JP2009127044A - Inclusion supramolecular complex - Google Patents
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Abstract
【課題】生体組織に侵入する可能性や生体組織の隙間から漏れ出す可能性が低く、酸素錯体の微視的な密度を上げることができる包接超分子錯体を提供する。
【解決手段】この発明の包接超分子錯体は、親水性側鎖を有する線状高分子の少なくとも一つの側鎖にポルフィリン金属錯体を有する線状高分子化合物のポルフィリン金属錯体部分を、シクロデキストリン二量体が包接したものである。なお、親水性側鎖を有する線状高分子の側鎖とポルフィリン金属錯体とがスペーサーを介して結合していれば、包接超分子錯体に酸素が吸着した酸素錯体の安定性がより向上する。
【選択図】なしProvided is an inclusion supramolecular complex that has a low possibility of invading a living tissue and a possibility of leaking from a gap between living tissues, and can increase the microscopic density of the oxygen complex.
The inclusion supramolecular complex of the present invention comprises a cyclodextrin containing a porphyrin metal complex portion of a linear polymer compound having a porphyrin metal complex in at least one side chain of a linear polymer having a hydrophilic side chain. A dimer is included. In addition, if the side chain of the linear polymer having a hydrophilic side chain and the porphyrin metal complex are bonded via a spacer, the stability of the oxygen complex in which oxygen is adsorbed to the inclusion supramolecular complex is further improved. .
[Selection figure] None
Description
この発明は、人体内で酸素を安定して輸送する酸素輸液の材料として利用可能性のある包接超分子錯体に関し、特に、生体組織に侵入する可能性、生体組織の隙間から漏れ出す可能性が低く、酸素錯体の微視的な密度をより高められる包接超分子錯体に関するものである The present invention relates to an inclusion supramolecular complex that can be used as a material for oxygen infusion that stably transports oxygen in the human body. In particular, the present invention relates to the possibility of invading living tissues and the possibility of leaking from gaps in living tissues. Is an inclusion supramolecular complex that has a low microscopic density and can increase the microscopic density of the oxygen complex.
生命活動において最も重要な役割を演じている生体分子の一つに金属タンパク質が挙げられる。これら金属タンパク質は活性中心を構成する金属錯体(ヘム)や金属イオンとそれを立体的に取り囲むタンパク質から構成されている。 One of the biomolecules that play the most important role in life activity is metalloprotein. These metal proteins are composed of a metal complex (heme) constituting the active center or a metal ion and a protein surrounding it three-dimensionally.
例えば、酸素の貯蔵を担う金属タンパク質であるミオグロビンは、ヘムと呼ばれるポルフィリン鉄錯体とそれを酸素結合サイトに埋め込んでいるグロビンタンパク質とを含んでいる。この酸素結合サイトは疎水的アミノ酸残基によって構成されているため、疎水的環境であり、ヘムに酸素がついたり離れたりしてもヘム鉄(II)は酸化されることなく、ヘムは可逆的に酸素を吸脱着することができる。 For example, myoglobin, which is a metal protein responsible for oxygen storage, contains a porphyrin iron complex called heme and a globin protein embedded in an oxygen binding site. Since this oxygen binding site is composed of hydrophobic amino acid residues, it is a hydrophobic environment. Heme iron (II) is not oxidized even if oxygen is attached to or removed from heme, and heme is reversible. Can absorb and desorb oxygen.
また、酸素運搬を行うヘモグロビンは、ヘムとミオグロビンのグロビンタンパク質ときわめて類似した構造をもつ4つのサブユニットからなり、ミオグロビンと同様にヘムに酸素がついたり離れたりしてもヘム鉄(II)が酸化されることなく、可逆的かつ酸素分圧が一定になるように酸素を吸脱着できる。なお、酸素分圧が一定に保たれるのは、ヘム鉄への酸素の結合によって引き起こされるヘム周辺の局所的な構造変化がタンパク全体に伝達して酸素との結合力が変化すること、いわゆる正のアロステリック効果による。 Hemoglobin, which carries oxygen, is composed of four subunits that have a structure very similar to that of globin proteins of heme and myoglobin. Without being oxidized, oxygen can be adsorbed and desorbed so as to be reversible and to have a constant oxygen partial pressure. The oxygen partial pressure is kept constant because the local structural change around heme caused by the binding of oxygen to heme iron is transmitted to the whole protein and the binding force with oxygen changes, so-called Due to the positive allosteric effect.
このように多くの金属タンパク質が生体において様々な働きを果たしているが、そのほとんどが基質の活性中心への配位結合の形成を駆動力とし、金属イオンと周囲のタンパク質との共同作業によって基質特異的な反応を行っている。そのため、数多くの研究者が、金属タンパク質の活性中心の構造を人工的に合成した分子によって模倣することを試みている。なかでも、分子状の酸素を吸脱着するヘムタンパク質のモデル化は、人工ミオグロビン、人工ヘモグロビン、酸素貯蔵材料及び、酸素選択膜の開発などにとって重要であるため、これまでに様々なアプロ−チによりモデル化が試みられている。 Many metal proteins play various functions in the living body, but most of them are driven by the formation of coordination bonds to the active center of the substrate. The reaction is going on. Therefore, many researchers are trying to imitate the structure of the active center of metalloproteins with artificially synthesized molecules. In particular, modeling of hemoproteins that adsorb and desorb molecular oxygen is important for the development of artificial myoglobin, artificial hemoglobin, oxygen storage materials, and oxygen-selective membranes, and so on. Modeling is being attempted.
例えば、グローブス(Groves)らは、シクロデキストリンの内側の水酸基をピリジンに置換し、外側の水酸基を疎水性基に置換した化合物にポルフィリン系化合物を包接させた包接錯体を合成し、その包接錯体が酸素を吸着することを報告している(非特許文献1参照)。 For example, Groves et al. Synthesized a clathrate complex in which a porphyrin-based compound is clathrated with a compound in which the inner hydroxyl group of cyclodextrin is substituted with pyridine and the outer hydroxyl group is substituted with a hydrophobic group. It has been reported that the inclusion complex adsorbs oxygen (see Non-Patent Document 1).
ただ、前記ヘムタンパク質モデルは、そのほとんどが有機溶媒中においてのみ分子状酸素を可逆的に吸脱着でき、人や動物の血管内と同じ環境である水中では、分子状酸素を可逆的に吸脱着できなかった。そのため、これらモデルを人工ミオグロビンあるいは人工ヘモグロビンとする酸素輸液を作ることはできなかった。 However, most of the above heme protein models can reversibly absorb and desorb molecular oxygen only in organic solvents, and reversibly absorb and desorb molecular oxygen in water, which is the same environment as the blood vessels of humans and animals. could not. For this reason, oxygen transfusions using these models as artificial myoglobin or artificial hemoglobin could not be made.
そのため、発明者らは、水中で分子状酸素を可逆的に吸脱着することができるヘムタンパク質モデルの構成材料として利用可能性のある包接錯体及びその合成方法、その包接錯体の構成材料であるシクロデキストリン二量体をすでに開発している(特許文献1を参照。)。
しかし、前記包接錯体は分子量が小さいため、次のような問題点があった。まず、生体組織内に侵入する可能性、生体組織の隙間に入り込んで組織、例えば血管から漏れ出す可能性があった。 However, the inclusion complex has the following problems because of its low molecular weight. First, there is a possibility of entering a living tissue and a possibility of entering a gap between living tissues and leaking from a tissue such as a blood vessel.
また、酸素錯体の微視的な密度、例えば細胞表面を微視的環境とした場合には細胞表面における酸素錯体の密度、を上げることができなかった。そのため、生体組織内の酸素分圧を実用的なレベルまで上げるためには、大量の酸素錯体を毛細血管に送らなければならなかった。 Further, the microscopic density of the oxygen complex, for example, the density of the oxygen complex on the cell surface cannot be increased when the cell surface is used as a microscopic environment. Therefore, in order to raise the oxygen partial pressure in the living tissue to a practical level, a large amount of oxygen complex has to be sent to the capillaries.
