KR19980703363A - 피라졸 유도체 - Google Patents

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KR19980703363A
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미쓰루 시바타
마사시 사카모토
히데키 가마노
히로시 야마모토
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도미나가 가즈토
이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 하기 일반식 (I)의 피라졸 유도체 및 이를 유효성분으로서 함유하는 제초제에 관한 것이다. 본 발명에 의해, 경엽 처리 및 토양 처리에 있어서 극도로 우수한 작물-잡초 선택성을 나타내는 신규 피라졸 유도체 및 이를 유효성분으로서 함유하는 제초제가 제공된다:
[화학식 I]

Description

피라졸 유도체
벼, 소맥, 대맥, 옥수수, 대두, 면, 비트(beet) 등 중요한 작물을 잡초해로부터 지키고, 수율을 증가시키기 위해 제초제를 사용하는 것은 불가피한 일이다. 특히 최근에는 이들 유용작물과 잡초가 혼재하는 농경지에 있어서, 작물과 잡촉의 경엽부에 동시 처리해도 작물에 대해 해를 주지 않고, 잡초만을 선택적으로 죽이는 선택성 제초제가 요구되고 있다.
종래, 옥수수 등의 재배시에는 트리아진계 제초제인 아트라진 또는 산 아닐리드계 제초제인 알라클로 및 메톨라클로가 주로 토양 처리제로서 사용되어 왔으나, 이들 제초제는 높은 약제량을 필요로 하고 지하수 오염 등의 환경문제를 일으키고 있다.
또한, 최근에는 토양보전을 목적으로 하는 비경작 재배가 성행하고 있다. 「비경작 재배」는 밭을 경작하지 않고 작물을 재배하는 방법으로, 통상적인 경작 재배에 반대되는 것이다. 경작 재배에 있어서, 밭을 경작함으로써 빗물 등에 의해 비옥한 표토가 유출되는 것은 농업상의 큰 문제임과 동시에 초토화의 일종으로도 되는 등의 문제가 있다. 한편, 비경작 재배는 표토 유출의 문제는 없으나, 경작하지 않음으로써 토양이 딱딱해지고 약제가 토양중에 침투하기 어려워 토양 처리제의 효과가 저하된다. 따라서, 비경작 재배에 있어서, 특히 토양 처리에 있어서, 낮은 약제량으로 높은 제초효과를 나타내고, 또한 단일 제제로서 경엽 처리제로도 사용가능한 제초제가 필요로 된다.
국제 공개공보 제 WO94/01431 호는 제초 활성을 갖고, 티오크로만 환을 갖는 하기 일반식 (A)의 피라졸 유도체를 개시하고 있다:
[화학식 A]
상기 식에서, X1및 X2는 C1-C4알킬기이고; X2의 치환수를 나타내는 p는 0 또는 1이다(기타 기호의 설명은 생략한다).
상기 국제 공개공보중의 대표 화합물 (B)의 구조식은 하기와 같다:
[화학식 B]
상기 화합물 (B)를 옥수수, 소맥, 대맥 등의 재배 작물에 대해 1 내지 2엽기에 처리하는 경우에는 재배 작물에 해를 주지 않고 우수한 작물-잡초 선택성을 보이나, 3 내지 4엽기에 처리하는 경우에 작물에 미치는 해에 대해서는 개선의 여지가 있다.
발명의 개시
본 발명은 경엽 처리, 특히 비경작 재배의 경엽 처리에 있어서, 옥수수 등의 재배 작물에 대해 안전하고, 낮은 약제량으로 광범위한 잡초가 방제가능한 선택성이 높은 제초활성을 갖는 신규 피라졸 유도체를 제공하는 것을 제공하는 것을 첫 번째 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규한 피라졸 유도체를 제조하기 위해 유용한 중간체 화합물을 제공하는 것을 두 번째 목절으로 하고, 또한 상기 신규한 피라졸 유도체를 유효성분으로서 함유하는 제초제를 제공하는 것을 세 번째 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성할 수 있는 신규한 피라졸 유도체를 개발하고자 예의 연구를 계속한 결과, 상기 국제 공개공보의 피라졸 유조체의 구조식중의 X1및 X2중 임의의 하나 또는 둘다를 C1-C4알킬기 이외의 치환기로 변환시킨 화합물이 경엽 처리 또는 토양 처리의 경우에 낮은 약제량으로 광범위한 잡초에 대해 현저하게 강한 살균력을 갖고, 또한 중요작물인 소맥, 대맥, 옥수수, 대두, 면, 비트, 벼 등에 대해 높은 안전성을 갖고, 우수한 작물-잡초 선택성을 보임을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명의 첫 번째 목적은 하기 일반식 (I)의 피라졸 유도체(이하, 「피라졸 유도체 (I)」이라 칭함)에 의해 달성된다:
[화학식 I]
상기 식에서, R1은 C1-C4알킬기, C2-C4알케닐기 또는 C2-C4할로알케닐기이고; R2는 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고; X는 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C2-C4알콕시알킬기, 할로겐 원자, C1-C4알콕시기 또는 C1-C4할로알콕시기이고; R3은 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C3-C6사이클로알킬기, C3-C6알케닐알킬기, C3-C6알키닐알킬기, C3-C6할로알케닐알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고; R4내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고; n 및 p는 0, 1 또는 2의 정수이고; Q는 수소 원자 또는 기 -A-B이고; A는
이고(여기서, R8및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C4알킬기이다);
B는 C1-C12알킬기, C3-C10사이클로알킬기 또는 기
이나(여기서, Y는 C1-C4알킬기, C1-C4알콕시기, C1-C4할로알킬기, 니트로기 또는 할로겐 원자이고; m은 0, 1 또는 2의 정수이다); 단, p가 1이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 및 p가 2이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우, X는 C1-C4알킬기가 아니고 R4내지 R7은 모두 수소 원자가 아니다.
본 발명의 두 번째 목적은 하기 일반식 (Ⅲ)의 카복실산(이하, 「카복실산 (Ⅲ)」라 칭함)에 의해 달성된다:
[화학식 Ⅲ]
상기 식에서, X는 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C2-C4알콕시알킬기, 할로겐 원자, C1-C4알콕시기 또는 C1-C4할로알콕시기이고; R3은 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C3-C6사이클로알킬기, C3-C6알케닐알킬기, C3-C6알키닐알킬기, C3-C6할로알케닐알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고; R4내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고; n 및 p는 0, 1 또는 2의 정수이나; 단, p가 1이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 및 p가 2이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우, X는 C1-C4알킬기가 아니고 R4내지 R7은 모두 수소 원자가 아니다.
본 발명의 세 번째 목적은 하기 일반식 (I)의 피라졸 유도체를 유효성분으로서 함유하는 제초제(이하, 「본 발명의 제초제」라 칭함)에 의해 달성된다.
본 발명은 피라졸 유도체 및 이 피라졸 유도체를 유효 성분으로 하는 제초제에 관한 것이다.
우선, 본 발명의 신규한 피라졸 유도체에 대해 설명한다.
본 발명의 신규한 피라졸 유도체는 하기 일반식 (I)의 화합물이다:
[화학식 I]
식 (I)에서, R1은 C1-C4알킬기, C2-C4알케닐기 또는 C2-C4할로알케닐기이다. C1-C4알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기를 들 수 있다. C2-C4알케닐기의 구체적인 예로는 비닐기, 아릴기, 2-프로페닐기, 1-부티레닐기, 2-부티레닐기들 들 수 있다. C2-C4할로알케닐기는 C2-C4알케닐기의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(예: 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자, 요오드 원자)로 치환된 기로서, 구체적인 예로는 -CH=CHF, -CH=CHCl, -CH=CHBr, -CF=CHF, -CCl=CHCl, -CF=CF2,-CH=CH-CH=CHF 등을 들 수 있다.
R1은 바람직하게는 C1-C4알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기 또는 에틸기이다.
식 (I)에서, R2는 소소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이다. C1-C4알킬기의 구체적인 예로는 R1에서 설명한 것과 동일하다. C1-C4할로알킬기는 R1에서 설명한 C1-C4알킬기의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(예: 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자, 요오드 원자)로 치환된 기로서, 구체적인 예로는 -CH2F, -CHF2, -CF3, -CH2CF3, -C2F5, -CH2Cl, -CCl3, -CHCl-CH3, -CH2CH2Cl, -CHClCH2Cl, -CH2Br, -CHBrCH3, -CH2CH2Br, -CH2I 등을 들 수 있다. C2-C4알콕시알킬기의 구체적인 예로는 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 에톡시메틸기, n-프로폭시메틸기, i-프로폭시메틸기 등을 들 수 있다.
R2는 바람직하게는 수소 원자 또는 C1-C4알킬기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다.
식 (I)에서, X는 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C2-C4알콕시알킬기, 할로겐 원자, C1-C4알콕시기 또는 C1-C4할로알콕시기이다. C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 및 C2-C4알콕시알킬기의 구체적인 예는 R1또는 R2에서 설명한 것과 동일하다. 바람직한 C1-C4할로알킬기의 구체적인 예는 트리플루오로메틸기이다. 할로겐 원자의 구체적인 예로는 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다. C1-C4알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, i-프로폭시기, n-부톡시기, i-부톡시기 등을 들 수 있다. C1-C4알콕시기의 바람직한 구체적인 예는 메톡시기이다. C1-C4할로알콕시기는 상기 C1-C4알콕시기의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(예: 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자, 요오드 원자)로 치환된 기로서, 구체적인 예로는 -OCH2F, -OCHF2, -OCF3, -OCH2CF3, -OC2F5, -OCH2Cl, -OCCl3, -OCHCl-CH3, -OCH2CH2Cl, -OCHClCH2Cl, -OCH2Br, -OCHBrCH3, -OCH2CH2Br, -OCH2I 등을 들 수 있다.
X는 바람직하게는 C1-C4알킬기 또는 할로겐 원자이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 염소 원자 또는 불소 원자이다.
또한 X의 치환위치는 티오크로만 환의 5, 7 및 8위치가 가능하나, 5위치 및/또는 8위치가 바람직하다.
식 (I)에서, p는 X의 치환수를 나타내고, 0, 1 또는 2의 정수이다. p는 바람직하게는 1 또는 2이다.
p가 1, 즉 티오크로만 환에 1개의 X가 치환되어 있는 경우, X의 바람직한 치환위치는 티오크로만 환의 5위치이다. p가 1인 경우, 바람직하게는 X는 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기(바람직하게는 트리플루오로메틸기), 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자) 또는 C1-C4알콕시기(바람직하게는 메톡시기)이다. 특히 바람직하게는 메틸기 또는 염소원자이다.
p가 2, 즉 티오크로만 환에 2개의 X가 치환되어 있는 경우, 2개의 X의 바람직한 치환위치는 티오크로만 환의 5 및 8위치이다. p가 2인 경우의 2개의 X의 바람직한 조합은 티오크로만 환의 5위치에 치환된 X가 C1-C4알킬기(바람직하게는 메틸기), 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자 또는 불소 원자) 또는 C1-C4할로알킬기(바람직하게는 트리플루오로메틸기)이고, 티오크로만 환의 8위치에 치환된 다른 X가 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자 또는 불소 원자), C1-C4알콕시기(바람직하게는 메톡시기) 또는 C1-C4알킬기(바람직하게는 메틸기)이다.
p가 2인 경우의 2개의 X에 의한 바람직한 조합은 티오크로만 환의 5 위치에 치환된 X가 C1-C4알킬기(바람직하게는 메틸기)이고, 티오크로만 환의 8위치에 치환된 다른 X가 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자 또는 불소 원자) 또는 C1-C4알콕시기(바람직하게는 메톡시기)이거나, 또는 티오크로만 환의 5위치에 치환된 X가 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자), C1-C4할로알킬기(바람직하게는 트리플루오로메틸기) 또는 C1-C4알콕시기(바람직하게는 메톡시기)이고, 티오크로만 환의 8위치에 치환된 다른 X가 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자 또는 불소 원자) 또는 C1-C4알콕시기(바람직하게는 메톡시기) 또는 C1-C4알킬기(바람직하게는 메틸기)이다.
p가 2인 경우의 2개의 X의 특히 바람직한 조합은 티오크로만 환의 5 위치에 치환된 X가 C1-C4알킬기(바람직하게는 메틸기) 또는 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자 또는 불소 원자)이고, 티오크로만 환의 8위치에 치환된 다른 X가 할로겐 원자(바람직하게는 염소 원자 또는 불소 원자)이다.
