JP2007055946A - Azacalixarene and method for producing the same - Google Patents

Azacalixarene and method for producing the same Download PDF

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Takaki Kanbara
貴樹 神原
Ryuichi Yamamoto
隆一 山本
Ko Fukushima
航 福島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an azacalixarene which is a new cyclic compound cross-linked with reactive secondary amino groups. <P>SOLUTION: The azacalixarene is the new cyclic compound which is a cyclic compound composed of 2, 3 and 4 repeating constituent units and represented by formula (1) (wherein, R represents a 1-8C alkyl group; and m represents an integer of 2, 3 or 4). The new cyclic compound is cross-linked with the reactive secondary amino groups. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、環状シクロファンで架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーン、その製造法、およびその好適な利用法に関する。   The present invention relates to an azacalixarene, which is a cyclic compound having a cyclic amino group having a secondary amino group as a bridging group, a production method thereof, and a preferred use thereof.

芳香環を構造中に有する環状化合物は、一般的に安定であり、且つ歪をほとんど有しないことから、環構造の内孔の大きさによって特定の分子を認識し包接することができることが知られている(例えば、竹本喜一、宮田幹二、木村恵一著「包接化合物」東京化学同人、25頁(1989);非特許文献1)。   It is known that cyclic compounds having an aromatic ring in the structure are generally stable and have almost no strain, so that specific molecules can be recognized and included depending on the size of the inner pores of the ring structure. (For example, Kiichi Takemoto, Miki Miyata, Keiichi Kimura, “Clusion Compounds”, Tokyo Chemical Dojin, page 25 (1989); Non-Patent Document 1).

また、パラジウム錯体触媒を用いるハロゲン化芳香族化合物とアミンの反応では、種々の芳香族アミン類が効率よく得られることが知られており(例えば、有機合成化学協会誌、59巻、607頁(2001);非特許文献2)、これら芳香族アミン類の製造法としては、例えば、特開平−97451号明細書に提案されている。このような製造法を二官能性のジハロゲン化芳香族化合物とジアミノ化合物に適用することによって、重合体や環状化合物を製造することが提案されている(例えば、Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis、1巻、John Wiley & Sons Inc.1051頁(2002);非特許文献3)。   In addition, it is known that various aromatic amines can be efficiently obtained by the reaction of a halogenated aromatic compound and an amine using a palladium complex catalyst (for example, Journal of Synthetic Organic Chemistry, Vol. 59, page 607 ( 2001); Non-Patent Document 2), a method for producing these aromatic amines has been proposed, for example, in JP-A-97451. It has been proposed to produce polymers and cyclic compounds by applying such production methods to difunctional dihalogenated aromatic compounds and diamino compounds (for example, Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, 1 Volume, John Wiley & Sons Inc., page 1051 (2002);

環状包接化合物の研究においては、環状化合物に種々の置換基を導入することにより、従来の環状ホスト分子には無かった物性を備えた物質を開発することが望まれている。例えば、カリックスアレーン(この「カリックス」とは「聖杯」の意味である)の芳香環ユニットの水酸基を置換反応により変換し、3級ホスフィノ基を導入した環状化合物は、遷移金属に対する配位能が発現し、分子認識能と触媒機能を兼ね添えた環状ホスト分子を提供できると報告されている(例えば、Coord. Chem. Rev.165巻、93頁(1997);非特許文献4)。   In the study of cyclic inclusion compounds, it is desired to develop a material having physical properties not found in conventional cyclic host molecules by introducing various substituents into the cyclic compound. For example, a cyclic compound in which a hydroxyl group of an aromatic ring unit of calixarene (this “calix” means “holy grail”) is converted by a substitution reaction and a tertiary phosphino group is introduced has a coordination ability to a transition metal. It has been reported that a cyclic host molecule that is expressed and has both molecular recognition ability and catalytic function can be provided (for example, Coord. Chem. Rev. 165, 93 (1997); Non-Patent Document 4).

アザカリックスアレーンは、架橋基としてアミノ基を有する環状化合物であることから、その架橋基に種々の置換基を導入して新しい物性を発現させることが可能と期待される。   Since azacalixarene is a cyclic compound having an amino group as a crosslinking group, it is expected that various physical properties can be introduced into the crosslinking group to develop new physical properties.

しかしながら、アザカリックスアレーンの製造において、上記した従来の方法を使用した場合には、出発原料であるジアミノ化合物は2級ジアミノ化合物に限定されるため、得られる環状化合物の架橋基であるアミノ基に対しては、予め製造段階で置換基を導入しておく必要がある。よって、環状化合物の架橋基の置換基を変換するためには、製造段階で予め置換基を導入した出発原料を合成し、しかも、これらの「予め置換基を導入した出発原料」それぞれに適した環状化合物の製造方法について、個々の出発原料毎に、事前検討、実験等のトライアル&エラーを多数回繰り返す必要がある。このような、異なる出発原料に適した製造方法について多数回のトライアル&エラーを繰り返すこと自体で煩雑であるのみならず、製造条件も別途検討・最適化する必要があるため、更に煩雑となる。   However, in the production of azacalixarene, when the above-described conventional method is used, the diamino compound that is the starting material is limited to the secondary diamino compound, so the amino group that is the crosslinking group of the resulting cyclic compound On the other hand, it is necessary to introduce a substituent in the production stage in advance. Therefore, in order to convert the substituent of the bridging group of the cyclic compound, a starting material having a substituent introduced in advance is synthesized in the production stage, and moreover, each of these “starting materials having a substituent introduced beforehand” is suitable. About the manufacturing method of a cyclic compound, it is necessary to repeat trial & error, such as prior examination and experiment, for each starting material many times. Such a manufacturing method suitable for different starting materials is not only complicated by repeating trials and errors many times, but also the manufacturing conditions need to be separately examined and optimized, which further complicates.

環状化合物の架橋基に反応性の2級アミノ基を導入した場合、置換・付加反応によって種々の誘導体へと任意に変換可能な環状化合物として利用することが可能となり、多様な目的に適応可能な環状包接化合物を提供できると予測される。しかしながら、従来の方法で、出発原料に1級ジアミノ化合物を用いて縮合反応を行った場合、鎖状化合物、すなわち非環状の重合体の生成が優先され、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーンは生成しない、もしくは分離抽出により極微量の生成物が確認できるのみである。よって、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーンの合成としては非常に非効率的である(英国特許第989560号(特許文献1);およびNature、 No.4883、1963年6月1日(非特許文献5))。   When a reactive secondary amino group is introduced into the crosslinking group of the cyclic compound, it can be used as a cyclic compound that can be arbitrarily converted into various derivatives by substitution and addition reactions, and can be adapted to various purposes. It is expected that a cyclic inclusion compound can be provided. However, when a condensation reaction is carried out using a primary diamino compound as a starting material by a conventional method, the formation of a chain compound, that is, an acyclic polymer is prioritized, and a cyclic group having a secondary amino group as a crosslinking group. Azacalixarene, which is a compound, is not produced, or only a trace amount of product can be confirmed by separation and extraction. Therefore, the synthesis of azacalixarene, which is a cyclic compound having a secondary amino group as a bridging group, is very inefficient (UK Patent No. 989560 (Patent Document 1); and Nature, No. 4883, 1963). June 1 (Non-Patent Document 5)).