そこで、生体組織内に侵入する可能性や生体組織の隙間から漏れ出す可能性が低く、酸素錯体の微視的な密度を上げることができる包接超分子錯体を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object to provide an inclusion supramolecular complex that has a low possibility of entering a living tissue and a possibility of leaking from a gap between living tissues and can increase the microscopic density of the oxygen complex.
発明者らは、ポルフィリン金属錯体とシクロデキストリン二量体とを含む錯体について鋭意検討した結果、ポルフィリン金属錯体を高分子化することによって、分子量が大きく安定した酸素錯体を形成することができる包接超分子錯体を得られることを見出した。 As a result of intensive studies on a complex containing a porphyrin metal complex and a cyclodextrin dimer, the inventors have found that an inclusion complex capable of forming a stable oxygen complex having a large molecular weight by polymerizing the porphyrin metal complex. It was found that a supramolecular complex can be obtained.
すなわち、この発明の包接超分子錯体は、親水性側鎖を有する線状高分子の少なくとも一つの側鎖にポルフィリン金属錯体を有する線状高分子化合物のポルフィリン金属錯体部分を、シクロデキストリン二量体が包接したものである。 That is, the inclusion supramolecular complex of the present invention is obtained by converting a porphyrin metal complex portion of a linear polymer compound having a porphyrin metal complex to at least one side chain of a linear polymer having a hydrophilic side chain into a cyclodextrin dimer. The body is an inclusion.
この発明の包接超分子錯体は、分子量が大きいので、生体組織内に侵入する可能性や生体組織の隙間から漏れ出す可能性が低く、酸素錯体の微視的な密度、例えば細胞表面での酸素錯体密度、を上げることができる。そのため、この包接超分子錯体は、人工ミオグロビン、人工ヘモグロビンなどの酸素の保持を目的とする人工血液の構成成分としての利用、酸素分離材などとしての利用などが期待できる。 Since the inclusion supramolecular complex of the present invention has a large molecular weight, it is unlikely to enter a living tissue or leak from a gap between living tissues, and the microscopic density of the oxygen complex, for example, on the cell surface. The oxygen complex density can be increased. Therefore, this inclusion supramolecular complex can be expected to be used as a component of artificial blood for the purpose of holding oxygen, such as artificial myoglobin and artificial hemoglobin, and as an oxygen separator.
この発明の包接超分子錯体は、(1)線状高分子化合物を(2)シクロデキストリン二量体が包接しているものである。そこで、その詳細について以下に説明する。 The inclusion supramolecular complex of the present invention is (1) a linear polymer compound and (2) a cyclodextrin dimer is included. The details will be described below.
(1)線状高分子化合物
線状高分子化合物とは、親水性側鎖を有する線状高分子の少なくとも一つの側鎖にポルフィリン金属錯体を有するものである。
(1) Linear polymer compound A linear polymer compound has a porphyrin metal complex in at least one side chain of a linear polymer having a hydrophilic side chain.
(i)親水性側鎖を有する高分子
親水性側鎖を有する高分子とは、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの水と強く相互作用することができる親水性の官能基をその側鎖に有する高分子であり、具体的にはポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、でんぷんなどが挙げられる。これらのなかでも、ポルフィリン金属錯体が置換し易いことから、ポリアクリル酸が好ましい。なお、親水性側鎖を有する高分子の分子量は、用途などに応じて任意のものを使用できる。
(I) Polymer having a hydrophilic side chain The polymer having a hydrophilic side chain is a hydrophilic functional group capable of strongly interacting with water such as a carboxyl group, a hydroxyl group and an amino group. Specific examples thereof include polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, and starch. Among these, polyacrylic acid is preferable because the porphyrin metal complex is easily substituted. The molecular weight of the polymer having a hydrophilic side chain can be arbitrarily selected depending on the application.
(ii)ポルフィリン金属錯体
ポルフィリン金属錯体は、中心に金属イオンを配位した水溶性のポルフィリン系錯体であって、高分子の親水性側鎖と化学反応により共有結合でき、高分子に結合した状態でシクロデキストリン二量体が包接できるものであれば、特に限定することなく使用できる。
(Ii) Porphyrin metal complex A porphyrin metal complex is a water-soluble porphyrin complex with a metal ion coordinated at the center, which can be covalently bonded to the hydrophilic side chain of the polymer by a chemical reaction and bonded to the polymer. Any cyclodextrin dimer can be used without particular limitation.
ポルフィリン金属錯体と高分子とは、公知のアミド結合、エステル結合、エーテル結合などによって結合させることができる。なお、一つの高分子に結合しているポルフィリン金属錯体の数(以下、結合数と省略する。)は、用途などに応じて自由に調整すればよい。 The porphyrin metal complex and the polymer can be bonded by a known amide bond, ester bond, ether bond or the like. Note that the number of porphyrin metal complexes bonded to one polymer (hereinafter, abbreviated as the number of bonds) may be freely adjusted depending on the application.
なお、親水性側鎖を有する高分子とポルフィリン金属錯体とが、スペーサーを介して結合していてもよい。スペーサーを介することによって、高分子の主鎖とポルフィリン金属錯体との距離が長くなり、シクロデキストリン二量体がポルフィリン金属錯体をより安定的に包接できる。 The polymer having a hydrophilic side chain and the porphyrin metal complex may be bonded via a spacer. By using the spacer, the distance between the main chain of the polymer and the porphyrin metal complex is increased, and the cyclodextrin dimer can more stably include the porphyrin metal complex.
スペーサーとしては、高分子とポルフィリン金属錯体との距離を長くするものであれば特に限定することなく使用できるが、例えば、炭素数1から8程度の低級アルキレン基、例えばエチレン基が挙げられる。また、このようなスペーサーは、例えばNH2-(CH2)n-COOHという構造のアキラルなアミノ酸と保護基とを利用した通常の化学反応によって、親水性側鎖を有する高分子とポルフィリン金属錯体との間に介在させることができる。 The spacer can be used without particular limitation as long as the distance between the polymer and the porphyrin metal complex is increased, and examples thereof include a lower alkylene group having about 1 to 8 carbon atoms, such as an ethylene group. In addition, such a spacer is formed by, for example, a polymer having a hydrophilic side chain and a porphyrin metal complex by a normal chemical reaction using an achiral amino acid having a structure of NH 2- (CH 2 ) n -COOH and a protecting group. And can be interposed.
(iii)具体例
線状高分子化合物の具体例としては、下記の化学式(I)
が挙げられる。
(Iii) Specific Examples As specific examples of the linear polymer compound, the following chemical formula (I)
Is mentioned.
(2)シクロデキストリン二量体
シクロデキストリン二量体は、シクロデキストリンを共有結合して二量体化したものであって、線状高分子化合物のポルフィリン金属錯体部分を包接できるものであれば特に限定することなく使用することができる。
(2) Cyclodextrin dimer A cyclodextrin dimer is a dimerized by covalently bonding cyclodextrin and can include a porphyrin metal complex part of a linear polymer compound. It can be used without any particular limitation.
なお、シクロデキストリンには、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン又はγ−シクロデキストリンがあるが、ポルフィリン金属錯体を包接し易いためβ−シクロデキストリンが好ましい。 Cyclodextrins include α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, and γ-cyclodextrin, and β-cyclodextrin is preferable because it easily includes a porphyrin metal complex.
