KR102524331B1 - 쿠커비투릴(cucurbituril) 유도체의 제조를 위한 공정 - Google Patents

쿠커비투릴(cucurbituril) 유도체의 제조를 위한 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 낮은 포름알데하이드 함량을 지닌 쿠커비투릴 (cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들, 상기 쿠커비투릴 (cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제조하는 공정, 및 상기 쿠커비투릴 (cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들의 특정한 소비자 및 산업적 생산품 및 산업적 공정에 사용하는, 용도에 관련 된다.

Description

쿠커비투릴(cucurbituril) 유도체의 제조를 위한 공정
이 발명은 낮은 포름알데하이드(formaldehyde)의 양을 지닌 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체, 상기 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체를 제조하는 공정 및 상기 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체 의 용도, 특히 소비자 및 산업용 생산품, 및 산업적 공정들에서의 용도에 관한 것이다.
쿠커비투릴은 수 많은 물질에 결합하여 호스트-게스트 화합물(포접 화합물, host-guest compound)을 형성 하는 것으로 잘 알려져 있으며, 이러한 이유로 수 많은 적용에 응용 될 잠재력을 가지고 있다.
기술 현황에 따르면, 쿠커비투릴의 생산은, 높은 온도에서 강한
산성 수용액 조건 하에서 글라이콜유릴 (glycoluril) 및 포름알데하이드 (formaldehyde)의 다중축합 (polycondensation)이 관련되는, 화학적 공정이다. 예를 들어 9M 황산 또는 5M 내지 9 M의 염산이 반응 배지로 사용 되며 반응 온도는 75 oC 보다 높으며, 보통 75 및 90 oC 사이이다. 반응 시간은 전형적으로 24 시간 정도 이다. 이러한 공정은 US 6 793 839에 또한 서술되어 있다.
이 공정의 주 단점은 반응하지 않은 포름알데하이드가 생산품에 존재 한다는 것이다.
이 물질의 암 발생 잠재력 때문에 포름알데하이드에 대한 규제 통제가 계속적으로 증가 되고 있다. 그러므로 소비자 생산품에 잔류 포름알데하이드의 수준을 감소 시키는 것은 필요하다고 인식되고 있다. 예를 들어, 과일이나 야채와 같은 식물 재료에서 측정 되는 것과 같은 낮은 양의 자연 포름알데하이드 수준(6 에서 35 ppm)이 아주 바람직하다 (EFSA Journal 2014;12(2):3550).
그러므로, 낮은 잔류 포름알데하이드 수준을 가진 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 생성하도록 하는 공정은 아주 바람직하다.
본 발명의 첫 번째 양태에서는, 300 ppm 이하의 포름알데하이드를 포함하는 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제공한다, 다시 말하면, 잔류 포름알데하이드 수준이 300ppm이하 인 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들이 제공 된다. 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 200ppm 이하, 100ppm 이하, 50ppm 이하의 포름알데하이드를 포함 할 수 있다. 바람직하게는, 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들 25 ppm 이하의 포름알데하이드를 포함한다. 더 바람직하게는, 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들 10 ppm 이하의 포름알데하이드를 포함한다. 낮은 수준의 잔류 포름알데하이드는 약학적, 개인 위생용품, 가정용, 산업용 및 소비자 생산품에 적용하는데 유리하다.
본 발명의 두 번째 양태에서는, 산 (acid) 존재 하에서 포름알데하이드 또는 이의 전구체가 없는 상태에서, 글라이콜유릴 (glycoluril) 또는 이의 유도체와 메틸렌 브리징 시약 (methylend bridging agent) 을 섞는 것이 포함되는 쿠커비투릴 (cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제조하기 위한 공정이 제공 된다. 특히, 메틸렌 브리징 시약 (methylend bridging agent)은 디알콕시메탄 시약 (dialkoxymethane reagent) 이다.
글라이콜유릴 (glycoluril)은 치환되지 않은 글라이콜유릴, 알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴 (alkoxy methylated glycoluril), 이의 다른 유도체들 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 세 번째 양태에서는, 전적으로 알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴을 치환되지 않은 글라이콜유릴과 산(acid) 존재 하에서, 및 포름알데하이드 또는 이의 전구체가 없는 상태에서 섞는 것을 포함하는 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제조하는 공정을 제공한다.
한 실시양태에서, 전적으로 알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴은 테트라메톡시메틸 글라이콜유릴 (tetramethoxymethylglycoluril) 이다.
한 실시양태에서, 두 번째 및 세 번째 양태에서 사용된 산은 무기산 (mineral acid) 또는 유기산 (organic acid) 이다. 산은 황산, 질산, 염산, 브롬화수소산, 요오드화 수소산, 인산, 토루엔설포닉 에시드(toluenesulfonic acid) 및 메탄설포닉 에시드 (methansulfonic acid)로부터 선택 될 수 있다.
한 실시양태에서, 산은 메탄설포닉 에시드 (methansulfonic acid) 이다.
본 발명의 네 번째 양태에서는, 본 발명의 두 번째 또는 세 번째 양태에서 서술 된 공정에 의해 얻어진 또는 얻어질 수 있는 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제공한다.
본 발명의 다섯 번째 양태에서는, 300ppm 이하의 포름알데하이드 및 적절한 캐리어 (carrier)를 포함하는 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명의 여섯 번째 양태에서는, 첫 번째 또는 네 번째 양태에서 서술된 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들의 소비자 또는 산업용 생산품에서의 용도를 제공한다.
본 발명자들은 반응 시작 재료로서 포름알데하이드 또는 이의 전구체를 첨가하지 않고 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제조하는 공정을 발견 하였다. 이 공정에 의해 얻어진 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 특히 깨끗하며 및 잔류 포름알데하이드가 없다. 유리하게도, 포름알데하이드가 없는 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 이전의 기술에서는 요구 되는 힘든 정제 단계가 필요 없이 얻어진다.
쿠커비투릴(cucurbituril)
본 발명은 포름알데하이드가 없는 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 제공한다.
