(57)【要約】濾過に有用なナノフィルムを、配向性両親媒性分子および配向性大環状モジュールから調製する。両親媒性種は、界面上または表面上で方向付けされ得る。ナノフィルムは、基体に配向性層を堆積または付着することにより調製され得る。ナノフィルムはまた、配向性大環状モジュールをカップリングして膜を提供することにより調製され得る。このカップリングは、化学的方法、熱的方法、光化学的方法、電気化学的方法または放射線照射の方法によって、開始され得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップリングされた配向性両親媒性大環状モジュールを含む、ナノフィルム。
【請求項２】
請求項１のナノフィルムであって、前記モジュールが６量体１ａ、６量体１ｄｈ、６量体３ｊ−アミン、６量体１ｊｈ、６量体１ｊｈ−ＡＣ、６量体２ｊ−アミン／エステル、６量体１ｄｈ−アクリル、８量体５ｊｈ−アスパラギン酸、８量体４ｊｈ−アクリル、およびそれらの混合物からなる群より選択される、ナノフィルム。
【請求項３】
請求項１のナノフィルムであって、前記モジュールが６量体１ｄｈである、ナノフィルム。
【請求項４】
請求項１のナノフィルムであって、前記モジュールが該モジュールの反応性のある官能基を介してカップリングされる、ナノフィルム。
【請求項５】
請求項１のナノフィルムであって、前記モジュールが少なくとも１つのリンカー分子にカップリングされる、ナノフィルム。
【請求項６】
請求項５のナノフィルムであって、前記少なくとも１つのリンカー分子が、
【化１００】
2005517082.tif 000125
およびそれらの混合物からなる群より選択され、ここで、ｍ＝１〜１０であり、ｎ＝１〜６であり、ＲはＨまたはＣＨ３であり、Ｒ’は−（ＣＨ２）ｎ−またはフェニルであり、Ｒ’’は−（ＣＨ２）ｎ−、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、またはポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）であり、そしてＸはＢｒ、Ｃｌ、Ｉであるか、または炭素原子、酸素原子、窒素原子、ハロゲン原子、ケイ素原子、リン原子、硫黄原子、および水素原子からなり１〜２０の炭素原子を有する離脱基である、ナノフィルム。
【請求項７】
請求項１のナノフィルムであって、前記両親媒性大環状モジュールが、化学的方法、熱的方法、光化学的方法、電気化学的方法、または放射線的方法により解離可能な疎水性の尾部を有する、ナノフィルム。
【請求項８】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが、化学的方法、熱的方法、光化学的方法、電気化学的方法、または放射線的方法によりカップリングされる、ナノフィルム。
【請求項９】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが約３０ナノメートル未満の厚さを有する、ナノフィルム。
【請求項１０】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが約４ナノメートル未満の厚さを有する、ナノフィルム。
【請求項１１】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが約１ナノメートル未満の厚さを有する、ナノフィルム。
【請求項１２】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが以下
【表７】
2005517082.tif 000126
の濾過機能を有する、ナノフィルム。
【請求項１３】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが以下
【表８】
2005517082.tif 000127
の濾過機能を有する、ナノフィルム。
【請求項１４】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムがウイルスおよびそれより大きい種に対して不透過性である、ナノフィルム。
【請求項１５】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが免疫グロブリンＧおよびそれより大きい種に対して不透過性である、ナノフィルム。
【請求項１６】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムがアルブミンおよびそれより大きい種に対して不透過性である、ナノフィルム。
【請求項１７】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムがβ２−ミクログロブリンおよびそれより大きい種に対して不透過性である、ナノフィルム。
【請求項１８】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水およびそれより小さい種に対してのみ透過性である、ナノフィルム。
【請求項１９】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが１３ｋＤａのカットオフ分子量を有する、ナノフィルム。
【請求項２０】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが１９０Ｄａのカットオフ分子量を有する、ナノフィルム。
【請求項２１】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが１００Ｄａのカットオフ分子量を有する、ナノフィルム。
【請求項２２】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが４５Ｄａのカットオフ分子量を有する、ナノフィルム。
【請求項２３】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが２０Ｄａのカットオフ分子量を有する、ナノフィルム。
【請求項２４】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水分子および水中のＮａ＋、Ｋ＋、およびＣｓ＋に高い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項２５】
請求項２４のナノフィルムであって、該ナノフィルムがグルコースおよび尿素に低い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項２６】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水分子および水中のＣｌ−に高い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項２７】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水分子および水中のＫ＋に高い透過性を有し、水中のＮａ＋に低い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項２８】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水分子および水中のＮａ＋に高い透過性を有し、水中のＫ＋に低い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項２９】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水中の尿素、クレアチニン、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、およびＭｇ２＋に低い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項３０】
請求項２９のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水中のＮａ＋、Ｋ＋、ＨＰＯ４２−、およびＨ２ＰＯ４−に高い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項３１】
請求項２９のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水中のＮａ＋、Ｋ＋、およびグルコースに高い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項３２】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水中のミオグロビン、卵白アルブミン、およびアルブミンに低い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項３３】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが有機化合物に高い透過性を有し、水に低い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項３４】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが水分子に低い透過性を有し、ヘリウムガスおよび水素ガスに高い透過性を有する、ナノフィルム。
【請求項３５】
少なくとも２層の請求項１のナノフィルムを含む、ナノフィルムバリア。
【請求項３６】
請求項３５のナノフィルムバリアであって、該ナノフィルムバリアがさらに、前記ナノフィルム層のいずれか２つの間に少なくとも１つの間隙層を含む、ナノフィルムバリア。
【請求項３７】
請求項３６のナノフィルムバリアであって、前記間隙層がポリマー層またはゲル層を含む、ナノフィルムバリア。
【請求項３８】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが基体上に堆積される、ナノフィルム。
【請求項３９】
請求項３８のナノフィルムであって、前記基体が多孔性である、ナノフィルム。
【請求項４０】
請求項３８のナノフィルムであって、前記基体が無孔性である、ナノフィルム。
【請求項４１】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが表面付着基を有する、ナノフィルム。
【請求項４２】
請求項４１のナノフィルムであって、前記表面付着基が、アミノ、ヒドロキシル、ハロ、チオール、アルキニル、マグネシウムハロ、アルデヒド、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ３）２、ビニル、−（Ｃ＝Ｃ）−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、カルボン酸、イソシアン酸、エポキシド、ストレプトアビジン、およびそれらの混合物からなる群より選択される、ナノフィルム。
【請求項４３】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムが表面付着基を介して基体に共有結合する、ナノフィルム。
【請求項４４】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムがイオン的な相互作用を介して基体に結合する、ナノフィルム。
【請求項４５】
請求項１のナノフィルムであって、該ナノフィルムがさらに基体を含み；該ナノフィルムが、ビオチン−ストレプトアビジンカップリングを介して該基体にカップリングする、ナノフィルム。
【請求項４６】
濾過するための方法であって、請求項１のナノフィルムを用いて、流体から成分を分離する工程を含む、方法。
【請求項４７】
Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフを用いて基体上に堆積した、配向性大環状モジュールを含む、ナノフィルム。
【請求項４８】
請求項４７のナノフィルムであって、前記モジュールが６量体１ａ、６量体１ｄｈ、６量体３ｊ−アミン、６量体１ｊｈ、６量体１ｊｈ−ＡＣ、６量体２ｊ−アミン／エステル、６量体１ｄｈ−アクリル、８量体５ｊｈ−アスパラギン酸、８量体４ｊｈ−アクリル、およびそれらの混合物からなる群より選択される、ナノフィルム。
【請求項４９】
カップリングされた配向性両親媒性分子および配向性両親媒性大環状モジュールを含む、ナノフィルム。
【請求項５０】
請求項４９のナノフィルムであって、前記両親媒性分子が、少なくとも２つの異なる両親媒性分子を含む、ナノフィルム。
【請求項５１】
請求項５０のナノフィルムであって、前記両親媒性大環状モジュールが、少なくとも２つの異なる両親媒性大環状モジュールを有する、ナノフィルム。
【請求項５２】
親水基を介してカップリングされた配向性両親媒性分子を含むナノフィルムであって、該両親媒性分子がＣ７〜Ｃ４０アルキルアミン、Ｃ７〜Ｃ４０アルキルチオール、およびそれらの混合物からなる群より選択される、ナノフィルム。
【請求項５３】
カップリングされた配向性大環状モジュールを含むナノフィルムであって、以下：（ａ）カップリングされた配向性大環状モジュールを含むナノフィルムを提供する工程で、該カップリングされた配向性大環状モジュールが、化学的方法、熱的方法、光化学的方法、電気化学的方法、または放射線的方法により解離可能な疎水性の領域を含む、工程；および（ｂ）該疎水性の領域を解離する工程；を含むプロセスにより製造される、ナノフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、米国仮特許出願第６０／３８３，２３６号（２００２年５月２２日出願）の利益を主張し、米国出願第１０／２２６，４００号（２００２年８月２３日出願）の一部継続出願であり、該出願は、米国出願第１０／０７１，３７７号（２００２年２月７日出願）の一部継続出願であり、本明細書中にその全体が参考として援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、結合された配向性両親媒性大環状モジュール、特定の透過特性を有するナノフィルム、および濾過および分離についてのナノフィルムの種々の薄層組成物に関する。薄層ナノフィルムは、種々の選択的な透過プロセスに適用され得る。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
ナノテクノロジーは、原子レベルおよび分子レベルの新しい構造を設計する能力を含む。１つのナノテクノロジーの分野に化学的な部分構造の開発があり、この部分構造から、予測される特徴の階層的な分子を組立てられ得る。化学的部分構造またはナノ構造を作製するアプローチは、高い調整特性をもつ出発物質を設計し、そして合成することで、原子および分子レベルで開始する。原子レベルでの正確な制御は、合理的に調整される合成構造特性関係の開発の基礎であり、その関係は、独特な構造および予測可能な性質の物質を提供し得る。このナノテクノロジーへのアプローチは、自然から着想を得たものである。例えば、生物学的な機構は、構造レベルの階層に基づく：原子は、細胞小器官、細胞、そして最後に生物へ配置される生物学的分子の中に形成される。これらの部分構造能力は、従来の材料および方法（例えば、統計学的な混合物を産生する重合作用、または特定の反応経路を増強するための反応物の制限）で例をみない。例えば、天然のタンパク質に見出される２０の共通アミノ酸から、１０５以上の安定なそして独特なタンパク質が作製される。
【０００４】
ナノテクノロジーにより利益を受ける１つの分野に、膜を用いた濾過がある。種々の分離プロセスに用いられる従来の膜は、種々の分子種に対し選択的な透過性を作製され得る。一般に、従来の膜の透過特性は、膜構造を通過する種の輸送経路に依存する。従来の選択透過性材料における拡散経路は、透過を制御するために蛇行にされ得るが、多孔性は、従来の方法ではよく定義または制御されていない。膜の規則的な孔構造または独特な孔構造を組立てる能力は、分離技術の長期にわたる目標の一つである。
【０００５】
膜を通過する種の流れの抵抗は、流路の長さに左右され得る。抵抗は、膜として非常に薄いフィルムを用いることで、膜材料の減少された機械的強度ということを犠牲にして、大いに減じられ得る。従来の膜は、少なくとも１００〜２００ナノメートル、しばしばミリメートル厚におよぶ障壁厚を有し得る。一般に、膜障壁材料の薄いフィルムは、材料強度を回復するため、より大きな厚さの多孔性基体上に堆積され得る。
【０００６】
膜分離プロセスは、流体から成分を分離するために用いられ、特定の「カットオフ」サイズ未満の大きさの原子または分子の成分をそれ以上の大きさの成分から分離し得る。通常、カットオフサイズより小さい種は、膜を通過する。カットオフサイズはおよそ経験値であり得、この経験値は、カットオフサイズより小さい成分の輸送率は、大きな成分の輸送率より単に速いという現象を反映する。従来の圧力推進膜分離プロセスにおいて、成分の分離に影響する主要因子は、膜構造中の成分の大きさ、電荷、および拡散率である。透析では、分離のための推進力は濃度勾配であり、一方、電気透析では、起電力がイオン選択膜に適用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの全ての方法において、必要とされることは、分離される液体の構成成分に対する選択的な透過性膜バリアである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の概要）
１つの局面において、本発明は、結合した配向性両親媒性大環状モジュールを含むナノフィルムに関する。ナノフィルムのモジュールは、モジュールの反応性官能基を通して結合され得るか、または、リンカー分子を通過して結合され得る。このカップリングは、化学的方法、熱的方法、光化学的方法、電気化学的方法または放射線照射の方法によって、開始され得る。
【０００９】
いくつかのバリエーションにおいて、ナノフィルムの厚さは、約３０ナノメートル未満であり、ある場合では約４ナノメートル未満、そしてある場合では約１ナノメートルである。
ナノフィルムは、ナノフィルムを通り抜ける種を説明するのに使用され得る濾過機能を有し得る。ナノフィルムは、特定の種より小さい特定の流体および種において、特定の種だけに対して透過性であり得る。ナノフィルムは、分子量のカットオフを有し得る。
特定のナノフィルムは、特定の溶媒中の特定の種に対して、高い透過性を有し得る。ナノフィルムは、特定の溶媒中の特定の種に対して、低い透過性を有し得る。ナノフィルムは、特定の溶媒中の特定の種に対して、高い透過性を有し、そして特定の溶媒中の他の種に対して、低い透過性を有し得る。
ナノフィルムバリアは、ナノフィルムの層から作製され得る。スペーシング層は、任意の２つのナノフィルム層の間で使用され得る。スペーシング層は、ポリマー層、ゲル層および他の基体の層を含み得る。
ナノフィルムは、基体に堆積され得、これは、多孔性または無孔性であり得る。ナノフィルムは、表面結合基を有し得、そして、表面結合基を通して基体に対して共有結合され得るか、またはイオン相互作用で基体に結合され得る。
別のバリエーションにおいて、本発明は、流体または溶液からの構成成分または種を分離するために、ナノフィルムを使用する工程を包含する濾過方法に関する。
ある場合において、ナノフィルムは、Ｌａｎｇｍｕｉｒのトラフを使用することで、基体に堆積された配向性大環状モジュールで構成される。他のバリエーションでは、ナノフィルムは、結合した配向性両親媒性分子および配向性両親媒性大環状モジュールから作製され得る。
１つのバリエーションにおいて、ナノフィルムは、親水性基を通して結合された配向性両親媒性分子で構成される。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
（大環状モジュールおよびナノフィルム組成物）
一つの局面において、本発明は、原子サイズから分子サイズの孔を持つ多孔性構造および材料の調製におけるナノテクノロジーに関する。これらの材料は、実質的に均一な大きさを持っている孔の格子を提供するために、規則的な間隔をおいて繰り返される独特な構造を有し得る。独特な構造は、種々の形およびサイズを有し得、その結果、種々の形およびサイズの孔を提供する。独特な構造が分子厚の単分子層で形成され得るので、独特な構造によって規定された孔は、空洞、隙間、または分子サイズのチャンバー様構造を含み得る。一般に、これらの独特な構造によって規定された分子サイズへの原子の孔は、選択的な透過または分子ふるい分け機能について使用され得る。ナノテクノロジーのいくつかの局面は、Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｊ．Ｙｉｎｇ編，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，２００１に示される。
本発明はさらに、より大きな種へのさらなる組み立てのための構築ブロックとして組み立てられ得る分子の合理的な設計を含む。標準化された分子サブユニットまたはモジュールが使用され得、これらから、予測される特性の階層的な分子を組み立て得る。配向された合成でモジュールを結合するか、または接続するために、カップリング反応が使用され得る。
ナノテクノロジーは、内蔵された方向性を有する中間的サイズの階層的な分子を形成するための、分子構造の組み立てを含む。理想的には、ナノアセンブリ（ｎａｎｏａｓｓｅｍｂｌｙ）は、モジュールを作製するために組み立てられ得るシントンのセットで始まる。シントンは、一次出発物質である個別分子である。このモジュールは、他のモジュールとの相互接続を運命づけられた「アーム」のセットを有し得る。モジュールは、共有結合されたシントンの組み合わせである。モジュールは、独自に構造化された種および組成物を含む、より大きい分子種の構築ブロックとして使用され得る。ナノケミカルの手段、組成物、およびプロセスから、広範囲の実社会の適用（例えば、膜または多孔性物質）が誘導され得る。
分子モジュールは、環状有機シントンから調製され得る。シントンは、モジュールを形成するために共に結合されるか、または接着され得る。例えば、大環状モジュールは、環状有機シントンＲ，Ｒ−１，２−トランスジアミノシクロヘキサンおよび４−置換２，６−ジホルミルフェノールで調製され得る。これらのシントンは、以下の配置を有する六量体大環状モジュールを形成するために結合され得る：
【００１１】
【化１】
2005517082.tif 000002
【００１２】
それぞれのＲ基は、異なり得る。
この六量体モジュールおよび他のモジュールは、特定の制御特性および予測可能な特性を有する構造を提供するための構築ブロックとして有用である。環状有機シントンから調製された大環状モジュールおよび両親媒性大環状モジュールは、米国特許出願第１０／０７１，３７７号および同第１０／２２６，４００号に記載され、そして「Ｍａｃｒｏｃｙｃｌｉｃ  ｍｏｄｕｌｅ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」と表題されたＰＣＴ出願（２００３年２月７日出願）に記載される（本明細書中において参考として援用される）。シントン、大環状モジュールならびに両親媒性大環状モジュール、およびそれらの合成物の例はさらに、本明細書の以下に記載される。
構築ブロックとして有用なモジュールの例は、表１に示される：
【００１３】
【表１−１】
2005517082.tif 000003
【００１４】
【表１−２】
2005517082.tif 000004
【００１５】
モジュールに対して両親媒性の特徴を与えるモジュールに、官能基を提供することによって、大環状モジュールは表面に配向され得る。例えば、モジュールが親水性表面に堆積される場合、疎水性置換基またはモジュールに付着された疎水性の尾部によって、モジュールが表面に再配列し得、その結果、疎水性置換基は、この表面から離れるように配向する（モジュールのより多くの親水性小面をこの表面に対して配向させて残す）。疎水性基の例は、低級アルキル基、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個またはそれ以上の炭素原子を含むアルキル基（１４個〜３０個、または３０個以上の炭素原子を有するアルキル基を含む）、置換アルキル基、アリール基、置換アリール、飽和または不飽和の環状炭化水素、ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル、複素環、および対応する置換基を含む。基の疎水性の特徴が上回らない限り、疎水性基はいくつかの親水性基または親水性置換基を含み得る。さらなるバリエーションにおいて、疎水性基は、置換されたケイ素原子を含み得、またフッ素原子を含み得る。
別の場合では、親水性基は、表面上のモジュールの配向の原因となるモジュールに含まれ得る。親水性基の例としては、ヒドロキシル、メトキシ、フェノール、カルボン酸ならびにそれらの塩、メチル、エチル、ならびにカルボン酸のビニルエステル、アミド、アミノ、シアノ、アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ポリエチレングリコール、エポキシ基、アクリレート、スルホンアミド類、ニトロ、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋ＲＲ’Ｒ’’）Ｏ−、グアニジニウム、アミノ化物、アクリルアミド、ピリジニウム、ピペリジン、およびそれらの組み合わせ（ここで、Ｒ、Ｒ’、およびＲ’’は、それぞれＨまたはアルキルから独立して選択される）が挙げられる。
表面の分子の立体配座は、負荷、密度、またはその分子が表面にある相もしくは層の状態に依存し得る。モジュールを配向させるのに使用され得る表面は、界面（例えば、気体−液体、空気−水、不混和性の液体−液体、液体−固体、または気体−液体界面）を含む。配向された層の厚さは、実質的に一分子層の厚さであり得る。
ナノフィルムは薄いフィルムであり、そして、大環状モジュールから調製され得る。また、ナノフィルムは、他の非モジュール分子と組み合わせて大環状モジュールから調製され得る。ある場合において、ナノフィルムは非モジュール分子から調製され得る。ナノフィルムを形成するモジュールは、表面に堆積され得る。ある場合において、ナノフィルムは、結合したモジュールから調製される。
ナノフィルム組成物は、表面上の両親媒性大環状モジュールを配向することにより調製され得る。ナノフィルム層に配置された表面配向性大環状モジュールは、独特な組成物を提供し得る。表面配向性大環状モジュールから調製されたナノフィルムの組成物は、固体、ゲル、または液体であり得る。ナノフィルムのモジュールは、膨張している状態、液体状態、または液体で膨張している状態であり得る。ナノフィルムのモジュールの状態は、凝縮（崩壊）され得るか、または、固相もしくは最密な充填状態であり得る。ナノフィルムのモジュールは、弱い吸引力で互いに相互作用し得る。表面配向性大環状モジュールから調製されたナノフィルムのモジュールは、どんなに強い相互作用もしくはカップリングによっても連結される必要はない。あるいは、ナノフィルムのモジュールは、例えば、共有結合またはイオン相互作用を介して連結され得る。
【００１６】
本明細書で使用される場合、分子部分もしくは分子種、分子、およびモジュールに対する用語「カップリング」とは、他の分子部分もしくは分子種、分子、モジュールとの連結または会合をいう（この連結または会合が、特異的もしくは非特異的、可逆性もしくは非可逆性、化学反応の結果、または直接的もしくは間接的な物理的相互作用、弱い相互作用、もしくは疎水性／親水性の相互作用の結果または、磁気相互作用、静電気相互作用もしくは電磁気相互作用の結果であるかどうかに関わらない）。カップリングは、特異的または非特異的であり得、そして、カップリング反応によって形成された結合は、しばしば共有結合、極性共有結合、または混合化イオン共有結合であり、時々水素結合、ファンデルワールス力、Ｌｏｎｄｏｎ力、イオン力もしくはイオン相互作用、静電力もしくは静電気相互作用、双極子−双極子もしくは分散性、または他のタイプの結合であり得る。
表面上に配向されたモジュールは、薄層組成物またはナノフィルムを形成するために結合され得る。表面配向性モジュールは、実質的に単分子層ナノフィルムを形成するために二次元のアレイで結合され得る。二次元アレイは一般に、薄層組成物を通過する一つの分子厚であり、そして、物理的な力および化学的な力に起因して、局所で変動し得る。モジュールのカップリングは、カップリングプロセスの前または間に、表面でモジュールを配向させることによって、実質的に二次元の薄いフィルムを形成するために実施され得る。
大環状モジュールは、モジュールのカップリングを許容する反応性の官能基を保有するために調製され得る。カップリングモジュールによって形成された天然の産物は、一つのバリエーションにおいて、モジュール構造に対する反応性の官能基の相対的な配向性に依存し、そして、他の場合では、互いに共有結合、非共有結合もしくは他に結合する付着物を形成し得る、異なったモジュールの相補的な官能基の配置に依存する。
一つのバリエーションにおいて、モジュールは、反応性官能基（モジュール間で連結を形成するために、他のモジュールの相補的な反応性官能基と直接結合する）を含む。反応性官能基は、結合前または結合後に、モジュールの両親媒性の特徴に寄与し得、そして、モジュールに対して共有的にもしくは非共有的に付着され得る。反応性官能基は、表面でのモジュールの配向前、配向の間または配向後に、モジュールに付着され得る。
