JP2001011077A - 拡大ポルフィリン:大ポルフィリン様トリピロールジメチン誘導マクロ環 - Google Patents

拡大ポルフィリン:大ポルフィリン様トリピロールジメチン誘導マクロ環

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Gregory W Hemmi
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Toshiaki Murai
利昭 村井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高収率で寿命の長い三重項状態を形成し、一
重項酸素の形成に際し効率的な光増感剤として作用する
性質を有し、それらの高い化学的安定性と極性溶媒たと
えば水への適当な溶解性と合わせて、それらの有用性を
高める化合物を得ること。 【解決手段】 次の構造: 【化1】 (式中、置換基R1、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ
独立にH、アルキル、アミノ、ヒドロキシ、アルコキ
シ、カルボキシ、カルボキサミド、エステル、アミド、
スルホナト、置換アルキル、置換エステル、置換エーテ
ル又は置換アミドであり、Mは2価又は三価の金属カチ
オンであり、そしてnは−5と+5との間である。)を
有する化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、五座拡大ポルフィ
リン:大ポルフィリン様トリピロールジメチン誘導マク
ロ環およびそれを含む組成物、ならびにそれらを生産お
よび使用する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポルフィリンおよび関連テトラピロール
マクロ環は、最も多方面に応用可能なテトラデンデート
トリガンドである1)(この段落における参考文献につい
ては例1参照)。さらに大きなポルフィリン様芳香性マ
クロ環によってさらに高度な配位形態を安定化する試み
は、しかしながら、ほとんど成功していない2-5)。実
際、現在までに、「スーパーフタロシアニン」のウラニ
ル錯体が単離され、構造的特性が解明されているのみで
2)、また他の数種の大ポルフィリン様芳香性マクロ環、
たとえば「サフィリン」3,6),「オキソサフィリン」
6,7),「プラチリン」 8),「ペンタフィリン」9)および
「[26]ポルフィリン」10)が、金属を含まない形態
で製造されているにすぎない。
【0003】ポルフィリンおよび関連テトラピロール化
合物はすべての既知マクロ環中で最も広範に研究されて
はいるものの1)、さらに大きな共役ピロール含有システ
ムの開発には、どちらかといえばあまり努力は払われて
こなかった2-12)(この段落における参考文献について
は、例2参照)。しかしながら、大もしくは「拡大」ポ
ルフィリン様システムは、いくつかの理由によって興味
がある。これらのシステムは、詳細に研究されてきたポ
ルフィリン2-8)の芳香性類縁体として役立つ可能性が考
えられ、また、これらのもしくは他の天然産ピロール含
有システム13,1 4)に対する生物学的模倣モデルとして役
立つ可能性がある。さらに、ピロール含有大システム
は、新規な金属結合マクロ環として、きわめて興味ある
可能性を提供する2,9-12,15)。たとえば、適当に設計さ
れたシステムであれば、通常のテトラデンテートの約
2.0Å径のポルフィリンコア内に収容されている場合
17)より、大きな金属陽イオンの結合および/または高
度な配位形態の安定化2,16)が可能な、多方面に応用で
きるリガンドとして作用することが考えられる。得られ
た錯体は、重金属キレート療法の領域への応用に重要で
あり、磁気共鳴映像法(MRI)用の造影剤として作用
し、放射免疫標識作業のビヒクルとして、また、配位化
学の範囲を拡大できる新規なシステムとして役立つ可能
性がある。さらに、遊離塩基(金属を含まない)および
/または反磁性金属含有物質は、光力学的療法用の有用
な増感剤としての作用が考えられる。最近、ペンタデン
テートポリピロール芳香性システムとしての可能性が考
えられる多数の系、たとえば「サフィリン」3,4),「オ
キソサフィリン」5),「スマラグジリン」3,4),「プラ
チリン」6)および「ペンタフィリン」7)が製造され、そ
れらの金属を含まない形態について研究が行われてい
る。しかしながら、その大部分について、相当する金属
化型化合物の情報はほとんどまたは全くない。実際、
「スパーフタロシアニン」のウテニル錯体が、製造され
構造的特性が検討された唯一の金属含有ペンタピロール
システムであった2)。「スパーフタロシアニン」システ
ムは、残念ながら、その遊離型としてもまた他の金属含
有型としても存在できないことが明らかにされてい
2)。したがって、本発明以前には、非芳香性ピリジン
誘導ペンタデンテートシステムについては多数報告され
ているものの19,20)、融通性があり、構造的に特性づけ
られたペンタデンテート芳香性リガンドはなかったとい
ってよい11 )
【0004】強力な結合性を有する陰イオン性リガン
ド、たとえばジエチレントリアミンペンタ酢酸(DPT
A)1,2,3),1,4,7,10−テトラアザシクロドデ
カンN,N’,N’’’,N’’’−テトラ酢酸(DO
TA)1,4,5)および1,10−ジアザ−4,7,13,
16−テトラオキサシクロオクタデカン−N,N’−ジ
酢酸(dacda)1,6)から誘導されるガドリニウム
(III)錯体は、磁気共鳴造影法(MRI)用に最近
開発された化合物で最も有望な常磁性コントラストを示
している1)(この段落における参考文献については例3
中に示す)。実際、[Gd・DTPA]- については、
現在、腫瘍の検出の増強を調べるプロトコールでのその
利用可能性の臨床試験がアメリカ合衆国において実施さ
れている1)。さらに、このようなシステムは、現存のカ
ルボキシレートベースの造影剤に比べて大きな動力学的
安定性、優れた緩和性、また良好な生物学的分布特性が
期待されることから、他のガドリニウム(III)錯体
の合成にも興味がもたれている。このようなアプローチ
のひとつとして、最近、水溶性ポリフィリン誘導体、た
とえばテトラキス(4−スルホネートフェニル)ポルフ
ィリン(TPPS)7,8, 9)の使用を基盤とした追跡がな
されている。残念ながら、大きなガドリニウム(II
I)陽イオンは、比較的小さいポルフィリン結合コア
(γ≒2.0Å11))内には完全には収容されず10)、し
たがって、ガドリニウム−ポルフィリン錯体は、加水分
解に対して不安定であることが避けられな
7,8,12,13)。しかしながら、大きなポルフィリン様リ
ガンドであれば、この問題を回避する手段を提供できる
可能性がある。
【0005】後天性免疫不全症候群(AIDS)および
癌は、今日、人類が直面している最も重大な公衆衛生上
の問題である。AIDSは1981年に男性同性愛者中
にはじめて報告された1)致命的なヒト疾患であるが、現
在では汎発流行病の割合に達している(この段落および
以下の4段落における参考文献は例5に示す)。癌は、
診断および処置における最近の著しい進歩にもかかわら
ず、アメリカ合衆国における死因の第三位を維持してい
る。これらの疾患の検出、処置および伝達低減のための
より優れた方法の研究は、したがって、最も重要な課題
である。
【0006】腫瘍の制御および処置への利用が最近検討
されている、有望な新しい理学療法のひとつに、光力学
的療法(PDT)がある1-5)。この技術は、腫瘍部位ま
たはその周辺に局在し、酸素の存在下に照射すると、そ
うでなければ無害の前駆体たとえばO23Σg-)から
一重項酸素[O21Δg)]のような細胞毒性物質を産
生する働きがある光増感性染料の使用に基づくものであ
る。PDTの導入に伴う最近の反響の多くは、その特
性、すなわち、現在の方法(たとえば慣用の化学療法)
とは全く対照的に、PDTでは、薬剤は、担当医によっ
て光で「活性化」されるまでは完全に無害である(そし
て、なければならない)ことによる。すなわち、他の方
法では不可能であったレベルの制御と選択性が達成でき
ることである。
【0007】現時点では、PDT用に第一に選択される
染料として、反磁性ポルフィリンおよびその誘導体が考
えられている。10年ほど前から、ヘマトポルフィリン
のようなポルフィリンが急速に成長する組織、たとえば
肉腫や癌に選択的に局在することが知られている6)。し
かしながら、その選択性の理論的根拠は明らかではな
い。最近では、ヘマトポルフィリン二塩酸塩を酢酸−硫
酸、ついで希釈塩基で処理して製造された23,26)ポルフ
ィリンのモノマーおよびオリゴマー混合物である、特性
は完全には明らかにされていない、いわゆるヘマトポル
フィリン誘導体(HPD)2-5,7-21)にとくに注意が集
中されている。最良の腫瘍局在能を有すると考えられて
いる23,26)オリゴマー種に富んだ分画がPhotofi
rin II(登録商標)(PII)の商品名で市販さ
れていて、最近、閉塞性気管支上皮腫瘍および表在性膀
胱腫瘍に対する臨床試験が行われている。この場合、作
用機構は、すべてではないとしても多くは、一重項酸素
21△g)の光産生によると考えられるが、別の作用
機構、たとえばスーパーオキシド陰イオンまたはヒドロ
キシルおよび/もしくはポルフィリンベースのラジカル
の光産生による可能性も完全には除外できない28-33)
HPDは有望であるとしても、それおよび他の入手可能
な光増感剤(たとえば、フタロシアニンおよびナフタフ
タロシアニン)には重大な欠点がある。
【0008】ポルフィリン誘導体は、高い三重項収率と
長い三重項寿命を有する(したがって、励起エネルギー
は効率的に三重項酸素に伝達する)が3b,3g)、Q−バン
ド領域におけるそれらの吸収はヘム含有組織のそれと平
行することが多い。フタロシアニンおよびナフタロシア
ニンは、もっと便利なスペクトル範囲で吸収するが、三
重項収率は有意に低く4)、しかもそれらは極性のプロト
ン性溶媒に全く不溶性の傾向があって、機能化は困難で
ある。したがって、現在のところ、さらに有効な光化学
療法剤の開発には、生体組織に比較的透過性のスペクト
ル領域(すなわち、700〜l000nm)に吸収を有
1d、高い三重項量子収率を有し、毒性は最小限の化合
物の合成が必要と思われる。本発明者らは最近、新規な
一群の芳香性ポルフィリン様マクロ環、すなわち組織透
過性の730〜770nm範囲に強力な吸収を有するト
リピロールジメチン誘導「テキサフィリン」の合成を報
告した5)(例1参照)。メタロテキサフィリンlc〜7
cの光物理学的性質は相当するメタラポルフィリンのそ
れと平行し、反磁性錯体lc〜4cは高い量子収率での
12の産生を増感する。図19には、本発明の化合物
(lc〜7c)の模式的構造、金属錯体および誘導体を
示すものである。
【0009】一重項酸素はまた、実験的光増感血液精製
操作において効果を発揮する重要な毒性種と考えられて
いる34-39)。光力学的療法のこのきわめて新しい応用
は、きわめて重要な可能性を含んでいる。それは、輸血
用全血から、エンベロープを有するウイルス、たとえば
HIV−1,単純ヘルペス(HSV),サイトメガロウ
イルス(CMV)、各種形態の肝炎誘発ウィルス、なら
びに他の血液に含まれる日和見病原体(たとえば殺菌お
よびマラリヤプラスモジウム)を除去する安全かつ有効
な手段の提供を約束するものである。AIDSが現在で
は有効な治療法がなく、通常、致命的な疾患であること
を考えれば、このような血液精製操作の利益は測り知れ
ないものであるといえる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】現在では、AIDSの
蔓延の主要な理由は性的関係と注射針の共用によるもの
である1)。しかしながら、輸血の結果としてのAIDS
感染の率が増大しつつある1,40-43)。不幸にも、近代医
学の実行に必須の製品は血液銀行からの血液成分であ
り、その結果、この経路による伝達は単純な生活様式の
変更では予防できない。どちらかといえば、すべての保
存血液サンプルがAIDSウイルスを含まないこと(ま
た理想的には他のすべての血液に含まれる病原体をもた
ないこと)を保証できる、絶対に間違いのない手段が開
発されねばならない。これはある程度までは、供血者の
経歴のスクリーニングと血清学的テストの実施によって
達成できる。しかしながら、現時点では、HIV−1の
血清学的テストはすべての感染血液サンプルの検出には
不十分であり、とくにこの疾患の保因者ではあるがまだ
検出可能な抗体が産生されていない供血者に由来する血
液サンプルには有効でない。さらに、AIDSウイルス
の新たな変異株が検出されていて、これらの一部または
すべては、現行の手段では見逃されてしまう1)。したが
って、どのような形態のHlV−1でも保存血液から除
去できる抗ウイルスシステムが必要とされる。これは、
一人の感染供血者からの保存血液サンプルが、たとえば
小児科での治療過程で、使いきるまで数例の別の患者に
