JP5083990B2 - クロマトグラフィー用光学異性体分離剤及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、キラル空洞内の多重水素結合を利用した不斉認識機能を有する光学活性大環状化合物を含むクロマトグラフィー用光学異性体分離剤及びその製造方法に関する。
不斉炭素を有する化合物を含む医薬品、農薬や液晶材料が増加するにつれて、これらの化合物とその合成中間体の光学純度を正確に決定する必要性が生じている。光学純度の決定手段としては、キラル誘導体化試薬やキラルシフト試薬(又はキラル溶媒和試薬)を利用したNMR法と、キラル固定相を詰めたキラルカラムを用いる高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法ならびにガスクロマトグラフィー法が知られている。
中でもHPLC法は、幅広い化合物に対して信頼性の高い分析結果を示す方法として広く認知されている。しかもHPLC法は、キラル化合物の分析に加えて分取もできるという特徴を有している。HPLC法に用いられるキラル固定相には、一般に、シリカゲル等の担体とそれに共有結合して担持されるキラルセレクターとからなる固定相が知られている。このようなキラル固定相には、例えば環状アミド化合物が担体であるシリカゲルに共有結合によって結合してなる固定相が知られている(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照。)。
一方、前記NMR法に用いられるキラルシフト試薬には、例えばNMRスペクトルで不斉識別することができるキラルシフト性環状アミド化合物が報告されている(例えば、非特許文献3参照。)。しかしながら、特にキラルシフト性化合物に関しては、重クロロホルムなどの非プロトン性溶媒中でのみ識別能力が発揮され、アルコールなどのプロトン性重溶剤を共存させると識別能力が低下することが知られている。一方、クロマトグラフィー用識別剤はアルコールを含む、多様な溶剤が移動相として用いられるため、キラルシフト性化合物の不斉識別能力そのものが発揮されるとは考えられず、またそのような検討もほとんどなされていなかった。
D. W. Armstrong, Y. Tang, S. Chen, Y. Zhou, C. Bagwill, J.-R. Chen, Macrocyclic antibiotics as a new class of chiral selectors for liquid chromatography. Anal. Chem., 66(9), 1473-1484 (1994). F. Gasparrini, D. Misiti, M. Pierini, C. Villani, A chiral A2B2 macrocyclic minireceptor with extreme enantioselectivity. Org. Lett., 4(23), 3993-3996 (2002). T. Ema, D. Tanida, T. Sakai, Versatile and practical macrocyclic reagent with multiple hydrogen-bonding sites for chiral discrimination in NMR. J. Am. Chem. Soc., 129(34), 10591-10596 (2007).
本発明は、キラルシフト性を有する環構造をキラルセレクターとして有する新規なクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を提供する。
本発明は、前記キラルシフト性環状アミド化合物における不斉識別部位と水素結合供与部位と水素結合受容部位とを含む環状の不斉分子識別部位を担体に化学結合によって結合してなる組成物がクロマトグラフィーにおいて光学異性体の分離能を有することが見出されたことに基づく。
すなわち本発明は、下記の一般式(1)で表される化合物を担体に化学的結合により担持させてなるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を提供する。
Figure 0005083990
一般式(1)中、Rは炭素数2〜30の不斉構造を有する有機基を表し、Ar1は独立して水素結合受容性を有する二価の基又は炭素数3〜10の芳香族基を表し、Ar2は炭素数3〜14の芳香族基又は複素環基を表し、Zは独立して単結合又は二価の基を表し、Yは担体と化学的に結合する基を表す。
また本発明は、一般式(1)におけるRが、下記一般式(2)、一般式(3)、一般式(4)、構造式(5)、又は構造式(6)で表されることを特徴とする前記分離剤を提供する。
Figure 0005083990
一般式(2)中、R1環は独立して芳香族環、脂肪族環、又はなしを表し、R2は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、芳香族基、エステル基又はハロゲン原子を表し、一般式(3)中、R3は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、ニトロ基、芳香族基、エステル基又はハロゲン原子を表し、R4は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、芳香族基、エステル基、又はハロゲン原子を表し、一般式(4)中、R5は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は枝分かれのアルキル基、芳香族基又はエステル基を表す。
また本発明は、一般式(1)におけるRが下記構造式(7)で表されることを特徴とする前記分離剤を提供する。なお、一般式(7)の絶対配置は(R)でも(S)でも良い。
Figure 0005083990
また本発明は、前記水素結合受容性を有する二価の基が炭素数3〜10の複素環基であることを特徴とする前記分離剤を提供する。
また本発明は、一般式(1)におけるAr1が下記構造式(8)で表され、Ar2が下記構造式(9)で表されることを特徴とする前記分離剤を提供する。
Figure 0005083990
また本発明は、一般式(1)におけるZが酸素、窒素、及び硫黄の少なくとも一つを含む二価の有機基であることを特徴とする前記分離剤を提供する。
また本発明は、一般式(1)におけるZが下記構造式(10)〜(15)で表されるいずれかであることを特徴とする前記分離剤を提供する。
Figure 0005083990
また本発明は、前記担体がシリカゲルであることを特徴とする前記分離剤を提供する。
また本発明は、一般式(1)におけるYがシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する基であることを特徴とする前記分離剤を提供する。
また本発明は、一般式(1)におけるYが下記一般式(16)〜(20)で表されるいずれかであることを特徴とする前記分離剤を提供する。
Figure 0005083990
一般式(16)〜(20)中、nは1〜20の整数を表す。
また本発明は、下記一般式(II)で表されるジアミン(II)の2当量と下記一般式(I)で表される酸化合物(I)又は下記一般式(IV)で表される酸化合物(IV)の1当量とを反応させて、下記一般式(III)で表されるジアミン(III)又は下記一般式(VII)で表されるジアミン(VII)を得る工程と、
ジアミン(III)又は(VII)と酸化合物(IV)又は(I)とを同当量で反応させて、下記一般式(V)で表される環状アミド化合物(V)を得る工程と、
環状アミド化合物(V)のYと担体とを、直接又は架橋基を介して反応させて、下記一般式(VI)で表されるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を得る工程とを含む、クロマトグラフィー用光学異性体分離剤の製造方法を提供する。
Figure 0005083990
一般式(I)、(III)、(V)及び(VI)中、Ar2は炭素数3〜10の芳香族基又は複素環基を表し、Yは担体と化学的に結合する基又はその前駆構造の基を表し、
一般式(II)、(III)及び(V)〜(VII)中、Ar1は独立して炭素数3〜10の芳香族基又は複素環基を表し、
一般式(IV)〜(VII)中、Rは炭素数2〜30の不斉構造を有する有機基を表し、Z’は独立して単結合又は二価の基を表し、
一般式(VI)中、Y’は担体と化学的に結合している基を表し、
一般式(I)及び(IV)中、Acはカルボキシル基又は−COClを表す。
また本発明は、前記一般式(II)で表されるジアミン(II)の2当量と前記一般式(I)で表される酸化合物(I)の1当量とを反応させて、前記一般式(III)で表されるジアミン(III)を得る工程と、
ジアミン(III)と酸化合物(IV)とを同当量で反応させて、前記一般式(V)で表される環状アミド化合物(V)を得る工程と、
環状アミド化合物(V)のYと担体とを、架橋基を介して結合させて、前記一般式(VI)で表されるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を得る工程とを含む、前記方法を提供する。
また本発明は、前記Rが前記構造式(7)(一般式(7)の絶対配置は(R)でも(S)でも良い。)で表されることを特徴とする前記方法を提供する。
また本発明は、前記Ar1が前記構造式(8)で表され、前記Ar2が前記構造式(9)で表されることを特徴とする前記方法を提供する。
また本発明は、前記Z’が−O−、−O−CH2−、−CH2−、又は−S−CH2−であることを特徴とする前記方法を提供する。
また本発明は、前記担体がシリカゲルであることを特徴とする前記方法を提供する。
また本発明は、前記シリカゲルが前記架橋基となる基で表面修飾されていることを特徴とする前記方法を提供する。
また本発明は、前記架橋基となる基が下記一般式(21)〜(25)で表されるいずれかであることを特徴とする前記方法を提供する。
Figure 0005083990
一般式(21)〜(25)中、m及びnはそれぞれ1〜20の整数を表す。
本発明は、キラルシフト性を有する環構造をキラルセレクターとして有する新規なクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を提供することができる。
実施例3の評価1における評価サンプル1のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価1における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価1における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価1における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価1における評価サンプル7のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル1のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価2における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価3における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価3における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価4における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価4における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価4における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価4における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例3の評価4における評価サンプル9のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル1のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル7のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価1における評価サンプル9のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル7のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価2における評価サンプル9のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価3における