JP6731036B2 - 末端にアミノ基を有するポリアルキレングリコール誘導体の製造方法、並びにこれに用いる重合開始剤及びその原料となるアルコール化合物 - Google Patents
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Description
これに用いる重合開始剤及びその原料となるアルコール化合物に関する。
ントから形成されるブロック共重合体を用いて、高分子ミセルに薬物を封入する方法が提
案されている(例えば、特許文献1〜3を参照)。この方法を用いることにより、高分子
ミセルが薬剤のキャリアとして機能し、生体内での薬剤の除放化や病変部位への集中的投
与を含む様々な効果が得られる。
ている(例えば、特許文献1〜3を参照)。ポリアルキレングリコール骨格を有する化合
物は、生体内での毒性が低いうえ、腎臓での排泄を遅延させることが可能である。その結
果、ポリアルキレングリコール骨格を有さない化合物と比較して、血中での滞留時間を延
ばすことができる。そのため、ポリアルキレングリコール誘導体で薬剤をミセル化して使
用する場合、その投与量や投与回数の低減を実現することができる。
ノ酸−N−カルボキシ無水物との開環重合反応によりポリアルキレングリコール骨格とア
ミノ酸骨格から構成されるブロック共重合体へ誘導することが可能である。そして、得ら
れたブロック共重合体を用いて高分子ミセル内に薬剤を封入する例が多数提案されている
(例えば、特許文献1〜3を参照)。
られている(例えば、特許文献4、5を参照)。これらの方法では、一価アルコールの金
属塩を重合開始剤に用いてアルキレンオキシドの重合を行った後、重合末端を水酸基、次
いで2−シアノエトキシ基に変換し、シアノ基の水素還元を経て最終的にアミノ基含有置
換基(3−アミノ−1−プロポキシ基)へと誘導する。
ばアミノ基がシリル保護された重合開始剤を用いてエチレンオキシドと重合させた後、脱
保護によりアミノ基へと誘導する方法(非特許文献1、特許文献6を参照)があるが、こ
の方法だと末端が2−アミノ−1−エトキシ基に限定されるという問題点がある。また、
反応性は低く、分子量を6000まで上げるのに96時間という長時間を有することが課
題とされている(非特許文献1を参照)。
属塩は、重合溶媒(例えばテトラヒドロフラン(以下THFと略す)などの有機溶媒)中
に完全に溶解させることが難しい場合が多く、そのような場合、金属塩を重合溶媒に溶解
させるためには金属塩合成時、開始剤原料であるアルコールを過剰量残しておく必要があ
る(例えば特許文献4では重合開始剤であるナトリウムメトキシド2molに対してメタ
ノール13mol)。ところが、これらのアルコールが反応系中に存在すると、重合速度
の低下が避けられず、重合速度を上げるためには高温や高圧などの厳しい反応条件が必要
となる。また、重合開始剤が重合溶媒に溶解しないと系内が均一にならないため、溶解し
た重合開始剤からのみ重合が進行し、得られるポリアルキレングリコール誘導体の分散度
が広くなるという問題点がある。
を調製してアルキレンオキシドとの重合を行うと両末端が水酸基の高分子化合物(以下、
ジオールポリマーと略記)が副生する。1価アルコールの沸点が水より十分に高い場合は
、減圧下で脱水することにより水分量を減らすことができるが、例えば末端がメチル基の
場合に用いるメタノールは沸点が水よりも低いため、減圧下で脱水して水分を除去するこ
とは出来ない。そのため、メタノールを用いて金属塩を調製してアルキレンオキシドの重
合を行うと、ジオールポリマーの生成が避けられない。ジオールポリマーは、構造や分子
量などの諸物性が目的物と似ているため、分離精製することは極めて難しい。ジオールポ
リマーを不純物として含んだまま先の反応を進めた場合、適切な反応条件を選択しないと
両末端にアミノ基を含むポリマーが生成する。このような不純物を含むポリマーをそのま
ま使用すると、ポリマーミセル化剤の設計上、目的の性能が得られなくなる可能性が生じ
るため、重合反応を行う際には水分を極力低く抑えなければならない。
よりシアノ基をアミノメチル基へ変換している。この方法は、ポリアルキレングリコール
誘導体の用途によっては、最終生成物中に微量の金属が混入する可能性が懸念される場合
がある。さらに、この反応は一般に高温が必要とされ、それに伴いアクリロニトリルのβ
脱離が進行し、目的物が収率よく得られないということや、ニトリル還元の中間体である
イミンへのアミン付加反応により生じる2級、3級アミンの生成、及びポリアクリロニト
リルの副生などのリスクがあるといった問題も残っていた。
る方法としては、アミノ基を保護したアルコキシドを重合開始剤に用いてアルキレンオキ
シドと重合させる方法が考えられる。例えばアミノ基の保護基としてシリル基を用いる場
合、ケイ素−窒素結合はケイ素−酸素結合よりも弱いため、アミノ基だけがシリル化され
たアルコールを選択的に合成することは非常に難しく、その合成例は報告されていない。
基を有するポリアルキレングリコール誘導体を製造する方法、並びに該方法に使用する重
合開始剤を提供することを目的とする。
護された重合溶媒への十分な溶解性を有する化合物を重合開始剤として用いることにより
、温和な条件下でのアルキレンオキシドの重合とジオールポリマー生成の抑制、さらには
ジオールポリマーが生成した場合の除去も可能にするとともに、重金属の混入や副生成物
の生成を防止することを実現し、最終的に末端にアミノ基を有する高純度かつ狭分散のポ
リアルキレングリコールへ誘導できることを見出し、本発明を完成させたものである。
前記重合開始剤とアルキレンオキシドとを反応させる工程を少なくとも含む、末端にアミ
ノ基を有するポリアルキレングリコール誘導体の製造方法に関する。
方が水素原子を示し、他方がアミノ基の保護基を示すか、又はRA 1a及びRA 1bは互
いに結合してアミノ基の窒素原子と共に環を形成する環状保護基を示し、RA 2は炭素数
1〜6の直鎖状、又は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、R
A 3は単結合、或いはヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1〜20の直鎖状、又は炭素
数3〜20の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、ここでRA 2及びRA 3の
炭素数の総数は4以上であり、又は、RA 3がヘテロ原子を含む場合はRA 2及びRA 3
の炭素原子及びヘテロ原子の総数が4以上であり、Mはアルカリ金属を表す)
リアルキレングリコール誘導体の製造方法に関する。
RA 1a及びRA 1bは互いに独立にアミノ基の保護基を示すか、一方が水素原子を示し
、他方がアミノ基の保護基を示すか、又はRA 1a及びRA 1bは互いに結合してアミノ
基の窒素原子と共に環を形成する環状保護基を示し、RA 2は炭素数1〜6の直鎖状、又
は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、RA 3は単結合、或い
はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1〜20の直鎖状、又は炭素数3〜20の分岐状
もしくは環状の2価の炭化水素基であり、ここでRA 2及びRA 3の炭素数の総数は4以
上であり、又は、RA 3がヘテロ原子を含む場合はRA 2及びRA 3の炭素原子及びヘテ
ロ原子の総数が4以上であり、RA 4は水素原子、或いは置換されていてもよい直鎖状、
分岐状又は環状の炭素数1〜12の炭化水素基であり、かつ該炭化水素基はヘテロ原子を
含んでいてもよく、RA 5は炭素数2〜8のアルキレン基であり、Mはアルカリ金属を表
し、nは1〜450の整数である)
工程a)前記一般式(I)で表される重合開始剤とアルキレンオキシドとを重合溶媒中で
反応させることにより、下記一般式(I−1)で表される化合物を得る工程
(II)及び(III)について定義したとおりであって、前記一般式(II)及び(I
II)のRA 1a、RA 1b、RA 2、RA 3、及びRA 5と同一であり、Mはアルカリ
金属を表し、前記一般式(I)のMと同一であり、rは1〜445の整数を表す);
工程b)前記一般式(I−1)で表される化合物と下記一般式(I−2)で表される化合
物とを反応させることにより、前記一般式(II)で表される化合物を得る工程
定義したとおりであって、前記一般式(II)及び(III)のRA 4及びRA 5と同一
であり、kは0〜5の整数を表し、Lは脱離基を表す);及び
工程c)前記一般式(II)で表される化合物を脱保護し、前記一般式(III)で表さ
れる化合物を得る工程。
ルコール化合物に関する。
方が水素原子を示し、他方がアミノ基の保護基を示すか、又はRA 1a及びRA 1bは互
いに結合してアミノ基の窒素原子と共に環を形成する環状保護基を示し、RA 2は炭素数
1〜6の直鎖状、又は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、R
A 3は単結合、或いはヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1〜20の直鎖状、又は炭素
数3〜20の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、ここでRA 2及びRA 3の
炭素数の総数は4以上であり、又は、RA 3がヘテロ原子を含む場合はRA 2及びRA 3
の炭素原子及びヘテロ原子の総数が4以上である)
アルコール化合物の金属塩に関する。
方が水素原子を示し、他方がアミノ基の保護基を示すか、又はRA 1a及びRA 1bは互
いに結合してアミノ基の窒素原子と共に環を形成する環状保護基を示し、RA 2は炭素数
1〜6の直鎖状、又は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、R
A 3は単結合、或いはヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1〜20の直鎖状、又は炭素
数3〜20の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基であり、ここでRA 2及びRA 3の
炭素数の総数は4以上であり、又は、RA 3がヘテロ原子を含む場合はRA 2及びRA 3
の炭素原子及びヘテロ原子の総数が4以上であり、Mはアルカリ金属を表す)
用いることにより、重合速度を低下させる原因である重合開始剤原料アルコールの実質的
な存在なしに重合が可能となり、従来よりも温和な条件でアルキレンオキシドの重合を行
うことができる。また、微量の水分に起因するジオールポリマー等の不純物の生成を抑制
して、また仮に水分が混入してポリマー不純物が生成したとしても分離精製により除去す
ることができ、狭分散かつ高純度のポリアルキレングリコール誘導体を製造することがで
きる。また、この方法が精製工程も含む場合は、ポリアルキレングリコール誘導体の精製
及び取り出しの際に凍結乾燥が不要のため、工業的な規模でポリアルキレングリコール誘
導体を製造することができ、設備や工程の簡略化を実現することができるといったさらな
る利点を有する。また、アミノ基が保護された重合開始剤を用いることにより、重金属を
用いた還元法を使わなくてすみ、それに伴う副生成物の混入を防ぐことができるため、医
薬品において避けるべき重金属不純物と副生成物の混入というリスクを低減することが可
能となる。さらに、本発明に係る製造方法により製造されたポリアルキレングリコール誘
導体は、重合開始剤が系内に均一に溶解しているため狭分散性であり、ドラッグデリバリ
ーシステムの分野において有用な親水性セグメントと疎水性セグメントから形成されるブ
ロック共重合体へと誘導する際に、非常に有利に用いることができる。さらにまた、本発
明によるアミノ基が保護されたアルコール化合物及びそのアルカリ金属塩は、ポリアルキ
レングリコール誘導体の製造方法において、従来に替わる、より有用な重合開始剤及びそ
の前駆体として用いることができるため非常に有用である。
本発明は、下記一般式(I)で表される化合物を重合開始剤として使用し、前記重合開
始剤とアルキレンオキシドとを反応させる工程を少なくとも含む、末端にアミノ基を有す
るポリアルキレングリコール誘導体の製造方法である。一実施形態によれば、本発明は、
下記に示す工程a)〜c)を順次経ることを特徴とする。(以下、この実施形態を「実施
形態1」と称する場合がある。)
工程a)一般式(I)で表される重合開始剤とアルキレンオキシドとを重合溶媒中で反
応させ、下記一般式(I−1)で表される化合物を得る工程、
工程b)一般式(I−1)で表される化合物を下記一般式(I−2)で表される化合物
と反応させ、下記一般式(II)で表される化合物を得る工程、及び
工程c)一般式(II)で表される化合物を脱保護し、一般式(III)で表される化
合物を得る工程。
立にアミノ基の保護基を示すか、一方が水素原子を示し、他方がアミノ基の保護基を示す
か、又はRA 1a及びRA 1bは互いに結合してアミノ基の窒素原子と共に環を形成する
環状保護基を示す。前記保護基は、好ましくは重金属触媒を使用することなく脱保護でき
る保護基である。RA 1a及び/又はRA 1bで表される保護基の種類は、例えば、以下
の(ア)〜(エ)に分類して例示することができるが、これらに限定されるものではない
。
上記一般式(I)、(I−1)、及び(II)中のRA 1a及びRA 1bが互いに独立
にアミノ基の保護基を示す場合、及び、一方が水素原子、他方がアミノ基の保護基を示す
場合、RA 1a及び/又はRA 1bは、Si(R1)3で表される構造の保護基(トリア
ルキルシリル基)であり得る。
上記のSi(R1)3で表される構造中、R1は独立して炭素数1〜6の直鎖状、又は
炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基である。或いは、R1は互いに結
合してこれらが結合するケイ素原子と共に3〜6員環を形成していてもよい。R1の具体
例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロプ
ロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。ま
た、R1が互いに結合してケイ素原子と共に環を形成する場合はこれらの基から水素原子
が一つ脱離した基などが挙げられる。
Si(R1)3で表される構造の保護基の好ましい具体例としては、例えば、トリメチ
ルシリル基、トリエチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基等が挙げられるが
、これらに限定はされない。
上記一般式(I)、(I−1)、及び(II)中のRA 1a及びRA 1bが互いに独
立にアミノ基の保護基を示す場合、及び、一方が水素原子、他方がアミノ基の保護基を示
す場合、RA 1a及び/又はRA 1bは、RA 6OCOで表される構造の保護基であり得
る。
上記のRA 6OCOで表される構造中、RA 6は炭素数1〜20の1価の炭化水素の残
基であり、該残基はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、ケイ素原子、リン
原子又はホウ素原子を含んでいてもよい。
RA 6OCOの構造で示される保護基としては、メチルオキシカルボニル基、エチルオ
キシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル
基、tert−アミルオキシカルボニル基、2,2,2 − トリクロロエチルオキシカル
ボニル基、2−トリメチルシリルエチルオキシカルボニル基、フェニルエチルオキシカル
ボニル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチルオキシカルボニル基、1,1−ジ
メチル−2−ハロエチルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2,2−ジブロモエチ
ルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2,2,2−トリクロロエチルオキシカルボ
ニル基、1−メチル−1−(4−ビフェニルイル)エチルオキシカルボニル基、1−(3,
5−ジ−t − ブチルフェニル)−1−メチルエチルオキシカルボニル基、2−(2'−ピ
リジル)エチルオキシカルボニル基、2−(4'−ピリジル)エチルオキシカルボニル基、2
−(N,N−ジシクロヘキシルカルボキシアミド)エチルオキシカルボニル基、1 −アダ
マンチルオキシカルボニル基、ビニルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、
1 − イソプロピルアリルオキシカルボニル基、シンナミルオキシカルボニル基、4 −
ニトロシンナミルオキシカルボニル基、8 − キノリルオキシカルボニル基、N − ヒド
ロキシピペリジニルオキシカルボニル基、アルキルジチオカルボニル基、ベンジルオキシ
カルボニル基、p − メトキシベンジルオキシカルボニル基、p − ニトロベンジルオキ
シカルボニル基、p−ブロモベンジルオキシカルボニル基、p−クロロベンジルオキシカ
ルボニル基、2,4−ジクロロベンジルオキシカルボニル基、4−メチルスルフィニルベ
ンジルオキシカルボニル基、9−アントリルメチルオキシカルボニル基、ジフェニルメチ
ルオキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基、9−(2,7−ジ
ブロモ)フルオレニルメチルオキシカルボニル基、2,7−ジ−t−ブチル−[9−(10
,10−ジオキソ−チオキサンチル)]メチルオキシカルボニル基、4 − メトキシフェナ
シルオキシカルボニル基、2−メチルチオエチルオキシカルボニル基、2 − メチルスル
ホニルエチルオキシカルボニル基、2 − (p − トルエンスルホニル)エチルオキシカル
ボニル基、[2−(1,3−ジチアニル)]メチルオキシカルボニル基、4 − メチルチオフ
ェニルオキシカルボニル基、2,4−ジメチルチオフェニルオキシカルボニル基、2 −
ホスホニオエチルオキシカルボニル基、2−トリフェニルホスホニオイソプロピルオキシ
カルボニル基、1 ,1−ジメチル−2 − シアノエチルオキシカルボニル基、m−クロ
ロ−p−アシロキシベンジルオキシカルボニル基、p−(ジヒドロキシボリル)ベンジルオ
キシカルボニル基、5−ベンゾイソオキサゾリルメチルオキシカルボニル基、2−(トリ
フルオロメチル)−6− クロモニルメチルオキシカルボニル基、フェニルオキシカルボニ
ル基、m−ニトロフェニルオキシカルボニル基、3 ,5−ジメトキシベンジルオキシカ
ルボニル基、o−ニトロベンジルオキシカルボニル基、3 ,4−ジメトキシ−6−ニト
ロベンジルオキシカルボニル基やフェニル(o−ニトロフェニル)メチルオキシカルボニル
基等が例示できるが、これらに限定はされない。中でも、tert−ブチルオキシカルボ
ニル基、2,2,2−トリクロロエチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基
、ベンジルオキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基が好ましい
。
RA 1a及びRA 1bが互いに結合してアミノ基の窒素原子と共に環を形成する環状保
護基である場合、このような環状保護基としては、N−フタロイル基、N−テトラクロロ
フタロイル基、N−4−ニトロフタロイル基、N−ジチアスクシロイル基、N−2,3−
ジフェニルマレオイル基、N−2,5−ジメチルピロリル基、N−2,5−ビス( トリ
イソプロピルシロキシ)ピロリル基、N−1,1,3, 3−テトラメチル−1,3−ジ
シライソインドイル基、3,5−ジニトロ−4−ピリドニル基や1,3,5−ジオキサジ
ニル基、2,2,5,5−テトラメチル−2,5−ジシラ−1−アザシクロペンタン等が
例示できるが、これらに限定はされない。中でも、N−フタロイル基が好ましい。
RA 1a及び/又はRA 1bが、上記(ア)〜(ウ)以外の保護基である場合、このよ
うな保護基としては、ベンジル基、p−メトキシベンジル基、p−トルエンスルホニル基
