KR100759818B1 - 덴드리머의 제조방법 및 빌딩블록 화합물 및 티오펜계화합물의 제조방법 - Google Patents

덴드리머의 제조방법 및 빌딩블록 화합물 및 티오펜계화합물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

티에닐렌 구조를 포함하는 선상부와 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기인 분기부 Y로 이루어지는 하기 일반식(1)의 반복구조단위를 갖는 덴드리머를 수렴법에 의해 제조하는 덴드리머의 제조방법으로서, 말단부분을 구성하는 티에닐렌 구조를 갖는 하기 화합물 (a)의 티오펜 고리의 α자리 수소를 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기 V1으로 변환하여 하기 화합물 (b)로 하는 반응공정 1과, 선상부 및 분기부 Y를 갖는 동시에 분기부 Y에 상기 활성기 V1과 스즈키 크로스커플링 반응하는 2개의 활성기 V2를 갖는 하기 화합물 (c)와 상기 화합물 (b)를 스즈키 크로스커플링 반응시켜서 하기 화합물 (d)를 얻는 반응공정 2와, 이 생성물의 티오펜 고리의 α자리 수소를 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기 V1으로 변환하는 동시에 이것에 하기 화합물 (c)를 반응시켜서 차세대의 덴드론을 얻는 반응공정 3과, 이 반응공정 3을 필요에 따라서 반복하여 덴드리머로 하는 공정을 구비한다.
Figure 112005002645488-pct00067
Figure 112005002645488-pct00068
덴드리머, 티에닐렌 구조, 티오펜

Description

덴드리머의 제조방법 및 빌딩블록 화합물 및 티오펜계 화합물의 제조방법 {PROCESS FOR PRODUCING DENDRIMER, BUILDING BLOCK COMPOUND, AND PROCESS FOR PRODUCING THIOPHENE COMPOUND}
본 발명은 화학분야, 의약분야, 전자재료 분야 등에서, 여러 고기능 재료의 창제에 유용한 고분자 재료로서 기대되는, 티에닐렌 구조를 갖는 신규한 덴드리머의 제조방법 및 그 빌딩블록이 되는 화합물 및 티오펜계 화합물의 제조방법에 관한 것이다.
덴드리틱 고분자는 그 고도로 분기된 구조 때문에, 종래의 쇄상 고분자와는 다른 물리적, 화학적 성질 및 기능이 기대되고 있다. 덴드리틱 고분자는 크게 나누어서 덴드리머와 하이퍼브랜치 폴리머로 나눌 수 있다. 덴드리머는 규칙적으로 제어된 분기구조를 갖는 것으로, 일반적으로는 중심구조가 되는 핵(코어) 또는 개시점으로부터, 방사상 또한 규칙적으로 분기된 구조를 갖고, 그 분자량은 거의 단일이므로, 여러 분자량의 혼합물인 종래의 고분자와는 크게 다르다. 저점도성, 고용해성, 비결정성 등의 특징적인 성질을 가지고 있어, 그 응용이 주목받고 있다. 또, 외각부가 되는 말단기나 중심부가 되는 핵에 여러 작용기가 도입됨으로써 신규한 기능을 발현시키는 연구가 한창 행해지고 있다. 한편, 하이퍼브랜치 폴리머는 구조의 규칙성이 덴드리머만큼 정밀하지 않아, 분자량이나 분기도가 상이한 화합물의 혼합물이다.
덴드리틱 고분자의 합성법에는, 개시점 또는 핵으로부터 순차적으로 가지를 펼쳐가는 「발산(Divergent)법」, 말단으로부터 유닛을 맞추어 연결하여 최후에 개시점 또는 핵에 결합시키는 「수렴(Convergent)법」, 또한 AB2형의 다관능 모노머의 자기축합(여기에서 A와 B는 서로 반응하는 관능기를 나타냄) 등의 방법이 알려져 있다. AB2형의 다관능 모노머의 자기축합은 분자량 분포를 가진 하이퍼브랜치 폴리머의 합성에 사용된다. 「발산법」과 「수렴법」은 주로 거의 단일 분자량을 갖는 덴드리머의 합성에 이용된다. 「발산법」에서는 반응점이 항상 최외각에 있어 세대가 진행하면 할 수록 반응점의 수가 증가하기 때문에, 결함이 남기 쉽고, 또 그것을 막기 위해서 과잉의 반응시약을 필요로 하는 등의 결점이 있다. 한편, 「수렴법」은 과잉의 원료를 필요로 하지 않고 합성중간체의 정제도 비교적 용이한 이점을 갖고, 결함이 없이 고순도의 덴드리머를 효율적으로 합성하기 위해서는 매우 유효한 수단으로 되어 있다(J. M. J. Frechet 등 Chem. Rev. 101,3819-3867(2001) 참조).
상기한 「수렴법」에 의해 합성되는 덴드리머의 반복구조는 주로 폴리아릴에테르, 폴리아릴알킬렌, 폴리알릴렌, 폴리알킬에테르, 폴리아릴알켄, 폴리아미드, 폴리카보네이트 등이 있다. 보다 구체적으로는 폴리벤질에테르, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리페닐아세틸렌 등이 알려져 있다. 덴드리머는 중심구조가 되는 핵, 외각이 되는 말단기, 내부의 골격을 형성하는 반복구조의 조합에 의해, 다양한 기능의 발현을 기대할 수 있다. 따라서, 덴드리머의 반복구조는 기능재료로서의 특징에 큰 영향을 주기 때문에, 보다 많은 구조 및 그 효율적인 합성법이 강하게 요망되고 있다.
한편, 티에닐렌 구조는 우수한 전기적 특성을 갖는 것, 열이나 광에 대해 안정한 것 등으로부터, 도전성 π공역계 폴리머 또는 올리고머의 기본구조로서 연구되고 있다. 덴드리틱 고분자의 분야에서도, 그 중심구조인 핵에 올리고티오펜 구조를, 또는 외각이 되는 말단기에 티에닐기가 도입된 덴드리머가 보고되어 있다(J. M. J. Frechet 등 J. Am. Chem. Soc., 120, 10990-10991(1998) 및 J. Org. Chem, 63,5675-5679(1998) 참조).
티에닐렌 구조를 반복구조단위로 포함하는 덴드리머 및 합성법으로서는, 티에닐렌 골격만으로 구성되는 반복구조단위의 덴드리머가 개시되어 있다(Chuanjin Xla 등; Organic Letters 2002,Vol. 4, No. 12,2067-2070 참조).
이 합성법은 그리나드(Grignard) 반응이나 스틸(Stille) 커플링 반응에서 덴드리머의 세대를 성장시키는 수렴법이다. 그렇지만, 그리나드 반응을 이용한 경우, 그리나드 반응은 급격한 발열반응으로 진행되기 때문에, 공업 생산시의 온도관리가 어렵고, 더욱이 수율 좋게 합성하려면 엄밀한 수분관리도 필요하여, 대규모 제조에는 적합하지 않다. 또한 스틸 커플링 반응을 이용한 경우는, 독성이 높은 유기 주석 화합물을 사용할 필요가 있고, 수율 좋게 합성하려면 엄밀한 탈산소공정이 필요하다. 이 방법도 대규모 제조에는 바람직하지 않다. 또, 반복단위의 분기 부분이 되는 빌딩블록은 2,3-디브로모티오펜 뿐이어서 그 덴드리틱 구조가 한정된다. 이상 기술한 이외에는, 티에닐렌 골격의 반복구조단위가 포함되는 덴드리머 및 그 합성법은 알려져 있지 않다.
한편, 일본 특허 제 3 074277호 공보에는 티에닐렌-페닐렌 구조를 반복구조단위로 하는 하이퍼브랜치 폴리머가 개시되어 있다.
그러나, 이 제조방법은 그리나드 반응에 의한 중합반응을 이용하고 있기 때문에, 덴드리머와 같은 규칙성이 높은 반복구조를 제어하는 것은 불가능하다. 따라서, 이 제조방법으로 합성한 화합물은 일반적인 고분자 중합체와 마찬가지로 넓은 분자량 분포를 갖고, 중심구조가 되는 핵이나 외각이 되는 말단기에 기능기를 도입하려고 해도, 랜덤하게 도입되기 때문에, 원하는 기능을 얻는 것은 어렵다.
발명의 개시
본 발명은 이러한 사정을 감안하여, 「수렴법」에 의해 티에닐렌 구조를 갖는 신규한 덴드리머를 보다 고효율이고 또한 결함이 적은 상태에서 비교적 간편하게 합성할 수 있는 덴드리머의 제조방법 및 그 빌딩블록이 되는 화합물 및 티오펜계 화합물의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 덴드리머의 합성반응에서, 티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기로 치환하고, 그 활성기를 스즈키(Suzuki) 크로스커플링 반응시켜서 연결하는 반응공정을 반복하여 이용함으로써, 고효율이고 또한 결함이 적은 「수렴법」에 의해 티에닐렌 구조를 갖는 신규한 덴드리머를 합성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명 을 완성하기에 이르렀다. 스즈키 크로스커플링 반응을 이용함으로써, 그리나드 반응이나 스틸 커플링 반응의 문제가 해결되었다. 또한, 이러한 구성을 취함으로써, 2개 이상의 반응성기와 1개의 마스크된 반응성기를 갖는 빌딩블록을 준비하고, 덴드리머의 말단부분이 되는 기를 이 빌딩블록에 반응시킨 후 마스크된 반응성기를 탈보호하고 또한 빌딩블록과 반응시키고 있던 종래의 「수렴법」과는 달리, 마스크의 공정이 없어, 반응공정이 단순하다는 우수한 제조방법이다. 또, 스즈키 크로스커플링 반응에 있어서, 활성기로서 붕소가 치환된 티오펜계 유기 붕소 화합물을, 반응상대가 되는 할로겐 등이 치환된 반응성 화합물을 포함하는 반응계에, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가함으로써 티오펜계 유기 붕소 화합물의 분해를 억제하여, 수율이 향상되는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 이 첨가 방법을 상기에 기술한 「수렴법」에 의한 덴드리머의 제조방법에 조합함으로써 덴드리머의 합성수율을 더욱 높이는 것이 가능하게 되었다.
이러한 본 발명의 제 1 태양은, 티에닐렌 구조를 포함하는 선상부와 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기인 분기부 Y로 이루어지는 하기 일반식 (1)의 반복구조단위를 갖는 덴드리머를 수렴법에 의해 제조하는 덴드리머의 제조방법으로서, 말단부분을 구성하는 티에닐렌 구조를 갖는 하기 화합물 (a)의 티오펜 고리의 α자리 수소를 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기 V1으로 변환하여 하기 화합물 (b)로 하는 반응공정 1과, 선상부 및 분기부 Y를 갖는 동시에 분기부 Y에 상기 활성기 V1과 스즈키 크로스커플링 반응하는 2개의 활성기 V2를 갖는 하기 화합물 (c)와 상기 화합물 (b)를 스즈키 크로스커플링 반응시켜서 하기 화합물 (d)를 얻는 반응공정 2와, 이 생성물의 티오펜 고리의 α자리 수소를 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기 V1으로 변환하는 동시에 이것에 하기 화합물 (c)를 반응시켜서 차세대의 덴드론을 얻는 반응공정 3과, 이 반응공정 3을 필요에 따라서 반복하여 덴드리머로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법에 있다.