英国特許第989560号British Patent No. 989560 竹本喜一、宮田幹二、木村恵一著「包接化合物」東京化学同人、25頁(1989)Kiichi Takemoto, Miki Miyata, Keiichi Kimura, “The Inclusion Compound”, Tokyo Chemical Doujin, 25 (1989) 有機合成化学協会誌、59巻、607頁(2001)Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan, 59, 607 (2001) Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis、1巻、John Wiley & Sons Inc.1051頁(2002)Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, 1 volume, John Wiley & Sons Inc., page 1051 (2002) Coord. Chem. Rev.165巻、93頁(1997)Coord. Chem. Rev. 165, 93 (1997) Nature、 No.4883、1963年6月1日Nature, No. 4883, June 1, 1963

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消することができるアザカリックスアレーン化合物およびその誘導体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an azacalixarene compound and a derivative thereof that can eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art.

本発明の他の目的は、架橋基に種々の置換基を導入して新しい物性を発現させることが可能なアザカリックスアレーン化合物およびその誘導体を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an azacalixarene compound and a derivative thereof capable of introducing various substituents into a bridging group to express new physical properties.

本発明者は鋭意研究の結果、水素結合を利用して、アザカリックス環を構成する「NH」基が、アザカリックス環の「外側」を向くように分子を構築することが、上記課題の解決に極めて効果的なことを見出した。   As a result of diligent research, the present inventor has solved the above problem by constructing a molecule such that the “NH” group constituting the azacalix ring faces the “outside” of the azacalix ring using hydrogen bonding. Has been found to be extremely effective.

本発明のアザカリックスアレーンは上記知見に基づくものであり、より詳しくは、下記式(1):   The azacalixarene of the present invention is based on the above findings. More specifically, the following formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されることを特徴とするものである。 (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4).

本発明によれば、更に、1,3−ジハロゲン化ベンゼンと4,6−ジアルコキシ−1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基である)、または、   According to the present invention, 1,3-dihalogenated benzene and 4,6-dialkoxy-1,3-phenylenediamine (the alkoxy group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms), or

1,3−ジハロゲン化−4,6−ジアルコキシベンゼンと1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基である)とをパラジウム錯体触媒存在下で縮合反応させて、下記式(1):   1,3-dihalogenated-4,6-dialkoxybenzene and 1,3-phenylenediamine (the alkoxy group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms) are subjected to a condensation reaction in the presence of a palladium complex catalyst. Formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)
で表されるアザカリックスアレーンを得ることを特徴とするアザカリックスアレーンの製造法が提供される。
(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4)
A method for producing an azacalixarene represented by the formula is provided.

本発明によれば、更に、下記式(2):   According to the present invention, the following formula (2):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されることを特徴とする環状化合物が提供される。 (Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3, or 4).

本発明によれば、更に、下記式(1):   According to the present invention, the following formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーンの架橋基である2級アミノ基において置換反応もしくは付加反応を行うことによって、該架橋基に置換基を導入することにより、下記式(2): (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4), a substitution reaction or addition in a secondary amino group which is a bridging group of azacalixarene By introducing a substituent into the cross-linking group by carrying out the reaction, the following formula (2):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン誘導体を得ることを特徴とするアザカリックスアレーン誘導体の製造法が提供される。 (Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4, and a method for producing an azacalixarene derivative is provided.

本発明によれば、更に、ゲスト分子と、該ゲスト分子に対応するホスト分子とを含む包接錯体であって;且つ、該ホスト分子が、下記式(1):   According to the present invention, an inclusion complex further comprising a guest molecule and a host molecule corresponding to the guest molecule; and the host molecule is represented by the following formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン、または、下記式(2): (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4), or the following formula (2):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン誘導体であることを特徴とする包接錯体が提供される。 (Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4), and an inclusion complex is provided.

従来技術においては、N原子を修飾した原料化合物を、そのまま環状にしていた。よって、N原子を修飾した原料化合物を「そのまま」用いる以上、得られる環状化合物の構造は、原料化合物自体の構造に強く影響されることは当然である。   In the prior art, the raw material compound in which the N atom is modified is directly made into a ring. Therefore, as long as the raw material compound in which the N atom is modified is used “as is”, the structure of the obtained cyclic compound is naturally strongly influenced by the structure of the raw material compound itself.

これに対して、上記構成を有する本発明のアザカリックスアレーンにおいては、アザカリックス環に「NH」基が残っているため、後の修飾の自由度が極めて大きいというメリットがある。   On the other hand, the azacalixarene of the present invention having the above-described configuration has an advantage that the degree of freedom of subsequent modification is extremely large because the “NH” group remains in the azacalix ring.

なお、従来技術においては、原料化合物がNH基を有する場合には、環状になりにくく、しかも重合反応が優勢となる傾向があるとされていた。本発明者の知見によれば、このように重合反応が優勢となる理由は、環状(一般的には、エネルギー的に不利とされる)となるよりも、重合反応に適したジグザグ状(線状)構造の方がエネルギー的に有利であるためと推定される。   In the prior art, when the raw material compound has an NH group, it is difficult to form a ring and the polymerization reaction tends to be dominant. According to the knowledge of the present inventor, the reason why the polymerization reaction is dominant in this way is that the zigzag shape (line) is suitable for the polymerization reaction rather than being cyclic (generally disadvantageous in terms of energy). It is presumed that the structure is more energetically advantageous.

本発明のアザカリックスアレーンにおいては、OR基を付与して、「NH」基がアザカリックス環の「外側」を向くようにしていることが重要である(本発明者の知見によれば、この「NH」基がアザカリックス環の「内側」を向くと、ポリマー化し易い傾向がある)。   In the azacalixarene of the present invention, it is important that an OR group is added so that the “NH” group faces the “outside” of the azacalix ring (according to the inventor's knowledge, this If the “NH” group faces “inside” the azacalix ring, it tends to polymerize).

