композиции циперметрина, инсектицидная композиция, способ борьбы с насекомыми

Формула изобретения

1. Композиция циперметрина, отличающаяся тем, что состоит из смеси по меньшей мере 82 85% S-изомеров циперметрина с цис-транс-соотношением в интервале 51 54 46 49 при общем содержании изомеров циперметрина по меньшей мере 88,3 91,5 мас.

2. Инсектицидная композиция, включающая активное вещество смесь изомеров циперметрина и целевые добавки, отличающаяся тем, что в качестве смеси изомеров циперметрина она содержит композицию по п.1 в эффективном количестве.

3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанное эффективное количество составляет 0,45 23,0 мас.

4. Способ борьбы с насекомыми путем обработки их или мест их обитания эффективным количеством композиции на основе циперметрина, отличающийся тем, что композицией является композиция по пп.2 и 3.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что активное вещество композиции используют в количестве 0,01 0,04 фунта на акр.

Приоритет по признакам:

25.01.91 относится к качественному составу композиции.

30.10.91 относится к минимальному содержанию S-изомеров циперметрина и общему содержанию изомеров.

Описание изобретения к патенту

Это изобретение относится к пиретроидным инсектицидам, более конкретно к композиции, состоящей из новой комбинации изомеров (циано) (3-феноксифенил)метил-3-(2,2-дихлороэтенил)-2,2 - диметилциклопропанкарбоксилата, в обиходе известного как циперметрин. Циперметрин, с тремя оптическими центрами, состоит из восьми изомеров.

После открытия фотостабильных пиретроидов Эллиоттом с сотр. и сообщении в Nature (1974) 248, 710 и в патенте США N 4024163 о высокой инсектицидной активности одного изомера, (S) (циано) (3- феноксифенил)метил(1R, цис)-3-(2,2-диброметенил)-2,2 диметилциклопропанкарбоксилата (здесь названного 1R-цис-S-изомером), научная и патентная литература изобиловала методами получения одиночных изомеров и выбранных комбинаций изомеров циперметрина, методами обогащения смесей изомеров более активными изомерами и описаниями полученных в результате композиций. Патент США N 4136195 раскрывает 1R-цис-S и 1R-цис-R изомеры циперметрина. Патент США N 4133826 описывает процесс превращения 1R-цис-R-изомера циперметрина в более активный 1R-цис-S-изомер. Патент США N 4308279 раскрывает смесь, включающую по существу эквимолярные количества 1R-цис-S и 1S-цис-R изомеров циперметрина и способ ее получения из четырех цис-изомеров циперметрина. Патент США N 4845126 раскрывает соответствующую комбинацию 1R-транс-S и 1S-транс-R изомеров циперметрина. Патент США N 5028731 раскрывает процесс получения некоторых пиретроидных инсектицидов, включая соединение настоящего изобретения.

Оба, единичный изомер дибромо-пиретроида, о котором сообщил Эллиотт с сотр. и циперметрин, включающий восемь изомеров, в наши дни являются предметами крупнообъемной торговли и, как отмечено выше, много внимания было уделено получению наборов изомеров циперметрина с большей эффективностью, чем сам циперметрин. Более активный продукт означает более низкую норму применения и следовательно меньшее поступление пестицида в окружающую среду. Однако, обогащение пиретроида более активными изомерами увеличивает стоимость продукта. В качестве практического дела производитель должен позаботиться о том, чтобы не обогащать продукт до такой степени, что обработать один акр улучшенным продуктом фермеру стоило бы больше, чем необогащенным пиретроидом или альтернативным продуктом. Тем не менее прибыльные улучшения могут быть коммерчески важными, особенно когда повышение эффективности или пониженное воздействие на окружающую среду может быть достигнуто без повышения стоимости для фермера. Следствием этих соображений являются различные попытки найти действительно правильный баланс изомеров циперметрина, который дал бы значительное преимущество фермеру без несоразмерного увеличения стоимости.

Несмотря на расширенные исследования циперметрина и его изомеров и многочисленные публикации по отдельным изомерам и комбинациям изомеров циперметрина, новая композиция, раскрытая здесь, не была описана, а ее преимущества не были распознаны.

