JPH0327366A - 単官能化された環式テトラミンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｃｅｎｔｒｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　ｄｅ　ｌ
ａ　ＲｅｃｈｅｒｃｈｅＳｃｉｅｎｔｉｆｉｑｕｅと協
働してＵｎｉｖｅｒｓｉｔＱ　ｄｅ　Ｂｒｅｔａ−ｇｎ
ｅ　Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｅの分子化学、電気化学およ
び光化学研究所において成されたものであって、単官能
化環式テトラミン製造法に関するものである。

テトラアザマクロ環分子は、遷移金属（マンガン族から
亜鉛族まで、および鉛などを含む）のイオンと極度に安
定な錯化合物を形戒する特性を有するマクロ環式配位子
である。これに反して、これらの分子はアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属とは結合せず、またはほとんど結
合しない。

（Ｉｌｏｓｔ　　Ｇｕｅｓｔ　　Ｃｏｍｐｌｅｘ　　Ｃ
ｈｅｍｉｓｔ．ｒｙ　　Ｉ，ＩＩ，ＩＩ丁，　　Ｆ．Ｖ
ＯＧＴＬＥ　ｅｊ　ＷＥＢＥＲ編集、ＳＰＲＴＮＧＥＲ
　出版、　１９８０，１９８１，１９８４およびＣｏｒ
ｄｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｍａｃ
ｒｏｃｙｄｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，　　Ａ−ＭＥＬ
ＳＯＮ編集、ＰＬＥＮＬＩＭ出版、ｌ９７９　　参照）
。

電気化学（変性電極）、触媒作用、不安定酸化度の安定
化、または核医学など種々の分野において、多数の用途
が文献に記載されている。これらの各用途はテトラミン
配位子の特異的変性を必要とし、従ってその合或法の再
検討を必要としている。

同様に希少金属または貴金属（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ
，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓなど）であれ卑金属（Ｚｎ，Ｃｄ，
Ｈｇ，Ｐｂなど）で野においても、この種の分子の特性
を活かすためには、それぞれ用途について、その４１Ｉ
ｍの特異的変性が必要である。すなわち、水相から有機
相にイオンを抽出するために環式テトラミンを使用しよ
うとする場合、有機溶媒中での錯化合物の溶解度を増進
する親油性基をこの環式テトラミンに付加する必要があ
る。同様にキレート化イオン交換樹脂を製造するために
は、重合体上にマクロ環を固定する必要がある。

ＥＰ−Ａ−０．２８７，４３８はこの分野の技術水準を
最も詳細に説明している。この先行特許に記載の車官能
化法は、シクラムとして公知の誘導体およびシクラムお
よびその他の対称または非対称テトラアザシクロアルカ
ンの新規誘導体の製造を可能とした。

［発明の目的および効果コ 本発明の目的は、より容易な経済的な条件で製造する事
ができまた工業生産可能な前記の型の新規な単官能化法
を改良するにある。

本発明の目的を威す新規な方法は、環の３または４窒素
原子を環中の単一原子または原子グループと共有結合さ
せる事によってブロックするにある。

さらに詳しくは、本発明の目的は下記式工の車官能化テ
トラミンの製造法において、 （ここに、 ｍ＝＝ｎ＝＝ｐ＝＝ｑ＝２，　　またはｍ　＝＝　ｎ　
＝＝　２　；　ｐ　＝　ｑ　＝　３ｙ　　またはｍ＝　
２；　ｎ　＝　ｐ　＝　ｑ　＝　３，　　またはｎ＝＝
２；　ｍ＝＝ｐ＝ｑ＝３ｙ　　またはｍ　＝＝　ｎ　＝
　ｐ　＝＝　ｑ　＝　３　，　　またはｍ＝＝ｎ＝３；
　ｐ＝＝ｑ：＝４，およびＲは特に重合性の飽和または
不飽和有機基とり下記式ＩＩの３部位保護されたテトラ
アザシクロアルカン化合物を製造する段階と、 に形成される共有結合を示すものとり 式ＩＩの３部位保護されたテトラアザシクロアルカン化
合物を下記式ＩＩＩの有機化合物と反応させ、Ｒ　　−
　　Ｘ　　　　　（ＩＩＩ） を示し、フ下記式■■の３部位保護され単官能化された
テトラアザシクロアルカン化合物を得る段階と，−Ｘと
ｙは相互に独立に工またはゼロを示し，−４窒素原子の
少なくとも３が共有結合によって環中単一原子または原
子グループと結合され，一点線は場合によって＠４窒素
原子とＡとの間式ＩＶの化合物を保護解除して式Ｉの対
応の化合物を得る段階とを含む方法にある。

