Phenylvinylsulfone 유도체의 제초활성

Herbicidal Activities of Phenylvinylsulfone Derivatives

벼(Oryza sativa L.)를 위시하여 논잡초인 피(Echinochloa crus-galli)와 물달개비(Monochoria vaginalis Presl)에 대한 phenylvinylsulfone유도체(S)들의 제초활성을 측정 한 바, 발아 전후에 벼(Oryza sativa L.)이외의 잡초에 대하여 현저하게 속효성이고 선택적인 제초활성을 나타내었다. (S)의 phenyl기에 X-치환기가 변화함에 따른, 구조와 제초활성과의 관계(SAR)를 양자 약리학적 방법으로 분석한 바, 피의 경우에는 ${\pi}$상수가 클수록(${\pi}$<0) 그리고 LUMO가 음의 값으로 증가할수록 제초활성이 증가 하였다. 한편, 물달개비의 경우에는 ${\pi}$상수의 적정값(optimal value)이 1.10이었으므로 이 값에 가까울수록 제초활성이 클 것이며 HOMO에 의존적임을 알 수 있었다. 따라서 X-치환기로 전자끌게가 치환됨으로써 ${\pi}$상수가 크고(${\pi}$<01.10) 음의 값으로 HOMO와 LUMO가 클수록 고활성을 나타낼 수 있는 화합물의 조건들에 대하여 검토되었으며 실험사실을 합리적으로 설명할 수 있는 제초활성 작용기작(mode of action)을 가정 하였다.

Post emergence herbicidal activities$(pI_{50})$ of X-substituted phenylvinylsulfone derivatives(S) in-vivo against rice(Oryza sativa L.), Barnyard grass(Echinochloa crus-galli) and Pickerelweed(Monochoria vaginalis Presl) were measured by the pot test under paddy conditions. The (S) showed herbicidal symptom rapidly with lower activity(average $pI_{50}=2.0$) as proherbicide, which was excellent tolerance to rice. The structure activity relationships(SAR) were analyzed using such a physicochemical parameters as hydrophobic$({\pi})$ and molecular orbital(MO) quantity by the multiple regression technique, and discussed with quantum pharmacology. The herbicidal activities were related to the hydrophobic$({\pi})$ effect of X-substituent and orbital(HOMO & LUMO) energy. In case of Pickerelweed, the effect was rationalized by parabolic function of ${\pi}$ constant, where the optimal value of ${\pi}$ was 1.10. An increase in hydrophobicity and negative orbital energy by the electron attracting X-substituent may contribute to the herbicidal activity. Based on results proposed from SAR analysis, the mode of herbicidal action could be assumed.