(57)【要約】【課題】ヘミクリプトファン・金属錯体による多様な触媒反応の開発、及び、より安価な触媒調整法に基づく工業的に実施可能な触媒反応形態の開発。【解決手段】（１）生体基本反応の１つである加水分解反応の促進に有効なヘミクリプトファン・金属錯体触媒反応の提供、ならびに、（２）ヘミクリプトファン及び金属塩を含有する触媒を用いる加水分解および酸化反応等による有用有機化合物の製造方法の提供。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘミクリプトファンおよび金属塩の混合物からなる触媒組成物。
【請求項２】
金属塩が、周期表第４〜６周期で第２〜１６族に属する少なくとも１種の金属の塩である、請求項１に記載の触媒組成物。
【請求項３】
ヘミクリプトファンが、式：
【化１】
2012148252.tif 000037
[式中、Ｒ１およびＲ２は置換基を有してよいアルキル基またはポリオキシアルキレン基（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）を表す。]で表されるヘミクリプトファン（２）であり、金属塩がＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）の塩である、請求項１または２に記載の触媒組成物。
【請求項４】
請求項３に記載の触媒組成物の加水分解反応への使用。
【請求項５】
ヘミクリプトファンおよび金属塩の混合物を含有する触媒を用いる反応による有機化合物の製造方法。
【請求項６】
金属塩が、周期表第４〜６周期で第２〜１６族に属する少なくとも１種の金属の塩である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
ヘミクリプトファンが、式：
【化２】
2012148252.tif 000038
[式中、Ｒ１およびＲ２は置換基を有してよいアルキル基またはポリオキシアルキレン基（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）を表す。]で表されるヘミクリプトファン（２）であり、金属塩がＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）の塩である、請求項５または６に記載の製造方法。
【請求項８】
反応が加水分解反応である、請求項５〜７のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項９】
加水分解反応が、炭酸エステルまたはカルボン酸エステルの加水分解反応である、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
ヘミクリプトファン・金属錯体触媒を用いる加水分解反応による有機化合物の製造方法。
【請求項１１】
ヘミクリプトファン・金属錯体が、式：
【化３】
2012148252.tif 000039
[式中、Ｒ１およびＲ２は置換基を有してよいアルキル基またはポリオキシアルキレン基（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）、Ｍは周期表第４〜６周期の第２〜１６族のいずれか１つの金属、ｎは金属の原子価およびＸは陰イオンを表す。]で表わされるヘミクリプトファン（２）・金属錯体（３）である、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
金属がＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）である請求項１０または１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
加水分解が炭酸エステルまたはカルボン酸エステルの加水分解である、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘミクリプトファンおよび金属塩含有触媒を用いる触媒反応による有機化合物の製造方法に関する。具体的には、配位子としてのヘミクリプトファンおよび該配位子に配位可能な金属塩を触媒成分とする触媒反応による有機化合物の製造方法、ならびに、単離されたヘミクリプトファン・金属錯体触媒を用いる加水分解反応による有機化合物の製造方法に関する。
本発明におけるヘミクリプトファンとは、Ｃ３軸対称なシクロトリベラトリレン（cyclotriveratrylene: 略称「ＣＴＶ」）誘導体を一極に持ち、それと３本のリンカーを経由して結合した三脚（tripodal）構造を有するアミン、アミド、イミン、ピリジン、アルコール、アルキルホスフィン、フェニルホスフィン、ピラゾリルボレートを対極に有して、全体として相対向する二極構造を有するカプセル型の配位子を指す（例えば、“Core concepts in supramolecular chemistry and nanochemistry”by Japhthan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace: Wiley, 2007, p. 90（非特許文献１））。
【背景技術】
【０００２】
所謂、超分子触媒が、優れた選択性と高い反応効率を有する酵素反応のモデル触媒として、近年盛んに研究が為されてきた（例えば、van Leeuwen, P.W.N.M. Supramolecular Catalysis；Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008（非特許文献２））。その一つとして、規定された内部空間を有する配位子である分子カプセルが人工酵素の活性サイトとして創設されている（例えば、Yoshizawa, M., Klosterman, J.K., Fujita, M. Angewa. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3418（非特許文献３））。しかしながら、基質認識性と触媒作用点を併せ備えた触媒として、分子内部空間中に金属、特に遷移金属を含む様な分子カプセルの例は数少なく、例えば、式： 
【化１】
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で表わされる、Dutasta らのヘミクリプトファン（１）・オキソバナジウム錯体（１）が挙げられる程度である（Gautier, A, Mulatier, J.C., Crassous, J., Dutasta, J,P., Org. Lett., 2005, 7, 1207（非特許文献４））。
【０００３】
Dutastaらは単離した錯体（１）を触媒に用いて、チオアニソールの過酸化物（シクロヘキシルパーオキシド）による酸化反応：下式：
【化２】
2012148252.tif 000004
を行ってメチルフェニルスルホキシドを得ている。ここでDutastaらは、分子カプセル型の錯体（１）が閉じたカプセル型構造の配位子（ヘミクリプトファン）を有することにより、対応する片末端開放型配位子を有する錯体に比べて、メチルフェニルスルホキシドの生成速度が約６倍に向上し、収率も９５％の高い成績を得たことを報告している（A. Martinez and J.P. Dutasta, J. of Catalysis, vol. 267, 25 October 2009, p. 188-192（非特許文献５））。Dutastaらは、カプセル型のヘミクリプトファン（１）・オキシドバナジウム錯体（１）が反応基質であるチオアニソールを選択的にカプセル型分子内に取り込んでいる点（基質選択性）、および活性点であるＶ（V）イオンに引き寄せることによって酸化反応を促進している点の二点が酵素反応の特徴点を再現していると説明している。
【０００４】
しかしながら、他の如何なるヘミクリプトファン・金属錯体が如何なる触媒反応を接触し得るかについての開示や示唆はなく、工業的観点からは、更なる錯体及び触媒反応のバリエーション開発が望まれている。
【０００５】
また、ヘミクリプトファン・金属錯体の合成単離には多大の工程を要し、コストが嵩む。従って、工業的観点からは、より安価な触媒調整法に基づく工業的に実施可能な触媒反応形態の開発が強く求められる。しかしながら、従来のヘミクリプトファン・金属錯体触媒反応の研究は酵素モデルを意識したアカデミック研究のレベルに止まり、未だかって、工業的実施を意識した開発研究の開示はない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“Core concepts in supramolecular chemistry and nanochemistry” by Jphathan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace: Wiley, 2007, p. 90.
【非特許文献２】van Leeuwen, P.W.N.M. Supramolecular Catalysis；Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008
【非特許文献３】Yoshizawa, M., Klosterman, J.K., Fujita, M. Angewa. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3418.
【非特許文献４】Gautier, A, Mulatier, J.C., Crassous, J., Dutasta, J,P., Org. Lett., 2005, 7, 1207.
