九州大学学術情報リポジトリ

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Kyushu University Institutional Repository

複素芳香環を含む両親媒性化合物の分子間相互作用 と二次元凝集構造に関する研究

竹原, 健司

九州大学工学応化機能応用化学

https://doi.org/10.11501/3065523

出版情報：Kyushu University, 1992, 博士（工学）, 課程博士 バージョン：

権利関係：

複素芳香環を含む両親媒性化合物の

分子関相互作用と二次元凝集構造に関する研究

竹 原 健 司

E 次

第l章 緒言

1 -1 . 研究の背景 ^'I

fO Qノ 1i

唱EA

1-2. 研究の目的と意義

1-3. 本論文の骨子

〈参考文献〉

第2章 複素芳香環を含むピフェニル系両親媒性化合物の合成とその性状

2 - 1 . 序 12

2-2. アルコキシビフェニルカルボン酸系化合物1�8の合成 ₁₅

2-3. 両親媒性化合物1�8の物性データ ₃₃

〈参考文献} ₃₇

第3章 二次冗分子集合体の凝集構造における複素芳香環の効果

3-1. 序 38

3-2. 水面上単分子膜の表面圧ー面積曲線 ₄₀

3-3. 水面上単分子膜の紫外吸収スペクトル ₄₅

3-4. 水面上単分子膜の安定性 ₆₃

3-5. 累積膜中での分子配向 ₆₈

3-6. 二次元凝集構造と複素芳香環の効果に関する考察 ₇₀

3-7. まとめ ₇₈

〈参考文献〉 ₇₈

第4章 二次冗系における分子問静電相互作用とそのエネルギ一計算

4 - 1 . 序 79

4-2. 分子間静電相互作用エネルギーの計算法 ₈₀

4-3. 垂直配向における静電相互作用エネルギー(i1Ep) ₈₉ 4-4. 傾斜配向における静電相互作用エネルギー(i1Et) ₉₄

4 _{- 5.} まとめ ₁₀₁

〈参考文献〉 102

第5章 二成分混合系における二次冗分子集合体の凝集構造

5 ^- 1 . 序

5-2. 混合二分子会合モデルによる多極子ー多極子静電相互作用

5-3. 実験

5-4. ^混合系[ 1 ]の水面上単分子膜における凝集構造

5-5. 混合系[_II ]の水面上単分子膜における凝集構造

5-6. 混合系[ill]の水面上単分子膜における凝集構造

5-7. 混合系[N]の水面上単分子膜における凝集構造

5-8. 混合系[V]の水面上単分子膜における凝集構造

5-9. 気水界面における二成分混合状態の比較

5 _-10. 混合系における分子間多極子-多極子静電相互作用

5 -11. まとめ

〈参考文献〉

第6章 結言

謝辞

6-1. ^{本論文の成果} 6-2. 応用と将来の展望

〈参考文献〉

103 106

108 110 129 133 138 144 149 152 159 162

163 165 167

168

1 - 1 . 研究の背景

l- 1 - 1 . 分子集合体の重要性

第1章 緒

かつて有機化合物は生命体によってのみ生産されると定義されていたが、 その最 も根源、的な化合物である尿素 が1826年にWöhlerによって無機物から合成されて以来、

多種多様の有機化合物が合成され、 今日では天然物を含め てその数は1千万以上に上 っている。 近年、 極めて複雑な天然物であるビタミンB12がWoodwardらによって全

合成され1)、 生体を構成する重要な分子であるタンパク質分子や核酸分子の合成も 可能になって きている。 個人の 技術 的な点を無視した" 可能性" の領域では、 「ど んな化合物でも完成図(分子構造式)が示されれば、 その設計図(合成経路)を描き、 実 際に組み立てる(合成する)ことができる」と言うことができるであろう。

しかしながら、 我々人間やその他の生体またはその一部分である生体組織は、 タ ンパク質や脂質や糖質などの分子を構成要素として成り 立っている が、 それ らの分 子を合成できたとしてもそれらを基に生体や生体組織を人工的に作ることは少なく とも現時点では不可能である。 一つ一つの部品は作れて も、 それぞれを正し く配置 して組み立てるための設計図と技術を得るに至っておらず、 今後の大きな課題の一 つである。 生体 やその組織は、 分子が単に寄せ 集まっているのではなく、 何らかの

力(相互作用)によって秩序的に配置、 配列して構成されている。 例えば、 植物細胞中 の葉緑体中では、 リン脂質によって固定されたアンテナクロロフィル分子のポルフ イリン環部 が折り重なるように配列し、 受容し た光のエネルギーを効率良く 光合成 反応中心へ移動させている2)。 このように、 数多くの分子が秩序的 ・ 組織的に集合 化した構造体を分子集合体(molecul紅assembly)と呼び、 特に生体 系のように高度に組 織化された分子集合体を分子組織体(molecular organizate)と呼ぶことがある。

分子集合体は生体系だけではなく、 分子性結晶や液品相などもその一つである。

このような低分子の分子集合体についてみるに、 最近10年 あまりの問、 特にエレク トロニクス関連の分野で分子集合体 が注目されて種々の研究 がなされ、 分子エレク

ー1 -

トロニクスとして急速に発展した。 デバイスの高密度化 の行き着く究極として1個の

分子を最小単位とする分子素子(molecular device)が考えられたためであるが、 現時点 ではその実現性 が低いため分子のレベルで構造や機能が制御され た分子集合体の素 子として主に扱われるようになっている。 一般に分子集合体としての物性は、 その 構成分子一分子の物性とは異なる場合が多い。 従って、 それ自体の性質は似通った 二種の分子でも 、 その分子 から構成される分子集合体の 構造が異なればその性質も 大きく異なるこ とがある。 例えば、 有機二次非線形光学材料の骨格に良く用いられ

る4-ニトロアニリンは大きな分子超分極率(34.5x10・30 esu)を示すが、 その結品は反転 対称性を有するために全くSHG(第二次高調波発生)不活性である。 それに対して、 メ チル基を一つ導入した2-メチルー4-ニトロアニリンの結晶は尿素に比べて22倍のSHG 活性を示す。 ところが、 3-メチルー4-ニトロ アニリンの結品になるとまたSHG不活性 となる(表1-1)。 ある機能を持つ分子集合体の設計に当たって、 分子設計が いかに重 要であるかを示すーっの例である。

表1-1. ニトロアニリン系化合物結晶のSHG3)

い。叫ιO-N02明 N02

SHG

相対強度*) ^。 22 0

・)対尿素比

このように、 人工的に期待する機能を持つ分子集合体を構築するには、 集合体の 構造を制御することが重要であるのは当然であるが、 そのためには構成分子の分子 構造を最適に設計する必要がある。 分子設計を行うためには何らかの指針が 必要で あり、 その鍵となるのは分子が集合体を形成す る際に働く分子間相互作用である。

最近では、 分子間相互作用と集合体構造の推定に分子軌道(MO)法等の計算的手法を 用いることが試みられるよつになった。 また、 古典的なポテンシャル関数を用いる 分子力場(MM)法も分子集合体を対象としたMM34-6)も報告されており注目されてい る。 図1-1に分子集合体構築のための一般的なサイクルを示した。

- 2 -

分子l‘ '|分子集合体

(構造) 分子関相互作用 (構造) (分子関力:

計算手法(法 MO，MM) 帰納的手

(分子設計)

