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Title:
1H-PYRAZOL DERIVATIVES, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND THE USE THEREOF AS NITRIFICATION INHIBITORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/104201
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to 1H-pyrazol derivatives of general formula (I), in which R1 represents a C1-C4 alkyl group or C3-C8 cycloalkyl group, R2 represents H, halogen (F, Cl, Br, I), a C1-C4 alkyl group or a C3-C8 cycloalkyl group, R3 represents H and R4 represents C1-C20 alkyl, C3-C8 cycloalkyl, C6-C10 aryl or alkylaryl with C1-C4 alkyl and C6-C10 aryl groups, whereby the alkyl and aryl groups of R4 can be substituted by a halogen, hydroxyl, trimethylsilyl, amino, nitro, cyano, carbonyl, carboxyl or a carboxyalkyl group with between 1 and 5 C-atoms. The inventive compounds are suitable for inhibiting or controlling nitrification. In addition to an excellent nitrification inhibiting action, they exhibit a negligible tendency to hydrolyse and can be easily applied to the fertiliser surface as a result of their hydrophobic properties.

Inventors:
RADICS UTE (DE)
NICLAS HANS-JOACHIM (DE)
NIENDORF KLAUS (DE)
MICHEL HANS-JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/004000
Publication Date:
December 18, 2003
Filing Date:
April 16, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PIESTERITZ STICKSTOFF (DE)
RADICS UTE (DE)
NICLAS HANS-JOACHIM (DE)
NIENDORF KLAUS (DE)
MICHEL HANS-JUERGEN (DE)
International Classes:
C07D231/12; C07D231/16; (IPC1-7): C07D231/14; C07D231/16
Foreign References:
DE10117821A12001-10-31
DE10135423A12002-02-21
Attorney, Agent or Firm:
Schneider, Michael (Thomas-Wimmer-Ring 17, München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. IHPyrazolDerivate der allgemeinen Formel (I) wobei RI für einen CiC4Alkylrest oder C3C8Cycloalkylrest, R2 für H, Halogen (F, Cl, Br, I), einen CC4Alkylrest oder C3C8 Cycloalkylrest, R3 für H und R4 für C1C20Alkyl, C3C8Cycloalkyl, C6C10Aryl oder Alkylaryl mit C1C4Alkyl und C6C10Arylgruppen steht, wobei die Alkylund Arylreste von R4 durch eine Halogen, Hydroxyl, Trimethylsilyl, Amino, Nitro, Cyano, Carbonyl, Carboxyloder eine Carboxyalkylgruppe mit 1 bis 5 CAtomen substituiert sein können.
2. HPyrazolDeriväte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, class RI und R2 unabhängig voneinander einen Methylrest darstellen.
3. 1HPyrazolDerivate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rl einen Methylrest darstellt und R2 für Chlor oder Wasserstoff steht.
4. Verfahren zur Herstellung der 1 HPyrazolDerivate (I) nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die entsprechenden 1Hydroxymethylpyrazole der allgemeinen Formel (II) wobei RI, R2 und R3 oben genannte Bedeutung besitzen, mit Carbonsäurechloriden R4COC1, wobei R4 die oben genannte Bedeutung besitzt, in einem organischen Lösemittel unter Zusatz von Basen und gegebenenfalls unter Zusatz eines Acylierungskatalysators reagieren lässt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem organischen Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe Halogenkohlenwasserstoffe oder aromatischen Kohlenwasserstoffe, unter Zusatz von 1 bis 100 Mol % eines Acylierungskatalysators wie 4Dimethylaminopyridin (DMAP) oder Pyridin sowie ggf. unter Zusatz von 1, 0 bis 2 mol einer Base wie Pyridin, Triethylamin oder Kaliumcarbonat mit einem Molverhältnis von 1Hydroxymethylpyrazol zu Carbonsäurechlorid von 1 : 1,0 bis 1, 5 und bei Temperaturen von 15 bis 100 °C durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5. dadurchgekennzeichnet,. dass man die Reaktion bei10 bis 10 °C durchführt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man Pyridin als Lösemittel verwendet.
