ビスグアニジン化合物とそのポリマー固定化複合体
【課題】反応生成物との分離とリサイクルについて、カチオンの捕捉能をより一層高めることのできるグアニジン化合物に係わる新しい技術手段を提供する。
【解決手段】次式（１）
で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体とする。
【解決手段】次式（１）
で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクル（再利用）可能な固相カチオン捕捉剤等として有用なビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体とその合成中間体並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有機合成に係わる金属カチオンやプロトン等の捕捉のための塩基性化合物の検討が進められており、近年では、医薬品をはじめとする各種化成品の不斉合成の触媒系を構成するものとして、また、金属イオンの回収等の水質浄化に係わる環境技術手段としてもこれらの捕捉剤化合物が注目されている。
【０００３】
このような背景において、本発明者らは、カチオン捕捉機能やその触媒への利用等の観点から、有機塩基性化合物としてのグアニジン化合物に注目し、その合成法や捕捉能、触媒等についての検討を行ってきている（非特許文献１−４、特許文献１）。
【０００４】
また、これらグアニジン化合物をポリマー固定化することも試みている（非特許文献５）。
【０００５】
ただ、発明者らによるこれまでの検討からは、捕捉剤として利用する場合の反応系、特に反応生成物との分離、そしてリサイクル（再利用）についての簡便性、経済性を高め、なおかつ、カチオン捕捉機能をより一層高めることが望まれていた。
【非特許文献１】J. Org. Chem., 2000, 65, 7770-7773
【非特許文献２】Chem. Eur. J., 2002, 8, 552-557
【非特許文献３】有機合成化学協会誌 2003, 61, 60−68
【非特許文献４】第４８回日本薬学会関東支部大会（千葉）、2004, 10, 9
【非特許文献５】Molecular Diversity, 2005, 9, 321-331
【特許文献１】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００９３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のとおりの背景から、これまでの発明者らの検討を踏まえて、反応系、特に反応生成物との分離とリサイクル（再利用）についての簡便性、経済性をさらにたかめることができ、なおかつ、カチオンの捕捉能をより一層高めることのできるグアニジン化合物に係わる新しい技術手段を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するものとして以下のことを特徴としている。
【０００８】
第１：次式（１）
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは炭化水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）
で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【００１１】
第２：Ｒbは、次式
−（ＣＨ2）m−〔（ＣＨ2）n−Ｙ〕k−（ＣＨ2）l−
（式中のＹは、Ｏ、ＳまたはＮＲdを示し、Ｒdは、水素原子または炭化水素基を示し、ｍは１以上の正の整数を、ｎ、ｋ、ｌは各々、０または１以上の正の整数を示す。）で表わされる上記第１のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【００１２】
第３：次式（２）
【００１３】
【化２】
【００１４】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示しＲaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【００１５】
第４：次式（３）
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【００１８】
第５：次式（１）
【００１９】
【化４】
【００２０】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法であって、
次式（２）
【００２１】
【化５】
【００２２】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を、次式
Ｐｏｌ−Ｒb−Ｖ
（Ｐｏｌは固体状のポリマーを示し、Ｒbは前記のものを示し、Ｖは反応性基を示す。）で表わされるポリマー化合物と反応させることを特徴とするビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【００２３】
第６：次式（３）
【００２４】
【化６】
