メソ多孔性ポリマーコロイド
本発明は、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供する。該粒子を製造する方法も示す。該方法は、多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体に含浸させることを含む。ついで、鋳型材料の中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合してポリマーを形成し、ついで鋳型材料を除去して粒子材料を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメソ多孔性ポリマー微粒子、それを製造する方法およびそれを使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去の数年において、有機触媒、特にキラル有機触媒に対する研究活動がはなはだしく増大している。同様にして、不均一系有機触媒にも多くの関心がある。しかしながら、支持された有機触媒は、一部分として有機触媒は固体支持体の化学環境に対してより感受性が高いため、不均一系有機金属触媒よりもはるかに首尾よくいっていない。
【０００３】
キラル配位子およびその遷移金属錯体の範囲は発達しており、その多くは種々の不斉転換において非常に有効であることが知られているが、大部分のキラル・シントン（synthon）はいまだ天然のキラル構築ブロックまたはラセミ体混合物の分割を介して製造されている。貴重なキラル触媒の分離および再循環は、均一系不斉触媒が産業的方法においてより広く適用されることを防ぐ大きな試みである。しかしながら、この課題は、不溶性の固形支持体上の触媒固定化を介して均一系触媒を不均一系触媒に転化することによって解決し得る。例えば、ピロリジンをベースとする触媒系はよく開発されており、極めて多数の不斉転換に首尾よく適用されていた。しかしながら、非常に有効な不均一化したピロリジン有機触媒を開発することは重要な試みのままである。
【０００４】
ポリマーおよび多孔性シリカは一般的に触媒支持体として使用されている。不均一系触媒に関連する課題は、分散の制限：液相から固体表面上の活性部位への集団の移動（例えば、試薬の移動）が反応について大きな律速段階であることである。メソ多孔性シリカは優れた物理特性を有している：それは大きな表面積とともに強固な多孔性構造を有する。例えば、メソ多孔性フォームは相互結合した特大の小孔（30nmにのぼる）を有し、それは分散の制限の問題をさらに減少する。また、メソ多孔性シリカを均質の球形粒子形状に誘導して、連続フロー型の方法のための充填した床反応器におけるかかる材料の使用を促進することも可能である。しかしながら、シリカ支持体は触媒錯体と強く相互作用しがちの表面シラノール基を有する。したがって、触媒は、シリカ支持体に固定化した後に触媒活性および／または感度が低下することに頻繁に苦しみ、多段階の触媒固定化方法を必要としている。ポリマー支持体はこれらの課題を有していないが、現在までよく決められた特大の小孔によって特徴付けられていない。大きな小孔の樹脂、低膨潤性のポリマーおよびメソ多孔性ポリマーの開発にもかかわらず、分散の制限およびポリマー膨潤が欠点として残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１またはそれを超える上記の欠点を実質的に克服するかまたは少なくとも緩和することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供する。
【０００７】
粒子材料は微粒子材料とすることができる。ポリマー微粒子は、架橋したポリマーを含むことができる。粒子材料は架橋性モノマー単位および非−架橋性モノマー単位を含むことができる。架橋したポリマーは、モルまたは重量ベースで少なくとも約１：４の非−架橋性モノマー単位に対する架橋性モノマー単位の比を有し得る。架橋したモノマー単位の少なくとも１の型は、ジビニルベンゼンに由来し得る。非−架橋モノマー単位の少なくとも１の型は、スチレンまたはその誘導体に由来し得る。粒子材料は官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を含み得る。官能基は触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択し得る。触媒基はピロリジン基とすることができ、またはそれを含むことができ、それは所望により置換型ピロリジン基とすることもできる。触媒基に転化され得る官能基は塩化物基、クロロメチル基またはカルボン酸基とすることができ、またはそれらを含むことができる。官能基を有するモノマー単位は非−架橋性モノマー単位とすることができる。官能基を有するモノマー単位は、架橋性モノマー単位とすることができる。
【０００８】
粒子材料は、微粒子材料とすることができる。メソ多孔性構造は、二形態の分布の孔径を有することができる。粒子材料は約１ｎｍないし約１０ｎｍの孔径および約１０ｎｍないし約３０ｎｍの孔径を有することができる。孔径の分布は、窒素吸着によって測定することができる。粒子材料は約１００ないし約１０００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し得る。それは、約０．１ないし約１ｍｌ／ｇの細孔容積を有し得る。
【０００９】
粒子材料は約５％未満の無機材料を含み得る。それは通常の有機溶媒中、２０℃にて１％未満で膨潤し得る。
【００１０】
１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は架橋したポリマーを含む。
【００１１】
もう１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を有する架橋したポリマーを含む。
【００１２】
もう１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は架橋したポリマーを含み、約５％未満の無機材料を含む。
【００１３】
もう１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を有する架橋したポリマーを含み、該ポリマーは約５％未満の無機材料を含む。
【００１４】
本発明の第２の態様において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該鋳型材料の中および／または上で該１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）鋳型材料を除去して粒子材料を生成することを含み、ここに該粒子材料は該ポリマーを含んでいる。
【００１５】
微粒子鋳型材料は無機物とすることができる。それはメソ多孔性珪質フォームとし得る。それは微粒子メソ多孔性珪質フォームとし得る。液体は架橋性モノマーおよび非−架橋性モノマーを含み得る。該非−架橋性モノマーに対する該架橋性モノマーのモル比は少なくとも約１：２とし得る。該非−架橋性モノマーに対する該架橋性モノマーの重量比は、少なくとも約１：２とし得る。架橋性モノマーはジビニルベンゼンを含み得る。該非−架橋性モノマーはスチレンまたはその誘導体を含み得る。
【００１６】
幾つかの形態において、少なくとも１のモノマーは触媒基または触媒基に転化され得る官能基のいずれかを含む。
【００１７】
液体は熱重合開始剤を含み得る。その場合、工程ｂ）は、モノマー（または複数のモノマー）を重合するように、鋳型材料の中および／または上で液体を加熱することを含む。
【００１８】
工程ｃ）は、ポリマーを溶解しない溶媒に鋳型材料を溶解することを含み得る。
【００１９】
該方法は、さらに、工程：
ｄ）粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させること、を含み得る。
【００２０】
１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）多孔性無機微粒子鋳型材料を、１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）鋳型材料の中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）鋳型材料を除去して粒子材料を生成することを含み、該粒子材料は該ポリマーを含む。
【００２１】
もう１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）微粒子メソ多孔性珪質フォームを、１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該フォームの中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）該フォームを除去して粒子材料を生成することを含み、該粒子材料は該ポリマーを含む。
【００２２】
もう１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）微粒子メソ多孔性珪質フォームを、１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該フォームの中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成させ；
ｃ）該フォームを除去して粒子材料を生成し、ここに該粒子材料は該ポリマーを含み；ついで
ｄ）粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させる
ことを含む。
【００２３】
もう１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）微粒子メソ多孔性珪質フォームを、少なくとも２のモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該フォームの中および／または上で少なくとも２のモノマーを重合させてポリマーを形成し；
ｃ）該フォームを除去して粒子材料を生成し、ここに該粒子材料は該ポリマーを含み；ついで
ｄ）粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させることを含み；
ここに、該モノマーの少なくとも１は架橋性モノマーであり、該モノマーの少なくとも１は触媒基に転化され得る官能基を含む。
【００２４】
本発明は、本発明の方法によって製造した場合の粒子材料も提供する。
【００２５】
本発明の第３の態様において、出発物質を本発明に係る粒子材料に曝すことを含む出発物質を生成物に転化する方法を提供する。この態様において、粒子材料の微粒子はその表面に触媒官能基を有し、該官能基は出発物質から生成物へ転化を触媒することができる。
【００２６】
また、本発明は、第３の態様により出発物質から生成した生成物も提供する。また、出発物質を生成物に転化するための、本発明に係る粒子材料の使用を提供し、ここに該材料の粒子は表面に触媒官能基を有する。さらに、出発物質を生成物に転化するために使用した場合の本発明による粒子材料を提供し、ここに該材料の粒子は表面に触媒官能基を有する。
【００２７】
発明の詳細な説明
本発明は、メソ多孔性ポリマー粒子（例えば、ポリマーコロイド）および支持された不斉有機触媒としてのその適用に関する。かくして、本発明は、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供する。
【００２８】
ポリマー微粒子は架橋したポリマーを含み得る。架橋したポリマーは、架橋性モノマー単位および非−架橋性モノマー単位を含み得る。１の型の架橋性モノマー単位、または１を超える、例えば２、３、４、５または５の型を超える架橋性モノマー単位が存在し得る。これらは互いに異性体となり得、または化学的に異なる型のモノマー単位となり得る。１の型の非−架橋性モノマー単位が存在し得、あるいは１を超える、例えば、２、３、４、５または５を超える型の非−架橋性モノマー単位が存在し得る。これらは互いに異性体となり得、または化学的に異なる型のモノマーとなり得る。非−架橋性モノマー単位に対する架橋性モノマー単位の比は、重量ベースまたはモルベースで少なくとも約１：４とし得る。比は少なくとも約１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１または２：１とし得、または約１：４ないし約４：１、または約１：４ないし１：１、１：４ないし１：２、１：１ないし１：４、１：２ないし１：４、１：３ないし３：１、１：２ないし２：１、１：２ないし１：１、１：２ないし１：１.５、１：１.５ないし１：１、１：１ないし２：１、１：１ないし１：１.５または１：１.５ないし１：２とし得る。比は、重量ベースまたはモルベースで例えば１：４、１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１、２：１、２.５：１、３：１、３.５：１または４：１とし得る。あるいは、非−架橋性モノマー単位は存在しなくてもよい。
【００２９】
少なくとも１の型の架橋性モノマー単位は、ビニルベンゼン由来とし得る。ジビニルベンゼンは、ｏ−、ｍ−またはｐ−異性体とし得る。それは、これらのうちのいずれか２またはそれを超えるものの混合物とし得る。存在し得る他の架橋性モノマー単位には、エチレングリコールジメタクリレート（所望によりメタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）、エチレングリコールジアクリレート、他のジアクリレートまたはジメタクリレート（所望によりメタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）ほかに由来するものが含まれる。非−架橋モノマー単位の少なくとも１の型は、スチレンまたはその誘導体由来のものとし得る。存在し得る他の非−架橋性モノマー単位には、アクリル酸、アクリレート（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸フェニル）、メタクリル酸、メタクリレート（例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸フェニル）、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルのようなマレイミドビニルエステル、メチルビニルエーテルのようなビニルエーテル、または他の重合性モノオレフィン種由来のものが含まれる。
【００３０】
粒子材料のポリマーは、官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を含み得る。それは、例えば、官能基を有する１ないし５のモノマー単位を含み得る。それは、官能基を有する１、２、３、４、５または５を超えるモノマー単位を有し得る。官能基は触媒基とし得る。それは、触媒基に転化され得る官能基とし得る。それは生体触媒、例えば酵素または幾つかの他の生物分子フラグメント、例えば糖、ペプチド、タンパク質、抗体フラグメントほかとし得る。それは、生体分子または生体触媒に結合することができる官能基とすることができる。触媒基はピロリドン基とすることができ、またはそれを含むことができる。触媒基に転化され得る官能基は、塩化物基、クロロメチル基またはカルボン酸基とし得、それを含み得る。官能基を有するモノマー単位は、非−架橋性モノマー単位とし得る。官能基を有するモノマー単位は、架橋性モノマー単位とし得る。ポリマーは、官能基を有する架橋性モノマー単位および官能基を有する非−架橋性モノマー単位の両方を含み得る。その場合、官能基は同一のものまたは異なるもののいずれかとし得る。触媒基は不斉触媒基とし得る。それはキラル触媒基とし得る。それは、エナンチオ特異的触媒をすることができる触媒基とし得る。それは、立体特異的触媒をすることができる触媒基とし得る。
【００３１】
メソ多孔性構造は、二形態の分布の孔径を有し得る。それは、より小さい径のウィンドウによって結合されたより大きな径の小孔を含む構造を有し得る。粒子材料は約１ないし約１０ｎｍの孔径（平均小孔直径）および約１０ないし約３０ｎｍの孔径を有し得る。したがって、大きい直径の小孔は約１０ないし３０ｎｍの平均直径を有し得る。大きいサイズの直径は、約１０ないし２０、１０ないし１５、１５ないし３０、２０ないし３０または１５ないし２５、例えば、約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９または３０ｎｍの平均直径を有し得、または３０ｎｍよりも大きな平均直径を有し得る（例えば、３０−５０、３０−４０または４０−５０ｎｍ、または約３５、４０、４５または５０ｎｍ）。より小さい径のウィンドウは、約１ないし１０ｎｍの平均直径を有し得る。それは、約１ないし５、５ないし１０または２ないし７ｎｍ、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ｎｍの平均直径を有し得る。より小さい直径のウィンドウの平均直径に対するより大きな直径の小孔の平均直径の比は約２：１ないし約２０：１、または約２：１ないし１０：１、２：１ないし５：１、５：１ないし２０：１、１０：１ないし２０：１、５：１ないし１５：１または５：１ないし１０：１、例えば、約２：１、３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１、１５：１、１６：１、１７：１、１８：１、１９：１または２０：１とし得る。孔径分布は窒素吸着または幾つか他の好適な方法によって測定し得る。粒子材料は約１００ないし約１０００ｍ２／ｇ、または約１００ないし８００、１００ないし６００、１００ないし５５０、１００ないし５００、１００ないし４００、１００ないし３００、２００ないし１０００、５００ないし１０００、６００ないし１０００、２００ないし８００、２００ないし６００または２００ないし５５０ｍ２／ｇ、例えば、約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、７００、８００、９００または１０００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し得る。それは約０．１ないし約１ｍｌ／ｇ、または約０．１ないし０.８、０．１ないし０.５、０．２ないし１、０．２ないし０.５、０.５ないし１または０．２ないし０.４ｍｌ／ｇ、例えば、約０．１、０.１５、０．２、０.２５、０.３、０.３５、０.４、０.４５、０.５、０.５５、０.６、０.６５、０.７、０.７５、０.８、０.８５、０.９、０.９５または１ｍｌ／ｇの小孔体積を有し得る。粒子材料の粒子は、約１ないし約５０ミクロン、または約５ないし５０、２０ないし５０、１０ないし５０、２ないし４０、１ないし１０、１ないし５、１ないし２、２ないし２０、２ないし１０、３ないし８、４ないし７、４ないし６、５ないし２０、１０ないし２０、２ないし１０または５ないし１０ミクロンの平均粒子径を有し得、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０ミクロンの平均粒子径を有し得、あるいは１ミクロン未満または５０ミクロンを超えることもできる。粒子は狭い粒径分布を有し得る。平均粒径から１０％を超えて異なる（より大きいまたはより小さい）粒径を有する粒子は粒子の約５０％未満で存在し得、または平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０または５％未満存在し得、平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０％存在し得る。粒子は球形であってもよく、または卵形、楕円体、立方体、偏菱形、角柱形、多面体または平行六面体（例えば、矩形平行六面体）のような幾つかの他の形とし得る。
【００３２】
粒子材料は重量ベースで約５％未満の無機材料を含み得る。それは約５％未満のシリカを含み得る。それは約４、３、２または１％未満のシリカを含み得る。それは、約０ないし約５％の無機材料（例えば、シリカ）または約０ないし４、０ないし３、０ないし２、０ないし１、０．１ないし５、０．１ないし２、０．１ないし１または０.５ないし２％の無機材料（例えば、シリカ）を含み得る。それは、０、０．１、０．２、０.３、０.４、０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５％の無機材料（例えば、シリカ）を含み得る。それは、ありふれた有機溶媒中、２０℃にて１％未満膨潤し得る。それは、通常の有機溶媒中で、約０.５、０．２または０．１％未満、または約０ないし１、または約０ないし０.５、０ないし０．２、または０ないし０．１％で膨潤し得る。膨潤を試験するのに好適な溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、クロロホルム、四塩化炭素、水ほかから選択し得る。
