CN110914269B - 大环化合物的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大环化合物的制造方法，其包括下述得到大环化合物(A)的工序，其中，使用选自由“具有下述式(1)所示的阳离子单元的化合物”、“具有下述式(2)所示的阴离子单元和质子性阳离子单元的化合物”、以及“质子性化合物和具有下述式(2)所示的阴离子单元且不具有质子性阳离子单元的化合物的组合”组成的组中的1种或2种以上作为催化剂，使下述式(3)所示的醛与下述式(4)所示的含吡咯环的化合物反应，得到大环化合物(A)。【化1】

Description

大环化合物的制造方法

技术领域

本发明涉及大环化合物的制造方法。

本申请基于2017年7月31日在日本提交的日本特愿2017-148187号要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术

作为大环化合物的一例的卟啉衍生物在自然界以血红素、叶绿素、维生素B12等形式存在，分别承担氧的搬运、光合成中的光能的吸收、代谢促进等作用。另外，不限于此，卟啉衍生物还被用作人工色素、催化剂等，其用途多种多样。

卟啉衍生物通常通过在酸性条件下使醛与含吡咯环的化合物发生缩合反应来制造，该反应被称为罗森蒙得(Rothemund)法缩合反应(参见非专利文献1)。

另外，除了卟啉衍生物以外，罗森蒙得法缩合反应还能用于具有吡咯环骨架的大环化合物的制造。这种大环化合物配位有金属时，存在适合作为催化剂、发光材料、电子注入材料等各种功能性材料的物质。

罗森蒙得法缩合反应需要酸催化剂，迄今为止，为了提高目标物质的收率，研究了使用各种酸催化剂。作为以往的罗森蒙得法缩合反应，已知例如：使用甲酸、乙酸、丙酸等作为酸性的反应溶剂的方法；使用催化剂量的三氟乙酸、对甲苯磺酸等的方法；等等。

据推测：在罗森蒙得法缩合反应中，氢离子(H⁺)或路易斯酸配位于醛中的甲酰基(-C(＝O)-H)，由此在醛与含吡咯环的化合物之间容易产生化学键，缩合反应进行。但是，分子水平的详细反应机理尚不明确。

另一方面，近年来，通过应用量子化学计算方法，能够使用计算机来模拟有机合成反应时的反应机理。通过利用该分析方法，能够理解分子水平的基本反应，能够理解在有机合成反应的哪个阶段需要最大的活化能(参见非专利文献2)。

活化能最大的基本反应在反应机理中成为限速阶段，会对反应效率产生很大影响。通过降低该限速阶段的活化能，能够提高反应效率。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：J.Am.Chem.Soc.1935,57,2010-2011

非专利文献2：有机合成化学协会志,2003,61,144

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在进行罗森蒙得法缩合反应时，醛和含吡咯环的化合物的缩合引起的分子内环化反应与醛和含吡咯环的化合物的缩合引起的分子间反应等目标外反应成为竞争。因此，具有容易产生副产物、难以提高作为目标物质的大环化合物的收率的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够以高收率制造具有吡咯环骨架的大环化合物的制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明采用以下的构成。

[1].一种大环化合物的制造方法，其包括下述得到大环化合物(A)的工序，其中，使用选自由“具有下述式(1)所示的阳离子单元的化合物”、“具有下述式(2)所示的阴离子单元和质子性阳离子单元的化合物”、以及“质子性化合物和具有下述式(2)所示的阴离子单元且不具有质子性阳离子单元的化合物的组合”组成的组中的1种或2种以上作为催化剂，使下述式(3)所示的醛与下述式(4)所示的含吡咯环的化合物反应，得到大环化合物(A)。

【化1】

(式(1)中，R¹、R²和R³各自独立地为取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。)

【化2】

(式(2)中，Ar¹、Ar²、Ar³和Ar⁴各自独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基。)

【化3】

(式(3)中，R⁴为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。)

【化4】

(式(4)中，R⁵为单键或者取代或未取代的夹杂或不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基；R⁶、R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。)

[2].如[1]所述的大环化合物的制造方法，其中，上述R⁵为单键或者取代或未取代的不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基。

[3].如[1]或[2]所述的大环化合物的制造方法，其中，上述R³为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基。

[4].如[1]～[3]中任一项所述的大环化合物的制造方法，其中，上述R¹和R²为碳原子数为1～18的烷基。

[5].如[1]～[4]中任一项所述的大环化合物的制造方法，其中，上述R⁴为取代或未取代的苯基。

[6].一种大环化合物的制造方法，其在通过[1]～[5]中任一项所述的大环化合物的制造方法进行得到上述大环化合物(A)的工序后，进一步包括通过将上述大环化合物(A)氧化得到上述大环化合物(A)的氧化体的工序。

[7].一种大环化合物的制造方法，其在通过[6]所述的大环化合物的制造方法进行得到上述大环化合物(A)的氧化体的工序后，进一步包括通过将上述大环化合物(A)的氧化体制成金属络合物得到包含上述大环化合物(A)的氧化体的金属络合物的工序。

发明的效果

根据本发明，提供一种能够以高收率制造具有吡咯环骨架的大环化合物的制造方法。

具体实施方式

<<大环化合物的制造方法>>

<第1实施方式>

本发明的第1实施方式的大环化合物的制造方法包括下述工序：使用催化剂，使下述式(3)所示的醛(本说明书中有时称为“醛(3)”)与下述式(4)所示的含吡咯环的化合物(本说明书中有时称为“化合物(4)”)反应，得到大环化合物(A)。

作为本实施方式中使用的上述催化剂，可以举出：

具有下述式(1)所示的阳离子单元的化合物(本说明书中有时称为“化合物(1)”)；

具有下述式(2)所示的阴离子单元和质子性阳离子单元的化合物(本说明书中有时称为“化合物(2-1)”)；以及

质子性化合物和具有下述式(2)所示的阴离子单元且不具有质子性阳离子单元的化合物(本说明书中有时称为“化合物(2-2)”)的组合(本说明书中有时称为“组合(2-2)”)。

并且，本实施方式中，使用选自由上述化合物(1)、上述化合物(2-1)和上述组合(2-2)组成的组中的1种或2种以上作为上述催化剂。

本说明书中，符合化合物(1)与化合物(2-1)两者的化合物可以从化合物(2-1)中除去。即，本说明书中，符合化合物(1)与化合物(2-1)两者的化合物为化合物(1)。

【化5】

(式(1)中，R¹、R²和R³各自独立地为取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。)

【化6】

(式(2)中，Ar¹、Ar²、Ar³和Ar⁴各自独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基。)

【化7】

(式(3)中，R⁴为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。)

【化8】

(式(4)中，R⁵为单键或者取代或未取代的夹杂或不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基；R⁶、R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。)

根据本实施方式的制造方法，通过使用具有上述特定结构的催化剂，能够以比以往的制造方法更高的收率得到大环化合物(A)。

大环化合物(A)适合作为后述大环化合物(A)的氧化体(本说明书中有时称为“大环化合物(B)”)的制造原料。

需要说明的是，本说明书中，只要不特别声明，则“取代或未取代”是指构成对象基团的氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基、碳原子数为1～30的卤代烃基、碳原子数为1～30的卤代烃氧基、或碳原子数为1～30的烃基巯基等取代基所取代。即，“取代或未取代”是指被上述取代基取代或未被取代。

作为上述卤素原子的示例，可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。

上述取代基优选为卤素原子、羟基、碳原子数为1～12的烃基、碳原子数为1～12的烃氧基、碳原子数为1～12的卤代烃基、或碳原子数为1～12的卤代烃氧基，更优选为氟原子、溴原子、羟基、碳原子数为1～8的烃基、或碳原子数为1～8的氟代烃基，特别优选为氟原子、溴原子、羟基、甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、苯基或三氟甲基。

本说明书中，Me表示甲基，Et表示乙基，Pr表示丙基，Ph表示苯基，Bu表示丁基，t-Bu表示叔丁基。

本说明书中，在记为丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十五烷基、十八烷基、二十二烷基等的情况下，这些基团可以为直链状和支链状中的任一种。

R⁵中的“夹杂或不夹杂杂原子的亚烃基”是指，亚烃基中的至少1个碳原子可以被碳原子、氢原子以外的原子即杂原子所取代的2价基团。

本说明书中，“取代或未取代的碳原子数为X的基团”(X为1以上的整数)是指，未取代状态下的上述基团的碳原子数为X，X不包括取代基的碳原子数。即，在被取代的碳原子数为X的基团中，碳原子的总数有时超过X。

本说明书中，“大环化合物”是指下述化合物：其具有4个以上的芳族环，由构成这些4个以上芳族环的环骨架的原子，进而构成了比这些各芳族环环元数(构成环骨架的原子的数量)多的大环骨架。此处，关于“构成环骨架的原子”，例如在吡咯环的情况下为4个碳原子和1个氮原子，与这些碳原子和氮原子结合的共计5个氢原子不是构成环骨架的原子。

本说明书中，“芳族环”包括构成环骨架的原子的至少一个为杂原子(例如氮原子等)的杂芳族环。

另外，本说明书中，如上所述，“大环骨架”是指由这些芳族环构成的、环元数多于这些芳族环的环骨架，而不是环元数少于其的芳族环。

需要说明的是，本说明书中，例如苯并三唑环、萘环、菲咯啉环等2个以上的芳族环稠合而成的环结构可视为1个芳族环。

本实施方式中的大环化合物(A)优选为由6个以上芳族环构成了上述大环骨架的化合物，更优选为由6个芳族环构成了上述大环骨架的化合物。

作为本发明的另一方面，本实施方式中的大环化合物(A)优选为由4个以上9个以下芳族环构成了上述大环骨架的化合物，更优选为由4个以上6个以下芳族环构成了上述大环骨架的化合物。

本说明书中，对上述大环化合物(A)的芳族环的数量进行统计的情况下，仅计算上述式(4)所示的含吡咯环的化合物来源的芳族环的数量，不包括上述式(3)所示的醛来源的芳族环的数量。

大环化合物(A)优选具有4个以上的氮原子作为能够配位的原子，优选具有4个以上6个以下的氮原子作为能够配位的原子，更优选具有4个氮原子和2个氧原子作为能够配位的原子。

