KR960012181B1

KR960012181B1 - 신규 6-클로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 헤테로아릴이미노 에스테르 유도체 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR960012181B1
Application number: KR1019930010099A
Authority: KR
Inventors: 허창욱; 조진호; 이호성; 유상구; 홍수명; 김홍우; 임재석; 배영태
Original assignee: 주식회사 엘지화학; 성재갑
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1996-09-16
Also published as: KR950000675A

Abstract

내용없음

Description

신규 6-클로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 헤테로아릴이미노 에스테르 유도체 및 그의 제조방법

본 발명은 하기 일반식(I)로 표시되는 신규 제초성 피리미딘 유도체, 보다 구체적으로 신규 6-클로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시 벤조익산의 헤티로아릴이미노 에스테르 유도체, 그의 제조방법 및 농작물에 유해한 식물퇴치를 위한 그의 용도에 관한 것이다.

상기 식에서, Q는 헤테로 아릴기를 나타낸다.

본 발명에서 헤테로아릴이라 함은 산소, 질소, 황과 같은 헤테로 원자를 환내부에 하나 이상 포함하는 5-6원의 방향족 탄화수소 화합물을 말하며, 이의 바람직한 예로는 피리딘기, 푸란기, 티오펜기, 피롤기 등이 있으며, 이들은 또한 임의의 위치에 1 이상의 적당한 치환기로 치환될 수 있다. 이때 치환기의 바람직한 예로는 할로겐원자, C₁-C₄알킬기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기 등이며, 가장 바람직하게는 메틸기 또는 니트로기이다.

2-페녹시 피리미딘 또는 (피리미단-2-일)옥시벤젠 유도체들이 제초제로서 유용하다는 것은 이미 잘 알려져 있다(Agr. Biol. Chem., Vol. 30, P.896(1966), 및 일본국 특허공개소 54-55729호 참조). 최근에 2-페녹시피리미딘을 근간으로 개발된 화합물들 중에서, 2-(피리미단-2-일)옥시벤조익산의 유도체가 탁월한 제초효과를 나타낸다는 것이 밝혀져 주목받아 오고 있다(예를 들어 유럽특허원 제223,406호, 제249,708호, 제287,072호, 제287,079호, 제315,889호, 제321,846호, 제330,990호, 제335,409호, 제346,789호, 제363,040호, 제402,75l호, 제435,170호, 제435,186호, 제457,505호, 제459,243호, 제468,690호, 영국 특허원 제2,237,570호 및 독일 특허원 제3,942,476호 참조). 이들 공지의 화합물들은 기존의 이미노산 생합성 저해 제초제로서 잘 알려져 있는 설포닐우레아 유도체, 이미다졸리놀 유도체 및 트리아졸피리미딘 유도체들과 유사한 작용기작으로 보여 주며, 구조가 간단하여 합성이 용이하다는 장점을 지닌 새로운 구조의 아미노산 생합성 저해 제초제로서 관심이 집중되고 있다.

이들의 제초활성 작용기작은 식물이 체내에서 피루브산(Pyruvic acid)으로 부터 필수 아미노산인 발린(Valine), 이소로이신(Isoleucine)등을 만드는 생합성 과정에서 첫단계인 아세토락테이트(Acetolactate)를 만드는 과정을 중개하는 ALS(Acetolatate Synthase)라는 아세토락테이트 합성효소의 활성을 저해하는 것으로 알려져 있다.

이들 공지의 화합물들중, 2-(피리미딘-2-일)옥시 벤조익산의 에스테르 유도체는 그 자체로서는 제초효력이 거의 없지만 식물체내에서 에스테르 분해효소에 의해 가수분해되어 제초활성물질인 2-(피리미딘-2-일)옥시 벤조익산으로 전환되어 제초효력을 나타내는 제초제 전구물질(pro-herbicide)라는 것이, ALS효소를 이용한 효소 활성 검정 연구(Pestic. Sci., Vol. 31, P305(1991)로 알려져 있다.

