JP7334965B2 - ポリカルボニル化合物、その誘導体及びそれらの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリカルボニル化合物、その誘導体及びそれらの製造方法に関し、さらに詳しくは、2,4-ジカルボニル-3,3-ジ置換ペンチレン構造を含む鎖状ポリカルボニル化合物、その誘導体及びそれらの製造方法に関する。
本発明は、更に、その誘導体として、イソピラゾール環を有する化合物及びそれを含む錯体に関し、さらに詳しくは、複数のイソピラゾール環を有する化合物及びそれのNと金属の間に配位結合を有する錯体に関する。
カルボニル基(-CO-)は、孤立電子対を有する酸素原子と、正電荷を有する炭素原子を含むので、種々の化学反応を行うことができ、種々の官能基に変換され得る。従って、複数のカルボニル基を有するポリカルボニル化合物は、種々の化合物の原料となり得るので、学術的にも工業的にも興味深い。
本発明者らは、2,4-ジカルボニル(又はオキソ)-3,3-ジメチルペンチレン基を含むポリカルボニル化合物とその製造方法について、検討し報告した(例えば、非特許文献1~3参照)。
非特許文献1及び2は、3,3-ジメチル-2,4-ペンタンジオンから調製したケイ素エノラートに対して、DMSO中、酸化銀(I)を作用させることで、2,4-ジオキソ-3,3-ジメチルペンチレン基を、繰り返し単位として、2、3又は4の明確な繰り返し単位数で含む、線形ポリカルボニルオリゴマーを与えること、及びそれらのオリゴマーは、サイズ排除クロマトグラフィーによって分離されることを報告した。
非特許文献3は、2,4-ジオキソ-3,3-ジメチルペンチレン基を繰り返し単位とし、その端部のカルボニル基での選択的シリルエーテル化と酸化銀によるα-αホモカップリング反応を用いて、8の繰り返し単位数の、ポリカルボニル化合物を報告した。
一方、非特許文献4は、4つ及び6つのイソピラゾール環を含む新規なヘテロシクロファン(heterocyclophane)を報告した。非特許文献4は、そのイソピラゾール環を含むヘテロシクロファンは、分子キャビティを含み、その分子キャビティ内で、キシレンと結合することを示した。更に、非特許文献1は、そのイソピラゾール環を含むヘテロシクロファンは、その環状分子内で、白金イオンと複数の配位結合を形成することを示した(非特許文献4 Figures 1-5 参照)。
堂本悠也、猪熊泰英、藤田誠、第26回基礎有機化学討論会講演予稿集「1,4-ジカルボニルを繰り返し単位とするポリカルボニル化合物の合成と構造解析」2015年9月発行 吉岡翔太、堂本悠也、猪熊泰英、第27回基礎有機化学討論会講演予稿集「1,4-ジカルボニル化合物の多量化反応によるオリゴマーの合成」2016年9月発行 上坂光晴、吉岡翔太、猪熊泰英、日本化学会第97春季年会講演予稿集「分子内に16個のカルボニル基を有する脂肪族カルボニル化合物の合成」2017年3月3日発行 Grazia Cafeo, Domenico Garozzo, Franz H. Kohnke, Sebastiano Pappalardo, Melchiorre F. Parisi, Rosetta Pistone Nascone and David J. Williams, "From calixfurans to heterocyclophanes containing isopyrazole units", Tetrahedron 60 (2004) 1895-1902
非特許文献1~3は、2,4-ジオキソ-3,3-ジメチルペンチレン基を繰り返し単位として、繰り返し単位数が2、3、4及び8のポリカルボニル化合物を開示する。それらの製造方法は、同じもの同士を反応させるホモカップリング反応による方法と、そのホモカップリング反応を繰り返す方法であった。繰り返して反応をすることを考慮すると、収率は必ずしも十分に高くなかったので、それら以外の繰り返し単位数のポリカルボニル化合物は報告されておらず、更に、より大きな繰り返し単位数のポリカルボニル化合物は報告されていない。
ポリカルボニル化合物は、種々の化合物の原料になり得るので、2、3、4及び8以外の、種々の繰り返し単位数のポリカルボニル化合物を得ることが求められる。
従って、より反応収率が高い反応方法を開発することが求められ、その方法等を用いることで異なる繰り返し単位数、更により大きな繰り返し単位数を有するポリカルボニル化合物を得ることが求められる。
また、非特許文献1~3は、2,4-ジオキソ-3,3-ジメチルペンチレン基を繰り返し単位として有するポリカルボニル化合物のみを報告し、それ以外の繰り返し単位を有するポリカルボニル化合物について報告していない。より具体的には、例えば、3,3の位置に、ジメチル基の他の置換基を有する、2,4-ジオキソペンチレン基を繰り返し単位として有するポリカルボニル化合物及びその製造方法は、学術的にも工業的にも興味深い。
更にまた、これらのポリカルボニル化合物では、その一部の化学構造を下記式で示すように、1,3-ジカルボニル構造と、1,4-ジカルボニル構造が、交互に規則的に現れるので、これらのポリカルボニル化合物から、繰り返し構造を規則的に有する種々の誘導体を得られることが期待される。
Figure 0007334965000001
非特許文献1~3は、上述のようなポリカルボニル化合物の誘導体について何ら言及しておらず、更にそれらの用途についても、何ら言及していない。
一方、複数のイソピラゾール環を含む非環状化合物(即ち、鎖状化合物)は、報告されていない。
複数のイソピラゾール環を含む鎖状化合物を、どのような方法で合成できるのか、その化合物はどのような性質を有するのか、学術的にも工業的にも興味深い。
従って、本発明は、明確な繰り返し単位として、複数のイソピラゾール環を含む鎖状(又は線形)化合物及びそれを含む金属錯体も提供し、更にそれらの性質を明らかにすることも目的とする。
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、より反応収率が高い反応方法を見出した。更に、そのような反応方法等を用いて、2、3、4及び8以外の、種々の繰り返し単位数のポリカルボニル化合物が得られること、更により大きな繰り返し単位数のポリカルボニル化合物が得られることを見いだした。また、そのようなポリカルボニル化合物が、例えば、架橋剤、熱硬化性樹脂及び有機半導体等として有用なポリフラン(又はフラン)化合物に変換できることを見いだして、本発明を完成させるに至った。
本明細書は、以下の形態を含む。
1.
下記式(1n)で示される化学構造を含む、ポリカルボニル化合物。
Figure 0007334965000002
[式(1n)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
=R=メチル基の場合、n=5~7及び9以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、nは2以上。]。
2.
1100~10000の数平均分子量を有する、上記1に記載のポリカルボニル化合物。
3.
エノラートの合成等価体(シントン)を1価の銀と非プロトン性高極性媒体中で反応させることを含む、ポリカルボニル化合物の製造方法であって、
非プロトン性高極性媒体は、5%(モル分率)以上のジメチルスルホンを含み、
30℃以上の温度で反応させることを含む、ポリカルボニル化合物の製造方法。
4.
下記式(2m)で示される化学構造を含む、ポリフラン化合物。
Figure 0007334965000003
[式(2m)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
=R=メチル基の場合、m=4~6及び8以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、mは1以上。]。
5.
上述の1に記載のポリカルボニル化合物に、酸を作用させることを含む、
m=n-1である上述のポリフラン化合物の製造方法。
6.
架橋材、熱硬化性樹脂及び有機半導体を含む群から選択される、上記4に記載のポリフラン化合物を含む有機材料。
一方、本発明者等は、更に鋭意検討を重ねた結果、複数のカルボニル基を含む鎖状化合物から、複数のイソピラゾール環を含む鎖状化合物が得られることを見出した。更に、そのような複数のイソピラゾール環を含む鎖状化合物は、種々の金属イオンと錯体を形成し得ること、更に好ましくは、金属イオンは複数の鎖状化合物との間で配位結合し得ること、即ち、複数のイソピラゾール環を含む鎖状分子は、金属を介する配位結合によって結合して、いわば巨大分子を形成し得ることを見出して、本発明を完成させるに至った。
更に、本明細書は、下記の形態を含む。
7.
下記(3p)の化学構造を有するイソピラゾール化合物。
Figure 0007334965000004
[式(3p)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
pは2以上]。
7-2.
下記(3p)の化学構造を有するイソピラゾール化合物。
Figure 0007334965000005
[式(3p)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
=R=メチル基の場合、p=5~7及び9以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、pは2以上。]。
8.
数平均分子量が、100,000以下である、上記7又は7-2に記載のイソピラゾール化合物。
9.
ポリカルボニル化合物をヒドラジン化合物と反応させることを含む、上記7、7-2又は8に記載のイソピラゾール化合物の製造方法。
10.
上記7~9のいずれかに記載のイソピラゾール化合物と金属を含む錯体であって、
少なくともイソピラゾール化合物のN原子と金属との配位結合を有する錯体。
11.