식 (I)에서, R3은 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C3-C6사이클로알킬기, C3-C6알케닐알킬기, C3-C6알키닐알킬기, C3-C6할로알케닐알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이다. C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 및 C2-C4알콕시알킬기의 구체적인 예는 R1또는 R2의 설명과 동일하다.
C3-C6사이클로알킬기의 구체적인 예로는 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다. C3-C6알케닐알킬기의 구체적인 예로는 아릴기, 비닐에틸기, -CH2CH=C(CH3)2, -CH2C(CH3)=CH2, -CH2CH=CH-CH3, -CH2CH=CH-C2H5등을 들 수 있다. C3-C6알키닐알킬기의 구체적인 예로는 프로파길기, 3-부티닐기,
등을 들 수 있다.
C3-C6할로알케닐알킬기는 상기 C3-C6알케닐알킬기의 1깨 또는 2개 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(예: 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자, 요오드 원자)로 치환된 기로서, 이 구체적인 예로는 -CH2-CH=CHCl, -CH2-CH=CHF, -CH2-CCl=CH2, -CH2-CF=CH2등을 들 수 있다.
R3은 바람직하게는 C1-C4알킬기(특히 바람직하게는 메틸기), C1-C4할로알킬기(특히 바람직하게는 -CH2CH2F기), C3-C6알케닐알킬기(특히 바람직하게는 아릴기) 또는 C3-C6알키닐알킬기(특히 바람직하게는 프로파길기) 이다.
식 (I)에서, R4내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이다. C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 및 C2-C4알콕시알킬기의 구체적인 예는 R1또는 R2의 설명과 동일하다.
R4내지 R7은 바람직하게는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C4알킬기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자이다.
식 (I)에서, n은 티오크로만 환의 황 원자에 결합한 산소 원자의 수를 나타내며, 0, 1 또는 2의 정수이다. 즉, n이 0인 경우에는 설파이드, n이 1인 경우에는 설폭시드, n이 2인 경우에는 설폰을 나타낸다. n은 바람직하게는 0 또는 2이고, 특히 바람직하게는 2, 설폰이다.
식 (I)에서, Q는 수소 원자 또는 기 -A-B이다. 기-A-B중의 A는
이고, 여기서 R8및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C4알킬기이다. C1-C4알킬기의 구체적인 예는 상기 R1에서 설명한 것과 동일하고, 바람직하게는 메틸기이다.
A는 바람직하게는
이다.
기 -A-B중의 B는 C1-C12알킬기, C3-C10 사이클로알킬기 또는 기
이다. 여기서 Y는 C1-C4알킬기, C1-C4알콕시기, C1-C4할로알킬기, 니트로기 또는 할로겐 원자이다. m은 Y의 치환수를 나타내며, 0, 1 또는 2의 정수이다. C1-C4알킬기, C1-C4알콕시기, C1-C4할로알킬기 및 할로겐 원자의 구체적인 예는 상기 R1, R2또는 X에 설명한 것과 동일하다.
B에서, C1-C12알킬기중에서 탄소수가 3개 이상인 알킬기는 분지를 가질 수 있다. C1-C12알킬기의 구체적인 예로는 상기 R1에서 설명한 C1-C4알킬기의 구체적인 예 이외에 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기 등을 들 수 있다.
B에서, C3-C10사이클로알킬기의 구체적인 예로는 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로헵틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로옥틸기, 사이클로노닐기, 사이클로데실기 등을 들 수 있다.
B는 바람직하게는 C1-C4알킬기, 할로겐 원자, C3-C7사이클로알킬기 또는 기(여기서, Y1은 C1-C4알킬기 또는 할로겐 원자이고; m1은
0, 1 또는 2의 정수이다)이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 염소 원자, 사이클로헥실기 또는 톨릴기이다.
Q는 바람직하게는 수소 원자 또는 기 -A-B이고, 기 -A-B에서 A와 B의 조합은 하기 구조를 갖는 기이다:
Q의 기 -A-B중의 특히 바람직한 A와 B의 조합은 -SO2-n-C3H7,
-SO2-n-C3H7,
이다.
또한, 식 (I)에서, p가 1이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 및 p가 2이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우, X는 C1-C4알킬기가 아니고, R4내지 R7은 모두 수소 원자가 아니다.
식 (I)의 피라졸 유도체의 치환기의 바람직한 조합으로서 하기 표 1의 조합을 예로 들 수 있다. 여기에서, 표 1중의 피라졸 유도체 (I)의 R4내지 R7은 모두 수소 원자이고, n은 2이다.
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 1-3]
[표 1-4]
[표 1-5]
[표 1-6]
[표 1-7]
[표 1-8]
[표 1-9]
[표 1-10]
[표 1-11]
[표 1-12]
[표 1-13]
[표 1-14]
[표 1-15]
[표 1-16]
식 (I)의 피라졸 유도체는 식 (Ia) 및 식 (Ib)의 알콕시이미노기에 기준하여 기하이성이 존재하나, 본 발명의 피라졸 유도체는 모두의 이성체 및 이들의 혼합물을 포함한다:
[화학식 Ia]
[화학식 Ib]
일반식 (I)에서, Q가 수소 원자인 피라졸 유도체, 즉 일반식 (Ic)의 화합물은 호변이성이므로 하기 4종류의 구조를 가지며, 본 발명의 피라졸 유도체는 이들 모두의 화합물 및 이들의 혼합물을 포함한다:
[화학식 Ic]
[화학식 Id]
[화학식 Ie]
[화학식 Ih]
또한, 식 (I)의 피라졸 유도체의 일부는 비대칭 탄소를 갖고, 다양한 이성체가 존재하나, 본 발명의 피라졸 유도체는 모두의 이성체 또는 이들의 혼합물도 포함한다.
또한, 식 (Ic)의 피라졸 유도체는 산성 물질이고, 염기로 처리함으로써 용이하게 염을 형성할 수 있고, 이 염도 본 발명의 피라졸 유도체에 포함된다.
여기서 염기로는 공지된 것이 있으며, 제한은 없으나, 예를 들면 아민류 또는 아닐린류 등의 유기염기, 또는 나트륨 화합물 또는 칼륨 화합물 등의 무기염기를 들 수 있다. 아민류로는 모노알킬아민, 디알킬아민, 트리알킬아민 등을 들 수 있다. 알킬아민류중의 알킬기는 통상의 C1-C4이다. 아닐린류로는 아닐린 또는 모노알킬아닐린, 디알킬아닐린 등을 들 수 있다. 알킬아닐린류중의 알킬기는 통상 C1-C4알킬기이다. 나트륨 화합물로는 수소화나트륨, 탄산나트륨 등이 있고, 칼륨화합물로는 수산화칼륨, 탄산칼륨 등이 있다.
본 발명의 제초제는 식 (I)의 본 발명의 신규한 피라졸 유도체 및/또는 이 염을 유효성분으로서 함유하는 것으로서, 이들 화합물을 용매 등의 액상 담체 또는 광물질미분 등의 고체 담체와 혼합하고, 수화제, 유제, 분제, 입제 등의 형태로 제제화시켜 사용할 수 있다. 제제화할 때 유화성, 분산성, 전착성 등을 부여하기 위해서는 계면활성제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 제초제를 수화제의 형태로 사용하는 경우, 통상은 본 발명의 피라졸 유도체 및/또는 이의 염 10 내지 55 중량%, 고체 담체 40 내지 88 중량% 및 계면활성제 2 내지 5 중량%의 비율로 배합하여 조성물을 제조하고, 이를 사용할 수 있다. 또한, 유제의 형태로 사용하는 경우, 통상은 본 발명의 피라졸 유도체 및/또는 이의 염 20 내지 50 중량%, 용제 35 내지 75 중량% 및 계면활성제 5 내지 15 중량%의 비율로 배합하여 제조할 수 있다.
한편, 분제의 형태로 사용하는 경우, 통상은 본 발명의 피라졸 유도체 및/또는 이의 염 1 내지 15 중량%, 고체 담체 80 내지 97 중량% 및 계면활성제 2 내지 5 중량%의 비율로 배합하여 제조할 수 있다. 또한, 입제의 형태로 사용하는 경우, 본 발명의 피라졸 유도체 및/또는 이의 염 1 내지 15 중량%, 고체 담체 80 내지 97 중량% 및 계면활성제 2 내지 5 중량%의 비율로 배합하여 제조할 수 있다. 여기에서 고체 담체로는 광물질의 미분이 사용되고, 이 광물질의 미분으로는 예를 들면 규조토, 소석회 등의 산화물; 인회석 등의 인산염; 석회 등의 황산염; 활석, 엽랍석, 점토, 카올린, 벤토나이트, 산성백토, 백색 탄소, 석영 분말, 규석분 등의 규산염 등을 들 수 있다.
또한, 용제로는 유기용매가 사용되며, 구체적으로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소, o-클로로톨루엔, 트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌 등의 염소화 탄화수소; 사이클로헥사놀, 아밀알콜, 에틸렌글리콜 등의 알콜; 이소보론, 사이클로헥사논, 사이클로헥세닐-사이클로헥사논 등의 케톤;부틸셀로솔브, 디에틸 에테르, 메틸에틸에테르 등의 에테르; 아세트산 이소프로필, 아세트산 벤질, 프탈산 메틸 등의 에스테르; 디메틸포름아미드 등의 아미드 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 계면 활성제로는 음이온형, 비이온형, 양이온형 또는 양성이온형(아미노산, 베타인 등)중 임의의 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 식 (I)의 신규한 피라졸 유도체는 하기 반응식(I)에 의해 제조된다.
[반응식 I]
상기 식에서, R1내지 R7, X, p, A, B 및 n은 식 (I)의 피라졸 유도체에서 정의한 바와 같으며; Hal은 할로겐 원자이다.
식 (I)의 피라졸 유도체에서, Q가 수소 원자인 화합물(식 (Ic)의 피라졸 유도체)은 식 (Ⅲ)의 카복실산과 식 (Ⅱ)의 피라졸 화합물을 에스테르 축합시키는 공정 1a 및 축합된 에스테르체 (Ig)를 전위시키는 공정 1b에 의해 제조된다. 또한, Q가 기-A-B인 화합물(식 (If)의 피라졸 유도체)은 공정 1에서 수득된 피라졸 유도체의 수산기에 추가로 기 -A-B를 도입시키는 공정 2에 의해 제조된다. 이하 각 공정을 상세히 설명한다.
공정 1a
식 (Ⅲ)의 화합물과 식 (II)의 화합물을 탈수제, 예를 들면 DDC(N,N'-디사이크로헥실카보디이미드), CDI(1,1'-카보닐디이미다졸), EDC(1-3-디메틸아니노프로필)-3-에틸카보디이미드) 등의 존재하에, 불활성 용매중에서 반응시켜 피라졸 에스테르체를 제조한다.
이 반응식에서, 식 (II)의 화합물은 식 (Ⅲ)의 화합물의 1.0 내지 3.0배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다. 탈수제는 식 (Ⅲ)의 화합물의 화합물이 1.0 내지 1.5배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다. 불활성 용매로는 반응에 불활성한 것이면, 특히 제한되지는 않으나, t-부틸알콜, t-아밀알콜, 2-프로판올 등의 2급 알콜 또는 3급 알콜; 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로포름, 클로로벤젠 등의 할로겐계 용매; 및 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄 등의 에테르계 용매가 바람직하다. 반응온도는 -20℃ 내지 용매의 비점까지 가능하나, 실온 부근(10 내지 30℃) 이 바람직하다.
또한, 식 (Ⅲ)의 화합물과 예컨대 염화티오닐, 옥시염화인, 삼브롬화인 등의 할로겐 화제를 불활성 용매중에서 반응시켜, 대응하는 산 할라이드로 변환시킨 후, 식 (II)의 화합물과 염기의 존재하에, 불활성 용매중에서 반응시켜 피라졸 에스테르체 (Ig)를 제조할 수 있다.