上述したように、本発明においては、分子内水素結合によって環化反応を促進し、反応性2級アミノ基で架橋された新規な環状化合物であるアザカリックスアレーンを得ていることに、その特徴がある。本発明のアザカリックスアレーンにおいては、例えば、更に環状化合物の架橋基の2級アミノ基において置換反応もしくは付加反応を行うことにより、種々の環状化合物誘導体を提供し、従来の環状包接化合物とは異なる包接機能を有する環状包接化合物を提供するためのコア分子として利用することも可能となる。   As described above, in the present invention, the cyclization reaction is promoted by intramolecular hydrogen bonding, and an azacalixarene, which is a novel cyclic compound crosslinked with a reactive secondary amino group, is obtained. There is. The azacalixarene of the present invention provides various cyclic compound derivatives by, for example, further performing a substitution reaction or addition reaction on the secondary amino group of the crosslinking group of the cyclic compound. It can also be used as a core molecule for providing cyclic inclusion compounds having different inclusion functions.

本発明の好ましい一態様においては、2級アミノ基に対して水素結合性相互作用を有するアルコキシ基を有する4,6−ジアルコキシ−1,3−フェニレンジアミンと1,3−ジハロゲン化ベンゼンもしくは1,3−ジハロゲン化−4,6−ジアルコキシベンゼンと1,3−フェニレンジアミン(ここで、アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)を出発原料として用い、炭素−窒素結合生成反応によって縮合環化反応させることによって、反応性の2級アミノ基を有する環状化合物である式(1)で表されるアザカリックスアレーン化合物(式、mは2、3または4の整数である)を製造できる。   In a preferred embodiment of the present invention, 4,6-dialkoxy-1,3-phenylenediamine and 1,3-dihalogenated benzene or 1 having an alkoxy group having a hydrogen bonding interaction with a secondary amino group , 3-Dihalogenated-4,6-dialkoxybenzene and 1,3-phenylenediamine (wherein the alkoxy group represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms) as starting materials, and a carbon-nitrogen bond formation reaction The azacalixarene compound represented by the formula (1), which is a cyclic compound having a reactive secondary amino group (formula, m is an integer of 2, 3 or 4) Can be manufactured.

また、本発明の好ましい他の一態様によれば、式(1)で表されるアザカリックスアレーン化合物(式、mは2、3または4の整数である)の架橋基である2級アミノ基において置換反応もしくは付加反応を行うことによって、該架橋基に置換基を導入し、式(2)の化合物(式、mは2、3または4の整数である)を製造することができる。   According to another preferred embodiment of the present invention, a secondary amino group which is a bridging group of an azacalixarene compound represented by the formula (1) (wherein m is an integer of 2, 3 or 4) By carrying out a substitution reaction or an addition reaction in, a substituent can be introduced into the bridging group to produce a compound of formula (2) (wherein m is an integer of 2, 3 or 4).

本発明によれば、例えば、2級アミノ基に対して水素結合性相互作用を有するアルコキシ基を導入し、2級アミノ基とアルコキシ基の分子内水素結合性相互作用によって環状化合物生成過程の中間体の立体構造を制御することによって、2級アミノ基で架橋された環状化合物の製造・単離が可能となる。   According to the present invention, for example, an alkoxy group having a hydrogen bonding interaction with a secondary amino group is introduced, and an intermediate of the cyclic compound generation process is performed by an intramolecular hydrogen bonding interaction between the secondary amino group and the alkoxy group. By controlling the three-dimensional structure of the body, it is possible to produce and isolate a cyclic compound crosslinked with a secondary amino group.

更に、架橋基である2級アミノ基において置換反応もしくは付加反応を行うことによって架橋基に置換基を導入することが可能であることから、種々の誘導体へと任意に変換可能なコア分子として利用することができ、多様な目的に適応する環状ホスト分子を提供することもできる。   Furthermore, since it is possible to introduce a substituent into the crosslinking group by performing a substitution reaction or addition reaction at the secondary amino group that is a crosslinking group, it can be used as a core molecule that can be arbitrarily converted into various derivatives. It is also possible to provide a cyclic host molecule that can be adapted to various purposes.

本発明の環状化合物であるアザカリックスアレーンは、一般的には有機溶媒に可溶であり、反応性の2級アミノ基を有することから、種々の置換反応・付加反応によって各種環状化合物を提供できる。   The azacalixarene, which is a cyclic compound of the present invention, is generally soluble in an organic solvent and has a reactive secondary amino group, so that various cyclic compounds can be provided by various substitution reactions and addition reactions. .

また、本発明の製造法により、3種類の反復構成単位の異なる、すなわち環サイズの異なる環状化合物を提供できることから、包接錯体のゲストとなるイオンもしくは分子のサイズに応じた環状包接錯体を提供できる。   In addition, since the production method of the present invention can provide three types of cyclic compounds having different repeating structural units, that is, different ring sizes, a cyclic inclusion complex corresponding to the size of an ion or molecule serving as a guest of the inclusion complex is obtained. Can be provided.

上述したように本発明によれば、アザカリックス環を構成する「NH」基が残存し、しかも該「NH」基がアザカリックス環の「外側」を向いているアザカリックスアレーンが提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided an azacalixarene in which the “NH” group constituting the azacalix ring remains and the “NH” group faces the “outside” of the azacalix ring.

以下、本発明を更に具体的に説明する。以下の記載において量比を表す「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準とする。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically. In the following description, “parts” and “%” representing the quantity ratio are based on mass unless otherwise specified.

(アザカリックスアレーン)
本発明のアザカリックスアレーンは、環状化合物であって、下記式(1):
(Azacalix Arene)
The azacalixarene of the present invention is a cyclic compound having the following formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されることを特徴とするものである。Rは、2級アミノ基との分子内水素結合性相互作用と立体障害の観点からは、炭素数1〜6のアルキル基(更には炭素数1〜4のアルキル基)であることが好ましい。 (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4). R is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) from the viewpoint of intramolecular hydrogen bonding interaction with a secondary amino group and steric hindrance.

本発明のアザカリックスアレーンにおいては、アザカリックス環を構成する「NH」基が残存し、しかも該「NH」基がアザカリックス環の「外側」を向いている。更には、本発明のアザカリックスアレーンにおいては、このように「NH」基がアザカリックス環の「外側」を向いていることが、水素結合に基づいている。   In the azacalixarene of the present invention, the “NH” group constituting the azacalix ring remains, and the “NH” group faces the “outside” of the azacalix ring. Furthermore, in the azacalixarene of the present invention, the fact that the “NH” group faces the “outside” of the azacalix ring is based on hydrogen bonding.

(NH基が残存することの確認)
本発明のアザカリックスアレーンにおいて、「NH基が残存する」ことは、例えば、以下の方法で好適に確認することができる。
(Confirmation that NH group remains)
In the azacalixarene of the present invention, “the NH group remains” can be suitably confirmed, for example, by the following method.