쿠커비투릴(cucurbituril)은 카비탄(cavitand)계열의 한 멤버이며, 및 일반적인 쿠커비투릴의 구조는 메틸렌 브리지 (methylene bridges.) 에 의해 연결된 글라이콜유릴 서브유닛 (glycoluril subunit)의 환형 정렬에 근거 한다.
예를 들어, cucurbit[8]uril (CB[8]; CAS 259886-51-6)은 8개의 반복적인 글라이콜유릴 유닛들 및 내부 부피 479A3를 가진 통모양(barrel shapped) 용기 분자이다 (하기 구조 참조).
Figure 112019075129288-pct00001
한 실시 양태에서, 쿠커비투릴은 CB[5], CB[6], CB[7], CB[8], CB[9], CB[10], CB[11], CB[12], CB[13] 또는 CB[14] 화합물이다.
한 실시 양태에서, 쿠커비투릴은 CB[5], CB[6], CB[7], CB[8], CB[9], CB[10], CB[11], 또는 CB[12], 화합물이다.
한 실시 양태에서, 쿠커비투릴은 CB[5], CB[6], CB[7], 또는CB[8], 화합물이다.
한 실시 양태에서, 쿠커비투릴은 CB[6] 화합물이다.
한 실시 양태에서, 쿠커비투릴은 CB[7], 8], 화합물이다.
한 실시 양태에서, 쿠커비투릴은 CB[8], 화합물이다.
본 발명의 쿠커비투릴은 쿠커비투릴의 하나의 유사체(analogue)를 포함 할 수 있으며, 또는 다른 한편으로는 CB[5], CB[6], CB[7], CB[8], CB[9], CB[10], CB[11], CB[12], CB[13] 및 CB[14]로 구성된 그룹으로부터 두 개 또는 그 이상의 다른 크기의 쿠커비투릴들을 포함 할 수 있다. 두 개 또는 그 이상의 다른 크기의 쿠커비투릴들의 혼합물은 CB[n]으로 정의 한다.
한 실시양태에서, 쿠커비투릴은 CB[n] 혼합물이다.
본 발명의 쿠커비투릴이 CB[5], CB[6], CB[7] 및 CB[8] 로부터 선택 된 적어도 두 개의 다른 쿠커비투릴을 포함 할 때, CB[5], CB[6], CB[7] 및/또는 CB[8] 의 총 농도는 무게로 75%보다 클 수 있으며, 더 특별하게는 무게로 약 90%보다 클 수 있으며, 더 특별하게는 커커빌의 총무게의 무게로 약 99%보다 클 수 있다. 쿠커비투릴의 나머지 성분은 CB[4], CB[9] 및/또는 더 높은 쿠커비투릴(즉, CB[10] - CB[20])을 단독 크기 쿠커비투릴로서 또는 이들 크기의 혼합으로서 함유 될 수 있다.
상기 서술된 쿠커비투릴의 % 무게는 총 쿠커비투릴 (모든 크키) 무게에 근거한다.
쿠커비투릴 유도체들이 제공 되며 및 조성물에서의 용도 및 여기서 서술된 응용을 발견한다. 한 쿠커비투릴 유도체는 하나, 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 치환 된 글라이콜유릴 유닛을 가진 구조이다. 치환된 쿠커비투릴 화합물은 하기의 구조로 대표 될 수 있다:
Figure 112019075129288-pct00002
여기에서:
n 은 4 내지 20 의 정수 이고;
및 각 글라이콜유릴 유닛에서:
각 X 는 O, S 또는 NR3이고, 및
-R1 및 -R2 은 각각 독립적으로 -H 및 하기의 선택적으로 치환된 그룹으로부터 선택된다: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, -NH2, -NHR3 및 -N(R3)2 여기서 -R3 는 독립적으로 C1-20 알킬(alkyl)그룹, C6-20 카보아릴(carboaryl) 그룹, 및 C5-20 헤테로아릴 (heteroaryl) 그룹으로부터 선택되거나 또는 여기서 -R1 및/또는 -R2 는 -N(R3)2이고, 둘 -R3 는 함께 C5-7 헤테로사이클릭 링을 형성하고; 또는 -R1 및 -R2 는 함께 C4-6 알킬렌((alkylene)으로 유라실 (uracil) 프레임과 함께 C6-8 카보사이클릭 링(carbocyclic ring) 을 형성한다.
한 실시 양태에서, 글라이콜유릴 유닛 중 하나는 치환된 글라이콜유릴 유닛이다. 그러므로, -R1 및 -R2 은 각각 독립적으로 글라이콜유릴 유닛의 n-1에서 -H 이다.
한 실시 양태에서, n 은 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는12이다.
한 실시 양태에서, n 은 5, 6, 7, 또는 8이다.
한 실시 양태에서, 각 X 는 O이다.
한 실시 양태에서, 각 X 는 S이다.
한 실시 양태에서, R1 및 R2 은 각각 독립적으로 H이다.
한 실시 양태에서, 각 유닛에서 R1 및 R2 중 하나는 H 이며 다른 하나는 -H 및 다음의 선택적으로 치환된 그룹에서 독립적으로 선택된다: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, -NH2, -NHR3 및 -N(R3)2. 한 실시 양태에서, 하나의 유닛에서 R1 및 R2 중 하나는 H 이며 다른 하나는 -H 및 다음의 선택적으로 치환된 그룹에서 독립적으로 선택된다: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, -NH2, -NHR3 및 -N(R3)2. 이 실시양태에서, 나머지 글리이콜유릴 유닛들은 R1 및 R2 가 각각 독립적으로 H 이다.
바람직하게는, -R3 는 C1-20 알킬(alkyl) 그룹, 가장 바람직하게는 C1-6 알킬(alkyl) 그룹이다. 상기 C1-20 알킬(alkyl) 그룹은 선상(linear) 및/또는 포화 (saturated) 될 수 있다. 각 그룹에서 -R3 는 독립적으로 치환되지 않거나 또는 치환될 수 있다. 바람직한 치환체들은 -R4, -OH, -OR4, -SH, -SR4, -COOH, -COOR4, -NH2, -NHR4 및 -N(R4)2로부터 선택되며: 여기서 -R4 은C1-20 알킬(alkyl)그룹, C6-20 카보아릴(carboaryl) 그룹, 및 C5-20 헤테로아릴 (heteroaryl) 그룹으로부터 선택된다. 치환기들은 -COOH 및 -COOR4 로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
한 실시양태에서, -R4는 -R3와 같지는 않다. 한 실시양태에서, -R4 는 바람직하게는 치환되지 않는다.