【非特許文献５】A. Martinez and J.P. Dutasta, J. of Catalysis, vol. 267, 25 October 2009, p. 188-192.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記問題点の解決を図ることである。
即ち、本発明は、ヘミクリプトファン・金属錯体について、錯体の更なるバリエーションを開拓し、工業的に有益な種々の触媒反応への適用を図ることを目的とする。また本発明は、プロセス的及びコスト的観点からの工業的実施の要請に応え得る触媒反応形態の開発を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題解決に向けて鋭意検討を進めた結果、驚くべきことに、ヘミクリプトファンおよび金属塩を含む溶液に反応基質を添加して反応するだけで、即ち、ヘミクリプトファン・金属錯体を単離する煩雑な工程を経ることなく、所望の触媒反応により有機化合物の製造が可能であることを見出し、本発明に到達した。この発明は、従来、ヘミクリプトファン配位子のケージ効果による高い選択性と効率を達成するためには、ヘミクリプトファン・金属錯体を予め生成・単離して、それを触媒に用いることが必須と考えられていたことからすれば（非特許文献５参照）、全く予測できないことであった。
【０００９】
即ち本発明は、ヘミクリプトファンおよび金属塩の混合物からなる触媒組成物を提供する。
本発明はまた、該触媒組成物の加水分解反応及び酸化反応への使用を提供する。
【００１０】
本発明はまた、ヘミクリプトファンおよび金属塩の混合物を含有する触媒を用いる反応による有機化合物の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明者らは、更に、特定のヘミクリプトファン・金属錯体が、加水分解反応を特異的に促進することを見出し、本発明に到達した。
即ち本発明は、ヘミクリプトファン・金属錯体触媒を用いる加水分解反応による有機化合物の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、ヘミクリプトファンおよび金属塩を含む溶液に反応基質を添加して反応するだけで、即ち、ヘミクリプトファン・金属錯体を単離する煩雑な工程を経ることなく、所望の触媒反応により有機化合物の製造が工業的に可能となった。例えば、加水分解反応及び酸化反応に有用である。また、本発明は、特定のヘミクリプトファン・金属錯体について、更なる反応のバリエーションを提供し、工業的に有益で、且つ、生体関連物質への応用も可能な加水分解反応による有機物質の製造を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、ヘミクリプトファン（２−１）の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。図１（ｂ）は、ヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（３−１）の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。
【図２】図２は、アセトニトリルを包接したヘミクリプトファン（２−１）の結晶構造を表す。
【図３】図３は、ヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（３−１）の結晶構造を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の触媒組成物及び製造方法を更に詳細に説明する。
本発明の第１の態様は、ヘミクリプトファンおよび金属塩の混合物からなる触媒組成物を提供する。この触媒組成物は、反応基質を含む反応溶媒中にヘミクリプトファンおよび金属塩を添加して反応するだけの簡単な操作で所望の触媒反応を効率よく促進することができるので、ヘミクリプトファン・金属錯体を別途、煩雑な方法で合成し・単離して用いる錯体触媒法とは異なる実施態様である。また、本発明の触媒組成物は、対象反応の特性に応じ、適宜、酸及び塩基等の他の触媒補助成分を併用してよい。
【００１５】
本発明で用いるヘミクリプトファンは、Ｃ３軸対称なシクロトリベラトリレン（cyclotriveratrylene: 略称「ＣＴＶ」）誘導体を一極に持ち、それに３本のリンカーを経由して結合した三脚（tripodal）構造を有するアミン、アミド、イミン、ピリジン、アルコール、アルキルホスフィン、フェニルホスフィン、ピラゾリルボレートを対極に有して、全体として相対向する二極構造を有するカプセル型の配位子を指す（例えば、“Core concepts in supramolecular chemistry and nanochemistry”by Japhthan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace: Wiley, 2007, p. 90）。
【００１６】
本発明の触媒組成物におけるヘミクリプトファンは、好ましくは、式：
【化３】
2012148252.tif 000005
[式中、Ｒ１およびＲ２は置換基を有してよいアルキル基またはポリオキシアルキレン基（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）を表す。]で表されるヘミクリプトファン（２）であってよい。
【００１７】
ここで、ヘミクリプトファンのＲ１およびＲ２（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）の内、置換基を有してよいアルキル基、としては、炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基であってよく、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｓｅｃ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル及びｓｅｃ−デシル等のアルキル基、並びに、それらのハロゲン、アルコキシ、アシルまたはアルキルオキシ等の置換体が挙げられる。
これらの内、好ましいのは炭素数１〜２のアルキル基であり、特にＲ１はメチル基、Ｒ２は水素が好ましく、そのときのヘミクリプトファンは、式：
【化４】
2012148252.tif 000006
で表されるヘミクリプトファン（２−１）である。
【００１８】
ヘミクリプトファンのＲ１およびＲ２（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）の内、置換基を有してよいポリオキシアルキレン基としては、平均重合度が１〜２０の、ポリオキシメチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。
これらの内、親水性を上げるためには、平均重合度が３以上、例えば、平均重合度が１０以上のポリオキシメチレン基が好ましい。
【００１９】
本発明の触媒組成物において、ヘミクリプトファンと組み合わせて用いられる金属塩は、周期表第４〜６周期の第２〜１６属金属イオンの塩から選ばれる。金属イオンとしては、Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ、Ｂａ，ランタノイド、Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｒ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ及びＢｉ等のイオンが挙げられ、塩を形成するアニオンとしては、ハロゲンイオン（Ｆ−、Ｃｌ−，Ｂｒ−またはＩ−）、アセテート（ＡｃＯ−）、パークロレート（ＣｌＯ４−）、トリフルオロアセテート（ＣＦ３ＣＯＯ−）、テトラフルオロボレート（ＢＦ４-）、ヘキサフルアンチモネート（ＳｂＦ６−）、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、またはトリフルオロメタンスルホネート（ＴｆＯ−）等が挙げられる。