이 반응에서, 할로겐화제는 식 (Ⅲ)의 화합물의 1.0배 몰당량 이상 사용하는 것이 바람직하다. 불활성 용매로는 반응에 불황성한 것이면 특히 제한되지는 않으나, 예를 들면 디클로로메탄, 1.2-디클로로에탄, 사염화탄소, 클로로벤젠 등의 할로겐계 용매, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소가 바람직하다.
또한, 예를 들면 염화티오닐 등과 같이, 사용하는 할로겐화제가 액체이면, 할로겐화제를 용매로 하여 과잉량 사용할 수 있다. 반응온도는 실온에서부터 용매의 비점까지 가능하나, 바람직하게는 50 내지 100℃이다.
식 (II)의 화합물은 산 할라이드의 1.0 내지 3.0배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다. 염기는 특히 제한되지는 않으나, 트리에틸아민, 피리딘 등의 유기염기, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 무기염기를 산 할라이드의 1.0 내지 3.0배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다. 이때 사용하는 불활성 용매로는 반응에 불활성한 것이면 특히 제한되지는 않으나, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로포름, 클로로벤젠 등의 할로겐계 용매가 바람직하다. 반응온도는 -20℃ 내지 용매의 비점까지 가능하나, 바람직하게는 -20℃ 내지 20℃이다.
공정 1b
식 (Ig)의 피라졸 에스테르체를 염기의 존재하에, 불활성 용매중에서 반응시켜 식 (Ic)의 피라졸 유도체를 제조한다. 이때 반응계중에 소위 「시안화물원」을 공존시킴으로써 반응을 보다 온화한 조건하에서 진행시킬 수 있다. 「시안화물원」이란 반응계중에서 시안 이온을 발생시키는 화합물로서, 예를 들면 아세톤시안히드린 등과 같은 유기시아노히드린 화합물을 들 수 있다. 또한, 시안산나트륨 또는 시안산칼륨 등과 같은 무기 시안이온 화합물과 18-크라운-6, 벤조-18-크라운-6 등의 금속 이온 포접형의 상간 이동촉매를 병용함으로써 유기용매중에서 시안이온을 발생시킬 수 있다. 「시안화물원」은 반응에서 반드시 필요하지는 않으나, 사용하는 경우, 피라졸 에스테르체의 0.01 내지 0.2배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다.
본 반응에서 사용하는 염기는 특히 제한되지는 않으나, 트리에틸아민, 피리딘 등의 유기염기, 또는 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 무기염기를 피라졸 에스테르체의 1.0 내지 3.0배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다. 불활성 용매로는 반응에 불황성한 것이면 특히 제한되지는 않으나, 디옥산 또는 아세토니트릴이 적당하다. 반응온도는 「시안화물원」을 공존시키는 경우에는 실온 부근이 바람직하고, 공존시키지 않는 경우에는 50 내지 130℃가 바람직하다. 특히 바람직하게는, 「시안화물원」을 사용하는 경우에는 아세토니트릴중에서 실온 부근(10 내지 25℃)에서 트리에틸아민을 염기로서 사용하고, 「시안화물원」을 사용하는 않는 경우에는 디옥산중에서 용매 비점(101℃)에서 탄산칼륨을 염기로서 사용한다.
공정 1ab
상기 반응식중의 공정 1a 및 공정 1b의 적당한 반응시약 및 조건을 사용함으로써, 중간체인 피라졸 에스테르체 (Ig)를 단리하지 않고, 하나의 반응으로 식 (Ic)의 피라졸 유도체를 제조할 수 있다. 예를 들면, 공정 1a의 탈수제로서 DCC를 사용하고, 식 (II)의 화합물과 식 (III)의 화합물을 염기의 존재하에 불활성 용매 중에서 반응시킬 수 있다.
이 반응식에서, 식 (II)의 화합물은 식 (Ⅲ)의 화합물의 1.0 내지 3.0배 몰당량 사용하는 것이 바람직하다. DCC는 식 (Ⅲ)의 화합물의 1.0 내지 1.5배 몰 사용하는 것이 바람직하다. DCC와 함께 사용할 수 있는 염기는 특히 제한되지는 않으나, 탄산칼륨, 탄산나트륨 등을 식 (III)의 화합물의 0.5 내지 2.0배 몰 사용하는 것이 바람직하다. 불활성 용매는 반응에 불활성한 것이면 특히 제한되지는 않으나, t-부틸알콜, t-아밀알콜, i-프로필알콜이 바람지하다. 반응온도는 실온으로부터 용매의 비점까지 가능하나, 50 내지 100℃가 바람직하다.
상기의 반응에서, 반응시제로서 사용되는 식 (II)의 피라졸 화합물을 그 치환기에 대해 하기의 임의의 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 하기 반응식중의 R1및 R2는 상기 정의한 바와 같다.
(1) 동독 특허 제 83145 호에 개시된 방법
(2) 미국 특허 제 4744815 호에 개시된 방법
(3) 미국 특허 제 4931565 호에 개시된 방법
상기 식에서, E1및 E2는 독립적으로 수소, 치환될 수 있는 알킬기, 알케닐기이다.
(4) 일본 특허 제 91-44375 호에 개시된 방법
(5) 문헌[Ber. Vol. 43, page 2106(1910)]에 개시된 방법
일반식 (II)에서, R2가 수소 원자인 5-히드록시피라졸류를 제조하는 경우에는 상기 (1) 내지 (4)의 방법을 사용하고, R2가 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기인 5-히드록시피라졸류를 제조하는 경우에는 상기 (5)의 방법을 사용한다.
공정 2
공정 1에서 수득한 화합물 (Ic)을 염기의 존재하에, B-A-Hal (Ⅶ)(이때, A, B 및 Hal은 상기 정의한 바와 같다)과 불활성 용매중에서 반응시켜 화합물 (If)를 수득한다.
이 공정에서, 화합물(VII)을 화합물 (Ic)의 1 내지 3배 몰 사용하는 것이 바람직하고, 또한 반응에 의해 부가적으로 생성한 할로겐화 수소를 포착하기 위해 탄산나트륨, 탄산칼륨, 트리에틸아민, 피리딘 등의 염기를 식 (Ic)의 출발 원료에 대해 몰비로 동량 이상 사용하는 것이 바람직하다. 반응온도는 실온으로부터 사용하는 용매의 비점까지가 바람직하다. 또한, 반응에 사용하는 용매로는 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소; 디에틸에테르 등의 에테르계; 메틸에틸케톤 등의 케톤계; 염화메틸렌, 클로로포름 등의 할로겐화 수소 등을 들 수 있다. 또한, 이들 용매와 물로 구성된 2상계 용매를 사용할 수 있고, 이 경우 반응계내에 예를 들면, 크라운에테르, 염화벤질트리에틸암모늄 등의 상간 이동촉매를 첨가함으로써 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
상기 식 (I)의 피라졸 유도체의 제법에서 출발 원료인 식 (III)의 카복실산류는 문헌에 미기재된 신규 화합물로서, 이의 치환기에 따라 하기의 반응식 2 내지 6중 임의의 것에 의해 제조된다:
[화학식 III]
또한, 반응식 2 내지 6에서, R3내지 R7, X 및 p는 식 (I)의 피라졸 유도체에서 정의한 바와 같으며, Hal은 할로겐 원자이고, q는 1또는 1이고, 반응식 5의 R은 C1-C4알킬기이고, 반응식 6의 X1은 티오크로만 환의 5위치에 치환된 할로겐 원자, C1-C4할로알킬기 또는 C1-C4알콕시기이다.
[반응식 2]
식 (III)의 카복실산중에서 황 원자에 결합한 산소 원자의 수가 0(즉, n=0, 설파이드)인 화합물 (식 (IIIa)의 화합물)은 티오크로만 환의 카보닐기를 알콕시이미노화하는 공정, 및 할로겐 원자를 카복실기에 치환하는 카복실화 공정에 의해 제조된다. 또한, 산소 원자의 수가 1 또는 2(즉, n=1 또는 2, 설폭시드 또는 설폰)인 화합물 (식 (IIIb) 또는 식 (IIIc)의 화합물)은 상기 식 (IIIa)의 카복실산을 추가로 산화하는 공정에 의해 제조된다. 이하에, 각 공정마다 상세히 설명한다.
또한, 출발 원료로서 사용하는 일반식 (Ⅳ)의 할로겐화 티오크로만-4-온류는 다양한 방법으로 제조가능하며, 예를 들면 일본 특허 공개공보 제 83-198483 호, 국제 공개공보 제 WO88/06155 호, 문헌[Candian Journal of Chemistry, Vol. 51, page 839(1973)] 등에 개시된 방법을 들 수 있다.
알콕시이미노화 공정
물 또는 유기용매(예: 에탄올, 메탄올, 아세트산) 중에, 산 촉매(예: 염산 등) 또는 염기 촉매(예: 피리딘, 아닐린, 수산화나트륨, 탄산나트륨)의 존재하에서 0℃ 내지용매(물 또는 유기용매)의 환류온도에서 케톤 (Ⅳ)과 알콕시아민 (V)으로 케톤 (Ⅳ)과 알콕시미노화에 이한 옥심 에테르(VIII)의 합성을 실시하였다. 일례로서, 에탄올중에, 피리딘 존재하에서 환류온도에서 반응을 수행하는 것이 바람직하다. 이 반응에서, 알콕시아민 (V)을 케톤 (Ⅳ)의 1.0 내지 5.0배 몰 사용하는 것이 바람직하며, 1.0 내지 2.0배 몰 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 공정에서 사용하는 알콕시아민 또는 이의 광산염은 공지된 방법, 예를 들면 에스. 알. 산들러(S. R. Sandler) 및 더블유. 카로(W. Caro) 저의 문헌[Organic Functional Group Preparations, Academic Press, New York, page 377 이하(1989)]에 상세하게 개시되어 있는 방법을에 따라 제조할 수 있다.
또다른 방법으로서, 케톤 (Ⅳ)을 먼저 히드록실아민과 반응시킨 후, 카보닐기를 히드록시이미노기로하여 염기의 존재하에서 R3-Cl(IX)과 반응시켜 옥심 에테르 (VIII)를 수득할 수 있다.
케톤 (Ⅳ)의 히드록시이미노화에 의한 옥심(VII)의 합성은, 알콕시이미노화에 의한 옥심 에테르 (VIII)의 합성에서 알콕시아민 (V) 대신에 히드록실아민을 사용하여 알콕시이미노화와 동일하게 수행하여 달성된다.
이어, 유기용매(예를 들면, 디에틸에테르, 디메톡시에탄, 테트라하이드로푸란 등의 에테르계 용매; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 비프로톤성 용매가 바람직하다)중에서 옥심 (VII)에 염기(예를 들면, 수소화나트륨, 나트륨메톡시드, 나트륨에톡시드가 바람직하다)를 작용시킨 후 R3-Cl (IX)과 반응시켜 옥심 에테르 (VIII)를 수득할 수 있다.
사용하는 염기의 양은 옥심 (VII)의 1.0 내지 1.5배 몰 사용하는 것이 바람직하며, R3-Cl (IX)은 옥심 (VII)의 1.0 내지 3.0배 몰 사용하는 것이 바람직하다.
반응온도는 0℃ 내지 용매의 환류온도이고, 반응시간은 30분 내지 24시간, 바람직하게는 1 내지 3시간이다.
카복실화 공정
이어, 수득된 옥심 에테르(VIII)를 마그네슘(Mg)과 반응시켜 그리그나드(Grignard) 시약으로 하고, 여기에 이산화탄소(CO2)를 반응시켜 식 (III)의 카복실산류에 포함되는 설파이드 (IIIa)(식 (III)에서 n=0)를 수득한다. 용매로는 에틸에테르, 테트라히드로푸란 등의 에테르류를 사용하는 것이 바람직하다. 반응온도는 -78 내지 50℃, 특히 0 내지 50℃가 바람직하다.
그리그나드 시약을 수득하기 위한 마그네슘(Mg)의 양은 옥심 에테르 (VIII)의 1.0 내지 5.0배 몰로 하는 것이 바람직하다. 이 그리그나드화 반응은 요오드화 메틸과 같은 요오드화 알킬, 또는 브롬화에틸과 같은 브롬화 알킬 등의 공존하에서 반응을 수행하면, 이 반응이 원활하게 진행되므로 바람직하다. 이때 사용하는 할로겐화 알킬의 양은 옥심 에테르 (VIII)의 0.1 내지 3.0배 몰로 하는 것이 바람직하다.