8. Verfahren zur Herstellung der 1HPyrazolDerivate (I) nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die entsprechenden 1Hydroxymethylpyrazole der allgemeinen Formel (II) RI, R2 und R3 oben genannte Bedeutung besitzen, mit Carbonsäuranhydriden R4COOCOR4, wobei R4 die oben genannte Bedeutung besitzt, in einem organischen Lösemittel ggf. unter Zusatz von organischen Basen umsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem organischen Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe Halogenkohlenwasserstoffe oder aliphatische Ether, unter Zusatz von 0,2 bis 10 Mol % eines Acylierungskatalysators wie 4Dimethylaminopyridin (DMAP) und/oder molaren Mengen einer organischen Base wie Triethylamin mit einem Molverhältnis von 1Hydroxymethylpyrazol zu Carbonsäureanhydrid von 1 : 1,0 bis 2, 5 und bei Temperaturen von5 bis 80 °C durchführt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Hydroxymethylpyrazol (II) und Carbonsäureanhydrid unter Einsatz der entsprechenden Carbonsäure R4COOH als Lösemittel bei Temperaturen von 50 bis 100 °C zur Reaktion gebracht werden.
11. Verwendungder1HPyrazolDerivatenachdenAnsprüchenlbis3zur Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation.
12. Zusammensetzung umfassend die 1HPyrazolDerivate nach den Ansprüchen 1 bis 3 sowie gegebenenfalls weitere übliche Nitrifikationsinhibitoren und/oder Ureasehemmstoffe in Kombination mit festen oder flüssigen ammoniumund/oder amidhaltigen Düngemitteln.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die IHPyrazolDerivate sowie die gegebenenfalls weiteren üblichen Nitrifikationsinhibitoren und/oder Ureasehemmstoffe in einer Gesamtaufwandmenge von 0,01 bis 10,0 Gewichtsprozent berechnet auf den reduzierten Stickstoffanteil des amidund/oder ammoniumhaltigen Düngemittels eingesetzt werden.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die 1 HPyrazolDerivate in einer Aufwandmenge von 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent eingesetzt werden.
15. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die 1HPyrazolDerivate allein oder im Gemisch mit weiteren Zusatzstoffen in die Düngemittelschmelze oderslurry während des Formgebungsprozesses eingebracht worden sind und auf diese Weise homogen im Dünger verteilt vorliegen.
16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die IHPyrazolDerivate ggf. mit weiteren Zusatzstoffen in Form einer Lösung auf die Oberfläche der Düngemittelgranulate aufgebracht worden sind und anschließend das Lösemittel durch Trocknung entfernt wurde.
Description:
lH-Pyrazol-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung als Nitrifikationsinhibitoren Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft 1 H-Pyrazol-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung, Düngemittelzusammensetzungen, die sie umfassen, sowie deren Verwendung zur Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation.

Die Anwendung von Stickstoffdüngemitteln, die Nitrifikationsinhibitoren enthalten, ist dadurch besonders vorteilhaft, dass die im allgemeinen rasch ablaufende Nitrifikation, d. h. die mikrobielle Umwandlung von Amid-und Ammoniumstickstoff zu Nitratstickstoff, auf diese Weise verzögert wird. Die derart gesteuerte Nitratbildung im Boden vermeidet eine zu intensive Nitratbildung und damit die Akkumulation von Nitrat. Eine so bewirkte Zurückdrängung des sonst entstehenden Nitratüberschusses 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, Bodenschichten unterliegt. Ander. erseits. führ. t die infolge einer Nitratanreicherung im Boden verstärkt einsetzende Denitrifikation'zu gasförmigen Stickstoffverlusten, wobei neben molekularem Stickstoff auch solche Oxide wie Stickstoffmonoxid bzw.