前記の式ＩＩとＩＶにおいて、符号Ａは特にホウ素原子
、または金属一カルボニル基Ｍ（ＣＯ），を示し、ここ
にＭはＣｒ，κ０およびＶから選定され、またはＰ（０
）またはＰ＋を示す．ＡがＰ＋基を示す場合、式ＩＩの
点線はＰ＋と第４窒素原子との間に形威された共有結合
を示す． 下記において、シクラムの単官能化に関する反応図式を
使用して本発明の方法の第１実施態様を説明する． ブロックを生じる。

実』虻態』（丘 テトラアザシクロアルカンの単官能化を包括的に実施す
る方法は，′Ｍ６族の金属カルボニルがアミンと反応し
て、１，次いで２、次いで３のリガンドＣ−０の置換に
よって窒素化合物を形成する特性を利用するにある。

本発明によるこの単官能化法は非常に選択的である．単
官能化された化合物のみが得られる。従ってこの方法は
追加的精製段階を必要としない。

さらに保護段階と保護解除段階は定量的で化学量論的で
ある。

圧広凶ス ａ＞Ｕ テトラアザシクロアルカンと第６族金属カルボニルとの
反応によって、４窒素原子の３個の自由な状態のｆｆ４
窒素原子に対するアルキルハロゲン化物によるアルキル
化反応は、ｓＮ２の従来条件で高収率をもって生じる。

Ｃ）保１１Ｌ除 保護基Ｃｒ（Ｇｏ）ｉの除去は単に酸性Ｐｌ＋の空気酸
化によって実施される。

同様に、式ＩＩのフォスフォ口トリアミドは，シクラム
を塩基の存在においてＰＯＣ１３に対して反応させる事
によって、すぐれた条件で製造する事ができる。

本発明の方法の第２実施態様をシクラムの単官能化反応
図式によって下記に示す． 実１Ｌ態』Ｌ旦 この実施態様もシクラムの４窒素原子のうち３窒素原子
の環中ブロッキングによって実施される．式ＩＩの３保
護中間生戒物は、例えばＪ．Ｅ．ＲＩＣＨＭＡＮおよび
　Ｊ．Ｊ．　ＫＵＢＡＬＥ　，　Ｊ．＾ｍ．ｃｈｅｍ．
ｓｏｃ．１９８３，１０５，７４９に記載のように下記
の図式によって得られるフォスフォロトリアミドである
． しかし本発明によれば、この中間生成物は下記の反応図
式によってすぐれた収率で得られ、この反応図式は前記
の操作モードの顕著な改良である。

亀−　ＵＨａ） この中間生成物ｌはＪ．Ｅ．　ＲＩＣＩＩＭＡＮおよび
Ｔ．Ｊ．ＡＴＫＩＮＳ　（Ｔｅｊ．Ｌｅｔｔ．１９７８
，Ｊ，５１４９）によって研究され、その特性も知られ
、この場合、特に多少ともずれた２平衡形状がある。こ
の中間生成物ｌは有機溶媒（例えばトルエン）中におい
て単に加熱する事によって容易に得られる。乾燥窒素流
のもとに操作すれば、形成されたジメチルアミンが同伴
され、反応は数時間で終了する。反応の進行は、小量の
着色指示薬を含有する化学量論的量の酸の中へのアミン
の脱出によって追跡する事ができる。

指示薬の変色に際して、反応が終了する．中間生或物ｌ
は過剰量のＣＣ１４によって処理される．この場合、中
間生成物２が定量的に形成される． 操作全体は定量的である．ｐ（ｏ）によって３部位保護
されたマクロ環を有機溶媒（ジクロロメタン）によって
抽出し，つぎにそのままモノアルキル化段階で利用する
．このモノアルキル化段階はＤＭＦ中で、塩基、特に炭
酸ナトリウムまたはカリウムの存在において実施される
．保護解除は３ＨのＩＩｃＩによって実施される． 中間生戊物フォスフォロトリアξドのアルキル化は、Ｓ
Ｎ２反応の゛従来条件で非常に容易に実施される．保護
基からのテトラミンの開放は酸性媒質中この中間生成物
２の加水分解は希釈苛性ソーダによって実施される。