В общепринятом препарате циперметрина кислотную часть получают в виде цис/транс рацемической смеси, которая затем превращается в хлорангидрид кислоты и реагирует с рацемическим (циано) (3-феноксифенил)-метанолом (полученным in situ из 3-феноксибензальдегида и цианида натрия). Было обнаружено, что смесь четырех изомеров, получаемая из рацемического цис/транс хлорангидрида и (S) (циано) (3-феноксифенил) метанола, композиция, которая здесь названа сигма-циперметрином, в два раза эффективнее циперметрина по отношению к определенным видам насекомых, но совершенно неожиданно значительно менее токсична для млекопитающих и некоторых видов рыб при нормах, дающих коммерчески значимый контроль над насекомыми-вредителями определенных культур. Поэтому использование сигма-циперметрина вместо циперметрина: 1) снижает наполовину количество пестицида, вносимого в окружающую среду, 2) снижает опасность гибели рыбы в результате попадания пестицидов в озера или протекающие ручьи, (3) снижает контакт с пестицидами пользователей и тех, кто может появиться в местности с обработанной культурой после опрыскивания, 4) снижает остаточные количества, которые могут присутствовать в собранном урожае культуры. Кроме того, так как сигма-циперметрин может быть получен как непосредственно продукт реакции рацемического цис/транс хлорангидрида кислоты и (S) (циано) (3-феноксифенил) метанола, нет необходимости в дополнительной стадии селективной кристаллизации или эпимеризации циперметрина, используемым в некоторых известных из уровня техники получений и выделений изомеров циперметрина.

В наиболее часто используемом методе получения хлорангидрида 3 -(2,2-дихлорэтенил)-2,2-диметилциклопропан-карбоновой кислоты концентрации 1S-цис, 1R-цис, 1S-транс и 1R-транс изомеров по существу одинаковы. Для целей этой заявки цис/транс распределение может считаться как по существу равное, если вещество состоит из 505% каждого. Если не указано иначе, название сигма-циперметрин означает продукт, имеющий соотношение цис/транс 45-55/55-45, но чаще будет иметь соотношение 48-52/52-48.

При получении в больших масштабах, таких как при производстве в химической промышленности для сельского хозяйства, известны как "технический продукт" сигма-циперметрин несмотря на то, что состоит главным образом из S-изомеров циперметрина, будет содержать малые количества R-изомеров, из-за содержания R-изомером (S) (циано) (3-феноксифенил)метинола, также как и непрореагировавших исходных материалов и побочных продуктов. Для целей этой заявки соотношение S/P изомеров в (S) (циано) (3-феноксифенил)метаноле равно, по крайней мере, 9/1. Для целей этой заявки сигма-циперметрин означает продукт, состоящий, по крайней мере, как минимум на 88% из изомеров циперметрина в целом, и как минимум на 80% из S-изомеров циперметрина, остальное непрореагировавшие исходные материалы, включая небольшие примеси, присутствующие в исходных материалах, и побочные продукты, получаемые при реакции образования сигма-циперметрина и не содержащие ничего, что существенным образом влияет на использование продукта в качестве пиретроидного инсектицида. Представляющий собой сигма-циперметрин технический продукт содержит 89,1% всех изомеров циперметрина и 82,9% S-изомеров, и единственные посторонние вещества представлены 1% или более, 3-феноксибензальдегид 3,5% и () (циано) (3-феноксифенил)метанол 1,93%

Способы получения эфиров (S) (циано) (3-феноксифенил)метанола проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1. Получение (S) (циано) (3-феноксифенил)метил -цис/транс-3-(2,2-ди-хлорэтенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоксилата.

Стадия А. Получение (S) (аминокарбонил) (3-феноксифенил) метил-цис/транс-3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоксилата.

Смесь 10,7 г (0,044 моль) (S)-3-феноксиманделамид (полученного по методу США 4146554) нагревали до 40^oC, добавляя 8 мл пиридина, причем происходило полное растворение твердых веществ, присутствующих в первоначальной смеси. Нагревание прекращали, и по каплям добавляли 10,0 г (0,044 моль) цис/транс-3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2- диметилциклопропанкарбонилхлорида в 10 мл толуола в течение 15 мин. Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение примерно 17 ч, и затем добавляли 35 мл 1N соляной кислоты. После взбалтывания этой смеси в течение 30 мин она переливалась в разделительную воронку, куда добавляли также 60 мл диэтилового эфира. Органическую фазу отделяли и промывали дважды 40 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия. После высушивания над безводным сульфатом магния растворитель удаляли при пониженном давлении, причем оставался золотистый вязкий остаток (S)-(аминокарбонил)(3-феноксифенил) метил-цис/транс-3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2 -диметилциклопропанкарбоксилата весом 19,0 г.

