KR20200132906A

KR20200132906A - 식물 생장 조절 화합물

Info

Publication number: KR20200132906A
Application number: KR1020207028860A
Authority: KR
Inventors: 알렉산드레 프랑코 진 카밀 럼브로소; 알라인 데 메스매커; 클라우디오 스크레판티
Original assignee: 신젠타 파티서페이션즈 아게
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-11-25
Also published as: GB201804249D0; WO2019175026A1; AR114385A1; AU2019235283A1; BR112020018795A2; MX2020009377A; EP3764792A1; CA3093208A1; US20210253560A1; RU2020133018A; CN111867378A; JP2021518360A

Abstract

본 발명은 신규 스트리고락탐 유도체, 이 유도체를 포함하는 작물 향상, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진 조성물, 그리고 식물의 생장 및 생리를 제어하고/하거나 종자의 발아를 촉진하는 데 이 유도체를 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

식물 생장 조절 화합물

본 발명은 신규 스트리고락탐 유도체, 중간체 화합물을 포함하는 이 유도체의 제조 공정, 이 유도체를 포함하는 작물 향상, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진 조성물, 그리고 식물의 생장 및 생리를 제어하고/하거나 종자의 발아를 촉진하는 데 이 유도체를 사용하는 방법에 관한 것이다.

스트리고락톤 유도체는 식물 생장 조절 및 종자 발아 특성을 가질 수 있는 식물 호르몬이다. 이는 앞서 문헌에 기술된 바 있다. 알려진 특정 스트리고락탐 유도체(예를 들어 WO2012/080115 및 WO2016/193290 참고)는 스트리고락톤과 유사한 특성, 예를 들어 식물 생장 조절 및/또는 종자 발아 촉진 특성을 가질 수 있다. 특히 군엽 적용을 위해 또는 종자 처리에서(예를 들어 종자 코팅 성분으로서) 사용될 이러한 화합물에 있어서, 이의 스트리고락톤 수용체 D14와의 결합 친화도가 중요하다.

본 발명은 개선된 특성들을 가지는 신규 스트리고락탐 유도체에 관한 것이다. 본 발명의 화합물의 이점은, 비 생물 스트레스에 대한 개선된 내성, 개선된 종자 발아, 더 양호한 작물 생장 조절, 개선된 작물 수확량, 그리고/또는 개선된 물리적 특성, 예컨대 약품 안정성, 가수분해 안정성, 물리적 안정성 및/또는 토양 안정성을 포함한다.

본 발명에 따르면, 하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 염이 제공된다:

[화학식 I]

상기 식 중,

R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 메틸 또는 에틸이고;

R³은 포르밀, C₁-C₄ 알킬카르보닐, C₁-C₄ 알콕시카르보닐, C₃-C₈ 사이클로알킬카르보닐, C₁-C₄ 할로알킬카르보닐, 아릴, 헤테로아릴, 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.

화학식 I의 화합물은 알려진 스트리고락탐 유도체에 비해 메이즈 스트리고락톤 수용체(D14)와의 더 우수한 친화도뿐만 아니라 잎 노화를 유도하는 개선된 능력을 보유하는 것으로 나타났다.

화학식 I의 화합물은 상이한 기하이성체 또는 광학이성체(부분입체이성체 및 거울상이성체) 또는 호변이성체 형태로 존재할 수 있다. 본 발명은 이러한 이성체들, 호변이성체들, 그리고 이것들의 모든 비율의 혼합물뿐만 아니라, 동위원소 형태들, 예컨대 중수소화 화합물도 모두 포함한다. 본 발명은 또한 화학식 I의 화합물의 모든 염 및 준금속 착체도 포함한다.

각각의 알킬 모이어티는 단독으로나 더 큰 기(예컨대, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐, 할로게노알킬)의 일부로서 직쇄 또는 분지쇄이며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, 이소-프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소-부틸, tert-부틸이다.

달리 지정되지 않는 한, 사이클로알킬은 모노- 또는 바이-사이클릭일 수 있고, 1개 이상의 C₁-C₄알킬기로 선택적으로 치환될 수 있으며, 3개 내지 8개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 사이클로알킬의 예는 사이클로프로필, 1-메틸사이클로프로필, 2-메틸사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실을 포함한다.

(단독으로서, 또는 더 큰 기, 예컨대 할로알콕시 또는 할로알킬티오의 일부로서) 본 명세서의 내용 중 "할로알킬"이라는 용어는 1개 이상의 동일하거나 상이한 할로겐 원자로 치환되는 알킬기이며, 예를 들어 -CF₃, -CF₂Cl, -CH₂CF₃ 또는 -CH₂CHF₂이다.

할로겐은 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)이다.

본 명세서의 내용 중 "아릴"이란 용어는, 모노, 바이 또는 트리사이클릭일 수 있는 고리계를 지칭한다. 이러한 고리들의 예는 페닐, 나프탈레닐, 안트라세닐, 인데닐 또는 페난트레닐을 포함한다.

본 명세서의 내용 중 "헤테로아릴"이란 용어는, N, O 및 S로부터 선택되는 이종원자(질소 및 황 원자는 선택적으로 산화됨) 1개 내지 4개를 함유하고, 예를 들어, 5원, 6원, 9원 또는 10원을 갖고, 단일 고리 또는 2개 이상의 융합 고리 중 어느 하나로 이루어진 방향족 고리계를 지칭한다. 단일 고리는 3개 이하의 이종원자를 함유할 수 있고, 바이사이클릭계는 4개 이하의 이종원자를 함유할 수 있으며, 상기 이종원자는 바람직하게 질소, 산소 및 황으로부터 선택될 것이다. 이러한 기의 예는 피리딜, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 푸라닐, 티에닐, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 옥사디아졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 티아디아졸릴, 피롤릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 트리아졸릴 및 테트라졸릴을 포함한다.

일 구현예에서, R³은 포르밀, C₁-C₄ 알킬카르보닐, C₁-C₄ 알콕시카르보닐, C₃-C₈ 사이클로알킬카르보닐, C₁-C₄ 할로알킬카르보닐, 아릴, 헤테로아릴, 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일 구현예에서, R³은 포르밀, C₃-C₈ 사이클로알킬카르보닐, C₁-C₄ 할로알킬카르보닐, 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일 구현예에서, R³은 페닐, C₁-C₄ 알킬카르보닐, 헤테로아릴, 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일 구현예에서, R³은 포르밀, 아세틸, 페닐, 2-티아졸릴 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일 구현예에서, R¹ 및 R²는 둘 모두 메틸이다.

일 구현예에서, R³은 C₁-C₄ 알킬(CO)-이다.

일 구현예에서, R³은 C₁-C₄ 할로알킬(CO)-이다.

일 구현예에서, R³은 포르밀이다.

일 구현예에서, R³은 페닐이다.

일 구현예에서, R³은 2-티아졸릴이다.

일 구현예에서, R³은 아세토니트릴이다.

일 구현예에서, R³은 아세틸이다.

바람직하게는, 화학식 I의 화합물은 화학식 IA-1의 구조를 갖는다:

[화학식 IA-1]

.

