KR101429554B1

KR101429554B1 - 시클로프로펜 화합물 및 이를 농작물에 부가하는 방법

Info

Publication number: KR101429554B1
Application number: KR1020110025103A
Authority: KR
Inventors: 유상구; 정진욱
Original assignee: (주)이룸바이오테크놀러지
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: IL222540A0; BR112012023874A2; CN102843906A; JP2013525343A; AR081894A1; US20120322662A1; MX2012010376A; WO2011132888A2; AU2011243466A1; EP2561754A2; US9072293B2; WO2011132888A3; CL2011000817A1; ZA201206836B; EP2561754A4; CA2800313A1; KR20110118077A; NZ602296A; CN102843906B

Abstract

본 발명은, 하기 화학식 (2) 또는 화학식 (3)의 화합물과 같은 시클로프로펜 전구물질과 불소 음이온 물질의 반응에 의해, 식물의 숙성과정 및 노화과정을 촉진하는 에틸렌의 작용을 억제하는 시클로프로펜 화합물을 현장에서(in situ) 직접 제조하여 이를 곧바로 식물에 부가하는 방법 및 이에 효과적인 하기의 화학식 (6)과 같은 아릴기를 포함한 1-알킬시클로프로펜 화합물을 제공한다.

(2)

(3)

(6)
상기 식에서, R₁, R₂, R₃, R₄, X 및 Z는 명세서에 정의되어 있는 바와 같다.

Description

시클로프로펜 화합물 및 이를 농작물에 부가하는 방법 {Cyclopropenes and Method for Applying Cyclopropenes to Agricultural Products or Crops}

본 발명은 시클로프로펜 화합물을 농업현장에서 제조하여 곧바로 식물에 부가하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 1-알킬시클로프로펜의 전구물질 (1-Alkylcyclopropene Precursor)과 불소 음이온 (F^-)의 반응에 의해 화학적으로 불안정한 1-알킬시클로프로펜 화합물(1-Alkylcyclopropenes)을 제조하고 이를 저장과정 없이 곧바로 식물에 부가함으로써 식물의 숙성과정 및 노화과정을 촉진하는 에틸렌의 작용을 억제하는 방법 및 이에 효과적인 물질에 관한 것이다.

에틸렌(C₂H₄, Ethylene)은 식물에서는 숙성 과정을 촉진하는 식물성 호르몬으로 작용하는데, 시클로프로펜 화합물(Cyclopropenes)은 식물에서의 에틸렌 작용을 효과적으로 억제하는 것으로 잘 알려져 있다 [미국 등록특허 제5,518,988호, 미국 등록특허 제6,194,350호]. 이들 시클로프로펜 화합물 중에서도 하기 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜(1-alkylcyclopropenes)의 효능이 탁월하다. 특히, 1-메틸시클로프로펜(1-methylcyclopropene)은 상온에서 기체(~10℃/1atm)이므로, 특별한 분사장치 없이 밀폐된 처리시설 전체를 효과적으로 처리할 수 있다. 이런 이유로, 사과, 배, 감, 자두, 망고, 키위, 토마토, 백합, 카네이션 등과 같은 과일, 화훼, 야채 등을 보다 싱싱하게 저장하기 위한 용도로 널리 사용되고 있다.

(1)

상기 식에서, A는 (CH₂)_mY(CH₂)_n의 형태를 갖는 직쇄형의 결합을 의미하는데 m, n은 각각 독립적으로 0~3의 정수를 의미하며, Y는 각각 독립적으로 CH₂, O, S 등을 의미한다.

R₁은 치환 또는 비치환의 C₃-C₂₀ 알킬 또는 C₄-C₁₀의 아릴, 퓨란닐, 피란, 티오퓨란이며, 상기 알킬 또는 아릴은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 산소, 황, 질소, 실리콘, 인 등을 포함하는 치환기일 수 있다.

일반적으로 시클로프로펜, 1-메틸시클로프로펜, 1,2-디메틸시클로프로펜, 1,3-디메틸시클로프로펜, 1-에틸시클로프로펜, 1-헥실시클로프로펜, 1-옥틸시클로프로펜 등과 같은 시클로프로펜 화합물은 반감기가 상온에서 0.5~15 시간에 불과할 정도로 쉽게 변성되기 때문에, 이들을 일상적인 방법으로 합성하여 보관하면서 사용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 이들 시클로프로펜 화합물의 변성과정은 시클로프로펜 분자들끼리 서로 반응하는 중합반응이다.

따라서, 이들 시클로프로펜 화합물은 희석된 상태에서 보다 안정적이다. 예를 들어, 1-메틸시클로프로펜 (끓는점

10℃)은 농축되면 상온에서 폭발할 가능성이 있을 정도로 매우 불안정하다. 하지만 1-메틸시클로프로펜은 1,000 ppm(v/v) 이하의 농도에서는 상온에서 반감기가 10일 이상에 달한다. 더욱이, α-시클로덱스트린을 사용하여 1-메틸시클로프로펜 분자를 개별적으로 고립시키면 1년 이상 안정적으로 저장하는 것도 가능한데, 이 방법은 1-메틸시클로프로펜을 사용하는 농산물 저장분야에서 실제로 활용되고 있다 [미국 등록특허 제6,017,849호, 제6,426,319호, 제6,444,619호, 제6,548,448호, 제6,762,153호, 제6,953,540호].

한편, 안정성이 낮은 1-메틸시클로프로펜을 저장하는 방법이 아닌, 현장에서 제조하여 곧바로 사용하는 방법도 농산물 저장분야에 활용되고 있다. 예를 들어, 본 출원의 발명자는 대한민국 특허출원 제2006-0048121호에서 1-메틸시클로프로펜을 작업 현장에서 직접 발생시키고 이를 식물체에 처리할 수 있는 기술 및 장치를 제시한 바 있다. 이 출원에서는 β-할로시클로프로필실란(β-halocyclopropylsilane) 또는 이들의 화학적 등가물(chemical equivalents)을 불소이온(F^-)과 반응시킴으로써 시클로프로펜 화합물을 발생시키는 방법을 개시하고 있다. 이들 방법은 1-메틸시클로프로펜과 같이 휘발성이 뛰어난 화합물을 현장에서 직접 발생시켜 농산물을 처리하는 방법에 관한 것이어서, 주로 독립된 창고나 별도의 밀폐된 처리공간에서 농산물을 처리하는 경우에 대단히 효과적이며 편리하다.

그러나, 상기 기술들은 1-메틸시클로프로펜과 같이 휘발성이 높은 물질을 밀폐된 현장에서 기화시켜서 사용하는 방법에 관한 발명이다. 따라서, 밀폐된 공간이 아닌 논, 밭, 초지, 과수원, 삼림, 대규모 온실 등과 같은 개방된 공간에서 다양한 1-알킬시클로프로펜을 농작물에 처리하기 위한 방법으로는 적합하지 않다는 문제점이 있다.

일반적으로 농업분야에서 사용하는 기존의 약제는, (i) 유효성분(원제)을 제조하고, (ii) 이를 계면활성제 또는 안정제 등을 사용하여 제형화하며, (iii) 이를 논, 밭, 과수원, 농장, 삼림 등의 농작물에 살포하는 일련의 과정(즉, 약제의 합성, 제형화, 살포 등의 과정)을 통해서 식물에 살포된다. 상기 과정은 통상 짧게는 1~2 개월, 길게는 1 년 이상의 시간을 필요로 한다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이 1-알킬시클로프로펜은 화학적 안정성이 낮아서 쉽게 분해되기 때문에, 상기와 같은 일반적인 농약의 생산 및 처리 과정으로는 기대하는 효과를 얻을 수 없다. 결국, 1-알킬시클로프로펜은 '-50℃ 이하의 초저온에서 저장하는 방법', '시클로덱스트린과 같은 물질에 흡착시켜 저장하는 방법' 등을 이용하지 않는 한, 일반적으로 필드에서 농작물이나 식물체에 직접 분가하는 것이 용이하지 않았다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제를 극복하고서 밀폐된 공간은 물론이고 논, 밭, 삼림, 과수원, 온실 등과 같은 개방된 농산물 재배지역에서 1-알킬시클로프로펜을 자유롭게 농작물에 분가할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밀폐된 곳은 물론 개방된 곳에서도 식물체를 하기 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜으로 처리하는 방법으로서,

(a) 서로 분리되어 공급되는 반응 약제들인, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 1-알킬시클로프로펜 전구물질 함유 약제(i)와, 불소 음이온염 함유 약제(ii)를 혼합하여, 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 제조하는 단계;

(b) 상기 단계(a)와 동시에 또는 연속하여 반응용액으로부터 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 상분리하는 단계; 및

(c) 상기 상분리된 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 식물체에 분가하는 단계;

를 포함하는 과정을 현장에서(in situ) 실시하는 방법을 제공한다.

