JPH0150231B2

JPH0150231B2 -

Info

Publication number: JPH0150231B2
Application number: JP3681282A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Okahara; Yoji Nakatsuji
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1989-10-27
Also published as: JPS58154576A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規クラウンエーテル、更に詳しくは
下記一般式によつて示される環外に二個のブロモ
メチル基を有するクラウンエーテル化合物及びそ
の製造法に関する。（式中、Ｒは水素原子又はアルキル基、ｍは０〜
３の整数、ｎは０〜２の整数を示す）クラウンエーテル類（crown ethers）とは、
大環状ポリエーテルに慣用的に付された名称であ
つて、種々の陽イオンに対して錯形成能を有する
ことが明らかになるにつれて、有機合成、分離分
析、生化学、医薬品等広い分野にわたつて利用さ
れ始めており、工業的に興味深い化合物である。近年、クラウンエーテルの化学にあつて注目を
集めているのは各種の機能性クラウンエーテル合
成の重要な鍵化合物となる官能基をもつクラウン
エーテルの合成である。本発明者等はかねてよりかゝる官能基をもつク
ラウンエーテルの合成並びに利用研究に従事し、
先にクロルメチル基又は水酸基を有するクラウン
エーテルの合成法について報告した（M.
Okahara、Y.Nakatsuji et al、Bull.Chem.Soc.
Jpn.、1980.53.481；J.Org.Chem.1980、45、
5355）。又、最近に至つて次式に示すようにポリ
エチレングリコールモノ−２−メチルアリルエー
テル(a)の分子内ブロモアルキル化によつて環外に
一個のブロモメチル基を有するクラウンエーテル
(b)の合成法を確立した（J.C.S.Chem.Comm.、
1981、219）。その後引き続き研究した結果、下記一般式によ
つて示すように環外に二個のブロモメチル基を有
するクラウンエーテル化合物の合成に成功した。
このような二官能性クラウンエーテルはブロモメ
チル基の反応性を利用してポリマーに直接組みこ
むことができるのみならず、オリゴエチレングリ
コールと反応させて二本の側鎖をもつクラウンエ
ーテルやナトリウムアルコキシドと反応させて側
鎖に電子供与基をもつラリアートエーテル、更に
はビニル基の導入による重合性モノマーへの誘導
など巾広く応用可能な化合物である。（但し、式中Ｒは水素原子又はアルキル基、ｍは
０〜３の整数、ｎは０〜２の整数を示す）上記一般式表示のクラウンエーテル化合物は文
献未載の新規物質で、本発明によれば一般式
（）（但し、式中Ｒは水素原子又はアルキル基、ｍは
０〜３の整数を示す）にて表わされるポリエチレングリコール不飽和ジ
エーテルとこれに対しＮ−ブロモスクシンイミド
及び一般式（）（但し、式中ｎは０〜２の整数を示す）にて表わされるポリエチレングリコールを夫々少
くとも２倍モル反応させて一般式（）（但し、式中Ｒ、ｍ及びｎは前記と同意義）にて表わされる化合物を生成せしめ、次いでこれ
を塩基の存在下に、スルホン酸ハライドと反応さ
せることによつて製造取得することができる。本発明に於て出発原料として使用されるポリエ
チレングリコール不飽和ジエーテル（）のう
ち、置換基Ｒが水素原子又はメチル基である不飽
和ジエーテルは例えばW.T.Olson et al、J.Am.
Chem.Soc.、69、2451（1947）に記載の方法に準
じてアリルクロリド（CH₂＝CHCHCl）又は２
−メチルアリルクロリド