Стадия В. Получение (S) (циано) (3-феноксифенил)метил-цис/транс -3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоксилата.

К раствору 19,0 г (0,043 моль) (S) (аминокарбонил) (3-феноксифенил) метил-цис/транс-3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2 диметилциклопропанкарбоксилата в 35 мл метиленхлорида добавляли 55 мл пиридина в атмосфере азота. Эту смесь охладили до -5^oC, и добавляли 12,6 г (0,081 моль) оксихлорида фосфора в 10 мл метиленхлорида по каплям в течение 20 мин. После окончания добавления реакционную смесь подмешивали при 0^oC в течение одного часа, после чего ее вливали в смесь 200 мл 1N соляной кислоты и колотого льда. Органическую и водную фазу разделяли, и органическую фазу промывали последовательно 50 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия и 1N соляной кислоты. Этот раствор высушивали над безводным сульфатом магния, и растворитель удаляли при пониженном давлении, оставляя остаток в виде легкого оранжевого масла весом 17,7 г. Это масло пропускали через колонку с адсорбентом Florisil и элюировали метиленхлоридом. Фракции, содержащие желаемый продукт, собирали, и растворитель испаряли при пониженном давлении, причем оставалось легкое желтое масло, весящее 12 г. Этот осадок, как определено с помощью ЖХВД, содержит 39,2% цис-изомера и 58,0% транс-изомера (S)-(циано)(3-феноксифенил)метил-3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2 - диметилциклопропанкарбоксилата.

[]²_D⁵= +15,80(C=1,06, CHCl₃); []²_D⁵= +13,62

(С 1,02, этанол):

Рассчитано: С 63,47; Н 4,60, N 3,36;

Найдено: С 63,43; Н 4,60, N 3,15.

Пример 2. Получение (S) (циано) (3-феноксифенил)метил -цис/транс-3-(2,2-ди-хлорэтенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоксилата.

В раствор 136,2 г (66,83% пробы, 0,400 моль) цис/транс-3-(2,2 -дихлорэтенил)-2,2-диметилциклопропанкарбонилхлорида в 75 мл гептана, нагреваемый в колбе с обратным холодильником в атмосфере аргона, добавляли 139,7 г (0,406 моль) 65,5% раствора (S) (циано) (3-феноксифенил)метанола (содержащий 93% S-изомера, 7% Р-изомера). Добавление требует 115 мин, в течение которых температура поддерживается на уровне 103-105^oC. Дополнительно добавляли 20,8 г (0,060 моль) 65,5% раствора (S) (циано) (3-феноксифенил)-метанола. После окончания добавления смесь нагревали в колбе с обратным холодильником в течение часа. Смесь охлаждали до 90^oC, и добавляли 100 мл 10% раствора карбоната натрия в воде. Эту смесь взбалтывали в течение 0,5 ч, после чего выдерживали при 60^oC в течение примерно 17 ч, чтобы дать возможность завершиться полному разделению фаз. Водную фазу отделяли и отбрасывали. Органическую фазу один раз промывали водой, и растворитель испаряли при пониженном давлении, при этом оставалось 198,8 г жидкого осадка. С помощью жидкостной хроматографии определено, что этот осадок содержал 79,6% (S) (циано) (3-феноксифенил)метил-цис/транс -3-(2,2-дихлорэтенил)-2,2-диметилпропанкарбоксилата. Примерно 175 г этого продукта растворяли в 100 мл толуола. Этот раствор энергично взбалтывали в общем в течение 29,5 ч вместе с раствором 40 г метабисульфита натрия в 160 мл воды. По окончании этого периода водную фазу отделяли и отбрасывали, а органическую фазу промывали 200 мл воды. Растворитель затем удалялся при пониженном давлении из органической фазы, причем оставался остаток весящий 129,8 г. Анализ с помощью жидкостной хроматографии показал, что остаток содержит в целом 92,7% изомеров циперметрина, 86,2% (S) (циано) (3-феноксифенил)метил -цис/транс-3-(2,2-дихлорэтенил) -2,2-диметилциклопропанкарбоксилата и 6,5% R-изомера (содержание изомеров устанавливалось на основе содержания изомера в исходном спирте), имея соотношение цис/транс изомеров равное 49/51 (сигма-циперметрин).