【００２０】
本発明の触媒組成物において、上記ヘミクリプトファンと混合して用いる金属塩が、例えばＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）の塩の場合には、この触媒組成物を加水分解反応用触媒として好適に用いることができる。これら金属塩の具体例を挙げるならば、ＺｎＣｌ２，Ｚｎ（ＯＡｃ）２、Ｚｎ（ＣｌＯ４）２、Ｚｎ（ＯＴｆ）２、ＮｉＣｌ２、Ｎｉ（ＯＡｃ）２、Ｎｉ（ＣｌＯ４）２、Ｎｉ（ＯＴｆ）２、ＦｅＣｌ２、Ｆｅ（ＯＡｃ）２、Ｆｅ（ＣｌＯ４）２、Ｆｅ（ＯＴｆ）２、ＣａＣｌ２、Ｃａ（ＯＡｃ）２、Ｃａ（ＣｌＯ４）２、Ｃａ（ＯＴｆ）２等が挙げられる。
【００２１】
本発明の触媒組成物において、上記ヘミクリプトファンと混合して用いる金属塩が例えば、Ｒｕ（III〜IV）、Ｖ（III〜V）、Ｔｉ（III〜IV）、Ｚｒ（IV）、Ｆｅ（II〜III）の塩の場合には、この触媒組成物を酸化反応用触媒として好適に用いることができる。これら金属塩の具体例を挙げるならば、ＲｕＣｌ３、ＲｕＣｌ４、Ｒｕ２（ＯＡｃ）４（ＯＨ）２、ＶＣｌ４、ＶＯＣｌ２、ＶＯＣｌ３、ＴｉＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ３、ＺｒＣｌ４、Ｚｒ（ＮＯ３）２、ＺｒＯ（ＯＡｃ）２、Ｚｒ（ＯＨ）２（ＳＯ４）、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３、Ｆｅ（ＯＡｃ）２、Ｆｅ（ＯＡｃ）３、Ｆｅ（ＣｌＯ４）２、Ｆｅ（ＣｌＯ４）３、Ｆｅ（ＯＴｆ）２、Ｆｅ（ＯＴｆ）３等が挙げられる。
【００２２】
また、本発明の触媒組成物におけるヘミクリプトファンは、式：
【化５】
2012148252.tif 000007
[式中、Ｒ１は前記と同義である。]で表わされるヘミクリプトファン（１）を用いてもよい。
【００２３】
ヘミクリプトファン（１）において、Ｒ１の内、置換基を有してよいアルキル基としては、炭素数１〜１０の直鎖または分岐のアルキル基であってよく、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｓｅｃ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル及びｓｅｃ−デシル等のアルキル基、並びに、それらのハロゲン、アルコキシ、アシルまたはアルキルオキシ等の置換体が挙げられる。これらの内、好ましいのは炭素数１〜３のアルキル基であり、特にメチル基が好ましい。
【００２４】
本発明の第２の態様は、ヘミクリプトファンおよび金属塩の混合物を含有する触媒を用いる反応による有機化合物の製造方法を提供する。本発明の反応は特に限定されるものではなく、金属塩の種類に応じて種々の触媒反応が生起し得る。その結果、原料に用いる反応基質に応じて種々の有機化合物を製造することができる。
【００２５】
上記製造方法で用いる金属塩としては、周期表第４〜６周期の第２〜１６属金属イオンの塩から選ばれる。金属イオンとしては、Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ、Ｂａ，ランタノイド、Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｒ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ及びＢｉ等のイオンが挙げられ、塩を形成するアニオンとしては、ハロゲンイオン（Ｆ−、Ｃｌ−，Ｂｒ−またはＩ−）、アセテート（ＡｃＯ−）、パークロレート（ＣｌＯ４−）、トリフルオロアセテート（ＣＦ３ＣＯＯ−）、テトラフルオロボレート（ＢＦ４-）、ヘキサフルアンチモネート（ＳｂＦ６−）、ヘキサフルオロホスホネート（ＰＦ６−）、またはトリフルオロメタンスルホネート（ＴｆＯ−）等が挙げられる。
【００２６】
本発明の製造方法で用いるヘミクリプトファンは、式：
【化６】
2012148252.tif 000008
[式中、Ｒ１は置換基を有してよいアルキル基またはポリオキシアルキレン基を表す。]で表されるヘミクリプトファン（２）が好ましく、金属塩はＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）の塩が好ましい。その場合の反応は、好ましくは加水分解反応である。加水分解反応の基質としては、例えば炭酸エステルまたはカルボン酸エステル等が挙げられる。その場合に得られる有機化合物は、炭酸エステルの場合はヒドロキシル基含有化合物（アルコール類またはフェノール類）であり、カルボン酸エステルの場合はヒドロキシル基含有化合物（アルコール類またはフェノール類）およびカルボン酸である。加水分解反応の基質としては他に、アセタール、ケタール等も挙げられる。
【００２７】
ここで、置換基を有してよいアルキル基としては、炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基であってよく、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｓｅｃ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル及びｓｅｃ−デシル等のアルキル基、並びに、それらのハロゲン、アルコキシ、アシルまたはアルキルオキシ等の置換体が挙げられる。
これらの内、好ましいのは炭素数１〜３のアルキル基であり、特にメチル基が好ましく、そのときのヘミクリプトファンは、式：
【化７】
2012148252.tif 000009
で表されるヘミクリプトファン（２−１）である。
【００２８】
置換基を有してよいポリオキシアルキレン基としては、平均重合度が１〜２０の、ポリオキシメチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。
これらの内、親水性を上げるためには、平均重合度が３以上、例えば、平均重合度が１０以上のポリオキシメチレン基が好ましい。
【００２９】
また、本発明の製造方法で用いるヘミクリプトファンは、式：
【化８】
2012148252.tif 000010
[式中、Ｒ１は前記と同義である。]で表わされるヘミクリプトファン（１）であってよい。
【００３０】
ヘミクリプトファン（１）において、置換基を有してよいアルキル基としては、炭素数１〜１０の直鎖または分岐のアルキル基であってよく、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｓｅｃ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル及びｓｅｃ−デシル等のアルキル基、並びに、それらのハロゲン、アルコキシ、アシルまたはアルキルオキシ等の置換体が挙げられる。これらの内、好ましいのは炭素数１〜３のアルキル基であり、特にメチル基が好ましい。
【００３１】
本発明の触媒反応は、溶媒中にヘミクリプトファンと金属塩とを添加して所定温度で攪拌するだけで触媒活性種を形成すると考えられる。触媒溶液のＮＭＲ分析等のデータによれば、反応系中でin-situに（その場で）ヘミクリプトファン・金属錯体を形成していると推定されるが、本発明は、その様な機構に囚われるものではない。
