KR19990000517A - 신규한 4-아릴티오피라졸 유도체 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 일반식(I)의 화합물 및, 하기 일반식 (VII)의 화합물을 용매 중에서 히드라진과 반응시켜 일반식 (I)의 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다:

상기 식에서;

R₁내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 니트로, 시아노, 할로겐, C₁-C₄알킬, C₁-C₄알킬카보닐, 포르밀, C₁-C₄알콕시카보닐, 1 내지 5 개의 할로겐 치환기를 갖는 C₁-C₂할로알킬, C₁-C₄알콕시 또는 C₁-C₄알킬티오를 나타낸다.

Description

신규한 4-아릴티오피라졸 유도체 및 그의 제조방법

본 발명은 하기 일반식 (1)로 표시되는 4-아릴티오피라졸 유도체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

상기식에서;

R₁내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 니트로, 시아노, 할로겐 C₁-C₄알킬, C₁-C₄알킬카보닐, 포르밀, C₁-C₄알콕시카보닐, 1 내지 5개의 할로겐 치환기를 갖는 C₁-C₂ 할로알킬, C₁-C₄알콕시 또는 C₁-C₄알킬티오를 나타낸다.

상기 치환기에 대한 정의 중에서 용어 알킬은 독립적으로 사용될 때나 알킬티오 또는 알킬카보닐 등과 같이 합성어로 사용될 때나 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필 또는 여러 가지 부틸 이성체 등과 같은 직쇄 또는 측쇄 포화 탄화수소기를 의미하고; 용어 알콕시는 단독으로 사용될 때나 알콕시카보닐 등과 같이 합성어로 사용될 때나 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시 또는 여러 가지 부톡시 이성체를 의미하며; 용어 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 의미하고; 용어 할로알킬은 클로로메틸, 트리클로로메틸, 트리플루오르메틸, 2,2,2-트리플루오르에틸, 펜타플루오르에틸 등을 의미한다.

본 발명의 목적물질인 상기 일반식 (I)의 화합물은 이양벼 재배조건에서 광범위한 제초 활성을 나타내는 하기 일반식 (II)의 화합물을 제조하기 위한 중간체로서 유용하게 사용될 수 있다. 일반식 (II)의 화합물은 본 출원인에 의해 동일자로 출원되는 또다른 발명의 대상이다.

상기 식에서, R₁내지 R₅는 앞에서 정의한 바와 같다.

종래에도 피라졸환의 3, 5번 위치가 치환된 4-아릴설포닐피라졸 화합물 및 그의 합성법에 대해서는 많이 알려져 있었으나, 3, 5번 위치가 치환되지 않은 4-아릴설포닐피라졸 및 그의 합성예는 많지 않다(참조 : M. G. Hoffmann, Tetrahedron, 1995, 51, pp9511-9518과 그 안의 참고문헌 7번). 전술한 논문에 따르면, 하기 반응식 1에 요약하여 나타낸 바와 같이, 하기 구조식 (III)의 이미늄 화합물을 히드라진과 반응시키면 하기 일반식 (IV)의 4-아릴설포닐피라졸을 40 내지 50% 수율로 수득할 수 있다고 보고되어 있다.

반응식 1

따라서, 본 발명자들은 피라졸환의 3, 5번 위치가 치환되지 않고 4-번 위치가 치환됨으로써 상기 일반식 (II)의 제초성 화합물을 제조하는데 유용하게 사용될 수 있을 뿐 아니라 그 자체의 제법도 안정되고 간편한 신규 중간체 및 그의 합성법을 개발하고자 광범위한 연구를 수행하였으며, 그 결과 상기 구조식 (III) 화합물에서 이미늄기가 알데히드기로 대체되었을 뿐 아니라 설포닐그룹이 티오그룹으로 대체된 하기 일반식 (VII)의 화합물을 출발물질로 사용하여 반응시키면 바람직한 수율로 안정되게 목적하는 바와 같은 신규 화합물을 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 하기 일반식 (I)의 신규 화합물을 제공함을 목적으로 한다.

상기 식에서;

R₁내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 니트로, 시아노, 할로겐, C₁-C₄알킬, C₁-C₄알킬카보닐, 포르밀, C₁-C₄알콕시카보닐, 1 내지 5 개의 할로겐 치환기를 갖는 C₁-C₂할로알킬, C₁-C₄알콕시 또는 C₁-C₄알킬티오를 나타낸다.

일반식 (II) 화합물을 제조하기 위한 중간체로서 유용하게 사용되는 상기 일반식 (I)의 화합물 중에서도 바람직한 화합물은 R₁내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 시아노, 할로겐, C₁-C₄알킬, 포르밀, C₁-C₄알콕시카보닐, 1 내지 5개의 할로겐 치환기를 갖는 C₁-C₂할로알킬 또는 C₁-C₄알콕시를 나타내는 화합물이다.

