KR810001029B1 - N-알콕시-2,6-디니트로-n-치환-4-치환-아닐린의 제조방법 - Google Patents

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Description

N-알콕시-2,6-디니트로-N-치환-4-치환-아닐린의 제조방법

본 발명은 제초제로 유효한 다음 구조식(IV)의 N-알콕시-2,6-디니트로-N-치환-4-치환-아닐린의 제조방법에 관한 것이다.

상기 구조식에서, R¹은 메틸 또는 에틸이며, R⁴는 탄소수 1 내지 3의 알킬 또는 탄소수 3 내지 4의 알케닐이고, R³는 메틸, 에틸, 이소프로필 또는 트리플루오로메틸이다. 2,6-디니트로 아닐린류는 화학문헌에 기술되어 있다. 예를 들면 N,N-디프로필-4-메틸-2,6-디니트로아닐린 및 N,N-디메틸-4-메틸-디니트로 아닐린은 다음 참조 문헌에 기술되어 있다. [참조, Hantzseh, Deutsche Chemische Gesellschaft Berichte 43, 1662-1685(1910)] N,N-디메틸-4-요오도-2,6-디니트로아닐린, N,N-디메틸-4-브로모-2,6-디니트로아닐린, 4-요오도-2,6-디니트로 페닐피페리딘 및 4-브로모-2,6-디니트로 페닐피페리딘 다음 참조문헌에 기술되여 있다. [참조, Joshi et al., C. A. 28, 469(1934)]

2,6-디니트로페닐피페리딘은 다음 참조 문헌에 기술되어 있다. [ Borsche et al, C. A. 52079(1911)]

4-위치에 트리플루오로메틸 그룹을 갖는 다수의 2,6-디니트로 아닐린류는 미합중국 특허 제2,212,825호에 기술되어 있다.

농업분야에서 2,6-디니트로아닐린류의 용도는 소퍼등이 출원하여 특허를 얻는 미합중국 특허 제3,111,403호, 제3,257,190호, 제3,332,766호 및 제3,367,949호에 최초로 기술되었다. 소퍼는 이와 같은 화합물들은 제초효과, 특히 발아전 처리 제초효과를 지닌다는 것을 밝혀내었다. 그후, 다수의 관련된 디니트로 아닐린류는 역시 유사한 제초효과를 지님을 밝혀내었다. 이와 같은 예로는 미합중국 특허 제3,321,292호, 제3,617,251호, 제3,617,252호, 제3,672,864호, 제3,672,866호, 제3,764,624호 및 제3,877,924호 및 벨기에 특허 제787,939호 등이 있다. 상기 문헌에 열거된 2,6-디니트로 아닐린류는 모두 N-알콕시 치환체를 갖지 않는다.

본 발명의 목적은 신규 2,6-디니트로 디닐린 형의 제초제를 만드는데 있다. 이들 화합물을 약간 변형시켜 여러 식물종이나 변종에 대해서 광범위한 효과를 지니게 하는데 있으며 또한 여러가지 기후 및 토양조건하에서 안정성 및 내구성을 갖게 하는데 있다. 이들 부가화합물을 사용하므로서 해로운 식물을 제초하는데 농경학자들은 쉽사리 선택할 수 있다.

다음구조식(I)의 N-알콕시-2,6-디니트로-N-치환-4-치환 아닐린은 제초효과를 지닌다.

상기 구조식에서, R¹은 메틸 또는 에틸이며, R²는 수소, C₁-C₃알킬 또는 C₃-C₄알케닐이며, R³는 메틸, 에틸, 이소프로필 또는 트리플루오로메틸이다.

본 발명에 따라, 구조식(IV)의 N-알콕시-2,6-디니트로-N-치환-4-치환 아닐린은 다음 구조식(II)의 2,6-디니트로-4-치환 아닐린을 적합한 용매내의 염기 존재하에서 R₄Y인 알킬화제와 반응시켜서 얻는다.

상기 구조식에서, R¹은 메틸 또는 에틸이며, R⁴는 탄소수 1 내지 3의 알킬 또는 탄소수 3 내지 4의 알케닐이며, R³는 메틸, 에틸, 이소프로필 또는 트리플루오로 메틸이며, Y는 염소, 브롬 또는 요드 또는(SO₄)1/2이다.

본 명세서에서 사용된 C₁-C₃알킬은 메틸, 에틸, n-프로필 및 이소프로필을 나타내며, C₃-C₄알케닐은 알릴, 크로틸 및 메탈릴을 나타낸다.

이들 신규의 화합물들은 헥타르당 약 1.12 내지 약 8.96kg의 비율로 사용한 온실 시험에서 알 수 있는 바와 같이 제초제 및 식물성장 조절제로서의 활성을 지니며, 또한 몇가지 화합물들은 본 발명에 따른 기타의 화합물을 제조하는데 중간물질로서 유용하다.

본 발명에 따른 화합물들은 단계적 공정(Stepwise process)에 의하여 제조된다. 이와 같은 방법은 먼저 2,6-디니트로-4-치환된-할로벤젠을 적합한 용매내의 염기 존재하에서 알콕시 아민 하이드로 클로라이드와 같은 알콕시 아민하이드로 클로라이드와 반응시켜서 N-알콕시-2,6-디니트로-4-치환된 아닐린을 얻는 공정을 포함한다. 반응은 메탄올 또는 에탄올과 같은 하이드록실화 용매중에서 수행하며, 필수의 염기로는 트리에틸 아민등과 같은 3급아민류 등이 있다. 2,6-디니트로-4-치환된 벤젠상의 할로치환체로는 브로모, 클로로, 플루오로 또는 요오드가 있다.

