(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体。
【化１】
0003861135.tif 000005
【請求項２】
pーアミノスチレンを酸触媒の存在下でオリゴマー化させ、ついで、このオリゴマーを環化させることを特徴とする請求項１記載のpーアミノスチレン環状４量体の製造方法。
【請求項３】
pーアミノスチレンとアニリンを酸触媒の存在下で反応させて、そのアニリン付加物を得、ついでこのアニリン付加物を環化させることを特徴とする請求項１記載のpーアミノスチレン環状４量体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な pーアミノスチレン環状４量体（1,9,17,25-テトラメチル-2,10,18,26-テトラアザ[2.2.2.2]パラシクロファン）及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、 pーアミノスチレンの直鎖状異性化ポリマーの合成に関する研究（Polym. Bull. 45, 199, 207 (2000) ）が行われている。しかしながら、これらの研究は主に生成するポリマーについての解明が殆どであって、その後の反応過程および類似のアニリン付加物の反応によって得られる新規環化オリゴマーについては何ら触れられていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情の下でなされたものであって、種々の低分子化合物の取り込み能に優れ、キレート試薬や包接化合物として有用な新規なpーアミノスチレン環状４量体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、pーアミノスチレンの重合反応を長年検討した結果、その重合過程で新規な環状４量体が予期に反して得られることを知見し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、第一に、下記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体が提供される。
【化２】
0003861135.tif 000002
第二に、pーアミノスチレンを酸触媒の存在下でオリゴマーさせ、ついで該オリゴマーを環化させることを特徴とする上記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体の製造方法が提供される。
第三に、pーアミノスチレンとアニリンを酸触媒の存在下で反応させてそのアニリン付加物を得、ついでこのものを環化させることを特徴とする上記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体の製造方法が提供される。
【０００５】
本発明に係る前記一般式（１）で示される pーアミノスチレン環状４量体すなわち、1,9,17,25-テトラメチル-2,10,18,26-テトラアザ[2.2.2.2]パラシクロファン（以下、 PAScy4ともいう）は、新規化合物であり、分子内に４つの不整炭素原子を有しており、６種類の立体異性体が存在する。これらは分別結晶化法により単結晶として容易に分離精製される。
【０００６】
この中の代表的な異性体であるRSRS 体（1a）及び RRSS 体（1b）の理化学的性質を以下に示す。
1a: 1H NMR (300MHz, CDCl3) d 1.38 (d, J=6.9 Hz, 12H, -CH3), 3.96 (br s, 4H, -NH), 4.30 (q, J=6.9 Hz, 4H, -CH), 6.27 (AA'BB', JAB=8.4 Hz, 8 aromaticH, o-H to -NH), 6.90 (AA'BB', JAB=8.4 Hz, 8 aromaticH, m-H to -NH).   IR (KBr): 3409, 2976, 2959, 2920, 2865, 1616, 1518, 1318, 1287, 1179,
820, 565 cm-1.
元素分析;（ C32H36N4）
計算値:  C, 80.67; H, 7.56; N, 11.76.
実験値:  C, 80.73; H, 7.63; N, 11.72.
マススペクトル（ ES-MS: m/z 477.）
X線結晶解析: C32H36N4  + 2 C6H6, M = 632.9, monoclinic, space group C 2/c, a = 27.018(4), b = 9.615(1), c = 16.903(2) Å, b = 122.065(4), V = 3720.9(8) Å3, Z = 4. Dc = 1.130 g/cm3. m = (CuKa) = 5.03 cm-1. T = 296°K. A crystallographic asymmetric unit 0.5(C32H36N4 ) + 0.5(C6H6) + 0.5(C6H6). The number of measured reflections 3018, unique reflections 2872 (Rint = 0.015), used reflections for full matrix least squares 2206 (I > 2s(I)). R = 0.056 (Rw = 0.078), S = 2.53 on F.
【０００７】
1b: 1H NMR (300MHz, CDCl3) d 1.40 (d, J=6.9 Hz, 6H, -CH3), 1.43 (d, J=6.9 Hz, 6H, -CH3), 3.94 (br s, 4H, -NH), 4.18 (q, J=6.9 Hz, 2H, -CH), 4.50 (q, J=6.9 Hz, 2H, -CH), 6.38 (AA'BB', JAB=8.4 Hz, 8 aromaticH, o-H to -NH), 6.82 (AA'BB', JAB=8.4 Hz, 4 aromaticH, m-H to -NH). 7.01 (AA'BB', JAB=8.4 Hz, 4 aromaticH, m-H to -NH).     IR (KBr): 3410, 2963, 2922, 2866, 1615, 1518, 1318, 1287, 1254, 1181, 820, 563 cm-1.
