KR20060119979A - 쿠쿠르비트우릴의 제조 방법 - Google Patents

쿠쿠르비트우릴의 제조 방법 Download PDF

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KR20060119979A
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안토니 이반 데이
앨런 피터 아놀드
로드니 존 블랑크
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뉴사우쓰 이노베이션스 피티와이 리미티드
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Abstract

본 발명은 쿠쿠르비트우릴의 제조 방법에 관한 것이다. 당해 방법은 산의 존재하에 2 내지 11개의 연결된 글리콜우릴 또는 글리콜우릴 유사체로 이루어진 올리고머를 글리콜우릴, 글리콜우릴 유사체 및/또는 글리콜우릴 또는 글리콜우릴 유사체의 올리고머로부터 선택되는 하나 이상의 화합물과 반응시켜 쿠쿠르비트우릴을 제조하는 단계를 포함한다. 당해 방법은 쿠쿠르비트우릴내 특정 위치에서 특정 치환된 단위체를 갖는 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 추가로 신규한 쿠쿠르비트우릴을 제공한다.

Description

쿠쿠르비트우릴의 제조 방법 {METHOD FOR PREPARING CUCURBITURILS}
본 발명은 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제조 방법에 관한 것이다.
쿠쿠르비트우릴은 글리콜우릴 또는 글리콜우릴 유사체의 올리고머를 기초로 하는 마크로사이클릭 화합물 부류이다.
"쿠쿠르비트우릴"은 6개의 글리콜우릴 분자가 메틸렌 브릿지로 연결됨에 의해 형성되는 사이클릭 올리고머에 주어진 명칭이다. 그러나, 용어 "쿠쿠르비트우릴"은 또한 한 부류의 화합물을 언급하는데 사용되어 왔고 본 명세서에 사용된다. 혼돈을 피하기 위해, 화합물 쿠쿠르비트우릴은 본 명세서에서 "비치환된 쿠쿠르비트[6]우릴로서 언급된다.
비치환된 쿠쿠르비트[6]우릴은 1905년 문헌[참조: a paper by R. Behrend, E. Meyer and F. Rusche (Leibigs Ann. Chem., 339, 1,1905]에 처음 기재되었다. 비치환된 쿠쿠르비트[6]우릴의 마크로사이클릭 구조는 1981년에 문헌[참조:W. A. Freeman et. al. ("Cucurbituril", J. Am. Chem. Soc. , 103 (1981), 7367- 7368]에서 처음 기재되었다. 비치환된 쿠쿠르비트[6]우릴의 화학식은 C36H36N24O12이고 중앙 공동을 갖는 마크로사이클릭 화합물이다.
치환된 쿠쿠르비투릴 데카메틸쿠쿠르비트[5]우릴은 1992년에 최초로 플린(Flinn)[문헌참조: Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , 1992,31, 1475]에 의해 합성되고 동정되었다.
다양한 비치환되고 치환된 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 본원에 참조로서 인용된 국제 특허 출원 PCT/AU00/00412(WO 00/68232)에 기재된 바와 같이 데이(Day) 등에 의해 합성되었다.
WO 00/68232는 글리콜우릴, 치환된 글리콜우릴, 또는 글리콜우릴 및 치환된 글리콜우릴의 혼합물로부터 다양한 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제법을 기재하고 있다. WO 00/68232는 또한 글리콜우릴의 디에테르 유사체 또는 글리콜우릴의 디에테르 유사체와 클리콜우릴의 혼합물로부터 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제법을 기재하고 있다(실시예 2 및 실시예 122). WO 00/68232에 기재된 모든 쿠쿠르비트[n]우릴의 제조 방법은 글리콜우릴 및/또는 하나 이상의 글리콜우릴 유사체를 반응시켜 쿠쿠르비트우릴을 형성시키는 단계를 포함한다.
한 부류의 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴 및 이들 쿠쿠르비트[4 내지 20]우릴을 제조하는 방법은 또한 미국 특허 제6,365,734호에 기재되어 있다. 미국 특허 제6,365,734호에 기재된 모든 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제조 방법은 글리콜우릴을 반응시켜 비치환된 쿠쿠르비트[4 내지 20]우릴을 형성시키는 단계 또는 치환된 글리콜우릴을 반응시켜 치환된 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴을 형성시키는 단계를 포함하고 이때, 쿠쿠르비트[4 내지 20]우릴을 구성하는 하기에 정의된 바와 같은 화학식 (B)의 모든 유니트는 동일하다.
선행 기술 분야에 기재된 쿠쿠르비트우릴의 대부분은 비치환되거나 균일하게 치환된 쿠쿠르비트우릴, 즉 쿠쿠르비트우릴이고 이때 쿠쿠르비트우릴을 구성하는 하기 정의된 바와 같은 화학식 (B)의 모든 유니트는 동일하다. WO 00/68232에 기재된 쿠쿠르비트우릴의 제조 방법을 사용하여 하기 정의된 바와 같이 "다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴"을 제조할 수 있다. WO 00/68232에 기재된 쿠쿠르비트[n]우릴을 제조하는 방법을 사용하여 하기 정의된 바와 같은 "다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴"을 제조하는 경우, 전형적으로 다수의 상이한 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴이 생성된다. 예를 들어, WO 00/68232의 실시예 122(2)에서, s 및 u가 1,4 ; 2,3 ; 3,2 ; 4,1 ; 1,5 ; 2,4 ; 3,3 ; 4,2 ; 5,1 ; 1,6 ; 2,5 ; 3,4 ; 4,3 ; 5,2 ; 6,1인 쿠쿠르비트[s, u]우릴이 형성되었다.
쿠쿠르비트[n]우릴은 중앙 공동에 2개의 입구를 갖는 고정된 중앙 공동을 포함한다. 이들 입구는 극성 그룹에 의해 포위되어 있고 공동의 내부 직경 보다 직경이 협소하다.
쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 선택적으로 다양한 분자와 착물을 형성한다. 예를 들어, 중앙 공동은 선택적으로 기체 및 휘발성 분자를 포집한다. 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 또는 선택적으로 중앙 공동의 극성 말단에서 분자와 착물을 형성한다. 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 착물을 형성함에 이어서 이후에 기체, 휘발성 및 기타 분자를 형성시키는데 사용될 수 있다. 이들 성질은 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴에 광범위한 용도를 부여한다. 이들 용도는 예를 들어 다음을 포함한다:
■ 오염물질의 포집 및 제거,
■ 시간 경과에 따라 서서히 향을 방출하는 방향제로서의 사용,
■ 불쾌한 향 또는 독성 증기를 포집하는 것 및
■ 예를 들어, 크로마토그래피 칼럼에서의 화학적 정제 또는 분리 기술.
쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 또 다른 제조 방법을 제공하는 것이 이로울 것이다.
발명의 요약
본 발명자는 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 많은 용도를 위해 "다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴", 즉, 쿠쿠르비트우릴을 구성하는 하기 정의된 바와 같은 화학식 (B)의 유니트가 동일하지 않은 쿠쿠르비트[4 내지 12] 우릴을 사용하는 것이 바람직할 수 있음을 밝혔다.
본 발명자는 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴을 구성하는 화학식 (B)의 단위체에서 R1, R2, R3 및/또는 R5에서 그룹 수와 유형 및 쿠쿠르비트우릴내 당해 그룹의 상대적 위치가 쿠쿠르비트우릴의 용해도를 변화시킴을 밝혔다. 예를 들어, 테트라메틸쿠쿠르비트[2,4]우릴은 비치환된 쿠쿠르비트[6]우릴 보다 물에서 보다 큰 용해도를 갖는다. 본 발명자는 또한 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴을 구성하는 화학식 (B)의 단위체에서 R1, R2, R3 및/또는 R5에서 그룹 수와 유형이 쿠쿠르비트우릴이 기타 화합물과 착물을 형성시키는 정도에 영향을 미친다는 것을 밝혔다. 예를 들어, 본 발명자는 메탄의 연합 상수가 데카메틸쿠쿠르비트[5]우릴에 대한 것보다 디메틸쿠쿠르비트[1.4]우릴에 대해서 3배 높고 비치환된 쿠쿠르비트[6]우릴에서 디옥산의 연합 상수는 테트라메틸쿠쿠르비트[2,4]우릴에서 보다 2배 높다. 특정 응용을 위한 목적하는 착물 형성 성질과 함께 목적하는 용해도를 갖는 쿠쿠르비트우릴을 제조하기 위해, 쿠쿠르비트우릴내 특정 상대 위치에서 R1, R2, R3 및/또는 R5에서 특정 그룹을 갖는 쿠쿠르비트우릴을 제조할 필요가 있을 수 있다.