N-알콕시-2,6-디니트로-4-치환된 아닐린의 제법은 다음과 같다. 메탄올에 용해시킨 2,6-디니트로-4-메틸 클로로벤젠을 트리에틸아민의 존재하에 반응이 실질적으로 완결되기에 충분한 시간동안 에톡시 아민 하이드로클로라이드와 반응시킨다. 이 반응은 실온에서 수행하며, 반응의 진행을 반응 시작 후 30분 간격으로 TLC 또는 NMR로 분석한다. 반응시간은 다양하며, 반응에 사용된 2,6-디니트로벤젠 화합물의 4-치환체, 즉 반응성이 큰 4-트리플루오로메틸-2,6-디니트로 할로벤젠에 의하여 영향을 받는다. 그러므로 반응시간은 실온에서 약 1시간으로부터 반응물질이 반응성이 낮은 경우에는 환류온도에서 약 18시간이상 까지로 다양하다. 반응이 실질적으로 종료되었을 때, 반응혼합물로부터 원하는 생성물, 예를 들면 약 64 내지 66℃의 융점을 갖는 2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘을 얻는다. 본 공정에 따라 얻은 N-알콕시화합물은 제초적 활성을 지니는 구조식(I)에 속하는 기타의 화합물을 제조하는데 중간물질로서 유용하다.

이들 몇몇 중간물질들은 또한 제초적 활성을 지닌다.

중간물질로서 사용하는 경우, 이들 화합물 중 하나를 수산화나트륨 염기의 존재하에서 디메틸 포름아마이드 용매를 사용하여 적합한 알킬화제와 반응시킨다. 적합한 알킬화제로는 메틸요오다이드, 메틸 브로마이드, 메틸 클로라이드, 에틸 요오다이드, 에틸 브로마이드, 에틸 클로라이드, n-프로필 클로라이드, n-프로필 요오다이드, 이소프로필브로마이드, 이소프로필클로라이드, 이소프로필요오다이드와 같은 C₁-C₃알킬할라이드; 메틸 설페이트, 에틸 설페이트, n-프로필설페이트, 이소프로필 설페이트와 같은 C₁-C₃알킬설페이트류; 알킬 브로마이드, 알릴 클로라이드, 크로틸 클로라이드, 크로틸 브로마이드, 메탈릴 클로라이드 및 메탈틸 브로마이드와 같은 C₃-C₄알케닐 할라이드등이 있다. 적합한 반응온도는 실온 내지 약 110℃의 범위이다. 반응시간은 가장 반응성이 큰 N-알콕시-2,6-디니트로아닐린에 대하여는 실온에서 30분동안이며, 반응성이 낮은 N-알콕시-2,6-디니트로아닐린에 대하여는 약 90 내지 110℃의 온도에서 수시간 동안 반응시킨다. 반응은 디메틸 포름아마이드, 바람직하기로는 디메틸 포름아마이드에 용해시킨 1-메틸-2-피롤리디논 또는 디메틸 설폭사이드와 같은 아프로틱 용매이다. 반응은 소듐 하이드라이드, 칼륨, t-부톡사이드 또는 포타슘하이드라이드, 바람직하기로는 소듐 하이드라이드와 같은 강염기 존재하에서 수행한다. 이와 같은 제법은 다음과 같다. 디메틸포름아마이드에 용해시킨 2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘 및 소듐 하이드라이드의 혼합물을 실온에서 잠시동안, 바람직하기로는 10분동안 교반시킨다. 교반종료시에 알킬화제 예를 들면 알릴브로마이드를 반응 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 반응이 완결될때까지 교반시킨다.

반응의 진행을 TLC에 의하여 30분 간격으로 분석한다. 적합한 반응시간은 약 0.5 내지 12시간이다.

반응생성물을 물 및 묽은산, 바람직하기로는 묽은 염산을 가하여 처리한다. 몇몇 경우에 있어서는 생성물을 산성화 혼합물로부터 침전시키거나 결정화시키고 여과하여 제거한다. 또 다른 경우에 있어서는 에틸아세테이트에테르, 벤젠 또는 톨루엔과 같은 물과 혼합할 수 있는 용매를 가하여 산성화시킨 혼합물로부터 생성물을 추출한다. 유기용매를 분리시키고 적합한 탈수제, 예를 들면 무수 황산마그네슘으로 탈수시킨다. 탈수제를 여과하여 제거시킨 다음 여액을 진공하에서 농축하여 용매를 제거하고 잔사를 얻는다. 다음 이 잔사를 적합한 용매, 예를 들면 톨루엔에 용해시키고 용출제로 톨루엔을 사용하여 프로리실컬럼(Florisil Column)으로 크로마토그라피한다. 컬럼으로부터 용출액을 농축시킨다. 이와 같이 얻은 잔사는 NMR 분석 및 원소분석에 의하여, 본 실시예에 포함된 N-알릴-2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘으로 확인되었다.