-R1 및/또는 -R2 가 -OR3, -NHR3 또는 -N(R3)2 인 곳에서는, 그 때는 -R3 는 바람직하게는 C1-6 알킬(alkyl)이다. 한 실시양태에서, -R3 는 치환체 -OR4, -NHR4 또는 -N(R4)2로 치환된다. 각 -R4 는 C1-6 알킬(alkyl)이며 그 자체가 바람직하게 치환된다.
본 발명의 쿠커비투릴은 자연상태 형태 일 수 있으며 또는 용해도나 현탁성을 향상 시키기 위해, 및 좀더 일반적으로 이들의 제형 및 취급을 향상 시키기 위해 상기 서술된 대로 수정 될 수 있다
본 발명의 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 잔류 포름알데하이드의 수준이 낮은 것이 특징이다.
한 실시양태에서, 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 300 ppm 이하의 포름알데하이드를 포함한다, 다시 말하면, 포름알데하이드의 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들 대비 무게 비율은 300:1000000 또는 3:10000, 더 특별하게는 200 ppm 이하의 포름알데하이드, 좀 더 특별하게는 100 ppm 이하의 포름알데하이드, 예를 들면 50 ppm 이하의 포름알데하이드, 바람직하게는 25 ppm 이하의 포름알데하이드 를 포함한다.
한 실시양태에서, 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 포름알데하이드가 없다. 여기서 사용 된 대로, “포름알데하이드가 없는 (free of formaldehyde)” 또는 “무 포름알데하이드(formaldehyde free)” 이라는 용어는 자연에서 발견 되는 것에 해당되는 포름알데하이드의 수준을 가진 쿠커비투릴을 의미 하려는 의도이다, 즉 25 ppm 이하의 포름알데하이드, 더 특히 10 ppm 이하의 포름알데하이드를 의미 하려는 의도이다.
쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들에 있는 포름알데하이드의 수준을 측정하는 적절한 방법들은 당업계 통상 전문가들에게는 잘 알려져 있을 것이다. 샘플에 있는 잔류 포름알데하이드의 수준은 형광 검출기가 있는 HPLC를 사용하여 결정 될 수 있다. 컬럼 후의 무 포름알데하이드 (free formaldehyde) 유도체화(derivatization)는 자동 펌프에 의해 HPLC 시스템의 한 부분에 있는 내쉬 시약(Nash reagent)을 사용하여 수행된다. 유도체화 (derivatization)는 내부라인에서(inline) 수행되므로, 컬럼에서 일루트 (elute)되는 모든 부분들은 반응 할 것이다. 그 후 형광을 사용하여 샘플에 있는 포름알데하이드의 양을 측정한다.
공정 (Process)
포름알데하이드 함유량이 낮은 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들은 산(acid) 존재 하에서 비치환 된 글라이콜유릴 (unsubstituted glycoluril) 및/또는 이의 유도체와 메틸렌 브리징 시약(methylene bridging agent)을 섞어서 제조 될 수 있다.
“메틸렌 브리징 시약(methylene bridging agent)” 및 “시약(reagent)”이란 용어는 본 발명서 전체를 통해 서로 교환적으로 사용된다.
비치환 된 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체와 시약과의 반응은 산(acid) 존재 하에서 일어나는 것이 필요하다. 산은 일어나는 반응을 촉진시키도록 작용한다. 산 없이는, 비치환 된 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체와 시약과는 반응하지 않을 것이다.
여기서 서술된 공정에서 사용된 적절한 산들은 강한 산들이다. 강한 산들의 예시들에는, 황산, 염산, 브롬화수소산, 요오드화 수소산, 인산, 토루엔설포닉 에시드(toluenesulfonic cid) 및 알칸설포닉 에시드 (alkanesulfonic acid)와 같은 무기산 및 유기산들이 포함된다. 그러나 원칙적으로, 어떤 산도 사용될 수 있다.
특히 사용된 산은 알칸설포닉 에시드 (alkanesulfonic acid)이다. 알칸설포닉 에시드의 예들에는 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid), 에탄설포닉 에시드 (ethanesulphonic acid), n-프로판설포닉 에시드 (n-propanesulphonic acid), 이소프로판설포닉 에시드 (isopropanesulphonic acid), n-부탄설포닉 에시드 (n-butanesulphonic acid), 이소부탄설포닉 에시드 (isobutanesulphonic acid), 2차-부탄설포닉 에시드 (sec-butanesulphonic acid), 3차-부탄설포닉 에시드(tert-butanesulphonic acid), 및 이들의 혼합이 포함된다.
한 실시양태에서, 산은 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid)이다.
한 실시양태에서, 비치환 된 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체와 산은 함께 동시에 섞는다. 산은 과량으로 존재 시켜 비치환 된 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체가 산에 용해 되도록 하게 할 수 있다. 시약은 그 후 일부분씩 또는 한 방울씩 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체와 산의 혼합물에 첨가 시킨다.
다른 한편의 방법들에는 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체, 산 및 시약을 동시에 첨가 하는 것이 포함 된다. 다른 방법에는 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체, 산 및 시약을 순차적으로 첨가 하는 것이 관여 된다. 예를 들어 시약이 산에 첨가되고 이어서 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체가 첨가 될 수 있다.
산은 비균질 한 산 (heterogeneous acid) 일 수 있으며 이 때 산의 상(phase)은 시약의 상과는 다르다. 다른 한편으로는, 산은 균질한 산(homogeneous acid) 일 수 있으며 이 때 산과 시약은 같은 상에 있다.
일단 모든 구성성분들이 첨가 되면, 반응 혼합물은 그 후 40oC 에서 200oC 사이의 온도로 가열시킨다. 다른 한편으로는, 시약을 첨가 하기 전에 글라이콜유릴 및/또는 이의 유도체와 산을 가열된 반응기에서 혼합 시킬 수 있다. 가열된 반응기도 또한 40oC 에서 200oC 사이의 온도에 있을 수 있다.
