KR940002710B1 - 치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물 - Google Patents

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Description

치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물

본 발명은 치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 살충, 살비, 살진드기 활성이 우수하고, 특히 온혈동물과 어패류에 대해 독성이 낮은 하기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

상기식에서, A는 다음 일반식(Ⅱ) 또는 (Ⅲ)으로 표시되는 라디칼

(이때, R₁은 수소, 또는(치환) 저급 알킬기를 나타내고, R₂는 수소, 할로겐, 시아노기, 히드록시기, (치환) 저급 알킬기, 알케닐기, 일키닐기 또는 알콕시기, 치환 페닐기, 치환기를 갖는 S(O)n(n=0,1,2), 또는 (치환) 아미노기를 나타낸다)중에서 선택되며 ; X는 산소, 황 또는 메틸렌기를 나타내고 ; Y는 치환된 페닐기, 피리딜기, 티에닐기 또는 프탈이미딜기를 나타낸다.

제충국이라고 불리우는 식물에서부터 추출된 천연 살충제인 피레스로이드의 화학적 구조가 근래에 밝혀지면서 최근에 많은 새로운 합성 피레스로이드계 살충제가 개발되고 있다. 이들은 종래의 유기인계 살충제나 카바메이트계 살충제에 비하여 살충력이 월등하며, 포유류에 대한 독성이 매우 낮고, 잔류기간이 짧아서 새로운 농약으로 주목받고 있다. 더우기 최근 자연과 환경에 대한 관심이 높아지면서 보다 안전한 농약에 대한 요구가 높아짐에 따라 피레스로이드계 농약은 살충제 시장에서 높은 성장율을 보이고 있다.

그러나, 이와 같은 많은 장점에도 불구하고 피레스로이드계 살충제는 어패류에 대한 독성문제 때문에 논벼(수도)용 살충제로서는 거의 사용되지 못하고 있을뿐 아니라, 장차 봉착하게 될 기존 피레스로이드에 대한 해충의 저항성 문제 등 해결해야 할 문제점들이 여전히 산재하고 있기 때문에 이러한 문제점들을 해결하기 위한 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 그 중에서 특히 에테르 형태의 피레스로이드계 살충제인 에토펜프록스(영국 공개 특허 제2,120,664호 참조)의 개발은 어독성 문제를 상당수준 해결함으로써, 지금까지 밭작물과 과수원예용 살충제로만 한정되어 왔던 피레스로이드계 화합물을 논벼용 살충제로서 적용할 수 있게 한 획기적인 전환점을 마련하였다.

본 발명자들은 살충, 살비 및 살진드기제로 유용한 에테르 형태의 피레스로이드 화합물에 대한 연구를 거듭한 결과, 놀랍게도 전술한 구조식(Ⅰ)로 표시되는 치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물들이 해충에 대한 높은 활성과 어패류에 애한 낮은 독성을 보일뿐만 아니라 해충에 대한 선택성이 우수하다는 것을 밝혀냄으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 하기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 신규한 치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물을 제공하는데 있다.

상기식에서, A는 하기 일반식(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)으로 표시되는 라디칼

(이때, R₁은 수소, 또는(치환) 저급 알킬기를 나타내고, R₂는 수소, 할로겐, 시아노기, 히드록시기, (치환) 저급 알킬기, (치환) 저급 알케닐기, (치환) 저급 알키닐기, (치환) 저급 알콕시기, (치환) 페닐기, 치환기를 갖는 S(O)n(n=0,1,2), 또는 (치환) 아미노기를 나타낸다)중에서 선택되며 ; X는 산소, 황 또는 메틸렌기를 나타내고 ; Y는 하기 일반식(Ⅳ),(Ⅴ),(Ⅵ) 및 (Ⅶ)로 표시되는 라디칼

(이때, Z는 CH 또는 N이고, V는 O,NH,S 또는 카르보닐기이고, R₃은 수소, 할로겐 또는 메틸기이고, R₄는 수소, 플루오로 또는 메틸기이고, R₅는 할로겐, (치환) 저급 알킬기 또는 (치환)저급 알콕시기이고, R₆는 수소 또는 할로겐이고, W는 산소, 황 또는 메틸렌기이다.)중에서 선택된 라디칼을 나타낸다.