N-알콕시-2,6-디니트로-4-치환-아닐린은 농업경영인에게 유리한 화합물이다. 화합물의 구조를 변경시키면 제초효과 및 여러토양, 기후조건에 안정성을 갖는 화합물을 얻게 된다. 또한 신규 화합물은 여러 문제에 만족할 수 있도록 선택성이 부여되었으며, 본 신규의 합성법은 디니트로 아닐린에 관련된 기지의 제조방법보다 월등하다.

출발물질로 사용되는 중간화합물인 다음화합물은 2,6-디니트로-1-할로-4-치환 벤젠을 알콕시아민 하이드로클로라이드와 반응시켜서 제조한다.

[실시예]

화합물

1. 2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘

2. 2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시아닐린

3. 2,6-디니트로-N-메톡시-P-톨루이딘

4. 2,6-디니트로-N-에톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘

5. 2,6-디니트로-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘

구조식(IV)인 화합물의 합성법을 다음 실시예로 기술했다.

[실시예 6]

N-알릴-2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘

2.5g의 2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘(참조 실시예 1) 및 0.015몰의 나트륨 하이드라이드(광유중의 나트륨 하이드라이드 0.72g의 50%의 분산액을 헥산으로 반복해서 세척하여 제조함)를 75ml의 디메틸포름아마이드에 혼합하고 실온에서 10분간 교반시킨 다음, 10분이 되었을때 2.42g(0.02몰)의 알릴브로마이드를 반응 혼합물에 가하고 실온에서 한시간 동안 교반시킨다. 이 혼합물에 에테르를 가하여 반응혼합물을 생성시키고 염산으로 세척한다. 유기액을 무수 황산마그네슘으로 탈수시키고 여과한후 여액을 진공하에 농축시켜서 용매를 제거한다. 얻어진 잔사를 톨루엔에 녹이고 용출액으로서 톨루엔을 사용하여 플로리실 컬럼상에서 크로마토그라피한다. 컬럼에서 수집한 용액을 농축시키면 1.25g의 오일이 얻어지는데 이것을 NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 N-알릴-2,6-디니트로-N-에톡시-P-톨루이딘 임을 확인한다.

원소분석 : C₁₂H₁₅N₃O₅

이론치 실측치

C 51.24% 51.37%

H 5.38% 5.10%

N 14.94% 14.70%

실시예 6의 방법에 따라 다음에 지시하는 출발물질을 사용하여 다음화합물을 제조하고 NMR 스펙트라 및 원소분석을 하여 확인한다.

[실시예 7]

5.0g(0.021몰)의 2,6-디니트로-N-이톡시-P-톨루이딘 (실시예 1), 3.39g (0.0203몰)의 n-프로필 요다이드 및 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.5g의 50% 분산액인 나트륨 하이드라이드 0.012몰로부터 2,6-디니트로-N-에톡시-P-프로필-P-톨루이딘 1.2g을 오일로서 얻는다.

원소분석 : C₁₂H₁₇N₃O₅

이론치 실측치

C 50.58% 50.60%

H 6.05% 5.80%

N 14.83% 14.57%

[실시예 8]

5.0g(0.021몰)의 2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시아닐린(실시예 2) 0.02몰의 나트륨 하이드라이드(광유중의 나트륨 하이드라이드 0.96g의 50% 분산액) 및 6.24g(0.04몰)의 에틸요다이드로부터 N, 4-디에틸-2,6-디니트로-N-메톡시아닐린 1.0g을 얻는다.

융점 80 내지 82℃

원소분석 : C₁₁H₁₅N₃

이론치 실측치

C 49.07% 49.19%

H 5.62% 5.37%

N 15.61% 15.42%

[실시예 9]

3.0g(0.0124몰)의 2,6-디니트로-4-에틸-4-메톡시-아닐린(실시예 2) 4.0g(0.024몰)의 n-프로필요다이드 및 0.012몰의 나트륨 하이드라이드(광유중의 나트륨 하이드라이드 0.58g의 50% 분산액)로부터 1.5g의 2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시-N-프로필아닐린을 얻는다.

융점 72 내지 74℃

원소분석 : C₁₂H₁₇N₃O₅

이론치 실측치

C 50.88% 51.01%

H 6.05% 5.80%

N 14.83% 14.82%

[실시예 10]

2,6-디니트로-N-에틸-N-메톡시 -α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘

광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50% 분산액으로부터 제조한 0.017몰의 나트륨 하이드라이드를 50ml의 디메틸포름 아마이드에 가한다. 이 혼합물에 5.0g(0.018몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘(실시예 5)을 가하고 혼합물을 65℃의 온도까지 45분동안 가열한 다음 반응혼합물을 실온으로 냉각하고 5.3g(0.034몰)의 에틸 요다이드를 여기에 적가한다. 혼합물을 실온에서 30분간 교반시키고, 80℃에서 1시간 가량 가열한후 TLC하면 출발물질이 TLC상에 나타나지 않는다. 반응생성물을 냉각시키고 실온에서 하루밤동안 방치한 다음 에테르를 희석시키고 염산으로 수화 세척한후 물로 한번 더 세척하고 무수 퇴산마그네슘으로 유기상을 탈수시킨다. 탈수제를 여과해 버리고 진공하에 용매를 제거한다. 잔사를 용매 및 용출액으로 사용하여 플로리실 컬럼상에서 크로마토그라피한다. 수집된 처음 획분에 목적한 생성물이 나타난다. 획분을 합하고 용매를 진공하에 제거한 후 잔사를 석유 에테르(비점 60 내지 71℃)로 재결정시키면 1.0g의 생성물을 얻는다.