【００２５】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を前記の式（２）で表わされる化合物に変換してポリマー化合物と反応させる上記第５のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【００２６】
第７：上記第１または第２のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とするカチオン捕捉剤。
【００２７】
第８：上記第１または第２のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とする酸捕捉剤。
【発明の効果】
【００２８】
上記のとおりの本発明においては、二つの強い塩基性グアニジン官能基をカニやエビのハサミのように同時に作用させることでカチオン捕捉能をより一層高めることを可能としており、また、高い効率での酸の捕捉も可能としている。しかも、この高い機能を固体状ポリマーへの固定においても実現している。そして、固体状ポリマーへの固定によって、反応系、特に生成物からの分離やリサイクル（再利用）を簡便に効率的なものとし、経済性を高めてもいる。
【００２９】
また、本発明の合成中間体としてのビスグアニジン化合物とそれを用いたポリマー固定化複合体の製造方法によれば、効率的で経済的なポリマー固定化複合体の取得が可能とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態について説明する。
【００３１】
本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体は前記の式（１）で表されるものであるが、符号Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、脂肪族、脂環式、あるいは芳香族、芳香脂肪族の、飽和もしくは不飽和の各種の炭化水素基であってよい。より具体的には、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等が例示される。また、Ｒ3とＲ4は、結合して式（１）中の二つの窒素原子と共に環を形成してもよく、たとえば−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3−、−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＮＨ−ＣＨ2−等であってよい。
【００３２】
上記の炭化水素基は合成上、あるいはカチオン捕捉能等の機能上許容される限りにおいて適宜な置換基、たとえばアルキル基、アリール基等の炭化水素基や、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィド基、エステル基、アミノ基、アミド基等を有していてもよい。
【００３３】
符号Ｒaは炭化水素鎖であり、直鎖または分枝鎖の、飽和または不飽和の炭化水素鎖であってよい。好適には、炭素数１〜１０のアルキレン、アルケニレン、アリールアルキレン鎖等が考慮される。Ｒbも同様の炭化水素鎖であってよく、あるいは炭素鎖上に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。たとえば、Ｒbとしては、前記のとおりの、次式；
−（ＣＨ2）m−〔（ＣＨ2）n−Ｙ〕k−（ＣＨ2）l−
（Ｙは、Ｏ、ＳまたはＮＲdを示し、Ｒdは、水素原子または上記同様の炭化水素基を示し、ｍは１以上の正の整数を、ｎ、ｋ、ｌは、各々、０または１以上の正の整数を示す。）で表わされるものとしてもよい。ここで、たとえば、ＹはＯ（酸素原子）であり、ｍ＝１〜４、ｎ＝１〜３、ｋ＝１〜１０、ｌ＝１〜４のものを好適なものの一つとして考慮することができる。
【００３４】
式（１）中の符号ＸはＯ、ＳまたはＮＲcであって、Ｒcは上記Ｒdと同様のものとして考慮することができる。また、Ｐｏｌは、固体状のポリマーであって、各種のものでよく、たとえばポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリル共重合体、その他従来より固相触媒や固定化用として用いられているポリマーの各種のものから選択されてよい。その形状は、ビーズ等としての粒状や、バルク状、メッシュ状、板状等の各種であってよく、本発明の複合体の用途に応じて定めることができる。これらは市販品としても利用してもよい。たとえばシグマアルドリッチ社製のもの等を市販品として用いることができる。
【００３５】
以上のような本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体は、前記の式（２）（３）を原料もしくは合成中間体とすることによって合成することができる。たとえば式（２）のビスグアニジン化合物を用いてポリマーに固定する方法等である。前記のとおりにＰｏｌ−Ｒb−Ｖで表わされるポリマー化合物と式（２）の化合物とを反応させる方法や、Ｐｏｌ（ポリマー）とＲb反応成分とを用いて式（２）の化合物を反応させる方法等が適宜に考慮される。
【００３６】