直線形配座、三角形配座、平面四配座、三角錐配座、四面体形配座、八面体配座、T字形配座から選択される少なくとも1つの配座を有する上記10に記載の錯体。
12.
配位子交換反応を含む、上記10又は11に記載の錯体の製造方法。
13.
上記10又は11に記載の錯体を含む材料であって、触媒、発光材料、吸蔵材料、分離材料、磁性材料、導電材料、半導体材料及びイオン輸送材料から選択される少なくとも1種の材料。
更にまた、本明細書は、下記の形態を含む。
14.下記(4q)の化学構造を含む、共役ポリイミン化合物(又は共役イソピラゾール化合物)。
Figure 0007334965000006
[式(4q)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
qは1以上]。
14-2.下記(4q)の化学構造を含む、共役ポリイミン化合物(又は共役イソピラゾール化合物)。
Figure 0007334965000007
[式(4q)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
=R=メチル基の場合、q=4~6及び8以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、qは1以上。]。
本発明の実施形態の反応方法は、より高い反応収率でポリカルボニル化合物を与えることができる。更に、そのような反応方法等を用いて、2、3、4及び8以外の、種々の繰り返し単位数のポリカルボニル化合物を得ることができる。更により大きな繰り返し単位数のポリカルボニル化合物を得ることができる。また、そのようなポリカルボニル化合物は、例えば、架橋剤、熱硬化性樹脂及び有機半導体等として利用可能なポリフラン化合物に変換することができ、極めて有用である。
更に、本発明は、複数のイソピラゾール環を含む新規な鎖状化合物、及び複数のポリカルボニル基を含む鎖状化合物からの、複数のイソピラゾール環を含む鎖状化合物の製造方法を提供する。更に、そのような複数のイソピラゾール環を含む鎖状化合物は、種々の金属イオンと錯体を形成し得、更に好ましくは金属イオンは複数の鎖状化合物との間で配位結合し得る、即ち、複数の鎖状分子間が金属を介して結合して、いわば巨大分子を形成し得る。
図1は、本発明の実施形態のポリカルボニル化合物が含む式(1n)で示される化学構造と、本発明の実施形態のフラン化合物が含む式(2m)で示される化学構造を示す。 図2は、式(1n)で示される化学構造(n=約7、R=R=Me)を有する実施例1のポリカルボニル化合物のH-NMRスペクトル(400MHz、CDCl、298K)を示す。 図3は、実施例10の亜鉛錯体のH-NMRスペクトル(400MHz、DMSO-d溶媒、298K)を示す。 図4は、実施例13の生成物(長鎖ポリカルボニル化合物)の1H NMRスペクトルを示す。 図5は、実施例13の生成物の高速液体クロマトグラフィーを示す。 図6は、実施例13の生成物のMALDI TOF MSチャートを示す。
本発明は、一の要旨において、下記式(1n)で示される化学構造(2,4-ジオキソ-3,3-ジ置換ペンチレン基を繰り返し単位として含む構造)を含む、ポリカルボニル化合物を提供する。
Figure 0007334965000008
[式(1n)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
=R=メチル基の場合、n=5~7及び9以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、nは2以上]。
アルキル基、アザアルキル基及びチオアルキル基は、炭素原子数1~50であることが好ましく、炭素原子数1~30であることがより好ましく、炭素原子数1~20であることが更に好ましく、炭素原子数1~10であることが特に好ましい。
シクロアルキル基は、炭素原子数3~50であることが好ましく、炭素原子数3~30であることがより好ましく、炭素原子数3~20であることが更に好ましく、炭素原子数3~7であることが特に好ましい。
アリール基、アザアリール基及びチオアリール基は、炭素原子数6~50であることが好ましく、炭素原子数6~30であることがより好ましく、炭素原子数6~20であることが更に好ましく、炭素原子数6~10であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素原子数1~50であることが好ましく、炭素原子数1~30であることがより好ましく、炭素原子数1~20であることが更に好ましく、炭素原子数1~10であることが特に好ましい。
シクロアルコキシ基は、炭素原子数3~50であることが好ましく、炭素原子数3~30であることがより好ましく、炭素原子数3~20であることが更に好ましく、炭素原子数3~7であることが特に好ましい。
アリールオキシ基は、炭素原子数6~50であることが好ましく、炭素原子数6~30であることがより好ましく、炭素原子数6~20であることが更に好ましく、炭素原子数6~10であることが特に好ましい。
ハロゲノ基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択することができるが、フッ素原子及び塩素原子から選択することが好ましく、フッ素原子を選択することがより好ましい。
とRが結合して形成される二価の基は、炭素原子数2~29であることが好ましく、炭素原子数2~19であることがより好ましく、炭素原子数2~11であることが更に好ましく、炭素原子数2~7であることが特に好ましい。
とRは、アルキル基とアルキル基、アルキル基とシクロアルキル基、アルキル基とアリール基、アルキル基とアザアルキル基、アルキル基とチオアルキル基、シクロアルキル基とシクロアルキル基、シクロアルキル基とアリール基、アリール基とアリール基、アザアルキル基とアザアルキル基、チオアルキル基とチオアルキル基の組み合わせから選択することが好ましく、
アルキル基とアルキル基、アルキル基とシクロアルキル基、アルキル基とアリール基、シクロアルキル基とシクロアルキル基、シクロアルキル基とアリール基、アリール基とアリール基、アザアルキル基とアザアルキル基、チオアルキル基とチオアルキル基、の組み合わせから選択することがより好ましく、
アルキル基とアルキル基、シクロアルキル基とシクロアルキル基の組み合わせから選択することが特に好ましい。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物は、式(1n)に示すように2,4-ジオキソ-3,3-ジ置換ペンチレン構造を繰り返し単位として含み、その繰り返し単位が複数個連続的につながっている化学構造を含む鎖状化合物であることが好ましい。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物は、1,3-ジカルボニル構造と、1,4-ジカルボニル構造を、交互に含むことが、誘導体を製造するために、好ましい。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物では、式(1n)で示される化学構造中のRとRがメチル基である場合、nは、5~7及び9以上であり、5~7及び9~200であることが好ましく、5~7及び9~100であることがより好ましく、5~7及び9~50であることが更に好ましく、5~7及び9~30であることが特に好ましい。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物では、式(1n)で示される化学構造中のRとRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、nは2以上であり、2~200であることが好ましく、2~100であることがより好ましく、2~50であることが更に好ましく、2~30であることが特に好ましい。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物では、式(1n)で示される化学構造中のR及びRは、同じであるが、nの値(繰り返し単位の数)が異なる化学構造の組み合わせ(又は混合物)であってよい。この場合、nは、その平均値を意味するので、小数又は分数でありえる。更に、この場合、本発明の実施形態のポリカルボニル化合物の分子量は、数平均分子量を意味する。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物の分子量(又は数平均分子量)は、1100~10000であることが好ましく、1100~5000であることがより好ましく1100~3000であることが更に好ましく1100~2000であることが特に好ましい。
ポリカルボニル化合物の分子量は、H-NMRスペクトルのHの積分に基づいて、計算によって求めることができる。
本発明の実施形態のポリカルボニル化合物は、上述の式(1n)で示す化学構造を含む。更に、本発明の実施形態のポリカルボニル化合物は、例えば、下記式(10n)のポリカルボニル化合物を含むことができる。
Figure 0007334965000009
[式(10n)において、
及びRについて、式(1n)で記載したR及びRの記載を参照することができる。
nについて、式(1n)で記載したnの記載を参照することができる。]
本発明は、他の要旨において、新たなポリカルボニル化合物の製造方法を提供し、それは、
エノラートの合成等価体(シントン)を1価の銀と非プロトン性高極性媒体中で反応させることを含む、ポリカルボニル化合物の製造方法であって、
非プロトン性高極性媒体は、5%(モル分率)以上のジメチルスルホンを含み、
30℃以上の温度で反応させることを含む。
本発明の実施形態において、「エノラートの合成等価体(シントン)」とは、式(1n)で示す化学構造を含む目的とするポリカルボニル化合物を得ることができる限り特に制限されることはないが、例えば、3,3-ジ置換-2,4-ペンタンジオン(11)を、トリメチルシリルクロリドと反応させて得られる、ジシリル化合物(12)を例示することができる。
Figure 0007334965000010
このシントンを、1価の銀と非プロトン性高極性媒体中で反応させることが好ましい。
「1価の銀」とは、式(1n)で示す化学構造を含む目的とするポリカルボニル化合物を得ることができる限り特に制限されることはないが、例えば、酸化銀(AgO)、炭酸銀(AgCO)、酢酸銀(AgOAc)、過塩素酸銀(AgClO)、ヘキサフルオロリン酸銀(AgPF)等を含むことが好ましく、酸化銀(AgO)を含むことがより好ましい。
Figure 0007334965000011
「非プロトン性高極性媒体」とは、式(1n)で示す化学構造を含む目的とするポリカルボニル化合物を得ることができる限り特に制限されることはないが、比誘電率が5以上であることが好ましく、比誘電率が10以上であることがより好ましく、比誘電率が20以上であることが更に好ましい。非プロトン性高極性媒体は、DMSO、N-メチルピロリドン、アセトニトリル、DMF、アセトン、THF、ヘキサメチルリン酸トリアミド、炭酸プロピレン等を含むことが好ましく、DMSO、DMFを含むことがより好ましい。