、2−ニトロベンゼンスルホニル基、(2−トリメチルシリル)エタンスルホニル基、ア
リル基、ピバロイル基、メトキシメチル基、ジ(4−メトキシフェニル)メチル基、5−ジ
ベンゾスベリル基、トリニルメチル基、(4−メトキシフェニル)ジフェニルメチル基、9
−フェニルフルオレニル基、[2−(トリメチルシリル)エトキシ]メチル基やN−3−アセ
トキシプロピル基等が例示できるが、これらの保護基に限定はされない。好ましくは重金
属触媒を使用することなく脱保護可能な保護基を、適宜選択して使用することができる。
中でも、ベンジル基、p−トルエンスルホニル基、2−ニトロベンゼンスルホニル基、ア
リル基が好ましい。
6の直鎖状、又は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基である。RA 2
の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロプロ
ピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のそれぞれから、水素原
子が一つ脱離した基などが挙げられる。
いは窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1〜20
の直鎖状、又は炭素数3〜20の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基である。RA 3
の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、
シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、フェニル基、0−トリル基、m
−トリル基、p−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリ
ル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、メシチル基など
のそれぞれから水素原子が一つ脱離した基などが挙げられる。これらの炭化水素基は、炭
素原子の一部が窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子によって置換されていて
もよい(ただし、一般式(I)においてはO−M+を構成する酸素原子との結合部を、一
般式(I−1)、(II)、及び(III)においては(ORA 5)を構成する酸素原子
との結合部を除く)。中でも、RA 3は下記一般式(VII)で表される構造であること
が好ましい。工程a)において、上記一般式(I)で表される重合開始剤と重合溶媒との
相溶性が向上するためである。
−(ORA 5)P− (VII)
上記一般式(VII)中、RA 5は、上記一般式(I−1)、(I−2)、(II)、
及び(III)中のRA 5と同一であり、その具体例は後述する通りである。pは、1〜
10の整数であり、重合開始剤の原料となるアルコール化合物を蒸留により精製する観点
からは、好ましくは1〜5の整数、さらに好ましくは1〜2の整数である。
A 3において炭素原子の一部がヘテロ原子によって置換されている場合は、ヘテロ原子の
数も炭素原子の数として換算した総数が4以上であればよい。RA 2及びRA 3の炭素数
の総数は、好ましくは4〜15であり、より好ましくは4〜9である。上記一般式(I)
で表される重合開始剤において、両末端の窒素原子と酸素原子(O−M+を構成している
酸素原子)とを連結するRA 2及びRA 3からなる鎖の鎖長を4以上と長くすることによ
って、重合溶媒への溶解性が向上するとともに、一般式(I)で表される化合物において
、窒素上の保護基が酸素上へ転移する可能性がある基質においては転移を防ぐことができ
る。
換されていてもよい直鎖状、分岐状又は環状の炭素数1〜12の炭化水素基であり、かつ
該炭化水素基はヘテロ原子を含んでいてもよい。RA 4の具体例としては、メチル基、エ
チル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブ
チル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、
デシル基、ドデシル基、フェニル基、0−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,
3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,
4−キシリル基、3,5−キシリル基、メシチル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる
。RA 4が置換基を有する場合、その置換基としては、例えば、アセタール化ホルミル基
、シアノ基、ホルミル基、カルボキシル基、アミノ基、炭素数1〜6のアルコキシカルボ
ニル基、炭素数2〜7のアシルアミド基、同一又は異なるトリ(炭素数1〜6のアルキル
)シロキシ基、シロキシ基、シリルアミノ基、マレイミド基、チオール基、水酸基、メタ
クリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、活性エステル基、及びアジ基が挙げられる
。置換基を有するRA 4として具体的には下記構造式で表されるものが例示できるがこれ
らに限定はされない。なお、下記式は、置換された構造のRA 4の末端部分を示し、式中
の点線は、RA 4の炭化水素部分が上記に例示したようなバリエーションをとり得ること
を示す。置換基の数は特に限定されないが、1〜3が好ましい。このような置換基は、さ
らに任意の適切な保護基で保護されていてもよい。
2〜8のアルキレン基である。中でも、炭素数2〜3のアルキレン基であることが好まし
い。即ち、RA 5はエチレン基又はプロピレン基であることが好ましい。なお、上記一般
式(I−1)、(I−2)、(II)、及び(III)中、(ORA 5)単位としては1
種のオキシアルキレン基、例えばオキシエチレン基、又はオキシプロピレン基のみで構成
されていてもよいし、二種以上のオキシアルキレン基が混在していてもよい。2種以上の
オキシアルキレン基が混在している場合、(ORA 5)は2種以上の異なるオキシアルキ
レン基がランダム重合したものであってもよいし、ブロック重合したものであってもよい
。
、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、ナトリウム−カリウム合金等を挙げるこ
とができる。
95の整数、さらに好ましくは20〜345の整数である。
式(I−2)で表される化合物は低沸点で取り扱いが難しい場合や、毒性の高い場合があ
るため、kは1〜5の整数であることが好ましく、さらに1〜3の整数であることがより
好ましい。
トリフルオロメタンスルホナート(以下TfOと記す)、p−トルエンスルホナート(以
下TsOと記す)、メタンスルホナート(以下MsOと記す)などが挙げられるが、これ
らに限定はされない。
0〜400の整数、さらに好ましくは20〜350の整数である。nは、上記したrとk
の和でも表される。
)、及び(II)で表される各化合物の選択においては、所望の最終生成物である一般式
(III)で表される化合物を得ることができるように、一般式(I)、(I−1)、(
I−2)、及び(II)中において、所望のRA 1a、RA 1b、RA 2、RA 3、RA
4、RA 5、M、r、k、L、及びnを選択することができる。
として用いられる一般式(I)で表される化合物を合成するための前工程を有していても
よい。この前工程は、重合開始剤の前駆体として用いられる下記一般式(i)で表される
化合物を合成する工程(前工程1)、及び、一般式(i)で表される化合物を用いて重合
開始剤として用いられる一般式(I)で表される化合物を合成する工程(前工程2)を含
む。なお、本実施形態には、前工程として、前工程1に引き続き前工程2を行う態様も、
前工程1を経ずに前工程2のみを行う態様も含まれるものとする。前工程2のスキームを
以下に示す。
得られた一般式(III)で表される化合物を精製する後処理工程を有していてもよい。
及び後処理工程の順に説明する。
前工程1は、重合開始剤の前駆体として用いられる上記一般式(i)で表されるアルコ
ール化合物の合成を行う工程であり、その製造は例えば下記工程(i−1)にて行うこと
ができるが、これに限定されるものではない。
一般式(i)中のRA 1a、RA 1b、RA 2、及びRA 3と同一である。すなわち、上
記一般式(I)中のRA 1a、RA 1b、RA 2、及びRA 3と同一である。L1は脱離
基を表す。)
、TfO、TsO、MsOなどが挙げられるが、これらに限定はされない。
例えば、無溶媒で一般式(ia)で表される化合物に塩基性化合物を加え、続いて一般式
(ib)で表される化合物を滴下し、混合することで反応させてもよいし、適切な溶媒に
、一般式(ia)で表される化合物を溶解させた後に塩基性化合物を加え、その後一般式
(ib)で表される化合物を滴下し、混合することで反応させてもよい。一般式(ib)
で表される化合物の使用量は、一般式(ia)で表される化合物のモル数に対して、例え
ば1〜5倍量、好ましくは1.5〜3倍量であり、選択的にアミノ基だけに保護基を反応
させる観点からは、1.5〜2倍量がより好ましい。
,4−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類
、塩化メチレンなどのハロゲン類、N,N−ジメチルホルムアミドやN−メチル−2−ピ
ロリドン、アセトニトリル、アセトン等が挙げられるがこれらに限定はされない。溶媒の
使用量は、特に限定はされないが、一般式(ia)で表される化合物の質量に対して、例
えば1〜20倍量、好ましくは2〜10倍量、さらに好ましくは2〜5倍量である。
ム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの水酸化物類、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどの炭酸塩類、ナトリウムメトキシド、ナトリ
ウムエトキシド、カリウムt−ブトキシドなどの金属アルコキシド類、水素化ナトリウム
、水素化カリウムなどの金属水素化物類、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混
成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、アンモニア水等が挙げられるが、これら
には限定されない。塩基性化合物の使用量は、上記一般式(ia)で表される化合物のモ
ル数に対し、例えば1〜5倍量、好ましくは1.5〜3倍量、より好ましくは1.5〜2
倍量である。
ことができるが、例えば−60℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃である。上記工程
(i−1)の反応の終了はガスクロマトグラフィーにより一般式(ia)で表される化合
物が消失したとき、または一般式(i)が主生成物として得られる時点とすることができ
る。
基のみならずヒドロキシ基にも同時に保護基がかかってしまう場合には、最初にアミノ基
を1つ目の保護基で保護した後に、脱保護可能な別の保護基によりヒドロキシ基を保護し
、続いてアミノ基を2つ目の保護基で保護し、最後にヒドロキシ基の脱保護をして合成す
ることができる。また、反応条件によって、アミノ基とヒドロキシ基との選択性が得られ
ず、ヒドロキシ基に保護がかかることや、アミノ基に1つしか保護基が導入されない等が
起こり得るが、その場合は、精密蒸留により一般式(i)で表される化合物とその他の副
生成物を分けることができる。また、一般式(i)で表される化合物は副生成物が生成し
ない場合でも蒸留により精製し、水分を除去することが好ましい。その場合の一般式(i
)で表される化合物の含水率は例えば50ppm以下、好ましくは10ppm以下、さら
に好ましくは5ppm以下である。
(i)で表される化合物製造の別法として、例えばRA 3のヘテロ原子の隣に水素原子を
有する一般式(if)で表される化合物を使用する下記工程(i−2)〜(i−3)のよ
うな方法が挙げられるが、これに限定されるものではない。
A 2、RA 3、及びL1は上記一般式(ia)及び(ib)中のRA 1a、RA 1b、R
A 2、RA 3、及びL1と同一である。L2は脱離基を表す。)
TfO、TsO、MsOなどが挙げられるが、これらに限定はされない。
合物に塩基性化合物を加え、続いて一般式(id)で表される化合物を滴下し、混合する
ことで反応させてもよいし、適切な溶媒に、一般式(ic)で表される化合物を溶解させ
た後に塩基性化合物を加え、その後一般式(id)で表される化合物を滴下し、混合する
ことで反応させてもよい。一般式(id)で表される化合物の使用量は、一般式(ic)
で表される化合物のモル数に対して例えば2〜10倍量、好ましくは2〜5倍量であり、
さらに好ましくは2〜3倍量である。
)で記載した溶媒の具体例と同様である。溶媒の使用量は、特に限定はされないが、一般
式(ic)で表される化合物の質量に対して例えば1〜20倍量、好ましくは2〜10倍
量、さらに好ましくは2〜5倍量である。
記載した塩基性化合物の具体例と同様である。塩基性化合物の使用量は、上記一般式(i
c)で表される化合物のモル数に対し、例えば2〜10倍量、好ましくは2〜5倍量、よ
り好ましくは2〜3倍量である。
ことができるが、例えば−60℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃である。反応の終
了はガスクロマトグラフィーにより一般式(ic)で表される化合物が消失したとき、ま
たは一般式(ie)で表される化合物が主生成物として得られる時点とすることができる
。
際には、工程(i−2)終了後の反応液中に、一般式(if)で表される化合物と塩基性
化合物を直接添加してもよいし、一度、一般式(ie)で表される化合物を精製して取り
出した後に、一般式(if)で表される化合物と塩基性化合物、及び溶媒の混合溶液に滴
下してもよい。また、(i−3)の工程は無溶媒で行うこともできる。一般式(if)で
表される化合物の使用量は、一般式(ie)で表される化合物のモル数に対して、1〜3
0倍量、好ましくは2〜20倍量、さらに好ましくは5〜10倍量である。例えばRA 3
が上記一般式(VII)で表される化合物であった場合、一般式(if)で表される化合
物はジオールとなるが、一般式(if)で表される化合物を一般式(ie)で表される化
合物のモル数に対して過剰量用いることで、一般式(if)で表される化合物の一方の末
端ヒドロキシ基を反応させることができる。
で記載した溶媒の具体例と同様である。溶媒の使用量は、特に限定はされないが、一般式
(ie)で表される化合物の質量に対して例えば1〜20倍量、好ましくは2〜10倍量
、さらに好ましくは2〜5倍量である。上記工程(i−3)において使用する塩基性化合
物の具体例は、上記工程(i―1)で記載した塩基性化合物の具体例と同様である。塩基
性化合物の使用量は、上記一般式(ie)で表される化合物のモル数に対し、例えば1〜
2倍量、好ましくは1〜1.5倍量、より好ましくは1〜1.2倍量である。
ことができるが、例えば−60℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃である。反応の終
了はガスクロマトグラフィーにより一般式(ie)で表される化合物が消失した時点とす
ることができる。反応条件によって、RA 3上のヘテロ原子と末端ヒドロキシ基との両方
が一般式(ie)で表される化合物と反応し副生成物を生じることがあるが、その場合は
精密蒸留により一般式(i)で表される化合物と副生成物を分けることができる。また、
一般式(i)で表される化合物は副生成物が生成しない場合でも蒸留により精製し、水分
を除去することが好ましい。その場合の一般式(i)で表される化合物の含水率は例えば
50ppm以下、好ましくは10ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下である。
前工程2は、上記一般式(i)で表される化合物と、アルカリ金属又はアルカリ金属化
合物とを反応させることにより、上記一般式(I)で表される化合物を得る工程である。
カリ金属化合物とは、Mで表されるアルカリ金属、M+H−で表されるアルカリ金属の水
素化物、RX −M+、[RY]・−M+で表される有機アルカリ金属(RXは、置換基を有
していてもよい炭素数1〜20のアルキル基を表し、好ましくは炭素数1〜20のアルキ
ル基又は炭素数7〜20のアリールアルキル基を表し、RYは置換基を有していてもよい
芳香族化合物を表す)、及びRZO−M+で表される1価アルコールのアルカリ金属塩(
RZは、炭素数1〜6のアルキル基を表す)からなる群より選択される物質をいうものと
する。
トリウム−カリウム合金等を挙げることができる。M+H−の具体例としては、水素化ナ
トリウム、水素化カリウム等を挙げることができる。RX −M+の具体例としては、エチ
ルリチウム、エチルナトリウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、ter
t−ブチルリチウム、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−
メチルペンチルリチウム、1,1−ジフェニルメチルカリウム、クミルナトリウム、クミ
ルカリウム、クミルセシウム等を挙げることができる。[RY]・−M+の具体例としては
、リチウムナフタレニド、ナトリウムナフタレニド、カリウムナフタレニド、アントレセ
ンリチウム、アントラセンナトリウム、アントラセンカリウム、ビフェニルナトリウム、
ナトリウム2−フェニルナフタレニド、フェナントレンナトリウム、ナトリウムアセナフ
チレニド、ナトリウムベンゾフェノンケチル、ナトリウム1−メチルナフタレニド、カリ
ウム1−メチルナフタレニド、ナトリウム1−メトキシナフタレニド、カリウム1−メト
キシナフタレニド等を挙げることができ、これらの化合物は1種単独で、または2種以上
を混合して用いることもできる。RZO−M+におけるRZの具体例としては、メチル基
、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、te
rt−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられるが、
これらに限定はされない。中でも、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物としては、副反
応を抑制する観点から、ナトリウム、カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムが好
ましく、また反応性の高さの観点から、ナトリウムナフタレニド、カリウムナフタレニド
、アントラセンナトリウム、アントラセンカリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメ
トキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシドが好ましい。
上記一般式(i)で表される化合物のモル数に対し、0.5〜3.0当量、好ましくは0
.8〜2.0当量、さらに好ましくは0.9〜1.0当量である。特に工程a)において
重合開始剤としても働きうるアルカリ金属化合物を使用する場合には、使用量を1.0当
量以下とする必要がある。例えばカリウムメトキシドを使用する場合には、前工程2にお
いて生成するメタノールを重合開始剤の合成後に減圧留去することにより、工程a)にお
いてカリウムメトキシドが重合開始剤として働かないようにする必要がある。
程1で蒸留精製した一般式(i)で表される化合物を適切な溶媒に溶解させた後、アルカ
リ金属又はアルカリ金属化合物を直接添加してもよいし、適切な溶媒にアルカリ金属又は
アルカリ金属化合物を溶解させたところに一般式(i)で表される化合物を添加してもよ
い。前工程2において使用する溶媒の具体例としては、THFや1、4−ジオキサン等の
エーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類を例示することができ
るが、これらには限定されない。溶媒を用いる場合、金属ナトリウム等の脱水剤を用いて
蒸留したものを使用することが好ましい。溶媒の含水率は、例えば50ppm以下、好ま
しくは10ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下である。溶媒の使用量は特に限定
されないが、上記一般式(i)で表される化合物の質量に対して、例えば1〜50倍量、
好ましくは2〜10倍量、さらに好ましくは2〜5倍量である。また、前工程2の反応は
−78〜100℃の温度、好ましくは0℃〜用いた溶媒の還流温度(例えば、0℃〜TH
Fの還流温度である66℃)で行い、必要に応じて反応系の冷却や加熱を行うことができ
る。
用いる溶媒と同じものを使用することが好ましい。前工程2で合成された重合開始剤が工
程a)で使用する重合溶媒に溶解するかどうかを、前工程2の重合開始剤合成時に予め確
認することができるためである。具体的には、例えば、前工程2の反応溶媒としてTHF
を、アルカリ金属化合物として水素化カリウム(例えば上記一般式(i)で表される化合
物に対して1.0当量以下の水素化カリウム)を、工程a)の重合溶媒としてTHFを使
用する場合、重合開始剤の重合溶媒への溶解性を以下のように確認することができる。前
工程2における反応が進行し粉末状の水素化カリウムが減少するとともに水素が発生する
。このとき生成する上記一般式(I)で表される重合開始剤が、前工程2の反応溶媒であ
るTHFに析出せずに、また、最終的に水素化カリウムが全て反応したときに反応溶液中
に塩の析出及び白濁がないかどうかを確認することで、後の工程a)における重合開始剤
の重合溶媒への溶解性を事前に確認することができる。
予め確認する別法としては、下記方法が例示できるが、これに限定はされない。上記のよ
うに一般式(i)で表される化合物とアルカリ金属又はアルカリ金属化合物とを反応させ
て一般式(I)で表される重合開始剤を合成し、その後一般式(I)で表される重合開始
剤以外の溶媒や試薬を常法により除去して、一般式(I)で表される重合開始剤を取り出
す。得られた一般式(I)で表される重合開始剤を、例えば20wt%の濃度で後の工程
a)で使用する重合溶媒に溶解させ、目視により塩の析出や白濁が見られないかを確認す
ることができる。
を調製して、その重合開始剤を用いてアルキレンオキシドとの重合を行うと、ジオールポ
リマーが副生する。ジオールポリマーは目的物から分離することが極めて難しく、ジオー
ルポリマーやそれ由来の不純物を含むポリマーをそのまま使用すると、ポリマーミセル化
剤の目的の性能が得られなくなる可能性が高い。そのため、後の工程a)において重合反
応を行う際には、一般式(I)で表される化合物(重合開始剤)を含む反応系の水分を極
力低く抑えることが好ましい。これに関して、一般式(I)で表される化合物の前駆体で
ある上記一般式(i)で表される化合物は、例えば、RA 1a=RA 1b=トリエチルシ
リル基、RA 2=CH2CH2CH2、RA 3=OCH2CH2の場合、沸点が120℃
(10Pa)と高く、水との沸点差が十分にあるため、減圧乾燥を行うことにより水を分
離することが可能である。そのため、前工程2における一般式(i)で表される化合物と
アルカリ金属又はアルカリ金属化合物との反応前には、一般式(i)で表される化合物に
対して、十分に減圧乾燥を行った後に蒸留を行うことが好ましい。蒸留後の一般式(i)
で表される化合物の含水率は、例えば50ppm以下、好ましくは10ppm以下、さら
に好ましくは5ppm以下となるようにする。このように重合開始剤の原料である一般式
(i)で表される化合物を水分を極力含まない状態とすることにより、得られた重合開始
剤を用いて重合反応を行う際に、ジオールポリマーの副生をより良く抑えることができる
。
終了後の反応溶液の全体の重さから、前工程2の終了後の反応溶液(重合開始剤合成後の
反応溶液)中の、重合開始剤として働きうる物質の濃度(mmol/g)を求めることが
できる。すなわち、前工程2終了後の反応溶液中の、重合開始剤として働きうる物質の濃
度は、「使用した原料アルコール(i)の物質量(mmol)/前工程2終了後の反応溶
液全体の重さ(g)」で求めることができる。前工程2終了後の反応溶液中に一般式(i
)で表される原料アルコールが残っている場合には、その原料アルコールも重合開始剤と
して働くためである。(次工程a)における反応は平衡反応であるため、一般式(I)で
表される化合物が重合開始剤として反応し生成したポリマー末端アルコキシドが原料アル
コール(i)のプロトンを引き抜き、アルコキシド(重合開始剤)として働かせる。)た
だし後述のように、前工程2の終了後の反応溶液中の原料アルコール残量はできるだけ少
ないことが望ましい。前工程2の終了後の反応溶液は、そのまま後の工程a)における重
合開始剤溶液として用いることができる。
などの重合溶媒には単独では溶解しないことが多い。その場合、均一な重合を行うために
は開始剤原料であるアルコールを過剰量残しておく必要がある(例えば特許文献4では重
合開始剤であるナトリウムメトキシド2molに対してメタノール13mol)。しかし
、これらのアルコールが反応系中に存在すると、重合速度の低下が避けられず、重合速度
を上げるためには高温や高圧などの厳しい反応条件が必要となる。これに対し、本実施形
態で重合開始剤として用いる一般式(I)で表されるアミノ基が保護基で保護されたアル
コール誘導体は、分子内の構造に重合溶媒と類似の構造を有するため、重合溶媒に易溶で
ある。例えば、RA 3がオキシエチレン構造を有する場合、一般式(I)で表される化合
物はTHFやジエチレングリコールジメチルエーテルなどを含むエーテル化合物に易溶で
ある。そのため、重合開始剤の重合溶媒への溶解のために、開始剤原料アルコールを残し
ておく必要がない。そのため、重合速度が向上し、かつ温和な条件下での重合が可能であ
る。
程2において、開始剤原料アルコール残量が少ない重合開始剤を合成することが好ましい
。具体的には、一般式(i)で表される開始剤原料アルコールから一般式(I)で表され
る重合開始剤を合成した後の、一般式(I)で表される重合開始剤と一般式(i)で表さ
れる開始剤原料アルコールの物質量比率が、100:0〜80:20(mol%)となる
ことが好ましく、さらに好ましくは100:0〜90:10(mol%)となるように反
応させる。そのためには、前工程2を、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物の使用モル
数が一般式(i)で表される化合物の0.8〜1.5、好ましくは0.9〜1.0となる
ような条件で行うことが好ましい。
れる開始剤原料アルコールを反応系から減圧留去することも可能である。その場合、前工
程2の終了後の一般式(I)で表される重合開始剤と一般式(i)で表される開始剤原料
アルコールの物質量比率が100:0〜98:2(mol%)となるまで原料アルコール
を除去することが好ましく、さらに好ましくは100:0〜99:1(mol%)となる
まで原料アルコールを除去することが好ましい。原料アルコール残量を少なくすることで
、次の工程a)における重合速度をより高めることができる。
重合速度低下要因でもある、一般式(i)で表される開始剤原料アルコール化合物が残っ
ておらずとも、開始剤である一般式(I)で表される化合物を重合溶媒に溶解することが
できる。その役割を果たす構造が一般式(I)中のRA 3であり、例えば重合溶媒がTH
Fの場合、好ましくはRA 3を、上記した一般式(VII)で表される構造((ORA 5
)p)とすることで、重合開始剤と重合溶媒の相溶性が高まり、開始剤原料アルコールの
実質的な存在なしに重合開始剤が重合溶媒へと溶解することができる。結果、均一な系で
の重合が可能となり、狭分散ポリアルキレングリコール誘導体を温和な条件で合成するこ
とが可能となる。
工程a)は、上記一般式(I)で表される化合物(重合開始剤)とアルキレンオキシド
とを重合溶媒中で反応させる工程である。工程a)によれば、下記一般式(I−1)で表
される化合物を得ることができる。
せた後、アルキレンオキシドと反応させる。上記のように、一般式(I)で表される化合
物は、その原料アルコールである一般式(i)で表される化合物が実質的に存在しなくと
も重合溶媒に易溶である。中でも、重合溶媒との高相溶性の観点からは、一般式(I)中
のRA 3は、上記した一般式(VII)で表されるアルキレンオキシド構造(−(ORA
5)P−)を有することが好ましい。一般式(I)で表される化合物が重合溶媒中に完全
に溶解できたことは、例えば目視により重合溶媒中に塩の析出や白濁が見られないことで
確認することができる。この際、一般式(I)で表される化合物の質量に対する重合溶媒
の質量が10倍量以下(かつ1倍量以上)の状態で、塩の析出や白濁が見られないことが
望ましい。すなわち、一般式(I)で表される化合物を含む重合溶媒溶液中の一般式(I
)で表される化合物の濃度としては、9.1重量%以上(かつ50重量%以下)の状態で
、塩の析出や白濁が見られないことが望ましい。上記のように一般式(I)で表される化
合物が重合溶媒中に完全に溶解できたことを確認した後は、確認時の濃度のまま一般式(
I)で表される化合物を含む重合溶媒溶液を重合反応に使用してもよいし、更に重合溶媒
を加えて希釈した状態で重合反応に使用してもよい。なお、重合溶媒の量は、重合反応開
始時において、使用するアルキレンオキシドの質量に対して、例えば1〜50倍量、好ま
しくは2〜25倍量となるように調整されればよい。
)では、原料アルコールが少ない状態で重合開始剤を用いることが好ましい。例えば、工
程a)の前に上記の前工程2を実施した場合には、前工程2で得られた、好ましくは10
0:0〜80:20の物質量比率で一般式(I)で表される重合開始剤と一般式(i)で
表される原料アルコールとを含む反応生成物(原料アルコールの少ない反応生成物)を、
そのまま重合溶媒に溶解させて使用することが好ましい。
〜10の環状エーテル化合物や直鎖状、もしくは分岐状のエーテル化合物が好ましく用い
られる。環状エーテル化合物の具体例としては、フラン、2,3−ジヒドロフラン、2,
5−ジヒドロフラン、2,3−ジメチルフラン、2,5−ジメチルフラン、テトラヒドロ
フラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、2
,5−ジメチルテトラヒドロフラン、1,2−メチレンジオキシベンゼン、1,3−ジオ
キソラン、2−メチル−1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、2,
2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン、テトラヒドロ
ピラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,4−ジメチル−1,3−ジオキ
サン、1,4−ベンゾジオキサン、1,3,5−トリオキサン、オキセパン等が例示でき
るが、これらに限定はされない。直鎖状、もしくは分岐状のエーテル化合物の具体例とし
てはモノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル
、トリエチレングリコールジメチルエーテル等が例示できるが、これらに限定はされない
。特にTHFが好ましく用いられる。また、エーテル化合物以外の重合溶媒を使用するこ
とも可能であり、その具体例としてはベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
類等が例示出来るが、これらに限定はされない。用いる重合溶媒は、単体溶剤でも良いし
、二種以上を組み合わせて用いても良く、組み合わせる場合の、化合物の組み合わせ、並
びにその混合比は限定されない。
の質量に対して、例えば1〜50倍量、好ましくは2〜30倍量、さらに好ましくは3〜
20倍量である。重合溶媒は、例えば、金属ナトリウム等の脱水剤を用いて蒸留したもの
を使用することが好ましい。重合溶媒の含水率は、例えば50ppm以下、好ましくは1
0ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下である。
ドが挙げられる。中でも、重合性が高いという点でエチレンオキシドが好ましい。重合反
応に使用する一般式(I)で表される化合物とアルキレンオキシドとの使用量比としては
、特に限定されないが、一般式(I)で表される化合物:アルキレンオキシドの物質量比
として、例えば1:1〜1:450、好ましくは1:10〜1:400である。
系にアルキレンオキシドを一括添加しても良いし、逐次添加しても良い。あるいは上述の
重合溶媒にアルキレンオキシドを溶解した溶液を、上記の反応系に滴下しても良い。重合
は、例えば30〜80℃の温度で行うことができるが、好ましくは50〜80℃、さらに
好ましくは60〜80℃の温度で実施する。重合反応時の圧力は、例えば1.0MPa以
下、好ましくは0.5MPa以下である。重合反応の進行度はGPCで追跡することがで
き、アルキレンオキシドの転化率に変化がなくなった時点を終点とすることができる。本
実施形態では上記のように、重合に際して高温や高圧などの厳しい反応条件を必要としな
い点で有利である。
工程b)は、工程a)で得られた上記一般式(I−1)で表される化合物と下記一般式
(I−2)で表される化合物とを反応させる工程である。工程b)により、下記一般式(
II)で表される化合物を得ることができる。
RA 4(ORA 5)kL (I−2)
工程a)の反応終了後の反応液((I−1)を含む反応液)中に、一般式(I−2)で表
される化合物を直接添加しても良いし、必要に応じて適切な溶媒に一般式(I−2)で表
される化合物を溶解させて使用しても良い。使用する溶媒の具体例としては、THFや1
、4−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類
を例示することができる。溶媒の使用量は特に限定されないが、上記一般式(I−2)で
表される化合物の質量に対して、例えば1〜50倍量、好ましくは2〜10倍量、さらに
好ましくは2〜5倍量である。反応は0〜100℃の温度で、好ましくは、40〜70℃
の温度で行うことができ、必要に応じて反応系の冷却や加熱を行う。使用する一般式(I
−2)で表される化合物の量は、上記一般式(I−1)で表される化合物のモル数に対し
、例えば1〜50当量、好ましくは1〜40当量、さらに好ましくは1〜30当量である
。反応の進行度は1H−NMRで追跡することができ、反応液を水でクエンチした際に生
じる水酸基由来のピークが消失した時点を終点とすることができる。
とができる。塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシドなどの水酸化物類、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム
などの炭酸塩類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシ
ドなどの金属アルコキシド類、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどの金属水素化物類
、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環ア
ミン類、アンモニア水等を使用することができるが、これらには限定されない。塩基触媒
の使用量は、上記一般式(I−1)で表される化合物のモル数に対し、例えば0.1〜3
0倍量、好ましくは1〜20倍量である。
れる化合物との反応により生成するアルカリ金属塩を分離するために、アルカリ吸着剤を
さらに用いても良い。好適なアルカリ吸着剤としては水酸化アルミニウム(例えば、協和
化学工業社製「キョーワード200」)、合成ハイドロタルサイド(例えば、協和化学工
業社製「キョーワード500」)、合成珪酸マグネシウム(例えば、協和化学工業社製「
キョーワード600」)、合成珪酸アルミニウム(例えば、協和化学工業社製「キョーワ
ード700」、酸化アルミニウム・酸化マグネシウム固溶体(例えば、協和化学工業社製
「KW−2000」)、富田製薬(株)製「トミタAD700NS」)が用いられるが、
これらに限定はされない。中でもイオン捕捉能が高いことからKW−2000が好ましい
。アルカリ吸着剤の使用量は一般式(II)で表される化合物の質量に対して0.01〜
10倍量、好ましくは0.1〜8倍量、さらに好ましくは0.3〜6倍量であるが特に限
定はされない。アルカリ吸着剤は、上記一般式(I−1)で表される化合物と、一般式(
I−2)で表される化合物との反応が終了した時点で、反応液に直接投入することもでき
るし、反応が終了し生成したアルカリ金属塩をろ過した後に反応液に投入してもよい。投
入後0.5〜6時間反応させた後、ろ過により除去を行うことができるが反応時間は特に
限定されない。吸着材を用いる時の方法としてはバッチ式として反応溶液中に吸着材を添
加、撹拌してもよいし、カラム式として吸着材を充填したカラム上に反応溶液を通過させ
てもよい。吸着処理を行う場合の溶媒の具体例としては、THF、1、4−ジオキサンな
どのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、
酢酸n−ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N、N−ジ
メチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリル等が例示できるが、これらに限定はされ
ない。塩の吸着能を高めるためにはベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類
等が好ましい。これらの溶媒は、単独で用いることもできるし、一種又は二種以上を混合
して用いることもできる。その場合、混合比に関しては特に限定されない。
て取り出して使用することができる。その場合、反応液をそのまま又は濃縮後、貧溶媒に
滴下して晶析を行うことができる。濃縮する際は、一般式(II)で表される化合物の濃
度が、例えば10〜50質量%、好ましくは15〜45質量%、さらに好ましくは20〜
40質量%となるように調製する。
も良い。その場合の良溶媒としては、THF、1、4−ジオキサンなどのエーテル類、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、γ−
ブチロラクトン等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン等のケトン類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N、N−ジメチルホルムアミド(
DMF)、アセトニトリル等が例示できるが、これらに限定はされない。これらの溶媒は
単独で用いることもできるし、一種又は二種以上を混合して用いることもできる。その場
合、混合比に関しては特に限定されない。溶媒置換後の一般式(II)で表される化合物
の濃度は、例えば5〜50質量%、好ましくは10〜40質量%、さらに好ましくは10
〜30質量%である。
えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペンタン、シクロヘキサ
ン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の炭化水素類やジエチルエーテル、ジイソプロピ
ルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル等のエーテル類が好適に用いられる。貧溶媒の使用
量は特に限定されないが、一般式(II)で表される化合物の質量に対して、例えば5〜
100倍量、好ましくは5〜50倍量、さらに好ましくは5〜20倍量の貧溶媒を使用す
る。貧溶媒は単独で用いることもできる他、他の溶媒と混合して使用することも可能であ
る。混合する他の溶媒としては、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、γ−ブチロラクトン等の
エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジエチルエ
ーテル、1、4−ジオキサン等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類、ジメチルスルホキ
シド(DMSO)、N、N−ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリル等が例示
できるがこれらに限定はされない。
を行っても良い。洗浄に用いる溶媒は上述と同じ貧溶媒であることが好ましいが、洗浄溶
媒の使用量も含めて特に限定はされない。得られた固体を減圧下で乾燥させることにより
、一般式(II)で表される化合物を固体として取り出すことができる。
ジオール誘導体が生成し、さらに工程b)を経ることにより、下記一般式(VIII)で
表されるジオール誘導体が生成する。
RA 4(ORA 5)qORA 4 (VIII)
(上記一般式(VIII)中、RA 4及びRA 5は一般式(II)について定義したとお
りであって、一般式(II)のRA 4及びRA 5と同一である。qは1〜890の整数で
ある。)
合に生成するため、一般式(I)で表される重合開始剤が機能した場合とは違い、両末端
から重合が進行する。そのためqとしては上述の一般式(I−1)中のrの2倍程度であ
り、例えば1〜890の整数を表し、好ましくは20〜790、さらに好ましくは40〜
690である。本実施形態では、好ましくは上述のとおり反応系中の水分量を低く抑えた
状態で重合反応を行うことにより、上記のようなジオール誘導体の生成を抑制することが
できる。
基、次いでアミノ基へと変換するため、ジオール不純物は最終的に両末端がアミノ基の化
合物へと誘導されるが、この化合物は目的化合物と類似の末端構造を有するため、後述す
るような陽イオン交換樹脂を用いた精製法では分離することが出来ない。これに対し、本
実施形態では、上記一般式(VIII)で表されるジオール誘導体は一般式(III)で
表される目的化合物と末端構造が異なる。このため、例えば後述するような陽イオン交換
樹脂を用いた精製により分離することが可能であり、その結果、純度の高いアミノ基を有
するポリアルキレングリコール誘導体(III)を合成することが出来る。
工程c)では、工程b)で得られた上記一般式(II)で表される化合物における保護
基の脱保護を行う。この脱保護は、重金属触媒を使用することなく行われることが好まし
い。なお、ここでいう重金属触媒は、例えばCo、Ni、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu
、Cr等の重金属を原料とした触媒である。工程c)において、重金属触媒を用いずに脱
保護を行う際の方法としては、例えば上記一般式(II)中のRA 1a及び/又はRA 1
bがシリル基の場合(上記(ア)の場合)は、酸触媒下で、水又はアルコール(R6OH
:式中R6は炭素数1〜5の炭化水素基である)と上記一般式(II)で表される化合物
とを反応させることにより一般式(III)で表される化合物へと変換することができる
。使用する酸触媒の具体例や使用量は後述の実施形態2で記載するとおりである。
合(上記(イ)の場合)は、トリフルオロ酢酸や塩酸などの強酸を上記一般式(II)で
表される化合物に作用させることで脱保護できる。これらの強酸の使用量としては、一般
式(II)で表される化合物のモル数の、例えば0.01〜1000当量、好ましくは0
.1〜100当量、さらに好ましくは1〜10当量である。
コール中でヒドラジン水和物を上記一般式(II)で表される化合物と反応させることで
、フタロイル基が脱離できる。使用されるアルコールとしては、メタノール、エタノール
、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−
ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどが例示できる。アルコールの使用量
としては、一般式(II)で表される化合物の質量に対して、例えば1〜100倍量、好
ましくは3〜50倍量、さらに好ましくは5〜10倍量である。使用されるヒドラジン水
和物の使用量としては、一般式(II)で表される化合物のモル数の、例えば1〜50当
量、好ましくは2〜20当量、さらに好ましくは3〜10当量である。
)は、液体アンモニウムと金属ナトリウムを使用するバーチ還元の条件で、上記一般式(
II)で表される化合物の脱保護を行うことができる。使用される液体アンモニウムの使
用量としては、一般式(II)で表される化合物の質量に対して、例えば1〜100倍量
、好ましくは3〜50倍量、さらに好ましくは5〜10倍量である。使用される金属ナト
リウムの使用量としては、一般式(II)で表される化合物のモル数の、例えば2〜50
当量、好ましくは2〜10当量、さらに好ましくは2〜5当量である。以上の例のように
重金属触媒を使用しない条件を適切に選択することにより脱保護を行うことができ、その
条件は限定されない。
ましいが、重金属触媒を使用して行うことも可能である。例えば、本発明の製造方法によ
り得られるポリアルキレングリコール誘導体を、重金属の混入が本質的な問題とならない
用途(例えば化粧品、育毛剤、界面活性剤等)に使用する場合等には、工程c)において
このような重金属触媒を使用することも考えられる。工程c)が重金属触媒を使用して行
われる場合、上記したような一般的な重金属触媒を常法により使用すればよく、その方法
は特に制限されない。
を形成し酸を除去できないことがある。その際、生成した塩基性化合物を添加して酸と反
応させると添加した塩基性化合物と酸の塩が形成し、一般式(III)で表されるアミン
を取り出すことができる。このとき生成した塩はろ過により除去することができる。生じ
た塩がポリマー内に取り込まれてしまった場合、吸着材を用いて塩を除去することができ
る。そのときの吸着材としては上述の工程b)に記載したような吸着材を使うことができ
るが特に限定はされない。吸着剤の使用量は一般式(III)で表される化合物の質量に
対して0.01〜10倍量、好ましくは0.1〜8倍量、さらに好ましくは0.3〜6倍
量であるが特に限定はされない。用いる塩基性化合物としては、水酸化カリウム、水酸化
ナトリウム、カリウムtert−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシ
ドなどが挙げられるがこれらに限定はされない。塩基性化合物の添加量は、脱保護に使用
した酸触媒のモル数に対して、例えば1〜10当量、好ましくは1〜5当量、さらに好ま
しくは1〜2当量である。ろ過を行う際の溶媒としては反応溶媒をそのまま用いてもよい
し、塩が析出しやすい溶媒に置換してからろ過しても良い。塩が析出しやすい溶媒の具体
例としては、THF、1、4−ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシ
レンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、γ−ブチロラクトン等のエ
ステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジメ
チルスルホキシド(DMSO)、N、N−ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニト
リル等が例示できるが、これらに限定はされない。ろ過性を高めるためにはベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等が好ましい。これらの溶媒は、単独で用いるこ
ともできるし、一種又は二種以上を混合して用いることもできる。その場合、混合比に関
しては特に限定されない。
できるが、その場合ろ過性が低下する可能性があるため上述の塩基性化合物を添加した後
に吸着材を使用することが好ましい。
てもよいし、良溶媒に置換してから晶析をおこなってもよく、また上述の塩基性化合物と
の反応と吸着材処理をしてから晶析を行ってもよい。その場合の良溶媒の具体例としては
、THF、1、4−ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの
芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジメチルスルホ
キシド(DMSO)、N、N−ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリル等が例
示できるが、これらに限定はされない。これらの溶媒は、単独で用いることもできるし、
一種又は二種以上を混合して用いることもできる。その場合、混合比に関しては特に限定
されない。溶媒置換後の濃度は、例えば5〜50質量%、好ましくは10〜40質量%、
さらに好ましくは10〜30質量%である。
I)で表される化合物の溶解性が低いものが用いられる。貧溶媒の具体例としては、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロ
ヘプタン、シクロオクタンなどの炭化水素やジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル
、ジ−n−ブチルエーテルなどのエーテル類が好適に用いられる。貧溶媒の使用量は特に
限定されないが、一般式(III)で表される化合物の質量に対して、例えば5〜100
倍量、好ましくは5〜50倍量、さらに好ましくは5〜20倍量の溶媒を使用する。貧溶
媒は単独で用いることもできる他、一種又は二種以上を混合して用いることもできる。ま
た、他の溶媒と混合して使用することも可能である。混合することができる、他の溶媒と
しては、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、クメン等の炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、1、4−ジオキ
サン等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリ
コールモノメチルエーテル等のアルコール類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N、
N−ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリル等が例示できるがこれらに限定は
されない。貧溶媒として二種以上の溶媒を混合して用いる場合、混合比に関しては特に限
定されない。
、必要に応じて固体の洗浄を行い、精製を行っても良い。洗浄に用いる溶媒は、上述と同
じ貧溶媒であることが望ましいが、洗浄溶媒の使用量も含めて特に限定はされない。得ら
れた固体を減圧下で乾燥させることにより、一般式(III)で表される化合物を固体と
して取り出すことができる。
工程c)における脱保護により得られるため、例えば特許文献5に記載の方法で生成しう
る副生成物(下記(IV)〜(VI)で表される化合物)は実質的に生成せず、最終的に
一般式(III)で表される末端にアミノ基を有する狭分散かつ高純度なポリアルキレン
グリコール誘導体を合成することができる。これに対し、例えば特許文献5に記載の方法
でシアノエチル化物を水素還元してアミノ基を有するポリアルキレングリコール誘導体へ
導く場合、アクリロニトリルのβ脱離を伴うため下記一般式(VI)で示されるPEG誘
導体の生成を防げない。また、上記水素還元工程ではニトリルの還元中間体であるイミン
に生成物のアミンが付加することにより、下記一般式(IV)、(V)で表される2級、
3級アミン化合物が副生する可能性がある。これらの副反応は反応系へのアンモニアや酢
酸の添加により抑制することが出来るものの、従来の方法で完全に制御することは困難で
ある。
工程c)の後には、任意選択的に、強酸性陽イオン交換樹脂を用いて一般式(III)で
表される化合物の精製を行う、後処理工程を実施することができる。また、工程b)で得
られた一般式(II)で表される化合物における保護基が酸で脱保護できる保護基である
場合には、工程b)の後に、この強酸性陽イオン交換樹脂による後処理工程を行うことに
より、脱保護も同時に行うことができ、工程簡略化を行うことができる。すなわちこの場
合は、工程c)(一般式(II)で表される化合物の脱保護により一般式(III)で表
される化合物を得る工程)は、具体的には以下の後処理工程の操作により実施することが
できる。
物(粗生成物)又は工程b)で得られた一般式(II)で表される化合物を含む反応生成
物(粗生成物)を、強酸性陽イオン交換樹脂と反応させる。工程c)又は工程b)で得ら
れた粗生成物と強酸性陽イオン交換樹脂とを反応させる方法としては、イオン交換樹脂を
充填したカラムに粗生成物溶液を流して吸着させる方法や、樹脂が充填されたカートリッ
ジと工程c)又は工程b)を実施した反応槽の間で粗生成物溶液を循環させる方法等が挙
げられるが、反応の方法については特に限定されない。また、工程b)の後に後処理工程
を行う場合は、強酸性陽イオン交換樹脂の触媒下で、一般式(II)で表される化合物と
水又は炭素数1〜5の一価アルコール溶媒とを反応させることで、脱保護の後に、一般式
(III)で表される化合物を強酸性陽イオン交換樹脂に吸着させることができる。
IR120B、IR124B、200CT、252)、オルガノ(株)製アンバージェット
シリーズ(1020、1024、1060、1220)、三菱化学(株)製ダイヤイオンシ
リーズ(例えば、SK104、SK1B、SK110、SK112、PK208、PK2
12、PK216、PK218、PK220、PK228、UBK08、UBK10、U
BK12、UBK510L、UBK530、UBK550)、ダウ・ケミカル(株)製DO
WEXシリーズ(50W×2 50−100、50W×2 100−200、50W×4
100−200、50W×8 50−100、50W×8 100−200、50W×8
200−400、HCR−S、HCR−W2(H))などが好適に用いられるが、これら
に限定はされない。強酸性陽イオン交換樹脂の使用量としては、一般式(III)で表さ
れる化合物の質量の、例えば1〜50倍量、好ましくは1〜30倍量、さらに好ましくは
1〜20倍量である。
処理してから使用しても良い。強酸性陽イオン交換樹脂はスルホン酸のアルカリ金属塩の
状態で販売されていることも多く、酸性化合物で事前に処理して用いることでスルホ基が
再生され、反応効率を上げることが可能であるためである。この場合、用いられる酸性化
合物としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸などの無機酸類等が例示できるが、
これらに限定はされない。これらの酸性化合物の使用量は、強酸性陽イオン交換樹脂の質
量の、例えば1〜15倍量、好ましくは1〜10倍量、さらに好ましくは1〜8倍量であ
る。強酸性陽イオン交換樹脂を酸性化合物で処理した後、水洗によって樹脂中から酸性化
合物を分離し、必要に応じてメタノールやエタノールなどの水溶性有機溶媒で水を分離す
る。
VIII)で表される化合物や塩など)を分離することもできる。すなわち、工程c)又
は工程b)後の粗生成物を強酸性陽イオン交換樹脂と反応させて、強酸性陽イオン交換樹
脂に一般式(III)で表される化合物を吸着させた後、水又は炭素数1〜5の一価アル
コールで強酸性陽イオン交換樹脂を洗浄することにより、一般式(III)で表される目
的化合物以外の物質を分離することができる。この洗浄の際に使用する炭素数1〜5の一
価アルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルア
ルコール、n−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール
などが例示できるが、これらには限定されない。洗浄を行う際、水又は一価アルコールを
単独で用いることもできるし、水と一種以上のアルコールの混合物、又は二種以上のアル
コールの混合物を用いることもできる。その場合、混合比に関しては特に限定されない。
使用する水又は炭素数1〜5の一価アルコールの使用量は特に限定されないが、使用した
強酸性陽イオン交換樹脂の質量に対して、例えば1〜30倍量、好ましくは1〜20倍量
、さらに好ましくは1〜10倍量である。
素数1〜5の一価アルコール中で塩基性化合物と反応させることにより、一般式(III
)で表される化合物を水又は一価アルコール中に抽出する。反応を行う際、水又は一価ア
ルコールを単独で用いることもできるし、水と一種以上のアルコールの混合物、又は二種
以上のアルコールの混合物を用いることもできる。その場合、混合比に関しては特に限定
されない。強酸性陽イオン交換樹脂を塩基性化合物と反応させる方法としては、充填した
カラムに塩基性化合物の溶液を流して反応させる方法や、樹脂が充填されたカートリッジ
と工程c)を実施した反応槽の間で塩基性化合物の溶液を循環させる方法等を挙げること
ができるが、反応の方法については特に限定されない。
ルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール
、tert−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ネ
オペンチルアルコールなどが例示できる。水又は一価アルコールの使用量は特に限定され
ないが、使用した強酸性陽イオン交換樹脂の質量に対して、例えば1〜30倍量、好まし
くは1〜20倍量、さらに好ましくは1〜10倍量である。
ば、アンモニア水やアンモニアのメタノール溶液など)が好適に用いられるが、第一級、
第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類等も
使用することができる。第一級の脂肪族アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン
、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、s
ec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、エチレンジアミン等、第二級の脂肪族ア
ミン類としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプ
ロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン
等、第三級の脂肪族アミン類としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n
−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチル
アミン、トリ−sec−ブチルアミン等、混成アミン類としては、例えばジメチルエチル
アミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン等、芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体
(例えばアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、
N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニ
リン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2−ニトロアニリン、
3−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジニト
ロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−ジメチルトルイジン等)、ジフェニル
(p−トリル)アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジア
ミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレンやピリジン誘導体(例えばピリジン、メチル
ピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4−(1−ブチルペン
チル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニ
ルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフ
ェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシ
ピリジン、4−ピロリジノピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、アミノピリ
ジン、ジメチルアミノピリジン等)等が例示できるが、これらに限定はされない。また、
塩基性化合物として水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を使用するこ
ともできる。塩基性化合物の使用量は、使用した強酸性陽イオン交換樹脂の質量に対して
、例えば0.1〜100倍量、好ましくは0.1〜10倍量、さらに好ましくは0.1〜
5倍量である。
)の前及び/又は後に、前工程1、2及び/又は後処理工程を更に実施することで、一般
式(III)で表される化合物(末端にアミノ基を有する狭分散かつ高純度のポリアルキ
レングリコール誘導体)を製造することができる。
I)で表される末端にアミノ基を有する狭分散かつ高純度のポリアルキレングリコール誘
導体に関するものである。
は後に、前工程1、2及び/又は後処理工程を更に実施して得られる一般式(III)で
表される化合物は、重合時、開始反応が成長反応より十分に早く、また停止反応の要因で
ある水分の反応系への混入が少なく、さらに重合開始剤が重合溶媒中に均一に溶解してい
るため、狭分散ポリマーとして得ることができる。すなわち、本実施形態の製造方法によ
り製造される上記一般式(III)で表される化合物は、狭分散性であり、その分散度(
重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、例えば1.0〜1.20であり、
好ましくは1.0〜1.10であり、さらに好ましくは1.0〜1.06である。また、
本実施形態の製造方法により製造される上記一般式(III)で表される化合物の分子量
は、重量平均分子量(Mw)として、5,000〜25,000が好ましく、8,000
〜15,000がより好ましい。なお、本明細書において、ポリマーの分子量及び分散度
は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、GPCと略記)を用いて測定を行った場合の値
をいうものとする。
は後に、前工程1、2及び/又は後処理工程を更に実施して得られる生成物中の、一般式
(IV)で表される化合物及び一般式(V)で表される化合物の混入量としては、面積含有率
(%)で、一般式(III)、(IV)、及び(V)で表される化合物の総面積に対して、一
般式(IV)及び(V)で表される化合物の面積が3%以下であることが好ましく、より好
ましくは2%以下である。最も好ましくは、得られる生成物は、一般式(IV)で表される
化合物及び一般式(V)で表される化合物をいずれも含まないものである。なお、実際には
、本実施形態によると、一般式(IV) で表される化合物及び一般式(V)で表される化合
物はいずれも生成しない。上記一般式(IV)で表される2級アミン、及び一般式(V)
で表される3級アミンは、主生成物である一般式(III)で表されるポリアルキレングリ
コール誘導体に対して2倍、3倍の分子量を有するため、GPCによって生成量を確認す
ることができる。
は後に、前工程1、2及び/又は後処理工程を更に実施して得られる生成物中の、一般式
(VI)で表される化合物の混入量としては、一般式(III)で表される化合物及び一
般式(VI)で表される化合物の総物質量に対して、2mol%以下であることが好まし
く、より好ましくは1mol%以下である。最も好ましくは、得られる生成物は一般式(
VI)で表される化合物を含まないものである。なお、実際には、本実施形態によると、
一般式(VI)で表される化合物は生成しない。上記一般式(VI)で表される化合物は、
アルコールを官能基として有するため、プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)により、主
生成物である一般式(III)で表されるポリアルキレングリコール誘導体のアミンα位メ
チレンと比較して、組成比含有率(mol%)を求めることができる。
び/又は後に、前工程1、2及び/又は後処理工程を更に実施して得られる生成物は、上
記したような、従来の方法で生成しうる副生成物(一般式(IV)〜(VI)で表される
化合物)を実質的に含まないものである。具体的には、上記したGPC及び1H−NMR
による測定結果から換算した、主生成物である一般式(III)で表される化合物の総量を
XA、一般式(IV)、一般式(V)、及び一般式(VI)で表される化合物を含む副生成物
の総量をXBとしたとき、XA/(XA+XB)は0.95以上であることが好ましく、
より好ましくは0.97以上である。最も好ましくは、得られる生成物は上記のような副
生成物を含まないものである。なお、実際には、本実施形態によるとこれらの副生成物は
生成しない。
び/又は後に、前工程1、2及び/又は後処理工程を更に実施して得られる生成物中の、
高周波誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)により測定された重金属不純物含有
量としては、100ppb以下が好ましく、さらに好ましくは10ppb以下である。上
記生成物中の重金属不純物量測定は、上記のICP−MSを用いて行うのが一般的だが、
この測定方法に限定はされない。ICP−MSにより分析を行う際はポリマーサンプルを
溶媒で希釈して測定を行う。用いる溶媒はポリマーが溶解し、かつ金属を含まないのもの
であることが必須である。超純水や電子工業用N−メチル−2−ピロリドンなどが特に好
ましいが、これらに限定はされない。希釈率は特に限定されないが、好ましくは10〜1
00,000倍、さらに好ましくは50〜1,000倍である。
触媒を用いてシアノ基をアミノメチル基に変換しているため、例えばポリアルキレングリ
コール誘導体を医薬品用途に使用する場合等では、生成物中への重金属の混入が懸念され
る。日米EU医薬品規制調和国際会議(ICH)において報告された「ICH Q3D:
医薬品の金属不純物ガイドライン(案)」によると、金属不純物のうちリスクアセスメント
が必要な金属不純物としてクラス1にAs、Pb、Cd、Hg、クラス2AにV、Mo、
Se、Co、クラス2BにAg、Au、Tl、Pd、Pt、Ir、Os、Rh、Ru、ク
ラス3にSb、Ba、Li、Cr、Cu、Sn、Niが挙げられている。水素還元反応に
おいて使用される重金属としてはCo、Ni、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Crなど
が挙げられるが、これらはリスクアセスメントが必要な重金属として挙げられており、今
後ますます混入低減が求められている。これに対し、本実施形態の方法では上記のように
重金属触媒の使用を必要としないため、生成物中に重金属が混入しない。その結果、特に
医薬品用途に使用する一般式(III)で表される化合物を得るのに適した製造方法と言
える。
本発明は、上述した実施形態1の中でも、重合開始剤として、特にアミノ基をシリル基
で保護した下記一般式(1)で表される化合物及び/又は下記一般式(2)で表される化
合物(以下、省略して「一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物」と示すことが
ある。他の化合物についても同様。)を用いることが好ましい。一般式(1)及び/又は
(2)で表される化合物は、重合溶媒への溶解性が高く、また重合開始剤として安定性が
高く、さらに重合後は酸触媒により容易に脱保護できるという利点がある。この重合開始
剤として一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を使用する実施形態を、以下「
実施形態2」と称する場合がある。なお、本実施形態2は上記実施形態1の好ましい態様
であるため、以下、重複する部分については記載を省略する。
なお、下記一般式(1)で表される化合物は、上記実施形態1における一般式(I)で
表される化合物において、RA 1a及びRA 1bが各々Si(R1)3で表される構造で
あり、RA 2がR2であり、かつRA 3が(OR5)mである化合物である。
また、下記一般式(2)で表される化合物は、上記実施形態1における一般式(I)で
表される化合物において、RA 1a及びRA 1bが各々Si(R1)3で表される構造で
あり、RA 2がR3であり、かつRA 3が単結合である化合物である。
合物を使用する場合のポリアルキレングリコール誘導体の製造方法を、工程a’)〜c’
)として以下に記載する。下記に示す通り、重合開始剤として一般式(1)で表される化
合物を使用した場合、得られるポリアルキレングリコール誘導体は一般式(3)で表され
る化合物となり、重合開始剤として一般式(2)で表される化合物を使用した場合、得ら
れるポリアルキレングリコール誘導体は一般式(4)で表される化合物となる。
とを重合溶媒中で反応させ、下記一般式(12)及び/又は(13)で表される化合物を
得る工程、
工程b’)一般式(12)及び/又は(13)で表される化合物と下記一般式(5)で
表される化合物とを反応させ、下記一般式(14)及び/又は(15)で表される化合物
を得る工程、及び
工程c’)一般式(14)及び/又は(15)で表される化合物を脱保護し、一般式(
3)及び/又は(4)で表される化合物を得る工程。
数1〜6の直鎖状、又は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基である。
あるいは、R1は互いに結合してこれらが結合するケイ素原子と共に3〜6員環を形成し
ていてもよい。R1の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロ
ピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキ
シル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など
が挙げられる。また、R1が互いに結合してケイ素原子と共に環を形成する場合はこれら
の基から水素原子が一つ脱離した基などが挙げられる。(なお、上記の通り、本実施形態
2におけるR1は、上記実施形態1におけるRA 1a及び/又はRA 1bとは定義が異な
る別個の符号であり、上記実施形態1に記載した「(ア)Si(R1)3で表される構造
の保護基」中のR1と同一である。)なお、窒素上に二つの保護基を導入することが容易
であり、後述する一般式(6)及び/又は(7)で表される化合物の合成がし易いという
観点からは、R1としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基が
好ましい。
状、又は炭素数3〜6の分岐状もしくは環状の2価の炭化水素基である。R2の具体例と
しては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブ
チル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のそれぞれから、水素原子が一つ脱
離した基などが挙げられる。なお、本実施形態2におけるR2は、上記実施形態1におけ
るRA 2に対応しており、その定義は上記実施形態1におけるRA 2の定義と同一である
。
状の2価の炭化水素基である。R3の具体例としては、n−ブチル基、n−ペンチル基、
n−ヘキシル基のそれぞれから水素原子が一つ脱離した基などが挙げられる。なお、上記
の通り、本実施形態2におけるR3は、上記実施形態1におけるRA 3とは定義が異なる
別個の符号である。
されていてもよい直鎖状、分岐状又は環状の炭素数1〜12の炭化水素基であり、かつ該
炭化水素基はヘテロ原子を含んでいてもよい。R4の具体例としては、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル
基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシ
ル基、ドデシル基、フェニル基、0−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−
キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−
キシリル基、3,5−キシリル基、メシチル基、ビニル基、アリル基が挙げられる。置換
された構造のR4としては、例えば、アセタール化ホルミル基、シアノ基、ホルミル基、
カルボキシル基、アミノ基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜7のア
シルアミド基、同一又は異なるトリ(炭素数1〜6のアルキル)シロキシ基、シロキシ基
、シリルアミノ基、マレイミド基、チオール基、水酸基、メタクリロイルオキシ基、アク
リロイルオキシ基、活性エステル基、及びアジ基が挙げられる。置換基を有するRA 4と
して具体的には、下記構造式で表されるものが例示できるがこれらに限定はされない。な
お、下記式は、置換された構造のR4の末端部分を示し、式中の点線は、R4の炭化水素
部分が上記に例示したようなバリエーションをとり得ることを示す。このような置換基は
、さらに任意の適切な保護基で保護されていてもよい。
その定義は上記実施形態1におけるRA 4の定義と同一である。
のアルキレン基である。中でも、炭素数2〜3のアルキレン基であることが好ましい。即
ち、R5はエチレン基又はプロピレン基であることが好ましい。なお、(OR5)単位と
しては1種のオキシアルキレン基、例えばオキシエチレン基、又はオキシプロピレン基の
みで構成されていてもよいし、二種以上のオキシアルキレン基が混在していてもよい。2
種以上のオキシアルキレン基が混在している場合、(OR5)は2種以上の異なるオキシ
アルキレン基がランダム重合したものであってもよいし、ブロック重合したものであって
もよい。なお、本実施形態2におけるR5は、上記実施形態1におけるRA 5に対応して
おり、その定義は上記実施形態1におけるRA 5の定義と同一である。
の具体例は上記実施形態1に記載したとおりである。
留する際の化合物の沸点を考えると、好ましくはmは1〜2の整数である。
上記実施形態1に記載したr、k、n、及びLと同一である。
終生成物である一般式(3)及び/又は(4)の化合物を得ることができるように、一般
式(1)、(2)、(5)、及び(12)〜(15)において、所望のR1、R2、R3
、R4、R5、m、r、k、n、及びLを選択することができる。
[前工程1’]及び[前工程2’]を実施することができる。[前工程1’]及び[前工
程2’]は、重合開始剤の原料(出発物質)である下記一般式(6)及び/又は(7)で
表される化合物を製造する工程([前工程1’])、並びに重合開始剤である上記一般式
(1)及び/又は(2)で表される化合物を製造する工程([前工程2’])を含む。な
お、前工程としては、[前工程1’]に引き続き[前工程2’]を行ってもよいし、[前
工程1’]を経ずに[前工程2’]のみを行ってもよい。
られた目的物(一般式(3)及び/又は(4)で表される化合物)を精製する後処理工程
を行ってもよい。
前工程2’]、工程a’)〜工程c’)、及び後処理工程の順に説明する。なお、上記し
た実施形態1と同様な内容の箇所については、記載を適宜省略する。
[前工程1’]は、重合開始剤の前駆体として用いられる下記一般式(6)及び/又は(
7)で表される化合物の合成を行う工程である。
)及び(2)について定義したとおりであって、上記一般式(1)及び(2)中のR1、
R2、R3、R5、及びmと同一である。)
−2)にて実施することができるが、これに限定されるものではない。
、R5、及びmは、一般式(1)及び(2)について定義したとおりであって、一般式(
1)及び(2)中のR1、R2、R3、R5、及びmと同一である。L1は脱離基を表し
、その具体例は上記実施形態1に記載したとおりである。R6は炭素数1〜5の炭化水素
基である。)
ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基などが挙げられるが、これらに限定はされない。
(2−2)で表されるような脱保護反応では、本来はケイ素−窒素結合が優先して切断さ
れる。しかし、本実施形態2における本反応の場合、窒素上に嵩高い二つの保護基(トリ
アルキルシリル基)が存在するため、その立体障害によりケイ素−酸素結合を優先して切
ることができる。このように、アミノ基を嵩高い二つの保護基で保護し、かつ、ヒドロキ
シ基も同じ構造の一つの保護基で保護した後に(すなわちアミノ基とヒドロキシ基におい
て三つ全ての保護基をかけた後に)、アミノ基に二つの保護基があるという嵩高さを利用
して、ヒドロキシ基だけを優先して脱保護することにより、従来法では困難であった、ア
ミノ基だけがシリル化されたアルコールを合成することができる。
きる。無溶媒で一般式(6a)及び/又は(7a)で表される化合物に塩基性化合物を加
え、続いて一般式(6b)で表される化合物を滴下し、混合することで反応させてもよい
し、適切な溶媒に、一般式(6a)及び/又は(7a)で表される化合物を溶解させた後
に塩基性化合物を加え、その後一般式(6b)で表される化合物を滴下し、混合すること
で反応させてもよい。一般式(6b)で表される化合物の使用量は、一般式(6a)及び
/又は(7a)で表される化合物のモル数に対して例えば3〜15倍量、好ましくは3〜
10倍量であり、さらに好ましくは3〜5倍量である。
は、THFや1,4−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素類、塩化メチレンなどのハロゲン類、N,N−ジメチルホルムアミドやN−
メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル、アセトン等が挙げられるがこれらに限定はさ
れない。溶媒の使用量は、特に限定はされないが、一般式(6a)及び/又は(7a)で
表される化合物の質量に対して例えば1〜20倍量、好ましくは2〜10倍量、さらに好
ましくは2〜5倍量である。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの水酸
化物類、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどの炭酸塩類、ナトリウムメト
キシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシドなどの金属アルコキシド類、水
素化ナトリウム、水素化カリウムなどの金属水素化物類、第一級、第二級、第三級の脂肪
族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、アンモニア水等を使用す
ることができるが、これらには限定されない。塩基性化合物の使用量は、上記一般式(6
a)及び/又は(7a)で表される化合物のモル数に対し、例えば3〜15倍量、好まし
くは3〜10倍量、より好ましくは3〜5倍量である。
ら沸点の範囲内で行うことができるが、例えば−60℃〜150℃、好ましくは0℃〜8
0℃である。反応の終了はガスクロマトグラフィーにより一般式(6a)及び/又は(7
a)で表される化合物が消失したとき、または一般式(8)及び/又は(9)で表される
化合物が主生成物として得られる時点とすることができる。
9)で表される化合物を塩基処理することによって実施することができる。具体的には、
例えば以下のように実施することができる。一度一般式(8)及び/又は(9)で表され
る化合物を精製して取り出した後に、一般式(8)及び/又は(9)で表される化合物を
R6OHに溶解させ、触媒量のR6ONaを添加して選択的な脱保護を行う。生成する(
R1)3SiOR6をR6OHと共に減圧留去することで平衡を一般式(8)及び/又は