投与される可能性がある点で、とくに重要である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、新規なトリピ
ロールジメチン誘導「拡大ポルフィリン」(テキサフィ
リン)、このような化合物の合成、それらの類縁体もし
くは誘導体、およびそれらの使用に関する。これらの拡
大ポルフィリン様マクロ環は、二価および三価の金属イ
オンの効率的なキレート剤である。これらの化合物の金
属錯体は、一重項酸素の産生のための光増感剤として有
効であり、したがって、腫瘍の不活性化または崩壊、な
らびにヒト免疫不全症ウイルス(HIV−1)および他
のウイルスに対する予防的処置および血液からの除去に
有用性が考えられる。多様なテキサフィリン誘導体が製
造され、しかも多くは容易に得ることができる。本発明
のテキサフィリンおよびテキサフィリン誘導体と様々な
金属(ランタニド)との錯体は異常な水溶性と安定性を
有し、これがそれらをとくに有用なものとしている。こ
れらのメタロテキサフィリン錯体は特殊な光学的性質を
有し、この点で、現存のポルフィリン様または他のマク
ロ環に比べて独特である。たとえば、これらは生理学的
に重要な領域(すなわち、690〜880nm)で光を
強力に吸収する。ある種の反磁性錯体も、高収率で寿命
の長い三重項状態を形成し、一重項酸素の形成に際し効
率的な光増感剤として作用する。これらの性質は、それ
らの高い化学的安定性と極性溶媒たとえば水への適当な
溶解性と合わせて、それらの有用性を高めるものであ
る。
【0012】本発明は、以下の構造
【0013】
【化2】 (式中、RはHまたはCH3である)をもつ基本化合物
関連の一群の化合物に関する。この化合物は、以下の構
【0014】
【化3】 (式中、MはH,Lは存在せず、nは0であるか、また
はMはCd,Lはピリジンもしくはベンズイミダゾー
ル、nは1である)を有する化合物として製造された。
【0015】本発明の好ましい化合物は、以下の構造
【0016】
【化4】 を有するカドミウム−テキサフィリン錯体である。
【0017】多様なテキサフィリン誘導体およびそれら
の金属錯体が製造され、以下の構造
【0018】
【化5】 (式中、MはH,RはH,nは0であるか、MはC
+2,RはH,nは1であるか、MはNd+2,RはH,
nは2であるか、MはSm+3,RはH,nは2である
か、MはEu+3,RはH,nは2であるか、MはG
+3,RはH,nは2であるか、MはY+3,RはH,n
は2であるか、MはIn+3,RはH,nは2であるか、
MはZn+2,RはH,nは1であるか、MはHg+2,R
はH,nは1であるか、MはH,RはCH3,nは0で
あるか、MはGd+3,RはCH3,nは2であるか、M
はEu+3,RはCH3,nは2であるか、MはSm3+
RはCH3,nは2であるか、MはY+3,RはCH3,n
は2であるか、またはMはIn+3,RはCH3,nは2
である)で表すことができる。
【0019】本発明はまた、以下の構造
【0020】
【化6】 (式中、MはZn+2,RおよびR’はH,nは1である
か、MはZn,RはH,R’はCl,nは1であるか、
MはCd,RおよびR’はH,nは1であるか、MはC
d,RはH,R’はCl,nは1であるか、MはMn,
RおよびR’はH,nは1であるか、MはSm,Rおよ
びR’はCH3,nは2であるか、MはEu,Rおよび
R’はCH3,nは2であるか、またはMはGd,Rお
よびR’はCH3,nは2である)で表される化合物を
包含する。
【0021】より広い意味では、本発明は、以下の構造
【0022】
【化7】 (式中、RおよびR’はCH3,RはHでR’はOC
3,RはHでR’はCl,RはHでR’はCOOHも
しくはRはHでR’はNO2であり、Mは二価の金属イ
オンであってnは1であるか、またはMは三価の金属イ
オンであってnは2である)を有する化合物を包含す
る。
【0023】他の態様においては、本発明のテキサフィ
リンおよびその誘導体ならびにそれらの錯体は、以下の
構造
【0024】
【化8】 (式中、Mは二価の金属イオンであってnは1である
か、Mは三価の金属イオンであってnは2である)を有
する。
【0025】とくに興味のある本発明のテキサフィリン
類縁体は、以下の構造
【0026】
【化9】 (式中、Mは二価の金属イオンであってnは1である
か、またはMは三価の金属イオンであってnは2であ
る)を有する類縁体である。上述の金属錯体において、
MはCa+2,Mn+2,Co+2,Ni+2,Zn+2,C
+2,Hg+2,Sm+2,およびUO2 +2からなる群より
選ばれる二価の金属イオンである(nは1)。ある態様
においては、MはCd+2,Zn+2またはHg+2であるこ
とが好ましい。Mが三価の金属イオンである場合には、
それは、Mn+3,Co+3,Mn+3,Ni+3,Y+3,In
+3,Pr+3,Nd+3,Sm+3,Eu+3,Gd+3,T
+3,Dy+3,Er+3,Tm+3,Yb+3,Lu+3および
+3からなる群より選ばれることが好ましい(nは2で
ある)。最も好ましい三価の金属イオンは、In+3,Y
+3,Nd+3,Eu+3,Sn+3およびGd+3である。
【0027】さらに、本発明の化合物は、以下の構造
【0028】
【化10】 (式中、RおよびR’はFであるか、RはHでR’はO
(CH2CH2O)2CH3であるか、RはHでR’はSO
3 -であるか、またはRはHでR’はCO2 -であり、Mは
二価の金属イオンであってnは1であるか、またはMは
三価の金属イオンであってnは2である)によって表す
ことができる。
【0029】とくに好ましいテキサフィリン誘導化合物
は、以下の構造
【0030】
【化11】 (式中、Mは二価の金属イオンであってnは1である
か、またはMは三価の金属イオンであってnは2であ
る)を有する化合物である。
【0031】他の態様においては、本発明は、以下の構
【0032】
【化12】 (式中、Mは二価の金属イオンであってnは1である
か、またはMは三価の金属イオンであってnは2であ
る)を有する化合物を包含する。これは本発明のテキサ
フィリン誘導体の例である。同様に、以下の構造
【0033】
【化13】 (式中、Mは二価の金属イオンであってnは1である
か、またはMは三価の金属イオンであってnは2であ
る)を有する化合物も、本発明に包含される。
【0034】さらに他の態様においては、本発明は、以
下の構造
【0035】
【化14】 (式中、R1およびR2はHもしくはCH3であり、Mは
Hg+2,Cd+2,Co+2もしくはMn+2であり、nは1
であるか、MはLn+3,Gd+3,Y+3もしくは、In+3
であり、nは2であるか、またはR1はHであり、R2
Cl,Br,NO 2,CO2HもしくはOCH3であり、
MはZn+2,Hg+2,Sn+2もしくはCd+ 2であり、n
は1である)を有する化合物を包含する。
【0036】金属を含まない場合、本発明の化合物は以
下の構造
【0037】
【化15】 または以下の構造
【0038】
【化16】 を有することができる。
【0039】たとえば、ペンタデンテート拡大ポルフィ
リン化合物の一合成方法は本発明の態様である。この方
法は、ジホルミルトリピランを合成し、このトリピラン
をオルトアリールジアミン1,2−ジアミノアルケンま
たは1,2−ジアミノアルカンと縮合し、ついで縮合生
成物を酸化してペンタデンテート拡大ポルフィリン化合
物を形成させることからなる。好ましい1,2−ジアミ
ノアルケンはジアミソマレオニトリルである。オルトア
リールジアミンは好ましくは、オルトフェニレンジアミ
ンまたは置換オルトフェニレンジアミンである。他の好
ましいオルトアリールジアミンは2,3−ジアミノナフ
タレンである。このようなペンタデンテート拡大ポルフ
ィリン化合物は金属と錯体を形成させる。この場合、金
属錯体はペンタデンテート拡大ポルフィリン化合物と金
属イオンの反応によって製造される。
【0040】本発明はまた、血液中のレトロウイルスお
よびエンベロープを有するウイルスの不活性化方法を包
含する。この方法は、上述のようなペンタデンテート拡
大ポルフィリン類縁体金属錯体を血液に添加し、この混
合物を光に曝露して一重項酸素の形成を促進させること
からなる。
【0041】金属と錯体を形成させたペンタデンテート
拡大ポルフィリン類縁体を腫瘍宿主に投与し、腫瘍の近
位に存在する類縁体に放射線照射を行うことからなる光
力学的腫瘍療法は、本発明の他の態様を構成する。
【0042】テキサフィリンまたはテキサフィリン類縁
体と錯体を形成させた反磁性金属イオン(たとえばガド
リニウム等)を投与することからなるMRIの増強方法
も、本発明の一態様を構成する。
【0043】1つの局面において、本発明は、次の構
造:
【0044】
【化17】 (式中、MはHであり、RはCH3であり、そしてnは
0であるか;MはGd+3であり、RはCH3であり、そ
してnは2であるか;MはEu+3であり、RはCH3
あり、そしてnは2であるか;MはSm+3であり、Rは
CH3であり、そしてnは2であるか;MはY+3であ
り、RはCH3であり、そしてnは2であるか;又はM
はIn+3であり、RはCH3であり、そしてnは2であ
るか。)を有する化合物に関する。
【0045】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0046】
【化18】 (式中、MはHであり、RはHであり、R’はClであ
り、そしてnは0であるか;MはCd+2であり、RはH
であり、R’はClであり、そしてnは1であるか;M
はSm3+であり、R及びR’はCH3であり、そしてn
は2であるか;MはEu3+であり、R及びR’はCH3
であり、そしてnは2であるか;MはGd3+であり、R
及びR’はCH3であり、そしてnは2である。)を有
する化合物に関する。
【0047】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0048】
【化19】 (式中、R及びR’はCH3であるか;RはHであり、
そしてR’はOCH3であるか;RはHであり、そして
R’はClであるか;RはHであり、そしてR’はCO
OHであるか、又はRはHであり、そしてR’はNO2
であり;そしてMは二価の金属イオンであり、そしてn
は1であるか、又はMは三価の金属イオンであり、そし
てnは2である。)を有する化合物に関する。
【0049】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0050】
【化20】 (式中、Mは二価の金属イオンであり、そしてnは1で
あるか、又はMは三価の金属イオンであり、そしてnは
2である。)を有する化合物に関する。
【0051】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0052】
【化21】 (式中、Mは二価の金属イオンであり、そしてnは1で
あるか、又はMは三価の金属イオンであり、そしてnは
2である。)を有する化合物に関する。
【0053】1つの実施態様において、上記Mは、Ca
+2、Mn+2、CO+2、Ni+2、Zn +2、Hg+2、Sm+2
及びUO+2より成る群から選択される二価の金属イオン
であり、そしてnは1である。1つの実施態様におい
て、上記Mは、Mn+3、Co+3、Mn+3、Ni+3
+3、In+3、Pr+3、Nd+3、Sm+3、Eu+3、Gd
+3、Tb+3、Dy+3、Er+3、Tm+3、Yb+3、Lu+3
及びU+3より成る群から選択される三価の金属イオンで
あり、そしてnは2である。別の実施態様において、上
記Mは、In+3、Y+3、Nd+3、Eu+3、Sn+3又はG
+3である。
【0054】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0055】
【化22】 (式中、R及びR’はFであるか;RはHであり、そし
てR’はO(CH2 CH2 O)2CH3であるか;Rは
Hであり、そしてR’はSO3であるか;又はRはHで
あり,そしてR’はCO2Hであり;そしてMは二価の
金属イオンであり、そしてnは1であるか;又はMは三
価の金属イオンであり、そしてnは2である)。を有す
る化合物に関する。
【0056】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0057】
【化23】 (式中、Mは二価の金属イオンであり、そしてnは1で
あるか、又はMは三価の金属イオンであり、そしてnは
2である。)を有する化合物に関する。
【0058】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0059】
【化24】 (式中、置換基R1、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ
独立にH、アルキル、アミノ、ヒドロキシ、アルコキ
シ、カルボキシ、カルボキサミド、エステル、アミド、
スルホナト、置換アルキル、置換エステル、置換エーテ
ル又は置換アミドであり、Mは2価又は三価の金属カチ
