JPH06102644B2 - 多配位座型アミノトロポンイミン誘導体およびその製造法 - Google Patents

多配位座型アミノトロポンイミン誘導体およびその製造法

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JPH06102644B2
JPH06102644B2 JP26044291A JP26044291A JPH06102644B2 JP H06102644 B2 JPH06102644 B2 JP H06102644B2 JP 26044291 A JP26044291 A JP 26044291A JP 26044291 A JP26044291 A JP 26044291A JP H06102644 B2 JPH06102644 B2 JP H06102644B2
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aminotroponimine
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君男 新藤
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  • Nitrogen- Or Sulfur-Containing Heterocyclic Ring Compounds With Rings Of Six Or More Members (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属キレート剤として
有用な多配位座型アミノトロポンイミン誘導体およびそ
の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属キレート剤は、海水からのウラン等
有用金属の回収などに必要であり、これまでの多くの化
合物が開発されてきた。しかしながら、従来提供されて
いる金属キレート剤の金属イオンに対する選択性は未だ
充分でなく、より金属選択効率の高い化合物の開発が求
められていた。
【0003】本発明者の1人である野副らは、先に新し
いタイプのキレート剤として次の式(V)
【化13】 (式中、Bは酸素原子またはイオウ原子を示す)で表さ
れる多配位座アミノトロポンイミン誘導体を見いだし、
報告した(ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカ
ル・ソサエティ(Journal ofthe Ame
ricanChemical Society),10
,2071(1983);インオーガニック・ケミス
トリー(Inorganic Chemistry),
25,3400(1986);特開昭58−12128
5号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記化合物
(V)は、その収率が低く、精製が煩雑なうえ、高稀釈
条件が必要であるという製造上の問題があり、実用性が
乏しいとされていた。従って、多座配位アミノトロポン
イミン誘導体については、これらの問題点の解決が求め
られていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる状況下において、
本発明者らは、より高いイオン選択性、殊に例えば、コ
バルト、クロム、鉄などの6配位座錯体を作りやすい金
属と高選択に結合するキレート剤を開発すべく鋭意研究
を重ねた。また、多配位座型アミノトロポンイミン誘導
体について、その製造法もあわせ研究を行なった。そし
てその結果、下記式で表される多配位座型アミノトロポ
ンイミン誘導体が上記目的を満足する優れたキレート剤
であることを見出した。また、多配位座型アミノトロポ
ンイミン誘導体のより効率的な製造法も併せて見出し
た。
【0006】本発明は、これらの知見に基づき完成され
たものであり、その第一の目的は、次の一般式(I)、
【化14】 [式中、Aは次のいずれかの基
【化15】 (ここで、Rは水素原子もしくは低級アルキル基を示
し、lは2〜6の数を、nは1〜2の数を示す)を示
し、mは1〜3の数を示し、lは前記した意味を有す
る。 ただし、nが1のとき、mは1でないものとす
る]で表される環状多配位座型アミノトロポンイミン誘
導体を提供することである。
【0007】また、本発明の他の目的は、次の一般式
(II)
【化16】 [式中、Aは次のいずれかの基
【化17】 (ここで、Rは水素原子もしくは低級アルキル基を示
し、lは2〜6の数を、nは1〜2の数を示す)を示
し、mは1〜3の数を示し、lは前記した意味を有す
る]で表される多配位座型アミノトロポンイミン誘導体
を提供することである。更に本発明の他の目的は、上記
式(I)または(II)で表される化合物を含む多配位座
型アミノトロポンイミン誘導体の製造法を提供すること
である。
【0008】本発明化合物のうち、式(I)で表される
環状多配位座型アミノトロポンイミン誘導体は、例えば
下式に従い、活性トロポノイドおよび2−アミノフェノ
ールから導かれるシクロへプタ[b][1,4]ベンゾ
オキサジン(III)と、これに対しほぼ当量のα,ω−ジ
アミン類(IV)とを無水アルコール等の溶媒中で反応さ
せることにより調製される。