在大环化合物(A)中，构成其最大环骨架的最小原子数(构成上述大环骨架的内周的原子的数量)优选为9～50、更优选为16～33、进一步优选为17～32、特别优选为19～20。

[化合物(1)的阳离子单元]

化合物(1)是上述催化剂的一种，具有上述式(1)所示的阳离子单元。另外，化合物(1)具有作为该阳离子单元的抗衡离子的阴离子单元，以使其一分子整体上为电中性。

化合物(1)具有上述式(1)所示的阳离子单元，具有能够释放H⁺的结构，作为布朗斯台德酸发挥功能。

关于化合物(1)所具有的阴离子单元，下文中另行详细说明。

式(1)中，R¹、R²和R³各自独立地为取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。即，R¹～R³可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分(2个)相同。

R¹～R³的上述烃基可以为直链状、支链状和环状中的任一种，在为环状的情况下，可以为单环状和多环状中的任一种。

R¹和R²各自独立地优选为碳原子数为1～30的烷基或碳原子数为6～30的芳基，更优选为碳原子数为1～18的烷基，进一步优选为碳原子数为1～8的直链状烷基。

作为R¹和R²的示例，可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十五烷基、十八烷基、二十二烷基等碳原子数为1～30的直链状或支链状(即链状)的烷基；

环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基等碳原子数为3～30的环状饱和烃基(环状的烷基)；

乙烯基、丙烯基、2-丁烯基等碳原子数为2～30的烯基；

苯基、1-萘基、2-萘基、4-苯基苯基等碳原子数为6～30的芳基；

苯甲基(也称为苄基)、2-苯乙基(也称为苯乙基)等碳原子数为7～30的芳基烷基(也称为芳烷基)等。

作为R³的示例，可以举出与R¹和R²相同的基团。

其中，R³优选为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基，更优选为取代或未取代的苯基，进一步优选为取代有碳原子数为1～8的烃基或无取代的苯基。

在R¹～R³中，优选至少1个(1个、2个或3个)为取代或未取代的芳基，更优选至少1个为取代或未取代的苯基，进一步优选为取代有碳原子数为1～8的烃基或无取代的苯基。

R¹和R²可以相互不同，但优选相互相同。

R¹和R²与R³可以相互相同，但优选相互不同。

上述式(1)所示的阳离子单元中，R¹～R³优选为上述优选基团彼此的组合。

作为上述阳离子单元的优选的示例，可以举出R¹和R²各自独立地为碳原子数为1～30的烷基或碳原子数为6～30的芳基、且R³为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基或R³为未取代的碳原子数为6～30的芳基的示例。

作为上述阳离子单元的更优选的示例，可以举出R¹和R²各自独立地为碳原子数为1～18的烷基、且R³为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基或R³为未取代的碳原子数为6～30的芳基的示例。

作为上述阳离子单元的进一步优选的示例，可以举出R¹和R²各自独立地为碳原子数为1～8的直链状烷基、且R³为取代或未取代的苯基或R³为未取代的苯基的示例。

作为上述阳离子单元的特别优选的示例，可以举出R¹和R²各自独立地为碳原子数为1～8的直链状烷基、且R³为可以被碳原子数为1～8的烃基所取代的苯基或R³为未取代的苯基的示例。

作为上述式(1)所示的阳离子单元的示例，可以举出下述式a1～a12中的任一者所示的阳离子单元。

【化9】

上述式a1～a7所示的阳离子单元属于R¹和R²为烷基(链状烷基)、R³为取代或未取代的芳基的阳离子单元。

上述式a8～a9所示的阳离子单元属于R²为烷基(链状烷基)、R¹和R³为取代或未取代的芳基的阳离子单元。

上述式a10所示的阳离子单元属于R¹、R²和R³全部为取代或未取代的芳基的阳离子单元。

上述式a11～a12所示的阳离子单元属于R¹、R²和R³全部为烷基(链状烷基)的阳离子单元。

上述式(1)所示的阳离子单元优选R³为取代或未取代的芳基的上述式a1～a10中的任一者所示的阳离子单元，更优选R³为取代或未取代的芳基、R¹和R²为烷基的上述式a1～a7中的任一者所示的阳离子单元。

构成一分子化合物(1)的式(1)所示的阳离子单元可以仅为1个，也可以为2个以上，在为2个以上的情况下，其组合和比例可以任意选择。例如，构成一分子化合物(1)的上述阳离子单元为2个以上的情况下，这些阳离子单元可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

[化合物(2-1)或化合物(2-2)的阴离子单元]

上述式(2)所示的阴离子单元构成作为上述催化剂的1种的上述化合物(2-1)、或上述组合(2-2)(质子性化合物和化合物(2-2)的组合)。在使用组合(2-2)作为催化剂的情况下，可以使化合物(2-2)与质子性化合物共存而添加到反应体系中，也可以将化合物(2-2)与质子性化合物分开而添加到反应体系中。

化合物(2-1)具有上述式(2)所示的阴离子单元。并且，化合物(2-1)具有作为该阴离子单元的抗衡离子的质子性阳离子单元，以使其一分子整体上为电中性。

本实施方式中，为了得到大环化合物(A)，需要能够在反应体系中释放质子(H⁺)的质子源。但是，上述式(2)所示的阴离子单元自身不具有能够释放质子的结构。因此，在利用上述式(2)所示的阴离子单元的情况下，例如可以使用具有该阴离子单元和质子性阳离子单元的化合物(2-1)。

关于化合物(2-1)所具有的质子性阳离子单元，在下文中另行详细说明。

另一方面，化合物(2-2)也具有上述式(2)所示的阴离子单元。但是，化合物(2-2)不具有质子性阳离子单元。化合物(2-2)具有作为该阴离子单元的抗衡离子的质子性阳离子单元以外的阳离子单元(本说明书中有时称为“非质子性阳离子单元”)，以使其一分子整体上为电中性。即，化合物(2-2)是具有上述式(2)所示的阴离子单元、且不具有质子性阳离子单元、且具有质子性阳离子单元以外的阳离子单元的化合物。

化合物(2-2)自身不具有能够释放质子的结构。因此，在使用化合物(2-2)的情况下，合用质子性化合物。

关于上述非质子性阳离子单元和质子性化合物，在下文中另行详细说明。

式(2)中，Ar¹、Ar²、Ar³和Ar⁴各自独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基。即，Ar¹～Ar⁴可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分(2个或3个)相同。

Ar¹～Ar⁴的上述芳基可以各自独立地为单环状和多环状中的任一者。

Ar¹～Ar⁴优选为取代或未取代的苯基或者未取代的苯基，更优选为取代有含氟原子的基团或烃基苯基或无取代的苯基，进一步优选为取代有含氟原子的基团或无取代的苯基。

Ar¹～Ar⁴中的作为取代基的上述含氟原子的基团只要是具有氟原子的基团即可，可以为氟原子，也可以为由氟原子和氟原子以外的原子构成的基团。

作为上述含氟原子的基团的示例，可以举出氟原子、氟代烷基，氟代烷基是烷基中的1个或2个以上的氢原子被氟原子所取代的基团，也可以为全部氢原子被氟原子所取代的全氟烷基。

关于上述氟代烷基的碳原子数，只要具有本发明的效果就没有特别限定，优选为1～5、更优选为1～3，作为这种氟代烷基的示例，可以举出三氟甲基等。

Ar¹～Ar⁴中的作为取代基的上述烃基优选为烷基或芳基，更优选为碳原子数为1～8的烷基或碳原子数为6～30的芳基，进一步优选为甲基、乙基、丙基或苯基。

Ar¹～Ar⁴特别优选为苯基、4-氟苯基、五氟苯基、4-三氟甲基苯基、3,5-双(三氟甲基)苯基、4-甲基苯基、3-甲基苯基或4-苯基苯基，最优选为五氟苯基。

在Ar¹～Ar⁴中，优选2个以上相同，更优选3个以上相同，进一步优选4个全部相同。

作为上述式(2)所示的阴离子单元的示例，可以举出下述式b1～b8中的任一者所示的阴离子单元。

【化10】

上述式b1～b4所示的阴离子单元属于Ar¹～Ar⁴为被氟原子或氟代烷基(全氟烷基)所取代的苯基的阴离子单元。

上述式b5所示的阴离子单元属于Ar¹～Ar⁴为苯基的阴离子单元。

上述式b6～b8所示的阴离子单元属于Ar¹～Ar⁴为被烷基或芳基所取代的苯基的阴离子单元。

上述式(2)所示的阴离子单元优选Ar¹～Ar⁴为被含氟原子的基团所取代的苯基的上述式b1～b4中的任一者所示的阴离子单元。

构成一分子化合物(2-1)或一分子化合物(2-2)的式(2)所示的阴离子单元可以仅为1个，也可以为2个以上，在为2个以上的情况下，其组合和比例可以任意选择。例如，构成一分子化合物(2-1)或一分子化合物(2-2)的上述阴离子单元为2个以上的情况下，这些阴离子单元可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

[化合物(1)的阴离子单元]

化合物(1)所具有的上述阴离子单元没有特别限定。

作为化合物(1)所具有的上述阴离子单元的示例，可以举出上述式(2)所示的阴离子单元，作为其具体例，可以举出上述式b1～b8中的任一者所示的阴离子单元。

另外，除此以外，作为化合物(1)所具有的上述阴离子单元的示例，可以举出一般的布朗斯台德酸的共轭碱。作为这种上述阴离子单元的示例，可以举出I^-、HSO₄ ^-、ClO₄ ^-、Br^-、Cl^-、PhSO₃ ^-、NO₃ ^-、CF₃CO₂ ^-、CCl₃CO₂ ^-、CF₂HCO₂ ^-、CCl₂HCO₂ ^-、HSO₃ ^-、CFH₂CO₂ ^-、CClH₂CO₂ ^-、F^-、NO₂ ^-、PhCO₂ ^-、CH₃CO₂ ^-、HCO₃ ^-、PhO^-等。