【００３３】
本発明は、粒子材料を製造する方法も提供する。方法には、多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体を含浸することを含む。ついで、モノマー（または複数のモノマー）を鋳型材料の中および／または上で重合してポリマーを形成する。ついで、鋳型材料を除去して微粒子材料を生成し、該微粒子材料はポリマーを含む。
【００３４】
微粒子鋳型材料は無機物とし得る。それはシリカまたは幾つかの他の金属酸化物（例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア）またはこれらの混合物、またはケイ素、アルミニウム、チタンおよびジルコニアのうちのいずれか２またはそれを超えるものの混合した酸化物を含み得る。それは、例えば、メソ多孔性珪質フォームとし得る。メソ多孔性珪質フォームの合成は、PCT／SG2005／000194およびHan, Y.、Lee, S.S.、Ying, J.Y. Chem. Mater. 2006, 18, 643（参照によってその内容は本願明細書に取り込まれる）に記載されている。微粒子鋳型材料は親水性とし得る。それは、その小孔の表面上にシラノール基を有し得る。それは疎水性とし得る。それは、その小孔表面上に疎水基を有し得る。好適な疎水基は、例えば、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、トリエチルシリル、ジフェニルシランジイル、ジメチルシランジイルおよびジエチルシランジイルを含み得る。疎水性鋳型の使用は、有機溶媒、詳細には非−極性または僅かに極性の溶媒との鋳型および／または粒子材料の親和性を改善し得る。しかしながら、本明細書で達成した結果は、親水性鋳型材料を用いても達成し得る。疎水性鋳型材料を用いる場合、方法は、（本明細書に記載するように）親水性鋳型性材料を疎水化して疎水性鋳型材料を生成する工程を含み得る。疎水化には、親水性鋳型材料を疎水化試薬と反応させることを含み得る。好適な疎水化試薬、それを用いる条件はよく知られている。試薬には、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルハロゲン化物（特に塩化物）、ジメチルジハロシラン（例えば、ジメチルジクロロシラン）および等価のエチル、フェニルまたは他の置換型試薬が含まれる。
【００３５】
鋳型材料はウィンドウ（すなわち、より小さな小孔）によって連結した孔（すなわち、より大きな小孔）を含む構造を有し得、ここに該孔はウィンドウよりもより大きな平均直径を有する。鋳型材料の孔の平均直径は、約５ｎｍよりも大きく、または約１０ｎｍよりも大きくし得る。それは約５ないし約１００ｎｍ、または約５ないし５０、５ないし２０、１０ないし１００、５０ないし１００、２０ないし３０、２０ないし２５、２ないし２２、２５ないし３０、２７ないし３０、２７ないし２９、または１０ないし５０ｎｍとし得る。孔径は約５、１０、１５、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００ｎｍとし得る。鋳型材料の粒子は、異なる孔径の分布を有し得る。異なる孔径は約５ないし約１００ｎｍとし得る。
【００３６】
鋳型材料の粒子は、約１ないし約５０ミクロン、または約２ないし約５０、２０ないし５０、１０ないし５０、２ないし４０、１ないし１０、１ないし５、１ないし２、２ないし２０、２ないし１０、３ないし８、４ないし７、４ないし６、５ないし２０、１０ないし２０、２ないし１０または５ないし１０ミクロンの平均粒子直径を有し得、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０ミクロンの平均粒子直径を有し得、あるいは１ミクロン未満または５０ミクロンを超えることもできる。鋳型材料の粒子は狭い粒径分布を有し得る。平均粒径から１０％を超えて異なる（より大きいまたはより小さい）粒径を有する粒子は粒子の約５０％未満で存在し得、または平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０または５％未満で存在し得、平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０％で存在し得る。鋳型材料の粒子は、球形とし得、またはそれは卵形、楕円体、立方体、偏菱形、角柱形、多面体または平行六面体（例えば、矩形平行六面体）のような幾つかの他の形とし得る。鋳型材料中の孔のサイズおよび鋳型材料中のウィンドウのサイズの比は、約１０：１ないし約１.５：１、または約１０：１ないし２：１、１０：１ないし５：１、５：１ないし１.５：１、３：１ないし１.５：１、５：１ないし３：１または８：１ないし４：１とし得、約１０：１、９：１、８：１、７：１、６：１、５：１、４.５：１、４：１、３.５：１、３：１、２.５：１、２：１または１.５：１、または幾つかの他の比とし得る。鋳型材料のウィンドウの平均直径は、約１ｎｍより大きい、２ｎｍより大きい、または約５ｎｍより大きいものとし得る。それは約１ないし２５、１ないし２０、１ないし１０、１ないし５、５ないし２０、１０ないし２０、５ないし１５、１５ないし２０または５ないし１０ｎｍとし得る。ウィンドウの平均直径は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４または２５ｎｍとし得る。
【００３７】
鋳型材料の粒子は、約０.５ないし５ｃｍ３／ｇ、または約０.５ないし４、０.５ないし３、０.５ないし２、１ないし５、２ないし５、３ないし５、１ないし３、１ないし２、２ないし３、１.５ないし２、１.５ないし１.７、２ないし２.５、２.２ないし２.４または２ないし２.４の細孔容積を有し得、約０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、１.６、１.７、１.８、１.９、２、２.１、２.２、２.３、２.４、２.５、２.６、２.７、２.８、２.９、３、３.５、４、４.５または５ｃｍ３／ｇ、または約５ｃｍ３／ｇを超える細孔容積を有し得る。粒子は、約１００ないし約１０００ｍ２／ｇ、または約１００ないし５００、１００ないし２００、２００ないし１０００、５００ないし１０００、２００ないし８００、２００ないし５００、５００ないし８００、５００ないし７００、５００ないし６００、５５０ないし６００、５５０ないし５７０、６００ないし８００、６５０ないし７５０、６７０ないし７３０または６９０ないし７１０ｍ２／ｇの比表面積を与え、約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７５０、７５０、８００、８５０、９００、９５０または１０００ｍ２／ｇの比表面積を有し得、または約１００未満または約１０００ｍ２／ｇよりも大きな比表面積を有し得る。
【００３８】
本発明の方法は、鋳型材料を調製する工程を含み得る。
【００３９】
使用する前に、鋳型材料は脱気し得る。このことは、例えば、それを少なくとも約８０℃、または少なくとも約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００ｏＣ、または８０ないし５００、８０ないし４００、８０ないし３００、８０ないし２００、８０ないし１５０、８０ないし１２０、１００ないし５００、２００ないし５００、３００ないし５００、１００ないし４００または１００ないし２００ｏＣ、例えば、約８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００℃の温度までそれを加熱することを含み得る。脱気は真空下であってもよい。真空は、約１００ｍｂａｒ未満の絶対圧力、または約５０、２０、１０、５、２または１ｍＢａｒ未満、または約０．１ないし１００、０．１ないし５０、０．１ないし１０、０．１ないし５、０．１ないし１、０．１ないし０.５、１ないし１００、５ないし１００、１０ないし１００、５０ないし１００、１ないし５０または１ないし１０ｍｂａｒ、例えば約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０または１００ｍｂａｒの絶対圧力を有し得る。脱気は、少なくとも１時間、または少なくとも２、６、１２、１８または２４時間、または約１ないし２４、６ないし２４、１２ないし２４、１ないし１８、１ないし１２、１ないし６、６ないし１８、６ないし１２または１２ないし１８時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１または２４時間とし得る。鋳型材料を脱気する工程は、鋳型材料を少なくとも部分的に乾燥し得る。
【００４０】
鋳型材料に含浸させる液体は、溶媒を含み得る。溶媒は、モノマーまたは複数のモノマー用の溶媒とし得る。それは、存在する場合は、開始剤用の溶媒とし得る。それは非−重合性とし得る。溶媒（存在する場合）は、重量または体積ベースで約５０ないし約９０％のレベルで、または重量または体積ベースで約５０ないし７０、７０ないし９０、６０ないし８０または６０ないし７０％、例えば約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５または９０％のレベルで液体中に存在し得る。あるいは、液体は、非−重合性溶媒を含まなくてもよい。使用し得る好適な溶媒には、ジクロロメタン（ＤＣＭ)、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタン、トルエン、アセトン、ジエチルエーテルほかのような通常の有機溶媒が含まれる。存在する場合、溶媒は、好ましくは、モノマー（または複数のモノマー）の重合を阻害しないようなものである。
【００４１】
鋳型に含浸させる液体は、１またはそれを超える重合性モノマーを含む。液体中のモノマー（または複数のモノマー）の合計濃度は、重量または体積ベースで約１０ないし１００％、または重量または体積ベースで約１０ないし５０、１０ないし３０、３０ないし５０または５０ないし１００％、例えば、約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％とし得る。
【００４２】
鋳型材料に含浸させる液体は、架橋性モノマーを含み得る。それは非−架橋性モノマーを含み得る。それは架橋性モノマーおよび非−架橋性モノマーの両方を含み得る。それは、非−架橋性モノマーを含まなくてもよい。１の型の架橋性モノマー、または１を超える、例えば、２、３、４、５または５の型を超える架橋性モノマーが存在し得る。これらは互いに異性体であってもよく、化学的に異なる型のモノマーであってもよい。１の型の非−架橋性モノマーが存在し得、または１を超える、例えば２、３、４、５または５を超える型の非−架橋性モノマーが存在し得る。これらは互いに異性体であってもよく、化学的に異なる型のモノマーであってもよい。非−架橋性モノマーに対する架橋性モノマーの比は、重量ベース、体積ベースまたはモルベースで少なくとも約１：４とし得る。比は、少なくとも約１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１または２：１、または約１：４ないし約４：１、または約１：４ないし１：１、１：４ないし１：２、１：１ないし１：４、１：２ないし１：４、１：３ないし３：１、１：２ないし２：１、１：２ないし１：１、１：２ないし１：１.５、１：１.５ないし１：１、１：１ないし２：１、１：１ないし１：１.５または１：１.５ないし１：２とし得る。比は、重量ベース、体積ベースまたはモルベースで、例えば、約１：４、１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１、２：１、２.５：１、３：１、３.５：１または４：１とし得る。
【００４３】
少なくとも１の型の架橋したモノマーはジビニルベンゼンとし得る。ジビニルベンゼンは、ｏ−、ｍ−またはｐ−異性体とし得る。それはこれらのもののいずれか１またはそれを超えるものの混合物とし得る。使用し得る他の架橋性モノマーには、エチレングリコールジメタクリレート（所望により、メタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）、エチレングリコールジアクリレート、他のジアクリレートまたはジメタクリレート（所望により、メタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）ほかが含まれる。少なくとも１の型の非−架橋性モノマーは、スチレンまたはその誘導体とし得る。使用し得る他の非−架橋性モノマーには、アクリル酸、アクリレート（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸フェニル）、メタクリル酸、メタクリレート（例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸フェニル）、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイミド、酢酸ビニルのようなビニルエステル、メチルビニルエーテルのようなビニルエーテル、または他の重合性モノ−オレフィンが含まれる。
【００４４】
液体は、官能基を有する少なくとも１のモノマーを含み得る。それは、例えば、官能基を有する１ないし５のモノマーを含み得る。それは、官能基を有する１、２、３、４、５または５を超えるモノマーを有し得る。官能基（または複数の官能基）は触媒基（または複数の触媒基）とし得る。それは、触媒基に転化され得る官能基とし得る。それは、生体触媒、例えば、酵素または幾つかの他の生体分子フラグメント、例えば、糖、ペプチド、タンパク質、抗体フラグメントほかとし得る。それは、生体分子または生体触媒に結合することができる官能基とし得る。触媒基は、ピロリジン基とし得、またはそれを含み得る。触媒基に転化され得る官能基は、塩化物基、クロロメチル基またはカルボン酸基とし得、またはそれを含み得る。官能基を有するモノマーは非−架橋性モノマーとし得る。官能基を有するモノマー単位は、架橋性モノマーとし得る。液体は、官能基を有する架橋性モノマーおよび官能基を有する非−架橋性モノマーの両方を含み得る。その場合、官能基は同一であっても異なっていてもよい。
【００４５】
液体はモノマーの重合またはモノマーの共重合用の開始剤も含み得る。開始剤は熱重合開始剤とし得る。それは、アゾ化合物、アゾジカルボン酸、過酸化物、ヒドロペルオキシド、ペルオキシエステルまたは幾つかの他の型の熱重合開始剤とし得る。開始剤は、重合を行う温度にて、約１０分ないし２０時間の半減期を有し得る。それは、その温度にて約１０分ないし１０時間、１０分ないし２時間、１０分ないし１時間、１０ないし３０分、０.５ないし２０時間、１ないし２０時間、２ないし２０時間、１０ないし２０時間、１ないし１０時間または１ないし５時間、例えば、約１０、２０、３０、４０または５０分、または約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５または２０時間の半減期を有し得る。それは、約５０ないし約１５０℃、または約５０ないし１００、１００ないし１５０、５０ないし７０、７０ないし１００、１００ないし１２０、１２０ないし１５０または８０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃の温度にて１０時間の半減期を有し得る。好適な開始剤には、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、過酸化ジベンゾイル、クミルハイドロパーオキシド、ｔ−ブチルパーベンゾエートほかが含まれる。開始剤は、約０.５ないし５％ ｗ／ｗまたはｗ／ｖ、または約０.５ないし２、０.５ないし１、１ないし５、２ないし５または１ないし３％、例えば、約０.５、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５％ ｗ／ｗまたはｗ／ｖの濃度で液体中に存在し得る。それは液体中の重合性基に対してモルベースで約１ないし約５％、または液体中の重合性基に対してモルベースで約１ないし４、１ないし３、１ないし２、２ないし５、３ないし４または２ないし４％、例えば、約１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５％で存在し得る。
【００４６】
液体に鋳型材料を含浸させる工程は、鋳型材料と液体とを接触させることを含み得る。それは、液体を鋳型材料に加えることを含み得る。それは、液体を鋳型材料に加えることを含み得る。それは、鋳型材料に液体を通過させることを含み得る。それは、液体に鋳型材料を懸濁することを含み得る。含浸工程の間の鋳型材料に対する液体の比は、ｗ／ｗ（例えば、ｇ／ｇ）またはｖ／ｗ（例えば、ｍｌ／ｇ）ベースで約１：１ないし約５：１とし得る。それは、約１：１ないし４：１、１：１ないし３：１、１：１ないし２：１、２：１ないし５：１、３：１ないし５：１、２：１ないし４：１または２：１ないし３：１、例えば、約１：１、１.５：１、２：１、２.１：１、２.２：１、２.３：１、２.４：１、２.５：１、３：１、３.５：１、４：１、４.５：１または５：１、または５：１を超えるものとし得る。含浸工程の間の鋳型材料に対する液体の比は、鋳型材料に対するモノマー（すなわち、架橋性モノマーと非−架橋性モノマー）の比が鋳型材料１グラム当たりに約０.５ないし約５ｍｌのモノマーになるようにすることができ、または鋳型材料１グラム当たりに約０.５ないし２、０.５ないし１、１ないし５、２ないし５、１ないし３、１ないし２または１ないし１.５ｍｌ、例えば、鋳型材料１グラム当たりに約０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、１.６、１.７、１.８、１.９、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５ｍｌになるようにすることができる。鋳型材料を液体に含浸させる工程は、液体に鋳型を約０.５ないし約３０分、または約１ないし３０分、５ないし３０分、１０ないし３０分、０.５ないし１０分、０.５ないし５分、０.５ないし２分または０.５ないし１分間、曝すことを含み得る。それは、約０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５または３０分間とし得る。それは３０分を超えるものとし得る。それは３０秒未満、例えば２５、２０、１５、１０または５秒とし得る。含浸させる工程は、約０ないし約２５℃、または約０ないし２０℃、０ないし１５℃、０ないし１０℃、５ないし２５℃、１５ないし２５℃または１５ないし２０℃、例えば、約０、５、１０、１５、２０または２５℃で行い得る。それは室温で行い得る。それは、含浸に要求される時間にわたって液体中のモノマー（または複数のモノマー）の重大な重合度が存在しない温度で行うべきである。過剰な液体は、含浸の後に除去し得る。含浸の後、（存在する場合は）溶媒を除去し得る。これには、その中に液体を有する鋳型を低温で真空に曝すことを含み得る。温度は溶媒が蒸発するよう十分に高く、かつ、モノマー（または複数のモノマー）が除去されないよう十分に低くすべきである。温度は約−５０ないし約−１００℃とし得る。それは、約−５０ないし−８０、−６０ないし−１００、−７０ないし−１００、−７０ないし−９０または−７５ないし−８５℃、例えば、約−１００、−９５、−９０、−８５、−８０、−７８、−７５、−７０、−６５、−６０、−５５または−５０℃とし得る。低温における真空への暴露の時間は、溶媒が蒸発するように十分に長く、かつ、モノマー（または複数のモノマー）が除去されないように十分に短くまたは実質量の（例えば、約５、４、３、２または１％を超える）モノマー（または複数のモノマー）が除去されないように十分に短くすべきである。それは、約１ないし約１０時間、または約１ないし５、１ないし２、２ないし１０、５ないし１０、２ないし５または３ないし５時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０時間とし得る。
【００４７】
