JP2003306482A - ポリマー固定化固相試薬物質 - Google Patents

ポリマー固定化固相試薬物質

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JP2003306482A
JP2003306482A JP2002112638A JP2002112638A JP2003306482A JP 2003306482 A JP2003306482 A JP 2003306482A JP 2002112638 A JP2002112638 A JP 2002112638A JP 2002112638 A JP2002112638 A JP 2002112638A JP 2003306482 A JP2003306482 A JP 2003306482A
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Tsutomu Ishikawa
勉 石川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回収、再利用が可能で、環境への負荷を軽減
することができる、脱水縮合剤等の新しい固相試薬物質
を提供する。 【解決手段】 次式; 【化1】 【化2】 (Aはポリマー担体を示す)で表わされるポリマー固定
化固相物質とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、ポリマー
固定化固相試薬物質に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、回収、再利用が容易であって、
反応生成物の分離も容易となる、脱水縮合剤等として有
用な新しいポリマー固定化固相試薬物質とこれを用いた
有機合成反応方法並びにその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術と発明の課題】これまで各種の有機合成の
ための固相脱水縮合剤としては、カルボジイミド型やヒ
ドロキシベンズトリアゾール型のものが知られている
が、後処理、精製、反応性等について必ずしも満足でき
るものではなかった。
【0003】一方、この出願の発明者は、2−クロル−
1,3−ジメチルイミダゾリウムクロリド(DMC)が
ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)にとって代
り得る有用な新脱水縮合剤であることを見出し、これを
報告している《J. Org Chem,1999, 64, 5832-5835; 698
4-6988; 6989-6992》。
【0004】このDMCの特徴は、反応性の高さに加
え、反応終了後水溶性のDMI(1,3−ジメチル−2
−イミダゾリジノン)に分解することで後処理が極めて
容易になることであった。しかしこれは逆に試薬として
使用した分を全て廃棄することを意味し、経済性や環境
的視点からは好ましくない。
【0005】試薬を固相化することは、濾過操作だけで
分離できるだけでなく、その固相化試薬の再利用を可能
にすることになり、上記問題点を解決できることが期待
されることから、この出願の発明は、以上のとおりのこ
の出願の発明者により見出されたDMCの知見を踏ま
え、有機合成反応の中で最も基本的でかつ重要な脱水縮
合反応およびその関連反応に利用できる等の有用な試薬
物質として、新しいポリマー固定化固相試薬物質を提供
し、さらにはこれを用いた有機合成反応方法やこのもの
の簡便な製造方法を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第1には、次式;
【0007】
【化6】
【0008】(式中のAは、ポリマー担体を示し、R1
は、置換基を有していてもよい、炭化水素基を、R2
よびR3の各々は、同一または別異に水素原子もしくは
置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。)で表わ
され、ポリマー担体に結合担持されていることを特徴と
するポリマー固定化固相試薬物質を提供し、第2には、
次式;
【0009】
【化7】
【0010】(式中のAは、ポリマー担体を示し、R1
は置換基を有していてもよい炭化水素基を、R2および
3の各々は、同一または別異に水素原子もしくは置換
基を有していてもよい炭化水素基を示す。)で表わさ
れ、ポリマー担体に結合担持されていることを特徴とす
るポリマー固定化固相試薬物質を提供する。
【0011】そして、この出願の発明は、第3には、前
期第1の発明の物質からなることを特徴とする固相脱水
縮合剤を提供し、第4には、前記の第2の発明の物質と
塩化オキサリルとの反応生成物からなることを特徴とす
る固相脱水縮合剤を提供する。
【0012】第5には、これらの固相脱水縮合剤の存在
下に脱水縮合させることを特徴とする有機合成反応方法
を提供する。
【0013】また、この出願の発明は、第6には、前記
第1の発明の物質の製造方法であって、次式;
【0014】
【化8】
【0015】(式中のAは、ポリマー担体を示し、R1
は、置換基を有していてもよい炭化水素基を、R2およ
びR3の各々は、同一または別異に水素原子もしくは置
換基を有していてもよい炭化水素基を示す。)で表わさ
れるポリマー担持物質を塩化オキサクルと反応させるこ