モジュールの反応性官能基およびカップリングモジュールで形成される結合の例は、表２に示されたものを含む。各モジュールは、別のモジュールと結合するようにしばしば選択された１〜３０個以上の反応性官能基を有し得る。
大環状モジュールおよび他の構成成分からのナノフィルムの作製において、一つ以上のカップリング結合は、大環状モジュールの間で形成され得、そして、カップリングは大環状モジュールと他の構成成分との間で生じ得る。大環状モジュールの間で形成された結合は、各大環状モジュールからの一つの官能基のカップリングの産物であり得る。例えば、第１の大環状モジュールの水酸基は、二つの大環状モジュールの間でエステル結合を形成するために、第２の大環状モジュールの酸基または酸ハロゲン化物基と結合し得る。別の例は、一つの大環状モジュール上のアルデヒド（−ＣＨ＝Ｏ）と別の大環状モジュール上のアミン（−ＮＨ２）との反応から生じる、イミン結合（−ＣＨ＝Ｎ−）である。大環状モジュールの間の結合の例は、表２に示される。
【００１７】
【表２−１】
2005517082.tif 000005
【００１８】
【表２−２】
2005517082.tif 000006
【００１９】
【表２−３】
2005517082.tif 000007
【００２０】
表２において、ＲおよびＲ’は水素またはアルキル基を表し、そして、Ｘは、ハロゲンまたは他に適した脱離基である。
【００２１】
これらの官能基は、スペーサ基によってモジュールと分離され得る。スペーサ基の例は、アルキレン、アリール、アシルアルコキシ、飽和もしくは不飽和の環状炭化水素、ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル、または複素環式基、および対応する置換基である。スペーサ基のさらなる例は、ポリマー、コポリマー、またはオリゴマー鎖（例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、多糖、ポリリジン、ポリペプチド、ポリ（アミノ酸）、ポリビニルピロリドン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリアミン、ポリイミン、ポリスチレン、ポリ（酢酸ビニル）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイソプレン、ネオプロペン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、フッ化ポリビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンアミド、ポリスルホキシド、およびそれらのコポリマーである。ポリマ鎖スペーサ構造の例としては、直鎖、分岐、櫛型ポリマーならびに樹枝状のポリマー、ランダムコポリマーおよびブロックコポリマー、ホモポリマーおよびヘテロポリマー、可撓性鎖および剛性鎖が挙げられる。スペーサは、結合の形成を妨げない任意の基であり得る。スペーサ基は、それが結合される反応性官能基より実質的に長くても短くてもよい。
お互いに表面配向性モジュールのカップリングは、モジュールの反応性官能基とリンカー分子とのカップリングを介して生じ得る。関与する反応性官能基は、表２に例示されたものであり得る。モジュールは、リンカー分子を介して少なくとも他の１つのモジュールとカップリングされ得る。リンカー分子は、少なくとも２つのモジュールをカップリングするのに使用される別個の分子種である。各モジュールは、リンカー分子にカップリングし得る１〜３０個以上の反応性官能基を有し得る。リンカー分子は、モジュールにカップリングし得る１〜２０個以上の反応性官能基を有し得る。
ある場合において、リンカー分子は、少なくとも２つの反応性官能基を有し、各々の反応性官能基はモジュールとカップリングし得る。これらのバリエーションにおいて、リンカー分子は、カップリングモジュールについての種々の反応性官能基を含み得る。モジュールの反応性官能基およびリンカー分子の例は、表３に例示される。
【００２２】
【表３】
2005517082.tif 000008
【００２３】
表３において、ｎ＝１〜６、ｍ＝１〜１０、Ｒ＝ＣＨ３もしくはＨ、Ｒ’＝−（ＣＨ２）ｎ−もしくはフェニル、Ｒ’’＝−（ＣＨ２）−、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）もしくはポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、そしてＸはＢｒ、Ｃｌ、Ｉもしくは他の良好な脱離基（炭素、酸素、窒素、ハロゲン、ケイ素、リン、硫黄および水素原子だけから成り、かつ１〜２０個の炭素を有する有機基）である。モジュールは、表３に例示された種々の反応性官能基の組み合わせを有し得る。
リンカー分子へモジュールのカップリングを開始する方法としては、化学的方法、熱による方法、光化学的方法、電気化学的方法、および放射線による方法が挙げられる。
図１で例示された一つのバリエーションにおいて、六量体１ｄｈモジュールは、ジエチルマロンイミデートリンカーを介して第２のモジュールとカップリングされる。
薄層ナノフィルム物質または薄層ナノフィルム組成物を形成するために、おそらく他のかさ高い構成成分もしくは可撓性のある構成成分と共に、モジュール収集の一つ以上のメンバーと一緒にカップリングすることによって、連結されたモジュールを含むナノフィルムが作製され得る。モジュールのカップリングは、完全でも不完全でもよく、ナノフィルム膜として有用な種々の構造的なバリエーションを提供する。ナノフィルムは、独自の分子構造を有し得る。配向モジュールおよびカップリングモジュールから作製されたナノフィルムの複合構造は、他の成分構造に伴う独自の分子構造を含み得る。ナノフィルムの構造は、モジュールのサイズと比較して長い距離にわたってカップリングしたモジュールの正確な順序を有する、実質的に結晶構造であり得る。ガラス構造を有するナノフィルムもまた、調製され得る。他のナノフィルムは、あまり長くない範囲でモジュールの順序を有し、分子形態においては非晶質である。いくつかのバリエーションにおいて、ナノフィルムは、カップリングしたモジュールのエラストマー組成である。他の場合では、ナノフィルムは脆性の薄いフィルムである。特定のナノフィルムは、これらの構造的なバリエーションを一つより多く有する領域を有することが見出され得る。
表面方向の分子種もしくはモジュールから作製されたナノフィルムの厚さは、非常に小さく、しばしば約３０ナノメートル未満であり、時々約２０ナノメートル未満であり、そして時々約１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２もしくは１未満である。ナノフィルムの厚さは、モジュールに対して両親媒性の特徴を与えるモジュール上の構造および基の性質に部分的に依存する。厚さは、温度、および表面上の溶媒の存在、もしくはナノフィルム内に位置する溶媒の存在に依存し得る。モジュールに両親媒性の特徴を与えるモジュール上の基が、モジュールがカップリングされた後に、またはナノフィルムの調製プロセスの間もしくは後の他の時点において除去されるかもしくは改変される場合、厚さが改変され得る。ナノフィルムの厚さはまた、モジュール上の表面結合グループの構造および性質に依存し得る。モジュール上の表面結合基が、モジュールがカップリングされた後に、またはナノフィルムの調製プロセスの間もしくは後の他の時点において除去されるかもしくは改変される場合、厚さが改変され得る。表面配向分子種もしくはモジュールから作製されたナノフィルムの厚さは、約３００、２００、２５０、２００、１５０、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０、または５Å未満であり得る。
いくつかの場合において、ナノフィルムは、生物適合性を提供するか、または生体分子の結合もしくは吸着によるナノフィルムの汚れを減少させるために、誘導体化され得る。
ナノフィルム組成物は、独自に構造化される領域（モジュールが連結される）を含み得る。モジュールのカップリングは、独自の構造が形成され得るナノフィルムを提供する。ナノフィルムの構造は、原子、分子、または特定のサイズおよび組成までの粒子が通過し得る孔を規定する。ナノフィルム構造の１つのバリエーションは、液体またはガスのいずれかの、流体培地に面しており、そして原子、イオン、低分子、生体分子、もしくは他の種が通過し得る孔または開口部を提供し得るナノフィルムの領域を含む。ナノフィルム構造によって規定された孔の寸法は、量子力学的計算および評価、ならびに物理試験によって例示され得る。
ナノフィルム構造によって規定された孔の寸法は、実際のナノフィルムの原子構造特徴および化学的構造特徴によって説明される。ナノフィルムの構造中に形成された孔のおおよその直寸法は、約１〜１５０Å、またはそれ以上である。ある実施形態において、孔の寸法は、約１〜１０Å、約３〜１５Å、約１０〜１５Å、約１５〜２０Å、約２０〜３０Å、約３０〜４０Å、約４０〜５０Å、約５０〜７５Å、約７５〜１００Å、約１００〜１２５Å、約１２５〜１５０Å、約１５０〜３００Å、約３００〜６００Å、約６００〜１０００Åである。ナノフィルムの構造中に形成された孔のおおよその寸法は、ナノフィルムの多孔性を理解するのに有用である。他方、通常、従来の膜の多孔性は、分子量カットオフなどの実験的結果によって定量化され、これは、複雑な拡散性および他の輸送特性を反映する。
１つのバリエーションでは、ナノフィルム構造は、実質的に均一サイズの孔のアレイを提供するカップリングしたモジュールのアレイであり得る。均一サイズの孔は、個々のモジュール自体によって規定され得る。各モジュールは、モジュールの高次構造および状態に依存して、特定のサイズの孔を規定する。例えば、ナノフィルムの連結されたモジュールの高次構造は、溶剤中の新生の純粋大環状モジュールとは異なり得、そして両方とも、カップリング前に表面の方向両親媒性のモジュールの高次構造とは異なり得る。カップリングしたモジュールにカップリングのアレイを含むナノフィルム構造は、カップリングしたモジュールの構造および高次構造に基づいて実質的に均一な寸法の孔のマトリックスもしくは格子を提供し得る。
異なったサイズの孔を規定する、種々の組成および構造のモジュールが、調製され得る。カップリングしたモジュールから調製されたナノフィルムは、種々のモジュールの任意の一つから作製され得る。従って、ナノフィルムを調製するのに使用される特定のモジュールに依存して、種々の寸法を有するナノフィルムが提供される。
他の場合では、ナノフィルム構造は、連結されたモジュールのマトリックス中の孔を規定する。ナノフィルム構造によって規定される孔は、広範囲の寸法（例えば、小分子または巨大分子の通過を選択的に妨げ得る寸法）を有し得る。ナノフィルム構造は、二つ以上のモジュールのカップリングから形成され得る、ここで、間質の孔は、連結されたモジュールのカップリング構造によって規定される。ナノフィルムは、種々の寸法および特徴を持つ孔の拡張されたマトリックスを有し得る。間質の孔は、例えば、約５Å未満、約１０Å未満、約３〜１５Å、約１０〜１５Å、約１５〜２０Å、約２０〜３０Å、約３０〜４０Å、約４０〜５０Å、約５０〜７５Å、約７５〜１００Å、約１００〜１２５Å、約１２５〜１５０Å、約１５０〜３００Å、約３００〜６００Å、約６００〜１０００Åであり得る。
カップリングプロセスは、ナノフィルムの領域が正確には単層でないナノフィルムを生じ得る。様々な適用においてナノフィルムの使用を防げない、種々のタイプの局部的な構造が可能である。局部的な構造の特徴は、隣接するモジュールに対してひっくり返されるか、または異なった方向で曲げられる両親媒性のモジュールを含み得、隣接するモジュールとは異なる向きの疎水性面および親水性面を有する。また、局部的な構造の特徴は、モジュールの重なり（ナノフィルムが二つ以上の分子層の厚さである）、局所領域（分子のカップリングが完全ではないため、モジュールのいくつかのカップリング基が、他のモジュールにカップリングされない）、またはモジュール非存在下の局所領域を含み得る。一つのバリエーションにおいて、ナノフィルム構造の層状化に起因して、ナノフィルムは３０ナノメートルまでの厚みを持つ。
本明細書で使用される場合、「方向大環状モジュール」を含むナノフィルムは、大環状モジュールがフィルム内で実質的に均一に配向されるが、上記に表示したように、局部的な構造特徴の領域を含み得ることを示す。局部的な構造の特徴は、例えば、ナノフィルムの表面積の約３０％より多く、約３０％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、約１％未満を構成し得る。同じように、「方向両親媒性分子」を含むナノフィルムは、両親媒性分子がフィルム内で実質的に均一に配向されるが、上記に表示したように、局部的な構造特徴の領域を含み得ることを示す。局部的な構造の特徴は、例えば、ナノフィルムの表面積の約３０％より多く、約３０％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、約１％未満を構成し得る。
また、ナノフィルムは、異なるモジュールの混合物で調製され得るか、または大環状モジュールおよび他の両親媒性分子の混合物で調製され得る。これらのナノフィルムは、カップリングしたモジュールおよび他の両親媒性分子のアレイ（モジュールおよび他の両親媒性分子の位置順の位置順がランダムであるか、または、一つのタイプの種が優性である領域でランダムでない）を有し得る。また、異なるモジュールの混合物から作製されたナノフィルム、または大環状モジュールおよび他の両親媒性分子の混合物を有するナノフィルムは、種々のサイズの孔のアレイを分散し得る。
Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルム法において、方向両親媒性種の単層は、液体下部相の表面で形成される。代表的には、可動性のプレートまたはバリアは、単層を圧縮し、そしてより濃い単層を形成するためにその表面積を減少するのに使用される。対応する表面圧を有する、種々の圧縮度において、単層は、様々な凝縮状態に達し得る。いくつかの場合において、このフィルムは、単層の凝縮層が減少された表面圧で生じる崩壊点に達する。
表面圧  対  フィルム領域の等温線は、フィルムの状態をモニターするために、Ｗｉｌｈｅｌｍｙバランス法によって得られる。表面圧ゼロへの等温線の外挿は、モジュールがカップリングされる前の１モジュールあたりの平均表面積を明らかにする。Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルム単層の分子を配向するのに使用される疎水基が脂肪酸基である場合、代表的に、崩壊は約２０Å２／分子の分子表面積で生じる。従って、等温線は、薄いフィルムの状態の経験的な指標を与える。
配向された化学種のナノフィルムは、多孔質フィルムを提供するために、種々の方法によって、基体に堆積され得る。例えば、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムおよび基体の記載は、米国特許第６，０３６，７７８号、同第４，７２２，８５６号、同４，５５４，０７６号、および同第５，１０２，７９８号、ならびにＲ．Ａ．Ｈｅｎｄｅｌら、１１９巻、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．６９０９−１８（１９９７）に示される。基体上のフィルムの記載は、Ｍｕｎｉｒ  Ｃｈｅｒｙａｎ，Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ（１９９８）に示される。
基体は、任意の材料の任意の表面であり得る。基体は、多孔性および非多孔性であり得る。多孔性基体の例は、ポリマー、トラックエッチ（ｔｒａｃｋ−ｅｔｃｈ）ポリカーボネート、トラックエッチポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ゲル、ヒドロゲル、酢酸セルロース、ポリアミド、ＰＶＤＦ、セラミック、アノードアルミナ、レーザーで切断されたポリイミドおよびＵＶでエッチングされたポリアクリレートである。非多孔性基体の例は、シリコン、金属、金、ガラス、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、非多孔性ポリマーおよび雲母である。
Ｌａｍｇｍｕｉｒフィルム法を用いてナノフィルムを形成することにおいて、リンカー分子は、存在する場合、Ｌａｎｇｍｕｉｒ下部相の表面に堆積される、モジュールを含む溶液に添加され得る。あるいは、リンカー分子は、Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフの下部相に添加され得、そして、モジュールとカップリングするために、それに続いてモジュール層の相に移され得る。ある場合において、モジュールは、Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフの下部相に添加され得、そして、他のモジュールとカップリングするために、それに続いてモジュール層の相に移され得る。
両親媒性分子は、Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフの中の表面（例えば、空気−水界面）上に配向され得る。表面配向両親媒性分子は、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムを形成するために圧縮され得る。Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムの両親媒性分子は、互いにカップリングされ得るか、または実質的に単層の薄膜材料を形成するために連結され得る。Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムの両親媒性分子の極性基は、薄膜材料を形成するために、カップリング反応によって共にカップリングされ得る。両親媒性分子の疎水性尾部長は、約８〜２８個の炭素原子であり得る。両親媒性分子の疎水性尾部の例としては、両親媒性の特徴をモジュールに与えるために、大環状モジュールに結合され得る疎水性基が挙げられる。
両親媒性分子の極性基の例としては、上記に定義されるような、アミド、アミノ、エステル、−ＳＨ、アクリレート、アクリルアミド、エポキシおよび親水性基が挙げられる。両親媒性分子の極性基は、互いに直接的に連結され得る。例えば、スルフヒドリル基は、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムの両親媒性分子の間のジスルフィドカップリングを形成するために、カップリングされ得る。極性基の例としては、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＮＨ２、−Ｃ≡Ｎ、−ＮＯ２、−＋ＮＲＲ’Ｒ’’、−ＳＯ３−、−ＯＰＯ２２−、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＳＯ２ＮＨ２、ＳＯ２ＮＲＲ’、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋ＲＲ’Ｒ’’）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、グアニジニウム、アミノネート、ピリジニウム、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ２ＣＨ３、
【００２４】
【化２】
2005517082.tif 000009
【００２５】
（ここでｗは、１〜６である）、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ＝ＣＨ２、−Ｏ（ＣＨ２）ｘＣ（Ｏ）ＮＨ２（ここでｘは、１〜６である）、−Ｏ（ＣＨ２）ｙＣ（Ｏ）ＮＨＲ（ここでｙは、１〜６である）および−Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｚＲ（ここで、ｚは、１〜６である）が挙げられる。
カップリングは、例えば、図２に例示されるように、ジスルフィドカップリングによって、二つの両親媒性分子を結合し得る。カップリングは、例えば、伸長されたアミドカップリングによって、二つより多い両親媒性分子を結合し得る。ナノフィルムの両親媒性分子の一部はカップリングされ得るが、残物は結合されない。ナノフィルムの両親媒性分子（カップリングされるものとカップリングされないものの両方）はまた、弱い非カップリング性相互作用またはカップリング性相互作用（例えば、水素カップリングおよび他の相互作用）を介して相互作用し得る。
孔特性およびバリア特性は、両親媒性分子をカップリングすることによって作製されたナノフィルムの構造で見出される。孔特性およびバリア特性は、両親媒性分子のカップリング相互作用の度合もしくは程度によって、そして、例えば、リンカー分子長によって、改変され得る。
エステル基およびアミノ基を有する極性基は、図３に例示されるように、アミドカップリングを介して両親媒性分子を結合するためにカップリングし得る。
両親媒性分子の極性基は、リンカー分子で一緒に連結され得る。例えば、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムの両親媒性分子のアミノ基は、図４に例示されるように、Ｍａｎｎｉｃｈ反応によって、ホルムアルデヒドとカップリングされ得る。両親媒性物質のＬａｎｇｍｕｉｒフィルムは、図４の左側に例示され、そして、両親媒性物質をカップリングする際にナノフィルムにおいて形成された連結構造は、図４の右側に例示される。Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムの両親媒性分子をカップリングすることによって形成されたフィルム材料は、濾過に有用なバリア特性を有し得る。
ナノフィルムは、モジュールをカップリングしないで、表面（例えば、Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフの中の空気−下部相界面）上で配向された両親媒性大環状モジュールから調製され得る。両親媒性モジュールは、モジュールの配向を引き起こす表面との相互作用を持つ結合基によって調製され得る。実質的に均一の配向された両親媒性モジュールの単層（例えば、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルム）は、親水性表面上で形成され得る。表面方向大環状モジュールは、均一の組成を提供するナノフィルム層（膨張状態、液体状態もしくは液体−膨張状態であり得るか、あるいは凝集、崩壊、または固相もしくは最密な状態であり得る）で配列され得る。配向性両親媒性大環状モジュールのナノフィルムは、多孔性膜を提供するために、種々の方法によって基体に堆積され得る。
ナノフィルムは、両親媒性大環状モジュールを配向し、そしてモジュールをカップリングすることによって、調製され得る。モジュールは、直接カップリングされ得るか、またはリンカー分子を介してカップリングされ得る。モジュールは、溶媒中に溶かされ得、そして、Ｌａｎｇｍｕｉｒのトラフの中の空気−下部相界面に堆積され得る。両親媒性モジュールは、この界面で配向され得、そして、凝集したフィルムへと圧縮され得る。
リンカー分子は、下部相に堆積されるモジュールを含む下部相または溶剤に添加され得る。
モジュールのカップリングは、化学的方法、熱による方法、光化学的方法、電気化学的方法、および放射線による方法によって開始され得る。
ナノフィルムにおけるモジュールのカップリングは、結合によって、二つ以上のモジュールを結合し得る。カップリングは、例えば、二つのモジュールの間で形成された各カップリングのアレイによって、二つ以上のモジュールを結合し得る。各モジュールは、別のモジュールに対して１つより多い結合を形成し得、そして、各モジュールは、表２および表３に例示されるものを含む、いくつかのタイプのカップリングを形成し得る。モジュールは、任意の組み合わせにて、直接的なカップリング、リンカー分子を介したカップリング、およびスペーサを含むカップリングを有し得る。結合は、モジュールの任意の一部を、別のモジュールの任意の一部に接続し得る。結合のアレイおよびモジュールのアレイは、Ｂｒａｖａｉｓ格子の理論および対称の理論に関連して説明され得る。
ナノフィルムのモジュールの一部はカップリングされ得るが、残りはカップリングされない。ナノフィルムのモジュール（カップリングされるものとカップリングされないものの両方）はまた、弱い非カップリング性相互作用またはカップリング性相互作用（例えば、水素カップリング、ファンデルワールス力および他の相互作用）を介して相互作用し得る。ナノフィルムにおいて形成されたカップリングの配列は、対称型によって表され得るか、または実質的に順不同であり得る。
モジュールに両親媒性の特徴を与えるためにモジュールに付加される官能基は、ナノフィルム形成後、除去され得る。除去方法は、官能基に依存する。例えば、モジュールに結合される親油性基または親油性尾部は、選択的に除去され得る。モジュールに対して両親媒性の特徴を与える、モジュールに結合される基は、ナノフィルムの形成プロセスの間もしくはその後のある時点において基を除去するのに使用され得る、反応性官能基を含み得る。酸加水分解または塩基加水分解は、カルボン酸結合もしくはアミド結合によってモジュールに結合した基を除去するのに、使用され得る。モジュールに両親媒性の特徴を与える官能基の中に位置する不飽和基は、酸化され得、そして加水分解によって切断され得る。また、モジュールに両親媒性の特徴を与える官能基の光分解的切断が実施され得る。切断可能な官能基の例としては、
【００２６】
【化３】
2005517082.tif 000010
【００２７】
（ここで、ｎは０〜４であり、これは光活性によって切断される）、および
【００２８】
【化４】
2005517082.tif 000011
【００２９】
（ここで、ｎは０〜４であり、ｍは７〜２７であり、これは酸触媒性加水分解または塩基触媒性加水分解によって切断される）が挙げられる。
【００３０】
モジュールに両親媒性の特徴を与えるモジュールに付加される官能基の例は、８Ｃ〜２８Ｃのアルキル基、−Ｏ（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、−ＮＨ（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、−ＯＣ（Ｏ）−（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、−ＮＨＣ（Ｏ）−（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ−（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル、および−Ｃ≡Ｃ−（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル（（８Ｃ〜２８Ｃ）アルキル基の炭素原子は、一つ以上の−Ｓ−、二重カップリング、三重カップリングもしくは−ＳｉＲ’Ｒ’’基によって割り込まれ得、一つ以上のフッ素原子もしくはこれらの任意の組み合わせで置換され、そして、Ｒ’およびＲ’’は、独立して（１Ｃ〜１８Ｃ）アルキルを含む）が挙げられる。
【００３１】
（膜および濾過）
例えば、濾過の目的のための、流体または溶液から化学種または成分を分離する膜は、この流体または溶液と接触される媒体である。通常、膜は、他の化学種の通過の制限、または制御を可能にするが、いくつかの化学種の通過を妨げるためのバリアとして作用する物質である。一般に、透過体は、それらがカットオフサイズより小さいか、または、いわゆるカットオフ分子量より小さい分子量を持つ場合に、膜を透過し得る。膜は、カットオフ分子量より大きい化学種に対して不透過性といわれ得る。カットオフサイズまたはカットオフ分子量は、膜の特徴的な特性である。選択的な透過は、より小さな化学種は通過させつつ、膜がいくつかの化学種の通過をカットオフする能力、制限する能力または調節する能力である。従って、膜の選択的な透過は、与えられた条件下で、膜を通過し得る最も大きい化学種に関して、機能的に説明され得る。また、種々の化学種のサイズまたは分子量は、分離されるべき液体の条件（化学種の形成に決定し得る）に依存し得る。例えば、化学種は、流体中の水和もしくは溶媒和の範囲を有し得、そして、膜の適用と関連したこれらの化学種のサイズは、水和の水もしくは溶剤分子を含んでも含まなくてもよい。従って、この形態において化学種が膜を透過し得る場合（通常、これは流体中で見出される）、膜は、流体の化学種に対して透過性である。透過と透過率は、流体の化学種と膜自体との間の相互作用で影響を受け得る。種々の理論はこれらの相互作用について説明し得るが、ナノフィルム、膜、またはモジュールに関連する通過／非通過情報の実験的な測定は、透過特性について説明するための有用な手段である。化学種が膜を通過し得ない場合、膜は化学種に対して不透過性である。