1H NMR(核磁気共鳴)分光法により2級アミノ基に帰属されるシグナルが確認できる。
IR(赤外)分光法により2級アミノ基に基づく吸収ピークが確認できる。
The signal attributed to the secondary amino group can be confirmed by 1 H NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy.
An absorption peak based on the secondary amino group can be confirmed by IR (infrared) spectroscopy.

(NH基が環の外側を向いていることの確認)
本発明のアザカリックスアレーンにおいて、「NH基が環の外側を向いている」ことは、例えば、以下の方法で好適に確認することができる。
(Confirmation that the NH group faces the outside of the ring)
In the azacalixarene of the present invention, it can be suitably confirmed, for example, by the following method, that the “NH group faces the outside of the ring”.

X線結晶構造解析によりNH基が外側を向いていることが確認できる。   X-ray crystal structure analysis confirms that the NH group faces outward.

(水素結合の影響によりNH基が環の外側を向いていることの確認)
本発明のアザカリックスアレーンにおいて、「水素結合の影響によりNH基が環の外側を向いている」ことは、例えば、以下の方法で好適に確認することができる。
(Confirmation that the NH group faces the outside of the ring due to the effect of hydrogen bonding)
In the azacalixarene of the present invention, it can be suitably confirmed, for example, by the following method, that “the NH group faces the outside of the ring due to the influence of hydrogen bonding”.

X線結晶構造解析により水素結合の影響によりNH基が環の外側を向いていることが確認できる。   X-ray crystal structure analysis confirms that the NH group faces the outside of the ring due to the influence of hydrogen bonding.

(アザカリックスアレーンの製造方法)
本発明において、上記式(1)で表されるアザカリックスアレーン化合物の製造方法は特に制限されない。上記式(1)で表されるアザカリックスアレーン化合物(mは2,3または4の整数である)を1段階で合成できる観点からは、以下の方法を用いることが好ましい。
(Method for producing Azacalixarene)
In the present invention, the method for producing the azacalixarene compound represented by the above formula (1) is not particularly limited. From the viewpoint of synthesizing the azacalixarene compound represented by the above formula (1) (m is an integer of 2, 3 or 4) in one step, the following method is preferably used.

(好適なアザカリックスアレーンの製造方法の一態様)
上記式(1)で表されるアザカリックスアレーン化合物(mは2、3または4の整数である)は、1,3−ジハロゲン化ベンゼンと4,6−ジアルコキシ−1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)もしくは1,3−ジハロゲン化−4,6−ジアルコキシベンゼンと1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)をパラジウム錯体触媒存在下で、次の反応式
(One aspect of preferred method for producing azacalixarene)
The azacalixarene compound represented by the above formula (1) (m is an integer of 2, 3 or 4) is composed of 1,3-dihalogenated benzene and 4,6-dialkoxy-1,3-phenylenediamine ( An alkoxy group represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms), or 1,3-dihalogenated-4,6-dialkoxybenzene and 1,3-phenylenediamine (an alkoxy group represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms). ) In the presence of a palladium complex catalyst,

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示す)
で表される縮合反応によって製造することができる。
(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms)
It can manufacture by the condensation reaction represented by these.

Rは、2級アミノ基との分子内水素結合性相互作用と立体障害の観点からは、炭素数1〜6のアルキル基(更には炭素数1〜4のアルキル基)であることが好ましい。上記アルコキシ基は、2級アミノ基との分子内水素結合性相互作用と立体障害の観点からは、炭素数1〜6のアルコキシ基(更には炭素数1〜4のアルコキシ基)であることが好ましい。   R is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) from the viewpoint of intramolecular hydrogen bonding interaction with a secondary amino group and steric hindrance. From the viewpoint of intramolecular hydrogen bonding interaction with the secondary amino group and steric hindrance, the alkoxy group is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms (and further an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms). preferable.

上記の反応において、パラジウム錯体触媒には、反応直前に反応系で合成したものをそのまま用いてもよく、または予め合成単離したものを用いることもできる。このようなパラジウム錯体触媒は、中性配位子存在下での還元反応および配位子交換反応なる方法によって生成されるパラジウム錯体であることが好ましい。この場合の中性配位子としては、9,9−ジメチル−4,5−ビス(ジフェルニルホスフィノ)キサンテン、ビス(ジフェニルホスフィノ)バイナフチル等を例示することができる(この場合に使用可能なパラジウム錯体触媒、および中性配位子等の詳細に関しては、例えば上記した非特許文献2および3を必要に応じて参照することができる)。   In the above reaction, a palladium complex catalyst synthesized in the reaction system immediately before the reaction may be used as it is, or a previously synthesized and isolated catalyst may be used. Such a palladium complex catalyst is preferably a palladium complex produced by a method of a reduction reaction and a ligand exchange reaction in the presence of a neutral ligand. Examples of neutral ligands in this case include 9,9-dimethyl-4,5-bis (difernylphosphino) xanthene and bis (diphenylphosphino) binaphthyl (used in this case). For details of possible palladium complex catalysts and neutral ligands, for example, Non-Patent Documents 2 and 3 described above can be referred to as necessary).

(好適なアザカリックスアレーンの製造方法の他の一態様)
2,3,4の反復構成単位から成り、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーン、すなわち下記式(1)で表されるアザカリックスアレーン化合物(mは2、3または4の整数である)は、1,3−ジハロゲン化ベンゼンと4,6−ジアルコキシ−1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)もしくは1,3−ジハロゲン化−4,6−ジアルコキシベンゼンと1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)をパラジウム錯体触媒存在下で縮合反応させることによって製造することができる。
(Another embodiment of a preferred method for producing azacalixarene)
Azacalixarene, which is a cyclic compound having a secondary amino group as a bridging group, consisting of 2,3,4 repeating units, that is, an azacalixarene compound represented by the following formula (1) (m is 2, 3 or 4) is 1,3-dihalogenated benzene and 4,6-dialkoxy-1,3-phenylenediamine (the alkoxy group represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms) or 1,3-dihalogen -4,6-dialkoxybenzene and 1,3-phenylenediamine (the alkoxy group represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms) can be produced by a condensation reaction in the presence of a palladium complex catalyst.

Figure 2007055946
Figure 2007055946

この場合に使用可能なパラジウム錯体触媒は、基本的に、上記した式(1)の化合物を製造する際に用いたものと同様である。   The palladium complex catalyst that can be used in this case is basically the same as that used when the compound of the above formula (1) is produced.

(アザカリックスアレーン誘導体(2))
本発明によれば、下記式(2)で表されるアザカリックスアレーン誘導体も提供される。
(Azacalixarene derivative (2))
According to the present invention, an azacalixarene derivative represented by the following formula (2) is also provided.