液体が熱重合開始剤を含む場合、方法の工程ｂ）はモノマー（または複数のモノマー）を重合するように鋳型材料の中および／または上で液体を加熱することを含む。それは、モノマー（または複数のモノマー）を重合する温度および十分な時間、液体を加熱することを含み得る。それは、開始剤の十分な分解を引き起こしてモノマー（または複数のモノマー）を重合させる温度および十分な時間、液体を加熱することを含み得る。加熱は、ある温度で約１０分ないし２０時間、または約１０分ないし１０時間、１０分ないし２時間、１０分ないし１時間、１０ないし３０分、０.５ないし２０時間、１ないし２０時間、２ないし２０時間、１０ないし２０時間、１ないし１０時間または１ないし５時間、例えば、約１０、２０、３０、４０または５０分、または約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５または２０時間とし得る。それは約５０ないし約１５０℃の温度に、または約５０ないし１００、１００ないし１５０、５０ないし７０、７０ないし１００、１００ないし１２０、１２０ないし１５０または８０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃の温度に加熱し得る。温度は開始剤のおよそ１０時間半減温度、または開始剤の約５、４、３、２または１時間半減温度、または開始剤の３０、２０、１０または５分間半減温度とし得る。加熱は単一のステージとし得る。それは複数のステージ、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ステージとし得る。各ステージは前記したような温度および時間とし得る。複数のステージを用いる場合、各々のつづくステージは、前のステージの温度よりも高くすることができる。
【００４８】
方法の工程ｂ）は、少なくとも約８０％、または少なくとも約８５、９０または９５％、または約８０ないし１００、５０ないし１００、９０ないし１００、９５ないし１００、９８ないし１００、８０ないし９５または８５ないし９５％、例えば、約８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９または１００％の転化率までモノマー（または複数のモノマー）を重合することを含み得る。条件（温度、時間、脱酸素化ほか）はこの程度の転化率を達成するのに十分なものとし得る。
【００４９】
転化は、微粒子材料の生成を生じる。重合の後、粒子材料は洗浄し得る。洗浄は、未反応のモノマー、界面活性剤、開始剤、開始剤副生成物または他の低分子量または非架橋型の材料を除去するためとし得る。洗浄は溶媒、通常は有機溶媒を使用し得る。溶媒は揮発性溶媒とし得る。好適な溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトン、ブタノン、トルエン、ジオキサンまたは他の通常の溶媒、またはそれらの混合物とし得る。幾つかの洗浄工程を行うことができ、それらは同一の溶媒または異なる溶媒を使用し得る。材料は洗浄の後に乾燥し得る。乾燥は、材料を加熱することを含み得る。加熱は、洗浄に使用した溶媒を蒸発させるのに十分な温度とし得る。温度は、溶媒の性質（例えば、沸点、蒸気圧）に依存し得る。温度は約５０ないし１５０℃、例えば、５０ないし１００、５０ないし８０、７０ないし１００、１００ないし１５０または７０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃とし得る。乾燥には、例えば約１ないし約１００ｍＢａｒ、または１ないし５０、１ないし２０、１ないし１０、１０ないし１００、２０ないし１００、５０ないし１００または１０ないし５０ｍＢａｒまたは幾つか他の圧力、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０または１００ｍＢａｒの圧力にて、真空または部分真空を材料に適用することを含み得る。乾燥は、材料に，例えば空気、窒素、二酸化炭素のような気体を通過させることを含み得る。気体は常温とし得る。それは高温とし得る。
【００５０】
方法の工程ｃ）は、ポリマーを溶解しない溶媒に鋳型材料を溶解することを含み得る。溶媒は、鋳型材料用の溶媒であって、ポリマーについては非−溶媒または乏しい溶媒とすべきである。鋳型がシリカを含む場合、好適な溶媒は塩基性である。それはアルカリ性の水酸化物溶液、例えば、水酸化ナトリウム、カリウムまたはセシウムとすることができる。溶液はアルコール性溶液（例えば、メタノール、エタノールまたはイソプロパノール中）とし得る。それは、水性アルコール中（例えば、水性メタノール、水性エタノールまたは水性イソプロパノール中）の溶液とし得る。水性アルコールは、体積ベースで約２：１ないし１：２、または２：１ないし１：１、１：１ないし１：２、１：１.５：ないし１.５：１、１.２：１ないし１：１.２または１.１：１ないし１：１.１、例えば、約２：１、１.７５：１、１.５：１、１.４：１、１.３：１、１.２：１、１.１：１、１：１、１：１.１、１：１.２、１：１.３、１：１.４、１：１.５、１：１.７５または１:２の比の水およびアルコールの混合物とし得る。アルカリ性水酸化物の濃度は、約１ないし約１０％ ｗ／ｖ、または約１ないし５、１ないし２、２ないし１０、５ないし１０または２ないし５％、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０％ ｗ／ｖとし得る。溶解は、鋳型材料の分解に好適な温度および時間で行い得る。それは、ポリマーの顕著な分解を引き起こさない温度および時間とし得る。ポリマーの顕著な分解は、ポリマーの約１０、９、８、７、６または５％を超えるものとみなすことができる。分解の温度は、約５０ないし１５０℃、例えば、５０ないし１００、５０ないし８０、７０ないし１００，１００ないし１５０または７０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃とし得る。それは少なくとも約６時間、または少なくとも約１２、１８または２４時間、または約６ないし約２４時間、または約６ないし１８、６ないし１２、１２ないし２４、１２ないし１８または１８ないし２４時間、例えば、約６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３または２４時間とし得、または２４時間を超えることもできる。溶解は、鋳型材料の少なくとも約９５％、または鋳型材料の少なくとも約９６、９７、９８、９９または９９.５％、または鋳型材料の約９５ないし約１００％、または９６ないし１００、９７ないし１００、９８ないし１００、９９ないし１００または９９.５ないし１００％、例えば、約９５、９６、９７、９８、９９、９９.５、９９.６、９９.７、９９.８、９９.９または１００％を溶解し得る。得られる微粒子材料は、少なくとも約９６、９７、９８、９９または９９.５重量％、または約９５ないし約１００％、または９６ないし１００、９７ないし１００、９８ないし１００、９９ないし１００または９９.５ないし１００重量％、例えば、約９５、９６、９７、９８、９９、９９.５、９９.６、９９.７、９９.８、９９.９または１００重量％の炭化水素含量を有し得る。
【００５１】
さらに、方法は、微粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させる工程を含み得る。反応は、微粒子材料と触媒基を含む試薬とを反応させることを含み得る。試薬および／または触媒基は不斉とし得る。それはキラルとし得る。この工程は、分子または官能性をもたせた固体に化学基を導入するよく知られたいずれかの方法を含み得る。これらには、ベンジルハロゲン化物（例えば、塩化物または臭化物）基の求核性置換、「クリック」ケミストリーほかが含まれる。好適なクリックケミストリーには、例えば、Huisgen 1,3-双極子環化付加、Cu（I)触媒アジド−アセチレン環化付加、ディールス・アルダー反応、小さなひずみ環（例えば、エポキシおよびアジリジン環）への求核性置換、ウレアおよびアミドの形成ならびに二重結合への付加反応、例えばエポキシ化、ジヒドロキシル化のような環化付加反応が含まれ得る。
【００５２】
１の例において、触媒基はピロリジン基である。この基を導入する好適な方法は、好適なピロリジン誘導体、例えば、下記の化合物Ｅ：
【００５３】
【化１】
を用いたポリマー上のベンジルハライド基の反応（ハロメチルスチレンモノマーによって導入し得る）による。
【００５４】
ピロリジン誘導体は、Ｎ−保護ピロリジン誘導体とし得る。それは、求核性Ｎ−保護ピロリジン誘導体とし得る。
【００５５】
この反応は、溶媒中に微粒子材料（ハロベンジル基を有する）を懸濁することを含み得る。溶媒は、ピロリジン誘導体用の溶媒とし得る。それは微粒子材料のポリマー用の非−膨潤性溶媒とし得る。それは、微粒子材料のポリマー用の膨潤性溶媒とし得る。それは極性溶媒とし得る。それは、双極性非プロトン性溶媒とし得る。それはイオン性液体とし得る。それは、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヘキサメチルリン酸トリアミドまたはホスホラミド（ＨＭＰＴ、ＨＭＰＡ）、プロピレンカーボネート、または他の好適な溶媒とし得る。微粒子材料および溶媒の混合物は懸濁液とし得る。それは約１ないし約１０％ ｗ／ｖの微粒子材料、または約１ないし５、１ないし２、２ないし１０、５ないし１０または２ないし５％、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０％ ｗ／ｖの微粒子材料を含み得る。ついで、ピロリジン誘導体を、微粒子材料１グラム当たり約０．１ないし約１０ｍｍｏｌ、または約０．１ないし５、０．１ないし２、０．１ないし１、１ないし１０または０．２ないし１ｍｍｏｌ／ｇ、例えば、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ｍｍｏｌ／ｇの比で混合物に添加し得る。それは、微粒子材料上のハロベンジル基に対して約０．８ないし約２ｍｏｌ当量の量、または約０．８ないし１.５、０．８ないし１.２、１ないし２、１ないし１.５または１ないし１.２ｍｏｌ当量、例えば、約０．８、０.９、１、１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、１.６、１.７、１.８、１.９または２ｍｏｌ当量、または約２ｍｏｌ当量を超える、例えば、約３、４、５、６、７、８、９または１０ｍｏｌ当量の量で添加し得る。ついで、その混合物を、微粒子材料にピロリジン基を取り込ませるのに十分な時間および十分な温度反応させ得る。時間は約１ないし約４８時間、または約１ないし３６時間、１ないし２４時間、１ないし１２時間、６ないし４８時間、１２ないし４８時間、２４ないし４８時間、１２ないし３６時間または１８ないし３０時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２、４５または４８時間とし得る。温度は、約５０ないし１５０℃、例えば、５０ないし１００、５０ないし８０、７０ないし１００、１００ないし１５０または７０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃とし得る。温度は、溶媒の沸点またはそれ未満とし得る。この反応の後に、得られた誘導化微粒子材料を分離し、ついで洗浄および乾燥し得る。分離は、静置およびデカンテーション、遠心、濾過ほかを含み得る。微粒子材料についての洗浄および乾燥は前記したように行い得る。ピロリジン誘導体がＮ−保護ピロリジン誘導体である場合、誘導化した微粒子材料はＮ−保護材料になるであろう。この場合、方法は、Ｎ−保護材料を脱保護する工程も含み得る。Ｎ−保護基がＢｏｃ（ｔ−ブチルオキシカルボニル）である場合、これは、Ｎ−保護材料とトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）とを反応させることを含み得る。これは、Ｎ−保護材料をＴＦＡ（所望により、ジクロロメタンのような有機溶媒中でもよい）にピロリジン基を脱保護するのに十分な時間および温度で曝すことによって達成し得る。温度は室温であっても、高温であってもよい。時間は、約１ないし約４８時間、または約１ないし３６、１ないし２４、１ないし１２、６ないし４８、１２ないし４８、２４ないし４８、１２ないし３６または１８ないし３０時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２、４５または４８時間とし得る。得られる触媒微粒子材料は分離し、ついで洗浄および乾燥し得る。分離は、静置およびデカンテーション、遠心、濾過ほかを含み得る。洗浄および乾燥は、微粒子材料について前記したように行い得る。この方法の後、触媒微粒子材料は材料１グラム当たり約０．１ないし１ｍｍｏｌ、または材料１グラム当たり約０．１ないし０.５、０．１ないし０．２、０．２ないし１、０.５ないし１、０．２ないし０.５または０．２ないし０.３、例えば、約０．１、０.１５、０．２、０.２５、０.３、０.３５、０.４、０.４５、０.５、０.５５、０.６、０.６５、０.７、０.７５、０．８、０.８５、０.９、０.９５または１ｍｍｏｌのピロリジン負荷を有し得る。
【００５６】
本発明は、本発明に従って出発材料を粒子材料に曝すことを含む、出発材料を生成物に転化する方法も提供する。この方法において、粒子材料の微粒子はその表面上に触媒官能基を有し、該官能基は出発材料から生成物への転化を触媒することができる。触媒基は本明細書中に先に記載したものとし得る。微粒子材料は、材料１グラム当たり約０．１ないし１ミリモル、または材料１グラム当たり約０．１ないし０.５、０．１ないし０．２、０．２ないし１、０.５ないし１、０．２ないし０.５または０．２ないし０.３、例えば、約０．１、０.１５、０．２、０.２５、０.３、０.３５、０.４、０.４５、０.５、０.５５、０.６、０.６５、０.７、０.７５、０．８、０.８５、０.９、０.９５または１ｍｍｏｌの触媒基負荷を有し得る。反応は、立体特異的とし得る。それは、エナンチオ特異的とし得る。
【００５７】
１の例において、微粒子材料はピロリジン基を含み、方法はミカエル付加を行うことを含む。ミカエル付加は、α−水素原子を有するカルボニル化合物を活性化オレフィンにするものとし得る。カルボニル化合物は、例えば、ケトン、例えば、環状ケトンまたはβ−ジケトンとし得る。オレフィンはスチレン誘導体、例えば、電子吸引型β−置換基を有するスチレンとし得る。ミカエル付加は、シクロヘキサノンをβ−ニトロスチレンにするものとし得る。ミカエル付加は酸触媒とし得る。例えば、ピロリジン基を含む微粒子材料は、約１０ないし５０％（または約１０ないし４０、１０ないし３０、２０ないし５０、３０ないし５０、２０ないし４０または２５ないし３５、例えば、約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０％）のカルボニル化合物に対するピロリジン基のモル比で活性化オレフィンと合する。得られた混合物に、カルボニル化合物中の酸触媒（例えば、約５ないし約２０ｍｏｌ％、例えば、約５、１０、１５または２０ｍｏｌ％のＴＦＡ）を添加する。カルボニル化合物は、活性化オレフィンよりも過剰にし得、例えば、少なくとも約１.１、１.５、２、１０、５０、１００、２００、３００、４００または５００倍、または約１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、２、３、４、５、１０、２０、３０、４０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００倍のモル過剰とし得る。反応は、室温または幾つかの他の簡便な温度で行い得る。それは、活性化オレフィンの好適な転化（例えば、少なくとも約７０、８０または９０％）を達成するのに十分な時間行い得る。反応は立体特異的とし得、少なくとも約５０、６０、７０、８０または９０％の立体特異性を有し得、または約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％の立体特異性を有し得る。反応はエナンチオ特異性とし得、少なくとも約５０、６０、７０、８０または９０％のエナンチオ特異性を有し得、または約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％のエナンチオ特異性を有し得る。反応はジアステレオ選択的とし得、少なくとも約５０、６０、７０、８０または９０％のジアステレオ選択性を有し得、または約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％のジアステレオ選択性を有し得る。反応は、約１ないし約４８時間、または約１ないし３６、１ないし２４、１ないし１２、６ないし４８、１２ないし４８、２４ないし４８、１２ないし３６または１８ないし３０時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２、４５または４８時間かかり得る。
【００５８】
微粒子材料は、つづく反応を触媒するために再使用し得る。それは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０回または１０回を超えて再使用し得る。それは、約１０％未満、または約９、８、７、６、５、４、３、２または１％未満の各再使用の触媒活性の消失（例えば、約０、０．１、０．２、０.３、０.４、０.５、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５、５、６、７、８、９または１０％の消失）を示し得る。本明細書において、活性の消失は、時間および温度の同一条件下にて同一量の触媒および試薬（存在する場合は、他の触媒）を用いた場合の触媒された反応の収率における低下と考え得る。それは、約１０％未満の、または約９、８、７、６、５、４、３、２または１％未満のエナンチオ特異性または立体特異性またはジアステレオ特異性の消失（例えば、約０、０．１、０．２、０.３、０.４、０.５、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５、５、６、７、８、９または１０％の消失）を示し得る。
【００５９】
新しい型の材料、非−膨潤性メソ多孔性ポリマー粒子（ＭＰＰ）が硬質鋳型としてメソ多孔性シリカ粒子を用いることによって開発されている。この新しい材料は、触媒錯体用の有効な支持体として使用し得る。
【００６０】
溶媒−制御型マクロ多孔性ポリマー、硬質−鋳型化メソ多孔性ポリマー、軟質−鋳型化メソ多孔性ポリマーほかのような多孔性ポリマーを合成するために、種々のアプローチが以前に開発されている。しかしながら、＞１０ｎｍの相互連絡メソ細孔を有するミクロンサイズのポリマー粒子を誘導することは挑戦のままに留まっている。本発明者らは、珪質のメソ多孔性フォーム（ＭＣＦ）がＭＰＰを生成するための硬質鋳型として首尾よく使用し得ることを見出した。ＭＣＦはよく知られており（Zhao，D.，Feng，J.，Huo，Q.，Melosh，N.，Fredrickson，G. H.，Chmelka，B. F.，Stucky，G. D. Science 1998，279，548; Schmidt-Winkel，P.，Lukens，W. W.，Jr.，Zhao，D.，Yang，P.，Chmelka，B. F.，Stucky，G. D. J. Am. Chem. Soc. 1999，121，254; Schmidt-Winkel，P.，Lukens，W. W.，Jr.，Yang，P.，Margolese，D. I.，Lettow，J. S.，Ying，J. Y.，Stucky，G. D. Chem. Mater. 2000，12，686; Lettow，J. S.，Han，Y. J.，Schmidt-Winkel，P.，Yang，P.，Zhao，D.，Stucky，G. D.，Ying，J. Y. Langmuir 2000，16，8291; Lettow，J. S.，Lancaster，T. M.，Glinka，C. J.，Ying，J. Y. Langmuir 2005，21，5738）、これらの参考文献は相互参照することによって本明細書に取り込まれる。
【００６１】
本明細書に記載するＭＰＰは構造において新規であり、新しい合成アプローチによって誘導化する。イミダゾリウム連結を介したポリマー支持ピロリジンも以前に報告されていない。ＭＰＰは表面シラノール種に関連する攻撃なしに、メソ多孔性シリカ鋳型の優れた物理的特性を保持している。ＭＰＰの表面特性は広範囲の潜在的な適用のために簡単に修飾し得る。高いクロスリンカー／モノマー（すなわち、非−架橋性モノマーに対する架橋）モル比（例えば、＞１：２）を用いて、本発明者らは、シリカ鋳型を除去した後に多孔性構造を保持するのに十分に剛直および強固であるポリマーを誘導した。ＭＰＰの有孔性は、異なる量のモノマーを用いることによって調節し得る。比表面積は１００ｍ２／ｇないし５５０ｍ２／ｇまたはそれを超えて変化し得る。ＭＰＰの表面特性は、異なる官能性をもたせたモノマーを用いることによって制御し得る。