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価3における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価3における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価3における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価4における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価4における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価4における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価4における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例4の評価4における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル3(移動相がCO2/MeOH)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル3(移動相がCO2/EtOH)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル3(移動相がCO2/IPA)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル3(移動相がCO2/MeCN)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル6(移動相がCO2/MeOH)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル6(移動相がCO2/EtOH)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル6(移動相がCO2/IPA)のクロマトグラムを示す図である。 実施例5の評価1における評価サンプル6(移動相がCO2/MeCN)のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価1における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価1における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価2における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価2における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価2における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価2における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価2における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価3における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価4における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価4における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価4における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例11の評価4における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例12の評価1における評価サンプル1のクロマトグラムを示す図である。 実施例12の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例12の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例12の評価1における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例13の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例13の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例13の評価1における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 は実施例14の評価1における評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例14の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例14の評価1における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例14の評価1における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例14の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例14の評価1における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル1のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1にける評価サンプル2のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル3のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル4のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル5のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル6のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル8のクロマトグラムを示す図である。 実施例15の評価1における評価サンプル9のクロマトグラムを示す図である。
本発明のクロマトグラフィー用光学異性体分離剤(以下、「分離剤」ともいう)は、下記一般式(1)で表される化合物を担体に化学的結合により担持させてなる。
Figure 0005083990
前記Rは、炭素数2〜30の不斉構造を有する有機基を表す。不斉構造は軸不斉構造のように基全体による構造であってもよいし、基中の不斉炭素による構造であってもよい。前記Rとしては、例えば下記一般式(2)、一般式(3)、一般式(4)、構造式(5)、又は構造式(6)で表される基が挙げられる。
Figure 0005083990
前記R1環は独立して芳香族環、脂肪族環、又はなしを表す。芳香族環を表す基としては、R1環が結合するベンゼン環と合わせて2〜4のベンゼン環からなる縮合環を形成する基が挙げられ、例えば−C44−、−C86−、−C128−が挙げられ、脂肪族環を表す基としては、例えば炭素数4〜8のアルキレンであり、一部が不飽和となっていてもよい環状脂肪族化合物が挙げられ、R1環がない場合としては例えば水素原子が挙げられる。また前記R2は、独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、芳香族基、エステル基又はハロゲン原子を表す。
前記R3は、独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、ニトロ基、エステル基、芳香族基又はハロゲン原子を表し、R4は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、芳香族基、エステル基又はハロゲン原子を表す。
前記R5は、独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は枝分かれのアルキル基、芳香族基又はエステル基を表す。
前記エステル基としては、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を含む有機酸と、炭素数1〜6のアルコールとが縮合して生成する構造を含む一価の基が挙げられ、例えばメトキシカルボニル基及びtert−ブチルオキシカルボニル基が挙げられる。また前記芳香族基としては、炭素数6〜14の芳香族環を含む一価の基が挙げられ、例えばフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、及びビフェニル基が挙げられる。
前記Rとしては、軸不斉構造に基づく適度な剛直性と柔軟性とを兼ね備えている観点から、下記構造式(7)で表される基が好ましい。一般式(7)で表される基の絶対配置は(R)でも(S)でも良い。更に一般式(7)で表される基は、軸構造の角度を調整し、不斉識別能力を調整する観点から、3,3’の位置に置換基を有していてもよい。
Figure 0005083990
前記Ar1は、独立して水素結合受容性を有する二価の基又は炭素数3〜10の水素結合受容性を有していてもよい芳香族基を表す。水素結合受容性を有さないAr1としては、例えばフェニレンのようなベンゼン環を含む二価の基が挙げられ、水素結合受容性を有するAr1としては、水素結合受容性を発現する電気陰性度が比較的高い窒素、酸素、硫黄、リン、及びハロゲンを含む基が挙げられ、例えばケト基、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、フラン、チオフェン、テトラヒドロピラン、チオピラン、及びキノリンのそれぞれの構造を含む二価の基が挙げられる。Ar1における前述した原子等の水素結合受容部位は一つでもよいし二つ以上でもよく、同じでもよいし、異なっていてもよい。またAr1はアミノ基や水酸基等の一以上の水素結合供与部位をさらに有していてもよい。
Ar1の大きさに応じて一般式(1)の環の大きさを変えることが可能であり、またAr1の水素結合受容部位及び水素結合供与部位の位置や数に応じて、一般式(1)の環の水素結合性を変えることが可能であり、Ar1の構造により分離性能の調整が期待される。Ar1は、前述した原子等の水素結合受容部位が一般式(1)の環の内側に向けて配置されることが、前記環に包接された分離対象化合物と前記水素結合受容部位との間に水素結合を形成する観点から好ましく、前記水素結合受容部位となる原子、又は前記水素結合受容部位となる基が結合する炭素原子の隣の炭素原子が、一般式(1)のアミド基又はZと結合することが好ましい。
前記Ar2は、炭素数3〜14の、好ましくは炭素数3〜10の芳香族基又は複素環基を表す。Ar2はAr1と同様の観点から、水素結合供与部位及び水素結合受容部位の一方又は両方を有していてもよい。例えばAr2は、Ar1と同様に、水素結合受容性を発現する電気陰性度が比較的高い窒素、酸素、硫黄、リン、及びハロゲンを含んでいてもよい。このようなAr2としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピロール環、チオフェン環、フラン環を含む三価の基が挙げられる。
前記Ar1としては、下記構造式(8)で表される基が好ましく、前記Ar2としては、下記構造式(9)で表される基が好ましい。
Figure 0005083990
前記Zは、独立して単結合又は二価の基を表す。前記Zは、水素結合供与部位及び水素結合受容部位の一方又は両方を含んでいてもよい。また前記Zの直鎖部位を構成する原子数に応じて一般式(1)の環の大きさを変えることが可能であり、Zの構造により分離性能の調整が期待される。前記Zの直鎖部位を構成する原子数は、1〜8であることが好ましく、2〜6であることがより好ましい。なお、Zが含んでいてもよい水素結合供与部位としては、例えばアミノ基、アミド基、カルバメート基、水酸基、ピペリジン構造を有する基、ピロリジン構造を有する基、アジリジン構造を有する基、及びピロール構造を有する基が挙げられる。Zが含んでいてもよい水素結合受容部位としては、例えば前記Ar1の水素結合受容部位が挙げられる。
前記二価の基としては、例えば酸素、窒素、及び硫黄の少なくとも一つを含む二価の有機基が挙げられる。前記二価の基は、酸素や硫黄等のヘテロ原子そのものであってもよいし、二価の炭化水素基を含んでいてもよい。この二価の炭化水素基は、任意の水素原子がフッ素等のハロゲン原子に置き換えられていてもよい。このようなZとしては、例えば下記構造式(10)〜(15)で表される基、及び下記構造式(10)〜(15)のアルキレン基の任意の水素がフッ素等のハロゲン原子に置き換えられた基が挙げられる。
