KR820001617B1 - 살균제로 유용한 n-시아노일킬-2-(치환된 페녹시)부티르아미드의 제법 - Google Patents

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Description

살균제로 유용한 N-시아노일킬-2-(치환된 페녹시)부티르아미드의 제법

N-디메틸아세토니트릴로-α-(치환된 페녹시)알킬아미드 및 그것의 진드기살충제로서의 사용에 대한 것이 1977년 1월 4일자로 베이커(Bon R. Baker)와 워커(Francis H. Walker)에 의해 공표된 미국특허 제 4,001,427호의 종전 기술에서 발표되었다. 이러한 화합물과는 본질적으로 다르다. 그러한 치환이나 또 치환에서의 변화는 발명자들의 종전특허의 발표에서는 나타나지 않는다. 또한 본원 발명자들의 새로운 화합물과 유사한 화합물은 리히터(Sydney B.Richter)등의 미국특허 제3,557,209호에 발표되었다. 그러나 그것도 본원 발명자들의 종전 특허와 같이 본원 발명자들의 화합물 및 본원 발명자들의 특수하게 치환된 페녹시 부분의 새로운 효용을 설명하지는 못하는 것이다.

본원 발명은 하기 일반식을 가진 N-시아노-2-(치환된 페녹시)부티르아미드의 제법에 관한 것이다.

식증, X가 염소, 브롬, 티오시아노 및 메틸로 이루어진 그루우프에서 취해지며, R은 메틸, 에틸, 메톡시메틸로 이루어진 그루우프에서 취해지고, 특히 X는 염소, 브롬, 메틸로 이루어진 그루우프에서 취해지고, 가장 좋은 것은 염소와 메틸로 이루어진 그루우프에서 취해지며, 특히 R은 메틸과 메톡시메틸로 이루어진 그루우프에서 취해진다.

여기에서 사용된 "살균제(mildewicide)"란 말은 노균병균(또는 흰곰팡이, mildew)에 관련된 균륜(fungi)의 생장을 억제하는데 유용한 화합물에 관한 것이다. 여기에서 설명된 화합물을 사용하여 노균병균의 번식을 억제하는 것은 노균병균의 번식을 돕는 곳에 살균제로서의 유효량을 사용하여 달성될 수 있다. 그 화합물은 노균병균의 생장을 돕는 곳에 사용되어진다. "억제한다"는 것은 억제되어져야 하는 노균병균의 번식을 예방하는 것을 의미한다.

본원 발명의 새로운 화합물은 일반적으로 다음과 같이 제조될 수 있다.

1. 3,4,5-트리치환된 페녹시 알칸산의 제조

일반식,

(X가 염소나 브롬이다)을 가진 3,4,5-치환된 페놀을 수산화나트륨의 존재하에서 약 40℃에서 약 110℃의 온도로 할로(halo)치환된 지방산과 반응시켜 상응하는 2-(3,4,5-트리치환된 페녹시)알칸산을 만든다.

2. 3,4,5-트리치환된 페녹시 알칸산 염화물의 제조

위의 1에서 만들어진 산을 촉매로서 디메틸포름 아미드의 존재하 약 40℃에서 약 70℃의 온도로 포스겐(COCl₂)과 반응시켜 상응하는 3,4,5-트리치환된 페녹시 알칸산 염화물을 만든다.

3. 본원 발명의 3,4,5-트리 치환된 페녹시 알칸산아미드의 제조

위의 2단계에서 만들어진 산염화물을 염화메틸렌과 같은 용매에 녹인 트리에틸아민과 같은 유기염기나 수산화나트륨의 존재하에 약 -15℃에서 약 35℃의 온도에서 일반식,

(식중, R이 메틸, 에틸 메톡시메틸이다)을 가진 아민과 반응시켜 원하는 아미드를 만든다.

다른 제조법은 일반식,

(식중, X가 염소나 브롬이다)을 가진 α-할로 치환된 저방산을 포스겐 및 디메틸포름아미드 촉매와 반응시켜, 구조식

(식중, X가 염소나 브롬이다)에 상응하는 아실클로라이드를 생성한 후에, 이번에는 트리에틸아민과 같은 유기염기의 존재하에서 일반식,

(식중, R이 메틸, 에틸, 메톡시메틸이다)을 가진 아민과 반응시켜 상응하는 α-할로알킬아미드를 만드는 것이다.