オンであり、そしてnは−5乃至+5である。)を有す
る化合物に関する。好ましくは、MはCd2+、Zn2+
Hg2+、またはNd3+の場合、同時には、R1はメチ
ル、R2およびR3の両方はエチル、R4およびR5の両方
は水素ではない。
【0060】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0061】
【化25】 (式中、置換基R1、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ
独立にH、アルキル、アミノ、ヒドロキシ、アルコキ
シ、カルボキシ、カルボキサミド、エステル、アミド、
スルホナト、置換アルキル、置換エステル、置換エーテ
ル又は置換アミドであり、Mは2価又は三価の金属カチ
オンであり、そしてnは−5乃至+5であり;ここでR
1、R2及びR3は全てがメチルであることはなく、又は
4及びR5は両者共にHであることはない。)を有する
化合物に関する。
【0062】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0063】
【化26】 (式中、Mは二価の金属イオンであり、そしてnは0で
あるか、又はMは三価の金属イオンであり、そしてnは
1である。)を有する化合物に関する。
【0064】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0065】
【化27】 (式中、Mは二価の金属イオンであり、そしてnは1で
あるか、又はMは三価の金属イオンであり、そしてnは
2である。)を有する化合物に関する。
【0066】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0067】
【化28】 (式中、R1及びR2はH及びCH3であり、MはH
+2、Cd+2、Co+2又はMn+2であり、そしてnは1
であるか、又はMはLn+3、Gd+3、Y+3、Sm+3又は
In+3であり、そしてnは2であるか;又はR1はHで
あり、R2はCl、Br、NO2、CO2H又はOCH3
あり)MはZn+2、Hg+2、Sn+2又はCd+2であり、
そしてnは1であるか、MはLn+3、Gd+3、Y+3、S
+3又はIn+3であり、そしてnは2である。)を有す
る化合物に関する。
【0068】別の局面において、本発明は、次の構造:
【0069】
【化29】 を有する化合物に関する。
【0070】別の局面において、本発明は、血液に5座
の広がったポルフィリン類縁化合物の金属錯体を加え、
その混合物を光に暴露してシングレット(single
t)の酸素の形成を促進することを含む、血液中のレト
ロウイルス及び外被ウイルスを不活性化する方法に関す
る。
【0071】別の実施態様において、上記5座の広がっ
たポルフィリン類縁化合物の金属錯体は、本発明の化合
物である。別の実施態様において、5座の広がったポル
フィリン類縁化合物は、テキサフィリン又はテキサフィ
リン誘導体である。
【0072】別の局面において、本発明は、腫瘍宿主へ
の投与およびその腫瘍の近位におけるその類縁化合物の
照射のために、金属と錯化された五座拡大ポルフィリン
に関する。別の局面において、本発明は、宿主に投与し
たときにMPIを強化するための、常磁性の金属で錯化
された5座の広がったポルフィリン類縁化合物に関す
る。1つの実施態様において、本発明の類縁化合物は、
テキサフィリン又はテキサフィリン誘導体であると更に
定義される。別の実施態様において、本発明の類縁化合
物は、常磁性の金属イオンがガドリニウムである。
【0073】さらなる局面において、本発明は、光増感
剤として5座の広がったポルフィリン類縁化合物の使用
を含むシングレットの酸素の生成法に関する。1つの実
施態様において、5座の広がったポルフィリンがテキサ
フィリン又はテキサフィリン誘導体である。
【0074】さらなる局面において、本発明は、生体分
子に対する結合を伴う用途において使用するための、5
座の広がったポルフィリン類縁化合物に関する。1つの
実施態様において、生体分子は、蛋白質又は抗体であ
る。別の実施態様において、上記類縁化合物は、テキサ
フィリン又はテキサフィリン誘導体と定義される。別の
実施態様において、上記類縁化合物は、図27の化合物
又は錯体と定義される、あるいは二価又は三価の金属で
錯化されたものと定義される。さらなる実施態様におい
て、上記金属は、Y、In、Gd又はSmである。
【0075】1つの局面において、本発明は、次の構
造:
【0076】
【化30】 (式中、R1はHであり、R2はCO2Hであり、MはI
+3であり、そしてnは2である。)を有する化合物に
関する。1つの実施態様において、インジウムは111
nである。
【0077】さらなる局面において、本発明は、次の構
造:
【0078】
【化31】 に関する。
【0079】
【発明の実施の形態】本発明は、新規な「拡大ポルフィ
リン」システム、1B(これには「テキサフィリン」の
慣用名を与えた)の合成を包含し、またそのカドミウム
(III)錯体のビスピリジン付加物の構造の記述を包
含する。ポルフィリンの場合に比べて大凡20%大き
い、ほぼ環状のペンタデンテート結合コアがこの構造内
に存在することは、6配位Cd2+(γ=0.92Å)お
よびGd3+(γ=0.94Å)25 )においてほぼ同じイ
オン半径が保持されていることの認識と相まって、この
新規なモノ陰イオン性ポルフィリン様リガンドの一般的
にランタニド結合性の検討を促すことになった。元の
「拡大ポルフィリン」システムの新しい16,17−ジ
メチル置換類縁体から型通りに誘導された、水安定性ガ
ドリニウム(III錯体の合成および性状の検討、なら
びに相当するユーロピウム(III)およびサマリウム
(III)錯体の製造および性状の検討が行われた。
【0080】本明細書に記載の芳香性「拡大ポルフィリ
ン」システムは、現存の豊かなポルフィリン配位化学に
重要な補足を与えるものである。たとえば、報告されて
いる方法と類似の方法を用いて、亜鉛(II)、マンガ
ン(II)、水銀(II)、およびネオジム(III)
の錯体が製造され、その性状が検討された。
【0081】この新しい一連のトリピロールジメチン誘
導「拡大ポルフィリン」(テキサフィリン)は、光物理
学的性質が明らかにされている。これらの化合物は、6
90〜880nmスペクトル範囲に強力な低エネルギー
光吸収と、同時に高い三重項量子収率を示すこと、そし
て、たとえばメタノール溶液中で、一重項酸素の産生に
効率的な光増感剤として作用することが明らかにされ
た。
【0082】本発明は、リガンドの設計および合成の領
域に、顕著な進歩をもたらしたものであり、すなわち、
はじめて理論的に設計された芳香性ペンタデンテートマ
クロ環リガンド、トリピロールジメチン誘導「拡大ポル
フィリン」を提供するものである。「テキサフィリン」
という慣用名を与えられたこの化合物は遊離塩基型とし
ても、また各種の金属陽イオンたとえばCd2+,H
2+,In3+,Y3+,Nd 3+,Eu3+,Sm3+およびG
3+のような、よく研究されているポルフィリンの20
%小さいテトラデンテートコア内に安定に収容されるに
は大きすぎる金属イオンと加水分解に安定な1:1錯体
を形成して存在することも可能である。さらに、テキサ
フィリンの遊離塩基型はモノ陰イオン性リガンドである
ことから、二価および三価の金属陽イオンから形成され
たテキサフィリン錯体は、中性pHでも陽性に荷電して
いる。その結果、これらの錯体の多くは実際上水溶性で
あり、少なくとも類縁のポルフィリン錯体よりもはるか
に水溶性である。
【0083】本明細書にその一部をまとめた現在までの
結果は、本発明の拡大ポルフィリン様マクロ環が、遊離
のHIV−1の崩壊、ならびにin vivoにおける
腫瘍および血中の感染単核細胞の処置に効率的な光増感
剤であることを強く示している。これらのマクロ環の側
鎖基の極性および電荷を変えることによって、遊離のエ
ンベロープを有するウイルスたとえばHIV−1および
ウイルスが感染した末梢単核細胞への結合の程度、速度
および多分、部位が著しく変化することが予測される。
これらの置換基の変化はまた、白血病またはリンパ腫細
胞が夾雑する骨髄、ならびに骨髄正常細胞による光増感
剤の取り込みおよび光増感を修飾することが期待され
る。
【0084】
【実施例】(実施例1)ポルフィリンおよび関連テトラ
ピロールマクロ環は、最も融通性の高いテトラデンテー
トリガンドである1)。さらに大きなポルフィリン様芳香
牲マクロ環によって、さらに高度を配位形態を安定化す
る試みは、しかしながら、ほとんど成功していな
2-5)。実際、現在までに、「スーパーフタロシアニ
ン」のウイルス錯体が単離され、構造的特性が解明され
ているのみで2)、また他の数種の大ポルフィリン様芳香
性マクロ環、たとえば「サフィリン」3,6),「オキソサ
フィリン」 6,7),「プラチリン」8),「ペンタフィリ
ン」9)および「[26]ポルフィリン」10)が、金属を
含まない形で製造されているにすぎない。本例では、多
様な金属陽イオンと結合が可能な、新しい種類の「拡大
ポルフィリン」の開発の一態様について述べる。ここに
はまた、化合物の独特な合成2,11)、全く新しいポルフ
ィリン様芳香性ペンタデンテートリガンドの合
2,12)、およびそのカドミウム(II)ビスピリジン
錯体4の構造について記載する(化合物または錯体1〜
4については図1参照)。
【0085】本方法は、2,5−ビス[3−エチル−5
−ホルミル−4−メチルピロール−2−イル)メチル]
−3,4−ジエチル−ピロールとオルトフェニレンジア
ミンの直接酸触媒縮合による非芳香性メチレン架橋マク
ロ環(化合物1)の製造13)を包含する。これはキラン
ドとしては、無効であることが明らかにされてい
14 )。本発明者らは、還元型マクロ環化合物1をクロ
ロホルム−メタノール(1:2,v/v)中空気の存在
下、塩化カドミウムとともに24時間攪拌し、ついでシ
リカゲル上クロマトグラフィーによって精製し、クロロ
ホルム−ヘキサンから再結晶すると、カドミウム(I
I)錯体3・Clが暗緑色の粉末として24%の収率で
得られることを見出した。この反応条件下には、リガン
ドの酸化と金属の錯体化の両者が同時に起こる。
【0086】化合物3の構造は、それが18π電子系の
ベンゼン縮合[18]アヌレンまたは全体の22π電子
系のいずれかの構造を取り得ることを示唆している。い
ずれの場合も、芳香族性構造が明確である。概して、錯
体3・Clは化合物1に認められたのと質的に類似のリ
ガンド特性を示す。しかしながら、強力な反磁性環電流
の存在から期待されるように、アルキル、イミンおよび
芳香性のピークはすべて低領域側にシフトしている。し
かも、化合物1の架橋メチレンシグナル(δ≒4.0)
13)は、架橋メチンプロトンに帰属できる11.3pp
mの鋭い単一線に置き換えられている。この「メソ」シ
グナルの化学シフトは、適当な18π電子芳香性対照シ
ステムのCd(OEP)16)で認められる値(δ≒1
0.0)17)よりも大きく、22π電子ピロール含有マ
クロ環であるデカメチルサフィリンの遊離塩基型で認め
られた値(δ≒11.5〜11.7)3)にきわめて類似
している。
【0087】錯体3・Clの光学スペクトルは、他の芳
香性ピロール含有マクロ環3,6,7,18 )の場合とある種の
類似を有し、提案された芳香性構造はさらにこの点でも
支持される。最も大きな遷移は424nm(ε=72,
700)におけるSoret様バンドで、これはCd
(OEP)(Pyr)16)の場合にみられる値(λmax
421nm,ε=288,000)18)よりかなり強度
が低下している。このピークは、高および低エネルギー
側で、異例に強力なN−およびQ−様バンドと隣接して
いる。π電子系の大きなことから期待されるように、錯
体3・Clの最低エネルギーのQ−様吸収(λmax=7
67.5nm,ε=41,200)および発光(λmax
=792nm)バンドは、典型的なカドミウムポルフィ
リンの場合1 8,19)に比べてかなりレッドシフトしている
(約200nm!)。
【0088】上述の金属挿入を硝酸カドミウムで繰り返
すと、微量分析データ15)に基づいてプロトン化錯体3
・NO3・(HNO3)の式が考えられる錯体が約30%
の収率で得られた。過剰のピリジンで処理し、クロロホ
ルム−ヘキサンから再結晶すると、スペクトル特性は3
・Clとほぼ一致するビス−ピリジン付加錯体4−NO
3が暗緑色の結晶として単離された。X線回析分析によ
って決定された4−NO3の分子構造は、リガンドの芳
香族性を確認するものである(図2)20)。錯体4の中
心の5個の窒素ドナー原子はほぼ同一平面上にあって、
中心から窒素までの半径が約2.39Åのほぼ円形の空
洞部を形成し(図3参照)、これはメタロポルフィリン
の場合よりもほぼ20%大きい21)。Cd原子は中央の
5結合コアの面内に存在する。すなわち、「拡大ポル
フィリン」4の構造は、カドミウム原子がポルフィリン
4ドナー面の外部に存在したCdTPP16,22)または
CdTPP−(ジオキサン)2 23)の場合(それぞれ0.