とを特徴とするポリマー固定化固相試薬物質の製造方法
を提供する。
【0016】第7には、前記第2の発明の物質の製造方
法であって、次式;
【0017】
【化9】
【0018】(式中のR2およびR3の各々は、同一また
は別異に、水素原子もしくは置換基を有していてもよい
炭化水素基を示す。)で表わされる化合物を出発物質と
して、これをポリマー担体に結合担持した後にR1
(R1は置換基を有していてもよい炭化水素基を、Xは
ハロゲン原子を示す。)と反応させるか、もしくは次
式;
【0019】
【化10】
【0020】の化合物に変換した後にポリマー担体に結
合担持させることを特徴とするポリマー固定化固相試薬
物質の製造方法を提供する。
【0021】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記のとおり
の特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につ
いて説明する。
【0022】この出願の発明においては、前記のとおり
のポリマー固定化固相試薬物質が提供されるが、一般式
における符号Aについては、固相構造を構成することに
なるポリマーであって、結合担持が可能な各種のものが
考慮されることになる。最も代表的なものとしては、入
手が比較的容易であって、安価でもあるポリスチレンや
スチレン−ジビニルベンゼンコポリマー等が例示される
ことになる。
【0023】また、符号R1、R2およびR3が炭化水素
基の場合には、これらは、脂肪族、脂環式、あるいは芳
香族の炭化水素の各種のものが考慮されてよい。なかで
も、低級アルキル基が代表的なものとして例示される。
メチル基、エチル基、プロピル基等である。なお、R2
およびR3がいずれも水素原子であって、R1がメチル基
であるものがこの発明の代表例として、以下の実施例に
例示される。
【0024】この出願の発明によって提供されるポリマ
ー固定化固相試薬物質は、前記のとおりの形態として、
たとえば有機合成反応におけるエステル化やアミド化等
のための固相脱水縮合剤等として有効に使用されるもの
である。
【0025】そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく
発明の実施の形態について説明する。もちろん、以下の
例によって発明が限定されることはない。たとえば、反
応温度、溶媒の有無やその種類、反応原料の使用割合等
の操作条件については、以下の例を参照しつつ適宜に定
めることができる。
【0026】
【実施例】<実施例1>次式の反応式(Route Aおよび
Route B)に従って、この出願の発明のポリマー固定化
固相試薬物質(3)を合成した。
【0027】
【化11】
【0028】ポリマー担体:PSとしては、ポリスチレ
ン−1%ジビニルベンゼンポリマーを用いている。
【0029】 ポリマー固定化DMI(3)の合成
(Route A): 1-Methylcopoly(styrene-1%-divinylbenzene)-3-propionylimidazolidin-2-on e (1) アルゴン雰囲気下、2−イミダゾリジノン(225m
g,2.61mM)および水素化ナトリウム(230m
g,5.74mM)のN,N−ジメチルホルムアミド
(DMFと略記)(8.0mL)の混合物を室温にて1
時間攪拌後、塩化プロピオニル(0.23mL,2.6
5mM)を加える。この混合物を室温にて3時間攪拌し
た後、Merrifield樹脂(4-Chloromethyl Polystyrene Re
sin Cross-linked with 1% DVE (200-400 mesh, chlori
de content: ca. 1.74 mM/g)(500mg,0.87m
M)を加え、室温にて24時間攪拌。その後水(10m
L)を加え、ろ過。残渣はさらに水(10mL×6)、
メタノール(10mL×6)、ジクロロメタン(10m
L×6)を用いて洗浄後、40度にて80時間加熱乾燥
し、黄色固体(PS−PIM体と略記)(1)(550
mg)を得る。IR(KBr)cm-1:1734,16
85(CO)。
【0030】 1-Methylcopoly(styrene-1%-divinylbenzene)imidazolidin-2-one (2) アルゴン雰囲気下、PS−PIM体(1)(349m
g,0.61mM)をナトリウムメトキシド(66m
g,1.22mM)のテトラヒドロフラン(5mL)溶
液に加え、室温にて12時間攪拌。その後水(10m
L)を加え、ろ過。残渣はさらに水(10mL×6)、
メタノール(10mL×6)、ジクロロメタン(10m
L×6)を用いて洗浄後、40度にて50時間加熱乾
燥。黄色固体(PS−IM体と略記)(2)(333m
g)を得る。IR(KBr)cm-1:3239(N
H),1701(CO);13C−NMR:26.2,4
0.6,128.8,145.1,164.1。
【0031】 1-Methylcopoly(styrene-1%-divinylbenzene)-3-methylimidazolidin-2-one( 3) アルゴン雰囲気下、PS−IM体(2)(333mg,
0.58mM)および水素化ナトリウム(72mg,
3.00mM)のDMF(5.0mL)の混合物を室温
にて2時間攪拌後、ヨウ化メチル(0.18mL,2.