(1)

(2)

(3)

상기 식에서, A는 (CH₂)_mY(CH₂)_n의 형태를 갖는 직쇄형의 결합을 의미하고, m, n은 각각 독립적으로 0~3의 정수이고, Y는 각각 독립적으로 CH₂, O, S이며;

R₁은 치환 또는 비치환의 C₃-C₂₀ 알킬 또는 C₄-C₁₀ 아릴, 퓨란닐, 피란, 또는 티오퓨란이고, 상기 알킬, 아릴, 퓨란닐, 피란, 티오퓨란은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 산소, 황, 질소, 실리콘, 인으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 치환기일 수 있으며; R₂, R₃, R₄는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 C₁-C₁₀ 알킬 또는 알콕시, 치환 또는 비치환의 C₆-C₁₀ 아릴 또는 아릴옥시, C₁-C₁₀ 일차아민 또는 이차아민, 또는 할로겐일 수 있다.

X는 할로겐 또는 OSO₂T 이고, 여기서, T는 수소, 치환 또는 비치환의 C₁-C₁₀ 알킬, 알콕시, 또는 아릴(aryl), 아릴옥시, 아민, 할로겐, 또는 히드록시이다.

본 발명에 따른 방법을 이용하는 경우, 현장에서 직접 상기 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 제조하고 연속적인 단계로 농작물 또는 식물에 분가함으로써, 화학적으로 불안정한 1-알킬시클로프로펜이 중합반응 등으로 소실되기 전에 임의의 농도로 농작물 또는 식물에 분가할 수 있게 된다.

본 발명에서, 1-알킬시클로프로펜을 농작물이나 식물체에 분가하는 방법은 다양할 수 있는데, 예를 들어, 상기 물질을 직접 분가하거나, 수화제 또는 입제 등으로 분가하는 방법을 들 수 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.

상기 알킬은 히드록시, 할로겐, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 아민, 티오알콕시 등으로 치환된 알킬을 포함한다. 또한, 상기 아릴은 저급 알킬, 알콕시, 티오알콕시, 니트로, 할로겐, 아민 등으로 치환된 아릴을 포함한다.

상기 화학식 2의 물질은 후미 사토(Fumie Sato) 등이 보고한 방법(J. Org. Chem. 65(2000), 6217~6222)을 근간으로 하기 <반응식 1>과 같은 일련의 과정을 통해서 합성할 수 있다.

<반응식 1>

상기 반응식 1에서, A, R₁, R₂, R₃, R₄는 상기 화학식 2에서 정의한 내용과 동일하다.

구체적으로, 에틸, 프로필, 부틸, 이소프로필과 같은 알킬 그리나드 시약(Alkyl Grignard reagent); 티타늄(IV) 이소프로폭사이드(Titanium(IV) isopropxide) 또는 염화티타늄 트리이소프로폭사이드(Chlorotitanium(IV) triisopropoxide); 트리알킬비닐실란; 및 알칸노익산의 에스테르을 반응시켜 1-히드록시-1-메틸시클로프로판 화합물의 Trans, Cis (2 : 1 ~ 5 : 1) 혼합물을 얻고, 이를 메탄설포닐클로라이드(Methanesulfonylchloride)와 반응시켜 혼합물 형태로 화학식 2의 화합물을 얻을 수 있다.

상기 화학식 3의 물질은 빌룹스(W. E. Billups) 등이 보고한 방법(J. Am. Chem. Soc. 113(1991), 5084~5085)을 근간으로 하기 <반응식 2>과 같은 일련의 과정을 통해서 합성할 수 있다.

<반응식 2>

상기 반응식 2에서, A, R₁, R₂, R₃, R₄는 상기 화학식 3에서 정의한 내용과 동일하다.

구체적으로, 1-알킬비닐트리알킬비닐실란을 메틸리튬과 디클로로메탄과의 반응에 의해서 생성된 카벤과 반응시킴으로써 화학식 3의 화합물을 얻을 수 있다.

상기 화학식 1 내지 3의 R₁은 치환 또는 비치환의 C₃-C₂₀ 알킬 또는 C₄-C₁₀ 아릴, 퓨란닐, 피란, 또는 티오퓨란이고, 상기 알킬, 아릴, 퓨란닐, 피란, 티오퓨란은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 산소, 황, 질소, 실리콘, 인으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 치환기일 수 있다.

상기 화학식 2, 3과 같은 시클로프로펜 전구물질은 단순히 불소 음이온 유기염 또는 금속염(NaF, LiF, KF, CsF, MgF₂)과 혼합하는 것만으로도 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 제조할 수 있다. 이러한 불소 음이온염의 구체적인 예로는, Bu₄NF, Pr₄NF, Me₄NF Et₄NF, n-Pentyl₄NF, n-Hexyl₄NF, BnBu₃NF, BnPr₃NF, BnMe₃NF, BnEt₃NF 등을 들 수 있고, 하기 화학식 4의 불화 테트라알킬암모늄(Tetraalkylammonium fluoride) 화합물이 바람직하며, Bu₄NF, n-Pentyl₄NF, n-Hexyl₄NF, BnEt₃NF 등과 같이 총 탄소수 10 이상의 알킬암모늄 염이 특히 바람직하다.

(4)

상기 식에서, R₅, R₆, R₇ 및 R₈는 각각 독립적으로 C₁-C₂₀ 알킬 또는 C₆-C₁₅ 아릴이다.

상기 단계(a)에서 약제(i) 및/또는 약제(ii)의 혼합을 보다 효과적으로 진행시키기 위하여 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 용매의 구체적인 예로는 DMSO, DMF, THF, dimethylsulfone, dimethylacetamide, 2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1,4-dioxane, diethyl ether, tert-butyl methyl ether, 1-methyl-2-pyrrolidinone, diglyme, ethyl acetate, acetonitrile, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 톨루엔, 자일렌, 물 또는 이들의 혼합용액 등을 들 수 있다. 이 중에서 특히 약제(i) 및/또는 약제(ii)는 극성 비양자성 용매에 용해되어 있는 것이 바람직하며, 상기 극성 비양자성 용매는 DMSO, DMF, dimethylsulfone, dimethylacetamide, 2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone 등과 같은 휘발성이 낮은 용매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 하나의 바람직한 예로, 상기 단계(b)에서 상분리는 극성 용매와 비극성 용매를 반응용매와 혼합하여 달성되는 것을 들 수 있다. 상기 극성 용매는 물, 아세토니트릴, 에틸렌글리콜 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이고, 상기 비극성 용매는 자일렌(Xylene), 벤젠, 톨루엔, 메틸실렌, 및 에틸벤젠, 프로필벤젠, 큐멘, 방향족 화합물의 혼합 용매인 코코졸(Kokosol), 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 포화탄화수소 화합물의 혼합 용매인 석유에테르(Petroleum ether), 에틸에테르, 부틸에테르, MTBE(Methyl Tertiary Butyl Ether) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.

상기 단계(c)에서 1-알킬시클로프로펜은 비극성 용매에 용해된 상태로 분가되는 것이 바람직하다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 단계(c)는 상분리된 1-알킬시클로프로펜에 액상 용매, 계면활성제 및 안정제를 혼합한 상태에서 식물체에 분가하는 과정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 액상 용매로는 물, 알코올, 펜탄, 헥산, 석유에테르, 에틸에테르 및 MTBE 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제로는 양이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제 모두 사용할 수 있지만, 일반적으로 음이온 계면활성제가 보다 경제적이고 편리하다. 상기 안정화제는 폴리아크릴산, 폴리메타아클릴산, HPMC (Hydroxypropylmethyl cellulose) 등과 같은 수용성 폴리머 또는 폴리에틸렌글리콜 이소옥틸페닐에테르 (Polyethylenglycol isooctylphenyl ether), 폴리에틸렌글리콜 이소옥틸시클로헥실에테르 (Polyethylenglycol isooctylcyclohexyl ether), 폴리에티렌글리콜 트리스틸레닐페닐에테르 (Polyethylenglycol tristyrenylphenyl ether) 등과 같은 중성계면활성제 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.

상기 제조단계에서 1-알킬시클로프로펜, 용매, 계면활성제 및 안정제의 함량은 특별히 한정되지 않지만, 비제한적인 예로 하기와 같은 범위일 수 있다.

상기 제조단계(b)로부터 상 분리된 1-알킬시클로프로펜은 상 분리된 단계에서 용액 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 정도일 수 있다. 제조단계 (c)에서의 액상 용매는 혼합 용액 전체 중량을 기준으로 50 내지 99 중량%일 수 있고, 바람직하게는 60 내지 95 중량%일 수 있다. 상기 제조단계 (c)에서의 계면활성제는 혼합 용액 전체 중량을 기준으로 1 내지 40 중량%일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 안정제는 혼합 용액 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 20 중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%일 수 있다.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 단계(c)는 액상 용매 및/또는 고형의 증량제로 희석하고 분산시킨 상태에서 식물체에 분가하는 과정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 증량제로 사용할 수 있는 액상 용매는 물, 에틸렌글리콜, 알코올, 펜탄, 헥산, 석유에테르, 톨루엔, 자일렌, 코코졸, MTBE 및 에틸에테르 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이고, 상기 고형 증량제는 전분, 생석회 및 진흙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.

상기 액상 용매는 처리하는 대상에 따라서 그 농도를 달리하는데 단계(b)에서 상분리된 혼합액의 전체 중량을 기준으로 10 내지 100,000 배로 희석하여 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 고형 증량제는 단계(b)에서 상분리된 혼합액의 전체 중량을 기준으로 100 내지 10,000 배로 희석하는 것이 보다 바람직하다.

