KR920003895B1

KR920003895B1 - 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체

Info

Publication number: KR920003895B1
Application number: KR1019900003392A
Authority: KR
Inventors: 조광연; 정인화; 김영섭; 민용기; 전근숙; 박노균; 김길하; 송철; 이시혁; 박노중
Original assignee: 재단법인 한국화학 연구소; 채영복
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1992-05-18
Also published as: KR910016720A

Abstract

내용 없음.

Description

3-플루오로메틸이 치환된 1, 2, 4-옥사디아졸 유도체

본 발명은 살충제로서 유용한 하기 일반식(I)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체의 제조방법에 관한 것이다.

상기식에서, R은 수소, 할로겐, 알콕시, 알킬기가 치환된 페닐, 수소, 할로겐, 알콕시, 니트로가 치환된 페닐메틸, 수소, 할로겐, 메틸기, 알콕시, 플루오로 메틸기, 니트로가 치환된 페녹시메틸 또는 티오페녹시메틸, 할로겐이 치환된 페닐술포닐 메틸을 나타낸다.

1,2,4-옥사디아졸계 화합물은 1960년 이후 다양한 합성법의 개발과 아울러, 생리활성에 관한 연구에 의해 수많은 화합물이 마취제, 진통제, 소염제 등과 같은 의약품으로 사용되어 오고 있다.

근래에 티아졸, 티아디아졸, 이소옥사졸, 피라졸 등의 헤테로환을 포함하는 유기화합물들이 살균제, 살충제, 제초제 등으로 개발되고 있다. 특히 살충제의 주요 구조로 알려진 피레스로이드계, 유기인계, 카르바메이트계 화합물의 측쇄에 1,2,4-옥사디아졸 구조가 치환된 화합물과 새로운 형태의 살충효과가 있는 1,2,4-옥사디아졸계 화합물이 독일연방공화국 공개특허 제2,310,287호, 동제2,312,453호, 동제2,312,500호, 동제2,343,548호, 동제2,406,786호, 동제2,451,588호, 동제2,430,758호, 동제2,620,615호, 동제3,010,319호, 동제3,135,236호, 미합중국 특허 제3,856,897호, 동제3,976,657호, 동제4,134,985호, 동제4,213,973호, 프랑스 특허 제2,154,279호, 유럽특허 제0,325,336호 등의 명세서에 개시되어 있다. 이와같이 1,2,4-옥사디아졸계 화합물들은 살충제로서 크게 기대되고 있으며, 또한 현재도 당분야에서 계속 연구 개발 중에 있다.

새로운 살충제로 개발되기 위해서는 살충효력이 정확해야하고, 농작물에 약해가 없어야 하며, 인축, 어목 및 잔류독성이 낮거나 없어야 한다. 또한 천적 및 유용곤충에 대하여 독성이 낮거나 선택적이어야 한다. 종래의 살충제들은 상기한 바와같은 이상적인 살충제로 인정하기에는 다소 문제가 있었다.

본 발명자는 전술한 결점을 해결하고자 광범위하게 연구 검토한 결과, 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체의 신규 화합물들이 살충, 살비효과가 우수하며, 스펙트럼이 넓다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다. 특히 진딧물, 응애류에 대해서 우수한 살충, 살비효과를 나타내며, 또한 응애알에 대한 살란 효과도 우수하다. 그 외에도 나방류,멸구류에 대해서도 상당한 살충효과를 나타내고 있다.

본 발명의 제 1 목적은 상기 일반식(I)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 상기 일반식(I)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체의 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 제 3 목적은 상기 일반식(I)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체에서 선택된 1종 이상의 화합물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 살충제로서의 용도를 제공하는데 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일반식(I) 화합물은 다음의 방법들에 따라 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이들 제조예에 한정되는 것은 아니다.

[제 1 방법]

[1공정]

일반식(Ⅱ)의 니트릴과 일반식(Ⅲ)의 히드록실아민의 염산염이나 황산염을 알칼리로 중화시켜 얻은 유리히드록실아민을 당량비로 반응시켜 일반식(Ⅳ)의 아미드옥심을 얻는다. 이때 사용되는 용매로는 알코올, 물 등이 바람직하며, 이들을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용하여도 좋다. 반응온도는 0℃이하가 바람직하다.