非プロトン性高極性媒体は、5モル%以上のジメチルスルホンを含み、50モル%以上のジメチルスルホンを含むことが好ましく、100モル%以上のジメチルスルホンを含むことがより好ましい。
シントンと、1価の銀との反応は、30℃以上の温度で行うが、30~200℃の温度で行うことが好ましく、40~150℃の温度で行うことがより好ましく、80~120℃の温度で行うことが更に好ましい。
上述のシントンは、更に、下記式(5k)の化合物として、例示することができる。(5k=0)は(12)に対応し、(5k=1)は後述する(14)に対応しえる。
Figure 0007334965000012
及びRは、式(1n)に記載した、R及びRを参照することができる。
kは、0以上でありえ、目的とする式(1n)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物に応じて、適宜選択することができる。
本発明は、好ましい要旨において、
下記式(2m)で示される化学構造を含む、ポリフラン化合物を提供する。
Figure 0007334965000013
[式(2m)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
=R=メチル基の場合、m=4~6及び8以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、mは1以上。]。
アルキル基、アザアルキル基及びチオアルキル基は、炭素原子数1~50であることが好ましく、炭素原子数1~30であることがより好ましく、炭素原子数1~20であることが更に好ましく、炭素原子数1~10であることが特に好ましい。
シクロアルキル基は、炭素原子数3~50であることが好ましく、炭素原子数3~30であることがより好ましく、炭素原子数3~20であることが更に好ましく、炭素原子数3~7であることが特に好ましい。
アリール基、アザアリール基及びチオアリール基は、炭素原子数6~50であることが好ましく、炭素原子数6~30であることがより好ましく、炭素原子数6~20であることが更に好ましく、炭素原子数6~10であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素原子数1~50であることが好ましく、炭素原子数1~30であることがより好ましく、炭素原子数1~20であることが更に好ましく、炭素原子数1~10であることが特に好ましい。
シクロアルコキシ基は、炭素原子数3~50であることが好ましく、炭素原子数3~30であることがより好ましく、炭素原子数3~20であることが更に好ましく、炭素原子数3~7であることが特に好ましい。
アリールオキシ基は、炭素原子数6~50であることが好ましく、炭素原子数6~30であることがより好ましく、炭素原子数6~20であることが更に好ましく、炭素原子数6~10であることが特に好ましい。
ハロゲノ基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択することができるが、フッ素原子及び塩素原子から選択することが好ましく、フッ素原子を選択することがより好ましい。
とRが結合して形成される二価の基は、炭素原子数2~29であることが好ましく、炭素原子数2~19であることがより好ましく、炭素原子数2~11であることが更に好ましく、炭素原子数2~7であることが特に好ましい。
とRは、アルキル基とアルキル基、アルキル基とシクロアルキル基、アルキル基とアリール基、アルキル基とアザアルキル基、アルキル基とチオアルキル基、シクロアルキル基とシクロアルキル基、シクロアルキル基とアリール基、アリール基とアリール基、アザアルキル基とアザアルキル基、チオアルキル基とチオアルキル基の組み合わせから選択することが好ましく、
アルキル基とアルキル基、アルキル基とシクロアルキル基、アルキル基とアリール基、シクロアルキル基とシクロアルキル基、シクロアルキル基とアリール基、アリール基とアリール基、アザアルキル基とアザアルキル基、チオアルキル基とチオアルキル基、の組み合わせから選択することがより好ましく、
アルキル基とアルキル基、シクロアルキル基とシクロアルキル基の組み合わせから選択することが特に好ましい。
本発明の実施形態のポリフラン化合物は、式(2m)に示す化学構造を繰り返し単位として含み、その繰り返し単位が複数個連続的につながっている鎖状化合物であることが好ましい。
本発明の実施形態の、式(2m)に示す化学構造を含むポリフラン化合物では、R=R=メチル基の場合、mは、4~6及び8以上であり、4~6及び8~200であることが好ましく、4~6及び8~50であることがより好ましく、4~6及び8~30であることが更に好ましく、4~6及び8~20であることが特に好ましい。
本発明の実施形態の、式(2m)に示す化学構造を含むポリフラン化合物では、RとRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、mは1以上であり、1~200であることが好ましく、1~50であることがより好ましく、1~30であることが更に好ましく、1~20であることが特に好ましい。
本発明の実施形態の、式(2m)に示す化学構造を含むポリフラン化合物では、R及びRは、同じであるが、分子量が異なる化合物の混合物であってよい。この場合、mは、その平均値を意味するので、小数又は分数でありえる。更に、この場合、分子量は、数平均分子量を意味する。
本発明の実施形態の式(2m)に示す化学構造を含むポリフラン化合物の分子量(又は数平均分子量)は、200~40000であることが好ましく、200~10000であることがより好ましく200~6000であることが更に好ましく200~4000であることが特に好ましい。
本発明の実施形態のポリフラン化合物は、上述の式(2m)で示す化学構造を含む。更に、本発明の実施形態のポリフラン化合物は、例えば、下記式(20m)のフラン化合物を含むことができる。
Figure 0007334965000014
[式(20m)において、
及びRについて、式(2m)で記載したR及びRの記載を参照することができる。
mについて、式(2m)で記載したmの記載を参照することができる。]
上述のポリフラン化合物を得られる限り、その製造方法は特に制限されることはないが、上述のポリカルボニル化合物に、酸を作用させることを含む、製造方法で製造することが好ましい。
本発明は、更に、上述のポリカルボニル化合物に、酸を作用させることを含む、
m=n-1である上述のポリフラン化合物の製造方法を提供する。
ポリカルボニル化合物からポリフラン化合物への反応を、例えば、(10n)から(20m)への下記反応式で例示する。
Figure 0007334965000015
本実施形態の製造方法において、「酸」とは、目的とするポリフラン化合物を得ることができる限り、特に制限されることはないが、例えば、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、酢酸、硫酸、ジクロロ酢酸、ギ酸、カンファースルホン酸、シリカゲル、アルミナが好ましく、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、酢酸がより好ましく、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸が特に好ましい。
溶媒、加熱温度等は、適宜選択することができる。
本発明の実施形態のポリフラン化合物は、種々の有機材料として利用することができる。そのような有機材料として、例えば、架橋材、熱硬化性樹脂及び有機半導体を例示することができる。
従って、本発明の実施形態のポリカルボニル化合物は、そのような有用なポリフラン化合物の原料として有用である。
更に、本発明は、更に別の要旨において、下記式(3p)で示される化学構造を含む、イソピラゾール化合物を提供する。
Figure 0007334965000016
[式(3p)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
pは2以上]。
更に、例えば、上述の式(3p)で示される化学構造を含む、イソピラゾール化合物は、
=R=メチル基の場合、p=5~7及び9以上であり、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、pは2以上
であってよい。
アルキル基、アザアルキル基及びチオアルキル基は、炭素原子数1~50であることが好ましく、炭素原子数1~30であることがより好ましく、炭素原子数1~20であることが更に好ましく、炭素原子数1~10であることが特に好ましい。
シクロアルキル基は、炭素原子数3~50であることが好ましく、炭素原子数3~30であることがより好ましく、炭素原子数3~20であることが更に好ましく、炭素原子数3~7であることが特に好ましい。
アリール基、アザアリール基及びチオアリール基は、炭素原子数6~50であることが好ましく、炭素原子数6~30であることがより好ましく、炭素原子数6~20であることが更に好ましく、炭素原子数6~10であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素原子数1~50であることが好ましく、炭素原子数1~30であることがより好ましく、炭素原子数1~20であることが更に好ましく、炭素原子数1~10であることが特に好ましい。
シクロアルコキシ基は、炭素原子数3~50であることが好ましく、炭素原子数3~30であることがより好ましく、炭素原子数3~20であることが更に好ましく、炭素原子数3~7であることが特に好ましい。
アリールオキシ基は、炭素原子数6~50であることが好ましく、炭素原子数6~30であることがより好ましく、炭素原子数6~20であることが更に好ましく、炭素原子数6~10であることが特に好ましい。
ハロゲノ基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択することができるが、フッ素原子及び塩素原子から選択することが好ましく、フッ素原子を選択することがより好ましい。
とRが結合して形成される二価の基は、炭素原子数2~29であることが好ましく、炭素原子数2~19であることがより好ましく、炭素原子数2~11であることが更に好ましく、炭素原子数2~7であることが特に好ましい。
とRは、アルキル基とアルキル基、アルキル基とシクロアルキル基、アルキル基とアリール基、アルキル基とアザアルキル基、アルキル基とチオアルキル基、シクロアルキル基とシクロアルキル基、シクロアルキル基とアリール基、アリール基とアリール基、アザアルキル基とアザアルキル基、チオアルキル基とチオアルキル基の組み合わせから選択することが好ましく、
アルキル基とアルキル基、アルキル基とシクロアルキル基、アルキル基とアリール基、シクロアルキル基とシクロアルキル基、シクロアルキル基とアリール基、アリール基とアリール基、アザアルキル基とアザアルキル基、チオアルキル基とチオアルキル基、の組み合わせから選択することがより好ましく、