元素分析値； C32H36N4
計算値  : C, 80.67; H, 7.56; N, 11.76.
実験値  ： C, 80.45; H, 7.38; N, 11.65.
マススペクトル（ ES-MS: m/z 477.）
X線結晶解析 : C32H36N4  + 2 C2H5OH, M = 568.8, monoclinic, space group P 21/n, a = 10.631(2), b = 8.0871(7), c = 18.910(4) Å, b = 97.64(1)゜, V = 1611.4(4) Å3, Z = 4. Dc = 1.172 g/cm3. m = (CuKa) = 5.68 cm-1. T = 296°K. A crystallographic asymmetric unit 0.5(C32H36N4 ) + C2H5OH (disordered). The number of measured reflections 2732, unique reflections 2237 (Rint = 0.037), used reflections for the refinement 1731 (I > 2s(I)). R = 0.054 (RW = 0.065), S = 1.90 on F.
【０００８】
本発明に係るこのPAScy4は、４つのベンゼン環と４つの第２級アミンで囲まれた空隙を真中に有し、疎水性相互作用や水素結合により、種々の低分子化合物を、その空隙内に取り込む可能性を有している。また、カゴ状のホスト分子への誘導が可能であり、多くの分子を包接することが期待される。更に、酸や熱によって、環状４量体の開環重合が起り、より大きな大環状化合物を形成することが可能であり、得られるこの大環状化合物も、より大きな物質の特異的取り込みに利用され得る。
【０００９】
本発明に係る前記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体は、例えば、（Ａ)ｐーアミノスチレン（以下、PASともいう）を酸触媒の存在下で異性化重合させて、下記一般式（２）で示されるようなオリゴマーを合成し、次いでこのオリゴマーを開裂環化反応に付す方法、（Ｂ）PASをアニリンと酸触媒の存在下で反応させ、その付加物である下記一般式（３）で示されるようなNー（４ーアミノフェネチル）アニリンを得、この付加物を環化重合反応に付す方法等によって製造される。
【化３】
0003861135.tif 000003
【化４】
0003861135.tif 000004
【００１０】
（Ａ）の製造方法において、鎖状オリゴマーを得る際のＰＡＳと酸触媒の使用割合に特に制限はないが、通常、ＰＡＳ１モル当たり、酸０.００５〜０.０５モル、好ましくは０．０１〜０．０３モルである。
また酸触媒としては、従来公知のブレンステッド酸、例えば鉱酸（過塩素酸、ハロゲン化酸、硝酸など）、カルボン酸（トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、モノクロロ酢酸）、アミンパークロレート（アミンとしてはpーニトロアニリン、pークロロアニリン、アニリン、Nーメチルアニリン、N,Nージメチルアニリン、ピリジン等塩基性の弱いアニリン類）等などが挙げられる。
溶媒としては、四塩化炭素、ベンゼン、シクロヘキサンなどの非極性溶媒、アセトニトリル、塩化メチレンなどの極性溶媒の何れも使用できるが、四塩化炭素、ベンゼン等の非極性溶媒が好ましく使用される。
オリゴマー化の反応温度に特別な制限はないが、通常２０〜７０℃好ましくは２５〜３５℃である。
また、得られる一般式（２）で示される鎖状オリゴマーを開裂環化反応させるには、該オリゴマー溶液から溶媒を留去し得られるオリゴマーをカラムやバッチなどで環化させればよい。カラムとしては、シリカゲルカラムなどの弱酸性カラムを用いることが好ましい。この場合、抽出溶剤としては、種々のものが使用でき、このような抽出溶剤としては、例えば、ヘキサン−酢酸エチル混合溶媒などが挙げられる。
【００１１】
（Ｂ）の製造方法において、ＰＡＳとアニリンの付加物（一般式（３））を得る際の両者の使用割合に特に制限はないが、通常、ＰＡＳ１モル当たり、アニリンを１モル以上好ましくはアニリンを３モル以上用いることが望ましい。
また、この場合、その反応を促進するために、酸触媒を用いることが好ましい、酸触媒としては、上記（Ａ）の方法で用いられる触媒がそのまま適用できるが、アミンパークロレート（アミンとしてはpーニトロアニリン、pークロロアニリン、アニリン、Nーメチルアニリン、N,Nージメチルアニリン、ピリジン等塩基性の弱いアニリン類）などを用いることが望ましい。