[2공정]

상기 1공정에서 제조한 일반식(Ⅳ)의 아미드옥심과 일반식(Ⅴ)의 아실클로라이드를 유기염기 또는 무기염기 존재하에서 건조된 아세톤, 아세트니트닐, 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 할로겐화 탄화수소, 디옥산, 에테르 등의 용매중에 반응시켜 일반식(Ⅳ)의 O-아실아미드옥심을 제조한다. 상기에서 유기염기로는 트리에틸아민, 피리딘 등을 들 수 있으며, 무기염기로는 탄산나트륨, 탄산칼륨등을 들 수 있다. 반응온도는 유기염기 사용시 상온 내지 60℃가 바람직하며, 무기염기 사용시에는 용매의 비등점의 온도가 바람직하다.

[3공정]

상기 2공정에서 얻은 일반식(Ⅳ)의 O-아실아미드옥심을 촉매 존재하에 유기용매 중에 폐환 반응시켜 일반식(Ⅶ)의 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 제조한다. 이때 사용되는 촉매로는 나트륨메톡사이드, 디에틸아민, 트리에틸아민, 트리플루오로 붕소 에테르(BF₃ㆍEt₂O)등을 사용할 수 있으며, 용매로는 아세톤, 알코올, 디옥산, 톨루엔 등이 바람직하다. 반응온도는 사용되는 용매의 비등점이 적당하며, 반응시간은 4 내지 12시간이 바람직하다.

[4공정]

상기 3공정에서 얻은 일반식(Ⅶ)의 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 일반식(Ⅷ)의 요오도화 알칼리금속과 반응시켜 일반식(Ⅸ)의 새로운 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 제조한다. 이때 사용되는 유기용매로는 아세톤이 사용되어지며, 반응온도는 용매의 비등점이 바람직하다. 반응시간은 8 내지 12시간이 적당하다.

[5공정]

상기 4공정에서 얻은 일반식(Ⅸ)의 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 일반식(Ⅹ)의 플루오로화 알칼리금속과 촉매하에서 반응시켜 일반식(I)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 제조한다. 이때 사용되는 유기용매로는 아세트니트릴이 사용되어지며, 촉매로는 18-크라운 에테르가 사용되어진다. 반응온도는 용매의 비등점이 바람직하며, 반응시간은 20 내지 48시간이 적당하다.

상기 방법을 반응식으로 나타내면 다음과 같다.

상기식에서, R은 전술한 바와같고, M은 소대움(Na), 포타시움(K) 또는 세슘(Cs)을 나타낸다.

[제 2 방법]

[1공정]

일반식(XI)의 니트릴과 일반식(Ⅲ)의 히드록실아민의 염산염이나 황산염을 사용하여 제 1 방법 1공정과 같은 방법을 사용하여 일반식(ⅩⅡ)의 아미드옥심을 얻는다.

[2공정]

상기 1공정에서 일반식(ⅩⅡ)의 아미드옥심과 일반식(Ⅴ)의 아실클로라이드를 사용하여 제 1 방법 2공정과 같은 방법을 사용하여 일반식(ⅩⅢ)의 O-아실아미드옥심을 제조한다.

[3공정]

상기 2공정에서 제조한 일반식(ⅩⅢ)의 O-아실아미드옥심을 촉매존재하에서 제 1 방법 3공정과 같은 방법을 사용하여 일반식(Ⅰ)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체를 제조한다.

상기 방법을 반응식으로 나타내면 다음과 같다.

상기식에서, R은 전술한바와 같다.

상기 제1,2방법에 있어서, 각 공정별로 얻어지는 아미드옥심, 0-아실아미드옥심 및 최종생성물인 1,2,4-옥사디아졸유도체는 각 화합물의 물성에 따라 증류, 결정화, 크로마토그라피와 같은 당분야에서 통상적으로 수행되어지는 방법에 따라 분리, 정제 하였으며, 화합물의 동정은 IR, NMR, 질량분석기 등을 사용하여 수행했다.

다음 실시예로서, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

[실시예1]

(1) 플루오로아세트아미드옥심의 합성

물 25ml에 히드록실아민염산염 6.95g(0.1몰)과 탄산나트륨 10.6g(0.1몰)을 용해시키고, 반응액의 온도를 0℃ 이하로 유지시키면서 플루오로아세트니트닐 5.9g(0.1몰)을 서서히 적가하였다. 30분간 교반후 반응액을 에테르 50ml로 2회 추출하여 얻은 유기층을 무수 황산나트륨으로 건조시켜 상온에서 용매를 증발시켜 백색결정 8.1g을 얻었다.(수율 : 89%)

NMR(Aceton d₆, TMS) δ; 8.23(b,1H), 5.32(b,2H), 4.80(d,2H)