상기에서 설명한 전체적인 과정을 도식화하면 하기의 <반응식 3>과 같다.

<반응식 3>

상기 1-알킬시클로프로펜의 제조로부터 식물체로의 분가 과정은 통상 50 시간 이내에 완료하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 제조로부터 분가하기까지의 과정이 50 시간을 초과하는 경우, 1-알킬시클로프로펜의 짧은 반감기로 인해 적절한 농도의 1-알킬시클로프로펜이 농작물이나 식물에 분가되지 못할 수 있기 때문이다. 더욱 바람직하게는, 분가과정을 20 시간 이내에 완료하는 것인 바, 짧은 시간 내에 분가 과정을 마무리할수록 더욱 좋은 약효를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 개방된 곳에서 식물체를 상기 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜으로 처리하는 방법으로서,

(a) 서로 분리되어 공급되는 반응 약제들인 상기 화학식 2 또는 화학식 3의 1-알킬시클로프로펜 전구물질 함유 약제(i)과 불소 음이온염 함유 약제(ii)를 혼합하여, 상기 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 제조하는 단계;

(b) 반응용액으로부터 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 분리, 추출해내는 단계;

(c) 상기 제조된 1-알킬시클로프로펜을 액상 용매, 계면활성제 및 안정제 등과 혼합하는 단계;

(d) 선택적으로, 액상 용매 및/또는 고형의 증량제로 희석하고 분산시키는 단계; 및

(e) 상기 단계(b), (c) 또는 (d)에서 얻어진 추출액, 혼합액 또는 희석액을 식물체에 분가하는 단계;를 포함하는 과정을 현장에서(in situ) 실시하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 개방된 곳에서 식물체를 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜으로 처리하기 위해 현장에서(in situ) 1-알킬시클로프로펜을 제조하기 위한 키트(kit)로서, (i) 상기 화학식 2 또는 화학식 3의 1-알킬시클로프로펜 전구물질 함유 약제, (ii) 상기 불소 음이온염 함유 약제, 및 (iii) 극성 용매와 비극성 용매를 포함하는 액상 용매를 포함하고 있는 1-알킬시클로프로펜 제조용 키트를 제공한다.

상기 키트에는 1-알킬시클로프로펜 전구물질과 불소 음이온염을 따로 제공하고, 추가로 극성 용매와 비극성 용매를 제공함으로써, 식물이나 농작물에 분가하기 직전에 본 발명에 따른 방법으로 1-알킬시클로프로펜을 제조하고, 상분리를 통하여 1-알킬시클로프로펜을 분리하여 필드에서 직접 분가할 수 있도록 한다.

본 발명은 또한, 상기와 같은 방법으로 현장에서(in situ) 제형화하여 식물체에 분가하는 경우, 제형화가 용이하고, 화학적 안정성이 우수하며, 분석이 용이하며, 성능이 뛰어난 것을 특징으로 하는 하기 화학식 6의 화합물을 제공한다.

식물의 에틸렌 작용을 조절할 목적으로 지금까지 개발된 시클로프로펜 유도체들은 1-메틸시클로프로펜, 1-에틸시클로프로펜, 1-프로필시클로프로펜, 1-부틸시클로프로펜, 1-펜틸시클로프로펜, 1-헥실시클로프로펜, 1-옥틸시클로프로펜, 1-데실시클로프로펜 등 하기의 화학식 5 로 정의된 유도체로서, C₁~C₁₅ 직쇄형의 알킬기가 치환된 1-알킬시클로프로펜 유도체의 효능이 뛰어난 반면 [미국 등록특허 제6,194,350호], 아민을 포함한 아킬시클로프로펜 유도체는 효능이 많이 떨어지는 것으로 알려져 있다 [Postharvest Biology and Technology 51(2009), 43~48]. 하지만 이들 단순한 직쇄형의 알킬기가 치환된 1-알킬시클로프로펜 유도체들은 빛을 발하거나 흡수할 수 있는 발색단(發色團)이 없기 때문에 이를 검출할 수 있는 분석방법이 극히 제한적일 수밖에 없다. 즉, 시클로프로펜, 1-메틸시클로프로펜 등과 같이 상온에서 기체인 경우에는 50℃ 이하의 저온 조건에서도 가스크로마토그래피로 분석이 가능하다. 그러나 총 탄소수 10개 이상의 1-알킬시클로프로펜 유도체는 일반적으로 고온의 오븐에 노출해야만 가스크로마토그래피 분석이 가능하다. 하지만 이와 같은 고온의 조건에서는 시클로프로펜 유도체가 분해되기 때문에 분석이 용이하지 않다. 게다가 이들 1-알킬시클로프로펜 유도체들은 UV 혹은 가시광선 대역에서 반응하는 발색단(發色團)이 없어서 흡광도(Absorbance)를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 이들은 탄화수소로만 구성된 비극성의 물질이어서 일반적인 HPLC 분석방법도 제한적일 수 밖에 없다.

(5)

상기 화학식 5의 R₉는 직쇄형의 C₁-C₁₅ 알킬이다.

이런 이유로, UV에 감응하는 발색단(發色團)인 아릴기를 포함하고 있는 하기의 화학식 6 과 같은 신규 유도체를 고안하였고, 기대한 바와 같이 아릴기를 포함하지 않는 유도체들보다 쉽게 검출하고 분석할 수 있는 우월한 결과를 나타내었다.

(6)

Z는 수소, 알킬, 알콕시, 할로겐, 니트로 및 니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다.

상기 화학식 6의 화합물의 특징을 살펴보면 하기와 같다.

첫째. 원료의 합성단계부터 분석방법이 용이하며 화학적 안정성(Chemical Stability) 이 증가하였다.

아릴기를 포함한 시클로프로펜 유도체는 UV 대역에서 흡광도를 측정할 수 있기 때문에 아릴기를 포함한 하기의 화학식 6의 유도체들은 원료의 합성단계부터 다양한 분석방법을 용이하게 활용할 수 있을 뿐만 아니라 아릴 고리와 시클로프로펜 고리를 연결하는 사슬의 길이가 2 이상인 경우에는 유도체의 화학적 안정성 (Chemical Stability)이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 아래의 <표 1>과 같이 아릴 치환체를 포함한 시클로프로펜 유도체의 안전성은 시클로프로펜 고리와 아릴 고리의 연결하는 사슬의 길이가 0 {1-페닐시클로프로펜} 또는 1 {1-벤질시클로프로펜}인 경우는 매우 불안정하였고, 2 {A=CH₂: 1-(2-페닐에틸)시클로프로펜}인 경우에는 상대적으로 훨씬 안정적이었고, 3 {A=CH₂CH₂: 1-(3-페닐프로필)시클로프로펜}, 4 {A=CH₂CH₂CH₂: 1-(4-페닐부틸) 시클로프로펜}, 5{A=CH₂CH₂CH₂CH₂:1-(5-페닐펜틸)시클로프로펜} 등의 경우는 2보다도 더욱 안정적이었다. 이러한 현상은 아릴기의 π전자가 시클로 프로펜의 π전자에 영향을 주어서 시클로프로펜의 안정성을 높여주는 것으로 추정된다.

하기의 <표 1>은 사슬의 길이가 1인 경우에 대한 안정성 정도를 기준으로 사슬의 길이가 2, 3, 4, 5 인 경우에 대해서 상대적인 화학적 안정도를 정리해보았다. 여기서, 사슬의 길이가 1인 경우는 합성과 동시에 1시간 이내에 ¹H-NMR을 측정함으로써 구조를 확인할 수 있는 수준 (30℃에서 1시간 이내에 50% 이상 분해)이었고, 사슬의 길이가 0인 경우는 본 발명의 방법에 준하여 합성을 시도했지만 통상적인 방법으로는 합성 자체가 불가능했다. 반면, 사슬의 길이가 2 이상인 경우에는 ¹H-NMR은 물론 ¹³C-NMR을 사용하여 이들의 구조를 정확히 확인할 수 있었고, NMR 분석용 시료 (CDCl₃)를 -20℃ 또는 상온에서 일정 시간 동안 방치해놓고서 반복해서 ¹H-NMR을 측정함으로써 안정성 여부를 확인하였다. 특히, 사슬의 길이가 3 이상인 화합물은 -20℃ 이하에서는 반감기가 5일 이상에 이를 정도로 안정적이었다. 이때, ¹H-NMR을 사용한 분석에서는 소량의 1,1,3,3-테트라메틸우레아 (1,1,3,3- tetramethylurea, 2.80ppm)를 내부표준물질 (internal standard)로 사용하여 1-알킬시크로프로펜 유도체의 특징적인 피크인 6.4~6.5ppm (1H)과 0.8~0.9ppm (2H)의 적분값을 비교함으로써 안정성의 척도로 삼았다. 게다가, 1-알킬시클로프로펜 화합물이 분해되면서 시클로프로펜 고리의 올레핀 양성자 (olefin proton) 피크와 이웃하여 주변에 새로 생성되는 피크의 적분값을 비교함으로써 안정성을 정성적으로 평가하기 위한 척도로 삼았다.