【００３２】
反応原料の有機基質は、ヘミクリプトファン配位子圏内に接近可能な有効分子径を有する有機基質であると推察される。即ち、反応溶液中に於いて、ヘミクリプトファンの開口部を通過してヘミクリプトファン内部に入り込み、活性中心である金属イオンによって触媒作用を受けることができる程度の大きさを有する有機分子であると推定される。
【００３３】
反応はヘミクリプトファン、金属塩及び反応原料の有機基質を溶解乃至は分散させ得る溶媒中で行われる。この様な溶媒としては、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジクロロメタン、及びそれらの混合物等の極性非プロトン溶媒、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、クロロホルム、ジクロロエタン、トルエン、キシレン、ヘキサン等の非極性が挙げられるが、溶解性の点で極性非プロトン溶媒が好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法が、例えば加水分解反応の場合には、上記ヘミクリプトファンと混合して用いる好ましい金属塩としては、ＺｎＣｌ２，Ｚｎ（ＯＡｃ）２，Ｚｎ（ＣｌＯ４）２、Ｚｎ（ＯＴｆ）２、ＮｉＣｌ２，Ｎｉ（ＯＡｃ）２，Ｎｉ（ＣｌＯ４）２、Ｎｉ（ＯＴｆ）２、ＦｅＣｌ２，Ｆｅ（ＯＡｃ）２，Ｆｅ（ＣｌＯ４）２、Ｆｅ（ＯＴｆ）２、ＣａＣｌ２，Ｃａ（ＯＡｃ）２，Ｃａ（ＣｌＯ４）２、Ｃａ（ＯＴｆ）２等が挙げられる。
【００３５】
本発明の製造方法が、例えば酸化反応の場合には、上記ヘミクリプトファンと混合して用いる金属塩として、好ましくは、Ｒｕ（III〜IV）、Ｖ（III〜V）、Ｔｉ（III〜IV）、Ｚｒ（IV）、Ｆｅ（II〜III）の塩を用いることができる。これら金属塩の具体例を挙げるならば、ＲｕＣｌ３、ＲｕＣｌ４、Ｒｕ２（ＯＡｃ）４（ＯＨ）２、ＶＣｌ４、ＶＯＣｌ２、ＶＯＣｌ３、ＴｉＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ３、ＺｒＣｌ４、Ｚｒ（ＮＯ３）２、ＺｒＯ（ＯＡｃ）２、Ｚｒ（ＯＨ）２（ＳＯ４）、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３、Ｆｅ（ＯＡｃ）２、Ｆｅ（ＯＡｃ）３、Ｆｅ（ＣｌＯ４）２、Ｆｅ（ＣｌＯ４）３、Ｆｅ（ＯＴｆ）２、Ｆｅ（ＯＴｆ）３等が挙げられる。
【００３６】
加水分解反応として好ましい例の１つは、有機カーボネートの加水分解であって、得られる有機化合物が有機ヒドロキシ化合物（アルコールまたはフェノール）である前記製造方法が挙げられる。反応式で表すと、式：
【化９】
2012148252.tif 000011
[式中、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立に、置換基を有してよい炭素数１〜の６の鎖状もしくは分岐状アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基または炭素数７〜１２のアラルキル基を表す。]で表される。置換基としては、ハロゲン、アルコキシ、アルキルカルボニルおよびニトロ基等が挙げられる。Ｒ３またはＲ４がアルキル基またはアラルキル基の場合、得られる生成物Ｒ３−ＯＨおよびＲ４−ＯＨはアルコールであり、Ｒ３またはＲ４がアリール基の場合、得られる生成物Ｒ３−ＯＨおよびＲ４−ＯＨはフェノールである。
【００３７】
本発明は、例えば、ｐ−ニトロフェニルメチルカーボネートの加水分解反応：下式：
【化１０】
2012148252.tif 000012
によるｐ-ニトロフェノールの製造反応に対して優れた反応成績を示す。
【００３８】
加水分解反応として好ましい他の例は、カルボン酸エステルの加水分解であって、得られる有機化合物が有機ヒドロキシ化合物（アルコールまたはフェノール）およびカルボン酸である例が挙げられる。反応式で表すと、式：
【化１１】
2012148252.tif 000013
[式中、Ｒ３およびＲ４は前記と同義である。]で表される。
【００３９】
本発明の製造方法に於ける酸化反応としては、例えば有機スルフィドの酸化反応が挙げられ、得られる有機化合物が有機スルホキシドである製造方法がある。この反応は式：
【化１２】
2012148252.tif 000014
で表され、酸化剤としては、過酸化物、例えば、シクロヘキシルパーオキシドを用いることが好ましい。金属塩としては、特にＶ（V）オキシドの塩が好ましい。
酸化反応としては、上記以外に、通常の酸素酸化反応および過酸化物による酸化反応を挙げることができる。
【００４０】
更に、本発明の第３の態様は、ヘミクリプトファン・金属錯体触媒を用いる有機基質の加水分解反応による有機化合物の製造方法を提供する。この場合の触媒は、単離されたヘミクリプトファン・金属錯体である。
【００４１】
本発明で単離錯体の配位子として用いるヘミクリプトファンは特に限定するものではなく、通常のＣ３軸対称なシクロトリベラトリレン（cyclotriveratrylene: 略称「ＣＴＶ」）誘導体を一極に持ち、それと３本のリンカーを経由して結合した三脚（tripodal）構造を有するトリアミンを対極に有して、全体として相対向する二極構造を有するカプセル型の配位子を指す（例えば、“Core concepts in supramolecular chemistry and nanochemistry”by Japhthan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace: Wiley, 2007, p. 90）。
【００４２】
このヘミクリプトファン配位子と錯体を形成する金属は特に限定するものではないが、好ましくは、周期表第４〜６周期の第２〜１６属金属イオンの塩から選ばれる。具体的には、Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ、Ｂａ，ランタノイド、Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｒ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ及びＢｉ等が挙げられる。
【００４３】
加水分解に供される有機基質としては、有機カーボネート、カルボン酸エステル、アセタール、ケタール及びウレタン等が挙げられる。有機基質の有効分子径は、ヘミクリプトファン・金属錯体の開口部の大きさより小さいことが好ましいが、それらに限られるものではない。有機基質の加水分解によって製造される有機化合物としては、有機基質の種類に応じて、有機ヒドロキシ化合物（アルコールまたはフェノール）及び、カルボン酸、アルデヒド、ケトン、イソシアネート等が製造される。
【００４４】
本発明のヘミクリプトファン・金属錯体触媒を用いる有機物質の製造方法の好ましい態様の１つは、ヘミクリプトファン・金属錯体が、式：
【化１３】
2012148252.tif 000015
[式中、Ｒ１およびＲ２は置換基を有してよいアルキル基またはポリオキシアルキレン基（但し、Ｒ２は水素原子であってもよい）、Ｍは周期表第４〜６周期の第２〜１６族のいずれか１つの金属、ｎは金属の原子価およびＸは陰イオンを表す。]で表わされるヘミクリプトファン（２）・金属錯体触媒を用いる有機基質の加水分解反応による有機化合物の製造方法である。
【００４５】