Figure 112005002645488-pct00001
Figure 112005002645488-pct00002
(식중 Z는, 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 2가의 유기기 또는 단결합이며, R1, R2는, 수소, 알킬기 및 알콕시기로부터 선택된다. 또, Y는 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기이며, Y1은 Y와 동일 또는 Y와 동일골격을 갖는 유기기이다. W는 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 1가의 유기기이며, 존재하지 않아도 되며, m은 0 또는 1 이상의 정수이다. 활성기 V1 및 V2는 서로 스 즈키 크로스커플링 반응하는 활성기로부터 선택된다)
본 발명의 제 2 태양은 제 1 태양에서, 상기 활성기 V1이 하기 그룹 1로부터 선택되고 또한 상기 활성기 V2가 하기 그룹 2로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법에 있다.
그룹 1
Figure 112005002645488-pct00003
그룹 2
Cl, Br, I, OSO2(CkF2k+1)
k=1∼4
본 발명의 제 3 태양은 제 1 태양에 있어서, 상기 활성기 V1이 하기 그룹 3으로부터 선택되고 또한 상기 활성기 V2가 하기 그룹 4로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법에 있다.
그룹 3
Cl, Br, I
그룹 4
-B(OH)2
-B(OR)2
R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
Figure 112005002645488-pct00004
본 발명의 제 4 태양은, 제 1∼3중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 스즈키 크로스커플링 반응을 행할 때에 사용하는 화합물중 한쪽이 붕소를 포함하는 티오펜계 유기 붕소 화합물인 경우, 이 티오펜계 유기 붕소 화합물을 다른쪽 화합물이 포함되는 반응계에, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시키는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법에 있다.
본 발명의 제 5 태양은 제1∼4중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 반응공정 3에 의해 또는 상기 반응공정 3을 반복함으로써 얻은 하기 일반식 (e)의 화합물의 티오펜 고리의 α자리 수소를 상기 활성기 V1으로 변환하여 하기 화합물 (f)로 하고, 이 화합물 (f)와 코어가 되는 Y2를 갖는 하기 화합물 (g)를 반응시켜서 하기 일 반식 (2)로 나타내어지는 화합물로 하는 반응공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법에 있다.
Figure 112005002645488-pct00005
Figure 112005002645488-pct00006
(식중, Y2는 r가의 유기기를 나타내고, r은 1 이상의 정수이다.)
본 발명의 제 6 태양은, 티에닐렌 구조를 포함하는 반복구조단위를 갖는 덴드리머를 수렴법에 의해 제조하는 덴드리머의 제조방법에 사용되는 빌딩블록이며, 하기 일반식 (I-1)로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화합물에 있다.
Figure 112005002645488-pct00007
(상기 일반식 (I-1)중, p는 1∼10의 정수를 나타내고, R3, R4는 수소, 알킬기, 알콕시기로부터 선택된다. p가 2∼10인 경우, 티에닐렌의 반복단위마다 R3, R4가 상이해도 좋다. V3는 하기 그룹 5로부터 선택된다)
그룹 5
Cl, Br, I, OSO2(CkF2k+1)
k=1∼4
-B(OH)2
-B(OR)2
R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
Figure 112005002645488-pct00008
본 발명의 제 7 태양은, 하기 일반식 (I-2)로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화합물에 있다.
Figure 112005002645488-pct00009
(상기 일반식 (I-2)중, S1∼S3는 1∼10의 정수를 나타내고, 각각 동일해도 상이해도 좋다. R5∼R10은 수소, 알킬기, 알콕시기로부터 선택되고, 티에닐렌의 반복단위마다 R5∼R10이 상이해도 좋다. V4는 하기 그룹 6으로부터 선택된다)
그룹 6
Cl, Br, I
-B(OH)2
-B(OR)2
R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
Figure 112005002645488-pct00010
본 발명의 제 8 태양은, 하기 일반식 (I-3)으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화합물에 있다.
Figure 112005002645488-pct00011
(상기 일반식 (I-3)중, q는 1∼10의 정수를 나타내고, R11 및 R12은 수소, 알킬기, 알콕시기로부터 선택된다. q가 2∼10의 경우, 티에닐렌의 반복단위마다 R11，R12가 상이해도 좋다. V5는 하기 그룹 7로부터 선택된다)
그룹 7
H, Cl, Br, I
-B(OH)2
-B(OR)2
R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
Figure 112005002645488-pct00012
본 발명의 제 9 태양은 티오펜계 유기 붕소 화합물과 반응성 화합물을 스즈키 크로스커플링 반응시켜서 티오펜계 화합물을 얻는 티오펜계 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 반응성 화합물이 포함되는 반응계에 상기 티오펜계 유기 붕소 화합물을 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시키는 것을 특징으로 하는 티오펜계 화합물의 제조방법에 있다.
본 발명의 제 10 태양은 제 9 태양에 있어서, 상기 티오펜계 유기 붕소 화합물이 하기 그룹 1로부터 선택되는 활성기 V6를 갖고, 또한 상기 반응성 화합물이 하기 그룹 2로부터 선택되는 활성기 V7을 갖는 것을 특징으로 하는 티오펜계 화합물의 제조방법에 있다.
그룹 1
Figure 112005002645488-pct00013
그룹 2
Cl, Br, I, OSO2(CkF2k+1)
k= 1∼4
본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명 방법에 의해 제조되는 덴드리머란, 일반적으로 정의되는 덴드리머의 합성법인 수렴법으로 제조되는 덴드리머이며, 중합법으로 합성되는 하이퍼브랜치 폴리머를 포함하지 않는 개념이며, 상기한 일반식 (1)의 반복구조단위, 즉 덴드리틱 구조단위를 적어도 2단 이상 반복한 구조를 갖는 것을 모두 포함한다. 또한, 이 일반식 (1)의 반복단위를 포함한 구조, 즉, 반복단위를 분기 형상으로 반복하여 연결한 구조를 분기구조라고 한다.
덴드리머 및 하이퍼브랜치 폴리머는 일반적으로는 하기 식으로 나타내는 바 와 같이 분류되고, 분기구조가 규칙적인 것을 덴드리머, 분기구조가 규칙적이지 않은 것을 하이퍼브랜치 폴리머라고 하고, 본 발명에 의해 제조되는 것은 전자의 덴드리머로서, 1개의 개시점으로부터 수목 형상으로 분기된 구조이거나, 복수의 개시점을 코어가 되는 다관능 고분자에 결합하여 방사상으로 분기한 구조이거나 상관없다. 물론, 이것과는 다른 정의도 있지만, 어쨌든, 본 발명 방법으로 제조되는 것은, 분기구조가 규칙적인 덴드리머이며, 수목형상 분기구조인 것, 방사상 분기구조인 것을 포함하는 것인데, 물론, 일반적인 수렴법에 의한 제조공정에 의해 분기구조에 결함이 발생한 화합물도 포함하는 것이다.
또, 일반적인 정의에서는, 완전하게 덴드리틱 구조 단위가 반복되는 경우를 세대라고 하는데, 기본적인 구조가 동일하지만 유사한 덴드리틱 구조단위를 2단 이상 연결한 구조도 본 발명의 덴드리머에 포함하는 것으로 한다.
또한, 덴드리머, 하이퍼브랜치 폴리머 등의 개념은 카키모토 마사아키, 화학, 50권, 608쪽(1995), 고분자, Vol. 47, P.804(1998) 등에 기재되어 있고, 이것 들을 참조할 수 있는데, 이것들에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112005002645488-pct00014
본 발명 방법에 의해 제조되는 덴드리머에 있어서, 덴드리틱 구조단위는 상기 일반식 (1)로 나타내어지는 바와 같이 티에닐렌 구조를 포함하는 선상부와 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기인 분기부 Y로 이루어지고, 이것을 2단 반복한 구조란, 분기부 Y의 결합수의 각각에, 동일한 덴드리틱 구조단위가 결합한 구조를 말하며, 이것을 제 1 세대 덴드론이라고 한다. 또, 제 1 세대 덴드론의 분기부 Y의 결 합수에 순차적으로 동일한 덴드리틱 구조단위가 결합한 것을 제 2 세대, … 제 n 세대 덴드론이라고 하고, 이것 자체, 또는 이 말단이나 개시점에 원하는 치환기를 결합시킨 것을 수목형상 분기구조의 덴드리머, 또, 이것을 서브 유닛으로 하고, 동일 또는 비동일의 복수의 서브 유닛을 복수가의 핵(코어)에 결합시킨 것을 방사상 분기구조의 덴드리머라고 한다.
여기에서, 일반식 (e), (f) 및 (2)로 나타내지는 화합물에서, 덴드리틱 구조단위를 둘러싸는 괄호, 즉, 하기 일반식 (h)로 나타내는 구조는, 덴드리틱 구조단위가 임의의 수만큼 반복되고, 규칙적으로 제어된 또는 반드시 완전하게는 제어되지 않는 수목형상 분기구조가 형성되어 있는 것을 나타낸다. 따라서, 일반식, (e), (f) 및 (2)로 나타내어지는 화합물에서 분기구조의 반복 회수가 n일 경우, 제 n 세대가 된다. 단, 이것은 단순한 호칭방식이며, 이렇게 불리는 것에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112005002645488-pct00015
본 발명 방법에서 제조되는 덴드리머의 구체적인 예로서는, 하기 식으로 나 타내어지는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112005002645488-pct00016
여기에서, 분기부 Y는 3가의 기이지만, Z와의 결합수가 아닌 다른 결합수가 동일한 원자 또는 원자단에 존재하는 경우와 상이한 원자 또는 원자단에 존재하는 경우가 있다.
한편, Y1은, Y와 동일 또는 Y와 동일골격을 갖는 유기기인데, 「Y와 동일 또는 Y와 동일골격을 갖는 유기기」란, 적어도 Z와의 결합측에 Y와 동일 또는 동일골격의 구조가 존재하는 것을 나타내고, 예를 들면 Z와 결합하는 Y가 하기 식 (A)로 나타내어지는 경우에는, Y1으로서는 하기 식 (B)나 (C)나 (D)를 예시할 수 있다.
Figure 112005002645488-pct00017
(m은 1∼5의 정수이며, Q는 임의의 치환기를 나타낸다.)
또한 본 발명 방법에 의해 제조되는 덴드리머는, 분기점 수의 제한은 없다.