58および0.32Å)とは劇的に異なっている。しか
も、5配位の正方錐体構造が好ましく、ただ1個のピリ
ジン分子が結合する24)カドミウムポルフィリンとは対
照的に、錯体4−NO3ではカドミウム原子は7配位
で、2個の頂点ピリジンリガンドと錯体を形成する。し
たがって、Cd原子の周囲のコンフィギュレーションは
五方複錐体構造であり、これは稀ではあるが、カドミウ
ム(II)錯体について未知の構造ではない25 )
【0089】中性条件下には、錯体3および4はカドミ
ウムポルフィリンよりさらに安定であるようにみえる。
CdTPPまたはCdTPP(Pyr)をNa2S水溶
液で処理すると、陽イオンが失われてCdSが沈殿する
が、錯体3および4の場合には脱金属は起こらない(し
かしながら、酸に曝露するとマクロ環の加水分解が生じ
る)。実際、脱金属によって遊離塩基リガンド2を製造
することはできない。トリピロールジメチン誘導遊離塩
基リガンド2は、直接1から、N,N,N’−テトラメ
チル−1,8−ジアミノナフタレンを含有する、空気を
飽和したクロロホルム−メタノール中で攪拌することに
よって合成された15)。収率は低い(≦12%)26)が、
いったん形成されると、化合物2は全く安定であるよう
にみえる。それは、化合物1よりはるかに徐々に分解を
受ける13)。これは多分、化合物2における芳香族性の
安定化を反映するものと思われる。遊離塩基型「拡大ポ
ルフィリン」2の芳香族性を指示するものとして、還元
型マクロ環1に存在するピロール性プロトンに比較して
10ppm以上も上方にシフトして、内部ピロールNH
単一線がδ=0.90に認められることが挙げられる
13)。このシフトは、sp3−連結マクロ環、オクタエチ
ルポルフィリノーゲン[δ(NH)=6.9]27)が相
当するポルフィリン,H2OEP[δ(NH)=−3.
74]17)に酸化された場合に認められるシフトと平行
している。これは、化合物2に存在する反磁性環電流の
強度がポルフィリンの場合と類似することを示唆してい
る。
【0090】本明細書に記載した芳香性「拡大ポルフィ
リン」システムは、現存の豊富なポルフィリン配位化学
に重要な補足を与えるものである。たとえば、記載され
た方法と類似の方法を用いて、化合物2の亜鉛(I
I),マンガン(II),水銀(II),およびネオジ
ム(III)錯体が製造され、性質が明らかにされた。
【0091】以下の一覧表における引用文献は、引用さ
れた理由により参考として、本明細書に導入される。
【0092】(参考文献と注) 1.The Porphrins;Dolphin,
D.編;Academic Press,New Yo
rk,1978〜1979,第I〜VII巻 2.「スーパーフタロシアニン」,ペンタアザ芳香性フ
タロシアニン様システムはニラニル仲介縮合によって製
造された。それは、遊離塩基型、または他の金属含有型
としては得られない。(a)Day,V.W.;Mar
ks,T.J.;Wachter,W.A.J.Am.
Chem.Soc.1975,97,4519−452
7。(b)Marks,T.J.;Stojakovi
c,D.R.J.Am.Chem.Soc.1978,
100,1695−1705.(c)Cuellar,
E.A.;Marks,T.J.Inorg.Che
m.1981,208,3766−3770. 3.Bauer,V.J.;Clive,D.R.;D
olphin,D.;Paine,J.B.III;H
arris,F.L.;King,M.M.;Lode
r,J.;Wang,S.−W.C.;Woodwar
d,R.B.J.Am.Chem.Soc.1983,
105,6429−6436. 今日まで、これらの可能性のあるペンタデンテートリガ
ンドからは、4配位金属錯体しか製造されていない。
【0093】4.より小さい中央空洞部を有するポルフ
ィリン様システムの例については(a)Vogel,
E.;Kocher,M.;Schmickler,
H.;Lex,J.Angew.Chem.1986,
98,262−263;Angew.Chem.,In
t.Ed.Engl.1986,25,257−25
8.(b)Vogel,E.;Balci,M.;Pr
amod,K.;Koch,P.;Lex,J.;Er
mer,O.Angew.Chem.1987,99,
909−912;Angew.Chem.,Int.E
d.Engl.1987,26,928−931.参照 5.Mertesらは最近、ジピロメチンから誘導され
る優れた(しかし非芳香性である)ポルフィリン様「ア
コーディオン」リガンドの5配位銅錯体の特性を明らか
にしている。(a)Acholla,F.V.;Mer
tes,K.B.Tetra−hedron Let
t.1984,3269−3270.(b)Achol
la,F.V.;Takusagawa,F.;Mer
tes,K.B.J.Am.Chem.Soc.198
5,6902−6908.他の非芳香性ピロール含有マ
クロ環の4配位銅錯体も最近製造されている:Adam
s,H.;Bailey,N.A.;Fenton,
D.A.;Moss,S.;Rodriguez de
Barbarin,C.O.;Jones,G.J.
Chem.Soc.,Dalton Trans.19
86,693−699. 6.Broadhurst,M.J.;Grigg,
R;Johnson,A.W.J.Chem.Soc.
Perkin Trans.1 1972,2111−
2116. 7.(a)Broadhurst,M.J.;Grig
g,R;Johnson,A.W.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1969,23−2
4.Broadhurst,M.J.;Grigg,
R;Johnson,A.W.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1969,1480−
1482.Broadhurst,M.J.;Grig
g,R;Johnso,A.W.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1970,807−8
09. 8.(a)Berger,R.A.;LeGoff,
E.;Tetra−hedron Lett.197
8,4225−4228.(b)LeGoff,E.;
Weaver,O.G.J.Org.Chem.198
7,710−711. 9.Rexhausen,H.;Gossauer,
A.J.Chem.Soc.Chem.Commun.
1983,275.(b)Gossauer,A.Bu
ll.Soc.Chim.Belg.1983,92,
793−795. 10.Gosmann,M.;Franck,B.An
gew.Chem.1986,98,1107−110
8;Angew.Chem.,Int.Ed.Eng
l.1986,25,1100−1101. 11.化合物の系統的名称は、4,5,9,24−テト
ラエチル−10,23−ジメチル−13,20,25,
26,27−ペンタアザペンタシクロ[20.2.1
3,6.18,11.014,19]ヘプタコサ−1,3,5,7,
9,11(27),12,14,16,18,20,2
2(25),23−トリデカエンである。
【0094】12.非芳香性平面状ペンタデンテートピ
リジン誘導リガンドは知られている。たとえば、(a)
Curtis,N.F.In Coordinatio
nChemistry of Macrocyclic
Compounds;Melson,G.A.;E
d.;Plenum:New York,1979,C
hapter 4.(b)Nelson,S.M.;P
ure Appl.Chem.1980,52,246
1−2476.(c)Ansell,C.W.G.;L
ewis,J.;Raithby,P.R.;Rams
den,J.N.;Schroder,M.J.Che
m.Soc.,Chem.Commun.1982,5
46−547.(d)Lewis,J.;O’Dono
ghue,T.D.;Raithby,P.R.J.C
hem.Soc.,DaltonTrans.198
0,1383−1389.(e)Constable,
E.C.;Chung,L.−Y.;Lewis,
J.;Raithby,P.R.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1986,1719−
1720.(f)Constable,E.C.;Ho
lmes,J.M.;McQueen,R.C.S.
J.Chem.Soc.,Dalton Trans.
1987,5−8.参照 13.Sessler,J.L.;Johnson,
M.R.;Lynch,V.J.Org.Chem.1
987,52,4394−4397. 14.Sessler,J.L.;Johnson,
M.R.;Lynch,V.;Murai,T.J.C
oord.Chem.,印刷中. 15.すべての新しい化合物について、満足できる分光
分析、マススペクトルおよび/または分析データが得ら
れた。
【0095】16.OEP=オクタエチルポルフィリン
およびTPP=テトラフェニルポルフィリン;頭に付し
たH2およびCdはそれぞれ遊離塩基およびカドミウム
(II)型を示す。Pyr=ピリジン。
【0096】17.(a)Scheer,H.;Kat
z,J.J.In Porphyrins and M
etalloporphyrins;Smith,
K.,編;Elsevier:Amsterdam,1
975;第10章.(b)Janson,T.R.;K
atz,J.J.;参考文献1の第4巻第1章. 18.Gouterman,M.,参考文献1の第3
巻,第1章. 19.Becker,R.S.;Allison,J.
B.J.Phys.Chem.1963,67,266
9. 20.結晶データ:CHCl3−ヘキサンから、三斜晶
系空間群,P1(no.1)に結晶化された4・NO3
は、a=9.650(3)Å,b=10.217(4)
Å,c=11.295(4)Å,α=98.16
(3),β=l07.05(2),σ=92.62
(3)°,v=1049.3(6)Å3),ρc=1.4
9g−cm-3(Z=1)を示す。ωスキャンを用いた独
特の反射(5654)[4936,F≧6σ(F)]
を、MoKα照射(λ=0.71069Å)により50
°の2θを目標にNicolet R3m/V上193
Kで収集した。慣用方法でR=0.0534に精密化し
た。すべての非−H原子は異方性に精密化した。H原子
の位置を計算し(dC-H0.96Å)、関連C原子上に
乗せて等方性に精密化した。非配位硝酸イオンは、O・
・・C(CHCl3)およびO・・・H距離がそれぞれ
3.00(2)Åおよび2.46(2)ÅのCHCl3
溶媒分子のH−結合距離内に存在する。詳細は、補足資
料参照。
【0097】21.Hoard,J.L.,参考文献1
7a,第8章. 22.Hazell,A.Acta Crystall
ogr.,Sect.C:Cryst.Struct.