아래의 표 1은 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 예 IA-1 내지 IA-20을 포함한다:

[표 1]

[화학식 I]

일 구현예에서, 본 발명의 화합물은 농업적으로 허용 가능한 보조제와 함께 적용된다. 구체적으로 본 발명의 화합물과 농업적으로 허용 가능한 보조제를 포함하는 조성물이 제공된다. 또한 본 발명의 화합물을 포함하는 농화학적 조성물이 언급될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 본 발명의 화합물 및 선택적으로 농업적으로 허용 가능한 제형 보조제를 포함하는, 작물 수확량 향상, 비 생물 스트레스 관리, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진 조성물이 제공된다.

본 발명의 일 양태에서, 본 발명의 화합물 및 적어도 1개의 추가 활성 성분을 포함하는 혼합물이 제공된다. 추가 활성 성분은, 예를 들어, 살비제, 살균제, 살진균제, 제초제, 살곤충제, 살응애제, 살연체동물제, 살선충제, 식물 활성화제, 식물 생장 조절제, 생물자극제, 살설치류제, 약해경감제, 상승제, 작물 강화제 또는 비 생물 스트레스 조건에 대한 식물의 내성을 개선하는 활성 성분일 수 있다.

본 발명은 식물의 수확량을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 방법은 식물, 식물의 일부, 식물 번식 물질 또는 식물 생장 장소에 본 발명에 따른 화합물, 조성물 또는 혼합물을 적용하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물은 수확량 상승량으로 적용된다.

본 발명은 비 생물 스트레스 요인에 대한 식물의 내성을 개선하는 방법을 제공하며, 여기서 방법은 식물, 식물의 일부, 식물 번식 물질 또는 식물 생장 장소에 본 발명에 따른 화합물, 조성물 또는 혼합물을 적용하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서 비 생물 스트레스는 추위, 염, 가뭄 및/또는 삼투 스트레스이다. 추가의 구현예에서, 비 생물 스트레스는 가뭄이다. 일 구현예에서, 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물은 비 생물 스트레스 요인에 대한 내성을 개선하는 양으로 적용된다.

본 발명은 식물의 생장을 조절 또는 개선하기 위한 방법을 제공하는데, 본 방법은 식물, 식물의 일부, 식물 번식 물질 또는 식물 생장 장소에 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물을 적용하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 식물이 비 생물 스트레스 조건에 처하여질 때 식물 생장은 조절 또는 개선된다. 일 구현예에서, 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물은 식물 생장 조절량으로 적용된다.

본 발명은 또한 종자 또는 종자를 함유하는 장소에 본 발명에 따른 화합물, 조성물 또는 혼합물을 적용하는 단계를 포함하는, 식물의 종자 발아 또는 출현을 촉진하기 위한 방법을 제공한다. 발아 또는 출현은, 예를 들어 더 빠르거나 더 균일한 발아 또는 출현을 통해 자극된다. 일 구현예에서, 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물은 종자 발아 촉진량으로 적용된다.

본 발명은 또한 잡초 종자를 함유하는 장소에 본 발명의 제2 양태에 따른 조성물을 종자 발아 촉진량으로 적용하는 단계, 종자가 발아되도록 하는 단계, 및 이어서 이 장소에 발아후 제초제(post-emergence herbicide)를 적용하는 단계를 포함하는, 잡초를 제어하기 위한 방법을 제공한다.

본 발명의 추가 양태에서, 작물 수확량 향상제, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진제로서의, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 용도가 제공된다.

본 발명은 또한 화학물질의 식물 독성 효과에 대항하여 식물을 약해경감시키기 위한 방법도 제공하는데, 본 방법은 식물, 식물의 일부, 식물 번식 물질 또는 식물 생장 장소에 본 발명에 따른 화합물, 조성물 또는 혼합물을 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 식물 잎의 노화를 가속화하기 위한 방법으로서, 식물, 식물의 일부, 식물 번식 물질 또는 식물 생장 장소에 본 발명에 따른 화합물, 조성물 또는 혼합물을 적용하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 일 구현예에서, 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물은 잎 노화 조절량으로 적용된다.

적합하게는 화합물 또는 조성물은 원하는 응답을 이끌어내기에 충분한 양으로 적용된다.

본 발명의 추가적 양태에서, 식물 번식 물질을 처리하는 방법으로서, 발아를 촉진하고, 수확량을 향상시키고/시키거나, 식물 생장을 조절하기에 효과적인 양으로 본 발명에 따른 조성물을 식물 번식 물질에 적용하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 추가적 양태에서, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물, 또는 본 발명에 따른 조성물로 처리된 식물 번식 물질이 제공된다.

본 발명은 또한 잎 노화를 통해 식물에서 영양소(예컨대 질소 또는 당) 재생 및 재가동화를 개선하는 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, "식물의 생장을 조절 또는 개선하는 것"이란, 식물 활력을 개선하는 것, 식물의 품질을 개선하는 것, 스트레스 요인에 대한 내성을 개선하는 것, 그리고/또는 인풋 이용 효율(input use efficiency)을 개선하는 것을 의미한다.

'식물 활력을 개선하는 것'이란, 특정 형질이, 본 발명의 방법이 행하여지지 않지만 동일한 조건에서 생장한 대조군 식물의 동일 형질과 비교되었을 때 품질면에서나 양적인 면에서 개선됨을 의미한다. 이와 같은 형질은 이른 발아 및/또는 개선된 발아, 개선된 발생, 적은 수의 종자를 사용하는 능력, 증가한 뿌리 생장, 더 발달한 뿌리 계, 증가한 뿌리 고정, 증가한 신초생장, 증가한 분얼, 더 강해진 분얼지, 더 생산적인 분얼지, 증가 또는 개선된 식물 지탱력(plant stand), 더 감소한 식물 쓰러짐(도복성), 식물 길이의 증가 및/또는 개선, (신선 또는 건조) 식물 무게의 증가, 더 큰 엽신, 더 푸른 잎의 색상, 증가한 색소 함량, 증가한 광합성 능, 더 빨라진 개화, 더 긴 원추 꽃차례, 빨라진 곡물 성숙, 증가한 종자, 열매 또는 꼬투리 크기, 증가한 꼬투리 또는 이삭의 수, 꼬투리 또는 이삭 당 증가한 종자 수, 증가한 종자 질량, 향상된 종자 충전(seed filling), 더 적은 고사 기부엽, 노화 지연, 개선된 식물 활력, 저장조직 내 아미노산의 증가한 수준 및/또는 필요 인풋의 감소(예를 들어, 필요 비료, 물 및/또는 노동력 감소)를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 개선된 활력을 보이는 식물은 상기 언급된 형질들 중 임의의 것, 상기 언급된 형질들의 임의의 조합 또는 상기 언급된 형질들 중 2가지 이상을 가질 수 있다.

'식물 품질의 개선'이란, 특정 형질이, 본 발명의 방법이 행하여지지 않지만 동일한 조건에서 생장한 대조군 식물의 동일 형질과 비교되었을 때 품질면에서나 양적인 면에서 개선됨을 의미한다. 이와 같은 형질은 개선된 식물의 시각적 외관, 감소한 에틸렌(감소한 생산 및/또는 수용 억제), 수확된 물질, 예를 들어 종자, 열매, 잎, 식물체의 개선된 품질(이처럼 개선된 품질은 수확된 물질의 개선된 시각적 외관으로서 발현될 수 있음), 개선된 탄수화물 함량(예를 들어, 당 및/또는 전분의 증가한 양, 개선된 당산 비율, 환원당의 감소, 증가한 당 생성 속도), 개선된 단백질 함량, 개선된 오일 함량 및 조성, 개선된 영양적 가치, 항영양소 화합물 감소, 개선된 관능 특성(예를 들어, 개선된 맛) 및/또는 소비자의 개선된 건강상의 이익(예를 들어, 비타민 및 항산화제 수준 증가), 개선된 수확 후 특징들(예를 들어, 향상된 유통기한 및/또는 저장 안정성, 더 용이한 가공성, 더 용이해진 화합물 추출), 더 균질한 작물 발달(예를 들어, 식물의 동기화된 발아, 개화 및/또는 열매맺음), 및/또는 (예를 들어, 다가올 철에 사용되기 위한) 개선된 종자 품질을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 개선된 품질을 가지는 식물은 상기 언급된 형질들 중 임의의 것이 증가할 수 있거나, 상기 언급된 형질들 임의의 조합 또는 이러한 형질들 중 2개 이상이 증가할 수 있다.