본 발명은, 일반식 (1)로 나타내는 바와 같이 그 덴드리틱 구조단위가 티에닐렌 구조를 포함하는 선상부와 분기부 Y로 이루어지고, 선상부는 적어도 1개의 티에닐렌 구조를 포함하는 2가의 유기기인 덴드리머로서, 하기 반응식 I로 나타내어지는 반응공정으로 이루어지고, 필요에 따라서 반응공정 3을 반복함으로써 원하는 세대의 덴드론을 합성할 수 있는, 당해 덴드리머를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 식중 V1,및 V2는 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기, z는 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 2가의 유기기 또는 단결합이며, R1, R2는 수소, 알킬기 및 알콕시기로부터 선택된다. 여기에서, 이 명세서에서, 특별히 한정하지 않는 경우에는, 알킬기 및 알콕시기 등은 탄소수가 1∼20의 것을 나타내는 것으로 한다. 또, Y는 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기이며, Y1은 Y와 동일 또는 Y와 동일 골격을 갖는 유기기, W는 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 1가의 유기기이며, 존재하지 않아도 좋고, m은 0 또는 1 이상의 정수이다.
Figure 112005002645488-pct00018
상기 반응식 I로 나타내어지는 반응공정은, 티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기 V1으로 치환하는 반응공정 1,V1과 V2를 스즈키 크로스커플링 반응으로 결합시켜서 세대를 성장시키는 반응공정 2, 또한 세대를 성장시키기 위해 반응공정 2의 생성물 (d)의 티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기 V1으로 치환하는 동시에 이것에 화합물 (c)를 반응시키는 반응공정 3과, 필요에 따라서 반응공정 3을 반복하는 공정으로 이루어진다. 또한, W는 제조되는 덴드리머의 말단기가 된다.
반응식 I에서, 반응공정 2에서 사용하는 덴드리머의 빌딩블록이 되는 화합물 (c)로서는, 상기 일반식 (I-1) 또는 (I-2)로 나타내어지는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 일반식 (I-1) 및 (I-2)로 나타내어지는 화합물의 합성방법에 특별히 제한은 없지만, 대응하는 티오펜 유도체와 벤젠 유도체의 커플링 반응이나 활성 기가 되는 할로겐 또는 붕소계 치환기의 도입 반응을 합성할 수 있다. 커플링 반응에는, 그리나드 반응이나 스틸 커플링 반응도 이용할 수 있지만, 본 발명의 제조방법과 동일하게 스즈키 크로스커플링 반응을 바람직하게 이용할 수 있다.
또, 반응식 I에서, 반응공정 1의 원료인 화합물 (a)의 합성법에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 하기 반응식 II로 나타내어지는 반응공정, 즉, V1과 V2의 반응에 의해 말단기가 되는 W를 Y1에 결합시키는 반응공정에서, 화합물 (a)를 얻을 수 있다.
Figure 112005002645488-pct00019
또한, 말단부에 홀 전도 재료인 트리아릴아민 골격을 도입하는 경우, 화합물 (a)로서는, 상기 일반식 (I-3)으로 나타내어지는 화합물을 바람직하게 이용할 수 있다. 그 합성방법에 제한은 없지만, 상기 반응식 II에서, Y1을 벤젠 핵으로 하고, V2가 할로겐이고, V1-W가 하기 식으로 나타내어지는 2차 아릴아민 화합물과의 축합반응을 적합하게 이용할 수 있다.
Figure 112005002645488-pct00020
이 반응으로 구리와 염기촉매를 사용하는 울먼(Ullmann) 축합(Chem. Lett, 1145, (1989), Synth. Commu 383,(1987) 등, 참조)이나, 팔라듐 촉매와 트리-t-부틸포스핀 배위자의 조합 및 염기 촉매를 사용하는 도소법(일본 특개평 10-310561호 공보)을 이용할 수 있고, 온화한 조건하에서 행할 수 있어 수율이나 선택성이 높으므로, 후자의 방법이 바람직하다. 이 반응의 이용에 의해, 예를 들면 하기 식으로 나타내어지는 바와 같은 반응양식에 의해, 트리아릴아민 골격을 구축할 수 있다.
Figure 112005002645488-pct00021
또, 반응식 II의 화합물 (m)으로서는, 상기 일반식 (I-1)로 나타내어지는 화합물을 바람직하게 이용할 수 있다.
반응식 I 및 II에서의 V1 및 V2의 반응은 모두 스즈키 크로스커플링 반응을 사용하는데, 스즈키 크로스커플링 반응은 관능기에 대한 제약이 적고, 반응의 선택성도 높아 호모 커플링 등의 부반응이 적은 것이 알려져 있고, 특히 방향족 화합물이나 비닐 화합물 유도체의 크로스커플링 반응에 널리 이용되고 있기 때문에(스즈키 등, 유기합성 화학 협회지 46, 848, (1988), 스즈키 등, Chem Rev., 95, 2457 (1995), 스즈키, J. Organomet. Chem, 576, 147(1999) 참조), 본 발명의 제조방법에 의해 덴드리머는 폭넓은 골격의 선택이 가능하다.
상기 반응식 I 및 II에서 V1 및 V2는 스즈키 크로스커플링 반응에 의해 서로 반응하는 기이다. 또한, 이 치환기 V1 및 V2의 조합은 각 반응공정에 있어서 다른 반응공정으로부터 각각 독립적으로 선택할 수 있다. 이하에 바람직한 조합을 예시한다.
V1 및 V2의 제 1 조합으로서는, V1이 상기 그룹 1로부터 선택되고 또한 V2가 상기 그룹 2로부터 선택되는 조합이 있다. 반응 수율이나 선택성의 높이, 또한 범용성의 높이 등으로부터, V1이 B(OH)2 또는 B(OR)2로 나타내어지는 붕산 에스테르형의 치환기이고, V2가 Br 또는 I일 경우의 조합을 바람직하게 이용할 수 있다. 이 경우의 상기 반응식에서의 Y는 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기이며, 예를 들면 V2기에 결합하는 부분이 알릴, 알케닐, 알키닐, 벤질, 아릴, 알킬인 구조나 복소환기를 포함하는 구조를 갖는 3가의 기를 들 수 있다. 또, 당해 덴드리머의 말단기가 되는 W는, 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 1가의 유기기이며, 존재하지 않아도 좋지만, 여기에서 「활성기를 포함하지 않는」이란, 스즈키 크로스커플링 반응에 관여하는 기를 포함하지 않는 것을 의미한다. W로서는 예를 들면 치환 또는 비치환의 아릴, 알케닐, 알킬기 등을 들 수 있다.
제 2 조합으로서는, V1이 상기 그룹 3으로부터 선택되고 또한 V2가 상기 그룹 4로부터 선택되는 조합이 있다. 이 경우의 상기 반응식에서의 Y는 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기이며, 예를 들면 V2기에 결합하는 부분이 아릴, 알케닐, 알킬인 구조나 복소환기를 포함하는 구조를 갖는 3가의 기를 들 수 있다. 또, 당해 덴드리머의 말단기가 되는 W는 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 1가 의 유기기이고, 존재하지 않아도 좋은데, 여기에서 「활성기를 포함하지 않는」이란 스즈키 크로스커플링 반응에 관여하는 기를 포함하지 않는 것을 의미한다. W로서는 예를 들면 치환 또는 비치환의 알릴, 알케닐, 알키닐, 벤질, 아릴, 알킬기 등을 들 수 있다.
또한, 상기 제 1 또는 2의 조합에서, Y는 3가의 유기기, Y1은 Y와 동일 또는 Y와 동일골격을 갖는 유기기이며, 또한 Z는 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 2가의 유기기 또는 단결합이다. 여기에서 「활성기를 포함하지 않는」이란 스즈키 크로스커플링 반응에 관여하는 기를 포함하지 않는 것을 의미한다. 또한, 상기 제 1 조합의 경우, 할로겐화에 의한 활성기 도입의 반응공정이 불필요하여, 목적으로 하는 활성기 도입 이외에, 할로겐화 시제(試劑)에 대한 활성을 갖는 골격 또는 치환기가 존재하는 경우에도, 바람직하게 이용할 수 있다.
Y 및 X(X는-티오펜-Z-를 나타냄)의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00022
Figure 112005002645488-pct00023
또한, Y 및 Z가, 티에닐렌과 적어도 부분적으로 공역하고 있는 것이라고 하면, 제조되는 덴드리머는 반도체성이 된다. 여기에서 말하는 적어도 부분적으로 공역한다란, 완전 공역계뿐만 아니라, π전자계가 모두 국지적으로 존재하는 공역계도 포함하는 것을 의미하고, 예를 들면 벤젠 핵의 메타배위가 포함되는 공역계의 경우도 포함된다.
이하에 티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기 V1으로 변환하는 반응, 및 활성기 V1과 V2의 반응의 조건의 1예에 대해 기술한다.
[티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기 V1으로 변환하는 반응]
반응공정 1 및 반응공정 3에서, 티오펜 고리의 α자리 수소를 상기 그룹 1로부터 선택되는 활성기 V1으로 변환하는 반응의 반응조건의 1예에 대해 기술한다.
V1이 B(OR)2 또는 하기식으로 나타내어지는 붕산에스테르일 경우에는, 예를 들면 n-부틸리튬으로 대표되는 알킬 리튬이나 리튬 디이소프로필아미드 등을 작용시키고 티오펜 고리의 α자리 수소를 빼내어 카르보 음이온으로 한 후, 대응하는 알콕시 보란, 즉 트리메톡시 보란, 트리에톡시 보란, 트리이소프로폭시 보란, 트리부톡시보란 또는 2-이소프로폭시-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사 보란을 구전자(求電子) 부가시킨다.
Figure 112005002645488-pct00024
용매로서는 테트라히드로푸란, n-헥산, 디에틸에테르, 톨루엔 등의 유기용매를 바람직하게 적합하게 이용할 수 있다. 반응온도는 -100∼30℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 -78∼0℃다. 반응시간은, 10분∼3시간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30분∼2시간이다.
V1이 B(OH)2일 경우에는, 상기의 방법으로 얻어진 붕산 에스테르류에 물을 첨가하여 가수분해 한다. 반응용매는 특별히 한정되지 않지만, 제조상, 상기의 방법으로 붕산 에스테르를 합성한 반응 혼합물에, 직접 물을 가하여 가수분해 하는 것이 간편하다. 반응온도는 0∼50℃ 바람직하고, 반응시간은 1시간∼3시간이 바람직하다.
반응공정 1 및 반응공정 3에서, 티오펜 고리의 α자리 수소를 상기 그룹 3으로부터 선택되는 활성기 V1으로 변환하는 반응의 반응조건의 1예에 대해 기술한다.
V1이 Cl, Br 또는 I의 어느쪽의 경우에 있어서도, 대응하는 할로겐화 시약을 작용시키고, 티오펜 고리의 α자리 수소를 할로겐 치환한다. 할로겐화 시약으로서는, 예를 들면 n-클로로숙신이미드, N-브로모숙신이미드나 n-요오드숙신이미드 등을 들 수 있다. 반응용매로서는 테트라히드로푸란, n-헥산, 디에틸에테르, 벤젠, 사염화탄소, 이황화탄소, 디메틸포름아미드, 아세트산 등의 유기용매를 적합하게 이용할 수 있다. 반응온도는 -20∼80℃가 바람직하하고, 반응시간은 1시간∼24시간이 바람직하다.