そして式（２）のビスグアニジン化合物は、前記の式（３）のビスグアニジン化合物から導くことができる。このための方法は、たとえば後述の実施例において例示している方法等によることができる。なお、式（３）のＷにおけるＲeとしては、上記Ｒａにおいて例示した炭化水素鎖などが挙げられ、Ｒfとしては、上記Ｒ1等において例示した炭化水素基などが挙げられる。
【００３７】
本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体は、高いカチオン捕捉能と酸捕捉能を有し、これを用いて有機合成の触媒系を構成することや、金属カチオンの捕捉のための水質浄化剤等として用いることもできる。
【００３８】
なお、本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体における酸捕捉剤としての機能は、グアニジン化合物の塩基部位と、捕捉対象の酸化合物のプロトンとの酸−塩基相互作用によるものである。本発明の酸捕捉剤により捕捉可能な酸化合物の具体例としては、Ｈ3ＡｓＯ4、Ｈ3ＰＯ4などが挙げられる。本発明の酸捕捉剤は、有機塩基触媒などの用途にも利用可能である。
【００３９】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００４０】
＜実施例１＞
（ポリマー固定化ビスグアニジンの合成）
次の反応スキームに従ってポリマー固定化ビスグアニジン（９）の合成を実施した。なお、式中のＰＳはポリスチレンポリマーを示している。
【００４１】
【化７】
【００４２】
１，２−Diacetylaminobenzene（１）
o-Phenylenediamine（０．２５ｇ，１．８９ｍＭ）とＡｃ2Ｏ（０．３９ｍＬ，４．１３ｍＭ）の混合物を室温にて３０ｍｉｎ攪拌後、後処理を行い、１を無色板状晶（０．３４０ｇ，９４％），ｍｐ １９１−１９２℃、として得た。
【００４３】
４−Bromo−１，２−diacetylaminobenzene（２）
１（５．８９ｇ，３０．６ｍＭ）をＡｃＯＨ（２６ｍＬ）に溶解し、Ｂｒ2（１．４ｍＬ，２７．３ｍＭ）を加え、７０℃にて１．５ｈ攪拌後、後処理を行い、２を無色針状晶（４．５１ｇ，６１％），ｍｐ ２１８−２２０℃、として得た。
【００４４】
【表１】
【００４５】
４−Bromo−１，２−diacetylaminobenzene（３）
２（１．００ｇ，３．７０ｍＭ）と１５％ＮａＯＨ（４７．５ｍＬ）の混合物を８０℃にて１４ｈ攪拌後、後処理を行い、３を無色プリズム晶（０．５２４ｇ，７６％），ｍｐ ５９−６０℃、として得た。
【００４６】
【表２】
【００４７】
４−Bromo−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（４）
３（０．１８８ｇ，１．０１ｍＭ），ＤＭＣ（０．５２６ｇ，２．４９ｍＭ），そしてＥｔａＮ（（０．７５ｍＬ，５．３８ｍＭ）をＣＨ2Ｃｌ2（１６ｍＬ）に溶解し、０℃にて１ｈ攪拌後、後処理を行い、４を無色プリズム晶（０．３２３ｇ，８４％），ｍｐ ９１−９２℃、として得た。
【００４８】
【表３】
【００４９】
４−Formyl−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（５）
４（２．０１ｇ，５．３０ｍＭ）をＴＨＦ（４０ｍＬ）に溶解し、ｎ−ＢｕＬｉの１．２７Ｍ ｈｅｘａｎｅ（１４．０ｍＭ）を７８℃で加えた後、ＤＭＦ（１．２ｍＬ、１５．５ｍＭ）ＴＨＦ（５ｍＬ）に溶解した溶液を加える。反応液は同温度で１．５ｈ攪拌後、後処理を行い、５を無色オイル（１．４８ｇ，８５％）として得た。
【００５０】
【表４】
【００５１】
４−（２−Ethoxycarbonylvinyl)−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（６）
５（４．１４ｇ，１２．６ｍＭ），ethyl diethylphosphorylacetate（５．０ｍＬ，２５．２ｍＭ），６０％ＮａＨ（１．０４ｇ，０．２６７ｍＭ）をＴＨＦ（１４５ｍＬ）に溶解し、室温にて４．５ｈ攪拌後、後処理を行い、６を黄色オイル（４．６４ｇ，９２％）として得た。
【００５２】
【表５】
【００５３】
４−（２−Ethoxycarbonylvinyl)−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（７）
６（３．１０ｇ，７．７９ｍＭ）および１０％Ｐｄ−Ｃ（０．３１６ｇ）を含むＥｔＯＨ（８４ｍＬ）溶液を３０℃にて２４ｈ接触還元後、後処理を行い、７を黄色オイル（２．７ｇ，８７％）として得た。
【００５４】
【表６】
【００５５】
４−（３−Hydroxypropyl)１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（８）
７（３．４８ｇ，８．６９ｍＭ）および１８−ｃｒｏｗｎ−６（０．３ｇ，１．１３ｍＭ）をＴＨＦ（７０ｍＬ）に溶解し、ｒｅｄ−Ａｌ（３．８ｍＬ，１３．１ｍＭ）を加え、氷−食塩冷却（内温・１７・１４℃）下、２ｈ攪拌した。そのさらにｒｅｄ−Ａｌを同量加えて、２ｈ攪拌後、後処理を行い、８を黄色粉末（２．４９ｇ，８０％）として得た。