また、アルコール感応基が他の不飽和炭素に結合した炭
素によって担持されている場合、この活性アルコール、
例えばベンジルアルコールが直接に中間生成物２と反応
する事ができる．きる。

この段階の収率も定量的であって、実施態様Ｂの興味あ
る変形を威す。

実』Ｌ態ＩＬｑ 本発明による方法の第３実施態様は、環中ホウ素原子に
よって３部位保護された式ＴＩの中間生戒物を製造する
にある。

この中間生成物は種々の手法で得られる。例えばトリス
ージメチルアミノーボランによるトランスアミノ化によ
ってこの中間生成物を得る事がで◆：ｌＨ−Ｎ（Ｃ）＋
３１２ この反応は有機溶媒、例えばトルエン中で実施され、こ
の場合もアミンの脱出によって反応を追跡する事ができ
る。

一般的操作手法として、溶媒を蒸発させ、極性溶媒、例
えばＴＦＩＦによって残留物を処理し、当量のｎ−ブチ
ルーリチウムを添加する。このように形成されたアニオ
ンはすぐれた条件でアルキル化される。保護解除は、単
に水性媒質中において加水分解によって実施される。

Ｈ Ｒ この実施態様の主要な利点は、非常に穏和な条件で非常
に急速に実施される保護解除段階にある，Ｈ２０で十分
であるが，テトラアザマクロ環の抽出を容易にするため
に塩基性媒質を使用する。

またトリスージメチルアミノーボランの代わりに、オル
トほう酸メチルＢ（ＯＣＨ：５）３またはイソプロビル
を使用する事ができる。

要約すれば、これらの各方法はその固有の応用分野を有
するが、すべての場合において余分の配位子を必要とし
ない化学量論的方法である。下記の実施例の示すように
、３部位保護は非常に有効であって、自由状態の窒素原
子は第２アミンの通常のアルキル化反応において結合さ
れる。実施態様Ｃは非常に独創的であって、永い酸性加
水分解に抵抗しない官能基を導入する事ができる。従っ
て単量体誘導体、シクラム−Ｃｌ｛２−Ｃ６１１４−Ｃ
Ｉ”ＣＨｚがこの方法だけで高い収率をもって得られる
ゆ　またこの方法の迅速性も強調しなければならない６
　この方法は、数時間で完全モノＮ−アルキル化を生じ
る事ができる。すべての場合に、生或物は満足な品質を
有し、事後のＶｔ製段階を必要としない。

本発明の方法を下記の実施例について説明する。

実１ｌ赴−」一 これらすべての操作は空気の不存在において、窒素ガス
のもとに実施される。

＊シクラムのトリカルボニルクロム錯体の調製脱空気さ
れた乾燥ジブチルエーテル５０ｍｌの中にｌｇのシクラ
ム（５ｍｍｏｌ）と１　．　３８ｇのヘキサカルボニル
クロム（６ｍｍｏｌ）とを加える。混合物を溶媒還流温
度で２−３時間加熱する。シクラムＣｒ（Ｃｏｂ錯体が
沈澱する。常温まで冷却後に、窒素下渡過によって溶媒
を除去し、固体をジエチルエーテルで洗浄し、真空中、
４０℃で乾燥する。このようにして余分のＣｒ（ＣＯ）
６を除去する。

宰アルキル化と保護解除 脱空気された５ｍｌの乾燥ＤＭＦの中に、０．２７８ｇ
のシクラムＣｒ（Ｃｏ）３（０．８ｍｍｏｌ）と、９６
μ９の臭化ベンジル（０．８ｍｍｏｌ）と、過剰分の炭
酸ナトリウムとを加える。混合物を１００℃で２時間加
熱し、つぎに常温まで冷却する。つぎに溶媒を真空蒸発
させ、こ？残留物を２０ｍ１の６Ｎ　｝ＩＣＩの中にと
り．つぎに空気中で酸化する。混合物は緑色になる。つ
ぎに苛性カリ粒子を添加してｐＨ１４まで塩基化し、つ
ぎに２Ｘ　２５ｍｌのＣｌｌ■Ｃ１■によって抽出する
。有機相の乾燥後に、溶媒を蒸発させる。油状残留物を
５ｍｌのＩＯ％硫酸エタノールの中に入れ、沈澱物を濾
過し、５ｍｌの水中に入れ、再び塩基化して０．１７８
ｇの純粋（６２％）Ｎ−ペンジルシクラムを生じる。