이 아미드는 일반식,

(식중, X가 수소, 염소, 브롬, 티오시아노, 또는 메틸이다)을 가진 페놀의 나트륨과 반응하여 표제의 아미드가 만들어진다. 페놀의 나트륨염은 테트라히드로퓨탄 용매에서 이 페놀과 수소화나트륨의 반응에 의해 만들어진다.

다음의 실시예들은 새로운 화합물의 제조와 노균병균을 억제하는데 대한 효용을 설명하는 것이다.

[실시예 1]

N-디메틸아세토니트릴로-2-(4-클로로-3,5-디메틸페녹시)부티르아미드

1)50그램(0.32몰)의 4-클클로-3,5-디메틸페놀을 교환기가 장치되어 있는 500밀리리터 플라스크에서 15℃를 유지시키면서 58.5그램의 2-브로모 부티르산과 혼합한다. 60.8그램(0.76몰)의 50%수산화나트륨 수용액을 급격히 저으면서 혼합물에 가한다. 혼합하는 동안에 온도는 45℃로 올라가는데 이것을 얼음 욕으로 45℃아래로 내려가게 한다. 모든 수산화나트륨이 가해진 후에 얼음욕을 제거하여ㅏ 그 혼합물을 110℃로 15분동안 가열한다. 그 다음에 얼마의 물, 80밀리리터의 퍼클로로 에틸렌 그리고 65밀리리터의 진한 염산을 저으면서 가하고, 그 혼합물을 85℃로 가열하고, 상(相)을 분리하여 유기층을 냉각시킨다. 핵자기공명스펙트럼으로 분석하여 2-(4-클로로-3,5-디메틸페녹시)부티르산으로 확인된 생성물을 여과에 의해 제거되어지는 고체로써 분리하고 공기중에서 건조시켜 60.7그램(78%수득률)의 융점이 99-102℃인 생성물을 얻는다.

2)위의 1)에서 얻은 57.4그램(0.24몰)의 산을 가스-인렛(gasinler)튜브, 교반기, 온도계, 드라이아이스/이소프로필 알코올 냉각기가 장치되어 있는 500밀리리터 플라스크안의 150밀리리터의 톨루엔에 혼합한다. 0.2밀리리터의 디메틸포름아미드를 가하고 그 혼합물을 60℃로 가열한다. 포스겐을 30그램(0.31몰)이 가해질 때까지 적당한속도로 혼합물에 가한다. 포스겐이 모두 가해졌을때 드라이아이스 냉각기를 제거하고 물 냉각기로 대치한다. 여분의 포스겐과 염화수소는 60℃에서 아르곤으로 정화하여 제거한다. 핵자기공명스펙트럼으로 분석하여 2-(4-클로로-3,5-디메틸페녹시)부티릴클로라이드로 확인된 60.7그램(96%수득률)의 생성물은 용액을 냉각시키고 진공하에서 용매를 제거하여 용액으로부터 기름으로 회수된다.

3) 100밀리리터의 메틸렌클로라이드에 녹인 2.9그램(0.04몰)의 α-아미노이소부티로니트릴과 3.5그램(0.04몰)의 트리에틸아민의 교반한 용액을 포함한 300밀리리터 플라스크에 위의 2)에서 제조된 8그램(0.03몰)의 아실클로라이드를 10-15℃에서 한방울씩 떨어뜨리며 가한다. 그 온도를 유지하는데는 약간의 냉각이 필요하다. 아실클로라이드를 모두 가한 후에 그 혼합물을 상온이 되도록 하고 생성물을 물, 묽은 염산, 5%의 탄산나트륨용액 그리고 물로 각 100밀리리터씩으로 계속해서 씻어내어 분리시킨다. 그 유기상을 황산마그네슘으로 물기를 제거하며 진공하에서 용매를 제거하여 융점이 108-110℃인 9.0그램(97%수득률)의 고체가 남게 된다. 그 생성물을 핵자기공명스펙트럼으로 분석하여 실시예 1의 표제 화합물임을 확인한다.