アルキル基とアルキル基、シクロアルキル基とシクロアルキル基の組み合わせから選択することが特に好ましい。
本発明の実施形態の式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物では、pは、2以上であり、2~200であることが好ましく、2~100であることがより好ましく、2~50であることが更に好ましく、2~30であることが特に好ましい。
本発明の実施形態のイソピラゾール化合物では、式(3p)で示される化学構造中のRとRがメチル基である場合、pは、例えば、5~7及び9以上でありえ、5~7及び9~200であることが好ましく、5~7及び9~100であることがより好ましく、5~7及び9~50であることが更に好ましく、5~7及び9~30であることが特に好ましい。
本発明の実施形態のイソピラゾール化合物では、式(3p)で示される化学構造中のRとRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、pは2以上でありえ、2~200であることが好ましく、2~100であることがより好ましく、2~50であることが更に好ましく、2~30であることが特に好ましい。
本発明の実施形態の式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物は、R及びRは、同じでも異なってもよいが、分子量が異なる化合物の混合物であってよい。この場合、pは、その平均値を意味するので、小数又は分数でありえる。更に、この場合、分子量は、数平均分子量を意味する。
本発明の実施形態の式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の分子量(又は数平均分子量)は、100,000以下であることが好ましく、200~25000であることがより好ましく、200~13000であることが更により好ましく200~6000であることが特に好ましく200~4000であることが最も好ましい。
本発明の実施形態のイソピラゾール化合物は、上述の式(3p)で示す化学構造を含む。更に、本発明の実施形態のイソピラゾール化合物は、例えば、下記式(30p)の化合物を含むことができる。
Figure 0007334965000017
[式(30p)において、
及びRについて、式(3p)で記載したR及びRの記載を参照することができる。
pについて、式(3p)で記載したpの記載を参照することができる。]
本発明が目的とする式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物を得られる限り、イソピラゾール化合物をいずれの方法を用いて製造してもよいが、ポリカルボニル化合物をヒドラジン化合物と反応させることを含む製造方法で、イソピラゾール化合物を製造することが好ましい。
そのようなポリカルボニル化合物として、1,3-ジカルボニル構造と1,4-ジカルボニル構造が交互に存在する化学構造を含む、ポリカルボニル化合物が好ましい。そのようなポリカルボニル化合物の化学構造を、下記式に例示する。ここで、下記式のR及びRについて、式(3p)で記載したR及びRの記載を参照することができる。
Figure 0007334965000018
更に、そのようなポリカルボニル化合物として、より具体的に式(1n)で示される化学構造(2,4-ジオキソ-3,3-ジ置換-ペンチレン基)を含む、ポリカルボニル化合物を例示することができる。ここで、式(1n)のR、R及びnについて、式(3p)で記載したR、R及びpの記載を参照することができる。上記式の1,3-ジカルボニル構造と1,4-ジカルボニル構造が交互に存在する化学構造は、式(1n)の化学構造の一部に該当する。
Figure 0007334965000019
式(1n)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物は、式(10n)の化合物を含むことができる。ここで、式(10n)のR、R及びnについて、式(3p)で記載したR、R及びpの記載を参照することができる。
Figure 0007334965000020
式(1n)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物とヒドラジン化合物との化学反応式を、下記式で例示することができる。
Figure 0007334965000021
好ましくは1,3-ジカルボニル構造と1,4-ジカルボニル構造が交互に存在する化学構造を含むポリカルボニル化合物、より具体的には上記式(1n)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物を、ヒドラジンと反応させると、本発明が目的とする式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物を得ることができ、好ましい。
本発明が目的とする式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物を得ることができる限り、反応温度、反応時間及びヒドラジンの量等の反応条件は、適宜選択することができ、特に制限されることはない。
上記式(1n)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物を得られる限り、ポリカルボニル化合物をいずれの製造方法を用いて製造してもよい。
エノラートの合成等価体(シントン)を1価の銀と非プロトン性高極性媒体中で反応させることを含む、ポリカルボニル化合物の製造方法であって、
非プロトン性高極性媒体は、5%(モル分率)以上のジメチルスルホンを含み、
30℃以上の温度で反応させることを含む、上述した製造方法を用いて、ポリカルボニル化合物を製造することが好ましい。
本発明の実施形態において、「エノラートの合成等価体(シントン)」、「1価の銀」、「非プロトン性高極性媒体」及び反応条件等について、上述の製造方法に関する記載を参照することができる。
更に、式(1n)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物は、例えば、3,3-ジ置換-2,4-ペンタンジオン(11)を、トリメチルシリルクロリドと反応させて、モノシリル化合物(12-1)を得て、そのホモカップリング反応によって、得ることもできる。このポリカルボニル化合物の製造方法は、段階的にカルボニル基を増加させる方法である。下記式の場合、式(2n=2)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物が得られる。即ち、3,3-ジ置換-2,4-ジオキソペンチレン基が二つ結合したポリカルボニル化合物(10n=2)を得ることができる。
Figure 0007334965000022
更に、この方法を繰り返すと、モノシリル化合物(14-1)を経由して、式(1n=4)で示される化学構造を含むカルボニル化合物が得られる。即ち、3,3-ジ置換-2,4-ジオキソペンチレン基が四つ結合したポリカルボニル化合物(10n=4)を得ることができる。
Figure 0007334965000023
本発明の実施形態の式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物は、金属と配位結合を形成して、錯体を与えることができる。
従って、本発明は、式(3p)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物と金属を含む錯体であって、
少なくともイソピラゾール化合物のN原子と金属との配位結合を有する錯体を提供する。
本明細書において、「金属」とは、イソピラゾール環の窒素原子と配位結合を形成し、本発明が目的とする錯体を得ることができる限り特に制限されることはないが、金属として、例えば、パラジウムイオン、白金イオン、ニッケルイオン、亜鉛イオン、カドミウムイオン、銅イオン、銀イオン、コバルトイオン、鉄イオン、ユーロピウムイオン等を例示することができる。
金属は、パラジウムイオン、白金イオン、ニッケルイオン、亜鉛イオン、カドミウムイオン、銅イオン、銀イオン、コバルトイオン、鉄イオン、ユーロピウムイオンから選択されることが好ましく、パラジウムイオン、白金イオン、ニッケルイオン、亜鉛イオン、カドミウムイオン、銅イオン、銀イオン、コバルトイオンから選択されることがより好ましく、パラジウムイオン、白金イオン、ニッケルイオン、亜鉛イオン、カドミウムイオンから選択されることが特に好ましい。
本発明の実施形態の錯体は、種々の配座を有することができるが、直線形配座、三角形配座、平面四配座、三角錐配座、四面体形配座、八面体配座、T字形配座から選択される少なくとも1つの配座を有することが好ましく、直線形配座、平面四配座、四面体形配座、八面体配座から選択される少なくとも1つの配座を有することがより好ましく、平面四配座、四面体形配座、八面体配座から選択される少なくとも1つの配座を有することが特に好ましい。
本発明の実施形態の錯体として、例えば、式(3p=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物と亜鉛との錯体、式(3p=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物とパラジウムとの錯体、式(3p=4)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物とニッケルとの錯体等を例示できる。
錯体は、複数のイソピラゾール化合物のN原子と金属が配位結合で結合して、連なること、即ち、複数のイソピラゾール化合物が金属を介して連なって、いわば、巨大分子を形成し得る。そのような錯体として、例えば、下記式の錯体を例示できる。
Figure 0007334965000024
Figure 0007334965000025
Figure 0007334965000026
本発明が目的とする錯体を得ることができる限り、錯体の製造方法は特に制限されることはない。例えば、配位子交換反応等を含む製造方法を例示することができる。配位子交換反応を含む、製造方法を用いて錯体を製造することが好ましい。反応温度、反応濃度、反応時間等の反応条件は、目的とする錯体を得ることができる限り、適宜選択することができる。
本発明の実施形態の錯体は、種々の用途に使用することができる。
本発明は、錯体を含む材料であって、触媒、発光材料、吸蔵材料、分離材料、磁性材料、導電材料、半導体材料及びイオン輸送材料から選択される少なくとも1種の材料を提供することができる。
更に、本発明は、更に別の要旨において、下記(4q)の化学構造を含む、共役ポリイミン化合物(又は共役イソピラゾール化合物)を提供する。
Figure 0007334965000027
[式(4q)において、
及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく(例えば、-R-R-で示され、二つのカルボニル基の間の炭素と一緒に環状構造を形成してよく)、
そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
qは1以上]。
式(4q)の化学構造を含む、共役ポリイミン化合物(又は共役イソピラゾール化合物)において、
=R=メチル基の場合、q=4~6及び8以上であってよく、
とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、qは1以上であってよい。
上述のポリイミン化合物において、R及びRは、上述の式(3p)のRとRを参照することができる。
更に、式(4q)のqは、式(3p)のp-1と対応しえる。式(4q)のqについて、式(3p)でのpの記載を、q=p-1として参照することができる。
式(4q)の化学構造を含む共役ポリイミン化合物として、例えば、下記式(40q)の化合物を例示することができる。R、R及びqについて、上述の式(4q)での記載を参照することができる。
Figure 0007334965000028
式(4q)の化学構造を含む共役ポリイミン化合物は、共役ポリイミン化合物を得られる限り、いずれの製造方法を用いて製造してもよい。
上述した式(3p)の化学構造を含むイゾピラゾール化合物を酸化すること;を含む製造方法を用いて製造することができる。酸化は、目的とする共役ポリイミン化合物を得られる限り適宜選択することができるが、加熱、酸化剤を用いる酸化等の方法を用いることができる。
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的かつ詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の一態様にすぎず、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
<実施例1>
3,3-ジメチル-2,4-ペンタンジオン(11)のジシリル化物の合成
3,3-ジメチル-2,4-ペンタンジオン(11,R=R=Me)30g、トリエチルアミン124mL及びヨウ化ナトリウム105gをアセトニトリル200mLに加えて、懸濁液を得た。この懸濁液に、クロロトリメチルシラン89mLを滴下して加えた後、1晩室温で撹拌した。反応混合物に、ヘキサン150mL及び水50mLを加えて振とう後、水層と有機層を分離した。水層からヘキサン50mLを用いて3回抽出し、先ほどの有機層と合わせた後、有機層を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した。ロータリーエバポレーターを用いて、有機層を濃縮後、減圧蒸留によって6mmHg、80℃の留分として2,2,5,5,8,8-ヘキサメチル-4,6-ジメチレン-3,7-ジオキサ-2,8-ジシラノナン(12,R=R=Me)60gを収率94%で得た。
Figure 0007334965000029
式(1n=7,R =R =Me)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物の製造
2,2,5,5,8,8-ヘキサメチル-4,6-ジメチレン-3,7-ジオキサ-2,8-ジシラノナン(12,R=R=Me)10g、ジメチルスルホン20.7g及びジメチルスルホキシド1mLをフラスコに加え、100℃で2時間加熱撹拌して反応混合物を得た。混合物を室温まで放冷した後、混合物にジクロロメタン100mLを加え、セライトを用いてろ過することで固体を除いた。セライト上の固体をジクロロメタン120mLで洗浄した後、ろ液を合した。ろ液を、エバポレーターで濃縮して固体を得た。ジクロロメタン:メタノール=9:1の混合溶媒を展開溶媒としたシリカゲルカラムによって固体を精製したのち、減圧下(1Torr)で140℃に加熱してジメチルスルホンを留去することで、式(1n=7,R=R=Me)で示される化学構造を含む、3.6gのポリカルボニル化合物を得た(収率78%)。
Figure 0007334965000030
得られたポリカルボル化合物は、H-NMR、質量分析(MALDI-TOF)及び赤外分光法等によって、確認した。
H-NMRは、日本電子社製のECS-400(商品名)を用いて、298Kで、CDCl溶液中TMSを基準として測定した。その結果を以下に示す。
H-NMR(400MHz,CDCl,298K):δ 2.70-2.76, 2.15(s), 1.35-1.40.
そのH-NMRスペクトルを図2に示した。
nの値は、H-NMRスペクトルから計算して得た。H-NMRスペクトルの2.15ppm(末端の2つのメチル基と特定)のピークの積分値を6Hとする。2.70-2.76ppm(メチレン基)のピークの積分値をXと仮定して、次式を用いて計算した。nは、約7であった。
重合度n=1+X/4
<実施例2>
式(1n=4,R -R =-C 10 -)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物の製造
1,1′-(シクロヘキサン-1,1-ジイル)ビス(エタン-1-オン)(11,R-R=-C10-)10.9g、トリエチルアミン27.1mL及びヨウ化ナトリウム24.4gをアセトニトリル150mLに加えた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、((シクロヘキサン-1,1-ジイルビス(エタン-1,1-ジイル))ビス(オキシ))ビス(トリメチルシラン))(12,R-R=-C10-)18.9gを収率93%で得た。
Figure 0007334965000031
((シクロヘキサン-1,1-ジイルビス(エタン-1,1-ジイル))ビス(オキシ))ビス(トリメチルシラン))(12,R-R=-C10-)6.00g、ジメチルスルホン10.8g、ジメチルスルホキシド273μLおよび酸化銀5.34gをフラスコに加え、100℃で2時間加熱撹拌した以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、式(1n=4)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物(10n=ca.4,R-R=-C10-)3.00gを得た(収率52%)。
Figure 0007334965000032
H-NMR(400MHz,CDCl,298K):δ 2.52-2.82, 2.09-2.10, 2.07,1.93-1.97, 1.36-1.45.
そのH-NMRスペクトルから、nは約4であった。
<実施例3>
(2m=7,R =R =Me)で示される化学構造を含むポリフラン化合物の製造
ディーンスターク装置および還流管を装着したナス型フラスコに、実施例1に記載した方法と同様の方法を用いて製造した、式(1n=8,R=R=Me)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物500mg、p-トルエンスルホン酸一水和物266mg及びトルエン8mLを加えた。混合物を2時間加熱還流した。室温に冷却後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液55mLを加えトルエン55mLを用いて2回抽出した。有機層を合して、水90mLで1回洗浄した。有機層を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、濃縮して、油状生成物を得た。ヘキサン:酢酸エチル=9:1の混合溶媒を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて、油状生成物を精製することで、式(2m=7,R=R=Me)で示される化学構造を含むポリフラン化合物399mgを得た。
Figure 0007334965000033
2m=7,R=R=メチルのH-NMR (400MHz,CDCl,298K):δ 6.14, 5.78-6.07, 2.08,1.99, 1.91-1.92, 1.54-1.61, 1.40-1.43, 1.18.
<実施例4>式(3n=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の合成
3,3-ジメチルペンタン-2,4-ジオン(11)のモノシリル化物の合成
3,3-ジメチルペンタン-2,4-ジオン(11,R=R=Me)(100g、0.78mmol)とジクロロメタン(500mL)の溶液を、フラスコに加えて、氷水浴で約0℃に冷却した。トリメチルクロロシラン(119mL、0.94mmol)を溶液に加えた後、溶液の温度を約0℃に保ちながら、溶液に1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)(151mL、1.01mmol)を加えた。反応混合物を加熱して、1時間還流した。反応混合物を室温に冷却後、ヘキサン(250mL)を加えて、2相溶液を得た。上相(ヘキサン相)を分離後、ジクロロメタン相からヘキサン(200mL×3)を用いて生成物を抽出した。ヘキサン相を合し、ブライン(200mL)と水(200mL)で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を蒸留で除去し、10torrの圧力で減圧蒸留して、約73℃の留分として、3,3-ジメチル-4-(トリメチルシロキシ)-ペンタ-4-エン-2-オン(12-1,R=R=Me)(146g、0.73mol、93%)を得た。
Figure 0007334965000034
3,3-ジメチル-4-(トリメチルシロキシ)-ペンタ-4-エン-2-オン(12-1,R=R=Me)のスペクトルデータ等
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 298 K): δ 4.28 (d, J = 2.2 Hz, 1H, vinyl), 4.16 (d, J = 2.2 Hz, 1H, vinyl), 2.12 (s, 3H, acetyl), 1.21 (s, 6H, -C(CH3)2-), 0.20 (s, 9H, trimethylsilyl); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 210.9, 162.4, 88.4, 54.1, 25.0, 22.8, 0.0; IR (ATR, neat): 2972, 1717, 1622, 1286, 1253, 1169, 1119, 1013, 843, 759 cm-1; HR-ESI-TOF MS: m/z = 223.1128 (calcd. for C10H20O2SiNa, 223.1125 [M + Na]+); Elemental analysis (%): C, 59.57; H, 9.92; N 0.05. (calcd. for C10H20O2Si (%): C, 59.95; H, 10.06; N 0.00); Rf = 0.22 (eluent: hexane/ethyl acetate = 20:1).