Commun.1986,C42,296−299. 23.Rodesiler,P.F.;Griffit
h,E.H.;Ellis.,P.D.;Amma,
E.L.J.Chem.Soc.Chem.Commu
n.1980,492−493. 24.(a)Miller,J.R.Dorough,
G.D.J.Am.Chem.Soc.1952,7
4,3977−3981.(b)Kirksey,C.
H.;Hambright,P.Inorg.Che
m.1970,9,958−960. 25.化合物4は、すべて窒素ドナーから誘導された最
初の7配位カドミウム錯体であると思われる。他の五方
複錐体カドミウム錯体の例については、(a)Came
ron,A.F.;Tayler,D.W.;Nutt
all,R.H.J.Chem.Soc.,Dalto
n Trans.1972,1608−1614.
(b)Liles,D.C.;McPartlin,
M.;Tasker,P.A.;Lip,H.C.;L
indoy,L.F.J.Chem.Soc.,Che
m.Commun.1976,549−551.(c)
Nelson,S.M.;McFall,S.G.;D
rew,M.G.B.;Othman,A.H.B.;
Mason,N.G.J.Chem.Soc.Che
m.Commun.1977,167−168.(d)
Drew,M.G.B.;Othman,A.H.
B.;McFall,S.G.;Mcllroy,A.
D.A.;Nelson,S.M.J.Chem.So
c.,Dalton Trans.1977,1173
−1180.(e)Charles,N.G.Grif
fith,E.A.H.;Rodesiler,P.
F.;Amma,E.L.Inorg.Chem.19
83,22,2717−2723. 26.DDQ,Ag2O,I2,PtO2,PbO2および
Ph3CBF4を含む他の酸化剤では反応しないか、また
は分解生成物を与えたのみであった。
【0098】27.Whitlock,H.W.;J
r.;Buchanan,D.H.Tetrahedr
on Lett.1969,42,3711−371
4.
【0099】(実施例2)ポルフィリンおよび関連テト
ラピロール系化合物は、全ての既知の大環状化合物1
中で最も広く研究されつづけているが、大型の共有結合
ピロール含有系の開発に関しては、比較的僅かな研究が
行なわれていただけである。2-12しかしながら、大型
の、すなわち「拡張された(拡大された、拡大)」ポル
フィリン様系は、いくつかの理由で重要なものである。
すなわち、これらの化合物は、かなり研究されているポ
ルフィリンの可能な芳香族類縁体として役立ち、2-8
るいはこれらの、またはその他の天然産生ピロール含有
系の強力なバイオミメティックモデルとして役立つ。
13,14さらに、大型ピロール含有系は、新規な金属結合
性大環状化合物として、刺激的可能性を提供する。
2,9-12,15たとえば、適当にデザインされた系は、大き
い金属カチオンを結合することができ、そして(また
は)高度配位構造を安定にすることができる、多目的に
使用できるリガンドとして役立ち、これらの化合物は、
普通の約2.0Å半径の四座配位子ポルフィリン母体の
範囲内に通常、入れられる。17生成する錯体は、重金属
キレート化治療の分野に、あるいは配位化学の領域およ
び範囲を拡大する新規な媒体として重要な用途を有す
る。15,18近年に、「サフィリン」3,4(sapphyr
ins)、「オキソサフィリン」5(oxosapph
yrins)、「スマラジリン」3,4(smaragd
yrins)、「プラチリン」6(platyrin
s)および「ペンタフィリン」7(pentaphyr
in)を包含する多くの強力な五座配位子ポリピロール
芳香族系が製造され、それらの金属を含有していない形
態として研究されている。しかしながら、大部分の場合
に、相当する金属化形態に関する情報は、ほとんどまた
は全く入手することはできない。実際に、「スーパーフ
タロシアニン」(superphthalocyani
ne)のウラニル錯体が、製造され、構造確認されてい
る唯一の金属含有ペンタピロール系である。2不幸なこ
とに、この「スーパーフタロシアニン」系は、その遊離
塩基またはその他の金属含有系として明らかに存在する
ことはできない。従って、多くの非芳香族系のピリジン
誘導五座配位子系が従来報告されているにもかかわらず
19,20、本発明の以前において、多目的に使用でき、構
造確認されている五座配位子芳香族リガンドは入手する
ことができなかった。本明細書に記載されている本発明
の態様はまた、種種の金属カチオンを結合することがで
き、かつまた或る範囲の普通ではない配位構造を安定化
することができる、新規な種類のピロール由来芳香族
「拡大ポルフィリン」の開発を示す。本発明者等は、最
近に、化合物2A 11の合成を報告した(例1参照)。こ
の化合物は、新規なポルフィリン様モノアニオン性芳香
族五座配位子リガンドであり、慣用名として「テキサフ
ィリン」(texaphyrin)(大型テキサス型ポ
ルフィリン)18と命名され、その七配位カドミウム(I
I)ビスピリジン五角両錐形錯体5aAの構造が報告さ
れた。可能なキレート化にもとづく治療用途における、
21,22そしてまた天然の金属タンパク質のための強力な
構造探索子として(113Cd NMR分光測定法を使
用)23、重要であることから、このカドミウム含有「テ
キサフィリン」系の配位性質がさらに研究された。この
例は、正式には5aAの配位的不飽和類縁体に相当する
モノ結合六配位カドミウム(II)ベンズイミダゾール
五角錐形カチオン性錯体4bAの単結晶X線回折分析に
よって、その特徴を報告するものである。本例は、ピリ
ジン(pyr)およびベンズイミダゾール(BzIm)
の両方に対する溶液塩基結合(Keq.)研究の結果を
包含しており、構造に係る初めての報告であり、本例の
場合には、同一金属カチオンの支持に、これらの2種
の、独特の、しかし未知の19、配位構造体を使用した。
本発明の化合物および錯体の図解式構造は、第4図に1
A、2A、3A、4aA、4bA、5aAおよび5bA
で示されている。
【0100】大環状化合物の還元sp3形態(1A
14を、空気飽和クロロホルム−メタノール中で塩化カド
ミウムまたは硝酸カドミウムで処理すると、両方の場合
に、緑色溶液が生成される。シリカゲルによるクロマト
グラフィ精製およびクロロホルム−ヘキサンからの再結
晶の後に、五配位「テキサフィリン」クロライドまたは
ナイトレート錯体、3A・Clおよび3A・NO3が、ほ
ぼ25%の収率で、分析的に純粋な形態で得られた(デ
ミハイドレートとして)。しかしながら、金属挿入処理
を上記と同一の反応条件および精製条件の下に(ただ
し、クロマトグラフィはSEPHADEXを用いて行な
う)、行なうと(硝酸カドミウムを使用)、結晶および
非結晶形の緑色固形混合物が得られた。純粋な五配位錯
体として分析することには失敗したが、この明らかに不
均質のカサ高の物質を過剰のピリジンで処理し、クロロ
ホルム−ヘキサンから再結晶させると、ビスピリジン錯
体5aA−NO3が実質的に定量的収率で、暗緑色結晶
として生成された。先に報告されているように11(例1
参照)、このビス結合七配位錯体に予想される五角両錐
形配位構造を確認し、そしてまた大環状「テキサフィリ
ン」リガンド2Aの平面状五座配位子の特徴(第5図参
照)、を確認するために、X線結晶回折分析を行なっ
た。
【0101】上記中間体生成物の特徴を測定する第一段
階として、上記不均質固形混合物から、単結晶を単離
し、X線回折分析に付した。このようにして得られた構
造(第6図)は全く予想外のものであった。すなわち、
六配位五角錐形カドミウム(II)錯体(4bA・NO
3)が見出され、この錯体では、2つの可能なアキシャ
ル結合部位の一つが、中央Cd原子に配位されていな
い、ナイトレートの対アニオンにより結合されているベ
ンズイミダゾール(BzIm)によって占領されてい
る。この五配座「テキサフィリン」大環状化合物の第一
配位窒素は次いで、カドミウムの周囲の配位球状圏を完
成させる。第六図に示されているように、このリガンド
の5個の配位原子はCd原子に結合しており、このCd
原子は、ベンズイミダゾールリガンドの配位窒素に対し
て、N5配位原子面から0.338(4)Å離れて、こ
の大環状化合物の面の外部にある。この面からの突出距
離は、CdTPP−(ジオキサン)25に見い出されるも
のより小さく(0.32Å)26(しかしCdTPP27
見い出されるものより小さい)、相当するビスピリジン
五角両錐形付加物5aA−NO3に関して見い出される
数値と格別に差違を有する。この初期の構造において、
カドミウム(II)カチオンは実質的に、大環状化合物
の面内にあることが見い出されていた(第6図参照)。
カチオン4bAはまた、5aAと異なっている。すなわ
ち、結晶格子内で、2個の分子は、約3.38Åのバン
デルワールス距離で分離されて、面対面の様相で相互に
積重されいる。その結果として、いづれか特定の分子中
のアルキル基はいずれも、大環状化合物の面のBzIm
担持側に置き換えられる。しかしながら、ビスピリジン
構造に共通して、11カチオン4bAでは、大環状化合物
のsp2原子が、C11に見い出される平面度(pla
narity)(0.154(13)Å)から最大偏差
で実質的に平坦である(第8図)。さらにまた、錯体5
aA−NO3に共通して、五個のリガンド窒素は、約
2.42Åの中心から窒素までの半径をもって、ほぼ円
形の結合空間を定めており、この半径はメタロポルフィ
リンに見い出されるものよりも、ほぼ20%大きい。
【0102】上記構造結果は、「テキサフィリン」2A
の元の構造が大きい22π電子(またはベンズアニール
化18π−電子)芳香族ポルフィリン様リガンドである
ことを支持している28。これらの結果はまた、この「拡
大ポルフィリン」が、カドミウムの周囲で、1種以上の
「異常な」配位構造を支持することができることを明白
に証明している。
【0103】上記構造結果はまた、金属挿入およびセフ
ァデックスによる精製の後に得られる不均質カドミウム
含有中間体の特徴の洞察手段を提供する。すなわち、こ
の物質の少なくとも或る部分は六配位BzIm結合錯体
4bA・NO3からなる。カチオン4bA中の配位した
BzImは金属挿入および付随する酸化を含むリガンド
分解反応(この反応には多分、トリピランα−炭素の求
電子性芳香族脱アシル化および引続く、オルト−フェニ
レンジアミンとの縮合が含まれる)から誘導されるもの
とする確かな仮説が考えられるが、この六配位体を検討
しても、このようなBzIm配位が化学的に妥当である
ことは、疑いの余地もないものとして確定することはで
きない。過剰のピリジンの存在の下では、ビス結合した
七配位カチオン性種5aAは固体状態であることを好む
ことから、この点は特に重要である。化合物3A・NO3
の、ベンズイミダゾールおよびピリジンの両方の存在下
における溶液結合物性を測定することは重要であると考
えた。この目的は、これらの2つのアキシャル塩基の結
合差(差がある場合に)を調べることにあるばかりでは
なく、またCd挿入およびSEPHADEXによる精製
の後に生成される中間体の不均質固形物質の特徴を明確
にし、特にこの物質が五および六配位カチオン3Aおよ
び4bAの混合物からなるものであるという妥当な仮説
を証明することにあった。
【0104】厳密に五配位の出発カドミウム錯体たとえ
ば対アニオンも、また偶然のリガンドもアピカル(先
端)配位部位を占領していない、構造3Aによって図解
式に示されている錯体の場合には、塩基結合は、下記に
示す方程式(1)および(2)に従って生じるものと考