(2)3-플루오로메틸-5-(4'-클로로)페닐-1,2,4-옥사디아졸의 합성

(1)에서 제조한 플루오로아세트아미드옥심 1.38g(0.015몰)과 4-클로로벤조일클로라이드 2.63g(0.015몰)을 디옥산 150ml에 용해시킨 후, 트리플루오로붕소에테르 0.14g(0.001몰)을 가하고, 6시간 가열 환류하였다. 반응액을 여과하여 얻은 유기층을 감압 농축하여 얻은 잔류물을 컬럼 크로마토그라피(용리제, 에틸아세테이트: n-헥산=1:4)로 정제하여 융점 63℃의 백색고체 2.4g을 얻었다.(수율 : 75%)

원소분석: C₉H₆ClFN₂O

이론치:C;50.86, H;2.82, N; 13.17

실측치: C;50.74, H; 2.87, N;13.10

NMR(CDCI₃, TMS) δ;7.70(q,4H), 5.40(d,2H)

[실시예 2~19]

각각의 치환된 벤조일클로라이드 또는 치환된 페닐아세틸클로라이드로부터 실시예 1의 방법을 사용하여 제조하였다. 각 화합물들은 모두 컬럼크로마토그라피로 정제하였으며, 물성 및 원소분석치는 표 1과 같다.

[실시예 20]

(1) 클로로아세트 아미드옥심의 합성

물 25ml에 히드록실아민 염산염 6.95g(0.1몰)과 탄산나트륨 10.6g(0.1몰)을 용해시키고, 반응액의 온도를 0℃이하로 유지시키며, 클로로아세트니트릴 7.55g(0.1몰)을 서서히 적가하였다. 30분간 교반 후 반응액을 에테르 50ml로 2회 추출하여 얻은 유기층을 무수 황산나트륨으로 건조시켜 상온에서 용매를 증발시켜 무색의 침상결정인 클로로아세트아미드옥심 7.60g을 얻었다. 이를 헥산으로 세척하여 건조시켰다.(수율 : 70%)

NMR(CDCl3, TMS) δ;8.40(b,1H), 5.31(b,2H), 4.0(s,2H).

(2) O-(2,4-디클로로페녹시)아세틸클로로 아세트아미드옥심의 합성.

(1)에서 제조한 클로로아세트아미드옥심 2.17g(0.02몰)과 2,4-디클로로페녹시아세틸클로라이드 4.79g(0.02몰)을 건조된 톨루엔 50ml에 넣고, 트리에틸아민 2.02g(0.02몰)을 혼합하여 상온에서 교반하면서 30분간 반응시켰다. 반응물을 물 100ml로 세척하여 얻은 유기층을 무수 황산나트륨으로 건조하여 감압 농축하였다. 잔류물을 컬럼크로마토그라피(용리제,벤젠:에테르=4:1)로 정제하여 융점 92℃인 백색고체 5.92g을 얻었다.(수율: 95%)

NMR(CDCl₃,TMS)δ: 7.30-6.80(m,3H), 6.20(b,2H), 4.90(s,2H), 4.12(s,2H).

(3) 3-클로로메틸-5-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

(2)에서 제조한 O-(2,4-디클로로페녹시)아세틸클로로아세트아미드옥심3.12g(0.01몰)을 디옥산 50ml에 용해시키고, 트리플루오로 붕소에테르 0.14g(0.001몰)을 가하고, 6시간 가열환류시켰다. 반응액을 여과하여 유기층을 감압 농축하여 잔류물을 컬럼크로마토그라피(용리제, 벤젠 : 에테르=9:1)로 정제하여 융점 66℃의 백색고체 1.91g을 얻었다.(수율 : 65%)

NMR(CDCl₃,TMS)δ;7.30-6.80(m,3H), 5.25(s,2H), 4.55(s,2H)

(4) 3-요오도메틸-5-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

(3)에서 제조한 3-클로로메틸-5-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸 1.76g(0.006몰)과 요오도화칼륨 1.0g(0.006몰)을 건조된 아세트니트릴 50ml에 가하고, 상전이 촉매로서 18-크라운에테르 0.1g을 가하고 20시간 가열환류시켰다. 반응액을 농축하여 에틸아세테이트 50ml로 추출하고, 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하여 용매를 유리시켜 얻은 잔류물을 컬럼 크로마토그라피(용리제,에틸아세테이트: 헥산=1:4)로 정제하여 생성물 1.96g을 얻었다. (수율 : 82%)

NMR(CDCl₃,TMS)δ;7.30-6.80(m,3H), 5.25(s,2H), 4.30(s,2H).