용매중의 그리그나드 시약에 이산화탄소 기체를 봄베에 의해 충진시킴으로써, 또는 드라이 아이스(고체탄산)로부터 발생된 이산화탄소 가스를 충진시킴으로써 그리그나드 시약과 이산화탄소(CO2)와의 반응을 수행한다. 또한, 드라이 아이스를 직접 그리그나드 시약에 첨가하여 반응시킬 수 있다.
산화 공정
산화제(예: 과산화수소, 과아세트산, 메타과요오드산나트륨)를 용매(예: 아세트산, 물, 에탄올)중에서 상기 카복실화 공정에서 수득된 설파이드 (IIIa)에 작용시켜 설폭시드 (IIIb) 또는 설폰(IIIc)을 수득한다. 설파이드 (IIIa)에 대해 산화제를 1당량 반응시킴으로써 설폭시드 (IIIb)를 수득하고, 산화제를 2당량 반응시킴으로써 설폰(IIIc)을 수득한다.
[반응식 3]
알콕시이미노화 공정 및 산화 공정은 각각 반응식 2에 설명된 것과 기본적으로 동일하게 수행할 수 있다.
아세틸화 공정
아세틸화 공정은 일반적으로 잘 공지된 프리델-크래프트(Friedel-Craft) 반응에 의해 예를 들면, 문헌[신실험화학강좌 14, Syntheses and Reactions of Organic Compounds II, page 799(마루젠)] 등에 상세하게 설명되어 있는 반응조건에 따라 수행할 수 있다.
킹 반응
킹 반응은 예를 들면, 문헌[아메리카 화학회지, Vol. 66, page 1612(1944)] 및 [아메리카 화학회지, Vol. 73, page 3803(1951)]에 상세하게 설명된 바와 같이 수행할 수 있다.
할로포름 반응
할로포름 반응은 예를 들면, 문헌[신실험화학강좌 15, Oxidation and Reaction(1-1), page 377(마루젠)] 등에 상세하게 설명된 바와 같이 수행할 수 있다.
[반응식 4]
알콕시이미노화 공정 및 산화 공정은 모두 반응식 2에 설명된 것과 기본적으로 동일하게 수행할 수 있다.
[반응식 5]
알콕시이미노화 공정 및 산화 공정은 모두 반응식 2에 설명된 것과 기본적으로 동일하게 수행할 수 있다.
에스테르류 (XVII) 또는 (XVIII)의 가수분해는 각각 에스테르류 (XVII) 또는 (XVIII)을 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알콜계 용매에 용해시킨 후, KOH를 에스테르류 (XVII) 또는 (XVIII)의 1.0 내지 10.0배 몰, 바람직하게는 1.0 내지 3.0배 몰 첨가하여 반응시킬 수 있다. 반응은 일반적으로 실온에서 원활하게 진행된다. 반응시간은 1 내지 8시간, 바람직하게는 1 내지 3시간이다.
또한, 반응계에 물을 존재시켜 KOH를 빨리 용해시키고, 또한 가열하여 반응을 더욱 원활하게 수행한다.
[반응식 6]
식 (IIId)의 카복실산은, 식 (III)에서 p가 1이고, X가 티오크로만 환의 5위치에 결합된 할로겐 원자, C1-C4할로알킬기 또는 C1-C4알콜시기이고, n이 2인 화합물이다.
산화 공정 및 가수분해는 각각 반응식 2 및 반응식 5에서 설명된 것과 기본적으로 동일하게 수행할 수 있다.
탈할로겐화 공정
탈할로겐화 공정은 에스테르류 (XX)를 메탄올, 에탄올 등의 알콜계 용매, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 테트라하이드로푸란 등의 에테르계 용매에 용해시키고, 팔라듐-탄소 (Pd-C)를 촉매로 하고 수소를 사용하여 탈할로겐화하는 공정이다.
생성된 할로겐화 수소를 포착하기 의해 트리에틸아민, 피리딘 등의 염기를 에스테르류 (XX)에 대해 1당량(1배 몰) 이상 공존시키는 것이 바람직하다.
촉매는 에스테르류 (XX) 1g에 대해, 5% 팔라듐-탄소로서 50 내지 500mg 사용한다. 수소의 압력은 상압 내지 100㎏/㎠이 바람직하고, 반응온도는 상온 내지 120℃가 바람직하다. 반응시간은 30분 내지 8시간이 바람직하다. 공존하는 염기의 양은 에스테르류 (XX)의 1 내지 1.5 당량(배 몰)이 적당하다.
식 (III)의 카복실산류는 하기 식 (IIIf) 및 (IIIg)의 알콕시이미노기에 기준하여 기하이성체가 존재하나, 본 발명의 카복실산류는 이들의 이성체 및 이들의 혼합물을 포함한다:
[화학식 IIIf]
[화학식 IIIg]
또한, 식 (III)의 카복실산류의 일부는 비대칭 탄소를 갖고, 다양한 이성체가 존재한, 본 발명의 카복실산류는 이 모든 이성체 또는 이의 혼합물도 포함한다.
또한, 식 (III)의 카복실산류는 산성물질로서 염기와 처리함으로써 용이하게 염을 형성하기 때문에, 이 염도 본 발명의 카복실산류에 포함된다.
이때 염기로는 공지된 것이면 제한되지는 않으나, 예를 들면 아민류 또는 아닐린류 등의 유기염기, 또는 나트륨 화합물 또는 칼륨 화합물 등의 유기염기를 들 수 있다. 아민류로서 모노알킬아민, 디알킬아민, 트리알킬아민 등을 들 수 있다. 알킬아민류중의 알킬기는 통상 C1-C4이다. 아닐린류로는 아닐린 또는 모노알킬아닐린, 디알킬라닐린 등을 들 수 있다. 알킬아닐린류중의 알킬기는 통상 C1-C4알킬기이다. 나트륨 화합물로는 수소화나트륨, 탄산나트륨 등이 있고, 칼륨화합물로는 수산화칼륨, 탄산칼륨 등이 있다.
상기 반응식 4 또는 5에서, 출발 원료로서 사용되는 4-옥소티오크로만-6-카복실산류 (Xa) 또는 이의 에스테르류 (XV)는 다양한 방법으로 합성할 수 있으며, 예를 들면 하기의 반응식 7 또는 8에 의해 합성할 수 있다.
[반응식 7]
(공정 1)
벤젠, 크실렌, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소계 용매, 또는 디클로로에탄, 테트라클로로에탄 등의 할로겐계 용매중에, 황산, p-톨루엔설폰산 등의 산 촉매의 존재하에서 반응식 2에서 출발 원료로서 사용한 케톤 (IV)의 1 내지 10당량(배 몰)의 에틸렌 글리콜을 반응시켜 아세탈류 (XXII)를 수득한다. 산 촉매의 양은 케톤(IV)의 통상 1 내지 10 중량%이다.
반응온도는 80℃ 내지 용매의 환류온도이며, 용매를 환류시키고, 공비에 의해 발생하는 물을 제거하면서 반응시키는 것이 바람직하다. 반응시간은 수시간 내지 수십시간이다.
(공정 2)
공정 2는 반응식 2에서 설명한 카복실화 공정이며, 반응식 2와 동일하게 수행할 수 있다.
(공정 3)
공정 3은 4-옥소티오크로만-6-카복실산 (Xa)에 알콜(ROH)을 반응시켜 4-옥소티오크로만-6-카복실산 에스테르류 (XV)를 수득하는 공정이다.
알콜(ROH)은 4-옥소티오크로만-6-카복실산류 (Xa) 1 내지 5 당량(배 몰) 정도 사용한다. 반응 용매로는 반응시키는 알콜(ROH)을 용매로서 사용할 수 있고, 공정 1에서 서술한 방향족 탄화수소계 용매 또는 할로겐계 용매를 사용할 수 있다.
촉매로서 공정 1에서 서술한 산 촉매를 4-옥소티오크로만-6-카복실산 (Xa)의 1 내지 20 중량% 사용하고, 용매를 환류시켜 생성된 물을 제거하는 것이 바람직하다. 반응시간은 수시간 내지 수십시간이다.
[반응식 8]
(공정 1)
공정 1은 반응식 3에서 설명한 프리델-크래프트 반응에 의한 아세틸화 공정으로서, 반응식 3과 동일하게 수행할 수 있다.
(공정 2)
공정 2도 반응식 3에서 설명한 할로포름 반응으로서, 반응식 3과 동일하게 수행할 수 있다.
(공정 3)
공정 3은 반응식 7의 공정 3과 동일한 에스테르화 반응으로서, 반응식 7의 공정 3과 동일하게 수행할 수 있다.
(공정 4)
공정 4는 에스테르류 (XXVI)에 머캅토프로피온산류 (XXVIII)를 반응시켜 설파이드류 (XXVII)를 수득하는 공정이다.
머캅토프로피온산류 (XXVIII)는 에스테르류 (XXVI)의 1 내지 1.5 당량(배 몰) 사용한다. 생성되는 할로겐화 수소를 포착하기 위해, 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 염기를 공존시킨다. 염기는 에스테르류 (XXVI)의 1 내지 1.5 당량 (배 몰) 사용한다. 반응용매로는 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMA) 등의 비프로톤계 극성용매가 바람직하다. 반응온도는 실온 내지 용매의 환류온도까지 가능하나, 80 내지 120℃가 바람직하다. 반응은 치환기의 종류에 따라 1 내지 24시간 정도면 완결되나, 통상 2 내지 6시간 후에 종료한다.
(공정 5)
공정 5는 설파이드류 (XXVII)에 황산, 폴리인산 등의 탈수제를 작용시켜 4-옥소티오크로만-6-카복실산 에스테르류(XV)를 수득하는 공정이다.
사용하는 탈수제는 설파이드류 (XXVII)의 1 당량(배 몰) 이상 사용할 수 있으며, 사용하는 탈수제를 용매로 하여 대량으로 사용할 수 있다. 반응온도는 실온 내지 120℃ 정도이나, 50 내지 80℃가 바람직하다. 반응온도는 10분 내지 3시간 정도이다.
[실시예]
제조참고예 1로서, 상기 반응식 8에 의한 4-옥소티오크로만-6-카복실산 에스테르류(XV)에 상응하는 8-플루오로-6-에톡시카보닐-5-메틸티오크로만-4-온 (5)의 제조예를 하기에 나타낸다.
제조참고예 1
[반응식 9]
3,4-디플루오로-6-메틸아세토페논 (1)의 합성
염화 알루미늄 10.0g(1.9 당량 75mmol)의 1,2-디클로로에탄 20㎖ 용액에, 염화아세틸 5.5㎖(2.0 당량, 77mmol)을 첨가한 후, 3,4-디플루오로톨루엔 5.0g(39mmol)을 빙냉하에 적하하였다. 적하한 후, 실온에서 5시간동안 교반하였다. 반응용액을 냉각한 후, 빙수 100㎖에 서서히 첨가하고 분액하였다. 수득된 유기층을 농축하고, 수층을 염화메틸렌으로 추출한 후, 유기층과 합쳐 5% 염산으로 1회, 탄산수소나트륨 수용액으로 2회, 포화식염수로 1회 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조하였다. 용매를 감압 제거하고, 3,4-디플루오로-6-메틸아세토페논의 조생성물 6.77g(수율 100%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.49(3H, s), 2.55(3H, s), 7.04(1H, dd, J=7.7, 11.1), 7.55(1H, dd, J=8.2).
3,4-디플루오로-6-메틸벤조산 (2)의 합성
상기에서 수득한 3,4-디플루오로-6-메틸아세토페논 6.77g(39mmol)의 디옥산 용액 130㎖을 빙냉하여 0℃까지 냉각하였다. 6.3% 차아염소산나트륨 수용액 130㎖(0.11mmol)를 5℃ 이하에서 적하한 후, 빙수욕하에서 2시간동안 교반하였다. 이어, 아황산나트륨 1.0g(7.9mmol)의 수용액 5㎖을 첨가하였다. 반응용액을 염화메틸렌으로 2회 세정한 후, 농염산 20㎖를 빙냉하여 첨가하였다. 반응용액을 아세트산에틸로 3회 추출한 후, 유기층을 무수황산나트륨으로 건조하였다. 용매를 감압 제거하고, 3,4-디플루오로-6-메틸벤조산의 조생성물 5.41g(수율 79%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.60(3H, s), 7.07(1H, dd, J=7.7, 10.8), 7.89(1H, dd, J=8.4).
