KR100201582B1 - 제초성 피리미딜옥시벤조산 옥심에스테르 유도체의제조방법 - Google Patents

제초성 피리미딜옥시벤조산 옥심에스테르 유도체의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 구조식(Ⅳ) 화합물을 용매중에서 하기 일반식(Ⅴ) 화합물과 반응시켜 하기 일반식(Ⅶ)의 중간체를 제조한 후, 이를 용매중에서 하기 구조식(Ⅵ)의 피리미딘 유도체와 반응시켜 하기 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기식에서, R1은 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C4알킬, C3-C6사이클로알킬, C1-C4알콕시, C2-C4알케닐옥시, C1-C4알킬티오, C1-C4알킬에 의해 치환되거나 비치환된 아미노, 아릴, 아릴옥시, C1-C4아실 또는 C1-C4아실옥시를 나타내고, n은 1 내지 5의 정수이며, R2는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C4알킬, C1-C4알콕시, C1-C4알킬티오, C1-C4알콕시카르보닐, C2-C4알케닐옥시카르보닐, 아릴메톡시카르보닐, 헤테로아릴메톡시카르보닐, C1-C4알킬아미노카르보닐, 디(C1-C4알킬)아미노카르보닐, 아릴메틸아미노카르보닐, 헤테로아릴메틸아미노카르보닐, 또는 R1에 의해 치환되거나 비치환된 페닐을 나타내고, R3는 (4,6-디메톡시피리미딘-2-일)의 불포화 헤테로교환을 나타내며, R은 수소 또는 알카리금속 양이온을 나타낸다.

Description

제초성 피리미딜옥시벤조산 옥심에스테르 유도체의 제조방법
본 발명은 제초성 피리미딜옥시벤조산 옥심에스테르 유도체의 신규한 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시 살리실리드를 이용하여 하기 일반식(Ⅰ)의 2,6-디(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조산의 옥심에스테르 유도체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기식에서, R1은 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C4알킬, C3-C6사이클로알킬, C1-C4알콕시, C2-C4알케닐옥시, C1-C4알킬티오, C1-C4알킬에 의해 치환되거나 비치환된 아미노, 아릴, 아릴옥시, C1-C4아실 또는 C1-C4아실옥시를 나타내고, n은 1 내지 5의 정수이며, R2는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C4알킬, C1-C4알콕시, C1-C4알킬티오, C1-C4알콕시카르보닐, C2-C4알케닐옥시카르보닐, 아릴메톡시카르보닐, 헤테로아릴메톡시카르보닐, C1-C4알킬아미노카르보닐, 디(C1-C4알킬)아미노카르보닐, 아릴메틸아미노카르보닐, 헤테로아릴메틸아미노카르보닐, 또는 R1에 의해 치환되거나 비치환된 페닐을 나타낸다.
일반식(Ⅰ) 화합물의 치환기에 대한 상기 정의에서 용어 알킬은 단독으로 사용될 때나 알킬티오 또는 알킬아미노카르보닐 등과 같이 합성어로 사용될때나, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 또는 여러가지의 부틸 이성체 등과 같은 직쇄 또는 측쇄 포화 탄화수소 래디칼을 의미하고; 용어 알콕시는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시 또는 여러가지의 부톡시 이성체를 의미하며; 용어 알케닐은 단독으로 사용될 때나 알케닐옥시와 같이 합성어로 사용될 때나 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐 또는 여러가지의 부테닐 이성체 등과 같은 직쇄 또는 측쇄 알켄을 의미하고; 용어 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 의미한다.
본 발명의 방법에 따라 제조되는 상기 일반식(Ⅰ)의 화합물은 본 발명자들에 의해 이미 유럽특허공개 제 658,549호로 출원된 바 있는 것으로서 화본잡초, 광엽잡초, 또는 일년생 잡초나 다년생 잡초에 걸쳐 광범위하게 탁월한 제초효과를 나타내며, 특히 직파벼에 대해서는 피를 포함한 문제의 일년생 및 다년생 잡초를 방제하는데 뛰어나다.
전술한 유럽특허출원에 개시된 일반식(Ⅰ) 화합물의 제조방법은 하기 반응도식 1에 나타난 바와 같이 2,6번 위치가 치환된 하기 구조식(Ⅱ)의 벤조산 화합물을 아릴케톤 옥심과 에스테르화 반응시키는 것이다. 그러나, 이 방법에서 출발물질로 사용된 구조식(Ⅱ)의 벤조산 화합물은 카르복실기가 입체적으로 심하게 감추어져 있으므로, 입체적으로 커다란 아릴케톤 옥심에 의한 에스테르화 반응시 통상의 반응조건하에서는 반응성에 한계가 있어 비경제적인 특수한 반응조건을 사용해야 하는 문제점이 있다.