추가로, 몇몇 응용을 위해, 쿠쿠르비트우릴내 R1 또는 R2 그룹중 단지 하나 또는 몇개가 수소가 아닌 경우 다양하게 치환된 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴을 사용하여 쿠쿠르비트우릴이 중합도가 동일한 비치환된 쿠쿠르비트우릴과 유사한 착물 형성 능력을 갖지만 기타 화합물과의 반응, 예를 들어, 쿠쿠르비트우릴의 고형 지지체로의 결합 또는 쿠쿠르비트우릴의 또 다른 쿠쿠르비트우릴에 결합할 수 있는 특정 수 및 위치의 치환체를 갖도록 하는 것이 바람직 할 수 있다.
WO 00/68232에 기재된 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제조 방법을 사용하여 특정 다양하게 치환된 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴을 제조할 수 있다. 그러나, 다양하게 치환된 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴이 WO 00/68232에 기재된 방법에 의해 제조되는 경우, 다수의 상이한 치환된 쿠쿠르비트우릴이 생성되어 목적하는 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴의 수율이 저하된다. 몇몇 응용을 위해, 목적하는 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴은 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴의 사용전에 생성된 쿠쿠르비트우릴의 혼합물로부터 분리할 필요가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명자는 쿠쿠르비트우릴을 제조하기 위한 선행 기술 분야의 방법과 비교하여 쿠쿠르비트우릴내 R1, R2, R3 및/또는 R5에서 특정 그룹의 상대적 위 치를 보다 큰 정도로 조절하는 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제조 방법을 제공하는 것이 유리할 것임을 밝혔다. 본 발명자는 추가로 당해 방법을 밝혔다.
한 측면에서, 본 발명은,
(a) 화학식 (1)의 화합물(1)을, 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물(2), 및 산(3)과 혼합하여 혼합물을 형성시키는 단계; 및
(b) 혼합물을 화학식 (1)의 화합물 및 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물에 효과적인 조건에 노출시켜 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키는 단계를 포함하는, 쿠쿠르비트[n]우릴의 제조 방법을 제공한다:
Figure 112006017270669-PCT00001
(1)
Figure 112006017270669-PCT00002
(2)
Figure 112006017270669-PCT00003
(A)
상기 식에서,
당해 화합물내 화학식 (A)의 각각의 단위체에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하거나, 화학식 (A)의 하나의 단위체의 R1 및 화학식 (A)의 인접한 단위체의 R2는 함께 결합 또는 2가 라디칼을 형성하고;
각각의 R3은 독립적으로 =O, =S, =NR, =CXZ, =CRZ 및 -CZ2로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 Z는 -NO2, -CO2R, -COR, -CN 또는 -CX3와 같은 전자 유인 그룹이고, X는 할로이고, R은 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이고;
각각 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
R7 및 R8은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R7 및 R8은 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5-(여기서, R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
R9 및 R10은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R9 및 R10은 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5(여기서 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
x는 1 내지 10의 정수이고;
R11 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R11 및 R12는 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5-(여기서 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
R13 및 R14는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R13 및 R14는 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5(여기서 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고,
y는 0 또는 1 내지 9의 정수이고 x + y는 10이하이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해 제조되는 쿠쿠르비트[n]우릴을 제공한다.
당업자에게 명백한 바와같이, R1 및 R2는 매우 광범위한 치환체로부터 선택될 수 있다. 본 발명은 R1 및 R2가 특정 그룹인 방법으로 제한되지 않는다.
R1 및 R2가 1가 라디칼인 경우, R1 및 R2는 전형적으로 -R, -OR, NR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), NO2, -CN, -X, -COR, -COX, -COOR,
Figure 112006017270669-PCT00004
(여기서 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00005
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SeR, -SiR3-(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SR, -SOR,
Figure 112006017270669-PCT00006
, -SO2R, -S-S-R, -BR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -PR2(여기서 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00007
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00008
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -P+R2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다) 및 금속 또는 금속 착물로 이루어진 그룹으로부터 독립적 으로 선택된다.
R이 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이며, X는 할로이다. 몇몇 양태에서, R은 H, 치환되거나 비치환된 C1-10 알킬, 치환되거나 비치환된 C2-10 알케닐 또는 치환되거나 비치환된 C5-10 아릴이다.
본 발명의 방법은 2개 이상의 상이한 쿠쿠르비트우릴의 혼합물을 제조할 수 있다. 본 발명에 따라, 하나 이상의 쿠쿠르비트우릴은 화학식 (1)의 하나 이상의 화합물 및 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물로부터 형성된다. 몇몇 양태에서, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 쿠쿠르비트[n]우릴중 적어도 일부는 화학식 (1)의 하나의 화합물 및 화학식 (2)의 하나의 화합물로부터 형성된다. 몇몇 양태에서, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 쿠쿠르비트[n]우릴의 적어도 일부는 화학식 (1)의 하나 이상의 화합물 및 화학식 (2)의 하나의 화합물로부터 또는 화학식 (1)의 하나의 화합물 및 화학식 (2)의 하나이상의 화합물로부터 형성된다.
전형적으로, 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물중 적어도 하나는 화학식 (1)의 화합물과 상이하다.
전형적으로 R7은 R8이고 R9는 R10이고, R11은 R12이고 R13은 R14이다.
전형적으로, 단계(a)는 화학식 (1)의 화합물을 화학식 (2)의 화합물에 첨가하고 혼합함에 이어서 화합물과 산을 혼합하는 단계를 포함한다. 그러나, 본 발명의 몇몇 양태에서, 화학식 (1)의 화합물은 산과 혼합되고 이어서 수득한 혼합물은 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물에 첨가한다. 또한, 본 발명의 몇몇 양태에서, 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물은 산과 혼합하고 이어서 경우에 따라 화학식 (1)의 화합물 및 화학식 (2)의 잔류 화합물을 첨가하고 혼합한다.
전형적으로 단계 (b)는 화학식 (1)의 화합물과 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물이 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키기에 충분한 시간동안 20℃ 내지 120℃로 혼합물을 가열하는 단계를 포함한다.
몇몇 양태에서, 단계 (b)는 화학식 (1)과 화학식 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 하나 이상의 화합물을 혼합물에 혼입하는 단계를 추가로 포함한다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물은 R7 내지 R14가 결합된 질소원자에 결합된 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성시키기 위해 R7 내지 R14 그룹과 반응시키거나 이들을 대체시킴에 의해 당해 브릿지를 형성한다. 당해 화합물은 혼합물에 첨가하여 혼합물에 혼입될 수 있다. 또한, 당해 화합물은 모든 성분들을 함께 혼합하여 혼합물을 형성시키기 전에 화학식 (1)의 화합물, 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물 및 /또는 산과 혼합될 수 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명의 몇몇 양태에서, 혼합물내에서 본 발명의 방법의 단계 (b)에서 쿠쿠르비트우릴을 형성시키기 위해 화학식 (1) 및 화학식 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5- 의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물을 포 함시킬 필요는 없다. 예를 들어, 혼합물내 화학식 (1) 및 (2)의 화합물에서 모든 R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13 및 R14 그룹이 H가 아닌 경우, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물은 반응하여 당해 화합물의 부재하에 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성할 수 있다.
그러나, 모든 R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13 및 R14 그룹이 H인 경우, 당해 화합물은 화학식 (1) 및 (2)의 화합물이 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키도록 혼합물내 포함되어야만 한다.
전형적으로, H이고 H가 아닌 혼합물내 화학식 (1) 및 (2)의 화합물에서 R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13 및 R14 그룹의 몰비가 1초과인 경우, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물은 당해 혼합물내에 포함된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 하기 화학식의 쿠쿠르비트[n]우릴을 제공하는 것이다:
Figure 112006017270669-PCT00009
Figure 112006017270669-PCT00010
(B)
상기 식에서,
쿠쿠르비트[n]우릴내 화학식 (B)의 각각의 단위체에서 ,
R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하거나, 화학식 (B)의 하나의 단위체의 R1 및 화학식 (B)의 인접한 단위체의 R2는 함께 결합 또는 2가 라디칼을 형성하고;
각각의 R3은 독립적으로 =O, =S, =NR, =CXZ, =CRZ 및 CZ2로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 Z는 전자 유인 그룹이고 X는 할로이고 R은 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이고,
각각 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
n은 4 내지 12의 정수이고,
쿠쿠르비트[n]우릴에서 하나 이상의 R3은 =CXZ, =CRZ 또는 =CZ2이다:
정의
WO 00/68232 및 미국 특허 제6,365,734호에 기재된 쿠쿠르비트우릴과 본 발명자의 추가의 연구에 관하여, 당해 부류의 쿠쿠르비트우릴은 WO 00/68232 또는 미국 특허 제6,365,734호에 기재된 것 보다 광범위하다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "쿠쿠르비트우릴"은 화학식 (C)의 화합물을 언급한다:
Figure 112006017270669-PCT00011
(C)
Figure 112006017270669-PCT00012
(B)
상기 식에서,
당해 화합물내 화학식 (B)의 각각의 유니트에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하거나 화학식 (B)의 하나의 단위체의 R1 및 화학식 (B)의 인접한 단위체의 R2는 함께 결합 또는 2가 라디칼을 형성하고,
각각의 R3은 독립적으로 =O, =S, =NR, =CXZ, =CRZ 및 CZ2로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 Z는 -NO2, -CO2R, -COR, -CN 또는 -CX3와 같은 전자 유인 그룹이고 X는 할로이고 R은 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이고,
각각 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
n은 중합도로서, 화합물내 화학식 (B) 단위체 수이다.
