专利名称：杀虫组合物及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括N-烷基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和环状硫代异羟肟酸的金属络合物的杀虫组合物及其用于在易于微生物降解的介质中抑制微生物的生长和尤其用于抑制在土壤填埋条件下塑料变质物的生长。
WO96/22023公开了采用N-(C3-5烷基)-1,2-苯并噻唑啉-3-酮作为杀虫剂，尤其用作塑料的杀菌剂。人们已经发现通过加入环状硫代异羟肟酸的金属络合物，可以显著提高这些异噻唑啉酮的杀菌活性。
根据本发明，提供含有(a)式1苯并异噻唑啉酮和(b)环状硫代异羟肟酸的金属络合物的组合物， 其中R1为羟基、卤素、C1-4烷基或C1-4烷氧基；R为C1-5烷基、C3-5环烷基或芳烷基；和n为0-4。
优选卤素为碘、溴和特别的氯。
当R为烷基时，它可以为直链或支链并且优选直链。
当R为环烷基时，它优选为环丙基或环戊基。
当R为芳烷基时，优选在连接芳基至异噻唑啉酮环的亚烷基上含有两个或多个碳原子。优选芳烷基为2-苯乙基。芳烷基的其它实例为苄基和2-萘乙基。
当存在取代基R1时，其优选位于苯并噻唑啉酮的苯环的5和/或6位。然而，尤其优选n为零。
尤其优选R为C3-5烷基，如正丁基。
合适的苯并异噻唑啉酮的其它实例有N-甲基-、N-乙基-、N-正丙基-、N-异丙基-、N-正戊基-、N-环丙基-、N-异丁基-和N-叔丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
环状硫代异羟肟酸优选含有一个任选被取代的5元环或6元环。其优选为式2化合物的金属络合物。 其中A为基团-C(R2)2-,-C(R2)=或-CR2=CR2=；B为基团-C(R2)2-,-C(R2)=或-C(NR2)-；D为基团-C(R2)2-,-C(R2)=,-NR2-或硫；R2为氢，任选被C1-6取代的烃基或两个R2基团与连接它们的碳原子形成的一个C3-6烃环或两个R2基团与连接它们的两个碳原子形成的一个稠环。
当R2为烃基时，优选它为烷基或苯基，并且烷基可以为支链或优选的直链。尤其优选R2为氢或C1-4烷基如甲基。
当R2被取代时，取代基可以为不对环状硫代异羟肟酸环系统的微生物性质产生明显不利影响的任何基团或原子。优选的取代基为羟基、卤素和腈。尤其优选R2为未取代。
当两个R2部分与连接它们的碳原子形成环时，所述环优选为环己基。
当两个R2部分与接连它们的碳原子形成稠环时，所述环优选为稠苯环。
当D为硫时，式2化合物优选为噻唑-2(3H)-硫酮，其中A和B可以为基团-C(R2)2-或尤其为基团-C(R2)=。
当D为基团-NR2-时，式2化合物优选为咪唑烷(imidazolidine)-2-硫酮。当D为基团-NR2-时，也优选A为基团-C(R2)2-或-C(R2)=,B为基团-C(NR2)-。
当D为基团-C(R2)2-或基团-C(R2)=时，还优选A和B为基团-C(R2)2-或-C(R2)=。在这种情况下，式2化合物优选为吡咯啉硫酮/吡咯烷硫酮或异二氢吲哚硫酮(isoindolinethione)。
当A为基团-CR2=CR2-时，其优选为基团-CH=CH-，当式2化合物为吡啶-2-硫酮时，B和D均为基团-C(R2)=。
式2化合物的实例为3-羟基-4-甲基噻唑-2(3H)-硫酮，3-羟基-4-苯基噻唑-2(3H)-硫酮，3-羟基-4,5,6,7-四氢苯并噻唑-2(3H)-硫酮，5,5-二甲基-1-羟基-4-亚氨基-3-苯基咪唑烷-2-硫酮1-羟基-4-亚氨基-3-苯基-2-硫羰-1,3-二氮杂螺[4,5]-癸烷，1-羟基-5-甲基-4-苯基咪唑啉-2-硫酮，4,5-二甲基-3-羟基噻唑-2(3H)-硫酮，4-乙基-3-羟基-5-甲基噻唑-2(3H)-硫酮，4-(4-氯苯基)-3-羟基噻唑-2(3H)-硫酮，3-羟基-5-甲基-4-苯基噻唑-2(3H)-硫酮，1-羟基吡咯烷(pyrrolidin)-2-硫酮，5,5-二甲基-1-羟基吡咯烷-2-硫酮，2-羟基-2,3-二氢-1H-异吲哚-1-硫酮，和1-羟基吡啶-2-硫酮。