【００５６】
【表７】
【００５７】
Polymer-supported bisguanidine（９）
８（０．５２ｇ，１．４６ｍＭ）、Ｈｙｐｏ−Ｇｅｌ Ｂｒ（登録商標）（０．６３ｇ，０．５１ｍＭ；loading ０．８ｍＭ／ｇ）、ＮａＨ（０．２４ｇ，５．０２ｍＭ）の混合物をＤＭＦ（１０ｍＬ）中、超音波照射下、９０ｈ攪拌した。不溶物を遠心分離にてろ別し、水、メタノール、エタノールにて洗浄し、残渣（０．５８ｇ）を得た。ＩＲ（ＡＴＲ）ｖ：１６４９ｃｍ-1
＜実施例２＞
（金属カチオンの捕捉）
次のスキームによりＣｏ（コバルト）を捕捉した。
【００５８】
【化８】
【００５９】
ポリマー固定化ビスグアニジン型化合物（９）（０．２０ｇ，０．０４３ｍＭ）に、ＣｏＣｌ2・６Ｈ2Ｏ（０．０１１ｇ，０．０４４ｍＭ）を水（０．５ｍＬ）に溶解した溶液（赤紫色）を加え、１ｈ攪拌した。不溶物をろ過し、緑色固体（０．２ｇ）を得た。ＩＲ（ＡＴＲ）ｖ：１６３５ｃｍ-1
この固体は、ＩＣＰ−ＭＳにより、コバルトを約１４００ｐｐｂ含有し、コバルトを添加しない場合のポリマー固定化ビスグアニジン化合物（９）に比べて２００倍のコバルトを取込んでいることを確認した。
＜実施例３＞
（酸の捕捉）
次のスキームによりヒ酸（Ｈ3ＡｓＯ4）を捕捉した。
【００６０】
【化９】
【００６１】
ポリマー固定化ビスグアニジン型化合物（９）（０．２１ｇ，０．０４ｍＭ）に、市販の６０％ Ｈ3ＡｓＯ4水溶液（０．１ｍＬ）を水（４．９ｍＬ）で希釈して調製したＨ3ＡｓＯ4水溶液（５．０ｍＬ）を加え、室温にて０．５ｈ攪拌した。不溶物をろ過し、水、メタノールで洗浄後、黄色粉末（０．２３ｇ）を得た。
【００６２】
この固体は、ＩＣＰ−ＭＳにより、ヒ素を約３１５７ｐｐｂ含有し、その捕捉割合は５４％と計算され、ポリマー固定化ビスグアニジン型化合物（９）がＨ3ＡｓＯ4を捕捉することを確認した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクル（再利用）可能な固相カチオン捕捉剤等として有用なビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体とその合成中間体並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有機合成に係わる金属カチオンやプロトン等の捕捉のための塩基性化合物の検討が進められており、近年では、医薬品をはじめとする各種化成品の不斉合成の触媒系を構成するものとして、また、金属イオンの回収等の水質浄化に係わる環境技術手段としてもこれらの捕捉剤化合物が注目されている。
【０００３】
このような背景において、本発明者らは、カチオン捕捉機能やその触媒への利用等の観点から、有機塩基性化合物としてのグアニジン化合物に注目し、その合成法や捕捉能、触媒等についての検討を行ってきている（非特許文献１−４、特許文献１）。
【０００４】
また、これらグアニジン化合物をポリマー固定化することも試みている（非特許文献５）。
【０００５】
ただ、発明者らによるこれまでの検討からは、捕捉剤として利用する場合の反応系、特に反応生成物との分離、そしてリサイクル（再利用）についての簡便性、経済性を高め、なおかつ、カチオン捕捉機能をより一層高めることが望まれていた。
【非特許文献１】J. Org. Chem., 2000, 65, 7770-7773
【非特許文献２】Chem. Eur. J., 2002, 8, 552-557
【非特許文献３】有機合成化学協会誌 2003, 61, 60−68
【非特許文献４】第４８回日本薬学会関東支部大会（千葉）、2004, 10, 9
【非特許文献５】Molecular Diversity, 2005, 9, 321-331
【特許文献１】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００９３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のとおりの背景から、これまでの発明者らの検討を踏まえて、反応系、特に反応生成物との分離とリサイクル（再利用）についての簡便性、経済性をさらにたかめることができ、なおかつ、カチオンの捕捉能をより一層高めることのできるグアニジン化合物に係わる新しい技術手段を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するものとして以下のことを特徴としている。
【０００８】
第１：次式（１）
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは炭化水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）
で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【００１１】
第２：Ｒbは、次式
−（ＣＨ2）m−〔（ＣＨ2）n−Ｙ〕k−（ＣＨ2）l−