在这些共轭碱中，作为化合物(1)所具有的上述阴离子单元，优选I^-、HSO₄ ^-、ClO₄ ^-、Br^-、Cl^-、PhSO₃ ^-、NO₃ ^-、CF₃CO₂ ^-、CCl₃CO₂ ^-、CF₂HCO₂ ^-、CCl₂HCO₂ ^-、HSO₃ ^-、CFH₂CO₂ ^-、CClH₂CO₂ ^-、F^-、NO₂ ^-、PhCO₂ ^-。其理由在于，向这些共轭碱补充了H⁺的化合物的pKa值比较小，作为酸催化剂容易使反应进行。

此外，在这些共轭碱中，作为化合物(1)所具有的上述阴离子单元，更优选PhSO₃ ^-、NO₃ ^-、CF₃CO₂ ^-、CCl₃CO₂ ^-、CF₂HCO₂ ^-、CCl₂HCO₂ ^-、HSO₃ ^-、CFH₂CO₂ ^-、CClH₂CO₂ ^-、F^-、NO₂ ^-、PhCO₂ ^-，进一步优选CF₃CO₂ ^-、CCl₃CO₂ ^-、CF₂HCO₂ ^-、CCl₂HCO₂ ^-、HSO₃ ^-、CFH₂CO₂ ^-、CClH₂CO₂ ^-。其理由在于，向这些共轭碱补充了H⁺的化合物作为酸催化剂的作用不会过强，并且可抑制副产物的产生。

上述之中，化合物(1)所具有的上述阴离子单元相较于上述一般的布朗斯台德酸的共轭碱优选为上述式(2)所示的阴离子单元，特别优选为上述式b1～b8中的任一者所示的阴离子单元。

构成一分子化合物(1)的上述阴离子单元可以仅为1个，也可以为2个以上，在为2个以上的情况下，其组合和比例可以任意选择。例如，构成一分子化合物(1)的上述阴离子单元为2个以上的情况下，这些阴离子单元可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

[化合物(2-1)的质子性阳离子单元]

作为化合物(2-1)所具有的上述质子性阳离子单元，可以举出质子(H⁺)和能够释放质子的阳离子。

作为能够释放质子的阳离子的示例，可以举出上述式(1)所示的阳离子单元，作为其具体例，可以举出上述式a1～a12中的任一者所示的阳离子单元。

上述之中，化合物(2-1)所具有的上述质子性阳离子单元优选为上述式(1)所示的阳离子单元，更优选为上述式a1～a12中的任一者所示的阳离子单元。其理由在于，具有这些阳离子单元的化合物(2-1)在有机溶剂中进行反应时，溶解性优异。

构成一分子化合物(2-1)的上述质子性阳离子单元可以仅为1个，也可以为2个以上，在为2个以上的情况下，其组合和比例可以任意选择。例如，构成一分子化合物(2-1)的上述质子性阳离子单元为2个以上的情况下，这些阳离子单元可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

[化合物(2-2)的非质子性阳离子单元]

化合物(2-2)所具有的上述非质子性阳离子单元只要不是质子(H⁺)并且是不能释放质子的阳离子就没有特别限定。

作为上述非质子性阳离子单元的示例，可以举出公知的各种阳离子。作为这种非质子性阳离子单元的示例，可以举出Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺等无机阳离子；Ph₃C⁺等有机阳离子。

上述之中，化合物(2-2)所具有的上述非质子性阳离子单元优选为Ph₃C⁺。其理由在于，具有该阳离子单元的化合物(2-2)在有机溶剂中进行反应时溶解性优异。

构成一分子化合物(2-2)的上述非质子性阳离子单元可以仅为1个，也可以为2个以上，在为2个以上的情况下，其组合和比例可以任意选择。例如，构成一分子化合物(2-2)的上述非质子性阳离子单元为2个以上的情况下，这些阳离子单元可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

本实施方式中，例如，作为构成上述催化剂的物质，可以使用在一分子中具有1个或2个以上上述式(2)所示的阴离子单元与2个以上阳离子单元的化合物。在这种化合物中，同时具有质子性阳离子单元和非质子性阳离子单元作为阳离子单元的化合物根据上述定义被分类为化合物(2-1)。

[质子性化合物]

与化合物(2-2)组合使用的上述质子性化合物是能够释放质子(H⁺)的化合物。

作为上述质子性化合物的优选的示例，可以举出CF₃CO₂H、CCl₃CO₂H、CF₂HCO₂H、CCl₂HCO₂H、HSO₃H(即H₂SO₃)、CFH₂CO₂H、CClH₂CO₂H、HF、HNO₂、PhCO₂H。

本说明书中，符合化合物(1)与质子性化合物两者的化合物可以从质子性化合物中除去。即，符合化合物(1)与质子性化合物两者的化合物为化合物(1)。

[组合(2-2)]

如上所述，组合(2-2)为质子性化合物与化合物(2-2)的组合。

在一组组合(2-2)中，上述质子性化合物和化合物(2-2)分别可以仅为1个，也可以为2个以上，在为2个以上的情况下，其组合和比例可以任意选择。例如，在一组组合(2-2)中，化合物(2-2)为2个以上的情况下，这些化合物(2-2)可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

同样地，在一组组合(2-2)中，质子性化合物为2个以上的情况下，这些质子性化合物可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

组合(2-2)中的质子性化合物与化合物(2-2)的摩尔比(质子性化合物/化合物(2-2))优选为0.1～100、更优选为0.3～10、进一步优选为0.5～3。

[催化剂]

在使用上述催化剂进行反应的情况下，可以将预先分离的状态的催化剂添加到反应体系中而进行反应，也可以不进行分离而使用在反应体系中产生的状态的催化剂(换言之，不是分离后的状态)，由此进行反应。

为了在反应体系中产生上述催化剂中的化合物(1)，例如，将用于产生构成化合物(1)的阳离子单元的化合物和用于产生构成化合物(1)的阴离子单元的化合物分别加入到反应体系中，分别产生上述阳离子单元和阴离子单元即可。若举出一例，将N,N-二甲基苯胺和三氟乙酸分别加入到反应体系中，由此在反应体系中分别产生上述式a1所示的阳离子单元与CF₃CO₂ ^-即可。

为了在反应体系中产生上述催化剂中的化合物(2-1)，与化合物(1)的情况同样地进行即可，例如，将用于产生构成化合物(2-1)的阴离子单元的化合物和用于产生构成化合物(2-1)的质子性阳离子单元的化合物分别加入到反应体系中，由此分别产生上述阴离子单元和质子性阳离子单元即可。

为了在反应体系中产生上述催化剂中的组合(2-2)，例如，在反应体系中产生化合物(2-2)即可。

为了在反应体系中产生化合物(2-2)，与化合物(1)的情况同样地进行即可，例如，将用于产生构成化合物(2-2)的阴离子单元的化合物和用于产生构成化合物(2-2)的非质子性阳离子单元的化合物分别加入到反应体系中，由此分别产生上述阴离子单元和非质子性阳离子单元即可。

如上所述，构成上述催化剂的阳离子单元和阴离子单元分别可以仅为1个，也可以为2个以上。

例如，N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐符合化合物(1)和化合物(2-1)，具有1个上述式a1所示的阳离子单元和1个上述式b1所示的阴离子单元，构成该催化剂的阳离子单元和阴离子单元均只有1个。

另一方面，Ph₃C⁺(BPh₄)^-符合化合物(2-2)，具有1个上述式b5所示的阴离子单元和1个阳离子单元Ph₃C⁺，构成该化合物的阳离子单元和阴离子单元均只有1个。其中，该化合物(2-2)在用作催化剂的情况下，需要合用质子性化合物而作为组合(2-2)使用。另外，质子性化合物可以说具有阳离子单元(H⁺)和阴离子单元。因此，例如，由Ph₃C⁺(BPh₄)^-和CF₃CO₂H构成的组合(2-2)在反应体系中产生Ph₃C⁺、(BPh₄)^-(即，式b5所示的阴离子单元)、CF₃CO₂ ^-和H⁺，表观上阳离子单元和阴离子单元均为2个。

在得到大环化合物(A)的工序中，作为上述催化剂，可以使用选自由化合物(1)、化合物(2-1)和组合(2-2)组成的组中的1种或2种以上。

即，在得到大环化合物(A)的工序中，可以仅使用化合物(1)，可以仅使用化合物(2-1)，可以仅使用组合(2-2)，也可以将化合物(1)、化合物(2-1)和组合(2-2)中的任意2种或全部进行合用。

并且，化合物(1)自身、化合物(2-1)自身、和组合(2-2)自身也可以分别使用1种或2种以上。

其中，本实施方式中，作为上述催化剂，优选使用选自由化合物(1)和组合(2-2)组成的组中的1种或2种以上，更优选使用化合物(1)。

表1中，作为添加物1～3，举出添加到反应体系中的上述催化剂、用于产生构成上述催化剂的阳离子单元的化合物、用于产生构成上述催化剂的阴离子单元的化合物、和质子性化合物的示例。

需要说明的是，表1中，存在以“p-q结构的盐”的形式所记载的添加物，这意味着由p的阳离子单元与q的阴离子单元构成的盐(化合物)。并且，在p为a1～a12中的任一者的情况下，意味着该p(阳离子单元)为上述式a1～a12中的任一者所示的阳离子单元，在q为b1～b8中的任一者的情况下，意味着该q(阴离子单元)为上述式b1～b8中的任一者所示的阴离子单元。

在No.1～5中，添加物1适合作为化合物(1)或化合物(2-1)。No.1～5适合于将预先分离的状态的化合物(1)或化合物(2-1)添加到反应体系中。

在No.6～8中，添加物1适合作为化合物(2-2)，添加物2适合作为质子性化合物。No.6～8适合于在反应体系中产生组合(2-2)。

在No.9中，添加物1适合作为化合物(2-2)，添加物3适合作为用于产生化合物(1)中的阳离子单元的化合物，添加物2适合作为质子性化合物与用于产生化合物(1)中的阴离子单元的化合物这两者。No.9适合于在反应体系中同时产生化合物(1)和组合(2-2)。

在No.10～14、18、20、21中，添加物1适合作为用于产生化合物(1)中的阳离子单元的化合物，添加物2适合作为用于产生化合物(1)中的阴离子单元的化合物。No.10～14、18、20、21适合于在反应体系中产生化合物(1)。