【0009】
【化18】 (式中、Yはハロゲン原子、トシル基、メシル基等の脱
離基を示し、A、R、l、mおよびnは前記した意味を
有する)
【0010】上記反応は、例えば、ブルチン・オブ・ザ
・ケミカル・ソサエティ・オブ・ジヤパン(Bulle
tin of the Chemical Socie
tyof Japan),51,2185(1978)
の方法に従って、実施することができる。すなわち、活
性トロポノイド(VI)(Y=Cl,OTs)と2−ア
ミノフェノール(VII)から、シクロヘプタ[b]
[1,4]ベンゾオキサジン(III)を得、これと等
モル、もしくは僅かに過剰のα,ω−ジアミン類(I
V)を無水メタノール等の溶媒に溶解し、封管中もしく
は開放系により、室温〜120℃の温度で5〜48時間
反応させることにより、目的とする環状多配位座型アミ
ノトロポンイミン誘導体(I)を30〜95%の高収率
で得ることができる。
【0011】出発原料であるα,ω−ジアミン類(IV)
は、公知であるか公知方法にしたがって容易に調製する
ことのできる化合物であり、その例としては、3,3'−
ジアミノジプロピルアミン、3,3'−ジアミノ−N−メ
チルジプロピルアミン、1,2−ジ−O−ビス(2−ア
ミノエチル)エチレンジオール、シスタミン、ビス(3
−アミノプロピル)エーテル等が挙げられる。
【0012】一方、本発明化合物のうち、式(II)で表
される多配位座型アミノトロポンイミン誘導体は、例え
ば下式に従い、シクロへプタ[b][1,4]ベンゾオ
キサジン(III)と、これに対し大過剰のα,ω−ジアミ
ン類(IV)とを無水アルコール等の溶媒中で反応させる
ことにより調製される。
【0013】
【化19】 (式中、A、R、l、mおよびnは前記した意味を有す
る)
【0014】この反応も前記の文献に記載した方法にし
たがって実施することができる。すなわち、シクロへプ
タ[b][1,4]ベンゾオキサジン(III)と大過剰の
α,ω−ジアミン類(IV)を、無水メタノール等の溶媒
に溶解し、封管中、もしくは開放系により、室温〜12
0℃の温度で5〜48時間反応させることにより、目的
とする多配位座型アミノトロポンイミン誘導体(II)を
40〜85%の高収率で得ることができる。
【0015】以上の様にして得られる多配位座型アミノ
トロポンイミン誘導体(I)および(II)は、そのまま
濾過するか、あるいは真空乾燥するのみで、十分な純度
のものが得られ、特に精製は必要としないので、本発明
は多配位座型アミノトロポンイミン誘導体の非常に簡便
な製造法である。
【0016】
【発明の効果】本発明の多配位座型アミノトロポンイミ
ン誘導体(I)および(II)は、クロム(6価)等の6
価金属イオンを選択的に捕捉することができ、キレート
剤として優れたものである。また、本発明の製造によれ
ば、多配位座型アミノトロポンイミン誘導体(I)およ
び(II)が従来法に比べて、極めて簡便かつ高収率に製
造される。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例および参考例を以て、
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例になんら制約
されるものではない。
【0018】実 施 例 1 6,7,8,9,11,12,13,20,21,22,23,2
5,26,27−テトラデカヒドロジシクロヘプタ[b,
m][1,4,8,12,15,19]ヘキサアザシクロオ
クタイコセン(式(I)でA=−(CH2)3-NH−、l=
3、m=1の化合物)の合成:シクロへプタ[b]
[1,4]ベンゾオキサジン(III)200mg(1.0
3mmol)と3,3'−ジアミノジプロピルアミン(I
V)161mg(1.23mmol)を2mlの無水メタ
ノールに溶解し、封管中、80℃で20時間加熱還流し
た。 これを放冷後、生成した沈澱を吸引濾過し、メタ
ノール洗浄後、真空乾燥することにより118mg
(0.27mmol)の目的物を得た。
【0019】 収 率: 53%。 形 状: 黄色結晶 融 点: 198−200℃ UVλmax(MeOH): 260(log ε 4.57),325(3.94,
sh),346(4.23),357(4.28),3
78(4.04),414(4.14) 434(4.04,sh),459(3.78),50
6nm(3.05)IR(KBr): 3200,2930,2860,1590,1535,
1510,1460, 1385,1270,11
18,875,745,703cm−11HNMR(2
70MHz,CDCl)δ: 1.98(8H,m,CH),2.83(8H,t,
J=7Hz,CH), 3.36(8H,t,J=
7Hz,CH),6.14(2H,t,J=9.5
Hz,H−5,5’),6.27(4H,d,J=1
1Hz,H−3,3’,7, 7’),6.75(4
H,dd,J=11および9.5Hz,H−4,4’,
6, 6’) MS(70eV)m/z: 434(M,100%),348(17%),271
(14%),259(19%),230(22%),2
16(35%),190(36%),175(42%) HiMS(C2638として): 実測値:M,434.3174. 計算値:M,434,3156.
