KR900003273B1

KR900003273B1 - 1,2,4-옥사디아졸 유도체

Info

Publication number: KR900003273B1
Application number: KR1019880001998A
Authority: KR
Inventors: 조광연; 김범태; 김영섭; 민용기; 전근숙; 구석진; 김건석; 홍경식; 황인택
Original assignee: 재단법인 한국화학연구소; 채영복
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1990-05-12
Also published as: KR890012987A

Abstract

내용 없음.

Description

1,2,4-옥사디아졸 유도체

본 발명은 제초제로 유용한 하기 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸 유도체에 관한 것이다.

상기식에서, R¹은 저급알킬이거나 수소 또는 할로겐이 1개 또는 2개이상 치환된 페닐, 페닐메틸, 피리딘-2-일, 피러딘-2-일옥시메틸을 나타내며, R²는 수소 또는 할로겐, 알킬, 할로알킬, 아미노, 니트로, 알콕시 등이 1개 또는 2개이상 치환된 페녹시알킬, 티오페녹시알킬, 페닐, 페녹시페닐을 나타내거나, 1-6개의 탄소원자를 갖는 알킬, 할로알킬, 시클로헥세닐 또는 히드록시, 메탄 술포닐을 나타낸다.

1,2,4-옥사디아졸계 화합물은 l960년 이후 다양한 합성법의 개발과 아울러 생리활성에 관한 연구에 의해 수많은 화합물이 마취제, 진통제, 소염제 등과 같은 의약품으로 사용되어 오고 있다. 그외에도 섬유의 표면처리제, 염료의 중간체, 고분자 첨가제 등으로도 이용되고 있다.

근래에 티아졸, 티아디아졸, 이소옥사졸, 피라졸 등의 헤테로환을 포함하는 유기화합물들이 농약으로 이용되면서 1,2,4-옥사디아졸계의 화합물이 살균제, 살선충제, 제초제 등으로 개발되고 있다. 특히, 제초제로서 효과가 있다고 알려진 화합물들은 공지의 제초제의 구조인 아미드, 디페닐에테르, 술포닐우레아와 같은 화합물의 측쇄에 1,2,4-옥사디아졸 구조가 치환된 화합물들이 미합중국 특허 제 3,822,280호, 독일 연방 공화국 공개 특허 제 2,801,509호, 동제 2,842,248호, 동제 3,122,340호 미합중국 특허 제 4,166,732호, 유럽 특허 제 61,882호, 동제 92,706호, 동제 111,442호, 일본 특허공개 소 61-63,668호 등의 명세서에 개시되어 있다. 이와같이 1,2,4-옥사디아졸계 화합물들은 제초제로서 크게 기대 되고 있으며, 또한 현재도 당분야에서 계속 연구 개발중에 있다.

이상적인 제초제이기 위하여는 잡초의 전생장 기간을 통하여 1회의 소량 사용으로서 선택적 잡초 방제 효과를 나타내어야 할 뿐 아니라, 제초제를 적용할 작물에 대하여 근본적으로 약해가 없는 비독성이어야 하고, 토양을 오염시키지 않도록 제초제 자체가 분해되거나 소산되어야 한다. 종래의 제초제들은 상기한 바와같은 이상적인 제초제로 인성하기에는 다소 문제가 있었다.

본 발명자는 전술한 결점을 해결하고자 광범위하게 연구 검토한 결과 1,2,4-옥사디아졸계의 신규 화합물들이 잡초에 대하여 강력한 제초활성을 나타내며, 작물과 잡초 사이의 고도의 선택성을 갖는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. 즉, 상기 일반식(I) 화합물들은 논토양에 생장하는 일년생 잡초에 대하여 250g/ha이하의 농도에서 제초효과가 양호 내지 우수할 뿐만 아니라 방제가 어려운 다년생 잡초에 대해서도 500g/ha의 농도로서 우수함 제초 효과를 나타낸다. 반면에 벼에 대해서는 대단히 안전하다. 또한 밭토양에 생장하는 광엽잡초에 대해서도 방제효과가 우수하며 화본과의 옥수수, 밀 등에 안전하여 고도의 선택성을갖고 있다.

본 발명의 제1목적은 상기 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸유도체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은 상기 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸유도체의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 상기 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸유도체로 부터 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 제초제로서의 용도를 제공하는 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일반식(I) 화합물은 다음의 방법들에 따라 제조될 수 있다. 즉

[제 1 방법]

[1공정]

일반식(II)의 할로겐화물 R¹X(여기서, R¹은 전술한 바와 같음)을 일반식(III)의 금속시안화물 MCN(여기서, M은 나트륨, 칼륨, 구리(I)를 나타냄)과 반응시켜 일반식(IV)의 R¹CN를 얻는다. 이때 사용되는 용매로는 물, 알코올, 아세톤, 아세토니트릴, N,N-디에틸포름아미드, 벤젠, 에테르, 톨루엔 등과 같은 반응에 악영향을 주지 않는 용매를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

촉매로는 요드화칼륨 또는 상전이촉매(相轉移觸媒)로서 알리콰트 336(헨켈사 제품), 18-크라운-6-에테르, 벤질트리에틸암모늄클로라이드와 같은 4급 암모늄염 등을 사용할 수 있다.

