KR102580206B1

KR102580206B1 - 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물

Info

Publication number: KR102580206B1
Application number: KR1020200177113A
Authority: KR
Inventors: 최춘환; 홍성수; 최윤혁; 정연우; 차한나
Original assignee: 재단법인 경기도경제과학진흥원
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2023-09-20
Also published as: KR20220087615A

Abstract

본 발명은 닭진드기에 대해서 90% 이상의 살충 효과를 보이는 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물을 개시한다.

Description

2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물{Insecticidal and Miticidal Composition of Red Poultry Mite Using 2,3-dihydroxypropyl docosanoate}

본 발명은 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물에 관한 것이다.

과거 수십 년간 사용되어 오던 화학 농약들은 해충들에 내성이 생겨 시간이 지날수록 더 많은 양의 농약을 사용하거나 보다 치명적인 맹독성의 농약을 사용하여야만 방제효과를 얻을 수 있게 되었다. 이는, 환경문제를 더욱 심각하게 만들고 있을 뿐만 아니라, 농작물을 직접 섭취하는 인체에도 치명적인 위해 요인으로 작용하는 심각한 사회문제를 야기하고 있다.

최근에는 계란에서 인체에 유해한 농약 성분이 발견되어 큰 사회적 문제가 되고 있다. 이는, 닭진드기를 구제하기 위해 살포하는 살충제에 의한 것으로 나타나고 있으며, 결국 계란의 소비가 줄어들고 농식품 생산액에 큰 비중을 차지하고 있는 산란계 산업까지 흔들리고 있다.

닭진드기(Dermanyssus gallinae)는 양계장에서 경제적 손실을 많이 주는 전 세계적으로 분포하는 외부 기생충이다. 이 종은 흔히 닭, 야생 조류를 비롯한 설치류에 기생하여 흡혈하는 해충으로 계사에 잘 번성하고 산란계에서 빈혈, 생산력 감소 그리고 심지어는 사망에 이르게까지 할 수 있어 가장 중요한 흡혈성 기생충이다. 또한 가금스피로헤타증(avian spirochetes), 수두바이러스, 뉴캐슬바이러스, 추백리, 가금티푸스 그리고 콜레라의 매개충이기도 하다.

이와 같이 양계장에서 가장 위협적인 이들을 방제하기 위해 주로 화학적 방제에 의존해 왔다. 가장 빈번히 사용되고 있는 살충제들은 카바릴(carbaryl), 다이아지논(diazinon), 디클로르보스(dichlorvos), 퍼메스린(permethrin), 그리고 이산화항 등을 포함하고 있다.

현재 국내에서는 닭진드기의 방제에 사용되는 약제로는 피레트로이드(pyrethroid)계, 카바메이트(carbamate)계, 유기인계 농약(organophosphorus)계가 대표적이며, 최근 페닐피라조에(phenylpyrazoe)계의 피프로닐(fipronil)도 사용되고 있다. 국내 동물약품회사에서는 포름산(formic acid) 및 2-tert-butyl-5-(4-tert-butylbenzylthio)-4-chloropyridazin-3(2H)-one 가 함유된 "와구프리"라는 제품을 출시하였지만, 내성으로 인해서 Bifenthrin(2-methyl[1,1'-biphenyl]-3-yl-methyl3-(2-chloro-3,3,3-trifluoro-1-propenyl2 및 2-dimethylcyclopropanecarboxylate가 함유된 "와구프리블루"라는 제품을 출시하였다.

한편, 일부 산란계 농장에서는 음성적으로 농업용 화학유기농약인 살충제를 무분별하게 사용하고 있다. 국외에서는 식물오일성분을 이용하여 훈증법으로 방제하고 있으며, 국내와 마찬가지로 화학 살비제를 사용하고 있다. 즉, 닭진드기를 위해서 현재 화학제를 사용하거나 음성적으로 농작물의 해충을 억제하는 유기합성농약 살충제를 대체 사용하는 경우가 많아, 농장에서 생산되는 축산물에 유해 화학물질 또는 농약 성분이 잔류할 수 있으므로 이를 섭취하는 국민 건강에 악영향을 줄 수 있다.

이에 따라 친환경 농업을 실현하기 위한 저독성, 무독성 또는 무공해성의 천연 농약 또는 생물 농약의 필요성이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 최근, 화학 농약을 대체하기 위한 천연 농약 및 천적 미생물 등 생물농약의 연구가 활발하게 진행되고 있음에도 불구하고, 대부분의 천연 농약 및 천적 미생물들이 방제효과가 미약하거나 효과가 극히 제한적이다. 또한, 가격이 고가인 관계로 실효성 및 경제성이 없어 농민들로부터 호응을 얻지 못함으로써 친환경 농업을 실현하기 위한 화학 농약의 대체 물질로서 성공하지 못하고 있다. 따라서 인간과 동식물에는 무해한 환경 친화적이면서도, 취급이 용이하여 생산 가격이 낮고, 방제가가 높은 살충제의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 대한약전외한약(생약)규격집에 등재된 약재인 조협(Gleditsiae Fructus) 추출물에서 분리된 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트의 닭진드기에 대한 살충 활성을 개시한다.