[활성기 V1과 V2와의 스즈키 크로스커플링 반응]
반응공정 2 및 3에 있어서, 스즈키 크로스커플링 반응에 의해, V1과 V2를 반응시키는 반응조건의 1예에 대해 기술한다.
스즈키 크로스커플링 반응에서는, 반응에 사용하는 촉매로서는, 여러 팔라듐 촉매와 염기촉매의 조합을 이용할 수 있다.
팔라듐 촉매로서는, 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐, 아세트산 팔라듐, 염화 팔라듐, 팔라듐 블랙, 비스(트리페닐포스핀) 팔라듐 디클로라이드, 비스(트리-o-토실포스핀) 팔라듐 디클로라이드, 비스(디벤질리덴아세톤) 팔라듐, 비스(트리시클로헥실포스핀) 팔라듐 디클로라이드, 비스(트리페닐포스핀) 팔라듐 디아세테이트,[1,2-비스(디페닐포스피노)부탄] 팔라듐 디클로라이드,[1,2-비스(디페닐포스피노)에탄] 팔라듐 디클로라이드 등을 들 수 있다. 또, 이들의 팔라듐 촉매에 배위자가 되는 화합물을 병용하는 것이 유효한 경우도 있고, 배위자가 되는 화합물로서는, 트리페닐포스핀, 1,1'-비스(디페닐포스피노) 페로센, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄, 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판, 1,4-비스(디페닐포스피노)부탄, 디페닐포스피노벤젠-3-술폰산나트륨염, 트리시클로헥실포스핀, 트리(2-푸릴)포스핀, 트리스(2,6-디메톡시페닐)포스핀, 트리스(4-메톡시페닐)포스핀, 트리스(4-메틸페닐)포스핀, 트리스(3-메틸페닐)포스핀, 트리스(2-메틸페닐)포스핀 등을 들 수 있다. 또 팔라듐 촉매 대신에 니켈 촉매인[1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]니켈 디클로라이드, 비스(트리시클로헥실포스피노)니켈 디클로라이드, 염화니켈·6수화물을 사용하할 수도 있다.
염기 촉매로서는, 탄산나트륨, 나트륨 에톡시드 등의 나트륨알콕시드류, t-부톡시칼륨, 수산화바륨, 트리에틸아민, 인산칼륨, 수산화나트륨, 탄산칼륨 등을 들 수 있다.
또 스즈키 크로스커플링 반응의 경우, 용매로서는 여러 유기용매와 그 혼합 용매, 그것들의 유기용매와 물과의 혼합용매가 일반적으로 사용되고, 유기용매로서 디메틸포름아미드, 에탄올, 메탄올, 디메틸 술폭시드, 디옥산, 벤젠, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄, 디메틸아세트아미드, 크실렌, 1-프로파놀, 2-프로파놀, 2-메틸-1-프로파놀, 2-메틸-2-프로파놀, 1-부탄올, 2-부탄올, 아세톤, 2-부타논, 3-메틸-2-부타논, 2-펜타논, 3-펜타논, 4-메틸-2-펜타논, 2-메틸-3-펜타논, 2,4-디메틸-3-펜타논, 디옥소란, N-메틸피롤리돈, 디에톡시에탄, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 에틸메틸에테르, 메시틸렌, 에틸벤젠, 아니솔, 니트로벤젠, 테트라메틸 우레아 등을 적합하게 이용할 수 있다. 또한 반응온도는 25∼150℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25∼80℃이며, 반응시간은, 30분∼24시간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼12시간이다.
또한, 반응식 II로 나타내어지는 반응공정, 즉, V1과 V2의 반응에 의해 말단기가 되는 W를 Y1에 결합시키고, 반응공정 1의 원료인 화합물 (a)를 얻는 반응공정에서도, 반응조건예는 상기의 반응공정 2 및 3과 동일하다.
또, 반응공정 3에 의해 또는 반응공정 3을 반복함으로써 원하는 세대수까지 성장시킨 후, 핵(코어)에 결합시킬 수도 있다. 이것에 의해, 일반식 (2)로 나타내어지는 덴드리머를 얻을 수 있다. 또한, Y2는 r가의 유기기(r은 1 이상의 정수)이 며, 화합물 (2)에서의 r은 중심구조로부터의 분기수를 나타내는 차수이다. 그 밖의 기호는 전술한 바와 같다. 여기에서, r이 2 이상인 경우에는 방사상 분기구조의 덴드리머가 된다. r이 1인 경우에는, 수목상 분기구조의 덴드리머가 되지만, 이 경우에도 Y2를 코어라고 부르기로 한다.
구체적으로는, 하기 반응식 III에 나타내는 바와 같이 반응공정 3에 의해 또는 반응공정 3을 반복함으로써 얻은 일반식 (e)로 나타내지는 화합물의 티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기 V1으로 변환하여 화합물 (f)로 하고, 이 화합물 (f)와 코어(핵)이 되는 Y2를 갖는 화합물 (g)을 반응시킨다. 또한, 이 반응에서도, 티오펜 고리의 α자리 수소를 활성기 V1으로 변환하는 반응이나 V1 및 V2의 반응은 상기의 반응공정 1∼3과 동일하다.
Figure 112005002645488-pct00025
이 반응에 의해, 모든 세대수의 덴드리머도, 동일한 반응공정에 의해 중심 구조분자에 결합시킬 수 있다. 단, 덴드리틱 구조단위의 밀집성과 합성의 용이성 으로부터 덴드리머의 세대수는 1∼10이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼8, 더욱 바람직하게는 1∼7, 가장 바람직한 것은 2∼5이며, 또, 중심구조로부터의 분기수는 1∼6이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼4 이다.
또, 원하는 세대수까지 성장시키는 도중 또는 핵에 결합시킨 후, 말단기 W를 화학 수식함으로써, 덴드리머의 최외각에 새로운 구조를 도입할 수도 있다.
또한, 상기한 공정 마다 정제처리를 행함으로써, 결함이의 적은 고순도의 덴드리머를 합성할 수 있다. 정제 방법은 특별히 한정되지 않지만, 재결정, 정석, 승화 정제, 컬럼 정제 등이 예시된다.
본 발명의 제조방법에 의하면, 말단부분을 구성하는 화합물 (a) 및 덴드리틱 구조의 단량체 단위가 되는 화합물 (c) 및 중심구조가 되는 화합물 (g)를 선택함으로써 여러 덴드리머를 제조할 수 있다. 더욱이, 반응공정 마다 정제처리를 행하는 것이 용이한 「수렴법」을 이용하고 있기 때문에, 결함이 적은 고순도의 덴드리머도 제조가능하다.
이상에서 설명한 덴드리머의 제조방법에서 적용한 티오펜계 유기 붕소 화합물과 반응성 화합물과의 스즈키 크로스커플링 반응에 있어서는, 티오펜계 유기 붕소 화합물이 반응계내에서 가수분해되기 쉬운 것, 및, 티오펜계 유기 붕소 화합물을 반응성 화합물이 포함되는 반응계중에 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가함으로써 분해를 억제하여 스즈키 크로스커플링 반응을 우선적으로 진행시킬 수 있는 것을 발견했다. 즉, 티오펜계 유기 붕소 화합물과 반응성 화합물을 스즈키 크로스커플링 반응시켜서 티오펜계 화합물을 얻을 때에, 반응성 화합물이 포함되는 반응 계에, 티오펜계 유기 붕소 화합물을, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시킴으로써, 고수율로 티오펜계 화합물을 얻을 수 있다. 여기에서, 티오펜계 화합물이란 티오펜 고리를 갖는 화합물이다.
티오펜계 유기 붕소 화합물로서는, 예를 들면 그룹 1로부터 선택되는 활성기 V6를 갖는 티오펜계 유기 화합물, 반응성 화합물로서는 그룹 2로부터 선택되는 활성기 V7을 갖는 화합물을 들 수 있다.
이하 이 반응에 대해 상세히 기술한다.
스즈키 크로스커플링 반응에서, 필요한 원료의 전량을 투입하고 반응을 개시하면, 팔라듐 촉매 등의 금속촉매와 염기촉매에 의한 산화부가-트랜스메탈화-환원탈리라고 하는 목적한 반응 사이클과, 티오펜계 유기 붕소 화합물의 가수분해반응이 경쟁적으로 진행한다고 생각된다. 그렇지만, 티오펜계 유기 붕소 화합물을 서서히 반응계중에 첨가하는, 예를 들면 적하하면, 첨가된 것으로부터 신속하게 목적한 반응이 진행되기 때문에, 가수분해가 억제된다고 생각되고, 그것에 의해 수율을 향상시킬 수 있다. 이 적하 등, 서서히 하는 첨가는, 연속적으로 행해도 좋고, 단속적으로 행해도 좋다. 이 경우, 티오펜계 유기 붕소 화합물을 제외한 모든 원료를 전량 투입한 반응계중에 티오펜계 유기 붕소 화합물을 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하면 된다.
또, 복수의 반응점을 갖는 화합물과 티오펜계 유기 붕소 화합물과를 커플링반응시키는 경우, 입체장해나 전자적인 영향에 의해 반응속도가 저하되어, 잉여의 염기에 의해 가수분해되기 쉬워지는 경우도 있으므로, 필요에 따라서 염기촉매도 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가해도 좋다. 예를 들면 덴드론의 세대 성장 반응의 경우는, 분기부를 갖는 화합물에 반응점이 인접하여 2점 존재하기 때문에, 우선, 1점분에 상당하는 염기촉매의 존재하에, 티오펜계 유기 붕소 화합물을 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가한 후, 또 1점분의 염기촉매를 가하여 티오펜계 유기 붕소 화합물을 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하는 방법이나, 염기촉매와 유기 붕소 화합물을 동시에 연속적으로 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 티오펜계 유기 붕소 화합물이외의 분해되기 쉬운 화합물에 대해서도, 상기 티오펜계 유기 붕소 화합물과 마찬가지로, 서서히 연속적 또는 단속적으로 반응계에 첨가하도록 하면 수율을 향상시킬 수 있다.
이하에, 반응조건의 1예에 대해 기술한다.
티오펜계 유기 붕소 화합물이 고체인 경우는, 용매에 녹여 용액으로 하면 연속적으로 첨가하기 쉽고, 용매에 용해하기 어려운 경우는 고체 또는 액체인채로 첨가하면 된다. 용매로서는 상기의 반응용매를 적합하게 이용할 수 있다. 또, 반응에 영향이 없으면 티오펜계 유기 붕소 화합물을 조제한 반응액을 그대로 사용해도 된다. 연속적으로 첨가하는 경우의 첨가 속도는 특별히 제한은 없지만, 15분∼5시간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30분∼2시간이다. 단속적으로 첨가하는 경우의, 1회의 첨가량과 첨가 간격에 특별히 제한은 없지만, 이론량을 5∼50으로 분할한 양을 1회의 첨가량으로 하여, 이론량의 전량을 15분∼5시간, 보다 바람직하게는 30분∼2시간으로 단속적으로 첨가하는 것이 바람직하다. 염기촉매를 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하는 경우도 마찬가지이고, 첨가의 타이밍은 티오펜계 유기 붕소 화합물을 동시이거나, 그것보다도 먼저 첨가하는 것이 바람직하다. 또, 연속적 첨가법과 단속적 첨가법을 조합해도 좋고, 예를 들면 소정량의 반이 되는 염기촉매의 존재하에, 마찬가지로 소정량의 반 정도가 되는 티오펜계 유기 붕소 화합물을 연속적으로 첨가하여 반응시킨 후, 나머지 반의 염기촉매를 첨가하고, 거기에 나머지 반의 티오펜계 유기 붕소 화합물을 연속적으로 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 첨가시의 온도는 상기의 반응온도와 동일하다.