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である) (Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4)

本発明において、Rは、2級アミノ基との分子内水素結合性相互作用と立体障害の観点からは、炭素数1〜6のアルキル基(更には炭素数1〜4のアルキル基)であることが好ましい。R’は、新たな包接機能を有する環状化合物を製造する観点からは、炭素数1〜6(更には炭素数1〜4)のアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基であることが好ましい。   In the present invention, R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (further, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) from the viewpoint of intramolecular hydrogen bonding interaction with a secondary amino group and steric hindrance. It is preferable. From the viewpoint of producing a cyclic compound having a new inclusion function, R ′ is an acyl group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably 1 to 4 carbon atoms), an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythio group. A carbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group is preferred.

(アザカリックスアレーン誘導体(2)の製造方法)
上記したアザカリックスアレーン誘導体(2)の製造方法は特に制限されない。式(1)のアザカリックスアレーンに新たな包接機能を付与する観点から、このアザカリックスアレーン誘導体(2)は、以下のような方法で製造することが好ましい。
(Method for producing azacalixarene derivative (2))
The method for producing the azacalixarene derivative (2) is not particularly limited. From the viewpoint of imparting a new inclusion function to the azacalixarene of the formula (1), the azacalixarene derivative (2) is preferably produced by the following method.

すなわち、下記式(1):   That is, the following formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーンの架橋基である2級アミノ基において置換反応もしくは付加反応を行うことによって、該架橋基に置換基を導入することにより、下記式(2): (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4), a substitution reaction or addition in a secondary amino group which is a bridging group of azacalixarene By introducing a substituent into the cross-linking group by carrying out the reaction, the following formula (2):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン誘導体を得ることができる。 (Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4).

(包接錯体)
本発明においては、ゲスト分子と、該ゲスト分子に対応するホスト分子とを含む包接錯体(「包接化合物」ともいう)を得ることができる。該ホスト分子としては、下記式(1):
(Inclusion complex)
In the present invention, an inclusion complex (also referred to as an “inclusion compound”) including a guest molecule and a host molecule corresponding to the guest molecule can be obtained. As the host molecule, the following formula (1):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン、または、下記式(2): (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4), or the following formula (2):

Figure 2007055946
Figure 2007055946

(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン誘導体を用いることができる。 (Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4).

(ゲスト分子)
上記したアザカリックスアレーン(1)ないしアザカリックスアレーン誘導体(2)と包接錯体を形成可能である限り、本発明において使用可能なゲスト分子は特に制限されない。架橋基のアミノ基および架橋基に導入可能な置換基の配位結合性相互作用の観点からは、下記のようなゲスト分子が好適に使用可能である(このようなゲスト分子の詳細に関しては、必要に応じて、文献:薬学雑誌122巻、219頁(2002)を参照することができる)。
(Guest molecule)
The guest molecule that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can form an inclusion complex with the azacalixarene (1) or the azacalixarene derivative (2). From the viewpoint of the coordination bond interaction between the amino group of the bridging group and the substituent that can be introduced into the bridging group, the following guest molecules can be suitably used (for details of such guest molecules, If necessary, reference can be made to the literature: Pharmaceutical Journal Vol. 122, 219 (2002)).

Pd,Pt,Ag,Au,Hg等の重金属イオン Heavy metal ions such as Pd, Pt, Ag, Au, Hg

(包接錯体の利用方法)
本発明の包接錯体の利用方法ないし分野は特に制限されない。架橋基のアミノ基および架橋基に導入可能な置換基の配位結合性相互作用の観点からは、下記のような方法ないし分野に、好適に利用可能である(このような包接錯体の利用方法の詳細に関しては、必要に応じて、文献:薬学雑誌122巻、219頁(2002)を参照することができる)。
(Use of inclusion complex)
There are no particular restrictions on the method or field of use of the inclusion complex of the present invention. From the viewpoint of the coordination bond interaction between the amino group of the bridging group and the substituent that can be introduced into the bridging group, it can be suitably used in the following methods and fields (use of such inclusion complexes) For details of the method, reference can be made to the literature: Pharmaceutical Journal Vol. 122, page 219 (2002), if necessary).

有機溶媒抽出分離法による貴金属イオンもしくは有害重金属イオンの選択的捕捉、分離   Selective capture and separation of noble or harmful heavy metal ions by organic solvent extraction and separation

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1
(式(5)の反応スキームによる)

Figure 2007055946
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.05ミリモル(mmol)、9,9−ジメチル−4,5−ビス(ジフェルニルホスフィイノ)キサンテン0.1ミリモルをトルエン15mlに溶解し、ナトリウム−tert−ブトキシド3ミリモルを加え、更に1,3−ブロモ−4,6−ジメトキシベンゼン1ミリモル、と1,3−フェニレンジアミン1ミリモルを加えて、窒素雰囲気下100℃の反応温度で5日間反応させた。この場合に用いた反応装置の構成、および他の反応条件は、以下の通りである。 Example 1
(According to the reaction scheme of formula (5))
Figure 2007055946
Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium 0.05 mmol (mmol), 9,9-dimethyl-4,5-bis (difernylphosphiino) xanthene 0.1 mmol were dissolved in 15 ml of toluene, sodium-tert -3 mmol of butoxide was added, 1 mmol of 1,3-bromo-4,6-dimethoxybenzene and 1 mmol of 1,3-phenylenediamine were added, and the mixture was reacted at a reaction temperature of 100 ° C. for 5 days in a nitrogen atmosphere. . The configuration of the reactor used in this case and other reaction conditions are as follows.

(反応装置・条件)
(1)シュレンク管(容量25ml)
(2)他の構成(マグネチックスターラー(撹拌装置)、温度制御計付きオイルバス、コンデンサー、窒素ライン)
(3)常圧、窒素雰囲気下
(Reactor and conditions)
(1) Schlenk tube (25 ml capacity)
(2) Other configurations (magnetic stirrer, stirrer oil bath, condenser, nitrogen line)
(3) Under normal pressure and nitrogen atmosphere

上記の反応により、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーンが得られた(薄層クロマトグラフィー(TLC)により原料である1,3-ブロモ-4,6-ジメトキシベンゼンと1,3-フェニレンジアミンの消失および新たな化合物の生成を確認することにより確認した)。   By the above reaction, azacalixarene, which is a cyclic compound having a secondary amino group as a bridging group, was obtained (by 1,3-bromo-4,6-dimethoxybenzene as a raw material by thin layer chromatography (TLC)). This was confirmed by confirming the disappearance of 1,3-phenylenediamine and the formation of a new compound).

得られた反応混合物から、パラジウム錯体や副生成物である臭化ナトリウムおよび非環状化合物を除くために、以下の(イ)から(ニ)の精製操作を行った。   In order to remove sodium bromide and acyclic compounds which are palladium complexes and by-products from the obtained reaction mixture, the following purification operations (a) to (d) were performed.