3,3,8,8-テトラメチルデカン-2,4,7,9-テトラオン(10n=2,R =R =Me)の合成
3,3-ジメチル-4-(トリメチルシロキシ)-ペンタ-4-エン-2-オン(12-1,R=R=Me)(40.3g、201mmol)、ジメチルスルホン(56.7g、601mmol)、ジメチルスルホキシド(2.9mL、40mmol)及び酸化銀(I)(27.9g、120mmol)をフラスコに加えた。混合物を100℃で2時間撹拌した。反応混合物を室温に冷却後、ジクロロメタン(150mL)を用いて、セライトを介して反応混合物をろ過した。ろ液から溶媒を蒸留で除去して、茶色固体として、粗生成物を得た。粗生成物をジエチルエーテル(200mL)に溶かし、水(200mL)で洗浄した。水相からジエチルエーテル(150mL×3)で抽出し、ジエチルエーテル相を合し、水(200mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。無水硫酸ナトリウムを除去し、溶媒を蒸留で除去して、粗生成物を得た。粗生成物を、ヘキサン/酢酸エチル/ジクロロメタン=5:1:1を留出液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離し、得られた固体を、ヘキサン(25mL)で洗浄し、ろ過後、更にヘキサンで洗浄して、無色結晶として、3,3,8,8-テトラメチルデカン-2,4,7,9-テトラオン(10n=2,R=R=Me)(17.8g、収率70%)を得た。
Figure 0007334965000035
3,3,8,8-テトラメチルデカン-2,4,7,9-テトラオン(10n=2,R=R=Me)のスペクトルデータ等
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 298 K): δ 2.70 (s, 4H, ethylene), 2.16 (s, 6H, acetyl), 1.38 (s, 12H, -C(CH3)2-); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 208.3, 207.7, 62.1, 32.0, 26.2, 21.5; IR (ATR, neat): 1692, 1462, 1388, 1364, 1202, 1131, 1083, 1049, 1029, 996, 791, 617 cm-1; mp 75-78 ℃; HR-ESI-TOF MS: m/z = 277.1409 (calcd. for C14H22O4Na, 277.1410 [M + Na]+) ; Elemental analysis (%): C, 66.15; H, 8.80; N 0.04. (calcd. for C14H22O4 (%): C, 66.12; H, 8.72; N 0.00). Rf = 0.22 (eluent: hexane/ethyl acetate/dichloromethane = 5:1:1).
1,2-ビス(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エタン(10n=2,R =R =Me)の合成
3,3,8,8-テトラメチルデカン-2,4,7,9-テトラオン(10n=2,R=R=Me)(1.00g、3.93mmol)を、テトラヒドロフラン(25mL)に溶かした。その溶液に、ヒドラジン一水和物(458μL、11.8mmol)を加えた後、反応溶液を40℃で30分間攪拌した。室温に冷却後、溶媒をロータリーエバポレーターで除去して、白色結晶の粗生成物を得た。その結晶をクロロホルム(50mL)に溶解し、その溶液を水(50mL)で洗浄した。水相からクロロホルム(50mL×2)で抽出し、クロロホルム相を合し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒をロータリーエバポレーターで除去して白色結晶として、式(3p=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物(30p=2,R=R=Me)(861mg、3.50mmol、収率89%)を得た。
Figure 0007334965000036
1,2-ビス(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エタン(30p=2,R=R=Me)のスペクトルデータ等
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 298 K): δ 2.98 (s, 4H, ethylene), 2.15 (s, 6H, terminal methyl), 1.18 (s, 12H, dimethyl); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 181.9, 180.3, 60.0, 22.6, 20.4, 12.3; IR (ATR, neat): 2968, 2937, 2917, 2876, 1571, 1470, 1426, 1387 cm-1; mp 118-119 ℃; HR-ESI-TOF MS: observed m/z = 269.1740 (calcd. for C14H22N4Na, 269.1742 [M + Na]+); Elemental analysis (%): C, 68.32; H, 9.04; N, 22.62 (calcd. for C14H22N4 (%): C, 68.26; H, 9.00; N, 22.74); Rf = 0.39 (eluent: dichloromethane/methanol = 95:5).
<実施例5>式(3p=4)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の合成
3,3,8,8-テトラメチルデカン-2,4,7,9-テトラオン(10n=2,R =R =Me)のモノシリル化物(及びビスシリル化物)の合成
3,3,8,8-テトラメチルデカン-2,4,7,9-テトラオン(10n=2,R=R=Me)(10.01g、39.3mmol)、トリエチルアミン(8.77g、86.5mmol)、ヨウ化ナトリウム(11.82g、78.6mmol)及びアセトニトリル(40mL)をフラスコに加えて懸濁液を得た。懸濁液を氷/水浴で約0℃に冷却し、5分間攪拌した。トリメチルクロロシラン(10.0mL、78.6mmol)を、液温を約0℃に保ちながら、ゆっくり懸濁液に加えた。0℃で20分間更に攪拌後、水(50mL)を加えて反応を止めた。反応混合物からヘキサン(50mL)を用いて、生成物を抽出した。水相から更にヘキサン(100mL×3)を用いて抽出した。有機相を合し、水(100mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。無水硫酸ナトリウムをろかで除き、溶媒を蒸留で除いて粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(直径:4.0cm、高さ:14.0cm、移動相:酢酸エチル/ヘキサン=1/20)で分離して、モノ-シリル化生成物(14-1,R=R=Me)(5.45g、16.7mmol、収率42%)及びビス-シリル化生成物(14)(4.08g、10.2mmol、収率26%)を得た。
Figure 0007334965000037
3,3,8,8,-テトラメチル-9-(トリメチルシロキシ)デカ-9-エン-2,4,7-トリオン(14-1,R=R=Me)のスペクトルデータ等
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 323 K): δ 4.29 (d, J = 2.4 Hz, 1H, vinyl), 4.17 (d, J = 2.4 Hz, 1H,vinyl), 2.82-2.79 (t, 2H, methylene), 2.64-2.60 (t, 2H, methylene), 2.15 (s, 3H, acetyl), 1.37 (s, 6H, -C(CH3)2-), 1.23 (s, 6H, -C(CH3)2-), and 0.20 (s, 9H, trimethylsilyl); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 211.2, 208.7, 208.0, 162.1, 89.0, 62.3, 53.6, 32.4, 31.0, 26.4, 23.1, 21.7, 0.1; IR (ATR, neat): 2976, 2937, 1701, 1254, 1010, 844, 759 cm-1; HR-ESI-TOF MS: m/z = 349.1802 (calcd. for C17H30O4SiNa, 349.1806 [M + Na]+); Elemental analysis (%): C, 62.25; H 9.29; N 0.00 (calcd. for C17H30O4Si (%): C, 62.54; H, 9.26; N 0.00); Rf = 0.21 (eluent: hexane/ethyl acetate = 20:1).
3,3,8,8,-テトラメチル-2,9-ビス(トリメチルシロキシ)デカ-1,9-ジエン-4,7-ジオン(14,R=R=Me)のスペクトルデータ等
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 298 K): δ 4.30 (d, J = 2.0 Hz, 2H, vinyl), 4.17 (d, J = 2.0 Hz, 2H, vinyl), 2.75 (s, 4H, ethylene), 1.22 (s, 12H, -C(CH3)2-), 0.19 (s, 18H, trimethylsilyl); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 211.6, 162.3, 88.9, 53.7, 31.3, 23.1, 0.1; IR (ATR, neat): 2979, 2965, 1709, 1624, 1252, 1176, 1008, 841, 756, 736, 699 cm-1; HR-ESI-TOF MS: m/z = 421.2200 (calcd. for C20H38O4Si2Na, 421.2201 [M + Na]+); Elemental analysis (%): C, 60.22; H, 9.68; N 0.00 (calcd. for C20H38O4Si2 (%): C, 60.25; H, 9.61; N, 0.00); Rf = 0.37 (eluent: hexane/ethyl acetate = 20:1).