この酸触媒の使用量は、ＰＡＳ１モル当たり０．０１〜０．５モル好ましくは０．０５〜０．２モルである。
溶媒としては、アセトニトリル、塩化メチレンなどの極性溶媒、四塩化炭素、ベンゼン、シクロヘキサンなどの非極性溶媒の何れも使用できるが、シクロヘキサン、ベンゼン等の非極性溶媒が好ましく使用される。アニリン付加物の合成反応温度に特別な制限はないが、通常２０〜７０℃好ましくは２５〜３５℃である。
また、得られる一般式（３）で示されるアニリン付加物を環化重合させるには、該アミン付加物溶液から溶媒を留去し得られるアニリン付加物を（Ａ）の製造方法で用いられるようなシリカゲルカラムなどに導入すればよい。
【００１２】
上記（Ａ）及び（Ｂ）の何れの製造方法においても、カラムを通過して出てくるフラクションのうち初期流出物として、たとえば PAScy4の２種類（1aと1ｂ）の立体異性体の混合物が得られるが、これらは、クロロホルム−ベンゼン系およびクロロホルム−エタノール系などの分別結晶化法により、各成分に分離することができる。
【００１３】
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
三角フラスコ中に、四塩化炭素 8.81 ml と、pーアミノスチレン（ＰＡＳ） 1.19ml (1.0 mol/L)およびトリフルオロ酢酸 11.4mg (0.01 mol/L) を加えて室温で５日間反応させた。得られた反応溶液を大量の石油エーテル中に注いでポリマーを再沈精製させた。GPC から分子量約５量体、前記一般式（２）で示される異性化オリゴマーが得られた（収率 25% ）。
次いでこれを少量のクロロホルムに溶解させシリカゲルのカラムにかけ、ヘキサン／酢酸エチル混合溶媒（混合重量比＝９／１）で流出させた。その結果、前記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体（1,9,17,25-テトラメチル-2,10,18,26-テトラアザ [2.2.2.2]パラシクロファン）を得た（収率 18 %）。
【００１５】
実施例２
三角フラスコ中に、シクロヘキサン 100 ml と、pーアミノスチレン 1.19ml (0.1 mol /L)、アニリン 2.7 ml  (0.3 mol/L) および過塩素酸アニリン 96.5mg (0.005 mol/L) を加えて室温で３時間反応させた。得られた反応溶液をジクロロメタンー水混合溶媒系で抽出し、クロロホルム層をエバポレート後、アルミナカラム（和光（株）製活性アルミナ 010-01525 ）を通すことによりアニリン付加物、前記一般式（３）で示されるアニリン付加物を得た（収率 52 %）。無色粘稠液体。
このものの理学的性質は以下のようであった。
1H NMR (CDCl3): d 1.46 (d, J=6.6 Hz, 3H, -CH3), 3.66 (br s, 3H, -NH2 and -NH), 4.38 (q, J=6.6 Hz, 1H, -CH), 6.4 ? 7.2 (m, 9 aromaticH).  IR (NaCl): 3451, 3409, 3376, 3021, 2969,  2924, 2866, 1616, 1512, 1318, 1281, 1258, 1179, 824, 787, 754, 693 cm-1. 元素分析値； C14H16N2
理論値 : C, 79.25; H, 7.55; N, 13.21.
計算値：C, 79.08; H, 7.51; N, 13.20.
マススペクトル（ES-MS: m/z 211）
次いでこれを少量のクロロホルムに溶解させシリカゲルのカラムにかけ、ヘキサン／酢酸エチル混合溶媒（混合重量比＝９／１）で流出させ、前記一般式（１）で示されるpーアミノスチレン環状４量体（1,9,17,25-テトラメチル-2,10,18,26-テトラアザ [2.2.2.2]パラシクロファン）を得た（収率 30 %）。
【００１６】
実施例３
実施例２において、過塩素酸アニリン386 mg (0.02 mol/L)を添加した以外は同様にして実験を行った。その結果、PAScy4 を収率 35 %で得た。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係る PAScy4 はそのアミノ基の活性水素を利用して反応により、いろいろな機能性化合物への誘導が可能である。例えば、２官能性ジブロマイド化合物と反応させることにより、真中に空隙を持ったカゴ状の化合物を作ることができる。また、この化合物は低分子量のカチオンや中性分子あるいはアニオンを包接することが可能である。更に、PAScy4 の開環重合により、さらに大きな環状化合物の合成が可能であり、さらに大きな物質の特異的取り込みや認識が可能となることが期待される。