ナノフィルムは、例えば、約１５ｋＤａより上、約１０ｋＤａより上、約５ｋＤａより上、約１ｋＤａより上、約８００Ｄａより上、約６００Ｄａより上、約４００Ｄａより上、約２００Ｄａより上、約１００Ｄａより上、約５０Ｄａより上、約２０Ｄａより上、約１５ｋＤａ未満、約１０ｋＤａ未満、約５ｋＤａ未満、約１ｋＤａ未満、約８００Ｄａ未満、約６００Ｄａ未満、約４００Ｄａ未満、約２００Ｄａ未満、約１００Ｄａ未満、約５０Ｄａ未満、約２０Ｄａ未満、約１３ｋＤａ、約１９０Ｄａ、約１００Ｄａ、約４５Ｄａ、約２０Ｄａの分子量種のカットオフを有し得る。
「高透過性」は、例えば、溶質の約７０％以上、約８０以上、約９０以上のクリアランスを示す。「中透過性」は、例えば、溶質の約５０％未満、約６０％未満、約７０％未満のクリアランスを示す。「低透過性」は、例えば、溶質の約１０％未満、約２０％未満、約３０％未満のクリアランスを示す。化学種にとってとても低いクリアランス（例えば、約５％未満、約３％未満）を有する場合、あるいは化学種にとってとても高い排除反応（例えば、約９５％以上、約９８％以上）を有する場合に、膜は化学種に対して不透過性である。溶質の通過または除外は、そのクリアランスによって測定される（それは、実際に膜を通り抜ける溶質の一部を反映する）。例えば、表１３〜１４にパス記号（ｐａｓｓ  ｓｙｍｂｏｌ）がないのは、溶質が、モジュール（時々９０％未満の排除反応、しばしば少なくとも９０％の排除反応、時々少なくとも９８％の排除反応）によって一部除外されることを示す。パス記号は、溶質が、モジュール（時々９０％未満のクリアランス、しばしば少なくとも９０％のクリアランス、時々少なくとも９８％のクリアランス）によって部分的にクリアにされることを示す。
ナノフィルムは、基体に堆積され得る。堆積は、物理的相互作用と弱い化学力（例えば、ファンデルワールス力、弱い水素結合形成）を介した基体への膜の非共有結合、または、弱い付着をもたらし得る。膜は、イオン相互作用、共有結合相互作用、または他のカップリングで基体に結合され得る。基体に堆積されたナノフィルムは、膜として機能し得る。任意の数のナノフィルム層も、膜を形成するために基体に堆積され得る。
種々のスペーシング物質の単一の層（ａ  ｌａｙｅｒ）または複数の層（ｌａｙｅｒｓ）は、ナノフィルム層の間に堆積されるか、または付着され得、また、スペーシング層は基体と最初のナノフィルムの堆積層との間で使用され得る。スペーシング層の組成物の例は、高分子組成物、ヒドロゲル（アクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、シリコン）、熱可塑性ポリマー類（ポリオレフィン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、セルロースエステル）、高分子発泡体、熱硬化性ポリマー、超分岐ポリマー、ポリラクチドなどの生分解性高分子、液体結晶性高分子、原子輸送基重合（ＡＴＲＰ）によって作製されたポリマー、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）によって作製されたポリマー、ポリイソブチレン系およびポリイソブチレン系星状高分子、ならびに両親媒性ポリマー（例えば、ポリ（無水マレイン酸オクタデセン））が挙げられる。両親媒性分子の例は、ジイン類、エン類、またはアミノエステル類などの重合基を含む両性物質が挙げられる。スペーシング層は、ナノフィルムのバリア性を改変するために役立ち得るか、または輸送、流動、または、膜もしくはナノフィルムの流動特性を改変するのに役立ち得る。スペーシング層は、膜もしくはナノフィルムの機能的特性（例えば、強度、モジュールもしくは他の特性）を改変するのに役立ち得る。
基体におけるナノフィルムの堆積は、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｓｃｈａｅｆｅｒ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−ＢｌｏｄｇｅｔｔまたはＬａｎｇｍｕｉｒ系と共に使用される他の方法によって実施され得る。一つのバリエーションにおいて、ナノフィルムは、空気水界面の下の下部相における基体の位置によって、Ｌａｎｇｍｕｉｒタンクの中の基体に堆積され、また、ナノフィルムが徐々に基体に位置するまで、下部相のレベルを下げることによって堆積されて、それによって、堆積される。
基体に堆積されたナノフィルムは、基体の堆積の間もしくは堆積後に、放射線、熱処理、または乾燥法によって、硬化され得るか、またはアニールされ得る。
ナノフィルムは共有結合性化学結合または非共有結合性化学的結合で基体面に付着され得る。膜を基体に付着するために、基体と結合するのに使用され得る大環状モジュールに、表面付着基が提供され得る。ナノフィルムを基体に付着するために、全ての表面付着基ではなく、いくつかのカップリングが実施され得る。ナノフィルムを基体と結合するために、表面付着基として使用され得る反応性官能基のモジュールの例は、アミン、カルボン酸、カルボキシルエステル、アルコール、グリコール、ビニール、スチロール、エポキシド、チオール、マグネシウムハローもしくはＧｒｉｇｎａｒｄ、アクリラート、アクリルアミド、ジエン、アルデヒドおよびそれらの混合物が挙げられる。表４は、ナノフィルムを基体に結合するのに使用されるナノフィルム表面および基体表面の相補的な官能基を例示する。
【００３２】
【表４−１】
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【００３３】
【表４−２】
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【００３４】
【表４−３】
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【００３５】
【表４−４】
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【００３６】
表４において、Ｘは、ハロゲン基または別の基の脱離基であり、ＲおよびＲ’は、水素またはアルキル基を表す。表４にリストされた官能基は、反転され得る（例えば、基体−ＮＨ２が−Ｎ＝ＣＨ−結合を形成するためにナノフィルム−Ｃ（Ｏ）Ｈに結合し得る）ことが理解される。さらに、表４にリストされた官能基は、モジュールと共に結合するのに使用され得、そして、表２にリストされた官能基は、ナノフィルムと基体とを結合するために使用され得ることが理解される。
図５に例示されるように、基体は、膜を基体へ付着するために、モジュールの反応性官能基を結合する反応性官能基を有し得る。基体の官能基は、基体に結合された表面基または結合する基であり得、基体へ表面基または結合する基を結合する反応によって、形成され得る。また、表面基は、種々の処置（例えば、低温プラズマ処置、表面エッチング法、固体浸食法もしくは化学的処置）によって基体で作成され得る。プラズマ処置のいくつかの方法は、Ｉｎａｇａｋｉ，Ｐｌａｓｍａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ，Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，１９９６年、に示される。一つのバリエーションにおいて、光反応性基（たとえば、ベンゾフェノン基）は、表面または基体に結合される。光反応性基は、大環状モジュールに結合する反応性の化学種を提供するために、光（例えば、紫外線）で活性化され得る。
モジュールと表面の反応性官能基は、必要になるまで保護基でブロックされ得る。結合されたモジュールのナノフィルム層の形成後に、モジュール膜層を基体表面に付着するのに使用されることになる反応性官能基の保護基は、除去され得、その結果、続いて付着工程を可能にする。
スペーサ基は、ナノフィルムの反応性官能基を基体へ連結するのに使用され得る。表面付着基に関するスペーサ基は、ポリマー鎖であり得る。ポリマー鎖の例は、ポリエチレン、酸化物、ポリプロピレン・オキシド、多糖、ポリリシン、ポリペプチド、ポリ（アミノ酸）、ポリビニールピロリドン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンアミド、およびポリスルホキシドが挙げられる。ポリマー鎖のスペーサ構造の例は、直線、分岐、櫛型ポリマーならびに樹枝状ポリマー、ランダムコポリマーならびにブロックコポリマー、ホモポリマーならびにヘテロポリマー、フレキシブル鎖および強固な鎖が挙げられる。また、生物分子種および化学物質種を結合するのに使用された二官能性リンカー基またはヘテロ二官能性リンカー基を含み得る。
【００３７】
モジュールと基体とのカップリングを開始する方法は、化学的方法、熱による方法、光化学的方法、電気化学的方法、および放射線による方法を含む。
ある場合においては、光反応性基は基体結合される。光反応性基は、ナノフィルムと結合する反応性の化学種を提供するために、光（例えば、紫外線）で活性化され得る。光反応性種は、原子もしくはナノフィルム両性物質の疎水性部分の基に結合され得るか、ナノフィルム両性物質の親水性の部分に結合され得る。光反応性種は、ナノフィルムの結合基あるいは他の原子または基（調製されたナノフィルムからの両性物質もしくはモジュールの最初の一部）と結合され得る。
また、モジュールの表面付着は、リガンド−レセプター媒介性相互作用（例えば、ビオチン−ストレプトアビジン）を介して、達成され得る。例えば、基体は、ストレプトアビジンでコーティングされ得、そして、ビオチンは、モジュール、例えば、リンカー基（例えば、ＰＥＧまたはアルキル基）を介して、付着され得る。
ナノフィルムが有用であり得るプロセスの例は、連続した流動相としての液体もしくは気体に関わるプロセス、濾過、明確化、分画化、透過蒸発、逆透過法、透析、血液透析、アフィニティー分離、酸素処理および他のプロセスが挙げられる。濾過の適用は、イオン分離、脱塩、ガス分離、小分子分離、限外濾過、ミクロ濾過、超濾過、水精製、下水処理、毒物除去、バクテリアウイルス種（例えば、細菌、ウイルスもしくは真菌）の除去を含む。
【００３８】
（シントンおよび大環状モジュール）
本明細書で使用される場合、用語「アルキル基」は、分岐したまたは非分岐の一価の炭化水素基をいう。「ｎ−ｍＣアルキル」または「（ｎＣ−ｍＣ）アルキル」は、ｎからｍまでの炭素原子を含む全てのアルキル基を意味する。例えば、１〜４Ｃのアルキルは、メチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基という。また、表記したアルキル基の全ての可能な異性体も含まれる。従って、プロピルはイソプロピルを含み、ブチルはｎ−ブチル、イソブチルおよびｔ−ブチルなどを含む。１〜６個の炭素原子のアルキル基は、「低級アルキル」という。用語、アルキルは、置換されたアルキルを含む。本明細書で使用される場合、用語「置換アルキル」は、アルキル基の任意の炭素に付加された単数または複数の基を有するアルキル基をいう。付加された基は、例えば、アルキル、低級アルキル、アリール、アシル、ハロゲン、アルキルハロ、ヒドロオキシ、アミノ、アルコキシ、アルキルアミノ、アシルアミノ、アシルオキシ、アリールオキシ、アリールオキシアルキル、メルカプト、飽和および不飽和の両環状炭化水素、複素環、およびその他のような一つ以上の官能基を含み得る。
【００３９】
本明細書で使用される場合、用語「アルケニル」は、不飽和Ｃ＝Ｃを有する任意の構造または部分をいう。本明細書で使用される場合、用語「アルキニル」は、不飽和Ｃ≡Ｃを有する任意の構造または部分をいう。
【００４０】
本明細書で使用される場合、化学式における用語「Ｒ」、「Ｒ’」、「Ｒ’’」および「Ｒ’’’」は、特に明記しない限り、水素または官能基（各々別個に選択される）をいう。
【００４１】
本明細書で使用される場合、用語「アリール」は、互いに融合され、共有結合で結合され、またはメチレン、エチレンまたはカルボニルのような一般基と結合された、単一の芳香環または複数の芳香環をいい、そして、多核環構造を含む。とりわけ、芳香環としては、置換されたまたは非置換性のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ジフェニルメチル基、およびベンゾフェノン基が挙げられる。用語「アリール」は、置換されたアリールを含む。
【００４２】
本明細書で使用される場合、用語「置換アリール」は、アリール基の任意の炭素に付加された単数または複数の基を有するアリール基をいう。付加された基は、例えば、低級アルキル、アリール、アシル、ハロゲン、アルキルハロ、ヒドロオキシ、アミノ、アルコキシ、アルキルアミノ、アシルアミノ、アシルオキシ、アリールオキシ、アリールオキシアルキル、チオエーテル、複素環、飽和および不飽和の両環状炭化水素（芳香環に融合され、共有結合で結合され、またはメチレン基、エチレン基またはカルボニル結合基（例えば、カルボニルフェニルケトン））、およびその他のような一つ以上の官能基を含み得る。
【００４３】
本明細書で使用される場合、用語「ヘテロアリール」は、芳香環の一つ以上の炭素原子が、窒素、酸素、または硫黄のようなヘテロ原子で置換された芳香環をいう。ヘテロアリールは、単一芳香環、複数芳香環、または一つ以上の非芳香環と結合された一つ以上の芳香環を含み得る構造をいう。それは、融合したまたは非融合の、または共有結合で結合した、またはメチレン基またはエチレン基のような一般基と結合した、またはフェニルピリジルケトンのようなカルボニル基に結合した、複数の環を有する構造を含む。本明細書で使用される場合、用語「ヘテロアリール」は、例えば、チオフェン、ピリジン、イソキサゾール、フタルイミド、ピラゾール、インドール、フラン、またはこれらの環のベンゾ融合類似物のような環を含む。
【００４４】
本明細書で使用される場合、用語「アシル」は、カルボニル置換基（−Ｃ（Ｏ）Ｒ）をいい、ここでＲは、アルキルもしくは置換アルキル、アリールもしくは置換アリールである（ここでは、Ｒがアルキルの場合、アルカノイル置換といわれ得る）。
【００４５】
本明細書で使用される場合、用語「アミノ」は、−ＮＲＲ’基をいい、ここでＲおよびＲ’は、独立して、水素、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリールまたはアシルであり得る。
【００４６】
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシ」は、−ＯＲ基をいい、ここでＲは、アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリールである。アルコキシル基は、例えば、メトキシ、エトキシ、フェノキシ、置換フェノキシ、ベンジルオキシ、フェネチロキシ、ｔ−ブトキシ、およびその他が挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「チオエーテル」は、一般構造Ｒ−Ｓ−Ｒ’をいい、ここでＲおよびＲ’は、同じであるかまたは異なり、そしてアルキル基、アリール基もしくは複素環基であり得る。また、ＳＨ基は、「スルフヒドリル」もしくは「チオール」もしくは「メルカプト」といい得る。
【００４７】
本明細書で使用される場合、用語「飽和環状炭化水素」は、置換基を含むシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、その他のような環構造をいう。飽和環状炭化水素への置換基は、環の一つ以上の炭素原子を例えば、窒素、酸素、または硫黄のようなヘテロ原子で置換することを含む。飽和環状炭化水素は、例えば、ビシクロヘプタンおよびビシクロオクタンのような二環状構造、ならびに多環状構造を含む。
【００４８】
本明細書で使用される場合、用語「不飽和環状炭化水素」は、置換基を含む例えば、シクロペンテン、シクロヘキセン、その他のような少なくとも一つの二重結合を有する一価の非芳香族をいう。不飽和環状炭化水素への置換基は、環の一つ以上の炭素原子を例えば、窒素、酸素、または硫黄のようなヘテロ原子で置換することを含む。本明細書で使用される場合、用語「環状炭化水素」は、置換されたおよび非置換性の、飽和および不飽和の環状炭化水素、および多環状構造を含む。不飽和環状炭化水素は、例えば、ビシクロヘプタンおよびビシクロオクタンのような二環状構造、および多環状構造を含む。
【００４９】
本明細書で使用される場合、用語「ヘテロアリールアルキル」は、ヘテロアルキル基がアルキル基を介して付加されるアルキル基をいう。
【００５０】
本明細書で使用される場合、用語「複素環」は、環内の窒素、三価のリン、硫黄もしくは酸素から選択された１〜１２個の炭素原子および１〜４個の異種原子からの単一縮合環または複数縮合環を有する、一価の飽和あるいは不飽和非芳香族基をいう。複素環の例は、テトラハイドロフラン、モルフォリン、ピペリジン、ピロリジンおよびその他が挙げられる。
【００５１】
本明細書で使用される場合、上記に明確に記載される各化学用語は、対応する置換基を含む。例えば、用語「複素環式」は、置換複素環式基が挙げられる。
【００５２】
本明細書で使用される場合、用語「両親媒性物質」または「両親媒性」は、親水性および親油性の両性質を表す化学種をいう。一般に、両親媒性物質は、親油性部分および親水性部分を含む。両親媒性物質は、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムを形成し得る。
【００５３】
親水性部分の例としては、水酸基、メトキシ基、フェノール、カルボン酸およびその塩、カルボン酸のメチルおよびエチルエステル、アミド、アミノ基、シアノ基、アンモニウム塩、モノアルキル基で置換されたアミノ基、ジアルキル基で置換されたアミノ基、−ＮＲＲ´、−Ｎ≡Ｃ、−ＮＨＲ、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エポキシ基、アクリル酸塩、スルホンアミド、ニトロ基、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋ＲＲ’Ｒ’’）Ｏ−、グアニジニウム、アミノ酸塩、アクリルアミド、ならびにピリジニウムが挙げられるが、これらに限定されない。このような親水性部分は、例えば、ポリエチレングリコール、または例えば、アルコール、カルボン酸塩、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、もしくは
【００５４】
【化５】
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【００５５】
（ここで、ｙは１〜６）で置換されたポリメチレン鎖のような基を含む。また、親水性部分は、内部アミノまたは置換されたアミノ基（例えば、内部に−ＮＨ−、−ＮＣ（Ｏ）Ｒ−、もしくは−ＮＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２−基）を有するアルキル鎖を含み得る。また、親水性部分は、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクトンジオール、ポリ（酢酸）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（２−ビニルピリジン）、セルロースエステル、セルロースヒドロキシルエーテル、ポリ（Ｌ−リジンヒドロブロミド）、ポリ（イタコン酸）、ポリ（マレイン酸）、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（アニリン）、またはポリ（ビニルホスホン酸）を含み得る。
【００５６】
親油性部分の例としては、１〜２８Ｃ炭化水素を含む直鎖または分岐鎖アルキルを含むが、これらに限定されない。親油性基としてのシントンもしくは大環状モジュールに結合され得る基の例としては、アルキル基、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ、−Ｃ≡Ｃ−Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）−Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ、−ＮＨＣ（Ｏ）−Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−Ｒ、および−Ｏ−Ｒ（ここで、Ｒは４〜１８Ｃアルキル基）が挙げられる。各鎖は、アルケニル基、アルキニル基、飽和および不飽和環状炭化水素、または芳香基を別個に含み得るが、これらに限定されない。また、各鎖は、鎖の炭素の間で分散しており、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、飽和および不飽和環状炭化水素、またはアリール基で置換された一つ以上のケイ素原子を含み得る。各鎖の炭素原子は、一つ以上のフッ素原子で置換され得る。アルキル基の炭素原子は、例えば、−Ｓ−、二重結合、三重結合、または−ＳｉＲ’Ｒ’’−基（ここで、Ｒ’Ｒ’’は別個にＨまたはアルキル基である）のような一つ以上の官能基により挿入され得、そのうちのいずれかは、一つ以上のフッ素原子で置換され得、そして、これら置換基のいずれの組合せも用いられ得る。
本明細書で使用される場合、用語「官能基」は、化学基、有機基、無機基、有機金属基、アリール基、ヘテロアリール基、環状炭化水素基、アミノ基（−ＮＨ２）、水酸基（−ＯＨ）、シアノ基（−Ｃ≡Ｎ）、ニトロ基（ＮＯ２）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、ホルミル基（−ＣＨＯ）、ケト基（−ＣＨ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２−）、アルケニル基（−Ｃ＝Ｃ−）、アルキニル基（−Ｃ≡Ｃ−）、およびハロ基（Ｆ，Ｃｌ，ＢｒおよびＩ）を含むが、これらに限定されない。
【００５７】
本明細書で使用される場合、用語「活性酸」は、−Ｃ（Ｏ）Ｘ部分をいい、ここでＸは、脱離基であり、Ｘ基は、−Ｃ（Ｏ）−と親核性との間の共有結合を形成するために、親核性によって容易に置き換えられる。活性酸の例は、酸塩化物、酸フッ化物、パラーニトロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、およびＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルが挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「アミノ酸残基」は、少なくとも一つのアミノ（−ＮＨ２）および少なくとも一つのカルボキシル基（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）を含む化学種が、シントンの原子もしくは官能基でアミノ基またはカルボキシル基のいずれかを介してカップリングする場合に形成された生成物をいう。アミノ基またはカルボキシル基のいずれも、除去できる保護基でブロックされ得るカップリングに含まれない。
（シントン）
本明細書で使用される場合、用語「シントン」は、大環状モジュールを作製するために用いられる分子をいう。シントンは実質的に、例えば、単一の光学異性体のような一つの異性体配置であり得る。シントンは、シントンを他の単一または複数のシントンに結合するために用いられ、そして、シントンの一部である官能基に置換され得る。シントンは、親水性、親油性または両親媒性の特徴をシントンまたはシントンから作られる化学種に与えるために使用される原子または原子団に置換され得る。シントンは、シントンを他の単一または複数のシントンに結合するために用いられ得るシントン上の一つ以上の官能基を形成する原子または原子団に置換され得る。官能基または親水性、親油性もしくは両親媒性の特徴を与えるために用いられる基に置換される前のシントンをコアシントンと呼ばれ得る。本明細書で使用される場合、用語「シントン」は、コアシントンをいい、また、官能基、または親水性、親油性または両親媒性の特徴を与えるために用いられる基に置換されるシントンをいう。
本明細書で使用される場合、用語「環状シントン」は、一つ以上の環状構造を有するシントンをいう。環状構造の例としては、アリール基、ヘテロアリール基、および２環状環構造および多環状環構造を含む環状炭化水素構造が挙げられる。コア環状シントンの例としては、ベンゼン、シクロヘキサジエン、シクロペンタジエン、ナフタレン、アントラセン、フェニレン、フェナントラセン、ピレン、トリフェニレン、フェナントレン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ビフェニル、ビピリジン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、デカリン、ピペリジン、ピロリジン、モルフォリン、ピペラジン、ピラゾリジン、キヌクリジン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、テトラヒドロチオフェン、テトラヒドロフラン、ピロール、シクロペンタン、シクロペンテン、トリプチセン、アダマンタン、ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、ビシクロ［２，２，１］ヘプテン、ビシクロ［２，２，２］オクタン、ビシクロ［２，２，２］オクテン、ビシクロ［３，３，０］オクタン、ビシクロ［３，３，０］オクテン、ビシクロ［３，３，１］ノナン、ビシクロ［３，３，１］ノネン、ビシクロ［３，２，２］ノナン、ビシクロ［３，２，２］ノネン、ビシクロ［４，２，２］デカン、７−アザビシクロ［２，２，１］ヘプタン、１，３−ジアザビシクロ［２，２，１］ヘプタン、およびスピロ［４，４］ノナンが挙げられるが、これらに規定されない。コアシントンは、全ての異性体、またはコアシントンの他のシントンへのカップリングの配置を含む。例えば、コアシントンベンゼンとしては、１，２−および１，３−置換ベンゼンのようなシントンが挙げられ、シントン間の結合は、ベンゼン環の１，２−位および１，３−位に各々形成される。例えば、コアシントンベンゼンは、
【００５８】
【化６】
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【００５９】
（ここで、Ｌはシントン間の結合であり、ベンゼン環の２，４，５，６位はまた、置換基を有し得る）のような１，３−置換シントンが挙げられる。シントン間の縮合結合は、一つの環状シントンの環原子間の、他の一つの環状シントンの環原子への直接のカップリングを含み、例えば、シントンＭ−ＸおよびＭ−ＸがＭ−Ｍを形成するために結合する（ここで、Ｍは環状シントンおよびＸはハロゲン）；例えば、Ｍがフェニル基の場合、縮合結合、
【００６０】
【化７】
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【００６１】
を結果として生じる。
【００６２】
（大環状モジュール）
大環状モジュールは、カップリングされたシントンの閉じた環である。大環状モジュールを作製するために、シントンは官能基で置換され、シントンをカップリングし、大環状モジュールを形成し得る。シントンはまた、大環状モジュールの構造に残る官能基で置換され得る。大環状モジュールに残る官能基は、大環状モジュールを他の大環状モジュールにカップリングするのに用いられ得る。
【００６３】
大環状モジュールは、３〜約２４の環状シントンを含み得る。大環状モジュールの閉じた環において、第１の環状シントンは、第２の環状シントンとカップリングされ得、第２の環状シントンは、第３の環状シントンとカップリングされ得、４つの環状シントンが大環状モジュールに存在する場合、第３の環状シントンは、第４の環状シントンとカップリングされ得、第４は第５となど、第ｎの環状シントンが、それ以前のものとカップリングされるまで繰返され、そして第ｎの環状シントンが、第１の環状シントンとカップリングされて、環状シントンの閉じた環を形成し得る。一つのバリエーションとして、大環状モジュールの閉じた環は、リンカー分子と共に形成され得る。
【００６４】
その構造内に親水性の官能基および親油性の官能基が存在する場合、大環状モジュールは両親媒性大環状モジュールであり得る。大環状モジュールの両親媒性の特性は、シントン中の原子またはシントン間の結合中の原子、またはシントンもしくは結合中にカップリングされる官能基中の原子からもたらされ得る。
【００６５】
いくつかのバリエーションにおいて、大環状モジュールの一つ以上のシントンは、一つ以上の親油性部分で置換され得るが、一つ以上のシントンは、一つ以上の親水性部分で置換され得、それにより両親媒性大環状モジュールを形成し得る。親油性部分および親水性部分は、両親媒性大環状モジュールの同一のシントンまたは結合にカップリングされ得る。親油性および親水性部分は、大環状モジュールの閉じた環の形成前、あるいは形成後に、大環状モジュールにカップリングされ得る。例えば、親油性部分または親水性部分は、閉じた環の形成後に、シントンもしくは結合の置換により、大環状モジュールに付加され得る。
【００６６】
