(57)【要約】【課題】光学異性体分離剤などとして有用な新規な多糖誘導体を提供する。【解決手段】多糖に、ビピリジル基などの金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基を導入して多糖誘導体を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基が導入された多糖誘導体。
【請求項２】
前記置換基が、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む芳香族置換基である、請求項１記載の多糖誘導体。
【請求項３】
前記置換基が、ビピリジル基を含む置換基である、請求項１または２に記載の多糖誘導体。
【請求項４】
前記置換基が、エステル結合、ウレタン結合またはエーテル結合により導入された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多糖誘導体。
【請求項５】
前記ヘテロ原子に金属原子が配位した、請求項１〜４記載のいずれか一項に記載の多糖誘導体。
【請求項６】
前記金属原子が周期表で２族から１４族のものである、請求項５記載の多糖誘導体。
【請求項７】
金属原子が銅、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛、またはルテニウムである請求項６記載の多糖誘導体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の多糖誘導体からなる光学異性体分離用充填剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多糖の誘導体及びそれを用いた光学異性体分離用充填剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
多糖誘導体が光学異性体の分離に有効であることは従来より良く知られ、研究されてきた（特許文献１または２）。多糖誘導体としては、多糖のフェニルカルバメートやベンゾエート等種々の多糖誘導体が研究され、また光学異性体分離用充填剤として製品化されてきた。
しかし、これらの分離剤であらゆる光学異性体を分離できるわけではなく、また、分離対象化合物によっては分離が充分とは言えず、分離能について改良の余地があった。
このようなことから、従来研究され、製品化されてきた分離剤とは異なった化学構造をもち、これにより既存の分離剤とは異なる分離特性を有する、あるいはより高度な光学異性体識別能力を有する分離剤の開発が試みられている。例えば、特許文献3においては、多糖のエステル誘導体において、置換基が窒素を有するヘテロ芳香族化合物である例が開示されている。
しかし、ヘテロ原子を複数有する化合物を置換基として有する多糖誘導体や、その多糖誘導体上の複数のヘテロ原子に金属原子を配位させた多糖誘導体については一切検討されていない。
【特許文献１】特許第1466384号明細書
【特許文献２】特許第1799654号明細書
【特許文献３】特開昭60−223801号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、光学異性体分離剤などとして有用な新規な多糖誘導体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、ビピリジル基などの、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基が導入された多糖誘導体を合成することに成功し、さらに、該多糖誘導体が光学異性体分離剤として使用できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基が導入された多糖誘導体。
（２）前記置換基が、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む芳香族置換基である、（１）の多糖誘導体。
（３）前記置換基が、ビピリジル基を含む置換基である、（１）または（２）の多糖誘導体。
（４）前記置換基が、エステル結合、ウレタン結合またはエーテル結合により導入された、（１）〜（３）のいずれかの多糖誘導体。
（５）前記ヘテロ原子に金属原子が配位した、（１）〜（４）のいずれかの多糖誘導体。（６）金属原子が周期表で２族から１４族のものである、（５）の多糖誘導体。
（７）金属原子が銅、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛、またはルテニウムである（６）の多糖誘導体。
（８）（１）〜（７）のいずれかの多糖誘導体からなる光学異性体分離用充填剤。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の多糖誘導体は、ヘテロ原子が複数導入されたことにより、多糖の高次構造に変化が生じて特徴的な光学異性体の分離特性を発揮する。また、金属原子との配位が可能になることから、金属原子との配位による特徴的な分離特性を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の多糖誘導体は、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基が導入された多糖誘導体である。ここで、金属原子に配位可能なヘテロ原子としては、非共有電子対を有するヘテロ原子が挙げられ、非共有電子対を有する、窒素原子、酸素原子、および硫黄原子などが例示でき、非共有電子対を有する窒素原子が好ましい。複数とは２個以上であればよく、好ましくは２個である。