'스트레스 요인들에 대하여 개선된 내성'이란, 특정 형질이, 본 발명의 방법이 행하여지지 않지만 동일한 조건에서 생장한 대조군 식물의 동일 형질과 비교되었을 때 품질면에서나 양적인 면에서 개선됨을 의미한다. 이와 같은 형질은 생물 스트레스 요인 및/또는 비 생물 스트레스 요인에 대한 증가한 내성 및/또는 저항성, 구체적으로는 차선의 생장 조건을 유발하는 비 생물 스트레스 요인, 예컨대 가뭄(예를 들어, 식물의 수분 함량 감소, 수분 흡수 잠재성의 결실 또는 식물로의 수분 공급량의 감소를 유발하는 임의의 스트레스), 냉기에의 노출, 열에의 노출, 삼투 스트레스, UV 스트레스, 홍수, (예를 들어, 토양 중) 증가한 염분, 증가한 무기물에의 노출, 오존에의 노출, 증가한 빛에의 노출, 및/또는 영양소(예를 들어, 질소 및/또는 인 영양소)의 제한된 가용성을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 스트레스 요인에 대하여 개선된 내성을 가지는 식물은 상기 언급된 형질들 중 임의의 것이 증가할 수 있거나, 상기 언급된 형질들 임의의 조합 또는 이러한 형질들 중 2개 이상이 증가할 수 있다. 가뭄 및 영양소 스트레스의 경우, 이처럼 개선된 내성은, 예를 들어 수분 및 영양소의 더 효율적인 흡수, 이용 또는 보유로 말미암을 수 있다. 구체적으로 본 발명의 화합물 또는 조성물은 가뭄 스트레스에 대한 내성을 개선함에 유용하다.

'개선된 인풋 이용 효율'이란, 소정 수준의 인풋이 도입되었을 때, 식물이, 본 발명의 방법이 행하여지지 않지만 동일한 조건에서 생장한 대조군 식물의 생장에 비교되었을 때 더 효율적으로 생장할 수 있음을 의미한다. 구체적으로 상기 인풋은 비료(예컨대, 질소, 인, 칼륨, 미량영양소), 빛 그리고 물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 개선된 인풋 이용 효율을 가지는 식물은 상기 언급된 인풋들 중 임의의 것, 또는 상기 언급된 인풋들 중 2개 이상의 임의의 조합의 개선된 이용을 보일 수 있다.

작물 생장을 조절하거나 개선하는 기타 다른 효과들은 식물 길이의 감소 또는 분얼의 감소를 포함하는데, 이는 더 적은 바이오매스 및 더 적은 분얼지를 가지는 것이 바람직한 조건 또는 작물에 있어서 유리한 특징들이다.

상기 작물 향상 중 임의의 것 또는 전부는, 예를 들어 식물 생리, 식물 생장 및 발달, 그리고/또는 식물 아키텍쳐가 개선됨으로 말미암아 개선된 수확량을 달성할 수 있다. 본 발명의 내용에 있어서, '수확량'은 (i) (a) 식물 그 자체에 의하여 생산된 양의 증가, 또는 (b) 식물 물질(plant matter)의 개선된 수확능으로부터 초래될 수 있는 바이오매스 생산, 곡물 수확량, 전분 함량, 오일 함량 및/또는 단백질 함량의 증가, (ii) 수확된 물질 조성의 개선(예를 들어, 개선된 당산 비율, 개선된 오일 조성, 증가한 영양학적 가치, 항영양소 화합물의 감소, 소비자의 개선된 건강상의 이익), 및/또는 (iii) 작물의 증가한/촉진된 수확 능, 작물의 개선된 가공성 및/또는 더 우수한 저장 안정성/유통기한을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 농업 식물의 증가한 수확량이란, 정량적 측정이 이루어질 수 있는 경우, 본 발명의 적용이 이루어지지 않되 동일한 조건에서 생산된 식물의 동일한 생산물의 수확량에 비하여 측정 가능한 양만큼 증가한, 각각의 식물 생산물의 수확량을 의미한다. 본 발명에 따르면, 수확량은 적어도 0.5%, 더 바람직하게 적어도 1%, 훨씬 더 바람직하게 적어도 2%, 훨씬 더 바람직하게 적어도 4%, 바람직하게 5% 또는 이 이상만큼 증가하는 것이 바람직하다.

상기 작물 향상 중 임의의 것 또는 전부는 또한 개선된 토지 활용을 달성할 수 있는데, 즉 이전에 이용 불가하였거나 경작에 차선적이었던 토지가 가용성이 될 수 있다. 예를 들어, 가뭄 조건(예를 들어, 아마도 사막 주변이나 심지어는 사막 그 자체)에서 증가한 생존 능을 나타내는 식물은 차선적 강우 지역에서 경작될 수 있다.

본 발명의 하나의 양태에서, 작물 향상은 해충 및/또는 질병 및/또는 비 생물 스트레스로 인한 압박의 실질적 부재 하에 이루어진다. 본 발명의 추가의 양태에서, 식물 활력, 스트레스 내성, 품질 및/또는 수확량 개선은 해충 및/또는 질병으로 인한 압박의 실질적 부재 하에 이루어진다. 예를 들어, 해충 및/또는 질병은 본 발명의 방법이 수행되기 전이나 수행과 동시에 적용되는 살충 처리에 의해 제어될 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 식물 활력, 스트레스 내성, 품질 및/또는 수확량의 개선은 해충 및/또는 질병으로 인한 압박의 부재 하에 이루어진다. 추가의 구현예에서, 식물 활력, 품질 및/또는 수확량의 개선은 비 생물 스트레스의 부재 하에, 또는 실질적인 부재 하에 이루어진다.

본 발명은 또한 비 생물 스트레스 요인에 대한 식물의 내성을 개선하기 위한, 식물의 생장을 조절하거나 개선하기 위한, 종자 발아를 촉진하기 위한 및/또는 화학물질의 식물독성 효과에 대해 식물을 약해경감시키기 위한, 본 발명의 화합물 또는 조성물의 용도를 제공한다.

본 발명은 또한, 예를 들어 보다 빠르거나 보다 균일한 발아 또는 출현을 통해, 종자 발아를 자극하고/하거나 출현을 실생하기 위한 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물의 용도를 제공한다.

본 발명은 비 생물 스트레스 요인에 대한 식물의 내성을 개선하기 위한, 본 발명의 화합물, 조성물 또는 혼합물의 용도를 제공한다. 일 구현예에서 비 생물 스트레스는 추위, 염, 가뭄 및/또는 삼투 스트레스이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 작물 수확량 향상, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진 조성물은 종자 처리 조성물 또는 종자 코팅 조성물인 조성물이다. 본 발명에 따른 조성물은 또한 살곤충제, 살비제, 살선충제 또는 살진균제 활성 성분을 추가로 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 군엽 또는 종자 처리 조성물에서 사용하기 위한 것이다.