【式】と一般式（式中、ｍは０〜３の整数、Ｍはアルカリ金属を
示す）にて表わされるポリエチレングリコールのアルカ
リ金属塩とをモル比２：１で反応させることによ
つて容易に製造取得することができる。又、置換
基Ｒがメチル基以外のアルキル基である不飽和ジ
エーテルについては対応するアルデヒドから下記
の反応工程を経由して製造することができる。本発明の方法のうち前段の反応工程に於て、ポ
リエチレングリコール不飽和ジエーテル（）に
作用させるＮ−ブロモスクシンイミド及びポリエ
チレングリコール（）（例えばエチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール又はそれらの
２種以上の混合物）の使用量に関しては、Ｎ−ブ
ロモスクシンイミド２倍モル程度であればよい
が、ポリエチレングリコール（）は通常反応溶
媒として兼用した方が好ましく、この場合10〜20
倍モルの過剰量が使用される。勿論、過剰のポリ
エチレングリコールを溶媒とする他に、不活性有
機溶媒、特に含塩素系溶媒（例えば1.2−ジクロ
ロエタン、ジクロロメタン等）が好適であり、エ
ーテル系溶媒（例えばジオキサン、テトラヒドロ
フラン等）も使用することができる。この前段の工程はポリエチレングリコール
（）にＮ−ブロモスクシンイミドを懸濁し、こ
れにポリエチレングリコール不飽和ジエーテル
（）を添加することによつて行われる。本反応は発熱を伴ない、約50℃に達すると速や
かに進行する。反応温度は室温乃至70℃、特に30
℃〜50℃になるように制御するのがよい。反応の
終了は沃化カリウム水溶液を用い活性ブロムの消
失で容易に確認することができる。反応終了後、
反応液より析出した副生スクシンイミドを除去
し、更に減圧蒸留に付して未反応ポリエチレング
リコールを留去すると中間生成物（）が得られ
る。中間生成物のジヒドロキシ化合物（）が調製
されたならば、引き続き次工程の環化縮合反応を
行なわしめる。本工程は通常塩基の存在下に中間
生成物のジヒドロキシ化合物（）とスルホニル
ハライドをモル比１：１にて反応させることによ
つて行われる。反応系に共存せしめる塩基としてはアルカリ金
属の水酸化物、水素化物又はアルコキシドが好ま
しく用いられる。具体的には水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム、水素化ナトリ
ウム、水素化カリウム、水素化リチウム、ナトリ
ウム−ｔ−ブトキシド、カリウム−ｔ−ブトキシ
ド等を挙げることができる。これら塩基の使用量
は中間生成物（）の有する二個の水酸基に対し
て化学的当量以上であればよく、アルカリ金属化
合物の場合には２倍モル以上、好ましくは2.5〜
４倍モルである。本反応は通常不活性有機溶媒中で行なわれる。
適当な溶媒として例えば、ジエチルエーテル、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、モノグライム、
ジグライム、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド、ｔ−ブタノール、ヘキサメ
チルリン酸トリアミド、ジクロルメタン、四塩化
炭素、ジクロルエタン、トリクロルエタン、テト
ラクロルエタン、クロロホルム等が挙げられる。
又スルホン酸ハライドとしては塩化メタンスルホ
ニル、塩化エタンスルホニル等の塩化アルカンス
ルホニル、塩化ベンゼンスルホニル、塩化−ｐ−
トルエンスルホニル等の塩化アレンスルホニル、
塩化トリクロロスルホニル等が挙げられる。環化縮合反応を行なうには通常は中間生成物ジ
ヒドロキシ化合物（）とスルホン酸ハライドと
をモル比１：１で含む溶液を上記塩基化合物粉末
の懸濁液もしくは塩基溶液中に撹拌しながら徐々
に滴下する。この際水酸化ナトリウム−ジオキサ
ン系、カリウム−ｔ−ブトキシド−ｔ−ブタノー
ル系、水素化ナトリウム−ジメチルスルホキシド
系が好ましい。又、別々に調製したジヒドロキシ
化合物（）とスルホン酸ハライドの各溶液を同
時に塩基化合物の懸濁液もしくは塩基溶液中に滴
下してもよい。反応温度は一般に常温〜100℃程
度がテンプレート効果が期待できるので望まし
い。又反応時間に関しては常温でも４〜５時間程
度で十分であるが、温度が高くなると更に短縮し
得る。反応終了後、反応混合物より副生した塩を除去
し、次いで溶媒を留去する。得られた残渣を適当
な溶媒、例えば水−メチレンクロリドで抽出し、
メチレンクロリド層より溶媒を留去することによ
り目的物を単離することができる。更に必要に応
じてカラムクロマトグラフイーによつて精製して
もよい。以下参考例及び実施例により具体的に説明す
る。参考例エチレングリコールジ２−メチルアリルエーテ
ルの製造ｔ−ブタノール500mlに金属ナトリウム22.99ｇ
（1.0モル）を加え、70℃でエチレングリコール
31.04ｇ（0.5モル）を２時間を要して滴下した。
70℃で５時間撹拌して金属ナトリウムを完全に溶
解させ、これに２−メチルアリルクロリド99.61
ｇ（1.1モル）を５時間で滴下し、更に10時間反
応させた。反応終了後反応液を過して塩を除去
し、ｔ−ブタノールを減圧下に留去した。次いで
ヘキサン−水系で抽出し、ヘキサンを留去した。
減圧蒸留によりb.p.45〜50℃／3Torrの留分とし
てエチレングリコールジ２−メチルアリルエーテ
ルを55.8ｇ得た。収率65％。元素分析ＣＨ(%) 実測値 70.15 10.82 計算値 70.55 10.66 Mass（ｍ／ｅ） 170（M⁺、１）、155(2)、115
（34）、73（61）、71（85）、55（100）、43（37）、4
1
（21） NMR（δ、CCl₄） 1.68（ｓ、6H）、3.36〜3.44
（ｔ＋ｔ、4H）、3.82（ｓ、4H）、4.76〜4.92（ｍ
＋ｍ、4H） IR（cm^-1） 3090（ｍ）、2890（ｓ）、1660（ｍ）、
1450（ｍ）、1380（ｍ）、1380（ｍ）、1350（ｍ）、
1120（ｓ）、910（ｓ）尚ポリエチレングリコールジ２−メチルアリル
エーテル及びポリエチレングリコールジアリルエ
ーテルの合成は上記方法に準じて行なつた。実施例１２，９−ジブロモメチル−２，９−ジメチル−
15−クラウン−５（1a）の製造エチレングリコール18.62ｇ（0.3モル）にＮ−
ブロモスクシンイミド（NBS）10.68ｇ（0.06モ
ル）を加えて35℃に保ち、これに参考例で得たエ
チレングリコールジ２−メチルアリルエーテル
（3a）5.11ｇ（0.03モル）を１時間で滴下した後、
50℃に昇温し更に４時間反応させた。反応終了
後、析出した白色結晶（スクシンイミド）を別
し、液を減圧下に濃縮して過剰のエチレングリ
コールを留去して（2a）を73％の収率で得た。ジオキサン100mlに粉砕した水酸化ナトリウム
（95％）3.37ｇ（0.08モル）を加えて撹拌下、50
℃でベンゼンスルホニルクロリド3.57ｇ（0.02モ
ル）、（2a）9.04ｇ（0.02モル）及びジオキサン
100mlからなる均一混合溶液を５時間に亘つて滴
下し、更に４時間反応させた。反応終了後過し
て塩を除き、溶媒を留去した。残渣に水を加えて
メチレンクロリドで抽出し、メチレンクロリド層
より溶媒を留去して粗精製物を得た。精製はシリ
カゲルカラムクロマトグラフイー（アセトン−ヘ
キサン系）で行ない、淡黄色液体として（1a）
を得た。収率41％。元素分析値（％）ＣＨ Br 実測値 38.35 6.32 36.43 計算値 6.32 6.04 36.81 IR（neat） 2890（ｓ）、1460（ｍ）、1380（ｍ）、
1300（ｍ）、1260（ｍ）、1200（ｍ）、1140（ｓ）、
970cm^-1（ｍ）、680（ｍ） Mass（ｍ／ｅ） 436、434、432、355(2)、353(2)、
139（42）、137（49）、115（32）、101（30）、73
（62）、71（43）、55（69）、45（95）、43（100） NMR（δ、CCl₄） 1.23（ｓ、6H）、3.23〜3.61
（ｍ、20H）屈折率（n²⁰ _D） 1.5115 又上記方法のうち後段（2a）の環化縮合工程
に於て反応媒体としてジオキサンの代りにジメチ
ルスルホキシドを、又塩基として水酸化ナトリウ
ムの代りに水素化ナトリウム1.92ｇ（0.08モル）
を夫々用いた以外は全く同一の条件下で反応させ
たところ、（1a）を35％の収率で得た。実施例２２，12−ジブロモメチル−２，12−ジメチル−
18−クラウン−６（1b）の製造エチレングリコール31.04ｇ（0.5モル）にＮ−
ブロモスクシンイミド17.80ｇ（0.1モル）を加え
て35℃に保ち、これにジエチレングリコールジ２
−メチルアリルエーテル（3b）10.72ｇ（0.05モ
ル）を１時間で滴下した後、50℃に昇温し、更に
４時間反応させた。反応終了後析出したスクシン
イミド結晶を去し、液より過剰のエチレング
リコールを留去して（2b）を20.10ｇ（0.041モ
ル）得た。収率81％であつた。ジオキサン100mlに粉末状の水酸化カリウム
（85％）13.37ｇ（0.203モル）を加えて撹拌下、
50℃でベンゼンスルホニルクロリド7.87ｇ
（0.045モル）、（2b）20.10ｇ（0.041モル）及びジ
オキサン100mlからなる均一混合溶液を５時間要
して滴下し、更に４時間反応させた。以下実施例
と同様な操作を行なつて淡黄色液体として（1b）
を得た。収率25％。元素分析（％）ＣＨ Br 実測値 40.05 6.50 33.20 計算値 40.19 6.32 33.42