在No.15、17、19中，添加物1适合作为用于产生化合物(1)中的阳离子单元的化合物，添加物3适合作为化合物(2-2)，添加物2适合作为质子性化合物与用于产生化合物(1)中的阴离子单元的化合物这两者。No.15、17、19适合于在反应体系中同时产生化合物(1)和组合(2-2)。

在No.16中，添加物1适合作为用于产生化合物(1)中的阳离子单元的化合物，添加物3适合作为化合物(1)或化合物(2-1)，添加物2适合作为用于产生化合物(1)中的阴离子单元的化合物。No.16适合于将预先分离的状态的化合物(1)或化合物(2-1)添加到反应体系中，并在反应体系中另外产生化合物(1)。

【表1】

No.	添加物1	添加物2	添加物3
				1	a1-b1结构的盐	无	无
2	a1-b2结构的盐	无	无
				3	a1-b5结构的盐	无	无
4	a2-b1结构的盐	无	无
				5	a3-b1结构的盐	无	无
6	Ph<sub>3</sub>C<sup>+</sup>-b1结构的盐	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	无
				7	Ph<sub>3</sub>C<sup>+</sup>-b1结构的盐	CF<sub>2</sub>HCO<sub>2</sub>H	无
8	Ph<sub>3</sub>C<sup>+</sup>-b1结构的盐	HCl	无
				9	Ph<sub>3</sub>C<sup>+</sup>-b1结构的盐	CF<sub>3</sub>C0<sub>2</sub>H	N，N-二甲基苯胺
10	N，N-二甲基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	无
				11	N，N-二甲基苯胺	CCl<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	无
12	N，N-二甲基苯胺	CF<sub>2</sub>HCO<sub>2</sub>H	无
				13	N，N-二甲基苯胺	CCl<sub>2</sub>HCO<sub>2</sub>H	无
14	N，N-二甲基苯胺	HCl	无
				15	N，N-二甲基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	Ph<sub>3</sub>C<sup>+</sup>-b5结构的盐
16	N，N-二甲基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	HNMe<sub>3</sub>-b5结构的盐
				17	N，N-二甲基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	Li<sup>+</sup>-b5结构的盐
18	N，N-二苯基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	无
				19	N，N-二苯基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	Ph<sub>3</sub>C<sup>+</sup>-b5结构的盐
20	N，N-二乙基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	无
				21	N，N-二丁基苯胺	CF<sub>3</sub>CO<sub>2</sub>H	无

作为上述催化剂的优选的示例，可以举出同时具有上述式(1)所示的阳离子单元和上述式(2)所示的阴离子单元的示例。作为这种上述催化剂的示例，可以举出同时具有选自上述式a1～a12中的任一者所示的阳离子单元中的至少1种与选自上述式b1～b8中的任一者所示的阴离子单元中的至少1种的示例。作为这种催化剂的具体例，可以举出表1中的No.1～5中的添加物1。

[醛(3)]

醛(3)由上述式(3)表示，具有甲酰基(-C(＝O)-H)。

式(3)中，R⁴为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。

作为R⁴中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基，可以举出与上述式(1)中的R¹～R³中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基同样的烃基。

作为醛(3)的示例，可以举出甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、辛醛、壬醛、苯甲醛、4-甲基苯甲醛、4-乙基苯甲醛、4-丁基苯甲醛、4-辛基苯甲醛、4-茴香醛、4-异丙基苯甲醛、4-溴苯甲醛、4-羟基苯甲醛、3,4-二羟基苯甲醛等。

R⁴优选为取代或未取代的苯基，更优选为可以被碳原子数为1～30的烃基所取代的苯基，进一步优选为可以被碳原子数为1～8的烷基所取代的苯基。即，醛(3)优选为苯甲醛或其衍生物。需要说明的是，本说明书中，只要不特别声明，则“衍生物”是指具有原本化合物的1个或2个以上的氢原子被氢原子以外的基团所取代的结构的化合物。

醛(3)优选为苯甲醛、4-甲基苯甲醛、4-乙基苯甲醛、4-丁基苯甲醛或4-辛基苯甲醛。

在得到大环化合物(A)的工序中，醛(3)可以单独使用1种，也可以合用2种以上，在合用2种以上的情况下，其组合和比例可以根据目的任意选择。

[化合物(4)]

化合物(4)由上述式(4)表示，具有至少2个吡咯环骨架。

式(4)中，R⁵为单键或者取代或未取代的夹杂或不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基。

R⁵为单键时的化合物(4)中，R⁶和R⁷键合的含氮环(吡咯环骨架)与R⁸和R⁹键合的含氮环(吡咯环骨架)直接键合。

作为R⁵中的取代或未取代的夹杂或不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基，可以举出从与上述式(1)中的R¹～R³中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基同样的基团或上述亚烃基中的至少1个碳原子被杂原子取代的基团除去1个氢原子后的2价基团。

此时，被除去的氢原子的位置没有特别限定。

作为R⁵中的夹杂或不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基的示例，可以举出：亚甲基、亚乙基、亚丙基(甲基亚乙基)、三亚甲基、四亚甲基、1-甲基三亚甲基、2-甲基三亚甲基、1,2-二甲基亚乙基、1,1-二甲基亚乙基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、九亚甲基、十亚甲基等碳原子数为1～30的直链状或支链状(即链状)的亚烷基；

亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、金刚烷二基等碳原子数为3～30的环状饱和亚烃基(环状的亚烷基)；

亚乙烯基、亚丙烯基、2-亚丁烯基等碳原子数为2～30的亚烯基；

苯二基、萘二基、联苯二基等碳原子数为6～30的亚芳基；

碳原子数为1～30的直链状或支链状(即链状)的亚烷基、碳原子数为3～30的环状饱和亚烃基(环状的亚烷基)、碳原子数为2～30的亚烯基、或碳原子数为6～30的亚芳基中的至少1个碳原子被杂原子取代的基团；和

两个以上的上述基团组合而成的基团；等。

作为上述碳原子数为2～30的亚烯基、或碳原子数为6～30的亚芳基中的至少1个碳原子被杂原子取代的基团，可以举出3,6-二苯基菲-3’,3”-二基中的至少1个碳原子被杂原子取代的基团作为示例。

杂原子是指碳原子、氢原子以外的原子，这些之中，作为杂原子，优选氮原子、氧原子、硫原子，更优选氮原子。

R⁵为夹杂有杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基的情况下，R⁵中包含的杂原子的个数优选为2～6个、更优选为2～4个。

夹杂或不夹杂杂原子的碳原子数为1～30的亚烃基具有氮原子作为杂原子的情况下，该氮原子优选为芳族环的构成原子，作为这种芳族环，可以举出吡啶环。此外，上述包含氮原子的芳族环优选为与其他芳族环稠合的环结构，作为这种稠合的环结构，可以举出菲环结构中包含的2个碳原子被氮原子取代的环结构(菲咯啉环结构)作为示例。更具体而言，R⁵中优选具有1,10-菲咯啉-2,9-二基。

另外，在R⁵被取代的情况下，作为取代基，如上述定义的那样，其中优选被碳原子数为1～30的烃基、羟基等所取代。

作为上述烃基，优选碳原子数为1～18的烷基，更优选碳原子数为1～8的烷基。上述烃基优选为直链状或支链状，更优选为支链状。其中，上述烃基优选甲基、叔丁基，特别优选叔丁基。在R⁵被上述烃基取代的情况下，作为R⁵所具有的上述烃基的个数，优选1～4个、更优选1～2个。

在R⁵被羟基取代的情况下，作为R⁵所具有的羟基的个数，优选1～6个、更优选1～3个。

需要说明的是，在上述亚烃基中，自由原子价的位置未特定的亚烃基对其位置没有特别限定。例如，“苯二基”可以为1,2-亚苯基、1,3-亚苯基和1,4-亚苯基中的任一种。

R⁵优选为取代或未取代的亚烷基或亚芳基，更优选为取代或未取代的亚甲基或亚苯基。

R⁵中的上述亚苯基优选为1,3-亚苯基。

式(4)中，R⁶、R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基。即，R⁶～R⁹可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分(2个或3个)相同。

作为R⁶～R⁹中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基，可以举出与上述式(1)中的R¹～R³中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基同样的烃基。

R⁶～R⁹各自独立地优选为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～8的烷基，更优选为氢原子。

对于化合物(4)中的2个吡咯环骨架而言，作为构成该环骨架的原子，均具有氮原子、与该氮原子键合并且还与氢原子键合的碳原子、以及这些氮原子和碳原子以外的3个碳原子。

并且，在R⁵、R⁶和R⁷键合的一个吡咯环骨架中，这些R⁵、R⁶和R⁷分别独立地与上述3个碳原子键合。另外，这些R⁵、R⁶和R⁷的键合目的地的碳原子只要是上述3个碳原子中的任一者就没有特别限定。但是，R⁵优选与上述3个碳原子中的与氮原子键合的碳原子键合。

同样地，在R⁵、R⁸和R⁹键合的另一个吡咯环骨架中，这些R⁵、R⁸和R⁹分别独立地与上述3个碳原子键合。另外，这些R⁵、R⁸和R⁹的键合目的地的碳原子只要是上述3个碳原子中的任一者就没有特别限定。但是，R⁵优选与上述3个碳原子中的与氮原子键合的碳原子键合。

化合物(4)优选为下述式(5)所示的化合物。

【化11】

(式(5)中，R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹分别与上述式(4)中的R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同。)化合物(4)更优选为下述式(6-A)或下述式(6-B)所示的化合物。

【化12】

(式(6-A)、式(6-B)中，R^6A、R^7A、R^8A、R^9A、R^6B、R^7B、R^8B和R^9B分别与上述式(4)中的R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同；R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B各自独立地为氢原子、卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基、或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基；R^11A、R^11B和R^15B为氢原子、卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基、羟基、羧基或磺基。)

式(6-A)、式(6-B)中，R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B各自独立地为氢原子、卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基、或者取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基。

作为R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B中的上述卤素原子的示例，可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。