R1 및 R2가 1가 라디칼인 경우, R1 및 R2는 전형적으로 -R, -OR, NR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), NO2, -CN, -X, -COR, -COX, -COOR,
Figure 112006017270669-PCT00013
(여기 서 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00014
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SeR, -SiR3-(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SR, -SOR,
Figure 112006017270669-PCT00015
, -SO2R, -S-S-R, -BR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -PR2(여기서 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00016
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00017
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -P+R2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다) 및 금속 또는 금속 착물로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된다.
R이 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이며, X는 할로이다.
다양한 쿠쿠르비트우릴을 구분하기 위해, 본 발명자는 용어 "쿠쿠르비트[n]우릴"를 채택하였고 여기서, n은 쿠쿠르비트우릴의 중합도, 즉 쿠쿠르비트우릴의 마크로사이클릭 환중 화학식 (B)의 단위체 수이다. 예를 들어, 화학식 (B)의 8개 단위체를 포함하는 사이클릭 올리고머는 쿠쿠르비트[8]우릴로서 나타낼 수 있다.
본 발명은 n이 4 내지 12의 정수인 쿠쿠르비트[n]우릴에 관한 것이다. 달리 특정되지 않는 경우, 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "쿠쿠르비트우릴" 및 "쿠쿠르비트[n]우릴은 n이 4 내지 12인 쿠쿠르비트[n]우릴을 언급한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "비치환된 쿠쿠르비트우릴" 및 "비치환된 쿠쿠르비트[n]우릴"은 쿠쿠르비트우릴내 화학식 (B)의 모든 단위체에서 R3이 =O이고 R1, R2 및 R5가 H인 쿠쿠르비트우릴을 언급한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴" 및 "다양하게 치환된 쿠쿠르비트[n]우릴"은 쿠쿠르비트우릴을 구성하는 화학식 (B)의 단위체가 모두 동일하지 않은 쿠쿠르비트우릴을 언급한다.
다양하게 치환된 쿠쿠르비트[n]우릴은 R3이 =O이고 R1, R2 및 R5가 H인 화학식 (B)의 몇몇 비치환된 단위체 및 R3이 =O가 아니고/이거나 R1, R2 및 R5이 H가 아닌 화학식 (B)의 몇몇 치환된 단위체로 이루어질 수 있다. 당해 화합물을 구분하기 위해, 용어 "쿠쿠르비트[s,u]우릴을 사용하고 여기서, s는 화학식 (B)의 치환된 단위체 수이고 u는 화학식 (B)의 비치환된 단위체 수이며 s + u는 n이다.
다양하게 치환된 쿠쿠르비트[n]우릴에서 화학식 (B)의 치환된 단위체의 상대적 위치를 지적하기 위해, 그리스 문자를 사용하는데 α는 최우선으로 주어진 화학식 (B)의 치환된 단위체에 할당되고 쿠쿠르비트[n]우릴의 마크로사이클릭 환중에서 화학식 (B)의 모든 다른 단위체에는 알파벳 순으로 그리스 문자가 할당된다. 예를 들어, 화학식 (B)의 치환된 단위체가 쿠쿠르비트우릴의 반대 측면에 위치하는 화학식 (B)의 2개의 단위체가 각각 X 및 Y로 치환된 쿠쿠르비트[6]우릴은 명칭 αX, δY- 쿠쿠르비트[2,4]우릴로 나타낼 것이다. 하기에 제공된 것은 쿠쿠르비트우릴의 개시점중 하나를 향해서 관측되었을때의 당해 쿠쿠르비트[6]우릴을 나타낸다:
Figure 112006017270669-PCT00018
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "글리코우릴 유사체"는 화학식 (5)의 화합물을 언급한다:
Figure 112006017270669-PCT00019
(5)
상기 식에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그 룹을 형성하고 R3 및 R11 내지 R14는 화학식 (2)에 대해 상기 정의된 바와 같다.
전형적으로, R1 및 R2가 1가 라디칼인 경우, R1 및 R2는 독립적으로 -R, -OR, NR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), NO2, -CN, -X, -COR, -COX, -COOR,
Figure 112006017270669-PCT00020
(여기서 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00021
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SeR, -SiR3-(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SR, -SOR,
Figure 112006017270669-PCT00022
, -SO2R, -S-S-R, -BR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -PR2(여기서 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00023
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
Figure 112006017270669-PCT00024
(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -P+R2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다) 및 금속 또는 금속 착물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, R이 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 포화되거나 불포화된 사이클릭 탄화수소 라디칼 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이며, X는 할 로이다.
상기 정의된 바와 같은 화학식 (C)의 다양한 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 신규한 것이다. 특히, 다음과 같이 정의되는 화학식 (C)의 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 선행 기술분야에 기재되어 있지 않다:
1. 쿠쿠르비트우릴내 R3 그룹중 하나 이상이 =O, =S 또는 =NH가 아니거나,
2. 쿠쿠르비트우릴의 R3 그룹 각각이 =O, =S 또는 =NH이고, R3 그룹중 하나 이상이 =S 또는 =NH이고 쿠쿠르비트우릴내 모든 R1, R2, R3 또는 R5 그룹이 동일하지 않거나,
3. 쿠쿠르비트우릴내 R3 그룹 각각이 =O, =S 또는 =NH이고 쿠쿠르비트우릴내 R5 그룹중 하나 이상이 H가 아니고 R1, R2, R3 또는 R5 그룹이 동일하지 않은 경우.
본 발명의 방법은 화학식 -CHR5-의 브릿지에 의해 연결된 화학식 (A)의 2개 이상의 단위체를 포함하는 하나 이상의 화합물(화학식 (1)의 화합물)을 사용하여 쿠쿠르비트우릴을 제조하는 단계를 포함한다. 당해 화합물은 화학식 (A)의 2개 이상의 단위체를 포함함으로써, 당해 화합물내 특정 R1, R2, R3 또는 R5 그룹은 당해 화합물로부터 제조되는 쿠쿠르비트우릴내 보유되는 서로 상대적으로 고정된 위치를 갖는다. 따라서, 본 발명의 방법이 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴을 제조하는데 사용되는 경우, 글리콜우릴 유사체를 반응시켜 쿠쿠르비트우릴을 형성함을 포함하는 선행 방법 보다 덜 다양한 정도로 상이하게 치환된 다양한 쿠쿠르비트[n]우릴을 생성시킨다. 따라서, 본 발명의 방법은 쿠쿠르비트우릴을 제조하는 선행 방법 보다 생성되는 치환된 쿠쿠르비트우릴의 유형에 대해 보다 크게 조절할 수 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물중에 R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13 및 R14 그룹이 수소가 아닌 경우, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물은 서로 반응하여 방법 단계 (b)에서 쿠쿠르비트우릴을 형성할 수 있다. 그러나, 이들 모든 그룹이 H이거나 쿠쿠르비트우릴을 형성해야만 하는 화학식 (1) 및 (2)의 화합물에서 H인 당해 그룹의 총 수가 H가 아닌 총 수보다 큰 경우, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물간에 화학식 -CHR5- 의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물은 화학식 (1)의 화합물과 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물이 방법 단계 (b)에서 쿠쿠르비트우릴을 형성시키기 위해서는 혼합물내 포함되어야만 한다.
화학식 (1), (2), (3), (4) 및 (5)에서, R1 및 R2가 1가 라디칼인 경우, R1 및 R2는 예를 들어, H, 치환되거나 비치환된 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 2급-부틸, 이소부틸, 3급 부틸등), 치환되거나 비치환된 알케닐, 치환되거나 비치환된 알키닐, 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 또는 치환되거나 비치환된 아릴(예를 들어, 페닐, 나프틸, 피리딜, 푸라닐 또는 티오페닐), -OR, -SR 또는 -NR2로부터 선택될 수 있다.