えることができる。K1≧K2の条件の下に、これらのプ
ロセスでは、先ずモノ結合した、多分五角錐形の六配位
体(たとえば、4bA)の生成、引き続く5aAに対し
て同族の、配位的不飽和のビス結合された五角両錐形生
成物の生成が順次生じるものと考えることができる。し
かしながら、K2>>K1である場合には、この段階的な
概念上の提案は妥当ではない。これらの条件の下では、
方程式(3)に示されているように、ビス結合した物質
の直接生成という点で、塩基結合を分析する方が容易に
なる。 L+B LB K1=[LB]/[L][B] (1) LB+B LB22=[LB2]/[LB][B] (2) L+2B LB212=[LB2]/[L][B]2 (3) 従って、本研究との関係において、この問題はモノ結合
およびビス結合と関連する変化を探索することができ
る、溶液塩基分析法の結果および関連変化を用いる大体
のK1,K2またはK12の測定の一手段になる。
【0105】光学分光測定法は、安定な金属錯体の特徴
を確認する重要な方法である。吸収変化がリガンド結合
に伴なって生じる場合には、光学分光測定法はまた、塩
基結合定数を測定するための、都合の良い方法を提供す
る。29たとえば、カドミウムテトラフェニル ポルフィ
リン(CdTPP)の場合には、MillerおよびD
oroughは30、吸収スペクトルの2つの低エネルギ
ーQ帯に関連する変化を追跡することによって、ベンゼ
ン中の未結合四配位出発金属ポルフィリンに対する、1
個のピリジンのアキシャル リガンドの結合に係る数値
は、29.9°(K1)でほぼ2700M-1であること
が測定された。興味深いことに、これらの30および後続
の研究者達31は、ビス結合したCdTPP−(Pyr)
2 25の生成の証拠を得ることはできなかった。従って、
偽の八座配位子構造はCdTPP−(ジオキサン)2
弱く結合したアキシャル リガンドによって、固体状態
で明確にされるが26、このような構造がピリジン含有ベ
ンゼン溶液で得られるという証拠は存在しない。
【0106】精製錯体3A・NO3の光学スぺクトル(第
9図)はカドミウムポルフィリン化合物と共通の若干の
要素を示す。30-34たとえば、錯体3A・NO3はCHC
3中で、425nm(ε=82,800)に強力なソ
レット(Soret)状高エネルギー転移を示し、この
数値はカドミウムポルフィリン化合物に見い出される数
値[たとえば、CdOEP25:λmax(CHCl3/Me
OH v/v 19/1)=406nm(ε=272,
000)]35よりも格別に小さい。この錯体はまた、さ
らに高いエネルギーおよびさらに低いエネルギーにおい
て、格別に強力な、側面に位置するN−およびQ−様帯
を示す。この最低エネルギーQ−様帯(λ max=770
nm、ε=49,800)は、特に注目される。すなわ
ち、これは、約200nm赤側に移動されており、この
移動は、典型的カドミウムポルフィリン化合物に見い出
される最低エネルギーQ−タイプ転移より、ほとんどさ
らに4強いファクターである(たとえば、CdOEP:
λmax(CHCl3/MeOHv/v 19/1)=57
1nm、ε=15,400)35。我々は、このような様
相が、18π電子ポルフィリン化合物に比較して、総合
的に22π電子「テキサフィリン」中に存在する、さら
に大きい非局在化芳香族系を反映するものであると考え
る。重要なことは、3,8,12,13,17,22−
ヘキサエチル−2,7,18,23−デカメチルサフィ
リンのカドミウム錯体がCHCl3中で示す最低エネル
ギー転移が701nmであるのに対し35、「スーパーフ
タロシアニン」のウラニル錯体に見られる最低エネルギ
ー転移が914nmであることにある。すなわち3A
NO3の最低エネルギー転移は、これらの2種の非常に
異なる22π電子ペンタピロール対照系に見い出される
エネルギーの間の中間にある。
【0107】不幸なことに、上記の3A・NO3の光学ス
ペクトルと他のピロール含有芳香族大環状化合物の光学
スペクトルとの間の総体的な質的類似にもかかわらず、
光学分光測定はカチオン3Aのアキシャル結合性の測定
手段として、無効であることが証明された。たとえば、
A・NO3のCHCl3溶液に過剰のピリジンを添加し
ても、ソレット様帯で約1.5nmの赤移動および最低
エネルギーQタイプ帯で、3.5nmの青移動が生じる
だけであった。(同様の微少の変化がまた、BzImを
添加した場合にも見られる)。従って、少なくともカド
ミウム錯体の場合には、「テキサフィリン」拡大ポルフ
ィリン系の光学物性はほとんど、総合的大環状骨格およ
び結合したカチオンの電子環境の変化に対して比較的鈍
感であることによって、決定されるものと見做される。
【0108】「テキサフィリン」2Aのカドミウム(I
I)錯体は反磁性であり、従って1HNMR法による研
究を容易に受け入れる。第10図に示されているよう
に、3 A・NO31H NMRは、大型芳香族ピロール
含有大環状化合物に予想されるものに典型的である一般
的特徴を示す。36たとえば、リガンド(1)14のsp3
形態に比較して、そのアルキル、イミンおよび芳香族ピ
ークはいづれも、下方域に移動する。しかしながら、さ
らに特徴的でさえあることは、遊離塩基「テキサフィリ
ン」2およびその種々のカドミウム含有誘導体3〜5の
両方に、架橋sp 2混成メチンプロトンに起因する「メ
ソ」シグナルが存在することにある。これらの架橋プロ
トンは、リガンド(1A)の元のsp3形態の相当する架
橋メチレンシグナルよりも約7ppm下方の場で共鳴す
る。14実際に、3A・NO3の「メソ」シグナルは、代表
的β−アルキル置換カドミウムポルフィリンのものか
ら、ほぼ1ppm下流の場に見い出され(たとえば、C
d(OEP)25,36δ≒10.0)、反磁性のサフィリ
ンに見い出される化学シフトの数値に近い、(たとえ
ば、遊離塩基、反磁性サフィリンの場合には、3δ≒l
l.5〜11.7)。これらの観察結果は、22π電子
「テキサフィリン」系に求められる高度に局在化された
π特性から見て、予想外のことではない。
【0109】第11図は、3A・NO3およびカチオン4
bAの結晶を得た粗生成物の1HNMRスペクトルの低
場領域を比較するものである。これら2つのスペクトル
間の最も衝撃的差違は、カサ高の物質のスペクトル(第
11図の線B)中の6.81および7.27ppmにお
ける2つの鋭く、さらにきわ立ったピークおよび約6.
4ppmにおける小さく広いシグナルの存在にある。こ
れらの特徴はカチオン4bAに存在する結合したBzI
mから発生されるシグナルによるものと見做されるが、
この結論は必ずしも明白ではない。CDCl3中におい
て、遊離BzImの炭素結合プロトンは、7.25
(m,2H)、7.75(m,2H)および8.41
(s,1H)ppmで共鳴する。37高い方の場への移動
はカチオン3 Aへの結合を予想させるが、予想された変
化が実際に見い出されたものと同じ位に大きいかは明ら
かではない。従って、錯体3A・NO3の完全スペクトル
測定は、この点を検討し、6.4、6.81および7.
27ppmのシグナルが疑いの余地のないものであると
する試みに対して重要である。これらの測定の結果を第
12図および第13図に示す。
【0110】第12図に示されている1H NMR測定
の重要な特徴は、カチオン3Aに対する錯体形成におい
てBzImシグナルに関して生じる化学シフトの劇的変
化にある。しかしながら、同様に重要なことは、前記の
カサ高のカドミウム含有物質の質的特徴(第11図、ス
ペクトルB参照)が、精製3A・NO3にほぼ3/5当量
のBzImを付加した時にも再現されるという発見にあ
る。この劇的な結果は、我我の推定によれば、X線回折
分析にもとづいてなされた、カチオン4bAの推定構造
を疑いの余地もなく支持する。Cd挿入およびSeph
adex精製の後に単離される不均質物質が確かに、五
配位体と六配位体(すなわち、3A・NO3と4bA・N
3)との混合物を含むことは当初の予想とまた、質的
に一致する。
【0111】定量的Keq.測定の場合には、「メソ」
シグナルに関連する変化を追跡するのが最も容易であ
る。この場合には、迅速なリガンド交換29,30を示す鋭
いピークおよび化学シフトにおける共鳴上の大きい変化
が見い出された(第13図)。さらにまた、この領域に
は、干渉性のBzImにもとづく共鳴は見い出されな
い。 第14図では、錯体3A・NO3中「メソ」プロト
ンに係る化学シフトの変化が添加BzImの関数として
示されている。得られる測定曲線は、少なくともこの塩
基の場合には、アキシャル結合が2つの実質的に独立し
た段階状結合プロセスで生じるものと考えることができ
ることを示している。このデータを非常に小さい変換お
よび非常に大きい変換の両点で標準分析38すると、K1
=1.8±0.2×104およびK2=13±3の数値が
得られる。
【0112】BzImの場合と真に同様に、五配位錯体
A・NO3へのピリジンの付加は、容易に検出され、充
分に明確な、「メソ」シグナルの化学シフトの変化をも
たらす(第15図)。しかしながら、BzImにより得
られた結果とは全く反対に、この場合の結合は分離した
段階的な様相で生じるものと考えることはできない。こ
のことは、第13図を検討すると全く明白である。この
第13図には、錯体13A・NO3中の「メソ」プロトン
に係る化学シフトの変化がピリジン濃度の増加の関数と
してグラフに描かれている。この結合等温式を標準法38
によって分析すると、K1≒1.6M-1およびK12
315±30M-2の数値が得られる。
【0113】上記のK1およびK2(またはK12)の数
値は検討しているカドミウム錯体が、脱金属化に対して
安定であり、およびまた方程式1および2(または3)
の平衡が塩基結合条件の下に、適切であるという推定は
正しいことを示す。これらの事柄の第一の点は、容易に
明白にされる。すなわち、脱金属化が生じるならば、誰
も塩基結合を研究しないことは明白である!。しかしな
がら対照実験はいづれも、「テキサフィリン」リガンド
から誘導されるカドミウム錯体が格別に小さいポルフィ
リンのものよりもかなりの大きさの度合で安定であるこ
とを示唆した。実際に、この錯体に過剰のスルフィドア
ニオン(これは、CdTPPを脱金属化させ
る、25,35)をチャレンジさせた場合でさえも、脱金属
化は生じない。39従って、このようなプロセスがピリジ
ンまたはベンズイミダゾールの存在の下に生じることは
ありえないことは明らかである。第二の点は、定量的研
究において特に重要である。すなわち、たとえば、出発
錯体3・NO3が厳格な五配位体ではない場合には、K1
(および多分、K2もまた)は、上記で暗示されている
ように、純粋な付加反応であると言うよりは、むしろア
キシャル リガンド置換反応を示す。対照実験は、初め
の五配位の予想が妥当であることを示す。3A・NO3
NH4NO3およびH2Oによる独立した測定は、「メ
ソ」シグナルの化学シフトにおける適度の、単調な変化
が≧50当量のこれらの強力な外来リガンドの付加の間
に生じることを示す。40このことは、「完全」結合が
1:1化学量論で生じるか(基本的に、分析データにも
とづくと、H2Oの場合には、不可能)、またはこれら
の錯体がCHCl3中では貧弱な配位性を有し、五配位
がカドミウムに関連することを意味し、後者の考え方の
ほうが妥当であると見做される。
【0114】前述の推定が妥当である範囲までは、溶液
中におけるBzImおよびPyr結合に関して得られる
Keq.値は、固体状態で見い出される配位挙動を正確
に反映する。たとえば、1H NMR測定実験に使用さ
れる濃度(約5×10-3M)において、錯体3A・NO3
は0.2モル当量だけのBzImの添加の後にほぼ20