89mM)を加え、室温にて55時間攪拌する。さらに
水素化ナトリウム(68mg,2.83mM)とヨウ化
メチル(0.18mL,2.89mM)を追加し、室温
にて48時間攪拌する。その後水(10mL)を加え、
ろ過。残渣はさらに水(10mL×6)、メタノール
(10mL×6)、ジクロロメタン(10mL×6)を
用いて洗浄後、40度にて50時間加熱乾燥。淡黄色固
体(PS−DMIと略記)(3)(340mg)を得
る。IR(KBr)cm-1:1702(CO);13C−
NMR:32.2,41.2,45.7,128.4,
146.3,161.6。
【0032】 ポリマー固定化DMI(3)の合成
(Route B): 1-Methyl-3-propionylimidazolidin-2-one(4) アルゴン雰囲気下、2−イミダゾリジノン(1.72
g,20mM)および水素化ナトリウム(1.06g,
44mM)のDMF(18mL)の混合物を室温にて
1.5時間攪拌後、塩化プロピオニル(1.74mL,
20mM)を加える。この混合物を室温にて1.5時間
攪拌した後、ヨウ化メチル(1.25mL,20mM)
を加え、室温にて12時間攪拌後、その後溶媒を留去
し、残渣(2.91g)を得る。このものは精製するこ
となく、次の反応に使用。
【0033】1-Methylimidazolidin-2-one(5) アルゴン雰囲気下、上記粗プロピオニルイミダゾリジノ
ン(4)(5.00g)をメタノール(20mL)に溶
解し、ナトリウムメトキシド(4.45g)のメタノー
ル(20mL)溶液に加え、室温にて3時間攪拌。その
後3Nメタノール塩酸を加え、pH約6に調整し、混合
物を留去。残渣を蒸留にて精製し、2−メチルイミダゾ
リジノン(5)(2.91g)を得る。IR(nujol)c
-1:3256(NH),1685(CO):1H−N
MR(CDCl3;2.79(3H,s),3.38−
3.46(4H,m),4.68(1H,brs)。
【0034】 1-Methylcopoly(styrene-1%-divinylbenzene)-3-methylimidazolidin-2-one( 3) アルゴン雰囲気下、1−メチルイミダゾリジノン(5)
(2.77mg,2.77mM)および水素化ナトリウ
ム(146mg,6.08mM)のDMF(9.56m
L)の混合物を室温にて1時間攪拌後、Merrifield樹脂
(450mg,0.783mM)を加え、外温50度に
て2週間超音波照射。その後水(10mL)を加え、ろ
過。残渣はさらに水(10mL×5)、メタノール(1
0mL×6)、ジクロロメタン(10mL×6)を用い
て洗浄後、40度にて80時間加熱乾燥。淡黄色固体
(PS−DMI)(3)(500mg)(元素分析より
99%)を得る。このものは上記標品と一致した。 <実施例2> ポリマー固定化、DMI(3)の利用例 前記反応式に従って、脱水縮合によるジヒドロ桂皮
酸t−ブチルエステル(7)合成を行った。
【0035】PS−DMI体(3)(984mg,1.