바람직하게는, 본 발명의 식물 번식 물질은 종자이다. 일 구현예에서 종자는 옥수수(메이즈) 종자이다.

본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 그 자체로 작물/수확량 향상제, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진제로 사용될 수 있지만, 일반적으로 제형 보조제, 예컨대 담체, 용매 및 표면-활성제(SFA)를 사용하여 작물/수확량 향상, 식물 생장 조절 또는 종자 발아 촉진 조성물로 제형화된다. 조성물은 사용 전에 희석되는 농축물 형태일 수 있지만, 사용-준비된 조성물도 이용될 수 있다. 최종 희석은 보통 물로 제조되지만, 물 대신에 또는 이에 부가하여, 예를 들어, 액체 비료, 다른 활성 성분(예를 들어 살곤충제, 살비제, 살선충제 또는 살진균제 성분), 미량영양소, 생물학적 유기체, 오일 또는 용매로 제조될 수도 있다.

본 조성물은 일반적으로 화학식 I의 화합물 0.1 중량% 내지 99 중량%, 특히 0.1 중량% 내지 95 중량%와, 바람직하게는 SFA 0 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 제형 보조제 1 중량% 내지 99.9 중량%를 포함한다.

본 조성물은 다수의 제형 유형들로부터 선택될 수 있는데, 이것들 다수는 문헌[Manual on Development and Use of FAO Specifications for Plant Protection Products, 5th Edition, 1999]에 공지되어 있다.

이러한 제형 유형들은 분제(DP), 수용제(SP), 입상수화제(SG), 입상분산제(WG), 수화제(WP), 입제(GR)(서방형 또는 급속 방출형), 가용성 농축물(soluble concentrate; SL), 오일제(OL), 미량살포액(UL), 유제(EC), 분산성 액제(DC), 에멀전(수중유(EW) 및 유중수(EO) 둘 모두), 미탁제(ME), 액상 수화제(SC), 에어로졸, 캡슐 현탁제(CS) 및 종자 처리용 제형을 포함한다. 임의의 경우에 선택된 제형 유형은 화학식 I의 화합물의 예상되는 구체적인 목적과, 물리적, 화학적 및 생물학적 특성에 따라서 달라질 것이다.

분제(DP)는 화학식 I의 화합물과 고체 희석제(예를 들어, 천연 점토, 카올린, 파이로필라이트, 벤토나이트, 알루미나, 몬모릴로나이트, 규조 토(kieselguhr), 백악, 규조토(diatomaceous earth), 인산칼슘, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘, 황, 석회석, 밀가루, 활석, 그리고 기타 다른 유기 및 무기 고체 담체) 1개 이상을 혼합한 다음, 이 혼합물을 미세 분말로 기계적으로 분쇄함으로써 제조될 수 있다.

수용제(SP)는 화학식 I의 화합물과 수용성 무기 염(예를 들어, 중탄산나트륨, 탄산나트륨 또는 황산마그네슘) 1개 이상 또는 수용성 유기 고체(예를 들어, 다당체) 1개 이상, 그리고 선택적으로는 습윤제 1개 이상, 분산제 1개 이상 또는 상기 제제들의 혼합물을 혼합하여, 수분산성/수용성을 개선함으로써 제조될 수 있다. 그 다음, 혼합물은 미세 분말로 분쇄된다. 유사한 조성물도 또한 과립화되어 입상수화제(SG)로 형성될 수 있다.

수화제(WP)는 화학식 I의 화합물과 고체 희석제 또는 담체 1개 이상, 습윤제 1개 이상, 그리고 바람직하게는 분산제 1개 이상, 그리고 선택적으로는 현탁제 1개 이상을 혼합하여, 액체 중 분산을 촉진함으로써 제조될 수 있다. 그 다음, 혼합물은 미세 분말로 분쇄된다. 유사한 조성물도 또한 과립화되어 입상분산제(WG)로 형성될 수 있다.

입제(GR)는 화학식 I의 화합물과 분말형 고체 희석제 또는 담체 1개 이상의 혼합물을 과립화하여 형성될 수 있거나, 화학식 I의 화합물(또는 이의 적합한 제제 중 용액)을 다공성 과립형 재료(예를 들어, 부석, 아카풀자이트 점토, 풀러토, 규조 토, 규조토 또는 분쇄된 옥수수 속대)에 흡수시키거나, 화학식 I의 화합물(또는 이의 적합한 제제 중 용액)을 경질 코어 재료(예를 들어, 모래, 규산염, 무기 탄산염, 황산염 또는 인산염) 상에 흡착시킨 다음, 필요하다면 건조함으로써 예비 성형 블랭크 과립(blank granule)으로부터 형성될 수 있다. 흡수 또는 흡착을 돕는 데 통상적으로 사용되는 제제는 용매(예를 들어, 지방족 및 방향족 석유 용매, 알코올, 에테르, 케톤 및 에스테르) 및 점착제(예를 들어, 폴리아세트산비닐, 폴리비닐알코올, 덱스트린, 당 및 식물성 오일)를 포함한다. 기타 다른 첨가제(예를 들어, 유화제, 습윤제 또는 분산제) 1개 이상이 또한 과립에 포함될 수 있다.

분산성 액제(DC)는 화학식 I의 화합물을 물이나 유기 용매, 예를 들어 케톤, 알코올 또는 글리콜 에테르에 용해함으로써 제조될 수 있다. 이러한 용액은 (예를 들어, 물에의 희석을 개선하거나 분사용 탱크 내 결정화를 방지하기 위한) 계면활성제를 함유할 수 있다.

유제(EC) 또는 수중유 에멀전(EW)은 화학식 I의 화합물을 (선택적으로는 습윤제 1개 이상, 유화제 1개 이상 또는 이러한 제제의 혼합물을 함유하는) 유기 용매 중에 용해함으로써 제조될 수 있다. EC에 사용하기 적합한 유기 용매는 방향족 탄화수소(예를 들어, 알킬벤젠 또는 알킬나프탈렌, 예를 들어 SOLVESSO 100, SOLVESSO 150 및 SOLVESSO 200(SOLVESSO는 등록된 상표임)), 케톤(예를 들어, 사이클로헥사논 또는 메틸사이클로헥사논) 및 알코올(예를 들어, 벤질 알코올, 퍼푸릴 알코올 또는 부탄올), N-알킬피롤리돈(예를 들어, N-메틸피롤리돈 또는 N-옥틸피롤리돈), 지방산의 디메틸 아미드(예를 들어, C₈-C₁₀ 지방산 디메틸아미드) 및 염소화 탄화수소를 포함한다. EC 제품은 물이 첨가될 때 자발적으로 유화되어, 적절한 장치를 통한 분사 적용이 허용되기에 충분한 안정성을 가지는 에멀전으로 제조될 수 있다.