【0020】実 施 例 2 6,7,8,9,11,12,13,20,21,22,23,2
5,26,27−テトラデカヒドロ−10,24−ジメチ
ルジシクロヘプタ[b,m][1,4,8,12,15,1
9]ヘキサアザシクロオクタイコセン(式(I)でA=
−(CH2)3N(CH3)−l=3,m=1の化合物)の合
成:シクロへプタ[b][1,4]ベンゾオキサジン 2
00mg(1.03mmol)と3,3'−ジアミノ−N
−メチルジプロピルアミン 180mg(1.24mmo
l)を2mlの無水メタノールに溶解し、封管中、80
℃で20時間加熱還流した。 これを放冷後、生成した
沈澱を吸引濾過し、メタノール洗浄後、真空乾燥するこ
とにより120mg(0.26mmol)の目的物を得
た。
【0021】 収 率: 51%。 形 状: 黄色油状物 UVλmax(MeOH): 261(log ε 4.15),348(3.8
0),361(3.84), 424(3.80),
461(3.44),510nm(2.70) IR(KBr): 3210,2940,2850,2798,1588,
1505,1460, 1382,1272,12
04,1130,1108,1060,970,
880,741,700cm−1 HNMR(270MHz,CDCl)δ: 1.88(8H,m,CH),2.44(6H,S,
NCH),2.47(8H,m,CH),3.30
(8H,m,CH),5.85(2H,br,N
H),6.11(2H,t,J=9.6Hz,H−5,
5’),6.25(4H,d,J=11.0Hz,H−
3,3’,7,7’),6.71(4H,dd,J=1
1.0および9.6Hz,H−4,4’,6,6’)13 CNMR(67.8MHz,CDCl)δ: 27.68(t,CH),42.33(q,C
),44.47(t,CH) 55.71(t,CH),110.25(d,C−
3,7),117.69(d,C−5),133.05
(d,C−4,6),152.98(s,C−1,
2).MS(70eV)m/z: 462
(M,17%),195(100%).
【0022】実 施 例 3 6H,13H−7,8,10,11,14,21,22,23,
25,26,28,29−ドデカヒドロジシクロヘプタ
[h,t][1,4,13,16,7,10,19,22]テト
ラオキサテトラアザシクロトリアコンテン(式(I)で
A=−(CH2)2-O−l=2、m=2の化合物)の合
成:シクロへプタ[b][1,4]ベンゾオキサジン 2
00mg(1.03mmol)と1,2−ジ−O−ビス
(2−アミノエチル)エチレンジオール 180mg
(1.22mmol)を2mlの無水メタノールに溶解
し、封管中、100℃で30時間加熱還流した。 これ
は放冷後、二層に分離した。 この下層を取り出し、水
洗い後、真空乾燥することにより84mg(0.18m
mol)の目的物を得た。
【0023】収 率 : 35%。 形 状 : 橙色無定形固体 UVλmax(MeOH):259(log ε 4.3
8),349(4.04),360(4.05),410
(3.97),420(3.96),458(3.68,s
h),509nm(3.17,sh). IR(KBr):3230,2930,2850,158
0,1530,1510,1448,1425,1382,1
270,1200,1110, 980, 960,746,
700cm-1 1 HNMR(270MHz,CDCl3)δ:3.48(8
H,t,J=5.5Hz,NCH2),3.78(8H,s,O
CH2CH2O),3.90(8H,t,J=5.5Hz,OC
2),6.15(2H,t,J=9.5Hz,H−5,5'),
6.26(4H,d,J=11.0Hz,H−3,7,3',
7'),6.75(4H,dd,J=11.0および9.5H
z,H−4,6,4',6').13 CNMR(67.8MHz,CDCl3)δ:46.40
(t,CH2),70.74(t,CH2),71.03(t,
CH2),110.44(d,C−3,7),117.97
(d,C−5),133.11(d,C−4,6),153.