본 발명의 목적은 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.

본 발명은 아래의 실시예에서처럼 조협 추출물에서 분리한 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트가 닭진드기에 대해서 90% 이상의 살충 효과를 보임을 확인함으로써 완성된 것이다. 상기 조협은 대한약전외한약(생약)규격집에 등재된 약재로 해당 규격집에 따를 때, 콩과 (Leguminosae)에 속하는 조각자나무(Gleditsia sinensis Lamark) 또는 주엽나무(Gleditsia japonica Miquel)의 열매를 의미한다.

본 발명의 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물은 아래 <화학식 1>의 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 유효성분으로 포함함을 특징으로 한다.

<화학식 1>

본 명세서에서 "유효성분"이란 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.

본 발명의 조성물은 유효성분 이외에 관련 기술분야에서 허용되는 고체 담체, 액체 담체 또는 가스상 담체를 포함하여 당업계에 공지된 통상의 방법으로 그 적용 유형에 따라 임의의 제형으로 제조될 수 있다. 구체적으로는 액제, 유제, 수화제(wettable powder), 수용성 분말(water soluble powder), 수분산성 과립제(water dispersible granule), 수용성 과립제(water soluble granule), 현탁제(suspension), 에멀젼(emulsion), 분제(dustable powder), 입제(granule), 정제(tablet), 유화성 겔제(emulsifiable gel), 스프레이제, 훈증제, 에어로졸제, 연막제 등 임의의 제형으로 제조될 수 있다.

본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 고체 담체로서는 천연 광물질, 소성된 천연 광물질, 무기염류, 당류, 유기물질, 식물류의 분말 등이 사용될 수 있는데, 구체적으로 석영, 방해석, 해포석, 돌로마이트, 쵸크, 카올리나이트, 파일로필라이트, 셀리사이트, 할로사이트, 메타할로사이트, 목절점토, 와목점토, 도석, 디클라이트, 알로펜, 시라스, 운모, 탈크, 벤토나이트, 활성백토, 산성백토, 경석, 아타펄자이트, 제올라이트, 규조토 소성 클레이, 펄라이트, 시라스벌룬, 버미큘라이트, 아타펄거스 클레이, 소성 규조토, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 황산암모늄, 황산나트륨, 황산마그네슘, 인산수소이암모늄, 인산이수소암모늄, 염화칼륨, 포도당, 과당, 자당 및 유당, 전분, 분말 셀룰로오스, 덱스트린, 요소, 요소 유도체, 안식향산, 안식향산 염, 목분, 코르크분, 옥촉서이삭축, 호두 껍질, 담배 줄기, 플라이애시, 화이트카본(예컨대, 함수 합성 실리카, 무수 합성 실리카, 함수 합성 실리케이트 등), 비료 등이 사용될 수 있다.

또 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 액체 담체로서는 방향족 탄화수소류, 지방족 탄화수소류, 알콜류, 에테르류, 에스테르류, 아미드류, 유지 등이 사용될 수 있는데, 구체적으로 자일렌, 알킬벤젠, 페닐자일릴에탄, 알킬나프탈렌, 기계유, 노르말파라핀, 이소파라핀, 나프텐, 에탄올, 이소프로판올, 시클로헥산올, 페녹시에탄올, 벤질알코올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 프로필셀로솔브, 부틸셀로솔브, 페닐셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜, 모노페닐에테르, 아세토페논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, 지방산메틸에스테르, 석신산디알킬에스테르, 글루타민산디알킬에스테르, 아디프산디알킬에스테르 및 프탈산디알킬에스테르, N-알킬피롤리돈, 대두유, 아마씨유, 채종유, 야자유, 면실유, 피마자유, 디메틸설폭사이드, 물 등이 사용될 수 있다.

또 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 가스상 담체로서는 공기, 질소, 이산화탄소, 디메틸에테르, 부탄, 프로판, 할로겐화 탄화수소 등이 예시될 수 있다.

본 발명의 조성물은 유효성분과 상기 담체 성분 이외에 필요할 경우 계면활성제, 분산제, 습윤제, 부동제, 증점제, 보존제, 전착제, 착색제, 안정화제 등 하나 이상의 보조제를 추가로 포함할 할 수 있다.