이러한 보고와는 달리, 본 발명자들은 ALS효소를 이용한 생합성저해 검정 연구 결과,2-(피리미딘-2-일)옥시 벤조익산의 에스테르 유도체들 중, 특정한 형태의 에스테르 유도체들은 그 자체로서 뛰어난 ALS효소억제 효력을 가지며, 또한 이러한 형태의 에스테르 유도체들중 특히 이미노에스테르 유도체가 제초활성이 탁월함을 밝혀냈다. 따라서 본 발명에서 제시되는 화합물들은 제초제 전구물질의 개념이 아니라, 그 자체로서 뛰어난 ALS 효소 억제능력을 지닌다. 본 발명의 이미노 에스테르 유도체들은, 공지의 다른 에스테르 유도체에 비해 훨씬 탁월한 제초력을 지니며, 작물에 대한 선택성도 크다.

본 발명은 하기 일반식(I)로 표시되는 신규 6-클로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 헤테로아릴이미노 에스테르 유도체를 제공한다.

상기 식에서, Q는 전술한 바와 같다.

본 발명에 따른 일반식(I)의 화합물은 6-클로로-2-(피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 헤테로아릴이미노 에스테르를 포함하는 것이 중요한 특징이다.

일반적으로 2-(피리미딘-2-일)옥시 벤조익산 유도체가 보다 강력한 제초효력을 보이기 위하여 벤조익산의 벤젠고리의 6위치에 치환기(특히 클로로)가 필요하다. 그러나 이 경우, 그 구조적 특징으로 인하여 이미노 에스테르 유도체의 합성이 문제가 되어진다. 따라서 일반적인 2-(피리미딘-2-일)옥시 벤조익산의 이미노 에스테르 유도체들은 6위치에 치환기가 없는 것이 주로 알려져 잇다. 예를 들어, 유럽특허원 제 346,789호에는 아세톤, 시클로헥실, 시클로펜틸 등으로 부터 만든 옥심을 이용한 단순한 이미노 에스테르 유도체에 대해서만 기재하고 있을뿐, 합성방법이나 잡초방제 효력에 대해서는 전혀 언급이 없다. 더우기, 본 발명에서 제시하는 헤테로아릴 이미노 에스테르 화합물은 아직까지 보고된 예가 없다.

본 발명에서의 일반식(Ⅰ)과 같이 벤조익산의 '2, 6' 위치가 치환된 화합물들은 카르복실산기가 입체적으로 심하게 감추어져 있다. 따라서 이들의 이미노옥시 에스테르 유도체는 통상의 방법에 따라서는 고수율로 합성할 수 없다.(Tetrahedron, Vol. 36, P. 2409(1980), J. Org. Chem., Vol. 35, 1198(1970) 참조). 더구나 입체적으로 감추어진 경우의 벤조익산의 에스테르화 반응은 일반적으로 강한 산성 조건이므로 본 발명 화합물의 합성에는 유용하지 못하다.

이러한 점을 극복하기 위하여 본 발명의 화합물(Ⅰ)은 하기 일반식(Ⅱ)로 표시되는 피리딘 머캅토 에스테르를 중요한 중간체로서 이용하고 있다.

상기 일반식(Ⅱ)로 표시되는 피리딘머캅토 에스테르 화합물은 본 발명에서 제시하는 신규의 아미노옥시에스테르 화합물 합성에 뿐만 아니라, 일반적인 방법으로는 합성하기 힘든 대부분의 에스테르 화합물을 합성하는 데에도 또한 유용하다.

본 발명에 다른 일반식(Ⅰ)의 화합물은 하기 반응도식(A)에 따라 하기 일반식(Ⅱ)의 화합물과 하기 일반식(Ⅲ)의 화합물을 반응시킴으로서 제조할 수 잇다.

반응도식(A)

상기 식에서, Q는 각각 전술한 바와 같다.

상기 반응도식(A)에 따른 반응은 고은 또는 상온에서 수행될 수 있다. 상온 반응일 경우에는 금속염 존재하에서 반응시키는 것이 좋으며, 이때 용매로서 CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄, CH₂ClCH₂Cl 등과 같은 할로겐화탄화수소나 CH₃CN, CH₂CN₂CH 등을 사용하는 것이 바람직하다. 금속염은 CuBr₂, CuCl₂등의 구리(Ⅱ)염이 바람직하다.

한편 고온에서 반응을 수행할 때에는 금속염을 사용하지 않아도 무방하지만, 크실렌과 같이 비점이 높은 용매를 사용하여 용매의 환류 온도에서 반응시키는 것이 특히 바람직하다.