（式中のＹは、Ｏ、ＳまたはＮＲdを示し、Ｒdは、水素原子または炭化水素基を示し、ｍは１以上の正の整数を、ｎ、ｋ、ｌは各々、０または１以上の正の整数を示す。）で表わされる上記第１のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【００１２】
第３：次式（２）
【００１３】
【化２】
【００１４】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示しＲaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【００１５】
第４：次式（３）
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【００１８】
第５：次式（１）
【００１９】
【化４】
【００２０】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法であって、
次式（２）
【００２１】
【化５】
【００２２】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を、次式
Ｐｏｌ−Ｒb−Ｖ
（Ｐｏｌは固体状のポリマーを示し、Ｒbは前記のものを示し、Ｖは反応性基を示す。）で表わされるポリマー化合物と反応させることを特徴とするビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【００２３】
第６：次式（３）
【００２４】
【化６】
【００２５】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を前記の式（２）で表わされる化合物に変換してポリマー化合物と反応させる上記第５のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【００２６】
第７：上記第１または第２のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とするカチオン捕捉剤。
【００２７】
第８：上記第１または第２のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とする酸捕捉剤。
【発明の効果】
【００２８】
上記のとおりの本発明においては、二つの強い塩基性グアニジン官能基をカニやエビのハサミのように同時に作用させることでカチオン捕捉能をより一層高めることを可能としており、また、高い効率での酸の捕捉も可能としている。しかも、この高い機能を固体状ポリマーへの固定においても実現している。そして、固体状ポリマーへの固定によって、反応系、特に生成物からの分離やリサイクル（再利用）を簡便に効率的なものとし、経済性を高めてもいる。
【００２９】
また、本発明の合成中間体としてのビスグアニジン化合物とそれを用いたポリマー固定化複合体の製造方法によれば、効率的で経済的なポリマー固定化複合体の取得が可能とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態について説明する。
【００３１】
本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体は前記の式（１）で表されるものであるが、符号Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、脂肪族、脂環式、あるいは芳香族、芳香脂肪族の、飽和もしくは不飽和の各種の炭化水素基であってよい。より具体的には、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等が例示される。また、Ｒ3とＲ4は、結合して式（１）中の二つの窒素原子と共に環を形成してもよく、たとえば−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3−、−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＮＨ−ＣＨ2−等であってよい。
【００３２】
上記の炭化水素基は合成上、あるいはカチオン捕捉能等の機能上許容される限りにおいて適宜な置換基、たとえばアルキル基、アリール基等の炭化水素基や、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィド基、エステル基、アミノ基、アミド基等を有していてもよい。
【００３３】
符号Ｒaは炭化水素鎖であり、直鎖または分枝鎖の、飽和または不飽和の炭化水素鎖であってよい。好適には、炭素数１〜１０のアルキレン、アルケニレン、アリールアルキレン鎖等が考慮される。Ｒbも同様の炭化水素鎖であってよく、あるいは炭素鎖上に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。たとえば、Ｒbとしては、前記のとおりの、次式；
−（ＣＨ2）m−〔（ＣＨ2）n−Ｙ〕k−（ＣＨ2）l−
（Ｙは、Ｏ、ＳまたはＮＲdを示し、Ｒdは、水素原子または上記同様の炭化水素基を示し、ｍは１以上の正の整数を、ｎ、ｋ、ｌは、各々、０または１以上の正の整数を示す。）で表わされるものとしてもよい。ここで、たとえば、ＹはＯ（酸素原子）であり、ｍ＝１〜４、ｎ＝１〜３、ｋ＝１〜１０、ｌ＝１〜４のものを好適なものの一つとして考慮することができる。