(9)から一般式(6)及び/又は(7)に偏らせる。再びR6OHを追加してさらに反
応させ、上述の減圧留去する操作を繰り返すことで反応を完結させることができる。R6
OHの使用量は、特に限定はされないが、一般式(8)及び/又は(9)で表される化合
物の質量に対して例えば1〜20倍量、好ましくは2〜15倍量、さらに好ましくは3〜
10倍量である。R6ONaの使用量は、特に限定はされないが、一般式(8)及び/又
は(9)で表される化合物のモル数に対し、例えば0.01〜1倍量、好ましくは0.0
1〜0.5倍量、より好ましくは0.01〜0.1倍量である。
、好ましくは30℃〜80℃である。反応の終了はガスクロマトグラフィーにより一般式
(8)及び/又は(9)で表される化合物が消失した時点とすることができる。一般式(
6)及び/又は(7)で表される化合物は蒸留により精製し、水分を除去することが好ま
しい。その場合の一般式(6)及び/又は(7)で表される化合物の含水率は例えば50
ppm以下、好ましくは10ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下である。
記工程(1−3)〜(1−4)、下記工程(1−5)〜(1−6)、下記工程(2−3)
〜(2−4)等の方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
c)中、R1、R2、R3、R5、及びmは、一般式(1)及び(2)について定義した
とおりであって、一般式(1)及び(2)中のR1、R2、R3、R5、及びmと同一で
ある。L1、L2はそれぞれ脱離基を表し、その具体例は上記実施形態1に記載したとお
りである。TsClは塩化p−トルエンスルホニルの略であり、MsClは塩化メタンス
ルホニルの略である。)
様の手法で行うことができる。
上記工程(1−4)、(1−6)の実施は上記実施形態1に記載の工程(i−3)と同
様の手法で行うことができる。上記(1−4)や(1−6)で表される反応の場合、上記
実施形態1の工程(i−3)にて記載したとおり、ジオールを過剰量用いることで優先し
て一方の末端のアルコールをエーテル化することができる。
に記載の工程(i−1)と同様の手法で合成した(6e)を出発原料として、無溶媒で一
般式(6e)で表される化合物に塩基性化合物を加え、続いてTsCl、又はMsClを
添加し、混合することで反応させてもよいし、適切な溶媒に、一般式(6e)で表される
化合物を溶解させた後に塩基性化合物を加え、その後TsCl、又はMsClを添加し、
混合することで反応させてもよい。TsCl、又はMsClの使用量は、一般式(6e)
で表される化合物のモル数に対して例えば1〜5倍量、好ましくは1〜3倍量であり、さ
らに好ましくは1〜2倍量である。
ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化
メチレンなどのハロゲン類、N,N−ジメチルホルムアミドやN−メチル−2−ピロリド
ン、アセトニトリル等が挙げられるがこれらに限定はされない。溶媒の使用量は、特に限
定はされないが、一般式(6e)で表される化合物の質量に対して例えば1〜20倍量、
好ましくは2〜10倍量、さらに好ましくは2〜5倍量である。
酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの水酸化物類、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどの炭酸塩類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエ
トキシド、カリウムt−ブトキシドなどの金属アルコキシド類、水素化ナトリウム、水素
化カリウムなどの金属水素化物類、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミ
ン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、アンモニア水等を使用することができるが、こ
れらには限定されない。塩基性化合物の使用量は、上記一般式(6e)で表される化合物
のモル数に対し、例えば3〜15倍量、好ましくは3〜10倍量、より好ましくは3〜5
倍量である。
ことができるが、例えば−60℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃である。反応の終
了はガスクロマトグラフィーにより一般式(6e)で表される化合物が消失した時点とす
ることができる。
3)で合成した一般式(7c)で表される化合物を出発原料として無溶媒で水酸化ナトリ
ウム水溶液を加え、混合することで反応させてもよいし、適切な溶媒に、一般式(7c)
で表される化合物を溶解させた後に水酸化ナトリウム水溶液を加え、混合することで反応
させてもよい。水酸化ナトリウムの使用量は、一般式(7c)で表される化合物のモル数
に対して例えば1〜5倍量、好ましくは1〜3倍量であり、さらに好ましくは1〜2倍量
である。
1,4−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
類、塩化メチレンなどのハロゲン類、N,N−ジメチルホルムアミドやN−メチル−2−
ピロリドン、アセトニトリル等が挙げられるがこれらに限定はされない。溶媒の使用量は
、特に限定はされないが、一般式(7c)で表される化合物の質量に対して例えば1〜2
0倍量、好ましくは2〜10倍量、さらに好ましくは2〜5倍量である。
ことができるが、例えば−60℃〜100℃、好ましくは−30℃〜20℃である。反応
の終了はガスクロマトグラフィーにより一般式(7c)で表される化合物が消失した時点
とすることができる。
[前工程2’]は、上記一般式(6)及び/又は(7)で表される化合物と、アルカリ
金属又はアルカリ金属化合物とを反応させることにより、下記一般式(1)及び/又は(
2)で表される化合物を得る工程である。
なわち、使用するアルカリ金属又はアルカリ金属化合物の種類やその使用量、使用する溶
媒の種類やその使用量、反応系への化合物の添加方法、反応温度等は、上記実施形態1の
前工程2に記載した範囲内において、適宜選択することができる。また、[前工程2’]に
使用する溶媒としては、重合時に使用する重合溶媒と同じ種類のものを使用することで、
重合開始剤合成時に重合開始剤が重合溶媒に溶解するかどうかを、予め確認することがで
きる。確認方法は、上記実施形態1の前工程2に記載したのと同様である。
えるため、一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物(重合開始剤)を含む反応系
中の水分を極力低く抑えることが好ましい。これに関して、例えば、一般式(6)で表さ
れる化合物はR1=エチル基、R2=CH2CH2CH2、m=1の場合は沸点が120
℃(10Pa)と高く、また、一般式(7)で表される化合物はR1=エチル基、R3=
CH2CH2CH2CH2CH2CH2の場合は沸点が110℃(10Pa)と高く、水
との沸点差が十分にあるため、減圧乾燥を行うことにより水を分離することが可能である
。そのため、[前工程2’]では、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物の添加前に、一般
式(6)及び/又は(7)で表される化合物に対して、十分に減圧乾燥を行った後に蒸留
を行うことが好ましい。一般式(6)及び/又は(7)で表される化合物の含水率の範囲
は、上記実施形態1の前工程2に記載した一般式(i)で表される化合物の含水率の範囲
と同様である。
剤を用いることが好ましい。具体的には、[前工程2’]における重合開始剤の合成終了後
に、一般式(1)及び/又は(2)で表される重合開始剤と、一般式(6)及び/又は(
7)で表される開始剤原料アルコールとの物質量比率は、上記実施形態1の前工程2に記
載した、一般式(I)で表される重合開始剤と、一般式(i)で表される開始剤原料アル
コールの物質量比率と同様の範囲であることが好ましい。また、上述の重合開始剤を合成
した後に、一般式(6)及び/又は(7)で表される開始剤原料アルコールを減圧留去す
ることも可能であり、その場合の一般式(1)及び/又は(2)で表される重合開始剤と
、一般式(6)及び/又は(7)で表される開始剤原料アルコールとの物質量比率も、上
記実施形態1の前工程2において記載した、一般式(I)で表される重合開始剤と、一般
式(i)で表される開始剤原料アルコールとの物質量比率と同様の範囲であることが好ま
しい。
工程a’)は、上記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を重合溶媒中でア
ルキレンオキシドと反応させる工程である。望ましくは一般式(1)及び/又は(2)で
表される化合物を重合溶媒中に完全に溶解させた後、アルキレンオキシドと反応させる。
工程a’)によれば、下記一般式(12)及び/又は(13)で表される化合物を得るこ
とができる。なお、重合開始剤としては、上記一般式(1)で表される化合物、又は上記
一般式(2)で表される化合物のいずれか一方のみを使用してもよいし、両者を併せて使
用してもよい。
合を含む5員環もしくは6員環構造が形成可能な場合、シリル保護アミノ基含有アルコキ
シドの合成中に分子内でケイ素−窒素結合とケイ素−酸素結合の交換反応が進行する可能
性がある。そのため、例えば、下式(0a)で表される化合物を重合開始剤に用いて重合
を試みても、アルコキシド側ではなく、アミノ基側から重合が進行してしまい、目的のポ
リアルキレングリコール誘導体は得られない。これに対して、本実施形態2で用いる一般
式(1)及び/又は(2)で表される重合開始剤(例えば、下式(1a)、(2a))に
おいては、窒素と、O−M+を構成している酸素とを連結する鎖の鎖長を4以上に伸ばす
ことにより、ケイ素−酸素結合を含む5員環もしくは6員環構造の生成が抑制されて、ア
ルコキシドの状態で安定した構造を形成することができる。その結果、アルコキシド側か
ら重合が進行し、目的のポリアルキレングリコール誘導体を得ることが出来る。
含有アルコール誘導体は、それぞれ分子内の構造に重合溶媒と類似の構造を有するため、
開始剤原料アルコールの存在なしに重合溶媒へと溶けることができる。特に、上記一般式
(1)で表される重合開始剤については、アルキレンオキシド構造を分子内に有すること
で、例えば溶媒がTHFなどのエーテル系溶媒の場合、重合開始剤と重合溶媒との相溶性
が高まり、重合開始剤が開始剤原料アルコールの存在なしに重合溶媒へと溶けることがで
きる。また、特に、上記一般式(2)で表される重合開始剤については、R3で表される
炭化水素構造を分子内に有することで、例えば溶媒がトルエンなどの炭化水素系溶媒の場
合、重合開始剤と重合溶媒との相溶性が高まり、重合開始剤が開始剤原料アルコールの存
在なしに重合溶媒へと溶けることができる。結果、均一な系で、かつ温和な条件で重合す
ることが可能となり、狭分散なポリアルキレングリコール誘導体の製造が可能となる。
できる。すなわち、使用する重合溶媒の種類やその使用量、反応系へのアルキレンオキシ
ドの添加方法、反応温度等は、上記実施形態の工程a)に記載した範囲内において、適宜
選択することができる。
オキシド構造を有するため、重合溶媒としては、炭素数4〜10の環状エーテル化合物、
又は直鎖状もしくは分岐状のエーテル化合物が好ましく用いられる。環状エーテル化合物
、直鎖状もしくは分岐状のエーテル化合物の具体例は、それぞれ上記実施形態1の工程a
)に記載したとおりである。また、一般式(2)で表される重合開始剤を使用する場合に
は、分子内に炭化水素構造を有するため、重合溶媒としては、芳香族炭化水素類が好まし
く用いられる。その具体例も、上記実施形態の工程a)に記載したとおりである。
工程b’)は、工程a’)で得られた上記一般式(12)及び/又は(13)で表され
る化合物を、下記一般式(5)で表される化合物と反応させる工程である。工程b’)に
より、下記一般式(14)、(15)で表される化合物を得ることができる。
R4(OR5)kL (5)
できる。すなわち、反応系への一般式(5)で表される化合物の添加方法や、使用する溶
媒の種類及びその使用量、使用する塩基触媒の種類及びその使用量、使用するアルカリ吸
着剤の種類及びその使用量、反応温度、得られた一般式(14)及び/又は(15)で表
される化合物の晶析、洗浄、精製等は、上記実施形態の工程b)に記載した範囲内におい
て、適宜選択することができる。
工程c’)では、工程b’)で得られた一般式(14)及び/又は(15)で表される
化合物を脱保護する。この脱保護は、重金属触媒を用いることなく行われることが好まし
い。より好ましくは、一般式(14)及び/又は(15)で表される化合物を、酸性条件
下で脱保護する。具体的には、一般式(14)及び/又は(15)で表される化合物を、
酸触媒の存在下で、水又はアルコール(R6OH:式中R6は炭素数1〜5の炭化水素基
である。)と反応させて、下記一般式(3)及び/又は(4)で表される化合物へと変換
することができる。反応は、酸触媒の存在下、無溶媒で、又は必要に応じて適切な溶媒中
で、一般式(14)及び/又は(15)で表される化合物と水又はアルコールとを反応さ
せることにより行うことができる。その際、平衡を生成物側に移動させることにより収率
を向上させることができるため、生成する(R1)3SiOH、又は(R1)3SiOR
6は、加熱下で、又は減圧下で留去することが好ましい。水又はアルコールの使用量は特
に限定されないが、一般式(14)及び/又は(15)のモル数に対して、例えば2〜4
000当量、好ましくは10〜3000当量、さらに好ましくは20〜2000当量であ
る。
酒石酸、フマル酸、リンゴ酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸類、塩酸、硫酸、硝酸、
リン酸、過塩素酸等の無機酸類、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等のスル
ホン酸類、オルガノ(株)製アンバーリストシリーズ等の固体酸等が例示できるがこれら
に限定はされない。これらの酸触媒の使用量としては、一般式(14)及び/又は(15
)で表される化合物のモル数の、例えば0.01〜500当量、好ましくは0.1〜30
0当量、さらに好ましくは0.1〜150当量である。これらの酸性化合物は単独で用い
ることもできるし、一種又は二種以上を混合して用いることもできる。その場合、混合比
に関しては特に限定されない。
製等は、上記実施形態1の工程c)に記載した範囲内において、適宜選択して実施するこ
とができる。
保護により得られるため、例えば特許文献5に記載の方法で生成しうる副生成物(下記(
A)〜(C−2)で表される化合物)は生成せず、最終的に一般式(3)及び/又は(4
)で表される末端にアミノ基を有する狭分散かつ高純度なポリアルキレングリコール誘導
体を合成することができる。これに対し、例えば特許文献5に記載の方法を使用する場合
は、上記したように下記一般式(A)で示されるPEG誘導体の生成を防げない。また、
上記水素還元工程では下記一般式(B−1)、(B−2)、(C−1)、(C−2)で表
される2級、3級アミン化合物が副生する可能性がある。これらの副反応は上記のとおり
従来の方法で完全に制御することは困難である。
、R4、R5、m、及びnは、一般式(3)及び(4)について定義したとおりであって
、一般式(3)及び(4)のR2、R3、R4、m、及びnと同一である。)
工程c’)の後には、強酸性陽イオン交換樹脂を用いて一般式(3)及び/又は(4)
で表される化合物の精製を行う後処理工程を実施することができる。この場合の後処理工
程も、上記実施形態1の後処理工程において記載したのと同様な操作により実施すること
ができる。
)〜c’)の前及び/又は後に、前工程1’、2’及び/又は後処理工程を更に実施する
ことで)、一般式(3)及び/又は(4)で表される化合物(末端にアミノ基を有する狭
分散かつ高純度のポリアルキレングリコール誘導体)を製造することができる。
及び/又は(4)で表される末端にアミノ基を有する狭分散かつ高純度のポリアルキレン
グリコール誘導体に関するものである。
及び/又は後に、前工程1’、2’ 及び/又は後処理工程を更に実施して得られる)一
般式(3)及び/又は(4)で表される化合物の特性、すなわち、分散度及び重量平均分
子量、副生成物(PEG誘導体、及び、2級、3級アミン)の混入量、重金属不純物含有
量等については、上記実施形態1において一般式(III)で表される化合物について記
載したのと同様である。
レングリコール誘導体の製造方法に使用するための重合開始剤として用いられる、上記一
般式(I)で表される保護アミノ基含有アルコール化合物の金属塩に関する。中でも、上
記一般式(1)又は(2)で表される新規なシリル保護アミノ基含有アルコール化合物の
金属塩であることが好ましい。本発明は更に、上記重合開始剤の原料(出発物質)として
用いられる、上記一般式(i)で表される新規な保護アミノ基含有アルコール化合物にも
関する。中でも、上記一般式(6)又は(7)で表される新規なシリル保護アミノ基含有
アルコール化合物であることが好ましい。これらの化合物の定義並びに製造方法、使用方
法は、上記実施形態1及び実施形態2においてポリアルキレングリコール誘導体の製造方
法において詳述したため、説明を省略する。
制限されるものではない。なお、実施例中における分子量の表記において、重量平均分子
量(Mw)及び数平均分子量(Mn)の数値はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)に
よりポリエチレングリコール換算値として測定したものである。なお、GPCは下記条件
で測定を行った。
カラム:TSKgel SuperAWM−H、SuperAW−3000
展開溶媒:DMF(臭化リチウム0.01mol/L溶液)
カラムオーブン温度:60℃
サンプル濃度:0.20wt%
サンプル注入量:25μl
流量:0.3ml/min
[合成例1−1]式(iA−1)で表される化合物の合成
50ml三口フラスコに2−(3−アミノプロポキシ)−エタノール0.75g、トリ
エチルアミン2.35g、トルエン2.92gを仕込み、その後窒素雰囲気化でトリフル
オロメタンスルホン酸トリエチルシリル(以下TESOTfと記す)5.98gを滴下し
た。その後80℃で25時間撹拌した。反応液を分液ロートに移し、下層を分離し、上層
を減圧蒸留してシリル保護体(iA−1)を2.71g(収率93.3%)得た。
シリル保護体(iA−1)
無色液体
沸点 190℃/10Pa
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.63(18H,q),0.9
6(27H,t),1.69(2H,m),2.83(2H,m),3.40(2H,t
),3.49(2H,t),3.76(2H,t)
10mlナスフラスコにシリル保護体(iA−1)2.21g、メタノール2.70g
、ナトリウムメトキシド13mgを仕込み、60℃で18時間撹拌した。その後、トリエ
チルメトキシシランを減圧留去し、再びメタノール2.70gを入れて60℃で撹拌した
。同様の操作を繰り返し、反応が完結した後炭酸水素ナトリウムでクエンチし、トルエン
に溶媒置換した後、塩をろ過で取り除いた。その後減圧蒸留してシリル保護アミノ基含有
アルコール体(iA)を1.50g(収率90.0%)得た。蒸留後の含水率を測定した
結果、水分は1ppm以下であった。
シリル保護アミノ基含有アルコール体(iA)
無色液体
沸点 118−122℃/10Pa
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.60(12H,q),0.9
3(18H,t),1.68(2H,m),1.96(1H,bs),2.82(2H,
m),3.40(2H,t),3.50(2H,m),3.73(2H,m)
[合成例2−1]求電子剤(iiA)の合成
(2−1−1)シリル保護体(iiA−1)の合成
300ml三口フラスコに3−アミノ−1−プロパノール6.0g、トリエチルアミン
28.74g、トルエン18.0gを仕込み、その後窒素雰囲気下でTESOTf75.