４Ｍ苛性ソーダによる加水分解とジクロロメタン抽出に
よって、シクラムＰ（０）　（Ｒ＞９８％）錯体を定量
的に回収する事ができる。

乙劇わｕしと欠護邂見 前記化合物を含有する３０ｍｌの乾燥ＤＭＦの中に３０
０ｍｇの炭酸ナトリウムを添加する。混合物を１００℃
に保持し、１３０μＱ　　（　１　ｍｍｏｌ）の臭化ベ
ンジルを添加一の結果が得られた。

４０ｍｌのトルエンの中に，　　２００ｍＨのシクラム
（１ｍｍｏｌ）を加え、つぎに１　ｍｍｏｌのトリス（
ジメチルアミノ）一フォスフィンを加える。混合物を１
００℃に加熱する。この温度を３　ｍｍｏｌのジメチル
アミンの離脱まで保持する。冷却後に，ゆっくりとｌｍ
ｌの乾燥ＣＣ１４を添加する。中間生戊物２が沈澱する
。

て溶液を塩基性に戊し、水溶液をジクロ口メタンによっ
て多数回抽出する。有機相を乾燥し、溶媒を蒸留によっ
て除去する。このようにしてＮ−ペンジルシクラムを９
５％の収率で得る。

実１ト泗一−１ 操作は空気の不存在において，窒素ガス′のもとに保謹
解除段階まで実施される。

糺血査急曵遺皇 ４０ｍｌのトルエンの中に２００ｍｇのシクラム（ｌｍ
ｎｏｌ）を添加し、つぎに１９０μＱのトリス（ジメチ
ルアミノ）ボランを添加する。混合物を１００℃に加熱
する。

この温度を、３　ｍｍｏｌのジメチルアミンの離脱まで
保持する。

またはトシル化アルキル， キルから選定される。

アリールまたはアラル 錯化合物の溶解後に、混合物を−３０℃まで冷却し、つ
ぎに当量のｎ−ブチルーリチウムを添加する。

混合物を撹拌しながらｌ５分間、−３０℃に保持する。

１３０μＱの臭化ベンジル（　１　ｍｍｏｌ）の添加後
に、常温に復帰させる．撹拌を約２時間継続する。

数滴の水を添加して錯化合物を分解する。

真空下蒸留によってＴＨＦを除去する。残留物を３０％
苛性ソーダによって処理し、つぎに２回、２５ｍｌのＣ
Ｈ２Ｃｌ２によって抽出する。有機相の乾燥後に、溶媒
を蒸発させる。モノアルキル化された化合物は黄色油状
を威す（収率＝９５％）。