융점 95 내지 97℃

NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 2,6-디니트로-N-에틸-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘임을 확인한다.

원소분석 : C₁₀H₁₀F³N₃O₅

이론치 실측치

C 38.85% 39.86%

H 3.26% 3.23%

N 13.59% 13.88%

[실시예 11]

2,6-디니트로-N-메톡시-N-프로필-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘

석유에테르(비점 60 내지 71℃)를 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50% 분산액과 교반하고 광유중의 석유에테르 용액을 경사법으로 여과하에 제거시킨다. 잔류한 0.017몰의 나트륨 하이드라이드를 75ml의 디메틸포름 아마이드에 현탁시키고 5.0g(0.018몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘(실시예 5)을 가한다. 반응 혼합물을 65℃의 온도에서 30분간 가열한 후 실온으로 냉각시키고 5.78g(0.034몰)의 n-프로필 요다이드를 가한다. 반응 혼합물을 40℃에서 30분간 가열시킨 후 온도를 서서히 100 내지 110℃로 올려서 총가열시간을 2시간으로 한다. 2시간의 되없을때 반응 생성물을 냉각하고 에테르로 희석시킨후 묽은 염산 및 물로서 연속적으로 세척한다. 유기상을 무수 황산마그네슘으로 탈수한 다음 탈수제를 여과해내고 진공하에 여액을 농축시켜 잔사를 얻는다 용매 및 용출액으로 벤젠을 사용하여 플로리실 컬럼상에서 이 잔사를 크로마토그라피한다. 컬럼에서 수집한 획분을 농축하여 잔사를 얻고 이 잔사를 석유 에테르(비점 60 내지 71℃)로 재결정시키면 1.9g의 생성물을 얻는다.

융점 59 내지 60℃

생성물을 NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 2,6-디니트로-N-메톡시-N-프로필-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘 임을 확인한다.

원소분석 : C₁₁H₁₂F₃N₃O₅

이론치 실측치

C 40.88% 40.68%

H 3.74% 3.84%

N 13.00% 13.20%

[실시예 12]

2,6-디니트로-N-메트알릴-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘

광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50%분산액(실시예 11에 기술한 방법에 따름)으로부터 나트륨 하이드라이드 0.017몰에 50ml의 디메틸포름아마이드를 가한다.

여기에 5.0g(0.018몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘(실시예 5)을 가하고 반응혼합물을 60℃에서 20분간 가열한 다음 실온으로 냉각시키고 6.14g(0.068몰)의 메탈일 클로라이드를 가한다. 반응혼합물을 65℃에서 30분간 가열시키고 이어서 반응혼합물의 온도를 90℃로 증가시킨 후 이 온도에서 2시간동안 방치하고 다시 가열하여 110℃에서 2시간동안 반응시킨다. 반응생성물을 냉각하고 에테르로 희석한 후 묽은 염산 및 물로 세척한다. 에테르층을 무수황산 마그네슘으로 탈수하고 탈수에는 여과해 버린후 여액을 진공하에 농축시켜서 용매를 제거한다. 잔사는 벤젠에 용해시키고 용출액으로 벤젠을 사용하여 플로리실 컬럼상에서 크로마토그라피한다. 컬럼에서 얻은 처음 획분을 진공하에 농축시켜 얻은 잔사를 석유에테르(비점 60 내지 71℃)로 재결정시키면 0.5g의 생성물을 얻는다.

융점 55 내지 56℃

이 생성물을 NMR 스펙트럼 원소분석을 하여 2,6-디니트로-N-메탈릴-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘 임을 확인한다.

원소분석 : C₁₂H₁₂F₃N₃O₅

이론치 실측치

C 42.99% 42.75%

H 3.61% 3.39%

N 12.53% 12.31%

다음에 지시한 출발물질을 사용하여 실시예 12의 방법에 따라 다음 화합물을 제조하고 NMR스펙트럼 및 원소분석을 하여 제조된 화합물을 확인한다.

[실시예 13]

5.0g(0.018몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨리이딘(실시예 5), 4.11g(0.034몰)의 알릴 브로마이드 및 0.42g(0.017몰)의 나트륨 하이드라이드(광유중의 나트륨 브로마이드 0.82g의 50% 분산액)를 사용하여 2.4g의 N-알릴-2,6-디니트로-N-메톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘을 얻는다.