大環状モジュールの両親媒性は、一部に、その安定したＬａｎｇｍｕｉｒフィルムを形成する能力により特徴付けられ得る。Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムは、Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフ上で、特定のバリア速度（ｂａｒｒｉｅｒ  ｓｐｅｅｄ）が１分当たりのミリメートル（ｍｍ／ｍｉｎ）で測定される場合の、１メートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で測定される特定の表面圧力で形成され得、一定表面圧力でのフィルム領域における等圧クリープまたは変化は、フィルムの安定性を特徴付けるために測定され得る。例えば、水相下（ｓｕｂｐｈａｓｅ）での大環状モジュールの安定なＬａｎｇｍｕｉｒフィルムは、５〜１５ｍＮ／ｍの等圧クリープを有し得、その結果、フィルム領域の大部分が、約１時間の期間中維持され得る。水相下での大環状モジュールの安定なＬａｎｇｍｕｉｒフィルムの例は、５〜１５ｍＮ／ｍの等圧クリープを有し得、その結果、約７０％のフィルム領域が約３０分の期間中維持され、ある時には、約７０％のフィルム領域が約４０分の期間中維持され、またある時には、約７０％のフィルム領域が約６０分の期間中維持され、そして、またある時には、約７０％のフィルム領域が約１２０分の期間中維持され得る。水相下での大環状モジュールの安定なＬａｎｇｍｕｉｒフィルムの他の例は、５〜１５ｍＮ／ｍの等圧クリープを有し得、その結果、約８０％のフィルム領域が約３０分の期間中維持され、ある時には、約８５％のフィルム領域が約３０分の期間中維持され、またある時には、約９０％のフィルム領域が約３０分の期間中維持され、またある時には、約９５％のフィルム領域が約３０分の期間中維持され、そして、またある時には、約９８％のフィルム領域が約３０分の期間中維持され得る。
【００６７】
一つの局面において、個々の大環状モジュールは、その構造内に孔を含み得る。各大環状モジュールは、モジュールの配置および状態に依存して、特定の大きさの孔を規定し得る。異なる大きさの孔を規定する様々な大環状モジュールが調製され得る。
【００６８】
大環状モジュールは、その構造に可撓性を含み得る。可撓性は、大環状モジュールが他の大環状モジュールとカップリング反応により結合をより容易に形成させ得る。大環状モジュールの可撓性はまた、大環状モジュールの孔を通る化学種の経路を調整することにおいて役割を果たし得る。例えば、様々な配置がその構造に利用可能であるので、可撓性は個々の大環状モジュールの孔の大きさに影響を与え得る。例えば、置換基が孔にない場合、大環状モジュールは、一つの立体配座中に特定の孔の大きさを有し得、そして、その大環状モジュールの一つ以上の置換基が孔に位置する場合、同一の大環状モジュールは、別の立体配座中に異なる孔の大きさを有し得る。同様に、大環状モジュールは、置換基のうちの１つの基が孔に位置する場合、１つの配置において特定の孔の大きさを有し得、置換基のうちの異なる基が孔に位置する場合、異なる配置において異なる孔の大きさを有し得る。例えば、孔に位置する置換基のうちの「１つの基」は、１つの位置異性体に配置された３つのアルコキシ基であり、その置換基のうちの「異なる基」は、他の１つの位置異性体に配置された２つのアルコキシ基であり得る。孔に位置する置換基のうちの「１つの基」および孔に位置する置換基のうちの「異なる基」の効果は、他の調整因子と共に、輸送および濾過を調整し得る大環状モジュール組成物を提供することである。
【００６９】
シントンからの大環状モジュールの製造において、シントンは、実質的に純粋な単一の異性体、例えば、純粋な単一の光学異性体として用いられ得る。
【００７０】
シントンからの大環状モジュールの作製において、一つ以上のカップリング結合が、隣接するシントンとの間に形成される。シントン間に形成される結合は、第２のシントン上の相補的な官能基へ、一つのシントン上の一つの官能基のカップリング生成物であり得る。例えば、第１のシントンの水酸基は、二つのシントン間にエステル結合を形成するために、第２のシントンの酸基または酸ハライド基とカップリングし得る。別の例は、イミン結合（−ＣＨ＝Ｎ−）、アルデヒドの反応から生じる−ＣＨ＝Ｏ、アミンを伴う一つのシントン（−ＮＨ２）、別なシントンである。相補的な官能基およびシントン間の結合の例を、表５に示す。
【００７１】
【表５−１】
2005517082.tif 000019
【００７２】
【表５−２】
2005517082.tif 000020
【００７３】
【表５−３】
2005517082.tif 000021
【００７４】
表５において、ＲおよびＲ’は水素または官能基を示し、そして、Ｘはハロゲンまたは他の好ましい離脱基である。
【００７５】
別の一つのバリエーションでは、大環状モジュールは、閉じた環の最初の調製後に大環状モジュールとカップリングした他の大環状モジュールとカップリングするための官能基を有し得る。例えば、大環状モジュールのイミン結合は、追加の大環状モジュールを生成するために、種々の置換基の一つで置換され得る。大環状モジュールをカップリングするための官能基を有するシントン間の結合の例を表６に示す。
【００７６】
【表６】
2005517082.tif 000022
【００７７】
表６において、Ｘはハロゲンであり、そして、Ｑ１およびＱ２はモジュールの一部の、独立して選択されたシントンである。
【００７８】
シントン間または他の大環状モジュール間の結合を形成するために用いられるシントンの官能基は、スペーサによりシントンから分離され得る。スペーサは、官能基をシントンにカップリングする任意の原子または原子団であり得、そして結合形成反応を妨げない。スペーサは、官能基の一部であり、シントン間の結合の一部になる。スペーサの例は、メチレン基（−ＣＨ２−）である。スペーサは、シントン間の結合を伸長するといわれ得る。例えば、一つのメチレンスペーサが、イミン結合（−ＣＨ＝Ｎ−）に挿入された場合、この結果生じたイミン結合は、−ＣＨ２ＣＨ＝Ｎ−であり得る。
【００７９】
シントン間の結合はまた、シントンの二つの官能基以外の外部部分により提供される一つ以上の原子を含み得る。外部部分は、中間体（例えば、カップリングした一連のシントンからのシントンの閉じた環を形成するように、シントン間の結合を形成するために、別のシントン上の官能基とカップリングする）を形成するために、一つのシントンの官能基とカップリングし得るリンカー分子であり得る。リンカー分子の例は、ホルムアルデヒドである。例えば、二つのシントン上のアミノ基は、結合−ＮＨＣＨ２ＮＨ−を生成するために、リンカー分子として、ホルムアルデヒド存在下で、Ｍａｎｎｉｃｈ反応を受け得る。
【００８０】
大環状モジュールの組成物は、例えば、閉じた環を形成するためにカップリングした３〜約２４の環状シントンを含み得る；閉じた環を、少なくとも二つの他の閉じた環の相補的な官能基にカップリングするための少なくとも二つの官能基；ここで、各官能基ならびに各相補的な官能基は、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群から選択された原子を含む官能基を含む。ある実施形態において、大環状モジュールは、前述の官能基を介してカップリングされる少なくとも二個の閉じた環を含み得る。別の実施形態において、大環状モジュールは、前述の官能基を介してカップリングされる少なくとも三個の閉じた環を含む。
【００８１】
別の実施形態において、大環状モジュールは、孔を規定する閉じた環を形成するようにカップリングされる３〜約２４の環状シントンから含み得る；置換基の第２の基が孔に位置する場合、置換基の第１の基が第２の立体配座の孔寸法と第２の孔寸法に配置される場合、第１の立体配座の第１の孔寸法を有する閉じたリング；
ここで、各基のそれぞれの置換基は、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群から選択された原子を含む官能基を含む。
【００８２】
別の例において、大環状モジュールは、以下（ａ）孔を規定する閉じたリングを形成するためにカップリングされる３〜約２４の環状シントン；（ｂ）孔において閉じた環にカップリングされ、孔を介して選択された化学種を輸送するように選択される少なくとも一つの官能基であって、ここで、この少なくとも一つの官能基は、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａ１、ハロゲン、ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群から選択された原子を含む官能基を含む；（ｃ）孔を介して輸送されるべき選択された化学種。いくつかの実施形態において、選択された化学種は、オボアルブミン、グルコース、クレアチニン、Ｈ２ＰＯ４−、ＨＰＯ４−２、ＨＣＯ３−、尿素、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、およびＫ＋の群から選択される。
【００８３】
いくつかの実施形態において、大環状モジュールの組成物は、Ｗａｎｇ樹脂、ヒドロゲル、アルミナ、金属、セラミック、重合体、シリカゲル、セファロース、セファデックス、アガロース、無機物固体、半導体、およびシリコンウエハの群から選択された固形支持体りカップリングされる。他の実施形態において、大環状モジュールの組成物は、５〜１５ｍＮ／ｍのＬａｎｇｍｕｉｒトラフで３０分後に、少なくとも８５％のフィルム領域を維持する。他の実施形態において、大環状モジュールの組成物は、５〜１５ｍＮ／ｍのＬａｎｇｍｕｉｒトラフで３０分後に、少なくとも９５％のフィルム領域を維持する。別の実施形態において、大環状モジュールは、５〜１５ｍＮ／ｍのＬａｎｇｍｕｉｒトラフで３０分後に、少なくとも９８％のフィルム領域を維持する。
【００８４】
いくつかの実施形態において、環状シントンは、ベンゼン、シクロヘキサジエン、シクロヘキセン、シクロヘキサン、シクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロペンタン、シクロヘプタン、シクロヘプテン、シクロヘプタジエン、シクロヘプタトリエン、シクロオクタン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロオクタトリエン、シクロオクタテトラエン、ナフタレン、アントラセン、フェニレン、フェナントラセン、ピレン、トリフェニレン、フェナントレン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ビフェニル、ビピリジル、デカリン、ピペリジン、ピロリジン、モルホリン、ピペラジン、ピラゾリジン、キヌクリジン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、テトラヒドロチオフェン、テトラヒドロフラン、ピロール、トリプチセン、アダマンタン、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、ビシクロ［２．２．１］ヘプテン、ビシクロ［２．２．２］オクタン、ビシクロ［２．２．２］オクテン、ビシクロ［３．３．０］オクタン、ビシクロ［３．３．０］オクテン、ビシクロ［３．３．１］ノナン、ビシクロ［３．３．１］ノネン、ビシクロ［３．２．２］ノナン、ビシクロ［３．２．２］ノネン、ビシクロ［４．２．２］デカン、７−アザビシクロ［２．２．１］ヘプタン、１，３−ジアザビシクロ［２．２．１］ヘプタン、およびスピロ［４．４］ノナンからなる群から各々独立して選択される。
【００８５】
他の実施形態において、各々カップリングされる環状シントンは、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群から選択される結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−（ここで、ｈは１〜４である）、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【００８６】
【化８】
2005517082.tif 000023
【００８７】
；ここで、ｐは１〜６である；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択される；ここで、二つの立体配座が異なる構造の場合、結合は、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかにおいて、ともにカップリングされるシントンに関して、独立して構成される；ここで、Ｑは、結合によって結合されたシントンの一つである
、によって、二つの隣接したシントンに独立してカップリングされる。
【００８８】
他の実施形態において、閉じた環の組成物は、以下の化学式から構成され得る：
【００８９】
【化９】
2005517082.tif 000024
【００９０】
。ここで：Ｊは２〜２３である；Ｑ１はシントンであり、各々が、（ａ）１，２−フェニルの位置で結合Ｌにカップリングされたフェニルシントン、（ｂ）１，３−フェニルの位置で結合Ｌにカップリングされたフェニルシントン、（ｃ）フェニルシントン以外のアリールシントン、（ｄ）ピリジニウムシントン以外のヘテロアリールシントン、（ｅ）飽和環状炭化水素シントン、（ｆ）不飽和環状炭化水素シントン、（ｇ）飽和二環状炭化水素シントン、（ｈ）不飽和二環状炭化水素シントン、（ｉ）飽和多環状水素シントン、および（ｊ）不飽和多環状炭化水素シントンからなる群から各々独立して選択される；ここで、結合ＬにカップリングされないそれぞれのＱ１の環の位置は、水素、またはＣ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属とアルカリ土類金属からの金属の群から選択された原子を含む官能基で置換される；Ｑ２は、（ａ）２，７−ナフチルの位置で結合Ｌとカップリングされるフェニルシントンおよびナフタレンシントン以外のアリールシントン、（ｂ）２，６−ピリジノの位置で結合Ｌにカップリングされるピリジンシントン以外のヘテロアリールシントン、（ｃ）１，２−シクロヘキシルの位置で結合Ｌにカップリングされるシクロヘキサンシントン以外の飽和環状炭化水素シントン、（ｄ）２，５−ピロールの位置で結合Ｌにカップリングされるピロールシントン以外の不飽和環状炭化水素シントン、（ｅ）飽和二環状炭化水素シントン、（ｆ）不飽和二環状炭化水素シントン、（ｇ）飽和多環状炭化水素シントン、および（ｈ）不飽和多環状炭化水素シントン、からなる群から独立して選択されたシントンである；ここで、ＬにカップリングされないＱ２の環の位置は、水素、または、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択された原子を含む官能基で置換される；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群から選択された結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−（ここで、ｈは１〜４である）、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【００９１】
【化１０】
2005517082.tif 000025
【００９２】
；ここで、ｐは１〜６である；ここで、ＲおよびＲ’は、各々水素およびアルキルの群より独立して選択される；ここで、二つの立体配座が異なる構造の場合、結合Ｌは、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかにおいて、ともにカップリングされるシントンに関して、独立して構成される；ここで、ｙは１または２であり、Ｑｙは、結合によって結合されたＱ１シントンまたはＱ２シントンの一つで各々独立している
、からなる群から各々独立して選択される。
【００９３】
いくつかの実施形態において、官能基は、水素、活性化された酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ、−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【００９４】
【化１１】
2005517082.tif 000026
【００９５】
、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ”）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋からなる群から各々独立して選択される；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択される；Ｘは、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される；ｒは１〜５０である；そしてｓは１〜４である。
【００９６】
別の例において、閉じた環の組成物は、以下の化学式を含む：
【００９７】
【化１２】
2005517082.tif 000027
【００９８】
ここで：Ｊは、２〜２３である；Ｑ１は、（ａ）１，２−フェニルの位置で結合Ｌにカップリングされるフェニルシントン、（ｂ）１，３−フェニルの位置で結合Ｌにカップリングされるフェニルシントン、および（ｃ）１，２−シクロヘキシルの位置で結合Ｌにカップリングされるシクロヘキサンシントンからなる群から各々独立して選択されるシントンである；ここで、結合Ｌにカップリングされない各Ｑ１の環の位置は、水素、または、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属の群より選択された原子を含む官能基で置換される；Ｑ２は、１，２−シクロヘキシルの位置で結合Ｌににカップリングされるシクロヘキサンシントンである；ここで、ＬにカップリングされないＱ２の環の位置が、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択された原子を含む官能基で置換される；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下の群から選択された結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−（ここで、ｈは１〜４である）、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【００９９】
【化１３】
2005517082.tif 000028
【０１００】
；ここで、ｐは１〜６である；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択される；ここで、二つの立体配座が異なる構造の場合、結合Ｌは、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかにおいて、ともにカップリングされるシントンに関して、各々独立して構成される；ここで、ｙは１または２であり、Ｑｙは、結合によって連結されるＱ１シントンまたはＱ２シントンの一つで各々独立している
、からなる群から各々独立して選択された結合である。
【０１０１】
いくつかの場合において、官能基は、水素、活性化された酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１０２】
【化１４】
2005517082.tif 000029
【０１０３】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ”）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃアルキルからなる群から各々独立して選択される；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択される；ｒは１〜５０である；そして、ｓは１〜４である
、からなる群から各々独立して選択される。
【０１０４】
別の実施形態において、以下の化学式は閉じた環の組成物である：
【０１０５】
【化１５】
2005517082.tif 000030
【０１０６】
ここで：Ｊは、２〜２３である；Ｑ１は、（ａ）１，４−フェニルの位置で結合Ｌにカップリングされるフェニルシントン、（ｂ）フェニルシトシン以外のアリールシントン、（ｃ）ヘテロアリールシントン、（ｄ）飽和環状炭化水素シントン、（ｅ）不飽和環状炭化水素シントン、（ｆ）飽和二環状炭化水素シントン、（ｇ）不飽和二環状炭化水素シントン、（ｈ）飽和多環状炭化水素シントン、および（ｉ）不飽和多環状炭化水素シントンからなる群から各々独立して選択される；ここで、Ｑ１の少なくとも一つは、１，４−フェニルの位置で結合Ｌにカップリングされるフェニルシントンであり、そして、結合Ｌにカップリングされない各Ｑ１の環の位置が、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属の群より選択された原子を含む官能基で置換される；Ｑ２は、（ａ）２，７−ナフチルの位置で結合Ｌにカップリングされるフェニルシントンおよびナフタレンシントン以外のアリールシントン、（ｂ）ヘテロアリールシントン、（ｃ）１，２−シクロヘキシルの位置で結合Ｌにカップリングされるシクロヘキサンシントン以外の飽和環状炭化水素シントン、（ｄ）不飽和環状炭化水素シントン、（ｅ）飽和二環状炭化水素シントン、（ｆ）不飽和二環状炭化水素シントン、（ｇ）飽和多環状炭化水素シントン、ならびに（ｈ）不飽和多環状炭化水素シントン、からなる群から独立して選択されたシントンである；ここで、ＬにカップリングされないＱ２の環の位置が、水素、またはＣ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択された原子を含む官能基で置換される；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群から選択された結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−（ここで、ｈは１〜４である）、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１０７】
【化１６】
2005517082.tif 000031
【０１０８】
；ここで、ｐは１〜６である；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択される；ここで、二つの立体配座が異なる構造の場合、結合Ｌは、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかにおいて、ともに連結されるシントンに関して、各々独立して構成される；ここで、ｙは１または２であり、そして、Ｑｙは、結合によって結合されたＱ１シントンまたはＱ２シントンの一つで各々独立している
、からなる群から各々独立して選択された結合である。
【０１０９】
他の実施形態においては、式の閉じた環の組成は、以下である：
【０１１０】
【化１７】
2005517082.tif 000032
【０１１１】
、Ｊは１〜２２であり、そしてｎは１〜２４であり；ＸおよびＲｎは、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択された原子を含む官能基からなる基の群より各々独立して選択され；Ｚは各々独立して水素または親油基であり；Ｌはシントン間の結合であり、各々のシントンは、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択される結合：−Ｎ＝ＣＲ−、−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、  −（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１１２】
【化１８】
2005517082.tif 000033
【０１１３】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキル群より各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
【０１１４】
一つの実施形態において、ＸおよびＲｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１１５】
【化１９】
2005517082.tif 000034
【０１１６】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋からなる群より各々独立して選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群より各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群より選択され；ｒは１〜５０であり；そして、ｓは１〜４である。
【０１１７】
別の実施形態においては、式の閉じた環の組成は、以下である：
【０１１８】
【化２０】
2005517082.tif 000035
【０１１９】
、Ｊは、１〜２２であり、ｎは１〜４８であり；ＸおよびＲｎは、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択される原子を含む官能基からなる群より各々独立して選択され；Ｚは各々独立して水素または親油基であり；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択される結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１２０】
【化２１】
2005517082.tif 000036
【０１２１】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
別の実施形態においては、ＸおよびＲｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１２２】
【化２２】
2005517082.tif 000037
【０１２３】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋からなる群から各々独立して選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択され；ｒは１〜５０であり；そして、ｓは１〜４である。
【０１２４】
別の実施形態においては、閉じた環の組成は、以下の式を有し得る：
【０１２５】
【化２３】
2005517082.tif 000038
【０１２６】
、Ｊは、１〜１１であり、そしてｎは１〜１２である；ＸおよびＲｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１２７】
【化２４】
2005517082.tif 000039
【０１２８】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋からなる群から各々選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択され；ｒは１〜５０であり；そして、ｓは１〜４であり；Ｚは各々が独立して水素または親油基であり；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択された結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１２９】
【化２５】
2005517082.tif 000040
【０１３０】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
【０１３１】
別の実施形態においては、閉じた環の組成は、以下の式を有し得る：
【０１３２】
【化２６】
2005517082.tif 000041
【０１３３】
、Ｊは、１〜１１であり、ｎは１〜１２であり；ＸおよびＲｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１３４】
【化２７】
2005517082.tif 000042
【０１３５】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋、からなる群から各々選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択され；ｒは１〜５０である；そして、ｓは１〜４であり；Ｚは各々が独立して水素または親油基であり；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択される結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１３６】
【化２８】
2005517082.tif 000043
【０１３７】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
【０１３８】
別の実施形態においては、閉じた環の組成は、以下の式を有し得る：
【０１３９】
【化２９】
2005517082.tif 000044
【０１４０】
、Ｊは、１〜１１であり、そしてｎは１〜１２であり；Ｘは、−ＮＸ１−または−ＣＸ２Ｘ３であり、ここでＸ１は、アミノ酸残基、−ＣＨ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、および−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２からなる群から選択され；Ｘ２およびＸ３は、水素、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−（ＣＨ２）ｔＯＨ、−（ＣＨ２）ｔＮＨ２および−（ＣＨ２）ｔＳＨからなる群から各々独立して選択され、ここで、ｔは１〜４であり、そして、Ｘ２およびＸ３は両方水素ではない；Ｒｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１４１】