Lachgas emittiert werden, die zur Versauerung des Bodens beitragen bzw. als klimaverändernde Gase bekannt sind. Gleichzeitig wird einer Nitratanreicherung 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 ungünstigen Bedingungen Größenordnungen von bis zu 40 % und mehr annehmen können.

Als wirksame Nitrifikationshemmer wurden unter anderem stickstoffhaltige heterocyclische Verbindungen, bevorzugt aus der Reihe der 1H-Pyrazole und der 1,2, 4-Triazole, vorgeschlagen (vgl. z. B. 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-Stickstoffatom 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 Harnstoff, 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 1 470 732, 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.

Andere Lösunqen zur Reduzieruna dQr FluchtigkeitJron nitrifikationshemmenct wirKenaen Pyrazolen bestehen in der Ausnutzung des eigentlich bekannten Prinzips der Salzbildung mit Säuren (EP-A 529 473, WO 98/05 607, DE-OS 40 18 395).

Sowohl die mineralsauren Salze der nitrifiziden Basispyrazole als auch nitrifizid wirkende Pyrazole, die am l-N-Stickstoff hydrophile Gruppen tragen, können als Nitrifikationsinhibitoren noch nicht voll befriedigen, da sie eine zu geringe Hydrolysestabilität besitzen, wodurch die Wirkungsdauer im Boden und die Lagerstabilität herabgesetzt ist. Dies betrifft z. B. N-Glyoxylpyrazole (DE-OS 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, DE-OS 101 35 423) konnte zwar die Hydrolyseanfälligkeit dieser Pyrazol- Derivate beseitigt werden, jedoch sind diese Nitrifikationsinhibitoren bei niedrigen Konzentrationen nicht mehr ausreichend lang leistungsfähig.

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 für alle Applikationsverfahren geeignet sind, aber auch alle Möglichkeiten zur Einarbeitung in oder Aufbringung auf mineralische stickstoffhaltige Dünger zulassen und außerdem eine ausgezeichnete Residualwirkung aufweisen.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch die IH-Pyrazol-Derivate entsprechend Formel (I) gelöst.

Es hat sich nämlich gezeigt, dass diese Verbindungen neben der guten nitrifikationshemmenden 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 Pyrazol-Derivaten liegt der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungen außerdem darin, dass sie nicht nur problemlos mit vielen"nitrathaltigen"N-Düngemitteln. wi Ammonsulfatsalpeter und sauer reagierenden Düngern wie beispielsweise Ammoniumsulfat kombiniert werden können, ohne dass sie vorher in ihre Salze überführt werden müssen, um Wirkstoffverluste infolge Flüchtigkeit zu verhindern, sondern aufgrund der beschriebenen Eigenschaften verlustfrei mit harnstoffbasierten Düngemitteln formuliert werden können. Dies ist deshalb so bemerkenswert, da bekannt ist, dass Harnstoff stets mit geringen Anteilen von freiem Ammoniak begleitet ist, der die sonst schwächer basischen Pyrazol-Derivate aus ihrem für die Wirkung unerlässlichen Verbund mit Harnstoff verdrängt und somit zu unterkritischen Konzentrationen an Nitrifikationsinhibitor führt, wodurch eine ausreichende Nitrifikationshemmung nicht gewährleistet ist.

Außerdem sind die erfindungsgemäßen 1H-Pyrazol-Derivate durch ihre Lipophilie und dem damit verbundenen hydrophoben Charakter für eine Aufbringung auf die Düngeroberfläche sehr gut geeignet.

Schließlich kommt die nitrifizide Wirkung der erfindungsgemäßen IH-Pyrazol-Derivate auch bei sehr geringen Wirkstoffkonzentrationen zur vollen Entfaltung, was ebenfalls nicht vorhersehbar war.