융점 77 내지 79℃

원소분석 : C₁₁H₁₀F₃N₃O₅

이론치 실측치

C 41.13% 41.15%

H 3.14% 3.09%

N 13.08% 12.83%

[실시예 14]

2,6-디니트로-N-에톡시-N-에틸-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘

광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50% 분산액(실시예 11)의 기술한 방법에 따름)으로부터 얻은 나트륨 하이드라이드 0.017몰에 50ml의 디메틸포름아마이드 및 5.0g(0.017몰)의 2,6-디니트로-N-에톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘(실시예 4)을 가한다. 혼합물을 실온에서 20분간 교반한 다음 5.3g(0.034몰)의 에틸 요다이드를 가하고 혼합물을 85℃에서 2.5시간동안 가열시킨다. 반응의 진행정도로 NMR 스펙트럼으로 분석하여 확인하는데 이때 66%의 생성물 및 33%의 출발물질이 혼재해 있음이 나타났다. 다시 5.3g(0.034몰)의 에틸요다이드로 가하고 혼합물을 30분간 가열한 다음 반응생성물을 방치하여 냉각시키고 에테르로 희석한다. 에테르 혼합물을 묽은 염산으로 수회 세척한 다음 물로 한번 더 세척하여 무수황산마그네슘으로 탈수한다. 탈수제는 여과하여 버리고 여액은 진공하에 농축시켜 용매를 제거하여 잔사를 얻는다. 잔사를 벤젠에 용해시키고 용출액으로 벤젠을 사용하여 플로리실 컬럼상에서 크로마토그라피한다. 모은 획분을 NMR로 분석한다. 순수한 획분을 합하고 용매를 증발시켜서 건조하면 0.65g의 생성물이 얻어진다.

융점 72 내지 75℃

생성물을 NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 2,6-디니트로-N-에톡시-N-에틸-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘 임을 확인한다.

원소분석 : C₁₁H₁₂F₃N₃O₅

이론치 실측치

C 40.88% 41.09%

H 3.74% 3.44%

N 13.00% 12.88%

다음에 지시한 출발물질을 사용하여 실시예 14의 방법에 따라 다음화합물을 제조하고 NMR스펙트럼 및 원소분석을 하여 확인한다.

[실시예 15]

5.0g(0.017몰)의 2,6-디니트로-N-에톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘(실시예 4) 4.11g(0.34몰)의 알릴 브로마이드, 0.017몰의 나트륨 하이드라이드로(전술된 방법에 따라 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50% 분산액으로부터 얻음)를 사용하여 1.15g의 N-알릴-2,6-디니트로-N-에톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘을 얻는다.

융점 52 내지 54℃

원소분석 : C₁₂H₁₂F₃N₃O₅

이론치 실측치

C 42.99% 42.77%

H 3.61% 3.72%

N 12.53% 12.80%

[실시예 16]

5.0g(0.017몰)의 2,6-디니트로-N-에톡시-α,α,α-트리플루오로-P-톨루이딘(실시예 4) 5.78g(0.034몰)의 n-프로필 요다이드 및 0.017몰을 나트륨 하이드라이드로(전술된 방법에 따라 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50% 분산액으로부터 얻음)를 사용하여 1.0g의 2,6-디니트로-N-에톡시-N-프로필-α,α,α-트리플루오로-N-P-톨루이딘을 얻는다.

융점 34 내지 35℃

원소분석 : C₁₂H₁₄F₃N₃O₅

이론치 실측치

C 42.74% 42.99%

H 4.18% 4.36%

N 12.46% 12.59%

[실시예 17]

2,6-디니트로-N-에틸-N-메톡시-P-톨루이딘

실시 11예 기술된 방법에 따라 광유중의 나트륨하이드라이드 0.82g의 50% 분산액으로부터 얻은 0.017몰의 나트륨 하이드라이드에 50ml의 디메틸포름아마이드를 가하고 이어서 4.54g(0.02몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-P-톨루이딘(실시예 3)을 연속적으로 기계적 교반을 하면서 가한다. 이때 혼합물의 온도가 40℃로 상승한다. 10분간 교반을 계속한 다음 12.48g(0.08몰)의 에틸 요다이드를 가하는데 이때는 온도가 90℃로 상승된다. 30분간 교반을 계속하고, 반응혼합물 소량을 취하여 NMR스펙트럼 분석한 결과 생성물이 대부분 존재해 있음이 나타났다.

반응 혼합물을 교반한 다음 90℃로 30분간 가열하고 방치하여 냉각시킨후 에테르로 희석한다. 묽은 염산을 세척한 다음 물로 세척하다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수하고 탈수제를 여과하여 버린후 진공하에 농축시켜 용매를 제거하면 잔사가 남는다. 이 잔사를 석유에테르(비점 60 내지 71℃)-에틸 아세테이트 혼합물로 재결정시키고 1.7g의 생성물을 얻는다.

융점 47 내지 50℃

생성물을 NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 2,3-디니트로-N-에틸-N-메톡시-P-톨루이딘 임을 확인한다.

원소분석 : C₁₀H₁₃N₃O₅

이론치 실측치

C 47.06% 47.06%

H 5.13% 5.02%

N 16.43% 16.46%

다음에 지시한 출발물질을 사용하여 실시예 17의 방법에 따라 다음 화합물을 제조하고, NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 확인한다.

[실시예 18]

2.0g(0.009몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-P-톨루이딘(실시예 3), 3.4g(0.02몰)의 n-프로필 요다이드 및 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.5g(0.01몰)의 50% 분산액으로부터 0.8g의 2,6-디니트로-N-메톡시-N-프로필-P-톨루이딘을 오일로서 얻는다.

원소분석 : C₁₁H₁₂N₃O₅

이론치 실측치

C 49.07% 49.30%

H 5.62% 5.36%

N 15.61% 10.62%

[실시예 19]

4.5g(0.02몰)의 2,6-디니트로-N-메톡시-P-톨루이딘(실시예 3), 4.8g(0.04몰)의 알릴 브로마이드 및 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.96g(0.02몰)의 50% 분산액으로부터 0.67g의 N-알릴-2,6-디니트로-N-메톡시-P-톨루이딘을 얻는다.