본 발명에 따른 일반식 (I) 화합물의 대표적인 예와 그의 물성데이타는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

[표 1]

본 발명에 따른 일반식 (I)의 화합물은 하기 반응식 2에 도시한 바에 따라 제조할 수 있으며, 따라서 본 발명은 하기 일반식 (I) 화합물의 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 방법에 따르면, 일반식 (I)의 화합물은 하기 일반식 (VII)의 화합물을 용매 중에서 히드라진과 반응시킴을 특징으로 하여 제조할 수 있다.

반응식 2

상기 식에서, R₁내지 R₅는 앞에서 정의한 바와 같다.

상기 반응식에서 히드라진은 일반식 (VII)의 화합물에 대해 1 내지 2 당량배로 사용할 수 있으며, 이러한 양적 비율로 용매 중에서 환류 교반시켜 일반식 (I)의 4-아릴티오피라졸 화합물을 수득한다. 이때, 용매로는 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드 등의 극성용매류, 메탄올, 에탄올 등의 알콜류, 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 메탄올 또는 에탄올을 사용한다. 반응은 상온에서 120℃ 온도 범위에서 수행할 수 있으나, 바람직하게는 60 내지 80℃에서 수행한다.

한편, 상기 일반식 (I)의 화합물을 제조하는 방법에서 출발물질로서 사용되는 일반식 (VII)의 화합물은 하기 반응식 3에 도시하여 나타낸 바에 따라 합성할 수 있다.

반응식 3

상기 식에서;

R₁내지 R₅는 앞에서 정의한 바와 같고;

Y는 할로겐 원자를 나타내며;

n은 1 또는 2를 나타낸다.

상기 반응식 3을 좀더 구체적으로 설명한다.

일반식 (V)의 화합물은 일반식 (III)의 아릴머캡토 화합물을 일반식 (IV)의 아세탈 화합물과 염기 및 용매 존재하에 반응시켜 제조한다. 염기로는 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수소화나트롬, 탄산수소나트륨 등의 무기 염기를 사용할 수 있는데, 이 중 탄산칼륨 또는 수소화나트륨이 바람직하며, 용매로는 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르 등의 에테르류, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드 등의 극성 용매류, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류를 사용할 수 있으며, 그 중 테트라하이드로푸란 또는 디메틸포름아미드가 바람직하다. 반응은 0 내지 100℃ 온도 범위에서 수행할 수 있으나, 바람직하게는 20 내지 50℃에서 수행한다.

제조된 일반식 (V) 화합물의 아세탈 보호기를 용매 중에서 탈보호기화제 존재하에 반응시켜 제거하면 일반식 (VI)의 알데히드 화합물을 얻을 수 있다. 탈보호기화제로는 염산, 아세트산과 같은 유기산류, 피리디늄파라톨루엔설폰산염 등을 사용할 수 있는데 이중 아세트산이 바람직하며, 용매로는 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르 등의 에테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 물 등을 사용할 수 있는데 그 중 물이 바람직하다. 반응은 상온 내지 100℃ 온도 범위에서 수행할 수 있으나, 바람직하게는 40 내지 60℃에서 수행한다.

마지막으로 앞에서 수득된 일반식 (VI)의 화합물을 용매중에서 1 내지 2당량배의 N,N-디메틸포름아미드 디메틸아세탈과 환류 교반시켜 일반식 (VII)의 엔아민 화합물을 수득한다. 용매로는 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드 등의 극성 용매류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류를 사용할 수 있으며 그 중 벤젠 또는 톨루엔이 바람직하게 사용된다. 반은은 상온에서 120℃ 온도 범위에서 수행할 수 있으나, 80 내지 110℃에서 수행하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 하기 제조예 및 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예와 제조예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: 2-(2,4,6-트리메티페닐)티오메틸-[1,3]디옥소란의 합성

2,4,6-트리메틸페닐티올 1g 및 무수 테트라하이드로푸란 30㎖의 혼합물에 질소 조건하에 수소화나트륨 0.4g을 서서히 가한 후 상온에서 30분간 교반시켰다. 반응 혼합물에 2-브로모메틸-1,3-디옥소란 0.68를 서서히 적가한 후 40℃에서 4시간 동안 교반시켰다. 반은 혼합물을 과량의 물로 희석시킨 후 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층을 감압 증류한 다음, 잔류물에 대해 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용출제: 헥산/에틸아세테이트=3/1, v/v)를 수행하여 표제화합물 1.3g (수율 85%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDCl₃, δ) : 2.24(s, 3H), 2.52(s, 6H), 3.82(d, 2H), 3.83-3.97(m, 4H), 4.97(t, 1H), 6.89(s, 2H)

제조예 2: (2,4,6-트리메틸페닐)티오아세트알데히드의 합성

제조예 1에서 합성한 아세탈 화합물 1g에 물 30㎖, 아세트산 0.5㎖를 순서대로 가한 후 60℃에서 8시간 동안 교반시켰다. 반응 혼합물을 여과, 농축시키고 디클로로메탄과 물로 추출한 후 유기층을 감압 증류시켰다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용출제 : 헥산/에틸 아세테이트=7/1, v/v)로 정제하여 표제 화합물 0.7g(수율 86%)을 수득하였다.