상기 도식(A)에서 사용되는 일반식(Ⅲ)의 화합물은 예를 들어 하기 반응도식(B)에 따라 일반적으로 공지되어 있는 알데히드 화합물(Ⅳ)들로 부터 히드록실아민(NH₂OH)를 반응시킴으로서 쉽게 합성될 수 있다.

반응도식(B)

상기 식에서, Q는 전술한 바와 같다.

또한 일반식(Ⅱ)의 피리미딘머캅토에스테르 화합물은 예를 들어 공지된 6-클로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조익산을 트리알킬 도는 트리페닐포스핀 및 용매 존재하에서 2,2'-디피리딜디설파이드 또는 4,4'-디피리딜디설파이드와 반응시킴으로서 제조될 수 있으며, 여기서 용매로는 아세톤, 톨루엔, 벤젠, 에테르, 초산에틸, CH₂Cl₂CHCl₃, CH₂ClCH₂Cl 등이 사용될 수 있다(1993년 1원 27일자 한국 특허출원 제93-1017호 참조).

본 발명의 방법에 다라 제조되는 일반식(Ⅰ)로 표시되는 신규 6-클로로-2-(4,6-디메톡시 피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 헤테로아릴이미노 에스테르 유도체의 대표적인 예는 하기 표 1에 나타나 있다.

[표 #1]

본 발명의 화합물(Ⅰ)들은 공지의 6-클로로-2-(피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 에스테르 유도체들에 비해 화본과 잡초와 광엽잡초 혹은 일련생 잡초와 다년생 잡초 등에 대해서 공히 탁월한 제초효과를 나타낼 뿐만 아니라, 그들 잡초들의 방제농도에서 면화와 벼에 대한 약해가 발현되지 않는 훌륭한 제초제인 것으로 밝혀졌다.

또한 본 발명의 일반식(I) 화합물은 페닐이미노 구조가 도입되어 있으므로 잡초방제시 토양처리에서 뿐만 아니라 경엽처리에서도 뛰어난 방제효과를 가진다.

따라서 본 발명에 따른 일반식(I)의 신규 헤테로아릴이미노 에스테르 유도체는 밭조건 또는 논조건에서 재배작물에 대해서는 약해가 없으면서도 유해식물에 대해서는 고활성 제초력을 나타내며, 특히 면화 재배지역의 유해식물을 퇴치하는데 유용하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

그러나 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일뿐, 본 발명이 여기에 국한되는 것은 아니다.

제조예 1

2-푸란알데히드 옥심(Ⅲ-2)의 합성

2-푸란알데히드 9.6g, 히드록실아민 염산염 7.0g, 탄산칼륨 14.0g을 메탄올 200ml에 넣고 5시간 동안 상온에서 교반시킨다. 반응 혼합물을 여과시킨 후 메탄올을 감압 증류하면 흰색의 고체로서 표제 화합물(Ⅲ-2)를 11.0g(수율 99%)을 얻는다. 동일한 방법으로 치환기를 갖는 헤테로아릴알데히드 옥심 화합물들(Ⅲ)을 헤테로아릴알데히드 화합물들(Ⅳ)로 부터 쉽게 합성하였다.

제조예 2

6-클로로-2-((4.6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시)벤조익산의 2-피리딘티오 에스테르(Ⅱ)합성

공지의 화합물인 6-클로로-2-((4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시)벤조익산 31.0g과 2,2'-디피리딜디설파이드 22.0g, 트리페닐포스핀 26.2g을 톨루엔 250ml에 넣고 3시간 동안 상온에서 강하게 교반시킨다. 반응 혼합물을 여과시킨 후 감압 증류하여 톨루엔을 제거한다. 잔여물을 실리카겔 상에서 크로마토 그래피하여 흰색의 고체로서 표제 화합물(Ⅱ) 36.3g(수율 : 90%)을 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃δ); 3.826(6H,s), 5.794(1H,s), 7.184(1H,d), 7.3∼7.4(3H,m), 7.74(2H,d), 8.60(1H,d).

실시예 1

화합물(1)(Q : 3-피리딘)의 합성

제조예 1에서 합성한 3-피리딘 알데히드옥심(Ⅲ-1) 1.2g과 제조예 2에서 합성한 티오에스테르 화합물(Ⅱ) 4.0g을 CH₂Cl₂50ml에 녹인다. 반응용액을 상온에서 교반시키면서 CuBr₂2.2g을 첨가한 후에 1시간 더 교반시킨다. 반응 혼합물을 여과시킨 후 감압 증류시킨 잔여물을 실리카겔 상에서 크로마토그래피하여 표제화합물(1) 3.7g(수율 : 90%)을 얻었다.