반응도식 1 :
상기식에서, R1, R2및 n은 앞에서 정의한 바와 같다.
이에 본 발명자들은 전술한 제조방법이 갖는 문제점을 해결함으로써 보다 직접적이고 효율적인 방법을 개발하기 위해 집중적인 연구를 수행한 결과, 하기 구조식(Ⅳ)의 트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시살리실리드를 사용하여 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하면 이러한 목적을 달성할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
상기식에서, R3는(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)의 불포화 헤테로환을 나타낸다.
이하, 본 발명의 구성을 자세히 설명한다.
본 발명은 하기 반응도식 2에 나타낸 바와 같이, 용매중에서 하기 구조식(Ⅳ)의 화합물을 하기 일반식(Ⅴ)의 화합물과 반응시켜 하기 일반식(Ⅶ)의 중간체를 제조한 후, 이를 하기 구조식(Ⅵ)의 피리미딘 유도체와 반응시켜 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
반응도식 2 :
상기식에서, R1, R2, R3및 n은 앞에서 정의한 바와 같고, R은 수소 또는 알칼리금속 양이온을 나타낸다.
반응도식 2의 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 반응도식 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 방법은 구조식(Ⅳ) 화합물과 일반식(Ⅴ) 화합물을 반응시켜 일반식(Ⅶ)의 중간체를 제조하는 단계 1 및 제조된 중간체를 구조식(Ⅵ)의 피리미딘 유도체와 반응시켜 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하는 단계 2로 구성되어 있는데, 이때 단계 1의 반응이 완결된 후 중간체(Ⅶ) 화합물을 분리하지 않고 동일 반응용기내에서 연속적으로 구조식(Ⅵ)의 화합물과 반응시켜 일반식(I) 화합물을 제조할 수도 있고, 중간체(VII) 화합물중에서 R이 수소인 화합물 상태로 일단 분리한 다음, 이를 구조식(VI) 화합물과 반응시키는 불연속 공정으로도 일반식(Ⅰ) 화합물을 제조할 수 있다. 여기서, 연속공정이라 함은 단계 1에서 얻어진 일반식(Ⅶ) 화합물을 금속염 상태로 직접 구조식(Ⅳ)의 피리미딘 유도체에 적가하거나, 역으로 구조식(Ⅵ)의 피리미딘 유도체 용액을 반응 혼합체에 적가하는 경우를 일컫는다.
일반식(Ⅶ)의 중간체를 제조하는 단계 1 반응에서 반응물질로 R이 수소인 일반식(Ⅴ)의 옥심화합물을 사용하는 경우에는 추가로 염기 존재하에 반응을 진행시킨다. 사용가능한 염기로는 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수소화나트륨, 탄산수소나트륨 등의 무기염기를 언급할 수 있는데, 이중에서도 탄산칼륨 또는 수소화나트륨을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 용매로는 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르 등의 에테르류, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드 등의 극성 용매류, 디클로로메탄, 사염화탄소 등의 할로겐화탄화수소류, 벤젠, 톨루엔 등의 방향족탄화수소류를 사용할 수 있으며, 테트라하이드로푸란 또는 디메틸포름아미드가 바람직하게 사용된다. 반응온도는 상온 내지 150℃ 범위가 가능하나, 50 내지 90℃에서 바람직하게 반응을 진행시킬 수 있다.
일반식(Ⅴ)의 화합물중에서 R이 알칼리금속 양이온인 옥심염은 염기 및 용매의 존재하에 미리 그에 상응하는 옥심으로부터 제조, 분리하여 사용한다. 이때, 염기로는 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수소화나트륨, 탄산수소나트륨 등의 무기염기, 메톡시화나트륨, 에톡시화나트륨, t-부톡시화나트륨 등의 알콕시화나트륨류를 사용할 수 있는데, 탄산칼륨 또는 수소화나트륨이 바람직하며, 용매로는 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르 등의 에테르류, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드 등의 극성 용매류, 디클로로메탄, 사염화탄소 등의 할로겐화탄화수소류, 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류를 사용할 수 있으며, 그중 테트라하이드로푸란 또는 디메틸포름아미드가 바람직하다.