[실시예 2]

N-(1-시아노-1-메틸-2-메톡시에틸)-2-(4-클로로-3,5-디메틸페녹시)부티르아미드

실시예 1의 2)에서 만들어진 아실클로라이드 8.0그램(0.03몰)을 실시예 1의 3)에서와 같이 한방울씩 떨어뜨리며 10-15℃에서 4.5그램(0.03몰)의 1-시아노-1-메틸-2-메톡시 에틸아민염산염, 4.8그램(0.06몰)의 50%수산화나트륨 수용액, 15밀리리터의 물 그리고 90밀리리터의 염화메틸렌들의 혼합물에 가한다. 모두 가한후에 그 혼합물을 상온이 되도록 한다.

그 물질을 실시예 1의 3)에서와 같이 분리하여 에탄올로부터 재결정하면 120-127℃의 융점을 갖는 2.0그램의 고체를 얻게 된다. 그 생성물을 핵자기공명스펙트럼으로 분석하여 표제의 화합물임을 확인한다. 이때 수득물은 20%이다.

[실시예 3]

N-디메틸아세토니트릴로-2-(4-브로모-3,5-디메틸페녹시)부티르아미드

1)핵자기공명스펙트럼의 분석에 의해 확인되는 4-브로모-3,5-디메틸 페녹시부티르산을 실시예 1에서와 같이 제조하지만 단 다음의 화합물들을 사용한다.

18그램(0.09몰)의 4-브로모-3,5-디메틸페놀, 18그램(0.11몰)의 2-브로모부티르산, 그리고 18.4그램(0.23몰)의 50%수산화나트륨,

성분을 섞는데 있어서 한가지 다른점은 20밀리리터의 물, 50밀리리터의 퍼클로로에틸렌 그리고 20밀리리터의 진한 염산을 사용한다는 것이다. 이리하여 융점이 78-85℃인 21.3그램의 산이 만들어진다. 수득률은 이론의 82%이다.

2)4-브로모-3,5-디메틸페녹시부티릴클로라이를 21.3그램의 산(0.07몰)10. 0그램의 포스겐(0.10몰), 50밀리리터의 톨루엔 그리고 0.2밀리리터의 디메틸포름아미드를 사용하여 실시예 1의 단계 2)에서와 같이 제조하여 기름과 같은 21.32그램외 부티릴클로라이드를 얻는다.

3)핵자기공명스펙트럼의 분석에 의하여 확인되는 N-디메틸아세토니트릴로-2-(4-브로모-3,5-디메틸페녹시)부티르아미드를 실시예 1의 단계 3)에서와 같이 제조한다.

단, 반응용매로서의 100밀리리터 벤젠에 녹인 80그램의 아실클로라이드(0.03몰), 85%의 순수한 α-아미노이소부티로니트릴 4.0그램(0.04몰), 그리고 4.0그램의 트리에틸아민(0.04몰)을 사용한다. 그리하여 융점이 83-87℃인 6.5그램의 고체를 얻는다. 수득률은 이론의 61%이다.

[실시예 4]

N-디메틸아세토니트릴로-2-(3,4,5-트리메틸페녹시)부티르아미드

1)핵자기공명스펙트럼의 분석에 의하여 확인되는 2-(3,4,5-트리메틸 페녹시)부티르산을 단저 50그램(0.37몰)의 3,4,5-트리메틸페놀, 74그램 0.44몰) 2-브로모부티르산 그리고 76.1그램(0.75몰)의 물에 녹은 50%의 수산화나트륨을 사용하는 것 외에는 실시예 1의 1)과 같은 방법으로 제조한다. 그 생성물을 90밀리리터의 물, 90밀리리터의 퍼클로로에틸렌, 90밀리리터의 진한염산과 함께 같은 방법으로 혼합한다. 그리하여 융점이 55-64℃인 51.0그램의 산을 얻게 된다. 이때 수득률은 이론의 62%이다.

2)핵자기공스펙트럼의 분석에 의해 확인되는 2-(3,4,5-트리메틸페녹시)부티릴클로라이드를 51그램의 산(0.23몰), 27그램의 포스겐(0.28몰), 150밀리리터의 톨루엔 그리고 2밀리리터의 건조한 디메틸포름아미드를 사용하여 실시예 1의 2)에서와 같이 제조하여 52.0그램의 부티릴클로라이드를 얻기 위한 52.0그램(94%수득률)의 아실클로라이드가 생긴다.

