JP3670026B2

JP3670026B2 - ホスト化合物及び包接化合物

Info

Publication number: JP3670026B2
Application number: JP20004393A
Authority: JP
Inventors: 啓之鈴木; 多加子市川
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JPH0753427A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はホスト化合物及び包接化合物に係り、更に詳しくはテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレンをホスト化合物とし、ゲスト有機化合物の捕捉並びに放出を視覚的に認識することができるようにした包接化合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
包接化合物は、ホスト分子の作る空洞内にゲスト分子が入り込んだ構造を有する化合物であり、近年、選択分離、化学的安定化、不揮発化、粉末化などの技術分野における応用が期待されている。
従来の包接化合物としては、例えば、特開昭６１−５３２０１号公報には、１，１，６，６−テトラフェニル−２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオール又は１，１−ジ（２，４−ジメチルフェニル）−２−プロピン−１−オールを、特開昭６２−２２７０１号公報には、１，１’−ビス−２−ナフトールをそれぞれホストとして、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（ＣＭＩ）等をゲストとするもの等が知られている。
又、テトラキスフェノール類をホストとする包接化合物は、テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンをホストとするものが知られている（Tetrahedron Letters.,33(42),6319(1992). 参照）。
【０００３】
さらに、有機化合物が包接されることにより色彩が変化する包接化合物としては特開平３−２３２８６１号公報に記載されたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】
上述の固相系包接化合物の主流を占めている結合の方法論は水素結合等による分子間（ホスト−ゲスト）相互作用であるが、この作用を確認する手段としては赤外分光法が唯一の方法であり、その応用範囲（例えば、センサー等）に枠をはめる原因となっていた。
【０００５】
本発明はこのような実情からみてなされたものであり、ゲスト有機化合物を包接し得るテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレンのホスト化合物、及びこのホスト化合物にゲスト有機化合物を包接させてなる、有効成分の安定性、取り扱い性、加工性等を改善し、しかも、ゲスト有機化合物の捕捉並びに放出を視覚的に認識可能な包接化合物を提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決すべく鋭意研究をした結果、特定のテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレン類のホスト化合物が、ゲストとする有機化合物の捕捉即ち、包接化合物の生成、及びゲストの放出に伴い、自らの色彩を変化させることを見いだし、本発明を完成した。
以下本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明は、一般式化２で示されるテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレンからなるホスト化合物、及び該化合物をホスト化合物とする包接化合物である。
【０００８】
【化２】