【化３０】
2005517082.tif 000045
【０１４２】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋、からなる群から各々選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択される；ｒは１〜５０であり；そして、ｓは１〜４であり；Ｚは各々が独立して水素または親油基であり；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択される結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１４３】
【化３１】
2005517082.tif 000046
【０１４４】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
【０１４５】
別の実施形態においては、閉じた環構造は、以下の式を有し得る：
【０１４６】
【化３２】
2005517082.tif 000047
【０１４７】
、Ｊは、１〜１１であり、そしてｎは１〜１２であり；ＸおよびＲｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１４８】
【化３３】
2005517082.tif 000048
【０１４９】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋、からなる群から各々選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択され；ｒは１〜５０であり；そして、ｓは１〜４であり；ＺおよびＹは各々が独立して水素または親油基であり；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択された結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１５０】
【化３４】
2005517082.tif 000049
【０１５１】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
【０１５２】
別の実施形態においては、閉じた環構造は、以下の式を有し得る：
【０１５３】
【化３５】
2005517082.tif 000050
【０１５４】
、Ｊは、１〜１１であり、そしてｎは１〜１２であり；ＸおよびＲｎは、水素、活性酸、−ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−ＮＲＲ、−ＮＲＲＲ＋、−ＭｇＸ、−Ｌｉ、−ＯＬｉ，−ＯＫ、−ＯＮａ、−ＳＨ、−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ３、−ＮＨ−アルキル−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ（ＮＨ２）ＣＯ２−アルキル、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＲ、−ＣＨ＝ＣＲ２、４−ビニルアリール、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）、
【０１５５】
【化３６】
2005517082.tif 000051
【０１５６】
、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＸ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ−）Ｏ（ＣＨ２）ｓＮＲ３＋、からなる群から各々選択され；ここで、Ｒは、水素および１〜６Ｃのアルキルからなる群から各々独立して選択され；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択され；ｒは１〜５０であり；そして、ｓは１〜４であり；ＺおよびＹは各々が独立して水素または親油基である；Ｌはシントン間の結合であり、（ａ）縮合結合、および（ｂ）以下からなる群より選択される結合：−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−、ここで、ｈは１〜４であり、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１５７】
【化３７】
2005517082.tif 000052
【０１５８】
からなる群から各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、水素およびアルキルの群から各々独立して選択され；ここで、結合Ｌは、各々独立してそれが一緒に結合するシントンに関し、二つの立体配座が異なる構造である場合、二つの可能な立体配座（正および逆）のいずれかの形態である。
【０１５９】
一つのバリエーションでは、大環状モジュールは、以下の式の閉じた環の組成であり得：
【０１６０】
【化３８】
2005517082.tif 000053
【０１６１】
ここで：この閉じた環は、合計３〜２４のシントンＱを含み；Ｊは２〜２３であり；Ｑ１は（ａ）アリールシントン、（ｂ）ヘテロアリールシントン、（ｃ）飽和環状炭化水素シントン、（ｄ）不飽和環状炭化水素シントン、（ｅ）飽和二環状炭化水素シントン、（ｆ）不飽和二環状炭化水素シントン、（ｇ）飽和多環状炭化水素シントン、および（ｈ）不飽和多環状炭化水素シントンからなる群より各々独立して選択され；ここで、結合Ｌに結合しない各Ｑ１の環の位置が、水素または、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択される原子を含む官能基で置換され；Ｑ２はシントンであり、（ａ）アリールシントン、（ｂ）ヘテロアリールシントン、（ｃ）飽和環状炭化水素シントン、（ｄ）不飽和環状炭化水素シントン、（ｅ）飽和二環状炭化水素シントン、（ｆ）不飽和二環状炭化水素シントン、（ｇ）飽和多環状炭化水素シントン、および（ｈ）不飽和多環状炭化水素シントン、からなる群より選択され；ここで、結合Ｌに結合しないＱ２の環の位置は、水素または、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択される原子を含む官能基で置換され；Ｌはシントン間の結合であり、シントン−シントン、−ＮＲＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−（ＣＲＲ’）ｐ−、−ＣＨ２ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＯＨ）−、−ＨＣ＝ＣＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＮＨ−、−ＮＨＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＨＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｐＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−Ｎ＝ＣＨ（ＣＨ２）ｈＣＨ＝Ｎ−（ここで、ｈは１〜４であり）、−ＣＨ＝Ｎ−ＮＨ−、−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）Ｏ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＣＨ３）２Ｃ（Ｏ）Ｏ−、
【０１６２】
【化３９】
2005517082.tif 000054
【０１６３】
【化４０】
2005517082.tif 000055
【０１６４】
【化４１】
2005517082.tif 000056
【０１６５】
からなる群より各々独立して選択され；ここで、ｐは１〜６であり；ここで、ＲおよびＲ’は、各々が水素およびアルキル基の群より独立して選択され；ここで、結合Ｌは、Ｑ１シントンおよびＱ２シントンに対して各々が独立して配置され、各Ｌが、それが一緒に結合するシントンについてその二つの可能な形態（それが結合するすぐ隣のシントンに対する結合の正および逆の形態）、例えば、二つの形態が異性体によって異なる構造である場合、Ｑ１ａ−ＮＨＣ（Ｏ）−Ｑ１ｂおよびＱ１ａ−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−Ｑ１ｂのいずれかを有する。独立に選択される場合、シントンＱ１は、記載されているように、任意の環状シントンであり得、その結果、ＪのシントンＱ１がいずれかの順序で閉じた環中に見出され得（例えば、シクロヘキシル−−１，２−フェニル−−ピペリジニル−−１，２−フェニル−−１，２−フェニル−−シクロヘキシルなど）、そして、Ｊの結合Ｌもまた独立に選択され、閉じた環中に配置され得る。上記式で表され、そしてこれに含まれる大環状モジュールは、関与するシントンの全ての立体異性体を含み、その結果、大環状モジュールの広範囲の立体異性体がシントンの各閉じた環の組成に包含される。
大環状モジュール組成を作製する方法は、例えば：（ａ）複数の第１の環状シントンを提供する工程；（ｂ）複数の第２の環状シントンを上記第１の環状シントンと接触する工程；（ｃ）大環状モジュール組成を単離する工程、を包含し得る。いくつかの実施形態において、この方法はさらに、リンカー分子を（ａ）または（ｂ）における混合物と接触する工程を包含し得る。
上記組成によって選択種を輸送するための組成を調製する別の方法は、以下の工程を包含する：第１の環状シントンを選択する工程（ここで、第１の環状シントンは、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からの金属からなる群より選択される原子を含む官能基を含む少なくとも一つの官能基で置換されている）；２〜約２３のさらなる環状シントンを選択する工程；上記第１の環状シントンおよび上記さらなる環状シントンを大環状モジュール組成に取り込む工程であって：この組成が３〜約２４の環状シントンが結合して、孔を規定する閉じた環を形成する工程；ここで、この第１の環状シントンの少なくとも１つの官能基は、大環状モジュール組成の孔に位置し、そして孔により選択種を輸送するために選択される。
大環状モジュール組成を作製する別の方法は：（ａ）複数の第１の環状シントンを提供する工程；（ｂ）複数の第２の環状シントンをこの第１の環状シントンと接触する工程；（ｃ）この複数の第１の環状シントンを（ｂ）からの混合物と接触する工程を包含する。
大環状モジュール組成を作製する別の方法は：（ａ）複数の第１の環状シントンを提供する工程；（ｂ）複数の第２の環状シントンをこの第１の環状シントンと接触する工程；（ｃ）複数の第３の環状シントンを（ｂ）からの混合物と接触する工程を包含する。
【０１６６】
いくつかの実施形態において、この方法は、固相上に結合した環状シントン（単数または複数）を支持する工程をさらに包含し得る。
【０１６７】
大環状モジュール組成を作製する別の方法は、以下の工程を包含する：（ａ）複数の環状シントンを金属錯体テンプレートと接触する工程；（ｂ）大環状モジュール組成を単離する工程。
【０１６８】
大環状モジュールは、この大環状モジュールを固相表面、基体、または支持体に結合するための官能基を含み得る。基体または表面に結合するために使用され得る大環状モジュールの官能基の例としては、アミン、カルボン酸、カルボン酸エステル、ベンゾフェノンおよび他の光活性化された架橋リンカー、アルコール、グリコール、ビニル、スチリル、オレフィンスチリル、エポキシド、チオール、マグネシウムハロもしくはＧｒｉｇｎａｒｄ、アクリルレート、アクリルアミド、ジエン、アルデヒド、およびそれらの混合物が挙げられる。これらの官能基は、大環状モジュールの閉じた環に結合し、そして必要に応じてスペーサ基により接着され得る。固体表面の例としては、金属表面、セラミック表面、ポリマー表面、半導体表面、シリコンウェハ表面、アルミナ表面などが挙げられる。基体または表面に結合するために使用され得る大環状モジュールの官能基の例は、表５および表６の左側の欄に記載されたものをさらに含む。基体へのモジュールの結合を開始する方法は、化学的方法、熱による方法、光化学的方法、電気化学的方法、および放射線による方法を包含する。
【０１６９】
スペーサ基の例としては、酸化ポリエチレン、酸化プロピレン、多糖、ポリリジン、ポリペプチド、ポリ（アミノ酸）、ポリビニルピロリドン、ポリエステル、ポリ塩化ポリビニル、フッ化ポリビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンアミド、およびポリスルホキシドが挙げられる。
【０１７０】
（大環状モジュール孔）
個々の大環状モジュールは、その構造に孔を含み得る。孔の大きさは、大環状モジュールを通過し得る分子または他の化学種の大きさを決定し得る。大環状モジュールの孔の大きさは、大環状モジュールの製造に用いられるシントンの構造、シントン間の結合、モジュール中のシントン数、大環状モジュールの製造に用いられるあらゆるリンカー分子の構造、および大環状モジュールの調製において固有であるか、後の段階または改変において加わったものかに関わらない大環状モジュールの他の構造的特徴に依存し得る。大環状モジュールの立体異性はまた、大環状モジュールの閉じた環の調製に用いられる各シントンの立体異性体の変化により、大環状モジュールの孔の大きさの調節に用いられ得る。
【０１７１】
大環状モジュールの孔の寸法は、大環状モジュールの形成に用いられるシントンの組合せを変えることにより、あるいは閉じた環中のシントン数を変えることにより、変動し得る。孔の寸法はまた、シントンまたは結合上の置換基により変動し得る。したがって、孔を十分に大きくあるいは十分に小さくすることで、孔を通る化学種の輸送に対する影響を達成し得る。大環状モジュールの孔を通して輸送され得る化学種として、原子、分子、生体分子、イオン、荷電粒子、および光子が挙げられる。
【０１７２】
化学種の大きさは、それが大環状モジュールの孔を通過可能かどうかの唯一の決定因子ではないかもしれない。大環状モジュールの孔の構造中または近傍に位置する基または部分は、種々の機構により孔を通る化学種の輸送を調節または影響し得る。例えば、孔を通る化学種の輸送は、その化学種と相互作用する大環状モジュールの基により、イオン性相互作用またはキレート基のような他の相互作用により、または化学種の錯体化により、影響され得る。例えば、カルボン酸陰イオンまたはアンモニウム基のような荷電基は、逆に帯電する化学種とカップリングし、その輸送に影響し得る。大環状モジュール中のシントンの置換基は、大環状モジュールの孔を通る化学種の通過に影響し得る。大環状モジュールの孔を多少親水性または親油性にする原子団は、孔を通る化学種の輸送に影響し得る。原子または原子団は、孔を通る化学種の通過を立体的に減速またはブロックするよう孔中または近隣に配置され得る。例えば、水酸基またはアルコキシ基は、環状シントンにカップリングされ大環状モジュール構造の孔中に配置され得るか、あるいはシントン間の結合にカップリングされ孔中に配置され得る。広範囲の官能基が、孔を通る化学種の通過を立体的に減速またはブロックするために用いられ得、それらとしては、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ａｌ、ハロゲン、およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群より選択される原子を含む官能基が挙げられ得る。孔を通る化学種の通過のブロックおよび減速は、立体的ブロックにより孔の寸法を減じること、および直線状でない孔を通る経路の生成により化学種の通過を減速させ、官能基と化学種と間の相互作用を提供し、輸送を減速させることを包含し得る。孔およびその内部を定義する大環状モジュールの部分の立体化学的構造もまた、輸送に影響し得る。大環状モジュールの孔を通る化学種の輸送に影響する任意の基または部分は、大環状モジュールの調製に用いられるシントンの部分として導入され得るか、あるいは種々の手段により後に付加され得る。例えば、Ｓ７−１は、ＣｌＣ（Ｏ）（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ２ＣＨ３と反応し、フェノール基をスクシニルエステル基に変換され得る。さらに、部分的に可撓性の大環状モジュールのシントンおよび結合の分子動力学的動作は、モジュールの孔を通る化学種の輸送に影響し得る。孔を通って輸送されるべき化学種の存在が、大環状モジュールの可撓性、コンフォメーション、および動力学的な動作に影響するので、輸送の動作は、大環状モジュール自体の構造によってのみ説明されないかもしれない。一般に、溶媒もまた、孔を通る溶質の輸送に影響し得る。
【０１７３】
大環状モジュールおよび大環状モジュールのアレイは、数ある用途の中で、サイズ排除分離、イオン分離、ガス分離、鏡像異性体の分離、低分子分離、浄水、細菌類、真菌類またはウイルスの濾過、汚水処理、および毒素の除去に有用であり得る。
【０１７４】
以下の実施例ではさらに、本発明の範囲内にある変化形を記載し、実行する。本明細書、以上の記載および以下の実施例の双方において記載する全ての実施例は、例示する目的のためにのみ与えられ、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の例示的な変化形が記載されているが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく変更または改変され得ることを認める。添付の特許請求の範囲に述べるように、本発明の真の範囲内にあるこれら変更、改変、および等価物のすべてを網羅することが、意図される。
【０１７５】
本明細書に参照される全ての文献（特許出願、特許引用文献、出版物、記事、書籍、および論文を含む）は、その全てを本明細書に参照として具体的に援用する。
【実施例】
【０１７６】
試薬は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙおよびＶＷＲ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから得た。反応は、特に記載のない限り、窒素雰囲気下またはアルゴン雰囲気下で実施した。水溶液の溶媒抽出物を無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥させた。溶液をロータリーエバポレータを用いて減圧下で濃縮した。
【０１７７】
（実施例１）
（（３−アミノプロピル）トリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）を用いるシリコン基体の誘導体化）
まず、ＳｉＯ２基体をピラニア（ｐｉｒａｎｈａ）溶液（比率３：１のＨ２ＳＯ４：３０％Ｈ２Ｏ２）中で１５分間超音波処理した。その後、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ水（＞１８ＭΩ−ｃｍ）中で１５分間超音波処理した。グローブバッグ中にてＮ２雰囲気下で誘導体化工程を行った。０．０５ｍＬのＡＰＴＥＳおよび０．０５ｍＬのピリジンを９ｍＬのトルエンに加えた。混合の直後、新たに洗浄したＳｉＯ２基体をＡＰＴＥＳ溶液に１０分間浸漬した。基体を多量のトルエンで洗浄し、次いで、Ｎ２で乾燥した。堆積したＡＰＴＥＳフィルムは、０．８〜１．３ｎｍの範囲の厚さの値を示した。
【０１７８】
（実施例２）
両親媒性モジュール６量体１ａをＨＰＬＣ等級のクロロホルム中に約１ｍｇ／ｍｌの濃度で溶かした。クロロホルム溶液をＬ−Ｂトラフ（ＫＳＶ、Ｈｅｌｓｉｎｋｉ）中の水（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｍｉｌｌｉ−Ｑ）表面に適用した。クロロホルムを蒸発させ、その親水基は水に浸漬し、その親油基は空気中に存在した。両親媒性モジュールを水面上に残した。システム中の温度を制御（約±０．２℃）した。Ｌ−Ｂトラフのバリアをゆっくりと圧縮（１〜１０ｍｍ／分）した。フィルム圧縮中、Ｗｉｌｈｅｌｍｙの手順を用いて、表面圧力を監視した。等温線の形状により、モジュールが水面上でＬａｎｇｍｕｉｒフィルムを形成したことを確認した。
【０１７９】
（実施例３）
（ＤＥＭを有する６量体１ｄｈ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ堆積））
この調製のスキームを図１に例示する。クロロホルム中の６量体１ｄｈの１ｍｇ／ｍｌ溶液２５μｌを、水下相（ｓｕｂｐｈａｓｅ）（ｐＨ８．８、Ｔ＝２２℃）中の２ｍｇ／ｍｌマロンイミド酸ジエチル（ＤＥＭ）上に分散した。溶媒の蒸発の拡散を可能にするために１９分間待った後、この単層を圧縮し、５ｍＮ／ｍに保持した。次いで、この下相を４０℃に加熱し、およそ６０分間保持した。硬化した固体ナノフィルムがこの下相の表面上で形成された。これは、Ｂｒｅｗｓｔｅｒ  Ａｎｇｌｅ顕微鏡画像において、均一であり、均質であることを示した。プローブで触れると、下相の表面の直上のフィルムを捉えたＢｒｅｗｓｔｅｒ  Ａｎｇｌｅ顕微鏡画像（図６Ａに示す）に示すように、フィルムにひびが入った。これは、ナノフィルムが高度に架橋されたことを示す。この硬化ナノフィルムの質量スペクトル分析は、固体ナノフィルムが機器の投入口を塞いだため、実施し得なかった。
【０１８０】
以上のように調製した他の単層を、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ堆積により、Ｓｉウェハ（比率３：１のＨ２ＳＯ４／３０％Ｈ２Ｏ２のピラニア溶液で１０分間処理して親水性にした）に移した。この基体を、空気−水界面を０．３ｍｍ／分の速度で通して移した。画像楕円偏光法（図６Ｂに示す）によって、シリコン基体上の粉砕した固体フィルムの塊が示され、ナノフィルム、および基体のＡＰＴＥＳ被覆を含む高さはおよそ３５Åであった。
【０１８１】
固体ナノフィルムの等圧クリープを図７に示す。濃縮状態において、表面上に方向付けされる個々の分子を有するが、分子間でカップリングしていないＬａｎｇｍｕｉｒフィルムは、圧縮力を解放すると、拡散したり、減圧したりする。それと比較して、カップリングされたモジュールの固体ナノフィルムは、図７に示すように、たとえ溶媒が存在しても、経時的にその形状およびフィルムの強度を維持した。上方の線は、ＤＥＭ架橋剤の存在下で調製したナノフィルムの等圧クリープを示し、下方の線は、架橋剤なしで調製したナノフィルムの等圧クリープを示す。
【０１８２】
（実施例４）
（ＤＥＭを有する６量体１ｄｈ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ堆積））
モジュール連結の存在をフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）で検出した。実施例３のナノフィルムのＦＴＩＲスペクトルを図８に示す。図８Ａにおいて、ナノフィルムおよび６量体１ｄｈのＦＴＩＲスペクトルを示す。図８Ｂにおいて、ＤＥＭおよび２４時間後の下相中のＤＥＭのＦＴＩＲスペクトルを示す。ＦＴＩＲにおける変化は、６量体１ｄｈとＤＥＭとの間のカップリングの存在を示す。
【０１８３】
（実施例５）
（ＤＥＭを有する６量体１ｄｈ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｓｃｈａｅｆｅｒ堆積））
クロロホルム中の６量体１ｄｈの１ｍｇ／ｍｌ溶液２５μｌを、２ｍｇ／ｍｌマロンイミド酸ジエチル下相（ｐＨ８．８、Ｔ＝２２℃）上に広げた。溶媒の蒸発の拡散を可能にするために１５分間待った後、この単層を圧縮し、５ｍＮ／ｍに保持した。この単層を、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｓｃｈａｅｆｅｒ堆積により、Ｓｉウェハ（ピラニア溶液で１０分間処理して親水性にした）に移した。画像楕円偏光法により、ナノフィルムの単一の断片を示す図９に示すよう、シリコン基体上の完全なフィルムが示され、その高さはおよそ２１Åであった。
【０１８４】
（実施例６）
（オクタデシルアミンを用いるＭａｎｎｉｃｈ反応）
クロロホルム中のオクタデシルアミンの１ｍｇ／ｍｌ溶液３５μｌを、１％ホルムアルデヒド下相（ｐＨ３、Ｔ＝２２℃）上に広げた。溶媒の蒸発の拡散を可能にするために１５分間待った後、この単層を圧縮し、２０ｍＮ／ｍに保持した。この表面圧力で、フィルムは、およそ８０分間面積の一定の損失を示し、その後、フィルム面積は増大した。合計１３０分間の後、空気−水界面において、フィルムを手作業のＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ堆積により抽出した。簡単に述べると、Ｓｉウェハを空気−水界面を介して浸漬した後、ウェハをクロロホルム中で振って、堆積物質を取除き、このプロセスを繰返した。その後質量分析法（ＥＳＩモード）をこのクロロホルム溶液に対して実施した。質量スペクトルで検出されるような、両親媒性物質のカップリングの際、ナノフィルム中に形成される結合構造を、図４の右側に示す。
【０１８５】
（実施例７）
（反応性エステル基を用いる表面付着）
まず、ＡＰＴＥＳで改変したシリコン基体を、ｐＨ７の２２℃の水下相へと下ろした。１６０ｍＬのヘプタデカン酸メチル（ＭＨＤ）（１ｍｇ／ｍＬ  ＣＨＣｌ３溶液）を空気／水界面に分散した。１０分後、フィルムを３ｍｍ／分の速度で、３８ｍＮ／ｍに圧縮した。３８ｍＮ／ｍに到達した際、基体を１ｍｍ／分の速度でこの下相から（３８ｍＮ／ｍの表面圧力を保持しながら）引上げ、その結果、１層のＭＨＤが堆積した。堆積の後、いくつかのサンプルを７０℃で３．５時間加熱して、表面のアミン基（ＡＰＴＥＳ）とＭＨＤのエステル基との間の反応を誘導し、アミド結合を形成した。熱硬化の後、サンプルをＣＨＣｌ３で超音波処理し、表面付着の程度を決定した。フィルムが表面と反応しなかった場合、この処理の結果、フィルムは除去された。
【０１８６】
基体の楕円偏光画像を図１０に示す。図１０Ａに、フィルム堆積後の基体を示す。図１０Ｂに、フィルム堆積および７０℃での加熱後の基体を示す。図１０Ｂは、加熱中にいくらかのディウェッティング（ｄｅｗｅｔｔｉｎｇ）が起こり、ナノフィルムが基体上に残ったことを示す。図１０Ｃに、フィルム堆積、７０℃での加熱、およびＣＨＣｌ３処理後の基体を示す。これもまた、ナノフィルムが基体上に残ったことを示す。
【０１８７】
（実施例８）
（反応性アクリル基を用いる表面付着）
まず、ＳｉＯ２基体を、ＡＰＴＥＳを用いる誘導体化（実施例６）において記載したものと同じ手順を用いて、メチルアクリルオキシメチルトリメトキシシラン（ＭＡＯＭＴＭＯＳ）の層とを用いて誘導体化した。次いで、この基体を、ｐＨ５の２２℃の水下相中へと下ろした。１７０ｍＬのＮ−オクタデシルアクリルアミド（ＯＤＡＡ）（１ｍｇ／ｍＬ  ＣＨＣｌ３溶液）を空気／水界面に分散した。１０分後、フィルムを２ｍｍ／分の速度で、３５ｍＮ／ｍに圧縮した。３５ｍＮ／ｍに到達した際、基体を２ｍｍ／分の速度で下相から引上げ、その結果、１層のＯＤＡＡが堆積した。堆積の後、いくつかのサンプルに４０分間または２２０分間照射（２５４ｎｍ）し、表面のアクリル基（ＭＡＯＭＴＭＯＳ）とＯＤＡＡのアクリル基との間のカップリングを誘導した。ＵＶ硬化後、サンプルをＣＨＣｌ３中で超音波処理し、表面付着の程度を決定した。フィルムが表面と反応しなかった場合、この処理の結果、フィルムは除去された。
【０１８８】
この基体の楕円偏光画像を図１１に示す。図１１Ａに、フィルム堆積および４０分間２５４ｎｍのＵＶ照射への暴露後の基体を示す。図１１Ｂに、フィルム堆積、照射、およびＣＨＣｌ３処理後の基体を示す。図１１Ｂは、この基体にカップリングした単層が存在したことを示す。
【０１８９】
（実施例９）
実施例３の６量体１ｄｈのナノフィルムの独特な構造が図１２に示され、図１２では、連結が、シクロヘキシルシントンを介してモジュールのアミド結合によりなされている。モジュールおよび構造の隙間の孔のおよその大きさは、１４Å２、２５Å２、および４０Å２である。十分に最小化された構造は、ＭＭ＋分子力学により得られた。
【０１９０】
（実施例１０）
８量体５ｊｈ−アスパラギン酸を濃縮Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルム中で形成し、アミド結合を介したモジュールのカップリングを開始するのに十分な温度に加熱して、ナノフィルムを形成する。８量体５ｊｈ−アスパラギン酸のナノフィルムの独特な構造が図１３に示され、図１３では、結合が、ピペリジンシントンを介してモジュールのアスパラギン酸アミド結合によりなされている。構造の孔のおよその大きさは、１１９Å２〜２００Å２である。十分に最小化された構造は、ＭＭ＋分子力学により得られた。
【０１９１】
（実施例１１）