<표 1>

둘째. 아릴기를 포함하고 있는 유도체들에 대한 식물의 에틸렌 작용 억제제로서의 효능이 우수하였다.

이들 아릴기를 포함한 1-알킬시클로프로펜 유도체(화학식 6)는 화학적으로 안정적일 뿐만 아니라, 유제(乳劑) 혹은 유제(油劑) 형태의 액제 (液劑) 제형으로 식물에 분가했을 때, 식물의 에틸렌 작용을 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 하기의 실험예 1, 2, 3에서 토마토를 대상으로 붉게 착색되는 상대속도를 비교함으로써 확인할 수 있는데, 붉게 착색되는 속도가 느릴수록 식물의 에틸렌 작용을 억제하는 효과가 뛰어난 것으로 판단하였다. 즉, 사슬의 길이 1부터 5까지의 아릴기를 포함한 시클로프로펜 유도체와 1-헥실시클로프로펜 등을 대상으로 실시한 효력 비교 실험에서 사슬의 길이가 2 이상, 특히 3 이상인 화합물의 효력이 우수했다. 즉, 아릴기를 포함한 1-알킬시클로프로펜 유도체(화학식 6)는 그렇지 않은 단순 직쇄형의 알킬시클로프로펜 유도체(화학식 5)에 비해서 토마토의 착색을 지연시키는 효과가 훨씬 탁월하다.

셋째, 아릴기를 포함한 1-알킬시클로프로펜 유도체(화학식 6)는 그렇지 않은 단순 직쇄형의 알킬시클로프로펜 유도체(화학식 5)에 비해서 제형화가 훨씬 용이하다는 부가적인 장점을 가지고 있다.

즉, 본 발명의 방법인 (a), (b), (c) 단계에서 1-알킬시클로프로펜 유도체를 제조하고 제형화하는 단계에서 단순한 형태의 1-알킬시크로프로펜 유도체(화학식 5)는 여전히 휘발성이 높아서 쉽게 증발할 뿐만 아니라 제형과정에 흔히 사용하는 톨루엔, 코코졸, 자일렌 등과 같은 액상용매 및 음이온 계면활성제의 혼합제제와 완벽한 제형을 형성하질 못하고 콜로이드 형태를 띈다. 이와는 달리, 본 발명에 따른 아릴기를 포함한 1-알킬시클로프로펜 유도체(화학식 6)는 그 자체로 휘발성이 거의 없어서 용액 중에서 안정적으로 머물 뿐만 아니라, 톨루엔, 코코졸 등과 같은 액상 용매 및 음이온 계면화성제의 혼합제제와 맑고 투명한 용액을 형성함으로써 완벽한 제형을 형성할 수 있다.

결과적으로 제형화가 완료된 화학식 6의 유도체를 물로 희석하여 유제(乳劑) 형태로 식물에 분가하거나(하기 실시예 1의 <표 2> 참조), 유제(油劑) 그 자체로 식물에 분가했을 때(하기 실시예 2의 <표 3> 참조), 화학식 5의 1-헥실시클로프로펜에 비해서 탁월한 효능을 보여주는 것을 확인할 수 있다.

이런 이유로, 본 발명은 상기와 같은 방법으로 현장에서(in situ) 제형화하여 식물체에 분가하기에 알맞은 상기 화학식 6과 같은 1-알킬시클로프로펜 물질을 제공한다.

본 발명은 과일, 화훼, 채소 등과 같은 식물의 에틸렌 작용을 억제하는 물질로 잘 알려진 1-알킬시클로프로펜 유도체를 밀폐된 공간은 물론 사방이 완전히 개방된 농업현장에서도 쉽고 간편하게 제조하여 곧바로 식물체에 분가시키는 것을 가능케 한다. 이를 통해, 에틸렌과 관련된 식물의 다양한 생리작용을 수확 후는 물론 재배 중에도 효과적으로 조절할 수 있을 것으로 기대된다.

하기의 제조예는 화학식 2 또는 화학식 3의 합성과정을 설명하기 위한 대표적인 사례에 불과할 뿐 본 발명의 내용은 이것에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: (Trans)-1-벤질-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성 {( Trans )-1- Benzyl- 1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

100 ml 3구 둥근 플라스크에 마그네슘 2.02 g과 에틸 에테르 30 ml를 반응기 내에 충전한 상태에서, 2-클로로프로판 6.3 g을 천천히 가하여 그리그나드 용액을 준비하였다. 또 다른 100 ml 3구 둥근 플라스크는, -78℃로 냉각시킨 상태에서 티타늄(IV) 이소프로폭사이드 10.7 g과 비닐트리메틸실란 3.7 g을 가하고, 앞서 준비한 그리그나드 용액을 30 분 동안 천천히 가하였다. 이렇게 준비한 반응용액을 -50℃로 가열한 상태에서 2 시간 동안 세차게 교반한 후, 반응용액을 -50℃로 유지하면서 페닐아세트산 메틸 에스테르 4.8 g을 30 분 동안 천천히 가하였다. 반응용액을, -20℃로 가열한 상태에서 다시 1 시간 동안 세차게 교반한 후, 0℃로 가열한 상태에서 1 시간 더 세차게 교반하였다. 반응용액을 상온으로 가열한 상태에서 진한 소금물 7 ml를 가한 다음, 이를 셀라이트(Celite)를 사용하여 여과하고 셀라이트는 20 ml의 에테르를 사용하여 한 번 더 깨끗이 세척하였다. 이렇게 해서 걸러진 여과액은 무수망초(MgSO₄)를 사용하여 건조한 후, 이를 30℃ 이하의 저온에서 용매를 증류함으로써 농축시켰다. 이를 실리카겔을 사용하여 (transe)-1-벤질-1-히드록시-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 {1-Benzyl-1-hydroxy-2-(trimethylsilyl)cyclopropane}을 순수하게 분리하였고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (DMSO-d₆, δ): 7.308 (2H, m, J=1.6, 7.2Hz), 7.259 (2H, m, J=1.6, 7.2Hz), 7.172 (1H, m, J=1.6, 7.2Hz), 5.209 (1H, s, b), 2.988 (1H, dd, J=1.2, 14.8Hz), 2.539 (1H, d, J=14.8Hz), 0.832 (1H, ddd, J=1.2, 4.0, 11.6Hz), 0.508 (1H, dd, J=4.0, 8.4Hz), 0.000 (9H, s), -0.022 (1H, dd, J=8.4, 11.6Hz).

¹³C-NMR (DMSO-d₆, δ): 140.839, 129.973, 128.464, 126.386, 59.116, 43.047, 17.332, 14.341, 0.000.

위의 알코올 화합물 2.3 g을 디클로로메탄 15 ml에 녹이고 트리에틸아민 2.5 ml을 가하였다. 상기 반응용액을 0℃로 냉각시킨 후, 메탄설포닐클로라이드 1.5 g을 천천히 가한 상태에서 1 시간 동안 세차게 교반하였다. 교반된 반응용액에 포화 NaHCO₃ 10ml를 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응이 종결된 용액으로부터 유기층을 분리하여 농축시키고, 이를 정제하여 (Trans)-1-벤질-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 {(Trans)-1-Benzyl-1-(methanesulfonyloxy)-2-(trimethylsilyl)cyclopropane}을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.23~7.38 (5H, m), 3.707 (1H, dd, J=1.6, 15.6Hz), 2.764 (3H, s), 2.662 (1H, d, J=15.6Hz), 1.401 (1H, ddd, J=1.6, 4.2, 12.4Hz), 0.922 (1H, dd, J=9.6, 12.4Hz), 0.771 (1H, dd, J=4.2, 9.6Hz), 0.138 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 137.578, 129.077,128.356, 126.685, 70.037, 40.283, 39.663, 15.208, 12.737, -1.220.

제조예 2: (Trans)-1-(2-페닐에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(2- Phenylethyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 3-페닐프로피온산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(2-페닐에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.18~7.33 (5H, m), 2.87~3.04 (2H, m), 2.932 (3H, s), 2.585 (1H, m), 1.719 (1H, m), 1.308 (1H, ddd), 0.716 (1H, dd), 0.440 (1H, dd), 0.000 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 141.367, 128.447,128.395, 125.954, 70.696, 39.770, 37.015, 32.480, 14.921, 12.843, -1.194.

제조예 3: (Trans)-1-(3-페닐프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(3- Phenylpropyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 4-페닐부타노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(3-페닐프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.26~7.31 (2H, m), 7.15~7.20 (3H, m), 2.900 (3H, s), 2.677 (2H, t), 2.186 (1H, m), 1.85~2.06 (2H, m), 1.432 (1H, m), 1.312 (1H, ddd), 0.647 (1H, dd), 0.435 (1H, dd), -0.003 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 141.878, 128.411,128.368, 125.894, 71.191, 39.895, 35.389, 34.427, 27.865, 14.914, 12.999, -1.287.