Figure 0005083990
前記Yは、担体と化学的に結合する基を表す。Yは、担体に直接結合する基であってもよいし、他の基を介して担体に結合する基であってもよい。Yは、担体に対して共有結合する基であることが、本発明の分離剤の耐久性の向上の観点から好ましい。Yは担体の種類に応じて決めることができる。例えば担体がシリカゲルである場合には、Yとしては、シラノール基と反応してシロキサン結合を形成する基が用いられ、例えば下記一般式(16)〜(20)で表される基が挙げられる。なお下記一般式(16)〜(20)中、nは1〜20の整数を表す。また、Yの一部を予めシリカ等の担体に結合しておき、後からアミド結合等の化学的結合で、担体に結合するYの一部とAr2に結合するYの一部とを結合してもよい。さらにYは、一般式(16)〜(20)におけるエトキシが、メトキシ等の、炭素数が1〜4程度の低級アルコキシ基に独立して置き換えられた基であってもよい。さらにYは、一般式(16)〜(20)における3つのアルコキシ基のうちの1つ又は2つが、メチル基等の、炭素数が1〜4程度の低級アルキル基に独立して置き換えられた基であってもよい。
Figure 0005083990
また前記Yは、表面が修飾された担体のように、担体に結合しているアミノ基、メルカプト基、又はグリシジル基に結合する基であってもよい。このようなYとしては、例えば、水酸基、及び、下記式(31)〜(38)で表わされる基が挙げられる。これらの式において、nは1〜20の整数を表し、Xは塩素や臭素等のハロゲン原子を表す。
Figure 0005083990
前記担体には、HPLCで通常使用される担体を用いることができる。このような担体としては、例えば多孔質有機担体及び多孔質無機担体が挙げられる。多孔質有機担体としては、例えばポリスチレン、ポリアクリルアミド、及びポリアクリレートが挙げられ、多孔質無機担体としては、例えばシリカゲル、アルミナ、マグネシア、ガラス、カオリン、酸化チタン、ケイ酸塩、及びヒドロキシアパタイトが挙げられる。前記担体としては、シリカゲルが好ましい。
本発明の分離剤における一般式(1)の化合物由来の成分の含有量は、この化合物による不斉識別性能を十分に発現させる観点から、分離剤全体に対して1〜99質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましい。前記含有量は、例えば元素分析やIR等の通常の分析技術を利用して測定することができる。
本発明の分離剤は、下記に示す合成経路で製造することができる。
Figure 0005083990
すなわち本発明の分離剤は、一般式(II)で表されるジアミン(II)の2当量と一般式(I)で表される酸化合物(I)の1当量とを反応させて、一般式(III)で表されるジアミン(III)を得る工程と、
ジアミン(III)と一般式(IV)で表される酸化合物(IV)とを同当量で反応させて、一般式(V)で表される環状アミド化合物(V)を得る工程と、
環状アミド化合物(V)のYと担体とを、直接又は架橋基を介して反応させて、一般式(VI)で表されるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を得る工程とを含む、方法Aによって製造することができる。
又は本発明の分離剤は、ジアミン(II)の2当量と酸化合物(IV)の1当量とを反応させてジアミン(VII)を得る工程と、
ジアミン(VII)と酸化合物(I)とを同当量で反応させて環状アミド化合物(V)を得る工程と、
環状アミド化合物(V)のYと担体とを、直接又は架橋基を介して反応させて、一般式(VI)で表されるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を得る工程とを含む、方法Bによって製造することができる。
前記一般式(I)〜(VII)中、Ar1、Ar2、R及びYは、前述した本発明の分離剤における前記一般式(1)中のAr1、Ar2、R及びYと同じである。
前記一般式(VI)中、Y’は、担体と化学的に結合している基を表し、前記一般式(V)のYが担体と化学的に結合している基、又は前記一般式(V)のYが前記架橋基を介して担体と化学的に結合している基を表す。
本発明の方法A及びBでは、前記Y及びY’として、水酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、アミノ基、アミド基、エステル基又はアルデヒド基を含む基を好ましくは用いることができる。
前記一般式(I)〜(VII)中、Z’は、独立して単結合又は二価の基を表し、一般式(V)〜(VII)中の「−Z’−CONH−」が前記一般式(1)中のZに相当する。このようなZ’としては、例えば−O−、−O−CH2−、−CH2−、−S−CH2−、及びこれらの基に前記水素結合供与部位及び前記水素結合受容部位の一方又は両方を含む基が挙げられる。
前記担体には、本発明の分離剤における担体をそのまま、又は表面修飾して用いることができる。表面修飾とは、適当な基を担体表面に化学的に結合させることを言う。例えば担体として好ましいシリカゲルでは、適当な基をシリカゲル表面のシラノール基に化学的に結合させることを言う。
前記架橋基には、Y及び担体の両方に結合する基が用いられる。架橋基は、架橋の強度や前記方法A及びBにおける取り扱いの容易さの観点から、炭素数が1〜25程度の二価の基であることが好ましい。架橋基は、担体に結合した後にYに結合する基であってもよいし、Yに予め結合した後に担体に結合する基であってもよいし、担体とYの両方に同時に結合する基であってもよいが、担体と環状アミド化合物(V)とをより容易に結合させる観点から、担体に結合した後にYに結合する基であること、すなわち担体シリカゲルが前記架橋基となる基で表面修飾されていること、が好ましい。
このようなシリカゲルを表面修飾する架橋基となる基としては、例えば下記一般式(21)〜(25)で表される基が挙げられる。なお、一般式(21)〜(25)中、m及びnはそれぞれ1〜20の整数を表す。
Figure 0005083990
前記一般式(I)〜(VII)中、Acはカルボキシル基又は−COClを表す。酸化合物(I)及び(IV)とジアミンとの反応は、Acがカルボキシル基である場合ではジシクロヘキシルカルボジイミド等の縮合剤を併用して行うことができ、Acが酸クロリド(−COCl)である場合にはそのまま用いて行うことができる。
例えば、前記製造A及びBにおけるジアミン(II)、(III)、又は(VII)と酸クロリド(I)又は(IV)との反応は、酸クロリドとアミノ基とからアミド基を生成する通常の条件で行うことができる。この反応は、例えば−78〜115℃、0.1〜50時間の条件で行われる。また得られた生成物は、そのまま後段の反応に用いても良いが、再結晶やカラムクロマトグラフィー等の通常の精製技術によって精製することができ、このような精製によって得られる精製物を後段の反応に用いてもよい。
また、Yと担体との結合の際における環状アミド化合物(V)の使用量は、得られる分離剤による光学異性体の分離に十分な量で担体に結合させる観点から、担体に対して5〜500質量%であることが好ましく、10〜100質量%であることがより好ましい。
さらに、Yと担体との結合の際における前記架橋基の使用量は、得られる分離剤による光学異性体の分離に十分な量の環状アミド化合物(V)を担体に結合させる観点から、担体に対して5〜500質量%であることが好ましく、10〜100質量%であることがより好ましい。
また前記製造A及びBにおける環状アミド化合物(V)と担体とを結合させる条件は、Y、架橋剤、及び担体に応じて適宜決めることができる。例えば、担体がシリカゲルであり、架橋剤がトリアルコキシシラン系化合物である場合、担体と架橋剤との反応の条件としては、例えばトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン等の非プロトン性溶剤中で、室温以上の加熱条件下、場合によっては促進剤としてアミン化合物を共存させ、また場合によっては副生するアルコールを除去しながら反応を行う、というような条件が挙げられる。
また架橋剤とYとの反応は、それぞれの構造に応じた条件で行うことができ、例えば炭素間二重結合へのチオール基の付加反応ではトルエン等の炭化水素溶剤中、ラジカル開始剤の存在下、100℃以下の温度条件で行うことができ、酸とアミン等の脱水縮合反応では、ジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤共存下、非プロトン性溶剤を用い、−78℃〜150℃の範囲の条件で行うことができる。更に還元的アミノ化反応では、少量の酸の存在下、シアン化水素化ホウ素ナトリウムやボラン錯体を還元的に用い、非プロトン性溶剤を用い、−78℃〜150℃の範囲の条件で行うことができる。グリシジル基を用いた反応でも、非プロトン性溶剤を用い、少量の三級アミン化合物などを促進剤に用いて−78℃〜150℃の範囲の条件で行うことができる。
Yと担体との直接の結合、又は架橋剤による架橋基を介したYと担体との結合により得られた分離剤(VI)は、適当な溶剤で洗浄して分離剤に用いることができる。
本発明の分離剤は、この分離剤と適当な溶剤とのスラリーをカラム管に供給して分離剤を充填する通常の方法によってカラム管に充填され、得られたカラムを用いる光学異性体の公知の分離及び製造技術に用いることができる。このような光学異性体の公知の分離、製造技術としては、例えば高速液体クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、及び擬似移動床式クロマトグラフィーが挙げられる。超臨界流体クロマトグラフィーとしては、例えば超臨界流体と溶剤との混合流体を移動相に用い、かつカラムを通過した移動相から超臨界流体を回収、再利用することができる特開2005−326180号公報で開示されている超臨界流体クロマトグラフィーが挙げられ、擬似移動床式クロマトグラフィーとしては、例えばカラムから排出された移動相から溶剤を回収、再利用することができる特開2006−133160号公報で開示されている擬似移動床式クロマトグラフィーが挙げられる。
本発明の分離剤は、不斉識別部位であるRと、水素結合供与部位であるアミド基とを含む環構造が、この環構造が保たれた状態で担体に化学的に結合されてなり、クロマトグラフィーに用いたときに光学異性体を分離することができる。これは、分離対象の光学異性体の分布の粗密が形成されるクロマトグラフィーの条件下において、光学異性体を吸着し脱離する適度な親和性を前記環構造が有していることによると考えられる。
また本発明の分離剤は、前記環構造が担体に化学的に結合されてなることから、光学異性体の分離能を有する前記環構造が担体上に独立して存在するので、前記環構造を担体上に高い密度で配置しても、それぞれの前記環構造の光学異性体の分離能が保たれ、前記環構造の量に応じた光学異性体の分離能の発揮が期待される。
また本発明の分離剤は、前記環構造を構成するAr1、Ar2、及びZの構造や大きさによって、前記環構造の大きさ及び前記環構造中における水素結合供与部位や水素結合受容部位の位置を調整することが可能であり、分離対象の光学異性体に応じた環構造の設計により、特定の光学異性体に対して高い分離能を有する分離剤の形成が期待される。
また本発明の分離剤は、Yを介して前記環構造と担体とが結合することから、前記環構造の光学異性体の分離能を十分に保ったまま前記環構造を担体と結合させることができる。
本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において、三つのシラノール基によってキラル固定相がシリカゲルと結合している形態、及びキラル固定相が単結合でシリカゲルと結合している形態を表示するが、これは、実施例のキラル固定相が1〜3のシラノール基を介してシリカゲルと結合していることを表している。
[実施例1]キラル固定相CSP−1の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−1を調製した。
Figure 0005083990
[N,N'-Bis(6-amino-2-pyridinyl)-5-benzyloxy-1,3-benzenedicarboxamide (化合物2)の合成]
F. Diederich, G. Schurmann, I. Chao, Designed water-soluble macrocyclic esterases: from nonproductive to productive binding. J. Org. Chem., 53(12), 2744-2757 (1988)に従って、5−ベンジルオキシイソフタル酸を合成した。