(有機合成) _作製技術 ^物性評価

図1-1 分子集合体構築における最適化

ヲJ

l- 1- 2. 二次元分子集合体

自然界には層状構造の二次元分子集合体が数多く存在する。細胞の内外を隔てる 細胞膜や視細胞中の円板膜、 葉緑体中のラメ ラ構造などである。 細胞膜や円板膜は 一般に生体膜と呼ばれる膜で、 その 構造に関して両親媒性化合物であるリン脂質の 二分子膜にタンパク質分子が貫入または付着した流動モザイク模型が一般に認めら れている7)。 脂質二分子膜は タンパク質を保持するマトリックスや細胞内外を 隔て る隔壁の役割を持つだけでなく、 外部刺激に対する受容部とそれ をタンパク質分子 等に伝える伝達部としての働きもする多機能分子集合体である。また、 自己凝集し て二分子膜を形成するのは生体膜の リン脂質のみに限らない。国武らは、 種々の発 色団を含む合成二分子膜を作製し、 発色団(剛直セグメント部)の構造が凝集形態や分 子配向性 に重要な影響を及ぼすことを示した8)9)。

人工的に作られる二次元分子集合体としては、 他には水面上単分子膜(気水界面単 分子膜)とLangmuir-Blodgett(LB)膜10)が主なものである。水面上単分子膜の研究は19 世紀末より始められ、 これまでに単分子膜形成化合物として数多くの両親媒性化合 物が知られている11) 12)。水面上単分子膜は全く二次元的な分子集合体であり、 分子 性結品などの三次元分子集合体に比べて次元が一つ小さいので、 分子間相互作用と 集合体構造に関する情報を得て解析するのに都合がよい系である。梶山らは、 長鎖 脂肪酸から成る高品質の水面上単分子膜及びLB膜の製膜技術を開拓している13)14)。

一方、 分子構造の変化による分子間相互作用の制御と水面上単分子膜構造の関係に 関する系統的な研究も開始されるようになった。 この理由は、 外界からに影響を受 け易い "水面" 上のわずか"一分子層"の膜の状態、を探る技術が最近になって揃っ てきたことである。例えば 、 マルチチャンネル測光器による吸収-発光スペクトル の高速高感度測定 15)、 蛍光顕微鏡16)・ ブルースタ一角顕微鏡による形態観察、 エリ

プソメトリー偏光解析17)、 シンクロトロンX線回折18)等の測定が水面上の単分子膜 に対して行えるようになったためである。適当な分子系を設定で きれば集合体構造 制御に関する有用な情報を得られるであろう。

LB膜製膜法は、 水面上に形成させた両親媒性化合物の単分子膜を1層ずつ固体基 板上に移し取る薄膜作製法であり、 単分子層オーダーで膜厚制御が可能であること、

分子配向の制御が容易であること、 二種以上の単分子膜の累積によって超格子的な

- 4 -

積層構造膜を作製できること、 多種多様な分子を対象とすることができること等の 特徴を持ち、 分子エレクトロニクス素子をめざした研究が多くなされてきた19)。 こ

こにおいて、 分子聞の相互作用に着目して分子設計し、 構造制御を行うことは意義 深いものであろう。 明確な戦略に沿った分子設計に基づく構造制御の指針を確立す ることが重要で、ある。

- 5 -

1-2. 本研究の目的

分子集合体を形成してい る分子中 のベンゼン環を複素芳香環に置換すると、 その 物性が変化す る。 例えば、 図1-2に示すように4-アルコキシ-4"-シアノターフェニル は液品性を示すが、 その三つのベンゼ、ン環のうちの一つをピラジン環で置換した化 合物は、 より広い温度範囲で液晶状態をとる。 図中には 示していないが、 ピラジン 化合物はアルキル炭素数n=lで既に層状構造のスメクチック相が存在するが、 ターフ ェニル化合物ではそれ はn=8以上である。 このことは、 ピラジン環でベンゼン環を置 換すると分子間の相互作用が大きくなるためと説明できる。

300

。。

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Lq-J +コ悶

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-It- L.c.→isotropic liquid

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附2n+1-G-O-O

^CN

ロ

4 ₆ 8

number of carbon in alkyl group (n)

図1-2 ターフェニル骨格化合物の液品転移温度

また、 図1-3は4'ードデシルオキシビフェニルー4-カルボン酸とそのカルボキ シル基側 のベンゼン環をピラジン環で置換した5-(p-ドデシルオキシフェニノレ)ピラジンー2-カル ボン酸の純水上で、の表面圧ー面積曲線である。 これらの相違から分子骨格へのピラジ ン環の導入が水面上で、の分子の凝集状態に影響していることがわかる。

そこで本研究では分子集合体中での複素環の このような作用に着目して、 複素環 による分子集合体の構造制御とその要因を明らかにすることを目的とした。 低次元 分子集合体の方が解析が容易であることから、 二次元分子集合体特に水面上単分子

- 6 -

70

E:

60 之

R

₅₀

はJ

540

cf) cf)

E

iよj 30

(.) 20 LU

cr:: K

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₁₀

C12H2

ベ〉く〉

^co

0 0.1

C12H2

ベ)-Q-

∞

、、­~

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

SURFACE AREA / nm 2.molecule-1

図1-3 水面上単分子膜におけるピラジン環の効果

膜を対象とした。 両親媒性分子の基本骨格を図1-3にも示した4'ードデシルオキシビフ ェニルー4-カルボ、ン酸1とし、 このピフェニル骨格中の一つのベンゼン環を ピラジン 環、 ピリジン環、 ピリミジン環、 ピリダジン環の含窒素六員環複素芳香環で置換し た化合物2�8を研究対象化合物とした。 図1-4に1�8の分子 構造を示す 。

。 ^。 。 ^τ、

pyrazlne pyridine pyrimidine pyridazine

いずれ の複素芳香環もベンゼン環と立体的なかさ張りがほとんど同じであるので、

分子の立体的外形がどの分子もほぼ同一で、、 分子間相互作用を考えるには最適の系 であると考えられる。

次に、 これらの化合物の二次元分子集合体に関して得られた情報を基に、 この系 における分子間相互作用のモデルを提案し、 さらにそれに基づいて新たな分子集合 体の構築に対する基本指針を得ることを目的とする。

ー7-

CnH2n+1

0-Q--0-

^∞

…O-O

^{∞2H 2}

nい-0-0

-

^{∞ 3}

…0く〉

^{∞ 4}

山4

ひ-0-ベC ;

^{ト∞ 5}

…0ぺ与

^{∞ 6}

…0合

^{∞ 7}

叫1

ぺJ--O-

^{∞2 8}

図1-4 本研究の対象複素環化合物

- 8 -

1-3. 本論文の概要

本論文は本章を含めて全6章より構成される。 以下にその概要を述べる。 また、

論文構成の概略図を図1-5に示す。

第2章では、 本章前節で 述べたように分子骨格を変えずに分子 集合体中での分子 間相互作用を 変化させることを期待して分子設計された一連の化合物、 すなわち複 素芳香環を含むピフェニル型両親媒性化合物のそれぞれの合成について述べる。

第3 章では、 合成した両親媒性化合物が形成する二次元分子集 合体、 主に水面上 単分子膜中における分子の凝集状態を、 その表面圧ー面積曲線、 吸収スペクトル特性、

及び定圧表面積変化の測定結果に基づいて論ず る。 また、 凝集状 態に及ぼす複素芳 香環の効果を、 分子問相互作用に基づいて説明を試みる。

第4章では、 第3章の最後で述べ る複素芳香環による分子間相 互作用の違いをよ り定量化するために、 分子間相 互作用を多極子ー多極子静電相互作用に限定し二次元 配列モデルを用 いた計算によってそのエネルギーと構造の最適化を行う。 さらに、

その計算結果と第3章において得られた測定結果とを比較検討する。

第5章では、 各化合物の凝集状態に関する測定結果(第3章)と多極子-多極子静電

相互作用による計算結果(第4章)に基づく考えを二成分混合系に拡張、応用すること によって新しい 分子集合体系を構築する。 合成 した両親媒性化合物の内から、 多極