【０００８】
金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基としては、非共有電子対を有するヘテロ原子を複数含む、鎖状置換基、環状置換基、多環状置換基などが挙げられ、ヘテロ原子を複数含む環状の置換基、またはヘテロ原子を含む環が複数つながった置換基が好ましい。これらの環状置換基は芳香族置換基であることが好ましい。
ヘテロ原子を複数含む鎖状の置換基としては、アミノ基や水酸基などのヘテロ置換基を複数有する脂肪族炭化水素基などが挙げられ、具体的には、ジアミノアルキル基などが挙げられる。
ヘテロ原子を複数含む環状の置換基としては、非共有電子対を有するヘテロ原子を２以上含む複素環、例えば、イミダゾール基、ピラゾール基、イソチアゾール基、イソオキサゾール基などが挙げられる。
また、ヘテロ原子を複数含む環状の置換基としては、アミノ基や水酸基などのヘテロ置換基を有する複素環、例えば、アミノ基や水酸基などで環上の水素原子が置換された、ピロール、フラン、チオフェン、ピリジン、ピペリジンなどが挙げられる。
ヘテロ原子を含む環が複数つながった置換基としては、ピロール、フラン、チオフェン、ピリジン、ピペリジンなどの複素環が２つ以上つながった置換基が挙げられる。この中では、芳香族複素環が２つ以上つながった置換基が好ましく、ピリジンが２つ以上つながった置換基がより好ましく、ピリジンが２つつながった置換基（ビピリジル基）が特に好ましい。
【０００９】
ビピリジル基の種類としては、下記のような基が挙げられる。
【化１】
2007297541.tif 000002
【００１０】
金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基は、多糖誘導体の水酸基に導入されていることが好ましい。ここで、水酸基に導入されるとは、水酸基の酸素原子に結合することを意味する。上記置換基は水酸基の酸素原子に直接結合してもよいが、エステル結合、カルバメート結合またはエーテル結合を介して多糖の水酸基に導入されていることが好ましい。
なお、多糖の全ての水酸基が上記置換基で置換されていてもよいが、多糖の水酸基のうち、特定の位置の水酸基のみに上記置換基が導入されていてもよいし、多糖分子内の一部の水酸基のみに上記置換基が導入されていてもよい。また、多糖がアミノ基を有する多糖であるときは、水酸基とアミノ基の両方に上記置換基が導入されていてもよいし、水酸基のみに上記置換基が導入されていてもよい。
【００１１】
本発明の多糖誘導体は、さらに、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基以外の置換基が導入されていてもよい。
金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基以外の置換基としては、導入可能なものであれば特にその種類は限定されないが、好ましくは、下記の式（１）、式（２）、式（３）および式（４）のいずれかで示される置換基を挙げることができる。
R-NH-CO- … (１)、  R-X-NH-CO- … (２)、  R-CO- … (3)、  R-X-CO- … (４)
式（１）〜（４）中、Ｒはヘテロ原子を含んでもよい芳香族炭化水素基であり、無置換であっても、または炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基、炭素数１〜１２のアルキルチオ基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数１〜８のアシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、ニトロ基、アミノ基および炭素数１〜８のアルキルアミノ基よりなる群から選択される少なくとも一種の置換基を有していても良い。これらの中でより好ましいＲとしては、アルキル基またはハロゲンで置換されていてもよい、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラシル基、インデニル基、フリル基、チオニル基、ピリル基、ベンゾフリル基、ベンズチオニル基、インジル基、ピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、イシキノリル基などを挙げることができる。これらの中でもさらに好ましいのは、アルキル基またはハロゲンで置換されていてもよい、フェニル基、ナフチル基、ピリジル基などであり、特に好ましいのはハロゲン化フェニル基およびアルキルフェニル基である。
式（１）〜（４）中、Ｘは炭素数１〜４の炭化水素基であり、二重結合または三重結合を含んでいても良い。Ｘとしては、メチレン基、メチルメチレン基、エチレン基、エチリデン基、エテニレン基、エチニレン基、１，２−または１，３−プロピレン基、１，１−
または２，２−プロピリジン基等を挙げることができる。
なお、本発明の多糖誘導体においては、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基が導入された水酸基（及びアミノ基）以外の水酸基（及びアミノ基）に、全て上記式（１）〜（４）の置換基が導入されていてもよいし、無置換の水酸基（及びアミノ基）があってもよい。
【００１２】