ここで、金属Ｍは、周期表第４〜６周期の第２〜１６属金属のイオンから選ばれる。具体的には、Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ、Ｂａ，ランタノイド、Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｒ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｐｂ及びＢｉ等のイオンが挙げられる。
これらの中で、好ましいのは、金属イオンがＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）であり、特にＺｎ（II）が好ましい。
金属錯体と塩を形成するアニオン（Ｘ）としては、ハロゲンイオン（Ｆ−、Ｃｌ−，Ｂｒ−またはＩ−）、アセテート（ＡｃＯ−）、パークロレート（ＣｌＯ４−）トリフルオロアセテート（ＣＦ３ＣＯＯ−）、テトラフルオロボレート（ＢＦ４-）、ヘキサフルアンチモネート（ＳｂＦ６−）、ヘキサフルオロホスホネート（ＰＦ６−）、またはトリフルオロメタンスルホネート（ＴｆＯ−）等が挙げられる。
【００４６】
加水分解反応としては、有機カーボネートの加水分解であって、得られる有機化合物が有機ヒドロキシ化合物（アルコールまたはフェノール）である態様が好ましい。特に好ましい一例を挙げるならば、式：
【化１４】
2012148252.tif 000016
で表される、ｐ−ニトロフェニルメチルカーボネートの加水分解によるｐ-ニトロフェノールの製造方法が挙げられる。
【００４７】
他の好ましい加水分解反応としては、次式：
【化１５】
2012148252.tif 000017
[式中、Ｒ３およびＲ４は前記と同義である。]で表わされる、カルボン酸エステルの加水分解が挙げられる。得られる有機化合物は有機ヒドロキシ化合物（アルコールまたはフェノール）およびカルボン酸である。
【００４８】
特に好ましい一例を挙げるならば、式：
【化１６】
2012148252.tif 000018
で表わされるｐ−ニトロフェニル酢酸エステルの加水分解であり、得られる有機化合物がｐ−ニトロフェノールと酢酸である。
【００４９】
次に、本発明で用いるヘミクリプトファン配位子およびヘミクリプトファン・金属錯体の合成法について説明する。ヘミクリプトファン配位子はシクロトリベラトリレン（ＣＴＶ）化合物およびアミン化合物を出発原料に用いて、通常の方法によって合成することができる（例えば、Makita, Y.; Sugimoto, K.; Furuyoshi, K; Ikeda, K.; Fujiwara, S.; Shin-ike, T.; Ogawa, A, Inorg. Chem. 2010, 49, 7220-7222; A. Gautier, J. Mulatier, J. Crassous, and J.P. Dutasta, Organic Letters, 2005, vol. 7 (7), 1207-1210）。
【００５０】
例えば、ヘミクリプトファン（２）の合成法の概略を、式：
【化１７】
2012148252.tif 000019
[式中、Ｒ１は前記と同義である。]、に示す。
即ち、トリ（ベンズアルデヒド）置換シクロトリベラトリレン（ｔＢＡ−ＣＴＶ）およびトリス（２−アミノエチル）−アミン（略称「ｔｒｅｎ」）を、例えばアセトニトリル：メタノール＝３：７混合溶媒中で還流下に反応させて脱水縮合反応によりイミン体を合成し、次に、ＮａＢＨ４を添加して還元することにより、ヘミクリプトファン（２）を高収率で得ることができる（Makita, Y.; Sugimoto, K.; Furuyoshi, K; Ikeda, K.; Fujiwara, S.; Shin-ike, T.; Ogawa, A, Inorg. Chem. 2010, 49, 7220-7222  参照）。
【００５１】
生成したヘミクリプトファン（２）の構造は１Ｈ−ＮＭＲおよびＦＡＢ−ＭＡＳＳ分析等によって確認することができる。また、生成したヘミクリプトファン（２）を含むアセトニトリル溶液を徐々に濃縮することによって、ヘミクリプトファン（２）の単結晶を得ることができる。この単結晶は、溶媒のアセトニトリル１分子をヘミクリプトファン(２)の分子カプセル内に包接する結晶であり、Ｘ線回折により結晶構造を特定することができる。
【００５２】
出発原料のｔＢＡ−ＣＴＶの合成スキームを、下式：
【化１８】
2012148252.tif 000020
[式中、ｔＢＡ−ＣＴＶは前記と同義である。]に示す。 
即ち、バニリルアルコールをアリルブロミドでアリル化した後、過塩素酸により環化三量化反応させることで、トリアリル化したＣＴＶを得ることができ、これを脱アリル化した後、芳香族求核置換反応させることでｔＢＡ−ＣＴＶを得ることができる。
【００５３】
また、ヘミクリプトファン（１）の合成法の概略を、式：
【化１９】
2012148252.tif 000021
[式中、Ｒ１は前記と同義であり、ＴＨＰは保護基のテトラヒドロピラニル基を表す。]で示す。
即ち、水酸基がＴＨＰ基で保護されたエポキシ化合物（１−ａ）をアンモニアで開環してヒドロキシアミノ体（１−ｂ）とし、アミノ体（１−ｂ）１当量でもって、その２当量のエポキシ体（１−ａ）を開環付加させてトリアミノ体（１−ｃ）を得、ルイス酸であるスカンジウムトリフラート（Ｓｃ（ＯＴｆ）３）を触媒として分子内環化反応させてヘミクリプトファン（１）を得ることができる（A. Gautier, J. Mulatier, J. Crassous, and J.P. Dutasta, Organic Letters, 2005, vol. 7 (7), 1207-1210）参照。）
【００５４】
次に、ヘミクリプトファン・金属錯体の合成方法を説明する。ヘミクリプトファン・金属錯体は、ヘミクリプトファン含有溶液中へ金属塩を添加して所定温度で所定時間攪拌することによって合成することができる。反応終了後、溶媒を蒸発させて錯体の粗結晶を得た後、更に溶媒に溶解させて再結晶をすることによって、高純度のヘミクリプトファンを合成することができる。
【００５５】
例えば、ヘミクリプトファン（２）金属錯体の場合で説明すると、ヘミクリプトファン（２）を含む溶液、例えばアセトニトリル溶液中に、金属塩を添加して反応後、溶媒を濃縮し、析出する結晶をろ過して金属錯体を得ることができる。例えば、ヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（（３）、または（３−１））の場合には、亜鉛の塩として、酢酸亜鉛または過塩素酸亜鉛を用いることができる。得られた粗結晶を、例えばアセトニトリル・ジエチルエーテル混合溶媒に溶解し、ジエチルエーテルを徐々に揮散させることによって、Ｘ線回折測定に適した高純度結晶を得ることができる。
【００５６】
生成したヘミクリプトファン（２）・金属錯体の構造は１Ｈ−ＮＭＲおよびＦＡＢ−ＭＡＳＳ分析等によって確認することができる。また、生成したヘミクリプトファン（２）を含むアセトニトリル溶液を徐々に濃縮することによって、ヘミクリプトファン（２）・金属錯体の単結晶を得ることができる。この単結晶は、溶媒のアセトニトリル１分子をヘミクリプトファン(２)の分子カプセル内に包接する結晶であり、Ｘ線回折により結晶構造を特定することができる。
例えば、後の実施例でも説明するとおり、ヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（３−１）結晶のＸ線回折データによれば、この錯体は分子カプセルへの開口部として２３員環の大きさを有することが確認された。
【００５７】