形成式2络合物的金属优选为根据门捷列夫周期表的ⅢA至ⅤA族或ⅠB至ⅦB的金属或过渡金属，如“化学和物理手册”第49版(1968-9)(由Chemical Rubber Co.,Cleveland,Ohio,USA)的尾页内所述的那些金属。优选所述金属为ⅡB族金属并尤其为锌。
当苯并异噻唑啉酮为N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮并且式2化合物的金属络合物为3-羟基-4-甲基噻唑-2(3H)-硫酮的2∶1锌络合物或1-羟基吡啶(pridine)-2-硫酮的2∶1锌络合物时，可以获得尤其有用的效果。所述苯并异噻唑啉酮的制备描述于GB484130并且环状硫代异羟肟酸的制备描述于EP249328和US5120856。1-羟基吡啶-2-硫酮的金属络合物的制备具体公开于US2686786、US2758116和US2809971。
在所述组合物中，组分(a)和组分(b)的相对比例可以在较宽的范围内进行变化，但优选为100∶1-1∶100，更优选为10∶1-1∶10并尤其为2∶1-1∶2，例如约1∶1。
本发明组合物具有抗菌特性，并且已经发现对塑料的变质物尤其有效，尤其在土壤填埋应用方面。另外，本发明组合物的各个组分具有一些浓度低于1并且尤其低于0.9的分数抑制浓度(此后称为FIC)。FIC为组合物中的各种组分与其在单独使用时的最小抑制浓度(MIC)的量之比。因此，当FIC为1时，所述两种组分只具有加合作用。当FIC值之和小于1时，所述混合物具有协同效应，而当FIC值之和大于1时，所述混合物具有拮抗作用。FIC值优选通过构制isobologram来确定，其中矩阵排列中的每个组分在每步中使其浓度从大于MIC变到0ppm。因此isobologram可以确定组合物中每种组分的FIC总和的最小值，并由此确定组合物中每种组分的最佳浓度。
本发明组合物适用于抑制在易产生微生物降解的介质中的微生物的生长。所述组合物中的组分(a)和组分(b)可以依次加入或优选同时加入到介质中。如果合适的话，可以将本组合物直接加入介质中，尤其当所述介质为固体如塑料时。在其它用途当中，更易于用含有组分(a)、组分(b)和载体的组合物对介质进行处理。
正如此前所述的那样，人们已经发现本发明组合物尤其适合用作抑制塑料，尤其含有增塑剂或稳定剂的有机聚合材料的变质物生长的杀虫剂。塑料的实例有聚氨酯、聚乙烯基卤化物如聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃如聚丙烯、聚烯烃乙烯基乙酸酯如聚乙烯乙酸乙烯酯、聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺和聚丙烯腈。人们已经发现本组合物对于抑制增塑的PVC中的微生物的生长尤其有效。其它适用的塑料为嵌缝胶和密封胶，尤其硅酮密封胶。
存在于塑料中的本发明组合物的量可以在较宽的范围内变化，该范围从仅仅抑制微生物的生长的最小量到该量的许多倍。因此，当将含有所述组合物的塑料用作母炼胶从而与未处理的塑料进行混合时，所述组合物的量可以比抑制微生物生长所需量大两或三个数量级。优选在塑料中用来抑制微生物降解的所需该组合物的量不小于10、更优选不小于100，更优选不小于500，尤其不小于1000ppm(相对塑料的量)。也优选抑制微生物降解的组合物量不大于5000ppm，更优选不大于4000ppm，并尤其不大于3000ppm(相对塑料的量)。
本发明组合物可以用于制成最终制品后的塑料，但优选应用于制成前的塑料。
在一个优选的方法中，依次或优选同时将组分(a)和组分(b)施加到可以为固体如粉末、薄片、切片或粒料的干塑料从而形成母炼胶。因此，本发明的另一方面为提供一种母炼胶，其为包含塑料以及组分(a)和组分(b)的组合物。
当采用增塑剂或稳定剂来制造塑料时，含有组分(a)和组分(b)的组合物可以方便地与作为塑料稳定剂和/或增塑剂的载体一起加入。