실시예 2

화합물(2)(Q : 2-푸란)의 합성

제조예 1에서 합성한 2-푸란알데히드옥심(Ⅲ-2) 1.1g과 제조예 2에서 합성한 티오에스테르 화합물(Ⅱ)4.0g을 디클로로메탄 50ml에 녹인 후 상온에서 교반시킨다. 5분 후에 CuBr₂2.2g을 첨가한 후 1시간 더 교반시킨다. 반응혼합물을 여과 농축시키고 실리카겔상에서 크로마토그래피하여 표제화합물(2) 3.4g(수율 : 85%)을 얻었다.

실시예 1 또는 실시예 2와 동일한 방법으로 행하여 상기 표 1)에 나타낸 화합물(1)-(10)을 합성할 수 있다. 합성된 화합물의 물리적 성질을 하기 표 2)에 나타낸다.

[표 #2]

본 발명에 따른 상기 일반식(I)로 표시되는 신규 제초성 6-클로로-2-(4,6-디메톡시 피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 페닐이미노 에스테르 유도체의 제초효력을 검정하기 위하여 온실에서 검정식물을 포트재배 및 처리방법으로 수행하였고 효력판정은 약효 및 약해 평가기준(표 3)에 따라 달관평가를 실시하였다.

효력검정을 위하여, 밭 잡초로는 바랭이(Digitaria sanguinalis), 강아지풀(Sataria farberi), 들피(Echinochgloa crus-galli var. caudata), 수수(Sorghum bicolor), 자귀풀(Aeschynomene indica), 끼마중(Solanum migrum), 어저귀(Abutilon theophrasti), 메꽃(Calystegia japonica)을, 논잡초는 강피(Echinochloa crus-crus-gallivar. oryzicola), 사마귀풀(Aneilema Keisak), 올챙이 고랭이(Scirpus jumcoides), 물달개비(Monochoria vaginalis), 알방동산이(Cyperus difformis), 가래(Pptamogeton distinctus), 벗풀(Sagittaria trifolia). 올방개(Eleocharis Kuroguwai), 너도방동산이(Sagittaria trifolia), 올미(Sagittaria pygmaea) 등을 선정하였고, 작물로는 목화(Gosshipium hirsutum)와 벼(Oryza sativar)를 선정하였다.

본 발명 화합물을 이용할 때는 점토, 활석, 규조토 등의 고형 물질과 물, 알콜, 벤젠, 톨루엔, 에테르, 케톤류, 에스텔류, 산류, 아미드류의 액체 물질과 혼용하여 액체, 유제, 유화제, 분제, 입제 등의 임의의 제형으로 조제 및 사용할 수 있으며, 이때 필요에 따라 유화제, 분산제, 침투제, 전착제, 안정제를 첨가한다.

다음은 본 발명 화합물을 유효 성분으로 하는 제초제의 배합예를 일부 나타냈으나 이러한 방법으로 본 발명을 한정해서는 안된다.

배합예 1) : (밭 조건, 16g/ha)

본 발명 화합물 5mg을 유기용매(아세톤) 640ml에 용해시킨 후 비이온성 계면 활성제 트윈 20이 0.2% 함유된 증류수 640ml에 희석시켜 배합액을 만든다.

배합예 2) : (논 조건,16g/ha)

본 발명 화합물 5mg을 유기용매(아세톤) 320ml에 용해시킨후 비이온성 계면 활성제 트윈 20이 0.2% 함유된 증류수 320ml에 희석시켜 배합액을 만든다.

약효 및 약해 평가기준

[표 #3]

실험예 1) : 토양처리에 의한 발아전 제초력과 작물약해 검정(밭조건)

사각 프라스틱 용기(20×15×10cm)에 살균 처리된 밭토양(사질양토, pH 5.5-6.0)을 충진한 후 표면적이 300㎠인 상태에서 목화를 파종하고 밭잡초 8조 종은 하나의 용기에 파종하고 0.5㎝로 목토하였다. 관수 1일 후 사어기 배합예 1의 용액에서 처리 약량에 해당하는 유효성분을 함유한 일부(프라스틱 용기당 12ml)를 토양 표면에 균일하게 살포하였다. 처리후 30일 동안 식물재배 및 관찰후 잡후에 대한 제초력 및 작물에 대한 약해를 평가기준에 따라 달관 평가하였다.