(精製操作)
(イ)アンモニア水(29%)で洗浄し、クロロホルムで抽出
(ロ)エチレンジアミン−四酢酸二ナトリウム水溶液で洗浄
(ハ)カラムクロマトグラフィ(シリカゲル、溶出液クロロホルム)で分離精製
(ニ)分取用ゲルパーメーションクロマトグラフィで分離精製
(Purification operation)
(I) Wash with aqueous ammonia (29%) and extract with chloroform (b) Wash with ethylenediamine-disodium tetraacetate aqueous solution (c) Separation and purification by column chromatography (silica gel, eluent chloroform) (d) Preparative gel Separation and purification by permeation chromatography

以上の精製操作により、下記式(6)で表される粉状環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)を別途単離し、真空乾燥した。

Figure 2007055946
Through the above purification operation, powdered cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) represented by the following formula (6) were separately isolated and vacuum-dried.
Figure 2007055946

環状化合物7の元素分析値は炭素68.71%、水素5.67%、窒素11.05%であり、式(6)で表される化合物7の計算値(炭素69.41%、水素5.82%、窒素11.56%)とほぼ一致した。本実施例における環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)の収率は、それぞれ7:19%、8:9%および9:1%であった。   The elemental analysis values of the cyclic compound 7 are carbon 68.71%, hydrogen 5.67%, and nitrogen 11.05%. The calculated value of the compound 7 represented by the formula (6) (carbon 69.41%, hydrogen 5 .82%, nitrogen 11.56%). The yields of cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) in this example were 7: 19%, 8: 9% and 9: 1%, respectively. It was.

上記の環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)はクロロホルム、アセトニトリル、テトラヒドロフラン等の一般的な有機溶媒に可溶であった。そのため、環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)について質量分析(FAB−MS)を行ったところ、それぞれm/z=485、727、および969に主たるピークが観測され、これらのデータは、それぞれ下記式(6)で表されるアザカリックスアレーン(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)の分子構造のプロトン化分子イオンピークと一致することが確認された。

Figure 2007055946
The above cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) were soluble in common organic solvents such as chloroform, acetonitrile, tetrahydrofuran and the like. Therefore, when mass spectrometry (FAB-MS) was performed on the cyclic compound 7 (m = 2), the compound 8 (m = 3), and the compound 9 (m = 4), m / z = 485, 727, and 969, respectively. The main peaks are observed, and these data indicate the molecular structures of azacalixarene (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) represented by the following formula (6), respectively. It was confirmed that it coincided with the protonated molecular ion peak.
Figure 2007055946

また、上記環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)のH NMRスペクトルは以下のシグナルを示した。 The 1 H NMR spectra of the cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) showed the following signals.

H NMR(in CDCl):
化合物7:7.28(s2H)7.11(s2H)7.09(t2H)6.55(s2H)6.36(d4H)5.67(br4H)3.79(s12H).
1 H NMR (in CDCl 3 ):
Compound 7: 7.28 (s2H) 7.11 (s2H) 7.09 (t2H) 6.55 (s2H) 6.36 (d4H) 5.67 (br4H) 3.79 (s12H).

化合物8:7.32(s3H)7.00(t3H)6.96(s3H)6.53(s3H)6.26(d6H)5.78(s6H)3.78(s18H).   Compound 8: 7.32 (s3H) 7.00 (t3H) 6.96 (s3H) 6.53 (s3H) 6.26 (d6H) 5.78 (s6H) 3.78 (s18H).

化合物9:7.27(s4H)7.06(s4H)6.74(br4H)6.46(br8H)6.41(d4H)5.73(br8H)3.78(s24H).   Compound 9: 7.27 (s4H) 7.06 (s4H) 6.74 (br4H) 6.46 (br8H) 6.41 (d4H) 5.73 (br8H) 3.78 (s24H).

Figure 2007055946
Figure 2007055946

実施例2Example 2

(式(7)の反応スキームによる)

Figure 2007055946
以下に示した反応条件以外は、実施例1と同様に反応を行った。 (According to reaction scheme of formula (7))
Figure 2007055946
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except for the reaction conditions shown below.

トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.025ミリモル、9,9−ジメチル−4,5−ビス(ジフェルニルホスフィイノ)キサンテン0.05ミリモルをトルエン5mlに溶解し、ナトリウム−tert−ブトキシド1ミリモル、を加え、更に1,3−ブロモベンゼン0.33ミリモル、と4,6−ジメトキシ−1,3−フェニレンジアミン0.33ミリモルを加えて、窒素雰囲気下、100℃の反応温度で5日間反応させた。この反応により、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーンが得られた。   0.025 mmol of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 0.05 mmol of 9,9-dimethyl-4,5-bis (difernylphosphiino) xanthene were dissolved in 5 ml of toluene, and sodium-tert-butoxide 1 Then, 0.33 mmol of 1,3-bromobenzene and 0.33 mmol of 4,6-dimethoxy-1,3-phenylenediamine were added, and the reaction temperature was 100 ° C. for 5 days under a nitrogen atmosphere. Reacted. By this reaction, azacalixarene, which is a cyclic compound having a secondary amino group as a crosslinking group, was obtained.

以後の精製操作は実施例1と同様に行った。   The subsequent purification operation was performed in the same manner as in Example 1.

以上の操作により、粉状環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)を別途単離し、真空乾燥した。本実施例における環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)の収率はそれぞれ7:23%、8:13%および9:3%であった。   Through the above operation, powdered cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) were separately isolated and vacuum-dried. The yields of cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) in this example were 7: 23%, 8: 13% and 9: 3%, respectively. .

上記の環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)は実施例1で得られた環状化合物7(m=2)、化合物8(m=3)および化合物9(m=4)と同一であることは、元素分析、質量分析(FAB−MS)、H NMRスペクトルによって確認した。 The above cyclic compound 7 (m = 2), compound 8 (m = 3) and compound 9 (m = 4) are the cyclic compound 7 (m = 2) and compound 8 (m = 3) obtained in Example 1. It was confirmed by elemental analysis, mass spectrometry (FAB-MS), and 1 H NMR spectrum that it was the same as Compound 9 (m = 4).

実施例3
実施例1で得られた環状化合物7(m=2)(0.01ミリモル)に無水酢酸0.5mlを加えて、空気中、140℃の反応温度で4時間反応させた。この反応で生じた沈殿物を濾別した。得られた粉末状固体を水で洗浄することにより、環状化合物7(m=2)の架橋基がN-アセチル化された環状化合物10(式(8))が収率92%で得られた。
Example 3
To the cyclic compound 7 (m = 2) (0.01 mmol) obtained in Example 1, 0.5 ml of acetic anhydride was added and reacted in air at a reaction temperature of 140 ° C. for 4 hours. The precipitate produced by this reaction was filtered off. By washing the obtained powdered solid with water, a cyclic compound 10 (formula (8)) in which the crosslinking group of the cyclic compound 7 (m = 2) was N-acetylated was obtained in a yield of 92%. .