%、六配位形態に変換され、1.0モル当量の添加後に
は90%が変換される。重要なことに、10モル当量の
存在の下でさえも、生成するモノ結合体4bAは相当す
るビス結合七配位形態(5bA)に、35%変換される
だけである。ベンズイミダゾールの場合には、モノ結合
カチオン性錯体4bAが主要種である溶液において、大
きい濃度範囲が関係を有する。しかしながら、平衡デー
タは、溶液中では、ビス結合種5aAまたは非結合出発
錯体3Aが過剰のピリジンの存在の下では独占的である
ことが常であることを示した。たとえば、1H NMR
測定の条件の下では、錯体3A・NO3は、ピリジン3当
量の添加後に五角両錐形生成物5aA・NO3にほぼ5
%変換され、10当量の添加後には、この種にほぼ35
%変換される。
【0115】立体因子および電子因子の両方がピリジン
およびベンズイミダゾールに対する異なった結合性の説
明の助けになりうる。特に、ヘム(heme)モデル化
41の領域において、金属ポルフィリンを用いる相当な
研究が、ピリジン型塩基に比較してイミダゾール型リガ
ンドの配位能力が強いことを証明するために用いられ
た。これは、後者の系の貧しいπ塩基度に一般に帰因す
ることが見い出された。 41,42従って、カチオン3Aに対
するBzIm結合に見い出された、大きいK1値(ピリ
ジンに比較して)は、少し意外なことになる。しかしな
がら、さらに問題になることは、この塩基のK2が非常
に小さいという発見にある。一目見ただけは、モノ結合
はこの強いπ塩基の存在の下に安定であることは妥当で
はないように見える。これは、配位的に飽和された七配
位種への選択的変換がピリジンの存在の下に生じること
による。しかしながら、第6図に示されている結晶構造
を検討してみると、この説明の基礎が判る。すなわち、
BzIm残基は4bA中の大環に対しほぼ垂直にあり、
ピロール環含有N23上で配向されている。その結果と
して、BzIm塩基のH8Aはこの環の7個の原子にき
わめて接近しており、N23(2.65(2))、C2
4(2.69(2))、およびC22(2.81
(2))とほとんど接触する(Å)。従って、ヘムモデ
ルおよび妨害イミダゾールの場合に関して充分に報告さ
れているように、41b,43立体障害は過剰のBzImの存
在の下における六配位を好む基本的因子であるように見
える。すなわち、立体効果および電子効果の両方が、本
発明の「拡大ポルフィリン」系におけるBzImとPy
rとの見掛け上の非常に異なる結合挙動の区別に役立
つ。これらの効果はまた、中でも、固体状態での錯体4
bA・NO3および5aA・NO3の形成および選択的単
離に対して有理であることを示す。
【0116】五座配位子22π電子ポルフィリン様「テ
キサフィリン」大環状化合物は、カドミウム(II)の
ための効果的で、多目的に使用できるリガンドである。
このリガンドは、このカチオンの3種の新奇な配位構
造、すなわち五角形、五角錐形および五角両錐形、の形
成を、支持することができる。これらの形態の第一の形
態は、現在、分析的、液相研究にもとづいて推定されて
いるだけであるが、後の2種の構造は、単結晶X線回折
分析によって、溶液状態および固体状態の両方で特徴確
認されている。従って、我々の知識によるかぎり、「テ
キサフィリン」系は同一中心金属カチオンに対して五角
錐形構造および五角両錐形構造を支持できる、構造的に
開示された、最初の系である。この独特のケランド(c
heland)はまた、数種の別の重要な性質を有す
る、そのカドミウム錯体をもたらす。
【0117】これらの重要な性質には、異常に小さいエ
ネルギーのQタイプ帯を有する光学スペクトルおよび相
当するカドミウム(II)ポルフィリンに比較して、は
るかに大きい脱金属化に対する安定性が含まれる。この
第一の性質は、本発明の「テキサフィリン」(2A)ま
たはその他の「拡大ポルフィリン」系の重要な用途は小
さいエネルギー吸収物性が有利である光合成モデル形成
の研究または光力学的治療の分野に見い出されるべきで
あることを示唆している。44上記第二の性質は、現在開
示されている系に類似する系が、カドミウム、毒物学的
に重要であり、 21水銀および鉛の陰にあるだけで、現在
も指摘されている金属および、あるとしても治療法
22が、現在数少ない金属のための有効なキレート化にも
とづく解毒治療の開発の基礎を提供しうることを示唆し
ている。
【0118】電気スペクトルは、Beckman Du
−7分光光度計で記録した。プロトンおよび13C NM
Rスペクトルは、内部標準としてCHCl3を使用し(1
Hの場合にはδ=7.26ppm、13Cの場合には、7
7.0ppm)、CDCl3中で得た。プロトンNMR
スペクトルは、Nicolet NT−360(360
MHZ)またはGeneral Electric Q
E−300(300MHZ)分光計で記録した。炭素ス
ペクトルは、Nicolet NT−500分光計を使
用し、125MHZで測定した。高速原子衝撃質量分析
(FAB MS)は、Finnigan−MAT TS
Q−70装置およびマトリックスとして、3−ニトロベ
ンジルアルコールを使用して行なった。元素分析は、G
albraith Laboratoriesによって
行なわれた。X線構造は下記に、および参考文献11お
よび14に記載されているように、解析した。
【0119】溶剤および反応剤はいづれも、市場から購
入した試薬級品質のものであり、これらは、さらに精製
することなく使用した。sigma親油性Sephad
ex(LH−20−100)およびMerckタイプ6
0(230〜400メッシュ)シリカゲルを、カラムク
ロマトグラフィで使用した。sp3形態のリガンド
(1A)は、先に記載されている酸触媒法14を用いて≧
90%の収率で生成した。現在の高い方の収率は、プロ
セスにおける基本的変更に由来するものではなく、この
特別のキイの反応を用いる実験が数多く行なわれたこと
を単に反映するものである。
【0120】4,5,9,24−テトラエチル−10,
23−ジメチル−13,20,25,26,27−ペン
タアザペンタシクロ[20.2.1.1.3,6
8,11.01 4,19]ヘプタコーサ−1,3,5,7,
9,11(27),12,14,,16,18,20,
22(25),23−トリデカエン、遊離塩基「テキサ
フィリン」2Aの製造。
【0121】大環状化合物1A 14(50mg、0.1ミ
リモル)をメタノール/クロロホルム(150ml、v
/v 2/1)中で、N,N,N’,N’−テトラメチ
ル−1,8−ジアミノナフタレン(「プロトンスポン
ジ」)の存在の下に、室温で一日間攪拌した。この反応
混合物を次いで、氷水中に注ぎ入れた。有機層を分離
し、塩化アンモニウム水溶液で、次いでブラインで洗浄
した。回転蒸発器上で濃縮した後に、粗生成物を、SE
PHADEX上で、溶出剤として、初めに純粋クロロホ
ルムを、次いでクロロホルム/メタノール(v/v 1
0/1)を用いるクロマトグラフィによって精製した。
数種の早い方の赤色帯部分は捨て、暗緑色帯部分を採取
し、減圧で濃縮し、次いでクロロホルム/n−ヘキサン
から再結晶させ、sp2形態のリガンドを暗緑色粉末と
して、3〜12%の範囲の収率で得た。この良好な方の
収率はまれな場合に得られるだけである。2Aに関して1
H NMR(CDCl3):δ=0.90(1H,b
r.s,NH),1.6−1.8(12H,m,CH2
CH3),3.05(6H,s,CH3),3.42−
3.58(8H,m,CH2CH3),8.25(2H,
m,phen.CH),9.21(2H,s,CH=
N,9.45(2H,m,phen.CH),11.2
5(2H,s,CH=C);C.I.MS(CH4):
491(C32355・H +の計算値:490):FAB
MS(3−ニトロベンジルアルコールマトリックス、
8KeV加速):m/e 512(C32345Na+
計算値:512); IR(KBr)ν=3420,2960,2920,2
860,1600,1560,1540,1370,1
350,1255,1210,1080,1050,9
80,940,905,750cm-1;UV/VIS
(CHCl3)λmaxnm(ε)327.0(30,70
0);422.5(60,500);692.0(1
0,100);752.0(36,400). リガンド2Aにカドミウムを結合させる実験を行なっ
た。数ミリグラムの化合物2Aを、前記で概述した直接
挿入法に従い、クロロホルム/メタノール中で過剰量の
塩化カドミウムとともに攪拌した。しかしながら、二日
後でさえも、UV/VIS(751におけるQタイプ帯
の追跡)は、金属挿入がほとんど、または全く生じない
ことを示した。化合物、すなわちリガンド2Aの製造が
困難であり、ここに記載した直接挿入法の成功が自明で
あることから、他の金属化法を検討する実験は行なわな
かった。
【0122】錯体3A・Clを下記のとおりにして製造
した。sp3形態のリガンド(1A1 4(40mg、0.
08ミリモル)をクロロホルム/メタノール(150m
l、v/v 2/1)中で塩化カドミウム(21.4m
g、0.08ミリモル)とともに、一日間攪拌した。こ
の暗緑色反応混合物を、回転蒸発器上で、減圧の下に濃
縮し、次いでシリカゲルに通し、溶出剤として初めに純
粋クロロホルムを、次いでクロロホルム/メタノール
(v/v 10/1)を用いてクロマトグラフィ処理し
た。数種の先行する赤色帯部分を捨てた後に、暗緑色帯
部分を採取し、減圧で乾燥させ、化合物3A・Clを得
た。この生成物をクロロホルム/n−ヘキサンから再結
晶させ、分析的に純粋な化合物3A・Clを暗緑色粉末
として、24%の収率で得た。3A・Clに関して:1
NMR(CDCl3):δ=1.55−1.67(1
2H,m,CH2CH3),3.03(6H,s,C
3),3.04−3.55(8H,m,CH2
3),8.27(2H,m,phen.CH),9.
23(2H,s,CH=N),9.40(2H,m,p
hen.CH),11.30(2H,s,CH=C);
13C NMR(CDCl3):δ=9.8,17.3,
18.1,19.1,19.2,117.6,117.
8,128.4,132.7,138.2,139.
3,145.4,146.7,150.5,153.
5,155.0;FAB MS(3−ニトロベンジルア
ルコールマトリックス、8KeV加速):m/e602
112Cd,M+,100),601(113Cd,M+,6
4),600(112Cd,M+,84);IR(KBr)
ν=2950,2910,2855,1635,160
5,1380,1255,1210,l090,101
0,795cm-1;UV/VISλmaxnm(ε)32
7.0(32,800);424.0(72,70
0);704.5(11,000);767.5(4
1,200); 元素分析:C32345Cd・Cl・(1/2・H2O)について、 計算値:C,59.54;H,5.46;N,10.85. 実測値:C,59.78;H,5.32;N,10.80. 錯体3A・NO3を下記のとおりにして製造した。sp3
形態のリガンド(1A 14(40mg、0.08ミリモ
ル)をクロロホルム/メタノール(150ml、v/v
1/2)中で、硝酸カドミウム四水和物(31mg、
0.1ミリモル)とともに一日間攪拌した。この暗緑色
の反応混合物を次いで上記のとおりに、濃縮し、次いで
シリカゲルに通しクロマトグラフィ処理した。生成する
粗製物質を次いで、クロロホルム/n−ヘキサンから再
結晶させ、分析的に純粋な3・NO 3を27%の収率で
得た。45A・NO3に関して:1H NMR(CDC
3):δ=1.55−1.70(12H,m,CH2
3),3.04(6H,s,CH3),3.42−3.