이 방법을 본 발명의 덴드리머의 제조방법에 적용한 경우는, 활성기 V1 또는 V2에 붕소가 치환되어 있는 유기 붕소 화합물을, 또 한쪽이 활성기를 갖는 화합물, 염기촉매, 반응용매 및 금속촉매를 포함하는 반응계에, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하면 좋다. 예를 들면 활성기 V1이 그룹 1로부터 선택되는 화합물을, 활성기 V2가 그룹 2로부터 선택되는 화합물이 포함되는 반응계에, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시키거나, 또는, 활성기 V2가 그룹 4로부터 선택되는 화합물을, 활성기 V1이 그룹 3으로부터 선택되는 화합물이 포함되는 반응계에, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시킨다.
이와 같이, 티오펜계 유기 붕소 화합물을 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하는 방법을, 본 발명의 덴드리머의 제조방법에 적용하면, 고수율로 목적하는 덴 드리머를 얻을 수 있다.
본 발명의 덴드리머를 이하에 나타내는 실시예에 기초하여 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 측정에 사용한 장치 등은 아래와 같다.
1H-NMR: JEOL제 JNM-AL400형 FT-NMR(400MHz), 용매: CDCl3 또는 DMSO-d6, 실온측정, 케미컬시프트의 기준(0ppm)은 테트라메틸실란(TMS)으로 했다.
GPC: 도소(주) 제 HLC-8220GPC, 컬럼: TSKgelSuperHZM-M, 용리액: THF, 검출기: UV254nm, 측정값(중량평균 분자량 Mw, 수평균분자량 Mn, 분자량 분포 Mw/Mn)은 표준 폴리스티렌 환산에 의한 값이다.
(합성 실시예 1) 제 3 세대 덴드리머의 합성
(합성 실시예 1-1) 덴드리틱 구조의 단량체 단위의 화합물 (c)가 되는, 하기식으로 나타내어지는 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜의 합성
Figure 112005002645488-pct00026
질소분위기하에, 2,2'-비티오펜 4.6g을 탈수 테트라히드로푸란에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. 냉각후, 1.6M-n-부틸리튬/헥산 용액 18ml를 적하하고, 그대로 1시간 반응시켰다. 이어서 트리메톡시보란 3.4g을 적하하고, 그대로 1시간 반응시켰다. 반응종료후, 물을 첨가하여 가수분해 시킨 후, 냉각욕을 떼어내고 실온을 온도를 올렸다. 반응 혼합물에 포화 염화암모늄 수용액 및 디에틸에테르를 첨가하고, 교반, 정치하고나서 유기층을 분리했다. 또한 수층을 테트라히드로푸란/디에틸에테르(1/2 용량비) 혼합용매로 추출하고, 이전의 유기층을 합쳤다. 얻어진 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세정했다. 또한 아세트산 나트륨으로 건조처리를 행한 후, 용매를 감압 증류제거하여 조제물(粗製物)을 얻었다. 조제물을 테트라히드로푸란/n-헥산으로 재결정하여, 하기 식으로 나타내어지는 중간체 화합물 2,2'-비티오펜-5-보론산 4.3g(담청백색 고체)을 수율 73%로 얻었다.
Figure 112005002645488-pct00027
그 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00028
다음에, 질소분위기하에 얻어진 중간체 화합물 2,2'-비티오펜-5-보론산 4.0g 및 1,3,5-트리브로모벤젠 9.0g을 테트라히드로푸란에 용해했다. 이 용액에 아세트산 팔라듐 0.1g, 트리페닐포스핀 0.30g을 가하고, 물 34ml에 용해한 탄산나트륨 4.4g을 더 첨가하고 80℃의 기름욕중에서 6시간 가열 교반하면서 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 30ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메 틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하여, 목적물 4.6g(담황색 고체)을 수율 61%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00029
(합성 실시예 1-2) 덴드리틱 구조의 말단부분을 구성하는 화합물 (a)이 되는, 하기 식으로 나타내지는 5-[2,2']비티오페닐-5-일-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민의 합성
Figure 112005002645488-pct00030
〈촉매의 조제〉
아세트산 팔라듐 10mg에 크실렌 4.5ml를 가하고, 질소분위기하에, 트리-t-부틸 포스핀 36mg을 첨가후, 80℃에서 30분간 가열하여, 촉매용액을 얻었다.
〈5-[2,2']비티오페닐-5-일-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민의 합성 〉
합성 실시예 1-1에서 얻어진 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜 1.80g, 디페닐아민 1.60g 및 t-부톡시칼륨 1.21g에 크실렌 4.5ml를 가하고, 질소분위기하에, 80℃에서 앞에 조제한 촉매용액을 적하했다. 적하 종료후, 120℃로 온도를 올리고, 그대로 18시간 반응시켰다. 반응후, 실온까지 냉각하고 물 10ml를 첨가했다. 유기층을 분리하고, 수층은 염화메틸렌으로 추출하고, 이전의 유기층과 합쳤다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 목적물 2.20g(담황색 고체)을 수율 85%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00031
(합성 실시예 1-3) 덴드리틱 구조의 말단부분을 구성하는 화합물 (a)의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하여 화합물 (b)로 하는 하기 식으로 나타내어지는 5-(5'-보론산-[2,2']비티오페닐-5-일)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민의 합성
Figure 112005002645488-pct00032
질소분위기하에서, 합성 실시예 1-2에서 얻어진 5-[2,2']비티오페닐-5-일-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌디아민 2.0g을 탈수 테트라히드로푸란에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. 냉각후, 10wt%-리튬 디이소프로필아미드/n-헥산 현탁액 4.5g(Aldrich사제)을 적하하고, 그대로 1시간 반응시켰다. 이어서 트리메톡시보란 0.5g을 적하하고, 그대로 1시간 반응시켰다. 반응 종료후, 물을 첨가하여 가수분해 시킨 후, 냉각욕을 떼어내고 실온으로 온도를 올렸다. 반응 혼합물에 포화 염화암모늄 수용액 및 디에틸에테르를 첨가하고, 교반, 정치하고나서 유기층을 분리했다. 수층을 테트라히드로푸란/디에틸에테르(1/2 용량비) 혼합용매로 더 추출하고, 이전의 유기층을 합쳤다. 얻어진 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세정했다. 또한 황산나트륨으로 건조처리를 행한 후, 용매를 감압 증류제거하여 조제물을 얻었다. 조제물을 테트라히드로푸란/n-헥산으로 재결정하여, 목적물 1.5g(담황색 고체)을 수율 70%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: DMSO-d6)으로, 8.3ppm부근에 보론산의 OH 프로톤이 관측된 것, 및 벤젠 고리 유래의 프로톤과 티오펜 고리 유래의 프로톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다.
(합성 실시예 1-4) 상기 화합물 (b)와 (c)의 스즈키 크로스커플링 반응에 의한, 하기 일반식 (11)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 합성
Figure 112005002645488-pct00033
(구조식중의 a는 1H NMR 스펙트럼에서 적분값의 기준으로 한 프로톤 Ha의 치환위치를 나타낸다.)
〈연속적 또는 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 커플링 반응〉
합성 실시예 1-3에서 얻은 5-(5'-보론산-[2,2']비티오페닐-5-일)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌디아민 1.30g, 합성 실시예 1-1에서 얻어진 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜 0.40g, 팔라듐 아세트산 13mg, 트리페닐포스핀 46mg 및 탄산나트륨 0.22g에, 질소분위기하에, THF 10ml와 물 2ml를 가하고, 환류하에서 8시간 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 20ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하여, 목적물 0.84g(담황색 고체)을 수율 60%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: CDCl3)에서, 6.74ppm에 관측되는 질소원자가 2개 인접한 벤젠 고리 프로톤 Ha를 기준(2H분. 식(11)참조. 이하, 그 밖의 세대에 대해서도 Ha는 질소원자가 2개 인접한 벤젠 핵 프로톤을 나타냄)으로 하여, 벤젠 고리 유래의 프로톤 및 티오펜 고리 유래의 프로톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다. GPC 측정값은 중량평균 분자량(Mw)=1265, 수평균 분자량(Mn)=1241, 분자량 분포(Mw/Mn)=1.019이며, 목적물이 고순도, 단분산인 것을 확인했다.
Figure 112005002645488-pct00034
〈유기 붕소 화합물의 연속적/단속적 첨가법 및 염기촉매의 단속적 첨가법에 의한 스즈키 커플링 반응〉
합성 실시예 1-1에서 얻어진 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜 0.40g, 팔라듐 아세트산 13mg, 트리페닐포스핀 46mg 및 탄산나트륨 0.11g에, 질소분위기하에, THF 4ml와 물 1ml를 가하고, 80℃의 기름욕으로 가열했다. 여기에 합성 실시예 1-3에서 얻어진 5-(5'-보론산-[2,2']비티오페닐-5-Il)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌디아민 0.65g을 테트라히드로푸란 3ml에 용해한 용액을 1시간 걸쳐서 적 하하고, 환류하에서 0.5시간 더 반응시켰다. 이어서 물 1ml에 용해한 탄산나트륨 0.11g을 가한 후, 합성 실시예 1-3에서 얻어진 5-(5'-보론산-[2,2']비티오페닐-5-일)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌디아민 0.65g을 테트라히드로푸란 3ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 5.5시간 더 반응시켰다.
반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 20ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 목적물 1.14g(담황색 고체)을 수율 82%로 얻었다. 연속적 및 단속적 첨가법에 의해 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼이 상기 〈연속적 또는 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 커플링 반응〉과 일치한 것, 및 GPC 측정값이 거의 동일한 것으로부터 확인했다.
(합성 실시예 1-5) 하기 식으로 나타내어지는 제 2 세대 덴드리머의 합성
Figure 112005002645488-pct00035
(구조식중의 a는 1H NMR 스펙트럼에서 적분값의 기준으로 한 프로톤 Ha의 치환위치를 나타낸다.)