Figure 2007055946
Figure 2007055946

上記の環状化合物10はクロロホルム、ジクロロメタン等の有機溶媒に低濃度で可溶であった。環状化合物10について質量分析(FAB−MS)を行ったところ、m/z=653に主のピークが観測され、式(8)で表される環状化合物10の分子構造と一致することが確認された。また、上記環状化合物10(式(8))の1H NMRスペクトルは以下のシグナルを示した。 The cyclic compound 10 was soluble in an organic solvent such as chloroform and dichloromethane at a low concentration. When mass analysis (FAB-MS) was performed on the cyclic compound 10, a main peak was observed at m / z = 653, and it was confirmed that the molecular structure of the cyclic compound 10 represented by the formula (8) was matched. It was. The 1 H NMR spectrum of the cyclic compound 10 (formula (8)) showed the following signal.

H NMR(in CDCl):7.21(br8H) 6.58(br4H) 3.89(br12H) 2.01(br12H)
これらの結果は、実施例1で得られた環状化合物が反応性2級アミノ基を架橋基に有しており、置換反応によって、N−アセチル誘導体に変換可能であることを示している。
1 H NMR (in CDCl 3 ): 7.21 (br8H) 6.58 (br4H) 3.89 (br12H) 2.01 (br12H)
These results indicate that the cyclic compound obtained in Example 1 has a reactive secondary amino group as a crosslinking group and can be converted to an N-acetyl derivative by a substitution reaction.

実施例4
実施例1で得られた環状化合物8(m=3)(0.01ミリモル)に無水酢酸0.5mlを加えて、空気中、140℃の反応温度で4時間反応させた。水を加え攪拌した後、有機層を分取した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィ(シリカゲル、溶出液クロロホルム/メタノール)で分離精製することにより、環状化合物8(m=3)の架橋基がN−アセチル化された環状化合物11(式(9))が収率87%で得られた。
Example 4
Acetic anhydride (0.5 ml) was added to the cyclic compound 8 (m = 3) (0.01 mmol) obtained in Example 1, and reacted in air at a reaction temperature of 140 ° C. for 4 hours. After adding water and stirring, the organic layer was separated. The solvent was distilled off, and separation and purification were performed by column chromatography (silica gel, eluent chloroform / methanol), whereby cyclic compound 11 (formula (9)) in which the crosslinking group of cyclic compound 8 (m = 3) was N-acetylated. ) Was obtained in a yield of 87%.

Figure 2007055946
Figure 2007055946

上記の環状化合物11(式(9))はクロロホルム、アセトニトリル、テトラヒドロフラン等の一般的な有機溶媒に可溶であった。環状化合物11(式(9))について質量分析(FAB−MS)を行ったところ、m/z=979に主のピークが観測され、式(9)で表される環状化合物11の分子構造と一致することが確認された。また、上記環状化合物11(式(9))の1H NMRスペクトルは以下のシグナルを示した。 Said cyclic compound 11 (Formula (9)) was soluble in common organic solvents, such as chloroform, acetonitrile, tetrahydrofuran. When mass spectrometry (FAB-MS) was performed on the cyclic compound 11 (formula (9)), a main peak was observed at m / z = 979, and the molecular structure of the cyclic compound 11 represented by formula (9) It was confirmed that they matched. The 1 H NMR spectrum of the cyclic compound 11 (formula (9)) showed the following signal.

H NMR(in DMSO、100℃):7.31(br3H) 7.17(br6H) 7.021(br6H) 6.85(s3H) 3.88(s18H) 1.81(s18H) 1 H NMR (in DMSO, 100 ° C.): 7.31 (br3H) 7.17 (br6H) 7.021 (br6H) 6.85 (s3H) 3.88 (s18H) 1.81 (s18H)

比較例1
下記式に示すように、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.05ミリモル、9,9−ジメチル−4,5−ビス(ジフェルニルホスフィイノ)キサンテン0.1ミリモルをトルエン15mlに溶解し、ナトリウム−tert−ブトキシド3ミリモル、を加え、更に1,3−ブロモベンゼン1ミリモル、と1,3−フェニレンジアミン1ミリモルを加えて、窒素雰囲気下、100℃の反応温度で5日間反応させた。

Figure 2007055946
Comparative Example 1
As shown in the following formula, 0.05 mmol of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 0.1 mmol of 9,9-dimethyl-4,5-bis (difernylphosphiino) xanthene were dissolved in 15 ml of toluene. , Sodium-tert-butoxide (3 mmol), 1,3-bromobenzene (1 mmol) and 1,3-phenylenediamine (1 mmol) were added, and the mixture was reacted at a reaction temperature of 100 ° C. for 5 days in a nitrogen atmosphere. .
Figure 2007055946

この反応では、線状化合物であるポリ(イミノ−1,3−フェニレン)もしくはオリゴ(イミノ−1,3−フェニレン)の生成は確認された。   In this reaction, the production of poly (imino-1,3-phenylene) or oligo (imino-1,3-phenylene), which is a linear compound, was confirmed.

パラジウム錯体や副生成物である臭化ナトリウムおよび非環状化合物を除くために、以下の(イ)、(ロ)の操作を行った。
(イ)アンモニア水(29%)で洗浄し、クロロホルムで抽出
(ロ)エチレンジアミン−四酢酸二ナトリウム水溶液で洗浄
In order to remove the palladium complex and by-product sodium bromide and the non-cyclic compound, the following operations (a) and (b) were performed.
(B) Wash with aqueous ammonia (29%) and extract with chloroform (b) Wash with ethylenediamine-disodium tetraacetate aqueous solution

以上の精製操作の後、有機相の溶媒を留去し、質量分析(FAB−MS)を行ったところ、m/z=365に極微量のピークが観測された。この値は、式(11)で表される環状化合物12の分子構造と一致する。

Figure 2007055946
After the above purification operation, the solvent of the organic phase was distilled off and mass spectrometry (FAB-MS) was performed. As a result, a very small peak was observed at m / z = 365. This value agrees with the molecular structure of the cyclic compound 12 represented by the formula (11).
Figure 2007055946

よって、この反応では、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物が生成することは確認されたが、生成量は極微量であり、単離生成には至らなかった。   Therefore, in this reaction, it was confirmed that a cyclic compound having a secondary amino group as a bridging group was produced, but the production amount was extremely small, and isolation production was not achieved.