子-多極^子相互作用^の点から適切 な^二成分系を抽出 し、 それ ら の混^合物の水面上単^分

子膜中での混合状態を表面圧ー面積曲線、 吸収スペクトル、 定圧表面積変化の測定に より評価考察する。

第6章では、 以上を総括し、 今後の展望について述べる。

-9 -

第2章

複素芳香環を含むピフェニル系両親媒性化合物 の合成とその性状

単成分系 二成分系

分子集合体の形成

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一次

ニ= ロ 圃

第4章

二次元系における分子問静電相互作用 とそのエネルギ一計算

空ー

図1-5 本論文の構造

- 10-

〈参考文献〉

1) R. B. Woodward， Pure Appl. Chem.， 33， 145 (1973) 2)福田清成、 科学、 52、 673(1982)

3)加藤政雄、 中西八郎、 f手守機非線形法学材科j、 シーエムシ一、 (1985) 4) N. L. Allinger， J.-H. Lii， 1. Am. Chem. Soc.， 111，8551 (1989)

5) J.-H. Lii， N. L. Allinger，1. Am. Chem. Soc.， lll， 8566 (1989) 6) _{J.-H. Lii， N.} L. Allinger，1. Am. Chem. Soc.， 1斗，8576 (1989) 7) S. J. Singer， G. L. Nicolson， Science，立2，720(1973)

8) T. Kunit泊ce， Y. Okahata， M. Shimomura， S. Yasunami， K. Takarabe， 1. Am. Chem. Soc.，

103， 5401 (1981)

9) M. Shimomura， H. Hashimoto， T. Kunitake， Chem. Lett.，立笠，1285

10) _K. B. Blodgett， J. Am. Chem. Soc^.， 57，1007 (1935)

11) _{G. L.} Gaines， Jr.， "/nsoluble Monolayers at Liquid-Gas /nteヴαces"，

Intersciences Publishers， New York (1966)

12)福田清成、 杉 道夫、 雀部博之、 rLB腐とエレク介ロニクスj、 シーエムシ 一、(1986)

13) K. Umemura， M. Uchida， Y. Oishi， R. T泊cei， T. Kajiyama， Rept. Progr. Polym. Phys.

Jpn.， l.L 191 (1988)

14) T. Kajiyama， Y. Tanimoto， M. Uchida， Y. Oishi， R. Takei， Chem. Lett.， 1989， 189

15)入山啓治、 桑名達雄、 佐学工業、 辺、 652(1989) 16)宮野健次郎、グと学工業、 盟、 955(1989)

17) D. D. Engelsen， 1. Opt. Soc. Am.， 52， 1460 (1971)

18) T. Matsushita， A. Iida， K. Takeshita， K. S出to， S. Kuroda， H. Oyanagi， M. Sugi，

Y. Furukawa， Abstracts Booklet 015th lnternational Conference on Langmuir-Blodgett Films， GP17 (1991)

19) for example; R. H. Tredgold， Rep. Prog. Phys.， 50，1609 (1987)

- 11 -

第 2 章

複素芳香環を含むビフェニル系両親媒性化合物 の合成とその性状

本章では、 本研究で用いた含窒素複素芳香環を分子骨格中に有する両親媒性化合 物の合成について述べる。

図2-1に対象化合物の分子構造を示す。 本論文で対象とする両親媒性化合物は全て、

ピフェニル骨格の4、 4'ー位にそれぞれ長鎖アルコキシ基とカルボ、キシル基を有する構 造を持つ。 本論文では、 二次元分子集合体における両親媒性分子の凝集状態を研究 対象と するが、 分子の立体的因子による空間充填の効果 よりも、 分子問相互作用の 効果を明らかにするために、 このような単純な分子構造で統ーした。

両親媒性化合物1はピフェニル基本骨格そのままの分子構造を持ち、 唯一複素芳 香環を含まない 化合物であ る。 従って、 他との比較により複素環の効果を明確にす るための基準となる。 1の一方のベンゼン環をピラジン、 ピリジン、 ピリミジン、

そしてピリダジンの4種の複素芳香環の何れかと置き換えた両親媒性化合物がそれ ぞれ2と8、 3と4、 5と6、 そして7である。 8以外はカルボキシル基側のべン ゼン環が複素環に置換された化合物であるが、 モノアジン、 ジアジンの全てのタイ プを網羅た。 これらは芳香環中の窒素原子の数と位置が異なるのみで、 全でほぼ同

じ分子形状をした化合物群である。

これらの化合物そのものの直接の合成報告はほとんど無いが、 その合成前駆体と 成り得るニトリル体やエステル体、 または同骨格の短鎖化合物は液晶化合物として 合成法が報告されている。 それらの文献を参考に合成を行ったが、部分的には変法 ・ 別法を用いた。 また最終生成物のカルボン酸の精製に関しては、 ジアゾメタンによ るエステル化、 クロマトグラフイーによる分離精製、 LiOH/THF系による加水分解を 行った後に再結品する方法を用いたところ良好な結果を得た。 試薬及び溶媒は市販 品を必要に応じて精製して使用した。 精製法は成書1)を参考に行った。 化合物の同

定及び純度の確認は融点、 核磁気共鳴(N:MR) スペクトル、 赤外吸収(IR)スペクトル、

質量分析スペクトル(MS)、 元素分析(EA)によった。

- 12 -

本論文中では、 化合物を示すのに一般によ~立の化合物番号を用いるが、 必要に 応じて次に示す略記号も用いる。

一般式: CnXYZ

Cn:アルキル炭素数、 X:結合子(0のみ)、 y.Z:芳香環記号 芳香環記号:^B (Qenzene)、 Pya (pyrazine)、 PyN・NPy* (pyridine)、

PymN・NPym* (pyrimidine)、 Pyd (pyridazine)

*大文字のNは窒素原子の位置を示す

分析は下記のに測定機器を使用した。

融点: ミクロ融点測定器 柳本製作所 (融点は未補正のまま示した)

NMR: R町600型 目立フーリエ変換高分解能核磁気共鳴装置

1 R: 270-30型 目立赤外分光光度計

マススペクトル: ^GCMS-7000 島津ガスクロマトグラフ質量分析計 u V: Ubest-50型 日本分光分光光度計

-13 -

I

^{n= 12}

1 I

^{n= 16}

1

nH2n+10

-Q--O-

^{∞ CnOBB 1a 1b}

2n+10

-Oく〉

^{∞ CnOBPya 2a 2b}

nH2n+10

-Oぐ〉

^{C02H CnOBPyN 3a}

ん0

-0-0-

^{∞ CnOBNPy 4a}

叫10

-0ベC|〉

^{C02H CnOBPymN 5a 5b}

山10

-0-く〉

^{∞ CnOBNPym 6a 6b}

CnH2n+10

-O-ぐ〉-

^{c02H CnOBPyd 7a}

山10

く)-O-

^{CO CnOPyaB 8a 8b}

図2-1 合成した両親媒性複素芳香環化合物

-14 -

2-2. アルコキシピフェニルカルボン酸系化合物1--8の合成

この節では、 新たに合成したものや合成法を改良した ものについて記述し、 既知 の方法による場合は参考文献を示した。

2 - 2 -1. 4'-アルコキシビフェニルー4-カルポン酸1の合成

化合物1は4'-アルコキシー4-シアノピフェニル(市販品)の加水分解によって合成 できる(下のスキーム) 。

Rひ

て}-

^CN

、

、

、

1) ^Base

2) ^H+ _{，.. RO}

-o-仁}-

^C02H

しかしながら、 この方法では高温(120 oC)・長時間(約2日)の反応条件が必要な上に収 率は低い(1 _a の場合290/0 )。 これは、 中間生成物である酸アミド体が溶媒に極めて溶 け難いためである。 また、 種々のアルキノレ炭素数の化合 物を合成するのに不向きで ある。

