Investigation of Herbicide Safeners and its Mode of Safening Action Ⅰ. Effect of N-(4-chlorophenyl)maleimide on Metolachlor Absorption and Metabolism

제초제(除草劑) 약해경감물질(藥害輕減物質) 탐색(探索)과 작용기구(作用機構) 규명(糾明) Ⅰ. Metolachlor 흡수(吸收) 및 대사(代謝)에 대한 N-(4-chlorophenyl)maleimide의 효과(效果)

Mode of safening action of N-(4-chlorophenyl)maleimide (CPMI) on metolachlor [2-chloro-N-(2-ethyl-6-methylphenyl)-N-(2-methoxy-l-methylethyl) acetamide] was investigated in sorghum(Sorghum bicolor L.). CPMI was synthesized by dehydration of N-(4-chlorophenyl)maleamic acid (CPMA) which was obtained from amination with maleic anhydride and 4-chloroaniline. Melting points of CPMA and CPMI (>95% purity) were $200-202^{\circ}C$ and $116-118^{\circ}C$, respectively. Growth response study indicated that seed treatment of CPMI increased tolerance of sorghum shoot to metolachlor approximately threefold. Sorghum shoot was more sensitive to injury caused by metolachlor and CPMI activity than the root. Metolachlor was initially absorbed by sorghum shoot and metabolized to the metolachlor-glutathione conjugate in CPMI-untreated and treated shoots. However, CPMI treatment significantly accelerated metabolism of $[^{14}C]$metolachlor in sorghum shoot, resulting in decrease in metolachlor content and increase in formation of the glutathione conjugate. It was concluded that the protection against metolachlor injury conferred by CPMI appeared to be correlated to detoxification of metolachlor in sorghum shoot tissue.

Maleic anhydride와 4-chloroaniline에 의한 amination 반응(反應)을 통하여 CPMA를 회수(回收)하고, 다시 acetic anhydride 및 sodium acetate에 의한 CPMA의 dehydration 반응(反應)을 거쳐 CPMI를 합성(合成)하였다. 생성물(生成物)의 녹는점(CPMA $200-202^{\circ}C$, CPMI $116-118^{\circ}C$) 비교(比較)와 NMR 분석(分析)을 통하여 화합물의 순도(純度)(95% 이상)를 결정(決定)하였다. 생육(生育) 초기단계(初期段階)의 수수에서 metolachlor에 의한 생육억제(生育抑制)는 근부(根部)에 비하여 지상부(地上部)에서 더욱 크게 나타났으며, 이러한 지상부(地上部)의 생육저해(生育沮害)는 종자(種子)에 CPMI를 피복처리(被覆處理)한 경우에 뚜렷한 감소(減少)를 보였다. CPMI를 수수 종자(種子) 1kg당 1.2g의 수준(水準)으로 종자(種子)에 피복처리(被覆處理)한 경우에 가장 높은 약해경감(藥害輕減) 활성(活性)을 나타내었으며, 지상부(地上部)의 50% 생육억제(生育抑制)를 나타내는 metolachlor의 농도(濃度)($GR_{50}$치(値))로 표시한 약해경감지수(藥害輕減指數)는 무처리종자(無處理種子)($15\;{\mu}M$)에 비하여 피복처리(被覆處理) 종자(種子) ($53\;{\mu}M$) 에서 약 3배 정도 증대(增大)되었다. CPMI의 처리(處理) 여부에 관계없이 [$^{14}C$]metolachlor의 흡수(吸收)에는 차이(差異)가 인정(認定)되지 않았다. CPMI를 피복처리(被覆處理)한 수수에서 metolachlor의 부활성화(不活性化)가 촉진되어 수수내의 흡수(吸收)된 metolachlor의 대부분이 빠른 시간내에 glutathione과의 결합(結合)을 통하여 대사(代謝) 또는 해독(解毒)되었다.