(5) 3-플루오로메틸-5-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

(4)에서 제조한 3-요오도메틸-5-(2',4'-디클로로페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸 1.0g(0.0026몰)과 플루오로화세슘 1.22g(0.008몰)을 건조된 아세트니트릴 30ml에 넣고, 상전이 촉매인 18-크라운에테르 0.05g을 가하고, 16시간 가열환류시켰다. 반응액을 농축하여 에틸아세테이트 30ml로 추출하여 무수 황산마그네슘으로 건조시켜 용매를 유리하였다. 얻어진 잔류물을 컬럼 크로마토그라피(용리제, 에틸아세테이트 : 헥산=1:4)로 정제하여 0.46g의 생성물을 얻었다. (수율 : 64%)

원소분석: C₁₀H₇Cl₂FN₂O₂

이론치:C;43.36, H;2.53, N; 10.11

실측치: C;43.23, H; 2.50, N;10.04

NMR(CDCI3, TMS) δ;7.40-7.20(m,3H), 5.50(d,2H), 5.40(s,2H)

[실시예 21~45]

각각의 치환된 페녹시아세틸클로라이드 또는 티오페녹시 아세틸클로라이드로부터 실시예 20의 방법을 사용하여 제조하였다. 각 화합물들은 모두 컬럼 크로마토그라피로 정제하였으며, 물성 및 원소분석치는 표 1 과 같다.

[실시예 46]

3-플루오로메틸-5-(2',4'-클로로)페닐술포닐메틸-1,2,4-옥사디아졸의 합성.

실시예 44에서 얻은 3-플루오로메틸-5-(2',4'-클로로)티오페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸 0.27g(0.001몰)과 m-클로로퍼벤조산 0.43g(0.0025몰)을 디클로로메탄 10ml에 넣고, 5시간 동안 상온에서 교반하였다. 반응액을 포화된 탄산수소 나트륨과 10%의 아황산나트륨으로 세척한 후 디클로로메탄으로 추출한 다음, 무수 탄산나트륨으로 건조시켜 용매를 유리하였다. 얻어진 잔류물을 컬럼 크로마토그라피(용리제, 에틸아세테이트 : 헥산=1:1)로 정제하여 0.28g의 생성물을 얻었다. (수율 : 90%)

원소분석: C₁₀H₈ClFN₂O₃S

이론치:C;41.34, H;2.75, N; 9.64

실측치: C;41.19, H; 2.68, N;9.72

NMR(CDCI3, TMS) δ;7.90-7.40(m,4H), 5.40(d,2H), 4.70(s,2H)

본 발명의 화합물에 대한 살충활성시험은 아래에 기술한 방법에 의하여 실시하였다.

[표 1]

[살충활성시험]

1. 벼멸구

4~5㎝의 동진벼 유묘 6본의 근부를 탈지면으로 말아서 2ml정도의 물이 담긴 시험관(ø3×15㎝)에 밀어 넣는다. 우화 3~5일 후의 벼멸구 성충 20마리를 흡충관으로 포획하여 시험관내에 방사 접종시킨다. 소정농도의 공시약 액을 미량 살포기를 이용하여 살포한다. 시험관 입구를 방사로 씌운 후 25℃의 항온기 내에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 화합물의 벼멸구에 대한 살충시험결과는 표 2와 같다.

2. 배추좀나방

균일한 발육상태의 양배추 잎을 직경 5㎝로 자른 뒤 시험약 액에 30초간 침전시킨 후 음건시킨다. 처리된 엽편을 여과지가 깔린 페트리디쉬(ø5×1㎝)에 넣고, 공시충 3령 유충 10마리를 접종시킨다. 시험용기는 뚜껑을 덮어 25℃ 항온기에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 화합물의 배추좀나방에 대한 살충시험결과는 표 2와 같다.

3. 담배 거세미 나방

균일한 발육상태의 양배추 잎을 직경 5.5㎝로 자른 뒤, 시험약 액에 30초간 침적시킨 후 음건시킨다. 처리된 엽편을 여과지가 깔린 페트리디쉬(ø5.5×2㎝)에 넣고 공시충 3령 유충 10마리를 접종시킨다. 시험용기는 뚜껑을 덮어 25℃ 항온기에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 화합물의 담배 거세미 나방에 대한 살충시험결과는 표 2와 같다.

4. 복숭아 혹 진딧물

직경 5.5㎝의 담배옆편을 시험약 액에 30초간 침전시킨 후 풍건시킨다. 처리된 엽편을 여과지가 깔린 플라스틱 페트리디쉬(ø5.5×2㎝)에 넣고, 무시자충 20마리를 접종한다. 시험용기는 뚜껑을 덮어 25℃ 항온기에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 화합물의 복숭아 혹 진딧물에 대한 살충시험결과는 표 2와 같다.