반응온도는 상전이촉매를 사용할시에는 실온 내지 60℃까지의 온도가 적당하며, 촉매를 사용치 않는 경우에는 용매의 비등점 온도가 바람직하다.

[2공정]

상기 1공정에서 얻은 일반식 (IV) 니트릴과 일반식(V)의 히드록실아민의 염산염이나 황산염 또는 이를 알칼리로 중화시켜 얻은 유리 히드록실아민을 당량비, 바람직하기로는 니트릴에 대해 1 : 2 당량비로 반응시켜 일반식(VI)의 아미드옥심을 얻는다. 이때 사용되는 용매로는 알코올, 물 등이 바람직하며, 이들을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용하여도 좋다. 반응온도는 실온 내지 100℃가 바람직하다.

[3공정]

일반식(VII)의 화합물을 일반식(VIII)의 티오닐클로라이드와 반응시켜 일반식(IX)의 아실클로라이드를 제조한다. 이때 사용되는 용매로서는 건조된 벤젠, 톨루엔, 할로겐화탄화수소, 에틸아세테이트, 에테르 등을 들 수 있다.

[4공정]

상기 2공정에서 제조한 일반식(VI)의 아미드옥심과 3공정에서 제조한 일반식(IX)의 아실클로라이드를 유기염기 또는 무기염기 존재하에서 건조된 아세톤, 아세토니트릴, 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 할로겐화탄화수소, 디옥산, 에테르 등에서 선택된 용매중 반응시켜 일반식(X)의 O-아실아미드옥심을 제조한다. 상기에서 유기염기로는 트리에틸아민, 피리딘 등을 들 수 있으며, 무기염기로는 탄산나트륨, 탄산칼륨 등을 들 수 있다.

반응온도는 유기염기 사용시 상온 내지 60℃가 바람직하며, 무기염기 사용시에는 용매의 비등점의 온도가 바람직하다.

[5공정]

상기 4공정에서 얻은 일반식(X)의 O-아실아미드옥심을 촉매 존재하 유기용매중에서 폐환 반응시켜 목적하는 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸유도체를 제조한다. 이때 사용되는 촉매로는 나트륨메톡사이드, 디에틸아민, 트리에틸아민, 트리플루오로붕소.에테르(BF₃.Et₂O)등을사용할 수 있으며, 용매로서는 아세톤, 알코올, 디옥산, 톨루엔 등이 바람직하다. 반응온도는 사용되는 용매의 비등점이 적당하며, 반응시간은 4 내지 12시간이 바람직하다.

상기 1 내지 5공정을 반응식으로 표시하면 다음과 같다.

상기식에서, R¹및 R²는 전술한 바와 같으며, M은 나트륨, 칼륨 또는 구리를 나타낸다.

[제 2 방법]

[1공정]

일반식(VII)의 화합물을 무기산 존재하 일반식(XI)의 알코올과 가열 환류시켜 일반식(XII)의 에스테르를 얻는다. 이때 무기산으로는 황산이 바람직하며, 반응시간은 5-7시간이 적당하다.

[2공정]

일반식(VI)의 아미드옥심과 상기 1공정에서 얻은 일반식(XII)의 에스테르를 제 1방법의 2공정의 조건과 동일하게 반응시켜 목적생성물인 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸유도체를 제조하였다. 이때, 용매로는 알코올이 바람직하며 촉매로는 나트륨메톡사이드 또는 에톡사이드가 바람직하다. 반응온도는 사용된 알코올의 비등점의 온도가 가장 바람직하며, 반응시간은 1 내지 6시간이 적당하다.

이 방법은 반응식으로 나타내면 하기와 같다.

상기식에서, R¹및 R²는 전술한 바와 같으며, R³은 저급알킬기이다.

[제 3 방법]

[1공정]

일반식(XIII)의 알데히드를 용매 및 염기존재하 일반식(V)의 히드록실아민과 반응시켜 일반식(XIV)의 옥심을 제조한다. 이때 사용되는 용매로는 알코올, 벤젠, 톨루엔 등을 들 수 있으며, 염기로는 나트륨아세테이트, 피페리딘 등을 들 수 있다. 반응온도는 용매의 비등점이 바람직하며, 반응시간은 부산물인 물이 완전히 제거되는 시간 즉 3-6시간이 적당하다.