Die erfindungsgemäß verwendeten IH-Pyrazol-Derivate entsprechen der allgemeinen Formel (I) wobei Rl für einen Ci-C4-Alkylrest oder C3-C8-cycloalkylrest, ES für H, Halogen (F, Cl, Br, I), einen Cl-C4-Alkylrest oder Ca-C8- Cycloalkylrest, R3 für H und R4 für Ci-C2o-Alkyl, C3-Cs-Cycloalkyl, C6-Cio-Aryl oder Alkylaryl mit Cl-C4-Alkyl-und Cs-Clo-Arylgruppen steht, wobei die Alkyl-und Arylreste von R4 durch eine Halogen-, Hydroxyl-, Trimethylsilyl-, Amino-, Nitro-, Cyano-, Carbonyl-, Carboxyl-oder eine Carboxyalkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen substituiert sein können.

Die C 1-bis C4-Alkylreste Rl und R2 können linear oder verzweigt sein.

Vorzugsweise stellen Rl und R2 unabhängig voneinander einen Methylrest oder Rl = Methyl und R2 = Wasserstoff oder Chlor dar.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeichnen sich durch ihren lipophilen Charakter und durch ausgezeichnete nitrifizide Eigenschaften auch bei geringen Aufwandmengen aus. Die Einführung des Restes-C (O) R4 führt zu einem erheblichen Anstieg der Hydrolysestabilität der Verbindungen, ohne dass ein Rückgang der nitrifiziden Wirkung erfolgt, teilweise wird diese sogar noch verstärkt. Aufgrund dieser Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen IH-Pyrazol-Derivate bevorzugt für eine Oberflächenapplikation auf den Düngemittelgranulaten geeignet.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen 1H-Pyrazol-Derivate (I) (wobei Rl, R2, R3 und R4 die oben genannte Bedeutung besitzen) sind aus dem jeweiligen Hydroxymethyl-pyrazol (II) durch Reaktion mit Carbonsäurechloriden gemäß der allgemeinen Gleichung (1) zugänglich, wobei man das entsprechende Hydroxymethyl-pyrazol mit dem Carbonsäurechlorid (III) im bevorzugten Molverhältnis von 1 : 1,0 bis 1,5 gegebenenfalls unter Zusatz von 1 bis 100 Mol % eines Acylierungskatalysators wie beispielsweise 4-Dimethylamino-pyridin (DMAP) oder Pyridin unter Zusatz 1,0 bis 2 mol einer Base wie z. B. Pyridin, Triethylamin oder Kaliumcarbonat in einem organischen Lösemittel ausgewählt aus der Gruppe Halogenkohlenwasserstoffe (wie z. B.

Methylenchlorid), Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Toluol) oder trockenem Pyridin bei Temperaturen von-15 bis 100 °C, vorzugsweise bei - 10 bis + 10 °C, umsetzt.

Die 1H-Pyrazol-Derivate (I) (wobei RI, R2, R3 und R4 die oben genannte Bedeutung besitzen) können auch erhalten werden, indem man die Hydroxymethyl-pyrazole (II) (wobei RI, R2, R3 die oben genannte Bedeutung besitzen) mit Carbonsäureanhydriden (III) gemäß der allgemeinen Gleichung (2) umsetzt, wobei das entsprechende Hydroxymethyl-pyrazol (II) mit dem Carbonsäureanhydrid (IV) im bevorzugten Molverhältnis von 1 : 1,0 bis 2, 0 gegebenenfalls unter Zusatz von 0,2 bis 10 Mol % 4-Dimethylamino-pyridin (DMAP) und/oder unter Zusatz von molaren Mengen Triethylamin in einem organischen Lösemittel ausgewählt aus der Gruppe Halogenkohlenwasserstoffe (wie z. B. Methylenchlorid), aliphatische Ether (wie z. B. Diethylether) oder der entsprechenden Carbonsäuren R4-COOH (wie z. B. Essigsäure) bei Temperaturen von-S bis 80 °C zur Reaktion gebracht wird. Besonders bevorzugt wird bei einer Reaktionstemperatur von 50 bis 100 °C gearbeitet, wenn als Lösemittel die entsprechende Carbonsäure R4-COOH zum Einsatz kommt.