シクロデキストリン二量体の具体例としては、下記の化学式(III)、(IV)、(V)
(3)包接超分子錯体
包接超分子錯体は、線状高分子化合物、シクロデキストリン二量体をそれぞれ適当な溶媒、例えばリン酸緩衝液に溶解したのち、これらの溶液を混ぜ合わせることによって調製することができる。なお、溶液中の線状高分子化合物の濃度、シクロデキストリン二量体の濃度、混ぜ合わせる場合の量比は、調製する包接超分子錯体の濃度に合わせて適宜に調整すればよい。
(3) Inclusion supramolecular complex An inclusion supramolecular complex is obtained by dissolving a linear polymer compound and a cyclodextrin dimer in an appropriate solvent such as a phosphate buffer, and then mixing these solutions. Can be prepared. The concentration of the linear polymer compound in the solution, the concentration of the cyclodextrin dimer, and the amount ratio in the case of mixing may be appropriately adjusted according to the concentration of the inclusion supramolecular complex to be prepared.
以下、この発明について実施例に基づいてより詳細に説明するが、以下の実施例によって、この発明の特許請求の範囲は如何なる意味においても制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, the claim of this invention is not restrict | limited in any meaning by a following example.
1.線状高分子化合物及びシクロデキストリン二量体の合成
図1から図3に示す合成経路に沿って、包接超分子錯体を構成する線状高分子化合物及びシクロデキストリン二量体を合成した。なお、図1から図3と以下の説明との関係を明確にするため、同一の化合物には同一の番号を付与した。
1. Synthesis of Linear Polymer Compound and Cyclodextrin Dimer A linear polymer compound and a cyclodextrin dimer constituting an inclusion supramolecular complex were synthesized along the synthesis route shown in FIGS. In addition, in order to clarify the relationship between FIG. 1 to FIG. 3 and the following description, the same number is assigned to the same compound.
(1)線状高分子化合物P-1の合成
(i)4-ニトロベンズアルデヒドエチレンアセタールの合成
500mLのナス型フラスコにベンゼン500mL、4-ニトロベンズアルデヒド(以下、化合物1と省略する。9.0g,0.06mol)、エチレングリコール(5.0mL,0.090mol)及びp-トルエンスルホン酸1水和物(1.0g,5.2mmol)を加えて、ディーンスターク装置を組み立てたのち、3時間加熱還流した。反応が終了したのち、室温まで冷却して、溶媒を減圧留去した。
(1) Synthesis of linear polymer compound P-1 (i) Synthesis of 4-nitrobenzaldehyde ethylene acetal
In a 500 mL eggplant-shaped flask, 500 mL of benzene, 4-nitrobenzaldehyde (hereinafter abbreviated as
残渣を100mLのエーテルに溶解させて分液漏斗に移し、飽和重曹水及び食塩水で洗浄した。有機層を分離して、有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水したのち、溶媒を減圧留去して褐色の固体である4-ニトロベンズアルデヒドエチレンアセタール(以下、化合物2と省略する。)を得た(収量11.7g,収率90.1%)。なお、生成物は1H NMRスペクトルで同定した。 The residue was dissolved in 100 mL of ether, transferred to a separatory funnel, and washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and brine. The organic layer was separated, and the organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4-nitrobenzaldehyde ethylene acetal (hereinafter abbreviated as Compound 2) as a brown solid ( Yield 11.7 g, yield 90.1%). The product was identified by 1 H NMR spectrum.
(ii)4-アミノベンズアルデヒドエチレンアセタールの合成
300mLのナス型フラスコに化合物2(5.4g,25.1mmol)、エタノール300mL、酸化白金(IV)(300mg,1.32mmol)を加えたのち、水素雰囲気下、室温で15時間攪拌した。反応液をセ
ライト濾過して、濾液の溶媒を減圧留去し、黄色油状の液体である4-アミノベンズアルデヒドエチレンアセタール(以下、化合物3と省略する。)を得た。なお、化合物3は空気中で不安定であるため、次の反応にそのまま使用した。
(Ii) Synthesis of 4-aminobenzaldehyde ethylene acetal
Compound 2 (5.4 g, 25.1 mmol),
(iii)4-アジドベンズアルデヒドの合成
まず、滴下漏斗を取り付けた500mLの反応容器に化合物3(3.7g,25.1mmol)、濃塩酸45mL及び酢酸135mLを加え、氷浴を使用して0℃に冷却した。つぎに、反応容器に亜硝酸ナトリウム水溶液(5.72g in 24mL)をゆっくりと滴下し、0℃で30分間攪拌した。さらに、反応液にアジ化ナトリウム水溶液(8.09g in 30mL)をゆっくり滴下し、0℃で30分間攪拌した。
(Iii) Synthesis of 4-azidobenzaldehyde First, compound 3 (3.7 g, 25.1 mmol), concentrated hydrochloric acid 45 mL and acetic acid 135 mL were added to a 500 mL reaction vessel equipped with a dropping funnel, and cooled to 0 ° C. using an ice bath. did. Next, an aqueous sodium nitrite solution (5.72 g in 24 mL) was slowly added dropwise to the reaction vessel, followed by stirring at 0 ° C. for 30 minutes. Further, a sodium azide aqueous solution (8.09 g in 30 mL) was slowly added dropwise to the reaction solution, followed by stirring at 0 ° C. for 30 minutes.
反応液に100mLの水を加えてジエチルエーテルで抽出した。抽出液を分液漏斗に移して、飽和重曹水及び飽和食塩水で洗浄し、有機層を分離した。有機層から溶媒を減圧留去し褐色の液体である4-アジドベンズアルデヒド(以下、化合物4と省略する。)を得た(収量2.74g,収率69.4%)。なお、生成物は1H NMRスペクトルで同定した。 100 mL of water was added to the reaction solution and extracted with diethyl ether. The extract was transferred to a separatory funnel and washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and the organic layer was separated. The solvent was distilled off from the organic layer under reduced pressure to obtain 4-azidobenzaldehyde (hereinafter abbreviated as compound 4) as a brown liquid (yield 2.74 g, yield 69.4%). The product was identified by 1 H NMR spectrum.
(iv)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アジドフェニル)ポルフィリンの合成
まず、1Lの反応容器に化合物4(0.74g,5.00mmol)、テレフタルアルデヒド酸メチル(2.46g,15.0mmol)、ピロール(1.32mL,20.0mmol)及びクロロホルム1Lを加え、室温で攪拌しながらアルゴンガスを30分間吹き込んだ。つぎに、反応容器に三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体(0.34mL,2.69mmol)を加えて、遮光下、室温で1.5時間攪拌した。さらに、反応容器にジクロロジシアノベンゾキノン(DDQ,3.2g,14.1mmol)を加えて、室温で3時間攪拌した。
(Iv) Synthesis of 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20- (4′-azidophenyl) porphyrin First, compound 4 (0.74 g, 5.00 mmol), terephthalaldehyde in a 1 L reaction vessel Methyl acid (2.46 g, 15.0 mmol), pyrrole (1.32 mL, 20.0 mmol) and 1 L of chloroform were added, and argon gas was blown for 30 minutes while stirring at room temperature. Next, boron trifluoride diethyl ether complex (0.34 mL, 2.69 mmol) was added to the reaction vessel, and the mixture was stirred at room temperature for 1.5 hours under light shielding. Furthermore, dichlorodicyanobenzoquinone (DDQ, 3.2 g, 14.1 mmol) was added to the reaction vessel, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours.
反応液を分液漏斗に移して、飽和重曹水及び食塩水で洗浄したのち、有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水した。有機層を分離したのち、有機層から溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒 クロロホルム)で精製し、紫色の固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アジドフェニル)ポルフィリン(以下、化合物5と省略する。)を得た(収量0.343g,収率10.2%)。なお、生成物はFAB-MSスペクトル及び1H NMRスペクトルで同定した。 The reaction solution was transferred to a separatory funnel and washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and brine, and then the organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate. After separating the organic layer, the solvent was distilled off from the organic layer under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (developing solvent: chloroform), and 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20- (4′-azidophenyl) porphyrin (hereinafter referred to as compound 5) which was a purple solid. (The yield was 0.343 g, the yield was 10.2%). The product was identified by FAB-MS spectrum and 1 H NMR spectrum.