前記の実施例１〜３に記載された各実施態様を利用して
下記の化合物を得る事ができる。使用されるハロゲン化
物は塩化物、臭化物、ヨウ化物、ここに， Ｒ”　　ＣＨｚ−■ Ｒ　＝　　Ｃ　Ｈ　２　　Ｃ　Ｈ　＝　Ｃ　Ｈ　２Ｒ　
＝　ｎ　Ｃ　１　２Ｈ　２ｓ Ｒ＝−ＣＨ３ Ｒ＝　　　（ＣＨ２）！−■ Ｒ　”　Ｃ　Ｈ　２−フエロセン Ｒ：Ｃ１ｌｚ−Ｃ６１ｌ４−ＣＩＩ＝ＣＩＩｚ　（メタ
＋パラ異性体）下記の表１は得られた結果の集計である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記式 I の単官能化されたテトラミンの製造法に
   おいて、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ここに、 ｍ＝ｎ＝ｐ＝ｑ＝２、または ｍ＝ｎ＝２；ｐ＝ｑ＝３、または ｍ＝２；ｎ＝ｐ＝ｑ＝３、または ｎ＝２；ｍ＝ｐ＝ｑ＝３、または ｍ＝ｎ＝ｐ＝ｑ＝３、または ｍ＝ｎ＝３；ｐ＝ｑ＝４、および Ｒは特に重合性の飽和または不飽和有機基とし、）下記
   式 I I の３部位保護されたテトラアザシクロアルカン
   化合物を製造する段階と、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ここに、 −ｘとｙは相互に独立に１またはゼロを示し、−４窒素
   原子の少なくとも３が共有結合によって環中の単一原子
   または原子グループと結合され、一点線は場合によって
   第４窒素原子とＡとの間に形成される共有結合を示すも
   のとし、） 式 I I の３部位保護されたテトラアザシクロアルカン
   化合物を下記式 I I I の有機化合物と反応させ、Ｒ
   −Ｘ（ I I I ） （ここに、Ｒは式 I について述べた意味を有し、また
   Ｘは遠核基、特にハロゲンまたはトシレート基を示し、
   ）下記式 I Ｖの３部位保護され単官能化されたテトラ
   アザシクロアルカン化合物を得る段階と、▲数式、化学
   式、表等があります▼ 式 I Ｖの化合物を保護解除して式 I の対応の化合物を
   得る段階とを含む方法。 ２、前記の式 I I と I Ｖにおいて、記号Ａは−ホウ
   素原子、 −金属カルボニル基Ｍ（ＣＯ）＿３、ここにＭはＣｒ、
   ＭｏおよびＷから選定され、または −Ｐ（Ｏ）基またはＰ（＋）基を意味する事を特徴とす
   る請求項１に記載の方法。 ３、ＡがＣｒ（ＣＯ）＿３を示す式 I I の化合物を調
   製し、単官能化の後に、クロムトリカルボニル錯体を酸
   性ｐＨで空気酸化する事によって保護解除する事を特徴
   とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。 ４、ＡがＣｒ（ＣＯ）＿３を示す式 I I の化合物は式
   I の対応のテトラアザシクロアルカン化合物とヘキサ
   カルボニルクロムとの反応によって得られる事を特徴と
   する請求項３に記載の方法。 ５、ＡがＰ（Ｏ）を示す式 I I の化合物を調製し、単
   官能化後に、フォスフォロトリアミド化合物を酸性媒質
   中において保護解除する事を特徴とする請求項１または
   ２のいずれかに記載の方法。 ６、ＡがＰ（Ｏ）を示す式 I I の化合物は、式 I の
   対応のテトラアザシクロアルカン化合物とＰ［Ｎ（ＣＨ
   ＿３）＿２］＿３との反応と、得られた中間生成物のＣ
   Ｃｌ＿４による処理と、塩基性加水分解とによつて得ら
   れる事を特徴とする請求項５に記載の方法。７、Ａが４
   窒素原子のそれぞれに共有結合によつて結合したＰ（＋
   ）基を示す式 I I の化合物を調製し、単官能化後に、
   フォスフォロトリアミド化合物を酸性媒質中において保
   護解除する事を特徴とする請求項１または２のいずれか
   に記載の方法。 ８、Ａが４窒素原子のそれぞれに共有結合によつて結合
   したＰ（＋）基を示す式 I I の化合物は、式 I の対
   応のテトラアザシクロアルカン化合物とＰ［Ｎ（ＣＨ＿
   ３）＿２］＿３との反応と、得られた中間生成物のＣＣ
   ｌ＿４による処理とによつて得られる事を特徴とする請
   求項７に記載の方法。 ９、Ａがホウ素原子を示す式 I I の化合物を調製し、
   単官能化後に、ホウ化トリアミン化合物を単なる加水分
   解によって保護解除する事を特徴とする請求項１または
   ２のいずれかに記載の方法。 １０、Ａがホウ素原子を示す式 I I の化合物は、式
   I の対応のテトラアザシクロアルカン化合物と、トリス
   −ジメチルアミノ−ボランＢ［Ｎ（ＣＨ＿３）＿２］＿
   ３またはオルトほう酸メチルＢ（ＯＣＨ＿３）＿３との
   反応によつて得られる事を特徴とする請求項９に記載の
   方法。 １１、式 I I I の化合物は、式 I のニマクロ環化合
   物の形成に導く有機ジハロゲン化物である事を特徴とす
   る請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。 １２、式IIIの有機化合物は１、４−、１、２又は１、
   ３−ジ（ブロモメチル）−ベンゼンである事を特徴とす
   る請求項１１に記載の方法。 １３、合成中間生成物としての、請求項１乃至１０のい
   ずれかに記載の式 I I の３部位保護テトラアザシクロ
   アルカン化合物。