作为R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基，可以举出与上述式(1)中的R¹～R³中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基同样的烃基。

作为R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B、和R^23B中的取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基，可以举出上述取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基与氧原子键合的1价基团。

作为R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B中的烃氧基的示例，可以举出：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十五烷氧基、十八烷氧基、二十二烷氧基等碳原子数为1～30的直链状或支链状(即链状)的烷氧基；环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、金刚烷氧基等碳原子数为3～30的环状饱和烃氧基(环状的烷氧基)；

乙烯氧基、丙烯氧基、2-丁烯氧基等碳原子数为2～30的烯氧基；

苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-苯基苯氧基等碳原子数为6～30的芳氧基；

苯甲基氧基(苄氧基)、2-苯乙基氧基(苯乙氧基)等碳原子数为7～30的芳基烷氧基(芳烷氧基)等。

R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B中的烃氧基优选为碳原子数为1～18的直链状的烷氧基。

但是，R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B中的烃氧基不限于这些。

作为取代基的R^10A、R^10B和R^14B优选为氢原子或碳原子数为1～18的烷基，更优选为碳原子数为1～8的烷基。

R^10A、R^10B和R^14B中的上述烷基优选为直链状或支链状，更优选为支链状。

其中，R^10A、R^10B和R^14B中的上述烷基优选甲基、叔丁基，特别优选叔丁基。

作为取代基的R^12A、R^13A、R^12B、R^13B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B优选为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1～8的烃基，更优选为氢原子。

式(6-A)、式(6-B)中，作为取代基的R^11A、R^11B和R^15B为氢原子、卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基、羟基、羧基或磺基。

作为取代基的R^11A、R^11B和R^15B中的卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基分别可以举出与R^10A、R^12A、R^13A、R^10B、R^12B、R^13B、R^14B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B中的卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃基、取代或未取代的碳原子数为1～30的烃氧基同样的基团。

作为取代基的R^11A、R^11B和R^15B优选为碳原子数为1～18的烃氧基、或羟基，更优选为羟基。

本实施方式中，通过使用上述催化剂使醛(3)与化合物(4)反应，可得到包含具有二吡咯次甲基结构的下述式(7)所示的部分结构的大环化合物(A)。

【化13】

(式(7)中，R⁴与上述式(3)中的R⁴相同；R⁶、R⁷、R⁸和R⁹分别与上述式(4)中的R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同。)

化合物(4)为上述式(5)所示的化合物的情况下，可得到包含下述式(8)所示的部分结构的大环化合物(A)。

【化14】

(式(8)中，R⁴与上述式(3)中的R⁴相同；R⁶、R⁷、R⁸和R⁹分别与上述式(4)中的R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同。)

化合物(4)为上述式(5)所示的化合物的情况下，更具体而言，可得到下述式(9-A)、下述式(9-B)或下述式(9-C)所示的大环化合物(A)或者包含它们中的2种以上大环化合物(A)的混合物。

【化15】

(式(9-A)、式(9-B)和式(9-C)中，R⁴与上述式(3)中的R⁴相同；R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹分别与上述式(4)中的R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同。)

式(9-A)、式(9-C)中的多个R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹分别可以相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

大环化合物(A)例如优选为下述式(10-A)或下述式(10-B)所示的化合物。该大环化合物(A)是化合物(4)为上述式(6-A)或上述式(6-B)所示的化合物时的大环化合物(A)。

【化16】

(式(10-A)、式(10-B)中，R^4A和R^4B与上述式(3)中的R⁴相同；R^6A、R^7A、R^8A、R^9A、R^6B、R^7B、R^8B和R^9B分别与上述式(4)中的R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同；R^10A、R^11A、R^12A、R^13A、R^10B、R^11B、R^12B、R^13B、R^14B、R^15B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B分别与上述式(6-A)、上述式(6-B)中的R^10A、R^11A、R^12A、R^13A、R^10B、R^11B、R^12B、R^13B、R^14B、R^15B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B相同。)

在得到大环化合物(A)的工序中，上述催化剂的用量调节成，例如，上述式(1)所示的阳离子单元与上述式(2)所示的阴离子单元的总摩尔量相对于上述化合物(4)的摩尔量优选为50％以下、更优选为30％以下、进一步优选为20％以下、特别优选为10％以下。

另一方面，上述催化剂的用量调节成，例如，上述式(1)所示的阳离子单元与上述式(2)所示的阴离子单元的总摩尔量相对于上述化合物(4)的摩尔量优选为0.01％以上、更优选为0.05％以上、进一步优选为0.1％以上、特别优选为0.5％以上。

此处，关于总摩尔量，在催化剂具有上述式(1)所示的阳离子单元与上述式(2)所示的阴离子单元两者的情况下，是指两者的摩尔量之和；在仅具有式(1)所示的阳离子单元的情况下，是指阳离子单元的摩尔量；在仅具有上述式(2)所示的阴离子单元的情况下，是指阴离子单元的摩尔量。

在得到大环化合物(A)的工序中，可以适当调节上述催化剂的用量，以使上述总摩尔量在将上述优选的下限值和上限值任意组合设定的范围内。例如，上述催化剂的用量可以调节为，上述式(1)所示的阳离子单元与上述式(2)所示的阴离子单元的总摩尔量相对于上述化合物(4)的摩尔量优选为0.01％～50％、更优选为0.05％～30％、进一步优选为0.1％～20％、特别优选为0.5％～10％。

如表1所示，从添加到反应体系中的添加物1～3等添加物的方面出发考虑了上述催化剂的情况下，这些添加物的1种或2种以上有时能够使其用量大幅过剩。若举出一例，N,N-二甲基苯胺等也可以用作溶剂。因此，这种情况下，上述添加物的总用量的上限值没有特别限定。但是，用量最小的上述添加物的该用量相对于上述化合物(4)的用量(摩尔量)优选为50％以下、更优选为30％以下、进一步优选为20％以下、特别优选为10％以下。

在得到大环化合物(A)的工序中，醛(3)与化合物(4)的反应优选在溶剂存在下进行。

上述溶剂只要不抑制反应就没有特别限定。

作为溶剂的示例，可以举出水、甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇(2-丙醇)、2-甲氧基乙醇、1-丁醇、1,1-二甲基乙醇、乙二醇、二乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、甲基乙基醚、1,4-二噁烷、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、均四甲苯、十氢化萘、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯、1,2-二氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮、乙腈、苄腈、硝基甲烷等。

这些之中，溶剂优选为甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、均三甲苯或N,N-二甲基甲酰胺，更优选为甲苯或二甲苯。

溶剂可以单独使用1种，也可以合用2种以上，在合用2种以上的情况下，其组合和比例可以根据目的任意选择。

溶剂的用量没有特别限定。

但是，溶剂的用量相对于化合物(4)的用量(质量)优选为5质量倍以上、更优选为10质量倍以上、进一步优选为20质量倍以上、特别优选为30质量倍以上、最优选为50质量倍以上。通过使溶剂的用量为这些下限值以上，可促进醛(3)与化合物(4)的反应引起的分子内环化反应，大环化合物(A)的收率进一步提高。

另一方面，溶剂的用量相对于化合物(4)的用量(质量)优选为2000质量倍以下、更优选为500质量倍以下、进一步优选为100质量倍以下。通过使溶剂的用量为这些上限值以下，可避免溶剂的过量使用，例如能够降低与纯化时的浓缩相伴的成本。

将上述优选的下限值和上限值任意组合，能够适当调节相对于化合物(4)的用量(质量)的溶剂的用量。例如，溶剂的用量相对于化合物(4)的用量(质量)优选为5质量倍以上2000质量倍以下、更优选为10质量倍以上500质量倍以下、进一步优选为10质量倍以上100质量倍以下、特别优选为10质量倍以上50质量倍以下。

醛(3)的用量(摩尔量)例如可以多于或少于化合物(4)的用量(摩尔量)。

但是，从抑制副反应、进一步提高大环化合物(A)的收率的方面出发，醛(3)的用量相对于化合物(4)的用量(摩尔量)优选为1倍摩尔量以上、更优选为1～3倍摩尔量，例如可以为2～3倍摩尔量。

使醛(3)与化合物(4)反应时的反应温度没有特别限定。例如，可以一边冷却一边使醛(3)与化合物(4)反应，也可以一边加热一边使其反应，若再举出一例，可以通过高压釜或微波照射等在高于溶剂沸点的温度下加热来使其反应。

上述反应温度优选为室温(例如23℃，以下相同)与溶剂沸点之间的温度，更优选为室温以上且比溶剂沸点低35℃的温度与溶剂沸点之间的温度。

反应时间例如可以为1分钟～1周、优选为3分钟～24小时、更优选为5分钟～6小时。通过使反应时间为3分钟以上，反应率进一步提高；通过使反应时间为24小时以下，能够进一步抑制大环化合物(A)经由平衡反应的分解。

反应时间优选根据反应温度在上述范围内适当调节。例如，可以较低地设定反应温度，延长反应时间。

需要说明的是，此处，“反应时间”是以上述催化剂、醛(3)和化合物(4)的共存开始的时刻为起点而特定的。

醛(3)与化合物(4)的反应优选在氩气、氦气、氮气等非活性气体的气氛下进行。

在得到大环化合物(A)的工序中，例如，优选制备作为上述催化剂与溶剂的混合物的催化剂含有液(例如催化剂溶液)，将该催化剂含有液加热至反应温度，并向该加热后的催化剂含有液中添加作为醛(3)、化合物(4)和溶剂的混合物的原料含有液(例如，原料溶液)，由此进行反应。通过以这样的步骤添加各成分而进行反应，副反应得到抑制，大环化合物(A)的收率进一步提高。

催化剂含有液优选在上述溶剂中添加上述催化剂而制备。

在上述步骤中，各成分可以一次添加到对象物中，也可以使非液态物通过分开添加来添加，液态物通过滴加来添加。

例如，上述原料含有液可以一次添加到上述催化剂含有液中，也可以通过滴加来添加。关于通过滴加来添加时的滴加时间，只要具有本发明的效果就没有特别限定，从抑制副反应、进一步提高大环化合物(A)的收率的方面出发，优选为1分钟～3小时、更优选为10分钟～1小时。