35(s,C−1,2). MS(70eV)m/z:468(M+,68%),39
3(26%),221(50%),131(100%).
【0024】実 施 例 4 6H,11H−7,8,12,19,20,21,24,25−
オクタヒドロジシクロヘプタ[f,p][1,2,11,1
2,5,8,15,18]テトラチアテトラアザシクロヘキ
サイコセン(式(I)でA=−(CH2)2-SS−、l=
2、m=1の化合物)の合成:金属ナトリウム 110
mg(4.78mmol)をメタノール 5mlに溶解
し、これにシスタミン・二塩酸塩 600mg(2.67
mmol)を徐々に加えた。 シクロヘプタ[b][1,
4]ベンゾオキサジン 200mg(1.03 mmo
l)を上記の上澄 2ml(1.07mmol)に溶解
し、封管中、80℃で5時間加熱還流した。 これを放
冷後、生成した沈澱を吸引濾過し、メタノール洗浄後、
真空乾燥することにより212mg(0.45mmo
l)の目的物を得た。
【0025】収 率 : 87%。 形 状 : 橙色結晶 融 点 : 61〜63℃ UVλmax(MeOH):257(log ε 4.5
4),348(4.16),362(4.20),418
(4.26),463nm(3.85). IR(KBr) 3200,2900,1580,1500,1460,14
42,1410,1384,1345,1270,1245,
1200,1170,1100,1010,980,960,
740,700cm-1 1 HNMR(270MHz,CDCl3)δ:2.99(8
H,m,SCH2),3.60(8H,m,NCH2),5.62
(2H,br,NH),6.18(2H,t,J=9.5Hz,
H−5,5'),6.28(4H,d,J=11Hz,H−3,
3',7,7'),6.74(4H,m,J=11および9.5
Hz,H−4,4',6,6'). MS(70eV)m/z:476(M+,4%),238
(28%),204(75%),145(92%),13
1(100%).
【0026】実施例 7H,11H−6,8,9,12,13,20,21,
22,2325,26,27−ドデカヒドロジシクロヘ
プタ[f,q][1,12,5,8,16,18]ジオ
キサテトラアザシクロオクタイコセン(式(I)でA=
−(CH−O−、l=3m=1の化合物)の合
成: シクロヘプタ[b][1,4]ベンゾオキサジン200
mg(1.03mmol)とビス(3−アミノプロピ
ル)エーテル139mg(1.05mmol)を2ml
の無水メタノールに溶解し、封管中、80℃で30時間
加熱還流した。これを放冷後、生成した沈澱を吸引濾過
し、メタノール洗浄後真空乾燥することにより203m
g(0.47mmol)の目的物を得た。
【0027】収 率 : 91%。 形 状 : 橙色油状物 UVλmax(MeOH):259(log ε 4.5
3),349(4.21),358(4.21),381
(4.03,sh),415(4.14),463(3.7
3,sh),517(3.21sh),638nm(2.7
3,sh). IR(KBr):3240,2930,2860,159
0,1535,1510,1460,1385,1270,1
250,1210,1110, 880, 860,746,
702cm-1 1 HNMR(270MHz,CDCl3)δ:1.99(8
H,m,CH2),3.39(8H,t,J=6.5Hz,C
2),3.55(8H,t,J=6.5Hz,CH2),4.8
0(2H,br,NH),6.11(2H,t,J=9.5H
z,H−5,5'),6.28(4H,d,J=11Hz,H−
3,3',7,7'),6.72(4H,m,J=11および9.
5Hz,H−4,4',6,6'). MS(70eV)m/z:436(M+,100%),3
63(20%),131(65%).