〈제 1 세대 덴드리머의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하는 반응에 의해 하기 일반식 (12)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체의 합성〉
Figure 112005002645488-pct00036
질소분위기하에, 합성 실시예 1-4에서 얻어진 제 1 세대 덴드리머 1.4g을 탈수 테트라히드로푸란에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. 냉각후, 10wt%-리튬 디이소프로필아미드/n-헥산 현탁액 2.1g(Aldrich사제)을 적하하고, 그대로 1시간 반응시켰다. 이어서 트리메톡시 보란 0.42g을 적하하고, 그대로 1시간 반응시켰다. 반응종료후, 물을 첨가하여 가수분해시킨 후, 냉각욕을 떼어내고 실온으로 온도를 올렸다. 반응 혼합물에 포화 염화암모늄 수용액 및 디에틸에테르를 첨가하고, 교반, 정치하고나서 유기층을 분리했다. 또한 수층을 테트라히드로푸란/디에틸에테르(1/2 용량비) 혼합용매로 추출하고, 이전의 유기층을 합쳤다. 얻어진 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세정했다. 또한 황산나트륨으로 건 조처리를 행한 후, 용매를 감압 증류제거하여 조제물을 얻었다. 조제물을 테트라히드로푸란/n-헥산으로 재결정하고, 목적물인 제 1 세대의 보론산 유도체(이하, 「G1-B(OH)2」라고 약기함) 0.9g(담황색 고체)을 수율 63%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: DMSO-d6)에서, 8.3ppm 부근에 보론산의 OH 프로톤이 관측된 것, 및 벤젠 고리 유래의 프로톤과 티오펜 고리 유래의 프로톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다.
〈연속적 또는 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 커플링 반응〉
G1-B(OH)2 0.9g, 합성 실시예 1-1에서 얻어진 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜 0.12g, 팔라듐 아세트산 4mg, 트리페닐포스핀 14mg 및 탄산나트륨 66mg에, 질소분위기하에, THF 3ml와 물 0.6ml를 가하고, 환류하에서 8시간 반응시켰다. 반응 종료후, 실온까지 냉각하고, 수 3ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 목적물인 제 2 세대 덴드리머 0.47g(담황색 고체)을 수율 52%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: CDCl3)에서, 6.7ppm 부근에 관측되는 질소원자가 2개 인접한 벤젠 고리 프로톤 Ha를 기준(4H분)으로 하고, 6.9-7.4ppm 부근 및 7.6-7.8ppm 부근에 관측되는 벤젠 고리 유래의 프로톤 및 티오펜 고리 유래의 프로 톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다. GPC 측정값은 중량평균 분자량(Mw)=3514, 수평균 분자량(Mn)=3385, 분자량 분포(Mw/Mn)=1.038이며, 목적물이 고순도, 단분산인 것을 확인했다.
〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법에 의한 스즈키 크로스커플링 반응〉
합성 실시예 1-1에서 얻어진 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜 0.12g, 팔라듐아세트산 4mg, 트리페닐포스핀 14mg 및 탄산나트륨 33mg에, 질소분위기하에, THF 1.6ml와 물 0.3ml를 가하고, 80℃의 기름욕으로 가열했다. G1-B(OH)2 0.45g를 테트라히드로푸란 0.7ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 0.5시간 더 반응시켰다. 이어서 물 0.3ml에 용해한 탄산나트륨 33mg를 가한 후, G1-B(OH)2 0.45g을 테트라히드로푸란 0.7ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 5.5시간 더 반응시켰다.
반응종료후, 실온까지 냉각하여, 물 3ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제; Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하여, 목적물인 제 2 세대 덴드리머 0.64g(담황색 고체)을 수율 71%로 얻었다. 연속적 및 단속적 첨가법에 의해 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼이, 상기 〈연속적 또는 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 커플 링 반응과 일치한 것, 및 GPC 측정값이 거의 동일한 것으로부터 확인했다.
(합성 실시예 1-6) 하기 식으로 나타내어지는 제 3 세대 덴드리머의 합성
Figure 112005002645488-pct00037
(구조식중의 a는 1H NMR 스펙트럼에서 적분값의 기준으로 한 프로톤 Ha의 치환위치를 나타낸다.)
합성 실시예 1-5에서 얻어진 제 2 세대 덴드리머의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하는 반응에 의해 제 2 세대 덴드리머의 보론산 유도체를 합성하고, 이어서 합성 실시예 1-1에서 얻어진 5-(3,5-디브로모페닐)-2,2'-비티오펜과 Suzuki 크로스커플링 반응을 행하고, 제 3 세대 덴드리머를 합성했다. 또한, 실시예 1-5의 조건에서, 제 1 세대 덴드리머 대신에 제 2 세대 덴드리머를 사용하는 이외는 모두 동일한 조건으로 행했다. 얻어진 물질의 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: CDCl3)에서, 6.7ppm 부근에 관측되는 질소원자가 2개 인접한 벤젠 고리 프로톤 Ha를 기준(8H분)으로 하여, 6.9-7.4ppm 부근 및 7.6-7.8ppm 부근에 관측되는 벤젠 고리 유래의 프로톤 및 티오펜 고리 유래의 프로톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다. GPC 측정값은 중량평균 분자량(Mw)=7890, 수평균 분자량(Mn)=7610, 분자량 분포(Mw/Mn)=1.037이며, 목적물이 고순도, 단분산인 것을 확인했다.
[합성 실시예 2] 하기 식으로 나타내어지는 제 1 세대 3분기 덴드리머(제 1 세대 덴드리머의 벤젠 핵 코어에의 결합)
Figure 112005002645488-pct00038
(구조식중의 a는 1H NMR 스펙트럼에서 적분값의 기준으로 한 프로톤 Ha의 치환위치를 나타낸다.)
〈연속적 또는 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉
합성 실시예 (1-5)의 〈제 1 세대 덴드리머의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하는 반응〉에 의해 얻어진 식(12)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체 G1-B(OH)2 1.03g, 1,3,5-트리브로모 벤젠 68mg, 팔라듐 아세트산 15mg, 트리페닐포스핀 51mg 및 탄산나트륨 95mg에, 질소분위기하에, THF 6ml와 물 1ml를 가하고, 환류하에서 8시간 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 3ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 클로로포름으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 또한 클로로포름으로 재결정하여, 목적물인 제 1 세대 3분기 덴드리머 0.36g(담황색 고체)을 수율 39%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: CDCl3)에서, 6.7ppm 부근에 관측되는 질소원자가 2개 인접한 벤젠 고리 프로톤 Ha를 기준(6H분)으로 하여, 6.9-7.2ppm 부근 및 7.4-7.5ppm 부근에 관측되는 벤젠 고리 유래의 프로톤 및 티오펜 고리 유래의 프로톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다. GPC 측정값은 중량평균 분자량(Mw)=5017, 수평균 분자량(Mn): 4667, 분자량 분포(Mw/Mn)=1.073이며, 목적물이 고순도, 단분산인 것을 확인했다.
Figure 112005002645488-pct00039
〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법에 의한 스즈키 크로스커플링 반응〉
1,3,5-트리브로모벤젠 68mg, 팔라듐 아세트산 15mg, 트리페닐포스핀 51mg 및 탄산나트륨 32mg에, 질소분위기하에, THF 1.5ml와 물 0.4ml를 가하고, 80℃의 기름욕으로 가열했다. 여기에 합성 실시예 (1-5)의 〈제 1 세대 덴드리머의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하는 반응〉에 의해 얻어진 일반식 (12)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체 G1-B(OH)2 0.34g을 테트라히드로푸란 1.5ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 0.5시간 더 반응시켰다. 이어서 물 0.3ml에 용해한 탄산나트륨 32mg을 가한 후, G1-B(OH)2 0.34g을 테트라히드로푸란 1.5ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 0.5시간 더 반응시켰다. 이어서 물 0.3ml에 용해한 탄산나트륨 32mg을 가한 후, G1-B(OH)2 0.34g을 테트라히드로푸란 1.5ml에 용해한 용액을 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 4시간 더 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 수 3ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 클로로포름으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세 정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 또한 클로로포름으로 재결정하여, 목적물인 제 1 세대 3분기 덴드리머 0.48g(담황색 고체)을 수율 52%로 얻었다. 연속적 및 단속적 첨가법에 의해 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는, 상기 〈연속적 또는 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 커플링 반응〉과 1H NMR 스펙트럼이 일치하고, GPC 분석값이 거의 동일한 것으로부터 확인했다.
(합성 실시예 3) 제 1 세대3분기 덴드리머의 합성
(합성 실시예 3-1) 덴드리틱 구조의 단량체 단위의 화합물 (c)가 되는, 하기 식으로 나타내어지는 3,5-비스[2-(5-브로모티에닐)]-2-티에닐벤젠, 및 1,3,5-트리스[2-(5-브로모티에닐)]벤젠의 합성
Figure 112005002645488-pct00040
〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉
질소분위기하에, 티오펜 14g의 탈수 테트라히드로푸란 100ml에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. -70℃ 이하로 냉각후, 1.6M-n-부틸리튬/헥산 용액 100ml를 40분간에 적하했다. 또한 1시간 반응시킨 후, 트리메톡시 보란 20g을 10분간 걸쳐서 적하한 후, 냉각욕을 떼어내고 천천히 실온까지 승온하고, 반응 혼합물 A를 얻었다. 여기에, 1,3,5-트리브로모 벤젠 13g, 아세트산 팔라듐 0.8g, 트리페닐포스핀 2.9g, 탄산나트륨 8.7g, 및 미리 탈기 및 질소치환한 메탄올 130ml 및 물 25ml를 가하고, 또한 질소치환한 후, 85℃의 기름욕중에서 4시간 반응했다. 반응종료후, 메탄올 50ml 및 물 100ml를 첨가하고, 실온까지 냉각했다. 석출물을 여과하고, 염화메틸렌 100ml 및 물 100ml를 가했다. 불용성분을 여과 제거한 후, 유기층을 분리하고, 물 다음에 포화 염화나트륨 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리후, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 정제하고, 또한 염화메틸렌메탄올로 재결정함으로써 하기 식 (13)에 나타내는 중간체가 되는 1,3,5-트리스(2-티에닐)벤젠 7.6g(백색 분말)을 수율 57%로 얻었다. 그 구조는 1H NMR 스펙트럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00041
Figure 112005002645488-pct00042
〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법에 의한 스즈키 커플링 반응〉
질소분위기하에, 티오펜 14g의 탈수 테트라히드로푸란 100ml에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. -70℃ 이하로 냉각후, 1.6-M-n-부틸 리튬/헥산 용액 100ml를 40분간에 적하했다. 또한 1시간 반응시킨 후, 트리메톡시 보란 20g을 10분간 걸쳐서 적하한 후, 냉각욕을 떼어내고 천천히 실온까지 승온하고, 반응 혼합물 A를 얻었다. 이어서, 1,3,5-트리브로모 벤젠 13g, 아세트산 팔라듐 0.8g, 트리페닐포스핀 2.9g, 및 탄산나트륨 8.7g을 미리 탈기 및 질소치환한 메탄올 130ml 및 물 25ml에 가하고, 더욱 질소치환한 후, 85℃의 기름욕중에서 가열 교반하고, 앞에 조제한 반응 혼합물 A를 80분 걸쳐서 적하하고, 3시간 더 반응했다. 반응종료후, 메탄올 50ml 및 물 100ml를 첨가하고, 실온까지 냉각했다. 석출물을 여과하고, 염화메틸렌 100ml 및 물 100ml를 가했다. 불용성분을 여과 제거한 후, 유기층을 분리하고, 물 다음에 포화 염화나트륨 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리후, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 정제하고, 또한 염화메틸렌메탄올로 재결정함으로써 일반식 (13)에 나타내는 중간체가 되는 1,3,5-트리스(2-티에닐)벤젠 12g(백색 분말)을 수율 90%로 얻었다. 유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법에 의해 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는 1H NMR 스펙트럼이 상기 〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉과 일치한 것으로부터 확인했다.