본 발명의 다른 목적은 상기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 화합물의 살충 유효량과 적절한 담체로 구성된 살충용 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 화합물의 살충 유효량을 작물에 적용하여 해충, 응애 또는 진드기를 구제하는 방법을 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 '저급'이라 함은 특별한 언급이 없는 한, 1 내지 6개의 탄소원자를 갖는 기를 의미한다.

본 발명에 적합한 저급 알킬기는 C₁-C₄알킬기로서 치환되지 않거나 치환될 수 있으며, 이의 구체적인 예로는, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, t-부틸, 클로로메틸, 디-또는 트리클로로메틸, 플루오로메틸, 디- 또는 트리플루오로메틸, 니트로메틸, 트리플루오로에틸, 1,1,1,2,2-펜타플루오로에틸, 트리클로로에틸, 메톡시메틸, 에톡시메틸, 이소프로폭시메틸, 디플루오로 메톡시메틸, 2-메톡시에틸, 2-에톡시에틸, 2-이소프로폭시에틸 등이 있다.

적합한 치환 아미노기는 모노 또는 디치환된 아민으로서, 예를들면 메틸아미노, 디메틸아미노, 에틸아미노, i-프로필아미노, 아세틸아미노, 벤조일아미노, 벤질아미노등이다.

적합한 알콕시기는 1 내지 6개의 탄소원자를 갖는 치환가능한 알콕시기, 예를들면 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, t-부톡시, 디플루오로메톡시, 메톡시메톡시, 에톡시메톡시, 2,2,2-트리플루오로에톡시, 2,2,2-트리클로로에톡시, 2-메톡시에톡시, 2-에톡시에톡시, 에테닐옥시, 알릴옥시, 페녹시, 4-클로로페녹시, 4-에톡시페녹시, 3,4-메틸렌 디옥시페녹시등이다.

적합한 알케닐기는 할로겐 또는 알콕시기에 의해 일 또는 다치환될 수 있는 C₁-C₄알케닐기로, 예를들면 에테닐, 2,2-디클로로에테닐, 2,2-디플루오로에테닐, 2-메틸프로펜-1-일, 2-메톡시에테닐, 2-에톡시에테닐, 2-(I-프로폭시)에테닐, 2-페녹시에테닐, 알릴, 1-메틸에테닐, 1-메톡시에테닐, 1-에톡시에테닐 등이다.

본 발명에서 치환가능한 페닐기는 하기 일반식(Ⅷ)로 표시할 수 있다.

상기식에서, R₇및 R₈은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로기, 시아노기, C₁-C₅알킬기, 할로 C₁-C₅알킬기, C₁-C₅알콕시기, C₂-C₄알케닐 옥시기 또는 할로 C₁-C₃알콕시기를 나타낸다.

상기 일반식(Ⅷ)의 치환가능한 페닐기 구체적인 예로서는, 페닐, 4-클로로페닐, 4-플루오로페닐, 4-(t-부틸)페닐, 4-메톡시페닐, 4-에톡시페닐, 4-에테닐옥시페닐, 3,4-디클로로페닐, 3,4-디메톡시페닐, 3,4-디에톡시페닐, 3-클로로-4-에톡시페닐, 3-클로로-4-(t-부틸)페닐, 3,4-디플루오로메틸렌 디옥시페닐, 4-에틸티오페닐등이 있으며, 보다 적합한 예로는 치환되지 않거나 4-위치에 하나의 치환기를 갖은 페닐기로서, 페닐, 4-클로로페닐, 4-플루오로페닐, 4-(t-부틸)페닐, 4-메톡시페닐, 4-에톡시페닐, 4-에테닐옥시페닐, 4-에틸티오페닐등이 있다.