【0028】実 施 例 6 2−N,N'−ジ[N−(3−アミノプロピル)−N−メ
チルアミノ−3−プロピル]アミノトロポンイミン(式
(II)でA=−(CH2)3NCH3−、l=3、m=1の
化合物)の合成:シクロへプタ[b][1,4]ベンゾ
オキサジン 200mg(1.03mmol)と3,3'−
ジアミノ−N−メチルジプロピルアミン 1.19g
(8.20mmol)を3mlの無水メタノールに溶解
し、封管中、80℃で30時間加熱還流した。 反応液
は、溶媒除去後、クロロホルムに溶解し、NaOH(2
〜3N)で2回洗浄、水洗い後、無水硫酸マグネシウム
を加えて乾燥させた。 乾燥剤を取り除き、真空乾燥す
ることによって302mg(0.80mmol)の目的
物を得た。
【0029】 収 率: 78% 形 状: 黄色油状物 UVλmax(MeOH): 260(log ε 4.19),347(3.8
9),358(3.92), 379(3.68,
sh),415(3.78),460nm(3.38,
sh) IR(neat): 3350,3200,2940,2840,2790,
1588,1535, 1510,1460,13
83,1305,1272,1206,1130,
1065,880, 745, 700cm−1 HNMR(270MHz,CDCl)δ: 1.61(4H,m,CH),1.89(4H,m,
CH),2.23(6H,s,CH),2.40
(4H,m,CH),2.47(4H,m,C
),2.72(4H,m,CH),3.33(4
H,m,CH),6.12(1H,t,J=9.5H
z,H−5),6.28(2H,d,J=11.0H
z,H−3,7),6.78(2H,dd,J=11.
0および9.5Hz,H−4,6) 13CNMR(6
7.8MHz,CDCl)δ: 27.81(t),31.15(t),40.67
(t),42.33(q), 44.40(t),
55.61(t),55.81(t),110.07
(d), 117.55(d),132.89
(d),152.93(d). MS(70eV)m/z: 376(M,11%),275(15%),261
(45%),129(100%).
【0030】実 施 例 7 2−N,N'−ジ[3−(3−アミノプロポキシ)プロピ
ル] アミノトロポンイミン(式(II)でA=−(CH2)3-O
−、l=3、m=1の化合物)の合成:シクロへプタ
[b][1,4]ベンゾオキサジン 200mg(1.0
3mmol)とビス(3−アミノプロピル)エーテル
1.08g(8.22mmol)を3mlの無水メタノー
ルに溶解し、封管中、80℃で30時間加熱還流した。
反応液は、溶媒除去後、クロロホルムに溶解し、NaO
H(2〜3N)で2回洗浄、水洗い後、無水硫酸マグネ
シウムを加えて乾燥させた。 乾燥剤を取り除き、真空
乾燥することによって210mg(0.60mmol)
の目的物を得た。
【0031】収 率 : 59% 形 状 : 黄色油状物 UVλmax(MeOH):260(log ε 4.2
5),344(3.95,sh),348(3.96),35
8(3.96),378(3.75,sh),415(3.8
3),459nm(3.42,sh). IR(neat):3350,3257,2930,28
60,1587,1533,1510,1460,1385,
1300,1270,1205,1110, 958,88
0, 817, 745, 700cm-1 1 HNMR(270MHz,CDCl3)δ:1.72(4
H,m,CH2),2.00(4H,m,CH2),2.79(4
H,m,CH2NH2),3.39(4H,m,CH2N),3.
50(4H,m,CH2O),3.75(4H,m,CH
2O),6.10(1H,t,J=10Hz,H−5),6.2
9(2H,d,J=10Hz,H−3,7),6.73(2
H,m,H−4,6).13 CNMR(67.8MHz,CDCl3)δ:30.33
(t),33.51(t),39.64(t),43.30
(t),68.97(t),69.12(t),110.18
(d),117.74(d),132.98(d),153.