【０００９】
上記一般式化２において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆は、それぞれ水素原子、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等のアルコキシ基からなる群より選ばれるいずれか一種を表す。
【００１０】
上記一般式化２に示される化合物のほか、本発明においては、水酸基がベンゼン環の２位や３位に置換したテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレンも包接能を有するものであればホスト化合物として使用することができる。
【００１１】
本発明のテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレン類としては、例えば、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−ｍ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−ｏ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−フロロフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−エチルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−イソプロピルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）−ｍ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−フロロフェニル）−ｍ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−ｍ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−エチルフェニル）−ｍ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−イソプロピルフェニル）−ｍ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−ｏ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）−ｏ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−フロロフェニル）−ｏ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−エチルフェニル）−ｏ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−イソプロピルフェニル）−ｏ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−ヨードフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−エトキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−イソプロポキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブトキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（３−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（３−ヒドロキシ−４−クロロフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（３−ヒドロキシ−４−ブロモフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（３−ヒドロキシ−４−ヨードフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（３−ヒドロキシ−４−メトキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（３−ヒドロキシ−４−エトキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（２−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（２−ヒドロキシ−４−クロロフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（２−ヒドロキシ−４−メトキシフェニル）−ｐ−キシレン、、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシ−３−クロロ−５−メチルフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−３−クロロ−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−３−フロロ−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−３−メチル−ｐ−キシレン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−３−メトキシ−ｐ−キシレン、α，α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α’，α’−ビス（３−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α’，α’−ビス（３−フロロ−４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α’，α’−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α’，α’−ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α’，α’−ビス（３−フロロ−４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、α，α，α’−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−α’−３−クロロフェニル−ｐ−キシレン、α，α，α’−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−α’−３−メチルフェニル−ｐ−キシレン、α，α，α’−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−α’−３−メトキシフェニル−ｐ−キシレン、α，α，α’−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−α’−３−フロロフェニル−ｐ−キシレン等を挙げることができる。
【００１２】
本発明のテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレンに包接されるゲスト有機化合物としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、２−プロパノール等のアルコール類、アセトニトリル、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル等の酢酸エステル類、置換されていてもよいピリジン、置換されていてもよいピロール、置換されていてもよいピリミジン、置換されていてもよいピリダジン、置換されていてもよいイミダゾール、置換されていてもよいピラゾール等の含窒素ヘテロ環化合物、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、スルファミン酸等の有機酸、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（ＣＭＩ）、ヒノキチオール、シネオール、チモール、メントール、テルピネオール、ボルネオール、ノポール、シトラール、シトロネオール、シトラネオール、リナロール、ジメチルオクタノール、キンモクセイ、ジャスミン、レモン等の精油、香料類等どを例示することができる。
【００１３】
本発明の包接化合物は、通常、ゲストとなる有機化合物とホストとなる本発明のテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレン類とを、場合によっては不活性溶媒存在下に常温〜１００℃で数分間〜数時間攪拌して反応させることにより得ることができる。
【００１４】
以下、本発明を実施例に沿って更に詳細に説明する。
（実施例１）
（ホスト化合物）ＴＸＰ（α，α，α’，α’−テトラキス（4-ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン）の合成
撹拌棒，温度計を備えた５００ｍｌ− 3口フラスコに、テレフタルアルデヒド１０．０g （０．０７１ｍｏｌ）、とフェノール７０．０ｇ（０．７４ｍｏｌ）を仕込み、５０℃で撹拌しながら３５％塩酸５ｍｌを滴下した。ついで５０℃でそのまま３時間撹拌し反応を終了させた。反応終了後、未反応のフェノールを１００℃で減圧除去し、橙色の固化物を得た。この固化物をクロロホルムで洗浄し、１００℃で真空乾燥させて、淡橙色の粉末３２．０ｇ（収率９１．２％）を得た。この粉末がα，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレンであることを赤外吸収スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルで確認した。
ＴＸＰのＨ¹−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ｄ⁴-ＭｅＯＨ，内部標準：ＴＭＳ）を図１に、ＩＲスペクトル（ＫＢｒ法、以下同じ）を図２にそれぞれ示す。
【００１５】
（実施例２）試料：１〜５の製造
ホスト化合物としてＴＸＰ〔α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン〕２．１１ｍｍｏｌ（１．０ｇ）を、ゲストとしたい有機化合物１０ｍｌ中に加えて、ＴＸＰが完全に溶解した後さらに所定の時間反応させ、この反応液を室温で放置して結晶を析出させた。この析出物を濾別後、室温にて真空乾燥を行い、本発明包接化合物である試料、１〜５を得た。
包接化合物の確認は、ＴＧ−ＤＴＡ測定，ＩＲ測定により行った。また、包接化合物の色調は測色色差計を用いて測定した。Ｃ．Ｉ．Ｅ．（ＣｏｍｍｉｓｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｄ’Ｅｃｌａｒｉａｇｅ）表示法に基づいた色測定値を表１に纏めて示す。
【００１６】
得られた本発明の包接化合物でゲスト化合物がアセトニトリルであるもの（試料２）のＩＲスペクトルを図３、１，４−ジオキサンであるもの（試料３）のＩＲスペクトルを図４、ベンズアルデヒドのもの（試料４）のＩＲスペクトルを図５、ピリジンのもの（試料５）のＩＲスペクトルを図６にそれぞれ示す。
【００１７】
（実施例３）試料：６の製造
ホスト化合物としてＴＸＰ２．１１ｍｍｏｌ（１．０ｇ）を、ゲスト化合物のベンゼン１０ｍｌ中に加え、ベンゼンが煮沸するまで加熱撹拌した後、反応液を室温まで放置して結晶を析出させた。結晶を濾別後、室温にて真空乾燥を行い、本発明包接化合物である試料、６を得た。
包接化合物の確認は、ＴＧ−ＤＴＡ測定、ＩＲ測定により行った。また、包接化合物の色調は測色色差計を用いて測定した。Ｃ．Ｉ．Ｅ．（ＣｏｍｍｉｓｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｄ’Ｅｃｌａｒｉａｇｅ）表示法に基づいた色測定値を表１に示す。
【００１８】
（実施例４）試料：７の製造
メタノール 5ｍｌ中にＴＸＰ２．１１ｍｍｏｌ（１．０ｇ）を加え、ＴＸＰが完全に溶解するまで加温しながら撹拌した。これにゲスト化合物のシネオール５ｍｌを徐々に滴下し、５０℃で５分撹拌しながら反応させた後、この反応液を室温で放置して結晶を析出させた。この析出物を濾別後、室温にて真空乾燥を行い、本発明包接化合物である試料、７を得た。
包接化合物の確認は、ＴＧ−ＤＴＡ測定，ＩＲ測定により行った。また、包接化合物の色調は測色色差計を用いて測定した。Ｃ．Ｉ．Ｅ．（ＣｏｍｍｉｓｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｄ’Ｅｃｌａｒｉａｇｅ）表示法に基づいた色測定値を表１に示す。
また、試料７のＩＲスペクトルを図７に示す。
【００１９】
（実施例５）試料：８の製造
水１０ｍｌ中にＴＸＰ２．１１ｍｍｏｌ（１．０ｇ）を加え、５０℃で２０分撹拌する。ここへケーソンＷＴ（ローム＆ハース社製）２０ｇ（ＣＭＩとして１１．４ｍｍｏｌ）を徐々に滴下し、２５℃で２４時間撹拌しながら反応させた。ついで、この液を室温でしばらく静置した後、沈澱物を吸引濾過し、濾過物を室温にて真空乾燥して赤橙色粉末の試料８を得た。
包接化合物の確認は、ＴＧ−ＤＴＡ測定，ＩＲ測定により行った。また、包接化合物の色調は測色色差計を用いて測定した。Ｃ．Ｉ．Ｅ．（ＣｏｍｍｉｓｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｄ’Ｅｃｌａｒｉａｇｅ）表示法に基づいた色測定値を表２に示す。
なお、実施例５で使用した水溶性殺菌剤（ケーソンWT）の分析値は、下記のとおりである。
ＣＭＩ（5-クロロ-2- メチル-4- イソチアゾリン-3- オン）： 10.1 wt%
ＭＩ（2-メチル-4- イソチアゾリン-3- オン）： 3.8 wt%
残部：塩化マグネシウム＋硝酸マグネシウム＋水
また、試料８のＩＲスペクトルを図８に示す。
【００２０】
（実施例６）試料：１〜５のゲスト化合物再放出に伴う色調変化
実施例１で得られた包接化合物を各々ドライヤーの熱風にさらしてゲスト化合物の放出試験を行ったところ、各包接化合物は変色して各々元のホスト化合物の色に戻った。
【００２１】
この結果より、本発明のホスト化合物と、このホスト化合物にゲスト化合物を包接してなる本発明の包接化合物とは色が異なり、変色によりゲスト化合物の有無を知ることができることが明かである。
【００２２】
（実施例７）試料：７のゲスト化合物の徐放性
実施例３で得られた試料７及び比較試料１，８−シネオール単独のそれぞれを、ゲスト化合物換算で０．６ｇとなるようにシャーレに採り、２５℃に保持したデシケーター中にセットした。これに乾燥空気を２５０ｍｌ／分で導入し、経時的に重量減少を測定した。その結果を表３に示す。表３より、本発明の包接化合物は有効成分の徐放性に優れることが明かである。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【表３】