M. Berger, F. P. Schmidtchen, Zwitterionic guanidinium compounds serve as electroneutral anion hosts. J. Am. Chem. Soc., 121(43), 9986-9993 (1999)に従って、塩化チオニル(45mL)に5−ベンジルオキシイソフタル酸(2.72g、9.99mmol)とトリフェニルホスフィン(29mg、0.11mmol)を加え、40分間加熱還流した。蒸留により過剰の塩化チオニルを除くことにより、5−ベンジルオキシイソフタル酸の酸クロリド(2.92g、収率95%)を白色固体として得た。
2,6−ジアミノピリジン(10.3g、94.0mmol)とトリエチルアミン(2.6mL、19mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(236mL)に、5−ベンジルオキシイソフタル酸の酸クロリド(2.91g、9.40mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(94mL)を室温、窒素雰囲気下で1時間かけて滴下した。得られた混合液を5時間半攪拌し、前記混合液から溶媒を減圧留去した。
過剰の2,6−ジアミノピリジンとトリエチルアミン塩酸塩を取り除くために残渣を水(1L)で洗って濾過し、再度水(1L)で洗い、固体の生成物を得た。生成物はシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/テトラヒドロフラン(ヘキサン:テトラヒドロフラン(体積比)=1:2))で精製した。得られた精製物をテトラヒドロフラン/ヘキサンから再結晶することにより、化合物2(3.83g、収率90%(2段階の収率86%))を淡褐色結晶として得た。得られた化合物2のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 180℃
1H NMR(d6−acetone、600MHz) 5.32 (s, 2H), 5.34 (br s, 4H), 6.34 (dd, J = 0.8, 7.9 Hz, 2H), 7.34 (tt, J = 1.6, 7.4 Hz, 1H), 7.42 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 7.45 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 7.54-7.56 (m, 2H), 7.60 (dd, J = 0.8, 7.9 Hz, 2H), 7.84 (d, J = 1.7 Hz, 2H), 8.29 (t, J = 1.7 Hz, 1H), 9.36 (s, 2H)
13C NMR(d6−acetone、150MHz) 70.9, 103.0, 104.9, 118.3, 119.3, 128.5, 128.8, 129.3, 137.4, 137.8, 140.0, 151.4, 159.4, 160.1, 165.2
IR(KBr) 3364, 3213, 3063, 1678, 1620, 1543, 1458, 1300, 1246, 1130, 1045, 791 cm-1
HRMS(ESI−IT−TOF、MeCN) calcd for C25H23N6O3 455.1826、found 455.1830 (M + H)
[Chiral Macrocycle(R)−4(化合物(R)−4)の合成]
T. Ema, D. Tanida, T. Sakai, Versatile and practical chiral shift reagent with hydrogen-bond donor/acceptor sites in a macrocyclic cavity. Org. Lett., 8(17), 3773-3775 (2006)に従って、酸クロリド(R)−3を合成した。酸クロリド(R)−3(785mg、1.79mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(180mL)と化合物2(654mg、1.44mmol)ならびにトリエチルアミン(0.4mL、2.9mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(180mL)を乾燥テトラヒドロフラン(120mL)に室温下でそれぞれ同じ速度で3時間半かけて滴下した。得られた混合液をさらに10時間攪拌し、前記混合液からエバポレーターによって揮発性物質を取り除いた。得られた固体残渣を塩化メチレンに溶かし、この溶液を飽和重曹水(40mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、固体の生成物を得た。生成物はシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)=20:1))で精製した。得られた精製物を塩化メチレンから再結晶することにより、化合物(R)−4(753mg、収率64%)を白色結晶として得た。得られた化合物(R)−4のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 206℃
[α]30 D +220 (c 1.00, CHCl3)
1H NMR(CDCl3、600MHz) 4.27 (d, J = 15.9 Hz, 2H), 4.51 (d, J = 15.9 Hz, 2H), 5.20 (s, 2H), 7.29 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.33-7.49 (m, 11H), 7.78 (t, J = 8.3 Hz, 2H), 7.909-7.911 (m, 3H), 7.93 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.96 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 8.04 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 8.15 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 8.70 (s, 2H), 8.86 (s, 2H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 70.5, 73.0, 109.9, 110.2, 115.1, 119.0, 119.2, 123.0, 125.2, 125.6, 127.3, 127.5, 128.3, 128.4, 128.7, 130.9, 131.1, 133.4, 135.2, 135.8, 141.3, 148.5, 149.5, 154.1, 160.3, 163.3, 167.4
IR(KBr) 3387, 3055, 1697, 1589, 1512, 1450, 1312, 1242, 1211, 1150, 1049, 802 cm-1
HRMS(ESI−IT−TOF、MeCN) calcd for C49H36N6O7Na 843.2538、found 843.2550 (M + Na)
[Chiral Macrocycle(R)−5(化合物(R)−5)の合成]
化合物(R)−4(910mg、1.11mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液 (42mL)に10%パラジウム炭素(203mg)を加え、室温、水素雰囲気下で22時間攪拌した。反応混合物をセライトで濾過し、得られた濾液から溶媒を留去し、固体の生成物を得た。得られた生成物をアセトンから再結晶することにより、化合物(R)−5(687mg、収率85%)を白色固体として得た。得られた化合物(R)−5のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 233℃ (dec)
[α]29 D +262 (c 1.01、テトラヒドロフラン)
1H NMR(d6−acetone、600MHz、40℃) 4.40 (d, J = 15.6 Hz, 2H), 4.80 (d, J = 15.6 Hz, 2H), 7.44-7.51 (m, 6H), 7.72 (d, J = 1.8 Hz, 2H), 7.76 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.80 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.83 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 8.02 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 8.14 (dd, J = 1.2, 8.0 Hz, 2H), 8.17 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.45 (s, 1H), 8.62 (s, 2H), 9.09 (s, 1H), 9.65 (s, 2H)
13C NMR(d6−acetone、150MHz) 73.5, 109.6, 110.0, 117.5, 119.7, 120.0, 123.2, 126.1, 126.4, 127.8, 129.2, 131.6, 131.8, 134.5, 136.4, 141.7, 149.9, 151.5, 155.3, 159.4, 164.9, 167.8
IR(KBr) 3379, 3063, 1697, 1589, 1528, 1450, 1319, 1242, 1211, 1157, 1065, 802 cm-1
HRMS(ESI−IT−TOF、MeCN) calcd for C42H30N6O7Na 753.2068、found 753.2065 (M + Na)
[Chiral Macrocycle (R)−6(化合物(R)−6)の合成]
化合物(R)−5(698mg、0.955mmol)とブロモ酢酸t−ブチルエステル(0.17mL、1.2mmol)ならびに炭酸カリウム(147mg、1.06mmol)を入れた乾燥ジメチルホルムアミド混合溶液(3.3mL)を窒素雰囲気下、80℃で17時間半攪拌した。得られた反応混合物を濾過し、得られた濾液から溶媒を留去し、固体の生成物を得た。得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)=30:1))で精製することにより、化合物(R)−6(578mg、収率72%)を白色固体として得た。得られた化合物(R)−6のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 244℃ (dec)
[α]25 D +211 (c 1.01、CHCl3)
1H NMR(CDCl3、600MHz) 1.50 (s, 9H), 4.28 (d, J = 16.2 Hz, 2H), 4.52 (d, J = 16.2 Hz, 2H), 4.66 (s, 2H), 7.29 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.38 (dt, J = 1.3, 8.1 Hz, 2H), 7.44 (d, J = 9.3 Hz, 2H), 7.47 (dt, J = 1.3, 8.1 Hz, 2H), 7.79 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.82 (s, 2H), 7.90 (br s, 1H), 7.93 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.96 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 8.02 (d, J = 9.3 Hz, 2H), 8.14 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 8.76 (s, 2H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 28.0, 65.7, 72.9, 82.9, 109.9, 110.2, 115.8, 118.7, 119.1, 122.9, 125.2, 125.5, 127.2, 128.4, 130.9, 131.0, 133.4, 135.2, 141.3, 148.4, 149.4, 154.1, 159.5, 163.0, 167.2, 167.4
IR(KBr) 3391, 3059, 1686, 1585, 1520, 1454, 1315, 1242, 1157, 1080, 802 cm-1
HRMS(ESI−IT−TOF、MeCN) calcd for C48H40N6O9Na 867.2749、found 867.2741 (M + Na)
[Chiral Stationary Phase(CSP−1)の調製].