本発明の多糖誘導体の原料となる多糖は、合成多糖、天然多糖及び天然物変成多糖のいずれかを問わず、光学活性であればいかなるものでもよいが、好ましくは結合様式の規則性の高いものが望ましい。
例示すればβ−１，４−グルカン（セルロース）、α−１，４−グルカン（アミロース、アミロペクチン）、α−１，６−グルカン（デキストラン）、β−１，６−グルカン（ブスツラン）、β−１，３−グルカン（例えばカードラン、シゾフィラン等）、α−１，３−グルカン、β−１，２−グルカン（Crown Gall多糖）、β−１，４−ガラクタン、β−１，４−マンナン、α−１，６−マンナン、β−１，２−フラクタン（イヌリン）、β−２，６−フラクタン（レバン）、β−１，４−キシラン、β−１，３−キシラン、β−１，４−キトサン、α−１，４−Ｎ−アセチルキトサン（キチン）、プルラン、アガロース、アルギン酸等であり、アミロースを含有する澱粉も含まれる。
これらの中では、高純度の多糖を容易に入手できるセルロース、アミロース、β−１，４−キシラン、β−１，４−キトサン、キチン、β−１，４−マンナン、イヌリン、カードラン等が好ましく、特にセルロース、アミロースが好ましい。
多糖の数平均重合度（１分子中に含まれるピラノースあるいはフラノース環の平均数）は５以上、好ましくは１０以上であり、特に上限はないが、１０００以下であることが取り扱いの容易さの点で望ましい。
【００１３】
本発明の多糖誘導体は、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基を有し、多糖が有する水酸基（及びアミノ基）と反応しうる官能基を有する化合物を、原料の多糖に反応させることによって得ることができる。このような化合物としては、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基を有する、カルボン酸、酸塩化物、酸無水物、酸エステル、イソシアン酸誘導体、アルコールなどを用いることができる。この置換基導入反応は、多糖誘導体を溶解することのできる溶媒（例えば、ピリジン）中、好ましくは加熱しながら行うことができる。
【００１４】
また、上記式（１）〜（４）の置換基は、下記の式（５）〜（８）で示されるイソシアネートや酸クロリドと多糖とを反応させることにより、導入することができる。
R-N=C=O … (５)、  R-X-N=C=O … (６)、  R-CO-Cl … (７)、  R-X-CO-Cl … (８)ただし、式中、Ｒ およびＸは前記と同様の意味を示す。
なお、本発明の多糖誘導体が、金属原子に配位可能なヘテロ原子を複数含む置換基と、式（１）〜（４）の置換基をともに有するものである場合、これらの置換基の導入は、どちらを先に行ってもよい。
【００１５】
本発明の多糖誘導体は、ヘテロ原子に金属原子を配位させたものであってもよい。配位させる金属原子の種類は特に制限されないが、周期表で２族から１４族の金属原子が好ましく、Cu、Co、Fe、Ni、Zn、およびRuがより好ましい。
【００１６】
本発明の多糖誘導体は光学異性体用分離剤として使用することができる。例えば、多糖誘導体を担体に担持させるか、または多糖誘導体自体を破砕、又は公知の方法により球状粒子化（例えば、特開平７−２８５８８９号公報）することにより光学異性体用分離剤を作製することができる。なお、ここでいう担持とは、担体上に多糖誘導体が固定化されていることである。担持方法は公知の担持方法を適用することができ、多糖誘導体と担体との間の物理的な吸着、担体との間の化学結合、多糖誘導体同士の化学結合、第三成分の化
学結合、多糖誘導体への光照射、ラジカル反応等の方法を適用することができる（例えば、特開平６−９３００２公報参照）。
【００１７】
担体としては、多孔質有機担体及び多孔質無機担体が挙げられ、好ましくは多孔質無機担体である。多孔質担体の平均孔径は1ｎｍ〜１００μmが好ましく、５ｎｍ〜５μｍがより好ましい。多孔質有機担体として適当なものは、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート等からなる高分子物質であり、多孔質無機担体として適当なものは、シリカ、アルミナ、マグネシア、ガラス、カオリン、酸化チタン、ケイ酸塩、ヒドロキシアパタイトなどである。
特に好ましい担体はシリカゲルであり、シリカゲルの粒径は１μm〜１mm、好ましくは１μm〜３００μm、更に好ましくは１μm〜１００μmである。
また、担体は、多糖誘導体との親和性を良くしたり、担体自身の表面の特性を改質するための処理を施したものを用いても良い。表面処理の方法としては有機シラン化合物によるシラン化処理やプラズマ重合による表面処理方法がある。
担体上への多糖誘導体の担持量は、光学異性体用分離剤１００質量部に対して、１〜１００質量部が好ましく、更に５〜６０質量部が好ましく、特に１０〜４０質量部が好ましい。
【００１８】
また多糖誘導体自体を破砕又は球状粒子化するとき、乳鉢等を用いることで得られた破砕状又は球状の多糖誘導体は、分級して粒度を揃えておくことが望ましい。
【００１９】
多糖誘導体から作製される光学異性体用分離剤は、例えば、クロマトグラフィーの固定相として用いることができ、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、電気泳動等に適用することができ、特に（連続式）液体クロマトグラフィー法、薄層クロマトグラフィー、電気泳動に好適である。また、クロマトグラフィー用分離剤のみならず、ホストゲスト分離剤、膜分離、液晶材料への応用もできる。