EW의 제조는 화학식 I의 화합물을 액체로서(만일 본 발명의 화합물이 실온에서 액체가 아니면, 합리적인 온도, 통상적으로는 70℃ 미만에서 용융될 수 있음) 또는 (본 발명의 화합물을 적절한 용매 중에 용해함으로써) 용액으로 수득한 다음, 이로부터 생성된 액체 또는 용액을 고 전단 하에 1개 이상의 SFA를 함유하는 물에 유화하여 에멀전을 제조하는 것을 수반한다. EW에 사용하기 적합한 용매는 물 중 용해도가 낮은 식물성 오일, 염소화된 탄화수소(예컨대, 클로로벤젠), 방향족 용매(예컨대, 알킬벤젠 또는 알킬나프탈렌) 및 기타 다른 적절한 유기 용매를 포함한다.

미탁제(ME)는 1개 이상의 용매와 1개 이상의 SFA의 배합물을 물과 혼합하여 자발적으로 열역학적으로 안정적이 되는 등방성 액체 제형을 제조함으로써 제조될 수 있다. 화학식 I의 화합물은 처음에는 물 중에, 또는 용매/SFA 배합물 중에 존재한다. ME에 사용하기 적합한 용매는 EC 또는 EW 중에 사용된다고 상기 기술된 바와 같은 것들을 포함한다. ME는 수중유 계 또는 유중수 계일 수 있고(어느 계에 해당하는지는 도전율 측정에 의해 결정될 수 있음), 동일한 제형 중 수용성 및 지용성 살충제를 혼합하기에 적합할 수 있다. 마이크로에멀전으로서 잔류하거나, 종래의 수중유 에멀전을 형성하는 ME는 물로의 희석에 적합하다.

액상 수화제(SC)는 화학식 I의 화합물의 미분된 불용성 고체 입자의 수성 또는 비수성 현탁제를 포함할 수 있다. SC는 화학식 I의 고체 화합물을, 선택적으로는 1개 이상의 분산제와 함께 적합한 매질 중에서 볼 밀링(ball milling) 또는 비드 밀링(bead milling)하여, 본 화합물의 미립자 현탁제를 제조함으로써 제조될 수 있다. 1개 이상의 습윤제가 본 조성물에 포함될 수 있으며, 현탁 제제는 입자가 침강될 때의 속도를 감소시키기 위하여 포함될 수 있다. 대안적으로, 화학식 I의 화합물은 건조 밀링되어, 상기 기술된 제제들을 함유하는 물에 첨가될 수 있으며, 그 결과 원하는 최종 생성물이 제조될 수 있다.

에어로졸 제형은 화학식 I의 화합물과 적합한 추진제(예를 들어, n-부탄)를 포함한다. 화학식 I의 화합물은 또한 적합한 매질(예를 들어, 물이나 수혼화성 액체, 예를 들어 n-프로판올) 중에 용해 또는 분산되어, 비 가압화 수작동식 분사 펌프 내에 담겨 사용될 조성물로 제공된다.

캡슐현탁제(CS)는 EW 제형의 제조 방법과 유사하되, 다만 추가의 중합 단계가 수행됨으로써 오일 점적의 수성 분산액이 수득되는 방식으로 제조될 수 있는데, 이 경우 각각의 오일 점적은 중합체 외피에 의해 캡술화되고, 화학식 I의 화합물과, 선택적으로는 담체 또는 희석제를 함유한다. 중합체 외피는 계면 다중축합 반응 또는 코아세르베이션 과정에 의해 제조될 수 있다. 본 조성물은 화학식 I의 화합물의 제어 방출을 제공할 수 있고, 종자 처리를 위해 사용될 수 있다. 화학식 I의 화합물은 또한 생분해성 중합체 매트릭스 내에서 제형화되어, 화합물의 제어된 서방을 제공할 수 있다.

본 조성물은, 예를 들어 표면의 습윤성, 보수성 또는 분배성; 처리된 표면의 비에 대한 저항성; 또는 화학식 I의 화합물의 흡수성 또는 이동성을 개선함으로써, 조성물의 생물학적 성능을 개선하기 위한 첨가제 1개 이상을 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제는 SFA, 오일, 예를 들어 특정 무기 오일 또는 천연 식물성 오일(예를 들어, 대두 오일 및 평지씨 오일) 기반 분사 첨가제, 그리고 이것들과 기타 다른 생물 기능 향상 보조제(화학식 I의 화합물의 작용을 보조하거나 변경할 수 있는 성분)를 포함한다.

습윤제, 분산제 및 유화제는 양이온성, 음이온성, 양쪽성 또는 비이온성 류의 SFA일 수 있다.

양이온성 류의 적합한 SFA는 4차 암모늄 화합물(예를 들어, 세틸트리메틸 암모늄 브롬화물), 이미다졸린 및 아민 염을 포함한다.

적합한 음이온성 SFA는 지방산의 알칼리 금속 염, 황산의 지방족 모노에스테르 염(예를 들어, 라우릴황산나트륨), 설폰화 방향족 화합물의 염(예를 들어, 도데실벤젠설폰산나트륨, 도데실벤젠설폰산칼슘, 부틸나프탈렌설폰산염, 및 나트륨 디-이소프로필- 및 트리-이소프로필-나프탈렌 설폰산염의 혼합물), 에테르 황산염, 알코올 에테르 황산염(예를 들어, 나트륨 라우레트-3-황산염), 에테르 카르복실산염(예를 들어, 나트륨 라우레트-3-카르복실산염), 인산염 에스테르(1개 이상의 지방 알코올과 인산 간 반응으로부터 생성된 생성물(주로 모노에스테르) 또는 오산화인(주로 디에스테르), 예를 들어 라우릴 알코올과 테트라인산 간 반응 생성물(추가로 이러한 생성물은 에톡실화될 수 있음)), 설포숙시남산염, 파라핀 또는 올레핀 설폰산염, 타우레이트 및 리그노설폰산염을 포함한다.

양쪽성 류의 적합한 SFA는 베타인, 프로피온산염 및 글리신산염을 포함한다.

비이온성 류의 적합한 SFA는 알킬렌 산화물, 예를 들어 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물, 부틸렌 산화물 또는 이것들의 혼합물과, 지방 알코올(예를 들어, 올레일 알코올 또는 세틸 알코올), 또는 알킬페놀(예를 들어, 옥틸페놀, 노닐페놀 또는 옥틸크레졸)의 축합 생성물; 장쇄 지방산 또는 헥시톨 무수물로부터 유래하는 부분 에스테르; 상기 부분 에스테르와 에틸렌 산화물의 축합 생성물; (에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물을 포함하는) 블록 중합체; 알칸올아미드; 단순 에스테르(예를 들어, 지방산 폴리에틸렌 글리콜 에스테르); 아민 산화물(예를 들어, 라우릴 디메틸 아민 산화물); 및 레시틴을 포함한다.

적합한 현탁제는 친수성 콜로이드(예를 들어, 다당체, 폴리비닐피롤리돈 또는 나트륨 카르복시메틸셀룰로스) 및 팽윤성 점토(예를 들어, 벤토나이트 또는 아타풀자이트)를 포함한다.

또한, 추가로, 다른 살생물학적-활성 성분 또는 조성물이 본 발명의 조성물과 조합되고 본 발명의 방법에서 사용되고 본 발명의 조성물과 동시적으로 또는 순차적으로 적용될 수 있다. 동시적으로 적용되는 경우, 이들 추가 활성 성분은 본 발명의 조성물과 함께 제형화되거나, 예를 들어, 스프레이 탱크에서 혼합될 수 있다. 이들 추가 살생물학적 활성 성분은 살진균제, 살곤충제, 살균제, 살비제, 살선충제 및/또는 다른 식물 생장 조절제일 수 있다. 살충제는 이의 일반명을 사용하여 본원에서 지칭되며, 예를 들어 문헌["The Pesticide Manual", 15th Ed., British Crop Protection Council 2009]에 알려져 있다.