【００３４】
式（１）中の符号ＸはＯ、ＳまたはＮＲcであって、Ｒcは上記Ｒdと同様のものとして考慮することができる。また、Ｐｏｌは、固体状のポリマーであって、各種のものでよく、たとえばポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリル共重合体、その他従来より固相触媒や固定化用として用いられているポリマーの各種のものから選択されてよい。その形状は、ビーズ等としての粒状や、バルク状、メッシュ状、板状等の各種であってよく、本発明の複合体の用途に応じて定めることができる。これらは市販品としても利用してもよい。たとえばシグマアルドリッチ社製のもの等を市販品として用いることができる。
【００３５】
以上のような本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体は、前記の式（２）（３）を原料もしくは合成中間体とすることによって合成することができる。たとえば式（２）のビスグアニジン化合物を用いてポリマーに固定する方法等である。前記のとおりにＰｏｌ−Ｒb−Ｖで表わされるポリマー化合物と式（２）の化合物とを反応させる方法や、Ｐｏｌ（ポリマー）とＲb反応成分とを用いて式（２）の化合物を反応させる方法等が適宜に考慮される。
【００３６】
そして式（２）のビスグアニジン化合物は、前記の式（３）のビスグアニジン化合物から導くことができる。このための方法は、たとえば後述の実施例において例示している方法等によることができる。なお、式（３）のＷにおけるＲeとしては、上記Ｒａにおいて例示した炭化水素鎖などが挙げられ、Ｒfとしては、上記Ｒ1等において例示した炭化水素基などが挙げられる。
【００３７】
本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体は、高いカチオン捕捉能と酸捕捉能を有し、これを用いて有機合成の触媒系を構成することや、金属カチオンの捕捉のための水質浄化剤等として用いることもできる。
【００３８】
なお、本発明のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体における酸捕捉剤としての機能は、グアニジン化合物の塩基部位と、捕捉対象の酸化合物のプロトンとの酸−塩基相互作用によるものである。本発明の酸捕捉剤により捕捉可能な酸化合物の具体例としては、Ｈ3ＡｓＯ4、Ｈ3ＰＯ4などが挙げられる。本発明の酸捕捉剤は、有機塩基触媒などの用途にも利用可能である。
【００３９】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００４０】
＜実施例１＞
（ポリマー固定化ビスグアニジンの合成）
次の反応スキームに従ってポリマー固定化ビスグアニジン（９）の合成を実施した。なお、式中のＰＳはポリスチレンポリマーを示している。
【００４１】
【化７】
【００４２】
１，２−Diacetylaminobenzene（１）
o-Phenylenediamine（０．２５ｇ，１．８９ｍＭ）とＡｃ2Ｏ（０．３９ｍＬ，４．１３ｍＭ）の混合物を室温にて３０ｍｉｎ攪拌後、後処理を行い、１を無色板状晶（０．３４０ｇ，９４％），ｍｐ １９１−１９２℃、として得た。
【００４３】
４−Bromo−１，２−diacetylaminobenzene（２）
１（５．８９ｇ，３０．６ｍＭ）をＡｃＯＨ（２６ｍＬ）に溶解し、Ｂｒ2（１．４ｍＬ，２７．３ｍＭ）を加え、７０℃にて１．５ｈ攪拌後、後処理を行い、２を無色針状晶（４．５１ｇ，６１％），ｍｐ ２１８−２２０℃、として得た。
【００４４】
【表１】
【００４５】
４−Bromo−１，２−diacetylaminobenzene（３）
２（１．００ｇ，３．７０ｍＭ）と１５％ＮａＯＨ（４７．５ｍＬ）の混合物を８０℃にて１４ｈ攪拌後、後処理を行い、３を無色プリズム晶（０．５２４ｇ，７６％），ｍｐ ５９−６０℃、として得た。
【００４６】
【表２】
【００４７】
４−Bromo−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（４）
３（０．１８８ｇ，１．０１ｍＭ），ＤＭＣ（０．５２６ｇ，２．４９ｍＭ），そしてＥｔａＮ（（０．７５ｍＬ，５．３８ｍＭ）をＣＨ2Ｃｌ2（１６ｍＬ）に溶解し、０℃にて１ｈ攪拌後、後処理を行い、４を無色プリズム晶（０．３２３ｇ，８４％），ｍｐ ９１−９２℃、として得た。
【００４８】
【表３】
【００４９】
４−Formyl−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（５）
４（２．０１ｇ，５．３０ｍＭ）をＴＨＦ（４０ｍＬ）に溶解し、ｎ−ＢｕＬｉの１．２７Ｍ ｈｅｘａｎｅ（１４．０ｍＭ）を７８℃で加えた後、ＤＭＦ（１．２ｍＬ、１５．５ｍＭ）ＴＨＦ（５ｍＬ）に溶解した溶液を加える。反応液は同温度で１．５ｈ攪拌後、後処理を行い、５を無色オイル（１．４８ｇ，８５％）として得た。
【００５０】
【表４】
【００５１】