【実施例】
【００２０】
Ｉ．ピリジル基を有する多糖誘導体の合成と光学分割
１．合成
１-１．ビピリジル酸クロライドの合成
１-１-１．bromomethyl pyridyl ketone の合成 (H. N. Wingfield Jr, J. Org. Chem., 24, 872-873 (1981))
【化２】
2007297541.tif 000003
ピリジニウムブロミドぺルブロミド(25.0 g, 78 mmol)を60〜70℃に加熱しながら氷酢酸(300 mL)に溶解させ、2-アセチルピリジン(9.0 g, 74 mmol)と氷酢酸(32%臭化水素酸を含む)(30 mL)を加え6時間反応させた。反応終了後放冷し、ジエチルエーテル(600 mL)を加え、結晶熟成のため0 ℃で一晩寝かせた。析出した結晶をろ過し、ジエチルエーテルおよびアセトンで洗浄を行い、bromomethyl pyridyl ketone(21.1 g, yield>99%)を得た。
【００２１】
１-１-２．N-(2-pyridylcarbonylmethyl)pyridinium bromideの合成 (P. N. P. Rao, M. Amini, H. Li, A. G. Habeeb, and E. E. Knaus, J. Med. Chem., 46, 4872-4882 (2003)
)
【化３】
2007297541.tif 000004
窒素雰囲気下、１-１-１で合成したbromomethyl pyridyl ketone(21.2 g, 106 mmol)、脱水テトラヒドロフラン（THF）(350 mL)を加え撹拌した。その後、脱水ピリジン(10.0 g, 127 mmol)を加え室温で6時間反応させた。反応終了後、ろ過しTHFで洗浄することでN-(2-pyridylcarbonylmethyl)pyridinium bromide(29.1 g, yield:99%)を得た。
【００２２】
１-１-３．5-methyl-2,2’-bipyridineの合成 (F. Krohnke, Synthesis, 1, 1-24 (1976))
【化４】
2007297541.tif 000005
１-１-２で合成したN-(2-pyridylcarbonylmethyl)pyridinium bromide(23.3 g, 84 mmol)、NH4OAc(14.2 g, 184 mmol)、ホルムアミド(100 mL)を窒素下で加え撹拌した。そこにメタクロレイン(8.3 mL, 101 mmol)を加え、60〜70 ℃で6時間反応させた後、ジエチルエーテル及び水で洗浄し有機相を抽出した。得られた有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、エバポレーターでジエチルエーテルをとばし、5-methyl-2,2’-bipyridine(8.1 g, yield:46%)を得た。
【００２３】
１-１-４．5-carboxy-2,2’-bipyridineの合成 (N. C. Fletcher, M. Nieuwenhuyzen, and S. Rainey, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2001, 2641-2648)
【化５】
2007297541.tif 000006
１-１-３で合成した5-methyl-2,2’-bipyridine(8.1 g, 47.6 mmol)にH2O(60 mL)を加え70℃で撹拌し、KMnO4(32 g)を加えた。70 ℃で3時間、90 ℃で12時間反応を行った。その後、Celiteを用いて熱ろ過し、得られたろ液にHCl水溶液を徐々に加えていき、白色の沈殿物を生成させた。一晩0 ℃で沈殿物を熟成させた後、凍結乾燥して5-carboxy-2,2’-bipyridine (7.0 g, yield:73%)を得た。
【００２４】
１-１-５． 5-chlorocarbonyl-2,2’-bipyridineの合成 (N. C. Fletcher, M. Nieuwenhuyzen, and S. Rainey, J. Chem. Soc., Dalion Trans., 2001,  2641-2648)
【化６】
2007297541.tif 000007
１-１-４で合成した 5-carboxy-2,2’-bipyridine (1.1 g, 5.6 mmol)に窒素雰囲気下で塩化チオニル(100 mL)を加えていった。滴下終了後80 ℃で6時間反応させた。反応終了後、真空乾燥させ、 5-chlorocarbonyl-2,2’-bipyridineを得た。
【００２５】
１-２．ビピリジル基を有するセルロース誘導体の合成
［合成例１］
１-２-１．2,3,6位にビピリジル基を有するセルロース誘導体cellulose 2,3,6-tris(2,2’-bipyridine-5-carboxylate) [c-236(bpy-e)]の合成
【化７】
2007297541.tif 000008
セルロース(0.4 g, 2.5 mmol)に窒素雰囲気下でN,N-ジメチルアセトアミド（DMA）(12 mL)を加え85 ℃、24時間撹拌した。その後、室温まで放冷し、リチウムクロライド(0.62 g)加え、室温で12時間撹拌し均一なセルロース溶液を得た。そこに１-１-５で合成した5-chlorocarbonyl-2,2’-bipyridine (2.5 g, 11.4 mmol)およびピリジン(30 mL)を加え、80 ℃で24時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下回収し、真空乾燥することでc-236(bpy-e)(1.48 g, yield:79%)を得た。