(v)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アジドフェニル)ポルフィナト鉄(III)の合成
還流管を取り付けた50mLのナス型フラスコに化合物5 100mgと、クロロホルム5mLと、塩化鉄(II)n水和物の飽和メタノール溶液5mLとを加え、アルゴン雰囲気下、24時間加熱還流した。
(V) Synthesis of 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20- (4′-azidophenyl) porfinatoiron (III) In a 50 mL eggplant-shaped flask equipped with a reflux tube, 100 mg of
反応液を室温まで冷却したのち、反応液を分液漏斗に移して蒸留水で洗浄した。分液漏斗の有機層を無水ナトリウムで脱水して、有機層を分離したのち、溶媒を減圧留去した。残渣を最少量のクロロホルムに溶解させ、ヘキサンを加えて再沈殿させ、沈殿を濾取して、黒紫色の固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アジドフェニル)ポルフィナト鉄(III)(以下、化合物6と省略する。)を得た(収量0.090g,収率85.0%)。なお、生成物はFAB-MSスペクトルで同定した。 After cooling the reaction solution to room temperature, the reaction solution was transferred to a separatory funnel and washed with distilled water. The organic layer of the separatory funnel was dehydrated with anhydrous sodium, and after separating the organic layer, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue is dissolved in a minimum amount of chloroform, re-precipitated by adding hexane, the precipitate is collected by filtration, and 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl) -20- ( 4'-azidophenyl) porfinato iron (III) (hereinafter abbreviated as compound 6) was obtained (yield 0.090 g, yield 85.0%). The product was identified by FAB-MS spectrum.
(vi)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アミノフェニル)ポルフィナト鉄(III)の合成
還流冷却器を取り付けた500mLのナス型フラスコに化合物6(50mg,0.058mmol)、クロロホルム100mL、メタノール100mL及び硫化ナトリウム9水和物(48mg,0.20mmol)を加え、6時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却して、減圧留去によりメタノールを除去した。
(Vi) Synthesis of 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20- (4′-aminophenyl) porphinatoiron (III) Compound 6 () was added to a 500 mL eggplant-shaped flask equipped with a reflux condenser. 50 mg, 0.058 mmol), chloroform (100 mL), methanol (100 mL) and sodium sulfide nonahydrate (48 mg, 0.20 mmol) were added, and the mixture was heated to reflux for 6 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and methanol was removed by distillation under reduced pressure.
残渣にクロロホルム200mLを加えて分液漏斗に移し、有機層を飽和重曹水及び食塩水で洗浄した。有機層を分離したのち、溶媒を減圧留去することにより紫色の固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アミノフェニル)ポルフィナト鉄(III)(以下、化合物7と省略する。)を得た(収量0.043g,収率89.2%)。なお、生成物はFAB-MSスペクトルで同定した。 Chloroform 200 mL was added to the residue, transferred to a separatory funnel, and the organic layer was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and brine. After separating the organic layer, 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl) -20- (4'-aminophenyl) porfinatoiron (III), which is a purple solid, is distilled off under reduced pressure. (Hereinafter abbreviated as Compound 7) was obtained (yield 0.043 g, yield 89.2%). The product was identified by FAB-MS spectrum.
(vii)線状高分子化合物P-1の合成
100mLのナス型フラスコに化合物7(50mg,60μmol)、ポリアクリル酸 (平均分子量5000,24mg,5.0μmol)、O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-1,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩(以下、HATUと省略する。180mg,480μmol)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(以下、DIPEAと省略する。170mL,950μmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(以下、DMFと省略する。10mL)を加え、室温で2日間撹拌した。反応液から溶媒を減圧留去して、残渣にTHF 50mLと水酸化ナトリウム水溶液(0.64mol/L)30mLとを加え、室温で2時間撹拌した。
(Vii) Synthesis of linear polymer compound P-1
In a 100 mL eggplant-shaped flask, compound 7 (50 mg, 60 μmol), polyacrylic acid (average molecular weight 5000, 24 mg, 5.0 μmol), O- (7-azabenzotriazol-1-yl) -1,1,3,3- Tetramethyluronium hexafluorophosphate (hereinafter abbreviated as HATU, 180 mg, 480 μmol), N, N-diisopropylethylamine (hereinafter abbreviated as DIPEA, 170 mL, 950 μmol), N, N-dimethylformamide (hereinafter, (Abbreviated as DMF, 10 mL) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 days. The solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure, and 50 mL of THF and 30 mL of an aqueous sodium hydroxide solution (0.64 mol / L) were added to the residue, followed by stirring at room temperature for 2 hours.
反応液をHClで中性に戻して溶媒を減圧留去し、少量の水酸化ナトリウム水溶液で溶かした。この水溶液を分画分子量5000の透析膜を使用して水中で3日間透析した。透析液をHClにより酸性化して生成物を沈殿させ、メンブランフィルターで濾過することによって、紫色の固体である線状高分子化合物P-1(以下、化合物8と省略する。)を得た(収量42mg,収率36.0%)。なお、生成物は1H NMRスペクトルで同定した。 The reaction solution was neutralized with HCl, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was dissolved in a small amount of aqueous sodium hydroxide solution. This aqueous solution was dialyzed in water for 3 days using a dialysis membrane having a molecular weight cut off of 5000. The dialysate was acidified with HCl to precipitate the product and filtered through a membrane filter to obtain a purple polymer linear polymer compound P-1 (hereinafter abbreviated as compound 8) (yield). 42 mg, yield 36.0%). The product was identified by 1 H NMR spectrum.
(2)線状高分子化合物P-2の合成
(i)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アミノフェニル)ポルフィリンの合成
還流冷却器を取り付けた200mLのナス型フラスコに化合物5(500mg,0.58mmol)、クロロホルム100mL、メタノール100mL、硫化ナトリウム9水和物(480mg,2.00mmol)を加え、5時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却し、減圧留去でメタノールを除去した。
(2) Synthesis of linear polymer compound P-2 (i) Synthesis of 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl) -20- (4'-aminophenyl) porphyrin A reflux condenser was attached. Compound 5 (500 mg, 0.58 mmol), chloroform 100 mL, methanol 100 mL, sodium sulfide nonahydrate (480 mg, 2.00 mmol) was added to a 200 mL eggplant-shaped flask, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and methanol was removed by distillation under reduced pressure.
残渣にクロロホルム200mLを加えて分液漏斗に移し、有機層を飽和重曹水及び食塩水で洗浄したのち、有機層を分離した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水して、有機層を分離したのち、有機層から溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 クロロホルム:アセトン=20:1)で精製し、紫色の固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-アミノフェニル)ポルフィリン(以下、化合物9と省略する。)を得た(収量0.433g,収率89.2%)。なお、生成物はMALDI-TOF MSスペクトル及び1H NMRスペクトルで同定した。 Chloroform 200 mL was added to the residue, transferred to a separatory funnel, the organic layer was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and brine, and then the organic layer was separated. The organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and after separating the organic layer, the solvent was distilled off from the organic layer under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform: acetone = 20: 1) and 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl) -20- (4'-aminophenyl), a purple solid ) Porphyrin (hereinafter abbreviated as compound 9) was obtained (yield 0.433 g, yield 89.2%). The product was identified by MALDI-TOF MS spectrum and 1 H NMR spectrum.