化合物(R)−6(1.04g、1.23mmol)をトリフルオロ酢酸(1.9mL、25mmol)と乾燥塩化メチレン(0.6mL)の混合溶液に溶かして室温、窒素雰囲気下で18時間攪拌した。得られた反応液から溶媒を留去後、真空乾燥して、化合物(R)−6のt−ブチル基が水素に置き換わった化合物(R)−6のカルボン酸を得た。110℃で4時間半真空乾燥した後に窒素下で放冷しておいたアミノプロピルシリカゲル(4.11g)へ、化合物(R)−6のカルボン酸(1.56g、1.97mmol)を溶かした乾燥ジメチルホルムアミド(12mL)と乾燥テトラヒドロフラン(5.4mL)の混合溶液、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC、621mg、3.01mmol) ならびに1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT、411mg、3.04mmol)を加えた。得られたスラリーをメカニカルスターラーで室温下48時間攪拌後、DCC(619mg、3.00mmol)、HOBT(411mg、3.04mmol)、酢酸(0.35mL、6.1mmol)を前記スラリーに加えてさらに48時間攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、エタノール、熱エタノールの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−1を白色粉末として得た。
なおアミノプロピルシリカゲルには、Wakosil 5NH2(和光純薬工業株式会社)を用いた。
[実施例2]キラル固定相CSP−2の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−2を調製した。
Figure 0005083990
[N,N'-Bis(6-amino-2-pyridinyl)-5-tert-butyloxycarbonyl-1,3-benzenedicarboxamide(化合物7)の合成]
H. M. P. Chen, D. Katsis, S. H. Chen, Deterministic synthesis and optical properties of glassy chiral-nematic liquid crystals. Chem. Mater., 15(13), 2534-2542 (2003)に従って、5−tert−ブチルオキシカルボニルイソフタル酸を合成した。5−tert−ブチルオキシカルボニルイソフタル酸(1.60g、6.01mmol)の乾燥塩化メチレンの懸濁液(60mL)に塩化オキサリル(2.0mL、23mmol)、ジメチルホルムアミド(1滴)を加えて室温下5時間攪拌した。得られた混合液からエバポレーターによって揮発性物質を取り除き、得られた固体を3時間真空乾燥した。得られた5−tert−ブチルオキシカルボニルイソフタル酸の酸クロリドはこれ以上精製せずに使用した。
2,6−ジアミノピリジン(6.55g、60.1mmol)、トリエチルアミン(1.65mL、11.9mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(150mL)に5−tert−ブチルオキシカルボニルイソフタル酸の酸クロリド(1.82g、6.01mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(60mL)を室温、窒素雰囲気下で1時間かけて滴下した。得られた混合液を10時間半攪拌し、前記混合液から溶媒を減圧留去した。過剰の2,6−ジアミノピリジンとトリエチルアミン塩酸塩を取り除くために残渣を水(1.5L)で洗って濾過し、再度水(1.5L)で洗い、固体の生成物を得た。生成物はシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/テトラヒドロフラン(ヘキサン:テトラヒドロフラン(体積比)=1:2))で精製した。得られた精製物をテトラヒドロフラン/ヘキサンから再結晶することにより、化合物7(1.55g、収率57%)を淡褐色結晶として得た。得られた化合物7のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 138℃ (dec)
1H NMR(d6−acetone、600MHz) 1.64 (s, 9H), 5.35 (br s, 4H), 6.35 (dd, J = 0.9, 7.9 Hz, 2H), 7.47 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 7.61 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 8.71 (d, J = 1.5 Hz, 2H), 8.87 (t, J = 1.5 Hz, 1H), 9.56 (s, 2H)
13C NMR(d6−acetone、150MHz) 28.2, 82.4, 103.0, 105.0, 130.7, 132.4, 133.8, 136.4, 140.0, 151.4, 159.5, 164.8, 164.9
IR(KBr) 3460, 3352, 3213, 3074, 1717, 1628, 1547, 1458, 1296, 1250, 1165, 795 cm-1
HRMS(ESI−IT−TOF、MeCN) calcd for C23H25N6O4 449.1932、found 449.1922 (M + H)
[Chiral Macrocycle (R)−8(化合物(R)−8)の合成].
酸クロリド(R)−3(785mg、1.79mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(180mL)と化合物7(647mg、1.44mmol)ならびにトリエチルアミン(0.45mL、3.24mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(180mL)を乾燥テトラヒドロフラン(120mL)に室温下でそれぞれ同じ速度で4時間半かけて滴下した。得られた混合液をさらに11時間攪拌し、前記混合液からエバポレーターによって揮発性物質を取り除いた。得られた固体残渣を塩化メチレンに溶解して、得られた溶液を飽和食塩水(40mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、固体の生成物を得た。得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)=30:1))で精製することにより、化合物(R)−8(864mg、収率74%)を白色固体として得た。得られた化合物8のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 266℃ (dec)
[α]22 D +182 (c 1.02、CHCl3)
1H NMR (CDCl3、600MHz) 1.63 (s, 9H), 4.28 (d, J = 16.2 Hz, 2H), 4.53 (d, J = 16.2 Hz, 2H), 7.29 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.39 (dt, J = 1.1, 8.0 Hz, 2H), 7.43 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.47 (dt, J = 1.1, 8.0 Hz, 2H), 7.78 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.91-7.93 (m, 4H), 7.99 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.15 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.41 (s, 1H), 8.72 (s, 2H), 8.87 (d, J = 1.2 Hz, 2H)
13C NMR (CDCl3、150MHz) 28.1, 72.7, 82.4, 110.0, 110.4, 118.9, 122.8, 125.1, 125.6, 126.7, 127.3, 128.4, 130.8, 131.0, 133.3, 133.4, 133.9, 134.5, 141.1, 148.2, 149.4, 153.9, 163.0, 163.7, 167.4
IR(KBr) 3395, 3055, 1701, 1585, 1508, 1454, 1292, 1246, 1157, 1080, 802, cm-1
HRMS(ESI−IT−TOF、MeCN) calcd for C47H38N6O8Na 837.2643、found 837.2605 (M + Na)
[Chiral Stationary Phase(CSP−2)の調製]
化合物(R)−8(542mg、0.665mmol)をトリフルオロ酢酸(1.1 mL、14mmol)と乾燥塩化メチレン(0.5mL)の混合溶液に溶かして室温、窒素雰囲気下で4時間半攪拌した。得られた混合液から溶媒を留去後、得られた固体の生成物を真空乾燥して、化合物(R)−8のt−ブチル基が水素に置き換わった化合物(R)−8のカルボン酸を得た。150℃で4時間真空乾燥した後に窒素下で放冷しておいたアミノプロピルシリカゲル(2.99g)へ、化合物(R)−8のカルボン酸(1.11g、1.46mmol)を溶かした乾燥ジメチルホルムアミド(3.5mL)と乾燥テトラヒドロフラン(9.5mL)の混合溶液、DCC(459mg、2.23mmol)ならびにHOBT(301mg、2.23mmol)を加えた。得られたスラリーをメカニカルスターラーで室温下48時間攪拌した後、DCC(463mg、2.25mmol)、HOBT(302mg、2.23mmol)、酢酸(0.23mL、4.0mmol)を前記スラリーに加えてさらに24時間攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフラン、エタノール、熱エタノールの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−2を白色粉末として得た。
[実施例3]
[CSP−1を用いたHPLC用カラムの作製]
CSP−1(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−1が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、四種の評価条件によってCSP−1の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには以下に示す化合物1〜9のラセミ体を用いた。以下のキラル固定相の不斉識別能力の評価について、評価条件ごとに説明する。なお、以下の評価結果における保持係数(k’)、分離係数(α)はそれぞれ下式で定義される。下記式において、デッドタイムはトリターシャリブチルベンゼンの溶出時間である。
保持係数;
k’=[(対掌体の保持時間)−(デッドタイム)]/デッドタイム)
分離係数;
α=(より強く保持される対掌体の保持係数)/(より弱く保持される対掌体の保持係数)
Figure 0005083990
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて7種のサンプル(化合物番号:1、2、3、4、5、6、7)用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表1に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図1〜7に示す。なお、表中、t0はデッドタイム(min)、t1はより弱く保持される対掌体の溶出時間(min)t2はより強く保持される対掌体の溶出時間(min)、k1’はより弱く保持される対掌体の保持係数、k2’はより強く保持される対掌体の保持係数を表す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1(v/v)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[評価(2)]
下記条件でHPLCにて7種の評価サンプル(化合物番号:1、2、3、4、5、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を下記表2に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図8〜14に示す。
(評価条件2)
移動相:ヘキサン/クロロホルム混合溶液(組成比率(v/v)は表2中に記載)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[評価(3)]
下記条件でHPLCにて2種の評価サンプル(化合物番号:3、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表3に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図15及び16に示す。
(評価条件3)
移動相:メタノール
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[評価(4)]
下記条件でHPLCにて5種の評価サンプル(化合物番号:2、3、6、8、9)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表4に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図17〜21に示す。
(評価条件4)
移動相:アセトニトリル
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[実施例4]
[CSP−2を用いたHPLC用カラムの作製]
CSP−2(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−2が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、四種の評価条件によってCSP−2の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには前記の化合物1〜9のラセミ体を用いた。以下のキラル固定相の不斉識別能力の評価について、評価条件ごとに説明する。
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて9種の評価サンプル(化合物番号:1、2、3、4、5、6、7、8、9)用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表5に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図22〜30に示す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1(v/v)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[評価(2)]
下記条件でHPLCにて8種の評価サンプル(化合物番号:2、3、4、5、6、7、8、9)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表6に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図31〜38に示す。
(評価条件2)
移動相:ヘキサン/クロロホルム混合溶液(組成比率(v/v)は表中に記載)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[評価(3)]
下記条件でHPLCにて4種の評価サンプル(化合物番号:3、4、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表7に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図39〜42に示す。
(評価条件3)
移動相:メタノール
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[評価(4)]
下記条件でHPLCにて5種の評価サンプル(化合物番号:2、3、5、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表8に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図43〜47に示す。
(評価条件4)
移動相:アセトニトリル
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[実施例5]
[超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)による光学異性体の分離]
実施例3により得られたカラムを用いて、以下の超臨界もしくは亜臨界評価条件下、CSP−1の不斉識別能力の評価を行った。評価用サンプルには、先述の化合物3及び6を用いた。以下の評価結果における保持係数(k’)、分離係数(α)はそれぞれ先述と同じく定義づけられる。デッドタイムも先述と同じくトリターシャリブチルベンゼンの溶出時間である。
[評価(1)]
下記4条件でSFCにて2種サンプル(化合物番号:3、6)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。サンプル3の評価結果を表9に、サンプル6の評価結果を表10に示す。また各評価サンプル、条件でのクロマトグラムを図48〜図55に示す。なお、表中、t0はデッドタイム(min.)、t1はより弱く保持される対掌体の溶出時間(min.)、t2はより強く保持される対掌体の溶出時間(min.)、k1'はより弱く保持される対掌体の保持係数、k2'はより強く保持される対掌体の保持係数を表す。また下記表中、CO2は二酸化炭素、IPAは2-プロパノール、MeCNはアセトニトリル、EtOHはエタノールを表す。
(サンプル3の評価条件)
移動相の流速 :2.5mL/min.