【００６２】
ＭＰＰの修飾および使用の種々の例を本明細書に示す。ＭＰＰは例えばベンジルクロライドおよびカルボキシル基で修飾し得る。ピロリジンは、イミダゾリウム連結を介してＭＰＰに首尾よく固定化した。ＭＰＰ−支持ピロリジン上のニトロスチレンに対するシクロヘキサノンの触媒ミカエル付加は、非常に高いジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性でコンジュゲート付加物に通じた。
【００６３】
本明細書に記載するＭＰＰは、触媒支持体、吸着剤／吸収剤、カラムクロマトグラフィー用の充填材、および薬剤、タンパク質および／または遺伝子のナノ構造キャリアーとしての適用を見出す。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
添付する図面を参照しつつ、例示目的のみでもって本発明の好ましい形態をここに記載する：
【図１】図１はＭＰＰの合成を説明する図である。
【図２】図２は幾つかのＭＰＰ−支持キラルピロリジンまたはＮＨＣ触媒の構造を示す。
【図３】図３はイミダゾリウム連結を有するＭＰＰ−支持キラルピロリジンの合成を説明する図である。
【図４】図４はニトロスチレンへのシクロヘキサノンの触媒ミカエル付加を説明する図である。
【図５】図５は（ａ）球形ＭＣＦ微粒子および（ｂ−ｄ）ＭＰＰのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）像を示す。
【図６】図６は（ａ）ＭＣＦ、（ｂ）ＭＰＰ−Ａ、（ｃ）ＭＰＰ−ＣＯＯＨ、（ｄ）ＭＰＰ−ＣＩおよび（ｅ）ＭＰＰ−ＢのＮ２吸着−脱着等温曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
ＭＰＰの合成
本明細書に示す例において、２−１０μｍの球形ＭＣＦ微粒子を以前に記載されているように使用した（Han, Y., Lee, S. S., Ying, J. Y. Chem. Mater. 2006, 18, 643）。微粒子は５０４ｍ２／ｇのＢ.Ｅ.Ｔ.表面積および１８ｎｍのウィンドウによって連結された超大型セル様の小孔（３０ｎｍ）を有する三次元の内部連結した孔構造を有する。
【００６６】
ＭＰＰは図１に図示するように調製した。したがって、スチレン、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）クロスリンカーおよびα,α'−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）をＭＣＦに湿式−含浸させた。ＭＣＦ小孔壁上に吸着したモノマーの直接重合によって、均一なポリマー層がＭＣＦフレームワーク上に形成した。シリカマトリックスを除去した後にＭＰＰを得た。ＭＰＰの光音響フーリエ変換赤外線（ＰＡ−ＦＴＩＲ）スペクトルは、７００−１３００ｃｍ−１の範囲のシリカバンドの消失を示した。さらに、元素分析は、シリカ鋳型が完全に除去されたことを確認した。
【００６７】
強固なＭＰＰの合成は、比較的高いクロスリンカー／モノマー・モル比の使用を必要とした。より低い比を使用し得るが、通常、＞１：２の比を使用した。得られたポリマーコーティングは高度に架橋されており、シリカ鋳型を除去した後に多孔性ＭＣＦフレームワークを保持するのに十分に剛直かつ強固であった。ＭＰＰは硬質鋳型と同じ粒径および形状も有していた（図５参照）。高度に架橋したポリマーは、種々の溶媒に少しまたはほとんど全く膨潤しない。このことは、触媒的な適用に重要な特性である。ＭＰＰは、異なる条件下での幾つかの反応の実行の後に首尾よくメソ多孔性構造を維持していた。他のポリマー支持体によって経験された拡散の制限は、ＭＰＰを用いた場合は問題とならなかった。ＭＰＰの間隙率は、異なる量のモノマーを用いることによって調整し得た。ＭＰＰの表面積は、１００ｍ２／ｇないし５５０ｍ２／ｇで制御した。２組の小孔、１０−２５ｎｍおよび１−１０ｎｍがＭＰＰの等温Ｎ２吸着で存在した（図６および表１）。前者はＭＣＦ鋳型のメソ細孔と結合し、後者は主としてキャストのシリカ小孔壁の除去に由来した。ＭＰＰの表面特性は、異なる官能性をもたせたモノマーを用いることによって修飾し得た。４−ビニルベンジルクロリドをＤＶＢと共重合した場合、得られるＭＰＰ（表１中のＭＰＰ−Ｃｌ）は表面ベンジルクロリド基を有しており、これは正の電荷を有するアンモニウム基に容易に転化し得た。アクリル酸をＤＶＢと共重合した場合、得られるＭＰＰ（表１中のＭＰＰ−ＣＯＯＨ）は、表面カルボキシル基を有していた。ＭＰＰを誘導化し得る簡便性、およびそれを化学および物理的特性で修飾し得た融通性は、広い範囲の潜在的な適用を提供した。
【００６８】
ＭＰＰ−支持キラル２−イミダゾールピロリジン
本発明者らは、イミダゾリウム連結を介してＭＰＰ上にピロリジンを固定化することによって多用途の触媒系を作成した。この系は、キラルピロリジン有機触媒（Ａ）、キラリティー誘導源として保護したピロリジンを含むＮ−複素環カルベン（ＮＨＣ）求核性触媒（Ｂ）、アミン−ＮＨＣ二官能式有機触媒（Ｃ）、および有機金属触媒（Ｄ）のような異なる型の触媒に融通よく変換し得る（図２を参照されたい）。本願は、ＭＰＰ−支持キラルピロリジンおよびニトロオレフィンに対する不斉ミカエル付加におけるその触媒適用を記載する。
【００６９】
ピロリジン有機触媒は、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）保護ピロリジン−置換型イミダゾール（Ｅ）の直接アルキル化によって固定化した（図３）。ＭＰＰ−ＣｌをＤＭＦ中のＥと混合し、反応混合物を１００℃に１６時間加熱した。濾過および洗浄の後、その固形物を室温にて１６時間、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）（ジクロロメタン（ＤＣＭ）中の５０％）で処理した。濾過、洗浄および真空中での乾燥の後に、イミダゾリニウム連結を有するＭＰＰ−支持キラルピロリジン（Ｇ）を得た。ピロリジンの負荷は、用いた異なる手法に依存して０．１−０.５ｍｍｏｌ／ｇの範囲であった。ＭＰＰまたはＭＰＰ−Ｃｌと比較して、ＧはＮＨ種（３３００ｃｍ−１）および第４級アンモニウム（１０００−１２００ｃｍ−１）についてより強いＰＡ−ＦＴＩＲピークを示した。このことは、ピロリジン基が首尾よくＭＰＰに固定化されたことを示しており、このことは勉素分析によってさらに確認された。素直な合成および単純な固定法は材料のこの新しい系の商業的な適用を大幅に助長すると考えれる。
【００７０】
ＭＰＰ−支持ピロリジンをニトロオレフィンに対するミカエル付加について調べた（図４）。表２は、ニトロスチレンに対するシクロヘキサノンの触媒ミカエル付加が、一般的に非常に高いジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性を有する共役付加物を提供することを示している。最初に、反応はシクロヘキサノン（２当量）と、ＤＣＭ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）またはトルエンのような種々の溶媒で行った。良好な転化はこれらの異なる溶媒を用いて得られなかった。ついで、反応をそのままの混合物中で行った。いずれの酸付加なしで（表２、エントリー１）かつ２０モル％の触媒負荷（０.２６ミリモルのピロリジン／１ｇのＭＰＰ）を用いると、３日後に３３％だけの転化が達成された。５モル％の酸付加物を導入した場合（表２、エントリー２−４）、ジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性に影響することなく触媒活性が顕著に改善された。ＴＦＡは最も有効な酸付加物であることが示された。しかしながら、過剰なＴＦＡ（＞１０モル％）を添加した場合、生成物の選択性は低下するであろう。最適な触媒およびＴＦＡ負荷は、各々、３０モル％および１０モル％であった。触媒は最初の実験の後に濾過によって再利用した。さらなる酸付加物の不存在下では、非常に低い転化が達成されるであろう。１０モル％のＴＦＡを添加すると、４５％転化のエナミン支援ミカエル反応が３０時間後に得たれた（表２、エントリー９）。回収した触媒を第２の実験の後に希釈した塩基（ＮＨ３／ＴＨＦ）で洗浄した場合、同様のジアステレオ選択性およびより低いエナンチオ選択性（８３％）でもって、６５％の転化が４８時間後に達成された（表２、エントリー１０）。
【００７１】
要約すると、硬質鋳型として球形ＭＣＦ微粒子を用いることによってＭＰＰを合成した。高いクロスリンカー／モノマー・モル比では、剛直なポリマーが強固な多孔性構造を有して達成された。ＭＰＰの間隙率は異なる量のモノマーを用いることによって制御することができ、ＢＥＴ表面積は１００ｍ２／ｇないし５５０ｍ２／ｇで変化した。ＭＰＰの表面特性は、異なる官能化モノマーを用いることによって調整することができた。例えば、ＭＰＰを表面ベンジルクロリドおよびカルボキシル基で修飾した。ピロリジンは、イミダゾリウム連結を介してＭＰＰに首尾よく固定化された。ＭＰＰ−支持ピロリジン上のニトロスチレンに対するシクロヘキサノンのミカエル付加は、優れたジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性を有する共役型付加物を提供した。
【００７２】
実施例
一般情報
別段注記しない限り、全ての溶媒は、商業的供給業者から得られたものを使用した。遠心はエッペンドルフ遠心分離機５８１０Ｒ（４０００ｒｐｍ、１０分）で行った。１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、Brucker AV-400（４００ＭＨｚ）機器に記録した。１Ｈ ＮＭＲのデータは、化学シフト（σppm）、多重度（ｓ＝一重項、ｄ＝二重項、ｔ＝三重項、ｑ＝四重項、ｍ＝多重項）として記録した。ＰＡ−ＦＴＩＲスペクトルは、光音響セル（MTEC モデル300）を用いるDigilab FTS 7000シリーズで得た。ガスクロマトグラフィー（ＧＬＣ）は、Bodman Chiraldex γ-TAカラム（０.２５ｍｍ×３０ｃｍ）を用いて、スプリット式キャピラリー注入システムおよび水素炎イオン化型検出器を備えたAgilent 6890Nシリーズ・ガスクロマトグラフィー上で行った。Ｃ、Ｈ、Ｎ分析は、EAI CE-440 Elemental Analyzerを用いて得た。等温Ｎ２吸着は、Micromeritics ASAP 2020Mシステムを用いて７７Ｋで得た。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像は、JOEL JSM-7400F電子顕微鏡（１０ｋＶ）を用いて得た。
【００７３】
ＭＰＰの合成
球形ＭＣＦ微粒子をHan, Y., Lee, S. S., Ying, J. Y. Chem. Mater. 2006, 18, 643に従って合成し、１００℃で一晩真空脱気した後に使用した。スチレン（Aldrich、９９％）およびＤＶＢ（Aldrich、９８％）をアルミナカラム中で精製して重合インヒビターを除去した。典型的に、シリカ重量に実質的に等しいモノマー混合物を、溶媒としてＤＣＭを用いた湿式含浸の後にＭＣＦに添加した。典型的な合成には、３.０ｍｌのＤＣＭ中に０.６ｍｌのスチレン、０.６ｍｌのＤＶＢおよび０.０５ｇのＡＩＢＮ（全ビニル基に対して３％）（Aldrich、９８％）を溶解することが含まれた。この溶液を１ｇの乾燥したＭＣＦを含むフラスコに注射した。溶液で含浸させた後に粉体を−７８℃で真空乾燥してＤＣＭを４時間選択的に除去し、凍結−乾燥−解凍のサイクルに数回付した。試料を密封し、室温にて６時間平衡化し、ついで、６０℃に４時間、８０℃に３時間および１００℃に２時間加熱することによって重合した。得られた材料をクロロホルムおよびエタノールでよく洗浄した。それを８０℃にて乾燥し、白色粉体として収集した。ついで、粉体をエタノール（５０ｍｌ）および水（５０ｍｌ）中のＮａＯＨ（４ｇ）と混合した。その混合物を９０℃に維持し、一晩攪拌した。濾過した後、材料を水、メタノールおよびＤＣＭでよく洗浄した。真空下で乾燥した後、白色粉体をＭＰＰとして収集した。元素分析は、９９％を超える炭化水素成分を示した。ＭＰＰ−ＣｌおよびＭＰＰ−ＣＯＯＨは、表１に掲載するような異なるモノマーを用いて同じ手法によって合成した。
【００７４】
ＭＰＰ−ピロリジンの合成
ＤＭＦ（３０ｍＬ）、触媒前駆体Ｆ（１２６ｍｇ、０.５ミリモル）を連続して乾燥したＭＰＰ−Ｃｌ（１ｇ）に添加した。その懸濁液を１００℃にて２４時間攪拌し、濾過した。得られた固形物をメタノールおよびＤＣＭで順次洗浄した。真空下で乾燥した後に白色粉体を入手し、ＴＦＡ（１０ｍＬのＤＣＭ中の５０％）に一晩浸漬した。その懸濁液を濾過し、得られた固形物を重炭酸ナトリウム水溶液、メタノールおよびＤＣＭで順次洗浄した。得られた淡黄色粉体を乾燥し、ＭＰＰ−ピロリジン（１.０２ｇ）として収集した。ＭＰＰおよびＭＰＰ−Ｃｌと比較すると、ＭＰＰＰ−ピロリジンは強いＰＡ−ＦＴＩＲ ＮＨピーク（３３００ｃｍ−１）および四級アンモニウムピーク（１０００−１２００ｃｍ−１）を示した。ピロリジンの負荷は、元素分析（Ｃ ８１.８３％、Ｈ ７.０５％、Ｎ １.１２％）に基づいて０.２６ミリモル／ｇのＭＰＰであった。
【００７５】
ニトロスチレンに対するシクロヘキサノンのミカエル付加
典型的な実験において、ＭＰＰ−ピロリジン（０.２６ミリモルのピロリジン／ＭＰＰ １ｇ、１５４ｍｇ、０.０４ミリモル）を触媒として用いた（trans−β−ニトロスチレン（２０ｍｇ、０.１３ミリモル）に関して３０モル％の負荷）。ＴＦＡ（１０モル％）を含有するシクロヘキサノン（３ｍＬ）を混合物に加え、室温にて２２時間攪拌した。その反応混合物を濾過し、ＧＬＣによってモニターした（γ−ＴＡカラム、多い方のエナンチオマーｔｒ＝１６.０分、少ない方のエナンチオマー ｔｒ＝１６.５分、およびジアステレオマーｔｒ＝１６.８、１７.０分）。
【００７６】
循環実験のために、反応混合物を濾過し、ＤＣＭ（３×５ｍＬ）およびＮＨ３／ＴＨＦ（１０％、２ｍＬ）で洗浄した。残渣を真空下で乾燥し、上記に報告した条件下で次のバッチに使用した。
【００７７】
【表１】
aＡ:ＤＶＢ；Ｂ：スチレン；Ｃ：４−ビニルベンジルクロリド；Ｄ：アクリル酸
【００７８】
【表２】
Ｇを超えるニトロスチレンに対するシクロヘキサノンのミカエル付加
a新鮮なストック溶液をシクロヘキサノン／DCM中に作成した
bGLCによって決定した
cGLCによって決定した
d第１の再循環。触媒は洗浄しないで濾過後に使用し、新鮮なTFAを反応の間に添加した。
e第２の再循環。触媒はNH3／THFで洗浄し、新鮮なTFAを反応の間に添加した。
【技術分野】
【０００１】
本発明はメソ多孔性ポリマー微粒子、それを製造する方法およびそれを使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去の数年において、有機触媒、特にキラル有機触媒に対する研究活動がはなはだしく増大している。同様にして、不均一系有機触媒にも多くの関心がある。しかしながら、支持された有機触媒は、一部分として有機触媒は固体支持体の化学環境に対してより感受性が高いため、不均一系有機金属触媒よりもはるかに首尾よくいっていない。
【０００３】
キラル配位子およびその遷移金属錯体の範囲は発達しており、その多くは種々の不斉転換において非常に有効であることが知られているが、大部分のキラル・シントン（synthon）はいまだ天然のキラル構築ブロックまたはラセミ体混合物の分割を介して製造されている。貴重なキラル触媒の分離および再循環は、均一系不斉触媒が産業的方法においてより広く適用されることを防ぐ大きな試みである。しかしながら、この課題は、不溶性の固形支持体上の触媒固定化を介して均一系触媒を不均一系触媒に転化することによって解決し得る。例えば、ピロリジンをベースとする触媒系はよく開発されており、極めて多数の不斉転換に首尾よく適用されていた。しかしながら、非常に有効な不均一化したピロリジン有機触媒を開発することは重要な試みのままである。
【０００４】
ポリマーおよび多孔性シリカは一般的に触媒支持体として使用されている。不均一系触媒に関連する課題は、分散の制限：液相から固体表面上の活性部位への集団の移動（例えば、試薬の移動）が反応について大きな律速段階であることである。メソ多孔性シリカは優れた物理特性を有している：それは大きな表面積とともに強固な多孔性構造を有する。例えば、メソ多孔性フォームは相互結合した特大の小孔（30nmにのぼる）を有し、それは分散の制限の問題をさらに減少する。また、メソ多孔性シリカを均質の球形粒子形状に誘導して、連続フロー型の方法のための充填した床反応器におけるかかる材料の使用を促進することも可能である。しかしながら、シリカ支持体は触媒錯体と強く相互作用しがちの表面シラノール基を有する。したがって、触媒は、シリカ支持体に固定化した後に触媒活性および／または感度が低下することに頻繁に苦しみ、多段階の触媒固定化方法を必要としている。ポリマー支持体はこれらの課題を有していないが、現在までよく決められた特大の小孔によって特徴付けられていない。大きな小孔の樹脂、低膨潤性のポリマーおよびメソ多孔性ポリマーの開発にもかかわらず、分散の制限およびポリマー膨潤が欠点として残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１またはそれを超える上記の欠点を実質的に克服するかまたは少なくとも緩和することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供する。
【０００７】
粒子材料は微粒子材料とすることができる。ポリマー微粒子は、架橋したポリマーを含むことができる。粒子材料は架橋性モノマー単位および非−架橋性モノマー単位を含むことができる。架橋したポリマーは、モルまたは重量ベースで少なくとも約１：４の非−架橋性モノマー単位に対する架橋性モノマー単位の比を有し得る。架橋したモノマー単位の少なくとも１の型は、ジビニルベンゼンに由来し得る。非−架橋モノマー単位の少なくとも１の型は、スチレンまたはその誘導体に由来し得る。粒子材料は官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を含み得る。官能基は触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択し得る。触媒基はピロリジン基とすることができ、またはそれを含むことができ、それは所望により置換型ピロリジン基とすることもできる。触媒基に転化され得る官能基は塩化物基、クロロメチル基またはカルボン酸基とすることができ、またはそれらを含むことができる。官能基を有するモノマー単位は非−架橋性モノマー単位とすることができる。官能基を有するモノマー単位は、架橋性モノマー単位とすることができる。
【０００８】
粒子材料は、微粒子材料とすることができる。メソ多孔性構造は、二形態の分布の孔径を有することができる。粒子材料は約１ｎｍないし約１０ｎｍの孔径および約１０ｎｍないし約３０ｎｍの孔径を有することができる。孔径の分布は、窒素吸着によって測定することができる。粒子材料は約１００ないし約１０００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し得る。それは、約０．１ないし約１ｍｌ／ｇの細孔容積を有し得る。
【０００９】
粒子材料は約５％未満の無機材料を含み得る。それは通常の有機溶媒中、２０℃にて１％未満で膨潤し得る。
【００１０】
１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は架橋したポリマーを含む。
【００１１】
もう１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を有する架橋したポリマーを含む。
【００１２】
もう１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は架橋したポリマーを含み、約５％未満の無機材料を含む。
【００１３】
もう１の形態において、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供し、該微粒子は触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を有する架橋したポリマーを含み、該ポリマーは約５％未満の無機材料を含む。
【００１４】
本発明の第２の態様において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該鋳型材料の中および／または上で該１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）鋳型材料を除去して粒子材料を生成することを含み、ここに該粒子材料は該ポリマーを含んでいる。