そこで、 市販品として入手可能(東京化成)な4'-ヒドロキシピフェニル-4-カルボン 酸を原料として合成を行っ た(Scheme 2-1)。

HO

-Q-{コト

^{C02H 2) RBr RO}

-Oて}-

^∞

Scheme _{2-1. CnOBB} 1の合成経路 1 _a; R= C12H25 ， 1 _b; R= C16H33

この方法では、 加水分解反応を必要とせず、 任意の長さのアルキル基を導入できる 点で有利である。 この方法でアルキル炭素数12(₁ a)及び16(1 b)のものを合成した。

- 15 -

①4'ーヘキサデシルオキシピフェニルー4-カルボン酸よEの合成

金属ナトリウム120 mg(5 .22 mmol) と純(abs. )エタノール20 mlから調整したナト リウムエトキシドのエタノール溶液に、 4' -ヒドロキシピフ ェニル-4-カルボン酸 506 mg (2.36 mmol)を粉末のまま加えたところ白濁した。 10分程度撹持した後、 ヘ

キサデシルブロマイド855 mg(2.80 mmol)のabs.エタノール10ml溶液を滴下して加 えた。 白濁したまま3時間還流し、 反応液をNaHC03飽和水 溶液に注いだ。 生じた 沈殿( ¹ bのNa塩)を鴻取し、 これを2N塩酸に投入して撹祥した後、 沈殿を 再び猿 別した。 水、 続いてエタノールで洗浄して得られた白色粉末を酢酸で再結品して 光沢のある白色板状結晶84 mg( 0.186 mmol)を得た。極めて収率が低かったが、

これは原料のジアニオンが溶媒のエタノールに溶解しなかったためと考えられる。

収率: 7.9 ^%

融点: 156� 158 oc 澄明点 : 232 oC (191 oCに転移点 ) NMR( ⁰ jppm;CDC13+DMSO-d6 ): 0.87 (3H， t， 1=7 Hz， CH3 )

1.26 (28H， s， CH2)

4.01 (2H， t， 1=7 Hz， CH2-O)

6.97，7.56，7.59，8.07 (2H， d， 1=9 Hz， Ben-H ) IR(KBr Disk): 3300---2300 cm-1 (νOH)

1682 cm-1(νC=O) MS(mje): 438 ([M]+)， 213 ([M-C16H33]+)

元素分析(calcd.): C; 79.33 (79.41)， H; 9.57 (9.65 )

②4'-ドデシルオキシビフェニル-4-カルボン酸1 a の合成

1 bの収率が低かったため、 アルキル炭素数12の1 aの合成で、は原料のジアニオ ンをより良く溶かすと考えられる溶媒としてDMFを用いた。 以下にその合成手

順と結果を示す。

水素化ナトリウム0.599 g(15.0 mmol)を二つ口ナスフラスコ(100 ml)に取り、 乾 燥ベンゼン3 mlを入れて懸濁させた。 モーターを用いて撹鉾しながら、 4'-ヒドロ

キシピフェニルー4-カルボン酸 1.522 g(7.1 05 mmol)のDMF50 ml溶液をゆっくり滴 下した。 室温で20分撹排した後、 ドデシルブロマイド1.960 g(7.864 mmol)のDM

F-乾燥ベンゼン混合溶媒(1: 1) 20 ml溶液を滴下した。 室温で一晩撹排した後、

反応混合物を氷を入れた2N塩酸に注いだ。 生成した沈殿をi慮、取し、 減圧乾燥後ヘ キサンで洗浄してカルボン酸1 aの白色粉末を得た。

- 16 -

より純度の高いカルボン酸1 aを得るために、 -ß_メチルエステル体に誘導し てシリカゲルクロマトグラフィーによって精製し、 それを温和な条件下で加水分 解する以下の方法を用いた。

窒素気流中N- メチルーN-ニ トロソーp-トルエンスルホンア ミド3.174 g(14.82 mmol) を水酸化ナトリウム6 gの70%含水エタノール溶液に投入して発生させたジアゾ

メタン(CH2N2)ガスを、 粗生成物のクロロホルム100^ml 溶液に室温で吹き込んだ。

ジアゾメタンの発生が止まった後溶媒を減圧留去し、 光沢のある白色結晶を得た。

これをシリカゲルカラムクロマトグラフイー(ワコーゲノレC-100、 100 g1吏用)に て精製した。 展開溶媒にはクロロホルム (活性 アルミナカラム処理) -ジエチル

エーテル混合溶媒系を用いた。 ベンゼンーヘキサン(1 : 1)より再結品 して4'-ドデ シルオキシビフェニル-4-カルボン酸メチルエステルの白色板状光沢結晶1.971 g (4.970 mmol)を得Lた。

収率: 70.0 ^0/0

融点: 118 '"'"' 119 _oC (112 _{oC) * 澄明点 :} 123 _oC (125 _oC)*

*( )内は降温過程での値を示す NMR( ^Ô jppm;CDC13): 0.87 (3H， t， 1=7 Hz， CH3)

1.26 (28H， S， CH2) 3.92 (3H， S， COO-CH3)

3.99 (2H， t， J=7 Hz， CH2-0)

6.96，7.55，7.59，8.07 (2H， d， 1=9 Hz， _Ben-H)

4'-ドデシルオキシピフェニルー4-カルボン酸メチルエステル505 mg(1.27 mmol) を80 %含水THF 80 mlに入れ 、 それ に水酸化リチウム1水和物 270 mg(6.43 mmol) を加えた。 3時間還流後、 反応液に4N塩酸30 mlを加えて酸性とすると沈殿が生 成した。 これを減圧浦、取し減圧乾燥した後、 ベンゼンで再結晶して光沢のある白 色板状結品431 mg(1.13 mmol)を得た。

収率: 89.0 ^0/0

融点: 163'"'"' 164 _{oC 澄明点} 249 _oC (240 _oC転移点)

NMR( ^Ô jppm;CDC13+DMSO-d6): 0.87 (3H， t， J=7 Hz， CH3) 1.26 (28H， S， CH2)

4.01 (2H， t， J=7 Hz， CH2-0)

6.98，7.58，7.63，8.04 (2H， d， 1=9 Hz， Ben-H)

-17-

IR(KBr disk) : 3300'"'-'2300 cm-1 ^(νOH)

1687 cm-1 ^(νc=O)

元素分析(calcd.): ^C; 78.16 (78.49)， ^H; 8.81 (8.96)

4'-ヒドロキシピフェニjレー4-カルボン酸からの全収率は62.3 %であり、 4'-アルコキ シー4-シアノビフェニルを原料とする方法(収率29 %)に比べて効率良く合成すること ができた。 この合成方法は、 種々のアルキル鎖長のピフェニル体の合成に対する一 般法であり有用性が高い。

- 18 -

2- 2 - 2. 5-(4'ーアルコキシフエ二jレ)ピラジンー2・カルポン酸2の合成2-4)

Scheme 2-2 に示す経路で 5-(4'-アルコキシフェニル)ピラジンー2-カルボン酸

CnOBPya (2 a; n=12.三b， n=16)を合成した。 また、 R=CH3としてニトリル体まで下 記のように合成し、 酸によるシアノ基の加水分解と同時に脱メチル化し、 これに臭

化アルキルを反応させて長鎖を導入する方法で種々のアルキル鎖長の化合物を合成 することができた。 全収率は6.7%(2 a)、0.7%(2 b)であった。

C O CMO

R川 Se02 cuO _{UH μH}

CHO O

ロハ

POCI3

RO

-o-く�

^CI

KCN

RO

-Q-{)-

^CN

KOH/H20

RO

-Q-{)-

^C叩

2 a; ^R=C12H2S. 2 b; ^R=C16H33

Scheme 2-2. CnOBPya 2の合成経路

- 19 -

2 - 2 -3. 5-( 4'ーアルコキシフェ二jレ)ピリジンー2-カルボン酸3の合成5-7)

Scheme 2-3 に示す経路で 5-( 4'-アルコキシフェニル)ピリジンー2-カルボン酸

CnOBPyN( 3 a; n=12)を合成した。 全収率は0.9%( 3 a)であった。

Ro mH

;;::;J九

打 。 a

0

AU7

C

一

^C

41 一 円/』

H一H ^RO _CI04

AcONH4

RO

1) KMn04

2) CH2N2 RO

-Oぐ〉

^∞2Me

LiOH/H20

RO

-Oぐ〉-

^∞

Scheme 2-3. CnOBPyN _{3の合成経路}

- 20 -

2-2-4. 2-(4'ーアルコキシフエ二jレ)ピリジンー5-カルボン酸4の合成8)9)

Scheme 2-4に示す経路で 2-(4にアルコキシフェニル)ビリジンーテカルボン酸

CnOBNPy(

⁴

a;

n=12)を合成した。 全収率は3.4%(4 a)で、あった。

Meひ-0-日一川

DMF-POCI3 _{/ 、} OHC _円

�

Meひべ、 ;/q Na�

^r=\

OHC I/C-H

ム

�

MeO� _;/q

CHO

�

Meひ-o-�0C-H

PhF?C02Et 代，C02Et

ロ=:\.

