis auf 140 °C und rührt die klare Schmelze 15 bis 75 Minuten bei dieser Temperatur. Man lässt das Reaktionsgemisch erstarren und kristallisiert beispielsweise aus Essigsäureethylester oder Wasser um. Gegebenenfalls muss das Rohprodukt mit Bisulfitlauge gewaschen werden, um überschüssiges Formaldehyd zu entfernen.

Variante B : Allgemeine Synthesevorschrift : Analog Variante A, jedoch wird das nach dem Umkristallisieren erhaltene Öl mit Hexan gewaschen, um überschüssiges Amid zu entfernen.

Variante C : Allgemeine Synthesevorschrift : 0,25 mol Azol (II) werden, in 20 ml Methanol gelöst, vorgelegt und 0,1 mol 37 % ige wässrige Formaldehydlösung zugetropft. Man rührt noch eine halbe Stunde nach und tropft dann 0,125 mol Amid (IV), in 30 bis 50 ml Wasser gelöst, zu. Man erhitzt zwei bis acht Stunden unter Rückfluss und verfolgt die Reaktion per Dünnschichtchromatographie. Man lässt das Reaktionsgemisch abkühlen, verdampft das Lösungsmittel unter Vakuum und kristallisiert den erhaltenen Rückstand aus Wasser um.

Variante D : Allgemeine Synthesevorschrift : Analog Variante C, jedoch wird Wasser als Lösungsmittel verwendet.

Variante E : Allgemeine Synthesevorschrift : 0,01 mol Hydroxymethyl-azol (V) und 0,01 mol Amid (IV) werden mit 5 ml Perfluoroctan (PF5080) vermischt und 0,1 g saurer Ionenaustauscher (DOWEX 50) sowie 2, 5 g Molsieb 3A zugegeben. Es wird eine Stunde unter Rückfluss erhitzt. Das Perfluoroctan wird abde- kantiert und der Reaktionsrückstand in 100 ml Chloroform aufgenommen. Molsieb und Ionenaustauscher werden durch Filtration abgetrennt. Die Chloroformlösung wird mit Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Gege- benenfalls wird umkristallisiert.

Die in Tabelle 1 aufgeführten Substanzen wurden nach obigen Synthesevarianten erhalten.

Die Strukturen wurden durch IR-, NMR-Spektroskopie und Elementaranalyse gesichert.

Tabelle 1: N-(1H-Azolyl-methyl)amide der Formel (I) Ausb. Nr. A B R1 R2 R3 R4 Fp (°C)1 Variante Elementaranalyse (%) C H N 1 N O H H H Ph 73 163-52 - - - ber. 57,7 4,84 16,8 2 CCl O CH3 H H Ph 82 104-112 A gef. 57,8 4,75 16,7 ber. 44,8 5,37 22,4 3 CCl O CH3 H H CH3 37 95-110 A gef. 44,6 5,10 22,5 ber. 67,0 6,09 19,5 4 CH O CH3 H H Ph 44 94-104 B gef. 67,1 5,87 19,0 ber. 30,6 4,49 44,0 5 N S H H H NH2 49 170-72 C gef. 30,3 4,61 43,7 ber. 34,0 5,00 49,6 6 N O H H H NH2 42 228-31 A gef. 34,4 4,45 49,4 ber. 38,2 4.80 29,7 7 CCl O CH3 H H NH2 65 157-60 E gef. 37,9 4,89 29,8 Aus. Nr. A B Rl R2 R3 R4 Fp (°C)'Variante Elementaranalyse (%) C H N ber. 35, 2 4, 43 27, 4 8 CCI S CH3 H H NH2 41 179-81 C gef. 35, 7 4, 56 27, 1 cH/, 8 ber. 53, 2 6, 50 33, 8 9 CH O CH3 H H'N'S5 170-76 C gef. H H Ci- r ber. 50, 0 6, 10 31, 8 10 CH S CH3 H H'r'81 168-70 3 D gef 50, 1 6, 28 31, 8 H H ber. 53, 8 6, 25 28, 9 11 CH S H H CH2-CH2 66 187-91 C ber. 53, 8 6, 25 28, 9 gef. 54, 1 6, 40 28, 6 Das Auttreten von Isomeren in Bezug auf die Stellung des R1- und R2-Substituenten zeigt sich gelegentlich durch etwas brcitere Schmelzbereiche. Falls gewünscht,<BR> können die jeweiligen Isomeren mittels der üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren getrennt werden.<BR> <P>2A.R. Katritzky et al. Tetrahedron 46 (1990) 633 3SU 666174

Ermittlung der nitrifikationshemmenden Wirkung Die Prüfung der erfindungsgemäßen N- (lH-Azolyl-methyl) amide erfolgte in den in Tabel- le 2 ausgewiesenen Konzentrationen. Dabei wurde die nitrifikationshemmende Wirkung in der Weise ermittelt, dass 100 g lufttrockener Boden auf 50 % der maximalen Wasserkapa- zität eingestellt wurden. Hierzu wurden jeweils 10 mg Harnstoff-N und die ausgewiesene Wirkstoffmenge unter möglichst homogener Verteilung zugesetzt. Danach werden die so präparierten Gefäße unter standardisierten Bedingungen bei 20 °C im dunklen Klimaraum aufbewahrt. Aus der zeitabhängigen Bestimmung des Umsatzes von Ammonium-N zu Nit- ratstickstoff im Vergleich zur Variante ohne Inhibitor wird die prozentuale Hemmung zum Tag X ermittelt. Der nachfolgend verwendete K-Wert verkörpert einen von den biologi- schen Schwankungen der Bodenaktivität unabhängigen Wert, da er auf die Wirkung eines Standards, in diesem Fall 3-Methylpyrazol mit einer Inhibitorkonzentration von 0,2 % N- bezogen, durch Quotientenbildung relativiert wird. Der Ermittlung des K-Wertes ist die Berechnung des t50-Wertes vorangestellt. Dieser Wert drückt den Zeitpunkt in Tagen aus, an dem die Nitrifikationshemmung für eine einzelne Substanz auf 50 % zurückgegangen ist. Daraus leitet sich der K-Wert wie folgt ab : K = t50-Wert der Testsubstanz/t50-Wert Standard Tabelle 2 : Nitrifikationshemmende Wirkung ausgewählter Verbindungen Nr. der Verbindung Wirkstoffkonzentration K-Wert ppm 1 0, 5 0, 6 1,0 0,8 2 0, 2 1, 3 0,5 1,4 3 0, 2 1, 4 0,5 1,4 4 0, 2 0, 8 Nr. der Verbindung Wirkstoffkonzentration K-Wert ppm 0, 5 1, 1 5 1,.0 0,7 7 0, 5 0, 7 1,0 1,3 8 0,2 1,1 0,5 1,4 9 1, 0 0, 5 10 0, 2 0, 8 0, 5 1, 2 11 0,5 1,0 1,0 1,4

K-Werte um den Faktor 1 entsprechen dabei der Wirkung der Standardsubstanz. Unter diesem Aspekt kann Tabelle 2 entnommen werden, dass die erfindungsgemäßen Verbin- dungen über eine ausgezeichnete nitrifikationshemmende Wirkung verfügen, ohne die für eine praktische Anwendung entgegenstehenden Nachteile des Standards 3-Methylpyrazol wie Flüchtigkeit und Formulierungsunverträglichkeit mit speziell Feststoffdüngern aufzu- weisen.