【００１５】
微粒子鋳型材料は無機物とすることができる。それはメソ多孔性珪質フォームとし得る。それは微粒子メソ多孔性珪質フォームとし得る。液体は架橋性モノマーおよび非−架橋性モノマーを含み得る。該非−架橋性モノマーに対する該架橋性モノマーのモル比は少なくとも約１：２とし得る。該非−架橋性モノマーに対する該架橋性モノマーの重量比は、少なくとも約１：２とし得る。架橋性モノマーはジビニルベンゼンを含み得る。該非−架橋性モノマーはスチレンまたはその誘導体を含み得る。
【００１６】
幾つかの形態において、少なくとも１のモノマーは触媒基または触媒基に転化され得る官能基のいずれかを含む。
【００１７】
液体は熱重合開始剤を含み得る。その場合、工程ｂ）は、モノマー（または複数のモノマー）を重合するように、鋳型材料の中および／または上で液体を加熱することを含む。
【００１８】
工程ｃ）は、ポリマーを溶解しない溶媒に鋳型材料を溶解することを含み得る。
【００１９】
該方法は、さらに、工程：
ｄ）粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させること、を含み得る。
【００２０】
１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）多孔性無機微粒子鋳型材料を、１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）鋳型材料の中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）鋳型材料を除去して粒子材料を生成することを含み、該粒子材料は該ポリマーを含む。
【００２１】
もう１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）微粒子メソ多孔性珪質フォームを、１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該フォームの中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）該フォームを除去して粒子材料を生成することを含み、該粒子材料は該ポリマーを含む。
【００２２】
もう１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）微粒子メソ多孔性珪質フォームを、１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該フォームの中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成させ；
ｃ）該フォームを除去して粒子材料を生成し、ここに該粒子材料は該ポリマーを含み；ついで
ｄ）粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させる
ことを含む。
【００２３】
もう１の形態において、多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を製造する方法を提供し、該方法は：
ａ）微粒子メソ多孔性珪質フォームを、少なくとも２のモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）該フォームの中および／または上で少なくとも２のモノマーを重合させてポリマーを形成し；
ｃ）該フォームを除去して粒子材料を生成し、ここに該粒子材料は該ポリマーを含み；ついで
ｄ）粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させることを含み；
ここに、該モノマーの少なくとも１は架橋性モノマーであり、該モノマーの少なくとも１は触媒基に転化され得る官能基を含む。
【００２４】
本発明は、本発明の方法によって製造した場合の粒子材料も提供する。
【００２５】
本発明の第３の態様において、出発物質を本発明に係る粒子材料に曝すことを含む出発物質を生成物に転化する方法を提供する。この態様において、粒子材料の微粒子はその表面に触媒官能基を有し、該官能基は出発物質から生成物へ転化を触媒することができる。
【００２６】
また、本発明は、第３の態様により出発物質から生成した生成物も提供する。また、出発物質を生成物に転化するための、本発明に係る粒子材料の使用を提供し、ここに該材料の粒子は表面に触媒官能基を有する。さらに、出発物質を生成物に転化するために使用した場合の本発明による粒子材料を提供し、ここに該材料の粒子は表面に触媒官能基を有する。
【００２７】
発明の詳細な説明
本発明は、メソ多孔性ポリマー粒子（例えば、ポリマーコロイド）および支持された不斉有機触媒としてのその適用に関する。かくして、本発明は、メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料を提供する。
【００２８】
ポリマー微粒子は架橋したポリマーを含み得る。架橋したポリマーは、架橋性モノマー単位および非−架橋性モノマー単位を含み得る。１の型の架橋性モノマー単位、または１を超える、例えば２、３、４、５または５の型を超える架橋性モノマー単位が存在し得る。これらは互いに異性体となり得、または化学的に異なる型のモノマー単位となり得る。１の型の非−架橋性モノマー単位が存在し得、あるいは１を超える、例えば、２、３、４、５または５を超える型の非−架橋性モノマー単位が存在し得る。これらは互いに異性体となり得、または化学的に異なる型のモノマーとなり得る。非−架橋性モノマー単位に対する架橋性モノマー単位の比は、重量ベースまたはモルベースで少なくとも約１：４とし得る。比は少なくとも約１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１または２：１とし得、または約１：４ないし約４：１、または約１：４ないし１：１、１：４ないし１：２、１：１ないし１：４、１：２ないし１：４、１：３ないし３：１、１：２ないし２：１、１：２ないし１：１、１：２ないし１：１.５、１：１.５ないし１：１、１：１ないし２：１、１：１ないし１：１.５または１：１.５ないし１：２とし得る。比は、重量ベースまたはモルベースで例えば１：４、１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１、２：１、２.５：１、３：１、３.５：１または４：１とし得る。あるいは、非−架橋性モノマー単位は存在しなくてもよい。
【００２９】
少なくとも１の型の架橋性モノマー単位は、ビニルベンゼン由来とし得る。ジビニルベンゼンは、ｏ−、ｍ−またはｐ−異性体とし得る。それは、これらのうちのいずれか２またはそれを超えるものの混合物とし得る。存在し得る他の架橋性モノマー単位には、エチレングリコールジメタクリレート（所望によりメタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）、エチレングリコールジアクリレート、他のジアクリレートまたはジメタクリレート（所望によりメタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）ほかに由来するものが含まれる。非−架橋モノマー単位の少なくとも１の型は、スチレンまたはその誘導体由来のものとし得る。存在し得る他の非−架橋性モノマー単位には、アクリル酸、アクリレート（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸フェニル）、メタクリル酸、メタクリレート（例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸フェニル）、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルのようなマレイミドビニルエステル、メチルビニルエーテルのようなビニルエーテル、または他の重合性モノオレフィン種由来のものが含まれる。
【００３０】
粒子材料のポリマーは、官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を含み得る。それは、例えば、官能基を有する１ないし５のモノマー単位を含み得る。それは、官能基を有する１、２、３、４、５または５を超えるモノマー単位を有し得る。官能基は触媒基とし得る。それは、触媒基に転化され得る官能基とし得る。それは生体触媒、例えば酵素または幾つかの他の生物分子フラグメント、例えば糖、ペプチド、タンパク質、抗体フラグメントほかとし得る。それは、生体分子または生体触媒に結合することができる官能基とすることができる。触媒基はピロリドン基とすることができ、またはそれを含むことができる。触媒基に転化され得る官能基は、塩化物基、クロロメチル基またはカルボン酸基とし得、それを含み得る。官能基を有するモノマー単位は、非−架橋性モノマー単位とし得る。官能基を有するモノマー単位は、架橋性モノマー単位とし得る。ポリマーは、官能基を有する架橋性モノマー単位および官能基を有する非−架橋性モノマー単位の両方を含み得る。その場合、官能基は同一のものまたは異なるもののいずれかとし得る。触媒基は不斉触媒基とし得る。それはキラル触媒基とし得る。それは、エナンチオ特異的触媒をすることができる触媒基とし得る。それは、立体特異的触媒をすることができる触媒基とし得る。
【００３１】
メソ多孔性構造は、二形態の分布の孔径を有し得る。それは、より小さい径のウィンドウによって結合されたより大きな径の小孔を含む構造を有し得る。粒子材料は約１ないし約１０ｎｍの孔径（平均小孔直径）および約１０ないし約３０ｎｍの孔径を有し得る。したがって、大きい直径の小孔は約１０ないし３０ｎｍの平均直径を有し得る。大きいサイズの直径は、約１０ないし２０、１０ないし１５、１５ないし３０、２０ないし３０または１５ないし２５、例えば、約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９または３０ｎｍの平均直径を有し得、または３０ｎｍよりも大きな平均直径を有し得る（例えば、３０−５０、３０−４０または４０−５０ｎｍ、または約３５、４０、４５または５０ｎｍ）。より小さい径のウィンドウは、約１ないし１０ｎｍの平均直径を有し得る。それは、約１ないし５、５ないし１０または２ないし７ｎｍ、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ｎｍの平均直径を有し得る。より小さい直径のウィンドウの平均直径に対するより大きな直径の小孔の平均直径の比は約２：１ないし約２０：１、または約２：１ないし１０：１、２：１ないし５：１、５：１ないし２０：１、１０：１ないし２０：１、５：１ないし１５：１または５：１ないし１０：１、例えば、約２：１、３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１、１５：１、１６：１、１７：１、１８：１、１９：１または２０：１とし得る。孔径分布は窒素吸着または幾つか他の好適な方法によって測定し得る。粒子材料は約１００ないし約１０００ｍ２／ｇ、または約１００ないし８００、１００ないし６００、１００ないし５５０、１００ないし５００、１００ないし４００、１００ないし３００、２００ないし１０００、５００ないし１０００、６００ないし１０００、２００ないし８００、２００ないし６００または２００ないし５５０ｍ２／ｇ、例えば、約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、７００、８００、９００または１０００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し得る。それは約０．１ないし約１ｍｌ／ｇ、または約０．１ないし０.８、０．１ないし０.５、０．２ないし１、０．２ないし０.５、０.５ないし１または０．２ないし０.４ｍｌ／ｇ、例えば、約０．１、０.１５、０．２、０.２５、０.３、０.３５、０.４、０.４５、０.５、０.５５、０.６、０.６５、０.７、０.７５、０.８、０.８５、０.９、０.９５または１ｍｌ／ｇの小孔体積を有し得る。粒子材料の粒子は、約１ないし約５０ミクロン、または約５ないし５０、２０ないし５０、１０ないし５０、２ないし４０、１ないし１０、１ないし５、１ないし２、２ないし２０、２ないし１０、３ないし８、４ないし７、４ないし６、５ないし２０、１０ないし２０、２ないし１０または５ないし１０ミクロンの平均粒子径を有し得、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０ミクロンの平均粒子径を有し得、あるいは１ミクロン未満または５０ミクロンを超えることもできる。粒子は狭い粒径分布を有し得る。平均粒径から１０％を超えて異なる（より大きいまたはより小さい）粒径を有する粒子は粒子の約５０％未満で存在し得、または平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０または５％未満存在し得、平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０％存在し得る。粒子は球形であってもよく、または卵形、楕円体、立方体、偏菱形、角柱形、多面体または平行六面体（例えば、矩形平行六面体）のような幾つかの他の形とし得る。
【００３２】
粒子材料は重量ベースで約５％未満の無機材料を含み得る。それは約５％未満のシリカを含み得る。それは約４、３、２または１％未満のシリカを含み得る。それは、約０ないし約５％の無機材料（例えば、シリカ）または約０ないし４、０ないし３、０ないし２、０ないし１、０．１ないし５、０．１ないし２、０．１ないし１または０.５ないし２％の無機材料（例えば、シリカ）を含み得る。それは、０、０．１、０．２、０.３、０.４、０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５％の無機材料（例えば、シリカ）を含み得る。それは、ありふれた有機溶媒中、２０℃にて１％未満膨潤し得る。それは、通常の有機溶媒中で、約０.５、０．２または０．１％未満、または約０ないし１、または約０ないし０.５、０ないし０．２、または０ないし０．１％で膨潤し得る。膨潤を試験するのに好適な溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、クロロホルム、四塩化炭素、水ほかから選択し得る。
【００３３】
本発明は、粒子材料を製造する方法も提供する。方法には、多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体を含浸することを含む。ついで、モノマー（または複数のモノマー）を鋳型材料の中および／または上で重合してポリマーを形成する。ついで、鋳型材料を除去して微粒子材料を生成し、該微粒子材料はポリマーを含む。
【００３４】
微粒子鋳型材料は無機物とし得る。それはシリカまたは幾つかの他の金属酸化物（例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア）またはこれらの混合物、またはケイ素、アルミニウム、チタンおよびジルコニアのうちのいずれか２またはそれを超えるものの混合した酸化物を含み得る。それは、例えば、メソ多孔性珪質フォームとし得る。メソ多孔性珪質フォームの合成は、PCT／SG2005／000194およびHan, Y.、Lee, S.S.、Ying, J.Y. Chem. Mater. 2006, 18, 643（参照によってその内容は本願明細書に取り込まれる）に記載されている。微粒子鋳型材料は親水性とし得る。それは、その小孔の表面上にシラノール基を有し得る。それは疎水性とし得る。それは、その小孔表面上に疎水基を有し得る。好適な疎水基は、例えば、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、トリエチルシリル、ジフェニルシランジイル、ジメチルシランジイルおよびジエチルシランジイルを含み得る。疎水性鋳型の使用は、有機溶媒、詳細には非−極性または僅かに極性の溶媒との鋳型および／または粒子材料の親和性を改善し得る。しかしながら、本明細書で達成した結果は、親水性鋳型材料を用いても達成し得る。疎水性鋳型材料を用いる場合、方法は、（本明細書に記載するように）親水性鋳型性材料を疎水化して疎水性鋳型材料を生成する工程を含み得る。疎水化には、親水性鋳型材料を疎水化試薬と反応させることを含み得る。好適な疎水化試薬、それを用いる条件はよく知られている。試薬には、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルハロゲン化物（特に塩化物）、ジメチルジハロシラン（例えば、ジメチルジクロロシラン）および等価のエチル、フェニルまたは他の置換型試薬が含まれる。
【００３５】
鋳型材料はウィンドウ（すなわち、より小さな小孔）によって連結した孔（すなわち、より大きな小孔）を含む構造を有し得、ここに該孔はウィンドウよりもより大きな平均直径を有する。鋳型材料の孔の平均直径は、約５ｎｍよりも大きく、または約１０ｎｍよりも大きくし得る。それは約５ないし約１００ｎｍ、または約５ないし５０、５ないし２０、１０ないし１００、５０ないし１００、２０ないし３０、２０ないし２５、２ないし２２、２５ないし３０、２７ないし３０、２７ないし２９、または１０ないし５０ｎｍとし得る。孔径は約５、１０、１５、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００ｎｍとし得る。鋳型材料の粒子は、異なる孔径の分布を有し得る。異なる孔径は約５ないし約１００ｎｍとし得る。
【００３６】
鋳型材料の粒子は、約１ないし約５０ミクロン、または約２ないし約５０、２０ないし５０、１０ないし５０、２ないし４０、１ないし１０、１ないし５、１ないし２、２ないし２０、２ないし１０、３ないし８、４ないし７、４ないし６、５ないし２０、１０ないし２０、２ないし１０または５ないし１０ミクロンの平均粒子直径を有し得、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０ミクロンの平均粒子直径を有し得、あるいは１ミクロン未満または５０ミクロンを超えることもできる。鋳型材料の粒子は狭い粒径分布を有し得る。平均粒径から１０％を超えて異なる（より大きいまたはより小さい）粒径を有する粒子は粒子の約５０％未満で存在し得、または平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０または５％未満で存在し得、平均粒径から１０％を超えて異なる粒径を有する粒子は粒子の約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０％で存在し得る。鋳型材料の粒子は、球形とし得、またはそれは卵形、楕円体、立方体、偏菱形、角柱形、多面体または平行六面体（例えば、矩形平行六面体）のような幾つかの他の形とし得る。鋳型材料中の孔のサイズおよび鋳型材料中のウィンドウのサイズの比は、約１０：１ないし約１.５：１、または約１０：１ないし２：１、１０：１ないし５：１、５：１ないし１.５：１、３：１ないし１.５：１、５：１ないし３：１または８：１ないし４：１とし得、約１０：１、９：１、８：１、７：１、６：１、５：１、４.５：１、４：１、３.５：１、３：１、２.５：１、２：１または１.５：１、または幾つかの他の比とし得る。鋳型材料のウィンドウの平均直径は、約１ｎｍより大きい、２ｎｍより大きい、または約５ｎｍより大きいものとし得る。それは約１ないし２５、１ないし２０、１ないし１０、１ないし５、５ないし２０、１０ないし２０、５ないし１５、１５ないし２０または５ないし１０ｎｍとし得る。ウィンドウの平均直径は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４または２５ｎｍとし得る。
【００３７】
鋳型材料の粒子は、約０.５ないし５ｃｍ３／ｇ、または約０.５ないし４、０.５ないし３、０.５ないし２、１ないし５、２ないし５、３ないし５、１ないし３、１ないし２、２ないし３、１.５ないし２、１.５ないし１.７、２ないし２.５、２.２ないし２.４または２ないし２.４の細孔容積を有し得、約０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、１.６、１.７、１.８、１.９、２、２.１、２.２、２.３、２.４、２.５、２.６、２.７、２.８、２.９、３、３.５、４、４.５または５ｃｍ３／ｇ、または約５ｃｍ３／ｇを超える細孔容積を有し得る。粒子は、約１００ないし約１０００ｍ２／ｇ、または約１００ないし５００、１００ないし２００、２００ないし１０００、５００ないし１０００、２００ないし８００、２００ないし５００、５００ないし８００、５００ないし７００、５００ないし６００、５５０ないし６００、５５０ないし５７０、６００ないし８００、６５０ないし７５０、６７０ないし７３０または６９０ないし７１０ｍ２／ｇの比表面積を与え、約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７５０、７５０、８００、８５０、９００、９５０または１０００ｍ２／ｇの比表面積を有し得、または約１００未満または約１０００ｍ２／ｇよりも大きな比表面積を有し得る。