[2공정]

일반식(XIV)의 옥심을 용매 존재하 일반식(XV)의 염소와 반응시켜 일반식(XVI)의 클로로옥심유도체를 제조한다. 이때 용매로는 할로겐화탄화수소가 바람직하다. 반응온도는 실온 이하이며, 바람직하기로는 0°내지 10℃이다.

[3공정]

상기 2공정에서 얻은 일반식(XVI)의 클로로옥심유도체를 정제하지 않은 상태로 일반식(XVII)의 트리에틸아민과 같은 염기와 반응시켜 일반식(XVIII)의 니트릴-N-옥사이드를 제조한다.

[4공정]

3공정에서 얻은 일반식(XVIII)의 니트릴-N-옥사이드를 일반식(XIX)의 니트릴과 용매중에서 반응시켜 목적생성물인 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸유도체를 제조한다. 이때 사용되는 용매로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등이 바람직하며, 반응온도는 용매의 비등점이 적당하다.

이 방법을 반응식으로 나타내면 다음과 같다.

상기식에서, R¹및 R²는 전술한 바와 같다.

상기 제 1-3 방법에 있어서,각공정별로 얻어지는 니트릴, 아미드옥심, O-아실아미드옥심 및 최종 생성물인 1,2,4-옥사디아졸 유도체는 각화합물의 물성에 따라 증류, 결정화, 크로마트그라피와 같은 당분야에서 통상적으로 수행되어지는 방법에 따라 분리, 정제 하였으며 화합물의 동정은 IR, NMR, 질량분석기등을 사용하여 수행하였다.

다음 실시예로서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

(1) n-부티로아미드 옥심의 합성

히드록실 아민염산염 6.95g (0.1몰)과 탄산나트륨 5.3g(0.05몰)을 물 50m1에 용해시키고 n-부티로니트릴 6.95g (0.1몰)을 에틸 알코올 50ml에 용해시켜 가한후 교반하에 가열하여 6시간 환류 시킨다. 반응 종료후, 반응액을 감압농축한 후 잔류물을 에틸아세테이트로 추출하여 얻은 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거하여 담청색의 점성이 큰 액체인 n-부티로아미드옥심 6.12g을 얻었다.(수율60%)

(2) 에틸-4-클로로페녹시아세테이트의 합성

에틸알코올 200m1에 4-클로로페녹시아세트산 93.3g (0.5몰)과 무수황산 10m1를 가하고 교반하에 가열하여 6시간 환류시킨다. 반응액은 상압증류하여 에틸알코올을 제거시킨 후 에테르로 추출하여 얻은 유기층을 포화탄산수소나트륨 용액으로 세척하고, 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 에테르를 증발제거시켜 얻은 유상의 생성물을 감압증류하여 5mmHg에서 140-144℃ 유분 94.3g을 얻었다.(수율 : 92%)

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 7.3-6.7(m.4H), 4.5(s.2H), 4.3-3.9(q.2H), 1.4-1.1(t.3H)

(3) 3-에틸-5-(4'-클로로페녹시) 메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성

건조된 반응용기내에 질소하에서 무수에틸알코올 10m1와 나트륨 0.23g (0.01몰)을 가하여 나트륨메톡사이드용액을 제조한 후 (1)에서 제조한 n-부티로아미드옥심 6.95g(0.01몰)과 (2)에서 제조한 에틸-4-클로로페녹시아세테이트 4.lg (0.02몰)을 무수에틸알코올 10m1에 용해시켜 가한 후 교반하에 가열하여 6시간 환류시켰다. 감압하에 용매를 제거시킨 후 반응물에 물 50m1를 가하고, 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기층을 무수황산나트륨으로 건조시킨 후 감압건조시켜 유상의 생성물 2.3g을 얻었다. 이를 컬럼크로마토그라피[용리제, 벤젠 : n-헥산=4 : 1]하여 융점 37℃의 무색 고체인 생성물 l.77g을 얻었다.(수율 : 70%)

원소분석 : C₁₂H₁₃N₂O₂Cl

이론치 : C ; 57.04, H ; 5.18, N ; 11.08

실측치 : C ; 57.13, H ; 5.20, N ; 10.99

NMR(CDCl₃TMS)δ : 7.2-6.75(m.4H), 5.2(s.2H), 2.8-2.6(t.2H), 2.0-1.5(m.2H),1.1-0.9(t.3H)

[실시예 2-6]

실시예 1의 (1)에서 제조한 n-부티로아미드옥심과 (2)와 같은 방법으로 제조한 각각의 에틸아릴옥시아세테이트를 사용하여 실시예 1의 (3)과 같은 방법으로 제조하여 컬럼크로마트그라피로 정제하였다. 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 7]

(1) 페닐포름아미드옥심의 합성

벤조니트릴을 사용하여 실시예 1의 (1)과 같은 방법으로 제조하였다.