〈중간체 1,3,5-트리스(2-티에닐)벤젠의 브로모화 반응〉
얻어진 1,3,5-트리스(2-티에닐)벤젠 2.0g을 디메틸포름아미드 10ml에 용해하고, 빙수욕중에서 냉각했다. 거기에 N-브로모숙신산 이미드 2.4g의 디메틸포름아미드(9ml) 용액을 첨가한 후, 빙수욕을 떼어내고 실온까지 승온했다. 반응종료후, 물을 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 클로로포름으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Snicagel 60, 용리액: 클로로포름/n-헥산)에 의해 각각 단리 정제하고, 원하는 3,5-비스[2-(5-브로모티에닐)]-2-티에닐벤젠 1.05g(백색 고체) 및 1,3,5-트리스[2-(5-브로모티에닐)]벤젠 1.49g(백색 고체)을 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼에 의해 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
3,5-비스[2-(5-브로모티에닐)]-2-티에닐벤젠
Figure 112005002645488-pct00043
1,3,5-트리스[2-(5-브로모티에닐)벤젠
Figure 112005002645488-pct00044
(합성 실시예 3-2) 하기 식으로 나타내어지는 1,3-디클로로-5-(2-티에닐)벤 젠의 합성
Figure 112005002645488-pct00045
〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉
질소분위기하에, 티오펜 7.0g을 탈수 테트라히드로푸란 55ml에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. -70℃ 이하로 냉각후, 1.6M-n-부틸리튬/헥산 용액 50ml를 1시간에 적하했다. 또한 1시간 반응시킨 후, 트리메톡시 보란 9.8g을 10분간 걸쳐서 적하한 후, 냉각욕으로부터 떼내내고 천천히 실온까지 승온하여, 반응 혼합물 A를 얻었다. 이어서 반응 혼합물 A에, 질소분위기 하에, 1-브로모-3,5-디클로로벤제 16.3g, 아세트산 팔라듐 0.5g, 트리페닐포스핀 1,7g, 탄산나트륨 6.9g, 및 미리 탈기 및 질소치환한 메탄올 150ml 및 물 30ml를 가하고, 더욱 질소치환한 후, 85℃의 기름욕중에서 4시간 반응했다. 반응 종료후, 메탄올 50ml 및 물 100ml를 첨가하고 실온까지 냉각했다. 석출물을 여과 제거하고, 염화메틸렌 100ml 및 물 100ml를 가했다. 불용성분을 여과 제거한 후, 유기층을 분리하고, 물, 다음에 포화 염화나트륨으로 3회 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리후, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다.
컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 정제함으로써 목적물 11.7g(백색 분말)을 수율 70%로 얻었다. 그 구 조는 1H NMR 스펙트럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00046
〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법에 의한 스즈키 크로스커플링 반응〉
질소하분위기하에 1-브로모-3,5-디클로로벤젠 16.3g, 아세트산 팔라듐 0.5g, 트리페닐포스핀 1.7g 및 탄산나트륨 6.9g을 미리 탈기 및 질소치환한 메탄올 150ml 및 물 30ml에 가하고, 또한 질소치환한 후, 85℃의 기름욕중에서 가열 교반했다. 거기에 상기 〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉과 동일하게 조제한 반응 혼합물 A를 1시간 걸쳐서 적하하고, 3시간 더 반응했다. 반응종료후, 메탄올 50ml 및 물 100ml를 첨가하고 실온까지 냉각했다. 석출물을 여과 제거하고, 염화메틸렌 100ml 및 물 100ml를 가했다. 불용성분을 여과 제거한 후, 유기층을 분리하고, 물, 다음에 포화 염화나트륨으로 3회 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리후, 용매를 감압 증류 제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 정제함으로써 목적물 15g(백색 분말)을 수율 90%로 얻었다. 상기 〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉에 비해 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는 1H NMR 스펙트럼이 상기 〈유기 붕소 화합물의 연속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉과 일치한 것에 의해 확인했다.
(합성 실시예 3-3) 덴드리틱 구조의 말단부분을 구성하는 화합물 (a)가 되는, 하기 식으로 나타내어지는 5-(2-티에닐)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민의 합성
Figure 112005002645488-pct00047
질소하분위기하에, 아세트산 팔라듐 0.01g의 크실렌 50ml용액에, 트리-t-부틸 포스핀 35mg을 첨가하고, 80℃의 기름욕중에서 10분간 가열교반, 실온까지 냉각함으로써 촉매를 조제했다. 이어서, 질소분위기하에, 합성 실시예 3-2에서 합성한 1,3-디클로로-5-(2-티에닐)벤젠 10g, 디페닐아민 16g 및 칼륨-t-부톡시드 12g을 크실렌 18ml에 가하고, 80℃의 기름욕중에서 가열한 후, 앞에 조제한 촉매를 첨가하고, 그 후 120℃의 기름욕에서 18시간 반응했다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 유기층을 물로 세정하고, 수층은 염화메틸렌으로 2회 추출하고, 유기층을 합치고, 물로 더욱 세정했다. 얻어진 유기층을 황산나트륨으로 건조처리후, 용매를 감압 증류제거하여 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 정제하고, 또한 염화메틸렌메탄올로 재결정함으로써 목적물 15g(백색 분말)을 수율 70%로 얻었다. 그 구조는 1H NMR 스펙트 럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00048
(합성 실시예 3-4) 덴드리틱 구조의 말단부분을 구성하는 화합물 (a)의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하여 화합물 (b)로 하는 하기 식으로 나타내어지는 5-(5-보론산-티오펜-2-일)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민의 합성
Figure 112005002645488-pct00049
질소분위기하에, 디이소프로필 아민 3.2g을 탈수 테트라히드로푸란 50ml에 용해하고, 드라이아이스 메탄올욕중에서 냉각한 후, -70℃ 이하에서, 1.6M-n-부틸 리튬/헥산 용액 19ml를 10분간에 적하하고, 0℃에서 30분 반응시키고, 리튬 디이소프로필아미드(LDA) 용액을 조제했다. 이어서, 합성 실시예 3-3에서 합성한 5-(2-티에닐)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌디아민 5.0g을 탈수 테트라히드로푸란 30ml에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. 이 용액에, 이전에 조제한 LDA 용액을 1시간에 적하했다. -70℃ 이하에서 1시간 더 반응한 후, 트리메톡시 보란 6.9g을 10분간 걸쳐서 적하하고, 그 후 1시간 걸쳐서 천천히 실온까지 승온했다. 반응종료후, 빙욕중에서 냉각한 후, 디에틸에테르 70ml 및 물 20ml를 첨가하여 가수분해시킨 후, 실온까지 승온했다. 이어서, 물 50ml 및 포화 염화암모늄 수용액 70ml를 첨가하고, 유기층을 분리했다. 유기층을 포화 염화암모늄 수용액 120ml로 2회, 포화 염화나트륨 수용액 120ml로 2회 세정후, 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써, 목적물 5.4g(미황색 분말)을 수율 99%로 얻었다. 그 구조는 1H NMR 스펙트럼으로 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00050
(합성 실시예 3-5) 하기 식으로 나타내어지는 제 1 세대 덴드론의 합성
Figure 112005002645488-pct00051
〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉
합성 실시예 3-1에서 얻어진 3,5-비스[2-(5-브로모티에닐)]-2-티에닐 벤젠 1.49g, 합성 실시예 3-4에서 얻어진 5-(5-보론산-티오펜-2-일)-N,N,N',N'-테트라페 닐-1,3-페닐렌 디아민 3.98g, 팔라듐 아세트산 69mg, 트리페닐포스핀 0.24g 및 탄산나트륨 0.85g에, 질소분위기하에, THF 30ml와 물 6ml를 가하고, 환류하에서 8시간 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 20ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 목적물 2.43g(백색 고체)을 수율 60%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼에 의해 확인했다. 측정데이터를 이하에 나타낸다.
Figure 112005002645488-pct00052
〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법에 의한 스즈키 크로스커플링 반응〉
합성 실시예 3-1에서 얻어진 3,5-비스[2-(5-브로모티에닐)]-2-티에닐 벤젠 1.49g, 팔라듐 아세트산 69mg, 트리페닐포스핀 0.24g 및 탄산나트륨 0.43g에, 질소분위기하에, THF 10ml와 물 3ml를 가하고, 80℃의 기름욕으로 가열했다. 여기에 합성 실시예 3-4에서 얻어진 5-(5-보론산-티오펜-2-일)-N,N,N',N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민 1.99g을 테트라히드로푸란 10ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적 하하고, 환류하에서 0.5시간 반응시켰다. 이어서 물 3ml에 용해한 탄산나트륨 0.42g을 가한 후, 합성 실시예 3-4에서 얻어진 5-(5-보론산-티오펜-2-일)-N, N, N', N'-테트라페닐-1,3-페닐렌 디아민 1.99g을 테트라히드로푸란 10ml에 용해한 용액을, 1시간 걸쳐서 적하하고, 환류하에서 5.5시간 반응시켰다.
반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 20ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 염화메틸렌으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 목적물 3.40g(백색 고체)을 수율 84%로 얻었다. 유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법에 의해 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼이 합성 실시예 3-5와 일치한 것으로 확인했다.
(합성 실시예 3-6) 합성 실시예 2와 동일한 구조의 제 1 세대 3분기 덴드리머의 합성
〈제 1 세대 덴드리머의 티오펜 고리의 α수소를 활성기 B(OH)2로 변환하는 반응에 의해 하기 일반식 (14)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도 체의 합성〉
Figure 112005002645488-pct00053
질소분위기하에, 디이소프로필아민 0.73g을 탈수 테트라히드로푸란 10ml에 용해하고, 드라이아이스 메탄올욕중에서 냉각한 후, -70℃ 이하에서, 1.6M-n-부틸 리튬/헥산 용액 4.3ml를 10분간에 적하하고, 0℃에서 15분 반응시켜, 리튬 디이소프로필아미드(LDA) 용액을 조제했다. 이어서, 합성 실시예 3-5에서 얻어진 제 1 세대 덴드리머 2.0g을 탈수 테트라히드로푸란 30ml에 용해하고, 드라이아이스-메탄올욕중에서 냉각했다. 이 용액에, 이전에 조제한 LDA 용액을 20분간에 적하했다. 또한 -70℃ 이하에서 1시간 반응한 후, 트리메톡시 보란1.6g을 10분간 걸쳐서 적하하고, 그 후 1시간 걸쳐서 천천히 실온까지 승온했다. 반응종료후, 빙욕중에서 냉각한 후, 디에틸에테르 20ml 및 물 20ml를 첨가하고 가수분해시킨 후, 실온까지 승온했다. 이어서, 포화 염화암모늄 수용액 20ml를 첨가하여, 유기층을 분리했다. 유기층을 포화 염화암모늄 수용액 50ml로 3회, 포화 염화나트륨 수용액 50ml로 2회 세정했다. 또한 황산나트륨으로 건조처리를 행한 후, 용매를 감압 증류제거하여 조제물을 얻었다. 조제물을 테트라히드로푸란/n-헥산으로 재결정하여, 목적물인 제 1 세대의 보론산 유도체 2.0g(담황색 고체)을 수율 97%로 얻었다. 그 구조는 1H-NMR 스펙트럼(측정 용매: DMSO-d6)에서, 8.3ppm부근에 보론산의 OH 프로톤이 관측된 것, 및 벤젠 고리 유래의 프로톤과 티오펜 고리 유래의 프로톤의 적분비가 목적 구조와 일치한 것으로부터 확인했다.
〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉
상기 일반식 (14)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체 2.1g, 합성 실시예 3-1에서 얻어진 1,3,5-트리스[2-(5-브로모티에닐)]벤젠 238mg, 팔라듐 아세트산 14mg, 트리페닐포스핀 50mg 및 탄산나트륨 0.18g에, 질소분위기하에, THF 28ml와 물 2ml를 가하고, 환류하에서 8시간 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 20ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 클로로포름으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 또한 클로로포름으로 재결정하여, 목적물인 제 1 세대 3분기 덴드리머 0.74g(담황색 고체)을 수율 41%로 얻었다. 1H NMR 스펙트럼이 합성 실시예 2와 일치하는 것을 확인했다. GPC 측정값은, 중량평균 분자량(Mw)=5240, 수평균 분자량(Mn)=4855, 분자량 분포(Mw/Mn)=1.079이며, 목적물이 고순도, 단분산인 것을 확인했다.
〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법에 의한 스즈키 크로스커플링 반응〉
합성 실시예 3-1에서 얻어진 1,3,5-트리스[2-(5-브로모티에닐)]벤젠 238mg, 팔라듐 아세트산 14mg, 트리페닐포스핀 50mg 및 탄산나트륨 0.06g에, 질소분위기하에, THF 2ml와 물 0.4ml를 가하고, 80℃의 기름욕으로 가열했다. 여기에 식 (14)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체 0.7g을 테트라히드로푸란 8.4ml에 용해한 용액을, 1시간에 적하하고, 환류하에서 0.5시간 반응시켰다. 이어서 물 0.4ml에 용해한 탄산나트륨 0.06g을 가하고, 식 (14)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체 0.7g을 테트라히드로푸란 8.4ml에 용해한 용액을, 1시간에 적하하고, 환류하에서 0.5시간 반응시켰다. 이어서 물 0.4ml에 용해한 탄산나트륨 0.069을 가하고, 식 (14)로 나타내어지는 제 1 세대 덴드리머의 보론산 유도체 0.7g을 테트라히드로푸란 8.4ml에 용해한 용액을, 1시간에 적하하고, 환류하에서 4시간 반응시켰다. 반응종료후, 실온까지 냉각하고, 물 20ml를 첨가했다. 얻어진 반응 혼합물을 클로로포름으로 추출하고, 얻어진 유기층을 물로 세정했다. 유기층을 황산나트륨으로 건조처리하고, 용매를 감압 증류제거함으로써 조제물을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피(충전제: Merck제 Silicagel 60, 용리액: 염화메틸렌/n-헥산)에 의해 단리 정제하고, 또한 클로로포름으로 재결정하여, 목적물인 제 1 세대 3분기 덴드리머 1.01g(담황색 고체)을 수율 56%로 얻었다. 유기 붕소 화합물의 연속/단속 첨가, 및 염기촉매의 단속 첨가에 의해, 수율이 향상되는 것을 확인했다. 그 구조는 1H NMR 스펙트럼이 상기 〈유기 붕소 화합물의 연속/단속적 첨가법, 및 염기촉매의 단속적 첨가법을 이용하지 않는 스즈키 크로스커플링 반응〉과 일치한 것, 및 GPC 측정값이 거의 동일한 것으로부터 확인했다.
본 발명의 제조방법에 의하면, 과잉의 원료를 필요로 하지 않고 합성 중간체의 정제도 비교적 용이한 「수렴법」을 사용하기 때문에, 결함이 없이 고순도의 덴드리머를 효율적으로 합성할 수 있어, 화학분야, 의약분야, 전자재료 분야 등에서, 여러 고기능 재료의 창제에 유용한 고분자 재료로서 기대되는 티에닐렌 구조를 갖는 신규한 덴드리머의 제공이 가능하게 된다.

Claims (10)

  1. 티에닐렌 구조를 포함하는 선상부와 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기인 분기부 Y로 이루어지는 하기 일반식 (1)의 반복구조단위를 갖는 덴드리머를 수렴법에 의해 제조하는 덴드리머의 제조방법으로서, 말단부분을 구성하는 티에닐렌 구조를 갖는 하기 화합물 (a)의 티오펜 고리의 α자리 수소를 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기 V1으로 변환하여 하기 화합물 (b)로 하는 반응공정 1과, 선상부 및 분기부 Y를 갖는 동시에 분기부 Y에 상기 활성기 V1과 스즈키 크로스커플링 반응하는 2개의 활성기 V2를 갖는 하기 화합물 (c)와 상기 화합물 (b)를 스즈키 크로스커플링 반응시켜서 하기 화합물 (d)를 얻는 반응공정 2와, 이 생성물의 티오펜 고리의 α자리 수소를 스즈키 크로스커플링 반응하는 활성기 V1으로 변환하는 동시에 이것에 하기 화합물 (c)를 반응시켜서 차세대의 덴드론을 얻는 반응공정 3과, 이 반응공정 3을 필요에 따라서 반복하여 덴드리머로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법.
    Figure 112005002645488-pct00054
    Figure 112005002645488-pct00055
    (식중 Z는, 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 2가의 유기기 또는 단결합이며, R1, R2는, 수소, 알킬기 및 알콕시기로부터 선택된다. 또, Y는 치환기를 가져도 좋은 3가의 유기기이며, Y1은 Y와 동일 또는 Y와 동일골격을 갖는 유기기이다. W는 치환기를 가져도 좋은 활성기를 포함하지 않는 1가의 유기기이며,존재하지 않아도 되고, m은 0 또는 1 이상의 정수이다. 활성기 V1 및 V2는 서로 스 즈키 크로스커플링 반응하는 활성기로부터 선택된다)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 활성기 V1이 하기 그룹 1로부터 선택되고 또한 상기 활성기 V2가 하기 그룹 2로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법.
    그룹 1
    Figure 112005002645488-pct00056
    그룹 2
    Cl, Br, I, OSO2(CkF2k+1)
    k=1∼4
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 활성기 V1이 하기 그룹 3으로부터 선택되고 또한 상기 활성기 V2가 하기 그룹 4로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법.
    그룹 3
    Cl, Br, I
    그룹 4
    -B(OH)2
    -B(OR)2
    R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
    Figure 112005002645488-pct00057
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스즈키 크로스커플링 반응을 행할 때에 사용하는 화합물중 한쪽이 붕소를 포함하는 티오펜계 유기 붕소 화합물인 경우, 이 티오펜계 유기 붕소 화합물을, 다른쪽 화합물이 포함되는 반응계에, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시키는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 반응공정 3에 의해 또는 상기 반응공정 3을 반복함으로써 얻은 하기 일반식 (e)의 화합물의 티오펜 고리의 α자리 수소를 상기 활성기 V1으로 변환하여 하기 화합물 (f)로 하고, 이 화합물 (f)와 코어가 되는 Y2를 갖는 하기 화합물 (g)를 반응시켜서 하기 일반식 (2)로 나타내어지는 화합물로 하는 반응공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 덴드리머의 제조방법.
    Figure 112005003862097-pct00058
    Figure 112005003862097-pct00059
    (식중, Y2는 r가의 유기기를 나타내고, r은 1 이상의 정수이다.)
  6. 티에닐렌 구조를 포함하는 반복구조단위를 갖는 덴드리머를 수렴법에 의해 제조하는 덴드리머의 제조방법에 사용되는 빌딩블록이며, 하기 일반식 (I-1)로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112005002645488-pct00060
    (상기 일반식 (I-1)중, p는 1∼10의 정수를 나타내고, R3, R4는 수소, 알킬기, 알콕시기로부터 선택된다. p가 2∼10인 경우, 티에닐렌의 반복단위마다 R3, R4가 상이해도 좋다. V3는 하기 그룹 5로부터 선택된다)
    그룹 5
    Cl, Br, I, OSO2(CkF2k+1)
    k=1∼4
    -B(OH)2
    -B(OR)2
    R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
    Figure 112005002645488-pct00061
  7. 하기 일반식 (I-2)로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112005002645488-pct00062
    (상기 일반식 (I-2)중, S1∼S3는 1∼10의 정수를 나타내고, 각각 동일해도 상이해도 좋다. R5∼R10은 수소, 알킬기, 알콕시기로부터 선택되고, 티에닐렌의 반 복단위마다 R5∼R10이 상이해도 좋다. V4는 하기 그룹 6으로부터 선택된다)
    그룹 6
    Cl, Br, I
    -B(OH)2
    -B(OR)2
    R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
    Figure 112005002645488-pct00063
  8. 하기 일반식 (I-3)으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure 112007046175330-pct00064
    (상기 일반식 (I-3)중, q는 1∼10의 정수를 나타내고, R11 및 R12은 수소, 알킬기, 알콕시기로부터 선택된다. q가 2∼10의 경우, 티에닐렌의 반복단위마다 R11，R12가 상이해도 좋다. V5는 하기 그룹 7로부터 선택된다)
    그룹 7
    H, Cl, Br, I
    -B(OH)2
    -B(OR)2
    R= 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸
    Figure 112007046175330-pct00065
  9. 티오펜계 유기 붕소 화합물과 반응성 화합물을 스즈키 크로스커플링 반응시켜서 티오펜계 화합물을 얻는 티오펜계 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 반응성 화합물이 포함되는 반응계에, 상기 티오펜계 유기 붕소 화합물을, 서서히 연속적 또는 단속적으로 첨가하여 스즈키 크로스커플링 반응시키는 것을 특징으로 하는 티오펜계 화합물의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 티오펜계 유기 붕소 화합물이 하기 그룹 1로부터 선택되는 활성기 V6를 갖고, 또한 상기 반응성 화합물이 하기 그룹 2로부터 선택되는 활성기 V7을 갖는 것을 특징으로 하는 티오펜계 화합물의 제조방법.
    그룹 1
    Figure 112005002645488-pct00066
    그룹 2
    Cl, Br, I, OSO2(CkF2k+1)
    k= 1∼4
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