몇몇 양태에서, R1 및 R2가 1가 라디칼인 경우, R1 및 R2는 30개 미만의 탄소원자를 포함한다. R1 및 R2는 예를 들어, 탄소수 1 내지 30의 알킬 그룹, 탄소수 1 내지 30의 알케닐 그룹, 탄소수 5 내지 30의 사이클릭 탄화수소 그룹, O, N 또는 S와 같은 하나 이상의 헤테로원자를 갖는 탄소수 4 내지 30의 사이클릭 그룹, 탄소수 6 내지 30의 아릴 그룹 및 O, N 또는 S와 같은 하나 이상의 헤테로 원자를 갖는 탄소수 5 내지 30의 아릴 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
R1 및 R2가 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로필옥시등과 같은 알콕시 그룹일 수 있다. R1 및 R2는 또한 하이드록시, 할로, 시아노, 니트로, 아미노, 알킬아미노 또는 알킬티오 라디칼일 수 있다.
R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자에 의해 형성되는 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹의 예는 탄소수 5 내지 30의 치환되거나 비치환된 포화되거나 불포화된 사이클릭 탄화수소 그룹 및 O, N 또는 S와 같은 하나 이상의 헤테로원자를 갖는 탄소수 3 내지 30, 전형적으로는 4 내지 30의 치환되거나 비치환된 포화되거나 불포화된 사이클릭 그룹을 포함한다.
화학식 (1) 또는 화학식 (2)의 화합물에서 화학식 (A)의 인접한 단위체 또는 쿠쿠르비트우릴내 화학식 (B)의 인접한 단위체의 R1 및 R2가 함께 2가 라디칼을 형성하는 경우, 2가 라디칼은 예를 들어, 탄소수가 1이상인 2가의 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 측쇄, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼일 수 있다. 2가 라디칼은 O, N 또는 S와 같은 하나 이상의 헤테로원자로 이루어지거나 이를 함유할 수 있다.
R이 치환되거나 비치환된 탄화수소 라디칼 또는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 라디칼인 경우, 탄화수소 라디칼 또는 헤테로사이클릴 라디칼은 하나 이상의 치환체에 의해 치환될 수 있다. 유사하게, R1, R2 및 이들이 결합한 탄소원자와 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하는 경우, 사이클릭 그룹은 하나 이상의 치환체에 의해 치환될 수 있다. 임의의 치환체는 임의의 그룹일 수 있고 예를 들어, 치환되거나 비치환된 알킬, 치환되거나 비치환된 알케닐, 치환되거나 비치환된 알키닐, 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴, 치환되거나 비치환된 아릴, 할로(예를 들어, F, Cl, Br 또는 I), 하이드록실, 알콕실, 카보닐, 아실 할라이드, 니트로, 카복실산, 카복실산 에스테르, 아미노, 이미노, 시아노, 이소시아네이트, 티올, 티올-에스테르, 티오-아미드, 티오-우레아, 설폰, 설파이드, 설폭사이드 또는 설폰산 그룹 또는 금속 또는 금속 착물일 수 있다. 임의의 치환체는 또한 보란, 인 함유 그룹, 예를 들어, 포스핀, 알킬 포스핀, 포스페이트 또는 포스포르아미드, 규소 함유 그룹 또는 셀레늄 함유 그룹일 수 있다.
전형적으로 Z는 -NO2, -CO2R, -COR, -CN 및 -CX3로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 여기서 X는 할로(예를 들어, F, Cl, Br 또는 I)이고 R은 H, 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필등), 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴 또는 포화되거나 불포화된 헤테로사이클릴이다.
화학식 (1) 및 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물은 전형적으로, 화학식 R5COR5 의 화합물 또는 화학식 R5OC(R5)2OR5의 화합물로부터 선택되고 여기서, R5는 상기 정의된 바와 같고 각각의 R5 그룹은 독립적으로 트리옥산, 치환되거나 비치환된 3,4-디하이드로피란 또는 치환되거나 비치환된 2,3-디하이드로루판으로부터 선택된다. 치환되거나 비치환된 3,4-디하이드로피란 또는 치환되거나 비치환된 2,3-디하이드로푸란은 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴 또는 할로와 같은 그룹에 의해 치환될 수 있다. 화학식 R5COR5의 화합물은 예를 들어, 포름알데하이드일 수 있다.
R5는 H, 알킬 또는 아릴이다. R5가 알킬인 경우, R5는 전형적으로 C1-5알킬, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 부틸, 2급-부틸, 3급-부틸등이다. R5가 아릴인 경우, R5는 예를 들어, 페닐일 수 있다.
지금까지 제조된 다수의 쿠르쿠르비트[4 내지 12]우릴은 쿠쿠르비트우릴을 구성하는 화학식 (B)의 모든 단위체에서 R3이 =O이고 R5가 H인 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴이다.
한 양태에서, 본 발명은,
(a) 화학식 (3)의 화합물(1)을 화학식 (4)의 하나 이상의 화합물(2) 및 산(3)과 혼합하여 혼합물을 형성시키는 단계 및
(b) 혼합물을 화학식 (1)의 화합물 및 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물에 효과적인 조건에 노출시켜 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키는 단계를 포함하는, 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 제조 방법을 제공한다:
Figure 112006017270669-PCT00025
(3)
Figure 112006017270669-PCT00026
(4)
Figure 112006017270669-PCT00027
(D)
상기 식에서,
당해 화합물내 화학식 (D)의 각각의 단위체에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하거나 화학식 (D)의 하나의 단위체의 R1 및 화학식 (D)의 인접한 단위체의 R2는 함께 결합 또는 2가 라디칼을 형성하고,
R7 및 R8은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CH2OH 로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나 R7 및 R8은 함께 그룹 -CH2-O-CH2-을 형성하고,
R9 및 R10은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CH2-OH로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나 R9 및 R10은 함께 그룹 -CH2-O-CH2을 형성하고,
x는 1 내지 10의 정수이고,
R11 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CH2OH로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나 R11 및 R12는 함께 그룹 -CH2-O-CH2-을 형성하고,
R13 및 R14는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CH2OH로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나 R13 및 R14는 함께 그룹 -CH2-O-CH2-을 형성하고,
y는 0 또는 1 내지 9의 정수이고 x + y는 10이하이다.
본 발명의 당해 양태에서, 화학식 (4) 및 (5)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물이 사용되는 경우, 당해 화합물은 포름알데하이드, 파라포름알데하이드, 트리옥산, 2,3-디하이드로피란 또는 2,3-디하이드로푸란으로부터 선택된다.
전형적으로 본 발명의 방법의 단계(a)에서 형성된 혼합물은 추가로 주형 화합물을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, "주형 화합물"은 본 발명의 방법에 의해 제조되는 중합도가 상이한 쿠쿠르비트[n]우릴의 상대적 양에 영향을 주는 화합물을 언급한다. 예를 들어, 혼합물에 첨가되는 경우 주형 화합물은 당해 비를, 주형 화합물을 함유하지 않거나 상이한 주형 화합물을 함유하지만 동일한 조건하에서 반응되는 혼합물을 사용하여 제조되는 쿠쿠르비트[5]우릴 대 쿠쿠르비트[6]우릴과 비교하는 경우, 쿠쿠르비트[5]우릴 대 쿠쿠르비트[6]우릴의 비율을 변화시킬 수 있다.
전형적으로, 주형 화합물은 염이다. 그러나, 많은 다른 화합물이 또한 주형 화합물로서 작용할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 중합도가 상이한 쿠쿠르비트우릴의 비율을 변화시킬 수 있는 임의의 화합물은 주형 화합물로서 사용될 수 있다. 주형 화합물은 유기 화합물, 유기 화합물의 염 또는 무기 화합물일 수 있다. 주형 화합물로서 사용될 수 있는 적합한 화합물은 염화암모늄, 염화리튬, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화루비듐, 염화카에슘, 브롬화암모늄, 브롬화리튬, 브롬화나트륨, 브롬화칼륨, 브롬화루비듐, 브롬화카에슘, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 요오드화루비듐, 요오드화카에슘, 황화칼륨, 황화리튬, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 0-카보란, 티오아세트아미드, N-(1-나프틸)에틸렌디아민, 2,2'-비퀴놀린, p-브로모아날린, 타우린, 청색 테트라졸륨, 2-아미노-3-메틸 벤조산, 인돌-3-알데하이드, 시스테인, 4-아세트아미도아닐린, p-아미노페놀, 아세트아미드, 4-아미노아세토페논, 4-디메틸아미노벤즈알데하이드, 2-아미노벤즈이미다졸, 비스-(4,4'-비피리딜)-α,α-크실렌, 적색 인 및 리튬 p-톨루엔설포네이트일 수 있다. 본 발명자는 다수의 기타 화합물이 다수의 다른 화합물이 주형 화합물로서 사용하기 위해 적합할 수 있다고 믿고 따라서 상기 열거된 것은 완전한 것으로 사료되지 말아야한다.
주형 화합물은 반응 혼합물에 단일로 첨가될 수 있거나 하나 이상의 화합물은 반응 혼합물에 첨가될 수 있다.