제조예 4: (Trans)-1-(4-페닐부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(4- Phenylbutyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 5-페닐펜타노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-(4-페닐부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.26~7.31 (2H, m), 7.15~7.21 (3H, m), 2.895 (3H, s), 2.646 (2H, t), 2.183 (1H, m), 1.62~1.76 (4H, m), 1.460 (1H, m), 1.317 (1H, ddd), 0.654 (1H, dd), 0.481 (1H, dd), 0.053 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 142.298, 128.393,128.282, 125.714, 71.189, 39.866, 35.779, 34.893, 31.114, 25.718, 15.057, 12.778, -1.187.

제조예 5: (Trans)-1-(5-페닐펜틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(5- Phenylpentyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 6-페닐헥사노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(5-페닐펜틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.26~7.31 (2H, m), 7.16~7.21 (3H, m), 2.945 (3H, s), 2.631 (2H, t), 2.183 (1H, m), 1.58~1.73 (4H, m), 1.35~146 (3H, m), 1.317 (1H, ddd), 0.664 (1H, dd), 0.479 (1H, dd), 0.074 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 142.547, 128.371,128.235, 125.622, 71.319, 39.922, 35.816, 34.979, 31.347, 29.006, 25.997, 14.953, 12.844, -1.172.

제조예 6: (Trans)-1-(3-페녹시프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(3- Phenoxypropyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 4-페녹시부타노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(3-페녹시프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.277 (2H, m), 6.956 (1H, m), 6.867 (2H, m), 4.040 (2H, m), 2.971 (3H, s), 2.382 (1H, m), 2.04~2.21 (2H, m), 1.700 (1H, m), 1.336 (1H, ddd), 0.693 (1H, dd), 0.540 (1H, dd), 0.093 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 158.761, 129.420, 120.624, 114.340, 70.745, 66.495, 39.926, 31.378, 26.000, 14.914, 12.903, -1.237.

제조예 7: (Trans)-1-(4-페녹시부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(4- Phenoxybutyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 5-페녹시펜타노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(4-페녹시부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.275 (2H, m), 6.894 (1H, m), 6.867 (2H, m), 3.989 (2H, t), 2.952 (3H, s), 2.258 (1H, m), 1.77~1.92 (4H, m), 1.511 (1H, m), 1.347 (1H, ddd), 0.679 (1H, dd), 0.520 (1H, dd), 0.083 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 158.926, 129.402, 120.564, 114.426 71.101, 67.451, 39.916, 34.768, 28.958, 22.840, 15.045, 12.846, -1.185.

제조예 8: (Trans)-1-펜틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1- Pentyl- 1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 헥사노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-펜틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 2.955 (3H, s), 2.152 (1H, m), 1.2~1.5 (8H, broad m), 0.903 (3H, t), 0.652 (1H, dd), 0.485 (1H, dd), 0.066 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 71.469, 39.948, 34.988, 31.586, 25.844, 22.596, 14.961, 14.012, 12.842, -1.182

제조예 9: (Trans)-1-헥실-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1- Hexyl- 1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 헵타노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-헥실-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 2.955 (3H, s), 2.148 (1H, m), 1.2~1.5 (10H, broad m), 0.888 (3H, t), 0.653 (1H, dd), 0.485 (1H, dd), 0.068 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 71.495, 39.959, 35.049, 31.750, 29.081, 26.126, 22.579, 14.973, 14.034, 12.872, -1.176

제조예 10: (Trans)-1-옥틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1- Octyl- 1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 1의 방법에 준하여, 노나노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-옥틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 2.946 (3H, s), 2.143 (1H, m), 1.53~1.65 (2H, b), 1.403 (1H, m), 1.23~1.35 (11H, broad m), 0.871 (3H, t), 0.645 (1H, dd), 0.476 (1H, dd), 0.060 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 71.453, 39.959, 39.923, 35.007, 31.799, 29.494, 29.385, 29.202, 26.132, 22.617, 14.941, 14.059, 12.822, -1.203

제조예 11: (Trans)-1-(4-메톡시벤질)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(4- Methoxybenzyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

100 ml 3구 둥근 플라스크에 마그네슘 2.02 g과 에틸 에테르 30 ml를 반응기 내에 충전한 상태에서, 2-클로로프로판 6.3 g을 천천히 가하여 그리그나드 용액을 준비하였다. 또 다른 100 ml 3구 둥근 플라스크에는 35℃로 유지하면서 티타늄(IV) 이소프로폭사이드 10.7 g, 비닐트리메틸실란 3.7 g, 4-메톡시페닐아세트산 메틸 에스테르 5.5 g을 가하고 세차게 교반하면서 앞서 준비한 그리그나드 용액을 3 시간 동안 천천히 가하였다. 반응용액을, 35℃로 계속해서 유지한 상태에서 다시 3 시간 동안 세차게 추가로 교반하였다. 반응용액을 0℃로 냉각한 상태에서 진한 소금물 7 ml를 가한 다음, 이를 셀라이트(Celite)를 사용하여 여과하고 셀라이트는 20 ml의 에테르를 사용하여 한 번 더 깨끗이 세척하였다. 이렇게 해서 걸러진 여과액은 무수망초(MgSO₄)를 사용하여 건조한 후, 이를 30℃ 이하의 저온에서 용매를 증류함으로써 농축시켰다. 이 농축액을 실리카겔을 사용하여 (trans)-1-(4-메톡시벤질)-1-히드록시-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 {(trans)-1-(4-methoxybenzyl)-1-hydroxy-2-(trimethylsilyl)cyclopropane}을 순수하게 분리하였고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (DMSO-d₆, δ): 7.211 (2H, d, J=1.6, 8.8Hz), 6.832 (2H, d, J=8.8Hz), 5.154 (1H, s), 3.716 (3H, s), 2.928 (1H, d, J=14.4Hz), 2.460 (1H, d, J=14.4Hz), 0.805 (1H, ddd, J=1.2, 4.0, 11.2Hz), 0.481 (1H, dd, J=4.0, 8.4Hz), 0.000 (9H, s), -0.048 (1H, dd, J=4.0, 8.4Hz).

¹³C-NMR (DMSO-d₆, δ): 157.975, 132.544, 130.655, 113.717, 59.102, 55.430, 41.986, 17.087, 14.124, -0.156.

위의 알코올 화합물 2.8 g을 디클로로메탄 15 ml에 녹이고 트리에틸아민 2.5 ml을 가하였다. 상기 반응용액을 0℃로 냉각시킨 후, 메탄설포닐클로라이드 1.5 g을 천천히 가한 상태에서 1 시간 동안 세차게 교반하였다. 교반된 반응용액에 포화 NaHCO₃ 10ml를 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응이 종결된 용액으로부터 유기층을 분리하여 농축시키고, 이를 정제하여 (trans)-1-(4-메톡시벤질)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 {(trans)-1-(4-methoxybenzyl-1-(methanesulfonyloxy)-2-(trimethylsilyl)cyclopropane}을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.275 (2H, d, J=8.8Hz), 6.871 (2H, d, J=8.8Hz), 3.804 (3H, s), 3.650 (1H, d, J=15.6Hz), 2.776 (3H, s), 2.579 (1H, d, J=15.6Hz), 1.371 (1H, ddd, J=1.6, 5.2, 12.4Hz), 0.901 (1H, dd, J=9.6, 12.4Hz), 0.744 (1H, dd, J=5.2, 9.6Hz), 0.127 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 158.385, 130.073, 129.584, 70.406, 55.198, 39.756, 39.500, 15.154, 12.769, -1.170.

제조예 12: (Trans)-1-(2-(4-메톡시-페닐)에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(2-(4- Methoxyphenyl ) ethyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 11의 방법에 준하여, 3-(4-메톡시페닐)프로피온산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(2-(4-메톡시페닐)에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.128 (2H, d, J=8.8Hz), 6.834 (2H, d, J=8.8Hz), 3.788 (3H, s), 2.946 (3H, s), 2.876 (1H, m), 2.535 (1H, m), 1.662 (1H, m), 1.280 (1H, m), 0.688 (1H, dd), 0.419 (1H, dd), 0.068 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 157.834, 133.402, 129.346, 113.773, 70.747, 55.216, 39.830, 37.262, 31.522. 14.947, 12.772, -1.232.

제조예 13: (Trans)-1-(3-(4-메톡시페닐)프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판의 합성

{( Trans )-1-(3-(4- Methoxyphenyl ) propyl )-1-( methansulfonyloxy )-2-( trimethylsilyl ) cyclopropane }

제조예 11의 방법에 준하여, 4-(4-메톡시페닐)부타노익산 메틸 에스테르를 사용하여 (trans)-1-(3-(4-메톡시페닐)프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)을 얻었고, ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.096 (2H, d, J=8.8Hz), 6.823 (2H, d, J=8.8Hz), 3.781 (3H, s), 2.906 (3H, s), 2.616 (2H, t), 2.172 (1H, m), 1.82~2.03 (2H, m), 1.425 (1H, m), 1.311 (1H, m), 0.645 (1H, dd), 0.437 (1H, dd), 0.005 (9H, s).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 157.745, 133.920, 129.247, 113.722, 71.183, 55.236, 39.865, 34.434, 34.335, 28.077, 14.881, 12.919, -1.291.