(2) 에 틸-4'-클로로페녹시-2-프로피오네이트의 합성

실시예 1의 (2)와 같은 조건과 방법으로 4'-클로로페녹시-2-프로피온산과 무수황산을 촉매로하여 에틸알코올중에서 반응하여 제조하였다.

(3) 3-페닐-5-[1'-(4"-클로로페녹시)]에틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성

실시예 1의 (3)과 같은 방법으로 벤즈아미드옥심과 에틸-4'-클로로페녹시-2-프로피오네이트를 사용하여 제조하였다. 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 8-21 ]

각각의 아미드옥심(치환된 페닐포름아미드옥심, 치환된 페닐아세트아미드옥심, n-부티로아미드옥심, i-부티로아미드옥심)과 치환된 페녹시 프로피온산 에틸에스테르를 사용하여 실시예 1과 같이 제조하였다. 화합물들의 물성 및 원소분석치는 포 1과 같다.

[실시예 22]

3-(l'-메틸)에틸-5-[1"-(2"',4"'-디클로로-5"'-아미노페녹시)]에틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성

실시예 2에서 제조한 3-(1'-메틸)에틸-5-[1"-(2"',4"'-디클로로-5"'-니트로페녹시)]에틸-1,2,4-옥사디아졸 8.65g(0.025몰)과 염화 주석(Ⅱ) 수화물 22.5g(0.1몰)과 진한염산 22m1를 혼합하여 가열교반하였다. 반응액중의 고체물질이 모두 용해된 후 2시간 동안 가열 교반한뒤 반응용액을 물 100m1에 혼합한 후 40% 가성소오다 수용액으로 중화시켰다. 반응액을 에틸아세테이트로 추출하여 물과 탄산수소나트륨수용액으로 세척한 후 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 용매를 감압유거하여 얻은 황색고체의 생성물을 에틸알코올에서 재결정하여 융점 112-114℃의 황색 결정인 3-(1'-메틸)에틸-5-[1"-(2'",4"'-디클로로-5'''-아미노페녹시)]에틸-1,2,4-옥사디아졸 5.49g을 얻었다. 수을(69.4%)

원소분석 C₁₃H₁₅N₃O₂Cl₂

이론치 : C ; 49.38, H ; 4.78, N ; 13.29

실측치 : C : 49.42, H ; 4.75, N ; 13.25

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 7.07(s, 1H), 6.25(s, 1H), 5.4-5.08(q, 1H), 4.12(b, 2H), 3.1-2.75(m, 1H), 1.8-1.7(d, 3H), 1.3-1.2(d, 6H)

[실시예 23]

3-(1'-메틸)에틸-5-[1"-(2"',4"'-디클로로-5"'-프탈이미도페녹시)]에틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

실시예 22에서 제조한 3-(1'-메틸) 에틸-5-[l"-(2"', 4"'-디클로로-5"-아미노페녹시)]에틸-1, 2, 4-옥사디아졸 0.474g(0.0015물)과 무수프탈산 0.222g(0.0015몰), 트리에틸아민 0.1g을 톨루엔 20ml에 가하고, 가열하여 환류시킨다. 3시간 반응시켜 생성되는 물을 제거시킨 후 반응액을 농축하였다. 생성된 결정은 에틸아세테이트에 용해시켜 물로 세척한 후, 얻은 유기층으로부터 융점 132-133℃의 백색고체인 생성물 0.53g 얻었다.(수율 : 79%)

원소분석 C₂₁H₁₇N₃O₄Cl₂

이론치 : C ; 56.52, H ; 3.84, N ; 9.42

실측치 : C ; 56.58, H ; 3.78, N ; 9.51

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 7.6-6.9(m, 6H), 5.4-5.2(q, 1H), 3.12-2.73(m, 1H), 1.8-1.7(d, 3H), 1.24-1.14(d, 6H)

[실시예 24-26]

실시예 1의 (1)에서 제조한 부티로아미드옥심과 실시예 l의 (2)와 같은 방법으로 제조한 에틸-1-(2',4'-디클로로페녹시)부타노에이트와 에틸-3-(2',4'-디클로로페녹시)부타노에이트를 사용하여 실시예 1의 (3)와 같은 방법으로 제조하였다. 화합물은 모두 컬럼 크로마토그라피로 정제하였으며, 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 27-30]

각각의 니트릴로부터 합성한 아미드옥심과 치환된 벤조산과 에틸알코올을 실시예 1의 (2)와 같이 반응하여 얻은 에틸에스테르를 사용하여 실시예 1의 (3)과 같은 조건과 방법으로 합성하였다. 각 화합물은 컬럼크로마토그라피로 정제하였으며, 물성 및 원소분석치는 표 l과 같다.