한 실시 양태에서, 이 공정은 적어도 40oC, 더 특이적으로는 적어도 80oC, 아직 더 특이적으로는 적어도 90oC에서 수행 된다. 예를 들어, 이 공정은 약 40oC 에서부터 약 200oC까지의 온도에서, 특히 약 70 oC 에서 약 110 oC, 좀 더 특이적으로는 약 75 oC 에서부터 100 oC까지의 온도에서 수행 될 수 있다. 예를 들어, 이 공정은 약 75 oC, 약 85 oC 또는 약 100 oC의 온도에서 수행 될 수 있다.
이 공정은 24 시간 동안까지 반응 시킬 수 있다. 좀 더 특이적으로는, 이 공정은20 시간 동까지, 예를 들어 18 시간 까지 반응 시킬 수 있다. 그러나, 좀 더 짧은 반응 시간도 가능하며, 어떤 경우에서는, 이 공정은1시간 동안까지, 예를 들어 45 분까지 또는 30 분 까지 반응 시킨다.
반응 혼합물의 오랜 기간 동안의 가열 후에는, 반응물은, 예를 들어, 실온까지 냉각 시킬 수 있다.
마지막으로, 여기서 서술된 공정들은 더 나아가 정제 단계를 포함할 수 있다. 한 실시 양태에서 정제 단계는 세척 단계이다. 다른 한편의 정제 단계에는 재결정화가 포함된다. 반응 혼합물의 세척은 어느 적절한 용매로 수행 될 수 있다. 그러한 용매들은 전문가들에게는 잘 알려져 있을 것이며 그 예들에는 아세톤과 메탄올이 포함된다. 반응 혼합물의 세척은 어느 잔류 시약 또는 산을 제거 하기 위하여 자주 요구 된다. 그러나, 좀 더 깨끗한 반응의 결과로 인해, 본 발명의 공정들에서의 세척 및 건조 단계들은 이전 기술들의 공정들에 비교하여 훨씬 덜 힘들다.
포름알데하이드 청소자 (scavenger)로서, β-디카보닐 화합물들(β-dicarbonyl compounds), 아마이드(amides), 이민(imines), 아세탈 형성자 (acetal formers), 유황 함유하는 화합물(sulfur containing compounds), 활성화 탄소(activated carbon), 암모늄(ammonium), 유기 아민 (organic amines), 산화제(oxidizing agent) 또는 이들의 혼합물이 이전 기술의 방법들에서 정제 단계에서 자주 사용되었다. 그러한 방법들은 US 2007/0138671에 공개 되어 있으며, 여기서 참고 문헌으로 병합되어 있다. 그러나, 다시 한번 좀 더 깨끗한 반응의 결과로서, 여기서 서술된 본 공정은, 만약 제거 시키지 않더라도, 최종 생산물에서 청소자(scavenger)의 필요성을 최소화 한다
사용된 글라이콜유릴 유도체에 따라, 산 존재 하에서 비치환 된 글라이콜유릴 (unsubstituted glycoluril) 및/또는 이의 유도체의 반응이 메틸렌 브리징 시약 없이도 수행 될 수 있는 경우들도 있다. 예를 들어, 시작 글라이콜유릴들이 전부 알콕시 메틸화된 글라이콜유릴 (fully alkoxy methylated glycoluril) 및 비치환 된 글라이콜유릴 (unsubstituted glycoluril)의 혼합물일 때, 외부적인 메틸렌 브리징 시약 ((예를 들어, 디알콕시 메탄 시약 (dialkoxy methane reagent))이 필요 하지 않다.
그러므로, 본 발명이 더 나아간 양태에서, 상기 서술 된 대로, 산의 존재 하 에서, 그러나 메틸렌 브리징 시약이 없는 상태에서, 전부 알콕시 메틸화된 글라이콜유릴 (fully alkoxy methylated glycoluril)을 비치환 된 글라이콜유릴 (unsubstituted glycoluril)과 반응시키는 것을 포함하는 커커비유릴을 제조하는 공정을 제공한다.
한 실시 양태에서, 전부 알콕시 메틸화된 글라이콜유릴(fully alkoxy methylated glycoluril) 은 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸) 글라이콜유릴 (1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril) (CAS No. 17464-88-9) 이며, 이는 테트라메톡시메틸글라이콜유릴 (tetramethoxymethylglycoluril) (TMMG) 이라고도 전체를 통해 또한 불린다.
중요하게도, 여기서 서술된 이 공정들은 어느 포름알데하이드 또는 어느 포름알데하이드를 생산하는 전구물질이 없는 상태에서 수행 된다. “포름알데하이드 (formaldehyde)” 라는 용어는 CH2O 의 구조식을 가진 화합물의 의미하며 포름알데하이드의 수용액 용액인 포르말린(formalin)을 포함한다. “포름알데하이드를 생산하는 전구물질 (formaldehyde producing precursor)” 또는 “포름알데하이드 전구물질 (formaldehyde precursor)” 이라는 용어는 전체를 통해 서로 교환되어 사용되며 및 물에서 포름알데하이드와 평형으로 존재하는 포름알데하이드의 폴리머 또는 올리고머를 의미한다. “포름알데하이드 전구물질의 예들에는 파라포름알데하이드(paraformaldehyde) ((포름알데하이드의 선상 폴리머 (linear polymer)) 및 트리옥산 (trioxane) ((포름알데하이드의 환형 트라이머(cyclic trimer)) 이 포함 되며, 이들 둘 다 포름알데하이드와 비슷한 화학적 성질을 가지며 자주 서로 교환 되어 사용된다. 다른 포름알데하이드 전구물질들은 이 분야 전문가들에게 알려져 있을 것이다.
유리하게도, 본 발명의 메틸렌 브리징 시약들은, 예를 들어, 화학식 (IV)의 화합물은, 물에서 포름알데하이드와 평형으로 존재 하지는 않는다.
글라이콜유릴(Glycoluril)
글라이콜유릴은 쿠커비투릴을 구성하는 모노머 유닛 이다. 글라이콜유릴들은 비치환 된 글라이콜유릴, 알콕시-메틸화된 글라이콜유릴, 이들의 다른 유도체들 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택 된다.