まず、２つのＳｉＯ２基体を、ＡＰＴＥＳを用いた誘導体化（実施例１を参照）において記載したものと同じ手順を用いて、アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＡＯＰＴＭＯＳ）の層を用いて誘導体化した。次いで、これら基体および未改変ＳｉＯ２基体を、２２℃に維持したＨ２Ｏ下相へと下ろした。その後、６量体１ｊｈ−ＡＣ（１ｍｇ／ｍＬ  ＣＨＣｌ３溶液）を空気／水界面に分散した。１０分後、フィルムを４ｍｍ／分の速度で、３０ｍＮ／ｍに圧縮した。３０ｍＮ／ｍの表面圧力に到達した際、Ｌａｎｇｍｕｉｒフィルムに２５４ｎｍの光を１．５インチの距離（３インチの距離で１３５０μＷ／ｃｍ２）から３０分間照射した。その後、基体を１ｍｍ／分の速度で下相から引上げ、その結果、１層の架橋６量体１ｊｈ−ＡＣが堆積した。堆積の後、ＡＯＰＴＭＯＳ基体上に堆積したサンプルに３０分間照射（２５４ｎｍ）して、表面のアクリル基（ＡＯＰＴＭＯＳ）と６量体１ｊｈ−ＡＣのアクリル基との間のカップリングを誘導した。次いで、全てのサンプルを、楕円偏光法により試験して、フィルムの厚さの値を決定した。最後に、全てのサンプルをＣＨＣｌ３中で超音波処理し、表面付着の程度を決定した。フィルムが表面と反応しなかった場合、この処理の結果、フィルムは除去された。対応するＬａｎｇｍｕｉｒトラフ面積対時間（照射中）のグラフおよび堆積したフィルムの楕円偏光画像を、それぞれ図１４および１５に示す。ＭＡＯＭＴＭＯＳで改変された基体上に堆積したフィルムの楕円偏光画像は、ＣＨＣｌ３超音波処理後もフィルムがまだ存在することを明らかに示し、したがって、表面付着が起こったことを表す。反対に、ＭＡＯＭＴＭＯＳで改変された基体上での堆積後にＵＶ光を使用しなかった場合、またはフィルムがシリコン上に堆積した場合、楕円偏光画像は、表面付着が起こらなかったことを表す。
【０１９２】
さらに、ＦＴＩＲデータは、６量体１ｊｈ−ＡＣのＵＶ暴露の際のビニル基バンドの消失を示し（図１６）、これは、６量体１ｊｈ−ＡＣとＡＯＰＴＭＯＳ誘導体化基体との間の架橋を表す。
【０１９３】
（実施例１２）
膜の濾過機能を、その溶質排除プロフィールから説明し得る。いくつかのナノフィルム膜の濾過機能を、表７〜８に例示する。
【０１９４】
（Ｇ膜の濾過機能の例）
【０１９５】
【表７】
2005517082.tif 000057
【０１９６】
（Ｔ膜の濾過機能の例）
【０１９７】
【表８】
2005517082.tif 000058
【０１９８】
溶質の通過または排除を、そのクリアランスにより測定する。それは、膜を実際に通過する溶質の部分を反映する。表７〜８のＮＰ記号は、溶質がナノフィルムにより部分的に排除されることを示し、その排除は、ときどき９０％より小さく、しばしば少なくとも９０％であり、ときどき少なくとも９８％である。Ｐ記号は、溶質がナノフィルムにより部分的に取除かれることを示し、そのクリアランスは、ときどき９０％より小さく、しばしば少なくとも９０％であり、ときどき少なくとも９８％である。
【０１９９】
化学種の非常に低いクリアランス（例えば、約５％より小さい、約３％より小さい）を有する場合、あるいは化学種の非常に高い排除（例えば、約９５％より大きい、約９８％より大きい）を有する場合、膜は、その化学種に対して不透過性である。
【０２００】
（実施例１３）
モジュールの孔の大きさを、電圧固定脂質二重層試験（ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｌａｍｐｅｄ  ｌｉｐｉｄ  ｂｉｌａｙｅｒ  ｔｅｓｔ）のコンダクタンスにより測定し得る。モジュールをホスファチジルコリン−ホスファチジルエタノールアミン脂質二重層に溶かす。二重層の一方の側に、試験される陽イオン化学種を含む溶液を配置する。もう一方の側に、モジュールの孔を通過し得ることが知られる陽イオン化学種を含む溶液を配置する。電気的中立性に必要な陰イオンは、それらがモジュールの孔を通過しないように選択する。正電圧を、試験化学種を含む脂質二重層の側の溶液にかける場合、試験陽イオンがモジュールの孔を通過し得ない大きさであれば、電流は検出されない。次いで、電圧を反対にし、正電圧を、孔を通過し得ることが知られる陽イオン化学種を含む溶液を有する脂質二重層の側にかける。予測される電流の観察により、脂質二重層の完全性および既知の大きさ以下の陽イオンの運搬装置としてのモジュールの孔の利用可能性を確認する。
【０２０１】
表９に示すように、大環状モジュールの選択的透過性を、電圧固定二重層法を用いて試験した。「＋」記号は、溶質の透過を表し、「−」記号は、溶質の排除を表す。透過および排除は、クリアランスの指標である。固定電圧を５０ｍＶにした。
【０２０２】
【表９】
2005517082.tif 000059
【０２０３】
（実施例１４）
溶質の選択的濾過および相対的クリアランスを表１０に例示する。表１０では、見出し「高透過性」は、溶質の約７０％〜９０％より多くのクリアランスを表す。見出し「中透過性」は、溶質の約５０％〜７０％より少ないクリアランスを表す。見出し「低透過性」は、溶質の約１０％〜３０％より少ないクリアランスを表す。
【０２０４】
【表１０】
2005517082.tif 000060
【０２０５】
（実施例１５）
濾過プロセスで考慮されるべき種々の化学種のおよその直径を表１１に示す。
【０２０６】
【表１１】
2005517082.tif 000061
【０２０７】
（シントンおよび大環状モジュール合成方法）
本明細書中に、以上の記載および以下の実施例の双方および図面に例示し、記載する全ての化学構造は、例示、記載、または図面が何らかの特定の異性体に明示的に限定しない場合は、その構造の予知できる全ての変化形および異性体（全ての立体異性体および構造異性体または立体配置異性体を含む）を包囲し、包含するものとする。
【０２０８】
（環状シントンの調製方法）
非特異的反応、立体特異的カップリング反応または少なくとも立体選択的カップリング反応から得られる複合混合物から、単一の立体配置異性体または鏡像異性体を分離する必要を避けることを、本発明のシントンの調製に採用し得る。以下は、本発明の大環状モジュールの調製に必要なシントンのいくつかのクラスの合成スキームの例である。一般に、コアシントンが例示され、その構造に親油性部分を示さないが、以下の全ての合成スキームは、両親媒性大環状モジュールおよび他の改変大環状モジュールの調製に用いられるさらなる親油性部分または親水性部分を包含し得ることが、理解される。化学種は、それらが表れるスキームに関して番号付けされる（例えば、「Ｓ１−１」はスキーム１の構造１を意味する）。
【０２０９】
１，３−ジアミノシクロへクス−５−エンのシントンを調製するアプローチをスキーム１に示す。
【０２１０】
【化４２】
2005517082.tif 000062
【０２１１】
対称ジエステルＳ１−１の、酵素により補助された部分的加水分解を用いて、光学異性体的に純粋なＳ１−２を得る。Ｓ１−２をＣｕｒｔｉｕｓ反応させ、次いで、ベンジルアルコールでクエンチし、保護化アミノ酸Ｓ１−３を得る。カルボン酸Ｓ１−４のヨードラクトン化の後、脱ハロゲン化水素により不飽和ラクトンＳ１−６を得る。ナトリウムメトキシドでのラクトン環の開環によりアルコールＳ１−７を得、アルコールＳ１−７は、メシル化、アジ化物とのＳＮ２置換、還元、および得られたアミンのジ−ｔｅｒｔ−ブチルジカーボネートでの保護化が関与するワンポット反応において配置が反転してＳ１−８に変換される。Ｓ１−８の、より安定なジエクアトリアル配置へのエピマー化、その後の鹸化により、カルボン酸Ｓ１−１０を得る。Ｓ１−１０をＣｕｒｔｉｕｓ反応させる。混合した無水物を、クロロギ酸エチル、その後の水性ＮａＮ３との反応により調製し、アジ化アシルを得、アジ化アシルは、還流ベンゼン中のイソシアン酸塩に熱的に再配列される。イソシアン酸塩を２−トリメチルシリルエタノールでクエンチし、個別に保護化されたトリカルバミン酸塩Ｓ１−１１を得る。トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）との反応により、１，３−ジアミノ基を選択的に脱保護化し、所望のシントンＳ１−１２を得る。
【０２１２】
他の１つのバリエーションとして、１，３−ジアミノシクロヘキサンのシントンを調製するアプローチをスキーム１ａに示す。
【０２１３】
【化４３】
2005517082.tif 000063
【０２１４】
これらの調製のいくつかの特徴が、Ｓｕａｍｉら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９７５、４０、４５６およびＫａｖａｄｉａｓら、Ｃａｎ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．１９７８、５６、４０４に示される。
【０２１５】
他の１つのバリエーションとして、１，３−置換化シクロヘキサンのシントンを調製するアプローチをスキーム１ｂに示す。
【０２１６】
【化４４】
2005517082.tif 000064
【０２１７】
このシントンは、大環状モジュールが環化されるまで「Ｚ−保護化」を維持する。次いで、水素化プロトコルを行って脱保護化し、アミン官能基を有する大環状モジュールを生成する。
【０２１８】
ノルボナン（ビシクロヘプタン）を用いて、本発明のシントンを調製し、立体化学的に制御されるノルボナンの多官能化を達成し得る。例えば、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ付加環化を用いて、特定の予測可能な立体化学を有する種々の官能基を組入れたノルボナンを形成し得る。適切な試薬を用いて光学異性体化が高められた生成物を得ることで、キラル分離の必要性を制限し得る。
２−ジアミノノルボルナンのシントンを調製するアプローチをスキーム２に示す。
【０２１９】
【化４５】
2005517082.tif 000065
【０２２０】
５−（ベンジルオキシ−メチル）−１，３−シクロペンタジエン（Ｓ２−１３）を、フマル酸ジ−（ｌ）−メンチル（Ｓ２−１４）の塩化ジエチルアルミニウム・ルイス酸錯体と低温で反応させ、ジアステレオマー的に純粋なノルボルネンＳ２−１５を得る。水性エタノール中の水酸化カリウムとの鹸化により二酸Ｓ２−１６を得、二酸Ｓ２−１６をアジ化ジフェニルホスホリル（ＤＰＰＡ）と２段階のＣｕｒｔｉｕｓ反応をさせ、反応生成物を２−トリメチルシリルエタノールでクエンチし、ビスカルバミン酸塩Ｓ２−１７を得る。ＴＦＡによる脱保護化によりジアミンＳ２−１８を得る。
【０２２１】
このシントンクラスへの他の１つのアプローチの概要をスキーム３に示す。
【０２２２】
【化４６】
2005517082.tif 000066
【０２２３】
キニジン存在下でのメタノールとの無水物Ｓ３−１９の開環により光学異性体的に純粋なエステル酸Ｓ３−２０を得る。ナトリウムメトキシド（ＮａＯＭｅ）でのエステル基のエピマー化によりＳ３−２１を得る。ＤＰＰＡとのＣｕｒｔｉｕｓ反応、その後のトリメチルシリルエタノールとのクエンチによりカルバミン酸塩Ｓ３−２２を得る。ＮａＯＨとの鹸化により、酸Ｓ３−２３を得、酸Ｓ３−２３をＣｕｒｔｉｕｓ反応させ、次いで、ベンジルアルコールでクエンチし、個別に保護化されたビスカルバミン酸塩Ｓ３−２４を得る。化合物Ｓ３−２４を完全に脱保護化してジアミンを得たり、または、カルバミン酸塩のいずれかを選択的に脱保護化し得る。
エンド（ｅｎｄｏ），エンド−１，３−ジアミノノルボルナンのシントンを調製するアプローチをスキーム４に示す。
【０２２４】
【化４７】
2005517082.tif 000067
【０２２５】
５−トリメチルシリル−１，３−シクロペンタジエン（Ｓ４−２５）を、フマル酸ジ−（ｌ）−メンチルの塩化ジエチルアルミニウム・ルイス酸錯体と低温で反応させ、ほとんどジアステレオマー的に純粋なノルボルネンＳ４−２６を得る。アルコールからのＳ４−２６の結晶化は、９９％より大きな単一ジアステレオマーの回収率を得る。ブロモラクトン化、その後の銀を介した再配列により、７−位にアルコール部分を有する混合ジエステルＳ４−２８を得る。アルコールの臭化ベンジルによる保護化およびメチルエステルの選択的な脱保護化により遊離カルボン酸Ｓ４−３０を得る。Ｃｕｒｔｉｕｓ反応によりトリメチルシリルエチルカルバミン酸ノルボルネンＳ４−３１を得る。メタノール中のオレフィンのビスカルボニル化、その後の一段階脱保護化および脱水によりモノ−無水物Ｓ４−３３を得る。メタノールでの無水物のキニジン媒介開環によりＳ４−３４を得る。Ｓ４−３４のＣｕｒｔｉｕｓ変換によりビスカルバミン酸塩Ｓ４−３５を得、ｂｉｓカルバミン酸塩Ｓ４−３５のＴＦＡまたはフッ化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＦ）での脱保護化によりジアミンＳ４−３６を得る。
【０２２６】
シントンのこのクラスへの他の１つのアプローチの概要をスキーム５に示す。
【０２２７】
【化４８】
2005517082.tif 000068
【０２２８】
キニジン存在下でのＳ３−１９のベンジルアルコール開環により、大過剰に光学異性体化したＳ５−３７を得る。ヨードラクトン化、その後のＮａＢＨ４での還元によりラクトンＳ５−３９を得る。ＮａＯＭｅでの処理によりメチルエステルおよび遊離アルコールを遊離し、Ｓ５−４０を生成する。アルコールＳ５−４０の、反転カルバミン酸ｔ−ブチルで保護化されたアミンＳ５−４１への変換を、メシル酸塩Ｓ５−４０のアジド置換（ｄｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、その後のジ−ｔｅｒｔ−ブチルジカーボネートで保護化されたアミンへの還元によるワンポット反応において達成する。ベンジルエステルの水素化分解およびメチルエステルのエキソ（ｅｘｏ）配置へのエピマー化、その後の遊離酸の臭化ベンジルでの保護化によりＳ５−４４を得る。メチルエステルの鹸化、その後のトリメチルシリルエタノールでクエンチされたＣｕｒｔｉｕｓ反応によりビスカルバミン酸塩Ｓ５−４６を得、ビスカルバミン酸塩Ｓ５−４６をＴＦＡで開裂し、所望のジアミンＳ５−４７を得る。
エキソ，エンド−１，３−ジアミノノルボルナンのシントンを調製するアプローチをスキーム６に示す。
【０２２９】
【化４９】
2005517082.tif 000069
【０２３０】
キニジン存在下でのノルボルネン無水物Ｓ３−１９のｐ−メトキシベンジルアルコール開環により、大過剰に光学異性体化したモノエステルＳ６−４８をを得る。遊離酸のＣｕｒｔｉｕｓ反応により、保護化された全エンドモノ酸−モノアミンＳ６−４９を得る。ビスカルボニル化および無水物の形成によりエキソ−モノ無水物Ｓ６−５１を得る。キニン存在下での選択的なメタロリシスによりＳ６−５２を得る。トリメチルシリルエタノールでクエンチされたＣｕｒｔｉｕｓ反応によりビスカルバミン酸塩Ｓ５−５３を得る。２つのエステルのエピマー化により、より立体的に安定なＳ６−５４を得る。カルバミン酸基の開裂によりシントンＳ６−５５を得る。
【０２３１】
（大環状モジュールの調製方法）
シントンを互いにカップリングして大環状モジュールを形成し得る。１つのバリエーションとして、シントンのカップリングを、協奏的スキームにより達成し得る。協奏的経路による大環状モジュールの調製を、例えば、各種類が他のシントンにカップリングするための少なくとも２つの官能基を有する、少なくとも２種類のシントンを用いて実施し得る。官能基は、１つの種類のシントンの官能基が他の種類のシントンの官能基のみにカップリングし得るように選択され得る。２種類のシントンを用いる場合、異なる種類の交互のシントンを有する大環状モジュールを形成し得る。スキーム７に、協奏モジュールの合成を示す。
【０２３２】
スキーム７を参照すると、１，２−ジアミノシクロヘキサンＳ７−１は、他のシントンにカップリングするための２つのアミノ官能基を有するシントンであり、２，６−ジホルミル−４−ドデク−１−イニルフェノールＳ７−２は、他のシントンにカップリングするための２つのホルミル官能基を有するシントンである。アミノ基はホルミル基とカップリングし、イミン結合を形成し得る。スキーム７に、協奏生成物、６量体大環状モジュールを示す。
【０２３３】
１つのバリエーションとして、４量体、６量体、および８量体の大環状モジュールの混合物を協奏スキームで形成し得る。これら大環状モジュールの収率は、他にも要因はあるが、試薬混合物中の種々のシントンの濃度を変えることにより、あるいは溶媒、温度、および反応時間を変えることにより、変化し得る。
【０２３４】
【化５０】
2005517082.tif 000070
【０２３５】
Ｓ７−３のイミン基は、例えば、水素化ホウ素ナトリウムで還元され、アミン結合を得る。２，６−ジホルミル−４−ドデク−１−イニルフェノールの替わりに２，６−ジ（クロロカルボニル）−４−ドデク−１−イニルフェノールを用いて反応を実施する場合、得られるモジュールは、アミド結合を含むであろう。同様に、１，２−ジヒドロキシシクロヘキサンを２，６−ジ（クロロカルボニル）−４−ドデク−１−イニルフェノールと反応させる場合、得られるモジュールは、エステル結合を含むであろう。
【０２３６】
いくつかのバリエーションとして、シントンのカップリングを段階的なスキームにより達成し得る。大環状モジュールの段階的な調製の例として、第１の種類のシントンを１つの保護化官能基および１つの非保護化官能基で置換する。第２の種類のシントンを、第１のシントンの非保護化官能基とカップリングする非保護化官能基で置換する。第１の種類のシントンを第２の種類のシントンと反応させた生成物は、２量体（２つのカップリングされたシントンからなる）であり得る。第２のシントンはまた、他の１つの官能基で置換され得、この官能基は、保護されているか、または２量体を形成する場合、第１のシントンとカップリングしない。２量体を単離し、精製し得るか、またはワンポット反応として調製を進め得る。２量体を、２つの官能基を有する第３のシントンと反応させ得、その官能基のうち１つのみが第１または第２のシントンの残りの官能基とカップリングして３量体（３つのカップリングされたシントンからなる）を形成し得る。このようなシントンの段階的なカップリングは繰返され、種々の環の大きさの大環状モジュールを形成し得る。大環状モジュールを環化、すなわち閉環するため、生成物にカップリングされた第ｎのシントンを、こ第２の官能基で置換し、この第２の官能基を、既にカップリングされたシントンの、カップリングされていない方の第２の官能基（その段階のため脱保護化され得る）とカップリングし得る。段階的な方法は、固相支持体上のシントンで実施される。スキーム８に、モジュールＳＣ８−１の段階的な調製を示す。
【０２３７】
化合物Ｓ８−２を、Ｓ８−３（ここで、フェノールがベンジルエーテルとして保護化され、窒素が「Ｐ」基（当技術分野で周知の多数の保護基のいずれかであり得る）で保護化されるとして示される）と、塩化メタンスルホニル存在下で反応させ（Ｅｎｄｏ，Ｋ．；Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｈ．，Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ，１９９９，５１，３３７）、Ｓ８−４を得る。Ｎ−保護基を取除いて遊離アミンＳ８−５を得、遊離アミンＳ８−５をＢＯＰ／ＨＯＢｔのような標準的なペプチドカップリング反応のいずれかを用いて、シントンＳ８−６とカップリングさせてＳ８−７を得る。８つの残基を有する直鎖状の構造を得るまで、シントンＳ８−３およびＳ８−６を交互にしながら、脱保護化／カップリングを繰返す。８量体上の残りの酸およびアミン保護基を取除き、オリゴマーを環化する（例えば、Ｃａｂａ，Ｊ．Ｍ．ら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２００１，６６：７５６８（ＰｙＡＯＰ環化）およびＴａｒｖｅｒ，Ｊ．Ｅ．ら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２００１，６６：７５７５（活性エステル環化）を参照）。Ｒ基は、Ｈまたは官能基を介してベンゼン環に結合されるアルキル基であり、Ｘは、Ｎ、Ｏ、またはＳである。固体支持体の例としては、Ｗａｎｇ樹脂、ヒドロゲル、シリカゲル、セファロース、セファデックス、アガロース、および無機固体が挙げられる。固体支持体の使用は、途中の中間体の精製を妨げるので手順を簡略にし得る。最後の環化は、固相の形態で行われ得る。「セーフティキャッチリンカー」アプローチ（Ｂｏｕｒｎｅ，Ｇ．Ｔ．ら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２００１，６６：７７０６）を用いて、単一の操作で環化および樹脂開裂を行い得る。
【０２３８】
【化５１】
2005517082.tif 000071
【０２３９】
他の１つのバリエーションとして、協奏方法は、スキーム９に示すように、２つ以上の異なるシントンおよびリンカー分子の反応を含み、ここで、Ｒは、アルキル基または他の親油基であり得る。
【０２４０】
【化５２】
2005517082.tif 000072
【０２４１】
他の１つのバリエーションとして、段階的な線形方法は、スキーム１０に示すように、種々のシントンおよび固相支持体を含む。
【０２４２】
【化５３】
2005517082.tif 000073
2005517082.tif 000074
【０２４３】
他の１つのバリエーションとして、段階的な収束方法は、スキーム１１に示すように、シントン３量体および固相支持体を含む。この方法はまた、固相支持体を用いずに、溶液中の３量体を用いて行われ得る。
【０２４４】
【化５４】
2005517082.tif 000075
【０２４５】
他の１つのバリエーションとして、テンプレート方法は、スキーム１２に示すように、テンプレートにより集められたシントンを含む。このアプローチ（およびＭｇ２＋テンプレート）のいくつかの特徴は、Ｄｕｔｔａら、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９９８，３７，５０２９に記載される。
【０２４６】
【化５５】
2005517082.tif 000076
【０２４７】
他の１つのバリエーションとして、リンカー分子方法は、スキーム１３に示すように、溶液中でのシントン環化を含む。
【０２４８】
【化５６】
2005517082.tif 000077
【０２４９】
以下の実施例のための試薬は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙおよびＶＷＲ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから得た。全ての反応を、特に記載のない限り、窒素雰囲気またはアルゴン雰囲気下で実施した。水溶液の溶媒抽出を無水Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させた。溶液をロータリーエバポレータを用いて減圧下で濃縮した。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）をＡｎａｌｔｅｃｈ  Ｓｉｌｉｃａ  ｇｅｌ  ＧＦ（０．２５ｍｍ）プレート上またはＭａｃｈｅｒｙ−Ｎａｇｅｌ  Ａｌｕｇｒａｍ  Ｓｉｌ  Ｇ／ＵＶ（０．２０ｍｍ）プレート上で行われた。クロマトグラムを紫外光、リンモリブデン酸、またはＫＭｎＯ４のいずれかを用いて可視化した。報告された全ての化合物は、特に記載のない限り、ＴＬＣにより均質であった。ＨＰＬＣをＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  １１００  ｓｙｓｔｅｍ上で逆相Ｃ−１８シリカカラムを用いて実施した。鏡像体過剰率をＲｅｇｉｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからの逆相（ｌ）−ロイシンシリカカラムを用いたＨＰＬＣにより決定した。全ての１［Ｈ］および１３［Ｃ］ＮＭＲスペクトルをＶａｒｉａｎ  Ｍｅｒｃｕｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ上で、４００ＭＨｚで収集した。エレクトロスプレー質量スペクトルをＳｙｎｐｅｐ  Ｃｏｒｐ．から、またはＴｈｅｒｍｏ  Ｆｉｎｎｉｇａｎ  ＬＣ−ＭＳ  ｓｙｓｔｅｍ上で得た。
（実施例１６）
（２，６−ジホルミル−４−ブロモフェノール）
ヘキサメチレンテトラアミン（７３．８４ｇ、５２６ｍｍｏｌ）をＴＦＡ（２４０ｍＬ）に、撹拌しながら加えた。４−ブロモフェノール（２２．７４ｇ、１３１ｍｍｏｌ）を一度に加え、溶液を油浴中で１２０℃に加熱し、アルゴン下で４８時間撹拌した。次いで、反応混合物を室温に下げた。水（１６０ｍＬ）および５０％Ｈ２ＳＯ４水溶液（８０ｍＬ）を加え、溶液をさらに２時間撹拌した。反応混合物を水（１６００ｍＬ）に注ぎ、得られた沈殿をＢｕｃｈｎｅｒ漏斗上で集めた。沈殿を酢酸エチル（ＥｔＯＡｃ）中に溶かし、溶液をＭｇＳＯ４上で乾燥させた。溶液を濾過し、溶媒をロータリーエバポレータで取除いた。ヘキサン中の１５〜４０％酢酸エチルの勾配を用いてシリカゲル（４００ｇ）上のカラムクロマトグラフィーによる精製で、生成物を黄色の固体（１８．０ｇ、６０％）として単離した。
【０２５０】
【化５７】
2005517082.tif 000078
【０２５１】
（実施例１７）
（２，６−ジホルミル−４−（ドデシン−１−イル）フェノール）
２，６−ジホルミル−４−ブロモフェノール（２．５０ｇ、１０．９ｍｍｏｌ）、１−ドデシン（２．００ｇ、１２．０ｍｍｏｌ）、ＣｕＩ（６５ｍｇ、０．３３ｍｍｏｌ）、および二塩化ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）を脱気したアセトニトリル（ＭｅＣＮ）（５ｍＬ）および脱気したベンゼン（１ｍＬ）中で懸濁させた。黄色の懸濁液をアルゴンで３０分間スパージし、脱気したＥｔ３Ｎ（１ｍＬ）を加えた。得られた褐色の懸濁液を圧力ビン中で密封し、８０℃に暖め、そのまま１２時間置いた。次いで、混合物をＥｔＯＡｃとＫＨＳＯ４溶液との間で分配した。有機層を分離し、ブラインで洗浄し、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、減圧下で濃縮した。暗黄色の油をシリカゲル（ヘキサン中２５％Ｅｔ２Ｏ）上のカラムクロマトグラフィーで精製し、１．５６ｇ（４６％）の表記の化合物を得た。
【０２５２】
【化５８】
2005517082.tif 000079
【０２５３】
（実施例１８）
（２，６−ジホルミル−４−（ドデセン−１−イル）フェノール）
２，６−ジホルミル−４−ブロモフェノール（１．００ｇ、４．３７ｍｍｏｌ）、１−ドデセン（４．８ｍＬ、２１．７ｍｍｏｌ）、１．４０ｇの臭化テトラブチルアンモニウム（４．３４ｍｍｏｌ）、０．５０ｇのＮａＨＣＯ３（５．９５ｍｍｏｌ）、１．００ｇのＬｉＣｌ（２３．６ｍｍｏｌ）および０．１００ｇの二酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）（０．４５ｍｍｏｌ）を、３０ｍＬの脱気した無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中に合わせた。この混合物をアルゴンで１０分間スパージングし、次いで、圧力バイアル中で密封し、これを８２℃に暖め、そのまま４０時間置いた。粗反応混合物をＣＨ２Ｃｌ２と０．１Ｍ  ＨＣｌ溶液との間で分配した。有機層を０．１Ｍ  ＨＣｌ（２×）、ブライン（２×）、および飽和ＮａＨＣＯ３水溶液（２×）で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させ、減圧下で濃縮した。暗黄色の油をシリカゲル（Ｅｔ２Ｏ中２５％ヘキサン）のカラムクロマトグラフィーで精製し、０．７００ｇ（５１％）の表題化合物を主にＺ異性体として得た。
【０２５４】
【化５９】
2005517082.tif 000080
【０２５５】
（実施例１９）
（（１Ｒ，６Ｓ）−６−メトキシカルボニル−３−シクロヘキセン−１−カルボン酸（Ｓ１−２））
Ｓ１−１（１５．０ｇ、７５．７ｍｍｏｌ）をｐＨ７のリン酸緩衝液（９５０ｍＬ）中で懸濁させた。ブタ肝臓エステラーゼ（２９０９単位）を加え、この混合物を周囲温度で、２Ｍ  ＮａＯＨの添加によりｐＨを７に保持しながら７２時間撹拌した。この反応混合物を酢酸エチル（２００ｍＬ）で洗浄し、２Ｍ  ＨＣｌでｐＨ２の酸性にし、酢酸エチル（３×２００ｍＬ）で抽出した。これらの抽出物を合わせ、乾燥させ、蒸発させて１３．８ｇ（９９％）のＳ１−２を得た。
【０２５６】
【化６０】
2005517082.tif 000081
【０２５７】
（実施例２０）
（（１Ｓ，６Ｒ）−６−ベンジルオキシカルボニルアミノシクロへキサ−３−エンカルボン酸メチル（Ｓ１−３））
Ｓ１−２（１０．０ｇ、５４．３ｍｍｏｌ）をＮ２下でベンゼン（１００ｍＬ）中に溶かした。トリエチルアミン（１３．２ｇ、１８．２ｍＬ、１３０．３ｍｍｏｌ）、その後、ＤＰＰＡ（１４．９ｇ、１１．７ｍＬ、５４．３ｍｍｏｌ）を加えた。溶液を２０時間還流した。ベンジルアルコール（５．９ｇ、５．６ｍＬ、５４．３ｍｍｏｌ）を加え、還流を２０時間継続した。溶液をＥｔＯＡｃ（２００ｍＬ）で希釈し、飽和ＮａＨＣＯ３水溶液（２×５０ｍＬ）、水（２０ｍＬ）、および飽和ＮａＣｌ水溶液（２０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させ、蒸発させて１３．７ｇ（８７％）のＳ１−３を得た。
【０２５８】
【化６１】
2005517082.tif 000082
【０２５９】
（実施例２１）
（（１Ｓ，６Ｒ）−６−ベンジルオキシカルボニルアミノシクロへキサ−３−エンカルボン酸（Ｓ１−４））