11(s). MS(70eV)m/z:350(M+,5%),248
(100%)
【0032】実 施 例 8 2−N,N'−ジ[2−(2−アミノエチルジチオ)エチ
ル]アミノトロポンイミン(一般式(II)でA=−(C
2)2-SS−、l=2、m=1の化合物)の合成:金属
ナトリウム236mg(10.2mmol)を4mlの
無水メタノールに溶解させ、これにシスタミン・二塩酸
塩 1.62g(7.18mmol)を徐々に加えた。 シ
クロヘプタ[b][1,4]ベンゾオキサジン 200m
g(1.03mmol)を先ほどの上澄液3mlに溶解
し、封管中、80℃で3時間加熱還流した。 反応液
は、溶媒除去後、クロロホルムに溶解し、NaOH(2
〜3N)で2回洗浄、水洗い後、無水硫酸マグネシウム
を加え乾燥させた。 乾燥剤を取り除き、真空乾燥する
ことによって192mg(0.50mmol)の目的物
を得た。
【0033】収 率 : 48%。 形 状 : 黄色油状物 UVλmax(MeOH):262(log ε 4.1
1),346(3.79),359(3.81),378
(3.65,sh),408,(3.70),458nm
(3.31,sh). IR(neat):3350,3260,2920,28
50,2160,1586,1535,1505,1460,
1384,1315,1270,1210,1177,10
98,1064,1004, 880, 814, 745,
700cm-1 1 HNMR(270MHz,CDCl3)δ:2.28(4
H,br,NH2),2.76(4H,t,J=6.2Hz,C
2-NH2),2.99(4H,t,J=6.2Hz,SC
2),3.04(4H,t,J=6.2Hz,SCH2),3.
66(4H,t,J=6.2Hz,CH2N),6.22(1
H,t,J=9.5Hz,H−5),6.31(2H,d,J=
10.5Hz,H−3,7),6.80(2H,dd,J=1
0.5Hzおよび9.5Hz,H−4,6)13 CNMR(67.8MHz,CDCl3)δ:38.79
(t),40.54(t),42.46(t),45.52
(t),110.77(d),118.70(d),133.
36(d),152.98(s). 以 上
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07D 273/00 285/00 C09K 3/00 108 // C01G 43/00 D C02F 1/62 Z C07D 265/34

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の一般式(I) 【化1】 [式中、Aは次のいずれかの基 【化2】 (ここで、Rは水素原子もしくは低級アルキル基を示
    し、lは2〜6の数を、nは1〜2の数を示す)を示
    し、mは1〜3の数を示し、lは前記した意味を有す
    る。 ただし、nが1のとき、mは1でないものとす
    る]で表される環状多配位座型アミノトロポンイミン誘
    導体。
  2. 【請求項2】 次の一般式(II) 【化3】 [式中、Aは次のいずれかの基 【化4】 (ここで、Rは水素原子もしくは低級アルキル基を示
    し、lは2〜6の数を、nは1〜2の数を示す)を示
    し、mは1〜3の数を示し、lは前記した意味を有す
    る]で表される多配位座型アミノトロポンイミン誘導
    体。
  3. 【請求項3】 次の式(III) 【化5】 で表されるシクロへプタ[b][1,4]ベンゾオキサ
    ジンにほぼ当量の一般式(IV) 【化6】 [式中、Aは次のいずれかの基 【化7】 (ここで、Rは水素原子もしくは低級アルキル基を示
    し、lは2〜6の数を、nは1〜2の数を示す)を示
    し、mは1〜3の数を示し、lは前記した意味を有す
    る]で表されるα,ω−ジアミン類を反応させることを
    特徴とする一般式(I') 【化8】 (式中、A、R、l、mおよびnは前記した意味を有す
    る)で表される、環状多配位座型アミノトロポンイミン
    誘導体の製造法。
  4. 【請求項4】 次の式(III) 【化9】 で表されるシクロへプタ[b][1,4]ベンゾオキサ
    ジンに過剰量の一般式(IV) 【化10】 [式中、Aは次のいずれかの基 【化11】 (ここで、Rは水素原子もしくは低級アルキル基を示
    し、lは2〜6の数を、nは1〜2の数を示す)を示
    し、mは1〜3の数を示し、lは前記した意味を有す
    る]で表されるα,ω−ジアミン類と反応させることを
    特徴とする一般式(II) 【化12】 (式中、A、R、l、mおよびnは前記した意味を有す
    る)で表される、多配位座型アミノトロポンイミン誘導
    体の製造法。
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