ヘミクリプトファン及び金属塩を含有する触媒による本発明の触媒反応は、特に制限されるものではないが、以下の原理が作用していると推察される。但し、これはあくまで推察であって、本発明を何ら制限するものではない。
即ち、第１の原理は、反応基質が分子カプセル形状をしたヘミクリプトファン内部にアクセスすることができ、且つ、生成物がヘミクリプトファン分子外部へ離脱し得ることである。基質がカプセル内部にアクセスすることによって活性中心金属に強く配位することを促し、且つ、その配位の立体状態が強く規制されることとなり、結果的に金属の触媒作用を効率良く且つ選択的に受けることができるものと推察される。
第２の原理は、触媒反応の種類は、活性中心金属の種類によって左右されることから、所望の触媒反応を促進しようとする場合には、適宜、適切な金属塩を選択することが好ましい。例えば、加水分解反応に対しては金属塩がＺｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）等の塩であることが好ましく、また、酸化反応に対しては金属塩が好ましくは、Ｒｕ（III〜IV）、Ｖ（III〜V）、Ｔｉ（III〜IV）、Ｚｒ（IV）、Ｆｅ（II〜III）等の塩を用いることができる。
【００５８】
ヘミクリプトファン及び金属塩を含有する本発明の触媒組成物並びそれを用いる触媒反応において、両成分のモル比は、通常は、ヘミクリプトファン：金属塩＝１：１．２〜１：０．８、好ましくは、１：１．１〜１：０．９、より好ましくは、１：０５〜１：０．９５の範囲である。触媒活性中心は金属塩であるが、その中心金属イオンがヘミクリプトファンの分子カプセル内に取り込まれてヘミクリプトファンのＮ原子に配位することによって触媒活性が促進されることを勘案すれば、ヘミクリプトファン：金属塩＝１：１のモル比が基本となる。
また、触媒量は、原料基質１モルに対して、通常０．００１〜１．０モル、好ましくは０．０１〜０．５モル、より好ましくは０．０５〜０．２、例えば、０．１モルである。触媒量は全反応速度に影響を及ぼすから、所望の反応時間に依存して適切な触媒量を設定することができる。
【００５９】
本発明において、ヘミクリプトファン・金属錯体を触媒に用いる場合、ヘミクリプトファンと金属は１：１の当量比で錯体を形成している。触媒としてのその錯体の使用量は、原料基質１モルに対して、通常０．００１〜１．０モル、好ましくは０．０１〜０．５モル、より好ましくは０．０５〜０．２、例えば、０．１モルである。触媒量は全反応速度に影響を及ぼすから、所望の反応時間に依存して適切な触媒量を設定することができる。
【００６０】
また、ヘミクリプトファン・金属錯体を触媒に用いる本発明の反応は、特に加水分解に対して有効であり、この場合においても上記の第１の原理（反応基質のアクセス可能性及び離脱可能性）は作用しているものと推察される。第２の原理（触媒反応の種類は、活性中心金属の種類によって左右される）に関しては、ヘミクリプトファンと錯体を形成する加水分解に有効な金属として、Ｚｎ（II），Ｎｉ（II），Ｆｅ（II）またはＣａ（II）イオンが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００６１】
本発明の触媒反応は、配位子のヘミクリプトファンおよび金属塩、またはヘミクリプトファン・金属錯体を均一に溶解し又は分散する溶媒を用いて行うことが好ましい。この様な溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジクロロメタン、及びそれらの混合物等の極性非プロトン溶媒、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、クロロホルム、ジクロロエタン、トルエン、キシレン、ヘキサン等の非極性溶媒が挙げられるが、溶解性の点で極性非プロトン溶媒が好ましい。
本発明の触媒反応の内、好ましい反応は加水分解反応及び酸化反応である。加水分解反応の基質としては、例えば、炭酸エステル、カルボン酸エステルが挙げられ、酸化反応としては、例えば、スルフィドのスルホンへの酸化反応が挙げられる。これらの反応条件（反応温度、時間、溶媒、基質濃度、触媒濃度等）は、適宜、当業者が適切に設定し得る。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例及び比較例によって本発明の製造方法を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００６３】
合成例１＜ヘミクリプトファン（２−１）の合成＞
ヘミクリプトファン（２−１）の構造を、水素原子及び窒素原子を番号付けした下式：
【化２０】
2012148252.tif 000022
[式中、ａ〜ｉはＮＭＲスペクトル説明のために各水素原子に付された番号、Ｎ１〜Ｎ４はＸ線構造解析のために各窒素原子に付された番号を表す。]で示す。
トリ（ベンズアルデヒド）置換ＣＴＶをＤｕｔａｓｔａらの方法に準じて合成した。次に、得られたトリ（ベンズアルデヒド）置換ＣＴＶを400  ｍｇ（556  μｍｏｌ）、及びトリス（２−アミノエチル）アミン（ｔｒｅｎ）を81.4  ｍｇ（556  μｍｏｌ）をアセトニトリル：メタノールの３：７混合溶媒1000  ｍｌに溶解し、攪拌下、沸騰状態で80 ℃で60 分間反応させた。次いで、反応液にＮａＢＨ４を84.2  ｍｇ（2.22 ｍｍｏｌ）添加して攪拌下、0  ℃で180 分間反応させた。
反応液を以下の通り後処理を行った：
反応液を減圧留去した後、残渣をクロロホルムに溶解させた。その溶液を３Mの塩酸と１Mの水酸化ナトリウム水溶液で洗浄した。次いで、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去した。残渣をアルミナゲルクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム：メタノール＝１０：１）により精製した。
粗ヘミクリプトファン（２−１）が白色の結晶として得られた。ヘミクリプトファン（２−１）の収量は443  ｍｇ（539μｍｏｌ）で、トリ（ベンズアルデヒド）置換ＣＴＶに対する収率は９７％であった。
得られた粗ヘミクリプトファン（２−１）  20  ｍｇをアセトニトリル  100  ｍｌに溶解し、攪拌下に穏やかに加熱して溶媒を徐々に蒸発させて再結晶を行った。精製ヘミクリプトファン（２−１）  10  ｍｇを白色の単結晶として得た。
得られた単結晶のＸ線回折により、ヘミクリプトファンの分子カプセル中に１分子のアセトニトリルが包接して取り込まれた結晶構造を有することが確認された。
＜分析方法＞
１Ｈ−ＮＭＲ測定は、ＪＥＯＬ−４００スペクトルメーター（４００ＭＨｚ）を用い、ＣＤＣｌ３溶媒（ヘミクリプトファン配位子）又はＤＭＳＯ−ｄ６溶媒にて２９５Ｋにて行った。
単結晶のＸ線回折測定は、Ｒｉｇａｋｕ  ＲＡＸＩＳ−ＲＡＰＩＤ回折装置を用いて行った。
ＦＡＢ−ＭＳ測定は、Ｆａｓｔ  Ａｔｏｍ  Ｂｏｍｂｅｒｄｍｅｎｔスペクトルベーターを用いて行った。
＜分析データ＞
図１の上段に、ヘミクリプトファン（２−１）のＣＤＣｌ３溶媒中での１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（ａ）（４００ＭＨｚ、２９５Ｋ）を示す。スペクトル中の記号ａ〜ｉは、各水素原子に対応する。水素原子ａ〜ｉの１Ｈ−ＮＭＲケミカルシフト及びカップリング常数は、前記構造式中の水素原子ａ〜ｉと一致した。
図２に、アセトニトリル分子包接ヘミクリプトファン（２−１）の結晶のモデル構造を示す。