[실시예 31]

(1) 3-(4'-니트로페녹시)벤조산의 제조

4-니트로-1-클로로벤젠 15.76g(0.1몰)과 3-히드록시벤조산 13.81g(0.1몰),수산화나트륨 8g(0.2몰)을디메틸술폭사이드 100ml에 혼합하여 교반하에 가열하여 140℃에서 12시간 반응시켰다. 반응액을 물 500m1에 혼합한 후, 진한 염산으로 pH 1-2로 산성화 시킨 후, 에틸아세테이트 250m1로 추출한 유기층으로부터 얻은 고상의 생성물을 벤젠에서 재결정하여 3-(4'-니트로페녹시)벤조산을 제조하였다.(수율 : 80%)

(2) 3-프로필-5-[3'-(4"-니트로페녹시)]페닐-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

(1)에서 제조한 3-(4'-니트로페녹시)벤조산과 에틸알코올을 실시예 1의 (2)와 같이 반응시켜 얻은 3-(4'-니트로페녹시)벤조산 에틸에스테르와 실시예 1의 (1)에서 제조한 부티로 니트릴을 실시예 1의 (3)과 같은 조건과 방법으로 반응시켜 제조하였다. 정제된 화합물의 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 32]

(1) 3-(2'-니트로-4'-트리플루오로메틸페녹시) 벤조산의 합성

3-니트로-4-클로로 벤조트리플로라이드와 3-히드록시 벤조산을 사용하여 실시예 31의 (1)과 같은 조건과 방법으로 제조하였다.(수율 : 80%)

(2) 5-니트로-3-(2'-니트로-4'-트리플루오로메틸페녹시) 벤조산의 합성

(1)에서 제조한 3-(2'-니트로-4'-트리플루오로메틸페녹시)벤조산 16.36g(0.05몰)을 황산 50ml에 가하여 용해시키고 교반하에서 반응액의 온도를 0℃ 이하로 유지시키며 발연질산(70% 수용액) 2.25m1를 30분에 걸쳐 서서히 적가한다. 질산이 모두 적가된 후 반응액을 물 500m1에 혼합하고, 에틸아세테이트로 추출하여 얻은 유기층으로부터 황색고체의 생성물 18.6g을 얻었다. 벤젠으로부터 재결정하여 백색결정의 5-니트로-3-(2'-니트로-4'-트리플루오로메틸페녹시)벤조산 18.2g을 얻었다.(수율 : 97.5%)

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 12-11(b,1H), 8.3-7.0(m,7H)

(3) 3-(1'-메틸)에틸-5-[3"-(4"'-트리플루오로메틸-2"'-니트로페녹시)]페닐-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

(2)에서 제조한 5-니트로-3-(2'-니트로-4'-트리플루오로메틸페녹시)벤조산과 에틸알코올을 사용하여 실시예 1의 (2)와 같이 반응시켜 얻은 5-니트로-3-(2'-니트로-4'-트리플루오로에틸페녹시)벤조산에틸에스테르와 실시예 1의 (1)과 같은 조건과 방법으로 이소프로필시아나이드를 사용하여 제조한 2-메틸프로피온아미드옥심을 실시예 1의 (3)과 같은 조건과 방법으로 반응시켜 융점 52℃의 무색결정인 생성물을 제조하였다.

원소분석 : C₁₈H₁₃N₄O₆F₃

이론치 : C ; 49.32, H ; 2.99, N ; 12.78

실측치 : C ; 49.27, H ; 3.04, N ; 12.84

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 8.22-7.4(m,6H), 2.7-2.3(m,1H), 1.2-1.1(d,6H)

[실시예 33-35]

치환된 페닐아세토니트릴과 부티로니트릴로부터 실시예 l의 (1)과 같이 합성한 치환된 페닐아세트아미드옥심, 부티로아미드옥심과 2-클로로페닐아세트산 또는 인돌-3-아세트산을 에틸알코올과 반응시켜 얻은 에틸에스테르를 사용하여 실시예 l의 (3)과 같은 방법으로 제조하였다. 각 화합물은 컬럼크로마토그라피로 정제하였으며 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 36]

(1) 4-클로로-2-메틸페녹시아세토니트릴의 합성

4-클로로-2-메틸페놀 14.26g(0.1몰)과 클로로아세토니트릴 7.55g(0.1몰), 탄산칼륨 13.82g(0.1물), 요드화칼륨 0.25g(0.0015몰)을 아세톤 100m1에 혼합하여 24시간 가열 환류하였다. 반응액을 완전히 농축시킨 후 물 100ml를 가하고 에테르 100ml로 2회 추출하여 얻은 유기층을 농축하여 얻은 생성물을 감압 증류하여 2mmHg에서 116℃ 유분인 4-클로로-2-메틸페녹시아세토니트릴 15.12g을 얻었다.(수율 83.3%)

NMR(CDCl₃,TMS)δ : 7.2-6.8(m,3H), 4.55(s,2H), 2.2(s,3H)

(2)3-(4'-클로로-2'-메틸페녹시)메틸-5-프로필-1,2,4-옥사디아졸의 합성

(1)에서 제조한 4-클로로-2-메틸페녹시아세토니트릴을 실시예1의 (1)과 같이 반응하여 합성한 4-클로로-2-메틸페녹시아세트아미드옥심과 무수부티르산을 에틸알코올중에서 실시예 1의 (3)과 같은 방법으로 제조하였다.