원소분석 : C₁₁H₁₃N₃O₅

이론치 실측치

C 49.44% 49.29%

H 4.90% 4.78%

N 15.72% 15.59%

[실시예 20]

N-알릴-2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시아닐린

실시예 11에 기술된 방법에 따라 광유중의 나트륨 하이드라이드 0.82g의 50% 분산액으로부터 얻은 0.017몰의 나트륨 하이드라이드에 50ml의 디메틸포름 아마이드를 가한다.

이 현탁액에 3.0g(0.012몰)의 2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시아닐린(실시예 2)를 가하고 혼합물을 5 내지 10분간 교반해준 다음 2.9g(0.024몰)의 알릴 브로마이드로 가하고 반응 혼합물을 실온에서 30분간 교반시킨다. 반응 혼합물을 시료로하여 NMR분석한 결과 목적한 생성물 70 내지 80%가 존재함이 나타났다. 반응혼합물을 교반하면서 90℃에서 1시간 동안 가열한후 NMR 분석을 하면 반응이 완결되었음을 알수 있다. 반응 생성물에 묽은 염소 및 톨루엔을 가한다. 유기층을 분리시켜서 무수 황산마그네슘으로 탈수한다. 탈수제는 여과해 버리고 여액을 플로리실 컬럼상에서 크로마토 그라피한다. 획분을 NMR 스펙트럼 분석하고 합한 획분을 진공하에 건조시킨다. 잔사를 석유에테르(비점 60 내지 71℃)로부터 재결정시키면 1.7g의 생성물을 얻는다.

융점 83 내지 85℃

생성물을 NMR 스펙트럼 및 원소분석을 하여 N-알릴-2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시-아닐린임을 확인한다.

원소분석 : C₁₂H₁₅N₃O₅

이론치 실측치

C 51.24% 51.46%

H 5.38% 5.32%

N 14.94% 14.69%

[실시예 21]

2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시-N-메틸아닐린

5.8g(0.024몰)의 2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시아닐린(실시예 2), 및 광유중의 나트륨 하이드 라이드 1.15g(0.024몰)의 50%의 분산액에 50ml의 디메틸-포름아마이드를 가한다. 혼합물을 실온에서 10분간 교반해준 후 6.76g(0.48몰)의 메틸 요다이드를 교반하면서 가하고 30분간 교반을 계속한다. 이때 반응혼합물의 온도가 외부에서 열을 가하지 않아도 90℃로 상승한다. 반응혼합물을 TLC하여 출발물질이 존재하지 않음을 확인한다. 반응생성물을 방치하여 냉각시키고 묽은 염산 및 톨루엔을 가한다. 유기층을 분리시켜서 무수 황산마그네슘으로 탈수한다. 탈수제를 여과해 버리고 여액은 용제출로서 톨루엔을 사용하여 플로리실 컬럼상에서 크로마토그라피한다. 컬럼상에서 두가지 생성물이 동시에 유출된다. 두가지 화합물의 혼합물을 벤젠 : 석유 에테르(비점 60 내지 71℃)=75 : 25의 혼합용매에 용해시키고 플로리실 컬럼에서 다시 크로마토그라피한다. 컬럼으로부터 모은 획분을 NMR 분석한다. 목적한 생성물을 두번째 컬럼에서 얻게되었다. 목적한 생성물이 함유된 획분을 진공하에 농축시키고 얻은 잔사를 석유에테르(비점 60 내지 71℃)로부터 재결정시키면 0.7g의 생성물을 얻는다.

융점 85 내지 87℃

생성물을 NMR스펙트럼 및 원소분석을 하여 2,6-디니트로-4-에틸-N-메톡시-N-메틸아닐린 임을 확인한다.

원소분석 : C₁₀H₁₃N₃O₅

이론치 실측치

C 47.06% 47.05%

H 5.13% 4.98%

N 16.43% 16.70%

본 발명에 따른 화합물들은 제초제로서 사용된다. 이들 화합물은 치환된 2,6-디니트로아닐린 및 물, 폴리하이록시화합물, 석유 증류물 및 기타 분산매질, 계면활성제, 유화제 및 잘게 부순 불활성 고체등을 포함하여 대다수 부가제를 첨가하여 조성물의 형태로 만들어 사용할 수 있다.

이들 조성물내의 치환된 2,6-디니트로 아닐린의 농도는 물과 같은 불활성담체로 희석을 요하는 유제 또는 수화제, 직접 처리할 수 있는 유제 또는 수화제 또는 분제등에 따라 다르게 할 수 있다.

이와 같이, 조성물은 액체 또는 고체 농축물로서 제조하며, 원하는 농도로 희석하여 사용한다. 유제는 1 내지 30중량부의 유효성분 및 유화제를 적합한 물과 혼합할 수 있는 유기용매내에서 혼합하여 만들 수 있다.

이와 같은 농축물은 물로 더 희석하여 유탁액의 형태로 만들 수 있다.