염이 주형 화합물로서 사용되는 경우, 당해 염은 바람직하게, 금속 할라이드, 암모늄 할라이드, 금속 설페이트 또는 금속 토실레이트이다. 염의 음이온이 사용되는 산의 음이온에 상응하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 사용되는 산이 염산인 경우, 금속 클로라이드 또는 염화암모늄이 바람직한 염이다. 유사하게, 산이 요오드산인 경우 요오드 함유 염이 바람직하게 사용되고 산이 브롬산인 경우 브롬 함유 염이 바람직하다.
산은 바람직하게 무기 강산이거나 유기 강산이다. 원칙적으로, 임의의 산이 사용될 수 있다. 산은 생성 반응을 촉매하는 작용을 한다.
바람직한 산은 황산, 염산, 브롬산, 요오드산, 중수소 황산, 인산, p-톨루엔설폰산 및 메탄 설폰산을 포함한다. 당해 열거된 것은 완전한 것이 아니고 반응을 촉매할 수 있는 임의의 산이 본 발명의 방법에 사용될 수 있다.
산은 5M 이상의 농도를 갖는 것이 바람직하다, 또한 화학식 (1)의 화합물, 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물 및 산을 포함하는 혼합물내에서 산의 농도는 5M 이상인 것이 바람직하다.
전형적으로, 혼합물은 무수 혼합물이 아니다.
당해 혼합물은 추가로 용매를 포함할 수 있다. 용매는 예를 들어, 트리플루오로아세트산, 메탄설폰산, 1,1,1-트리플루오로에탄올 또는 이온 액체로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 방법 단계 (b)는 전형적으로 화학식 (1)의 화합물 및 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물이 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키기에 충분한 시간동안 혼합물을 20℃ 내지 120℃로 가열하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 당해 온도는 60℃ 내지 110℃이고 가장 바람직하게는 80℃ 내지 110℃이다. 혼합물의 비등을 피하는 것이 바람직하다. 환류하의 가열은 요구되지 않지만 사용될 수 있다. 당해 혼합물은 일반적으로 쿠쿠르비트[n]우릴을 생산하기 위해서는 60℃ 이상의 온도로 가열되어야만 하는 것으로 밝혀졌고 증가된 수율은 80℃ 내지 100℃의 범위내의 온도에서 수득된다.
화학식 (1) 및 (2)의 화합물의 제조방법
(a) 치환된 글리콜우릴 및 글리콜우릴 동족체
화학식 (2)의 화합물은 위에서 정의한 화학식 (5)의 글리콜우릴 동족체를 포함한다.
화학식 (5)의 화합물은 화학식
Figure 112006017270669-PCT00028
의 글리콜우릴을 포함한다.
화학식 (5)의 화합물은 화학식
Figure 112006017270669-PCT00029
의 치환된 글리콜우릴도 포함한다.
다수의 치환된 글리콜우릴은 문헌에 공지되어 있다. 본원의 참조문헌으로 인용되어 있는 해로 피터센(Harro Petersen)의 해설 논문[참조: Synthesis, 1973, 249-293]에 기재되어 있는 것이 특히 바람직하다. 상기 해설 논문에는 약 30개의 치환된 글리콜우릴의 목록이 기재되어 있다. 상기 논문에는 치환된 글리콜우릴의 몇몇 다른 예가 기재되어 있기 때문에, 근본적으로 어떠한 α- 또는 β-디케톤이더라도 치환되거나 비치환된 글리콜우릴을 제조하는 데 사용될 수 있는 것으로 간주된다.
추가의 치환된 글리콜우릴은 국제 공개공보 제WO 00/68232호에 기재되어 있다.
글리콜우릴 동족체는, 예를 들어 해로 피터센의 해설 논문[참조: Synthesis, 1973, 249-293]에 기재되어 있는 바와 같이 당해 기술분야에 공지된 방법으로 제조될 수 있다.
글리콜우릴 동족체는, 예를 들어 다음 반응 도식 1 및 2에 기재되어 있는 바와 같이 제조될 수 있다.
[반응 도식 1]
Figure 112006017270669-PCT00030
[반응 도식 2]
Figure 112006017270669-PCT00031
위의 반응 도식 1 및 2에서,
R1, R2 및 R3 그룹은 각각 독립적으로 선택되고, 화학식 (2)에 대해 위에서 정의한 바와 같고,
X는 할로 또는 티오에테르와 같은 이탈 그룹이다.
반응 도식 1의 반응은 다음 조건하에 수행될 수 있다:
a) 실온에서 수일 동안 물 중에서 반응시킴;
b) 공용매를 갖거나 갖지 않는 산성 물 중에서 반응시킴;
c) 반응물 중의 물을 공비적으로 제거하면서 산 촉매의 존재하에 탄화수소 용매 중에서 반응시킴;
d) 반응 동안 발생한 물을 제거하거나 제거하지 않으면서 루이스 산의 존재하에 탄화수소 용매 중에서 반응시킴.
반응 도식 1은, 예를 들어 다음의 치환된 글리콜우릴(화합물 1.2, 여기서 X는 할로이다)을 제조하는데 사용될 수 있다. 이들 화합물들은 신규하며, 본 발명의 추가의 측면을 형성한다.
Figure 112006017270669-PCT00032
반응 도식 2에서, 디아민 중간체를 형성시키기 위한 반응은 공용매를 갖거나 갖지 않는 산성 물 중에서 수행된다. 글리콜우릴 동족체를 형성시키기 위한 디아민 중간체의 반응을 염기성 조건하에 수행된다. 하나의 R3 그룹이 =NH이고 나머지 R3이 =O인 글리콜우릴 동족체를 형성시키기 위한 반응 도식 2의 반응은 문헌[참조: I. J. Dagley and M. Kony, Heterocycles 1994, 38, 595]에 기재되어 있다.
반응 도식 2는, 예를 들어 글리콜우릴 동족체 1.11 및 1.12를 제조하는데 사용될 수 있다.
Figure 112006017270669-PCT00033
(b) R7 내지 R10이 H가 아닌 화학식 (1)의 화합물 및 R11 내지 R14가 H가 아닌 화학식 (2)의 화합물
R11과 R12가 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5-을 형성하고, R13과 R14가 함께 그룹 -CH0R5-O-CHR5-을 형성하는 화학식 (2)의 화합물은, R11 내지 R14가 H인 화학식 (2)의 화합물을 트리옥산, 화학식 (R5)2CO의 화합물, 화학식 R50C(R5)2OR5의 화합물(여기서, R5는 위에서 정의한 바와 같고, 각각의 R5는 독립적으로 선택된다) 및 산과 혼합한 다음, 당해 혼합물을 약 20 내지 60℃로 가열하여 제조할 수 있다. 통상적으로, 강한 무기산 또는 강한 유기산이 사용되는 경우, 혼합물을 20 내지 40℃로 가열한다. 그러나, 약산(예: 트리플루오로아세트산)이 사용되는 경우, 혼합물을 약 60℃로 가열할 수 있다.
R11 내지 R14의 일부 또는 전부가 -CHR50R5인 화학식 (2)의 화합물은, R11 내지 R14가 H인 화학식 (2)의 화합물을 X가 할로이고 각각의 R5가 독립적으로 선택되며 위에서 정의한 바와 같은 화학식 XHR5COR5의 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다. 반응은 통상적으로 실온에서 발생하지만, 반응 혼합물을 약 40℃로 가열할 수 있다.
동일한 방법들을 사용하여 R7과 R8이 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5-을 형성하고, R9와 R10이 함께 그룹 -CH0R5-O-CHR5-을 형성하며, R7 내지 R10의 일부 또는 전부가 -CHR5OR5인 화학식 (1)의 화합물을 제조할 수 있다.
실시예 1
7M 염산(1.27mL)에 현탁되어 있는 3a-(4-(1-클로로부탄)-6a-메틸글리콜우릴(화합물 1.7)(1g, 4.2mmol)에 40% 포름알데하이드(15mL)를 첨가하고, 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 수득한 침전된 디에테르를 여과하여 수거하고, 물로 세척한 다음, 건조시켰다.
실시예 2
실온에서, 농축 황산(7mL)에 용해되어 있는 3a-(p-요오도페닐)-6a-메틸글리콜우릴(화합물 1.2, 여기서 X는 I이다)(1g, 1.8mmol)에 40% 포름알데하이드(1.7mL)를 첨가하였다. 20 내지 30분 후에, 혼합물을 빙수에 부어넣고, 침전된 디에테르를 여과하여 수거하고, 진공하에 80℃에서 건조시켰다. 수율: 80%.
실시예 3
실온에서, 농축 황산(7mL)에 용해되어 있는 3a,6a-디페닐글리콜우릴(1g, 1.8mmol)에 40% 포름알데하이드(0.7mL)를 첨가하였다. 20 내지 30분 후에, 혼합물을 빙수에 부어넣고, 침전된 디에테르를 여과하여 수거하고, 진공하에 80℃에서 건조시켰다. 수율: 95%.