일반식(Ⅶ)의 중간체로부터 본 발명에서 목적하는 일반식(Ⅰ) 화합물을 제조하는 단계 2 반응에서, 용매로는 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르 등의 에테르류, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드 등의 극성 용매류, 디클로로메탄, 사염화탄소 등의 할로겐화탄화수소류, 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류를 사용할 수 있으며, 이중에서도 테트라하이드로푸란 또는 디메틸포름아미드가 바람직하게 사용된다. 이때, 단계 1 반응에서 사용한 것과 동일한 용매를 사용하는 것이 바람직하나 이것이 반드시 필요한 조건은 아니다. 또한, 반응을 불연속적으로 수행하여 R이 수소인 중간체(Ⅶ) 화합물로부터 단계 2 반응을 수행하는 경우에는 추가로 염기 존재하에 반응을 진행시킨다. 이때, 사용가능한 염기로는 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수소화나트륨, 탄산수소나트륨 등의 무기염기를 들 수 있고, 이중에서도 탄산칼륨 또는 수소화나트륨을 사용하는 것이 바람직하며, 일반식(Ⅶ)의 중간체에 대해 0.1 내지 4당량 사용한다. 반응온도는 단계 1 반응에서와 마찬가지로 상온 내지 150℃ 범위가 가능하나, 50 내지 90℃가 바람직하다.
이하, 본 발명을 하기 제조예 및 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1][아세토페논옥심 나트륨염의 합성]
60% 수소화나트륨 4.8g 및 테트라하이드로푸란 300㎖의 혼합물을 5℃이하로 유지하면서 아세토페논옥심 12g을 서서히 가한 후 상온에서 20분간 교반하였다. 반응 혼합물을 감압 증류하여 백색의 표제 화합물 13g을 수득하였다(수율 : 93.7%).
1H NMR(DMSO-d6, 270MHz); δ7.60(d, 2H), 7.16(t, 2H), 7.00(t, 1H), 1.97(s, 3H)
[제조예 2][트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시살리실리드의 합성]
2,6-디하이드록시벤조산 3.1g을 디클로로메탄 20㎖에 녹인 후, 반응 온도를 5℃로 유지하면서 티오닐클로라이드 4.7g을 적가하고, 승온시켜 30분 동안 환류시켰다. 반응물을 감압 증류한 후, 질소를 투입하여 티오닐클로라이드를 완전히 제거하였다. 반응물에 디클로로메탄 20㎖를 투입하고, 1,8-디아자바이사이클로[5,4,0]운데세-7-엔(DBU) 6.2g을 적가한 후, 1시간 동안 환류시켰다. 반응이 완결된 후, 계속적으로 탄산칼륨 4.2g, 4,6-디메톡시-2-메탄설포닐피리미딘 4.4g을 투입한 후, 환류하면서 5시간 동안 교반하여 반응을 완결시켰다. 반응의 완결을 확인한 후, 용매를 감압 증류하여 게거함으로써 실리카겔 상에서 순수한 표제 화합물 3.8g을 수득하였다(수율 : 69.3%).
1H NMR(CDCℓ3, 270 MHz); δ7.49(t, 3H), 7.26(d, 3H), 6.87(d, 3H), 5.82(s, 3H), 3.83(s, 18H)
[실시예 1][2,6-디(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조산 아세토페논 옥심에스테르의 합성]
제조예 2에서 수득한 트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시살리실리드 8.2g의 디메틸포름아미드 30㎖용액에 제조예 1에서 수득한 아세토페논옥심 나트륨염 4.6g을 디메틸포름아미드 30㎖에 용해시킨 용액을 실온에서 적가한 후 30분간 교반하였다. 반응혼합물을 4,6-디메톡시-2-메탄설포닐피리미딘 6.5g 및 탄산칼륨 0.4g의 디메틸포름아미드 용액 20㎖에 적가하였다. 반응온도를 80 내지 85℃로 유지하면서 1시간동안 교반한 후 용매를 감압증류하였다. 물과 디클로로메탄을 가하여 추출한 유기층을 무수망초로 건조시키고 감압 증류한 후 아세톤으로 재결정하여 백색고체의 표제화합물 13.5g을 수득하였다(수율 : 82.5%).
1H NMR(CDCℓ3, 270 MHz); δ7.19-7.62(m, 8H), 5.73(s, 2H), 3.78(s, 12H), 2.26(s, 3H)
[실시예 2][2,6-디(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조산 벤조페논옥심에스테르의 합성]
60% 수소화나트륨 0.5g 및 제조예 2에서 수득한 트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시살리실리드 2.7g을 디메틸포름아미드 20㎖에 가하고, 혼합액의 온도를 5℃로 유지하였다. 벤조페논옥심 2.0g을 디메틸포름아미드 10㎖에 용해시킨 것을 상기 반응혼합물에 적가하고, 상온에서 20분간 교반하였다. 반응이 완결된 후, 전체 혼합물을 4,6-디메톡시-2-메탄설포닐피리미딘 2.2g 및 탄산칼륨 0.2g의 디메틸포름아미드 용액 15㎖에 적가하였다. 반응 온도를 80℃로 유지하면서 2시간 동안 교반한 다음 용매를 감압증류하였다. 이후, 실시예 1에서와 동일하게 실시하여 표제 화합물 4.7을 수득하였다(수율 : 78.5%).