図中、見やすくするために、水素原子は省略してあり、アセトニトリル分子の窒素原子をＮ（５）と番号付けする。Ｘ線回折データより、ヘミクリプトファン中のｔｒｅｎ由来の窒素原子Ｎ（２）〜Ｎ（４）のそれぞれと、Ｎ（５）間の原子間距離は以下の通りと計算された：Ｎ（２）−Ｎ（５）：３．４５５Å、Ｎ（３）−Ｎ（５）：３．７８７Å、Ｎ（４）−Ｎ（５）：３．２９６Å。
ＥＳＩ−ＭＳ測定の結果は以下の通りであった：HRMS (ESI-TOF) Calcd. for C51H55N4O6: 819.4121 ([M+H]+); Found: 819.4100 [M+ H]+.その結果、目的とするヘミクリプトファンであることが確認できた。
【００６４】
合成例２＜ヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（３−１）の合成＞
ヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体の構造（３−１）を、水素原子及び窒素原子を番号付けした下式：
【化２１】
2012148252.tif 000023
[式中、ａ〜ｉ及びＮ１〜Ｎ４は前記と同義である。]で示す。
【００６５】
窒素置換した30  ｍｌフラスコに、合成例１で製造したヘミクリプトファン（２−１）  50  ｍｇ（61  μｍｏｌ）及びアセトニトリル溶液  5  ｍｌを添加し、次いで、攪拌下、酢酸亜鉛  22.7  ｍｇ（  61  μｍｏｌ）を添加して24  ℃で    60  分間反応させた。
反応終了後、反応液を以下の通り後処理を行った：反応液を徐々に蒸発させることで粗ヘミクリプトファン（２−１）・亜鉛錯体（３−１）の結晶を得た。錯体の収量は  71.3  ｍｇ（52.5μｍｏｌ）で、ヘミクリプトファンに対する収率は８６％であった。
得られた粗ヘミクリプトファン（２−１）・亜鉛錯体（３−１）の結晶  30.0  ｍｇをアセトニトリル  10  ｍｌに溶解したところに、ジエチルエーテル雰囲気下に置くことで、溶媒を徐々にジエチルエーテルに置換することで再結晶を行った。精製ヘミクリプトファン（２−１）・亜鉛錯体（３−１）  25 ｍｇ（  30  μｍｏｌ）を白色の単結晶として得た。
【００６６】
＜分析データ＞
図１の下段に、ヘミクリプトファン（２−１）・亜鉛錯体（３−１）のＤＭＳＯ−ｄ６溶媒中での１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（ｂ）（４００ＭＨｚ、２９５Ｋ）を示す。スペクトル中の記号ａ〜ｉは、各水素原子に対応する。水素原子ａ〜ｉの１Ｈ−ＮＭＲケミカルシフト及びカップリング常数は、前記亜鉛錯体の構造式中の水素原子ａ〜ｉと一致した。
図３に、Ｘ線構造解析の結果得られたヘミクリプトファン（２−１）・亜鉛錯体（３−１）の結晶モデル構造を示す。図中、見やすくするために、水素原子は省略してあり、アセテートアニオン（ＡｃＯ−）はＹ型モデルで示してある。Ｘ線回折データより、ヘミクリプトファン中のｔｒｅｎ由来の窒素原子Ｎ（１）〜Ｎ（４）のそれぞれと亜鉛原子Ｚｎ（１）間の原子間距離（Å）及びアセテートアニオンの各酸素原子Ｏ（１）及びＯ（２）のそれぞれと亜鉛原子Ｚｎ（１）間の原子間距離（Å）、並びに、Ｎ（１）−Ｚｎ（１）−Ｎ（２）、Ｎ（１）−Ｚｎ（１）−Ｎ（３）及びＮ（１）−Ｚｎ（１）−Ｎ（４）間それぞれの結合角（ｄｅｇ．）は以下の通りと計算された：Ｚｎ（１）−Ｎ（１）：２．１５０Å；Ｚｎ（１）−Ｎ（２）：２．２９３Å；Ｚｎ（１）−Ｎ（３）：２．１０２Å；Ｚｎ（１）−Ｎ（４）：２．２５８Å；Ｚｎ（１）−Ｏ（１）：１．９５７Å；Ｎ（１）−Ｚｎ（１）−Ｎ（２）：７９．２１（ｄｅｇ．）；Ｎ（１）−Ｚｎ（１）−Ｎ（３）：８７．１３（ｄｅｇ．）；Ｎ（１）−Ｚｎ（１）−Ｎ（４）：８０．３５（ｄｅｇ．）。
ＥＳＩ−ＭＳ測定の結果は以下の通りであった：HRMS(ESI-TOF) Calcd. for C51H53N4O6Zn1: 881.3257 ([M−2AcO−H]+), Found: 881.3187 [M−2AcO−H]+, Calcd. for C53H57N4O8Zn1: 944.3399 ([M−AcO]+), Found: 944.3448 [M−AcO]+.  その結果、ヘミクリプトファン・亜鉛錯体であることが確認できた。
【００６７】
実施例１＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン＋金属塩  触媒）＞
【化２２】
2012148252.tif 000024
4  ｍｌのＮＭＲチューブを窒素ガスで置換後、溶媒の重水素化ＤＭＳＯ−ｄ６  0.6  ｍｌ、反応基質としてのメチルｐ−ニトロフェニルカーボネート（以後、「ＭＰＣ」と略す。）  10.0  ｍｇ(51.0  μｍｏｌ）、重水（Ｄ２Ｏ）  9.2  μＬ（510  μｍｏｌ）を仕込み、続いて塩基としてエチルジイソプロピルアミン（ＥｔＮ（ｉ−Ｐｒ）２）を  33.0  ｍｇ（255  ｍｍｏｌ）、触媒として、合成例１で製造したヘミクリプトファン（２−１）  4.2  ｍｇ（5.1  μｍｏｌ）及び酢酸亜鉛・2水和物（Ｚｎ（ＯＡｃ）２・2Ｈ２Ｏ）  0.9  ｍｇ（5.1  μｍｏｌ）を仕込み、攪拌下、22  ℃で反応を行った。溶媒のＤＭＳＯ及び水を重水素物としたのは、反応動力学データも併せて採取する目的である。
反応の進行を１Ｈ−ＮＭＲでモニターしながら、加水分解反応の進行を観察した。その結果、反応次数はＭＰＣに関して１次であることが分かった。測定された１次反応速度定数（ｋｏｂｓ）を表１に示す。
反応を計168 時間継続し、原料のＭＰＣが消失したことを確認した後、反応液に内部標準物質を添加して液体クロマトグラフィーによって生成物を分析した。ｐ−ニトロフェノールの生成量は  6.74  ｍｇ（48.5  μｍｏｌ）であった。原料基質のＭＰＣに対する収率は  95  ％であった。
【００６８】
実施例２〜４＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン＋金属塩  触媒）＞
実施例１における酢酸亜鉛・2水和物  5.1  μｍｏｌに代えて、過塩素酸ニッケル  6水和物（Ｎｉ（ＣｌＯ４）２・6Ｈ２Ｏ）  5.1  μｍｏｌ、Ｆｅ（ＣｌＯ４）２・nＨ２Ｏ）  5.1  μｍｏｌ又は、Ｃａ（ＣｌＯ４）２・1Ｈ２Ｏ）  5.1  μｍｏｌを用いる他は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６９】
比較例１及び比較例１−１＜炭酸エステルの加水分解反応（触媒なし）＞
実施例１における配位子としてのヘミクリプトファン（２−１）及び酢酸亜鉛を添加しない（比較例１）、又は、ヘミクリプトファン（２−１）を添加しない（比較例１−１）以外は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７０】
比較例２＜炭酸エステルの加水分解反応（アミン系配位子＋金属塩  触媒）＞
実施例１における配位子としてのヘミクリプトファン（２−１）を、式：
【化２３】
2012148252.tif 000025
で表されるトリス（２−ベンジルアミノエチル）−アミン（以後、「Ｂｎ−ｔｒｅｎ２」と略す。）5.1  μｍｏｌに置き換える以外は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2012148252.tif 000026
【００７２】
表１において、実施例１〜４と比較例１とを対比すると、ヘミクリプトファン（２−１）及び金属塩を含有する触媒が、著しい反応速度の向上及び反応収率の向上を達成していることが分かる。