(ii)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-Fmoc-β-アラニンフェニル)ポルフィリンの合成
100mLのナス型フラスコに化合物9(178.0mg,0.224mmol)、Fmoc-β-アラニン(760mg,2.240mmol)、HATU(423mg,1,120mmol)、DIPEA(0.980μL,2.240μmol)及びDMF 150mLを加えて室温で13時間攪拌した。反応液を室温まで冷却し、DMFを減圧留去した。
(Ii) Synthesis of 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl) -20- (4'-Fmoc-β-alaninephenyl) porphyrin
Compound 9 (178.0 mg, 0.224 mmol), Fmoc-β-alanine (760 mg, 2.240 mmol), HATU (423 mg, 1,120 mmol), DIPEA (0.980 μL, 2.240 μmol) and DMF 150 mL are added to a 100 mL eggplant-shaped flask. Stir at room temperature for 13 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and DMF was distilled off under reduced pressure.
残渣にクロロホルム100mLを加えて分液漏斗に移し、飽和重曹水及び食塩水で洗浄したのち、有機層を分離した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水したのち、再度有機層を分離し、有機層から溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒 クロロホルム:アセトン=40:1)で精製し、紫色の固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-Fmoc-β-アラニンフェニル)ポルフィリン(以下、化合物10と省略する。)を得た(収量0.105g,収率43.0%)。なお、生成物はMALDI-TOF MSスペクトル及び1H NMRスペクトルで同定した。 To the residue was added 100 mL of chloroform, transferred to a separatory funnel, washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and brine, and the organic layer was separated. After dehydrating the organic layer with anhydrous sodium sulfate, the organic layer was separated again, and the solvent was distilled off from the organic layer under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (developing solvent: chloroform: acetone = 40: 1) and 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20- (4′-Fmoc-β) was a purple solid. -Alaninephenyl) porphyrin (hereinafter abbreviated as compound 10) was obtained (yield 0.105 g, yield 43.0%). The product was identified by MALDI-TOF MS spectrum and 1 H NMR spectrum.
(iii)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-Fmoc-β-アラニンフェニル)ポルフィナト鉄(III)の合成
アルゴン雰囲気下、還流管を取り付けた50mLのナス型フラスコに化合物10 10.0mg、クロロホルム5mL、塩化鉄(II)n水和物の飽和メタノール溶液5mLを加え、16時間加熱還流したのち、反応液を室温まで冷却した。
(Iii) Synthesis of 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20- (4′-Fmoc-β-alaninephenyl) porfinatoiron (III) 50 mL of a reflux tube attached under argon atmosphere To the eggplant-shaped flask, 10.0 mg of
反応液を分液漏斗に移して蒸留水で洗浄し、有機層を分離した。有機層を無水ナトリウムで脱水して、再度有機層を分離し、溶媒を減圧留去した。残渣を最少量のクロロホルムに溶解して、ヘキサンを加えて再沈殿させたのち、沈殿物を濾取して黒紫色の固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-Fmoc-β-アラニンフェニル)ポルフィナト鉄(III)(以下、化合物11)を得た(収量9.2mg,収率85.0%)。生成物はFAB-MSスペクトルで同定した。 The reaction solution was transferred to a separatory funnel and washed with distilled water, and the organic layer was separated. The organic layer was dehydrated with anhydrous sodium, the organic layer was separated again, and the solvent was distilled off under reduced pressure. Dissolve the residue in a minimum amount of chloroform, add hexane to reprecipitate, filter the precipitate, and collect 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl)- 20- (4′-Fmoc-β-alaninephenyl) porphinate iron (III) (hereinafter referred to as Compound 11) was obtained (yield 9.2 mg, yield 85.0%). The product was identified by FAB-MS spectrum.
(iv)5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-β-アラニンフェニル)ポルフィナト鉄(III)の合成
100mLのナス型フラスコに化合物11(20.0mg,0.224mmol)、20重量%ピペリジン/DMF溶液5mLを加えて室温で10分間撹拌したのち、減圧留去でピペリジン/DMF溶液を除去した。残渣を100mLのクロロホルムに溶解させて分液漏斗に移し、飽和重曹水及び食塩水で洗浄したのち、有機層を分離した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水したのち、再度有機層を分離して、有機層から溶媒を減圧留去し、紫色固体である5,10,15-トリス(4'-メトキシカルボニルフェニル)-20-(4'-β-アラニンフェニル)ポルフィナト鉄(III)(以下、化合物12と省略する。)を得た(収量10mg,収率64.5%)。なお、生成物はFAB-MSスペクトルで同定した。
(Iv) Synthesis of 5,10,15-tris (4'-methoxycarbonylphenyl) -20- (4'-β-alaninephenyl) porfinatoiron (III)
Compound 11 (20.0 mg, 0.224 mmol) and 5 mL of 20 wt% piperidine / DMF solution were added to a 100 mL eggplant-shaped flask and stirred at room temperature for 10 minutes, and then the piperidine / DMF solution was removed by distillation under reduced pressure. The residue was dissolved in 100 mL of chloroform, transferred to a separatory funnel, washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and brine, and the organic layer was separated. After dehydrating the organic layer with anhydrous sodium sulfate, the organic layer is separated again, and the solvent is distilled off from the organic layer under reduced pressure to give a purple solid 5,10,15-tris (4′-methoxycarbonylphenyl) -20. -(4'-β-alaninephenyl) porphinatoiron (III) (hereinafter abbreviated as compound 12) was obtained (yield 10 mg, yield 64.5%). The product was identified by FAB-MS spectrum.
(v)線状高分子化合物P-2の合成
100mLのナス型フラスコに化合物12(80mg,56μmol)、ポリアクリル酸(平均分子量5000,50mg,4.7μmol)、HATU(280mg,480μmol)、DIPEA(250mL,950μmol)、DMF 10mLを加え、室温で2日間撹拌した。反応液から溶媒を減圧留去して、残渣にTHF 50mL、水酸化ナトリウム水溶液(0.64mol/l)30mLを加え、室温で2時間撹拌した。
(V) Synthesis of linear polymer compound P-2
Compound 12 (80 mg, 56 μmol), polyacrylic acid (average molecular weight 5000, 50 mg, 4.7 μmol), HATU (280 mg, 480 μmol), DIPEA (250 mL, 950 μmol),
反応液をHClで中性に戻して溶媒を減圧留去し、残渣を少量の水酸化ナトリウム水溶液に溶かした。この水溶液を分画分子量5000の透析膜を使用して水中で2日間透析した。透析液をHClにより酸性にして生成物を沈殿させ、メンブランフィルターで沈殿を濾取し、紫色固体の線状高分子化合物P-2(以下、化合物13と省略する。)を得た(収量70mg,収率25.0%)。なお、生成物は1H NMRスペクトルで同定した。 The reaction solution was neutralized with HCl, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was dissolved in a small amount of aqueous sodium hydroxide solution. This aqueous solution was dialyzed in water for 2 days using a dialysis membrane having a molecular weight cut off of 5000. The dialysate was acidified with HCl to precipitate the product, and the precipitate was collected by a membrane filter to obtain a purple solid linear polymer compound P-2 (hereinafter abbreviated as compound 13) (yield 70 mg). Yield 25.0%). The product was identified by 1 H NMR spectrum.
(2)シクロデキストリン二量体の合成
(i)2-モノトシル-βシクロデキストリンの合成
アルゴン雰囲気下、300mLの三口フラスコに200mLの無水DMF、乾燥β-シクロデキストリン(以下、化合物21と省略する。17.0g,15.0mmol)、水素化ナトリウム(60-70% in oil,513mg,15.0mmol)を加え、室温で15時間攪拌した。反応が終了したのち、三口フラスコに塩化トシル(2.9g,15.2mmol)を加えて室温で3時間攪拌した。
(2) Synthesis of cyclodextrin dimer (i) Synthesis of 2-monotosyl-β cyclodextrin 200 mL of anhydrous DMF and dry β-cyclodextrin (hereinafter abbreviated as compound 21) in a 300 mL three-necked flask under an argon atmosphere. 17.0 g, 15.0 mmol) and sodium hydride (60-70% in oil, 513 mg, 15.0 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours. After the reaction was completed, tosyl chloride (2.9 g, 15.2 mmol) was added to the three-necked flask and stirred at room temperature for 3 hours.