계면활성제로서는 비온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성 등 임의의 계면활성제가 모두 사용될 수 있는데, 구체적으로 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌스티릴페닐에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록코폴리머, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르, 피마자유에틸렌옥사이드 부가물, 아세틸렌글리콜, 아세틸렌알코올, 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 아세틸렌알코올의 에틸렌옥사이드 부가물, 알킬글리코사이드 등의 비이온성 계면활성제, 알킬황산에스테르염, 알킬벤젠설폰산염, 리그닌설폰산염, 알킬설포석신산염, 나프탈렌설폰산염, 알킬나프탈렌설폰산염, 나프탈렌설폰산의 포르말린 축합물의 염, 알킬나프탈렌설폰산의 포르말린 축합물의 염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산 또는 인산에스테르염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산 또는 인산에스테르염, 폴리옥시에틸렌스티릴페닐에테르황산 또는 인산에스테르염, 폴리카르본산염, 폴리스티렌설폰산염, 알킬아민염, 알킬암모늄염, 실리콘계 계면활성, 불소계 계면활성제 등이 사용될 수 있다.

또 분산제로서는 비이온성 분산제(에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록중합체, 알킬페놀 폴리글리콜에테르, 트리스티릴페놀 폴리글리콜 등), 음이온성 분산제(리그닌술폰산, 나프탈렌술폰산, 페놀술폰산, 디부틸나프탈렌술폰산, 알킬아릴술포네이트, 알킬 술페이트, 알킬술포네이트 등) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 습윤제로서는 알킬나프탈렌 술포네이트(특히 디이소프로필나프탈렌술포네이트 또는 디이소부틸나프탈렌술포네이트)를 사용할 수 있고, 부동제로서는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 등을 사용할 수 있고, 증점제로서는 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로즈 유도체, 폴리아크릴산 유도체, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시비닐 중합체, 고순도 벤토나이트, 잔탄검, 개질된 점토, 잔탄검, 구아검, 디우탄검, 전분 유도체 등을 사용할 수 있으며, 보존제로서는 디클로로펜, 이소티아졸렌, 벤질 알코올 등을 사용할 수 있다.

또 전착제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌아민, 폴리에틸렌아미드, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르 등을 사용할 수 있고, 착색제로는 산화철, 산화티탄, 프러시안 블루 등의 무기 안료나, 알리자린 염료, 아조 염료, 금속 프탈로시아닌 염료 등의 유기 안료 등을 사용할 수 있고, 안정화제로서는 벤조산나트륨, 소르브산칼륨, 파라-히드록시벤조산 에스테르, 1,2-벤조티아졸린-3-온, 포르말린 용액 등의 방부제, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린 등의 다가 알코올과 같은 동결 해소제, 전분, 알긴산, 만노스, 갈락토스, 폴리비닐피롤리돈, 에스테르 검, 동결 억제제, 제올라이트, 산화칼슘, 산화마그네슘 등의 건조제, 페놀계 산화방지제, 아민 산화방지제, 황 산화방지제, 인산 산화방지제 등의 산화 방지제, 벤조페논계 자외선 흡수제 등의 자외선 흡수제 등의 분해 억제제 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물에서, 그 유효성분은 이들 제제에서 그 제제 유형이나 그에 따른 제제화 방법에 따라 0.01 내지 20 중량％의 범위, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량％의 범위로 포함될 수 있다.

제제 유형이나 담체, 보조제와 관련하여 더 구체적인 것은 문헌["Catalogue of Pesticide Formulation Types and International Coding System" Technical Monograph, 5th Edition by CropLife International (2002)], 문헌[Crop Life International and in Pesticide Specifications, Manual on development and use of FAO and WHO specifications for pesticides, FAO Plant Production and Protection Papers - 173, prepared by the FAO/WHO Joint Meeting on Pesticide Specifications, 2004, ISBN: 9251048576], 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995], 문헌[농약 제제 가이드, 일본 농약학회·시용법연구회편, 사단법인 일본 식물방역협회 발행, 1997년] 등을 참조할 수 있다. 이들 문헌들은 본 명세서에서 인용되는 다른 문헌들과 함께 본 명세서의 일부로서 간주된다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 닭진드기 살충·살비 방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은 전술한 바의 본 발명의 살충·살비제 조성물을 닭진드기와 접촉시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법에서, 접촉은 닭진드기에 감염된 닭에 직접 본 발명의 조성물을 분무, 분사, 도포시켜 이루어질 수 있다. 이 경우 본 발명의 살충제 조성물 자체만을 사용할 수 있으나, 다른 살충제, 살선충제, 살비제, 동물용 사료 등과 혼합하여 사용할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명의 조성물은 천연물인 조협 추출물에서 분리된 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 이용한다는 점에서 보다 친환경적이고 살충제 잔류에 따른 안전성 문제가 적은 효과를 가질 수 있다.