C二C

Me

_�

MeO一 、r�0C、 H Me

^Fヘ

ム

炉協ひ-0く〉∞

HBr/H20

ーー'

Hひ-0-0-∞

::::;Rひ-0-く〉∞

LiOH/H20 .. Ro-Q-く}-CO

4

a;

^R=C12H25

Scheme 2-4.

CnOBNPy

^{4の合成経路}

- 21 -

2-2-5. 5-(4'ーアルコキシフェ二jレ)ピリミジンー2ーカルボン酸

互

の合成1ι12)

5 -( 4'-アルコキシフェニル)ビリミジンー2-カルボン酸CnOBPymN( 5 _a;n=12， 5 b;

n=16)をScheme 2-5に示す経路に従って合成した。 ここでは、 5bの合成結果につい て述べるが、 5 aも同様の方法で合成した。 全収率は11.0%( 5 ^{a)、 14.70/0 (} 5 ^b)であっ た。

HO

叩

₀

ぺ:ァ

^2:qho

or

^{∞ ・唱EA〆'E‘、、‘，ノ}

"1)

DM^F-P

O

^{CI3 Fヘ 19H- NMe2}

4 P RO一、r

^--

^q

GH=NMe2 ^{_.. :t:.. CI04 (ii)} .5.:.ü

州:"RO ^-o-ぐ 〉sEt

.5.:.ili

、、B，J・旬aA・噌BA---A 〆，，‘、

H202日0

-0べC Jト

^{叩 (iv)}

KCN

�RO ^-Oぐ 〉cN

^(v)

;:trfRO ^〈〉べC Jト∞2Me

^(vi)

川H同叩2ρO'引R ^{ぺ〉ぺ〈C} ;〉トC∞O叩い

5 a; R=Clロ2H2お5， 5 ^{b; R=C16H33}

Scheme 2-5. CnOBPymN 5 の合成経路

- 22 -

(i) 5 b-iの合成

金属ナトリウム6.77 g(0.2945 mol)の小片をめs.エタノール150 ml_に撹枠_しながら 少しずつ投入し、 ナトリウムエトキシドのエタノール溶液を調製した。 この溶液 を、 4-ヒドロキシフェニル酢酸20.38 g(0.1339 mol) のめs.エタノール100 ml溶液に 氷冷撹枠しながらゆ っくりと滴下した。 数分間撹枠後、 ドデシルブロマイド 44.84 g (0.1469 mol)を滴下した。 この溶液を29時間還流撹詳した後、 反応溶液を 水に注ぎ希塩酸で酸性とした。 沈殿を減圧液取し水で洗浄して、 減圧乾燥させた。

エタノールで再結晶して白色板状結品37.27 g(0.09897 mol)を得た。

収率: ^{73.9 0/0} 融点: 90 ^� 92 oc

N恥1R( Ô /ppm;CDC13): ^0.87 (3H， t， ¹⁼⁷ Hz， CH3) 1.26 (28H， S， CH2)

3.56 (2H， s， Ph-CH2-CO) 3.92 (2H， t， 1=7 Hz， C^H2^-0) 6.82，7.18 (2H， d， 1=9 Hz， Ben-H)

(ii) 5 b-iiの合成

DMF 120 ml(1.54 mol)にオキシ塩化リン 60 ml(0.234 mol)を氷浴中撹枠しながら

滴下した。 1時間撹祥した後、 4-ヘキサデシルオキシフェニル酢酸5 b-i 30.055 g (0.07981 mol)を結晶のまま加え、 油浴上 900Cで6時間加熱撹持した。 赤褐色の反 応溶液から過剰のDiv1Fを減圧下で留去した。 残った高粘性残液を氷冷下エタノー ル200 ml に溶解した。 これに600/0過塩素酸44 ml(O.404 mol)のエタノール 200 ml 溶液を氷冷下ゆっくりと加えた。 冷蔵庫中で冷却したところ結品が析出し、 これ を湾、取した。 エタノールより再結晶して黄土色粉末結晶34.45 g(0.06342 mol)を得 た。

収率: ^{79.5 0/0} 融点 . 77�81 oc

(iü) 5 b-iiiの合成

1-ジメチルアミノー2-(4'-ヘキサデシルオキシフェニル)-3-ジメチルイミニウムート プロペン過塩素酸塩5b-ii 30.06 g(55.34 mmol)とs-エチルチオ尿素臭化水素酸塩 13.33 g (72.04 mmol)をabs.ビリジン140 mlに溶解し、 油浴上8S0Cで6時間加熱撹非 した。 反応溶液を氷冷した濃硫酸100 mlに注ぎ、 黄土色の沈殿を浦、取した。 フロ リジルカラムクロマトグラフイー(100 g、 CH2C12溶出)で精製した後、 エタノー

- 23 -

ルで、再結品して薄黄色針状結品20.55 g(44.99 mmol)を得た。

収率:

^{81.3 %}

融点:

86�87 oC (710C)

澄明点:

^{(760C) *モノトロピック液品}

元素分析(calcd.): C; 73.64 (73.63)， H; 9.71 (9.71)， N; 6.03 (6.13)

(iv) 5 b-ivの合成

5-( 4'-ヘキサデシルオキシフェニノレ)-2-(エチルチオ)ビリミジン

三

^b-iii 17. 1 8 g

(37.61 mmo1)を酢酸150 m1に溶かし、 それに35%過酸化水素水18ml(210 mmol)を 加えた。 油浴上500Cで5時間加熱した 。 反応液(白色沈殿含む)を水に注ぎ、生 成した沈殿を湾、取し水で洗浄した。 乾燥後、エ タノールで再結晶して白色針状結 品 13.79 g(28.22 mmol)を得た。 再結晶渡、液からはスルホキシド体と思われる結晶 が得られ、 これは再結晶精製物中にも若干含まれていたが次の反応にそのまま用

いた。

収率:

^75.0%

融点:

126---131 oC

(v) 5 b-vの合成

5 -( 4 '-ヘキサデシルオキシフェニノレ)ふ(エチルスルホニル)ビリミジンユb-iヱ 13.15 ^g (26.91 mmol)とシアン化カリウム4.49 g(67.23 mmol)をDMSO(分子ふるい type4Aで乾燥)250 ml中、油浴上650Cで6時間加熱撹祥した。 反応混合物を水に注 ぎ、 黄土色の沈殿を浦、取した。シリカゲルカラムクロマ トグラフイー(CHC13展開) で精製し、熱エタノール不溶分を熱時靖、別して除去した後再結品した。 しかしな がら、 薄層ク ロマトグラフィー(TLC)で4種の微量成分を含むことがわかった。 そ

こで、シリカゲjレカラムクロマトグラフィー(ワコーゲjレC-200、330 g)で注意深 く分離し、主分画分より得た結品をエタノールで再結晶して白色針状結品 7.90 g