한 실시양태에서, 글라이콜유릴은 화학구조식(I)으로 표시 된다:
Figure 112019075129288-pct00003
상기 R1, R2, R3 및 R4 각 각 독립적으로 수소 또는 -CH2-O-C1-C4 알킬을 나타낸다.
R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나가 -CH2-O-C1-C4 알킬 그룹일 때, 글라이콜유릴은 알콕시-메틸화된 글라이콜유릴이라고 언급 될 수 있다. R1, R2, R3 및 R4가 각각 수소 일 때, 글라이콜유릴은 비치환 된 글라이콜유릴 (unsubsituted glycoluril)로 언급될 수 있다.
-CH2-O-C1-C4 알킬 그룹은 바람직하게 비치환 된다.
모노-알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴을 위해, R1, R2, R3 및 R4 그룹 중 하나는 -CH2-O-C1-C4 알킬 그룹을 나타내며, 반면에 나머지 그룹은 수소를 나타낸다. 디-알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴을 위해, R1, R2, R3 및 R4 그룹 중 두 개는 각 각 독립적으로 -CH2-O-C1-C4 알킬 그룹을 나타내며, 반면에 나머지 그룹은 수소를 나타낸다. 트리-알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴을 위해, R1, R2, R3 및 R4 그룹 중 세 개는 -CH2-O-C1-C4 알킬 그룹을 나타내며, 반면에 나머지 그룹은 수소를 나타낸다. 마지막으로, 테트라-알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴을 위해, R1, R2, R3 및 R4 그룹들은 각 각 독립적으로 -CH2-O-C1-C4 알킬 그룹을 나타낸다.
한 실시양태에서, 알콕시 메틸화된 글라이콜유릴은 모노-알콕시 메틸화 된, 디-알콕시 메틸화 된, 트리-알콕시 메틸화 된, 및 테트라-알콕시 메틸화 된 글라이콜유릴 또는 이들의 혼합으로부터 선택 된다.
한 실시양태에서, 글라이콜유릴은 모노메톡시메틸글라이콜유릴 디메톡시메틸글라이콜유릴, 트리메톡시메틸글라이콜유릴, 테트라메톡시메틸글라이콜유릴, 또는 이들의 혼합이다.
한 실시양태에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 수소를 나타내며 글라이콜유릴은 그러므로 비치환 된 글라이콜유릴 이며 및 화학구조식(II) 로 나타낸다.
Figure 112019075129288-pct00004
비치환된 또는 모노메톡시메틸화된, 디메톡시메틸화된, 또는 트리메톡시메틸화된 글라이콜유릴은 여기서 상기 서술된 조건들 하에서 메틸렌 부리지 생성 시약과 반응한다.
한 실시 양태에서, 글라이콜유릴은 테트라메톡시메틸글라이콜유릴 (TMMG)이며, 이 구조는 화학구조식(III)를 가진다:
Figure 112019075129288-pct00005
글라이콜유릴이 TMMG 일 때, 산 존재 하에서 TMMG의 비치환 된 글라이콜유릴과의 반응은, 상기 서술된 대로, 메틸렌 부리지 생성 시약 없이 수행 될 수 있다.
시약(Reagent)
여기서 서술 된 어떤 공정들은 시약과 글라이콜유릴과의 반응이 관여 된다. 시약은 글라이콜유릴 유닛 사이에 메틸렌 브리지를 생성 시킬 수 있는 화합물 이어야만 한다. 시약은 포름알데하이드, 또는 포름알데하이드 전구체, 예를 들어, 파라포름알데하이드 (paraformaldehyde) 또는 트리옥산(trioxane) 이 될 수 없다.
적절한 시약들의 한 부류는 화학구조식 (IV)를 가진 화합물들이다:
Figure 112019075129288-pct00006
상기 각 X는 독립적으로 전기적음성인 원자로부터 선택된다;
R1 및 R2 은 각 각 독립적으로 수소, 비치환 된 또는 치환된 선상 체인 (straight chain), 가지형 또는 환형 (branched or cyclic), 포화된 또는 불포화된 탄화수소 라디칼로부터 선택되며; 및 R은 수소를 나타낸다.
한 실시양태에서, 각 X는 산소, 질소, 황 및 인으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 선상 체인 (straight chain), 가지형 또는 환형 (branched or cyclic) 포화된 또는 불포화된 탄화수소 라디칼은 할로겐(halogen), 하이드록실(hydroxyl), 시아노(cyano), 옥소(oxo), 니트로(nitro) 또는 C1-C3 알콕시(alkoxy)로 치환된다.
화학구조식 (IV)의 화합물의 예시들에는 디메톡시메탄(dimethoxymethane), 디에톡시메탄 (diethoxymethane), 디프로폭시메탄(dipropoxymethane), 디부톡시메탄(dibutoxymethane), 1,3-디옥사사이클로펜탄(1,3-dioxacyclopentane), 메틸리디노글리세롤(methylidinoglycerol), 2,4-디티아팬탄(2,4-dithiapentane), 비스(페닐티오)메탄(bis(phenylthio)methane), 비스 (디메틸포스피노)메탄((bis(dimethylphosphino)methane)), 메틸렌 디 아세테이트(methylene diacetate) 및 메탄디올(methanediol) 이 포함된다.
한 실시양태에서는, 시약은 디알콕시메탄(dialkoxymethane), 디에톡시메탄(diethoxymethane) 및 디프로폭시메탄(dipropoxymethane)으로부터 선택 된다.
디알콕시메탄(dialkoxymethane)은 디메톡시메탄(dimethoxymethane), 디에톡시메탄 (diethoxymethane), 디프로폭시메탄(dipropoxymethane)(1-프로폭시메톡시)프로판) ((1-(propoxymethoxy)propane)), 디이소프로폭시메탄(diisopropoxymethane) (2-(이소프로폭시메톡시)프로판) ((2-(isopropoxymethoxy)propane)), 디부톡시메탄(dibutoxymethane)(1-(부톡시메톡시)부탄) ((1-(butoxymethoxy)butane)), 디(tert-부톡시)메탄(di(tert-butoxy)methane) (2-메틸-2-{[2-메틸-2-프로파닐)옥시]메톡시}프로판) ((2-methyl-2-{[(2-methyl-2-propanyl)oxy]methoxy}propane)), 및 이들의 혼합물로부터 선택 될 수 있다.