Ｓ１−３（２３．５ｇ、８１．３ｍｍｏｌ）をＭｅＯＨ（１５０ｍＬ）中に溶かし、この溶液を０℃に冷却した。２Ｍ  ＮａＯＨ（２０４ｍＬ、０．４１ｍｏｌ）を加え、この混合物を室温にし、次いで、４８時間撹拌した。この反応混合物を水（３００ｍＬ）で希釈し、２Ｍ  ＨＣｌで酸性にし、ジクロロメタン（２５０ｍＬ）で抽出し、乾燥させ、蒸発させた。残渣をジエチルエーテルで再結晶化し、２１．７（９７％）のＳ１−４を得た。
【０２６０】
【化６２】
2005517082.tif 000083
【０２６１】
（実施例２２）
（（１Ｓ，２Ｒ，４Ｒ，５Ｒ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−４−ヨード−７−オキソ−６−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン（Ｓ１−５））
Ｓ１−４（１３．９ｇ、５０．５ｍｍｏｌ）をＮ２下でジクロロメタン（１００ｍＬ）中に溶かし、０．５Ｍ  ＮａＨＣＯ３（３００ｍＬ）、ＫＩ（５０．３ｇ、３０３．３ｍｍｏｌ）、およびヨウ素（２５．６ｇ、１０１ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を周囲温度で７２時間撹拌した。この混合物をジクロロメタン（５０ｍＬ）で希釈し、有機相を分離した。この有機相を飽和Ｎａ２Ｓ２Ｏ３水溶液（２×５０ｍＬ）、水（３０ｍＬ）、および飽和ＮａＣｌ水溶液（２０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させ、蒸発させて１６．３ｇ（８０％）のＳ１−５を得た。
【０２６２】
【化６３】
2005517082.tif 000084
【０２６３】
（実施例２３）
（（１Ｓ，２Ｒ，５Ｒ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−７−オキソ−６−オキサビシクロ［３．２．１］オクト−３−エン（Ｓ１−６））
Ｓ１−５（４．０ｇ、１０ｍｍｏｌ）をＮ２下でベンゼン（５０ｍＬ）中に溶かした。１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）（１．８ｇ、１２ｍｍｏｌ）を加え、この溶液を１６時間還流した。沈殿を濾過し、濾液をＥｔＯＡｃ（２００ｍＬ）で希釈した。濾液を１Ｍ  ＨＣｌ（２０ｍＬ）、飽和Ｎａ２Ｓ２Ｏ３水溶液（２０ｍＬ）、水（２０ｍＬ）、および飽和ＮａＣｌ水溶液（２０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させ、蒸発させて２．２ｇ（８１％）のＳ１−６を得た。
【０２６４】
【化６４】
2005517082.tif 000085
【０２６５】
（実施例２４）
（（１Ｓ，２Ｒ，５Ｒ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−５−ヒドロキシシクロへキサ−３−エンカルボン酸メチル（Ｓ１−７））
Ｓ１−６（９．０ｇ、３３ｍｍｏｌ）をＭｅＯＨ（９０ｍＬ）中で懸濁させ、０℃に冷却した。ＮａＯＭｅ（２．８ｇ、５２．７ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を３時間（その間、溶液が徐々に形成される）撹拌した。溶液を２Ｍ  ＨＣｌで中和し、飽和ＮａＣｌ水溶液（２００ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（２×１００ｍＬ）で抽出した。これらの抽出物を合わせ、水（２０ｍＬ）および飽和ＮａＣｌ水溶液（２０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させ、蒸発させた。残渣のフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル（２５０ｇ）、５０：５０ヘキサン／ＥｔＯＡｃ）により８．５ｇ（８５％）のＳ１−７を得た。
【０２６６】
【化６５】
2005517082.tif 000086
【０２６７】
（実施例２５）
（（１Ｓ，２Ｒ，５Ｓ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−５−ｔ−ブトキシカルボニルアミノシクロへキサ−３−エンカルボン酸メチル（Ｓ１−８））
Ｓ１−７（７．９ｇ、２５．９ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（１５０ｍＬ）中に溶かし、Ｎ２下で０℃に冷却した。トリエチルアミン（６．３ｇ、８．７ｍＬ、６２．１ｍｍｏｌ）および塩化メタンスルホニル（７．１ｇ、６２．１ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を０℃で２時間撹拌した。ジクロロメタン（５０ｍＬ）中の（ｎ−Ｂｕ）４ＮＮ３（１４．７ｇ、５１．７ｍｍｏｌ）を加え、撹拌を０℃で３時間、その後、周囲温度で１５時間継続した。この混合物を０℃に冷却し、Ｐ（ｎ−Ｂｕ）３（１５．７ｇ、１９．３ｍＬ、７７．７ｍｍｏｌ）および水（１ｍＬ）を加え、この混合物を周囲温度で２４時間撹拌した。ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジカーボネート（１７．０ｇ、７７．７ｍｍｏｌ）を加え、撹拌を２４時間継続した。溶媒を取除き、残渣を２：１ヘキサン／ＥｔＯＡｃ（１００ｍＬ）中に溶かし、溶液を濾過し、蒸発させた。残渣のフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル（２４０ｇ）、６７：３３ヘキサン／ＥｔＯＡｃ）により５．９ｇ（５６％）のＳ１−８を得た。
【０２６８】
【化６６】
2005517082.tif 000087
【０２６９】
（実施例２６）
（（１Ｒ，２Ｒ，５Ｓ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−５−ｔ−ブトキシカルボニルアミノシクロへキサ−３−エンカルボン酸メチル（Ｓ１−９））
Ｓ１−８（１．１ｇ、２．７ｍｍｏｌ）をＭｅＯＨ（５０ｍＬ）中で懸濁させた。ＮａＯＭｅ（０．７３ｇ、１３．６ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を１８時間還流し、その後、０．５Ｍ  ＮＨ４Ｃｌ（５０ｍＬ）を加え、得られた沈殿を集めた。濾液を蒸発させ、残渣を水（２５ｍＬ）で粉砕した。不溶部を集め、元の沈殿と合わせ、０．８５ｇ（７７％）のＳ１−９を得た。
【０２７０】
【化６７】
2005517082.tif 000088
【０２７１】
（実施例２７）
（（１Ｒ，２Ｒ，５Ｓ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−５−ｔ−ブトキシカルボニルアミノシクロへキサ−３−エンカルボン酸（Ｓ１−１０））
Ｓ１−９（０．８５ｇ、２．１ｍｍｏｌ）を５０：５０ＭｅＯＨ／ジクロロメタン（５ｍＬ）中で懸濁させ、Ｎ２下で０℃に冷却し、その後、２Ｍ  ＮａＯＨ（２．０ｍＬ）を加え、この混合物を周囲温度で１６時間撹拌した。この混合物を２Ｍ  ＨＣｌで酸性にし、その際、白色の沈殿が形成された。沈殿を集め、水およびヘキサンで洗浄し、乾燥させ、０．７４ｇ（９０％）のＳ１−１０を得た。
【０２７２】
【化６８】
2005517082.tif 000089
【０２７３】
（実施例２８）
（（１Ｒ，２Ｒ，５Ｓ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−５−ｔ−ブトキシカルボニルアミノ−１−（２−トリメチルシリル）エトキシカルボニルアミノシクロへキサ−３−エン（Ｓ１−１１））
Ｓ１−１０（３．１ｇ、７．９ｍｍｏｌ）をＮ２下でＴＨＦ（３０ｍＬ）中に溶かし、０℃に冷却した。トリエチルアミン（１．６ｇ、２．２ｍＬ、１５．９ｍｍｏｌ）、その後、クロロギ酸エチル（１．３ｇ、１．５ｍＬ、１１．８ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を０℃で１時間撹拌した。水（１０ｍＬ）中のＮａＮ３（１．３ｇ、１９．７ｍｍｏｌ）の溶液を加え、撹拌を０℃で２時間継続した。この反応混合物をＥｔＯＡｃ（５０ｍＬ）と水（５０ｍＬ）との間で分配した。有機相を分離し、乾燥させ、蒸発させた。残渣をベンゼン（５０ｍＬ）中に溶かし、２時間還流した。２−トリメチルシリルエタノール（１．０ｇ、１．２ｍＬ、８．７ｍｍｏｌ）を加え、還流を３時間継続した。この反応混合物をＥｔＯＡｃ（２００ｍＬ）で希釈し、飽和ＮａＨＣＯ３水溶液（５０ｍＬ）、水（２０ｍＬ）、および飽和ＮａＣｌ水溶液（２０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させ、蒸発させた。残渣のフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル（１００ｇ）、６７：３３ヘキサン／ＥｔＯＡｃ）により３．１ｇ（７７％）のＳ１−１１を得た。
【０２７４】
【化６９】
2005517082.tif 000090
【０２７５】
（実施例２９）
（（１Ｒ，２Ｒ，５Ｓ）−２−ベンジルオキシカルボニルアミノ−１，５−ジアミノシクロへキサ−３−エン（Ｓ１−１２））
Ｓ１−１１（２．５ｇ、４．９ｍｍｏｌ）をＴＦＡ（１０ｍＬ）に加え、この溶液を周囲温度で１６時間撹拌し、その後、溶液を蒸発させた。残渣を水（２０ｍＬ）中に溶かし、ＫＯＨでｐＨ１４の塩基性にし、ジクロロメタン（３×５０ｍＬ）で抽出した。これらの抽出物を合わせ、水（２０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させ、蒸発させ、１．１ｇ（８５％）のＳ１−１２を得た。
【０２７６】
【化７０】
2005517082.tif 000091
【０２７７】
（実施例３０）
以下の手順を用いて、Ｓ１ｂ−２の単離を達成した：Ｓｃｈｌｅｎｋの技術を用いて、５．５７ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）のメチルエステル化合物Ｓ１ｂ−１を２５０ｍＬのＴＨＦに溶かした。別のフラスコで、ＬｉＯＨ（１．２１ｇ、５０．５ｍｍｏｌ）を５０ｍＬの水に溶かし、注射針を用いる、溶液を通したＮ２のバブリングにより２０分間脱気した。塩基性溶液を、Ｓ１ｂ−１を含むフラスコに、急速に撹拌しながら、１分かけて移すことにより、反応を開始した。この混合物を室温で撹拌し、出発物質Ｓ１ｂ−１が完全に消費された時点で、ワークアップを開始した（６６％ＥｔＯＡｃ／３３％ヘキサンの溶媒系を用い、リンモリブデン酸試薬（Ａｌｄｒｉｃｈ＃３１，９２７−９）で展開すると、出発物質Ｓ１ｂ−１は０．８８のＲｆ値を有し、生成物はおよそ０．３４〜０．６４のＲｆ値で線を引く（ｓｔｒｅａｋ））。この反応は通常２日かかる。反応に加えた水とおよそ同じ体積（この場合、５０ｍＬ）が残るまで、ワークアップ：ＴＨＦを減圧で取除いた。この間、反応溶液は、透明な黄色の溶液で取り囲まれた撹拌子に付着する白色の塊を形成する。ＴＨＦが取除かれる際に、反応溶液中に注ぐための漏斗を備える分液漏斗を設置し、Ｅｒｌｅｎｍｅｙｅｒフラスコをこの分液漏斗の下に位置した。Ｅｒｌｅｎｍｅｙｅｒフラスコにいくらかの無水Ｎａ２ＳＯ４を加えた。この装置は、酸性化を開始する前に設置すべきである。（一旦溶液のｐＨが１に接近してすぐの、相の分離および酸からの生成物の抽出を可能にする反応溶液の酸性化の前に、分液漏斗およびＥｒｌｅｎｍｅｙｅｒフラスコなどを設置することは重要である。分離をすぐに実行しない場合、Ｂｏｃ官能基は加水分解され、著しく収率を減らすであろう。）一旦揮発性物質が十分に取除かれると、ＣＨ２Ｃｌ２（１２５ｍＬ）および水（６５ｍＬ）を加え、反応フラスコを氷浴中で冷却した。この溶液を急速に撹拌し、５ｍＬアリコートの１Ｎ  ＨＣｌを注射器で加え、この反応溶液をｐＨ試験紙で試験した。ｐＨ試験紙上の滴下点が、ｐＨが１〜２であることを示す縁周囲の赤色（橙色ではない）を示すのが達成されるまで、酸を加え（試験される溶液は、ＣＨ２Ｃｌ２および水の混合物であり、その結果、ｐＨ試験紙は、滴下点の中央ではなく縁で正確な計測を示すであろう。）、溶液を分液漏斗にすぐに注ぐことにより相分離する。相分離すると、ストップコックを捻り、ＣＨ２Ｃｌ２相（下相）をＥｒｌｅｎｍｅｙｅｒフラスコに放出し、フラスコを撹拌し、乾燥剤に溶液中の水を吸収させる（この手順の規模では、８０ｍＬの１Ｎ  ＨＣｌを用いた）。相分離後すぐに水相をＣＨ２Ｃｌ２（２×１００ｍＬ）で抽出し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥させ、揮発性物質を取除き、５．３７ｇ／９．９１ｍｍｏｌの美しい白色の微小結晶を生成し、これは、収率９９．１％を反映する。この生成物は、クロマトグラフィーにより精製できない。というのは、そのプロセスはまた、カラム上のＢｏｃ官能基を加水分解するからである。
【０２７８】
【化７１】
2005517082.tif 000092
【０２７９】
（実施例３１）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−７−ａｎｔｉ−（トリメチルシリル）−２−ｅｎｄｏ−３−ｅｘｏ−ジカルボン酸ジ−（ｌ）−メンチル（Ｓ４−２６））
Ｓ４−２５（６．０９ｇ、０．０１５５ｍｏｌ）のトルエン（１００ｍＬ）中溶液に、塩化ジエチルアルミニウム（８．６ｍＬの１．８Ｍトルエン溶液）を−７８℃でＮ２下で加え、この混合物を１時間撹拌した。得られた橙色の溶液にＳ２−１４（７．００ｇ、０．０４６６ｍｏｌ）をトルエン（１０ｍＬ）中の−７８℃の溶液として滴下して加えた。この溶液を−７８℃のまま２時間置き、その後、ゆっくりと一晩室温まで暖めた。アルミニウム試薬を飽和塩化アンモニウム溶液（５０ｍＬ）でクエンチした。水層を分離し、塩化メチレン（１００ｍＬ）で抽出し、これをその後、硫酸マグネシウム上で乾燥した。溶媒の蒸発により黄色の固体が残り、それをカラムクロマトグラフィー（１０％酢酸エチル／ヘキサン）により精製し、Ｓ４−２６を白色の固体（７．１９ｇ、０．０１３６ｍｏｌ、収率８７％）として得た。
【０２８０】
【化７２】
2005517082.tif 000093
【０２８１】
（実施例３２）
（５−ｅｘｏ−ブロモ−３−ｅｘｏ−（ｌ）−メンチルカルボキシビシクロ［２．２．１］ヘプタン−７−ａｎｔｉ−（トリメチルシリル）−２，６−カルボラクトン（Ｓ４−２７））
臭素（３．６１ｇ、０．０２２６ｍｏｌ）の塩化メチレン（２０ｍＬ）中の溶液を、Ｓ４−２６（４．００ｇ、０．００７５４ｍｏｌ）の塩化メチレン（８０ｍＬ）中の撹拌溶液に加えた。撹拌を室温で一晩継続した。溶液を５％チオ硫酸ナトリウム（１５０ｍＬ）で処理し、有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧で蒸発させ、粗生成物をカラムクロマトグラフィー（５％酢酸エチル／ヘキサン）により精製し、Ｓ４−２７を白色の固体（３．５３ｇ、０．００７５４ｍｏｌ、収率９９％）として得た。
【０２８２】
【化７３】
2005517082.tif 000094
【０２８３】
（実施例３３）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−７−ｓｙｎ−（ヒドロキシ）−２−ｅｘｏ−メチル−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチルジカルボキシレート（Ｓ４−２８））
Ｓ４−２７（３．００ｇ、０．００６３８ｍｏｌ）を無水メタノール（１５０ｍＬ）中に溶かし、硝酸銀（５．４０ｇ、０．０３１８ｍｏｌ）を加え、この懸濁液を３日間還流した。この混合物を冷却し、セライトを通して濾過し、溶媒を蒸発させて、油性残渣を得た。カラムクロマトグラフィーによる精製により、Ｓ４−２８を薄黄色の油（１．７２ｇ、０．００４９１ｍｏｌ、収率７７％）として得た。
【０２８４】
【化７４】
2005517082.tif 000095
【０２８５】
（実施例３４）
（２−ｅｘｏ−メチル−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）ジカルボキシレート（Ｓ４−２９））
臭化ベンジル（１．２０ｇ、０．００７０ｍｏｌ）および酸化銀（１．６２ｇ、０．００７０ｍｏｌ）を、Ｓ４−２８（０．４９０ｇ、０．００１４０ｍｏｌ）のＤＭＦ（２５ｍＬ）中の撹拌溶液に加えた。この懸濁液を一晩撹拌し、次いで、酢酸エチル（１００ｍＬ）で希釈した。溶液を繰返し水で、その後、１Ｎ塩化リチウムで洗浄した。有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下で蒸発させ、粗生成物をシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、Ｓ４−２９を油（０．２２０ｇ、０．０００５００ｍｏｌ、収率３６％）として得た。
【０２８６】
【化７５】
2005517082.tif 000096
【０２８７】
（実施例３５）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）−２−ｅｘｏ−カルボキシ−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチルカルボキシレート（Ｓ４−３０））
Ｓ４−２９（０．２２０ｇ、０．０００５０ｍｏｌ）を、テトラヒドロフラン（１．５ｍＬ）、水（０．５ｍＬ）およびメタノール（０．５ｍＬ）の混合物に加えた。水酸化カリウム（０．０３６ｇ、０．０００６５ｍｏｌ）を加え、この溶液を室温で一晩撹拌した。溶媒を減圧下で蒸発させ、残渣をカラムクロマトグラフィー（１０％酢酸エチル／ヘキサン）により精製し、Ｓ４−３０（０．０５０ｇ、０．０００１２ｍｏｌ、収率２３％）を得た。
【０２８８】
【化７６】
2005517082.tif 000097
【０２８９】
（実施例３６）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）−２−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）−アミノ−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチルカルボキシレート（Ｓ４−３１））
Ｓ４−３０のベンゼン中溶液に、トリエチルアミンおよびアジ化ジフェニルホスホリルを加える。この溶液を２４時間還流し、次いで、室温に下げる。トリメチルシリルエタノールを加え、この溶液をさらに４８時間還流する。このベンゼン溶液を酢酸エチルと１Ｍ炭酸水素ナトリウムとの間で分配する。有機層を合わせ、１Ｍ炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒を減圧下で蒸発させ、粗Ｃｕｒｔｉｕｓ反応生成物を得る。
【０２９０】
（実施例３７）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）−２−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）−アミノ−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチル−５−ｅｘｏ−メチル−６−ｅｘｏ−メチルトリカルボキシレート（Ｓ４−３２））
Ｓ４−３１、乾燥塩化銅（ＩＩ）、１０％Ｐｄ／Ｃ、および乾燥メタノールを激しく撹拌しながらフラスコに加える。脱気後、フラスコを一酸化炭素で満たし、１ａｔｍより僅かに高い圧力になるようにし、７２時間維持する。固体を濾過し、残渣を通常の方法でワークアップし、ビスカルボニル化生成物を得る。
【０２９１】
（実施例３８）
（無水ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）−２−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）−アミノ−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチルカルボキシ−５−ｅｘｏ−６−ｅｘｏ−ジカルボン酸（Ｓ４−３３））
Ｓ４−３２、ギ酸および触媒量のｐ−トルエンスルホン酸の混合物を９０℃で一晩撹拌する。無水酢酸を加え、この反応混合物を６時間還流する。溶媒の除去およびエーテルによる洗浄により、所望の無水物を得る。
【０２９２】
（実施例３９）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）−２−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）−アミノ−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチル−６−ｅｘｏ−カルボキシ−５−ｅｘｏ−メチルジカルボキシレート（Ｓ４−３３））
Ｓ４−３２の、等量のトルエンおよび四塩化炭素中の溶液にキニジンを加える。この懸濁液を−６５℃に冷却し、１時間撹拌する。３当量のメタノールをゆっくりと３０分かけて加える。懸濁液を−６５℃で４日間撹拌し、その後、減圧下で溶媒を取除く。得られた白色の固体を酢酸エチルと２Ｍ  ＨＣｌとの間で分配する。キニンを酸層より回収し、Ｓ４−３３を有機層より得る。
【０２９３】
（実施例４０）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−７−ｓｙｎ−（ベンジルオキシ）−２−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）−アミノ−３−ｅｎｄｏ−（ｌ）−メンチル−６−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−メチルジカルボキシレート（Ｓ４−３５））
Ｓ４−３４のベンゼン中溶液に、トリエチルアミンおよびアジ化ジフェニルホスホリルを加える。溶液を２４時間還流する。温度を室温に下げた後、２−トリメチルシリルエタノールを加え、この溶液を４８時間還流する。ベンゼン溶液を酢酸エチルと１Ｍ炭酸水素ナトリウムとの間で分配する。有機層を合わせ、１Ｍ炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒を減圧下で蒸発させ、粗Ｃｕｒｔｉｕｓ反応生成物を得る。
【０２９４】
（実施例４１）
（ｅｎｄｏ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２−ベンジルカルボキシレート−３−カルボン酸（Ｓ５−３７））
化合物Ｓ３−１９（４．００ｇ、０．０２４４ｍｏｌ）およびキニジン（８．６３ｇ、０．０２６６ｍｏｌ）を等量のトルエン（５０ｍＬ）および四塩化炭素（５０ｍＬ）中で懸濁した。懸濁液を−５５℃に冷却し、その後、ベンジルアルコール（７．９０ｇ、０．０７３２ｍｏｌ）を１５分かけて加えた。３時間後、この反応混合物は均質になり、これを−５５℃でさらに９６時間撹拌した。溶媒の除去の後、残渣を酢酸エチル（３００ｍＬ）と２Ｍ塩酸（１００ｍＬ）との間で分配した。有機層を水（２×５０ｍＬ）および飽和塩化ナトリウム水溶液（１×５０ｍＬ）で洗浄した。硫酸マグネシウム上で乾燥し、そして溶媒の蒸発により、Ｓ５−３７（４．１７ｇ、０．０１５３ｍｏｌ、収率６３％）を得た。
【０２９５】
【化７７】
2005517082.tif 000098
【０２９６】
（実施例４２）
（２−ｅｎｄｏ−ベンジルカルボキシ−６−ｅｘｏ−ヨードビシクロ［２．２．１］ヘプタン−３，５−カルボラクトン（Ｓ５−３８））
Ｓ５−３７（４．１０ｇ、０．０１５１ｍｏｌ）を０．５Ｍ炭酸水素ナトリウム溶液（１２０ｍＬ）中に溶かし、０℃に冷却した。ヨウ化カリウム（１５．０ｇ、０．０９０ｍｏｌ）およびヨウ素（７．６６ｇ、０．０３０ｍｏｌ）、その後、塩化メチレン（４０ｍＬ）を加えた。この溶液を室温で一晩撹拌した。塩化メチレン（１００ｍＬ）による希釈の後、チオ硫酸ナトリウムを加え、過剰のヨウ素をクエンチした。有機層を分離し、水（１００ｍＬ）および塩化ナトリウム溶液（１００ｍＬ）で洗浄した。硫酸マグネシウム上で乾燥し、そして溶媒の蒸発により、Ｓ５−３８（５．４４ｇ、０．０１３７ｍｏｌ、収率９１％）を得た。
【０２９７】
【化７８】
2005517082.tif 000099
【０２９８】
（実施例４３）
（２−ｅｎｄｏ−ベンジルカルボキシ−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−３，５−カーボラクトン（Ｓ５−３９））
Ｓ５−３８（０．３０ｇ、０．７５ｍｍｏｌ）をＤＭＳＯ中にＮ２下で置き、ＮａＢＨ４（８５ｍｇ、２．２５ｍｍｏｌ）を加え、溶液を８５℃で２時間撹拌した。混合物を冷まし、水（５０ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３×２０ｍＬ）で抽出した。抽出物を合わせ、水（４×１５ｍＬ）および飽和ＮａＣｌ水溶液（１０ｍＬ）で洗浄し、乾燥し、蒸発させ、０．１４ｇ（６８％）のＳ５−３９を得た。
【０２９９】
（実施例４４）
（５−ｅｎｄｏ−ヒドロキシビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−ベンジル−３−ｅｎｄｏ−メチルジカルボキシレート（Ｓ５−４０））
化合物Ｓ５−３９をメタノール中で溶かし、ナトリウムメトキシドを撹拌しながら加える。溶媒の除去により、Ｓ５−４０を得る。
【０３００】
（実施例４５）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−ベンジル−３−ｅｎｄｏ−メチル−５−ｅｘｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）−アミノジカルボキシレート（Ｓ５−４１））
ワンポット反応において、Ｓ５−４０を塩化メタンスルホニルにより対応するメシル酸塩に変換し、アジ化ナトリウムを加えてメシル酸塩を置換してｅｘｏ−アジ化物を得、その後、トリブチルホスフィンとの還元により遊離アミンを得、これをｔ−Ｂｏｃ誘導体として保護化してＳ５−４１を得る。
【０３０１】
（実施例４６）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−カルボキシ−３−ｅｘｏ−メチル−５−ｅｘｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）−アミノカルボキシレート（Ｓ５−４２））
Ｓ５−４１をメタノール中の１０％Ｐｄ／Ｃと室温で６時間、触媒を用いた水素化分解により、ベンジルエーテル保護基を取除く。触媒の濾過および溶媒の除去により粗Ｓ５−４２を得る。
【０３０２】
（実施例４７）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−カルボキシ−３−ｅｘｏ−メチル−５−ｅｘｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）−アミノカルボキシレート（Ｓ５−４３））
ナトリウムをメタノール中に溶かし、ナトリウムメトキシドを生成する。Ｓ５−４２を加え、混合物を６２℃で１６時間撹拌する。混合物を冷まし、酢酸を冷やしながら加え、過剰なナトリウムメトキシドを中和する。混合物を水で希釈し、酢酸エチルで抽出する。抽出物を乾燥し、蒸発させ、Ｓ５−４３を得る。
【０３０３】
（実施例４８）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−ベンジル−３−ｅｘｏ−メチル−５−ｅｘｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノジカルボキシレート（Ｓ５−４４））
化合物Ｓ５−４３を、臭化ベンジルと炭酸セシウムとをテトラヒドロフラン中で室温で反応させ、ベンジルエステルＳ５−４４を得、粗反応混合物の酸ワークアップにより単離する。
【０３０４】
（実施例４９）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−ベンジル−３−ｅｘｏ−カルボキシ−５−ｅｘｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）−アミノカルボキシレート（Ｓ５−４５））
化合物Ｓ５−４４をメタノール中に溶かし、Ｎ２下で０℃に冷却する。２Ｍ  ＮａＯＨ（２当量）を滴下して加え、混合物を室温になるようにし、５時間撹拌する。溶液を水で希釈し、２Ｍ  ＨＣｌで酸性にし、酢酸エチルで抽出する。抽出物を水および飽和ＮａＣｌ水溶液で洗浄し、乾燥し、蒸発させてＳ５−４５を得る。
【０３０５】
（実施例５０）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−ベンジル−３−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノカルボキシレート（Ｓ５−４６））
Ｓ５−４５のベンゼン中の溶液にトリエチルアミンおよびアジ化ジフェニルホスホリルを加える。溶液を２４時間還流し、次いで、室温に冷ます。トリメチルシリルエタノールを加え、溶液を４８時間還流する。溶液を酢酸エチルと１Ｍ炭酸水素ナトリウムとの間で分配する。有機層を１Ｍ炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥する。溶液を減圧下で蒸発させ、粗Ｃｕｒｔｉｕｓ生成物Ｓ５−４６を得る。