(18.7 mmol)を得た。

収率:

^{69.7 0/0}

融点:

111 � 113 oC (107 oC )

澄明点 :

(1120C) *モノトロピック液晶 元素分析(cal.): C; 76.86 (76.92)， H; 9.36 (9.32)， N; 9.96 (9.97)

(vi) 5 b-vi の合成

5-( 4'-ヘキサデシルオキシフェニノレ)-2-シアノピリミジン5 b-v 4.637 g( 11.00 mmol)を150/0水酸化ナトリウム水 溶液に懸濁させ、 1.5時間加熱還流させた。 反応

後の乳濁状液を水に注ぎ、希塩酸で酸性とした。 沈殿をj慮、別、減圧乾燥した後、

- 24 -

クロロ ホルムに溶解し(一部懸濁)、 N-メチノレ-N-ニトロソーp-トルエンスルホン アミド9.663 g(45.10 mmol)から分解発生させたジアゾメタンガスを吹き込んだ。

溶媒を減圧留去して得た粗生成物を、 シリカゲルカラムクロマトグラフイー(ワコ ーゲノレC-200、 200 g)によって精製した。 ベンゼンーヘキサン(7:3)から再結晶して白 色針状結晶4.11 g (9.04 mmol)を得たO

収率: 82.2 0/0

融点: 124--125 oC (1160C) 澄明点 : 130 0C (1290C) 元素分析(cal.): C� 74.01 (73.97)， H� 9.30 (9.31)， N� 6.35 (6.16)

(vii)5-( 4にヘキサデシルオキシフェ二jレ)ピリミジンー2-カルボン酸三亙の合成

5-(4-ヘキサデシルオキシフェニル)ピリミジンー2-カルボン酸メチル

之主語

^{2.75 g}

(6.05 mmol) を蒸留THF 310 ml に溶解し、 これに水酸化リチウム1水和物 0.455 g (10.8 mmol)のイオン交換水 78 ml溶液を加えた(0.028 mmolfl ⁱⁿ 80% aq. THF)。 室温 で13.5時間撹持した後、 水に注ぎ希塩酸で)JHを1--2とした。 沈殿をj慮、別、 減圧乾 燥して、 ベンゼンから2回再結品して薄黄色針状結品 1.91 g( 4.33 mmol)を得た。

収率: 71.6 0/0 融点: 161--163 oC

NMR( Ò /ppm;CDC13): 0.87 (3H， t， J=7 Hz， CH3) 1.26 (28H， s， CH2)

4.01 (2H， t， J=7 Hz， CH2-0) 7.07，7.62 (2H， d， J=9 Hz， Ben-H) 9.12 (2H， $， Pym-H)

IR(KBr Disk): 3300--2300 cm-1 (νOH) 1708 cm-1 (νC=O)

元素分析(calcd.): C; 73.49 (73.49)， H� 9.17 (9.15)， N; 6.34 (6.36)

以上の手順によって、 4-ヒド ロキシフェニル酢酸から5-( 4'-ヘキサデシjレオキシフ ェニjレ)ピリミジン-2-カルボ、ン酸5bを全収率14.7 %で得ることができた。

また同様にして、 子(4' -ドデシルオキシフェニル)ビリミジン-2-カルボン酸5aを全 収率11.0 0/0で合成することができた。

- 25 -

2- 2 -6. 2-(4'ーアルコキシフ工二jレ)ピリミジンー5-カルボン酸立の合成13-15)

2-(4'-アルコキシフェニル)ビリミジンーテカルボン酸CnOBNPym(主主;n= 12，6 b;

n=16)はScheme 2-6に示す経路に従って合成した。 この合成法では合成の後段で長鎖、

アルキル基を導入するため、 種々のアルキル鎖長の化合物の合成に対して有用であ る。 ここでは、 6bの合成について述べる。 6aは4-ドデシルオキシベンズアルデヒ ドを原料として合成した。 全収率は26.5%(⁵ a)、4.5%(⁵ b)であった。

附 CN

;jii

，... Meo

-o-ぐ

O竺ff九九t)}いM附附eω0 -0トベ〈:フ妥~

_∞

叫三附-0くづ→02Et

H2/Pd

_，...

Meo

-{トひ

_∞

HBr/AcOH

v

ベトひ

_∞

;1ZP

^RO

〈〉く _〉

∞ 川H同叩2ρO' _R

〈〉ドベ〈:ひ)-

∞

6 a: R=Clロ2H2お5. 6 b: ^{R=Cl凶6H3幻3}

Scheme 2-6. CnOBN Pym 6の合成経路 -^{26 -}

、.BEノ--EA r'E、、 、・1/・咽'A-1-a fa1、 、、，，ノ.‘，A .，EA --BA 〆'E、、

(iv)

(v)

(vi)

( vii)

(i) 6 b-iの合成

4-メトキシベンゾニトリル 13.34 g (0.1002 mol)をabs.エタノール 20mlと乾燥ベ ンゼン25mlの混合溶媒に溶かし、 氷冷撹#しながら乾燥した塩化水素ガスを約2 時間吹き込んだ。 一旦白濁したが、 その後均一溶液となり 、 そのまま室温で2日 間撹排した。 結晶が析出する まで溶媒を減圧留去し、 そこに乾燥ジ エチルエーテ ルを入れて完全に結晶を析出させた。 結品を浦、別、 乾燥後、 NMRによってベンズ

イミドエステル塩酸塩 であることを確認した。 この白色結晶をabs.エタノール 40 mlに懸濁させ、 これに乾燥したアンモニ アガスを3時間吹き込んだabs.エタノール 60 mlを加えた。 室温で2日間撹持した後、 エタノーノレを大部分減圧留去し、 乾燥 ジエチルエーテルを加えて結晶を析出させた。 白色結品を漉取、 乾燥し、 塩酸酸 性エタノーノレ/ジエチルエーテルより再結品して、 白色針状結晶 16.76 g (0.08980 mol)を得た。

収率: ^{89.6 0/0} 融点: 223 ---- 225 QC

元素分析(cal.): C; 51.44 (51.48)， H; 5.88 (5.94)， N; 14.99 (15.01)

(ii) ₆ b-iiの合成

abs.エタノール 100mlに金属ナトリウム 3.99 g(174 mmol)の小片を投入してナト リウムエトキシドの溶液を調製した。 氷冷撹枠しながら、 4-メトキシベンズアミ

ジン塩酸塩6b-i 16.03 g(85.87 mmol)を結品のまま入れ、 さらにエトキシメチレン マロン酸ジエチル 18.57 g(85.87 mmol)を加えた。 1時間 室温で撹持した後、 1時間 加熱還流した。 エタノールの大部分を減圧留去し、 残りを水に注ぎ、 希塩酸で十 分酸性にした。 沈殿を濃別し、 減圧乾燥したが保水性が高く十分乾燥されないの

で、 クロロホルム 1000mlに溶解し水で洗浄した後硫酸ナトリウムで乾燥した。

溶媒を留去して得た結品を、 エタノ-)レ/クロロホルム(少量)から再結品して白色 綿状結晶21.29_g (77.62 mmol)を得た。

収率: ^{90.4 0/0} 融点: 232 ----234 oc

元素分析(cal.): C; 61.36 (61.31)， H; 5.08 (5.14)， N; 10.20 (10.21) (iü) ₆ b-iiiの合成

2-( 4'-メ トキシフェニル)-4-ヒドロキシピリミジンーテカルボ、ン酸エチル6 b-ii 19.39 g (70.70 mmol)をオキシ塩化リン 70 mlに溶かし、 N，N-ジメチルアニリン

-27-

8.602 g (70.99 mmol)を加_え、 1.5時間加熱還流した。 反応混合物を氷に注ぎ、 ベ ン ゼンで抽出を試みたが白色不溶分があったため、 ベンゼ ン層と水層+不溶物に分 けた。 不溶分はNrv1Rより原料であることがわかった。 ベンゼ、ン層は一度溶媒をメ