원소분석 : C₁₃H₁₅N₂O₂Cl

이론치 : C ; 58.54, H ; 5.67, N ; 10.50

실측치 : C ; 58.50, H ; 5.64, N ; 10.59

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 7.2-6.8(m,3H), 5.0(s,2H), 2.9-2.2(s,2H), 2.2(s,3H), 2.0-1.6(m,2H),1.2-0.9 (t,3H)

[실시예 37-43]

실시예 36의 (1)과 같은 방법으로 제조한 치환된 페녹시아세토니트릴을 사용하여 실시예 1의 (1)과 같은 방법으로 치환된 페녹시아세트아미드옥심을 제조하였다. 치환된 페녹시아세트아미드옥심과 무수부티르산, 무수트리메틸아세트산, 무수트리플루오로아세트산, 무수트리클로로아세트산을 에틸알코올중에서 나트륨메톡사이드를 사용하여 실시예 1의 (3)과 같은 방법으로 제조하였다. 각 화합물을 컬럼 크로마토그라피로 정제하였으며 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예44]

(1) O-에톡시카르보닐-(2,4-디클로로페녹시) 아세트아미드옥심의 합성

2,4-디클로로페놀과 클로로아세트니트릴 탄산 칼륨을 사용하여 실시예 36의 (1)과 같이 반응하여 제조한 2,4-디클로로페녹시아세토니트릴[비점 2mmHg l16-119℃(수율 83.3%), NMR(CDCl₃,TMS)δ : 7.3-6.7(m,3H),4.6(s,2H)]을 사용하여 실시예 1의 (1)과 같은 방법으로 제조한 2,4-디클로로페녹시아세트아미드 옥심 11.75g(0.05몰)과 에틸클로로포름에이트 5.43g(0.05몰), 트리에틸아민 5.06g(0.05몰)을 메틸렌클로라이드 100m1와 혼합하여 교반하에 1시간 반응시킨다. 반응액을 물로 세척후 얻은 유기층으로 부터 15.lg의 고상의 생성물을 얻었다. 생성물을 컬럼크로마토그라피[용리제 ; 에틸아세테이트 : 벤젠=2 : 1]로 정제하여 융점 122℃의 무색 결정 14.6g을 얻었다.(수율 : 95%)

원소분석치 : C₁₁H₁₂N₂O₄Cl₂

이론치 : C ; 43.02, H ; 3.94, N ; 9.12

실측치 : C ; 43.07, H ; 3.89, N ; 9.07

NMR(CDCl₃, TMS)δ : 7.25-7.0(m,3H), 6.3(b,2H), 4.5(s,2H), 4.4-4.0(q,2H), 1.5-1.15(t,3H)(2) 3-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-5-히드록시-1,2,4-옥사디아졸의 합성

에틸알코올 50ml에 탄산칼륨 5.53g(0.04몰)과 (1)에서 제조한 O-에톡시카르보닐-(2,4-디클로로페녹시)아세트아미드옥심 12.29g(0.04몰)을 가하고 교반하에 가열하여 4시간 환류시켰다. 반응액을 농축하여 생성된 고체를 에틸아세테이트에 용해시켜 물로 세척한후 유기층으로 부터 3-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-5-히드록시-1,2,4-옥사디아졸을 제조하였다. 컬럼크로마토그라피 [용리제, 클로로포름 : 메틸알코올=15 : 1]로 정제하여 융점 134℃의 무색결정인 생성물 6.32g을 얻었다.(수율 60.5%)

원소분석치 : C₉H₆N₂O₃Cl₂

이론치 : C ; 41.41, H ; 2.32, N ; 10.73

실측치 : C ; 41.46, H ; 2.35, N ; 10.68

NMR(CDCl₃,TMS)δ : 7.3-6.8(m,3H), 4.95(s,2H), 12.6(b,1H)

[실시예 45]

3-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-5-(O-메탄술포닐)-l,2,4-옥사디아졸의 합성

실시예 44에서 제조한 3-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-5-히드록시-1,2,4-옥사디아졸 1.305g(0.005몰) 과 메탄술포닐클로라이드 0.63g(0.0055몰), 탄산칼륨 0.76g(0.0055몰)을 아세토니트릴 10ml에 혼합하여 가열 교반하에 4시간 반응시켰다. 생성물을 컬럼크로마토그라피[용리제, 에틸아세테이트 : n-헥산=1 : 1]로 정제하여 융점 87-88℃의 무색결정인 생성물 0.32g을 얻었다.(수율 : 20.8%)