Препараты сигма-циперметрина, используемые в следующих исследованиях инсектицидной активности, токсичности для млекопитающих и токсичности для рыб, были получены методом, приведенным в примере 2, который является методом патента США N 5028731. В каждом случае соотношение S- и R-изомеров устанавливалось на основе S/R соотношения в (S) (циано) (3-феноксифенил)метаноле исходного материала и на основе определения общего количества изомеров. Соответствующие аналитические исследования показали, что эти оценки достоверны и точны.

Инсектицидная активность сигма циперметрина оценивалась следующим образом.

Оценка действия на листьях. Циперметрин и сигма -циперметрин испытывали путем нанесения на листья водных растворов различных концентраций, содержащих 9,75% ацетона и 0,25% октилфеноксиполиэтоксиэтанола. Использованные виды насекомых включали: совку ни (Trichoplusia ni), южного походного червя (Spodopter eridania), божью коровку (Epiladania varivestis), табачную совку (Hiliothisvirescens), хлопковую совку (Heliothis zea).

Для всех насекомых растения обыкновенной фасоли (Phaseolus vulgarius) обрабатывали испытуемыми растворами. Испытуемые растворы наносили с помощью распылителя на верхнюю и нижнюю поверхности листьев растения до тех пор, пока жидкость не будет стекать. Затем растениям дали высохнуть, и листья обрывали у стебля перед тем, как поместить в чашки 10. Представителей соответствующих видов насекомых во 2-ой возрастной стадии, за исключением табачной совки и хлопковой совки, помещали в каждую чашку, и чашку закрывали. Испытания с табачной и хлопковой совками проводили в четырех повторностях, причем каждая повторность включала 5 насекомых во второй возрастной стадии. Во всех пробах гибель определялась через 48 ч. Сигма-циперметрин, использованный при оценке действия на листьях, был продуктом из примера 2.

LC₅₀ и сравнительная активность, рассчитанные на основании этих результатов, показаны ниже в табл.1.

В табл. 1 обозначены: СН совка ни (Trichoplusia ni); ЮПЧ южный походный червь (Spodoptera eridania); БК божья коровка (Epilashna varivestis); ТС табачная совка (Heliothis virescens); ТС-Р табачная совка, штамм, устойчивый к пиретроидам; ХС хлопковая совка (Heliothis zea).

Результаты лабораторных испытаний, представленные выше показывают, что сигма-циперметрин значительно более эффективен против ряда насекомых, чем циперметрин, в среднем почти вдвое (1,9 раза), также эффективен против Lepidoptera и в четыре раза более эффективен против единственного испытанного Coleoptera. В качестве практически значимого результата это означает, что сигма-циперметрин, как можно ожидать, будет эффективен в полевых условиях при нормах расхода, равных половине нормы самого циперметрина, и доказано, что это так.

Полевые испытания проведены на хлопчатнике в Луизиане, Миссисипи, Алабаме и Аризоне и включали четыре повтора для каждой обработки. Участки имели размер как минимум 0,2 акра, и все обработки проводились коммерческим оборудованием для обработки площадей при минимальном расходе 10 галлонов распыляемого раствора на акр. Содержание изомеров циперметрина (вес.) в нескольких тропических продуктах сигма-циперметрина, использованных при полевых испытаниях, показано ниже в табл. 2.

Анализ данных основывался на средних сезонных значениях многочисленных оценок, предпринимаемых через периоды от четырех до шести недель (3-4 обработки) при испытаниях по борьбе с видами Heliothis. Результаты показаны ниже в табл. 3.

Полевые испытания, проведенные на салате-латуке в Калифорнии для оценки как средства борьбы с совкой ни, включали случайную выборку в четырех повторах для обработки. Обработки производились на небольших участках с помощью заплечного опрыскивателя с созданием напора сжатым углекислым газом, используя как минимум 10 галлонов на акр. Результаты выражались в процентах по сравнению с необработанными контрольными участками. Результаты показаны ниже в табл. 4.