70mM)および塩化オキサリル(1.50mL,1
7.0mM)のドライベンゼン(10mL)溶液を外温
75度にて27時間攪拌。混合物を留去し、得られた残
渣(PS−DMC(6))をジクロロメタン(10m
L)に懸濁し、モレキュラーシーブ3A(300mg)
およびジヒドロ桂皮酸(0.151g,1.01mM)
を加え、30分間乾燥。次いでt−ブタノール(0.1
mL,1.04mM)およびトリエチルアミン(0.4
2mL,3.01mM)を加え、48時間攪拌。その後
水(10mL)を加え、ろ過。ろ液はジクロロメタンで
抽出。ジクロロメタン抽出液は1NHVi、飽和NaH
CO3、飽和NaClにて洗浄後、Na2SO4にて乾燥
し、溶媒を減圧下留去する。得られた残渣を蒸留(bp
60度/2mmHg)し、無色オイルとしてジヒドロ桂
皮酸t−ブチルエステル(7)(166mg,80%)
を得る。IR(neal)cm-1:1728(CO):1
−NMR(CDCl3):1.42(9H,s),2.
54(2H,dd,J=8.0,7.6Hz),2.9
1(2H,dd,J=8.0,7.6Hz),7.19
−7.30(5H,m)。
【0036】一方、残渣はさらに水(10mL×6)、
メタノール(10mL×6)、ジクロロメタン(10m
L×6)を用いて洗浄後、40度にて80時間加熱乾
燥。PS−DMI(3)を回収。このものは再利用可能
で、第2および3回目共に81%の収率で生成物のエス
テルが得られた。
【0037】 ジヒドロ桂皮酸エチルエステルの合成 上記反応におけるt−ブタノールをエタノールに代え
て脱水縮合によるエステル化反応を行った。
【0038】収率84%で、ジヒドロ桂皮酸エチルエス
テルを得た。
【0039】 ジヒドロ桂皮酸フェニルアミドの合成 上記反応において、t−ブタノールに代えてフェニル
アミンを用いて脱水縮合によるアミド化反応を行った。
【0040】収率81%で、ジヒドロ桂皮酸フェニルア
ミドを得た。
【0041】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明によって、回収、再利用が可能であって、環境への
負荷が軽減され、しかも各種有機合成における脱水縮合
剤等の試薬として有用な、新しいポリマー固定化固相試
薬物質が提供されることになる。
【0042】また、この物質によって所望の有機合成が
低環境負荷の状態において効率的に実現されることにな
る。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次式; 【化1】 (式中のAは、ポリマー担体を示し、R1は、置換基を
    有していてもよい炭化水素基を、R2およびR3の各々
    は、同一または別異に水素原子もしくは置換基を有して
    いてもよい炭化水素基を示す。)で表わされ、ポリマー
    担体に結合担持されていることを特徴とするポリマー固
    定化固相試薬物質。
  2. 【請求項2】 次式; 【化2】 (式中のAは、ポリマー担体を示し、R1は置換基を有
    していてもよい炭化水素基を、R2およびR3の各々は、
    同一または別異に水素原子もしくは置換基を有していて
    もよい炭化水素基を示す。)で表わされ、ポリマー担体
    に結合担持されていることを特徴とするポリマー固定化
    固相試薬物質。
  3. 【請求項3】 請求項1の物質からなることを特徴とす
    る固相脱水縮合剤。
  4. 【請求項4】 請求項2の物質と塩化オキサリルとの反
    応生成物からなることを特徴とする固相脱水縮合剤。
  5. 【請求項5】 請求項3または4の固相脱水縮合剤の存
    在下に脱水縮合させることを特徴とする有機合成反応方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1の物質の製造方法であって、次
    式; 【化3】 (式中のAは、ポリマー担体を示し、R1は、置換基を
    有していてもよい炭化水素基を、R2およびR3の各々
    は、同一または別異に水素原子もしくは置換基を有して
    いてもよい炭化水素基を示す。)で表わされるポリマー
    担持物質を塩化オキサクルと反応させることを特徴とす
    るポリマー固定化固相試薬物質の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項2の物質の製造方法であって、次
    式; 【化4】 (式中のR2およびR3の各々は、同一または別異に、水
    素原子もしくは置換基を有していてもよい炭化水素基を
    示す。)で表わされる化合物を出発物質として、これを
    ポリマー担体に結合担持した後にR1X(R1は置換基を
    有していてもよい炭化水素基を、Xはハロゲン原子を示
    す。)と反応させるか、もしくは次式; 【化5】 の化合物に変換した後にポリマー担体に結合担持させる
    ことを特徴とするポリマー固定化固相試薬物質の製造方
    法。
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