所述增塑剂或稳定剂可以为塑料制造业中常用的那些物质，并优选为液体。合适的增塑剂/稳定剂的实例为芳族和脂族一元和二元羧酸与直链或支链醇尤其C8-10醇的酯；环氧化脂肪酸酯和环氧化植物油。增塑剂的具体实例为二己基-、二辛基-、二壬基-、二异癸基-和二(2-乙基己基)-的己二酸酯、癸二酸酯、偏苯三酸酯和邻苯二甲酸酯；环氧化硬脂酸辛酯、环氧化大豆油和式O=P(OR3)3的磷酸酯，其中R3为烃基，特别是苯基并尤其为C1-4烷基以及如通过使1,3-丁二醇与己二酸反应获得的那些低分子量的低聚酯和聚酯。
本发明的另一个方面提供含有用于塑料的增塑剂和/或稳定剂以及组分(a)和组分(b)的组合物。
如上所述，含有组分(a)和组分(b)的本组合物可以方便地用载体进行配制，所述载体优选为非极性有机液体、极性有机液体或含有以上混合物的水。组分(b)-环状硫代异羟肟酸的金属络合物-通常不溶或只微溶于如非极性有机液体、极性有机液体或水的载体，并因此优选通过分散剂使所述金属络合物在载体中具有均匀的分布。组合物中的组分(a)-苯并异噻唑啉酮-主要为液体并通常溶于有机液体。当组分(a)为C1-5烷基或C3-5环烷基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮时尤其如此。因此，对于许多最终用途而言，可以将苯并异噻唑啉酮溶于有机液体，而无需使用分散剂。然而，当需要将这些苯并异噻唑啉酮配制在水载体中时，优选在乳化剂的存在下，使液体苯并异噻唑啉酮均匀分布于水相中。当组分(a)为固体，如2-苯基乙基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮并且载体为水时，优选采用分散剂。
分散剂的选择取决于载体的性质。因此，当载体为水时，所述分散剂优选为阴离子或非离子分散剂。合适的阴离子分散剂的实例为木质素磺酸盐和甲醛-萘磺酸盐的缩合物。合适的非离子分散剂的实例为聚醚，并尤其为环氧乙烷/环氧丙烷的嵌段共聚物、壬基苯酚乙氧化物、β-萘酚乙氧化物、醇乙氧化物如由C12-14醇、胺乙氧化物和酰胺乙氧化物获得的那些物质。当所述载体为极性有机液体时，所述分散剂优选为聚酯，尤其通过(共)聚合C1-6羟基烷基羧酸或其内酯所得的聚酯，并且所述聚酯随后与胺或聚亚胺进行反应。当所述载体为极性有机液体时，另外优选的分散剂有聚磷酸酯(polyesterphosphates)和与聚酯反应的聚异氰酸酯。当所述载体为非极性有机液体时，所述分散剂优选为由C6-18羟基烷基羧酸衍生而来的聚酯，随后与胺或聚亚胺进行反应并任选季铵化。用于非极性有机液体的合适分散剂的实例为12-羟基硬脂酸与二甲基氨基丙胺的反应产物，随后将所述产物用硫酸二甲酯进行季铵化。
如上所述，当组分(a)为液体，并且所述载体为水时，优选在乳化剂的存在下配制组分(a)和组分(b)。优选的乳化剂为非离子和阴离子型乳化剂，并包括醇环氧羧酸盐，尤其由C12-14醇获得的那些醇环氧羧酸盐。
含有固体组分(b)和/或组分(a)(如果为固体的话)的分散剂可以通过本领域熟知的方法进行制备，所述方法包括珠磨、卵石磨或球磨液相载体中的固体，直至固体获得所需的粒度。优选粒度小于20μ，更优选小于10μ并尤其小于5μ。
所述分散剂可以含有稳定液相载体中固体的其它辅料。它们包括向液相载体提供结构并抑制固体的分离和/或沉淀的辅料。当所述载体为有机液体时，向有机液体提供结构的化合物为天然存在的粘土如膨润土并尤其为有机处理的粘土。这些有机处理的粘土优选与活化剂如碳酸丙烯酯和水的混合物一起使用。碳酸丙烯酯与水之比优选为95∶5。当所述液相载体为水时，向水提供结构的化合物为聚丙烯酰胺、海藻酸盐和天然存在的树脂尤其黄原胶。
分散体中的分散剂的量取决于固体的类型和液相载体的性质，但通常为固体量的1-100％，优选5-15％。
向液相载体提供结构的辅料的量优选为所述制剂总量的0.1-0.5％。