在着眼于反应容器中的各成分的添加与用于进行反应的反应容器的加热的时机的情况下，上述步骤按照下述(i)中记载的顺序进行操作。

除此以外，作为优选的步骤，进而可以举出下述(ii)～(x)。即，本实施方式中，得到大环化合物(A)的工序中的优选步骤为下述(i)～(x)中的任一者。

(i)催化剂的添加→加热→醛(3)和化合物(4)的同时添加

(ii)催化剂的添加→加热→醛(3)的添加→化合物(4)的添加

(iii)催化剂、化合物(4)和醛(3)的同时添加→加热

(iv)加热→催化剂、化合物(4)和醛(3)的同时添加

(v)加热→催化剂和醛(3)的添加→化合物(4)的添加

(vi)加热→醛(3)的添加→催化剂和化合物(4)的同时添加

(vii)加热→催化剂的添加→醛(3)和化合物(4)的同时添加

(viii)醛(3)的添加→加热→催化剂和化合物(4)的添加

(ix)催化剂和醛(3)的添加→加热→化合物(4)的添加

(x)化合物(4)和醛(3)的添加→加热→催化剂的添加

在上述(i)～(x)的步骤中，同时添加的2种以上的成分可以通过预先混合并添加该混合物而同时添加，也可以不预先混合而分开同时添加。

另外，在(v)的步骤中的催化剂和醛(3)的添加、(viii)的步骤中的催化剂和化合物(4)的添加、(ix)的步骤中的催化剂和醛(3)的添加各自中，关于所添加的2种成分，可以先添加一者，之后再添加另一者，也可以同时添加。另外，这些所添加的2种成分也可以将一者或两者以粉体的形式添加到反应容器中。

上述(i)～(x)的步骤均按照下述方式来设计反应体系：在催化剂的存在下，化合物(4)相较于醛(3)始终不过量存在；换言之，在催化剂的存在下，醛(3)始终以与化合物(4)同等或更多的量存在。从抑制副反应、能够进一步提高大环化合物(A)的收率的方面出发，这种反应体系很重要。

另外，本实施方式中，例如，如上述(i)、(iii)、(iv)和(vii)的步骤中所示那样，通过同时添加醛(3)和化合物(4)，可适当地得到大环化合物(A)。这样，在使用催化剂进行反应时，通常不同时添加2种以上的原料成分，本实施方式中，即便是这种添加方法也能以高收率获得目标物质等，能够应用各种添加方法，通用性优异。

本实施方式中，如上所述，至使醛(3)与化合物(4)反应而得到大环化合物(A)的阶段，例如使用具有上述式(1)所示的阳离子单元的化合物(1)作为上述催化剂。

另一方面，例如，在通过使用三氟乙酸等酸催化剂的现有的罗森蒙得法缩合反应得到作为目标物质的大环化合物时，有时在获得该大环化合物后的阶段向反应体系中添加胺系的化合物(碱性化合物)而使酸催化剂失活(进行中和)。即，在这种现有方法中，在得到大环化合物后的阶段，向反应体系中添加胺系化合物，即便在该添加后产生了上述式(1)所示的阳离子单元，该阳离子单元也完全不参与大环化合物的生成。

这样，本实施方式的制造方法中，用于得到大环化合物的催化剂与以往完全不同。

另外，已知上述a1-b1结构的盐等催化剂能够用作烯烃聚合用的催化剂，但本实施方式中的得到大环化合物(A)的反应为缩合反应，反应形式与烯烃聚合完全不同。因此，在用于得到大环化合物(A)的反应中，a1-b1结构的盐等催化剂有用可以说完全令人意外。

根据本实施方式，可得到大环化合物(A)，但本实施方式中，通过使用仅具有1个吡咯环骨架的吡咯或吡咯衍生物代替具有至少2个吡咯环骨架的化合物(4)，可得到卟啉或卟啉衍生物。

本实施方式中，例如，在得到大环化合物(A)的工序结束后，可以根据需要利用公知的方法进行后处理，接着将大环化合物(A)取出。即，根据需要适当地将过滤、清洗、提取、pH调节、脱水、浓缩等后处理操作单独进行任一种或将2种以上组合进行，接着可以通过浓缩、结晶、再沉淀、柱色谱等将大环化合物(A)取出。

另外，所取出的大环化合物(A)还可以进一步根据需要将结晶、再沉淀、柱色谱、提取、利用溶剂的结晶的搅拌清洗等操作单独进行任一种或将2种以上组合进行1次以上，由此进行纯化。

另外，本实施方式中，例如，在得到大环化合物(A)的工序结束后，可以根据需要利用公知的方法进行后处理，接着，不取出大环化合物(A)而以例如液态混合物(例如溶液)的状态将该混合物接着供给至使用大环化合物(A)的其他工序。

此处，“使用大环化合物(A)的其他工序”包括后述“得到大环化合物(A)的氧化体(大环化合物(B))的工序”。

本实施方式中得到的大环化合物(A)例如可以利用核磁共振(NMR)光谱法、质谱法(MS)、红外光谱法(IR)、紫外·可见光谱法(UV-VIS吸收光谱)等公知的方法确认其结构。

<第2实施方式>

本发明的第2实施方式的大环化合物的制造方法在通过上述第1实施方式的大环化合物的制造方法进行得到上述大环化合物(A)的工序后，进一步包括下述工序：将上述大环化合物(A)氧化，由此得到上述大环化合物(A)的氧化体(大环化合物(B))。

根据本实施方式的制造方法，以高收率得到作为大环化合物(A)的氧化体的大环化合物(B)。

大环化合物(B)适合作为包含后述大环化合物(A)的氧化体的金属络合物(本说明书中有时称为“大环化合物(C)”)的制造原料。

更具体而言，根据本实施方式，通过使上述大环化合物(A)中的具有二吡咯次甲基结构的上述式(7)所示的部分结构(次甲基骨架部位)被氧化，得到包含下述式(11)所示的部分结构的大环化合物(B)。

【化17】

(式(11)中，R⁴与上述式(3)中的R⁴相同；R⁶、R⁷、R⁸和R⁹分别与上述式(4)中的R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同。)

化合物(4)为上述式(5)所示的化合物的情况下，得到下述式(12-A)、下述式(12-B)或下述式(12-C)所示的大环化合物(B)或者包含它们中的2种以上大环化合物(B)的混合物。

【化18】

(式(12-A)、式(12-B)和式(12-C)中，R⁴与上述式(3)中的R⁴相同；R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹分别与上述式(4)中的R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同。)

式(12-A)、式(12-C)中的多个R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹分别可以相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。

大环化合物(B)例如优选为下述式(13-A)或下述式(13-B)所示的化合物。该大环化合物(B)是化合物(4)为上述式(6-A)或上述式(6-B)所示的化合物时的大环化合物(B)。

【化19】

(式(13-A)、式(13-B)中，R^4A和R^4B与上述式(3)中的R⁴相同；R^6A、R^7A、R^8A、R^9A、R^6B、R^7B、R^8B和R^9B分别与上述式(4)中的R⁶、R⁷、R⁸和R⁹相同；R^10A、R^11A、R^12A、R^13A、R^10B、R^11B、R^12B、R^13B、R^14B、R^15B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B分别与上述式(6-A)、上述式(6-B)中的R^10A、R^11A、R^12A、R^13A、R^10B、R^11B、R^12B、R^13B、R^14B、R^15B、R^16B、R^17B、R^18B、R^19B、R^20B、R^21B、R^22B和R^23B相同。)

大环化合物(A)的氧化反应只要是能够氧化上述次甲基骨架部位的方法就没有特别限定，可以广泛应用公知的方法。

例如可以举出：对于溶剂中的大环化合物(A)，在氧存在下(例如空气气氛下)利用加热进行空气(氧)氧化的方法；或利用氧以外的氧化剂进行氧化的方法。作为上述氧以外的氧化剂的示例，可以举出四氯苯醌(四氯对苯醌)、2,3-二氯-5,6-二氰基对苯醌(DDQ)等。

对于溶剂中的大环化合物(A)进行空气(氧)氧化时的反应温度优选为100℃以上、更优选为120℃以上。通过这种反应温度进行空气(氧)氧化时，作为溶剂，优选使用沸点为120℃以上的溶剂，作为这种溶剂的示例，可以举出二甲苯、丙酸、丁酸等。

关于利用氧以外的氧化剂对溶剂中的大环化合物(A)进行氧化时的反应温度，只要具有本发明的效果就没有特别限定，优选为0℃～室温。在通过这种反应温度利用氧化剂进行氧化时，作为溶剂，可以使用例如甲苯、氯仿、二氯甲烷等。

另外，上述氧化反应也可以通过例如在氧存在下(例如空气气氛下)将大环化合物(A)的粉体加热来进行。

此时的加热温度优选为500℃以下、更优选为400℃以下、进一步优选为300℃以下、特别优选为250℃以下。另一方面，上述加热温度优选为100℃以上、更优选为150℃以上、进一步优选为175℃以上、特别优选为200℃以上。

大环化合物(A)的粉体的上述加热温度例如可以适当调节为将上述优选的下限值和上限值任意组合设定的范围内。例如，上述加热温度优选为100℃～500℃、更优选为150℃～400℃、进一步优选为175℃～300℃、特别优选为200℃～250℃。

通过大环化合物(A)的粉体的加热进行上述氧化反应时的加热时间优选为72小时以下、更优选为12小时以下、进一步优选为3小时以下。另一方面，上述加热时间优选为1秒以上、更优选为1分钟以上、进一步优选为10分钟以上。

大环化合物(A)的粉体的上述加热时间例如可以适当调节为将上述优选的下限值和上限值任意组合设定的范围内。例如，上述加热时间优选为1秒～72小时、更优选为1分钟～12小时、进一步优选为10分钟～3小时。

在进行上述氧化反应时，对放置大环化合物(A)的粉体的环境的氧浓度没有特别限定。例如，上述氧浓度优选为22％以下、更优选为10％以下、进一步优选为5％以下，例如即使为1％以下，也能够充分地进行氧化反应。