원소분석 : Cl₁₀H₈N₂O₅SCl₂

이론치 : C ; 35.42, H ; 2.38, N ; 8.26

실측치 ; C : 35.37, H ; 2.41, N ; 8.19

NMR(CDCl₃,TMS)δ : 7.3-6.8(m,3H), 5.1(s,2H), 3.5(s,3H)

[실시예 46-48]

6-클로로-2-피리딘올과 클로로아세토니트릴을 사용하여 실시예 36의 (1)과 같은 조건과 방법으로-제조한 6-클로로피리딘-2-옥시아세토니토릴[비점 2mmHg l10℃, 수율 : 65.5%]을 사용하여 실시예 1의 (1)과 같이 반응하여 5-클로로피리딘-2-옥시아세트아미드옥심을 제조하였다. 이것을 무수부티르산, 무수트리플루오로아세트산, 무수트리클로로아세트산과 에틸알코올 중에서 나트륨에톡사이드하에 반응시켜 실시예1의 (3)과 같은 방법으로 제조하였다. 각 화합물들을 컬럼크로마토그라피로 정제하였으며, 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 49-66]

벤조니트릴, 2-클로로벤조니트릴, 2-시아노피리딘, 페닐아세트니트릴, 2,4-디클로로페닐아세트니트릴로 부터 실시예 1과 같은 조건과 방법으로 각각의 아미드옥심을 제조하였다. 이것을 무수아세트산, 무수프로피온산, 무수트리메틸아세트산, 무수트리플루오로아세트산, 무수트리클로로아세트산과 실시예 2의 (3)과같이 반응하여 제조하였다. 화합물들은 모두 컬럼크로마토그라피로 정제하였으며 물성 및 원소분석치는 포1과 같다.

[실시예 67]

3-(브로모페닐)메틸-5-트리클로로메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성

실시예 49-66에 나타낸 것과 같이 반응하여 합성한 3-페닐메틸-5-트리클로로메틸-1,2,4-옥사디아졸 6.94g(0.025몰)과 N-브로모숙신이미드 4.45g(0.025몰), 아조비스이소부티로니트릴 0.41g(0.0025몰)을 사염화탄소 50m1에 혼합하여 가열 교반하였다.6시간 환류시킨뒤 생성된 숙신이미드를 여과하여 제거시키고,용액을 감압 농축하여 얻은 황색 유상의 생성물을 컬럼크로마토그라피[용리제, 벤젠 : n-헥산=3 : 7]로 정제하여 3-(브로모페닐)메틸-5-트리클로로메틸-1,2,4-옥사디아졸 5.5g을 얻었다.(수율 61.7%)

원소분석치 : C₁₀H₆N₂OBrCl₃

이론치 : C ; 33.70, H ; 1.70, N ; 7.86

실측치 : C ; 33.74, H ; l.75, N ; 7.81

NMR(CDCl₃,TMS)δ ; 7.6-7.1(m,5H), 5.9(s,1H)

[실시예 68]

3-(N, N-디에틸카바모일티오페닐)메틸-5-트리클로로메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성

톨루엔 10m1에 디에틸아민 0.293g(0.004몰)을 가하고 5℃ 이하로 냉각하에서 카르보닐설파이드 0.12g(90cc,0.004물)을 주입하고 30분간 교반하였다. 실시예 67에서 제조한 3-(브로모페닐)메틸-5-트리클로로메틸-1, 2, 4-옥사디아졸 0.713g(0.002몰)을 가하고 상온에서 3시간 반응시켰다. 반응액을 물 50m1로 세척하고 얻은 유기층으로부터 얻은 황색 유상의 생성물을 컬럼크로마토그라피[용리제, 벤젠 : n-헥산=7 : 3]로 정제하여 0.7g을 얻었다.(수율 85.6%)

원소분석 : C₁₅H₁₆N₃O₂SCl₃

이론치 : C ; 44.08, H ; 3.95, N ; 10.28

실측치 : C ; 44.1 , H ; 4.02, N ; 10.22

NMR(CDC1₃,TMS)δ : 7.3-7.1(m,5H), 5.9(s,1H), 3.5-3.1(q,4H), 1.3-1.0(t,6H)

[실시예 69]

3-(1'-메틸)에틸-5-(3"-시클로헥센일)-1,2,4-옥사디아졸의합성

이소부티로니트릴로 부터 실시예 1의 (l)과 같이 하여 제조한 이소부티로아미드옥심과 에틸-3-시클로헥센-1-카르복실레이트를 사용하여 실시예 1의 (3)과 같은 방법으로 제조하였다. 화합물의 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[표 1a]

[표 1b]

[표 1c]

[표 1d]

[표 1e]

[표 1f]

[표 1g]

본 발명의 화합물에 대한 제초활성 시험은 아래에 기술한 방법에 의하여 실시하였다.