[표 #4]

실험예 2) : 경엽처리에 의한 발아후 제초력과 약물 약해 검정(밭조건)

실시예 1과 동일한 방법으로 검정 식물을 파종한 후 10 내지 14일 동안 재배하여 식물체가 3 내지 4엽기에 이르면 상기 배합예 1에서 처리 약량에 해당하는 유효성분을 함유한 일부(프라스틱 용기당 12ml)를 식물체 경엽부위에 균일하게 살포처리한다. 처리후 30일 동안 재배 및 관찰후 잡초에 대한 제초력과 작물에 대한 약해를 평가 기준에 따라 달관 평가하였다.

[표 #5]

실험예 3) : 발아전 처리시의 제초효력 및 목화약해 대조실험

대조약제로서, 6-클로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 메틸에스테르 화합물(A)와 페녹시에틸 에스테르 화합물(B)을 공지의 방법(유럽특허원 제249,708호)에 준하여 합성하여, 실험예 1의 방법에 준하여 잡초와 목화에 대한 효력을 검정하였다. 이 결과, 본 발명에 따른 일반식(I)로 표시되는 신규 페닐이미노 에스테르 유도체가 제초효력이 훨씬 탁월할 뿐 아니라, 목화에 대한 악해가 없음을 확인할 수 있었다.

[표 #6]

실험예 4) : 발아후 처리시의 제초효력 및 목화약해 대조실험

실험예 3의 경우와 마찬가지로 대조약제(A)와 (B) 화합물과 본 발명의 신규 페닐이미노 에스테르 화합물들을 실험예 2의 방법에 준하여 실험한 결과, 본 발명의 화합물들이 목화에 대해 안정하면서도 제초효과가 우수함을 확인할 수 있다.

[표 #7]

실험예 5):토앙처리에 의한 발아전 제초효력 검정(논조건)

4각 포트(30×15㎝)에 살균한 논토양(식보양, pH 5.5-6.0)을 충진하고 표면적 450㎠인 상태에서 벼와 논잡초 10초종을 파종하고 토중 혼입한다. 4㎝의 관수 1일후 상기 배합예 2의 용액에서 처리약량(16g/ha)에 해당하는 유효성분을 함유한 용액일부(프라스틱 용기당 12ml)를 정적처리한다. 처리후 4주 동안 재배관리 및 관찰한 후 벼에 대한 약해 및 잡초에 대한 제초효과를 판정기준에 따라 달관 평가하였다.

[표 #8]

Claims

하기 일반식(I)로 표시되는 신규-6-콜로로-2-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)옥시벤조익산의 헤테로아릴이미노 에스테르 유도체.

상기 식에서, Q는 피리딘기, 푸란기, 니트로푸란기, 메틸푸란기, 티오펜기, 메틸티오펜기, 니트로티오펜기 또는 메틸피롤기를 나타낸다.
제1항에 있어서, Q가 3-피리딘, 2-푸란, 3-푸란, 2-니트로-5-푸란, 2-메틸-5-푸란, 2-티오펜, 3-티오펜, 2-메틸-5-티오펜, 2-니트로-5-티오펜 또는 N-메틸-2-피롤인 일반식(Ⅰ)의 화합물.
하기 일반식(Ⅱ)의 화합물과 하기 일반식(Ⅲ)의 화합물을 반응시킴을 특징으로 하는 하기 일반식(Ⅰ)의 화합물의 제조방법.

상기 식에서, Q는 피리딘기, 푸란기, 니트로푸란기, 메틸푸란기, 티오펜기, 메틸티오펜기, 니트로티오펜기 또는 메틸피롤기를 나타낸다.
제3항에 있어서, 반응은 금속염 존재하에서 수행함을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 금속염은 CuBr₂또는 CuCl₂임을 특징으로 하는 방법.
제4 또는 제5항에 있어서, 반응용매는 CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄, CH₂ClCH₂Cl, CH₃CN 또는 CH₃CH₂CN임을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 반응은 금속염 부재하에서 크실렌을 용매로 하여 환류시켜 수행함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 정의된 일반식(I)의 화합물을 통상적으로 허용되는 담체와 함께 함유하는 제초제 조성물.