도 1은 조협 추출물로부터 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트의 분리 과정 모식도이다.
도 2는 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트 ESI-MS 데이터이다.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예> 조협 추출물로부터 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트의 분리 및 동정

조협(조각자나무 열매) 건조 분말에 10배 중량의 70% 에탄올을 가하고 24시간 상온에서 침출시킨 후, 여과하고 감압농축 및 동결건조하여 분말상의 조협 추출물을 얻었다.

상기 70% 에탄올 추출물을 증류수에 현탁한 후, 각각 동량의 노르말 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 및 노르말 부탄올로 순차적으로 분획한 다음, 감압 농축하여 각 분획물을 얻었다. 이중 노르말 헥산 분획물에 대하여 실리카겔(HP silica, 220g, Teledyne Isco, Inc.) 컬럼에 클로로포름과 메탄올 이동상(0~10% 메탄올)으로 중압액체크로마토그래피(MPLC)를 실시하여 화합물 1을 분리하였다. 도 1에 화합물 1(Comp. 1)의 분리 과정의 모식도를 나타내었다.

상기 분리된 화합물 1의 분자량을 측정하기 위하여 ESI-MS(electrospray ionization mass spectrometer, Thermo Scientific™, USA)를 사용하였으며, 구조를 규명하기 위하여 핵자기분광기(NMR, Bruker Co, 700 MHz)를 사용하였다. 상기 화합물을 NMR 전용 용매(CDCl3, Merck Co)에 녹여 5mm NMR 튜브 내에 넣고 ¹H NMR 및 ¹³C NMR을 측정하였다.

화합물 1은 아래의 ¹H NMR, ¹³H NMR 데이터, 도 2의 ESI-MS 데이터로부터 분자량이 414.67이고 분자식이 C₂₅H₅₀O₄인 상기 <화학식 1>의 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트(2,3-dihydroxypropyl docosanoate)로 동정되었다.

NMR 데이터

¹H-NMR (CDCl₃, 700MHz) δ 4.20 (1H, dd, J = 4.9, 11.9 Hz, H-1'a), 4.14 (1H, dd, J = 6.3, 11.9 Hz, H-1‘b), 3.93 (1H, m, H-2') 3.70 (1H, dd, J = 4.2, 11.9 Hz, H-3'a), 4.13 (1H, dd, J = 6.3, 11.9 Hz, H-3‘b), 2.35 (2H, t, J = 7.7 Hz, H-2), 1.63 (2H, t, J = 7.0 Hz, H-3), 1.23 - 1.31 (36H, m), 0.88 (3H, t, J = 7.0 Hz, H-22)

¹³C-NMR (CDCl₃, 175 MHz) δ 174.4 (C-1), 70.27 (C-2'), 65.15 (C-1'), 63.32 (C-2'), 34.16 (C-2), 31.93 (C-20), 29.70 - 29.14, 24.91 (C-3), 22.70(C-21), 14.14 (C-22).

<실험예> 닭진드기에 대한 살충·살비 활성

닭진드기 공시충 20 마리를 곤충배양접시(breeding dish, 50×15mm)에 붓으로 떠서 접종하고, 접종 후 바로 시료(분말상의 상기 화합물을 클로로포름에 녹인후 메탄올을 클로로포름 대비 7:3(v/v)으로 첨가하여 1,000ppm 농도로 조제한 시료)를 스프레이로 3회 직접 분사하였다. 대조군은 클로로포름과 메탄올 혼합용매를 스프레이로 분사하였다. 다음 뚜껑을 덮고 진드기가 기어나오지 못하도록 파라필름(Parafilm)으로 실링하였다. 24시간 후 움직이지 못하는 개체수를 죽은 수로 판단하여 치사율을 구하였다. 다만 대조군의 치사율이 5% 이상일 때는 아래의 아보트 공식(Abbott's formula)을 사용하였다.

보정살충률 = (처리군의 치사율 - 대조군의 치사율)/(100 - 대조군의 치사율) × 100

실험은 3개의 곤충배양접시에 대해서 수행하고 결과를 평균값과 표준편차로 산출하였다.

양성대조군은 기존 살충제인 에코갈리((주)비오지노키, 한국 경기)을 사용하였다.

결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

구분	1,000ppm (1차실험)	1,000ppm (2차실험)
화합물 1	93 ± 12	100 ± 0
대조군	3 ± 12	15 ± 7
에코갈리 200배	82 ± 12	87 ± 18

상기 표 1은 상기 화합물인 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트이 1,000ppm의 농도에서 90% 이상의 높은 살충 활성을 보임을 보여준다.

Claims

조협 추출물에서 분리된 2,3-디하이드록시프로필도코노에이트를 유효성분으로 포함하는 닭진드기에 대한 살충·살비제 조성물.
삭제
제1항의 살충·살비제 조성물을 닭진드기와 접촉시키는 단계를 포함하는 닭진드기의 살충·살비 방법