【００３８】
本発明の方法は、鋳型材料を調製する工程を含み得る。
【００３９】
使用する前に、鋳型材料は脱気し得る。このことは、例えば、それを少なくとも約８０℃、または少なくとも約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００ｏＣ、または８０ないし５００、８０ないし４００、８０ないし３００、８０ないし２００、８０ないし１５０、８０ないし１２０、１００ないし５００、２００ないし５００、３００ないし５００、１００ないし４００または１００ないし２００ｏＣ、例えば、約８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００℃の温度までそれを加熱することを含み得る。脱気は真空下であってもよい。真空は、約１００ｍｂａｒ未満の絶対圧力、または約５０、２０、１０、５、２または１ｍＢａｒ未満、または約０．１ないし１００、０．１ないし５０、０．１ないし１０、０．１ないし５、０．１ないし１、０．１ないし０.５、１ないし１００、５ないし１００、１０ないし１００、５０ないし１００、１ないし５０または１ないし１０ｍｂａｒ、例えば約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０または１００ｍｂａｒの絶対圧力を有し得る。脱気は、少なくとも１時間、または少なくとも２、６、１２、１８または２４時間、または約１ないし２４、６ないし２４、１２ないし２４、１ないし１８、１ないし１２、１ないし６、６ないし１８、６ないし１２または１２ないし１８時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１または２４時間とし得る。鋳型材料を脱気する工程は、鋳型材料を少なくとも部分的に乾燥し得る。
【００４０】
鋳型材料に含浸させる液体は、溶媒を含み得る。溶媒は、モノマーまたは複数のモノマー用の溶媒とし得る。それは、存在する場合は、開始剤用の溶媒とし得る。それは非−重合性とし得る。溶媒（存在する場合）は、重量または体積ベースで約５０ないし約９０％のレベルで、または重量または体積ベースで約５０ないし７０、７０ないし９０、６０ないし８０または６０ないし７０％、例えば約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５または９０％のレベルで液体中に存在し得る。あるいは、液体は、非−重合性溶媒を含まなくてもよい。使用し得る好適な溶媒には、ジクロロメタン（ＤＣＭ)、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタン、トルエン、アセトン、ジエチルエーテルほかのような通常の有機溶媒が含まれる。存在する場合、溶媒は、好ましくは、モノマー（または複数のモノマー）の重合を阻害しないようなものである。
【００４１】
鋳型に含浸させる液体は、１またはそれを超える重合性モノマーを含む。液体中のモノマー（または複数のモノマー）の合計濃度は、重量または体積ベースで約１０ないし１００％、または重量または体積ベースで約１０ないし５０、１０ないし３０、３０ないし５０または５０ないし１００％、例えば、約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％とし得る。
【００４２】
鋳型材料に含浸させる液体は、架橋性モノマーを含み得る。それは非−架橋性モノマーを含み得る。それは架橋性モノマーおよび非−架橋性モノマーの両方を含み得る。それは、非−架橋性モノマーを含まなくてもよい。１の型の架橋性モノマー、または１を超える、例えば、２、３、４、５または５の型を超える架橋性モノマーが存在し得る。これらは互いに異性体であってもよく、化学的に異なる型のモノマーであってもよい。１の型の非−架橋性モノマーが存在し得、または１を超える、例えば２、３、４、５または５を超える型の非−架橋性モノマーが存在し得る。これらは互いに異性体であってもよく、化学的に異なる型のモノマーであってもよい。非−架橋性モノマーに対する架橋性モノマーの比は、重量ベース、体積ベースまたはモルベースで少なくとも約１：４とし得る。比は、少なくとも約１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１または２：１、または約１：４ないし約４：１、または約１：４ないし１：１、１：４ないし１：２、１：１ないし１：４、１：２ないし１：４、１：３ないし３：１、１：２ないし２：１、１：２ないし１：１、１：２ないし１：１.５、１：１.５ないし１：１、１：１ないし２：１、１：１ないし１：１.５または１：１.５ないし１：２とし得る。比は、重量ベース、体積ベースまたはモルベースで、例えば、約１：４、１：３.５、１：３、１：２.５、１：２、１：１.５、１：１.４、１：１.３、１：１.２、１：１.１、１：１、１.１：１、１.２：１、１.３：１、１.４：１、１.５：１、２：１、２.５：１、３：１、３.５：１または４：１とし得る。
【００４３】
少なくとも１の型の架橋したモノマーはジビニルベンゼンとし得る。ジビニルベンゼンは、ｏ−、ｍ−またはｐ−異性体とし得る。それはこれらのもののいずれか１またはそれを超えるものの混合物とし得る。使用し得る他の架橋性モノマーには、エチレングリコールジメタクリレート（所望により、メタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）、エチレングリコールジアクリレート、他のジアクリレートまたはジメタクリレート（所望により、メタクリル酸メチル基上で置換されていてもよい）ほかが含まれる。少なくとも１の型の非−架橋性モノマーは、スチレンまたはその誘導体とし得る。使用し得る他の非−架橋性モノマーには、アクリル酸、アクリレート（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸フェニル）、メタクリル酸、メタクリレート（例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸フェニル）、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイミド、酢酸ビニルのようなビニルエステル、メチルビニルエーテルのようなビニルエーテル、または他の重合性モノ−オレフィンが含まれる。
【００４４】
液体は、官能基を有する少なくとも１のモノマーを含み得る。それは、例えば、官能基を有する１ないし５のモノマーを含み得る。それは、官能基を有する１、２、３、４、５または５を超えるモノマーを有し得る。官能基（または複数の官能基）は触媒基（または複数の触媒基）とし得る。それは、触媒基に転化され得る官能基とし得る。それは、生体触媒、例えば、酵素または幾つかの他の生体分子フラグメント、例えば、糖、ペプチド、タンパク質、抗体フラグメントほかとし得る。それは、生体分子または生体触媒に結合することができる官能基とし得る。触媒基は、ピロリジン基とし得、またはそれを含み得る。触媒基に転化され得る官能基は、塩化物基、クロロメチル基またはカルボン酸基とし得、またはそれを含み得る。官能基を有するモノマーは非−架橋性モノマーとし得る。官能基を有するモノマー単位は、架橋性モノマーとし得る。液体は、官能基を有する架橋性モノマーおよび官能基を有する非−架橋性モノマーの両方を含み得る。その場合、官能基は同一であっても異なっていてもよい。
【００４５】
液体はモノマーの重合またはモノマーの共重合用の開始剤も含み得る。開始剤は熱重合開始剤とし得る。それは、アゾ化合物、アゾジカルボン酸、過酸化物、ヒドロペルオキシド、ペルオキシエステルまたは幾つかの他の型の熱重合開始剤とし得る。開始剤は、重合を行う温度にて、約１０分ないし２０時間の半減期を有し得る。それは、その温度にて約１０分ないし１０時間、１０分ないし２時間、１０分ないし１時間、１０ないし３０分、０.５ないし２０時間、１ないし２０時間、２ないし２０時間、１０ないし２０時間、１ないし１０時間または１ないし５時間、例えば、約１０、２０、３０、４０または５０分、または約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５または２０時間の半減期を有し得る。それは、約５０ないし約１５０℃、または約５０ないし１００、１００ないし１５０、５０ないし７０、７０ないし１００、１００ないし１２０、１２０ないし１５０または８０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃の温度にて１０時間の半減期を有し得る。好適な開始剤には、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、過酸化ジベンゾイル、クミルハイドロパーオキシド、ｔ−ブチルパーベンゾエートほかが含まれる。開始剤は、約０.５ないし５％ ｗ／ｗまたはｗ／ｖ、または約０.５ないし２、０.５ないし１、１ないし５、２ないし５または１ないし３％、例えば、約０.５、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５％ ｗ／ｗまたはｗ／ｖの濃度で液体中に存在し得る。それは液体中の重合性基に対してモルベースで約１ないし約５％、または液体中の重合性基に対してモルベースで約１ないし４、１ないし３、１ないし２、２ないし５、３ないし４または２ないし４％、例えば、約１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５％で存在し得る。
【００４６】
液体に鋳型材料を含浸させる工程は、鋳型材料と液体とを接触させることを含み得る。それは、液体を鋳型材料に加えることを含み得る。それは、液体を鋳型材料に加えることを含み得る。それは、鋳型材料に液体を通過させることを含み得る。それは、液体に鋳型材料を懸濁することを含み得る。含浸工程の間の鋳型材料に対する液体の比は、ｗ／ｗ（例えば、ｇ／ｇ）またはｖ／ｗ（例えば、ｍｌ／ｇ）ベースで約１：１ないし約５：１とし得る。それは、約１：１ないし４：１、１：１ないし３：１、１：１ないし２：１、２：１ないし５：１、３：１ないし５：１、２：１ないし４：１または２：１ないし３：１、例えば、約１：１、１.５：１、２：１、２.１：１、２.２：１、２.３：１、２.４：１、２.５：１、３：１、３.５：１、４：１、４.５：１または５：１、または５：１を超えるものとし得る。含浸工程の間の鋳型材料に対する液体の比は、鋳型材料に対するモノマー（すなわち、架橋性モノマーと非−架橋性モノマー）の比が鋳型材料１グラム当たりに約０.５ないし約５ｍｌのモノマーになるようにすることができ、または鋳型材料１グラム当たりに約０.５ないし２、０.５ないし１、１ないし５、２ないし５、１ないし３、１ないし２または１ないし１.５ｍｌ、例えば、鋳型材料１グラム当たりに約０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、１.６、１.７、１.８、１.９、２、２.５、３、３.５、４、４.５または５ｍｌになるようにすることができる。鋳型材料を液体に含浸させる工程は、液体に鋳型を約０.５ないし約３０分、または約１ないし３０分、５ないし３０分、１０ないし３０分、０.５ないし１０分、０.５ないし５分、０.５ないし２分または０.５ないし１分間、曝すことを含み得る。それは、約０.５、０.６、０.７、０.８、０.９、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５または３０分間とし得る。それは３０分を超えるものとし得る。それは３０秒未満、例えば２５、２０、１５、１０または５秒とし得る。含浸させる工程は、約０ないし約２５℃、または約０ないし２０℃、０ないし１５℃、０ないし１０℃、５ないし２５℃、１５ないし２５℃または１５ないし２０℃、例えば、約０、５、１０、１５、２０または２５℃で行い得る。それは室温で行い得る。それは、含浸に要求される時間にわたって液体中のモノマー（または複数のモノマー）の重大な重合度が存在しない温度で行うべきである。過剰な液体は、含浸の後に除去し得る。含浸の後、（存在する場合は）溶媒を除去し得る。これには、その中に液体を有する鋳型を低温で真空に曝すことを含み得る。温度は溶媒が蒸発するよう十分に高く、かつ、モノマー（または複数のモノマー）が除去されないよう十分に低くすべきである。温度は約−５０ないし約−１００℃とし得る。それは、約−５０ないし−８０、−６０ないし−１００、−７０ないし−１００、−７０ないし−９０または−７５ないし−８５℃、例えば、約−１００、−９５、−９０、−８５、−８０、−７８、−７５、−７０、−６５、−６０、−５５または−５０℃とし得る。低温における真空への暴露の時間は、溶媒が蒸発するように十分に長く、かつ、モノマー（または複数のモノマー）が除去されないように十分に短くまたは実質量の（例えば、約５、４、３、２または１％を超える）モノマー（または複数のモノマー）が除去されないように十分に短くすべきである。それは、約１ないし約１０時間、または約１ないし５、１ないし２、２ないし１０、５ないし１０、２ないし５または３ないし５時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０時間とし得る。
【００４７】
液体が熱重合開始剤を含む場合、方法の工程ｂ）はモノマー（または複数のモノマー）を重合するように鋳型材料の中および／または上で液体を加熱することを含む。それは、モノマー（または複数のモノマー）を重合する温度および十分な時間、液体を加熱することを含み得る。それは、開始剤の十分な分解を引き起こしてモノマー（または複数のモノマー）を重合させる温度および十分な時間、液体を加熱することを含み得る。加熱は、ある温度で約１０分ないし２０時間、または約１０分ないし１０時間、１０分ないし２時間、１０分ないし１時間、１０ないし３０分、０.５ないし２０時間、１ないし２０時間、２ないし２０時間、１０ないし２０時間、１ないし１０時間または１ないし５時間、例えば、約１０、２０、３０、４０または５０分、または約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５または２０時間とし得る。それは約５０ないし約１５０℃の温度に、または約５０ないし１００、１００ないし１５０、５０ないし７０、７０ないし１００、１００ないし１２０、１２０ないし１５０または８０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃の温度に加熱し得る。温度は開始剤のおよそ１０時間半減温度、または開始剤の約５、４、３、２または１時間半減温度、または開始剤の３０、２０、１０または５分間半減温度とし得る。加熱は単一のステージとし得る。それは複数のステージ、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ステージとし得る。各ステージは前記したような温度および時間とし得る。複数のステージを用いる場合、各々のつづくステージは、前のステージの温度よりも高くすることができる。
【００４８】
方法の工程ｂ）は、少なくとも約８０％、または少なくとも約８５、９０または９５％、または約８０ないし１００、５０ないし１００、９０ないし１００、９５ないし１００、９８ないし１００、８０ないし９５または８５ないし９５％、例えば、約８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９または１００％の転化率までモノマー（または複数のモノマー）を重合することを含み得る。条件（温度、時間、脱酸素化ほか）はこの程度の転化率を達成するのに十分なものとし得る。
【００４９】
転化は、微粒子材料の生成を生じる。重合の後、粒子材料は洗浄し得る。洗浄は、未反応のモノマー、界面活性剤、開始剤、開始剤副生成物または他の低分子量または非架橋型の材料を除去するためとし得る。洗浄は溶媒、通常は有機溶媒を使用し得る。溶媒は揮発性溶媒とし得る。好適な溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトン、ブタノン、トルエン、ジオキサンまたは他の通常の溶媒、またはそれらの混合物とし得る。幾つかの洗浄工程を行うことができ、それらは同一の溶媒または異なる溶媒を使用し得る。材料は洗浄の後に乾燥し得る。乾燥は、材料を加熱することを含み得る。加熱は、洗浄に使用した溶媒を蒸発させるのに十分な温度とし得る。温度は、溶媒の性質（例えば、沸点、蒸気圧）に依存し得る。温度は約５０ないし１５０℃、例えば、５０ないし１００、５０ないし８０、７０ないし１００、１００ないし１５０または７０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃とし得る。乾燥には、例えば約１ないし約１００ｍＢａｒ、または１ないし５０、１ないし２０、１ないし１０、１０ないし１００、２０ないし１００、５０ないし１００または１０ないし５０ｍＢａｒまたは幾つか他の圧力、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０または１００ｍＢａｒの圧力にて、真空または部分真空を材料に適用することを含み得る。乾燥は、材料に，例えば空気、窒素、二酸化炭素のような気体を通過させることを含み得る。気体は常温とし得る。それは高温とし得る。
【００５０】
方法の工程ｃ）は、ポリマーを溶解しない溶媒に鋳型材料を溶解することを含み得る。溶媒は、鋳型材料用の溶媒であって、ポリマーについては非−溶媒または乏しい溶媒とすべきである。鋳型がシリカを含む場合、好適な溶媒は塩基性である。それはアルカリ性の水酸化物溶液、例えば、水酸化ナトリウム、カリウムまたはセシウムとすることができる。溶液はアルコール性溶液（例えば、メタノール、エタノールまたはイソプロパノール中）とし得る。それは、水性アルコール中（例えば、水性メタノール、水性エタノールまたは水性イソプロパノール中）の溶液とし得る。水性アルコールは、体積ベースで約２：１ないし１：２、または２：１ないし１：１、１：１ないし１：２、１：１.５：ないし１.５：１、１.２：１ないし１：１.２または１.１：１ないし１：１.１、例えば、約２：１、１.７５：１、１.５：１、１.４：１、１.３：１、１.２：１、１.１：１、１：１、１：１.１、１：１.２、１：１.３、１：１.４、１：１.５、１：１.７５または１:２の比の水およびアルコールの混合物とし得る。アルカリ性水酸化物の濃度は、約１ないし約１０％ ｗ／ｖ、または約１ないし５、１ないし２、２ないし１０、５ないし１０または２ないし５％、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０％ ｗ／ｖとし得る。溶解は、鋳型材料の分解に好適な温度および時間で行い得る。それは、ポリマーの顕著な分解を引き起こさない温度および時間とし得る。ポリマーの顕著な分解は、ポリマーの約１０、９、８、７、６または５％を超えるものとみなすことができる。分解の温度は、約５０ないし１５０℃、例えば、５０ないし１００、５０ないし８０、７０ないし１００，１００ないし１５０または７０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃とし得る。それは少なくとも約６時間、または少なくとも約１２、１８または２４時間、または約６ないし約２４時間、または約６ないし１８、６ないし１２、１２ないし２４、１２ないし１８または１８ないし２４時間、例えば、約６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３または２４時間とし得、または２４時間を超えることもできる。溶解は、鋳型材料の少なくとも約９５％、または鋳型材料の少なくとも約９６、９７、９８、９９または９９.５％、または鋳型材料の約９５ないし約１００％、または９６ないし１００、９７ないし１００、９８ないし１００、９９ないし１００または９９.５ないし１００％、例えば、約９５、９６、９７、９８、９９、９９.５、９９.６、９９.７、９９.８、９９.９または１００％を溶解し得る。得られる微粒子材料は、少なくとも約９６、９７、９８、９９または９９.５重量％、または約９５ないし約１００％、または９６ないし１００、９７ないし１００、９８ないし１００、９９ないし１００または９９.５ないし１００重量％、例えば、約９５、９６、９７、９８、９９、９９.５、９９.６、９９.７、９９.８、９９.９または１００重量％の炭化水素含量を有し得る。