제조예 14: 1- 벤질시클로프로펜의 합성 {1- Benzylcyclopropene }

제조예 1에서 준비한 (trans)-1-벤질-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 2.95 g을 DMF 20ml에 녹이고, Bu₄NFㅇ3H₂O 4.6 g을 가하고 상온에서 1 시간 동안 세차게 교반한다. 반응용액으로 펜탄 10 ml와 물 10 ml을 가하고 세차게 흔들어주고 방치한다. 혼합물로부터 펜탄 층 (상층)과 물 층 (하층)으로 나뉘어지면 펜탄 층만 취하여 곧바로 20℃ 이하에서 진공 증류함으로써 농축시킨다. 이때, 혼합물로부터 펜탄 층을 분리하고 더 이상의 정제과정없이 곧바로 농축하여 1시간 이내에 구조 확인을 위해서 곧바로 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR을 얻었다. 1-벤질시클로프로펜은 분해산물 (decomposed product)과 함께 혼합물 형태로 구성되어 있는데, 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.22~7.38 (5H, m), 6.603 (1H, m, J=1.6Hz), 3.850 (2H, s), 1.029 (2H, d, J=1.6).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 137.758, 128.480, 126.347, 124.269, 119.347, 99.399, 33.149, 6.048.

제조예 15: 1-(2- 페닐에틸 ) 시클로프로펜의 합성 {1-(2- Phenylethyl ) cyclopropene }

제조예 2의 (trans)-1-(2-페닐에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(2-페닐에틸)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.18~7.34 (5H, m), 6.510 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 2.951 (2H, t, J=6.4Hz), 2.845 (2H, m, J=1.2, 6.4Hz ), 0.972 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 141.525, 128.378, 128.312, 126.016, 119.931, 98.688, 33.272, 28.626, 5.419.

제조예 16: 1-(3-페닐프로필)시클로프로펜의 합성

{1-(3- Phenylpropyl ) cyclopropene }

제조예 3의 (trans)-1-(3-페닐프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(3-페닐프로필)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.28~7.34 (2H, m), 7.18~7.23 (3H, m), 6.519 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 2.704 (2H, t, J=7.6Hz), 2.545 (2H, m, J=1.2, 7.2Hz ), 1.956 (2H, m, J=7.2, 7.6Hz), 0.952 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 142.087, 128.476, 128.303, 125.780, 120.251, 98.168, 35.292, 28.716, 26.048, 5.138.

제조예 17: 1-(4- 페닐부틸 ) 시클로프로펜의 합성 {1-(4- Phenylbutyl ) cyclopropene }

제조예 4의 (trans)-1-(3-페닐부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(4-페닐부틸)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.24~7.29 (2H, m), 7.14~7.19 (3H, m), 6.417 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 2.609 (2H, t, J=7.6Hz), 2.473 (2H, m, J=1.2, 7.6Hz ), 0.881 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 142.497, 128.374, 128.258, 125.662, 120.384, 97.894, 35.679, 30.963, 26.589, 26.465, 5.167.

제조예 18: 1-(5- 페닐펜틸 ) 시클로프로펜의 합성 {1-(5- Phenylpentyl ) cyclopropene }

제조예 5의 (trans)-1-(3-페닐펜틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(5-페닐펜틸)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.24~7.29 (2H, m), 7.14~7.22 (3H, m), 6.417 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 2.609 (2H, t, J=7.6Hz), 2.473 (2H, m, J=1.2, 7.2Hz ), 1.58~1.68 (4H, m), 1.35~1.44 (2H, m), 0.876 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 142.687, 128.374, 128.229, 125.604, 120.535, 97.734, 35.835, 31.202, 28.841, 26.807, 26.545, 5.140.

제조예 19: 1-(3-페녹시프로필)시클로프로펜의 합성

{1-(3- Phenoxypropyl ) cyclopropene }

제조예 6의 (trans)-1-(3-페녹시프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(3-페녹시프로필)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.23~7.30 (2H, m), 6.88~6.95 (3H, m), 6.505 (1H, m, J=1.2, 1.6Hz), 4.006 (2H, t, J=6.4Hz), 2.682 (2H, m, J=1.2, 7.2Hz ), 2.082 (2H, m, J=6.4, 7.2Hz), 0.928 (2H, d, J=1.6Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 158.955, 129.411, 120.594, 119.765, 114.472, 98.590, 66.849, 26.841, 23.293, 5.269.

제조예 20: 1-(4-페녹시부틸)시클로프로펜의 합성

{1-(4- Phenoxybutyl ) cyclopropene }

제조예 7의 (trans)-1-(3-페녹시부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 Trans, Cis 혼합물을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(4-페녹시부틸)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.23~7.30 (2H, m), 6.87~6.95 (3H, m), 6.473 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 3.975 (2H, t, J=6.4Hz), 2.562 (2H, m, J=1.2, 7.6Hz ), 1.72~1.88 (4H, m), 0.908 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 159.006, 129.396, 120.518, 120.182, 114.455, 98.218, 67.427, 28.788, 26.326, 23.579, 5.169.

제조예 21: 1- 펜틸시클로프로펜의 합성 {1- Pentylcyclopropene }

제조예 8의 (trans)-1-펜틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-펜틸시클로프로펜을 얻었다. 하지만 이들은 휘발성이 강해서 펜탄을 기화시키면서 농축하는 과정에서 용매와 함께 휘발해버려서 순수하게 정제하기 어려웠다.

제조예 22: 1- 헥실시클로프로펜의 합성 {1- Hexylcyclopropene }

제조예 9의 (trans)-1-헥실-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-헥실시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 6.426 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 2.472 (2H, dt, J=1.2, 7.2Hz), 1.579 (2H, m, J=7.6Hz), 1.25~1.38 (6H, m), 0.889 (3H, t, J=7.2Hz), 0.879 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 120.727, 97.560, 31.618, 28.919, 26.924, 26.647, 22.584, 14.052, 5.115.

제조예 23: 1- 옥틸시클로프로펜의 합성 {1- Octylcyclopropene }

제조예 10의 (trans)-1-옥틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-옥틸시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 6.425 (1H, m, J=1.2, 2.0Hz), 2.470 (2H, dt, J=1.2, 7.2Hz), 1.578 (2H, m, J=7.6Hz), 1.23~1.38 (10H, m), 0.882 (3H, t, J=6.8Hz), 0.878 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 120.726, 97.561, 31.875, 29.385, 29.264, 26.973, 26.654, 22.680, 14.104, 5.124.

제조예 24: 1-(4-메톡시벤질)시클로프로펜의 합성

{1-(4- Methoxybenzyl ) cyclopropene }

제조예 11에서 준비한 (trans)-1-(4-메톡시벤질)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(4-메톡시벤질)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.123 (2H, d, J=8.4Hz), 6.803 (2H, d, J=8.4Hz), 6.513 (1H, m, J=1.2Hz), 3.753 (3H, s), 3.730 (2H, s), 0.947 (2H, d, J=2.0Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 158.081, 130.753, 129.006, 127.246, 119.233, 98.611, 54.637, 31.863, 5.619.

제조예 25: 1-(2-(4-메톡시페닐)에틸)시클로프로펜의 합성

{1-(2-(4- Methoxyphenyl ) ethyl ) cyclopropene }

제조예 12의 (trans)-1-(2-(4-메톡시페닐)에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(2-(4-메톡시)페닐에틸)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.075 (2H, d, J=8.8Hz), 6.778 (2H, d, J=8.8Hz), 6.412 (1H, m, J=1.2Hz), 3.731 (3H, s), 2.799 (2H, t, J=6.8Hz), 2.715 (2H, t, J= 6.8Hz ), 0.866 (2H, d, J=1.2Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 157.633. 133.381, 129.080, 119.734, 113.484, 98.376, 54.967, 32.149, 28.700, 5.186.

제조예 26: 1-(3-(4-메톡시페닐)프로필)시클로프로펜의 합성

{1-(3-(4- Methoxyphenyl ) propyl ) cyclopropene }

제조예 13의 (trans)-1-(3-(4-메톡시페닐)프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 제조예 14의 방법에 준하여, 1-(3-(4-메톡시페닐)프로필)시클로프로펜을 얻었다. 이에 대한 ¹H-NMR과 ¹³C-NMR은 다음과 같다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.096 (2H, d, J=8.8Hz), 6.827 (2H, d, J=8.8Hz), 6.477 (1H, m, J=1.2Hz), 3.778 (3H, s), 2.608 (2H, t, J=7.2Hz), 2.492 (2H, t, J= 6.8Hz ), 1.879 (2H, t, J= 6.8, 7.2Hz ), 0.911 (2H, d, J=1.2Hz).

¹³C-NMR (CDCl₃, δ): 157.614, 134.002, 129.232, 120.138, 113.574, 97.959, 55.084, 34.216, 28.828, 25.833, 5.037.