실시예 4
실온에서, 농축 황산(6mL)에 용해되어 있는 3a,6a-디(p-요오도페닐)글리콜우릴(1g, 1.8mmol)에 40% 포름알데하이드(0.54mL)를 첨가하였다. 20 내지 30분 후에, 혼합물을 빙수에 부어넣고, 침전된 디에테르를 여과하여 수거하고, 진공하에 80℃에서 건조시켰다.
실시예 5
3a,6a-사이클로펜타노글리콜우릴(1g, 5.49mmol)을 실온에서 디메틸설폭사이드(1mL), 물(2mL) 및 40% 포름알데하이드(1.6mL)의 혼합물에 첨가하고, 1M NaOH를 사용하여 혼합물의 pH를 9로 조정하였다. 12시간 후에, 혼합물을 메탄올(15mL)에 부어넣고, 침전된 테트롤(화합물 2.6)을 여과에 의해 수거하고, 진공하에 80℃에서 건조시켰다. 수율: 82%
실시예 6
트리플루오로아세트산(2mL)에 용해되어 있는 3a-(4-부트-2-엔)-6a-메틸글리콜우릴(화합물 1.3)(1g, 0.48mmol)에 40% 포름알데하이드(1.46mL)를 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 60℃로 가열하였다. 용매를 증발시켜 디에테르를 수득한다. 수율: 70%. 1시간 미만의 짧은 반응 시간으로, 알콜과 에테르와의 혼합물이 형성된다.
글리콜우릴의 디에테르 동족체는 본원에 참조로 인용된 문헌[참조: A. Wu, A. Chakraborty, D. Witt, J. Lagona, F. Damkai, M. A. Ofori, J. K. Chiles, J. C. Fettinger, and L. Isaacs J. Org. Chem. 2002, 67, 5817-5830]의 방법과 유사한 무수 조건하에서도 제조될 수 있다.
(b) 화학식 (1) 또는 (2)의 올리고머
글리콜우릴 동족체는 화학식 -CHR5-의 브릿지에 의해 연결된 화학식 (A)의 단위를 2 내지 11개 포함하는 화학식 (1) 및 (2)의 올리고머를 제조하는데 사용될 수 있다. 올리고머는 하나 이상의 글리콜우릴 동족체를 산, 경우에 따라, 이러한 화합물들 간에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 있는 화합물과 혼합한 다음, 당해 혼합물을 가열하여 제조할 수 있다. 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물은 트리옥산, 화학식 R5COR5의 화합물 또는 화학식 R50C(R5)2OR5의 화합물(여기서, R5는 위에서 정의한 바와 같고, 각각의 R5는 독립적으로 선택된다)일 수 있다.
본 발명의 발명자들은, 적합한 반응 온도 및 반응 시간을 사용하여 화학식 -CHR5-의 브릿지에 의해 연결된 화학식 (A)의 단위를 2 내지 11개 포함하는 올리고머를, 쿠쿠르비투릴을 형성시키기 위한 올리고머 반응 없이 제조할 수 있음을 밝혀냈다. 통상적으로, 올리고머는 반응 혼합물을 50℃ 이하의 온도로 약 20시간 미만 동안 가열하여 제조한다.
이러한 공정으로, 통상적으로 상이한 수의 화학식 (A)의 단위를 상이하게 포함하는 올리고머의 혼합물이 생성된다. 경우에 따라, 특정 길이의 올리고머는 혼합물 내의 다른 올리고머로부터 결정화 또는 크로마토그래피에 의해 분리될 수 있다. 그러나, 다수의 경우, 한 특정 길이의 올리고머가 주로 형성되고, 이러한 경우, 본 발명의 방법에서 올리고머를 사용하기 전에 형성된 기타 올리고머로부터 올리고머를 분리할 필요가 없을 것이다.
아래 실시예에 관련된 특정 화합물을 다음 구조로 나타낸다:
Figure 112006017270669-PCT00034
실시예 7
트리플루오로아세트산(15mL)에 용해되어 있는 3a-이소프로필글리콜우릴(1g, 5.4mmol)에 40% 포름알데하이드(1.62mL)에 첨가하고, 혼합물을 50℃에서 24시간 동안 환류 가열한다. 용매를 증발시켜, 주로 디에테르 이량체(화합물 2.3)를 수득하는데, 이는 정제하거나 미정제 상태로 사용하였다.
실시예 8
트리플루오로아세트산(15mL)에 용해되어 있는 알킬테트라된 비스글리콜우릴(화합물 1.9)(500g, 1.9mmol)을 40% 포름알데하이드(0.855mL)에 첨가하고, 혼합물을 50℃에서 24시간 동안 환류 가열한다. 용매를 증발시켜, 주로 이량체를 수득하는데, 이는 정제하거나 미정제 상태로 사용하였다.
실시예 9
트리플루오로아세트산(15mL)에 용해되어 있는 3a-(4-(1-클로로-4-메틸부탄) 글리콜우릴(화합물 1.6)(1g, 4.2mmol)에 40% 포름알데하이드(1.26mL)를 첨가하고, 혼합물을 50℃에서 24시간 동안 환류 가열한다. 용매를 증발시켜, 디에테르로서 이량체 유도체를 수득하였다.
실시예 10
3a-(4-(1-클로로-4-메틸부탄)글리콜우릴(화합물 1.6)(1g, 2.9mmol)의 포름알데하이드 디에테르 유도체와 비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(1.8g, 5.8mmol)를 함께 실온에서 진한 HCl(5mL) 중에서 혼합하였다. 30분 후 내지 1시간 이내에, 균질 혼합물을 MeOH(10mL)에 부어넣고, 침전물을 수거한 다음, 건조시켜, 주로 오량체를 수득하였다.
실시예 11
3a,6a-디페닐글리콜우릴(2.9g, 7.7mmol)의 포름알데하이드 디에테르 유도체, 비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(4.7g, 15.4mmol) 및 K2CO3(530mg)를 함께 메탄설폰산(40mL) 중에서 실온에서 혼합한 다음, 20분 후에, 50℃에서 10분 동안 혼합하였다. 균질 혼합물을 MeOH(60mL)에 부어넣고, 침전물을 수거한 다음, 건조시켜 주로 오량체를 수득하였다.
실시예 12
디메틸글리콜우릴(1g, 5.9mmol)의 포름알데하이드 디에테르 유도체(화합물 2.5) 및 비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(0.91g, 2.95mmol)를 진한 HCl(2mL) 중에서 실온에서 30분 내지 1시간 동안 교반한 다음, 균질 혼합물을 MeOH(10mL)에 부어넣고, 침전물을 수거한 다음, 건조시켜, 주로 디에테르 사량체를 수득하였다.
실시예 13
3a,6a-사이클로펜타노글리콜우릴(1g, 3.3mmol)의 테트라올 유도체(화합물 2.6)를 진한 HCl(2mL) 중의 비치환된 글리콜우릴(937mg, 6.6mmol) 용액에 첨가하고, 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 균질 혼합물을 MeOH(10mL)에 부어넣고, 침전물을 수거한 다음, 건조시켜, 주로 삼량체를 수득하였다.
실시예 14
디메틸글리콜우릴(1g, 3.9mmol)의 디에테르(화합물 2.5), 글리콜우릴(1.1g, 7.75mmol) 및 LiCl(250mg)의 혼합물을 모두 분쇄하여 미쇄 분말을 수득하였다. 이러한 혼합물에 8M HCl(10mL)을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하고, 이후 모든 고체 물질이 용해되었다. 이후, 혼합물 50℃에서 12 내지 24시간 동안 가열하였다. 용매를 냉각시킨 후에, 진공하에 따라내었다. 메탄올과 묽은 산 용액의 배합물로부터 재결정화하여, 순수한 화합물로서 삼량체(화합물 2.4) 1.2g을 수득하였다.
쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴의 합성
실시예 15
비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(357mg, 1.2mmol) 및 디메틸글리콜우릴(148mg, 0.58mmol)의 디에테르(화합물 2.5)를 혼합하고, 모두 분쇄하여 미쇄한 분말을 만든 다음, 진한 염산(14mL)에 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하여, 오량체를 형성한 다음, 파라포름알데하이드(35mg)를 첨가하고, 혼합물을 2 내지 3시간 동안 100℃로 가열하였다. 산을 진공하에 증발시켜, 주 생성물로서 디메틸쿠쿠르비트[1,4]우릴을 수득하였다.