Die Hydroxymethyl-pyrazole (II) bzw. deren Herstellung sind aus der Literatur bekannt (J. Hüttel Chem. Ber. 85 (1952) 820, OS 28 35 158, OS 199 13 475).

Die Reaktionsprodukte fallen je nach Substituentenmuster als destillierbare Flüssigkeiten oder kristalline Substanzen an. Bei der Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen entsprechend den Gleichungen (1) und (2) wurde das Auftreten von Isomeren in Bezug auf die Stellung des RI-und R3-Substituenten außer Acht gelassen. Es wurde von vornherein von regioisomeren Mischungen der Hydroxymethyl-pyrazole (II) ausgegangen.

Die Bildung von optischen Isomeren wurde bei der Herstellung der Hydroxymethyl-pyrazole (II) ebenfalls außer Acht gelassen. Falls gewünscht, können die jeweiligen Isomeren jedoch mittels der üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren getrennt werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen IH-Pyrazol-Derivate zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung umfassend die erfindungsgemäßen IH-Pyrazol-Derivate sowie ggf. weitere übliche Nitrifikationsinhibitoren und/oder Ureasehemmstoffe in Kombination mit festen oder flüssigen ammonium-und/oder amidhaltigen Düngemitteln. Als Stickstoffdüngemittel werden vorzugsweise Ammoniumsalze, wie z. B. Kalkammonsalpeter, Ammonsulfatsalpeter, Ammoniumnitrat oder Harnstoff eingesetzt. Aufwandmengen von 0, 01 bis 10,0 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.

Die Art und Weise, wie die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Nitrifikationsinhibitoren mit dem Düngemittel kombiniert werden, ist relativ unkritisch. So können die IH-Pyrazol-Derivate bevorzugt allein oder im Gemisch mit anderen Zusatzstoffen als Lösung auf die Oberfläche der Düngemittelgranulate aufgebracht werden, wobei das Lösemittel (vorzugsweise aprotische Lösemittel, wie z. B. Ester, Öle, Ketone, Ether etc.) durch Trocknung entfernt wird.

Alternativ hierzu können die IH-Pyrazol-Derivate allein oder im Gemisch mit anderen Zusatzstoffen in die Düngemittelschmelze oder-slurry während des Formgebungsprozesses eingebracht werden, wobei sie sehr homogen im Dünger verteilt vorliegen.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiele Darstellung von IH-Pyrazol-Derivaten (I) Variante A : Allgemeine Synthesevorschrift : 0, 25 mol Hydroxymethyl-pyrazol (II) und 0, 025 mol 4-Dimethylamino- pyridin (DMAP) werden in 200 ml trockenem Pyridin gelöst und auf 5 °C abgekühlt. Unter Rühren und Eiskühlung werden 0,3 mol Carbonsäurechlorid (III) so zugetropft, dass die Temperatur nicht über 5 °C steigt. Man lässt 2 h bei 5 bis 10 °C nachrühren und anschließend bei Raumtemperatur über Nacht stehen. Die Reaktionsmischung wird auf Eis gegeben und mit Diethylether extrahiert. Man wäscht die organische Phase mit 5 Gew. -% iger Salzsäure mit gesättigter Natriumchloridlösung, mit S Gew. -% iger Soda-und nochmals mit Kochsalzlösung. Die organische Phase wird getrocknet und das Lösemittel unter Vakuum verdampft. Das Rohprodukt wird durch Umkristallisieren oder durch Säulenchromatographie gereinigt.