3,3,8,8,13,13,18,18-オクタメチル-イコサン-2,4,7,9,12,14,17,19-オクタノン(10n=4,R =R =Me)の合成
モノ-シリル化合物(14-1,R=R=Me)(1.88g、5.76mmol)、ジメチルスルホキシド(81.8μL、1.15mmol)、ジメチルスルホン(1.63g、17.3mmol)及び酸化銀(I)(0.82g、3.45mmol)をフラスコに入れた。混合物を100℃で2時間加熱した。室温に冷却後、ジメチルエーテル(200mL)を反応混合物に加え、不溶物をろ過で除去した。エーテル溶液を水(100mL×3)で洗浄した。水相を合して、ジエチルエーテル(100mL×3)で抽出して、有機相を合した。有機相をブライン(200mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を蒸留で除いて、粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(直径:3.0cm、高さ:15.0cm、移動相:酢酸エチル/ジクロロメタン/ヘキサン=1/4/4)で分離して、3,3,8,8,13,13,18,18-オクタメチル-イコサン-2,4,7,9,12,14,17,19-オクタノン(10n=4,R=R=Me)(685mg、1.35mmol、収率47%)を、白色結晶として得た。
Figure 0007334965000038
3,3,8,8,13,13,18,18-オクタメチル-イコサン-2,4,7,9,12,14,17,19-オクタノン(10n=4,R=R=Me)のスペクトルデータ等
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 298 K ): δ 2.73 (s, 4H, methylene at C10 and C11), 2.72 (broad t × 2, 8H, overlapping methylene protons at C5, C6, C15, and C16), 2.15 (s, 6H, acetyl), 1.40 (s, 12H, -C(CH3)2-), 1.37 (s, 12H, -C(CH3)2-); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 208.5, 208.3, 208.1, 207.7, 62.1, 61.7, 32.2, 26.3, 21.7, 21.5; IR (ATR, neat): 1692, 1396, 1347, 1130, 1062, 1035, 1009, 958, 784 cm-1; mp 91-94 ℃; HR-ESI-TOF MS: m/z = 529.2772 (calcd. for C28H42O8Na, 529.2772 [M + Na]+); Elemental analysis (%): C, 66.17; H, 8.36; N, 0.00 (calcd. for C28H42O8 (%): C, 66.38; H, 8.36; N, 0.00); Rf = 0.15 (eluent: dichloromethane/hexane/ethyl acetate = 4:4:1).
1,2-ビス(4,4-ジメチル-5-(2-(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エチル)-4H-3-ピラゾリル)エタン(30p=4、R =R =Me)の合成
3,3,8,8,13,13,18,18-オクタメチルイコサン-2,4,7,9,12,14,17,19-オクタオン(10n=4,R1=R2=CH3)200mgのテトラヒドロフラン溶液5mLに対してヒドラジン一水和物96μLを加え50℃で加熱撹拌した。室温に冷却後、ロータリーエバポレーターで溶媒を除き得られた固体にクロロホルム20mLを加えた。この溶液を水20mLで洗浄したのち、有機層を集めた。水層からクロロホルム20mLで2回抽出し、全ての有機層を合わせ、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した。溶媒をロータリーエバポレーターで除き得られた固体にジエチルエーテル1mLを加え、超音波洗浄機を用いて1分間固体を洗浄した。固体をろ取し、ジエチルエーテル4mLで洗浄し、1mmHgで3日間乾燥することで、式(3p=4)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物である1,2-ビス(4,4-ジメチル-5-(2-(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エチル)-4H-3-ピラゾリル)エタン(30p=4,R=R=Me)を0.5水和物として157mg、収率80%で得た。
Figure 0007334965000039
1,2-ビス(4,4-ジメチル-5-(2-(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エチル)-4H-3-ピラゾリル)エタン(30p=4,R=R=Me)のスペクトルデータ等
H-NMRの値 (400MHz, CDCl, 298K )
δ 2.97-2.99 (overrapping (t × 2) + s, 12H, ethylene), 2.15 (s, 6H, terminal methyl), 1.23 (s, 12H, dimethyl), 1.18 (s, 12H, dimethyl)
13C-NMRの値 (100MHz, CDCl, 298K)
δ 182.2, 181.8, 180.3, 60.3, 60.0, 22.6, 22.4, 22.4, 20.6, 20.4, 12.3
元素分析
測定値:C:67.28 H:8.51 N:22.10
計算値:C:67.30 H:8.67 N:22.42
2842・0.5(HO)
高分解能質量分析
測定値:491.3604
計算値:491.3605
[C2842+H]
<実施例6>
式(3p=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の亜鉛錯体の合成
1,2-ビス(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エタン(10n=2,R=R=Me)300mgのメタノール溶液1.5mLをテトラフルオロホウ酸亜鉛六水和物211mgのメタノール溶液4.6mLに加え、50℃で30分撹拌した。溶液を0℃に冷却し16時間静置することで無色の結晶が生成した。結晶をろ取し、メタノール3mLで洗浄したのち、0.1mmHgで3分間乾燥することで亜鉛錯体[Zn(C1422・(BF・(MeOH)・HO]を389mg、収率74%で得た。
Figure 0007334965000040
化合物(30p=2.R =R =Me)の亜鉛錯体の分析結果
元素分析
測定値:C:44.35 H:6.79 N:13.62
計算値:C:44.28 H:6.69 N:13.77
[Zn(C1422・(BF・(MeOH)・HO]
X線構造解析の値
[Zn(C1422・(BF・(MeOH)2.28・0.86O]
Figure 0007334965000041
<実施例7>
式(3p=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物のパラジウム錯体(配位子:金属イオン=3:2錯体)の合成
1,2-ビス(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エタン(30p=2,R=R=Me)10mg、テトラキスアセトニトリルパラジウムビステトラフルオロホウ酸塩8.8mgをアセトニトリル溶液700μLに溶かし、60℃で1時間撹拌したのち、室温に冷却し1日静置した。この溶液にジクロロメタンを気相拡散させることでパラジウム錯体の結晶を得た。
Figure 0007334965000042
化合物(30p=2,R =R =Me)のパラジウム錯体の分析結果
X線構造解析の値
[Pd2(C14223・(BF4
Figure 0007334965000043
<実施例8>
式(3p=4)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物のニッケル錯体の合成
1,2-ビス(4,4-ジメチル-5-(2-(4,4,5-トリメチル-4H-3-ピラゾリル)エチル)-4H-3-ピラゾリル)エタン・0.5水和物100mgのクロロホルム溶液2mLに硝酸ニッケル(II)6水和物119mgのエタノール溶液2mLを加え、室温で1時間撹拌した。この溶液を室温で1日静置することで紫色の結晶が生成した。結晶をろ取したのち、エタノール3mLで洗浄することで錯体の結晶を95.4mg、収率55%で得た。
Figure 0007334965000044
化合物(30p=4、R =R =Me)のニッケル錯体の分析結果
元素分析
測定値:C:38.72 H:5.42 N:17.71
計算値:C:38.47 H:5.77 N:17.63
[Ni(C2842・(OH)・(NO・(HO)]3(HO)
X線構造解析の値
[Ni(C2842・(OH)・(NO・(HO)
Figure 0007334965000045
<実施例9>式(3p=7)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の合成
実施例1に記載の方法に基づいて、(11、R=R=Me)のジシリル化合物(12、R=R=Me)を合成した。(12、R=R=Me)ジシリル化合物から、(1n=7、R=R=Me)で示される化学構造を含むポリカルボニル化合物を合成した。
式(3p=7)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の合成
上記ポリカルボニル化合物(10n=ca.7、R=R=Me)1.0gのTHF溶液25mLに対してヒドラジン一水和物480μLを加え50度で30分撹拌した。室温に放冷後、エバポレータで溶媒を除きクロロホルム100mLに溶かした後、水100mLで洗浄した。水層をクロロホルム100mLを用いて2回抽出した後、全ての有機層を合わせ無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒をエバポレーターで除くことで、式(3p=7)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物(30p=ca.7、R=R=Me1.3gを得た。
ポリイソピラゾール化合物(30p=ca.7、R=R=Me)の分析結果
H-NMRの値(400MHz,CDCl,298K)
δ 2.97, 2.15, 1.23, 1.18.