温度 :25℃
検出 :UV220nm
背圧 :10MPa
(サンプル6の評価条件)
移動相の流速 :2.5mL/min.
温度 :25℃
検出 :UV220nm
背圧 :10MPa
Figure 0005083990
Figure 0005083990
[実施例6]キラル固定相CSP−3の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−3を調製した。
Figure 0005083990
[Chiral Macrocycle (R)−10(化合物(R)−10)の合成]
T. Ema, D. Tanida, K. Hamada, T. Sakai, Tuning the chiral cavity of macrocyclic receptor for chiral recognition and discrimination. J. Org. Chem., 73(22), 9129-9132 (2008) に従って、酸クロリド(R)−9を合成した。酸クロリド(R)−9(594mg、1.13mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(120mL)と化合物7(408mg、0.190mmol)ならびにトリエチルアミン(0.26mL、1.9mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(120mL)とを、乾燥テトラヒドロフラン(70mL)に室温下でそれぞれ同じ速度で3時間半かけて滴下した。得られた混合物をさらに12時間攪拌し、前記混合物からエバポレーターによって揮発性物質を取り除いた。得られた固体残渣を塩化メチレンに溶解し、この溶液を飽和重曹水(40mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、固体の生成物を得た。得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)(20:1))で精製することにより、化合物(R)−10(654mg、収率77%)を白色固体として得た。得られた化合物(R)−10のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 266 ℃ (dec)
[α]26 D +145 (c 1.01, CHCl3)
1H NMR(CDCl3、600MHz) 1.63 (s, 9H), 3.65 (d, J = 14.7 Hz, 2H), 3.90 (s, 6H), 4.16 (d, J = 14.7 Hz, 2H), 7.18 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.48 (dt, J = 1.4, 8.1 Hz, 2H), 7.57 (dt, J = 1.4, 8.1 Hz, 2H), 7.78 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 7.93 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 8.04 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 8.13 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 8.67 (br s, 1H), 8.74 (s, 2H), 8.87 (d, J = 1.8 Hz, 2H), 9.03 (br s, 2H), 9.16 (br s, 2H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 28.1, 52.8, 73.1, 82.4, 109.6, 110.0, 122.8, 125.1, 126.5, 126.8, 126.9, 129.85, 129.94, 130.1, 133.3, 134.1, 134.8, 135.4, 135.5, 141.3, 148.8, 149.5, 151.9, 162.9, 163.8, 165.7, 166.7
IR(KBr) 3393, 2976, 1705, 1585, 1522, 1452, 1302, 1244, 1155, 1076, 800 cm-1
[Chiral Stationary Phase(CSP−3)の調製]
化合物(R)−10(1.15g、1.24mmol)のトリフルオロ酢酸溶液(3.1mL、40mmol)を室温、窒素雰囲気下で7時間半攪拌した。得られた混合液から溶媒を留去後、得られた固体の生成物を真空乾燥して、化合物(R)−10のt−ブチル基が水素に置き換わった、化合物(R)−10のカルボン酸を得た。150 ℃で4時間真空乾燥した後に窒素下で放冷しておいた3−アミノプロピルシリカゲル(2.47g)へ、化合物(R)−10のカルボン酸(1.08g、1.24mmol)を溶かした乾燥塩化メチレン(5mL)と乾燥テトラヒドロフラン(6mL)の混合溶液、DCC(405mg、1.96mmol)ならびにHOBT(257mg、1.90mmol)を加えた。得られたスラリーをメカニカルスターラーで室温下48時間攪拌後、DCC(407mg、1.97mmol)、HOBT(256mg、1.89mmol)、酢酸(0.20mL、3.5mmol)を前記スラリーに加えてさらに24時間攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフラン、塩化メチレン、エタノール、熱エタノールの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−3を白色粉末として得た。
[実施例7]キラル固定相CSP−4の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−4を調製した。
Figure 0005083990
[(R)-2,2'-Bis[(tert-butoxycarbonyl)methoxy]-3,3'-dibromo-1,1'-binaphthyl(化合物(R)−11)の合成]
(R)−3,3'−ジブロモ−1,1'−ビ−2−ナフトール(433mg、0.974mmol)とブロモ酢酸t−ブチルエステル(0.35mL、2.4mmol)ならびに炭酸カリウム(337mg、2.44mmol)を入れたアセトン混合溶液(15mL)を12時間加熱還流した。得られた反応混合物を濾過し、得られた濾液から溶媒を留去し、固体の生成物を得た。得られた生成物をアルミナカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル(ヘキサン:酢酸エチル(体積比)=5:1))で精製することにより、化合物(R)−11(628mg、収率96%) を白色固体として得た。得られた化合物(R)−11のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 119 ℃
1H NMR(CDCl3、600MHz) 1.27 (s, 18H), 4.16 (d, J = 15.3 Hz, 2H), 4.54 (d, J = 15.3 Hz, 2H), 7.02 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.27 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.42 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.80 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.24 (s, 2H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 27.8, 70.4, 81.5, 117.0, 125.7, 126.1, 126.5, 127.1, 131.6, 132.8, 133.0, 151.3, 167.1
IR(KBr) 3050, 2981, 1757, 1365, 1218, 1147, 1094, 1064, 1023, 748 cm-1
[Chiral Macrocycle (R)−12(化合物(R)−12)の合成]
化合物(R)−11(4.24g、6.30mmol)のトリフルオロ酢酸溶液(13mL、170mmol)を室温、窒素雰囲気下で13時間攪拌した。得られた混合液から溶媒を留去後、得られた固体の生成物を真空乾燥して、化合物(R)−11のt−ブチル基が水素に置き換わった、化合物(R)−11のカルボン酸を得た。前記カルボン酸(2.70g、4.82mmol)の乾燥塩化メチレン懸濁液(270mL)に塩化オキサリル(4.8mL、56mmol)、乾燥ジメチルホルムアミド(3滴)を加えて室温下4時間攪拌した。得られた混合液からエバポレーターによって揮発性物質を取り除き、得られた固体を3時間真空乾燥した。得られた化合物(R)−11の酸クロリド(R)−12は、これ以上精製せずに使用した。
酸クロリド(R)−12(2.88g、4.82mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(150mL)と化合物7(2.04g、4.55mmol)ならびにトリエチルアミン(1.3mL、9.3mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(150mL)を乾燥テトラヒドロフラン(200mL)に室温下でそれぞれ同じ速度で5時間かけて滴下した。得られた混合液をさらに10時間攪拌し、前記混合液からエバポレーターによって揮発性物質を取り除いた。得られた固体残渣を塩化メチレンに溶解して、得られた溶液を飽和食塩水(100mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、固体の生成物を得た。得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)=20:1))で精製することにより、化合物(R)−13(1.62g、収率36%)を黄色固体として得た。得られた化合物(R)−13のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
1H NMR(CDCl3、500MHz) 1.63 (s, 9H), 3.75 (d, J = 15.0 Hz, 2H), 4.27 (d, J = 15.0 Hz, 2H), 7.13 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.40 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.54 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.78 (t, J = 8.3 Hz, 2H), 7.88-7.92 (m, 4H), 8.14 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.33 (s, 2H), 8.43 (br s, 1H), 8.86 (s, 2H), 8.88 (s, 2H), 8.98 (br s, 2H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 28.0, 71.8, 82.3, 109.7, 109.9, 116.0, 125.3, 126.7, 127.08, 127.13, 127.7, 128.0, 131.9, 132.4, 133.2, 133.9, 134.0, 134.4, 141.2, 148.5, 149.59, 149.61, 163.3, 163.6, 165.9
[Chiral Stationary Phase(CSP−4)の調製]
化合物(R)−13(1.51g、1.56mmol)のトリフルオロ酢酸溶液(3.5mL、45mmol)を室温、窒素雰囲気下で15時間攪拌した。得られた混合液から溶媒を留去後、得られた固体の生成物を真空乾燥して、化合物 (R)−13のt−ブチル基が水素に置き換わった、化合物(R)−13のカルボン酸を得た。150℃で4時間真空乾燥した後に窒素下で放冷しておいた3−アミノプロピルシリカゲル(2.96g)へ、化合物(R)−13のカルボン酸 (1.36g、1.48mmol)を溶かした乾燥テトラヒドロフラン(10mL)と乾燥塩化メチレン(10mL)の混合溶液、DCC(463mg、2.24mmol)ならびにHOBT(303mg、2.24mmol)を加えた。得られたスラリーをメカニカルスターラーで室温、窒素雰囲気下で12時間攪拌後、DCC(448mg、2.17mmol)、HOBT(118mg、0.871mmol)を前記スラリーに加えてさらに25時間半攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフラン、塩化メチレン、エタノール、熱エタノールの順序で洗浄し、真空乾燥することにより修飾シリカゲルを白色粉末として得た。得られたシリカゲル(3.30g)の乾燥トルエンの懸濁液(20mL)に1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(HMDS)(1.4mL、6.7mmol)を加えて、メカニカルスターラーで室温、窒素雰囲気下で2時間攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−4を白色粉末として得た。