Variante B : Allgemeine Synthesevorschrift : 0, 25 mol Hydroxymethyl-pyrazol (II), 0,01 mol 4-Dimethylamino-pyridin (DMAP) und 0,25 mol Pyridin werden in 300 ml Dichlormethan gelöst vorgelegt. Unter Rühren und Eiskühlung werden 0,3 mol Carbonsäurechlorid (III) so zugetropft, dass die Temperatur nicht über 5 °C steigt. Man lässt 2 h bei 5 bis 10 °C nachrühren und anschließend bei Raumtemperatur über Nacht stehen. Die Reaktionsmischung wird auf Eis gegeben und die wässrige Phase abgetrennt. Man wäscht die organische Phase mit 5 Gew. -% iger Salzsäure, mit gesättigter Natriumchloridlösung, mit 5 Gew. -% iger Soda-und nochmals mit Kochsalzlösung. Die organische Phase wird getrocknet und das Lösemittel unter Vakuum verdampft. Das Rohprodukt wird durch Umkristallisieren oder durch Säulenchromatographie gereinigt.

Variante C : Allgemeine Synthesevorschrift : 0,2 mol Hydroxymethyl-pyrazol (II) in 100 ml Essigsäure und 0,4 mol Acetanhydrid werden 24 Stunden lang auf 60 °C erhitzt. Die Reaktionsmischung wird in Eiswasser gegeben und mit 5 Gew.-% iger Natronlauge auf pH 8 gebracht. Es wird mit Chloroform extrahiert, die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und einrotiert.

Das Rohprodukt wird durch Säulenchromatographie gereinigt.

Variante D : Allgemeine Synthesevorschrift : 0,2 mol Hydroxymethyl-pyrazol (II) und 0, 2 Mol% 4-Dimethylamino-pyxidin (DMAP) werden in 400 ml Dichlormethan gelöst vorgelegt. Man tropft 0,3 mol Carbonsäureanhydrid (IV) und anschließend 0, 24 mol Triethylamin zu. Es wird sechs Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt. Die Reaktionsmischung wird mit 10 Gew.-% iger Salzsäure, mit gesättigter Natriumchloridlösung, mit Bicarbonat-und nochmals mit Kochsalzlösung extrahiert. Die organische Phase wird getrocknet, das Lösemittel unter Vakuum eingedampft und das Rohprodukt durch Säulenchromatographie sder Umkristallisieren gere Die in Tabelle 1 aufgeführten Substanzen wurden nach obigen Synthesevarianten erhalten. Die Strukturen wurden durch IR-, NMR- Spektroskopie und Elementaranalyse gesichert.