[제초활성 시험]

1. 밭 및 건답조건에서의 제초활성 시험

적당량의 비료가 혼합된 사질양토를 살균한 다음 시험용 폿트(발조건 : 348cm², 건답조건 : 115cm²)에 담는다. 그후 토마토, 밀, 콩, 옥수수, 오챠드그라스, 비름, 강아지풀(또는 바랭이), 참소리쟁이, 여뀌, 자귀풀, 메꽃등의 종자 또는 지하경을 밭조건의 두 폿트에 벼, 피, 알방동산이, 사마귀풀등의 종자를 건답조건의 한 폿트에 각각 파종한 다음 곱게 친 흙으로 복토한 후 온실에 둔다. 4kg/ha 수준의 시험화합물(밭조건 : 14mg/pot, 건답조건 : 4mg/pot)을 용매(아세톤, 에탄올 등)에 녹인 다음 비이온성계면활성제(Tween-20)가 첨가된 물에 각각 1 : 1이 되도록 희석하여 밭조건의 경우 폿트당 l4ml, 건답조건의 경우 폿트당 4m1 살포한다. 이때 발아전 토양처리(pre)는 파종후 1일째, 발아후 경엽처리(post)는 파종후 8-12일째에 조제된 약제를 처리한다. 약제를 처리한 후 온실내에서 2-3주간 키운다음 이물의 제조효과를 형태 및 생리학적 관찰 근거에 의해 달관 조사한다. 즉 무방제의 경우를 0, 완전방제의 경우를 100으로 하여 각각의 제초활성 성도를 평가하는데 70이상의 등급을 가지면 실제적으로 그 식물에 대하여 제초효과가 있는것으로 인정한다. 밭 및 건답조건에서 상기 화합물들의 제초활성 시험결과는 표 2와 같다.

2. 담수조건에서의 논 제초활성 시험

60cm²(PRS, 1차) 또는 140cm²(2차) 원형 폿트의 바닥에 비료를 소량 넣고 곤죽상태의 멸균된 논흙은 5cm 깊이로 담는다. 논피, 알방동산이, 사마귀풀, 물달개비, 마디꽃, 여뀌바늘, 올챙이고랭이, 발뚝외풀 등의 종자와 다년생 영양체를 토양 표층에 혼입하고 미리 육묘해둔 벼의 유묘(2-3엽기)를 폿트당 1본씨 2cm깊이로 심는다. 이식한후 2cm 깊이로 담수하여 1일간 둔 다음 밭조건에서와 같이 조제된 약제를 골고루 점적처리 한다(4kg/ha 수준의 경우 폿트당 4ml). 약제 처리후 2주째에 밭조건과 동일한 조사기준에 의하여 제초활성을 조사한다. 담수조건에서 상기 화합물들의 제초활성 시험결과는 표 3과 같다.

이상과 같은 제초활성 시험에 사용된 식물체의 약어는 표 4에 나타냈으며, 제초효력 검정기준은 표 5와같다.

[표 2] 밭 및 건답 조건

처리량 ; 0.5KG/HA

[표 3a] 담수조건

[표 3b]

[표 4] 식물체의 약어

[표 5] 제초 효력 검정기준표

Claims

하기 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸 유도체.

상기식중, R¹은 저급알킬이거나, 수소 또는 할로겐이 1개 또는 2개 이상 치환된 페닐, 페닐메틸, 피리딘-2-일, 피리딘-2-일옥시메틸을 나타내며, R²는 수소 또는 할로겐, 알킬, 할로알킬, 아미노, 니트로,알콕시 등이 1개 또는 2개 이상 치환된 페녹시알킬, 티오페녹시알킬, 페닐, 페녹시페닐을 나타내거나, 1-6개의 탄소원자를 갖는 알킬 할로알킬, 시클로헥세닐 또는 히드록시, 메탄술포닐을 나타낸다.
하기 일반식(I)의 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 제초제로 사용하는 방법

상기식에서, R¹은 저급알킬이거나 수소 또는 할로겐이 1개 또는 2개이상 치환된 페닐, 페닐메틸, 피리딘-2-일, 피리딘-2-일옥시메틸을 나타내며, R²는 수소 또는 할로겐, 알킬, 할로알킬, 아미노, 니트로,알콕시 등이 1개 또는 2개 이상 치환된 페녹시알킬, 티오페녹시알킬, 페닐, 페녹시페닐을 나타내거나, 1-6개의 탄소원자를 갖는 알킬, 할로알킬, 시클로헥세닐 또는 히드록시, 메탄술포닐을 나타낸다.