3,4-디플루오로-6-메틸벤조산에틸 (3)의 합성
상기에서 수득한 3,4-디플루오로-6-메틸벤조산 5.41g(31mmol)을 에탄올 40㎖에 용해시키고, 농환산 6㎖를 첨가하고, 7시간동안 가열환류하였다. 반응액에 빙수를 첨가하고, 아세트산에틸로 2회 추출하였다. 수득된 유기층을 탄산수소나트륨 수용액, 포화식염수로 순차적으로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하였다. 용매를 감압 제거하고, 3,4-디플루오로-6-메틸벤조산에틸의 조생성물 6.29g(수율 100%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.39(3H, t, J=7.0), 2.57(3H, s), 4.35(2H, q), 7.03(1H, dd, J=7.7, 11.1), 7.77(1H, dd, J=8.4).
3-(2-플루오로-4-에톡시카보닐-5-메틸페닐티오)프로피온산 (4)의 합성
상기에서 수득한 3,4-디플루오로-6-메틸벤조산에틸 6.29g(31mmol), 탄산칼륨 6.0g(1.4 당량, 43mmol)의 DMF 용액 20㎖에, 실온에서 3-머캅토프로피온산 4.0g(1.2 당량, 38mmol)을 첨가한 후, 80 내지 90℃에서 6시간동안 가열교반하였다. 반응용액을 냉각시킨 후, 빙수를 첨가하고, 염화메틸렌으로 2회 세정하였다. 수층에 농염산을 첨가하고, 아세트산에틸로 3회 추출한 후, 유기층을 무수황산나트륨으로 건조하였다. 용매를 감압 제거하고, 3-(2-플루오로-4-에톡시카보닐-5-메틸페닐티오)프로피온산 조생성물 6.36g(수율 70%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.38(3H, t, J=7.3), 2.56(3H, s), 2.71(2H, t, J=6.3), 3.22(2H, t ), 7.18(1H, d, J=7.3), 7.62(1H, d, J=10.4).
8-플로오로-6-에톡시카보닐-5-메틸티오크로만-4-온 (5)의 합성
상기에서 수득한 3-(2-플루오로-4-에톡시카보닐-5-메틸페닐티오)프로피온산 2.0g(7.0mmol)에, 폴리인산 15g을 첨가하고, 50 내지 60℃에서 30분동 안 가열교반 하였다. 반응용액을 실온까지 냉각시킨 후, 얼음에 서서히 첨가하고 아세트산에틸로 3회 추출하였다. 수득된 유기층을 탄산수소나트륨 수용액으로 2회, 물로 2회, 포화식염수로 1회 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조하였다. 용매를 감압 제거하고, 8-플로오로-6-에톡시카보닐-5-메틸티오크로만-4-온의 조생성물 1.69g(수율 90%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.39(3H, t, J=7.1), 2.66(3H, s), 2.9-3.1(2H, m), 3.2-3.4(2H, m), 4.36(2H, q), 7.51(1H, d, J=9.9).
제조참고예 2 및 3으로서, 2-플루오로에톡시아민염산염 및 프로파길옥시아민 염산염의 제조예를 각각 하기에 나타낸다.
제조참고예 2
(1) N-(2-플루오로에톡시)프탈이미드의 합성
N-히드록시프탈이미드 1.7g(10mmol) 및 2-플루오로-1브로모에탄 1.3g(10mmol)을 디메틸포름아미드 10㎖에 용해시키고, 추가로 탄산칼륨 2g(14mmol)을 첨가하고 60℃에서 7시간동안 교반하였다. 반응혼합물을 물 100㎖에서 희석하고, 생성된 고체를 여과하고 회수하고, 이것을 수세한 후, 감압건조하여 백색 판상 결정으로서 N-(2-플루오로에톡시)프탈이미드 1.3g(수율 60%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 4.3-5.1(4H, m), 7.82(4H, m).
(2) 2-플루오로에톡시아민염산염의 합성
N-(2-플루오로에톡시)프탈이미드 5g(24mmol)을 클로로포름 30㎖에 용해시키고, 추가로 이 용액을 에탄올 30㎖에 용해시켰다. 이것에, 물을 함유하는 히드라진 2.3㎖(48mmol)을 첨가하고 70℃에서 1시간동안 교반하였다. 반응혼합물을 클로로포름 150㎖에서 희석하고, 생성된 고체를 여과하여 제거하고, 여액을 물 20㎖에서 세정하였다. 수득된 유기상을 무수황산나트륨으로 건조하고, 농염산에 의해 산성으로 만든 후, 용매를 제거하였다. 수득된 잔사를 감압 건조하고, 백색 판상 결정으로서 2-플루오로에톡시아민염산염 1.9g(수율 69%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름+중메탄올, 내부표준: 테트라메틸실란): 4.1-4.9(4H, m).
제조참고예 3
(1) N-(프로파길옥시)프탈이미드의 합성
N-히드록시프탈이미드 5g(31mmol) 및 브롬화프로파길 3.7g(31mmol)을 디메틸포름아미드 40㎖에 용해하고, 추가로 탄산칼륨 4.3g(31mmol)을 첨가하고, 70℃에서 4시간동안 교반하였다. 반응혼합물을 물 150㎖에서 희석시키고, 생성된 고체를 여과하고 회수하고, 수세한 후, 감압건조하여 백색고체로서 N-(프로파길옥시)프탈이미드 5.4g(수율 69%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.61(1H, t, J=2), 4.89(2H, d, J=2), 7.6-7.9(2H, m).
(2) 프로파길옥시아민염산염의 합성
N-(프로파길옥시)프탈이미드 5.4g(27mmol)을 클로로포름 30㎖에 용해시키고, 추가로 이 용액을 에탄올 30㎖에 용해시켰다. 이것에, 물을 함유하는 히드라진 2.6㎖(54mmol)을 첨가하고 70℃에서 1시간동안 교반하였다. 반응혼합물을 클로로포름 100㎖에서 희석시키고, 생성된 고체를 여과하여 제거하고, 여액을 물 50㎖로 세정하였다. 수득된 유기상을 무수황산나트륨으로 건조하고, 농염산으로 산성화시킨 후, 용매를 제거하였다. 수득된 잔사를 감압건조하여 담황색 침상결정으로서 프로파길옥시아민염산염 2.5g(수율 86%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름+중메탄올, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.95(1H, t, J=2), 4.80(2H, d, J=2).
하기에, 제조실시예 및 제초제 실시예를 수행하여 본 발명을 구체적으로 설명하되, 본 발명은 이들에 한정되지는 않는다.
(카복실산 (III) 제조실시예 1)
8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산(식 (IIIa)의 카복실산; 식 (III)에서 n=0)의 합성(반응식 2)
(1) 알콕시이미노화 공정
100㎖의 가지형 플라스크에, 반응식 2의 식 (IV)의 화합물에 상응하는 6-브로모-8-클로로-5-메틸티오크로만-4-온 10.0g(34mmol), 식 (V)의 화합물에 상응하는 O-메틸히드록실아민염산염 5.0g(1.8 당량, 60mmol), 에탄올 25㎖ 및 피리딘 13㎖을 투입하고, 2시간동안 가열환류하였다. 방냉한 후, 반응혼합물을 5% 염산 100㎖에 첨가하였다. 석출된 고형물을 여과하여 회수하고, 식 (VIII)의 화합물에 상응하는 6-브로모-8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만 10.4g(수율 86%)을 수득하였다.
(2) 카복실화 공정
200㎖의 3구 플라스크중의 건조 테트라히드로푸란(THF) 80㎖에 마그네슘 2.7g(110mmol)을 현탁시키고, 여기에 상기 (1)에서 수득한, 반응의 2의 식 (VIII)에 상응하는 6-브로모-8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만 10.4g(32mmol)을 첨가하였다. 이어, 브롬화에틸 7.0g(2.0 당량, 64mmol)을 첨가하고, 1.5시간동안 가열환류하였다. 방냉한 후, 빙욕을 사용하여 반응혼합물을 10℃로 냉각하고, 탄산가스를 30분동안 버블링하였다. 감압하에서 테트라히드로푸란을 제거한 후, 아세트산에틸로 반응혼합물을 추출하고, 5% 염산 100㎖로 3회 세정하였다. 이어, 5% 탄산칼륨 수용액 100㎖로 2회 취하고, 추출액을 합쳐 10% 염산으로 pH를 1로 조정하였다. 생성된 고형물을 여과하여 회수하고, 식 (IIIa)의 화합물에 상응하는 표제의 목적물 8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산 5.7g(수율 63%)을 수득하였다.
(카복실산 (III) 제조실시예 2)
8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 제조(반응식 2)
50㎖의 가지형 플라스크에, 상기 카복실산 제조실시예 1에서 수득한 식 (IIIa)의 화합물에 상응하는 8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산 3.0g(10.5mmol), 아세트산 5㎖, 30% 과산화수소 3.0g(2.5 당량, 26mmol)을 투입하고, 80℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 방냉한 후, 반응혼합물을 50㎖의 물에 첨가하고, 생성된 고형물을 여과하여 회수하고 식 (IIIc)의 화합물에 상응하는 표제의 목적물 8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 3.1g(수율 93%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.63(3H, s), 3.25-3.71(4H, m), 4.02(3H, s), 7.87(H, s).
(카복실산 (III) 제조실시예 3)
8-플루오로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 제조(반응식 5)
(1) 알콕시이미노화 공정
반응식 5의 식 (XV)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-6-에톡시카보닐-5-메틸티오크로만-4-온 1.69g(6.3mmol)을 에탄올 6.0㎖에 용해시키고, 식 (V)의 화합물에 상응하는 O-메틸히드록실아민염산염 0.63g(1.2 당량, 7.5mmol) 및 피리딘 2.0㎖을 첨가하고, 90℃에서 8시간동안 가열교반하였다. 반응종료 후, 반응액에 물 30㎖을 첨가하고, 아세트산에틸로 3회 추출하였다. 수득된 유기층을 5% 염산, 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거함으로써 식 (XVII)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-6-에톡시카보닐-5-메틸-4-메톡시이미노티오크로만 1.40g(수율 74%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: CDCl3, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.38(3H, s, J=7.3), 2.65(3H, s), 2.8-3.0(2H, m), 3.05-3.15(2H, m), 4.0(3H, s), 4.35(2H, q), 7.44(1H, d, J=9.7).
(2) 산화 공정
상기 (1)에서 수득한 식 (XVII)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-6-에톡시카보닐-5-메틸-4-메톡시이미노티오크로만 1.4g(4.7mmol)을 아세트산 2.0㎖에 용해시키고, 30% 과산화수소 수용액 3.0㎖(5.5 당량, 26mmol)을 첨가하고, 80℃에서 2.5시간동안 가열교반하였다. 반응종료 후, 반응액에 물 10㎖ 및 아황산수소나트륨 0.2g(2mmol)의 수용액 1㎖를 첨가하고, 아세트산에틸로 3회 추출하였다. 수득된 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 제거함으로써 식 (XVIII)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-6-에톡시카보닐-5-메틸-4-메톡시이미노티오크로만-1,1-디옥시드 1.50g(수율 97%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: CDCl3, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.40(3H, s, J=7.3), 2.62(3H, s), 3.3-3.5(4H, m), 4.07(3H, s), 4.40(2H, q), 7.51(1H, d, J=10.2).
(3) 가수분해 공정
상기 (2)에서 수득한 식 (XVIII)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-6-에톡시카보닐-5-메틸-4-메톡시이미노티오크로만-1,1-디옥시드 1.4g(4.3mmol), 수산화칼륨 0.40g, 메탄올 15㎖ 및 물 5㎖를 80℃에서 1시간동안 가열교반하였다. 반응종료 후, 반응액에 물 50㎖를 첨가하고 분액하였다, 수득된 수층을 아세트산에틸로 세정한 후, 농염산으로 중화시키고, 아세트산에틸로 추출하였다. 수득된 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 제거함으로써 목적하는 식 (IIIc)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.11g(수율 87%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: CDCl3, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.70(3H, s), 3.4-3.5(4H, m), 4.08(3H, s), 7.70(1H, d, J=10.2).