R₂가 -S(O)n-에 의하여 이소옥사졸 라디칼에 연결되는 적합한 치환기의 예로는 메틸티오, 에틸티오, i-프로필티오, n-프로필티오, t-부틸티오, n-부틸티오, 에테닐티오, 페닐티오, 4-에톡시페닐티오, 4-플루오로페닐티오, 메톡시메틸리오, 메톡시에틸리오, 에톡시메틸티오, 에톡시에틸티오, 메틸티오닐, 에틸티오닐, i-프로필티오닐, t-부틸티오닐, n-부틸티오닐, 페닐티오닐, 4-에톡시페닐티오닐, 4-클로로페닐티오닐, 메톡시메틸설포닐, 에틸설포닐, i-프로필설포닐, n-프로필설포닐, 4-클로로페닐설포닐, 메톡시메틸설포닐, 메톡시에틸설포닐, 에톡시메틸설포닐, 에톡시에틸설포닐 등이 있다.

본 발명에 따른 화합물로서 특히 적합한 Y그룹의 대표적인 라디칼의 예로는 3-페녹시페닐, 3-벤조일페닐, 3-벤질페닐, 4-플루오로-3-페녹시 페닐, 4-플루오로-3-벤질페닐, 4-플루오로-3-벤조일페닐, 3-페닐페닐, 2-메틸-3-페닐페닐, 펜타플루오로페닐, 4-메톡시-2,3,5,6-테트라플루오로페닐, 4-메톡시메틸-2,3,,5,6-테트라플루오로페닐, 5-(3-벤질)푸릴, 2-(6-페녹시)피리딜 등이 있다.

이상에서 상술한 본 발명에 따른 일반식(I)의 화합물들은 다음의 여러가지 방법에 따라 제조할 수 있다.

[제조방법 A]

본 발명에 따른 일반식(I)의 화합물을 제조하는 방법중 하나는 하기 일반식(IX)로 표시되는 에스테르와 하기 일반식(X)으로 표시되는 케톤을 염기 촉매하에서 공지도니 방법에 따라 반응시켜 하기 일반식(XI)의 화합물을 제조하고, 이를 다시 히드록실아민과 반응시킨 후 산 촉매하에서 고리화함으로써 제조하는 방법이다.

상기식에서, R₁,X,Y는 전술한 바와 동일하고, L₁은 저급 알킬 또는 알콕시기이다.

이때 사용되는 염기로는 K₂CO₃, NaOH 등과 같은 무기 염기가 적당하고, 산 촉매로는 HCl 또는 H₂SO₄가 바람직하다.

반응 온도는 30 내지 100℃가 적당하고, 반응 용매는 알코올, 에테르, 알콕시알칸, 할로알칸 등의 용매를 사용할 수 있으며, 그의 적당한 예로는 메탄올, 에탄올, 디메톡시에탄, 디클로로에탄, 디에톡시에탄 등이 좋다.

상기 제조방법 A에 의하여 제조되는 일반식(I)의 화합물 중 다음 구조식(I a)로 표시되는 일부의 화합물은 후속 반응에 의하여 구조식(I) 또다른 화합물을 제조하기 위한 출발물질로 사용될 수 있다.

[제조방법 B]

방법 A에 의하여 합성된 구조식(Ia)의 화합물의 히드록시기를 통상의 방법으로 할로겐화하거나, 염기 존재하에서 설포닐 클로라이드와 반응시켜 설폰화하여 하기 구조식(Ib)의 화합물을 제조하고(참조: Comprehensive Heterocyclic Chemistry Vol. 6, Part 4B, Katritzky and Rees, 1984), 이를 틴핵 치환반응시킴으로써 목적 화합물인 구조식(I)의 화합물을 제조한다.

상기식에서, X 및 Y는 전술한 바와 동일하며, L₂는 할로겐 또는 설포네이트와 같은 이핵성 이탈 그룹을 나타낸다.