反応液を3Lのアセトンに注ぎ込み、生じた白色沈殿を濾過分離して減圧下で乾燥させた。得られた乾燥固体を蒸留水に溶解させ、ダイヤイオンHP20(三菱化学株式会社製)を充填したカラムに注入した。蒸留水のみを加えて未反応のβ-シクロデキストリンを溶出し、未反応のβ-シクロデキストリンが溶出し終わってから、展開溶媒を40%メタノール水溶液に変えて2-モノトシル-β-シクロデキストリンのみを溶出させた。なお、溶出液はTLC(展開溶媒n-BuOH:EtOH:H2O=5:4:3、アニスアルデヒド発色、Rf=0.45)によって確認した。溶出した部分の溶媒を減圧留去し、無色固体の2-monotosyl-β-シクロデキストリン(以下、化合物22と省略する。)を得た(収量6.3g,収率33%)。 The reaction solution was poured into 3 L of acetone, and the resulting white precipitate was separated by filtration and dried under reduced pressure. The obtained dry solid was dissolved in distilled water and injected into a column filled with Diaion HP20 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Add only distilled water to elute unreacted β-cyclodextrin, and after elution of unreacted β-cyclodextrin, change the developing solvent to 40% methanol aqueous solution, then only 2-monotosyl-β-cyclodextrin Was eluted. The eluate was confirmed by TLC (developing solvent n-BuOH: EtOH: H 2 O = 5: 4: 3, anisaldehyde color development, Rf = 0.45). The solvent of the eluted part was distilled off under reduced pressure to obtain colorless solid 2-monotosyl-β-cyclodextrin (hereinafter abbreviated as compound 22) (yield 6.3 g, yield 33%).
(ii)2,3-エポキシ-β-シクロデキストリンの合成
500mLのナス型フラスコに化合物22(6.0g,4.7mmol)及び300mLの0.2M水酸化ナトリウム水溶液を加え、室温で40時間攪拌した。反応液を氷浴に浸した状態で、希塩酸により反応液を中和した。
(Ii) Synthesis of 2,3-epoxy-β-cyclodextrin
Compound 22 (6.0 g, 4.7 mmol) and 300 mL of 0.2 M aqueous sodium hydroxide solution were added to a 500 mL eggplant-shaped flask, and the mixture was stirred at room temperature for 40 hours. With the reaction solution immersed in an ice bath, the reaction solution was neutralized with dilute hydrochloric acid.
反応液からエバポレーターで溶媒を約100mLまで留去し、残留液を1Lのアセトンに注ぎ込んだ。生じた白色沈殿を最小量のDMFに溶解させ、不溶の塩を濾過して取り除いた。濾液を1Lのアセトンに注ぎ込み、生じた白色沈殿を濾過分離して減圧下で乾燥させた。乾燥固体を蒸留水に溶解させ、ダイヤイオンHP20を充填したカラムに注入し、蒸留水のみを加えて2,3-エポキシ-β-シクロデキストリン溶出した。なお、2,3-エポキシ-β-シクロデキストリンはTLC(展開溶媒n-BuOH:EtOH:H2O=5:4:3、アニスアルデヒド発色、Rf=0.25)で確認した。溶出液の溶媒を減圧留去し、無色固体の2,3-エポキシ-β-シクロデキストリン(以下、化合物23と省略する。)を得た(収量3.5g,収率67%)。 The solvent was distilled off from the reaction solution to about 100 mL with an evaporator, and the remaining solution was poured into 1 L of acetone. The resulting white precipitate was dissolved in a minimum amount of DMF, and insoluble salts were removed by filtration. The filtrate was poured into 1 L of acetone, and the resulting white precipitate was separated by filtration and dried under reduced pressure. The dried solid was dissolved in distilled water, poured into a column filled with Diaion HP20, and distilled water alone was added to elute 2,3-epoxy-β-cyclodextrin. 2,3-epoxy-β-cyclodextrin was confirmed by TLC (developing solvent n-BuOH: EtOH: H 2 O = 5: 4: 3, anisaldehyde coloration, Rf = 0.25). The solvent of the eluate was distilled off under reduced pressure to obtain colorless solid 2,3-epoxy-β-cyclodextrin (hereinafter abbreviated as compound 23) (yield 3.5 g, yield 67%).
(iii)2,3-エポキシ-パーメチル-β-シクロデキストリンの合成
アルゴン雰囲気下、200mLの三口フラスコに化合物23(2.00g,1.45mmol)、80mLの無水DMF及び30mLの無水THFを加えて氷浴に浸した。反応液に水素化ナトリウム(へキサンで洗浄し真空乾燥させたもの(1.39g,58.00mmol)を加え、氷浴に浸して1時間攪拌した。さらに、反応液にヨウ化メチル(3.60mL,58.00mmol)を滴下して、室温で一晩攪拌した。
(Iii) Synthesis of 2,3-epoxy-permethyl-β-cyclodextrin Under an argon atmosphere, add Compound 23 (2.00 g, 1.45 mmol), 80 mL of anhydrous DMF and 30 mL of anhydrous THF to a 200 mL three-necked flask in an ice bath. Soaked in. Sodium hydride (washed with hexane and dried in vacuo (1.39 g, 58.00 mmol)) was added to the reaction solution, and the mixture was stirred in an ice bath for 1 hour.Methyl iodide (3.60 mL, 58.00) was added to the reaction solution. mmol) was added dropwise and stirred at room temperature overnight.
反応液に4mLのメタノールを加えて泡の発生を収め、クロロホルムを加えて分液漏斗に移したのち、抽出液を蒸留水及びチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄して、有機層を分離した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水して、有機層を分離したのち、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルムのみ→クロロホルム:アセトン=5:2)で精製し、無色固体である2,3-エポキシ-パーメチル-β-シクロデキストリン(以下、化合物24と省略する。)を得た(収量1.50g,収率61%)。 4 mL of methanol was added to the reaction solution, foam was generated, chloroform was added and transferred to a separatory funnel, and then the extract was washed with distilled water and aqueous sodium thiosulfate solution to separate the organic layer. The organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and after separating the organic layer, the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform only → chloroform: acetone = 5: 2), and 2,3-epoxy-permethyl-β-cyclodextrin (hereinafter referred to as Compound 24) as a colorless solid. (Omitted) was obtained (yield 1.50 g, yield 61%).
(iv)3,5-ジメルカプトメチルピリジンの合成
還流管を取り付けた50mLのナス型フラスコに3,5-ジクロロメチルピリジン(200mg,0.94mmol)、チオ尿素(180mg,2.4mmol)及び6mLのエタノールを加え、2時間加熱還流した。反応液に3mLの5M水酸化ナトリウム水溶液を加えて、3時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却し、反応液を塩酸によって中和して分液漏斗に移し、塩化メチレンで抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水したのち、溶媒を減圧留去し、褐色油状の3,5-ジメルカプトメチルピリジン(以下、化合物25と省略する。)を得た(収量100mg,収率49%)。
(Iv) Synthesis of 3,5-
(v)シクロデキストリン二量体の合成
還流管を取り付けた100mLのナス型フラスコに化合物24(1.0g,0.72mmol)、60mLの0.1MNaHCO3水溶液、2mLのメタノールに溶解させた化合物25(50mg,0.29mmol)を加え、24時間加熱還流を行った。反応液を室温まで冷却したのち、反応液を分液漏斗に移してクロロホルムで3回抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水したのち、溶媒を減圧留去した。残渣をゲル濾過クロマトグラフィー(アマシャムバイオサイエンス株式会社製 ShephadexG-25)によって精製し、目的物を含む画分を集めて溶媒を留去した。
(V) Synthesis of cyclodextrin dimer Compound 25 (50 mg, 50 mg, dissolved in Compound 24 (1.0 g, 0.72 mmol), 60 mL 0.1 M NaHCO 3 aqueous solution, 2 mL methanol in a 100 mL eggplant-shaped flask equipped with a reflux tube 0.29 mmol) was added, and the mixture was refluxed for 24 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, the reaction solution was transferred to a separatory funnel and extracted three times with chloroform. After dehydrating the organic layer with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by gel filtration chromatography (Shemadex G-25 manufactured by Amersham Biosciences), and fractions containing the desired product were collected and the solvent was distilled off.