본 발명에 따른 장소에서 식물의 생장을 조절하는 방법 및 종자의 발아를 촉진하는 방법에서, 적용은 일반적으로 본 조성물을, 통상적으로는 트랙터에 장착된 분사기(넓은 지역용)에 의해 분사함으로써 이루어지지만, 기타 다른 방법들, 예를 들어 살분법(분말 제형의 경우), 점적법 또는 관주법이 또한 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 조성물은 고랑에 적용될 수 있거나 식재 전이나 식재 시 종자에 직접 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 종자의 발아를 촉진하는 방법에서, 화학식 I의 화합물은 종자 처리 조성물 중 성분으로 포함될 수 있다.

본 발명의 화학식 I의 화합물 또는 조성물은 식물, 식물의 일부, 식물 기관, 식물 번식 물질 또는 이의 주변 영역에 적용될 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명은 수확량을 향상시키고/시키거나, 발아를 촉진하고/하거나 식물 생장을 조절하기 위한 유효량으로 본 발명의 조성물을 식물 번식 물질에 적용하는 단계를 포함하는, 식물 번식 물질을 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 화학식 I의 화합물 또는 조성물로 처리된 식물 번식 물질에 관한 것이다. 바람직하게는, 식물 번식 물질은 종자이다.

"식물 번식 물질"이라는 용어는 식물, 예컨대 종자의 모든 생식부를 지칭하며, 이는 후자 및 생식 식물(vegetative plant) 물질, 예컨대 절단물 및 괴경의 증식을 위해 사용될 수 있다. 특히, 종자, 뿌리, 열매, 괴경, 인경, 및 근경이 언급될 수 있다.

"식물"이라는 용어는, 종자, 실생, 묘목, 뿌리, 괴경, 줄기, 대, 군엽 및 열매를 포함하는 식물의 모든 물리적 부분을 지칭한다.

본원에 사용된 바와 같은 "장소"란 용어는, 식물이 생장하고 있거나, 경작된 식물의 종자가 파종되거나, 종자가 토양에 심어지게 될 밭(field)을 의미한다. 이는 토양, 종자 및 실생뿐만 아니라, 확립된 초목을 포함한다.

활성 성분을 식물 번식 물질, 특히 종자에 적용하기 위한 방법은 당업계에 공지되어 있고, 번식 물질의 드레싱, 코팅, 펠릿화 및 침지 적용 방법을 포함한다. 처리는 종자 수확과 종자 파종의 사이 또는 파종 과정 동안의 임의의 시점에 종자에 적용될 수 있다. 종자는 처리 전에 또는 후에 프라이밍될 수 있다. 화학식 I의 화합물은 선택적으로 화합물이 경시적으로 방출되도록 제어 방출 코팅 또는 기술과 조합되어 적용될 수 있다.

본 발명의 조성물은 발아전 또는 발아후 적용될 수 있다. 적합하게는, 조성물이 농작 식물의 생장을 조절하거나 수확량을 향상시키기 위해 사용되는 경우, 발아전 또는 발아후 적용될 수 있지만 작물의 발아후가 바람직하다. 조성물이 종자의 발아를 촉진하기 위해 사용되는 경우, 이는 발아전 적용될 수 있다.

화학식 I의 화합물의 적용률은 광범위한 한계치들 내에서 다양할 수 있고, 토양의 성질, 적용 방법(발아 전 또는 발아 후; 종자 드레싱; 종자 고랑에의 적용; 비 경운 적용(no tillage application) 등), 농작 식물, 우세한 기후 조건, 그리고 적용 방법, 적용 시간 및 목표 작물에 의해 좌우되는 기타 다른 요인들에 따라서 달라진다. 군엽 또는 관주 적용을 위해서, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 일반적으로 1 g/ha 내지 2000 g/ha, 특히 5 g/ha 내지 1000 g/ha의 비율로 적용된다. 종자 처리를 위해서, 적용률은 일반적으로 종자 100 kg 당 0.0005 g 내지 150 g 사이이다.

본 발명의 조성물이 사용될 수 있는 식물은 작물, 예컨대 곡류(예를 들어 밀, 보리, 호밀, 귀리); 비트(예를 들어 사탕무 또는 사료용 비트); 열매(예를 들어 이과, 핵과 또는 연과, 예컨대 사과, 배, 자두, 복숭아, 아몬드, 체리, 딸기, 라즈베리 또는 블랙베리); 콩과 식물(예를 들어 콩, 렌틸, 완두 또는 대두); 오일 식물(예를 들어 평지, 겨자, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자유 식물, 코코아 콩 또는 땅콩); 오이 식물(예를 들어 호박, 오이 또는 멜론); 섬유 식물(예를 들어 목화, 아마, 대마 또는 황마); 시트러스 열매(예를 들어 오렌지, 레몬, 자몽 또는 귤); 채소(예를 들어 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추, 당근, 양파, 토마토, 감자, 표주박 또는 파프리카); 녹나무과(예를 들어 아보카도, 계피 또는 장뇌); 메이즈; 쌀; 담배; 너트; 커피; 사탕 수수; 차; 포도나무; 홉(hop); 두리안; 바나나; 천연 고무 식물; 잔디 또는 관엽식물(예를 들어 꽃, 관목, 활엽수 또는 상록수, 예컨대 침엽수)을 포함한다. 상기 목록은 어떠한 제한도 나타내지 않는다.

본 발명은 또한 작물이 아닌 식물의 생장을 조절하거나 그의 종자의 발아를 촉진하기 위해, 예를 들어 발아를 동조시켜 잡초 제어를 촉진하기 위해 사용될 수 있다.

작물은 또한 통상적 육종 방법에 의해 또는 유전적 조작에 의해 변형된 작물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명은 제초제 또는 제초제 클래스(예를 들어 ALS-, GS-, EPSPS-, PPO-, ACCase- 및 HPPD-억제제)에 내성이 된 작물과 함께 사용될 수 있다. 통상적인 육종 방법에 의해, 이미다졸리논, 예를 들어 이마자목스에 내성이 된 작물의 예는 Clearfield® 하절기 평지(카놀라)이다. 유전적 조작 방법에 의해 제초제에 내성이 된 작물의 예는, 예를 들어 상표명 RoundupReady® 및 LibertyLink® 하에 상업적으로 이용 가능한 글리포세이트-저항성 및 글루포시네이트-저항성 메이즈 품종을 포함한다. 농작 식물을 HPPD-억제제에 저항성으로 만드는 방법이 알려져 있다; 예를 들어 농작 식물은 박테리아로부터, 보다 구체적으로 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens) 또는 슈와넬라 콜웰리아나(Shewanella colwelliana)로부터, 또는 식물로부터, 보다 구체적으로 외떡입 식물로부터 또는 보다 구체적으로 보리, 메이즈, 밀, 쌀, 브라키아리아(Brachiaria), 첸추러스(Chenchrus), 롤리움(Lolium), 페스투카(Festuca), 세타리아(Setaria), 엘레우신(Eleusine), 소르검(Sorghum) 또는 아베나(Avena) 종으로부터 유래되는 HPPD-억제제 내성 HPPD 효소를 인코딩하는 DNA 서열을 포함하는 폴리뉴클레오타이드에 관해 유전자이식된 것이다.