(카복실산 (III) 제조실시예 4)
5,8-디클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산(식 (IIIa)의 카복실산; 식 (III)에서 n=0)의 합성(반응식 2)
(1) 알콕시이미노화 공정
6-브로모-5,8-디크로로티오크로만-4-온 13.0g(41.7mmol)을 에탄올 100.0㎖에 용해시키고, O-메틸히드록실아민염산염 7.0g(2.0 당량, 83.3mmol) 및 피리딘 6.8㎖을 첨가하고, 90℃에서 3시간동안 교반하였다. 반응종료 후, 반응액에 물 30㎖을 첨가하고, 아세트산에틸로 2회 추출하였다. 수득된 유기층을 5% 염산, 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거함으로써 6-브로모-5,8-디클로로-4-메톡시이미노티오크로만 14.2g(수율 100%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.82-3.25(4H, m), 4.02(3H, s), 7.60(1H, s).
(2) 카복실화 공정
마그네슘 6.0g(249.5mmol)을 디에틸에테르 500㎖에 혼탁시키고, 여기에 상기 (1)의 방법으로 수득한 6-브로모-5,8-디클로로-4-메톡시이미노티오크로만 17.0g(49.9mmol)을 첨가하였다. 이어, 에틸브로마이드 13.0㎖(174.7mmol)을 첨가하고, 4시간동안 가열환류하였다. 이어, 반응계를 20℃로 냉각시키고, 탄산가스를 30분동안 통과시켜 반응시켰다. 반응 종료 후, 물 및 염산을 첨가하고, 과잉의 마그네슘을 여과하여 제거한 후, 감압하에서 디에틸에테르를 제거하였다. 잔사에 아세트산에틸을 첨가하고, 반응혼합물을 취해, 유기층을 분리하였다. 수득된 유기층을 1% 염산으로 세정한 후, 포화탄산수소나트륨 수용액을 첨가하고, 유기층으로부터 목적물을 추출하였다. 수득된 수층을 5% 염산으로 pH를 1로 조정하고, 생성된 고체를 여과하여 회수하였다. 수득된 고체를 물로 세정한 후, 데시케이터에서 건조시키고, 식 (IIIa)에 상응하는 5,8-디클로로-4-메톡시이미티오크로만-6-카복실산 6.0g(수율 40%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 3.16(4H, s), 4.00(3H, s), 5.85(1H, bs), 7.75(1H, s).
(카복실산 (III) 제조실시예 5)
5,8-디클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 합성(반응식 2)
카복실산 (III)의 제조실시예 4에서 수득한 5,8-디클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산 0.13g(0.42mmol)을 아세트산 1.0㎖에 용해시키고, 30% 과산화수소 수용액 0.12㎖(2.5 당량, 1.1mmol)을 첨가하고, 80℃에서 2시간동안 가열교반하였다. 반응종료 후, 반응용액에 물 10㎖ 및 아황산수소나트륨 0.2g(2mmol)의 수용액 1㎖를 첨가하였다. 이어, 아세트산에틸로 2회 추출하였다. 수득된 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 제거함으로써 식 (IIIc)에 상응하는 5,8-디클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 0.13g(수율 91%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 3.15-4.00(4H, s), 4.09(3H, s), 4.85(1H, bs), 7.88(1H, s).
(카복실산 (III) 제조실시예 6)
5-클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 합성(반응식 6)
(1) 산화 공정
5,8-디클로로-6-에톡시카보닐-4-메톡시이미노티오크로만 2.1g(6.3mmol)을 아세트산 3.0㎖에 용해시키고, 30% 과산화수소 수용액 1.6㎖(2.5 당량, 15.8mmol)을 첨가하고, 90℃에서 2.0시간동안 가열교반하였다. 반응종료 후, 반응용액에 물 10㎖ 및 아황산수소나트륨 0.2g(2mmol)의 수용액 1㎖를 첨가하였다. 이어 아세트산에틸로 2회 추출하였다. 수득된 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거함으로써 5,8디클로로-6-에톡시카보닐-4-메톡시이미노티오크로만-1,1-디옥시드 2.1g(수율 91%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.40(3H, t), 3.15-3.65(4H, m), 4.09(3H, s), 4.43(2H, q), 7.67(1H, s).
(2) 탈할로겐화 공정
상기 (1)에서 수득한 5,8디클로로-6-에톡시카보닐-4-메톡시이미노티오크로만-1,1-디옥시드 2.1g(5.7mmol)을 테트라히드로푸란 10㎖에 용해시키고, 오토클레이브중에서 가열한 후, 피리딘 0.51㎖(1.1 당량, 6.3mmol) 및 5% 팔라듐-탄소 530mg을 첨가하고, 가압 수소기체 분위기하(40kgf/㎠) 에서 60℃에서 2.5시간동안 반응시켰다. 반응종료 후, 촉매를 여과하여 제거하고, 반응용액을 갑압 농축하였다. 남은 오일을 아세트산에틸로 용해시키고, 5% 염산 및 이어 포화식염수로 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거하였다. 반응혼합물을 아세트산 에틸, 헥산의 혼합용매로 재결정화하고, 석출된 고체를 여과하여 회수하고, 데시케이터에서 건조시켜, 5-클로로-6-에톡시카보닐-4-메톡시이미노티오크로만-1,1-디옥시드 0.75g(수율 40%) 을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.41(3H, t), 3.34(4H, t), 4.11(3H, s), 4.44(2H, q), 7.68(1H, d), 7.95(1H, d).
(3) 가수분해 공정
상기 (2)에서 수득한 5-클로로-6-에톡시카보닐-4-메톡시이미노티오크로만-1,1-디옥시드 0.75g(2.3mmol), 수산화칼륨 0.18g, 에탄올 10㎖, 물 2㎖를 70℃에서 0.5시간동안 가열교반하였다. 반응 종료 후, 용매를 제거하고, 물 5㎖를 첨가한 후, 5% 염산으로 pH 1로 조정하였다. 이어, 아세트산에틸로 2회 추출하였다. 수득된 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거함으로써, 식 (IIIc)에 상응하는 5-클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 0.72g(수율 100%)을 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 3.25-3.75(4H, m), 4.09(3H, s), 7.89(1H, d), 8.00(1H, d), 10.0(1H, bs).
(카복실산 (III) 제조실시예 7)
4-프로파길옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 합성(반응식 4)
(1) 알콕시이미노화 공정
5-메틸티오크로만-4-온-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.4g(5.5mmol)을 프로파길옥시아민염산염 1.2g(11mmol)을 에탄올 15㎖에 현탁시키고, 피리딘 1.3㎖(16mmol)을 첨가하고 9시간동안 환류하였다. 반응혼합물을 물 30㎖에 희석시키고, 5% 염산을 첨가하여 산성화한 후, 아세트산에틸 150㎖로 추출하였다. 수득된 유기층을 물 50㎖로 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거하였다. 수득된 잔사를 감압건조하여 담황색 유리상 고체로서 4-프로파길옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.7g(수율 100%)를 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.71(3H, s), 3.07(1H, t, J=2), 3.4-3.5(4H, m), 4.90(2H, d, J=2), 7.85(1H, d, J=7), 8.05(1H, d, J=7).
(카복실산 (III) 제조실시예 8)
4-아릴옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 합성(반응식 4)
(1) 알콕시이미노화 공정
5-메틸티오크로만-4-온-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.4g(5.5mmol)을 알리옥시아민염산염 1.2g(11mmol)을 에탄올 15㎖에 현탁시키고, 3시간동안 환류하였다. 반응혼합물을 아세트산에틸 150㎖에 희석하였다. 유기층을 1% 염산 60㎖ 및 물 40㎖로 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조한 후, 용매를 제거하였다. 수득된 잔사를 에탄올 6㎖에 용해시키고, 수산화칼륨 수용액 0.37g/2㎖를 첨가하고, 실온에서 하룻밤동안 방치하였다. 반응혼합물로부터 용매를 제거한 잔사를 물 100㎖에 용해시키고, 5%탄산칼륨 수용액 10㎖를 첨가하고 pH를 10으로 조정하였다. 이 용액을 아세트산 에틸 20㎖로 세정한 후의 수층을 5% 염산으로 산성화하고, 아세트산에틸 150㎖로 추출하였다. 수득된 유기층을 물 50㎖로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거하였다. 수득된 잔사를 감압건조하여 담황색 유리상 고체로서 4-아릴옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.4g(수율 82%)를 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.67(3H, s), 3.44(2H, d, J=3), 3.49(2H, d, J=3), 4.77(2H, d, J=5), 5.2-5.5(2H, m), 5.9-6.3(1H, m), 7.85(1H, d, J=8), 7.98(1H, d, J=8).
(카복실산 (III) 제조실시예 9)
4-(2-플루오로에틸)옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드(식 (IIIc)의 카복실산; 식 (III)에서 n=2)의 합성(반응식 4)
(1) 알콕시이미노화 공정
5-메틸티오크로만-4-온-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.0g(3.9mmol) 및 2-플루오로에틸옥시아민염산염 0.7g(6.1mmol)을 t-아밀알콜 20㎖에 현탁시키고, 2시간동안 환류하였다. 반응혼합물을 아세트산에틸 150㎖로 희석하였다. 유기상을 1% 염산 60㎖ 및 물 50㎖로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거하였다. 수득된 잔사를 감압건조하여 담황색 유리상 고체로서 4-(2-플루오로에틸)옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.2g(수율 100%)를 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중아세톤, 내부표준: 테트라메틸실란): 2.68(3H, s), 3.47(4H, m), 4.2-5.1(4H, m), 7.86(1H, d, J=8), 8.00(1H, d, J=8).
상기 카복실산 (III)의 제조실시예 1 내지 9에서 수득한 카복실산의 구조 및 사용한 반응식의 번호를 표 2에 나타내었다.
[표 2-1]
[표 2-2]
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 1)
(Ic)의 화합물)의 합성
100㎖의 가지형 플라스크에 상기 카복실산 (III) 제조실시예 1에서 수득한 8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산(식 (III)의 화합물에 상응함) 1.7g(5.4mmol), 축합제의 디사이클로헥실카보디이미드(DCC) 1.3g(1.2 당량 6.3mmol), 1-에틸-5-히드록시피라졸(식 (II)의 화합물에 상응함) 0.7g(1.15 당량 6.2mmol) 및 t-아밀알콜 10㎖을 투입하고, 60℃에서 30분동안 반응시켰다. 이어 탄산칼륨 0.6g을 첨가하고, 90℃에서 8시간동안 반응시켰다. 방냉한 후, 감압하에서 t-아밀알콜을 제거하고, 반응혼합물에 물을 첨가하여 용해하고, 불용물을 여과하여 제거하였다. 수층을 아세트산에틸로 세정한 후, 10% 염산으로 pH 1로 조정하였다. 석출한 고형물을 여과하여 회수하고, 식 (Ic)의 화합물에 상응하는 표제의 목적물 1.3g(수율 57%)을 수득하였다. 본제조 실시예에서 사용한 출발 원료 및 수득된 화합물의 구조, 및 수율을 표 3에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 4에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 2 내지 4)
상기 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 1에서 출발 원료인 카복실산 (III)에 상응하는 8-클로로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산 대신에, 표 3에 나타낸 출발 원료(식 (III)의 화합물에 상응함)을 사용한 것 외에는 피라졸 유도체(I) 제조실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 식 (Ic)의 화합물에 상응하는 화합물 번호 2 내지 4를 수득하였다. 출발 원료 및 수득된 화합물의 구조, 및 수율을 표 3에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 4에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 5)
(If)의 화합물)의 합성
100㎖의 가지형 플라스크에 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 1에서 수득한 (Ic)의 화합물에 상응함) 0.7g(1.8mmol)을 투입하고, 염화메틸렌 10㎖를 첨가하고 용해하였다. 또한 탄산칼륨 0.28g(1.1 당량, 2.0mmol) 및 물 10㎖를 첨가하였다. 이어 반응시약으로서 p-톨루엔설포닐클로라이드(식 (VII)의 화합물에 상응함) 0.38g(1.1 당량, 2.0mmol)을 소량의 염화메틸렌에 첨가하고 용해시키고, 상간 이동촉매로서 염화벤질트리에틸암모늄 10mg을 첨가하였다. 실온에서 24시간동안 반응시킨 후, 염화메틸렌층을 분리하고, 감압하에서 염화메틸렌을 제거하고, 수득된 조생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(전개용매:아세트산에틸:n-헥산=1:3 혼합용매)에 의해 정제하고, 식 (If)의 화합물에 상응하는 표제의 목적물 0.87g(수율 89%)를 수득하였다. 본제조 실시예에서 출발 원료, 반응 시약 및 수득된 화합물의 구조, 및 수율을 표 3에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 4에 나타내었다.