４−（２−Ethoxycarbonylvinyl)−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（６）
５（４．１４ｇ，１２．６ｍＭ），ethyl diethylphosphorylacetate（５．０ｍＬ，２５．２ｍＭ），６０％ＮａＨ（１．０４ｇ，０．２６７ｍＭ）をＴＨＦ（１４５ｍＬ）に溶解し、室温にて４．５ｈ攪拌後、後処理を行い、６を黄色オイル（４．６４ｇ，９２％）として得た。
【００５２】
【表５】
【００５３】
４−（２−Ethoxycarbonylvinyl)−１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（７）
６（３．１０ｇ，７．７９ｍＭ）および１０％Ｐｄ−Ｃ（０．３１６ｇ）を含むＥｔＯＨ（８４ｍＬ）溶液を３０℃にて２４ｈ接触還元後、後処理を行い、７を黄色オイル（２．７ｇ，８７％）として得た。
【００５４】
【表６】
【００５５】
４−（３−Hydroxypropyl)１，２−bis(１，３−dimethyl−１，３−ethyeneguanidino)benzene（８）
７（３．４８ｇ，８．６９ｍＭ）および１８−ｃｒｏｗｎ−６（０．３ｇ，１．１３ｍＭ）をＴＨＦ（７０ｍＬ）に溶解し、ｒｅｄ−Ａｌ（３．８ｍＬ，１３．１ｍＭ）を加え、氷−食塩冷却（内温・１７・１４℃）下、２ｈ攪拌した。そのさらにｒｅｄ−Ａｌを同量加えて、２ｈ攪拌後、後処理を行い、８を黄色粉末（２．４９ｇ，８０％）として得た。
【００５６】
【表７】
【００５７】
Polymer-supported bisguanidine（９）
８（０．５２ｇ，１．４６ｍＭ）、Ｈｙｐｏ−Ｇｅｌ Ｂｒ（登録商標）（０．６３ｇ，０．５１ｍＭ；loading ０．８ｍＭ／ｇ）、ＮａＨ（０．２４ｇ，５．０２ｍＭ）の混合物をＤＭＦ（１０ｍＬ）中、超音波照射下、９０ｈ攪拌した。不溶物を遠心分離にてろ別し、水、メタノール、エタノールにて洗浄し、残渣（０．５８ｇ）を得た。ＩＲ（ＡＴＲ）ｖ：１６４９ｃｍ-1
＜実施例２＞
（金属カチオンの捕捉）
次のスキームによりＣｏ（コバルト）を捕捉した。
【００５８】
【化８】
【００５９】
ポリマー固定化ビスグアニジン型化合物（９）（０．２０ｇ，０．０４３ｍＭ）に、ＣｏＣｌ2・６Ｈ2Ｏ（０．０１１ｇ，０．０４４ｍＭ）を水（０．５ｍＬ）に溶解した溶液（赤紫色）を加え、１ｈ攪拌した。不溶物をろ過し、緑色固体（０．２ｇ）を得た。ＩＲ（ＡＴＲ）ｖ：１６３５ｃｍ-1
この固体は、ＩＣＰ−ＭＳにより、コバルトを約１４００ｐｐｂ含有し、コバルトを添加しない場合のポリマー固定化ビスグアニジン化合物（９）に比べて２００倍のコバルトを取込んでいることを確認した。
＜実施例３＞
（酸の捕捉）
次のスキームによりヒ酸（Ｈ3ＡｓＯ4）を捕捉した。
【００６０】
【化９】
【００６１】
ポリマー固定化ビスグアニジン型化合物（９）（０．２１ｇ，０．０４ｍＭ）に、市販の６０％ Ｈ3ＡｓＯ4水溶液（０．１ｍＬ）を水（４．９ｍＬ）で希釈して調製したＨ3ＡｓＯ4水溶液（５．０ｍＬ）を加え、室温にて０．５ｈ攪拌した。不溶物をろ過し、水、メタノールで洗浄後、黄色粉末（０．２３ｇ）を得た。
【００６２】
この固体は、ＩＣＰ−ＭＳにより、ヒ素を約３１５７ｐｐｂ含有し、その捕捉割合は５４％と計算され、ポリマー固定化ビスグアニジン型化合物（９）がＨ3ＡｓＯ4を捕捉することを確認した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次式（１）
【化１】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【請求項２】
Ｒbは、次式
−（ＣＨ2）m−〔（ＣＨ2）n−Ｙ〕k−（ＣＨ2）l−
（式中のＹは、Ｏ、ＳまたはＮＲdを示し、Ｒdは、水素原子または炭化水素基を示し、ｍは１以上の正の整数を、ｎ、ｋ、ｌは各々、０または１以上の正の整数を示す。）で表わされる請求項１記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【請求項３】
次式（２）
【化２】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示しＲaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【請求項４】
次式（３）
【化３】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【請求項５】
次式（１）
【化４】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法であって、
次式（２）
【化５】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を、次式
Ｐｏｌ−Ｒb−Ｖ
（Ｐｏｌは固体状のポリマーを示し、Ｒbは前記のものを示し、Ｖは反応性基を示す。）で表わされるポリマー化合物と反応させることを特徴とするビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【請求項６】
次式（３）