작물은 또한 유전적 조작 방법에 의해 유해한 곤충에 저항성이 된 작물, 예를 들어 Bt 메이즈(유럽 옥수수 천공충에 저항성), Bt 목화(목화 씨 바구미(cotton boll weevil)에 저항성) 및 또한 Bt 감자(콜로라도 딱정벌레에 저항성)인 것으로 이해되어야 한다. Bt 메이즈의 예는 NK®(Syngenta Seeds)의 Bt 176 메이즈 하이브리드이다. Bt 독소는 바실러스 튜링기엔시스(Bacillus thuringiensis) 토양 박테리아에 의해 천연 형성되는 단백질이다. 살곤충 저항성을 코딩하며 1개 이상의 독소를 발현하는 1개 이상의 유전자를 포함하는 트랜스제닉 식물의 예는 KnockOut®(메이즈), Yield Gard®(메이즈), NuCOTIN33B®(목화), Bollgard®(목화), NewLeaf®(감자), NatureGard® 및 Protexcta®이다. 식물 작물 또는 이의 종자 물질 둘 모두는 제초제에 저항성인 동시에 곤충 섭식에 저항성일 수 있다("축적된 유전자이식 현상(stacked transgenic event)"). 예를 들어, 종자는 살곤충 Cry3 단백질을 발현하는 능력을 갖는 것과 동시에 글리포세이트에 내성일 수 있다.

작물은 또한 통상적 육종 방법 또는 유전적 조작에 의해 수득되고 소위 아웃풋 형질(output trait)(예를 들어, 개선된 저장 안정성, 더 높은 영양적 가치 및 개선된 풍미)을 포함하는 작물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예

후술되는 실시예는 본 발명을 예시하는 역할을 한다.

화합물 합성 및 특성화

본 섹션 전반에 걸쳐 하기 약어들이 사용된다: s = 일중항; bs = 광폭 일중항; d = 이중항; dd = 이중 이중항; dt = 이중 삼중항; bd = 광폭 이중항; t = 삼중항; dt = 이중 삼중항; bt = 광폭 삼중항; tt = 삼중 삼중항; q = 사중항; m = 다중항; Me = 메틸; DME = 디메톡시에탄; RT = 체류 시간, MH⁺ = 분자의 양이온(즉, 측정된 분자량).

화합물을 분석하기 위해 하기 HPLC-MS법을 사용하였다: 스펙트럼을, 전자분무 소스(극성: 양이온 또는 음이온, 모세관: 3.00 kV, 콘: 30.00 V, 추출기: 2.00 V, 소스 온도: 100℃, 탈용매화 온도: 250℃, 콘 가스 유량: 50 L/Hr, 탈용매화 가스 유량: 400 L/Hr, 질량 범위: 100 Da 내지 900 Da 및 Waters의 Acquity UPLC(용매 탈기장치, 2원 펌프, 가열된 컬럼 구획 및 다이오드-어레이 검출기. 컬럼: Waters UPLC HSS T3, 1.8 ㎛, 30 × 2.1 ㎜, 온도: 60℃, 유량 0.85 ㎖/분; DAD 파장범위(nm): 210 내지 500, 용매 구배: A = H₂O + 5% MeOH + 0.05% HCOOH, B = 아세토니트릴 + 0.05% HCOOH: 구배: 0분 10% B, 0분 내지 1.2분 100% B; 1.2분 내지 1.50분 100% B)가 장착된 Waters의 ZQ 질량분광분석기(단일 사중극자 질량분광분석기) 상에 기록하였다.

본 발명의 화합물을 제조예 1 및 2에 따라 제조하였다.

제조예 1: (3E)-1-아세틸-3-[(3,4-디메틸-5-옥소-2H-푸란-2-일)옥시메틸렌]-4,8b-디하이드로-3aH-인데노[1,2-b]피롤-2-온(IA-1)

공지된 화학식 II의 화합물(WO2012/080115)(4.5 g, 18 mmol)을 1,2-DME(140 ㎖) 중에 용해시키고, 0℃까지 냉각하고 tBuOK를 첨가하였다(2.5 g, 22 mmol, 1,2 eq). 35분 후, 공지된 화학식 III의 화합물(WO2016/193290)을 적가하였다. 0℃에서 20분 후, 반응 혼합물을 실온까지 천천히 가온하고 5시간 더 교반하였다. 반응 혼합물을 포화 수성 NH₄Cl 용액 내로 붓고 에틸 아세테이트로 희석하였다. 상을 분리하고 유기층을 나트륨 설페이트 상에서 건조하고 진공 하에 농축하였다. 생성된 미정제 오일을 SiO₂ 상에서 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제하여 화학식 IA-1의 화합물을 흰색 고체인 부분입체이성체의 혼합물로 얻었다(2.5 g, 7.1 mmol, 38% 수율). LCMS(방법 A): RT 0.99분; ES⁺ 354 (M+H⁺); ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃)(두 부분입체이성체 모둔에 있어서) δ 1.93 (m, 6H), 2.04 (m, 3H), 2.07 (m, 3H), 2.57 (s, 6H), 3.19 (m, 2H), 3.32-3.43 (m , 2H), 3.76 (m, 2H), 5.91 (m, 1H), 5.93 (m, 1H), 5.97 (m, 2H), 7.16-7.23 (m, 4H), 7.24-7.30 (m, 2H), 7.44 (dd, 2H), 7.62-7.68 (m, 2H).

화합물 IA-7, IA-8 및 IA-10을 WO2012/080115에 기술된 공지된 중간체 II-7, II-8 및 II-10으로부터 유사한 절차를 사용하여 제조하였다(R _t = 체류 시간)

제조예 2: (3E)-3-[(3,4-디메틸-5-옥소-2H-푸란-2-일)옥시메틸렌]-1-프로파노일-4,8b-디하이드로-3aH-인데노[1,2-b]피롤-2-온(IA-2)

디클로로메탄(5.8 ㎖) 중 공지된 화학식 IV의 화합물(0.2 g, 0.64 mmol)의 탈기된 용액에 디메틸아미노 피리딘(DMAP)(0.004 g, 0.003 mmol) 및 Et₃N(0.36 ㎖, 2.57 mmol)을 첨가한 후 r.t.에서 프로파노일 프로파노에이트(0.1 g, 0.77 mmol)를 적가하였다. 이어서 반응 혼합물을 환류 하에 하룻밤 동안 교반하고, 포화 aqNH₄Cl 용액 내로 붓고(실온까지 냉각 후) 에틸 아세테이트로 희석하였다. 상을 분리하고 유기층을 나트륨 설페이트 상에서 건조하고 진공 하에 농축하였다. 미정제 반응 혼합물을 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제하여 화합물(IA-2)을 74% 수율로 얻었다(0.17 g, 0.48 mmol).LCMS(방법 A): RT 1.06분; ES⁺ 368 (M+H⁺)

화합물 I-3, IA-5 및 IA-6을 적절한 무수물 또는 아실 클로라이드를 사용하여 유사한 방법을 통해 제조하였다(R _t = 체류 시간)

생물학적 실시예

본 발명에 따른 화합물(화합물(IA-1))과, 선행 기술에 공지된 구조적으로 관련된 화합물: WO 2012/080115에 개시된 화합물(P1, P4, P5 및 P6) 및 WO 2016/193290에 개시된 화합물(P2 및 P3)에 대해 비교 생물학 연구를 수행하였다.