[표 3-1]
[표 3-2]
[표 4]
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 6)
(Ic)의 화합물)의 합성
상기 카복실산 (III) 제조실시예 3에서 수득한 식 (IIIc)의 화합물에 상응하는 8-플루오로-4-메톡시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.1g(3.9mmol)을 t-아밀알콜 12㎖에 용해시키고, 식 (II)의 화합물에 상응하는 1-에틸-5-히드록시피라졸 0.48g(1.1 당량, 4.3mmol), 디사이클로헥실카보디이미드 0.96g(1.2 당량, 4.7mmol)을 첨가하고, 실온에서 2시간동안 교반하였다. 이어, 40℃에서 30분동안 가열교반하고, 탄산칼륨 0.41g(3.0mmol)을 첨가하였다. 이어 반응용액의 온도를 80℃까지 올리고, 8시간동안 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액에 물 50㎖를 첨가하여 분액하고, 수득된 수층을 염화메틸렌으로 세정하였다. 이 수층을 5% 염산으로 중화시키고, 아세트산에틸로 추출하였다. 수득된 유기층을 포화식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거함으로서 식 (Ic)의 화합물에 상응하는 표제의 목적물 1.32g(수율 86%)을 수득하였다. 본제조 실시예에서 사용한 출발 원료 및 수득된 화합물의 구조, 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 7)
(If)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 6에서 수득한 화합물 6을 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 60%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 8)
(If)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 6에서 수득한 화합물 6을 사용하고, 반응시약으로서 n-프로판설포닐클로라이드를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 83%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 9)
(Ic)의 화합물)의 합성
피라졸 유도체 (I) 제조실시예 6에서 사용한 1-에틸-5-히드록시피라졸 대신에 1,3-디메틸-5-히드록시피라졸을 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 6과 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 65%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 10)
(If)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 9에서 수득한 화합물 9를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 68%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 11)
(If)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 9에서 수득한 화합물 9를 사용하고 반응시약으로서 n-프로판설포닐클로라이드를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 68%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 12)
(If)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 9에서 수득한 화합물 9의 0.47g(1.2mmol)을 디클로로에탄 6㎖에 용해시키고, 여기에 사이클로헥산카보닐클로라이드 0.21g(1.5mmol), 및 피리딘 0.29㎖(3.6mmol)을 첨가하고, 실온에서 7시간동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응액에 물 30㎖를 첨가하고, 염화메틸렌으로 3회 추출하였다. 수득된 유기층을 5% 염산, 포화식염수로 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조시킨 후, 감압하에서 용매를 제거하였다. 수득된 오일을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 표제의 목적물을 수율 53%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 13)
(Ic)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 카복실산 (III)의 제조시예 6에서 수득한 5-클로로-4-메톡시이미노티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 1과 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 83%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 14)
(If)의 화합물)의 합성
출발 원료로서 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 13에서 수득한 화합물 13을 사용하고 반응시약으로서 n-프로판설포닐클로라이드를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여, 표제의 목적물을 수율 85%로 수득하였다. 출발 원료, 반응시약, 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 5에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 6에 나타내었다.
[표 5-1]
[표 5-2]
[표 5-3]
[표 5-4]
[표 5-5]
[표 5-6]
[표 5-7]
[표 6-1]
[표 6-2]
[표 6-3]
[표 6-4]
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 15)
(Ic)의 화합물)의 합성
(1) 에스테르화 공정(공정 1a)
카복실산 (III) 제조실시예 7에서 수득한 4-프로파길옥시이미노-5-메틸티오크로만-6-카복실산-1,1-디옥시드 1.8g(5.9mmol)을 1,2-디클로로에탄 20㎖에 현탁시키고, 염화티오닐 1㎖(14mmol)을 첨가하고, 70℃에서 3시간동안 교반하였다. 반응 혼합물로부터 용매를 제거하고, 대응하는 산 클로라이드를 수득하였다. 별도로 1-에틸-5-히드록시피라졸 0.9g(8mmol) 및 트리에틸아민 0.8g(8mmol)을 테트라히드로푸란 20㎖에 용해시키고, 빙욕에서 냉각하였다. 여기에, 먼저 제조한 산 클로라이드의 테트라히드로푸란 용액 10㎖를 서서히 적하하고, 실온에서 하룻밤동안 방치하였다. 반응혼합물을 아세트산에틸 150㎖로 희석하였다. 수득된 유기층을 물 100㎖로 3회, 포화탄산수소나트륨 수용액 100㎖로 1회 세정한 후, 무수황산나트륨으로 건조한 후, 용매를 제거하였다. 수득된 농갈색 유상물을 칼럼 크로마토그래피(실리카겔/아세트산에틸:n-헥산=1:1)로 정제하여 황색 페이스트로서 0.5g(수율 21%)를 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.45(3H, t, J=7), 2.53(1H, t, J=2), 2.82(3H, s), 3.41(4H, s), 4.10(2H, q, J=7), 4.85(2H, d, J=2), 6.29(1H, d, J=2), 7.50(1H, d, J=2), 8.04(2H, s).
(2) 전위 공정 및 기 -A-B의 도입 공정(공정 1b 및 공정 2)
상기 에스테르화 공정에서 수득한 0.5g(1.2mmol) 및 트리에틸아민 0.15g(1.5mmol)을 아세토니트릴 6㎖에서 용해시키고, 여기에 아세톤시안히드린 4방울을 첨가하고 실온에서 하룻반동안 방치하였다. 반응혼합물로부터 용매를 제거하고, 수득된 적색 유상물을 물 20㎖에 용해시키고, 여기에 5% 염산을 첨가하여 산성화하고, 디클로로메탄 100㎖로 추출하였다. 수득된 유기층을 무수황산나트륨으로 건조하고, 용매를 제거하고 적색 유리상 고체를 수득하였다. 이 고체를 디클로로메탄 3㎖에 용해시키고, 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 0.02g, 탄산칼륨 수용액 0.2g(1.4mmol)/3㎖ 및 프로판설포닐 클로라이드 0.2g(1.4mmol)을 첨가하여 실온에서 8시간동안 교반시키고, 하룻밤동안 방치하였다. 반응혼합물을 아세트산에틸 100㎖로 희석하였다. 수득된 유기층을 포화탄산수소나트륨 수용액 50㎖ 및 물 50㎖로 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조한 후, 용매를 제거하여 갈색 유상물을 수득하였다. 이 유상물을 칼럼 크로마토그래피(실리카겔/아세트산에틸:n-헥산=1:1)로 정제시켜 담황색 유리상 고체로서 0.47g(수율 77%)를 수득하였다.
본 제조 실시예에서 사용한 출발 원료 및 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 7에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 8에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 16)
(If)의 화합물)의 합성
(1) 에스테르화 공정 및 전위 공정(공정 1ab)
출발 원료로서 카복실산 (III) 제조실시예 8에서 수득한 화합물 8을 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 1과 동일한 조작을 수행하여, 1.5g(수율 83%)를 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.47(3H, t, J=7), 2.56(3H, s), 3.39(4H, s), 4.08(2H, q, J=7), 4.75(2H, d, J=6), 5.2-5.4(2H, m), 5.8-6.2(1H, m), 7.31(1H, s), 7.52(1H, d, J=8), 7.97(1H, d, J=8).
(2) 기 -A-B의 도입 공정(공정 2)
출발 원료로서 상기 (1)에서 수득한 사용하고, 반응시약으로서 n-프로판설포닐클로라이드를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여 표제화합믈 1.1g(수율 58%)를 수득하였다.
출발 원료, 반응시약 및 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 7에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 8에 나타내었다.
(피라졸 유도체 (I) 제조실시예 17)
(If)의 화합물)의 합성
(1) 에스테르화 공정 및 전위 공정(공정 1ab)
출발 원료로서 카복실산 (III) 제조실시예 9에서 수득한 화합물을 9를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I) 제조실시예 1과 동일한 조작을 수행하여, 1.3g(수율 81%)를 수득하였다.
NMR(ppm, 용매: 중클로로포름, 내부표준: 테트라메틸실란): 1.46(3H, t, J=7), 2.57(3H, s), 3.39(4H, t, J=4), 4.08(2H, q, J=7), 4.2-5.0(4H, m), 7.31(1H, s), 7.54(1H, d, J=8), 7.98(1H, d, J=8).
(2) 기 -A-B의 도입 공정(공정 2)
출발 원료로서 상기 (1)에서 수득한 사용하고, 반응시약으로서 n-프로판설포닐클로라이드를 사용한 것 외에는 피라졸 유도체 (I)의 제조실시예 5와 동일한 조작을 수행하여 표제화합믈 0.8g(수율 49%)를 수득하였다.
출발 원료, 반응시약 및 수득된 화합물의 구조 및 수율을 표 7에 나타내고, 수득된 화합물의 물성치를 표 8에 나타내었다.
[표 7]
[표 8]
(제초제 실시예)
(1)제초제의 조제
담체로서 활석(상품명: 지클라이트(Zeaklite)) 97 중량부, 계면활성제로서 알킬아릴설폰산(상품명: 네오플렉스(Nrplex), 카오아틀라스(주) 제품) 1.5 중량부 및 비이온형의 계면활성제(상품명: 소르폴(Sorpol) 800A, 도호가가쿠고교(주) 제품) 1.5 중량부를 균일하게 분쇄혼합하여 수화제용 담체를 수득하였다.
이 수화제용 감체 90 중량부와 상기 제조실시예에서 수득한 본 발명의 화합물 10 중량부(비교예에서는 하기 화합물 (B) 10 중량부)를 균일하게 분쇄혼합하여 제초제를 수득하였다.
또한, 비교약제로서 사용한 화합물 (B)는 국제 공개공보 제 WO94/01431 호에 개시되어 있으며, 하기의 구조를 갖는다.