1H NMR(CDCℓ3, 270 MHz); δ7.10-7.48(m, 13H), 5.72(s, 2H), 3.72(s, 12H)
[실시예 3][2,6-디(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조산 벤조알독심 에스테르의 합성]
60% 수소화나트륨 0.5g 및 제조예 2에서 수득한 트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시살리실리드 2.7g을 디메틸포름아미드 20㎖에 가하고, 혼합액의 온도를 5℃로 유지하였다. 벤즈알데히드옥심 1.2g을 디메틸포름아미드 10㎖에 용해시킨 용액을 상기 반응혼합물에 적가하고, 상온에서 20분간 교반하였다. 반응이 완결된 후, 전체 혼합물을 4,6-디메톡시-2-메탄설포닐피리미딘 2.2g 및 탄산칼륨 0.2g의 디메틸포름아미드 용액 20㎖에 적가하였다. 반응 온도를 80℃로 유지하면서 2시간 동안 교반한 다음 용매를 감압증류하였다. 이후, 실시예 1에서와 동일하게 실시하여 표제 화합물 4.9g을 수득하였다(수율 : 93.4%).
1H NMR(CDCℓ3, 270 MHz); δ8.09(s, 1H), 7.20-7.61(m, 8H), 5.73(s, 2H)
[실시예 4][2,6-디(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조산 4-니트로벤즈알독심에스테르의 합성]
60% 수소화나트륨 0.5g 및 제조예 2에서 수득한 트리-6-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시살리실리드 2.7g을 디메틸포름아미드 20㎖에 가하고, 혼합액의 온도를 5℃로 유지하였다. 4-니트로벤즈알독심 1.7g을 디메틸포름아미드 10㎖에 용해시킨 용액을 상기 반응혼합물에 적가하고, 반응온도를 실온으로 승온시켜 20분간 교반하였다. 이 반응 혼합물에 4,6-디메톡시-2-메탄설포닐피리미딘 2.2g 및 탄산칼륨 0.2g을 가하고 반응 온도를 80~85℃로 올려 3 내지 4시간동안 교반한 다음 용매를 감압증류하였다. 이후, 실시예 1에서와 동일하게 실시하여 표제 화합물 4.7g을 수득하였다(수율 : 73.0%).
1H NMR(CDCℓ3, 270 MHz); δ7.21-8.27(m, 8H), 5.74(s, 2H), 3.79(s, 12H)

Claims (6)

  1. 하기 일반식(Ⅴ) 화합물을 R이 수소인 경우에는 염기 및 용매중에서, R이 알칼리금속 양이온인 경우에는 용매중에서 하기 일반식(Ⅳ) 화합물과 반응시켜 하기 일반식(Ⅶ)의 중간체를 제조한 후 이를 용매중에서 하기 구조식(Ⅵ)의 피리미딘 유도체와 반응시켜 하기 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하는 방법.
    상기식에서, R1은 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C4알킬, C3-C6사이클로알킬, C1-C4알콕시, C2-C4알케닐옥시, C1-C4알킬티오, C1-C4알킬에 의해 치환되거나 비치환된 아미노, 아릴, 아릴옥시, C1-C4아실 또는 C1-C4아실옥시를 나타내고, n은 1 내지 5의 정수이며, R2는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C4알킬, C1-C4알콕시, C1-C4알킬티오, C1-C4알콕시카르보닐, C2-C4알케닐옥시카르보닐, 아릴메톡시카르보닐, 헤테로아릴메톡시카르보닐, C1-C4알킬아미노카르보닐, 디(C1-C4알킬)아미노카르보닐, 아릴메틸아미노카르보닐, 헤테로아릴메틸아미노카르보닐, 또는 R1에 의해 치환되거나 비치환된 페닐을 나타내고, R3는 (4,6-디메톡시피리미딘-2-일)의 불포화 헤테로교환을 나타내며, R은 수소 또는 알카리금속 양이온을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 용매가 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 디클로로메탄, 사염화탄소, 벤젠 및 톨루엔 중에서 선택된 1종 이상인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 염기가 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수소화나트륨 및 탄산수소나트륨 중에서 선택된 1종 이상인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 일반식(Ⅰ) 화합물을 제조하는 단계에서 염기를 일반식(Ⅶ)의 중간체에 대해 0.1 내지 4당량 사용하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 반응을 상온 내지 150℃ 온도범위에서 수행하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 반응을 50 내지 80℃ 온도범위에서 수행하는 방법.
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