この結果は、鎖状化合物、すなわち非環状の重合体の生成が優先され、架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーンはほとんど生成しないことを示しており、2級アミノ基に対して水素結合性相互作用を有するアルコキシ基を導入し、2級アミノ基とアルコキシ基の分子内水素結合性相互作用によって環状化合物生成過程の中間体の立体構造を制御することで、2級アミノ基で架橋された環状化合物の製造・単離が可能となることを示している。   This result shows that generation of a chain compound, that is, an acyclic polymer is prioritized, and azacalixarene, which is a cyclic compound having a secondary amino group as a bridging group, is hardly generated. By introducing an alkoxy group having hydrogen-bonding interaction to the base and controlling the three-dimensional structure of the intermediate in the cyclic compound formation process by intramolecular hydrogen-bonding interaction between the secondary amino group and the alkoxy group. This shows that it is possible to produce and isolate a cyclic compound crosslinked with an amino group.

比較例2
架橋基に2級アミノ基を有する環状化合物であるアザカリックスアレーンの製造法として、英国特許GB989560号(1965年)にNa共存下、レゾルシノールと1,3−フェニレンジアミンの反応によって式(12)で表される環状化合物12の製造法が提案されている。

Figure 2007055946
Comparative Example 2
As a method for producing azacalixarene, which is a cyclic compound having a secondary amino group as a bridging group, British Patent GB 998560 (1965) was prepared by reacting resorcinol with 1,3-phenylenediamine in the presence of Na 2 S 2 O 5 . A method for producing the cyclic compound 12 represented by the formula (12) has been proposed.
Figure 2007055946

この特許記載の方法で反応の追試を行い、茶色の生成物を得た。しかしながら、得られた生成物について質量分析(FAB−MS)を行ったところ、式(11)で表される環状化合物12の分子構造に対応するシグナルは観測されず、環状化合物12の生成は確認できなかった。   The reaction was further tested by the method described in this patent to obtain a brown product. However, when mass spectrometry (FAB-MS) was performed on the obtained product, a signal corresponding to the molecular structure of the cyclic compound 12 represented by the formula (11) was not observed, and the production of the cyclic compound 12 was confirmed. could not.

本発明によれば、架橋基に2級アミノ基を有するアザカリックスアレーンを製造することによって、架橋基に反応性を持たせることができ、置換反応もしくは付加反応を行うことによって架橋基に種々の置換基を導入することが可能となり、多様な目的に適応する環状ホスト分子を提供することができる。   According to the present invention, by producing an azacalixarene having a secondary amino group as a crosslinkable group, the crosslinkable group can be made reactive, and various kinds of crosslinkable groups can be added to the crosslinkable group by performing a substitution reaction or an addition reaction. Substituents can be introduced, and a cyclic host molecule that can be used for various purposes can be provided.

これらの環状化合物はアルコキシ基とアミノ基の水素結合性相互作用に基づき立体制御された系において、1,3−ジハロゲン化ベンゼンと4,6−ジアルコキシ−1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)もしくは1,3−ジハロゲン化−4,6−ジアルコキシベンゼンと1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す)の炭素−窒素結合生成反応によって縮合環化反応させることで製造できる。これらの環状化合物はアミノ基とアルコキシ基の分子内水素結合性相互作用によって立体構造を制御することで製造・単離が可能となる。この製造法によって得られる環状化合物は単位骨格に反応性の2級アミノ基を有することから、置換・付加反応によって種々の誘導体へと任意に変換可能なコア分子として利用することができ、多様な目的に適応する環状ホスト分子を提供できる。   These cyclic compounds are obtained by stereocontrolling a system based on hydrogen-bonding interaction between an alkoxy group and an amino group in a 1,3-dihalogenated benzene and 4,6-dialkoxy-1,3-phenylenediamine (the alkoxy group is Carbon of 1 to 8 carbon atoms) or 1,3-dihalogenated-4,6-dialkoxybenzene and 1,3-phenylenediamine (the alkoxy group represents an alkoxy group of 1 to 8 carbon atoms) -It can manufacture by carrying out a condensation cyclization reaction by nitrogen bond production | generation reaction. These cyclic compounds can be produced and isolated by controlling the steric structure by intramolecular hydrogen bonding interaction between an amino group and an alkoxy group. Since the cyclic compound obtained by this production method has a reactive secondary amino group in the unit skeleton, it can be used as a core molecule that can be arbitrarily converted into various derivatives by substitution and addition reactions. It is possible to provide a cyclic host molecule adapted to the purpose.

Claims (5)

下記式(1):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されることを特徴とするアザカリックスアレーン。
Following formula (1):
Figure 2007055946
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4).
1,3−ジハロゲン化ベンゼンと4,6−ジアルコキシ−1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基である)、または、
1,3−ジハロゲン化−4,6−ジアルコキシベンゼンと1,3−フェニレンジアミン(アルコキシ基は炭素数1〜8のアルコキシ基である)とをパラジウム錯体触媒存在下で縮合反応させて、下記式(1):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)
で表されるアザカリックスアレーンを得ることを特徴とするアザカリックスアレーンの製造法。
1,3-dihalogenated benzene and 4,6-dialkoxy-1,3-phenylenediamine (the alkoxy group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms), or
1,3-dihalogenated-4,6-dialkoxybenzene and 1,3-phenylenediamine (the alkoxy group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms) are subjected to a condensation reaction in the presence of a palladium complex catalyst. Formula (1):
Figure 2007055946
(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4)
A method for producing an azacalixarene represented by the formula:
下記式(2):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されることを特徴とするアザカリックスアレーン誘導体。
Following formula (2):
Figure 2007055946
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4).
下記式(1):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーンの架橋基である2級アミノ基において置換反応もしくは付加反応を行うことによって、該架橋基に置換基を導入することにより、下記式(2):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン誘導体を得ることを特徴とするアザカリックスアレーン誘導体の製造法。
Following formula (1):
Figure 2007055946
(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4), a substitution reaction or addition in a secondary amino group which is a bridging group of azacalixarene By introducing a substituent into the cross-linking group by carrying out the reaction, the following formula (2):
Figure 2007055946
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3, or 4), and a method for producing an azacalixarene derivative.
ゲスト分子と、該ゲスト分子に対応するホスト分子とを含む包接錯体であって;且つ、該ホスト分子が、下記式(1):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン、または、下記式(2):
Figure 2007055946
(式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示し、R’はアシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アルコキシチオカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、またはスルホニル基を示し、mは2、3または4の整数である)で表されるアザカリックスアレーン誘導体であることを特徴とする包接錯体。
An inclusion complex including a guest molecule and a host molecule corresponding to the guest molecule; and the host molecule is represented by the following formula (1):
Figure 2007055946
(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 2, 3 or 4), or the following formula (2):
Figure 2007055946
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R ′ represents an acyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxythiocarbonyl group, a carbamoyl group, a thiocarbamoyl group, or a sulfonyl group. , M is an integer of 2, 3 or 4).
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