チ レン クロライ ド^に置 き 換^{え、 水で}洗^浄後硫^酸ナ^{トリ ウムで乾燥し}溶媒^を留去し た。 粗精製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ワコーゲルC -200) で精製し、

CH2C12流出物をベンゼンーヘキサン(1 :3)より再結品して白色針状結品16.91 g(57.75 mmol)を得た。 ま た、 100/0MeOH-CH2C12流出物として原料を得、 前のものと合わ せて2.09 g(11 %)を回収した。

収率: 81.70/0 融点: 116 """' 11 7 oc

元素分析(ca1.): C; 57.52 (57.45)， H; 4.50 (4.48)， N; 9.37 (9.57)

(iv) 6 b-ivの合成

2-(4'-メトキシフェニノレ)-4- クロロビリミジンー5- カルボ、ン酸エチル6 b-iii 5.510 g (18.82 mmo1)とパラジウムカーボン(50/0) 0.526 gと_酢酸カリウム 2.814 g (28.67

mmo1)をエタノール80 m1に入れたO 油浴上500Cで9時間撹祥しながら、 水素ガス を接触吸収させた。 反応混合物をエタノールでソックスレー抽出し、 抽出液の溶 媒を減圧留去した。 クロロホルムに溶解し、 水で洗浄し硫酸ナトリウム乾燥後溶

媒を留去した。 シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ワコーゲルC-200、 50 g、

CH2C12-CHC13展開)にて精製を行った。 CHC13流出物として還元生成物を得た。 ベ

ンゼンーヘキサン(1: 1)より再結晶して白色板状結品3.66 g (14.2 mmol)を得た。

収率: ₇5._{1 0/0}

融点. ₁₂7 """' 129 oc

元素分析(ca1.): C; 65.11 (65.11)， H; 5.43 (5.46)， N; 10.91 (10.85)

(v) ^{6 b-}v の合成

2-(4'ーメトキシフェニル)ピリミジンー5-カルボン酸エチル6 b^-iv ^{493 mg (}1.91 mmo1)を臭化水素酸ー酢酸(l:1) 20 mlに溶解し、 1時間加熱還流した。 反応液を水に 注ぎ、 生じた沈殿を浦、別、 水- 希塩酸で洗浄し減圧乾燥して黄色粉末を得た。

NMRよりメトキシ基が80"""'90%残留していることがわかった 。 再び臭化水素酸­

酢酸(1:1) 20 mlに溶解し、 4時間加熱還流した後では約300/0のメトキシ基の残留が

認められた。 さらに、 同様の操作(5時間)によって黄色粉末226 mg(1.05 mmol)を 得た。 目的^生成^物が酸性^水に_もかな_{り 溶解し、} 有機^溶媒^に難溶なた_め回 収^が容易

- 28 -

でなく収率が低下した。

収率: 55.0 %

(vi) 6 b-vi の合成

水素化ナトリウム250 mg (6.25 mmol)を二ツ口ナスフラスコ(50 ml)に取り、 乾 燥ベンゼン1 mlを入れてN2置換した。 2 -(4'-ヒドロキシフェニル)ピリミジン-5ーカ ルボン酸6^b-v 367 mg (1.74 mmol)のDMF 10 ml 溶液をゆっくり と滴下し、 その後1 時間室温で撹持した。 ヘキサデシルブロマイドの乾燥ベンゼン1 ml溶液を滴下し、

油浴上600Cで4時間加熱撹排した。 反応混合物を水に注ぎ、 沈殿をil差別、 減圧乾 燥した。 得られた白色粉末を蒸留エタノール 50 mlに入れ、 濃硫酸57商を加えて24 時間加熱還流した。 反応液を水に注ぎ、 浦、別減圧乾燥した。 フロリジルカラムで 前処理をした後、 シリカゲル中圧液体クロマトグラフィー(CH2CI2-AcOEt展開)で、

精製した。 エタノールから再結晶して白色光沢板状結晶165mg (0.352 mmol)を得 た。

収率: 20.2 %

融点: 91 '"'"'92 oC

元素分析(cal.): C; 74.34 (74.32)， H; 9.47 (9.46)， N; 5.96 (5.98)

(vii)2・(4'ーヘキサデシルオキシフェニノレ)ピリミジンー5-カルポン酸 6 bの合成

2-(4'-ヘキサデシルオキシフェニル)ピリミジンーテカルボン酸エチル 6 ^b-vi 160 mg (0.341 mmol)を蒸留THF 30 mlに溶解し、 これに水酸化リチウム1水和物 101 mg

(2.41 mmol)のイオン交換水13ml 水溶液を加えた(0.046 moljl ⁱⁿ 70% aq.THF)。 溶液 が無色から淡黄色になり、 白沈を生じたので70%含水THFを9 mlを加えてしばら

く撹排したところ完全に溶解し た。 室温で12時間撹祥後、 溶液は再び無色となっ た。 THFを適度に留去し、 2N司塩酸 と水を加えて沈殿を生じさせた。 浦、別、 減圧 乾燥させ、 1，4-ジオキサンから2回再結品して白色板状結晶122mg (0.277 mmol)を

得た。

収率: 81.2 %

融点: 155 oC 澄明点 : 2490C

NMR( ^Ò jppm;CDCI3+DMSO-d6): 0^.87 (3H， t， 1=7 Hz， CH3) 1.26 (28H， s， CH2)

4.06 (2H， t， 1=7 Hz， CH2-0) 7.00，8.44 (2H， d， J=9 Hz， Ben-H)

9.21 (2H， s， Pym-H)

- 29 -

IR(KBr Disk): 3300---2300 cm-1 (νOH) 1672 cm-1 (νC=O)

元素分析(cal.): C� 73.62 (73.60)， ^H� 9.13 (9.15)， ^N� 6.33 (6.36)

以上 の方法によって、 4-メトキシベンゾニトリルを出発原料として2-(4'-ヘキサデ シルオキシフェニル)ピリミジン-5-カルボン酸6bを全収率4.5 %で合成することがで きた。 収率の低下を招いたのはい)・(vi)ステップであるが、 その改良・最適化によっ て収率の向上が期待できる。

また、 2-(4'-ドデシル オキシフェニ ル)ビリミジンふカルボン酸

主主

^{は、 4-ヒドロキ}

シベンゾニトリルとドデシルブロマイドから得た4-ドデ シルオキシベンゾ ニトリル

を出発原料とし、 以降は6bと同様に行って合成した(ただし、(v)・(vi)ステップは不 要)。 この全収率は26.5 0/⁰であ^った。

- 30 -

2-2-7. 6-(4'-7ルコキシフェ二jレ)ピリダジンー3-カルボン酸Zの合成16-20)

Scheme 2-7 に示す経路で 6-(4・アルコキシフェニル)ピリダジンー3-カルボ、ン酸

CnOBPyd( 7 a;n=12)を合成した。 全収率は0.2%(ヱ�)であった。

RO

-O 。てァ

AICI3 ^。 RO

-Q-合

^OH

H2N-NH2・H20

RO

-G-{討

^。

8e02

RO

-Q-ぐな

^。

POCI3

RO

-Q-ぐ〉

^c|

MeMgBr

RO

〈〉〈〉-

^Me

Ni(dppp)CI2

12， CSHSN

RO

-Q-ぐ〉-叶O

Î) NaOH， [0]

RO

〈〉〈〉-

^∞2Me

2) CH2N2

LiOH/H20

RO

-Q-ぐ〉-

^c叩

7 a; R=C12H25

Scheme 2-7. ^CnOBPyd 7 の合成経路

- 31 -

2- 2・8. 4-(5'ーアルコキシピラジンー2'ーイjレ)安息香酸笠の合成21，22)