【０３０６】
（実施例５１）
（ｅｎｄｏ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２−（４−メトキシ）ベンジルカルボキシレート−３−カルボン酸（Ｓ６−４８））
化合物Ｓ３−１９およびキニジンを等量のトルエンおよび四塩化炭素中で懸濁し、−５５℃に冷却する。ｐ−メトキシベンジルアルコールを１５分かけて加え、溶液を−５５℃で９６時間撹拌する。溶媒の除去の後、残渣を酢酸エチルと２Ｍ塩酸との間で分配する。有機層を水および飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒の除去により、Ｓ６−４８を得る。
【０３０７】
（実施例５２）
（ｅｎｄｏ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２−（４−メトキシ）ベンジル−３−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノカルボキシレート（Ｓ６−４９））
Ｓ６−４８のベンゼン中の溶液にトリエチルアミンおよびアジ化ジフェニルホスホリルを加える。溶液を２４時間還流し、室温に冷まし、トリメチルシリルエタノールを加え、溶液をさらに４８時間還流する。ベンゼン溶液を酢酸エチルと１Ｍ炭酸水素ナトリウムとの間で分配する。有機層を合わせ、１Ｍ炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥する。溶液を減圧下で蒸発させ、粗Ｃｕｒｔｉｕｓ生成物Ｓ６−４９を得る。
【０３０８】
（実施例５３）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−（４−メトキシ）ベンジル−３−ｅｎｄｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−メチル−６−ｅｘｏ−メチルトリカルボキシレート（Ｓ６−５０））
Ｓ６−４９、塩化銅（ＩＩ）、１０％Ｐｄ／Ｃ、および乾燥メタノールを激しく撹拌しながらフラスコに加える。懸濁液の脱気後、フラスコを一酸化炭素で満たし、１ａｔｍより僅かに高い圧力になるようにする。一酸化炭素の圧力を７２時間維持する。固体を濾過し、粗反応混合物を通常の方法でワークアップし、Ｓ６−５０を得る。
【０３０９】
（実施例５４）
（無水ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−（４−メトキシ）ベンジル−３−ｅｎｄｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−６−ｅｘｏ−ジカルボン酸（Ｓ６−５１））
Ｓ６−５０、ギ酸、および触媒量のｐ−トルエンスルホン酸を９０℃で一晩加熱する。無水酢酸を反応混合物に加え、それをさらに６時間還流する。溶媒の除去およびエーテルでの洗浄により、Ｓ６−５１を得る。
【０３１０】
（実施例５５）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−（４−メトキシ）ベンジル−３−ｅｎｄｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−カルボキシ−６−ｅｘｏ−メチルジカルボキシレート（Ｓ６−５２））
Ｓ６−５１の、等量のトルエンおよび四塩化炭素中の溶液にキニンを加える。懸濁液を−６５℃に冷却し、１時間撹拌する。３当量のメタノールをゆっくりと３０分かけて加える。懸濁液を−６５℃で４日間撹拌し、その後、溶媒を取除く。得られる白色の固体を酢酸エチルと２Ｍ  ＨＣｌとの間で分配し、Ｓ６−５２を有機層からワークアップする。
【０３１１】
（実施例５６）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｎｄｏ−（４−メトキシ）ベンジル−３−ｅｎｄｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−６−ｅｘｏ−メチルジカルボキシレート（Ｓ６−５３））
Ｓ６−５２のベンゼン中の溶液にトリエチルアミンおよびアジ化ジフェニルホスホリルを加える。溶液を２４時間還流し、次いで、室温に下げる。２−トリメチルシリルエタノールを加え、溶液をさらに４８時間還流する。ベンゼン溶液を酢酸エチルと１Ｍ炭酸水素ナトリウムとの間で分配する。有機層を合わせ、１Ｍ炭酸水素ナトリウムで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒を減圧下で蒸発させ、Ｓ６−５３を得る。
【０３１２】
（実施例５７）
（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｘｏ−（４−メトキシ）ベンジル−３−ｅｎｄｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−５−ｅｘｏ−（トリメチルシリルエトキシカルボニル）アミノ−６−ｅｎｄｏ−メチルジカルボキシレート（Ｓ６−５４））
Ｓ６−５３のテトラヒドロフラン中の溶液にカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを注意して加えた。塩基性溶液を２４時間還流し、その後、酢酸を加える。標準的な抽出方法により、２重にエピマー化された生成物Ｓ６−５４を得る。
【０３１３】
（実施例５８）
以下の６量体の調製：
【０３１４】
【化７９】
2005517082.tif 000100
【０３１５】
０℃で５ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２中の０．３００ｇの（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン（２．６３ｍｍｏｌ）に、５ｍＬ  ＣＨ２Ｃｌ２中の０．６００ｇ  ２，６−ジホルミル−４−ブロモフェノール（２．６２ｍｍｏｌ）を加えた。黄色の溶液を室温に温め、４８時間撹拌した。反応溶液をデカントし、１５０ｍＬのメタノールに加えた。３０分置いた後、黄色の沈殿を集め、メタノールで洗浄し、風乾した（０．５８０ｇ、収率７２％）。
【０３１６】
【化８０】
2005517082.tif 000101
【０３１７】
（実施例５９）
以下の６量体の調製：
【０３１８】
【化８１】
2005517082.tif 000102
【０３１９】
０℃で６ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２中の０．３００ｇの（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン（２．６３ｍｍｏｌ）に、６ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２中の０．８２６ｇの２，６−ジホルミル−４−（１−ドデカ−１−イン）フェノール（２．６３ｍｍｏｌ）を加えた。橙色の溶液を０℃で１時間撹拌し、次いで、室温に温まるようにし、その後、撹拌を１６時間継続した。反応溶液をデカントし、１５０ｍＬのメタノールに加えた。メタノール溶液のデカント後、粘着性の黄色の固体を得た。残渣のクロマトグラフィーによる浄化により、黄色の粉末を得た。
【０３２０】
【化８２】
2005517082.tif 000103
【０３２１】
（実施例６０）
以下の６量体の調製：
【０３２２】
【化８３】
2005517082.tif 000104
【０３２３】
１０ｍＬベンゼン中の０．２４０ｇの２，６−ジホルミル−４−（１−ドデセン）フェノール（０．７６ｍｍｏｌ）に、（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン（０．０８７ｇ、０．７６ｍｍｏｌ）の１０ｍＬベンゼン溶液を加えた。溶液を外光から遮断して、室温で４８時間撹拌した。橙色の溶液を乾燥およびクロマトグラフィー処理（シリカ、５０／５０アセトン／Ｅｔ２Ｏ）することにより、黄色の粘着性のある固体（収率３３％）を得た。
【０３２４】
【化８４】
2005517082.tif 000105
【０３２５】
（実施例６１）
以下の４量体の調製：
【０３２６】
【化８５】
2005517082.tif 000106
【０３２７】
以下の６量体の調製：
【０３２８】
【化８６】
2005517082.tif 000107
【０３２９】
トリエチルアミン（０．５０ｍＬ、３．５９ｍｍｏｌ）および（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン（０．１９０ｇ、１．６６ｍｍｏｌ）を１５０ｍＬのＥｔＯＡｃ中で合わせ、Ｎ２で５分間パージした。この溶液に、１００ｍＬのＥｔＯＡｃ中に溶かした０．３３１ｇ塩化イソフタロリル（１．６６ｍｍｏｌ）を６時間かけて滴下して加えた。溶液を濾過し、濾液を乾燥した。ＴＬＣ（５％メタノール／ＣＨ２Ｃｌ２）により、生成混合物が主に２つの大環状組成物からなることが分かる。クロマトグラフィーによる分離（シリカ、５％メタノール／ＣＨ２Ｃｌ２）により、上記の４量体（０．０２０ｇ、収率５％）および６量体（約１０％）を得た。
【０３３０】
【化８７】
2005517082.tif 000108
【０３３１】
（実施例６２）
ベンゼンおよびシクロヘキサン環状シントンからの大環状モジュールの調製：
【０３３２】
【化８８】
2005517082.tif 000109
【０３３３】
４−ドデシル−２，６−ジホルミルアニソール（２４ｍｇ、０．０７２ｍｍｏｌ）の５ｍＬジクロロメタン溶液に、（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン（８．５ｍｇ、０．０７４ｍｍｏｌ）の５ｍＬジクロロメタン溶液を加えた。この溶液を室温で１６時間撹拌し、次いで、短シリカカラムの頂部に加えた。ジエチルエーテルでの溶出およびそれに続く溶媒の除去により、２２ｍｇの灰白色の固体を単離した。カチオンエレクトロスプレー質量スペクトルは、灰白色の固体中に、４量体（ｍ／ｚ８２２、ＭＨ＋）、６量体（ｍ／ｚ１２３２、ＭＨ＋）、および８量体（ｍ／ｚ１６４３、ＭＨ＋）の存在を示した。計算された分子量は、以下の通りである：４量体＋Ｈ（Ｃ５４Ｈ８５Ｎ４Ｏ２、８２１．６７）；６量体＋Ｈ（Ｃ８１Ｈ１２７Ｎ６Ｏ３、１２３２．００）；８量体＋Ｈ（Ｃ１０８Ｈ１６９Ｎ８Ｏ４、１６４３．３３）。
【０３３４】
（実施例６３）
いずれか１つの特定の理論に縛られることを意図しないが、大環状モジュールの孔の大きさを見積もる１つの方法には、量子力学的（ＱＭ）および分子力学的（ＭＭ）計算法がある。本実施例では、２種類のシントン、「Ａ」および「Ｂ」を有する大環状モジュールを用いて、シントン間の全ての結合は同一であると仮定した。ＱＭおよびＭＭ計算法の目的のため、孔面積における二乗平均平方根偏差をダイナミックラン（ｄｙｎａｍｉｃ  ｒｕｎ）で計算した。
【０３３５】
ＱＭでは、Ａｌｌｉｎｇｅｒ（ＪＡＣＳ，１９７７，９９：８１２７）およびＢｕｒｋｅｒｔら（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ＡＣＳ  Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ  １７７，１９８２）のＭＭ＋力場アプローチを用いて、各モジュールを最初に最適化した。次いで、ＡＭ１  Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ（Ｄｅｗａｒら、ＪＡＣＳ，１９８５，１０７：３９０３、Ｄｅｗａｒら、ＪＡＣＳ，１９８６，１０８：８０７５、Ｓｔｅｗａｒｔ，Ｊ．Ｃｏｍｐ．Ａｉｄｅｄ  Ｍｏｌ．Ｄｅｓｉｇｎ，１９９０，４：１）を用いて、それらを再び最適化した。最適化された構造付近の位置エネルギー面の性質を検証するため、数値的な２重差分（ｄｏｕｂｌｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇ）を用いて、関連するＨｅｓｓｉａｎ行列を計算した。
【０３３６】
ＭＭでは、ＯＰＬＳ−ＡＡ力場アプローチ（Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎら、ＪＡＣＳ，１９９６，１１８：１１２２５）を用いた。イミン結合では、二面角を１８０°±１０°に制限した。構造を最小限にし、０．５フェムト秒タイムステップを用いて１ピコ秒間に平衡化した。次いで、５ナノ秒ダイナミックランを１．５フェムト秒タイムステップで実施した。構造を、ピコ秒毎に保存した。結果を表１２および１３に示す。
【０３３７】
種々の結合および大環状モジュールの孔の大きさの、ＱＭおよびＭＭ計算から導かれる大環状モジュールの孔面積を、表１２に示す。表１２では、大環状モジュールは、交互のシントン「Ａ」および「Ｂ」を有する。シントン「Ａ」は、１，３−フェニル位で結合Ｌにカップリングするベンゼンシントンであり、シントン「Ｂ」は、表の左側の欄に示すものである。
【０３３８】
【表１２】
2005517082.tif 000110
【０３３９】
さらに、種々の結合および大環状モジュールの孔の大きさの、ＱＭおよびＭＭ計算から導かれる大環状モジュールの孔面積を、表１３に示す。表１３では、大環状モジュールは、交互のシントン「Ａ」および「Ｂ」を有する。表１３では、シントン「Ａ」は、２，７−ナフチル位で結合Ｌにカップリングするナフタレンシントンであり、シントン「Ｂ」は、表の左側の欄に示すものである。
【０３４０】
【表１３】
2005517082.tif 000111
【０３４１】
置換基を有するいくつかの６量体大環状モジュールのエネルギー最小化配置の例を、図１７Ａおよび１７Ｂに示す。図１７Ａを参照すると、−ＯＨ置換基を有する６量体１−ｈ−（ＯＨ）３が示されている。図１７Ｂを参照すると、−ＯＥｔ置換基を有する６量体１−ｈ−（ＯＥｔ）３が示されている。これら２例の間の孔構造および面積における差異は明白であり、それらはまた、立体配置的差異および可撓性差異を反映する。この大環状モジュールは、孔の調整に用いられ得る組成物を生じる。この６量体組成物のエトキシシントン置換基の、ヒドロキシシントン置換基に対する選択は、選択された種の輸送に用いられ得る方法である。
【０３４２】
【化８９】
2005517082.tif 000112
【０３４３】
大環状モジュールの孔の大きさを、電圧固定二重層手順（ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｌａｍｐｅｄ  ｂｉｌａｙｅｒ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を用いて、実験的に決定した。多量の大環状モジュールを、ホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミンにより形成される脂質二重層に挿入した。二重層の一方の側に、試験されるカチオン種を含む溶液を配置した。もう一方の側に、大環状モジュールの孔を通過し得ることが知られる参照カチオン種を含む溶液を配置した。電荷バランスに必要なアニオンは、大環状モジュールの孔を通過し得ないものを選択した。正電圧を、試験種を含む脂質二重層の側の溶液に適用した場合、試験種が大環状モジュールの孔を通過すれば、電流が検出された。次いで、電圧を反対にし、孔を通る参照種の移動に起因して電流が検出され、このことにより、二重層が輸送に対する障壁となり、大環状モジュールの孔が種の輸送を提供することを確認した。
【０３４４】
以上の技術を用いて、１Ｒ，２Ｒ−（−）−ｔｒａｎｓジアミノシクロヘキサンおよび２，６−ジホルマル−４−（１−ドデク−１−イニル）フェノールシントンを含み、結合としてイミン基を有する６量体大環状モジュール（表１の最初のモジュール）の、種々のイオン種の輸送試験をした。結果を表１４に示す。
【０３４５】
【表１４】
2005517082.tif 000113
【０３４６】
表１４の結果は、選択されたモジュールの孔の通過のカットオフが２．０〜２．６Åの間のｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ半径であることを示す。表１２では、ＱＭおよびＭＭで計算した孔の大きさを面積として与える。円の面積の式、Ａ＝πｒ２を用いると、表１２の最初のモジュールの孔の計算された面積、１４．３Å２は、２．１３Åのｒの値を与える。２．１３Åより小さいｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ半径をもつイオンは、孔を通ることが予期され、それより大きい半径のものは通らないことが予期され、これは観察されたことである。半径２．０ÅのＣＨ３ＮＨ３＋は孔を通過したが、半径２．６ÅのＣＨ３ＣＨ２ＮＨ３＋は通過しなかった。特定の理論に固執せず、そしていくつかの因子が孔の輸送に影響することを理解するが、脱水イオンの孔を通過する観察された機能は、孔に入る種の部分的な脱水に、輸送の間、孔を別々に通過するあるいは減少した相互作用で通過する水分子およびイオンの輸送に、そして輸送後の水分子およびイオンの再配置に依存し得る。孔の構造、組成、および化学の詳細、大環状モジュールの可撓性、および他の相互作用は、輸送プロセスに影響し得る。
【０３４７】
（実施例６４）
１，２−イミン−結合および１，２−アミン−結合の６量体大環状モジュールの孔の特性を表１５に例示する。表１５を参照すると、固定二重層データは、モジュールの孔を通るある種の通過および排除が孔の計算された大きさに相関することを示している。さらに、これら驚くべきデータは、原子および／または構造特性の配置の極僅かな変化が輸送特性において不連続的に変化し得、数ある因子の中で、シントンおよび結合の変化により孔を通る輸送の調整を可能にすることを示す。
【０３４８】
【表１５】
2005517082.tif 000114
【０３４９】
【化９０】
2005517082.tif 000115
【０３５０】
（実施例６５）
６量体１ａ−ＭｅのＬａｎｇｍｕｉｒ等圧線および等圧線の横ばいを、それぞれ図１８Ａおよび１８Ｂに示す。
【０３５１】
【化９１】
2005517082.tif 000116
【０３５２】
６量体１ａ−ＭｅのＬａｎｇｍｕｉｒフィルムの相対的な安定性を、図１８Ｂに示す等圧線の横ばいデータにより例示する。約３０分の５ｍＮ／ｍ表面圧力の後、フィルム面積が約３０％減少した。６量体１ａ−Ｃ１５のＬａｎｇｍｕｉｒ等圧線および等圧線の横ばいを、それぞれ図１９Ａおよび１９Ｂに示す。６量体１ａ−Ｃ１５のＬａｎｇｍｕｉｒフィルムの相対的な安定性を、図１９Ｂに示す等圧線の横ばいデータにより例示する。約３０分の１０ｍＮ／ｍ表面圧力の後、フィルム面積が約１〜２％減少し、約６０分後には、約２％減少した。崩壊圧力は６量体１ａ−Ｃ１５の場合約１８ｍＮ／ｍであった。
【０３５３】
（実施例６６）
【０３５４】
【化９２】
2005517082.tif 000117
【０３５５】
テンプレートされたイミン８量体。冷却器および添加漏斗を取付けた、撹拌子を備えた１００ｍＬの３首丸底フラスコに、アルゴン下で両親媒性のジアルデヒドフェノール１（５００ｍｇ、１．１６ｍｍｏｌ）を加えた。次に、Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ（１４８ｍｇ、０．５８ｍｍｏｌ）２およびＭｇ（ＯＡｃ）２・４Ｈ２Ｏ（１２４ｍｇ、０．５８ｍｍｏｌ）を続けて加えた。フラスコを減圧下に置き、アルゴン３×で充填した。無水メタノールをアルゴン下で注射器によりフラスコに移し、得られた懸濁液を撹拌した。次いで、混合物を１０分間還流し、均質な溶液を得た。反応をアルゴンの陽圧下で室温に下げた。（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン４を添加漏斗に加え、その後、アルゴン下で、無水ＭｅＯＨ（１１．６ｍＬ）をカニューレ移送した。ジアミン／ＭｅＯＨ溶液を撹拌した均質な金属テンプレート／ジアルデヒド溶液に１時間かけて滴下して加え、橙色の油を得た。添加漏斗をガラス栓に換え、混合物を３日間還流した。溶媒を減圧下で取除き、黄色の結晶固体を得、これをさらに精製することなく用いた。
【０３５６】
アミン８量体。撹拌子を備えた５０ｍＬのｓｃｈｌｅｎｋフラスコに、アルゴン下でイミン８量体（３１４ｍｇ、０．１４ｍｍｏｌ）を加えた。次に、無水ＴＨＦ（１５ｍＬ）およびＭｅＯＨ（６．４ｍＬ）をアルゴン下で注射器により加え、懸濁液を室温で撹拌した。均質な溶液に、ＮａＢＨ４（１３６ｍｇ、３．６ｍｍｏｌ）を部分的に加え、混合物を室温で１２時間撹拌した。溶液を濾過し、その後、１９．９ｍＬの水を加えた。ｐＨを４Ｍ  ＨＣｌの添加により、約２に調整し、次いで、６．８ｍＬのエチレンジアミンテトラ酢酸ジナトリウム塩二水和物（Ｈ２Ｏ中０．１３Ｍ）を加え、混合物を５分間撹拌した。溶液に２．０％水酸化アンモニウムを加え、撹拌をさらに５分間継続した。溶液を酢酸エチル（３×１００ｍＬ）で抽出し、有機層を分離し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、溶媒をロトエバポレーション（ｒｏｔｏｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）により取除き、淡黄色の固体を得た。クロロホルムおよびヘキサンからの再結晶により、アミン８量体を得た。分子量を、ＥＳＩＭＳ  Ｍ＋Ｈ＝実験＝２０５８．７ｍ／ｚ、計算＝２０５８．７ｍ／ｚで確認した。
【０３５７】
（実施例６７）
【０３５８】
【化９３】
2005517082.tif 000118
【０３５９】
６量体１ｊ。２つの基体、（−）−Ｒ，Ｒ−１，２−ｔｒａｎｓ−ジアミノシクロヘキサン（０．４６２ｍｍｏｌ、０．０５３ｇ）および２，６−ジホルミル−４−ヘキサデシルベンジルフェノールカルボキシレート（０．４６２ｍｍｏｌ、０．２００ｇ）を電磁撹拌子を備えた１０ｍＬバイアルに加え、その後、２ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２を加えた。黄色の溶液を室温で撹拌した。２４時間後、反応溶液をシリカゲルを通してジエチルエーテルで塞ぎ、溶媒をロト−エバポレーション（ｒｏｔｏ−ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）により取除いた（２３２ｍｇ、収率９８％）。
【０３６０】
【化９４】
2005517082.tif 000119
【０３６１】
６量体１ｊｈ。電磁撹拌子を備えた１００ｍＬ洋ナシ型フラスコにアルゴン下で６量体１ｊ（０．３８７ｍｍｏｌ、０．５９４ｇ）を加え、ＴＨＦ：ＭｅＯＨ（それぞれ７：３、２８：１２ｍＬ）中に溶かした。次に、ＮａＢＨ４（２．３２ｍｍｏｌ、０．０８８ｇ）を室温で６．５時間かけてゆっくりと部分的に加えた。溶媒をロト−エバポレーションにより取除き、残渣を１２５ｍＬ酢酸エチルに溶かし、３×５０ｍＬの水で洗浄した。有機層を分離し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、溶媒をロト−エバポレーションにより取除いた。得られた残渣のＣＨ２Ｃｌ２およびＭｅＯＨからの再結晶により、白色の固体（０．４４０ｇ、収率７４％）を得た。
【０３６２】
【化９５】
2005517082.tif 000120
【０３６３】
（実施例６８）
【０３６４】
【化９６】
2005517082.tif 000121
【０３６５】
６量体１Ａ−Ｍｅ。２−ヒドロキシ−５−メチル−１，３−ベンゼンジカルボキシアルデヒド（５３ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（０．６ｍＬ）中の溶液を、（１Ｒ，２Ｒ）−（−）−１，２−ジアミノシクロヘキサン（３７ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（０．５ｍＬ）中の溶液に加えた。混合物を周囲の温度で１６時間撹拌し、メタノール（７５ｍＬ）に滴下して加え、４時間冷却（４℃）した。沈殿を集め、７１ｍｇ（９２％）の６量体１Ａ−Ｍｅを得た。
【０３６６】
【化９７】
2005517082.tif 000122
【０３６７】
（実施例６９）
【０３６８】
【化９８】
2005517082.tif 000123
【０３６９】
３２．７ｍｇの６量体１ｊｈ（再結晶回数）を３０ｍＬの乾燥ＴＨＦに加えた。続いて、１００μＬのトリエチルアミンおよび１００μＬの塩化アクリロイル（新たに蒸留した）を、Ｓｃｈｌｅｎｋ技術を用いてＴＨＦ混合物に加えた。溶液をアセトン／ドライアイス浴中で、１８時間撹拌した。溶媒の除去後、白色の沈殿が残った。沈殿をＣＨ２Ｃｌ２中に再び溶かし、フリット漏斗を通して濾過した。ＣＨ２Ｃｌ２溶液を分液漏斗に加え、水で１回、その後、ブライン（ＮａＣｌ）で２回洗浄した。ＣＨ２Ｃｌ２溶液をＭｇＳＯ４で乾燥させ、次いで、濾過してＭｇＳＯ４を取除いた。溶媒の除去の後、黄色い沈殿が残った。
【０３７０】
【化９９】
2005517082.tif 000124
【図面の簡単な説明】
【０３７１】
【図１】図１は、六量体１ｄｈナノフィルムの調製のスキームの例を図示する。
【図２】図２は、両親媒性アルキルチオール分子のナノフィルムの調製についてのスキームの例を図示する。
【図３】図３は、両親媒性のメチル２−アミノ（アルカン）オエート分子のナノフィルムの調製についてのスキームの例を図示する。
【図４】図４は、両親媒性のアルキルアミン分子のナノフィルムの調製についてのスキームの例を図示する。
【図５】図５は、表面結合基の例を示す、基体に対するナノフィルムの結合についてのスキームの例を図示する。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、六量体１ｄｈナノフィルムの調製の惰円偏光法画像の例を図示する。
【図７】図７は、六量体１ｄｈナノフィルムの等圧クリープの例を図示する。
【図８−１】図８Ａは、六量体１ｄｈナノフィルムの調製のＦＴＩＲスペクトルの例を図示する。
【図８−２】図８Ｂは、六量体１ｄｈナノフィルムの調製のＦＴＩＲスペクトルの例を図示する。
【図９】図９は、六量体１ｄｈナノフィルムの調製の惰円偏光法画像の例を図示する。
【図１０】図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、基体に結合したメチルヘプタデカノエートナノフィルムの調製の惰円偏光法画像の例を図示する。
【図１１】図１１Ａおよび図１１Ｂは、基体に結合したＮ−オクタデシルアクリルアミドナノフィルムの調製の惰円偏光法画像の例を図示する。
【図１２】図１２は、六量体１ｄｈナノフィルムの構造の描写を図示する。
【図１３】図１３は、八量体５ｊｈ−アスパラギンナノフィルムの構造の描写を図示する。
【図１４】図１４は、六量体１ｊｈ−ＡＣから調製されたナノフィルムに対する、Ｌａｎｇｍｕｉｒトラフ領域  対  時間を説明する。
【図１５】図１５は、六量体１ｊｈ−ＡＣから調製されたナノフィルムの惰円偏光法画像の例を図示する。
【図１６】図１６は、六量体１ｊｈ−ＡＣナノフィルムの調製のＦＴＩＲスペクトルの例を図示する。
【図１７】図１７Ａおよび図１７Ｂは、六量体大環状モジュールの実施形態の構造例の描写を示す。
【図１８】図２Ａは、六量体大環状モジュールの実施形態のＬａｎｇｍｕｉｒ等温線の例を示す。図２Ｂは、六量体大環状モジュールの実施形態の等圧クリープの例を示す。
【図１９】図３Ａは、六量体大環状モジュールの実施形態のＬａｎｇｍｕｉｒ等温線の例を示す。図３Ｂは、六量体大環状モジュールの実施形態の等圧クリープの例を示す。
【図１】
2005517082.tif 000128
【図２】
2005517082.tif 000129
【図３】
2005517082.tif 000130
【図４】
2005517082.tif 000131
【図５】
2005517082.tif 000132
【図６Ａ】
2005517082.tif 000133
【図６Ｂ】
2005517082.tif 000134
【図７】
2005517082.tif 000135
【図８−１】
2005517082.tif 000136
【図８−２】
2005517082.tif 000137
【図９】
2005517082.tif 000138
【図１０Ａ】
2005517082.tif 000139
【図１０Ｂ】
2005517082.tif 000140
【図１０Ｃ】
2005517082.tif 000141
【図１１Ａ】
2005517082.tif 000142
【図１１Ｂ】
2005517082.tif 000143
【図１２】
2005517082.tif 000144
【図１３】
2005517082.tif 000145
【図１４】
2005517082.tif 000146
【図１５】
2005517082.tif 000147
【図１６】
2005517082.tif 000148
【図１７Ａ】
2005517082.tif 000149
【図１７Ｂ】
2005517082.tif 000150
【図１８】
2005517082.tif 000151
【図１９】
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【国際調査報告】
2005517082.tif 000153
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