由于人们已经发现本发明组合物在抑制塑料变质物的生长方面尤其有效，因而不难认识到本组合物也可用于保护易于微生物降解和尤其真菌降解的其它介质(尤其工业介质)。这些工业介质的实例为冷却塔液体、金属工作流体、地质钻井泥浆、胶乳、油漆、清漆、木材、皮革和颜料。用来保护这些工业介质的本组合物的通常需要量小于用于保护塑料的所需量，并且采用相对介质的1-250ppm，优选1-100ppm的本组合物可以获得良好的保护效果。
因此，本发明的另一个方面提供一种保护介质免受微生物降解的方法，其包括用含有组分(a)和组分(b)的组合物处理所述介质。
通过以下实施例，对本发明作进一步说明，其中除非采用不同的表达，所有引用的量均以重量份表示。
采用相似的技术来确定针对真菌的MIC，不同之处为所述真菌在25℃下的麦芽琼脂中生长7天从而形成菌丝丛并且采用用作接种体的生理盐水获得孢子。在25℃下经48小时的培养后，通过目视观测来确定真菌生长的存在和消失情况。
测试的不同微生物的MIC值(ppm)列于下面表1中。
表1
表1的脚注BBIT为N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮ZO为1-羟基吡啶-2-硫酮的2∶1锌络合物ZHMT为3-羟基-4-甲基噻唑-2(3H)-硫酮的2∶1锌络合物NT为没有进行测试。
a)FIC的确定将微升滴定孔建成10×10的矩阵，其中每种化学品的浓度从MIC的两倍逐次稀释至零。由于每个微孔滴定板只含有96个孔，因而省略形成极端浓度(最高和最低)的两种化合物的组合。将各种混合物(100μl)加入所述板从而使总体积保持200μl。通过将各个孔中的100μl转移至含有100μl营养物的相邻孔中，使所述化学品的浓度以逐步的方式从两倍MIC降至零。
培养后通过目视确定生长的出现和消失。含有细菌的板在37℃下培养16-24小时，而含有真菌的板在25℃下培养40-72小时。从矩阵生成isobologram,并对组合物中的每种化学品的FIC进行计算。FIC为用作各种化学品组合时的抑制生长的化学品的浓度与单独使用时化学品的MIC之比。
N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BBIT)和3-羟基-4-甲基噻唑-2(3H)-硫酮的2∶1锌络合物对于细菌和真菌的FIC值分别列于表2和表3中。
表2针对铜绿色极毛杆菌的FIC
表2的脚注BBIT和ZHMT如表1脚注所述表2数据说明了对于铜绿色极毛杆菌，BBIT和ZHMT之间存在明显的协同作用，并且最佳组成为111ppm的BBIT和10.6ppm的ZHMT。它可以分别对比于444ppm和16ppm的MIC值。
表3针对黑曲霉的FIC值
表3的脚注BBIT和ZHMT为如表1所述的脚注。
表3数据说明对于黑曲霉，BBIT和ZHMT具有显著的协同作用，并且最佳组合物含有17.4ppm BBIT和5.9ppm ZHMT。这可分别对比44.5ppm BBIT和16ppm ZHMT的MIC值。实施例2以与实施例1相似的方式来确定N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和1-羟基吡啶-2-硫酮的2∶1锌络合物的FIC值。所得结果列于表4。
表4
表4的脚注BBIT和ZO如表1的脚注如述。
表4数据说明BBIT和ZO对真菌和细菌具有显著的协同作用。实施例3
聚氯乙烯片材可以通过在160℃下压延下面的混合物来获得。
100份聚氯乙烯(Evipol SH65/20购自EVC)25份邻苯二甲酸二辛酯(购自BP Chemicals)25份己二酸二辛酯(购自BP Chemicals)2份作为稳定剂的混合Ca/Zn盐Lankromark LN138(购自LankroChem)3份用作稳定剂/增塑剂的Lankroflex ED6(购自Lankro Chem)0.5份硬脂酸钙(购自Aldrich)0.2份硬脂酸(购自Aldrich)采用或未用N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BBIT)与1-羟基吡啶-2-硫酮的2∶1锌络合物的1∶1混合物制成片材。以总量1000ppm和3600ppm加入杀虫剂混合物。