【００５１】
さらに、方法は、微粒子材料の粒子の表面に触媒基を導入するようにポリマーを反応させる工程を含み得る。反応は、微粒子材料と触媒基を含む試薬とを反応させることを含み得る。試薬および／または触媒基は不斉とし得る。それはキラルとし得る。この工程は、分子または官能性をもたせた固体に化学基を導入するよく知られたいずれかの方法を含み得る。これらには、ベンジルハロゲン化物（例えば、塩化物または臭化物）基の求核性置換、「クリック」ケミストリーほかが含まれる。好適なクリックケミストリーには、例えば、Huisgen 1,3-双極子環化付加、Cu（I)触媒アジド−アセチレン環化付加、ディールス・アルダー反応、小さなひずみ環（例えば、エポキシおよびアジリジン環）への求核性置換、ウレアおよびアミドの形成ならびに二重結合への付加反応、例えばエポキシ化、ジヒドロキシル化のような環化付加反応が含まれ得る。
【００５２】
１の例において、触媒基はピロリジン基である。この基を導入する好適な方法は、好適なピロリジン誘導体、例えば、下記の化合物Ｅ：
【００５３】
【化１】
を用いたポリマー上のベンジルハライド基の反応（ハロメチルスチレンモノマーによって導入し得る）による。
【００５４】
ピロリジン誘導体は、Ｎ−保護ピロリジン誘導体とし得る。それは、求核性Ｎ−保護ピロリジン誘導体とし得る。
【００５５】
この反応は、溶媒中に微粒子材料（ハロベンジル基を有する）を懸濁することを含み得る。溶媒は、ピロリジン誘導体用の溶媒とし得る。それは微粒子材料のポリマー用の非−膨潤性溶媒とし得る。それは、微粒子材料のポリマー用の膨潤性溶媒とし得る。それは極性溶媒とし得る。それは、双極性非プロトン性溶媒とし得る。それはイオン性液体とし得る。それは、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヘキサメチルリン酸トリアミドまたはホスホラミド（ＨＭＰＴ、ＨＭＰＡ）、プロピレンカーボネート、または他の好適な溶媒とし得る。微粒子材料および溶媒の混合物は懸濁液とし得る。それは約１ないし約１０％ ｗ／ｖの微粒子材料、または約１ないし５、１ないし２、２ないし１０、５ないし１０または２ないし５％、例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０％ ｗ／ｖの微粒子材料を含み得る。ついで、ピロリジン誘導体を、微粒子材料１グラム当たり約０．１ないし約１０ｍｍｏｌ、または約０．１ないし５、０．１ないし２、０．１ないし１、１ないし１０または０．２ないし１ｍｍｏｌ／ｇ、例えば、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ｍｍｏｌ／ｇの比で混合物に添加し得る。それは、微粒子材料上のハロベンジル基に対して約０．８ないし約２ｍｏｌ当量の量、または約０．８ないし１.５、０．８ないし１.２、１ないし２、１ないし１.５または１ないし１.２ｍｏｌ当量、例えば、約０．８、０.９、１、１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、１.６、１.７、１.８、１.９または２ｍｏｌ当量、または約２ｍｏｌ当量を超える、例えば、約３、４、５、６、７、８、９または１０ｍｏｌ当量の量で添加し得る。ついで、その混合物を、微粒子材料にピロリジン基を取り込ませるのに十分な時間および十分な温度反応させ得る。時間は約１ないし約４８時間、または約１ないし３６時間、１ないし２４時間、１ないし１２時間、６ないし４８時間、１２ないし４８時間、２４ないし４８時間、１２ないし３６時間または１８ないし３０時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２、４５または４８時間とし得る。温度は、約５０ないし１５０℃、例えば、５０ないし１００、５０ないし８０、７０ないし１００、１００ないし１５０または７０ないし１２０℃、例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０または１５０℃とし得る。温度は、溶媒の沸点またはそれ未満とし得る。この反応の後に、得られた誘導化微粒子材料を分離し、ついで洗浄および乾燥し得る。分離は、静置およびデカンテーション、遠心、濾過ほかを含み得る。微粒子材料についての洗浄および乾燥は前記したように行い得る。ピロリジン誘導体がＮ−保護ピロリジン誘導体である場合、誘導化した微粒子材料はＮ−保護材料になるであろう。この場合、方法は、Ｎ−保護材料を脱保護する工程も含み得る。Ｎ−保護基がＢｏｃ（ｔ−ブチルオキシカルボニル）である場合、これは、Ｎ−保護材料とトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）とを反応させることを含み得る。これは、Ｎ−保護材料をＴＦＡ（所望により、ジクロロメタンのような有機溶媒中でもよい）にピロリジン基を脱保護するのに十分な時間および温度で曝すことによって達成し得る。温度は室温であっても、高温であってもよい。時間は、約１ないし約４８時間、または約１ないし３６、１ないし２４、１ないし１２、６ないし４８、１２ないし４８、２４ないし４８、１２ないし３６または１８ないし３０時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２、４５または４８時間とし得る。得られる触媒微粒子材料は分離し、ついで洗浄および乾燥し得る。分離は、静置およびデカンテーション、遠心、濾過ほかを含み得る。洗浄および乾燥は、微粒子材料について前記したように行い得る。この方法の後、触媒微粒子材料は材料１グラム当たり約０．１ないし１ｍｍｏｌ、または材料１グラム当たり約０．１ないし０.５、０．１ないし０．２、０．２ないし１、０.５ないし１、０．２ないし０.５または０．２ないし０.３、例えば、約０．１、０.１５、０．２、０.２５、０.３、０.３５、０.４、０.４５、０.５、０.５５、０.６、０.６５、０.７、０.７５、０．８、０.８５、０.９、０.９５または１ｍｍｏｌのピロリジン負荷を有し得る。
【００５６】
本発明は、本発明に従って出発材料を粒子材料に曝すことを含む、出発材料を生成物に転化する方法も提供する。この方法において、粒子材料の微粒子はその表面上に触媒官能基を有し、該官能基は出発材料から生成物への転化を触媒することができる。触媒基は本明細書中に先に記載したものとし得る。微粒子材料は、材料１グラム当たり約０．１ないし１ミリモル、または材料１グラム当たり約０．１ないし０.５、０．１ないし０．２、０．２ないし１、０.５ないし１、０．２ないし０.５または０．２ないし０.３、例えば、約０．１、０.１５、０．２、０.２５、０.３、０.３５、０.４、０.４５、０.５、０.５５、０.６、０.６５、０.７、０.７５、０．８、０.８５、０.９、０.９５または１ｍｍｏｌの触媒基負荷を有し得る。反応は、立体特異的とし得る。それは、エナンチオ特異的とし得る。
【００５７】
１の例において、微粒子材料はピロリジン基を含み、方法はミカエル付加を行うことを含む。ミカエル付加は、α−水素原子を有するカルボニル化合物を活性化オレフィンにするものとし得る。カルボニル化合物は、例えば、ケトン、例えば、環状ケトンまたはβ−ジケトンとし得る。オレフィンはスチレン誘導体、例えば、電子吸引型β−置換基を有するスチレンとし得る。ミカエル付加は、シクロヘキサノンをβ−ニトロスチレンにするものとし得る。ミカエル付加は酸触媒とし得る。例えば、ピロリジン基を含む微粒子材料は、約１０ないし５０％（または約１０ないし４０、１０ないし３０、２０ないし５０、３０ないし５０、２０ないし４０または２５ないし３５、例えば、約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０％）のカルボニル化合物に対するピロリジン基のモル比で活性化オレフィンと合する。得られた混合物に、カルボニル化合物中の酸触媒（例えば、約５ないし約２０ｍｏｌ％、例えば、約５、１０、１５または２０ｍｏｌ％のＴＦＡ）を添加する。カルボニル化合物は、活性化オレフィンよりも過剰にし得、例えば、少なくとも約１.１、１.５、２、１０、５０、１００、２００、３００、４００または５００倍、または約１.１、１.２、１.３、１.４、１.５、２、３、４、５、１０、２０、３０、４０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００倍のモル過剰とし得る。反応は、室温または幾つかの他の簡便な温度で行い得る。それは、活性化オレフィンの好適な転化（例えば、少なくとも約７０、８０または９０％）を達成するのに十分な時間行い得る。反応は立体特異的とし得、少なくとも約５０、６０、７０、８０または９０％の立体特異性を有し得、または約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％の立体特異性を有し得る。反応はエナンチオ特異性とし得、少なくとも約５０、６０、７０、８０または９０％のエナンチオ特異性を有し得、または約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％のエナンチオ特異性を有し得る。反応はジアステレオ選択的とし得、少なくとも約５０、６０、７０、８０または９０％のジアステレオ選択性を有し得、または約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００％のジアステレオ選択性を有し得る。反応は、約１ないし約４８時間、または約１ないし３６、１ないし２４、１ないし１２、６ないし４８、１２ないし４８、２４ないし４８、１２ないし３６または１８ないし３０時間、例えば、約１、２、３、４、５、６、９、１２、１５、１８、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４２、４５または４８時間かかり得る。
【００５８】
微粒子材料は、つづく反応を触媒するために再使用し得る。それは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０回または１０回を超えて再使用し得る。それは、約１０％未満、または約９、８、７、６、５、４、３、２または１％未満の各再使用の触媒活性の消失（例えば、約０、０．１、０．２、０.３、０.４、０.５、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５、５、６、７、８、９または１０％の消失）を示し得る。本明細書において、活性の消失は、時間および温度の同一条件下にて同一量の触媒および試薬（存在する場合は、他の触媒）を用いた場合の触媒された反応の収率における低下と考え得る。それは、約１０％未満の、または約９、８、７、６、５、４、３、２または１％未満のエナンチオ特異性または立体特異性またはジアステレオ特異性の消失（例えば、約０、０．１、０．２、０.３、０.４、０.５、１、１.５、２、２.５、３、３.５、４、４.５、５、６、７、８、９または１０％の消失）を示し得る。
【００５９】
新しい型の材料、非−膨潤性メソ多孔性ポリマー粒子（ＭＰＰ）が硬質鋳型としてメソ多孔性シリカ粒子を用いることによって開発されている。この新しい材料は、触媒錯体用の有効な支持体として使用し得る。
【００６０】
溶媒−制御型マクロ多孔性ポリマー、硬質−鋳型化メソ多孔性ポリマー、軟質−鋳型化メソ多孔性ポリマーほかのような多孔性ポリマーを合成するために、種々のアプローチが以前に開発されている。しかしながら、＞１０ｎｍの相互連絡メソ細孔を有するミクロンサイズのポリマー粒子を誘導することは挑戦のままに留まっている。本発明者らは、珪質のメソ多孔性フォーム（ＭＣＦ）がＭＰＰを生成するための硬質鋳型として首尾よく使用し得ることを見出した。ＭＣＦはよく知られており（Zhao，D.，Feng，J.，Huo，Q.，Melosh，N.，Fredrickson，G. H.，Chmelka，B. F.，Stucky，G. D. Science 1998，279，548; Schmidt-Winkel，P.，Lukens，W. W.，Jr.，Zhao，D.，Yang，P.，Chmelka，B. F.，Stucky，G. D. J. Am. Chem. Soc. 1999，121，254; Schmidt-Winkel，P.，Lukens，W. W.，Jr.，Yang，P.，Margolese，D. I.，Lettow，J. S.，Ying，J. Y.，Stucky，G. D. Chem. Mater. 2000，12，686; Lettow，J. S.，Han，Y. J.，Schmidt-Winkel，P.，Yang，P.，Zhao，D.，Stucky，G. D.，Ying，J. Y. Langmuir 2000，16，8291; Lettow，J. S.，Lancaster，T. M.，Glinka，C. J.，Ying，J. Y. Langmuir 2005，21，5738）、これらの参考文献は相互参照することによって本明細書に取り込まれる。
【００６１】
本明細書に記載するＭＰＰは構造において新規であり、新しい合成アプローチによって誘導化する。イミダゾリウム連結を介したポリマー支持ピロリジンも以前に報告されていない。ＭＰＰは表面シラノール種に関連する攻撃なしに、メソ多孔性シリカ鋳型の優れた物理的特性を保持している。ＭＰＰの表面特性は広範囲の潜在的な適用のために簡単に修飾し得る。高いクロスリンカー／モノマー（すなわち、非−架橋性モノマーに対する架橋）モル比（例えば、＞１：２）を用いて、本発明者らは、シリカ鋳型を除去した後に多孔性構造を保持するのに十分に剛直および強固であるポリマーを誘導した。ＭＰＰの有孔性は、異なる量のモノマーを用いることによって調節し得る。比表面積は１００ｍ２／ｇないし５５０ｍ２／ｇまたはそれを超えて変化し得る。ＭＰＰの表面特性は、異なる官能性をもたせたモノマーを用いることによって制御し得る。
【００６２】
ＭＰＰの修飾および使用の種々の例を本明細書に示す。ＭＰＰは例えばベンジルクロライドおよびカルボキシル基で修飾し得る。ピロリジンは、イミダゾリウム連結を介してＭＰＰに首尾よく固定化した。ＭＰＰ−支持ピロリジン上のニトロスチレンに対するシクロヘキサノンの触媒ミカエル付加は、非常に高いジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性でコンジュゲート付加物に通じた。
【００６３】
本明細書に記載するＭＰＰは、触媒支持体、吸着剤／吸収剤、カラムクロマトグラフィー用の充填材、および薬剤、タンパク質および／または遺伝子のナノ構造キャリアーとしての適用を見出す。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
添付する図面を参照しつつ、例示目的のみでもって本発明の好ましい形態をここに記載する：
【図１】図１はＭＰＰの合成を説明する図である。
【図２】図２は幾つかのＭＰＰ−支持キラルピロリジンまたはＮＨＣ触媒の構造を示す。
【図３】図３はイミダゾリウム連結を有するＭＰＰ−支持キラルピロリジンの合成を説明する図である。
【図４】図４はニトロスチレンへのシクロヘキサノンの触媒ミカエル付加を説明する図である。
【図５】図５は（ａ）球形ＭＣＦ微粒子および（ｂ−ｄ）ＭＰＰのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）像を示す。
【図６】図６は（ａ）ＭＣＦ、（ｂ）ＭＰＰ−Ａ、（ｃ）ＭＰＰ−ＣＯＯＨ、（ｄ）ＭＰＰ−ＣＩおよび（ｅ）ＭＰＰ−ＢのＮ２吸着−脱着等温曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
ＭＰＰの合成
本明細書に示す例において、２−１０μｍの球形ＭＣＦ微粒子を以前に記載されているように使用した（Han, Y., Lee, S. S., Ying, J. Y. Chem. Mater. 2006, 18, 643）。微粒子は５０４ｍ２／ｇのＢ.Ｅ.Ｔ.表面積および１８ｎｍのウィンドウによって連結された超大型セル様の小孔（３０ｎｍ）を有する三次元の内部連結した孔構造を有する。
【００６６】
ＭＰＰは図１に図示するように調製した。したがって、スチレン、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）クロスリンカーおよびα,α'−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）をＭＣＦに湿式−含浸させた。ＭＣＦ小孔壁上に吸着したモノマーの直接重合によって、均一なポリマー層がＭＣＦフレームワーク上に形成した。シリカマトリックスを除去した後にＭＰＰを得た。ＭＰＰの光音響フーリエ変換赤外線（ＰＡ−ＦＴＩＲ）スペクトルは、７００−１３００ｃｍ−１の範囲のシリカバンドの消失を示した。さらに、元素分析は、シリカ鋳型が完全に除去されたことを確認した。
【００６７】
強固なＭＰＰの合成は、比較的高いクロスリンカー／モノマー・モル比の使用を必要とした。より低い比を使用し得るが、通常、＞１：２の比を使用した。得られたポリマーコーティングは高度に架橋されており、シリカ鋳型を除去した後に多孔性ＭＣＦフレームワークを保持するのに十分に剛直かつ強固であった。ＭＰＰは硬質鋳型と同じ粒径および形状も有していた（図５参照）。高度に架橋したポリマーは、種々の溶媒に少しまたはほとんど全く膨潤しない。このことは、触媒的な適用に重要な特性である。ＭＰＰは、異なる条件下での幾つかの反応の実行の後に首尾よくメソ多孔性構造を維持していた。他のポリマー支持体によって経験された拡散の制限は、ＭＰＰを用いた場合は問題とならなかった。ＭＰＰの間隙率は、異なる量のモノマーを用いることによって調整し得た。ＭＰＰの表面積は、１００ｍ２／ｇないし５５０ｍ２／ｇで制御した。２組の小孔、１０−２５ｎｍおよび１−１０ｎｍがＭＰＰの等温Ｎ２吸着で存在した（図６および表１）。前者はＭＣＦ鋳型のメソ細孔と結合し、後者は主としてキャストのシリカ小孔壁の除去に由来した。ＭＰＰの表面特性は、異なる官能性をもたせたモノマーを用いることによって修飾し得た。４−ビニルベンジルクロリドをＤＶＢと共重合した場合、得られるＭＰＰ（表１中のＭＰＰ−Ｃｌ）は表面ベンジルクロリド基を有しており、これは正の電荷を有するアンモニウム基に容易に転化し得た。アクリル酸をＤＶＢと共重合した場合、得られるＭＰＰ（表１中のＭＰＰ−ＣＯＯＨ）は、表面カルボキシル基を有していた。ＭＰＰを誘導化し得る簡便性、およびそれを化学および物理的特性で修飾し得た融通性は、広い範囲の潜在的な適用を提供した。
【００６８】
ＭＰＰ−支持キラル２−イミダゾールピロリジン
本発明者らは、イミダゾリウム連結を介してＭＰＰ上にピロリジンを固定化することによって多用途の触媒系を作成した。この系は、キラルピロリジン有機触媒（Ａ）、キラリティー誘導源として保護したピロリジンを含むＮ−複素環カルベン（ＮＨＣ）求核性触媒（Ｂ）、アミン−ＮＨＣ二官能式有機触媒（Ｃ）、および有機金属触媒（Ｄ）のような異なる型の触媒に融通よく変換し得る（図２を参照されたい）。本願は、ＭＰＰ−支持キラルピロリジンおよびニトロオレフィンに対する不斉ミカエル付加におけるその触媒適用を記載する。
【００６９】
ピロリジン有機触媒は、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）保護ピロリジン−置換型イミダゾール（Ｅ）の直接アルキル化によって固定化した（図３）。ＭＰＰ−ＣｌをＤＭＦ中のＥと混合し、反応混合物を１００℃に１６時間加熱した。濾過および洗浄の後、その固形物を室温にて１６時間、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）（ジクロロメタン（ＤＣＭ）中の５０％）で処理した。濾過、洗浄および真空中での乾燥の後に、イミダゾリニウム連結を有するＭＰＰ−支持キラルピロリジン（Ｇ）を得た。ピロリジンの負荷は、用いた異なる手法に依存して０．１−０.５ｍｍｏｌ／ｇの範囲であった。ＭＰＰまたはＭＰＰ−Ｃｌと比較して、ＧはＮＨ種（３３００ｃｍ−１）および第４級アンモニウム（１０００−１２００ｃｍ−１）についてより強いＰＡ−ＦＴＩＲピークを示した。このことは、ピロリジン基が首尾よくＭＰＰに固定化されたことを示しており、このことは勉素分析によってさらに確認された。素直な合成および単純な固定法は材料のこの新しい系の商業的な適用を大幅に助長すると考えれる。