이때 사용되는 용매는 알코올, 에테르, 알콕시알칸 또는 할로알칸 등이며, 그 구체적인 예로는 메탄올, 에탄올, i-프로판올, t-부탄올, 테트라하이드로푸란, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 디클로로에탄, 디클로로메탄, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸술폭사이드(DMSO)등이 있다.

또한, 사용되는 염기로는 Na₂(CO)₃, K₂CO₃, NaH, NaOH, KH, KOH 등의 무기 염기가 바람직하고, 반응 온도는 0 내지 150℃가 적당하다.

이상에서 설명한 제조방법 A와 제조방법 B에서 출발물질들은 일반적으로 동몰량으로 사용되거나, 경우에 따라서는 반응 성분중 하나를 과량으로 사용할 수 있다.

본 발명의 화합물을 농약으로 제조할 경우 적당한 담체에 의해 액상 및 고상의 조성물로 얻을 수 있으며, 최종제품 형태는 오일, 유제, 수화제, 분제, 염제, 펠렛형, 에어로졸 등일 수 있다.

액상 제형으로 조제하기 위한 유기 용매로는 케톤, 알콜, 페놀, 톨루엔, 헥산, 석유 또는 에테르 등이 있으며, 농약으로의 적용을 편리하게 하기 위해서는 1종 이상의 계면활성제를 첨가시킬 수 있다.

고상 제형으로 조제하는데 있어서, 분제의 경우 탈크, 제오라이트, 점토, 버머큐라이트, 실리케이트 등의 담체와 1종 이상의 계면 활성제로 구성되는데, 이때, 계면 활성제는 분제를 물에 현탁시켜 사용할때 분산제로서 필요하다.

상기 제형들의 적용은 작물 및 대상 해충에 직접 살포하거나 통양 처리를 통해 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, ULV방법에 의한 항공방제, 가정용 및 가축 방역용의 특별한 처리방법도 가능하다.

적용할 수 있는 해충으로는 각종 작물, 화훼류 등의 농작물과 인축에 대해 직접적인 피해나 2차적으로 병원균을 감염시키는 다양한 해충이 있으며, 특히 나비목 해충(배추흰나비, 배추좀나방, 담배나방, 거세미나방, 콩나방, 애모무늬잎말이나방, 흰불나방, 멸강나방, 조명나방, 목화밤나방, 배추순나방, 텐트나방, 심식나방, 화랑곡나방 등), 딱정벌레목 해충( (벼잎벌레, 뽕나무, 바구미, 무우잎벌레, 무당벌레붙이, 사과나무하늘소, 콩풍뎅이, 밤바구미, 쌀바구미, 등), 노림재목 해충(멸구류, 끝동매미충, 노린재류, 목화진딧물, 깍지벌레, 복숭아흑진딧물, 말매미충, 콩진딧물, 무우테두리진딧물 등), 파리목 해충(집파리, 빨간집모기, 고자리파리, 콩줄기굴파리, 벼줄기굴파리 등), 메뚜기목, 바퀴목, 톡톡이목, 총채벌레목, 응애류 및 가종 선충류 등이 있다.

본 발명을 실시예의 의거하여 더욱 상세하게 설명하는데, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기위한 것이지 본 발명을 제한하고자 하는것이 아니며 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 변경치환시킬 수 있는 것은 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다.

[실시예 1]

메틸4, 4-디메틸-5-(3-페녹시벤질옥시)-3-키토펜타노 에이트의 합성

무수 DMF (5㎖)에 들어 있는 Nah(0.9g)에 3, 3-디메틸-4-(3-페녹시벤질옥시)-2-부타논(2.0g)과 메틸 카보네이트(1.2g)가 들어 있는 DMF(10㎖)를 0℃에서 적가하였다. 반응 용액을 60℃까지 승온시킨후 4시간 동안 교반하였다. 반응물을 물로 처리한 후 에테르로 추출하여 농축하였다. 잔류물을 크로마토그래피로 정제하여 메틸 4,4-디메틸-5-(3-페녹시벤질옥시)-3-키토 펜타노에이트 1.96g을 얻었다.