¹H NMR (CDCl₃, δ) : 2.23(s, 3H), 2.53(s, 6H), 3.32(d, 2H), 9.50(t, 1H)

제조예 3: 3-디메틸아미노-2-(2,4,6-트리메틸페닐)티오-2-프로펜알데히드의 합성

제조예 2에서 수득한 (2,4,6-트리메틸페닐)티오아세트알데히드 3.3g과 N,N-디메틸포름아미드 디메틸아세탈 5g을 톨루엔 100㎖에 첨가한 후 3시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 혼합물을 진공하에 농축시킨 후 디클로로메탄과 물로 추출하고, 유기층을 감압 증류시켜 표제화합물 4g(수율 94%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDCl₃, 270MHz) : δ 2.22(s, 3H), 2.52(s, 6H), 3.32(s, 6H) 6.83(s, 2H), 6.86(s, 1H), 8.85(s, 1H)

실시예 1: 4-(2,4,6-트리메틸페닐)티오-1H-피라졸(1)의 합성

제조예 3에서 수득한 3-디메틸아미노-2-(2,4,6-트리메틸페닐)티오-2-프로펜알데히드 3.9g 및 히드라진 1g을 에탄올 80㎖에 첨가한 후 2시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 혼합물을 진공하에 농축시킨 후 디클로로메탄과 물로 추출하고, 유기층을 감압 증류시켰다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용출제: 헥산/에틸아세테이트=1/2, v/v)로 정제하여 표제화합물 2.3g(수율 81%)을 수득하였다.

¹H NMR (CDCl₃, 270MHz) : δ 2.24(s, 3H), 2.52(s, 6H), 6.87(s, 2H), 7.87(s, 2H)

참고예 1: 1-(디에틸카바모일)-4-(2,4,6-트리메티페닐)티오피라졸의 합성

아세토니트릴 60㎖에 실시예 1에서 수득한 4-(2,4,6-트리메틸페닐)티오-1H-피라졸 3g, 1,8-디아자비사이클로[5,4,0]운데세-7-엔 4.1㎖ 및 디에틸카바모일클로라이드 2.1㎖를 각각 첨가한 후 상온에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 물과 에틸아세테이트로 추출한 다음 유기층을 감압하에 증류시켰다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용출제: 헥산/에틸아세테이트=6/1, v/v)로 정제하여 표제화합물 2.7g(수율 64%)을 수득하였다.

¹H NMR (CDCl₃, 270MHz) : δ 1.25(t, 6H), 2.23(s, 3H), 2.50(s, 6H), 3.53-3.58(br, 4H), 6.68(s, 2H), 7.29(s, 1H), 7.78(s, 1H)

Claims (8)

1. 하기 일반식 (I)의 화합물.

   상기 식에서,

   R₁내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 니트로, 시아노, 할로겐, C₁-C₄알킬, C₁-C₄알킬카보닐, 포르밀, C₁-C₄알콕시카보닐, 1 내지 5 개의 할로겐 치환기를 갖는 C₁-C₂할로알킬, C₁-C₄알콕시 또는 C₁-C₄알킬티오를 나타낸다.
2. 1항에 있어서, R₁내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 시아노, 할로겐, C₁-C₄알킬, 포르밀, C₁-C₄알콕시카보닐, 1 내지 5개의 할로겐 치환기를 갖는 C₁-C₂할로알킬 또는 C₁-C₄알콕시를 나타내는 화합물.
3. 하기 일반식 (VII)의 화합물을 용매 중에서 히드라진과 반응시킴을 특징으로 하여 하기 일반식 (I)의 화합물을 제조하는 방법.

   상기 식에서, R₁내지 R₅는 제1항에서 정의한 바와 같다.
4. 제3항에 있어서, 히드라진을 일반식 (VII)의 화합물에 대해 1 내지 2 당량배로 사용하는 방법.
5. 제3항에 있어서, 용매가 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 메탄올, 에탄올, 벤젠 및 톨루엔 중에서 선택된 1종 이상인 방법.
6. 제5항에 있어서, 용매가 메탄올 또는 에탄올인 방법.
7. 제3항에 있어서, 반응을 상온 내지 120℃의 온도 범위에서 수행하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 반응을 60 내지 80℃의 온도 범위에서 수행하는 방법.