【００２６】
［合成例２］
１-２-２．6位だけにビピリジル基を有するセルロース誘導体cellulose 2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamate)-6-(2,2’-bipyridine-5-carboxylate) [c-23(35dp-c)-6(bpy-e)]の合成
１-２-２-１．6-O-trityl celluloseの合成
【化８】
2007297541.tif 000009
セルロース(3.0 g, 18.6 mmol)に窒素雰囲気下でN,N-ジメチルアセトアミド（DMA）(14
0 mL)を加え85 ℃、24時間撹拌した。その後、室温まで放冷し、リチウムクロライド(8.0
g)加え、室温で12時間撹拌し均一なセルロース溶液を得た。そこにトリフェニルクロロメタン(7.6 g, 27.8 mmol)およびピリジン(90 mL)を加え、90  ℃で24時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することで6-O-trityl cellulose(5.8  g, yield:70%)を得た。
【００２７】
１-２-２-２．2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamoyl)-6-O-trityl celluloseの合成
【化９】
2007297541.tif 000010
１-２-２-１で合成した6-O-trityl celluloseに窒素雰囲気下でピリジン(30 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、3,5-ジメチルフェニルイソシアナート(2.6 g)を加え85 ℃で30時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することで2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamoyl)-6-O-trityl celluloseを得た。
【００２８】
１-２-２-３．cellulose 2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamate)の合成
【化１０】
2007297541.tif 000011
１-２-２-２で合成した2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamoyl)-6-O-trityl celluloseを1% HCl/MeOH(300 mL)に加え、室温で36時間反応させた。反応終了後、メタノールで十分に洗浄し、真空乾燥することでcellulose 2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamate)を得た。
【００２９】
１-２-２-４．c-23(35dp-c)-6(bpy-e)の合成
【化１１】
2007297541.tif 000012
１-２-２-３で合成したcellulose 2,3-bis(3,5-dimethylphenylcarbamate) (1.00 g, 2.19 mmol)に窒素雰囲気下でピリジン(25 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、１-１-５で合成した5-chlorocarbonyl-2,2’-bipyridine (1.03 g, 4.71 mmol)を加え85 ℃で30時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することでc-23(35dp-c)-6(bpy-e)を得た。
【００３０】
［合成例３］
１-２-３．6位だけにビピリジル基を有するセルロース誘導体cellulose 2,3-dibenzoate-6-(2,2’-bipyridine-5-carboxylate) [c-23(bz-e)-6(bpy-e)]の合成
１-２-３-１．2,3-dibenzoyloxy-6-O-trityl celluloseの合成
【化１２】
2007297541.tif 000013
１-２-２-１で合成した6-O-trityl cellulose(1.6 g, 4.0 mmol)に窒素雰囲気下でピリジン(30 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、 ベンゾイルクロライド(1.6 g, 11
mmol)を加え85 ℃で30時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することで2,3-dibenzoyloxy-6-O-trityl cellulose(2.1 g, yield:88%)を得た。
【００３１】
１-２-３-２．cellulose 2,3-dibenzoateの合成
１-２-３-１で合成した2,3-dibenzoyloxy-6-O-trityl celluloseを1% HCl/MeOH(300 mL)に加え、室温で36時間反応させた。反応終了後、メタノールで十分に洗浄し、真空乾燥することでcellulose 2,3-dibenzoate (1.1 g, yield:96%)を得た。