[実施例8]キラル固定相CSP−5の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−5を調製した。
Figure 0005083990
[Chiral Stationary Phase(CSP−5)の調製]
室温で真空乾燥しておいた3−グリシジルオキシプロピルシリカゲル(2.95g)の乾燥テトラヒドロフランの懸濁液(20mL)に化合物(R)−5(1.46g、2.00mmol)、トリエチルアミン(0.28mL、2.0mmol)を加えてメカニカルスターラーで窒素雰囲気下、43時間半加熱還流した。得たれたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフラン、アセトン、エタノール、ジエチルエーテルの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、修飾シリカゲルを白色粉末として得た。得られたシリカゲル(3.27g)の乾燥トルエンの懸濁液(20mL)にHMDS(1.8mL、8.5mmol)を加えて、メカニカルスターラーで室温下2時間攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをトルエン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−5を白色粉末として得た。
なお3−グリシジルオキシプロピルシリカゲルには、定法により、市販品3−グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン(東京化成)とシリカゲル(和光純薬、Wakosil 5SIL)とをトルエン中で加熱を行うことに
より得た3−グリシジルオキシプロピルシリカゲルを用いた。
[実施例9]キラル固定相CSP−6の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−6を調製した。
Figure 0005083990
[Chiral Macrocycle (R)−14(化合物(R)−14)の合成]
化合物(R)−5(2.19g、3.00mmol)と1,6−ジブロモヘキサン(4.5mL、30mmol)ならびに炭酸カリウム(0.620g、4.49mmol)を入れた乾燥ジメチルホルムアミド混合溶液(10mL)を窒素雰囲気下、70℃で47時間攪拌した。得られた反応混合物を濾過し、得られた濾液から溶媒を留去し、固体の生成物を得た。得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)(30:1))で精製することにより、化合物(R)−14(1.23g、収率46%)を白色固体として得た。得られた化合物(R)−14のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
1H NMR(CDCl3、600MHz)1.53 (quint, J = 3.5 Hz, 4H), 1.84-1.93 (m, 4H), 3.43 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 4.10 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 4.28 (d, J = 16.0 Hz, 2H), 4.52 (d, J = 16.0 Hz, 2H), 7.30 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.39 (dt, J = 1.2, 7.9 Hz, 2H), 7.44 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.47 (dt, J = 1.2, 7.9 Hz, 2H), 7.71 (s, 1H), 7.79-7.82 (m, 4H), 7.93 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.99 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.03 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.14 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.70 (br s, 2H), 8.78 (br s, 2H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 25.1, 27.8, 28.8, 32.5, 33.7, 68.3, 72.9, 109.7, 110.0, 115.0, 118.4, 119.1, 122.8, 125.2, 125.5, 127.2, 128.3, 130.8, 130.9, 133.4, 134.9, 140.9, 148.3, 149.4, 154.0, 160.4, 163.3, 167.3
[Chiral Stationary Phase(CSP−6)の調製]
室温で真空乾燥しておいた3−アミノプロピルシリカゲル(2.90g)の乾燥テトラヒドロフランの懸濁液(20mL)に化合物(R)−14(1.09g、1.22mmol)を加えてメカニカルスターラーで窒素雰囲気下、42時間加熱還流した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルを50%エタノール水溶液、エタノール、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、修飾シリカゲルを白色粉末として得た。得られたシリカゲル(3.01g)の乾燥トルエンの懸濁液(20mL)にHMDS(1.8mL、8.5mmol)を加えて、メカニカルスターラーで室温下2時間半攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをトルエン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−6を白色粉末として得た。
[実施例10]キラル固定相CSP−7の調製
以下に示す合成経路でキラル固定相CSP−7を調製した。
Figure 0005083990
[Chiral Macrocycle (R)−15(化合物(R)−15)の合成]
化合物(R)−5(1.80g、2.46mmol)と臭化アリル(0.26mL、3.0mmol)ならびに炭酸カリウム(0.510g、3.69mmol)を入れた乾燥テトラヒドロフラン混合溶液(25mL)を窒素雰囲気下、2時間加熱還流した後、臭化アリル(0.26mL、3.0mmol)と乾燥テトラヒドロフラン(5mL)を前記反応混合物に加えてさらに16時間半加熱還流した。得られた反応混合物を濾過し、得られた濾液から溶媒を留去し、固体の生成物を得た。得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/テトラヒドロフラン(塩化メチレン:テトラヒドロフラン(体積比)(20:1))で精製することにより、化合物(R)−15(0.791g、収率42%)を白色固体として得た。得られた化合物(R)−15のスペクトルデータを以下に示す。
スペクトルデータ
mp 258 ℃ (dec)
1H NMR(CDCl3、600MHz)4.28 (d, J = 16.0 Hz, 2H), 4.52 (d, J = 16.0 Hz, 2H), 4.68 (td, J = 1.5, 5.0 Hz, 2H), 5.34 (qd, J = 1.5, 10.5 Hz, 1H), 5.46 (qd, J = 1.5, 17.0 Hz, 1H), 6.02-6.10 (m, 1H), 7.30 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.38 (dt, J = 1.0, 8.0 Hz, 2H), 7.44 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.48 (dt, J = 1.0, 8.0 Hz, 2H), 7.81-7.85 (m, 5H), 7.93 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.99 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.03 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.15 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.81 (br s, 4H)
13C NMR(CDCl3、150MHz) 69.2, 73.1, 109.8, 110.2, 114.9, 118.4, 119.0, 119.2, 123.0, 125.2, 125.6, 127.3, 128.4, 130.9, 131.0, 132.2, 133.5, 135.2, 141.5, 148.4, 149.4, 154.1, 160.2, 163.2, 167.5
IR(KBr) 3393, 3063, 1684, 1585, 1508, 1456, 1313, 1244, 1157, 804 cm-1
[Chiral Stationary Phase(CSP−7)の調製]
室温で真空乾燥しておいた3−メルカプトプロピルシリカゲル(3.00g)の乾燥クロロホルムの懸濁液(20mL)に化合物(R)−15(947mg、1.23mmol)、アゾビスイソブチロニトリル(71mg、0.43mmol)を加えてメカニカルスターラーで窒素雰囲気下、24時間加熱還流した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをクロロホルム、メタノール、ジエチルエーテルの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、修飾シリカゲルを白色粉末として得た。得られたシリカゲル(3.29g)の乾燥テトラヒドロフランの懸濁液(20mL)にHMDS(1.8mL、8.5mmol)を加えて、メカニカルスターラーで室温下3時間攪拌した。得られたスラリーを濾過して得られるシリカゲルをテトラヒドロフラン、ジエチルエーテルの順序で洗浄し、真空乾燥することにより、CSP−7を白色粉末として得た。
なお3−メルカプトプロピルシリカゲルには、定法により、市販品(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(東京化成)とシリカゲル(和光純薬、Wakosil 5SIL)とをトルエン中で加熱を行うことにより得た3−メルカプトプロピルシリカゲルを用いた。
[実施例11]
[CSP−3]を用いたHPLC用カラムの作製
CSP−3(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−3が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、四種の評価条件によってCSP−3の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには前記の化合物1〜9のラセミ体を用いた。以下のキラル固定相の不斉識別能力の評価について、評価条件ごとに説明する。
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて4種の評価サンプル(化合物番号:3、4、5、6)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表11に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図56〜59に示す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1 (v/v)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[評価(2)]
下記条件でHPLCにて5種の評価サンプル(化合物番号:3、4、5、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表12に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図60〜64に示す。
(評価条件2)
移動相:ヘキサン/クロロホルム混合用液(組成比率 (v/v)は表中に記載)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[評価(3)]