0gを滴下した。その後80℃で25時間撹拌した。反応液を分液ロートに移し、下層を
分離し、上層を減圧蒸留してシリル保護体(iiA−1)を31.47g(収率93.3
%)得た。
シリル保護体(iiA−1)
無色液体
沸点 133−138℃/10Pa
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.60(18H,q),0.9
4(27H,t),1.62(2H,m),2.83(2H,m),3.54(2H,t
)
200mlナスフラスコにシリル保護体(iiA−1)30.98g、メタノール30
.98g、ナトリウムメトキシド0.2gを仕込み、60℃で18時間撹拌した。その後
、トリエチルメトキシシランを減圧留去し、再びメタノール30.98gを入れて60℃
で撹拌した。同様の操作を繰り返し、反応が完結した後炭酸水素ナトリウムでクエンチし
、トルエンに溶媒置換した後、塩をろ過で取り除いた。その後トルエンを減圧留去してシ
リル保護アミノ基含有アルコール体(iiA−2)を22.66g(粗収率96.4%)
得た。1H−NMRスペクトルにより、この粗生成物は中間体として十分な純度を有して
いることが確認できたため、(iiA−2)はそのまま次の工程に用いた。
シリル保護アミノ基含有アルコール体(iiA−2)
無色液体
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.60(12H,q),0.9
3(18H,t),1.67(2H,m),2.85(2H,m),3.59(2H,m
)
50ml三口フラスコにTsCl4.7g、塩化メチレン5g、トリエチルアミン5.
0gを仕込み、シリル保護アミノ基含有アルコール体(iiA−2)5.0gを塩化メチ
レン10.0gに溶解させた溶液を氷冷しながら滴下した。常温に戻して13時間撹拌後
、水でクエンチしてトルエンで抽出した。その後トルエン溶液を濃縮して求電子剤(ii
A)を7.6g(粗収率100%)得た。1H−NMRスペクトルにより、この粗生成物
は中間体として十分な純度を有していることが確認できたため、(iiA)はそのまま次
の工程に用いた。
求電子剤(iiA)
褐色液体
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.54(12H,q),0.8
9(18H,t),1.68(2H,m),2.45(3H,s),2.71(2H,m
),3.98(2H,t)
200ml三口フラスコに3−ブロモプロピルアミン臭化水素酸塩15.93g、トリ
エチルアミン27.26g、トルエン47.79gを仕込み、その後窒素雰囲気化でTE
SOTf50.00gを滴下した。その後80℃で63時間撹拌した。反応液を分液ロー
トに移し、下層を分離し、上層を減圧蒸留して求電子剤(iiB)を8.00g(収率3
0.0%)得た。
求電子剤(iiB)
無色液体
沸点 108℃/30Pa
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.61(12H,q),0.9
4(18H,t),1.92(2H,m),2.90(2H,m),3.31(2H,t
)
100ml三口フラスコにエチレングリコール6.78g、N−メチルピロリドン10
g、カリウムtert−ブトキシド1.35gを仕込み、30分撹拌後、求電子剤(ii
A)5.0gをN−メチルピロリドン15gに溶かした溶液を常温にて滴下した。60℃
まで昇温し、5時間撹拌した後、炭酸水素ナトリウム0.18gを用いて反応停止した。
続いてジフェニルエーテルに溶媒置換した後、析出した塩をろ過で取り除いた。その後減
圧蒸留してシリル保護アミノ基含有アルコール体(iA)を3.16g(収率65.7%
)得た。蒸留後の含水率を測定した結果、水分は1ppm以下であった(含水率測定はカ
ールフィッシャー水分計による、以下同様)。
シリル保護アミノ基含有アルコール体(iA)
無色液体
沸点:上記[合成例1−2]で得られた結果と同じ。
1H−NMR(500MHz,CDCL3):上記[合成例1−2]で得られた結果
と同じ。
200ml三口フラスコにエチレングリコール2.98g、N−メチルピロリドン5.
0g、カリウムtert−ブトキシド0.54gを仕込み、30分撹拌後、求電子剤(i
iB)2.00gをN−メチルピロリドン10.0gに溶かした溶液を常温にて滴下した
。60℃まで昇温し、5時間撹拌した後、炭酸水素ナトリウム0.08gを用いて反応停
止した。続いてジフェニルエーテルに溶媒置換した後、析出した塩をろ過で取り除いた。
その後減圧蒸留してシリル保護アミノ基含有アルコール体(iA)を1.07g(収率6
4.0%)得た。蒸留後の含水率を測定した結果、水分は1ppm以下であった。
シリル保護アミノ基含有アルコール体(iA)
無色液体
沸点:上記[合成例1−2]で得られた結果と同じ。
1H−NMR(500MHz,CDCL3):上記[合成例1−2]で得られた結果
と同じ。
[合成例3−1]式(iB−1)で表される化合物の合成
200ml三口フラスコに6−アミノ−1−ヘキサノール5.00g、トリエチルアミ
ン15.68g、トルエン15.00gを仕込み、その後窒素雰囲気化でTESOTf4
0.91gを滴下した。その後80℃で25時間撹拌した。反応液を分液ロートに移し、
下層を分離し、上層を減圧蒸留してシリル保護体(iB−1)を18.39g(収率93
.0%)得た。
シリル保護体(iB−1)
無色液体
沸点 180℃/10Pa
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.63(18H,q),0.9
6(27H,t),1.69(8H,m),2.83(2H,m),3.40(2H,t
)
50ml一口フラスコにシリル保護体(iB−1)5.00g、メタノール5.00g
、ナトリウムメトキシド29mgを仕込み、60℃で18時間撹拌した。その後、トリエ
チルメトキシシランを減圧留去し、再びメタノール5.00gを入れて60℃で撹拌した
。同様の操作を繰り返し、反応が完結した後炭酸水素ナトリウムでクエンチし、トルエン
に溶媒置換した後、塩をろ過で取り除いた。その後減圧蒸留してシリル保護アミノ基含有
アルコール体(iB)を3.35g(収率89.0%)得た。蒸留後の含水率を測定した
結果、水分は1ppm以下であった。
シリル保護アミノ基含有アルコール体(iB)
無色液体
沸点 108−112℃/10Pa
1H−NMR(500MHz,CDCL3):δ=0.60(12H,q),0.9
3(18H,t),1.68(8H,m),2.82(2H,m),3.40(2H,t
)
[合成例4−1]式(IA)で表される化合物の合成
窒素雰囲気下のグローブボックス内で、50mL三口フラスコ中に水素化カリウム(関
東化学(株)製、ミネラルオイル状)を投入し、ヘキサン洗浄によりミネラルオイルを分離
後、約2時間真空乾燥し0.50g(12.5mmol)の水素化カリウムを得た。フラ
スコ内にシリンジで蒸留THFを7.71g添加し、式(iA)で表される化合物4.4
4g(12.8mmol)を常温で滴下した。常温で1時間撹拌した後、50℃で2時間
撹拌を行い、式(IA)で表される化合物のTHF溶液12.40g(1.02mmol
/g)を得た。このとき塩の析出及び白濁は観測されなかった((IA)質量/THF溶
液質量=39.8重量%)。上記反応により合成された重合開始剤(IA)と開始剤原料
アルコール(iA)の物質量比率は98:2(mol%)である。以下に反応スキームを
示す。
窒素雰囲気下のグローブボックス内で100mL三口フラスコ内にナフタレン2.02
g、カリウム0.68gを秤量し、1時間真空乾燥した。その後窒素雰囲気下に戻し、フ
ラスコ内にシリンジで蒸留THF19.65gを添加した。1時間撹拌し、カリウムナフ
タレンのTHF溶液を調整した(0.71mmol/g)。一方、窒素雰囲気下、50m
L三口フラスコ内に式(iA)で表される化合物1.96g(5.64mmol)をシリ
ンジで秤量した。そこに上記調整したカリウムナフタレンのTHF溶液を常温で7.85
g滴下した。熟成を1時間実施し、重合開始剤(IA)のTHF溶液9.77g(0.5
8mmol/g)を得た。このとき塩の析出及び白濁は観測されなかった((IA)質量
/THF溶液質量=22.3重量%)。上記反応により合成された重合開始剤(IA)と
開始剤原料アルコール(iA)の物質量比率は98:2(mol%)である。反応スキー
ムを以下に示す。
温度計、滴下漏斗、ジムロート冷却器を接続した500mL四口フラスコ中に撹拌子を
投入した。装置内の真空度を10Pa以下に保った後、オイルバス及びヒートガンを使っ
て装置内を加温し、系内の水分を除去した。その後、窒素気流下で2L四口フラスコ内に
[合成例4−1]より調整した式(IA)で表される化合物のTHF溶液1.69gと蒸
留THF140gを添加した。滴下漏斗にエチレンオキシド20gと蒸留THF40gを
投入し、500mL四口フラスコ内に少しずつ滴下した。500mL四口フラスコ内の温
度が安定したことを確認後、45〜50℃で8時間熟成を行った。以下に反応スキームを
示す。
ンプリングし、酢酸で反応停止してGPC測定を行った結果、Mw=8,000、Mw/
Mn=1.04であった。
[合成例6−1]式(IIA)で表される化合物の合成
式(I−1A)で表される化合物の反応液中に、2−ブロモエチルメチルエーテルを2
.41g、カリウムtert−ブトキシドのTHF溶液(1mol/L)10.5mLを
添加し、5時間還流させながら撹拌した。反応液中の塩をろ過により取り除いた後、25
wt%まで濃縮し、濃縮液を滴下漏斗に移した。撹拌子の入った500mLビーカー中ヘ
キサンを201g投入し、その中に濃縮液を10分かけて滴下後、20分間熟成を行った
。生成した白色粉末をろ過後、粉末を元のビーカーに戻し、ヘキサン99gで20分間洗
浄を行ない、さらに同様の洗浄操作を1回実施した。以下に反応スキームを示す。
C測定を行った結果、Mw=8,000、Mw/Mn=1.05であった。
式(I−1A)で表される化合物の反応液中に、2−メトキシエチルp−トルエンスル
ホネートを2.05g、カリウムtert−ブトキシド0.50gを添加し、40℃で5
時間撹拌した。反応液中の塩をろ過により取り除いた後、25wt%まで濃縮し、濃縮液
を滴下漏斗に移した。撹拌子の入った500mLビーカー中ヘキサンを200g投入し、
その中に濃縮液を10分かけて滴下後、10分間熟成を行った。生成した白色粉末をろ過
後、粉末を元のビーカーに戻し、ヘキサン100gで10分間洗浄を行ない、さらに同様
の洗浄操作を1回実施した。以下に反応スキームを示す。
C測定を行った結果、Mw=8,000、Mw/Mn=1.05であった。
2Lの高圧ガス反応容器を窒素パージにより乾燥し、窒素雰囲気下上述の[合成例4−
1]の方法で合成した重合開始剤(IA)のTHF溶液8.29g(1.02mmol/
g、8.46mmol)と蒸留THF885gを添加した。反応容器を45℃まで昇温し
た後、エチレンオキシド100gを連続的に圧入した後、系内の圧力を窒素加圧により0
.15MPaに調節した。45℃で撹拌すると系内の圧力は徐々に低下していき、6時間
経過したところで0.11MPaで安定し反応の終点とした。40℃まで冷却した後、求
電子剤として2−メトキシエチル−p−トルエンスルホネート9.75gをTHF97.
5gに溶解させ系内に圧入し、さらにカリウムtert−ブトキシドのTHF溶液(1m
ol/L)21mlをTHF21gで希釈し系内に圧入した。続いて40℃に保ちながら
5時間熟成を行った。析出した塩をろ過により分別し、ろ液に吸着材KW−2000を1
7g添加して2時間撹拌した後ろ過により吸着材を取り除いた。反応液を濃縮し400g
とした後、撹拌子の入った3Lビーカー中にヘキサン750g、酢酸エチル750gを入
れ、得られた反応液を滴下後、10分間熟成を行った。生成した白色粉末をろ過後、粉末
を元のビーカーに戻し、ヘキサン375g、酢酸エチル375gで10分間洗浄を行ない
、さらにもう一度同様の洗浄を繰り返した後、得られた白色粉末を真空乾燥した。結果、
96gのポリマー(IIA)を得た。GPC測定を行った結果、Mw=11,400、M
w/Mn=1.03であった。反応スキームを以下に示す。
行していることがわかる。
[合成例7−1]式(IIIA−a)で表される化合物の合成
50mL三口フラスコに、[合成例6−1]で得られた式(IIA)で表される化合物
1.0g、THF9.0g、1N HClaq.0.4mlを投入し40℃で4時間撹拌
した。その後25wt%NaOH水溶液0.2mlで反応を停止した。反応溶液を濃縮し
て水を留去した後、THF5.7gを添加してポリマー溶液の濃度を調整し、析出した塩
をろ過した。撹拌子の入った100mLビーカー中にヘキサン10gを入れ、得られた反
応液を滴下後、10分間熟成を行った。生成した白色粉末をろ過後、粉末を元のビーカー
に戻し、ヘキサン5gで10分間洗浄を行ない、さらに同様の洗浄操作を1回実施した。
物を得た。GPC測定を行った結果、Mw=7,900、Mw/Mn=1.05であった
。反応スキームを以下に示す。
脱保護しても良く、その場合さらに工程を簡略化することができる。
1L三口フラスコに[合成例6−3]で得られたポリマー(IIA)100g、MeO
H400g、酢酸5.00gを投入し35℃で3時間撹拌した。その後ナトリウムメチラ
ート28%メタノール溶液を24.12gで反応を停止した。反応溶液を濃縮してトルエ
ンへと溶媒置換し450gのポリマー溶液を調整し、析出した塩をろ過した。得られたポ
リマー溶液に吸着材KW−2000を100g加え35℃で1時間処理をして微量の塩を
除去した。撹拌子の入った3Lビーカー中にヘキサン1000g、酢酸エチル500gを
入れ、得られた反応液を滴下後、10分間熟成を行った。生成した白色粉末をろ過後、粉
末を元のビーカーに戻し、ヘキサン600g、酢酸エチル300gで10分間洗浄を行な
い、さらに同様の洗浄操作を1回実施した。
PC測定を行った結果、Mw=11,000、Mw/Mn=1.03であった。反応スキ
ームを以下に示す。
合成例4〜7で、式(iA)で表される化合物を式(iB)で表される化合物に変えた
以外は同様の操作により式(IIIB−a)で表される化合物を得た。すなわち、式(i
B)で表される化合物を用いて、合成例4−1と同様の操作により重合開始剤(IB)を
合成し、その重合開始剤を用いて、合成例5〜7と同様の操作により式(IIIB−a)
で表される化合物を得た。なお、合成例6については合成例6−1と、合成例7について
は合成例7−1と同様の操作を行った。式(IIIB−a)で表される化合物についてG
PC測定を行った結果、Mw=7,900、Mw/Mn=1.05であった。反応スキー
ムを以下に示す。
式(iA)で表される化合物とエチレンオキシドの比を変える以外は合成例4〜7とほ
ぼ同様の操作を行うことにより、ポリマー(IIIA―b)〜(IIIA―f)を合成し
た。なお、合成例4については合成例4−1と、合成例6については合成例6−1と、合
成例7については合成例7−1と同様の操作を行った。分析結果を表2に示す。
式(iB)で表される化合物とエチレンオキシドの比を変える以外は合成例8とほぼ同
様の操作を行うことにより、ポリマー(IIIB−b)〜(IIIB−f)を合成した。
分析結果を表3に示す。
−l)の合成
[合成例6−1]における基質2−ブロモエチルメチルエーテルを、下表に示す(置換
基の付いた)アルキル基(R4)を末端に有する2−ブロモエチル(置換)アルキルエー
テルに変える以外は、合成例4〜7とほぼ同様の操作を行うことにより式(IIIA−g
)〜(IIIA−l)で表される化合物を、合成例8とほぼ同様の操作を行うことにより
式(IIIB−g)〜(IIIB−l)で表される化合物を合成した。なお、合成例4に
ついては合成例4−1と、合成例6については合成例6−1と、合成例7については合成
例7−1と同様の操作を行った。分析結果を表4、5に示す。
陽イオン交換樹脂DIAION PK−208(三菱化学(株)製)50gを充填した
カートリッジ内を1N塩酸300gで洗浄後、イオン交換水300gで3回、次いでメタ
ノール300gで1回、カートリッジの洗浄を行った。500mL二口フラスコにポリマ
ー(IIIA−a)のメタノール5wt%溶液(ポリマー含有量10g)を投入し、ポリ
マー溶液を上述のカートリッジ内にポンプを使って移送した。カートリッジの排液口から
出てきたメタノール溶液を元の500mLナスフラスコに合せ、この操作を2時間継続し
てポリマー(IIIA−a)を陽イオン交換樹脂に吸着させた。その後、カートリッジ内