【表】又上記（2b）の環化縮合工程に於て水酸化ナ
トリウム−ジオキサン系の代りにカリウム−ｔ−
ブトキシド22.4ｇ（0.2モル）−ベンゼン100ml系
を用いた以外は全く同一条件下で反応させたとこ
ろ、（1b）を40％の収率で得た。実施例３２，６−ジブロモメチル−２，６−ジメチル−
18−クラウン−６（1c）の製造ジエチレングリコール31.84ｇ（0.30モル）、Ｎ
−ブロモスクシンイミド10.68ｇ（0.06モル）及
び（3c）3.79ｇ（0.03モル）を用い、実施例１と
同様な反応操作を繰返して（2c）12.50ｇ（0.025
モル）を得た。収率84％。次いでジオキサン100
mlに粉砕した水酸化カリウム（85％）8.31ｇ
（0.126モル）を加えて撹拌下、50℃でベンゼンス
ルホニルクロリド4.89ｇ（0.028モル）、（2c）
12.50ｇ（0.025モル）及びジオキサン100mlから
なる均一混合溶液を５時間要して滴下し、以後実
施例１と同様な操作を行なつて（1c）を淡黄色液
体として得た。収率31％。元素分析（％）ＣＨ Br 実測値 40.13 6.34 33.48 計算値 40.19 6.32 33.42