실시예 B1: 시차 주사 형광측정(DSF)

본 발명의 화합물에 대해 스트리고락톤 수용체 결합 연구를 수행하였다. pET SUMO 발현 벡터 내로 유전자 ID Zm00001d048146을 클로닝하고 BL21(DE3) One ShotR 이. 콜라이(E.coli) 세포 내로 형질전환하여 메이즈 스트리고락톤 D14 수용체의 제조를 수행하였다. 형질전환된 세포를 배양하여 D14 수용체 단백질을 발현한 후, his 태그 정제를 통해 정제하였다.

DSF 검정을 위해, 2 ㎍의 정제된 D14 수용체 단백질을 96웰 플레이트의 웰 당 25x Sypro Orange 염료, 5x 농축 포스페이트 완충액 및 ddH₂O와 함께 25 ㎕의 반응 부피로 사용하였다. 본 발명의 화합물을 DMSO 중에 용해시키고 최종 농도 5% DMSO로 시험하였다.

열 이동(Thermal shift)은 리간드를 갖는 및 갖지 않는 단백질을 변성시키기 위해 요구되는 온도 차이(ΔT)의 척도이며; 이는 리간드-단백질 결합으로 인해 리간드에 의해 유도되는 안정화 또는 탈안정화 효과의 지표를 제공한다. 열 이동을 평가하기 위해, CFX Connect 실시간 PCR 검출 시스템(Biorad)을 사용하였다. 20℃에서 최초 1분 인큐베이션 후 샘플을 0.5℃/30초의 속도로 선형 20℃ 내지 96℃ 구배를 사용해서 열 변성시켰다. 화합물을 200 μM의 농도로 3벌로 시험하고 모든 플레이트에 단백질/DMSO 대조군을 포함시켜 열 이동을 계산하였다. 표 2에서의 결과는 3회 반복의 평균이다.

[표 2]

메이즈 스트리고락톤 수용체 D14에 대한 화합물(IA-1) 및 (P2, P3)의 열 이동(ΔT)

본 발명의 화합물은 N-치환을 갖지 않는 선행 기술의 화합물 P2 및 P3에 비해 높은 ΔT를 나타내었다. 이는 본 발명의 화합물이 가까운 미치환 구조 유사체에 비해, 예상외로 메이즈 스트리고락톤 수용체 D14와 더 우수한 친화도를 가짐을 나타낸다.

실시예 B2: 옥수수 잎의 암조건(Dark) 유도 노화

스트리고락톤은 잠재적으로 D14 수용체 신호전달을 통해, 잎 노화를 조절(가속화)한다고 알려져 있다. 본 발명의 화합물(IA)을 옥수수 잎 암조건 유도 노화 검정에서 구조적으로 관련된 화합물(P)과 비교하였다.

멀티탑(Multitop) 품종의 옥수수 식물을 6주 동안 상대 75% 습도 및 23℃ 내지 25℃에서 온실에서 생장시켰다. 1.4 ㎝ 지름의 잎 디스크를 최종 농도 0.5% DMSO로 농도 구배(100 μM 내지 0.0001 μM)의 시험 화합물을 함유하는 24웰 플레이트 내에 배치하였다. 각각의 농도를 12벌로 시험하였다. 플레이트를 밀봉 호일로 밀봉하였다. 호일을 뚫어 각각의 웰에서 기체 교환을 제공하였다. 플레이트를 완전 암조건 기후 챔버 내에 배치하였다. 플레이트를 챔버에서 8일 동안 75% 습도 및 23℃에서 인큐베이션하였다. 0일, 5일, 6일, 7일 및 8일차에 각각의 플레이트의 사진을 찍고, ImageJ 소프트웨어를 사용하여 개발된 매크로로 이미지 분석을 수행하였다. 이미지 분석을 사용하여 50% 노화가 달성되는 농도(IC50)를 결정하였으며, 표 3을 참고한다. 값이 낮을수록 노화 유도능은 더 크다.

[표 3]

옥수수 잎의 암조건 유도 노화에 대한 화합물(IA) 및 (P)의 IC50

본 발명의 화합물은 이의 대응하는 선행 기술의 화합물 P보다 낮은 IC50값을 나타내었다(P1 대비 IA-1; P4 대비 IA-8; P6 대비 IA-10). 이는 본 발명의 화합물이 가까운 구조 유사체에 비해 예상외로 더 우수한 잎 노화 촉진 활성을 야기함을 나타낸다. 잎 노화의 유도는 적절한 시점에 식물에서 영양소(예컨대 질소 또는 당) 재생 및 재가동화를 개선할 수 있다.

Claims

하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 염:
[화학식 I]

(상기 식 중,
R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 메틸 또는 에틸이고;
R³은 포르밀, C₁-C₄ 알킬카르보닐, C₁-C₄ 알콕시카르보닐, C₃-C₈ 사이클로알킬카르보닐, C₁-C₄ 할로알킬카르보닐, 아릴, 헤테로아릴, 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된다).
제1항에 있어서, R¹ 및 R²는 둘 모두 메틸인, 화합물.
제1항 또는 제2항에 있어서, R³은 C₁-C₄ 알킬카르보닐. C₃-C₈ 사이클로알킬카르보닐, C₁-C₄ 할로알킬카르보닐, 페닐, 2-티아졸릴 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물.
제3항에 있어서, R³은 포르밀, 아세틸, 페닐, 2-티아졸릴 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물.
제4항에 있어서, R³은 아세틸인, 화합물.
제4항에 있어서, R³은 아세토니트릴인, 화합물.
제1항에 있어서, 화학식 IA-1의 구조를 갖는 화합물:
[화학식 IA-1]

.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물 및 선택적으로 농업적으로 허용 가능한 제형 보조제를 포함하는, 작물 수확량 향상 조성물, 비 생물 스트레스 관리 조성물, 식물 생장 조절제 조성물 또는 종자 발아 촉진 조성물.
제8항에 있어서, 추가 활성 성분을 포함하는 조성물.
식물의 생장을 조절하고, 식물의 수확량을 향상시키고, 비 생물 스트레스 요인에 대한 식물의 내성을 개선하고, 식물 잎의 노화를 가속화하는 방법으로서, 식물, 식물의 일부, 식물 번식 물질 또는 식물 생장 장소에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물, 또는 제8항 또는 제9항의 조성물을 적용하는 단계를 포함하는 방법.
종자의 발아를 촉진하는 방법으로서, 종자 또는 종자를 포함하는 장소에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물, 또는 제8항 또는 제9항의 조성물의 종자 발아 촉진량을 적용하는 단계를 포함하는 방법.
잡초를 제어하는 방법으로서, 잡초 종자를 포함하는 장소에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물, 또는 제8항 또는 제9항의 조성물의 종자 발아 촉진량을 적용하여 종자가 발아하도록 하는 단계, 이어서 장소에 발아후 제초제를 적용하는 단계를 포함하는 방법.
작물/수확량 향상제, 식물 생장 조절제 또는 종자 발아 촉진제로서의, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화학식 I의 화합물의 용도.
식물 번식 물질을 처리하는 방법으로서, 수확량을 증가시키거나, 발아를 촉진하거나, 식물 생장을 조절하기 위한 유효량으로 식물 번식 물질에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물, 또는 제8항 또는 제9항의 조성물을 적용하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화학식 I의 화합물, 또는 제8항 또는 제9항의 조성물로 처리된 식물 번식 물질.