Insecticidal activity of substituted phenyl N-methylcarbamates

The insecticidal and the acaricidal activities of a number of substituted phenyl N-methylcarbamates have been determined on the housefly (Musca domestica), the black bean aphid (Aphis fabae), the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata), the cabbage worm (Pieris brassicae) and the carmine spider mite (Tetranychus cinnabarinus).It is demonstrated that the thesis of Kolbezen, Metcalf & Fukuto (1954), Metcalf, Fukuto & Winton (1962) and Kohn, Ospenson & Moore (1965), that the meta-isomers of alkylphenyl N-methylcarbamates are the most active, has to be restricted to some insect groups (e.g. flies and caterpillars). In the case of the Colorado potato beetle the o- and m-isomers were equally active; for aphids the o-isomer was the most toxic one.This fact as well as the different responses of the test insects if the compounds are further alkylated indicate that various carbamates exhibit more or less selective activities. Most striking was the high level of activity in the new group of p-dimethylaminomethylphenyl N-methylcarbamates on most of the insects, in combination with a complete lack of toxicity to houseflies.As previously pointed out by Kolbezen et al. (1954) and Metcalf et al. (1962), it was found that lengthening of the N-methyl group or N,N-dialkylation resulted in loss of insecticidal activity.The most active dimethylaminophenyl compounds were those with a p-dimethylamino group in combination with alkyl substituents in the 2,5- and 3,5-positions. Several p-dimethylaminomethylphenyl N-methylcarbamates with two or three alkyl substituents (except the 2,6-combination) proved to be highly active, except on flies, to which they were virtually nontoxic. Greatest broad-spectrum activity was shown by 2,3-dimethyl-4-dimethylaminomethylphenyl N-methylcarbamate. It is demonstrated that by introducing a p-dimethylamino- or a p-dimethylaminomethyl group in alkylphenyl N-methylcarbamates a considerable gain in anticholinesterase and insecticidal activity is obtained.

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Résumé p L'activité insecticide et acaricide de plusieurs N-méthylcarbamates de phényle substitués a été examinée sur la mouche domestique (Musca domestica), le puceron noir (Aphis fabae), le doryphore (Leptinotarsa decemlineata), la chenille de la piéride du chou (Pieris brassicae) et l'araignée rouge des serres (Tetranychus cinnabarinus). Les N-méthylcarbamates de phényle monosubstitués ne présentent qu'une faible activité acaricide. Les substances avec des substitutions en position méta ou ortho montrent une meilleure activité insecticide que celles avec la substitution en position para. Pour les mouches domestiques l'alcoylation en position méta se trouve donner les composés les plus actifs; pour les pucerons l'alcoylation en position ortho était la plus efficace et pour les doryphores les combinaisons o- et m-étaient d'une activité égale. Les isomères ortho des dérivés alcoxylés étaient plus efficaces. En cas de substitution par un groupe diméthylamino il n'y a pas de différence importante quant à l'activité insecticide entre les positions ortho ou méta. En général il en est de même pour les substitutions par diméthylaminométhyle, bien que le m-isomère soit le plus efficace sur les chenilles.L'introduction d'un deuxième groupe alcoyle dans un N-méthylcarbamate de o- ou m-isopropylphényle change le spectre d'action. Un groupe 5-méthyle diminue beaucoup l'activité de l'o-isomère. Un groupe 5-isopropyle diminue l'activité sur les pucerons, mais pas sur les mouches. Quand un groupe 5-méthyle ou 5-isopropyle est introduit dans un N-méthylcarbamate de m-isopropyl-phényle l'activité est généralement augmentée. L'introduction d'un groupe 6-méthyle diminue toutefois l'activité sur les mouches, les pucerons et les chenilles, mais pas sur les Coléoptères et les araignées rouges.Les N-méthylcarbamates de phényle s'avèrent posséder une meilleure activité que les combinaisons N,N-diméthylcarbamates correspondantes. Une prolongation du groupe N-alcoyle diminue également l'activité.Les dérivés de N-méthylcarbamates de 2-diméthylamino-phényle ont une plus grande activité que les isomères méta correspondants. On trouve toutefois la meilleure activité dans les N-méthylcarbamates de 4-diméthylamino-phényle alcoylés. Tout groupe alcoyle, à condition d'être introduit en position 2-, 3-, ou 5-augmente l'activité insecticide. Les composés métasubstitués semblent encore un peu plus actifs que les dérivés d'o-alcoyle. La grande activité sur les pucerons contraste nettement avec la faible activité sur les mouches et les araignées rouges. Le seul dérivé présentant une bonne activité sur les araignées rouges est le N-méthylcarbamate de 3-isopropyl-4-diméthylamino-5-méthylphényle.Les N-méthylcarbamates de p-diméthylaminométhyl-phényle alcoylés présentent également une forte action insecticide, sauf sur les mouches. Le N-méthylcarbamate de 2, 3-diméthyl-4-diméthylaminométhyl-phényle présente la plus grande activité et le plus large spectre d'action.A partir des N-méthylcarbamates d'alcoylphényle l'introduction d'un groupe p-diméthylamino ou p-diméthylamino-méthyle augmente considérablement l'activité anticholinestérasique aussi bien que l'activité insecticide.