【００３２】
１-２-３-３．c-23(bz-e)-6(bpy-e)の合成
【化１３】
2007297541.tif 000014
１-２-３-２で合成したcellulose 2,3-dibenzoate (1.1 g, 3.0 mmol)に窒素雰囲気下でピリジン(25 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、１-１-５で合成した5-chlorocarbonyl-2,2’-bipyridine (1.2 g, 5.5 mmol)／DMA(25 mL)溶液を加え85 ℃で30時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することでc-23(bz-e)-6(bpy-e)(1.3 g, yield:78%)を得た。
【００３３】
［合成例４］
１-２-４．2,3位だけにビピリジル基を有するセルロース誘導体cellulose 2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carboxylate)-6-(3,5-dimethylphenylcarbamate) [c-23(bpy-e)-6(35dp-c)]の合成
１-２-４-１．2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carbonyloxy)-6-O-trityl celluloseの合成
【化１４】
2007297541.tif 000015
１-２-２-１で合成した6-O-trityl cellulose(1.5 g, 3.7 mmol)に窒素雰囲気下でピリジン(30 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、 １-１-５で合成した5-chlorocarbonyl-2,2’-bipyridine (2.9 g, 13 mmol)／DMA(25 mL)溶液を加え85 ℃で72時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することで2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carbonyloxy)-6-O-trityl cellulose (2.3 g,
yield:76%)を得た。
【００３４】
１-２-４-２．cellulose 2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carboxylate)の合成
【化１５】
2007297541.tif 000016
１-２-４-１で合成された2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carbonyloxy)-6-O-trityl cell
uloseを2% HCl/MeOH(300 mL)に加え、50 ℃で24時間反応させた。反応終了後、炭酸水素ナトリウムを加え溶液を中性にすることで析出させ、水／メタノールで十分に洗浄し、真空乾燥することでcellulose 2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carboxylate)(0.5 g, yield:39%)を得た。
【００３５】
１-２-４-３．c-23(bpy-e)-6(35dp-c)の合成
【化１６】
2007297541.tif 000017
１-２-４-２で合成したcellulose 2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carboxylate)(1.0 g)に窒素雰囲気下でピリジン(20 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、3,5-ジメチルフェニルイソシアナート(1 mL)を加え85 ℃で30時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することでc-23(bpy-e)-6(35dp-c)を得た。
【００３６】
［合成例５］
１-２-５．2,3位だけにビピリジル基を有するセルロース誘導体cellulose 2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carboxylate)-6-benzoate [c-23(bpy-e)-6(bz-e)]の合成
【化１７】
2007297541.tif 000018
１-２-４-２で合成したcellulose 2,3-bis(2,2’-bipyridine-5-carboxylate)(0.5 g)に窒素雰囲気下でピリジン(20 mL)を加えてセルロース誘導体を溶かした後、ベンゾイルクロライド (3.9 g, excess)を加え80 ℃で18時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下して回収し、真空乾燥することでc-23(bpy-e)-6(bz-e)(0.49 g, yield:84%)を得た。
【００３７】
［合成例６］
１-３．ピリジルカルバメート基を有するセルロース誘導体cellulose 2,3,6-tris(3-pyridylcarbamate) [c-236(3py-c)]の合成