이와 같은 살포용 조성물은 유효화합물(제초제), 물과 혼합할 수 있는 용매, 유화제 및 물들을 함유한다. 적합한 유화제로는 비이온성 또는 이온성 또는 이의 혼합물 형태일 수 있으며, 알킬렌 옥사이드와 페놀 및 유기산의 축합물, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트 및 폴리옥시에틸렌솔비탄 모노-라우레이트와 같은 솔비탄 에스테르류의 폴리옥시에틸렌 유도체; 알킬아민도데실벤젠설포네이트와 같은 이온성의 아르알킬 설포네이트 등등이 있다.

적합한 수혼화성 유기용매로는 방향족 탄화수소류, 지방족 탄화수소류, 지환족 탄화수소류 및 이의 혼합물, 예를 들면 석유증류물등이 있다.

고체농축 혼합물들은 1 내지 90중량%의 치환된 2,6-디니트로아닐린 벤토나이트, 백토, 규조토, 실리카, 운모, 탈크, 쵸오크 등과 같은 잘게 부순 불활성 고체 담체 중에 혼합하여 제조할 수 있다.

분산제 및/또는 습윤제는 고체담체중의 치환된 2,6-디니트로아닐린과 혼합하여 1 내지 75중량%의 농도를 갖는 수화제로 만들수 있으며, 이것을 계속하여 물 또는 기타 하이드록실화 담체에 분산시켜 살포용 조성물로 만들 수 있다. 적합한 계면활성제로는 축합시킨 아릴설폰산 및 이의 나트륨염, 소듐 리그노설페이트, 설포네이트옥사이드축합 혼합물, 알킬릴폴리에테르 알코올류, 설폰화 비이온성혼합물, 음이온습윤제 등이 있다.

입제는 고체중량제로서 가소화 아타풀기트 점토를 사용하여 제조할 수 있다. 무수 분산액을 버미큐라이트, 이탄 등과 같은 제초성 불활성담체로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 화합물은 유효성분으로서 신규 화합물을 하나 또는 그 이상 함유하는 분제, 입제 또는 살포액으로서 토양처리 또는 종자처리로 사용할 수 있다.

토양처리의 경우에는 내성을 지니는 작물이 자라고 있는 재배지에 처리할수 있으며, 자갈에 깔려있는 드라이브길, 테니스코트, 도보길 등과 같은 잡초의 제거를 요하는 여러 장소에 처리할 수 있다.

본 발명에 따른 화합물의 사용비율은 초지에 사용할 경우에는 온실에서 요하는 양보다 더 많은 양을 사용한다.

실제 사용시에, 제초적으로 유효한 화합물을 함유하는 조성물을 1.12kg/ha 내지 36kg/ha, 또는 필요에 따라, 65kg/ha의 비율로 특정지역에 기지의 방법에 의해서 살포할 수 있다.

본 발명에 따른 유효화합물들의 제초효과는 다음 시험에 의하여 설명된다.

[시험 1]

토양은 메이슨리 모래(Masonry Sand) 및 토양(Shredded top soil)을 함께 혼합하여 만든다. 배수시키기 위해서 하면에 구멍과 홈이 나 있는 길이 31.5cm, 넓이 21.5cm 및 깊이 8cm인 도금한 금속플레이트에 재배한다. 각각의 플레이트를 토양을 2/3 정도를 채우고 고르게 한다.

모든 종자를 줄당 한 종류의 종을 플레이트에 재배한다. 나팔꽃 및 옥수수와 같은 큰 종자는 약 1cm 깊이로 파종하고 나머지 종자 즉 작은 종자들은 토양표면의 줄에 종자를 뿌린 다음 모든 종자를 체질한 토양으로 0.5cm 내지 1.0cm로 덮는다.

재배한 종과 종(種)당 재배한 종자수는 다음과 같다.

A-옥수수(Zea mays) 4

B-바랭이죽(Disitaria Sanguinalis) 350

C-피크위드(Amarantus retroflexus) 350

D-조(Setaria italica) 200

E-벨베트 리-프(Abutilon theophrasti) 100

-나팔꽃(Ipomoea purpurea) 25

-지니아(Zinnia elegans) 20

용성비료 2 내지 1/2g을 재배후 최초로 물을 줄 때에 각 플레이트에 살포한다. 발아후의 플레이트는 처리전 10 내지 13일 동안 재배한 다음 처리일까지 재배실에서 방치한다. 플레이트를 광선의 강도에 따라서 매일 12 내지 18일 동안 광선에 노출시켜서 74 내지 80℉의 온도로 조정해준다. 발아전의 플레이트는 동시에 재배한다.

처리후, 모든 플레이트를 온실로 옮긴다.

이 시험에서 유효화합물은 8.96kg/ha 비율로 사용하였다.

8.96kg/ha 시용비율로 사용하기 위한 제제는 아세톤과 에틸알코올을 1 : 1의 비율로 함유하며 소량의 톡시물 R 및 S를 함유하는 용매 2.5ml에 유효화합물 120mg을 용해시켜서 만든다. 이 용액을 탈이온화수로 희석하여 25ml로 만든다. 톡시물 R 및 톡시물 S는 이리노이주, 노스필드, 스테판 케미칼 캄파니의 제품인 설포네이트/비이온성 혼합물이다.

제초용 조성물을 개량된 디빌비스분무기로 각 플레이트에 살포한다.