另外，上述氧浓度例如优选为100ppm以上、更优选为1000ppm以上、进一步优选为5000ppm以上。

放置大环化合物(A)的粉体的环境的氧浓度例如可以适当调节为将上述优选的下限值和上限值任意组合设定的范围内。例如，上述氧浓度优选为100ppm～22％、更优选为100ppm～10％、进一步优选为1000ppm～5％、进一步优选为5000ppm～1％。

本实施方式中，例如，对溶剂中的大环化合物(A)进行了氧化反应的情况下，在得到大环化合物(B)的工序结束后，可以根据需要利用公知的方法进行后处理，接着将大环化合物(B)取出。即，根据需要适当地将过滤、清洗、提取、pH调节、脱水、浓缩等后处理操作单独进行任一种或将2种以上组合进行，接着可以通过浓缩、结晶、再沉淀、柱色谱等将大环化合物(B)取出。另外，所取出的大环化合物(B)还可以进一步根据需要将结晶、再沉淀、柱色谱、提取、利用溶剂的结晶的搅拌清洗等操作单独进行任一种或将2种以上组合进行1次以上，由此进行纯化。

另外，本实施方式中，例如，对溶剂中的大环化合物(A)进行了氧化反应的情况下，还可以如下所示对大环化合物(B)进行处理。即，在得到大环化合物(B)的工序结束后，可以根据需要利用公知的方法进行后处理，接着，不取出大环化合物(B)而以例如液态混合物(例如溶液)的状态将该混合物接着供给至使用大环化合物(B)的其他工序。

此处，“使用大环化合物(B)的其他工序”包括后述“得到包含大环化合物(A)的氧化体的金属络合物(大环化合物(C))的工序”。

另一方面，本实施方式中，例如，在通过加热大环化合物(A)的粉体而进行了氧化反应的情况下，可以如下所示对大环化合物(B)进行处理。即，可以在得到大环化合物(B)的工序结束后，利用公知的方法将结晶、再沉淀、柱色谱、提取、利用溶剂的结晶的搅拌清洗等操作单独进行任一种或将2种以上组合进行1次以上，由此对大环化合物(B)进行纯化。

本实施方式中得到的大环化合物(B)例如可以利用核磁共振(NMR)光谱法、质谱法(MS)、红外光谱法(IR)、紫外·可见光谱法(UV-VIS吸收光谱)等公知的方法确认其结构。

<第3实施方式>

本发明的第3实施方式的大环化合物的制造方法在通过上述第2实施方式的大环化合物的制造方法进行得到上述大环化合物(B)的工序后，进一步包括下述工序：将上述大环化合物(B)(大环化合物(A)的氧化体)制成金属络合物，由此得到包含上述大环化合物(B)的金属络合物(大环化合物(C))。

根据本实施方式的制造方法，以高收率得到作为大环化合物(B)的金属络合物的大环化合物(C)。

大环化合物(C)根据所配位的金属种类而具有各种功能，例如，适合作为有机合成反应的催化剂、电极上的反应促进催化剂、发光材料、电子注入材料等。其中，大环化合物(C)特别适合作为空气电池的正极催化剂。

在得到大环化合物(C)的工序中，使大环化合物(B)与含金属成分进行反应，由此使金属配位于大环化合物(B)，能够得到大环化合物(C)。

作为此时的使金属配位的方法，例如，可以应用与在公知的卟啉衍生物、酞菁衍生物等的制造时使金属配位的情况同样的方法。

上述含金属成分可以仅含有金属，也可以含有金属和金属以外的成分。例如，含金属成分可以为无电荷的金属原子，也可以为带电的金属离子，在使用金属离子的情况下，例如优选以乙酸盐、氯化物、溴化物、碘化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等金属盐的形式使用。

含金属成分的金属种类优选为属于元素周期表的第4周期～第6周期的金属。作为这种金属的示例，可以举出钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金等。

这些之中，上述金属优选为钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、钇、锆、铌、钼、铪、钽、钨，更优选为钛、钒、锰、铁、钴、镍、铜，特别优选为铁、钴。

在得到大环化合物(C)的工序中，用于金属络合物化的上述含金属成分可以仅为1种，也可以为2种以上，在为2种以上的情况下，其组合和比例可以根据目的任意选择。

另外，在使用2种以上含金属成分的情况下，这些含金属成分中的金属合计可以仅为1种，也可以为2种以上。

一分子大环化合物(C)所具有的金属的个数取决于大环化合物(B)的结构和金属种类，包括仅为1个的情况和2个以上的情况。通常，一分子大环化合物(C)所具有的金属的个数优选为1～2个。

一分子大环化合物(C)具有2个以上金属的情况下，这些2个以上的金属可以全部相同，也可以全部不同，还可以仅部分相同。这些2个以上的金属的组合取决于大环化合物(B)的结构和金属种类。通常，一分子大环化合物(C)所具有的金属优选为1种。

本实施方式中，在得到大环化合物(C)的工序结束后，可以根据需要利用公知的方法进行后处理，接着将大环化合物(C)取出。即，根据需要适当地将过滤、清洗、提取、pH调节、脱水、浓缩等后处理操作单独进行任一种或将2种以上组合进行，接着可以通过浓缩、结晶、再沉淀、柱色谱等将大环化合物(C)取出。另外，所取出的大环化合物(C)还可以进一步根据需要将结晶、再沉淀、柱色谱、提取、利用溶剂的结晶的搅拌清洗等操作单独进行任一种或将2种以上组合进行1次以上，由此进行纯化。

另外，本实施方式中，例如，在得到大环化合物(C)的工序结束后，可以根据需要利用公知的方法进行后处理，接着，不取出大环化合物(C)而以例如液态混合物(例如溶液)的状态将该混合物接着供给至其他工序。

本实施方式中得到的大环化合物(C)例如可以利用单晶X射线光谱法、质谱法(MS)、红外光谱法(IR)、紫外·可见光谱法(UV-VIS吸收光谱)等公知的方法确认其结构。

实施例

以下，通过具体实施例对本发明进行更详细的说明。但是，本发明不受以下示出的实施例的任何限定。

<大环化合物(A)和大环化合物(B)的制造>

[实施例1]

根据国际公开第2017/073467号中记载的方法，制造出作为化合物(4)的(4-叔丁基-2,6-二-1H-吡咯-2-基)苯酚。

在氮气氛下，向200mL三口茄形烧瓶中加入脱水甲苯23mL、作为化合物(1)的a1-b1结构的盐(N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐)112mg(0.140mmol)，使用转子，一边对所得到的溶液进行搅拌，一边加热至80℃。将该溶液的温度维持为80℃，一边继续搅拌，一边用45分钟向该溶液中滴加作为醛(3)的苯甲醛578mg(5.45mmol)、(4-叔丁基-2,6-二-1H-吡咯-2-基)苯酚766mg(2.73mmol)与甲苯22mL的混合液。从滴加结束时起3分钟后，开始所得到的反应液的自然冷却，将反应液的温度缓慢地调节至室温。由此，根据上述(i)的步骤得到大环化合物(A)-1。

接着，在室温下用5分钟向包含大环化合物(A)-1的上述反应液中滴加将DDQ589mg(2.59mmol)悬浮于氯仿40mL中得到的悬浮液。

接着，对所得到的反应液进行过滤，将滤液浓缩至重量达到6g为止，将该浓缩物滴加到甲醇125mL中，由此进行了再沉淀。接着，对所得到的液体进行过滤，使过滤物干燥，得到作为目标物质的深紫色的大环化合物(B)-1 700mg(收率70％)。

所得到的大环化合物(B)-1的¹H-NMR等分析数据与国际公开第2017/073467号中记载的“化合物(F)”的分析数据相同。

【化20】

[实施例2]

代替a1-b1结构的盐，使用相同摩尔量的N,N-二甲基苯胺与相同摩尔量的三氟乙酸(CF₃CO₂H)的组合(上述的No.10的添加物1～2)作为化合物(1)，除此以外，进行与实施例1的情况同样的操作，得到大环化合物(B)-1(收率66％)。利用与实施例1的情况同样的方法确认了大环化合物(B)-1的结构。

[实施例3]

代替a1-b1结构的盐，使用相同摩尔量的N,N-二甲基苯胺与相同摩尔量的三氯乙酸(CCl₃CO₂H)的组合(上述的No.11的添加物1～2)作为化合物(1)，除此以外，进行与实施例1的情况同样的操作，得到大环化合物(B)-1(收率72％)。利用与实施例1的情况同样的方法确认了大环化合物(B)-1的结构。

[实施例4]

代替a1-b1结构的盐，使用相同摩尔量的N,N-苯基苯胺与相同摩尔量的三氟乙酸(CF₃CO₂H)的组合(上述的No.18的添加物1～2)作为化合物(1)，除此以外，进行与实施例1的情况同样的操作，得到大环化合物(B)-1(收率68％)。利用与实施例1的情况同样的方法确认了大环化合物(B)-1的结构。

[实施例5]

代替a1-b1结构的盐，使用相同摩尔量的Ph₃C⁺-b1结构的盐与相同摩尔量的三氟乙酸(CF₃CO₂H)的组合(上述的No.6的添加物1～2)作为组合(2-2)，除此以外，进行与实施例1的情况同样的操作，得到大环化合物(B)-1(收率79％)。利用与实施例1的情况同样的方法确认了大环化合物(B)-1的结构。

[比较例1]

代替a1-b1结构的盐，使用相同摩尔量的三氟乙酸(CF₃CO₂H)，除此以外进行与实施例1的情况同样的操作。但是，除了作为目标物质的大环化合物(B)-1以外，还产生了许多种类的副产物。利用硅胶柱色谱进行了纯化，结果大环化合物(B)-1的收率为36％。利用与实施例1的情况同样的方法确认了大环化合物(B)-1的结构。

<大环化合物(C)的制造>

[实施例6]

在氮气氛下，向1L三口茄形烧瓶中加入氯仿225mL中溶解有5.00g(6.82mmol)的大环化合物(B)-1的氯仿溶液、和甲醇208mL中溶解有5.10g(20.5mmol)的乙酸钴四水合物的甲醇溶液，利用转子对所得到的溶液进行搅拌，同时加热回流4小时。