Scheme 2-8に示す経路で 4-(5'-アルコキシビラジンー2'ーイjレ)安息香酸CnOPyaB( ⁸

a;n=12， ⁸ b;n=16)を合成した。 全収準は1.1 ^0/0 (立亙)であった。

Br

-Q- ⁿ

^{-CH3 Se02 B}

く)- ^nγ

POCI3

Br

〈〉〈〉

^C|

RONa

Br

く〉く〉

^OR

CuCN

NC

〈〉〈J〉

^OR

加/H20w

〈〉〈〉

^OR

8 a: ^R=C12H2S

Scheme 2-8. CnOPyaB 8の合成経路

- 32 -

2-3. 両親媒性化合物1---8の物性

合成した、 含窒素芳香環を有するカルボン酸型両親媒性化合物の相転移点、 スペ クトルデー夕、 及び元素分析値を表2-1に一覧表としてまとめた。

表 2-1 カルボン酸型両親媒性化合物の物性・分析データ

Melting Point

IR ^UV Spectrum Elemental Analysis N MR

[Clearing Point]

[Solvent] (8/ _ppm) (cm-1 )

は

max /nm (εmax) _Found:C H _N

(OC) [Solvent] (Calcd.)

164 [249] [CDCI3+DMSO-d6] 3300- [CH2CI2] 78.16 8.81

0.87 (3H， t， J=7Hz) 2300 300 (21300)

1.20-1.85 (20H， _m) 1687 _[EtOH] (78.49 8.96) 1 a

一

4.01 (2H， t， J= 7Hz) 291 (23900) [for C2sH3403]

6.97，7.58，7.63，8.04 (2H， d， J=9Hz)

156・158 [232] [CDCI3+DMSO-d6] 3300- 79.33 9.57

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300

1 b 1.20-1.85 (28H， _m) 1682 (79.41 9.65)

一

4.01 (2H， t， J= 7Hz) [for C29H4203]

6.97，7.56，7.59，8.07 (2H， d， J=9Hz)

170 [184] [CDCI3]

回

^{300・ [CH2CI2]} 71.86 8.37 7.21

0.87 (3H， 1， J= 7Hz) 2300 344 (18500)

2a 1.20-1.85 (20H， m) 1716 _[E10H] (71.84 8.39 7.29)

一

4.04 (2H， t， J=7Hz) 1684 329 (16200) [for C23H32N203]

7.03，8.07 (2H，d，J=9Hz) 8.96，9.37 (1 H，d，J=1 Hz)

177 [188] CDCI3]

防

^300・ 73.48 9.10 6.30

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300

2b 1.2ひ1.85 (28H， _m) 1698 (73.60 9.15 6.36)

一

4.04 (2H， t， J=7Hz) [for C27H40N203]

7.04，8.08 (2H，d，J=9Hz) 8.99，9.37 (2H，d，J=1 Hz)

161-162 _CDCI3]

問

^{300- [CH2CI2]} 74.96 8.58 3.60

0.87 (3H， t， J=7Hz) 2300 312 (10600)

1.20・1.85 (20H， m) 1698 _[E10H] (75.16 8.67 3.61)

3a 4.03 (2H， 1， J=7Hz) 294 (19700) [for C24H33N03]

一

7.04，7.59 (2H，d，J=9Hz)

8.93 (s， 1 H) 8.10・8.19 (2H， _m)

188 [250] CDCI3+DMSO・d6]

同

^{300- [CH2CI2]} 75.03 8.67 3.61

0.87 (3H， 1， J= 7Hz) 2300 319 (27500)

4a 1.20-1.85 (20H， _m) 1680 _[E1₀H_] (75.16 8.67 3.61)

一

4.02 (2H， 1， J=7Hz) 306 (23100) [for C24H33N03]

6.87・8.34 (6H， _m) 9.21 (1 H， d， J=1 Hz)

- 33 -

表2-1 (続的

Melting Point

N MR IR ^UV Spectrum Elemental Analysis Clearing Point]

[Solvent] (δ/ _ppm)

(cm -1 ) λ max /nm (εmax) Found: C H N

(OC) [Solvent] (Ca^lcd.)

163-165 [CDCI3] 岡^{200・ [CH2CI2]} 71.84 8.34 7.27

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300 314 (16100)

5a 1.20-1.85 (20H， m) 1714 [EtOH] (71.84 8.39 7.29)

一 4.04 (2H， 1， J=7Hz) 288 (15800) [for C23H32N203]

7.07，7.61 (2H，d，J=9Hz) 9.11 (2H， s)

161・163 [CDCI3] G300- 73.49 9.17 6.34

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300

5b 1.20・1.85 (28H， m) 1708 (73.60 9.15 6.36)

一 4.01 (2H， t， J= 7Hz) [for C27H40N203]

7.07，7.62 (2H，d， J=9Hz) 9.12 (2H， s)

169・170 [266] [CDCI3+DMSO-d6] 3300- [CH2CI2] 71.58 8.27 7.30 0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300 321 (21400)

6a 1.20-1.85 (20H， m) 1674 [EtOH] (71.84 8.39 7.29)

一 4.04 (2H， t， J= 7Hz) 306 (25000) [for C23H32N203]

6.98，8.44 (2H，d， J=9Hz) 9.21 (2H， s)

155 [249] [CDCI3+DMSO-d6] 3300- 73.62 9.13 6.33 I

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300

6b 1.20-1.85 (20H， m) 1672 (73.60 9.15 6.36)

一 4.06 (2H， t， J= 7Hz) [for C27H40N203]

7.00，8.44 (2H，d，J=9Hz) 9.21 (2H， s)

175 (dec.) [CDCI3] 3300- [CH2CI2] 72.36 8.63 7.10

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300 320 (20900)

7a 1.20・1.85 (20H， m) 1696 [EtOH] (71.84 8.39 7.29)

I

一

4.03 (2H， t， J= 7Hz) 297 (8700) [for C23H32N203]

6.97・8.19 (6H， m) 8a ^{216 [233]}

一

211 [228] [CDCI3+DMSO-d6] 日^{300・ [CH2CI2]} 73.43 9.17 6.37

0.87 (3H， t， J= 7Hz) 2300 315 (16300)

8b 1.20-1.85 (20H， m) 1680 290 (19000) (73.60 9.15 6.36)

一 4.39 (2H， t， J=7Hz) [EtOH] [for C27H40N203]

8.06 (4H， s) 318 (11800)

8.27，8.67 (1 H，d，J=1 Hz) 276 (18400)

- 34 -

液晶温度範 囲L1TLCとc=o基の伸縮振動νC=oに着目すると、 化合物土~三が(A)(B) 二つのグループに分類できることがわかる。 表2-2に各化合物のL1TLCとνC=oを示す。

+ (A)グループ

ω25

べ〉ぐ〉

^{ω ユ.a}

…-O-O-

^{C�H 1b}

C12H25

べ)--O-

^{CÜ;?H 3a}

山5

ιO-()-

^{CÜ;?H 6a}

_…�' J-

^{CÜ;?H 6b}

+(B)グループ

…0ぐ〉 w

^{2a C16H3}

ρOぐ〉

^{叩 2b}

一-Q-O

^{CÜ;?H 3a}

ω 2

ベ)---{ J-

^{叩 5a}

_一-Q--{ J-

^{叩 .5.b}

…OQ w

^zg

表2-2 化合物1�7の液品温度範囲及びカルボニル基の伸縮振動の波数

(A) (B)

L1TLC _(OC) v c=o (cm-1) L1TLC _{(OC) v} c=o (cm-1)

1a _{85 1687} 2a ₁₄ 1716， 1684

1b _{74 1682} 2b _{11 1698}

4a _{62 1680} 3a 。 1698

6a _{96 1674} 5a 。 ₁₇₁₄

6b _{94 1672} 5b 。 ₁₇₀₈

7a 。 ₁₆₉₆

- 35 -