【００２６】
【発明の効果】
本発明は、ゲストとなる有機化合物を包接することによりホスト化合物の色調が変化する包接化合物である。従来、ゲスト分子が包接されているか否かは視覚のみでは判断できなかったが、本発明の包接化合物によれば工業用殺菌剤、各種香料、精油などのゲスト有機化合物の捕捉並びに放出を視覚的に認識可能な包接化合物が提供される。
【００２７】
さらに、本発明のホスト化合物であるテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレン類は、広範囲な有機化合物を包接することができ、ホスト化合物の安定性、取扱性、加工性などが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゲスト化合物であるＴＸＰのＨ¹−ＮＭＲスペクトル
【図２】本発明のゲスト化合物であるＴＸＰのＩＲスペクトル
【図３】本発明の包接化合物である試料２のＩＲスペクトル
【図４】本発明の包接化合物である試料３のＩＲスペクトル
【図５】本発明の包接化合物である試料４のＩＲスペクトル
【図６】本発明の包接化合物である試料５のＩＲスペクトル
【図７】本発明の包接化合物である試料７のＩＲスペクトル
【図８】本発明の包接化合物である試料８のＩＲスペクトル

Claims

一般式化１

（式中、Ｒ₁〜Ｒ₁₆は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基及びアルコキシ基からなる群から選ばれる一種を表す。）で表されるテトラキス（ヒドロキシフェニル）キシレンを用いることを特徴とする有機化合物の包接化方法。