Figure 0007334965000046
<実施例10>
式(3p=2)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物の亜鉛錯体(包接溶媒変換)の合成
実施例6で得られた亜鉛錯体[Zn(C1422・(BF・(MeOH)・HO]180mgをジクロロメタン2mL中に加え、3日間静置した。固体をろ過し、ジクロロメタン3mLで洗浄し、漏斗上で1分間乾燥することで、溶媒が変換された亜鉛錯体[Zn(C1422・(BF・(CHCl・HO]を179mg得た。
H-NMR(400MHz, DMSO-d, 298K)
δ 5.70(s、 dicloromethane)、2.78(s、 12H, ethylene)、 2.01(s, 6H, terminal methyl)、 1.05(s, 12H, dimethyl)
得られたH-NMRスペクトルを図2に示す。
<実施例11>
式(3p=7)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物と酢酸パラジウム(II)の反応によるパラジウム錯体の合成(配位子交換反応)
実施例9で得られた式(3p=7,R=R=Me)で示される化学構造を含むイソピラゾール化合物20mgのクロロホルム1mL溶液を準備した。その溶液に、酢酸パラジウム(II)16mgのクロロホルム1mL溶液を加え、室温で3時間攪拌した。溶媒を除去した後、吸引濾過を行い、得られた固体を5mLの水で洗浄し、乾燥することで20mgの固体(実施例8のパラジウム錯体)を得た。
IRの値(ATR,neat):3357, 1559, 1465, 1369, 1324, 1049(cm-1
<実施例12>
イソピラゾール配位子を含むパラジウム錯体を触媒として用いるHeck反応
(ヨードベンゼン及びアクリル酸エチルからケイ皮酸エチルの合成)
実施例11で合成したポリイソピラゾール配位子を有するパラジウム錯体20mg、ヨードベンゼン111μL、アクリル酸エチル120μL、及びトリエチルアミン174μLを、N,N-ジメチルホルムアミド2mL及び水1mLの混合物中へ入れ、80℃で17時間攪拌した。水20mLを加え、ジエチルエーテル20mLを用いて3回抽出した。集めた有機層を水20mLで一回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、溶媒を除去することでケイ皮酸エチルを131mg、収率74%で得た。得られたケイ皮酸エチルは、H-NMRスペクトルによって同定した。
H-NMRの値(400MHz,CDCl,298K)
δ 7.69(d,J=16Hz,1H),7.54-7.51(m,2H),7.40-7.37(m,3H),6.44(d,J=16Hz,1H),4.27(q,J=7.2Hz,2H),1.34(t,J=6.8Hz,3H).
実施例12の結果は、本発明の実施形態の錯体は、触媒作用を有することを示す。
<実施例13>
長鎖ポリカルボニル化合物の合成
Figure 0007334965000047
(合成方法)
30 mLナスフラスコにビスエノールシリルエーテル(化合物14) 17.32 gとジメチルスルホキシド 721 mg、酸化銀(I) 6.05 g、ジメチルスルホン 12.33 gを加え油浴を用いて100 ℃で5時間加熱した。室温まで放冷後、ジクロロメタン300 mLを用いて生成物を溶解させ、固体成分はろ過した。生成物の含まれる溶液を飽和食塩水 200 mLで4回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した。この溶液を約3 cmのシリカゲルカラムに通し、さらに10%メタノールを含むジクロロメタン溶媒で生成物を抽出した。溶媒をロータリーエバポレーターで留去し、粗生成物 9.41 gを得た。粗生成物をメタノール 30 mLとジクロロメタン 40 mLの混合溶媒に溶解させ、そこに3 M塩酸 6 mLを加えて室温で20分攪拌した。飽和重曹水を用いて中和後、ジクロロメタン 100 mLで2回抽出操作を行い、有機層を更に飽和食塩水 200 mLで洗浄した。無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、長鎖ポリカルボニル化合物(10n) 5.41 gを得た。
図4は、生成物の1H NMRスペクトルを示す。分析結果を図中に示す。
図5は、生成物の高速液体クロマトグラフィーを示す。分析結果を図中に示す。
図6は、生成物のMALDI TOF MSチャートを示す。分析結果を図中に示す。
以上より、最低でもn=40 以上の多量体の生成が確認できる。
<実施例14>
共役ポリイミン化合物(共役イソピラゾール化合物)の合成
Figure 0007334965000048
(熱反応による合成)
20 mLナスフラスコ中で前駆体イミン化合物(イソピラゾール化合物(3p))のジグリム溶液(67 mM, 3 mL) を150℃で4時間攪拌した。溶液を空冷後、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去して得られた固体をジエチルエーテル5 mLで洗浄し、吸引ろ過することで共役化合物(共役イソピラゾール化合物)を収率13~27%で得た。
Figure 0007334965000049
(酸化剤による合成)
50 mLナスフラスコの中で 50 mgの前駆体イミン化合物(イソピラゾール化合物(3p))を1,4-ジオキサン 6.7 mLに溶解させ、p-クロラニル 73 mgを加えて室温で1.5時間攪拌した。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去してから、残渣を150 mLのジクロロメタンに溶解させ、5% NaOH水溶液 (50 mL)で3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、生成物(共役イソピラゾール化合物)35 mgを収率71%で得た。
1H-NMRスペクトルデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, 298 K): δ 7.41 (d, J = 17 Hz, 2H, vinylene), 7.32 (d, J = 17 Hz, 2H, vinylene), 2.25 (s, 6H, terminal methyl), 1.53 (s, 6H, dimethylmethylene), 1.36 (s, 12H, dimethylmethylene); 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 298 K): δ 182.6, 179.2, 177.4, 127.2, 125.0, 58.6, 57.4, 22.0, 21.1, 12.3; HR-ESI-TOF MS: observed m/z = 365.2446 (calcd. for C21H28N6, 365.2448 [M + H]+);
本発明の実施形態の反応方法は、より高い反応収率を与えることができ、そのような反応方法等を用いて、従来知られていない種々の繰り返し単位数のポリカルボニル化合物を製造することができる。特により大きな繰り返し単位数のポリカルボニル化合物をより容易に製造することができる。更に、そのようなポリカルボニル化合物は、例えば、架橋剤、熱硬化性樹脂及び有機半導体等として有用なポリフラン化合物に変換することができるので、極めて有用である。
更に本発明は、複数のイソピラゾール環を含む新規な鎖状化合物、及び複数のカルボニル基を含む鎖状化合物からの、複数のイソピラゾール環を含む鎖状化合物の製造方法を提供する。そのような鎖状化合物は、種々の金属イオンと錯体を形成することができる。更に、金属イオンは複数のそのような鎖状化合物との間で配位結合し得、従って、複数の鎖状分子間が金属を介して結合されて、巨大分子を形成し得る。
本発明は、そのような錯体を含む材料であって、触媒、発光材料、吸蔵材料、分離材料、磁性材料、導電材料、半導体材料及びイオン輸送材料から選択される少なくとも1種の材料を提供できる。
更にまた、複数のイソピラゾール環を含む共役イミン化合物(共役イソピラゾール化合物)及びその製造方法を提供する。
関連出願
尚、本出願は、2018年2月2日に日本国でされた出願番号2018-17419及び2018年2月2日に日本国でされた出願番号2018-17420に基づく、パリ条約第4条に基づく優先権を主張する。これらの基礎出願の内容は、参照することによって、本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

  1. 下記式(1n)で示される化学構造を含む、ポリカルボニル化合物。
    Figure 0007334965000050
    [式(1n)において、
    及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
    そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく、
    そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
    =R=メチル基の場合、n=5~7及び9以上であり、
    とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、nは2以上]。
  2. 1100~10000の数平均分子量を有する、請求項1に記載のポリカルボニル化合物。
  3. エノラートの合成等価体(シントン)を1価の銀と非プロトン性高極性媒体中で反応させることを含む、請求項1又は2に記載のポリカルボニル化合物の製造方法であって、
    非プロトン性高極性媒体は、5%(モル分率)以上のジメチルスルホンを含み、
    30℃以上の温度で反応させることを含む、ポリカルボニル化合物の製造方法。
  4. 請求項1に記載のポリカルボニル化合物に、酸を作用させることを含む、
    下記式(2m)で示される化学構造を含み、m=n-1であるポリフラン化合物の製造方法。
    Figure 0007334965000051
    [式(2m)において、
    及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
    そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく、
    そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
    =R=メチル基の場合、m=4~6及び8以上であり、
    とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、mは1以上]。
  5. 請求項1に記載のポリカルボニル化合物をヒドラジン化合物と反応させることを含む、下記式(3p)の化学構造を有するイソピラゾール化合物の製造方法。
    Figure 0007334965000052
    [式(3p)において、
    及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
    そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく、
    そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
    =R=メチル基の場合、p=5~7及び9以上であり、
    とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、pは2以上]。
  6. イソピラゾール化合物の数平均分子量が、100,000以下である、請求項5に記載の製造方法。
  7. 請求項1に記載のポリカルボニル化合物をヒドラジン化合物と反応させて、請求項5に記載の上記式(3p)の化学構造を有するイソピラゾール化合物を得ること
    前記イソピラゾール化合物を酸化することを含む、
    下記式(4q)の化学構造を有する共役ポリイミン化合物の製造方法。
    Figure 0007334965000053
    [式(4q)において、
    及びRは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基からなる群から選択され、又は
    そのRとRは結合して、二価の基を形成してよく、
    そのR、R、及びRとRが結合して形成される二価の基は、各々、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アザアルキル基、アザアリール基、チオアルキル基、チオアリール基及びハロゲノ基から選択される少なくとも1種の置換基を有してよく、
    =R=メチル基の場合、q=4~6及び8以上であり、
    とRの少なくとも片方がメチル基以外の基である場合、及びRとRが結合して形成される二価の基である場合、qは1以上]。
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