の樹脂をメタノール300gで1回洗浄した後、7Nアンモニア溶液(メタノール溶液、
関東化学(株)製)を50g使ってポリマー(IIIA−a−2)を陽イオン交換樹脂か
ら溶離させた。なお、陽イオン交換樹脂からの溶離工程以降の精製ポリマーを(IIIA
−a−2)と示す。
使用しても、陽イオン交換樹脂触媒下、メタノール溶液で脱保護が進行するので、脱保護
と精製を同時に行うことができ、工程をさらに簡略化することができた。
てアンモニアとメタノールを留去した。ほぼ乾固するまで減圧濃縮を実施後、トルエンに
溶媒置換し、ポリマー(IIIA−a−2)の固形分濃度が25wt%になるように調製
した。
、滴下漏斗を使って得られたポリマー(IIIA−a−2)の25wt%溶液を10分か
けて滴下後、20分間撹拌を行い、熟成を行った。生成した白色粉末をろ過後、粉末を元
のビーカーに戻し、ヘキサン50gと酢酸エチル25gの混合溶媒で20分間洗浄を行な
い、さらに同様の洗浄操作を1回実施した。
得た。GPC測定を行った結果、Mw=8,000、Mw/Mn=1.05であった。な
お、重合時あえて水分を少量混入させて反応を行った以外は上記実施例と同様にして反応
を行った場合、上記陽イオン交換樹脂精製で得られたろ液を濃縮乾燥して得られた化合物
中に、下記式(VIIIa)で表される重合時混入した水による副生成物が極少量H−N
MRにより確認できた。以上のことより、仮に重合時、水が混入したとしても陽イオン交
換樹脂により副生成物を除去することができ、製造マージンを広げることができた。
温度計、滴下漏斗、ジムロート冷却器を接続した500mLの四口ナスフラスコ中に撹
拌子と重合開始剤として、カリウムメトキシド(関東化学(株)製)71mg(1.01
mmol)を投入し、装置内の真空度を10Pa以下に保った後、オイルバス及びヒート
ガンを使って装置内を加温し、系内の水分を除去した。
(1.00mmol)及び蒸留THF140gを投入し、カリウムメトキシドが完全に溶
解するまで室温で撹拌を行った。上記方法により合成された重合開始剤カリウムメトキシ
ドと開始剤原料アルコールであるメタノールの物質量比率は50:50(mol%)であ
る。
35℃以下に保ちながら四口フラスコ内に少量ずつ滴下した。全量滴下後、内温を50℃
以下に保ちながら80時間撹拌を行った。
6gを添加した。窒素バブリングによりエチレンオキシドを除去後、反応液を500mL
ナス型フラスコに移し、ロータリーエバポレーターを使って固体が析出するまで反応液を
濃縮した。ポリマーの粗生成物23gをトルエン46gに再溶解後、滴下漏斗に移送した
。
漏斗を使ってポリマー溶液を10分かけて滴下後、20分間熟成を行った。生成した白色
粉末をろ過後、粉末を元のビーカーに戻し、イソプロピルエーテル69gの混合溶媒で2
0分間洗浄を行ない、さらに同様の洗浄操作を2回実施した。反応スキームを以下に示す
。
。GPC測定を行った結果、Mw=7,200、Mw/Mn=1.16であった。
300ml四口フラスコにポリマー(VIa)10.00g、THF29.5g、10
wt%水酸化カリウム水溶液0.56g、H2O 0.5g、アクリロニトリル1.06
gを仕込み、常温にて6時間撹拌した。反応終了後、アルカリ吸着剤「トミタAD700
NS」(商品名、合成ケイ酸アルミニウム、富田製薬(株)製)を1.45g添加し、2
時間反応を行った。アルカリ吸着剤をろ過後、ろ液を300mLナスフラスコに移し、ト
ルエンに溶媒置換して比較ポリマー(IXa)の固形分濃度が25wt%になるまで濃縮
した。
、滴下漏斗を使って得られた濃縮液を10分かけて滴下後、20分間熟成を行った。生成
した白色粉末をろ過後、粉末を元のビーカーに戻し、ヘキサン50gと酢酸エチル25g
の混合溶媒で20分間洗浄を行ない、さらに同様の洗浄操作を1回実施した。反応スキー
ムを以下に示す。
GPC測定を行った結果、Mw=7,300、Mw/Mn=1.15であった。
500mLの水素還元用オートクレーブの中に5.0gのポリマー(IXa)、5.0
gのラネーコバルト触媒R−400(日興リカ(株)製)、45.0gのメタノール、3
.0mLのアンモニアの1Nメタノール溶液(アルドリッチ製)を室温で投入した。その
後、水素ガス(圧力=10kg/cm2)を封入し、内温が120℃になるまで加温し、
そのまま6時間反応を行った。室温まで冷却後、圧力を大気圧に戻した後、窒素を吹き込
みながら系内のアンモニアを除去した。ろ過によりラネーコバルト触媒を除去後、ろ液を
100mLナス形フラスコに移し、ロータリーエバポレーターを使ってアンモニアとメタ
ノールを留去した。乾固するまで減圧濃縮を実施後、ポリマー(IIIc)と下記一般式
(IVc)〜(VIc)の混合物を4.5g得た。GPC測定を行った結果、Mw=7,
300、Mw/Mn=1.25であった。反応スキームと副生成物を以下に記す。
[合成例7−1]、[合成例8]及び[合成例12]において得られた生成物と[比較
合成例3]で得られた生成物中の不純物含有量分析を行った。結果を下記表6に示す。
表6中mPEGと表した化合物とは[比較合成例3]中、一般式(VIc)に相当する化
合物であり、末端にシアノエチル基を有するポリマーからアクリロニトリルがβ脱離した
化合物である。mPEGの組成比はH−NMR測定により算出した。まず、[合成例7−
1]、[合成例8]、[合成例12]、[比較合成例3]で得られた生成物をそれぞれ10mg
測り取り、0.75mlのCDCl3に溶解させた後、トリフルオロ酢酸無水物を50m
g添加し、1日放置した。この処理によって生成する下記一般式(VI−1)で表される
化合物のエステルα位メチレン由来のプロトンと下記一般式(III−1)で表される化
合物のアミドα位メチレン由来のプロトンとの比によりmPEGの組成比を算出した。
表中2、3級アミンと表した化合物とは[比較ポリマー合成例3]中、一般式(IVc)
、(Vc)に相当する化合物である。その混入量はGPCにより測定し、2倍、3倍分子
量に相当するポリマーの面積パーセントより算出した。
これらの結果より、比較ポリマー(IIIc)では水素還元によるアクリロニトリルの
β脱離と2、3級アミンの生成が観測されたが、実施例ポリマー(IIIA−a)、(I
IIB−a)、(IIIA−a−2)ではそれらの副生物が観測されなかった。
[合成例7−1]、[合成例8]及び[合成例12]において得られた生成物と[比較
合成例3]で得られた生成物の高周波誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS、Ag
ilent Technologies 7500cs)による金属不純物分析を行った
。測定は各生成物を超純水で100倍希釈したサンプルを用い、標準添加法により分析を
行った。分析結果(固形分換算値)を表7に示す(単位はppb)。
金属分析の結果、比較ポリマー(IIIc)では還元時に使用した重金属が混入するの
に対し、[合成例7−1]、[合成例8]、[合成例12]では重金属触媒を使用していないた
め、実施例ポリマー(IIIA−a)、(IIIB−a)、(IIIA−a−2)では重
金属が含まれていないことがわかる。
上記で使用した以外の重合開始剤(開始剤2〜9、11、12、比較開始剤1〜8)を
合成した結果を以下に示す。なお、以下において、「開始剤1」は[合成例4−1]にお
いて式(iA)で表される化合物を用いて合成された式(IA)で表される重合開始剤で
あり、「開始剤10」は[合成例8]において式(iB)で表される化合物を用いて合成
された重合開始剤(IB)である。
[合成例2−3]において使用したエチレングリコールをジエチレングリコールに変えた
以外は、[合成例2−3]及び[合成例4−1]に記載の方法と同様にして、開始剤2を合成
した。
[合成例2−4]において使用した求電子剤(iiB)を下記求電子剤(iiC)に変え
た以外は、[合成例2−4]及び[合成例4−1]に記載の方法と同様にして、開始剤3を合
成した。
[合成例2−4]において使用したエチレングリコールをジエチレングリコールに変えた
以外は、[開始剤3の合成]に記載の方法と同様にして、開始剤4を合成した。
[合成例2−4]において使用した求電子剤(iiB)を下記求電子剤(iiD)に変え
、エチレングリコールをトリエチレングリコールに変えた以外は、[合成例2−4]及び[
合成例4−1]に記載の方法と同様にして開始剤5を合成した。
[合成例2−4]において使用した求電子剤(iiB)を下記求電子剤(iiE)に変え
た以外は、[合成例2−4]及び[合成例4−1]に記載の方法と同様にして開始剤6を合成
した。
[合成例2−4]において使用した求電子剤(iiB)を下記求電子剤(iiF)に変え
た以外は、[合成例2−4]及び[合成例4−1]に記載の方法と同様にして、開始剤7を合
成した。
[合成例2−4]において使用した求電子剤(iiB)を下記求電子剤(iiG)に変え
た以外は、[合成例2−4]及び[合成例4−1]に記載の方法と同様にして、開始剤8を合
成した。
[合成例2−4]において使用した求電子剤(iiB)を下記求電子剤(iiH)に変え
た以外は、[合成例2−4]及び[合成例4−1]に記載の方法と同様にして開始剤9を合成
した。
300ml三口フラスコに6−アミノ−1−ヘキサノール15.7g、THF91.0
g、炭酸カリウム46.3gを仕込み、その後窒素雰囲気下、氷冷しながらアリルブロマ
イド28.4mlを滴下した。その後常温で1時間撹拌した。反応液をろ過し、減圧蒸留
して開始剤11の原料アルコール(iC)を13.2g(収率50.0%)得た。続いて
[合成例4−1]に記載の方法と同様にして開始剤11を合成した。
アリルブロマイドを1,2−ビス(クロロジメチルシリル)エタンに変えた以外は[開
始剤11の合成]と同様にして開始剤12を合成した。
[合成例2−1]において使用したシリル保護アミノ基含有アルコール体(iiA−2)
を原料として、続いて[合成例4−1]に記載の方法と同様にして比較開始剤1を合成した
。
保護基のトリエチルシリルをトリメチルシリル(TMS)に変えた以外は[比較開始剤
1の合成]に記載の方法と同様にして比較開始剤2を合成した。
[開始剤11の合成]において使用した6−アミノ−1−ヘキサノールを3−アミノ−
1−プロパノールに変えた以外は[開始剤11の合成]に記載の方法と同様にして、比較開
始剤3を合成した。
式(iA)で表される化合物に代えて、原料アルコールとして下記(iD)を使用した
以外は[合成例4−1]に記載の方法と同様にして比較開始剤4を合成した。
式(iA)で表される化合物に代えて、原料アルコールとして下記(iE)を使用した
以外は[合成例4−1]に記載の方法と同様にして比較開始剤5を合成した。
[開始剤12の合成]において使用した6−アミノ−1−ヘキサノールを3−アミノ−
1−プロパノールに変えた以外は[開始剤12の合成]に記載の方法と同様にして比較開始
剤6を合成した。
[比較開始剤3の合成]において使用したアリルブロマイドをベンジルブロマイドに変え
た以外は[比較開始剤3の合成]に記載の方法と同様にして比較開始剤7を合成した。
以下のスキーム1に示す反応により下記式(iF)で表される化合物を合成した。この
式(iF)で表される化合物を、式(iA)で表される化合物に代えて使用した以外は、
[合成例4−1]に記載の方法と同様にして、比較開始剤8を合成した。
200ml三口フラスコに3−アミノ−1−プロパノール5.11g、トリエチルアミ
ン7.21g、メタノール55.43g、二炭酸ジーtert−ブチル(以下Boc2O
と記す)15.61gを仕込み、窒素雰囲気下、常温にて14時間撹拌した。反応液を飽
和塩化アンモニウム水溶液で反応停止し、酢酸エチルで抽出した。得られた酢酸エチル溶
液を減圧で濃縮してBoc保護(iF−1)10.73g(粗収率90%)を得た。
500ml三口フラスコにBoc保護(iF−1)10.61g、THF241.80
gを加え、窒素雰囲気下で氷冷しながら、イミダゾール9.26g、TBSCl15.3
8gを添加した。常温に戻して22時間撹拌後、飽和塩化アンモニウム水溶液で反応停止
し、イソプロピルエーテルで抽出した。得られたイソプロピルエーテル溶液を減圧で濃縮
してTBS保護(iF−2)18.24g(粗収率93%)を得た。
500ml二口フラスコにTBS保護(iF−2)10.01g、脱水THF155.
58gを加え、窒素雰囲気下で氷冷しながら、n−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(2.
69M)16.68mLを滴下した。同温度で30分撹拌後、Boc2O/THF溶液(
26wt%)40.87gを滴下し、常温に戻して2.5時間撹拌した。反応液をイソプ
ロピルエーテルで希釈し、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄した後、得られた溶液を減
圧で濃縮してTBS保護(iF−3)14.77g(粗収率100%)を得た。
500ml三口フラスコにTBS保護(iF−3)14.77g、THF110.59
gを仕込み、窒素雰囲気下、常温で撹拌しながらTBAF(フッ化テトラn−ブチルアン
モニウム)/THF溶液(1M)39.5mLを添加した。同温度で5時間撹拌後、イソ
プロピルエーテルで希釈し超純水で洗浄した。得られたイソプロピルエーテル溶液を減圧
で濃縮してアルコール(iF)10.22g(粗収率98%)を得た。
記にまとめて示す。
した開始剤1〜12と比較開始剤1〜8のTHFを減圧留去し、重合開始剤を取り出した
後、それぞれ重合溶媒に20wt%の濃度で溶解させた結果を表に示す。目視による濁り
が全く見られないものは「○」、濁りが見られたり全く溶けない、またはアルコキシドに
した段階で分解してしまうものは「×」、未検討のものは「−」を記した。
したが、鎖長を伸長した開始剤1、2、6、7、10、12では開始剤が安定に存在し、
かつ溶媒へ溶解した。一方、比較開始剤3、4、7、8で溶媒へ溶解しなかった化合物も
鎖長を伸長した開始剤3、4、5、8、9、11では溶媒へ溶解した。
料アルコールの存在のため80時間もの重合時間を要しているのに対し、前者は開始剤原
料アルコールの残量が少ない状態でもTHFに可溶である重合開始剤を用いることで8時
間以内に重合反応が完結していることがわかる。すなわち、本発明の手法によって温和な
条件下でのアルキレンオキシドの重合が実現した。また、合成例6では合成例5の反応液
を後処理することなく、直接次工程の反応に用いることにより、工程が大幅に簡略化出来
た。さらに合成例12ではイオン交換樹脂を用いた樹脂の精製に有機溶媒を用いることに
より、最終工程で凍結乾燥を使用せずに、簡便な方法でポリマーの精製を行うことが可能
となった。
とした水素添加反応を要するのに対し、前者では保護アミノ基を脱保護するだけで目的の
ポリマーを合成できる。比較ポリマー(IIIc)では水素還元によりアクリロニトリル
のβ脱離と2、3級アミンの生成が起こっているが、実施例ポリマー(IIIA−a)、
(IIIB−a)、(IIIA−a−2)ではいずれの生成も観測できなかった(表6)
。また、合成例7−1、8、12及び比較合成例3において、金属分析の結果、比較ポリ
マーでは還元時に使用した重金属が混入するのに対し、合成例7−1、8、12では重金
属触媒を使用していないため、本質的に重金属が混入しないことがわかる。また強酸性陽
イオン交換樹脂による精製によりカリウム金属混入量を低減することができた(表7)。
結果、本発明により、医薬品において悪影響を及ぼす可能性のある重金属の混入がないア
ミノ基含有狭分散ポリアルキレングリコール誘導体の合成を達成した。また、新規な保護
アミノ基含有アルコールを合成し、さらにそれを原料として重合開始剤とすることで、さ
まざまなポリマー合成へ応用することが可能となった。上記新規重合開始剤を使用して、
さらに必要に応じて陽イオン交換樹脂により精製することで、水の混入により生成する分
離困難であったジオールポリマーを除去することができ、純度よくアミノ基含有狭分散ポ
リアルキレングリコール誘導体を得ることが可能になり、製造マージンを広げることがで
きた。
はじめとした医薬品や化粧品等の用途で用いられるブロック共重合体を合成する際に出発
原料として広く使用することができる。また、新規な保護アミノ基含有アルコールの金属
塩は様々なポリマー合成へと応用することができる。
Claims (3)
- 下記一般式(II−1)で表される、シリル保護アミノ基含有ポリアルキレングリコール化合物誘導体。
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