[화학식 B]
본 발명의 화합물은 경작지용 제초제로서 토양 처리, 토양 혼화처리, 경엽 처리중 임의의 처리방법에서도 사용가능하다. 본 발명의 화합물의 대상이 되는 경작지 잡초(Cropland weeds)로는 예를 들면, 솔라눔 니그럼(Solanum nigrum), 다투라 스트라모늄(Datura stramonium) 등으로 대표되는 가지과(Solanaceae) 잡초; 아부틸론 테오프라스티(Abutilon theophrasti), 사이드 스피노사(Side spinose) 등으로 대표되는 접시과(Malvaceae) 잡초; 이포모에아 푸르푸리아(Ipomoea purpurea) 등의 이포모에아 스피시즈(Ipomoea spps.) 또는 칼리스테지아 스피시즈(Calystegia spps.)로 대표되는 메꽃과(Convolvulaceae) 잡초; 아마란투스 리비두스(Amaranthus lividus) 등으로 대표되는 비름과(Amaranthaceae) 잡초; 잔티움 스트루마늄(Xanthium strumarium), 암브로시아 아르테미시에폴리아(Ambrosia artemisiaefolia), 헬리안투스 안누스(Helianthus annus), 갈린소가 실리아트(Galinsoga ciliat), 시르슘 아르벤스(Cirsium arvense), 센시오 불가리스(Sencio vulgaris), 에리게론 안누스(Erigeron annus) 등으로 대표되는 국화과(Compositae) 잡초; 로립파 인디카(Rorippa indica), 시나피스 아르벤시스(Sinapis arvensis), 캅셀라 버르사파스트리스(Capsella bursapastris) 등으로 대표되는 평지과(Cruciferae) 잡초; 폴리고눔 블루메이(Polygonum blumei), 폴리고눔 콘볼룰러스(Polygonum convolvulus) 등으로 대표되는 여뀌과(Polygonaceae) 잡초; 포르툴라카 올레라시아(Portulaca oleracea) 등으로 대표되는 채송화과(Portulacaceae) 잡초; 셰노포듐 알붐(Chenopodium album), 셰노포듐 피시폴륨(Chenopodium ficifolium), 코치아 스코파리아(Kochia scoparia) 등으로 대표되는 나팔꽃과(Chenopodiaceae) 잡초; 스텔라리아 메디아(Stellaria media) 등으로 대표되는 패랭이꽃과(Caryophyllaceae) 잡초; 베로니카 페르시카(Veronica persica) 등으로 대표되는 스크로풀라리과(Scrophulariaceae) 잡초; 코멜리나 코무니스(Commelina communis) 등으로 대표되는 달개비과(Commelinaceae) 잡초; 라뮴 암플렉시카울(Lamium amplexicaule), 라뮴 푸르푸레움(Lamium purpureum) 등으로 대표되는 자소과(Labiatae) 잡초; 유포르비아 수피나(Euphorbia supina), 유포르비아 메쿨라타(Euphorbia maculata) 등으로 대표되는 대극과(Euphorbiaceae) 잡초; 갈륨 스푸륨(Galium spurium), 갈륨 아파린(Galium aparine), 루비아 아칸(Rubia akane) 등으로 대표되는 꼭두서니과(Rubiaceae) 잡초, 비올라 아르벤시스(Viola arvensis) 등으로 대표되는 제비꽃과(Violaceae) 잡초; 세스바니아 엑살타타(Sesbania exaltata), 카시아 오브투시폴리아(Cassia obtusifolia) 등으로 대표되는 대두과(Leguminosae) 잡초 등의 광엽 잡초(Broad-leaved weed), 소르감 비콜로(Sorgham bicolor), 패니쿰 디초토미플로룸(Panicum dichotomiflorum), 소르감 헬레펜스(Sorghum halepense), 에치노츨로아 크루스-갈리(Echinochloa crus-galli), 디지타리아 애드센덴스(Digitaria adscendens), 애베나 파투아(Avena fatua), 엘루신 인디카(Eleusine indica), 세타리아 비리디스(Setaria viridis), 알로페쿠루스 아에구알리스(Alopecurus aegualis) 등으로 대표되는 벼과 잡초(Graminaceous weed), 시페루스 로턴더스(Cyperus rotundus), 시페루스 에스쿨렌터스(Cyperus esculentus)등으로 대표되는 삼나무과 잡초(Cyperaceous weed) 등을 들 수 있다.
본 발명의 화합물은 수전용의 제초제로서 침수하의 토양 처리 및 경엽 처리 중 임의의 처리 방법에서 사용가능하다. 수전 잡초(Paddy weed)로는 예를 들면, 알리스마 카날리쿨라툼(Alisma canaliculatum), 사기타리아 트리폴리아(Sagittaria trifolia), 사기타리아 피그마에아(Sagittaria pygmaea) 등으로 대표되는 알리스마트과(Alismataceae) 잡초; 시페루스 디포르미스(Cyperus difformis), 시페루스 세로티누스(Cyperus serotinus), 씨르푸스 정코이데스(Scirpus juncoides), 엘레오카 다리스 쿠로구와이(Eleochadaris kuroguwai) 등으로 대표되는 삼나무과(Cyperaceae) 잡초; 린데미아 피시다리아(Lindemia pyxidaria) 등으로 대표되는 스크로툴라리과(Scrothulariaceae) 잡초; 모노초리아 바기날리스(Monochoria Vaginalis) 등으로 대표되는 물접시꽃과(Potenderiaceae) 잡초; 포타모게톤 디스팅크투스(Potamogeton distinctus) 등으로 대표되는 포타모게톤과(Potamogetonaceae) 잡초; 로탈라 인디카(Rotala indica) 등으로 대표되는 리트르과(Lythraceae) 잡초; 에치노츨로아 크루스-갈리(Echinochloa crus-galli) 등으로 대표되는 벼과(Gramineae) 잡초 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물은 경작지, 수전, 과수원 등의 농원예 분야 이외에 운동장, 빈 땅, 선로단 등의 비농경지에 있어서 각종 잡초의 방지에도 적용할 수 있다.
다음으로 본 발명의 화합물의 제초제로서의 유용성을 하기의 시험에서 구체적으로 설명한다.
(2) 생물 시험(경엽 처리시험)
경작지 토양을 충진한 1/5000 아르 와그너 폿트(are Wagner pot)에 큰 바랭이 잡초, 헛간 잡초, 강아지풀, 우엉, 이끼, 비름속식물, 흰독말풀, 별꽃, 큰 강이지풀, 야생밀중에서 소정의 잡초 종자 및 옥수수, 소맥, 대맥의 종자를 번종하고, 복토 후에, 실온내에서 육성하고, 이들 식물의 3 내지 4엽기에 상기 (1)에서 수득한 소정량의 제초제를 물에 현탁하고, 2000ℓ/ha 상당의 액량으로 경엽부에 균일하게 스프레이 산포하였다. 이어, 실온내에서 육성하고, 처리 후 30일째에 제초 효과 및 작물에의 약해를 판정하였다. 결과를 표 9 및 표 10에 나타내었다.
또한, 제초 효과 및 작물 약해는 하기의 기준에 따라 표시하였다:
(기준)
여기에서, 잔초중량 무처리비는 하기의 수학식 (1)로 구했다:
[수학식 1]
잔초중량 무처리비 = (처리구의 잔초중량/무처리구의 잔초중량)×100
[표 9]
[표 10]
표 9 및 표 10의 결과로부터, 3 내지 4엽기의 경엽 처리에서 제초제 비교예가 작물에 약해를 미치는데 반해, 본 발명의 제초제는 임의의 작물에 대해서도 약해를 미치지 않고, 작물에 대해 안정성이 높음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 제초제는 각종의 잡초에 대해, 우수한 제초 활성을 나타내고, 극도로 우수한 작물-잡초 선택성을 가짐을 알 수 있다.
(3) 생물 시험(토양 처리시험)
경작지 토양을 충진한 1/5000 아르 와그너 폿트에 우엉, 이끼, 흰독말풀, 별꽃, 큰 강이지풀, 헛간 잡초, 야생밀의 종자 및 옥수수, 소맥, 대맥, 면의 종자를 번종하고, 복토 후, 상기 (1)에서 수득한 소정의 제초제를 물에 현탁시키고, 2000ℓ/ha 상당의 액량으로 토양 표면에 균일하게 산포하였다. 이어, 실온내에서 육성하고, 처리 후 20일째에 제초 효과 및 작물에의 약해를 판정하였다. 결과를 표 11에 나타내었다.
[표 11]
표 11의 결과로부터, 토양 처리시험에 있어서, 제초제 비교예가 작물에 약해를 미치는데 반해, 본 발명의 제조체는 임의의 작물에 대해 약해를 미치지 않고, 작물에 대해 안정성이 높음을 알 수 있다. 본 발명의 제초제는 각종의 잡초에 대해 우수한 제초 활성을 나타내고, 극도로 우수한 작물-잡초 선택성을 가짐을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 경엽 처리 및 토양 처리에 있어서 극도로 우수한 작물-잡초 선택성을 나타내는 신규 피라졸 유도체 및 이를 유효성분으로서 함유하는 제초제가 제공된다.

Claims (20)

  1. 하기 식 (I)의 피라졸 유도체:
    [화학식 I]
    상기 식에서,
    R1은 C1-C4알킬기, C2-C4알케닐기 또는 C2-C4할로알케닐기이고;
    R2는 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고;
    X는 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C2-C4알콕시알킬기, 할로겐 원자, C1-C4알콕시기 또는 C1-C4할로알콕시기이고;
    R3은 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C3-C6사이클로알킬기, C3-C6알케닐알킬기,
    C3-C6알키닐알킬기, C3-C6할로알케닐알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고;
    R4내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고;
    n 및 p는 0, 1 또는 2의 정수이고;
    Q는 수소 원자 또는 기 -A-B이고;
    A는
    이고(여기서, R8및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C4알킬기이다);
    B는 C1-C12알킬기, C3-C10사이클로알킬기 또는 기
    이나(여기서, Y는 C1-C4알킬기, C1-C4알콕시기, C1-C4할로알킬기, 니트로기 또는 할로겐 원자이고; m은 0, 1 또는 2의 정수이다);
    단, p가 1이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 X가 C1-C4알킬기이고 R4내지 R7이 모두 수소 원자인 식 (I)의 화합물, 및 p가 2이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 2개의 X가 함께 C1-C4알킬기이고 R4내지 R7이 모두 수소 원자인 식 (I)의 화합물은 제외된다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    R1이 C1-C4알킬기인 피라졸 유도체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    R1이 메틸기 또는 에틸기인 피라졸 유도체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    R2가 수소 원자 또는 C1-C4알킬기인 피라돌 유도체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    R3가 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C3-C6알케닐알킬기 또는 C3-C6알키닐알킬기인 피라졸 유도체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    R3가 메틸기, -CH2CH2F기, 아릴기 또는 프로파길기인 피라졸 유도체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    R4내지 R7이 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C4알킬기인 피라졸 유도체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    p가 1이고, X가 티오크로만 환의 5위치에 치환된 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, 할로겐 원자 또는 C1-C4알콕시기인 피라졸 유도체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    X가 메틸기, 트리플루오로메틸기, 염소 원자 또는 메톡시기인 피라졸 유도체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    p가 2이고, 하나의 X가 티오크로만 환의 5위치에 치환된 C1-C4알킬기, 할로겐 원자 또는 C1-C4할로알킬기이고, 다른 X가 티오크로만 환의 8위치에 치환된 할로겐 원자, C1-C4알콕시기 또는 C1-C4알킬기인 피라졸 유도체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    하나의 X가 티오크로만 환의 5 위치에 치환된 메틸기, 염소 원자, 트리플루오로메틸기 또는 메톡시기이고, 다른 X가 티오크로만 환의 8위치에 치환된 염소 원자, 불소 원자, 메톡시기 또는 메틸기인 피라졸 유도체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    n이 0 또는 2인 피라졸 유도체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    Q가 수소 원자인 피라졸 유도체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    Q가 기 -A-B이고, A가
    인 피라졸 유도체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    Q가 기 -A-B이고, B가 C1-C4알킬기, C3-C7사이클로알킬기 및 기
    (여기서, Y1은 C1-C4알킬기 또는 할로겐 원자이고; m1은 0, 1 또는 2의 정수이다)로 이루어진 군으로부터 선택되는 피라졸 유도체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    Q가 기 -A-B이고, B가 프로필기, 사이클로헥실기 및 톨루일기로 이루어진 군으로부터 선택되는 피라졸 유도체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    Q가 기 -A-B이고, A와 B의 조합으로 이루어진 기가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 피라졸 유도체:
  18. 제 17 항에 있어서,
    Q가 기 -A-B이고, A와 B의 조합으로 이루어진 기가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 피라졸 유도체:
    -SO2-n-C3H7,
  19. 하기 식 (III)의 카복실산:
    [화학식 Ⅲ]
    상기 식에서,
    X는 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C2-C4알콕시알킬기, 할로겐 원자, C1-C4알콕시기 또는 C1-C4할로알콕시기이고;
    R3은 C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기, C3-C6사이클로알킬기, C3-C6알케닐알킬기,
    C3-C6알키닐알킬기, C3-C6할로알케닐알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고;
    R4내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4알킬기, C1-C4할로알킬기 또는 C2-C4알콕시알킬기이고;
    n 및 p는 0, 1 또는 2의 정수이나;
    단, p가 1이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 X가 C1-C4알킬기이고 R4내지 R7이 모두 수소 원자인 식 (III)의 화합물, 및 p가 2이고 R3가 C1-C4알킬기인 경우 2개의 X가 함께 C1-C4알킬기이고 R4내지 R7이 모두 수소 원자인 식 (III)의 화합물은 제외된다.
  20. 제 1 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 따른 식 (I)의 피라졸 유도체를 유효성분으로서 함유하는 제초제.
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