3)핵자기공명스펙트럼 분석에 의해 확인되는 N-디메틸아세토니트릴로-2(3,4,5-트리메틸페녹시)부티르미미드를 7.2그램(0.03몰)산염화물, 2.5그램(0.03몰)의 α-아미노이소부티로니트릴, 3.0그램(0.03몰)의 트리에틸아민 그리고 100밀리리터의 톨루엔을 반응용매로서 사용하여 실시예 1의 3)에서와 같이 제조하여 융점이 94-98℃인 5.1그램의 고체를 얻는다. 이때 수득률은 이론의 58%이다.

[실시예 5]

N-(1,1-디메틸-2-부티릴)-2-(4-브로모-3,5-디메틸페녹시)부티르아미드

1)교반장치가 되어 있는 500밀리리터 플라스크에서 18그램(0.09몰)의 4-브로모-3,5-디메틸페놀을 온도 15℃를 유지하면서 18그램(0.11몰)의 2-브로모부티르산과 혼합한다. 18.4그램(0.23몰)의 50%수산화나트륨수용액을 급격히 저으면서 혼합물에 가한다. 그것을 가하는 동안에 온도는 45℃로 올라가는데 이때 얼음욕으로 45℃아래로 내려가게 한다. 수산화나트륨을 모두 가한 후에 냉각하는 것을 끝내고 혼합물을 15분 동안 110℃로 가열한다. 그 다음에 20밀리리터의 물, 50밀리리터의 퍼클로로 에틸렌 그리고 20밀리리터의 진한염산을 저으면서 가하고, 그 혼합물을 85℃로 가열하고, 상을 분리하고 유기층을 냉각시킨다. 핵자기공명스펙트럼으로 분석하여 2-(4-브로모-3,5-디메틸페녹시)부티르 산으로 확인된 생성물을 여과에 의해 제거하여 분리하고 공기중에서 건조시켜 융점이 78-85℃인 21.3그램(82%수득률)의 생성물을 얻는다.

2)위의 단계 1)에서 제조된 21.3그램(0.07몰)의 산을 가스-인렛튜브, 교반기, 온도계 그리고 드라이아이스 이소프로필 냉각기가 장치되어 있는 500밀리리터 플라스크 안의 50밀리리터 톨루엔과 혼합한다. 0.2밀리리터의 디메틸포름 아미드를 가하고, 그 혼합물을 60℃로 가열한다. 포스겐을 10.0그램(0.10몰)이 가해질때까저 적당한 속도로 혼합물 안에 가한다. 포스겐이 모두 가해졌을때 드라이아이스냉각기를 제거하고 물냉각기로 대치한다. 여분의 포스겐과 염화수소는 60℃에서 아르곤으로 정화하여 제거한다. 핵자기공명스펙트럼의 분석에 의해 2-(4-브로모-3,5-디메틸페녹시)부티릴클로라이드로 확인된 21.3그램(99.6%수득률)을 진공하에서 용액을 냉각하고 용매를 제거하여 용액으로부터 기름으로써 회수한다.

3)위의 단계 2)에서 제조된 8그램(0.03몰)의 아실클로라이드를 100밀리리터의 염화메틸렌에 녹인 3.9그램(0.04몰) 4-아미노-4-메틸-2-부틴과 4.0그램(0.04몰)트리에틸아민의 교반한용액을 포함하는 300밀리리터 플라스크에 10-15℃에서 한방울씩 가한다. 그 온도를 유지하는데는 얼마간의 냉각이 필요하다.

아실클로라이드를 모두 가한 후에 혼합물이 상온이 되도록 하며 생성물을 물, 묽은 염산, 5%탄산나트륨용액 그리고 물 각각 100밀리리터씩으로 계속에서 씻어내어 분리한다. 유기상온 황산마그네슘으로 물기를 없애고 용매는 진공에서 제거하여 융융이 81.5-92.5℃인 6.8그램(수득률 62%)의 고체가 남게 된다. 그 생성물을 핵자기 공명스펙트럼으로 분석하여 표체의 화합물임을 확인한다.

위의 5가지의 실시예들은 적절한 물질들을 사용하여 위에서 설명한 것과 유사한 방법으로 제조된 4가지 추가의 예들과 함께 다음의 표에 나열되었다. 표에서의 화합물들은 본 발명에서 구체화된 것들 중의 대표적인 것들이다. 화합물번호는 각각의 것들을 지정하여 본 발명의 나머지에서도 사용된다.