Tablle 1: 1 H-Pyrazol-Derivate der allgemeinen Formel (I) Nr. Rl R2 R3 R4 Ausb. KP IH-NMR (CDC13) (%) s pPm 1 CH3 H H CH3 51 149-152 2, 00 (m, 3 H) ; 2, 20 (s, 1, 5 H) ; 2, 30 (s, 1, 5 H) ; 5, 90 (m, 3 H) ; (D) 7, 40 (d, 1 H) ; 2 CH3 CH3 H CH3 44 241-243 1, 98 (s, 3 H) ; 2, 00 (s, 3 H) 2, 11 (s, 1, 5 H) ; 2, 17 (s, 1, 5 H) ; (C) 5, 79 (s, 1 H) ; 5, 88 (s, 1 H) ; 7, 26 (m, 1 H) ; 3 CH3 Cl H CH3 59 237-240 2, 01 (s, 33 H) ; 2, 16 (s, 3 H) ; 5, 80 (s, 1, 9 H) ; 5, 89 (s, 0, 1 H) ; (C) it 7, 52 (s, 1 H) ; 4 CH3 H H CzHs 61 207-210 1, 05 (t, 3 H) ; 2, 21 (s, 3 H) ; 2, 28 (q, 2 H) ; 5, 87 (s, 2 H) ; 6, 00 (A) (m, 1 H) ; 7, 46 (m, 1 H) 5 CH3 H H t-C4H9 58 232-240 1, 09 (s, 9 H) ; 2, 15 (s, 3 H) ; 5, 94 (s, 2H) ; 6, 08 (m, 1 H) ; 7, 70 (B) 5 (m, 1 H) ; * 6 CHs H H CI1H23 49 Öl 0, 84 (t, 3 H) ; 1, 21 (m, 18 H) ; 1, 55 (m, 2 H) ; 2, 30 (m, 5 H) ; 5, 90 (A) (s, 1 H) ; 6, 03 (m, 1 H) ; 7, 48 (m, 1 H) 7 CH3 Cl H CuHsa 57 Fp : 24-29 0, 85 (t, 3 H) ; 1, 22 (m, 18 H) ; 1, 57 (t, 2 H) ; 2, 21 (s, 3 H) ; 2, 30 (A) (q, 2 H) ; 5, 85 (s, 2 H) ; 7, 56 (s, 1 H) 8 CH3 H H Ph 60 Fp : 30-45 2, 27 (s, 1, 1 H) ; 2, 39 (s, 1, 9 H) ; 6, 06 (m, 1 H) ; 6, 16 (s, 1, 3 H) ; (A) ; 6, 23 (s, 0, 7 H) ; 7, 38-7, 63 (m, 4 H) ; 8, 03 (m, 2H) 9 CH3 CH3 H Ph 75 Fp : 62-66 1, 93 (s, 3 H) ; 2, 16 (s, 2, 6 H) ; 2, 36 (s, 0, 4 H) ; 6, 09 (s, 1, 8 H) ; (A) 6, 19 (s, 0, 2 H) ; 7, 35-7, 48 (m, 4 H) ; 7, 99 (m, 2 H) 10 CH3 Cl H Ph 59 Fp : 86-88 2, 21 (s, 3H) ; 6, 09 (s, 2 H) ; 7, 37-7, 67 (m, 4 H) ; 8, 00 (m, 2 H) (A) 11 CH3 H H 4-NO2-C6H4 45 Fp : 100-112 2, 17 (s, 3 H) ; 6, 16 (s, 1 H) ; 6, 26 (s, 1 H) ; 7, 87 (s, 1 H) ; 8, 16 (A) { (d, 2H) ; 8, 31 (d, 2H) * _ in DMSO-d6 aufgenommen Ermittlung der nitrifikationshemmenden Wirkung Die Prüfung der erfindungsgemäßen Pyrazol-Derivate erfolgte in den in Tabelle 2 ausgewiesenen Konzentrationen. Dabei wurde die nitrifikationshemmende Wirkung in der Weise ermittelt, dass 100 g lufttrockener Boden auf 50 Gew. -% der maximalen Wasserkapazität 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 oC im dunklen Klimaraum aufbewahrt.

Aus der zeitabhängigen Bestimmung des Umsatzes von Ammonium-N zu Nitratstickstoff im Vergleich zur Variante ohne Inhibitor wird die prozentuale Hemmung zum Tag X ermittelt. Der nachfolgend verwendete K-Wert verkörpert ein von den biologischen 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 tso-Wertes vorangestellt. Dieser Wert drückt den Zeitpunkt in Tacren aus an dem di*Xitrifikationshemrllungfür eine einzelne Substanz auf 50 % zurückgegangen ist. Daraus leitet sich der K-Wert wie folgt ab : K = tso-Wert der Testsubstanz/tso-Wert Standard Tabelle 2 : Nitrifikationshemmende Wirkung ausgewählter Verbindungen Nr. der Verbindung Wirkstoffkonzentration K-Wert ppm 1 0,2 0,7 0,5 1,1 1,0 1,3 2 0,2 0,9 0, 5 1, 3 1,0 1,4 3 0, 2 1, 3 0,5 1,3 1, 0 1, 3 4 0, 5 1, 1 1,0 1,2 5 0, 5 0,9 1,0 1,2 6 0, 5 0, 8 1, 0 1, 0 7 0, 5 1, 3 1,0 1, 2 8 o, s 1,0 1, 0 1, 2 9 0,2 0,8 0, 5 1, 3 1,0 1,4 10 0, 2 1,2 0, 5 1, 3 lu1, 3 11 0, 5 0, 8 1,0 1,1 K-Werte um den Faktor 1 entsprechen dabei der Wirkung der Standardsubstanz. Unter diesem Aspekt kann Tabelle 2 entnommen werden, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen 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 aufzuweisen.