【化６】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を前記の式（２）で表わされる化合物に変換してポリマー化合物と反応させる請求項５記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【請求項７】
請求項１または２記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とするカチオン捕捉剤。
【請求項８】
請求項１または２記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とする酸捕捉剤。
【請求項１】
次式（１）
【化１】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【請求項２】
Ｒbは、次式
−（ＣＨ2）m−〔（ＣＨ2）n−Ｙ〕k−（ＣＨ2）l−
（式中のＹは、Ｏ、ＳまたはＮＲdを示し、Ｒdは、水素原子または炭化水素基を示し、ｍは１以上の正の整数を、ｎ、ｋ、ｌは各々、０または１以上の正の整数を示す。）で表わされる請求項１記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体。
【請求項３】
次式（２）
【化２】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示しＲaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【請求項４】
次式（３）
【化３】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物。
【請求項５】
次式（１）
【化４】
（式中のＸはＯ、ＳまたはＮＲcを示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒbは炭化水素鎖または含酸素炭化水素鎖を示し、Ｒcは水素原子または炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよく、Ｐｏｌは固体状ポリマーを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法であって、
次式（２）
【化５】
（式中のＺはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基またはチオール基を示し、Ｒaは炭化水素鎖を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異な炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を、次式
Ｐｏｌ−Ｒb−Ｖ
（Ｐｏｌは固体状のポリマーを示し、Ｒbは前記のものを示し、Ｖは反応性基を示す。）で表わされるポリマー化合物と反応させることを特徴とするビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【請求項６】
次式（３）
【化６】
（式中のＷは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、−ＲeＯＲfまたは−ＲeＣＯＯＲfを示し、Ｒeは炭化水素鎖を示し、Ｒfは炭化水素基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々、同一または別異に炭化水素基を示し、Ｒ3とＲ4は結合して環を形成してもよいことを示す。）で表わされるビスグアニジン化合物を前記の式（２）で表わされる化合物に変換してポリマー化合物と反応させる請求項５記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体の製造方法。
【請求項７】
請求項１または２記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とするカチオン捕捉剤。
【請求項８】
請求項１または２記載のビスグアニジン化合物のポリマー固定化複合体を少くともその構成の一部としていることを特徴とする酸捕捉剤。
【公開番号】特開２００７−３３２３６２（Ｐ２００７−３３２３６２Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２９８６１（Ｐ２００７−１２９８６１）
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（３０４０２１８３１）国立大学法人 千葉大学 (601)
【出願人】（５９１１０５９９３）東京化成工業株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（３０４０２１８３１）国立大学法人 千葉大学 (601)
【出願人】（５９１１０５９９３）東京化成工業株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
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