[실시예 2]

1,1,1-트리플루오로-5,5-디메틸-6-(4-플루오로-3-페녹시벤질옥시)-2,4-헥사디온의 합성 무수 DMF(5㎖)에 들어 있는 NaH(0.29g)에 3,3-디메틸-4-(4-플루오로-3-페녹시벤질옥시)-2-부타논(0.5g)과 메틸 트리플루오로 아세테이트(0.6㎖)가 들어 있는 DMF(10㎖)를 0℃에서 적가하였다. 반응 용액을 상온으로 올리고 4시간 동안 교반하였다. 반응물을 물로 처리한 후 에테르로 추출하여 농축하였다. 잔류물을 크로마토그래피하여 1,1,1-트리플루오로-5,5-디메틸-6,4-(4-플루오로-3-페녹시벤질옥시)-2,4-헥사디온 0.45g을 얻었다.

[실시예 3]

5-클로로-3-(1,1-디메틸-2-(3-페녹시벤질옥시)에틸)이소옥사졸의 합성

5-히드록시-3-(1,1-디메틸-2-(3-페녹시벤질옥시)에틸)이소옥사졸(2.2g)에 POCl₃(10㎖)를 넣고 80℃에서 24시간 반응시켰다.

반응이 끝난 후 반응용액을 얼음에 넣고, 에테르로 추출한 후 크로마토그래피하여 5-클로로-3-(1,1-디메틸-2-(3-페녹시벤질옥시)에틸) 이소옥사졸 900㎎을 얻었다.

[실시예 4]

3-트리플루오로메틸-5-(1,1-디메틸-2-(4-플루오로-3-페녹시벤질옥시)에틸)이소옥사졸의 합성

1,1,1-트리플루오로-5,5-디메틸-6-(4-플루오로-3-페녹시벤질옥시)-2, 4-헥사디온(556㎎), 히드록실아민 염화수소(93㎎), Na₂CO₃(141㎎)을 메탄올(20㎖)에 넣고 5시간 동안 교반하였다.

반응이 끝난 후 물을 넣고 에테르로 추출하여 농축하였다. 이를 디클로로에탄(20㎖)에 녹인 후, 아세틸클로라이드(1㎖)와 p-TsOH(100㎎)을 넣고 24시간 교반하였다.

물로 세척한 다음에 감압 증류한 후 크로마토그래피하여 3-트리플루오로메틸-5-(1,1-디메틸-2-(4-플루오로-3-페녹시벤질옥시)에틸)이소옥사졸 260㎎을 얻었다.

[실시예 5]

5-히드록시-3-(1,1-디메틸-4-(3-페녹시페닐)부틸)이소옥사졸의 합성

메틸 4,4-디메틸-7-(3-페녹시페닐)-3-케토-헵타노에이트(4.06g), Na₂CO₃(1.46g), 히드록실아민염화수소(0.95g)를 메탄올(15㎖)에 넣고 6시간 동안 반응 시켰다. 반응이 끝난 후 35% HCl용액(10㎖)를 가한 후 3시간 동안 교반하였다. 에테르로 추출하고 감압 증류하여 5-히드록시-3(1,1-디메틸-4-(3-페녹시페닐)부틸)이소옥사졸 3.75g을 얻었다.

[실시예 6]

5-메톡시-3-(1,1-디메틸-4-(4-플루오르-3-페녹시페닐)부틸)이소옥사졸의 합성

에탄올(10㎖)에 Na(300㎎)을 넣고 환류하여 용액으로 만들었다. 실온에서 이소옥사졸(190㎎)을 녹인 메탄올(10㎖)을 적가한 후 6시간 동안 환류시켰다.

물과 에테르를 넣고 추출하여 감압 증류한 후에 크로마토그래피하여 5-메톡시-3-(1,1-디메틸-4-(4-플루오로-3-페녹시페닐)부틸)이소옥사졸 130㎎을 얻었다.