１-３-１．3-pyridylisocyanateの合成 (B. P. Bandgar and S. S. Pandit, Tetrahedron
Lett., 43, 3413-3414 (2002))
【化１８】
2007297541.tif 000019
塩化シアヌル(5.5 g, 30 mmol)にクロロホルム(162 mL)を加え溶解させ、N-メチルモルホリン(9 g, 89 mmol)を加えて30分間-5〜5 ℃で反応させると不溶物質が生じた。温度を-5〜5 ℃に保ったまま、ニコチン酸(10 g, 81.2 mmol)クロロホルム(56 mL)懸濁液をキャニュラーによって徐々に加え、0 ℃で2時間反応させた。その後、キャニュラーろ過をしてろ液のみを回収し、アジ化ナトリウム(5.8 g, 89 mmol)を加え、室温で一晩反応させた。得られた溶液をNaHCO3で3回、H2Oで数回洗浄し、有機相を抽出してNa2SO4で3時間乾燥させた後、エバポレーターで濃縮し、3-pyridylazide(4.6 g, yield:39%)を得た。その固体をピリジンに溶解させ、80 ℃まで温度を上げると窒素が発生し転移が起こった。転移反応を3時間行い、IRスペクトルでイソシアナートの生成を確認し、反応を終了して黒色の溶液、3-pyridylisocyanate/ピリジンを得た。
【００３８】
１-３-２．c-236(3py-c)の合成
【化１９】
2007297541.tif 000020
セルロース(0.4 g, 2.5 mmol)に窒素雰囲気下でN,N-ジメチルアセトアミド（DMA）(20 mL)を加え85 ℃、24時間撹拌した。その後、室温まで放冷し、リチウムクロライド(1.4 g)加え、室温で12時間撹拌し均一なセルロース溶液を得た。そこに１-３-１で合成した3-pyridylisocyanate/ピリジンを加え、80 ℃で24時間反応させた。反応の進行をIRスペクトルで確認後、過剰のメタノールに滴下回収し、真空乾燥することでc-236(3py-c)(1.1 g, yield:85%)を得た。
【００３９】
２．HPLC用カラムの作成
２-１．担持・充填
合成例１〜６で得られたセルロース誘導体をそれぞれ以下の表１に記載の溶媒に溶解させ、表面処理したシリカゲルに担持を行い物理吸着させた。その後、ヘキサン/2-プロパノール=90/10でステンレススチールのカラムにスラリー法で充填した。充填したカラム（表１に示したサイズのもの）をそれぞれ用いた。
【００４０】
【表１】
2007297541.tif 000021
【００４１】
２-２．銅イオンの配位
２-１でセルロース誘導体を担持させたシリカゲルを充填したカラムに、10 mM CuSO4 水溶液を流速0.2 mL/minで72時間流すことで銅イオンを配位させた。ポリマーが青色を帯びた時点で完全に配位したとした。
【００４２】
３．光学分割能評価
合成例１〜５のセルロース誘導体を担持させたシリカゲルを充填したカラムを、そのまま、又は金属を配位させて、表２〜４に示す10種類のラセミ体の光学分割に用いた（実施例１〜５：表２，３）。また、合成例６のセルロース誘導体を担持させたシリカゲルを充填したカラムを、そのまま、又は金属を配位させて、10種類のラセミ体の光学分割に用いた（比較例：表４）。
これらのセルロース誘導体カラムをHPLCにつなげ、溶離液ヘキサン/2-プロパノール=90/10を流速0.5 mL/minおよび0.1 mL/minで流し、10種類のラセミ体を用いて光学分割能を評価した。なお、理論段数Nはベンゼンのチャートから、溶離液がカラム内を素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼン求めた。
【００４３】
なお、HPLCは、PU-980（製造社名JASCO）を用い、溶離液にはヘキサン/2-プロパノール=90/10を用いて、流速は0.5 mL/minおよび0.1 mL/minとし、UV検出器（装置名MD-2010 Plus、製造社名JASCO、波長254 nm）と旋光検出器（装置名OR-990、製造社名JASCO）を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのチャートから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。
【００４４】
光学分割結果を表２〜４に示す。
表中の値は容量比k1’と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。なお、容量比k1’、分離係数αは下式で定義される。以下の実施例及び比較例においても同じ式を用いて容量比及び分離係数を算出した。
【００４５】
【数１】
2007297541.tif 000022
【数２】
2007297541.tif 000023
【００４６】
その結果、ピリジルカルバメート基を導入したセルロース誘導体と比べて、ビピリジル基を導入したセルロース誘導体は、光学分割能が向上していることがわかった。また、ビピリジル基を導入したセルロース誘導体は、金属を配位させても向上した光学分割能を示すことがわかった。
【００４７】
【表２】
2007297541.tif 000024
【００４８】
【表３】
2007297541.tif 000025
【００４９】
【表４】
2007297541.tif 000026