Были проведены полевые испытания в Луизиане, Северной Каролине, Техасе, Кентукки, Теннесси и Иллинойсе по оценке эффективности борьбы с люцерновым долгоносиком (Hypera postica). Проводили испытания на небольших участках при случайном расположении делянок с четырьмя повторами для обработки. Обработку проводили с помощью заплечного распылителя с созданием напора сжатым углекислым газом. Результаты учитывали на 3, 7 и 14 день после обработки (дпо) и выражали в процентах успеха борьбы в сравнении с необработанными контрольными участками в табл. 5.

В каждом из полевых испытаний, о которых сказано выше, сигма-циперметрин при норме, равной половине таковой циперметрина или даже ниже, в основном давал результаты по существу одинаковые с таковыми, полученными с циперметрином, примененном в рекомендуемых нормах, иногда немного лучше, иногда хуже. Даже там, где могло наблюдаться лишь незначительное превосходство циперметрина, хотя при двойной норме, сигма-циперметрин давал коммерчески приемлемый уровень подавления.

Сигма-циперметрин показал удивительные преимущества над исходным соединением, циперметрином, как в отношении токсичности для млекопитающих, так и для рыб.

При изучении влияния 90-дневного приема с пищей, проводимого в соответствии с предписаниями ЕПА 82-1, испытуемое вещество вводилось постоянно с пищей группе крыс на протяжении, по крайней мере, девяноста дней в концентрациях 0,150 и 1500 частей на миллион (ч./млн) группам из пятнадцати крыс линии Spragul-Dawley циперметрин, и 0, 10, 50, 150, 250, 500 и 900 ч./млн группам из десяти крыс линии Fisher 344 сигма-циперметрин. (Дозы для сигма-циперметрина были ниже, так как ожидалось, что он будет токсичнее циперметрина). Содержание изомеров циперметрина (вес.) в техническом продукте сигма-циперметрина, использованного в этом исследовании, было следующим: общее количество изомеров 88,2% S-изомеров 82% цис/транс отношение 53/47. Индивидуальный вес тела и уровень потребления пищи регистрировали еженедельно. По умерщвлении проводили гематологические, биохимические клинические анализы и определяли вес органов: надпочечников, мозга, сердца, почек, печени, яичников и семенников. Проведено гистопаталогическое изучение примерно 40 тканей у всех животных контрольной группы и группы, получившей наивысшие дозы циперметрина, и двух групп, получивших наибольшие количества (500 и 900 ч. /млн) сигма-циперметрина. Дополнительно, гистопаталогическое исследование было выполнено для легких, печени и почек животных из групп, получивших средние дозы обоих препаратов (150 и 500 ч./млн для циперметрина и 10, 50, 150 и 250 ч./млн для сигма-циперметрина). Офтальмологические исследования проводились у всех животных до начала введения и перед окончательным забоем животных.

В этом исследовании "уровень ненаблюдаемого эффекта" (УНЭ) для циперметрина был 150 ч./млн, когда как такое значение для сигма-циперметрина было равно 250. Поскольку сигма-циперметрин примерно в два раза токсичнее для целевых насекомых по сравнению с циперметрином, он был бы так же токсичнее для крыс, как для насекомых, можно было ожидать, что УНЭ будет равно половине значения для циперметрина, но вместо этого он в 1,5 раза больше, чем значение для циперметрина. Другими словами, в этом исследовании потребовалось в более чем три раза больше сигма-циперметрина для проявления действия на крыс, чем можно было ожидать, исходя из действия циперметрина на насекомых, если относительный эффект сигма-циперметрина и циперметрина на крыс был бы таким же, как относительное действие на насекомых.

Изучение действия на потомство в нескольких поколениях проводили в соответствии с требованиями ЕПА 83-4, и т.о. была получена информация по репродуктивным параметрам, так же как по неонатальной заболеваемости и смертности для многих поколений. Во время исследований крысы Wistar получали диету, содержащую 0, 50, 150 и 750 ч./млн циперметрина (уровень высшей дозы был 1000 ч./млн в течение первых 12 недель, но был снижен до 750 ч./млн для оставшегося срока исследования из-за токсичности). Подобным же образом крысы Spragul-Dawley получали диету, содержащую 0, 7,5, 25, 100, 375, 750 ч./млн сигма-циперметрина. (Опять таки дозы были ниже для сигма-циперметрина, потому что ожидалось, что он будет более токсичным). Содержание изомеров циперметрина (вес. ) в техническом продукте циперметрина, использованном в этом исследовании, было: общее содержание изомеров 89,1% S-изомеры 82% цис/транс отношение 51/49. Каждый день определяли смертность у крыс, и животные осматривались для выявления возможных признаков воздействия испытуемого вещества. Вес тела и уровень потребления пищи регистрировались через постоянные интервалы.