【表】実施例４２，９−ジブロモメチル−２，９−ジメチル−
21−クラウン−７（1d）の製造ジエチレングリコール53.06ｇ（0.5モル）、Ｎ
−ブロモスクシンイミド17.80ｇ（0.10モル）及
びエチレングリコールジ２−メチルアリルエーテ
ル（3d）8.51ｇ（0.05モル）を用いて実施例１と
同一の反応操作を行なつて（2d）22.9ｇ（0.042
モル）を得た。収率85％。次いでジオキサン100
mlに水酸化カリウム（85％）13.99ｇ（0.212モ
ル）を加えて撹拌下、50℃でベンゼンスルホニル
クロリド8.23ｇ（0.047モル）、（2d）22.9ｇ
（0.042モル）及びジオキサン100mlからなる混合
溶液を５時間を要して滴下し、以後実施例１と同
様な操作を行なつて（1d）を淡黄色液体として
得た。収率19％。元素分析（％）ＣＨ Br 実測値 41.26 6.62 30.50 計算値 41.40 6.56 30.60

【表】〓

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（但し、式中Ｒは水素原子又はアルキル基、ｍは
０〜３の整数、ｎは０〜２の整数を示す）にて表わされる環外に二個のブロモメチル基を有
するクラウンエーテル化合物。２一般式（）（但し、式中Ｒは水素原子又はアルキル基、ｍは
０〜３の整数を示す）にて表わされるポリエチレングリコール不飽和ジ
エーテルと、これに対しＮ−ブロモスクシンイミ
ド及び一般式（）（但し、式中ｎは０〜２の整数を示す）にて表わされるポリエチレングリコールを夫々少
くとも２倍モル反応させて、一般式（）（但し、式中Ｒ、ｍ及びｎは前記と同意義）にて表わされる化合物を生成せしめ、次いでこれ
を塩基の存在下にスルホン酸ハライドと反応させ
ることを特徴とする一般式（）（但し、式中Ｒ、ｍ及びｎは前記と同意義）にて表わされる環外に二個のブロモメチル基を有
するクラウンエーテル化合物の製造法。３塩基がアルカリ金属の水酸化物、水素化物又
はアルコキシドである特許請求の範囲２項記載の
製造法。４スルホン酸ハライドがスルホン酸塩化物であ
る特許請求の範囲２項記載の製造法。