실시예 16
비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(2.36mg, 7.7mmol), 디메틸글리콜우릴의 디에테르(화합물 2.5)(1.96mg, 7.7mmol) 및 LiCl을 혼합하고, 모두 분쇄하여 미쇄한 분말을 수득한 다음, 진한 염산(12mL)에 첨가한다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 혼합물을 2 내지 3시간 동안 100℃로 가열하였다. 진공하에 산을 증발시켜 주 생성물( 〉80%)로서 α,δ-테트라메틸쿠쿠르비트[2,4]우릴을 수득하였다. 생성물을 포름산과 1M HCl과의 혼합물로 용리시키면서 도웩스(Dowex)사의 양이온 교환 수지상에서 정제하였다.
실시예 17
3a-이소프로필글리콜우릴 이량체 디에테르(화합물 2.3)(1g, 2.5mmol) 및 비치환된 글리콜우릴(720mg, 5.0mmol)을 7M 염산(12mL) 중에서 혼합하였다. 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 혼합물을 2 내지 3시간 동안 100℃로 가열하였다. 진공하에 산을 증발시켜, 주 생성물로서 α,β,δ,ε-테트라이소프로필쿠쿠르비트[4,2]우릴을 수득하였다.
실시예 18
비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(183mg, 0.6mmol), 부틸이미드글리콜우릴의 디에테르(210g, 0.64mmol) 및 p-톨루엔설폰산(925g)을 모두 분쇄하였다. 혼합물을 2 내지 3시간 동안 110℃로 가열하였다. 메탄올을 뜨거운 혼합물에 첨가하고, 냉각시켰다. 침전물을 여과에 의해 수거하였다. 크로마토그래피로 정제하여, 주 생성물로서 α,δ-디부틸이미드쿠쿠르비트[2,4]우릴을 수득하였다.
실시예 19
비치환된 글리콜우릴 이량체(136mg, 0.44mmol), 3a-(p-요오도페닐)-6a-메틸글리콜우릴 디에테르(화합물 1.2, 여기서 X는 I이다)(264mg, 0.62mmol) 및 진한 염산(1mL)을 모두 분쇄하였다. 혼합물을 2 내지 3시간 동안 110℃로 가열하였다. 메탄올을 뜨거운 혼합물에 첨가하고, 냉각시켰다. 침전물을 여과에 의해 수거하였다. 세파덱스(Sephadex) SP로 정제하여, 주 생성물로서 α,δ-디(p-요오도페닐)디메틸쿠쿠르비트[2,4]우릴을 수득하였다.
실시예 20
비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(1g, 3.3mmol) 및 3a,6a-사이클로펜타노글리콜우릴의 테트롤(화합물 2.6)(1g, 3.3mmol)을 모두 분쇄하여 미세한 분말로 수득하고, 진한 염산(12mL)에 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 혼합물을 2 내지 3시간 동안 100℃로 가열하였다. 산을 진공하에 증발시켜, 주 생성물(80%)로서 α,δ-디사이클로펜타노쿠쿠르비트[2,4]우릴을 수득하였다.
실시예 21
비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(135mg, 0.44mmol) 및 LiCl(9mg)을 진한 HCl(10mL)에 첨가하고, 실온에서 20분 동안 교반한였다. 디메틸글리콜우릴의 디에테르(화합물 2.5)(55.9mg, 0.22mmol) 및 3a-페닐-6a-메틸글리콜우릴의 디에테르(화합물 1.2, 여기서 X는 H이다)(140mg, 0.22mmol)의 혼합물을 모두 분쇄하여 균질 고체를 수득하고, 혼합물에 첨가하였다. 실온에서 처음 20분 후에, 혼합물을 3시간 동안 100℃로 가열하였다. 산을 진공하에 증발시켜, 주 생성물로서 α-페닐-α-메틸-δ-디메틸쿠쿠르비트[2,4]우릴을 수득하였다.
실시예 22
3a,6a-디페닐글리콜우릴의 포름알데하이드 디에테르 유도체(2.9g, 7.7mmol), 비치환된 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(4.7g, 15.4mmol) 및 K2CO3(530mg)을 함께 메탄설폰산(40mL) 중에서 실온에서 20분 동안 모두 혼합한 다음, 50℃에서 10분 동안 혼합하였다. 이후, 파라포름알데하이드(460mg)를 첨가하고, 혼합물을 2.5시간 동안 100℃로 가열하였다. 냉각시킨 균질 혼합물을 MeOH(170mL)에 부어넣고, 생성물을 MeOH로 세척하여 여과시킴으로써 수거한 다음, 건조시켜, 주로 디페닐쿠쿠르비트[1,4]우릴인 생성 혼합물 7.6g을 수득하였다.
실시예 23
화합물 1.12(500mg, 2.2mmol)와 파라포름알데하이드(295mg)와의 혼합물을 트리플루오로아세트산(10mL) 중의 환류하에 수시간 동안 가열하였다. 용매를 증발시켜 수득한 생성물을 정제 없이 사용하였다. 생성물을 글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(670mg)와 혼합하고, 7M HC1(15mL)은 주위 온도에서 첨가하였다. 30분 후에, 혼합물을 3시간 동안 90℃로 가열하였다. 이후, 혼합물을 냉각시키고, 메탄올을 첨가하여 생성물을 침전시켰다. 1H NMR은 4.1ppm 및 5.1ppm에서 중복 그룹으로서 특징적인 쿠쿠르비투릴 양성자 공명을 나타내고, 메틸 양성자 공명은 2.3ppm에서 증명되었다. 디옥산 결합은 쿠쿠르비트[6]우릴이 형성됨을 나타내었다. 쿠쿠르비트[6]우릴은 R3 그룹 중의 하나가 =C(COCH3)2인 화학식 (B)의 몇몇 단위를 함유하고 있다.
실시예 24
글리콜우릴 이량체(화합물 2.2)(1.2g, 3.9mmol), 디메틸글리콜우릴의 디에테르(화합물 2.5)(1g, 3.9mmol) 및 LiCl(250mg)의 혼합물을 모두 분쇄하여 미쇄 분말을 수득하였다. 이러한 혼합물에 진한 HCl(10mL)을 첨가하고, 혼합물을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 이러한 혼합물에 삼량체 화합물 2.4(1.95g, 3.9mmol)을 첨가하고, 추가의 1시간 동안 계속해서 교반하였다. 이후, 혼합물을 3시간 동안 100℃로 가열하였다. 용매를 진공하에 증발시켜 고체 잔류물을 수득하였는데, 이를 도웩스사의 양이온 교환 수지상에서 정제하였다. 결정성 고체로서 α,γ,ξ-헥사메틸쿠쿠르비트[3,4]우릴 1g이 분리되었다.
본 발명은 쿠쿠르비트우릴을 구성하는 화학식 (B)의 단위체의 특정 상대적 위치에서 특정 R1, R2, R3 및 R5 그룹을 갖는 쿠쿠르비트우릴을 제조하는데 사용될 수 있다. 이것은 쿠쿠르비트우릴의 의도된 용도를 위해 적합한 용해도 및 착물 형성 능력을 갖거나 기타 화합물과 반응하기 위한 치환체의 특정 수 및 상대적 위치를 갖는 쿠쿠르비트우릴의 제조를 허용한다.
상기 실시예로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 방법은 특이적으로 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴을 포함하는 양호한 수율의 특이적 쿠쿠르비트우릴을 생성할 수 있다. 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴을 제조하기 위한 선행 기술의 방법은 전형적으로 다수의 상이한 쿠쿠르비트우릴을 생성시키고 따라서, 전형적으로 목적하는 다양하게 치환된 쿠쿠르비트우릴의 수율은 낮다.
본 발명의 몇몇 양태에서, 본 발명의 방법은 상이한 쿠쿠르비트우릴의 혼합물을 생성시킨다. 요구되는 경우, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 각각의 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴은 WO 00/68232에 기재된 분리 방법에 의해 반응에 의해 생성된 임의의 기타 쿠쿠르비트[4 내지 12]우릴로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 쿠쿠르비트[n]우릴의 잠재적인 용도는 대학, 산업, 분석 및 약제학적 응용과 함께 범위가 넓다. 한 예로서, 쿠쿠르비트[n]우릴은 사이클로덱스트린과 비교하여 선호될 수 있는데 그 이유는 양 분자 시스템이 극성 및 캡을 갖는 소수성 공동을 소유하고 있기때문이다. 그러나 쿠쿠르비트우릴은 사이클로덱스트린 보다 더 열적으로 강하고 사이클로덱스트린 같지 않게 강산 용액에 안정하다. 사이클로덱스트린은 서방성 약물, 플라스틱 필름내 향 포집제 및 합성을 위한 효소 모사체를 포함하는 광범위한 응용에 사용되어 왔다. 쿠쿠르비트[n]우릴은 분자 또는 화합물을 이의 중앙 공동으로 흡수하거나 공동의 공극 말단에서 분자와 결합하는 능력으로 인해 이로울 수 있다. 당해 용도는 다음을 포함한다:
환경(물, 흙 및 공기)
■오염 물질과 결합함에 의한 개선 및 당해 오염 물질의 제거.