Размножение производителей и последующие поколения в каждом исследовании начиналось с 30 самок. В обоих исследованиях соответствующие концентрации в пище испытуемого материала обеспечивались во время сожительства. Выдерживание самцов-производителей каждого поколения продолжали до запланированного забоя после окончания периода сожительства, тогда как выдерживание самок-производителей продолжали до отнятия от вскармливания крысят материнским молоком. Крысят отнимали от матерей на 28 день после рождения в обоих исследованиях. Из-за высокой смертности, которая наблюдалась при дозе 750 ч./млн в пометах поколения F₁ (сигма-циперметрин) во время 28-дневного периода лактации и первой недели после отнятия, эту группу прекращали выдерживать в конце третьей недели после отнятия.

В этом исследовании УНЭ для циперметрина была 50 ч./млн, для сигма-циперметрина 100 ч./млн. Здесь также, вместо того, чтобы проявить УНЭ, равный половине УНЭ для циперметрина, как можно было бы ожидать по действию на насекомых, сигма-циперметрин имеет УНЭ в два раза больше, чем циперметрин. Это значит, что требуется в четыре раза больше сигма-циперметрина, чтобы проявилось действие на крыс, которого можно было ожидать, судя по действию циперметрина на насекомых, если бы относительное действие сигма-циперметрина и циперметрина на крыс было бы таким же, как относительное действие на насекомых.

Исследования на тератогенное действие проводились в соответствии с указаниями ЕПА 83-3 для целей определения воздействий испытуемых материалов на беременность и развитие in utero. Испытуемые материалы вводили с кукурузным маслом один раз в сутки самкам крыс Spragul Dawley начиная с 6 дня по 15 день предполагаемой беременности В группе на каждую дозу было 25 животных. Применяли дозы 0, 17,5, 37,5 и 75 мг/кг для циперметрина и 0, 5, 12,5, 25 и 35 мг/кг для сигма-циперметрина. Содержание изомеров циперметрина (вес.) в техническом продукте сигма-циперметрина, использованного в этом исследовании, было следующим: общее количество изомеров 89,1% S-изомеров 82% цис/транс соотношение 51/49. Контрольные животные (0 мг/кг) получали кукурузное масло в течение всего срока эксперимента. Все дозы вводились ежедневно пропорционально весу тела.

Крыс ежедневно осматривали в течение периода введения и после его окончания. На 20-21 день беременности крыс забивали для изучения содержимого матки, включая подсчет живых и мертвых плодов и подсчет резорбций. Плоды соответственно обследовались на пороки развития.

В этом исследовании УНЭ для циперметрина был равен 15,5 мг/кг, а для сигма-циперметрина 12,5. Таким образом, в этом исследовании количество сигма-циперметрина, необходимое для проявления действия на крыс, было только в 1,4 раза от того, что ожидалось, исходя из действия циперметрина на насекомых, если бы сравнительный эффект сигма-циперметрина на крыс был бы таким же, как сравнительное действие на насекомых. Эмбриотоксическое или тератогенное действие отсутствовало при любых дозах для обоих веществ.

В заключении, в этих установленных для определения токсичности для млекопитающих тестах показано, что сигма-циперметрин проявил неожиданное и неочевидное превосходство над циперметрином, причем количество сигма-циперметрина, необходимое для проявления действия на крыс изменялось в пределах от 1,4 до 4 раза от того, которое ожидалось, исходя из действия циперметрина на насекомых, если бы сравнительное действие сигма-циперметрина и циперметрина на крыс было бы таким же, как сравнительное действие на насекомых.