【００７０】
ＭＰＰ−支持ピロリジンをニトロオレフィンに対するミカエル付加について調べた（図４）。表２は、ニトロスチレンに対するシクロヘキサノンの触媒ミカエル付加が、一般的に非常に高いジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性を有する共役付加物を提供することを示している。最初に、反応はシクロヘキサノン（２当量）と、ＤＣＭ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）またはトルエンのような種々の溶媒で行った。良好な転化はこれらの異なる溶媒を用いて得られなかった。ついで、反応をそのままの混合物中で行った。いずれの酸付加なしで（表２、エントリー１）かつ２０モル％の触媒負荷（０.２６ミリモルのピロリジン／１ｇのＭＰＰ）を用いると、３日後に３３％だけの転化が達成された。５モル％の酸付加物を導入した場合（表２、エントリー２−４）、ジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性に影響することなく触媒活性が顕著に改善された。ＴＦＡは最も有効な酸付加物であることが示された。しかしながら、過剰なＴＦＡ（＞１０モル％）を添加した場合、生成物の選択性は低下するであろう。最適な触媒およびＴＦＡ負荷は、各々、３０モル％および１０モル％であった。触媒は最初の実験の後に濾過によって再利用した。さらなる酸付加物の不存在下では、非常に低い転化が達成されるであろう。１０モル％のＴＦＡを添加すると、４５％転化のエナミン支援ミカエル反応が３０時間後に得たれた（表２、エントリー９）。回収した触媒を第２の実験の後に希釈した塩基（ＮＨ３／ＴＨＦ）で洗浄した場合、同様のジアステレオ選択性およびより低いエナンチオ選択性（８３％）でもって、６５％の転化が４８時間後に達成された（表２、エントリー１０）。
【００７１】
要約すると、硬質鋳型として球形ＭＣＦ微粒子を用いることによってＭＰＰを合成した。高いクロスリンカー／モノマー・モル比では、剛直なポリマーが強固な多孔性構造を有して達成された。ＭＰＰの間隙率は異なる量のモノマーを用いることによって制御することができ、ＢＥＴ表面積は１００ｍ２／ｇないし５５０ｍ２／ｇで変化した。ＭＰＰの表面特性は、異なる官能化モノマーを用いることによって調整することができた。例えば、ＭＰＰを表面ベンジルクロリドおよびカルボキシル基で修飾した。ピロリジンは、イミダゾリウム連結を介してＭＰＰに首尾よく固定化された。ＭＰＰ−支持ピロリジン上のニトロスチレンに対するシクロヘキサノンのミカエル付加は、優れたジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性を有する共役型付加物を提供した。
【００７２】
実施例
一般情報
別段注記しない限り、全ての溶媒は、商業的供給業者から得られたものを使用した。遠心はエッペンドルフ遠心分離機５８１０Ｒ（４０００ｒｐｍ、１０分）で行った。１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、Brucker AV-400（４００ＭＨｚ）機器に記録した。１Ｈ ＮＭＲのデータは、化学シフト（σppm）、多重度（ｓ＝一重項、ｄ＝二重項、ｔ＝三重項、ｑ＝四重項、ｍ＝多重項）として記録した。ＰＡ−ＦＴＩＲスペクトルは、光音響セル（MTEC モデル300）を用いるDigilab FTS 7000シリーズで得た。ガスクロマトグラフィー（ＧＬＣ）は、Bodman Chiraldex γ-TAカラム（０.２５ｍｍ×３０ｃｍ）を用いて、スプリット式キャピラリー注入システムおよび水素炎イオン化型検出器を備えたAgilent 6890Nシリーズ・ガスクロマトグラフィー上で行った。Ｃ、Ｈ、Ｎ分析は、EAI CE-440 Elemental Analyzerを用いて得た。等温Ｎ２吸着は、Micromeritics ASAP 2020Mシステムを用いて７７Ｋで得た。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像は、JOEL JSM-7400F電子顕微鏡（１０ｋＶ）を用いて得た。
【００７３】
ＭＰＰの合成
球形ＭＣＦ微粒子をHan, Y., Lee, S. S., Ying, J. Y. Chem. Mater. 2006, 18, 643に従って合成し、１００℃で一晩真空脱気した後に使用した。スチレン（Aldrich、９９％）およびＤＶＢ（Aldrich、９８％）をアルミナカラム中で精製して重合インヒビターを除去した。典型的に、シリカ重量に実質的に等しいモノマー混合物を、溶媒としてＤＣＭを用いた湿式含浸の後にＭＣＦに添加した。典型的な合成には、３.０ｍｌのＤＣＭ中に０.６ｍｌのスチレン、０.６ｍｌのＤＶＢおよび０.０５ｇのＡＩＢＮ（全ビニル基に対して３％）（Aldrich、９８％）を溶解することが含まれた。この溶液を１ｇの乾燥したＭＣＦを含むフラスコに注射した。溶液で含浸させた後に粉体を−７８℃で真空乾燥してＤＣＭを４時間選択的に除去し、凍結−乾燥−解凍のサイクルに数回付した。試料を密封し、室温にて６時間平衡化し、ついで、６０℃に４時間、８０℃に３時間および１００℃に２時間加熱することによって重合した。得られた材料をクロロホルムおよびエタノールでよく洗浄した。それを８０℃にて乾燥し、白色粉体として収集した。ついで、粉体をエタノール（５０ｍｌ）および水（５０ｍｌ）中のＮａＯＨ（４ｇ）と混合した。その混合物を９０℃に維持し、一晩攪拌した。濾過した後、材料を水、メタノールおよびＤＣＭでよく洗浄した。真空下で乾燥した後、白色粉体をＭＰＰとして収集した。元素分析は、９９％を超える炭化水素成分を示した。ＭＰＰ−ＣｌおよびＭＰＰ−ＣＯＯＨは、表１に掲載するような異なるモノマーを用いて同じ手法によって合成した。
【００７４】
ＭＰＰ−ピロリジンの合成
ＤＭＦ（３０ｍＬ）、触媒前駆体Ｆ（１２６ｍｇ、０.５ミリモル）を連続して乾燥したＭＰＰ−Ｃｌ（１ｇ）に添加した。その懸濁液を１００℃にて２４時間攪拌し、濾過した。得られた固形物をメタノールおよびＤＣＭで順次洗浄した。真空下で乾燥した後に白色粉体を入手し、ＴＦＡ（１０ｍＬのＤＣＭ中の５０％）に一晩浸漬した。その懸濁液を濾過し、得られた固形物を重炭酸ナトリウム水溶液、メタノールおよびＤＣＭで順次洗浄した。得られた淡黄色粉体を乾燥し、ＭＰＰ−ピロリジン（１.０２ｇ）として収集した。ＭＰＰおよびＭＰＰ−Ｃｌと比較すると、ＭＰＰＰ−ピロリジンは強いＰＡ−ＦＴＩＲ ＮＨピーク（３３００ｃｍ−１）および四級アンモニウムピーク（１０００−１２００ｃｍ−１）を示した。ピロリジンの負荷は、元素分析（Ｃ ８１.８３％、Ｈ ７.０５％、Ｎ １.１２％）に基づいて０.２６ミリモル／ｇのＭＰＰであった。
【００７５】
ニトロスチレンに対するシクロヘキサノンのミカエル付加
典型的な実験において、ＭＰＰ−ピロリジン（０.２６ミリモルのピロリジン／ＭＰＰ １ｇ、１５４ｍｇ、０.０４ミリモル）を触媒として用いた（trans−β−ニトロスチレン（２０ｍｇ、０.１３ミリモル）に関して３０モル％の負荷）。ＴＦＡ（１０モル％）を含有するシクロヘキサノン（３ｍＬ）を混合物に加え、室温にて２２時間攪拌した。その反応混合物を濾過し、ＧＬＣによってモニターした（γ−ＴＡカラム、多い方のエナンチオマーｔｒ＝１６.０分、少ない方のエナンチオマー ｔｒ＝１６.５分、およびジアステレオマーｔｒ＝１６.８、１７.０分）。
【００７６】
循環実験のために、反応混合物を濾過し、ＤＣＭ（３×５ｍＬ）およびＮＨ３／ＴＨＦ（１０％、２ｍＬ）で洗浄した。残渣を真空下で乾燥し、上記に報告した条件下で次のバッチに使用した。
【００７７】
【表１】
aＡ:ＤＶＢ；Ｂ：スチレン；Ｃ：４−ビニルベンジルクロリド；Ｄ：アクリル酸
【００７８】
【表２】
Ｇを超えるニトロスチレンに対するシクロヘキサノンのミカエル付加
a新鮮なストック溶液をシクロヘキサノン／DCM中に作成した
bGLCによって決定した
cGLCによって決定した
d第１の再循環。触媒は洗浄しないで濾過後に使用し、新鮮なTFAを反応の間に添加した。
e第２の再循環。触媒はNH3／THFで洗浄し、新鮮なTFAを反応の間に添加した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料。
【請求項２】
ポリマー微粒子が架橋したポリマーを含む請求項１記載の粒子材料。
【請求項３】
架橋性モノマー単位および非−架橋性モノマー単位を含む請求項２記載の粒子材料。
【請求項４】
架橋したポリマーが、少なくとも約１：４の非−架橋性モノマー単位に対する架橋性モノマー単位のモル比を有する請求項３記載の粒子材料。
【請求項５】
架橋したモノマー単位の少なくとも１の型がジビニルベンゼン由来である請求項３または４に記載の粒子材料。
【請求項６】
非−架橋モノマー単位の少なくとも１の型がスチレンまたはその誘導体由来である請求項３ないし５のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項７】
官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項８】
官能基が触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される請求項７記載の粒子材料。
【請求項９】
官能基を有するモノマー単位が非−架橋性モノマー単位である請求項７または８記載の粒子材料。
【請求項１０】
官能基がピロリジン基を含む請求項７ないし９のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１１】
メソ多孔性構造が窒素吸着によって測定して二形態の分布の孔径を有する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１２】
窒素吸着によって測定して、約１ないし約１０ｎｍの孔径と約１０ないし約３０ｎｍの孔径とを有する請求項１１記載の粒子材料。
【請求項１３】
約１００ないし約１０００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１４】
約０.１ないし約１ｍｌ／ｇの細孔容積を有する請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１５】
粒子が約５％未満の無機材料を含む請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１６】
該材料が通常の有機溶媒中、２０℃にて１％未満膨潤する請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１７】
多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料の製造方法であって：
ａ）多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）鋳型材料の中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）鋳型材料を除去して粒子材料を生成することを含み、該粒子材料がポリマーを含む該製造方法。
【請求項１８】
微粒子鋳型材料が無機物である請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
微粒子鋳型材料がメソ多孔性珪質フォームである請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２０】
液体が架橋性モノマーおよび非−架橋性モノマーを含む請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２１】
非−架橋性モノマーに対する架橋性モノマーのモル比が少なくとも約１：４である請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
架橋性モノマーがジビニルベンゼンを含む請求項２０または２１記載の方法。
【請求項２３】
非−架橋性モノマーがスチレンまたはその誘導体を含む請求項２０ないし２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１のモノマーが、触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される官能基を含む請求項１７ないし２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
液体が熱重合開始剤を含み、工程ｂ）がモノマー（または複数のモノマー）を重合するように、鋳型材料の中および／または上で液体を加熱することを含む請求項１７ないしい２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
工程ｃ）がポリマーを溶解しない溶媒に鋳型材料を溶解することを含む請求項１７ないし２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、ｄ）微粒子材料の粒子の表面に官能基を導入するようにポリマーを反応させることを含む請求項１７ないし２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１７ないし２７のいずれか１項に記載の方法によって生成した粒子材料。
【請求項２９】
出発材料を生成物に転化する方法であって、該出発材料を請求項１ないし１６または２８のいずれか１項記載の粒子材料に暴露することを含み、ここに該粒子材料の微粒子がその表面上に触媒官能基を有し、該官能基が生成物への出発材料の変換を触媒することができる該方法。
【請求項１】
メソ多孔性構造を有する多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料。
【請求項２】
ポリマー微粒子が架橋したポリマーを含む請求項１記載の粒子材料。
【請求項３】
架橋性モノマー単位および非−架橋性モノマー単位を含む請求項２記載の粒子材料。
【請求項４】
架橋したポリマーが、少なくとも約１：４の非−架橋性モノマー単位に対する架橋性モノマー単位のモル比を有する請求項３記載の粒子材料。
【請求項５】
架橋したモノマー単位の少なくとも１の型がジビニルベンゼン由来である請求項３または４に記載の粒子材料。
【請求項６】
非−架橋モノマー単位の少なくとも１の型がスチレンまたはその誘導体由来である請求項３ないし５のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項７】
官能基を有する少なくとも１のモノマー単位を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項８】
官能基が触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される請求項７記載の粒子材料。
【請求項９】
官能基を有するモノマー単位が非−架橋性モノマー単位である請求項７または８記載の粒子材料。
【請求項１０】
官能基がピロリジン基を含む請求項７ないし９のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１１】
メソ多孔性構造が窒素吸着によって測定して二形態の分布の孔径を有する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１２】
窒素吸着によって測定して、約１ないし約１０ｎｍの孔径と約１０ないし約３０ｎｍの孔径とを有する請求項１１記載の粒子材料。
【請求項１３】
約１００ないし約１０００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１４】
約０.１ないし約１ｍｌ／ｇの細孔容積を有する請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１５】
粒子が約５％未満の無機材料を含む請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１６】
該材料が通常の有機溶媒中、２０℃にて１％未満膨潤する請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の粒子材料。
【請求項１７】
多孔性ポリマー微粒子を含む粒子材料の製造方法であって：
ａ）多孔性微粒子鋳型材料を１またはそれを超えるモノマーを含む液体に浸漬し；
ｂ）鋳型材料の中および／または上で１またはそれを超えるモノマーを重合させてポリマーを形成し；ついで
ｃ）鋳型材料を除去して粒子材料を生成することを含み、該粒子材料がポリマーを含む該製造方法。
【請求項１８】
微粒子鋳型材料が無機物である請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
微粒子鋳型材料がメソ多孔性珪質フォームである請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２０】
液体が架橋性モノマーおよび非−架橋性モノマーを含む請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２１】
非−架橋性モノマーに対する架橋性モノマーのモル比が少なくとも約１：４である請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
架橋性モノマーがジビニルベンゼンを含む請求項２０または２１記載の方法。
【請求項２３】
非−架橋性モノマーがスチレンまたはその誘導体を含む請求項２０ないし２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１のモノマーが、触媒基および触媒基に転化され得る官能基よりなる群から選択される官能基を含む請求項１７ないし２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
液体が熱重合開始剤を含み、工程ｂ）がモノマー（または複数のモノマー）を重合するように、鋳型材料の中および／または上で液体を加熱することを含む請求項１７ないしい２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
工程ｃ）がポリマーを溶解しない溶媒に鋳型材料を溶解することを含む請求項１７ないし２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、ｄ）微粒子材料の粒子の表面に官能基を導入するようにポリマーを反応させることを含む請求項１７ないし２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１７ないし２７のいずれか１項に記載の方法によって生成した粒子材料。
【請求項２９】
出発材料を生成物に転化する方法であって、該出発材料を請求項１ないし１６または２８のいずれか１項記載の粒子材料に暴露することを含み、ここに該粒子材料の微粒子がその表面上に触媒官能基を有し、該官能基が生成物への出発材料の変換を触媒することができる該方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【公表番号】特表２０１０−５２０３５４（Ｐ２０１０−５２０３５４Ａ）
【公表日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５２６４３（Ｐ２００９−５５２６４３）
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＧ２００７／００００６７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０８７３８
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０３２３１８８２）エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ (179)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＧ２００７／００００６７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０８７３８
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０３２３１８８２）エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ (179)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]