한 실시양태에서, 시약은 디메톡시메탄 (dimethoxymethane)이다.
다른 적절한 시약들에는 1,3-사이클로케탈(1,3-cycloketals)들이 포함된다.
1,3-사이클로케탈들에는 1,3-디옥소란(1,3-dioxolane), 1,3-디옥산(1,3-dioxane), 글리세롤 포르말(glycerol formal), 1,3-디옥세판(1,3-dioxepane), 1,3-디옥소판(1,3-dioxopane), 폴리(비닐 포르말)((Poly(vinyl formal)), 및 이와 같은 것을 포함한다.
다른 적절한 시약들에는 알콕시메틸 알칸 설포네이트(alkoxymethyl alkane sulphonate), 예를 들어, 메톡시메탄 메탄 셀포네이트(methoxymethane methane sulphonate), 메톡시메틸 벤젠설포네이트(methoxymethyl benzenesulphonate), 메톡시메틸p-톨루엔 설포네이트(methoxymethyl p-toluene sulphonate), 벤질옥시메틸 메탄설포네이트(benzyloxymethyl methanesulphonate), 및 이와 같은 것들이 포함 된다.
조성물들 (Compositions)
본 발명의 한 양태에서 낮은 수준의 잔류 포름알데하이드를 가진 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 포함하는 조성물을 제공한다.
다른 양태에서, 조성물이 제공되며, 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들을 포함하는 조성물, 더 나아가 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체들로부터 유래한 포름알데하이드, 다시 말하면 쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체를 제조하는 과정에서 기원한 포름알데하이드가 300 이하, 바람직하게는 150 이하, 더 바람직하게는 50, 가장 바람직하게는 10 ppm 이하를 포함하는 조성물을 제공 한다. 벤치마킹으로서, 사과는 약 35 ppm의 포름알데하이드를 포함한다.
조성물은 액체 조성물 또는, 파우더와 같은, 고체 조성물 일 수 있다.
조성물은 더 나아가, 방부제(preservatives), 염료(dyes), 색소(pigments), 금속이온봉쇄제(sequestrants), 계면활성제(surfactants) 및 항산화제(antioxidants)와 같은 첨가제를 포함할 수 있다.
쿠커비투릴(cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체를 제조하는 과정에서 기원한 포름알데하이드의 잔류 수준이 낮은 조성물의 한 장점은 최종 어느 조성물에서 전체적인 포름알데하이드의 수준에 결점이 되지 않도록 잔류 포름알데하이드를 또한 갖고 있는 다른 첨가제들을 포함 할 수 있는 제형 공간 (formulation space)을 더 제공 할 수 있다는 장점이다. 그러한 조성물은 한 소비자 생산품일 수 있다.
본 건은 또한 조성물을 제조하는 방법을 제공하며, 그 방법은 여기서 서술된 대로, 잔류 포름알데하이드의 수준이 낮은 쿠커비투릴 (cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체를 소비자 및 산업적 생산품에서 사용되는 것과 같은 하나 또는 그 이상의 첨가제들, 및 상기 논의 된 첨가제들과 섞는 단계를 포함한다.
본 발명의 더 나아간 양태에서 본 발명의 쿠커비투릴 (cucurbituril) 및/또는 하나 또는 그 이상의 이의 유도체를`포함하는 소비자 및 산업적 생산품을 제공한다.
본 발명의 소비자 생산품은 세제(detergent), 세척제(cleansing composition), 샴프 (shampoo), 유연제 (softener), 유연제 시트 (softner sheet), 컨디셔너(conditioner), 청량제(refresher), 공기 청정제(air freshener), 탈취제(deodorizing composition), 개인 탈취제) (personal deodorant). 촉매 운반자(carrier for a catalyst), 약물 전달 장치(drug delivery device), 의학 장치(medical device), 땀억제제(antiperspirant), 화장품(cosmetic product), 미세향수 (fine fragrance), 바디 미스트(body mist), 초(candle), 딱딱한 표면 세제 (hard surface cleaner), 세정 물수건 또는 걸레(cleansing wipe or mop), 비누(soap), 스타일링 젤(styling gel), 제습제(humidity absorber), 공기 필터 장치(air filtration device), 마감제 (finishing product), 기저귀 또는 위생용품(diaper or sanitary product) 및 이와 비슷한 것들 일 수 있다.
다른 우선권 (Other Preferences)
각 각 및 매 조합이 개별적으로 및 명쾌하게 인용 되는 것처럼, 상시 서술된 실시양태들의 각각 및 호환 될 수 있는 각 조합은 명쾌하게 여기서 공개 된다.
본 발명의 여러 가지 더 나아간 양태들 및 실시양태들은 당 업계의 전문가들에게는 본 공개의 관점에서 명확 할 것이다.
여기서 사용된 “및/또는(and/or)”은 구체화된 모양 또는 성분들 두 개가 각각 다른 것과 함께 또는 없이 특별한 공개로 간주 된다. 예를 들어, “ A 및/또는 B” 는 여기서 각각이 개별적으로 준비된 것처럼, (i) A, (ii) B 및 (iii) A 및 B 각 각이 특별한 공개로 간주 된다.
문맥 전후에서 달리 지시하지 않는 한, 상기 준비된 특징의 서술 및 정의는 본 발명의 어느 특정한 양태 또는 실시양태에 국한 하지 않으며 및 여기서 서술된 모든 양태 및 실시양태에 동일하게 적용된다.
본 발명의 어떤 양태들 또는 실시양태들이 실시예들 5 에서 8로서 보여 줄 것이다. 실시예 1 에서 4 는 이전 기술의 방법들이다.