Исследование острой токсичности для рыб как циперметрина, так и сигма-циперметрина при 96-часовом непрерывном воздействии проводили на радужной форели (Oniorhynchus mykiss) и на карпозубике (Cyprinodon variagatus), чтобы определить половинную летальную концентрацию (LC₅₀) в результате непрерывного воздействия. Для радужной форели экспозиционной средой были родниковая вода; для карпозубика профильтрованная морская вода. Каждая группа из 20 рыб (по 10 на аквариум повторности) выдерживалась или с одной из пяти концентраций пиретроида, введенного в систему разбавителя диметилформамида (ДМФ), или в экспозиционной среде с 30 мкл/л ДМФ (контроль растворителя), или только в среде экспозиции (контроль). Наблюдения смертности, заболеваемости и других явных признаков токсичности производились через заранее определенные сроки. Концентрации испытываемых материалов определяли в начале и конце выдерживания, используя стандартизованный метод ЖХВД. Содержание изомеров циперметрина (вес. ) в техническом продукте сигма-циперметрина, использованного в этом исследовании, было следующим: общее содержание изомеров 88,2% S-изомеров 82% цис/транс отношение 53/47.

Измеренные концентрации, использованные в этом исследовании, были равны:

у карпозубиков: для циперметрина 4,61, 2,14, 0,765, 0,601, 0,446 мкг/л, для сигма-циперметрина 3,00, 1,79, 0,91, 0,62, 0,28 мкг/л;

у радужной форели: для циперметрина 2,24, 1,35, 0,719, 0,366, 0,219 мкг/л, для сигма-циперметрина 5,27, 2,77, 1,65, 0,82, 0,47 мкг/л.

Концентрация с отсутствием наблюдаемого эффекта (КОЭ) и значения LC₅₀, определенные в этих исследованиях, были следующими:

для карпозубика:

циперметрина: КOЭ 2,14 мкг/л, LC₅₀ 3,88 мкг/л;

сигма-циперметрина: КОЭ 1,79 мкг/л, LC₅₀ 2,37 мкг/л;

для радужной форели:

циперметрина: KOЭ 0,366 мкг/л, LC₅₀ 0,897 мкл/л;

сигма-циперметрина: КОЭ 0,47 мкг/л, LC₅₀ 0,69 мкг/л.

Так как сигма-циперметрин примерно вдвое токсичнее циперметрина для коммерчески значимых насекомых, если бы он был также вдвое токсичнее для рыб, LC₅₀ для сигма-циперметрина, как следовало ожидать были бы равны половине значений для циперметрина. Или иначе, ожидается, что отношение LC₅₀ циперметрина к LC₅₀ сигма-циперметрина будет равно 2. Любое более низкое значение свидетельствует, что сигма-циперметрин менее токсичен для рыб, чем ожидалось, исходя из его токсичности для насекомых. Отношение для форели радужной равно 1,3, для карпозубиков 1,64. Таким образом, сигма-циперметрин менее токсичен для этих двух видов рыб, чем ожидалось, исходя из сравнительной токсичности двух продуктов для насекомых.

Таким образом, сигма-циперметрин вдвое эффективнее циперметрина против определенных видов насекомых, которые поражают основные культуры, но значительно менее токсичен для млекопитающих и некоторых видов рыб в нормах, дающих коммерчески значимый эффект в борьбе против целевых вредителей культур насекомых. Соответственно, использование сигма-циперметрина вместо циперметрина снижает вдвое количество инсектицида, введенного в окружающую среду, снижает риск гибели рыб в результате попадания инсектицида в озера и ручьи с поверхностными стоками, снижает контакт пользователей с инсектицидом и тех, кто может попасть в местность, занятую обработанными культурами, вскоре после распыления, и снижает количество остатков, которые могут присутствовать в собранной культуре. Кроме того, любые остатки сигма-циперметрина, которые могут сохраняться на собранной культуре, как ожидается, были бы значительно менее токсичны, чем остатки циперметрина, примененного для достижения такого же уровня защиты от насекомых-вредителей культуры, и сам циперметрин обладает относительно низкой токсичностью для млекопитающих как инсектицид для сельскохозяйственных культур.

Ниже даны рецептуры эмульгирующихся концентратов сигма-циперметрина (см. табл. 6), рецептуры сигма-циперметрина ультра-малого объема (см. табл.7), гранулированная рецептура сигма-циперметрина (см. табл.8) и рецептура концентрированных водных эмульсий циперметрина (см. табл.9).