また、実施例１と比較例２とを対比すると、開放型の配位子であるＢｎ−ｔｒｅｎ２に比べて、分子カプセル型のヘミクリプトファン（２−１）の方が反応速度の向上及び反応収率の向上が極めて大きいことが分かる。このことは、ヘミクリプトファン（２−１）及び金属塩を含有する触媒が、反応系中において、その場で（ｉｎ−ｓｉｔｕに）ヘミクリプトファン（２−１）・金属錯体を形成した結果であると推察される。
【００７３】
実施例５〜７＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン＋金属塩  触媒）＞
【化２４】
2012148252.tif 000027
実施例１における酢酸亜鉛Ｚｎ（ＯＡｃ）２  5.1  μｍｏｌに代えて、過塩素酸亜鉛（Ｚｎ（ＣｌＯ４）２）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）又はトリフルオロメタンスルホン酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＴｆ）２）をそれぞれ  5.1  μｍｏｌ用いる以外は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を、実施例１の結果と併せて表２に示す。
【００７４】
【表２】
2012148252.tif 000028
【００７５】
実施例８〜１２＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン＋金属塩  触媒）＞
【化２５】
2012148252.tif 000029
実施例１における溶媒を重水素化ＤＭＳＯ  0.6  ｍｌに代えて、重水素化クロロホルム（ＣＤＣｌ３）、重水素化アセトニトリル（ＣＤ３ＣＮ）、重水素化アセトン（d6-acetone）、重水素化テトラヒドロフラン（d8-THF）、又は重水素化ＤＭＳＯと重水素化クロロホルムとの混合溶媒を、それぞれ  0.6  ｍｌ用いる他は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を、実施例１の結果と併せて表３に示す。
【００７６】
【表３】
2012148252.tif 000030
【００７７】
実施例１３及び１４＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン＋金属塩  触媒）＞
実施例１における反応基質のメチル−ｐ−フェニルカーボネート  51  μｍｏｌに代えて、ｉ−ブチル−ｐ−フェニルカーボネート又はベンジル−ｐ−フェニルカーボネートをそれぞれ  51  μｍｏｌ用いる他は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を、実施例１の結果と併せて表４に示す。
【００７８】
比較例３及び４＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン＋金属塩  触媒）＞
実施例１における配位子のヘミクリプトファン（２）      5.1  μｍｏｌに代えてＢｎ−ｔｒｅｎ２を  5.1  μｍｏｌ用い、並びに、反応基質のメチル−ｐ−フェニルカーボネート  51  μｍｏｌに代えて、ｉ−ブチル−ｐ−フェニルカーボネート又はベンジル−ｐ−フェニルカーボネートをそれぞれ  51  μｍｏｌ用いる他は、実施例１に準じて反応を行った。得られた結果を、比較例２の結果と併せて表４に示す。
【００７９】
【表４】
2012148252.tif 000031
【００８０】
実施例１５、１６＜炭酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン・金属錯体触媒）＞
実施例１におけるヘミクリプトファン（２−１）  5.1  μｍｏｌ及び酢酸亜鉛  5.1  μｍｏｌに代えて、合成例２で合成したヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（３−１）    5.1  μｍｏｌを触媒として用いる他は、実施例１に準じて反応を行った。
得られた結果を表５に示す。
【００８１】
比較例５＜炭酸エステルの加水分解反応（アミン系配位子・金属錯体触媒）＞
合成例２におけるヘミクリプトファン（２−１）に代えてＢｎ−ｔｒｅｎ２を用いる他は合成例２に準じてＺｎ（II）錯体の合成を行った。式：
【化２６】
2012148252.tif 000032
で表されるＢｎ−ｔｒｅｎ２−Ｚｎ（II）錯体の粗結晶が収率  ９２  ％で得られた。この粗結晶を合成例２に準じて再結晶を行い、高純度の錯体結晶を得た。１Ｈ−ＮＭＲスペクトル及びＦＡＢ−ＭＳ質量分析により、錯体４の構造を確認した。
【００８２】
実施例１におけるヘミクリプトファン（２−１）  5.1  μｍｏｌ及び酢酸亜鉛  5.1  μｍｏｌに代えて、前記で合成したＢｎ−ｔｒｅｎ２−Ｚｎ（II）錯体（４）  5.1  μｍｏｌを触媒として用いる他は、実施例１に準じて反応を行った。
得られた結果を、比較例１の結果と併せて表５に示す。
【００８３】
【表５】
2012148252.tif 000033
【００８４】
実施例１７＜酢酸エステルの加水分解反応（ヘミクリプトファン・金属錯体触媒）＞
【化２７】
2012148252.tif 000034
実施例１５における反応基質であるメチルｐ−ニトロフェニルカーボネート（ＭＰＣ）  51  μｍｏｌに代えて、ｐ−ニトロフェニルアセテート（ＮＰＡ）  51  μｍｏｌを用いる以外は、実施例１５に準じて反応を行った。得られた結果を表６に示す。
【００８５】
比較例６＜カルボン酸エステルの加水分解＞
実施例１７における錯体触媒を添加しない以外は、実施例１７に準じて反応を行った。得られた結果を表６に示す。
【００８６】
比較例７＜炭酸エステルの加水分解反応反応（アミン系配位子・金属錯体触媒）＞
実施例１７における錯体触媒としてのヘミクリプトファン（２−１）・Ｚｎ（II）錯体（３−１）を、比較例５において合成した式：
【化２８】
2012148252.tif 000035
で表されるトリス（２−ベンジルアミノエチル）−アミン（Ｂｎ−ｔｒｅｎ２）・亜鉛錯体  5.1  μｍｏｌに置き換える以外は、実施例１７に準じて反応を行った。得られた結果を表６に示す。
【００８７】
【表６】
2012148252.tif 000036
【００８８】
表６において、実施例１７と比較例６とを対比すると、ヘミクリプトファン（２−１）・金属錯体（３−１）触媒が、著しい反応速度の向上及び反応収率の向上を達成していることが分かる。また、実施例１７と比較例７とを対比すると、開放型の配位子であるＢｎ−ｔｒｅｎ２に比べて、分子カプセル型のヘミクリプトファン（２−１）の方が反応速度の向上及び反応収率の向上が極めて大きいことが分かる。このことは、所謂、錯体触媒によるケージ効果（Cage effect）であると推察される。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明により、ヘミクリプトファンおよび金属塩を含む溶液に反応基質を添加して反応するだけで、即ち、ヘミクリプトファン・金属錯体を単離する煩雑な工程を経ることなく、所望の触媒反応により有機化合物の製造が工業的に可能となった。例えば、加水分解反応及び酸化反応に有用である。また、本発明のヘミクリプトファン・金属錯体は、特に加水分解反応を促進することから、生体分子モデル触媒としての可能性を秘めている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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