상기 제조예 14 내지 26에서 예시한 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜은 안정성이 낮아서 장기간 저장이 용이하지 않다. 따라서, 여기서 준비한 시클로프로펜 화합물은 합성과 동시에 계면활성제를 사용하여 곧바로 제형화 과정을 진행한다. 1-알킬시클로프로펜 화합물은 순수한 탄화수소 화합물이므로 펜탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메실틸렌, 에틸벤젠 등과 같은 용매에 녹여서 제형화하면 더욱 편리하다. 이때 사용하는 계면활성제는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 모두 사용할 수 있지만, 일반적으로 음이온계면활성제가 보다 경제적이고 편리하다. 이하, 제형 과정에 대해서는 하기의 실시예 1 내지 6과 같은 구체적인 예시를 통해서 보다 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 이로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 1-(3- 페닐프로필 ) 시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 3의 (trans)-1-(3-페닐프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 0.660 g (2.0 mmol)을 DMSO 2.0 ml에 녹이고, Bu₄NFㅇ3H₂O 0.94 g을 가하고 상온에서 1 시간 동안 세차게 교반한다. 반응용액으로 톨루엔 8.0 ml와 물 5.0 ml을 가하고 5 분간 세차게 교반한 다음 방치한다. 혼합물로부터 톨루엔 층(상층)과 물 층(하층)으로 나뉘어지면 톨루엔 층만 분리하여 취하고 물 층은 폐기한다. 톨루엔 층에 Sodium dodecylbezenesulfonate 1.0 g, Tristyrenylphenyl(ethoxy)₁₂ethanol 1.0 g을 가하고 5 분간 교반한 다음, 다시 물 2.0 ℓ를 가한 상태에서 전체가 고르게 혼합되도록 천천히 교반한다. 이렇게 함으로써 1-(3-페닐프로필)시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비한다. 이 용액은 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 2: 1-(2- 페닐에틸 ) 시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 2의 (trans)-1-(2-페닐에틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 실시예 1에 준하여 1-(2-페닐에틸)시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비하고 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 3: 1-(4- 페닐부틸 ) 시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 4의 (trans)-1-(4-페닐부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 실시예 1에 준하여 1-(2-페닐부틸)시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비하고 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 4: 1-(5- 페닐펜틸 ) 시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 5의 (trans)-1-(5-페닐펜틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 0.718 g (2.0 mmol)을 DMSO 2.0 ml에 녹이고, Bu₄NFㅇ3H₂O 0.94 g을 가하고 상온에서 1 시간 동안 세차게 교반한다. 반응용액으로 자일렌 8.0 ml와 물 5.0 ml을 가하고 5 분간 세차게 세차게 교반한 다음 방치한다. 혼합물로부터 자일렌 층(상층)과 물 층(하층)으로 나뉘어지면 자일렌 층만 분리하여 취하고 물 층은 폐기한다. 자일렌 층으로 Sodium dodecylbezenesulfonate 1.0 g, Tristyrenylphenyl(ethoxy)₁₂ethanol 1.0 g을 가하고 5 분간 교반하고, 다시 물 2.0 ℓ를 가한 상태에서 전체가 고르게 혼합되도록 천천히 교반한다. 이렇게 함으로써 1-(5-페닐펜틸)시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비한다. 이 용액은 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 5: 1-(3- 페녹시프로필 ) 시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 6의 (trans)-1-(3-페녹시프로필)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 0.688 g (2.0 mmol)을 DMF 2.0 ml에 녹이고, Bu₄NFㅇ3H₂O 0.94 g을 가하고 상온에서 1 시간 동안 세차게 교반한다. 반응용액으로 자일렌 6.0 ml와 물 5.0 ml을 가하고 5 분간 세차게 세차게 교반한 다음 방치한다. 혼합물로부터 자일렌 층(상층)과 물 층(하층)으로 나뉘어지면 자일렌 층만 분리하여 취하고 물 층은 폐기한다. 자일렌 층으로 Sodium dodecylbezenesulfonate 1.0 g, Triton^ㄾ X-100 1.0 g을 가하고 5 분간 교반한 다음, 다시 물 2.0 ℓ를 가한 상태에서 전체가 고르게 혼합되도록 천천히 교반한다. 이렇게 함으로써 1-(3-페닐펜틸)시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비한다. 이 용액은 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 6: 1-(4- 페녹시부틸 ) 시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 7의 (trans)-1-(4-페녹시부틸)-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 0.715 g (2.0 mmol)을 DMF 3.0 ml에 녹이고, Bu₄NFㅇ3H₂O 0.94 g을 가하고 상온에서 1 시간 동안 세차게 교반한다. 반응용액으로 톨루엔 8.0 ml와 물 5.0 ml을 가하고 5 분간 세차게 세차게 교반한 다음 방치한다. 혼합물로부터 톨루엔 층(상층)과 물 층(하층)으로 나뉘어지면 톨루엔 층만 분리하여 취하고 물 층은 폐기한다. 톨루엔 층으로 Sodium dodecylbezenesulfonate 1.0 g, Tristyrenylphenyl(ethoxy)₁₂ethanol 1.0 g을 가하고 5 분간 교반하고, 다시 물 2.0 ℓ를 가한 상태에서 전체가 고르게 혼합되도록 천천히 교반한다. 이렇게 함으로써 1-옥틸시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비한다. 이 용액은 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 7: 1- 헥실시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 9의 (trans)-1-헥실-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판 0.586 g (2.0 mmol)을 DMSO 2.0 ml에 녹이고, Bu₄NFㅇ3H₂O 0.94 g을 가하고 상온에서 1 시간 동안 세차게 교반한다. 반응용액으로 자일렌 8.0 ml와 물 5.0 ml을 가하고 5 분간 세차게 세차게 교반한 다음 방치한다. 혼합물로부터 자일렌 층(상층)과 물 층(하층)으로 나뉘어지면 자일렌 층만 분리하여 취하고 물 층은 폐기한다. 자일렌 층으로 Sodium dodecylbezenesulfonate 1.0 g, Tristyrenylphenyl(ethoxy)₁₂ethanol 1.0 g을 가하고 5 분간 교반하고, 다시 물 2.0 ℓ를 가한 상태에서 전체가 고르게 혼합되도록 천천히 교반한다. 이렇게 함으로써 1-헥실시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비한다. 이 용액은 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실시예 8: 1- 옥틸시클로프로펜 제형의 준비

현장에서(in situ), 제조예 10의 (trans)-1-옥틸-1-(메탄설포닐옥시)-2-(트리메틸실릴)시클로프로판을 사용하여 실시예 7에 준하여 1-옥틸시클로프로펜 1.0 mM 농도의 제형을 준비하고 필요에 따라서 1 ~ 100 배로 희석하여 사용한다.

실험예 1: 유화제(乳化劑, emulsion )를 사용한 토마토 효능 시험

실시예 1의 방법에 준하여 1-(2-페닐에틸)시클로프로펜, 1-(3-페닐프로필)시클로프로펜, 1-(4-페닐부틸)시클로프로펜, 1-(5-페닐펜틸)시클로프로펜, 1-헥실시클로프로펜 등 5개 약제에 대한 1.0 mM 농도의 제형을 제조하여 1.0 mM, 100 μM 용액을 준비한 다음, 무처리군, surfactant 및 안정제 (Sodium dodecylbezenesulfonate, Tristyrenylphenyl(ethoxy)₁₂ethanol)만 녹인 대조군과 약효를 비교하여 보았다.

토마토(Tomato)는 꼭지점 부분이 핑크 빛으로 착색되기 시작한 토마토를 선별하여 수확한 다음, 4 개씩 한 조로 묶어서 각각 무처리군, 대조군 (surfactant), 서로 다른 농도 100 μM, 1.0 mM 등 총 12 개 군으로 나누었다. 앞서 제조한 제형의 약제를 가정용 분무기를 사용하여 토마토 표면을 흠뻑 적실 정도로 처리하고서 상온 (25 ~ 30℃)에서 3 일간 방치하면서 토마토가 붉게 착색되어 정도를 0 ~ 5로 평가하였다.

이때, 토마토의 윗면이 붉은색으로 빠르게 착색되는 반면에 아랫면은 상대적으로 훨씬 느리게 착색되기 때문에 착색되는 정도의 차이를 보다 명확히 평가하기 위해서 토마토가 붉게 착색된 빛깔이 아닌 붉게 착색된 면적을 기준으로 평가하였다. 즉, 토마토의 표면이 핑크 빛으로 착색된 면적이 10% 이하일 때는 '0', 토마토의 표면이 완전히 붉은색으로 착색된 면적이 10 ~ 40%일 때 '1', 토마토의 표면이 붉은색으로 착색된 면적이 40 ~ 70%일 때 '2', 토마토의 표면이 붉은색으로 착색된 면적이 70% 이상이고 밑면의 10% 이상이 녹색으로 남아있을 때 '3', 토마토 표면의 대부분이 붉게 착색되었지만 밑면의 일부(0 ~ 10%)만이라도 녹색으로 남아있을 때 '4', 토마토 전체 표면에서 녹색이 완전히 사라졌을 때 '5' 등으로 나누어 점수를 부여하였다. 따라서 숫자가 클수록 토마토는 상대적으로 숙성된 정도가 높은 상태를 의미한다. 시험결과는 아래의 <표 2>와 같다.