5. 쌀 바구미

우화후 1~2주 경과된 공시충 20마리를 흡충관으로 포획하여 시험관 (ø1×5㎝)에 넣은 후 0℃의 물에 시험관을 담구어 저온 마비시킨다. 공시충을 1g의 백미와 함께 플라스틱 페트리디쉬(ø5×1㎝)안에 넣고, 소정 농도의 공시약 액을 미량 살포기를 이용하여 살포한다. 25℃ 항온기에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 화합물의 쌀 바구미에 대한 살충시험결과는 표 2와 같다.

6. 빨간집모기

100ml 비이커에 50ml 증류수와 소정농도의 공시약 액을 넣어 희석시킨 후, 공시충 3령 유충 20마리를 접종시킨다. 25℃ 항온기에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 화합물의 빨간집모기에 대한 살충시험결과는 표 2와 같다.

7. 점박이 응애

플라스틱 페트리디쉬(ø5.5×2㎝)에 탈지면을 깔고, 적정량의 물을 채운 다음, 그 위에 직경 2.5㎝의 엽편을 올려놓은 후, 성충 30마리를 가는 붓으로 접종시킨다. 소정농도의 공시약 액을 미량 살포기를 이용하여 살포한다. 25℃ 항온기에 보관하면서 24, 48시간 후에 사충률을 조사한다. 살란시험은 직경 2.5㎝의 강남콩 엽편에 성충 10마리를 접종하여 24시간 동안 산란받은 후 성충을 제거하고, 사전밀도를 조사한 다음, 공시약 액에 10초간 침적한다. 처리 후 25℃ 항온기에 보관하고, 7일 후에 부화억제율을 조사한다. 화합물의 점박이 응애에 대한 살충시험결과는 표 2와 같고, 살란시험에 대한 살충시험결과는 표 3와 같다.

이상과 같은 살충활성시험에 사용된 공시층의 약어는 표 4와 같다.

[표 2]

살충활성 결과

[표 3]

두점박이 응애에 대한 살란 시험 결과

[표 4]

공시충 약어

Claims

하기 일반식(I)의 3-플루오로메틸의 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체.

상기식에서, R은 수소, 할로겐, 알콕시, 알킬기가 치환된 페닐, 수소, 할로겐, 알콕시,니트로가 치환된 페닐메틸, 수소, 할로겐, 메틸기, 알콕시, 플루오로메틸기, 니트로가 치환된 페녹시메틸 또는 티오페녹시메틸, 할로겐이 치환된 페닐술포닐메틸을 나타낸다.
제 1 항에 있어서, R이 수소, 할로겐, 알콕시, 니트로가 치환된 페닐메틸인 3-플루오로메틸-1,2,4-옥사디아졸 유도체.
제 1 항에 있어서,R이 수소, 할로겐, 메틸기, 알콕시, 플루오로메틸기, 니트로가 치환된 페녹시메틸 또는 티오페녹시메틸인 3-플루오로메틸-1,2,4-옥사디아졸 유도체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 1,2,4-옥사디아졸 유도체가 3-플루오로메틸-5-(4'-클로로페닐)메틸-1,2,4-옥사디아졸인 화합물.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 1,2,4-옥사디아졸 유도체가 3-플루오로메틸-5-(2'-메틸-4'-클로로페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸인 화합물.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 1,2,4-옥사디아졸 유도체가 3-플루오로메틸-5-[1-메틸-1-(2',4',6'-트리클로로페녹시)]메틸-1,2,4-옥사디아졸인 화합물.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 1,2,4-옥사디아졸 유도체가 3-플루오로메틸-5-(4'-브로모페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸인 화합물.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 1,2,4-옥사디아졸 유도체가 3-플루오로메틸-5-(2'-클로로-5'-메틸페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸인 화합물.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 1,2,4-옥사디아졸 유도체가 3-플루오로메틸-5-(4'-클로로티오페녹시)메틸-1,2,4-옥사디아졸인 화합물.
하기 일반식(I)의 3-플루오로메틸이 치환된 1,2,4-옥사디아졸 유도체에서 선택된 1종 이상의 화합물을 함유시켜 살충제로 사용하는 방법.

상기식에서, R은 수소, 알콕시, 알킬기가 치환된 페닐, 수소, 할로겐, 알콕시, 니트로가 치환된 페닐메틸, 수소, 할로겐, 메틸기, 알콕시, 플루오로메틸기,니트로가 치환된 페녹시메틸 또는 티오페녹시메틸, 할로겐이 치환된 페닐술포닐메틸을 나타낸다.