对所得到的反应液进行浓缩，向浓缩物中加入水而制成悬浮液，过滤该悬浮液，使过滤物干燥，得到作为目标物质的大环化合物(C)-1 5.78g(收率100％)。

制备出所得到的大环化合物(C)-1的浓度为1mg/mL的氯仿溶液。使用质谱仪(Agilent Technologies制造“Agilent LCMS6130”)，流动相为甲醇，离子化模式为APCIpositive，对上述得到的溶液进行分析，测定分子量，结果M/Z＝847.1(计算值：847.2(M+H)⁺)。

【化21】

[计算例1]

使用Gaussian Inc.公司制造“Gaussian09”程序，将计算方法设为密度泛函理论(B3LYP)，使用6-31G(d,p)作为基函数，对于(4-叔丁基-2,6-二-1H-吡咯-2-基)苯酚、苯甲醛与上述各种催化剂共存的反应体系模型，通过计算特定了各种中间体的稳定结构和过渡态的结构。关于各状态，还能够计算能量值，因此对这些能量值进行比较，决定大环化合物的合成过程中的限速阶段，计算出其活化能。

其结果，催化剂为N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐时的限速阶段的活化能为72.4kJ/mol，催化剂为三氟乙酸时的限速阶段的活化能为88.8kJ/mol。这样，在催化剂为N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的情况下，与催化剂为三氟乙酸的情况相比，活化能减小。该计算结果与实施例1中的大环化合物(B)-1的收率高于比较例1的结果匹配，支持了大环化合物(A)-1的收率高这点。

由以上结果可以确认，通过本发明的制造方法，大环化合物(A)～大环化合物(C)的收率提高。

<大环化合物(A)和大环化合物(B)的制造>

[实施例7]

在氮气氛下，向1L三口茄形烧瓶中加入脱水甲苯188mL、作为化合物(1)的a1-b1结构的盐(N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐)929mg(1.16mmol)，使用转子，一边对所得到的溶液进行搅拌，一边加热至80℃。一边继续加热和搅拌，一边向该溶液中添加在室温下混合作为醛(3)的苯甲醛4.92g(46.4mmol)、(4-叔丁基-2,6-二-1H-吡咯-2-基)苯酚6.50g(23.2mmol)和甲苯187mL所得到的混合液。至该混合液的添加结束后45分钟后为止，以原本的状态继续所得到的反应液的加热和搅拌，之后开始反应液的自然冷却，将反应液的温度缓慢地调节至室温。

由此，根据上述(i)的步骤得到大环化合物(A)-1。

需要说明的是，作为(4-叔丁基-2,6-二-1H-吡咯-2-基)苯酚，使用了通过与实施例1的情况相同方法制造的物质。

接着，在室温的状态下用5分钟向包含大环化合物(A)-1的上述反应液中滴加将DDQ5.00g(22.0mmol)悬浮于氯仿68mL中得到的悬浮液。

接着，对所得到的反应液进行过滤，将滤液浓缩至重量达到30g为止，将该浓缩物滴加到甲醇1L中，由此进行了再沉淀。接着，对所得到的悬浮液进行过滤，使过滤物干燥，得到作为目标物质的深紫色的大环化合物(B)-1 6.35g(收率75％)。

所得到的大环化合物(B)-1的¹H-NMR等分析数据与国际公开第2017/073467号中记载的“化合物(F)”的分析数据相同。

<大环化合物(D)和大环化合物(E)的制造>

[实施例8]

根据国际公开第2017/073467号中记载的方法，制造出作为化合物(4)的2,9-双[3-(1H-吡咯-2-基)-5-叔丁基-2-羟基苯基]菲咯啉。

在氮气氛下，向100mL三口茄形烧瓶中加入脱水甲苯5.8mL、作为化合物(1)的a1-b1结构的盐(N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐)14mg(0.018mmol)、2,9-双[3-(1H-吡咯-2-基)-5-叔丁基-2-羟基苯基]菲咯啉303mg(0.50mmol)，使用转子，一边对所得到的溶液进行搅拌，一边加热至80℃。将该溶液的温度维持为80℃，一边继续搅拌，一边用60分钟向该溶液中滴加作为醛(3)的苯甲醛118mg(1.12mmol)与甲苯1.2mL的混合液。从滴加结束时起2小时后，开始所得到的反应液的自然冷却，将反应液的温度缓慢地调节至室温。过滤所得到的沉淀物，用庚烷清洗后进行干燥，由此得到大环化合物(D)-1 354mg。

接着，在包含大环化合物(D)-1 139mg(0.20mmol)的THF溶液3.0mL中加入包含对四氯苯醌54mg(0.22mmol)的THF1.7mL，在60℃搅拌30分钟。接着，向所得到的反应液中加入5％Na₂CO₃水溶液20mL，用蒸发器浓缩至20mL后，过滤沉淀物。使过滤物干燥，以收率83％得到作为目标物质的深紫色的大环化合物(E)-1。

所得到的大环化合物(E)-1的¹H-NMR等分析数据与国际公开第2017/073467号中记载的“化合物3”的分析数据相同。

【化22】

[比较例2]

代替a1-b1结构的盐，使用三氟乙酸(CF₃CO₂H)，除此以外进行与实施例8的情况同样的操作。但是，除了作为目标物质的大环化合物(E)-1以外，还产生了许多种类的副产物。利用硅胶柱色谱进行了纯化，结果大环化合物(E)-1的收率为49％。利用与实施例8的情况同样的方法确认了大环化合物(E)-1的结构。

<大环化合物(F)的制造>

[实施例9]

在氮气氛下，向100mL三口茄形烧瓶中加入将138mg(0.195mmol)的大环化合物(E)-1溶解于氯仿10mL中得到的氯仿溶液、和将148mg(0.586mmol)的乙酸钴四水合物溶解于甲醇10mL中得到的甲醇溶液，利用转子对所得到的溶液进行搅拌，同时加热回流5小时。

对所得到的反应液进行浓缩，向浓缩物中加入水而制成悬浮液，过滤该悬浮液，使过滤物干燥，得到作为目标物质的大环化合物(F)-1 0.155g(收率92.3％)。需要说明的是，下述反应式中的大环化合物(F)-1中，“OAc”表示1当量的乙酸离子作为抗衡离子存在。

制备出所得到的大环化合物(F)-1的浓度为1mg/mL的氯仿溶液。使用质谱仪(Agilent Technologies制造“Agilent LCMS6130”)，流动相为甲醇，离子化模式为APCIpositive，对上述得到的溶液进行分析，测定分子量，结果M/Z＝866.0(计算值：866.17(M+H)⁺)。

【化23】

工业实用性

本发明能够用于具有吡咯环骨架和金属配体的各种大环化合物的制造。

Claims (11)

1.一种大环化合物的制造方法，其包括下述得到大环化合物(A)的工序，其中，使用选自由具有下述式(1)所示的阳离子单元的化合物、

具有下述式(2)所示的阴离子单元和质子性阳离子单元的化合物、以及

质子性化合物和具有下述式(2)所示的阴离子单元和由Ph为苯基的Ph₃C⁺表示的阳离子单元且不具有质子性阳离子单元的化合物的组合组成的组中的1种或2种以上作为催化剂，

使下述式(3)所示的醛与下述式(4)所示的含吡咯环的化合物反应，得到大环化合物(A)，

【化1】

式(1)中，R¹、R²和R³各自独立地为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的碳原子数为1～30的烷基或碳原子数为6～30的芳基；

【化2】

式(2)中，Ar¹、Ar²、Ar³和Ar⁴各自独立地为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的苯基；

【化3】

式(3)中，R⁴为氢原子或者取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的碳原子数为1～30的烷基或碳原子数为6～30的芳基；

【化4】

式(4)中，R⁵为单键或者取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的夹杂或不夹杂氮原子、氧原子或硫原子的亚甲基、亚乙基、亚丙基(甲基亚乙基)、三亚甲基、四亚甲基、1-甲基三亚甲基、2-甲基三亚甲基、1,2-二甲基亚乙基、1,1-二甲基亚乙基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、九亚甲基、十亚甲基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、金刚烷二基、亚乙烯基、亚丙烯基、2-亚丁烯基、苯二基、萘二基、联苯二基、菲二基或上述基团的2个以上组合而成的基团；R⁶、R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢原子或者取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的碳原子数为1～30的烷基或碳原子数为6～30的芳基。

2.如权利要求1所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R⁵为单键或者取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的不夹杂氮原子、氧原子或硫原子的亚甲基、亚乙基、亚丙基(甲基亚乙基)、三亚甲基、四亚甲基、1-甲基三亚甲基、2-甲基三亚甲基、1,2-二甲基亚乙基、1,1-二甲基亚乙基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、九亚甲基、十亚甲基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、金刚烷二基、亚乙烯基、亚丙烯基、2-亚丁烯基、苯二基、萘二基、联苯二基、菲二基或上述基团的2个以上组合而成的基团。

3.如权利要求1或2所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R³为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的碳原子数为6～30的芳基。

4.如权利要求1或2所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R¹和R²为碳原子数为1～18的烷基。

5.如权利要求3所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R¹和R²为碳原子数为1～18的烷基。

6.如权利要求1或2所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R⁴为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的苯基。

7.如权利要求3所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R⁴为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的苯基。

8.如权利要求4所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R⁴为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的苯基。

9.如权利要求5所述的大环化合物的制造方法，其中，所述R⁴为取代有卤素原子、羟基、碳原子数为1～30的烃基、碳原子数为1～30的烃氧基或碳原子数为1～30的卤代烃氧基或未取代的苯基。

10.一种大环化合物的制造方法，其在通过权利要求1～9中任一项所述的大环化合物的制造方法进行得到所述大环化合物(A)的工序后，进一步包括通过将所述大环化合物(A)氧化得到所述大环化合物(A)的氧化体的工序。

11.一种大环化合物的制造方法，其在通过权利要求10所述的大环化合物的制造方法进行得到所述大环化合物(A)的氧化体的工序后，进一步包括通过将所述大环化合物(A)的氧化体制成金属络合物得到包含所述大环化合物(A)的氧化体的金属络合物的工序。