실험들 및 그 결과들
쿠커비투릴 샘플들에서 잔류 포름알데하이드의 수준을 형광 검출기가 있는 HPLC 및 컬럼 후 유도체화 (post column derivatization)를 사용하여 인터택 (Intertek)으로 결정 하였다. 테스트 방법은 EU Directive 82/434/EEC amendment 90/207/EEC를 따랐다.
실시예 1 파라포름알데하이드를 사용하여 염산에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in hydrochloric acid using paraformaldehyde)
비치환 된 글라이콜유릴 (20 g) 및 염산 (37 % w/v, 30 mL)을 반응 플라스크에 넣고 90oC로 가열 시켰다. 파라포름알데하이드(8.87 g) 를 일부분씩 첨가 시켰으며 그 후 반응 혼합물은 100oC(내부)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 메탄올(150 ml)에 첨가 시켜 베이지색 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 8%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 44%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 28%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 18%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 682ppm 이었다.
실시예 2 포르말린(formalin)을 사용하여 염산에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in hydrochloric acid using formalin)
비치환 된 글라이콜유릴 (20 g) 및 염산 (37 % w/v, 30 mL)을 반응 플라스크에 넣고 90oC로 가열 시켰다. 포르말린 (formalin) (40% v/v, 21 mL)을 한 방울씩 첨가 시켰으며 반응 혼합물은 100oC(내부)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 메탄올(150 ml)에 첨가시켜 황색의 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 8%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 38%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 38%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 11%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 567ppm 이었다.
실시예 3 파라포름알데하이드를 사용하여 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid) (MSA) 에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in methanesulphonic acid (MSA) using paraformaldehyde)
비치환 된 글라이콜유릴 (20 g) 및 메탄설포닉 에시드(깨끗한 것, 82ml)을 반응 플라스크에 넣고 90oC로 가열 시켰다. 파라포름알데하이드(8.45 g) 를 일부분씩 첨가 시켰으며 그 후 반응 혼합물은 100oC(내부)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 메탄올(410 ml)에 첨가 시켜 갈색 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 0%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 63%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 35%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 0%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 1621ppm 이었다.
실시예 4 포르말린(formalin)을 사용하여 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid) 에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in methanesulphonic acid using formalin)
비치환 된 글라이콜유릴 (20 g) 및 메탄설포닉 에시드(깨끗한 것, 82ml)을 반응 플라스크에 넣고 90oC로 가열 시켰다. 포르말린 (formalin) (40% v/v, 21 mL)을 한 방울씩 첨가 시켰으며 그 후 반응 혼합물은 100oC(내부)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 메탄올(410 ml)에 첨가시켜 어두운 베이지색의 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 6%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 48%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 36%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 8%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 820 ppm 이었다.
실시예 5디메톡시메탄(Dimethoxymethane)(메틸알)(methylal)을 사용하여 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid) 에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in methanesulphonic acid using Dimethoxymethane (methylal)
메탄설포닉 에시드 (깨끗한 것, 82ml)를 반응 용기에 넣었다. 여기에 메틸알 (methylal)(24.83 ml)이 반응에 첨가 되었다. 그 후 비치환 된 글라이콜유릴 (19.94 g)을 바로 한몫으로 첨가 시키고 반응 혼합물은 85oC (내부)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 메탄올(250 ml)에 첨가시켜 어두운 갈색의 껌과 같은 페이스트 (gummy paste)를 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 0%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 65%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 35%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 0%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 24 ppm 이었다.
실시예 6 디에톡시메탄(Diethoxymethane)(에틸알)(ethylal)을 사용하여 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid) 에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in methanesulphonic acid using Diethoxymethane (Ethylal)
비치환 된 글라이콜유릴 (19,94 g) 및 메탄설포닉 에시드(깨끗한 것, 82ml)를 반응 플라스크에 넣고 80oC로 가열 시켰다. 에틸알(ethylal) (35.21 mL)을 한 방울씩 첨가 시켰으며 그 후 반응 혼합물은 100oC(내부 온도)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 아세톤(410 ml)에 첨가시켜 갈색 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 8%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 42%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 43%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 7%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 34 ppm 이었다.
실시예 7 디프로폭시메탄( Dipropoxymethane) (프로필알) (Propylal)을
사용하여 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid) 에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in methanesulphonic acid using Diethoxymethane (Ethylal)
비치환 된 글라이콜유릴 (19,94 g) 및 메탄설포닉 에시드(깨끗한 것, 82ml)를 반응 플라스크에 넣고 80oC로 가열 시켰다. 프로필알 (Propyal)(45mL)을 한 방울씩 첨가 시켰으며 그 후 반응 혼합물은 100oC(내부 온도)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 아세톤(410 ml)에 첨가시켜 베이지색 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 0%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 58%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 42%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 0%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 5 ppm 이었다.
실시예 8 테트라메톡시메틸글라이콜유릴 (Tetramethoxymethylglycoluril) (TMMG)을 사용하여 메탄설포닉 에시드(methanesulphonic acid) 에서 커커비트[n]유릴의 합성
(Synthesis of cucurbit[n]urils in methanesulphonic acid using Tetramethoxymethylglycoluril) (TMMG)
비치환 된 글라이콜유릴 (19,94 g) 및 메탄설포닉 에시드(깨끗한 것, 82ml)를 반응 플라스크에 넣고 80oC로 가열 시켰다. TMMG (44.66 g)) 을 한 방울씩 첨가 시켰으며 그 후 반응 혼합물은 100oC(내부 온도)로 18 시간 동안 가열 시켰다. 반응 혼합물은 냉각 시키고 메탄올(410 ml)에 첨가시켜 베이지색 분말을 얻었으며 이를 1H NMR 로 분석 하였다.
　1H NMR 에 의한 대략적인 수율(얻어진 산물의 %) 쿠커비투릴[5]유릴(cucurbit[5]uril) 5%, 쿠커비투릴[6]유릴(cucurbit[6]uril) 58%, 쿠커비투릴[7]유릴(cucurbit[7]uril) 28%, 쿠커비투릴[8]유릴 (cucurbit[8]uril) 9%, 쿠커비투릴[9]유릴(cucurbit[9]uril) 0%, 쿠커비투릴[10]유릴 (cucurbit[10]uril) 0% 쿠커비투릴[11]유릴 (cucurbit[11]uril) 0%.