将PVC条(8份，12.5×5cm)称量(精确到小数点四位)，折叠并在埋在位于塑料潮湿室的罐装的混合肥料(John Innes No2)中。在25℃下将所述混合肥料与出芽短柄霉、腐皮镰孢、Penicilliumfunicularum、短尾帚霉和瓦氏链轮丝菌的混合接种体进行喷雾并培养。每隔四周对PVC条进行检测(对它们进行清洁、干燥和称量)。重量损失列于下面表5中。
表5
表5的脚注
BBIT和ZO的解释如表1所述。
研磨含有分散剂的DOP中的ZO，直至粒度降低至5μ以下。随后加入BBIT，然后粘土，并将所述混合物进行高剪切混合。最后，将碳酸丙烯酯和水加入并再次进行高剪切混合。这种分散体为灰白的稳定制剂，其向如实施例3所述的物质提供相似的塑料破坏的抑制作用。
用水达到100份。
研磨含有分散剂的水(45份)中的ZHMT，直至粒度降低至5μ以下。随后在高剪切下在含有两种乳化剂的水(45份)中乳化BBIT。最后，将所述水分散体加入乳液中，然后加入黄原胶，并在高剪切下完全混合所有物质。可以获得稳定的白色的含水制剂。
权利要求
1．含有(a)式1的苯并异噻唑啉酮和(b)环状硫代异羟肟酸的金属络合物的组合物， 其中R1为羟基、卤素、C1-4烷基或C1-4烷氧基；R为C1-5烷基、C3-5环烷基或芳烷基；并且n为0-4。
2．如权利要求1要求保护的组合物，其中n为0。
3．如权利要求1或2要求保护的组合物，其中R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、正戊基、异丁基、叔丁基、环丙基、环戊基、苄基或2-苯乙基。
4．如权利要求1-3中任一项要求保护的组合物，其中环状硫代异羟肟酸含有5元环或6元环。
5．如权利要求1-4中任一项要求保护的组合物，其中组分(b)为式2环状硫代异羟肟酸的金属络合物， 其中A为基团-C(R2)2-,-C(R2)=或-CR2=CR2-；B为基团-C(R2)2-,-C(R2)=或-C(NR2)-；D为基团-C(R2)2-,-C(R2)=,-NR2-或硫；R2为氢、任选被取代的C1-6烃基或两个R2基团与连接它们的碳原子形成一个C3-6烃环或两个R2基团与连接它们的两个碳原子形成一个稠环。
6．如权利要求5要求保护的组合物，其中D为硫并且A和B均为基团-C(R2)=。
7．如权利要求5要求保护的组合物，其中A为基团-CH=CH-并且B和D均为基团-C(R2)=。
8．如权利要求1-7中任一项要求保护的组合物，其中环形硫代异羟肟酸的金属络合物为锌络合物。
9．如权利要求1-5中任一项要求保护的组合物，其中组分(a)为N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮并且组分(b)为3-羟基-4-甲基噻唑-2(3H)-硫酮的2∶1锌络合物或1-羟基吡啶-2-硫酮的2∶1锌络合物。
10．如权利要求1-9中任一项要求保护的组合物，其中组分(a)与组分(b)之比为2∶1-1∶2。
11．如权利要求1-10中任一项要求保护的组合物，其进一步包含一种塑料。
12．如权利要求11要求保护的组合物，其中所述塑料为PVC。
13．如权利要求1-10中任一项要求保护的组合物，其进一步包含一种载体。
14．如权利要求13要求保护的组合物，其中所述载体为用于塑料的增塑剂和/或稳定剂。
15．如权利要求14要求保护的组合物，其中所述增塑剂和/或稳定剂为邻苯二甲酸二辛酯。
16．如权利要求14或15要求保护的组合物，其进一步包含一种分散剂。
17．如权利要求16要求保护的组合物，其中所述分散剂为与胺或聚亚胺反应的聚酯。
18．用于保护介质免受微生物降解的方法，其包括用如权利要求1-10中任一项的组合物对所述介质进行处理。
19．如权利要求18的要求保护的方法，其中所述介质为塑料。
全文摘要
一种组合物,其含有C
文档编号A01N43/80GK1312678SQ9980966
公开日2001年9月12日 申请日期1999年5月18日 优先权日1998年6月19日
发明者C·巴斯, P·L·麦格钱, J·D·佩尼 申请人:艾夫西亚有限公司