이하, 하기 표 1에 본 발명의 방법에 따라 제조한 화합물을 기재하였다.

[표 1]

[실험용 제재의 조제]

본 발명의 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물들의 살충, 살비력을 점검하기 dnl해 유기 용해 및 계면 활성제를 선정하여 기초제로 하였으며, 이때 용매로는 아세톤이 사용되었고 계면 활성제로는 상품명 트리톤(Triton) X-100이 사용되었다. 유제로 조제하는 경우, 유기 용매와 계면 활성제의 위해성을 배제하기 위하여 기초 실험을 통해 아세톤 10% 상품명 트리톤 X-100 100ppm 용액으로 하였다.

[공시충 및 적용방법]

살충력 검정에 공시된 곤충은 에칭된 조건하에서 표준 사육된 주요 해충으로 벼멸구, 배추좀나방, 복숭아흑진딧물 등이었으며, 각각의 특징 및 적용방법은 다음과 같다. 벼멸구는 우화후 3일의 자성충으로 벼유모상(5㎝)의 식이와 충체에 동시 살포하였다. 배추좀나방은 3령기 유충으로 배추잎(7㎝)의 식이와 충체에 동시 살포하였고, 복숭아흑진딧물은 무사태 자성충을 담배잎(5㎝)에 집중해 놓고 약액을 살포하였다. 점박이 응애는 현미경(20X)하에서 자성충을 공시하여 강남콩잎과 충체에 동시 살포하였다. 처리가 끝난 생물시료들은 온도 25℃ 및 습도60%에서 16시간 조명하의 항온실에서 24시간동안 관찰하였다. 생사의 판정은, 예리한 핀으로 자극을 주었을때 행동성이 없거나 이상 행동을 하면 치사로 간주하여 평균 살충력을 평가하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

[표 2]

본 발명에 따른 화합물의 생물 활성도

주) A : 1,000ppm에서 80% 이상의 치사율

B : 1,000ppm에서 50% 내지 80%의 치사율

C : 1,000ppm에서 30% 내지 50%의 치사율

D : 1,000ppm에서 30% 이하의 치사율

Claims (3)

1. 하기 일반식(I)로 표시되는 신규한 치환된 이소옥사졸계 피레스로이드 화합물 :

   상기식에서. A는 하기 일반식(Ⅱ) 또는 (Ⅲ)으로 표시되는 라디칼

   (이때, R₁은 수소, 또는 (치환) 저급 알킬기를 나타내고, R₂는 수소, 할로겐, 시아노기, 히드록시기, (치환)저급 알케닐기, (치환)저급 알케닐기, (치환) 저급 알키닐기, (치환)저급 알콕시기, (치환)페닐기, 치환기를 갖는 S(O)_n(n=0,1,2) 또는 (치환) 아미노기를 나타낸다)중에서 선택되며, X는 산소, 황 또는 메틸렌기를 나타내고, Y는 하기 일반식(Ⅳ),(Ⅴ),(Ⅵ) 및 (Ⅶ)

   (이때, Z는 CH 또는 N이고, V는 -O-, -NH-, -S- 또는 카르보닐기이고, R₃은 수소, 할로겐 또는 메틸기이고, R₄는 수소, 플루오로 또는 메틸기이고, R₅는 할로겐, (치환) 저급 알킬기 또는 (치환)저급 알콕시기이고, R₆는 수소 또는 할로겐이고, W는 산소, 황 또는 메틸렌기이다) 중에서 선택된 라디칼을 나타낸다.
2. 제1항에 있어서, Y가 하기 일반식(Ⅳ)의 라디칼인 화합물.

   상기식에서, Z는 CH 또는 N이고, V는 -O-, -NH-, -S- 또는 카르보닐기를 나타내며, R₃은 수소, 할로겐 또는 메틸기를 나타낸다.
3. 제1항의 화합물을 유효성분으로 하고 적절한 담체를 포함하는 살충, 살비 및 살진드기 조성물.