HPLC 방법에 의한 잔류 포름알데하이드는 293 ppm 이었다.
표 1: 결과의 요약(Summary of Results)
실시예
(Example) 		잔류 포름알데하이드 함량
(Residual Formaldehyde content) (ppm)
1 682
2 567
3 1621
4 820
5 24
6 34
7 5
8 293

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 글라이콜유릴을 메틸렌 브리징 시약과 섞는 것을 포함하는 쿠커비투릴(cucurbituril) 또는 이의 유도체를 제조하는 공정:
    상기 공정은 산(acid)의 존재 하에서; 및
    포름알데하이드 또는 포름알데하이드 전구체 없이,
    여기에서 포름알데하이드 전구체는 파라포름알데하이드 및 트리옥산으로부터 선택되는,
    여기에서 상기 글라이콜유릴은 비치환 된 글라이콜유릴, 알콕시-메틸화 된 글라이콜유릴, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되며,
    여기에서, 상기 쿠커비투릴 또는 이의 유도체는 하기 화학식과 같으며,
    Figure 112022112915816-pct00008

    여기에서:
    n 은 4 내지 20의 정수이고; 및
    각 글라이콜유릴 유닛에서:
    각 X 는 O, S 또는 NR3이고, 및
    R1 및 R2 은 각각 독립적으로 -H 및 하기의 선택적으로 치환된 그룹으로부터 선택된다: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, -NH2, -NHR3 및 -N(R3)2,
    여기서 -R3 는 독립적으로 C1-20 알킬(alkyl)그룹, C6-20 카보아릴(carboaryl) 그룹, 및 C5-20 헤테로아릴 (heteroaryl) 그룹으로부터 선택되거나 또는
    여기서 R1 및/또는 R2 는 -N(R3)2이고, 둘 -R3 는 함께 C5-7 헤테로사이클릭 링을 형성하고; 또는
    R1 및 R2 는 함께 C4-6 알킬렌((alkylene)으로 유라실 (uracil) 프레임과 함께 C6-8 카보사이클릭 링(carbocyclic ring) 을 형성한다.
  4. 제3항에 따른 공정에 있어서, 상기 글라이콜유릴, 메틸렌 브리징 시약 및 산들을 동시에 섞거나 또는 순차적으로 섞는, 공정.

  5. 제4항에 따른 공정에 있어서, 상기 알콕시-메틸화 된 글라이콜유릴이 모노알콕시-메틸화 된 (monoalkoxy-methylated), 디알콕시-메틸화 된 (dialkoxy-methylated), 트리알콕시-메틸화 된 (trialkoxy-methylated), 또는 이들의 혼합으로부터 선택되 는 것을 특징으로 하는, 공정
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 공정에 있어서, 상기 메틸렌 브리징 시약은 화학구조식 (IV)인 것으로:
    Figure 112020132395852-pct00007

    상기 각 X는 독립적으로 전기적음성인 원자로부터 선택되고;
    R1 및 R2 은 각각 독립적으로 수소, 비치환 된 또는 치환된 선상 체인 (straight chain), 가지형 또는 환형(branched or cyclic), 포화된 또는 불포화된 탄화수소 라디칼로부터 선택되고; 및 R은 수소이고,
    상기 전기적음성인 원자는 산소, 질소, 황 및 인으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 공정.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 공정에 있어서, 상기 메틸렌 브리징 시약은 디알콕시메탄 시약 (dialkoxymethane reagent)인, 공정.
  8. 제7항에 있어서, 상기 디알콕시메탄 시약은 디메톡시메탄(dimethoxymethane), 디에톡시메탄 (diethoxymethane), 디프로폭시메탄(dipropoxymethane) (1-프로폭시메톡시)프로판 ((1-(propoxymethoxy)propane)), 디이소프로폭시메탄(diisopropoxymethane) (2-(이소프로폭시메톡시)프로판) ((2-(isopropoxymethoxy)propane)), 디부톡시메탄(dibutoxymethane)(1-(부톡시메톡시)부탄) ((1-(butoxymethoxy)butane)), 디(tert-부톡시)메탄(di(tert-butoxy)methane) (2-메틸-2-{[2-메틸-2-프로파닐)옥시]메톡시}프로판) ((2-methyl-2-{[(2-methyl-2-propanyl)oxy]methoxy}propane)), 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 공정.
  9. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 공정에 있어서, 상기 메틸렌 브리징 시약은 알콕시메틸 알칸설포네이트(alkoxymethyl alkanesulphonate)인, 공정.
  10. 쿠커비투릴을 제조하는 공정으로서, 전부 알콕시-메틸화 된 글라이콜유릴 (fully alkoxy-methylated glycoluril)을 비치환 된 글라이콜유릴과 반응시키는 것을 포함하는 공정:
    상기 공정은 산 존재 하에서; 및 포름알데하이드 또는 포름알데하이드 전구체 없이, 여기에서, 상기 포름알데하이드 전구체는 파라포름알데하이드 및 트리옥산으로부터 선택된다.
  11. 제3항 또는 제10항에 있어서, 상기 산은 비균질 산 또는 균질한 산 이며, 상기 산이 비균질 산 일 때는, 비균질 산은 산성 수지와 같은 고체 지지체 위에 있는 특징인, 공정.
  12. 제3항 또는 제10항에 있어서, 상기 산은 황산, 질산, 염산, 브롬화수소산, 요오드화 수소산, 인산, 토루엔설포닉 에시드(toluenesulfonic cid) 및 알칸설포닉 에시드 (alkanesulfonic acid)로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 공정.
  13. 제3항 또는 제10항에 있어서, 상기 산은 메탄설포닉 에시드 (methanesulphonic acid) 인, 공정.
  14. 제3항 또는 제10항에 있어서, 산이 과량으로 제공되는, 공정.
  15. 제3항 또는 제10항에 있어서, 상기 공정은 40℃ 초과의 온도에서 수행되는, 공정.
  16. 제3항에 있어서, 상기 글라이콜유릴, 메틸렌 브리징 시약, 및 산은 18 시간 까지 반응시키는, 공정.
  17. 삭제
  18. 삭제
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