得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒クロロホルム/アセトン=5/2→クロロホルムのみ→クロロホルム:メタノール=10:1)によって精製し、無色固体であるシクロデキストリン二量体(以下、化合物26と省略する。)を得た(収量0.21g,収率20%,融点126-127℃)。 The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent chloroform / acetone = 5/2 → chloroform only → chloroform: methanol = 10: 1) to give a cyclodextrin dimer (hereinafter referred to as Compound 26) as a colorless solid. (Omitted) (yield 0.21 g, yield 20%, melting point 126-127 ° C.).
2.包接超分子錯体の製造と各種試験
(1)線状高分子化合物の結合数、分子量の測定
線状高分子化合物P-1及びP-2のポルフィリン金属錯体の結合数、分子量について調べた。具体的には、線状高分子化合物P-1及びP-2のDMSO溶液(1.0×10-6M)を調製して、それらの1H NMRスペクトルを測定し、測定したシグナルの積分比からポリアクリル酸部分とポルフィリン部分の量比を求めた。その結果を図4及び図5に示す。なお、図中のaはポリアクリル酸に由来のシグナルであり、bはポルフィリン金属錯体に由来のシグナルである。
2. Production of Inclusion Supramolecular Complex and Various Tests (1) Measurement of Bond Number and Molecular Weight of Linear Polymer Compound The bond number and molecular weight of porphyrin metal complexes of linear polymer compounds P-1 and P-2 were examined. Specifically, DMSO solutions (1.0 × 10 −6 M) of linear polymer compounds P-1 and P-2 were prepared, their 1 H NMR spectra were measured, and from the integration ratio of the measured signals The quantity ratio between the polyacrylic acid moiety and the porphyrin moiety was determined. The results are shown in FIGS. In the figure, a is a signal derived from polyacrylic acid, and b is a signal derived from a porphyrin metal complex.
図4から、線状高分子化合物P-1は、ポリアクリル酸1分子に対し約5当量のポルフィリン金属錯体が結合し、平均分子量が約9,000の物質であることが分かった。また、図5から、線状高分子化合物P-2は、ポリアクリル酸1分子に対し約8当量のポルフィリン金属錯体が結合し、平均分子量が約12,000の物質であることが分かった。 From FIG. 4, it was found that the linear polymer compound P-1 is a substance having an average molecular weight of about 9,000, with about 5 equivalents of a porphyrin metal complex bonded to one molecule of polyacrylic acid. Further, FIG. 5 shows that the linear polymer compound P-2 is a substance having an average molecular weight of about 12,000, with about 8 equivalents of a porphyrin metal complex bonded to one molecule of polyacrylic acid.
(2)包接超分子錯体の構造
包接超分子錯体を調製しその構造について調べた。具体的には次のようにして行った。まず、線状高分子化合物P-1又はP-2をそれぞれ1.0×10-6mol/Lずつ含むリン酸緩衝液(0.1M,pH7.0,25℃)と、シクロデキストリン二量体を1.0×10-6mol/L含むリン酸緩衝液(0.1M,pH7.0,25℃)とを調製した。つぎに、線状高分子化合物P-1又はP-2を含む緩衝液にシクロデキストリン二量体を含むリン酸緩衝液を滴定しながら紫外線-可視光線スペクトルを測定した。
(2) Structure of inclusion supramolecular complex An inclusion supramolecular complex was prepared and its structure was investigated. Specifically, it was performed as follows. First, a phosphate buffer solution (0.1 M, pH 7.0, 25 ° C.) containing 1.0 × 10 −6 mol / L of the linear polymer compound P-1 or P-2, respectively, and a cyclodextrin dimer of 1.0 A phosphate buffer solution (0.1 M, pH 7.0, 25 ° C.) containing × 10 −6 mol / L was prepared. Next, an ultraviolet-visible light spectrum was measured while titrating a phosphate buffer containing a cyclodextrin dimer into a buffer containing the linear polymer compound P-1 or P-2.
得られた吸収スペクトルから、吸光スペクトルの変化とシクロデキストリン二量体の滴下量との関係を計算して滴定曲線を描き、この滴定曲線の屈曲点から、包接超分子錯体中のP-1又はP-2とシクロデキストリン二量体の量比を推定した。その結果を図6及び図7に示す。 From the obtained absorption spectrum, calculate the relationship between the change in the absorption spectrum and the amount of cyclodextrin dimer added and draw a titration curve. From the inflection point of this titration curve, P-1 in the inclusion supramolecular complex Alternatively, the amount ratio of P-2 and cyclodextrin dimer was estimated. The results are shown in FIGS.
なお、図6はP-1に滴定した場合の吸光スペクトルの変化を示しており、右上の挿入図はP-1の吸収波長である388nmにおける吸光度変化、及びP-1とシクロデキストリン二量体からなる包接超分子錯体の吸収波長である424nmにおける吸光度変化と、シクロデキストリン二量体(Py3CD)の滴下量との関係(滴定曲線)を示している。また、図7はP-2に滴定した場合の吸光スペクトルの変化を示しており、右上の挿入図はP-2とシクロデキストリン二量体からなる包接超分子錯体の吸収波長である422nm及び489nmにおける吸光度変化と、シクロデキストリン二量体(Py3CD)の滴下量との関係(滴定曲線)を示している。 FIG. 6 shows the change in the absorption spectrum when titrated to P-1, and the upper right inset shows the change in absorbance at 388 nm, which is the absorption wavelength of P-1, and P-1 and cyclodextrin dimer. 3 shows the relationship (titration curve) between the change in absorbance at 424 nm, which is the absorption wavelength of the inclusion supramolecular complex consisting of, and the amount of cyclodextrin dimer (Py3CD) dropped. FIG. 7 shows the change in the absorption spectrum when titrated to P-2, and the upper right inset shows the absorption wavelength of the inclusion supramolecular complex composed of P-2 and cyclodextrin dimer at 422 nm and The relationship (titration curve) between the change in absorbance at 489 nm and the amount of cyclodextrin dimer (Py3CD) added dropwise is shown.
これらの滴定曲線には明瞭な屈曲点は認められないものの、P-1由来の包接超分子錯体中の線状高分子化合物とシクロデキストリン二量体の量比は線状高分子化合物:シクロデキストリン二量体=1:5であり、P-2を含む包接超分子錯体中の線状高分子化合物とシクロデキストリン二量体の量比は線状高分子化合物:シクロデキストリン二量体=1:8であると推定できる。 Although there is no clear inflection point in these titration curves, the quantitative ratio of linear polymer compound to cyclodextrin dimer in the inclusion supramolecular complex derived from P-1 is linear polymer compound: cyclo Dextrin dimer = 1: 5, and the ratio of linear polymer compound to cyclodextrin dimer in the inclusion supramolecular complex containing P-2 is linear polymer compound: cyclodextrin dimer = It can be estimated to be 1: 8.