下記条件でHPLCにて1種の評価サンプル(化合物番号:3)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表13に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図65に示す。
(評価条件3)
移動相:メタノール
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[評価(4)]
下記条件でHPLCにて4種の評価サンプル(化合物番号:2、3、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表14に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図66〜69に示す。
(評価条件4)
移動相:アセトニトリル
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[実施例12]
[CSP−4]を用いたHPLC用カラムの作製
CSP−4(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−4が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、下記の評価条件によってCSP−4の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには前記の化合物1〜9のラセミ体を用いた。
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて4種の評価サンプル(化合物番号:1、3、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表15に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図70〜73に示す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1 (v/v)
流速:0.4mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[実施例13]
[CSP−5]を用いたHPLC用カラムの作製
CSP−5(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−5が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、下記の評価条件によってCSP−5の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには前記の化合物1〜9のラセミ体を用いた。
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて3種の評価サンプル(化合物番号:3、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表16に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図74〜76に示す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1 (v/v)
流速:0.4mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm
Figure 0005083990
[実施例14]
[CSP−6]を用いたHPLC用カラムの作製
CSP−6(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−6が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、下記の評価条件によってCSP−6の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには前記の化合物1〜9のラセミ体を用いた。
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて6種の評価サンプル(化合物番号:2、3、4、5、6、8)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表17に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図77〜82に示す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1 (v/v)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
[実施例15]
[CSP−7]を用いたHPLC用カラムの作製
CSP−7(3.5g)をメタノールに分散し、得られたスラリーを用いて、φ0.46cm×25cmLのステンレス製カラムにスラリー方式のカラム充填を行い、CSP−7が充填されてなるカラムを作製した。
得られたカラムを用いて、下記の評価条件によってCSP−7の不斉識別能力の評価を行った。評価用のサンプルには前記の化合物1〜9のラセミ体を用いた。
[評価(1)]
下記条件でHPLCにて8種の評価サンプル(化合物番号:1、2、3、4、5、6、8、9)を用いて不斉識別能力の評価を実施した。評価結果を表18に示す。また各評価サンプルのそれぞれのクロマトグラムを図83〜90に示す。
(評価条件1)
移動相:ヘキサン/2−プロパノール=9/1 (v/v)
流速:1.0mL/min.
温度:25℃
検出:UV254nm(サンプル5のみ225nm)
Figure 0005083990
産業上の利用の可能性
本発明は、キラルシフト性を有する環構造をキラルセレクターとして有する新規なクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を提供することができる。本発明の分離剤は、前記環構造の量に応じた光学異性体の分離能の発揮が期待され、また分離対象の光学異性体に応じた環構造の設計により、特定の光学異性体に対して高い分離能を有する分離剤の形成が期待される。

Claims (18)

  1. 下記の一般式(1)で表される化合物を担体に化学的結合により担持させてなるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤。
    Figure 0005083990
    (一般式(1)中、Rは炭素数2〜30の不斉構造を有する有機基を表し、Ar1は独立して水素結合受容性を有する二価の基又は炭素数3〜10の芳香族基を表し、Ar2は炭素数3〜14の芳香族基又は複素環基を表し、Zは独立して単結合又は二価の基を表し、Yは担体と化学的に結合する基を表す。)
  2. 一般式(1)におけるRが、下記一般式(2)、一般式(3)、一般式(4)、構造式(5)、又は構造式(6)で表されることを特徴とする請求項1に記載の分離剤。
    Figure 0005083990
    (一般式(2)中、R1環は独立して芳香族環、脂肪族環、又はなしを表し、R2は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、芳香族基、エステル基又はハロゲン原子を表し、一般式(3)中、R3は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、ニトロ基、芳香族基、エステル基又はハロゲン原子を表し、R4は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは枝分かれのアルキル基、芳香族基、エステル基、又はハロゲン原子を表し、一般式(4)中、R5は独立して水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は枝分かれのアルキル基、芳香族基又はエステル基を表す。)
  3. 一般式(1)におけるRが下記構造式(7)で表されることを特徴とする請求項2に記載の分離剤。
    Figure 0005083990
    (一般式(7)の絶対配置は(R)でも(S)でも良い。)
  4. 前記水素結合受容性を有する二価の基が炭素数3〜10の複素環基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離剤。
  5. 一般式(1)におけるAr1が下記構造式(8)で表され、Ar2が下記構造式(9)で表されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離剤。
    Figure 0005083990
  6. 一般式(1)におけるZが酸素、窒素、及び硫黄の少なくとも一つを含む二価の有機基であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離剤。
  7. 一般式(1)におけるZが下記構造式(10)〜(15)で表されるいずれかであることを特徴とする請求項6に記載の分離剤。
    Figure 0005083990
  8. 前記担体がシリカゲルであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の分離剤。
  9. 一般式(1)におけるYがシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する基であることを特徴とする請求項8に記載の分離剤。
  10. 一般式(1)におけるYが下記一般式(16)〜(20)で表されるいずれかであることを特徴とする請求項9に記載の分離剤。
    Figure 0005083990
    (一般式(16)〜(20)中、nは1〜20の整数を表す。)
  11. 下記一般式(II)で表されるジアミン(II)の2当量と下記一般式(I)で表される酸化合物(I)又は下記一般式(IV)で表される酸化合物(IV)の1当量とを反応させて、下記一般式(III)で表されるジアミン(III)又は下記一般式(VII)で表されるジアミン(VII)を得る工程と、
    ジアミン(III)又は(VII)と酸化合物(IV)又は(I)とを同当量で反応させて、下記一般式(V)で表される環状アミド化合物(V)を得る工程と、
    環状アミド化合物(V)のYと担体とを、直接又は架橋基を介して反応させて、下記一般式(VI)で表されるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を得る工程とを含む、クロマトグラフィー用光学異性体分離剤の製造方法。
    Figure 0005083990
    (一般式(I)、(III)、(V)及び(VI)中、Ar2は炭素数3〜10の芳香族基又は複素環基を表し、Yは担体と化学的に結合する基又はその前駆構造の基を表し、
    一般式(II)、(III)及び(V)〜(VII)中、Ar1は独立して炭素数3〜10の芳香族基又は複素環基を表し、
    一般式(IV)〜(VII)中、Rは炭素数2〜30の不斉構造を有する有機基を表し、Z’は独立して単結合又は二価の基を表し、
    一般式(VI)中、Y’は担体と化学的に結合している基を表し、
    一般式(I)及び(IV)中、Acはカルボキシル基又は−COClを表す。)
  12. 前記一般式(II)で表されるジアミン(II)の2当量と前記一般式(I)で表される酸化合物(I)の1当量とを反応させて、前記一般式(III)で表されるジアミン(III)を得る工程と、
    ジアミン(III)と酸化合物(IV)とを同当量で反応させて、前記一般式(V)で表される環状アミド化合物(V)を得る工程と、
    環状アミド化合物(V)のYと担体とを、直接又は架橋基を介して結合させて、前記一般式(VI)で表されるクロマトグラフィー用光学異性体分離剤を得る工程とを含む、請求項11に記載の分離剤の製造方法。
  13. 前記Rが下記構造式(7)で表されることを特徴とする請求項11又は12に記載の分離剤の製造方法。
    Figure 0005083990
    (一般式(7)の絶対配置は(R)でも(S)でも良い。)
  14. 前記Ar1が下記構造式(8)で表され、前記Ar2が下記構造式(9)で表されることを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載の分離剤の製造方法。
    Figure 0005083990
  15. 前記Z’が−O−、−O−CH2−、−CH2−、又は−S−CH2−であることを特徴とする請求項11〜14のいずれか一項に記載の分離剤の製造方法。
  16. 前記担体がシリカゲルであることを特徴とする請求項11〜15のいずれか一項に記載の分離剤の製造方法。
  17. 前記シリカゲルが前記架橋基となる基で表面修飾されていることを特徴とする請求項16に記載の分離剤の製造方法。
  18. 前記架橋基となる基が下記一般式(21)〜(25)で表されるいずれかであることを特徴とする請求項17に記載の分離剤の製造方法。
    Figure 0005083990
    (一般式(21)〜(25)中、m及びnはそれぞれ1〜20の整数を表す。)
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