발아전처리 시험에서는 제초용 조성물을 종자를 파종한후 플레이트 내의 토양표면에 살포한다. 발아후 처리시험에서는 제초용 조성물을 종자를 파종하여 식물이 자란후 10 내지 13일후에 식물의 잎에 살포한다. 시험하고자 하는 조성물 12㎖ 및 1/2㎖를 각 플레이트에 8.96kg/ha의 시용비율로 살포한다.

처리시킨후, 모든 플레이트를 12 내지 13일 동안 온실로 옮긴다.

제초효과를 각 식물종에 관해서 평가한다. 평가는 1에서 5까지의 평가지수로 나타내었다.

1=상해가 없음

2=약간 상해

3=중간정도의 상해

4=심각한 상해

5=완전 상해

다음 표 1은 유효화합물들의 시험결과를 설명해 준다.

표에서 컬럼 1은 본 발명에 따라 제조된 실시예 번호에 상응하는 유효화합물이며, 컬럼 2는 시험 플레이트에 시용한 시용비율(kg/ha)이며, 컬럼 3 내지 9는 특정 식물에 대한 상해 정도를 나타낸다. 시험식물은 전술한 바와 같이 알파벳의 문자로 나타내었다.

[표 1]

[시험 2]

본 발명의 범위에 속하는 몇 종류의 화합물에 대한 발아전 처리시험을 여러 식물에 대해서 수행한다. 이 시험에서 사용된 식물종들을 동일한 형태의 토양을 사용한 시험 1에서와 같이 팬(pan)에 파종한다. 각각의 플레이트를 상기 토양으로 2/3정도로 덮는다. 발아전 처리시험에서 각각 10개의 식물종을 함유하는 2개의 플레이트에 각각의 유효화합물을 사용비율에 따라 사용한다.

식물종의 종자를 시험 1에서와 같은 방법으로 1/2줄당 한종류의 종(種)을 플레이트에 줄지어 파종한다. 사용된 종자수는 다음과 같다.

A-옥수수(Zea mays) 4

B-옥수수(Gossypium hirsutum) 6

C-콩(Glycine max) 6

D-밀(Triticum aesitivum)40

E-알팔파(Medicago Sativa) 100

F-사탕무우(Beta Vulgaris) 25

G-벼(Oryza Sativa) 46

H-오이(Cucumis Sativus) 8

J-토마토(Lycopersicon esculentum) 30

K-피(Echinochloa Crus-galli) 50

L-흰명아주(Chenopodium album) 100

M-바랭이죽(Digitaria Sanguinalis) 100

N-겨자(Brassica juncea) 50

O-피그위드(Amaranthus retroflexus) 150

P-조(Setaria italica) 100

Q-메귀(Avena fatua) 25

R-리벨베트리-프(Abutilon theophrasti) 25

S-짐슨위드(Datura stramonium) 25

T-나팔꽃(Ipomoea purpurea) 15

U-지니아(Zinnia elegans) 20

발아 처리전에 시험을 해보기 위해서, 플레이트에 종자를 파종하고 토양을 0.5 내지 1.0cm 정도로 덮는다. 제제를 시험 1에서와 같은 방법으로 제조하는 목적하는 비율로 사용하기 위하여 원하는 농도로 희석시킨다. 이 제제를 개량된 데빌비스 분무기(Devilbiss atamizer)로 플레이트 표면에 분무시킨다. 각 플레이트에 12.5㎖의 살포용액을 분무시킨다. 이 플레이트를 처리시킨 후 온실에 방치한다.

제초효과는 발아전처리 18 내지 21일 후에 평가한다. 식물의 상해정도는 시험 1에서 사용된 1 내지 5까지의 평가지수로 나타내었다.

다음 표 2는 작물, 잡초 및 광엽인 잡초에 대한 본 발명에 따른 화합물들의 발아전 처리시험 결과를 설명해 준다. 표에서, 컬럼 1은 유효화합물이며, 컬럼 2는 시용비율(kg/ha)이며, 나머지 컬럼은 식물에 대한 상해정도를 나타낸다.

[표 2]

식물상해정도

발아전 처리

[시험 3]

시험 2에서 사용된 동일한 화합물은 시험 1에서 사용된 7가지 식물종에 대한 발아후 처리 제초제로서 사용하였으며, 발아후 처리시험은 시험 1에서 기술된 바와 같다.

제제의 제초효과는 발아후 처리 12 내지 14일 후에 평가하였다. 식물의 상해정도는 1 내지 5까지의 평가지수로 나타내였다.

다음 표 3은 상기 식물종에 대한 발아후 처리 시험결과를 설명해 준다.

[표 3]

식물상해정도

발아후 처리

시험결과는 본 발명에 따른 화합물들이 제초효과를 지니고 있음을 나타내 준다.

Claims (1)

1. 다음 구조식(II)의 2,6-디니트로-4-치환 아닐린을 아프로틱 용매중에 강염기 존재하에 R⁴Y인 알킬화제와 반응시킴을 특징으로 하는 다음 구조식(IV)의 N-알콕시-2,6-디니트로-N-치환-4-치환 아닐린의 제조방법.

   

   상기 식에서 R¹은 메틸 또는 에틸이고 R⁴는 탄소수 1 내지 3의 알킬 또는 탄소수 3 내지 4의 알케닐이며, R³는 메틸, 에틸, 이소프로필 또는 트리플루오로 메틸이고, Y는 염소, 브롬, 요드 또는(SO₄)1/2이다.