(3)酸素結合挙動
包接超分子錯体の酸素結合挙動について調べた。具体的には次のようにして行った。まず、P-1又はP-2を含有する包接超分子錯体を1.0×10-6mol/L含むリン酸緩衝液(0.1M,pH7.0,25℃)を調製した。また、比較のために特許文献1に記載の包接錯体を1.0×10-6mol/L含むリン酸緩衝液(0.1M,pH7.0,25℃)を調製した。
(3) Oxygen binding behavior The oxygen binding behavior of the inclusion supramolecular complex was investigated. Specifically, it was performed as follows. First, a phosphate buffer solution (0.1 M, pH 7.0, 25 ° C.) containing 1.0 × 10 −6 mol / L of an inclusion supramolecular complex containing P-1 or P-2 was prepared. For comparison, a phosphate buffer solution (0.1 M, pH 7.0, 25 ° C.) containing 1.0 × 10 −6 mol / L of the inclusion complex described in
つぎに、包接超分子錯体及び包接錯体のリン酸緩衝液に過剰量の亜ジチオン酸ナトリウム[Na2S2O4]を加えて包接超分子錯体及び包接錯体を還元し、還元した状態(以下、Predと省略する。)で紫外線-可視光線スペクトルを測定した。測定後、各リン酸緩衝液に酸素ガスを吹き込んで包接超分子錯体及び包接錯体を酸化し、酸化した状態(以下、PO2と省略する。)で紫外線-可視光線スペクトルを測定した。測定後、リン酸緩衝液に一酸化炭素ガスを吹き込んで酸素を一酸化炭素に置換し、置換した状態(以下、PCOと省略する。)で紫外線-可視光線スペクトルを測定した。測定結果を図8から図10に示す。 Next, the inclusion supramolecular complex and inclusion complex are reduced by adding an excess amount of sodium dithionite [Na 2 S 2 O 4 ] to the inclusion supramolecular complex and the phosphate buffer of the inclusion complex. In this state (hereinafter abbreviated as “P red” ), an ultraviolet-visible light spectrum was measured. Was measured visible light spectrum - After the measurement, by oxidizing the inclusion supramolecular complexes and inclusion complex by blowing oxygen gas into the phosphate buffer solution, oxidation state ultraviolet rays (hereinafter abbreviated as P O2.). Was measured visible light spectrum - After the measurement, the oxygen is blown carbon monoxide gas in a phosphate buffer solution was replaced with carbon monoxide, substituted state (hereinafter, abbreviated as P CO.) Ultraviolet. The measurement results are shown in FIGS.
なお、図8はP-1を含む包接超分子錯体の測定結果、図9はP-2を含む包接超分子錯体の測定結果、図10は特許文献1に記載の包接錯体の測定結果をそれぞれ示している。また、図中のdeoxy、oxy、COはそれぞれPred、PO2、PCOの状態で測定したスペクトルを示している。
8 shows the measurement result of the inclusion supramolecular complex containing P-1, FIG. 9 shows the measurement result of the inclusion supramolecular complex containing P-2, and FIG. 10 shows the measurement of the inclusion complex described in
まず、図8、図9、図10のスペクトルから、いずれの錯体においても、酸素を吹き込むことによって吸収スペクトルが変化し、一酸化炭素を吹き込むことによって吸収スペクトルが変化したことが確認できた。このことから、これらの錯体は酸素を吸着でき、吸着した酸素を一酸化炭素に置換できることが分かった。すなわち、P-1又はP-2を含む包接超分子錯体及び特許文献1に記載の包接錯体は、水溶液中での酸素着脱能を備えおり、ヘモグロビンのモデル化合物として利用できることが分かった。
First, from the spectra of FIGS. 8, 9 and 10, it was confirmed that in any complex, the absorption spectrum was changed by blowing oxygen, and the absorption spectrum was changed by blowing carbon monoxide. This indicates that these complexes can adsorb oxygen and substitute the adsorbed oxygen with carbon monoxide. That is, it was found that the inclusion supramolecular complex containing P-1 or P-2 and the inclusion complex described in
また、図8、図9、図10のPCOの吸収スペクトルを比較したところ、図8と図9の比較からP-2を含む包接超分子錯体の一酸化炭素錯体はP-1を含む包接超分子錯体の一酸化炭素錯体よりも吸収スペクトルが大きく、図8と図10の比較から特許文献1に記載の包接錯体の一酸化炭素錯体はP-2を含む包接超分子錯体の一酸化炭素錯体よりも吸収スペクトルが大きいことが分かった。
Further, FIGS. 8, 9, were compared the absorption spectra of P CO of FIG. 10, a carbon monoxide complex of inclusion supramolecular complexes containing P-2 from a comparison of FIGS. 8 and 9 includes a P-1 Inclusion supramolecular complex has an absorption spectrum larger than that of carbon monoxide complex. From the comparison between FIG. 8 and FIG. 10, the inclusion complex of carbon monoxide described in
すなわち、一酸化炭素錯体の吸収スペクトルは、特許文献1に記載の包接錯体、P-2を含む包接超分子錯体、P-1を含む包接超分子錯体の順番に大きかった。このことから、酸素錯体の安定性が特許文献1に記載の包接錯体、P-2を含む包接超分子錯体、P-1を含む包接超分子錯体の順番で大きいことが分かった。
That is, the absorption spectrum of the carbon monoxide complex was large in the order of the inclusion complex described in
なお、酸素錯体の安定性の比較にP02の吸収スペクトルの変化ではなく、PCOの吸収スペクトルを比較した理由は、ポルフィリン金属錯体部分の中心鉄が三価と酸素錯体の紫外線-可視光線スペクトルは似ているため見分けることが困難だからである。言い換えると、錯体に酸素を吹き込んで吸収スペクトルを変化させても、それが酸素錯体の生成に起因するのか、中心鉄が2価から3価に自動酸化したことに起因するのか、判断できないからである。 The reason why we compared the absorption spectrum of PCO rather than the change of the absorption spectrum of P02 to compare the stability of the oxygen complex is that the central iron of the porphyrin metal complex part is trivalent and the ultraviolet-visible light spectrum of the oxygen complex This is because they are similar and difficult to distinguish. In other words, even if oxygen is blown into the complex and the absorption spectrum is changed, it cannot be determined whether this is due to the formation of an oxygen complex or whether the central iron is autoxidized from divalent to trivalent. is there.
一方、P02に一酸化炭素を吹き込んだ場合、錯体の中心金属が3価の鉄である場合にはPCOを形成せず吸収スペクトルも変化しないが、錯体の中心金属が2価の鉄である場合には酸素を一酸化炭素に置換してPCOを形成して吸収スペクトルが変化する。したがって、P02の錯体の酸素を一酸化炭素に置換してPCOの吸収スペクトルを測定することによって、酸素錯体の安定性を測定することができる。 On the other hand, when carbon monoxide is blown into P 02 , if the central metal of the complex is trivalent iron, PCO is not formed and the absorption spectrum does not change, but the central metal of the complex is divalent iron. In some cases, oxygen is replaced by carbon monoxide to form PCO and change the absorption spectrum. Thus, by measuring the absorption spectrum of the P CO to replace the oxygen complex of P 02 to carbon monoxide, it is possible to determine the stability of an oxygen complex.
Claims (8)
で示される構成単位を含むものである請求項1から請求項4の何れか一つに記載の包接超分子錯体。 The linear polymer compound has the following chemical formula (I)
The inclusion supramolecular complex according to any one of claims 1 to 4, which comprises a structural unit represented by:
で示される構成単位を含むものである請求項1から請求項4の何れか一つに記載の包接超分子錯体。 The linear polymer compound has the following chemical formula (II)
The inclusion supramolecular complex according to any one of claims 1 to 4, which comprises a structural unit represented by:
で示される請求項1から請求項6の何れか一つに記載の包接超分子錯体。 The cyclodextrin dimer has the following chemical formula (III)
The inclusion supramolecular complex as described in any one of Claims 1-6 shown by these.
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