[표 1]

잎의 살륜 측정 테스트

강남콩 가루 노균병에의 예방작용 측정

발명 약품을 적절한 장매에 용해시키고 트윈(Tween)20

몇방울, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노라우레이트 습윤제를 포함하는 물로 희석시킨다. 1000ppm아래의 테스트 농도의 것을 강남콩(Phaselus Vulgaris)의 떡잎에 흘러 내릴때까지 분무한다. 식물이 마른후에 가루노균병(Erysiphe Polygone De Candolle)의 포자를 흩뿌리고 균형성이 잎표면에 나타날때까지 온실속에 방치해 둔다. 예방효과는 약품처리하지 않고 균을 이식한 식물과 비교하여 균사체형성(mycelial formation)에 있어서 50%로 줄어드는 가장 낮은 농도인 ppm농도로 기록된다.

이러한 값들을 표 2에 기록하였다.

[표 2]

일반적으로 분원 발명의 화합물은 편리하게 사용하기 적당한 형태로 합체된다. 예를 들면, 본 화합물은 에멀젼, 현탁액, 용액, 가루 그리고 에이로졸 스프레이(aerosol sprays)형태로 살충제 조성물에 합해질 수 있다. 일반적으로 이러한 화합물들은, 활성 화합물에 첨가해서 살충제 제조에 보통 알려져 있는 보조물질을 포함하는 것이다. 이러한 조성물에 있어서 본원 발명의 활성화합물들은 독특한 살충제 성분으로 쓰여질 수 있으며 비슷한 효능을 갖는 다른 화합물들과 혼합하여 사용될 수 있다. 본원 발명의 살충제 조성물은 보조물질로서 참기름이나 크실렌류의 솔벤트나 중유(重油)등과 같은 유기용매, 물, 유화제, 표면활성제, 활석, 프라이오필라이트(pryophilite), 구조로, 석고, 점토나 디클로로디플루오로 메탄과 같은 분사제(propellants)등을 포함한다. 그러나 필요하다면 그 활성화합물질을 해충이 먹는 열매나 사료에 직접 발라질 수 있다. 이러한 방법으로 쓰인다면 휘발성이 있는 물질을 사용하는 것이 유리할 것이다. 지금 밝힌 살충제의 작용과 관련하여 그것들이 그와 같이 활성이 있지 않아도 된다는 것은 완전히 이해되어야 한다. 만일 화합물이 빛과 같은 외부영향이나, 화합물이 해중의 몸에 섭취될 때 일어나는 어떤 생리작용에 의하여 활발해진다면 본원 발명의 목적은 완전히 달성되는 것이다.

본원 발명의 살충제 합성물이 어떤 특별한 경우에 있어 사용되어지는 정밀안 방법은 기술면에서 능숙한 사람에게는 너무나 분명한 것이다.

일반적으로 활성살충제 화합물은 예를 들면 에멀젼, 현탁액 또는 에어로졸 스프레이 같은 액체혼합물 형태로 합해진다.

이 조성물에서의 실제 살충제 농도가 더 넓은 범위에서 변할 수 있으며, 대개 살충제 화합물은 합성물 무게의 약 15.0%보다는 많지 않은 정도에서 이루어질 것이다

그러나 특히 본원 발명의 살충제 조성물은 약 0.1∼1.0중량%의 활성 살충제 화합물을 함유하는 용액이나 현탁액 형태로 형성된다.

Claims (1)

1. 다음 일반식(II)의 3,4,5-트리치환된 페놀을 40℃∼110℃의 온도에서 수산화나트륨의 존재하에 일반식(III)의 할로치환된 지방산과 반응시켜 일반식(IV)의 2-(3,4,5-트리치환된 페녹시)알칸산을 생성시키고 이 산을 디메틸포름아미드 촉매 존재하에 40℃∼70℃의 온도에서 포스겐과 반응시켜 일반식(V)의 2-(3,4,5-트리치환된 페녹시)알칸산염화물을 생성시키고 이 산염화물을 -15℃∼35℃의 온도에서 수산화나트륨 또는 유리염기의 존재하에 일반식(VI)의 아민과 반응시켜 일반식(I)시 N-시아노알킬-2-(3,4,5-트리치환된 페녹시)부티르아미드를 제조하는 방법.

   

   

   

   

   

   

   위의 식에서 X는 염소, 브롬, 티오시아노, 또는 메틸이며, X'는 염소, 또는 브롬이며, R는 메틸, 에틸, 또는 메톡시메틸이다.