■ 예를 들어, 폐수가 환경으로 방출되기 전에 잠재적 오염 물질에 결합함에 의한 예방제.
■ 생분해성 중합체로서의 용도.
가정용 및 일반대중
■ 시간 경과에 따라 서서히 향을 방출하는 방향제로서 중합체로의 혼입.
■ 중합체에 혼입되어 불괘한 향 또는 독성 증기를 포집함.
■ 표백 및 증백제의 포집.
식품
■ 향 증진제.
■ 향 최적화제(불쾌한 향을 차단).
■ 폴리페놀 제거로 쥬스의 탈색을 감소시킴.
약제
■ 부작용을 제한하고 투여 횟수를 감소시키는 서방성 약제.
■ 생체내 또는 저장상의 약제 안정성의 증가.
■ 예를 들어, 위 자극의 감소 또는 포집에 의한 화학적 알레르기의 치료를 위한 해독.
농업 및 원예
■ 제초제 및 해충제의 서방성 방출.
■ 광 및 열에 대한 농업 화학물질의 안정화.
제조
■ 효소/촉매 모사체.
■ 반응 생성물에 대한 입체선택적 조절.
■ 페인트 및 중합체 생성물의 조작.
■ 화학적 정제를 위한 크로마토그래픽 칼럼.
■ 분석학적 도구 및 장치.
■ 프린팅 및 사진촬영.
당업자는 본원에 기재된 발명이 특정 기재되거나 예시된 것 외에 쉽게 변형되고 변화될 수 있다. 또한 본 발명은 이의 취지 및 범위내에 있는 모든 변형 및 변화를 포함한다.
후속 청구항 및 이전의 발명의 상세한 설명에서, 표현 언어 또는 필요한 암시로 인해 기재된 내용이 다른 것을 요구하는 경우를 제외하고는 용어 "포함한다" 또는 "포함한다" 또는 "포함하는"과 같은 용어는 포괄적 의미로 사용되고 즉, 진술된 특징의 존재를 특정하지만 본 발명의 다양한 양태에서 추가 특징의 존재 또는 첨가를 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. (a) 화학식 (1)의 화합물(1)을 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물(2), 및 산(3)과 혼합하여 혼합물을 형성시키는 단계; 및
    (b) 혼합물을 화학식 (1)의 화합물 및 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물에 효과적인 조건에 노출시켜 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키는 단계를 포함하는, 쿠쿠르비트[n]우릴의 제조 방법:
    Figure 112006017270669-PCT00035
    (1);
    Figure 112006017270669-PCT00036
    (2); 및
    Figure 112006017270669-PCT00037
    (A)
    (상기 식에서,
    당해 화합물내 화학식 (A)의 각각의 단위체에서,
    R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
    R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하거나, 화학식 (A)의 하나의 단위체의 R1 및 화학식 (A)의 인접한 단위체의 R2는 함께 결합 또는 2가 라디칼을 형성하고;
    각각의 R3은 독립적으로 =O, =S, =NR, =CXZ, =CRZ 및 -CZ2로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 Z는 전자 유인 그룹이고, X는 할로이고, R은 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이고;
    각각 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
    R7 및 R8은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어 진 그룹으로부터 선택되거나, R7 및 R8은 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5-(여기서, R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
    R9 및 R10은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R9 및 R10은 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5(여기서 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
    x는 1 내지 10의 정수이고;
    R11 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R11 및 R12는 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5-(여기서 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
    R13 및 R14는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 H 및 -CHR5OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되거나, R13 및 R14는 함께 그룹 -CHR5-O-CHR5(여기서 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)을 형성하고;
    y는 0 또는 1 내지 9의 정수이고 x + y는 10이하이다).
  2. 제1항에 있어서, R1 및 R2가 독립적으로 -R, -OR, NR2(여기서, 각각의 R은 독 립적으로 선택된다), NO2, -CN, -X, -COR, -COX, -COOR,
    Figure 112006017270669-PCT00038
    (여기서 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
    Figure 112006017270669-PCT00039
    (여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SeR, -SiR3-(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -SR, -SOR,
    Figure 112006017270669-PCT00040
    , -SO2R, -S-S-R, -BR2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -PR2(여기서 R은 독립적으로 선택된다),
    Figure 112006017270669-PCT00041
    (여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다),
    Figure 112006017270669-PCT00042
    (여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다), -P+R2(여기서, 각각의 R은 독립적으로 선택된다) 및 금속 또는 금속 착물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
    R이 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 사이클릭 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이며, X가 할로인 방법.
  3. 제2항에 있어서, R이 H, 치환되거나 비치환된 C1-10 알킬, 치환되거나 비치환 된 C2-10 알케닐 또는 치환되거나 비치환된 C5-10 아릴인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합물이 화학식 (1) 및 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물이 트리옥산, 치환되거나 비치환된 2,3-디하이드로피란, 치환되거나 비치환된 2,3-디하이드로푸란, 화학식 R5COR5의 화합물 및 화학식 R5OC(R5)2OR5로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 여기서 R5는 독립적으로 선택되고 H, 알킬 또는 아릴인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 화학식 (1) 및 (2)의 화합물 사이에 화학식 -CHR5-의 브릿지를 형성할 수 있는 화합물이 포름알데하이드, 파라포름알데하이드 또는 트리옥산인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b)가, 화학식 (1)의 화합 물 및 화학식 (2)의 하나 이상의 화합물이 쿠쿠르비트[n]우릴을 형성시키기에 충분한 시간동안 혼합물을 20℃ 내지 120℃의 온도로 가열시킴을 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R7 = R8, R9 = R10, R11=R12 및 R13=R14인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, Z가 -NO2, -CO2R, -COR, -CN 및 -CX3로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 여기서 X가 할로이고 R이 H, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴 또는 포화되거나 불포화된 헤테로사이클릴인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, R3이 =O인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, R5가 H인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합물이 주형 화합물(a templating compound)을 추가로 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 주형 화합물이 염인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 염의 음이온이 혼합물내 산의 음이온과 상응하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 주형 화합물이 염화암모늄, 염화리튬, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화루비듐, 염화카에슘, 브롬화암모늄, 브롬화리튬, 브롬화나트륨, 브롬화칼륨, 브롬화루비듐, 브롬화카에슘, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 요오드화루비듐, 요오드화카에슘, 황화칼륨, 황화리튬, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 0-카보란, 티오아세트아미드, N-(1-나프틸)에틸렌디아민, 2,2'-비퀴놀린, p-브로모아날린, 타우린, 청색 테트라졸륨, 2-아미노-3-메틸 벤조산, 인돌-3-알데하이드, 시스테인, 4-아세트아미도아닐린, p-아미노페놀, 아세트아미드, 4-아미노아세토페논, 4-디메틸아미노벤즈알데하이드, 2-아미노벤즈이미다졸, 비스-(4,4'-비피리딜)-α,α-크실렌, 적색 인 및 리튬 p-톨루엔설포네이트로부터 선택되는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 쿠쿠르비트[n]우릴.
  17. 하기 화학식 1.1 내지 1.10중 어느 하나의 화합물:
    Figure 112006017270669-PCT00043
    상기 식에서,
    화학식 1.2의 X는 할로이다.
  18. 하기 화학식의 쿠쿠르비트[n]우릴:
    Figure 112006017270669-PCT00044
    Figure 112006017270669-PCT00045
    (B)
    (상기 식에서,
    쿠쿠르비트[n]우릴내 화학식 (B)의 각각의 단위체에서 ,
    R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 1가 라디칼이거나,
    R1, R2 및 이들이 결합된 탄소원자는 함께 치환되거나 비치환된 사이클릭 그룹을 형성하거나, 화학식 (B)의 하나의 단위체의 R1 및 화학식 (B)의 인접한 단위체의 R2는 함께 결합 또는 2가 라디칼을 형성하고;
    각각의 R3은 독립적으로 =O, =S, =NR, =CXZ, =CRZ 및 CZ2로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 Z는 전자 유인 그룹이고 X는 할로이고 R은 H, 치환되거나 비치환된 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭의, 포화되거나 불포화된 탄화수소 라디칼, 또는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릴 라디칼이고;
    각각 R5는 독립적으로 H, 알킬 및 아릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
    n은 4 내지 12의 정수이고;
    쿠쿠르비트[n]우릴에서 하나 이상의 R3은 =CXZ, =CRZ 또는 =CZ2이다).
  19. 제17항에 있어서, Z가 -NO2, -CO2R, -COR, -CN 및 -CX3로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 여기서 X는 할로인 쿠쿠르비트[n]우릴.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 쿠쿠르비트[n]우릴내 하나 이상의 R3이 =C(CN)COCH3 또는 =C(COCH3)2인 쿠쿠르비트[n]우릴.
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