<표 2>

실험예 2: 유제(油劑: oil based formulation)에 의한 토마토 효능 시험

실시예 1에서 예시했듯이, 현장에서(in situ), 제조 예 15, 16, 17, 18, 22의 방법에 준하여 1-(2-페닐에틸)시클로프로펜, 1-(3-페닐프로필)시클로프로펜, 1-(4-페닐부틸)시클로프로펜, 1-(5-페닐펜틸)시클로프로펜, 1-헥실시클로프로펜 등 1.0mmole의 5개 약제를 제조하고 반응용액으로 자일렌 5.0 ml와 물 5.0 ml을 가하고 5 분간 세차게 교반한 다음 방치한다. 혼합물로부터 유기용액 층(상층)과 물 층(하층)으로 나뉘어지면 유기용액 층만 분리하여 취하고 물 층은 폐기한다. 유기용액 층으로 100 ml의 헥산을 추가하고 잘 혼합하여 1.0mM 농도의 유제(油劑)를 준비하였다.

실험예 1에서처럼 선별한 토마토(Tomato)는 4 개씩 한 조로 묶어서 각각 무처리군, 대조군 (용매 처리군), 약제 5 개 등 7 군으로 나누었다. 앞서 제조한 약제를 가정용 분무기를 사용하여 토마토 표면 위로 흠뻑 뿌려주고서 상온 (25 ~ 30℃)에서 3 일간 방치하면서 토마토가 붉게 착색되어 정도를 0 ~ 5로 평가하였다. 시험결과는 아래의 <표 3>과 같다.

<표 3>

실험예 3: 기타 약제들에 대한 토마토 효능 시험

실시예 1과 실시예 2의 방법에 준하여 1-(2-(4-메톡시페닐)에틸)시클로프로펜, 1-(3-(4-메톡시페닐)프로필)시클로프로펜, 1-(3-페녹시프로필)시클로프로펜, 1-(4-페녹시부틸)시클로프로펜 등 4개 약제에 대해서 1.0 mM의 유화제(乳化劑)와 유제(油劑)를 준비하였다.

실험예 1과 동일한 방법으로 선별한 토마토(Tomato)는 4 개씩 한 조로 묶어서 각각 무처리군, 약제 4 개에 대한 각각의 유화제(乳化劑)와 유제(油劑) 등 9 군으로 나누었다. 앞서 제조한 약제를 가정용 분무기를 사용하여 토마토 표면 위로 흠뻑 뿌려주고서 상온 (25 ~ 30℃)에서 3 일간 방치하면서 토마토가 붉게 착색되어 정도를 0 ~ 5로 평가하였다. 시험결과는 아래의 <표 4>와 같다.

<표 4>

상기 실험예 1, 2, 3에서 볼 수 있듯이, 무처리군 및 대조군의 경우에는 1 일 경과 후부터 토마토가 숙성되기 시작하여 약 3 일이 경과하면 토마토의 표면 전체가 붉게 물들 정도로 완전히 숙성되었다. 하지만, 처리군에서는 3 일이 경과한 시점에서도 토마토의 표면이 완전히 붉게 물들지 않은 상태를 유지하고 있음을 알 수 있었다. 이러한 시험 결과로 보아, 본 발명의 방법을 통해서 생성된 1-알킬시클로프로펜은 토마토의 숙성 과정을 효과적으로 차단하고 있음을 확인할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

식물체를 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜으로 처리하는 방법으로서,
(a) 서로 분리되어 공급되는 반응 약제들인 화학식 2 또는 화학식 3의 1-알킬시클로프로펜 전구물질 함유 약제(i)과 불소 음이온염 함유 약제(ii)를 혼합하여, 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 제조하는 단계;
(b) 상기 단계(a)와 동시에 또는 연속하여 반응용액으로부터 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 상분리하는 단계; 및
(c) 상기 상분리된 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 식물체에 분가하는 단계;
를 포함하는 과정을 현장에서(in situ) 실시하는 것을 특징으로 하는 방법:

(1)

(2)

(3)
상기 식에서, A는 (CH₂)_mY(CH₂)_n의 형태를 갖는 직쇄형의 결합을 의미하고, m, n은 각각 독립적으로 0~3의 정수이고, Y는 각각 독립적으로 CH₂, O 또는 S이며;
R₁은 치환 또는 비치환의 C₃-C₂₀ 알킬 또는 C₄-C₁₀ 아릴, 퓨란닐, 피란, 또는 티오퓨란이고, 상기 알킬, 아릴, 퓨란닐, 피란, 티오퓨란은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 산소, 황, 질소, 실리콘 및 인으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며;
R₂, R₃, R₄는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 C₁-C₁₀ 알킬, 또는 치환 또는 비치환의 C₁-C₁₀ 알콕시, 또는 C₆-C₁₀ 아릴, 또는 C₆-C₁₀아릴옥시, 또는 C₁-C₁₀ 일차아민, 또는 C₁-C₁₀ 이차아민, 또는 할로겐이며;
X는 할로겐 또는 OSO₂T 이고, 여기서, T는 수소, 또는 치환 또는 비치환의 C₁-C₁₀알킬, 또는 치환 또는 비치환의 C₁-C₁₀알콕시, 또는 치환 또는 비치환의 아릴(aryl), 또는 치환 또는 비치환의 아릴옥시, 또는 아민, 또는 할로겐, 또는 히드록시이고;
상기 알킬 또는 알콕시가 치환되는 경우, 히드록시, 할로겐, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 아민 및 티오알콕시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며;
상기 아릴 또는 아릴옥시가 치환되는 경우, 알콕시, 티오알콕시, 니트로, 할로겐 또는 아민으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 불소 음이온염은 하기 화학식 4의 불화 테트라알킬암모늄 (Tetraalkylammonium fluoride) 화합물인 것을 특징으로 하는 방법:

(4)
상기 식에서, R₅, R₆, R₇ 및 R₈는 각각 독립적으로 C₁-C₂₀ 알킬 또는 C₆-C₁₅ 아릴이다.
제 1 항에 있어서, 상기 단계(a)에서 약제(i) 및/또는 약제(ii)는 극성 비양자성 용매에 용해되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 극성 비양자성 용매는 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드, 디메틸설폰, 아세토니트릴, 2-피롤리디논, 및 1-메틸-2-피롤리디논으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)에서 상분리는 극성 용매와 비극성 용매를 반응용매와 혼합하여 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 극성 용매는 물, 에틸렌글리콜 및 아세토니트닐로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이고, 상기 비극성 용매는 자일렌(Xylene), 벤젠, 톨루엔, 메틸실렌, 에틸벤젠, 프로필벤젠, 이소프로필벤젠, 큐멘, 코코졸, 석유에테르, 펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 가솔린, 등유, 경유, 에틸에테르, 부틸에테르 및 MTBE로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)에서 1-알킬시클로프로펜을 비극성 용매에 용해시킨 상태에서 휘발시키거나 분산시킴으로써 식물체에 분가시키는 과정인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 비극성 용매로는 펜탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 석유에테르, 에틸에테르 및 MTBE로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)는 상분리된 1-알킬시클로프로펜에 액상 용매, 계면활성제 및 안정화제를 혼합한 상태에서 식물체에 분가하는 과정인 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 액상 용매는 물, 에틸렌글리콜, 올리고에틸렌글리콜, 알코올, 펜탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 석유에테르, 에틸에테르 및 MTBE로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이고, 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제 및 양이온 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이며, 상기 안정화제는 수용성 폴리머 또는 중성계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 단계(c)는 액상 용매 및/또는 고형의 증량제로 희석하고 분산시킨 상태에서 식물체에 분가하는 과정인 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 액상 용매는 물, 에틸렌글리콜, 톨루엔, 벤젠, 자일렌, 에틸벤젠, 펜탄, 헥산, 에틸에테르 및 MTBE로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이고, 상기 고형 증량제는 전분, 생석회, 및 진흙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 1-알킬시클로프로펜을 제조로부터 식물체로의 부가 과정은 50 시간 이내에 완료되는 것을 특징으로 하는 방법.
식물체를 제 1 항 정의의 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜으로 처리하는 방법으로서,
(a) 서로 분리되어 공급되는 반응 약제들인 제 1 항 정의의 화학식 2 또는 화학식 3의 1-알킬시클로프로펜 전구물질 함유 약제(i)과 불소 음이온염 함유 약제(ii)를 혼합하여, 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 제조하는 단계;
(b) 반응 용액으로부터 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜을 분리, 추출해 내는 단계;
(c) 상기 제조된 1-알킬시클로프로펜을 액상 용매, 계면활성제 및 안정화제와 혼합하는 단계;
(d) 선택적으로, 액상 용매 및/또는 고형의 증량제로 희석하고 분산시키는 단계; 및
(e) 상기 단계(b), (c) 또는 (d)에서 얻어진 추출액, 혼합액 또는 희석액을 식물체에 분가하는 단계;
를 포함하는 과정을 현장에서(in situ) 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
개방된 곳에서 식물체를 제 1 항 정의의 화학식 1의 1-알킬시클로프로펜으로 처리하기 위해 현장에서(in situ) 1-알킬시클로프로펜을 제조하기 위한 키트(kit)로서, (i) 제 1 항 정의의 화학식 2 또는 화학식 3의 1-알킬시클로프로펜 전구물질 함유 약제, (ii) 제 1 항 정의의 불소 음이온염 함유 약제, 및 (iii) 극성 용매와 비극성 용매를 포함하는 액상 용매를 포함하고 있는 1-알킬시클로프로펜 제조용 키트(kit).
삭제