55(8H,m,CH2CH3),8.27(2H,m,
phen.CH),9.20(2H,s,CH=N),
9.30(2H,m,phen.CH),11.07
(2H,s,CH=C);FAB MS(3−ニトロベ
ンジルアルコールマトリックス、8KeV加速):m/
e 602(114Cd,M+,100),601(113
d,M+,100),600(112Cd,M+,87):
IR(KBr)ν=2960,2920,2860,1
600,1550,1440,1375,1200,1
130,1075,l040,975,930,90
0,740cm-1;UV/Vis λmaxnm(ε)=
328.0(39,900),425.0(82,80
0),706.0(14,400),770(49,8
00); 元素分析:C32345Cd・NO3・(1/2H2O)について 計算値:C,57.19;H,5.25;N,12.50. 実測値:C,57.12;H,5.19;N,11.80. 錯体3A・NO3の脱金属化の実験を行なった。遊離sp
2架橋リガンド2Aを得るための実験において、上記錯体
をクロロホルム中で、硫化ナトリウムの存在の下に、次
いで独立してチオ硫酸ナトリウムとともに、数時間攪拌
した。光学物性における格別の変化は見い出されなかっ
た。このことは、アキシャル結合における変化が生じる
可能性を排除しないけれども、これらの観察結果は、こ
の反応条件の下に、脱金属化がほとんどまたは全く生じ
ないことを示す妥当な証拠になる。硫化ナトリウムの場
合には、この決定的結論はFAB MSによってさらに
支持された。すなわち、質量スペクトルにおいて、高分
子量揮発性生成物に相当する証拠は、いづれも得られな
かった。水性酸で処理すると、錯体3A・NO3は、加水
分解を受ける(イミン残基の部位で)ものと見做れ、従
って脱金属化されるように見える。しかしながら、この
プロセスの速度は強力にpHに依存し、たとえばその半
減期間は、約0.1N HClの存在の下に数時間の程
度である。 錯体4bA・NO3の製造および単離。 sp3形態のリガンド(1A)(40mg,0.08ミリ
モル)を、クロロホルム/メタノール(150ml、v
/v=1/2)中で、硝酸カドミウム四水和物(31m
g、0.1ミリモル)とともに1日間攪拌した。この暗
緑色の反応混合物を回転蒸発器上で濃縮し、次いでSe
phadetに通し、溶出剤として、初めに真正クロロ
ホルムを、次いでクロロホルム/メタノール(v/v
l0/1)を用いてクロマトグラフィ処理した。数種の
先行する赤色帯部分を捨た後に、暗緑色帯部分を採取
し、次いで濃縮し、暗緑色固形物を得た。この生成物を
クロロホルム/n−ヘキサンから再結晶させ、結晶固体
と非結晶固体との混合物を27%の収率で得た。
【0123】このカサ高の物質に関して:1 H−NMR(CDCl3):δ=1.55−1.72
(12H,m,CH2CH3),3.04(6H,s,C
3),3.45−3.58(8H,m,CH2
3),6.4(ca.3/5H,br.s,BzI
m),6.81(ca.6/5H,br.s,BzI
m),7.27(ca.6/5H,br.s,BzI
m),829(2H,m,phen.CH),9.21
(2H,s,CH=N),9.32(2H,m,phe
n.CH),11.08(2H,s,CH=C):FA
B MS(3−ニトロベンジル アルコール マトリッ
クス、8KeV加速):m/e 602(114Cd,M+,l00),601(113Cd,
+,67),600(11 2Cd,M+,78):IR
(KBr)ν=2970,2935,2875,156
0,1382,1356,1300,1258,121
2,1085,1050,985,910,755cm
-1;uv/vis λmax nm(ε)325.0(2
9,000);425.0(64,400);710.
5(9,800);767.5(38,500); 元素分析: 実測値: C,42.42;H,4.28;N,10.
34 (C32345Cd・NO3・(1/2 H2O)の計算
値:C 57.19;H5.25;N 12.50;C
32345Cd・NO3・BzIm・CHCl3の計算
値:C 53.35;H 4.59;N 12.44;
32345Cd・NO3・CHCl3の計算値:C 4
1.26;H 3.66;N,8.25)。
【0124】X線構造測定に使用する4bAの単結晶
は、上記粗生成物のCDCl3中の濃縮溶液をn−ヘキ
サンにより層形成させ、次いで冷蔵庫内で数ヶ月放置す
ることを含む二回目の再結晶の後に、上記残留非結晶物
質から単離した。
【0125】錯体5aA・NO3の製造。 上記粗製カドミウム含有錯体の製造に使用された方法と
同様の方法で、とsp3形態のリガンド(1A)を、硝酸
カドミウム四水和物で処理し、次いでSephadex
上で精製した。この生成物のCDCl3中の0.005
M試料約0.7mlに、pyr−D5 25μlを加え
た。生成する溶液をn−へキサンにより層形成させ、冷
蔵庫内に入れた。数ヶ月後に、緑色結晶を、ほぼ定量的
収率で単離した。これらの結晶の分子組成を、先に開示
されている11単結晶X線回折分析にもとづいて測定し、
5a・NO3・CHCl3であることが判った。
【0126】1H NMR(CDCl3/pyr−D5
δ=1.55−1.70(12H,m,CH2CH3),
3.22(3H,s,CH3),3.45−3.56
(8H,m,CH2CH3),8.40(2H,m,ph
en.CH),9.32(2H,s,CH=N),9.
75(2H,m,phen.CH),11.62(2
H,s,CH=C);UV/VIS(CHCl3−py
r v/v 10/1)λm axnm(ε)321.5
(45,000),426.5(79,000),70
0.5(13,5000),765.5(51,90
0). BzImまたはPyr−D5を有する3A・NO21
NMR測定を行なった。厳しく精製した錯体3A・NO3
を減圧(lmmHg)の下に80℃で1日間乾燥した。
この五配位錯体(3.32mg、0.005ミリモル)
をCDCl30.7〜0.75ml中に溶解し、次いで
NMR管に定量的に移すことによって、測定用出発試料
を調製した。この試料に、一定量のBzImまたはPy
r−D 5を、量を増加しながら加え(CDCl3中の既知
濃度の溶液として)、27℃で「メソ」プロトンの化学
シフトを記録した。対照実験をまた、既知量のCF3
2H、D2OおよびNH4NO3を、3・NO3の同様の
保存溶液に加えることによって行なった。これらの各種
1H NMR測定において、いずれか一定の塩基対リガ
ンド比に関する絶対化学シフトは、δ−δ0の数値によ
って、独立した実験の間で、0.05ppmより小さく
変化することが見い出された。Keq.測定(下記参
照)に使用された決定的な目に見える変化は小さくさえ
ある(一般に、≦0.003ppm)ことが見い出され
た。
【0127】結合率の測定。 第14図および第15図を検討すると、これらの図面は
カチオン3Aに対するBzImの結合が2種の充分に分
離している平衡プロセスであると考えることができる。
添加されたBzImの関数として「メソ」シグナルに関
して得られた化学シフトデータを、非常に小さい変換と
非常に大きい変換との両方について分析した。方程式4
(これは、参考文献38の方程式5.13に相当する)
に従い、(δ−δ0)/[BzIm]対(δ−δ0)をグ
ラフに描くことによって標準Scatchard(シグ
ナル逆数)グラフを作成し、傾斜の絶対値としてKを、
そしてまたインターセプトとして(δω−δ0)Kを得
た。 (4)(δ−δ0)/[BzIm]=−K(δ−δ0)+(δ∞−δ0)K この式において、δは検出された化学シフトであり、δ
0は純粋な五または六配位出発物質錯体(3A・NO3
たは4bA・NO3)の初期化学シフトであり、δωは
最終モノ−またはビス−結合した錯体4bA・NO3
たは5aA・NO3に関して計算された化学シフトであ
り、Kは問題の平衡定数であり、そして[BzIm]
は、遊離の、錯体化されていないベンズイミダゾールの
濃度である。小さい変換域および大きい変換域の両方に
おいて、添加べンズイミダゾール(「BzIm」)に関
して、確実に[BzIm]を表わすためには、結合ベン
ズイミダゾールに係る補正が必要であることが判った。
この補正は、方程式5および6に示されている表現法に
従い簡単な方法で行なった。
【0128】 低[BzIm]0において、 [BzIm]=[BzIm]0−[lig]0(δ−δ0)/(δ∞−δ0)(5) 高[BzIm]0において、 [BzIm]≒[BzIm]0−[lig]0(6) 上記式において、[lig]0は、出発五配位リガンド
A・NO3の濃度を表わす。
【0129】[BzIm]に係る、これらの補正値を使
用して、低および高[BzIm]0条件について、それ
ぞれR≧0.99および0.98として、直線状Sca
tchardグラフを得た。これにより、1.80×1
4-1および12.9M-1のK1およびK2値が得られ
る。このK1値は全く信頼できるものと考えられる(推
定誤差≦15%)。しかしながら、BzImの溶解性が
低く、かつまた5aA・NO3生成に関連して、不完全
な測定が生じるので、K2に関して得られる数値は幾分
あいまいである(推定誤差≦25%)。49 第16図に示されている、添加「pyr」の関数として
の、「メソ」プロトン化学シフトの変化は、2種の区別
できる結合性が明確に存在していないことを示してい
る。さらにまた、予想されたように、このデータを、方
程式1に従う単純なモノ結合プロセス(6CN物質を生
成するために)に当てはめる実験は行なわなかった。従
って、2種の相反する平衡プロセスの観点から、これら
のデータを分析する必要がある。この分析はConno
rsにより概述されている慣用の反復法を用いてなされ
た。38この場合に、問題の方程式は、NMR分析に適し
たConnorsの方程式4.31および4.32に相
当する38: (7) 1/[pyr]−K1Δ11/(δ−δ0)=K12[pyr] {Δ12/(δ−δ0)−1}−K1 (8) (δ−δ0){1+K1[pyr]+K12[pyr]2}/ [pyr]=K12Δ12[pyr]+K1Δ11 上記各式において、δは見い出された化学シフトであ
り、δ0は純粋五配位出発錯体3・NO3の初期化学シフ
トであり、Δ11は純粋な推定上のモノ結合六配位種の生
成に相当する総化学シフト差違であり、Δ12は初期五配
位物質からのビス結合カチオン性種5aの形成に相当す
る総化学シフトであり、そして「pyr」は、遊離ピリ
ジン濃度である。「pyr」の正確な数値は方程式938
により与えられ、この式において、[pyr]0は添加
ピリジンの総濃度であり、そして[lig]0は出発五
配位リガンド3A・NO3の濃度を表わす。 (9) [pyr]0=[pyr]+[lig]0(K1[pyr]+ 2K12[pyr]2)/1+K1[pyr]+K12[pyr]2) しかしながら、結合等温式(第16図)を検討すると、
大体の[pyr]≒[pyr]0が、測定範囲の多くに
わたり、妥当に有効であることが示唆された。従って、
方程式7の初期反復解式(1/[pyr]−K1Δ11
(δ−δ0)対[pyr]{Δ12/δ−δ0)−1をプロ
ットし、それぞれ傾斜およびインターセプトとしてK1
2および−K1を得る)および方程式8の初期反復解式
((δ−δ)0{1+K1[pyr]+K12[pyr]
2}/[pyr]対[pyr]をプロットし、それぞれ
傾斜およびインターセプトとして、K12Δ12およびK
1Δ11を得る)を、この極めて簡易化された前提を用い
て行なった。これは迅速に集められ、K1=1.5M-1
およびK12=308M-2の初期未補正値が得られた。
これらの数値は、実験条件([3A・NO3]=0.00
5M)の下に、大体の[pyr]≒[pyr]0が極め
て重要な条件で、すなわち3<[ピリジン]/[リガン
ド]<10および3A・NO3中0.005Mで≦4%内
に対し有効であることを確証した。補正がこの小さいパ
ーセンテージでなされた場合には、得られる最終のK1
値は≒1.6M-1であり、K12値は=315M-2であ
る(補足試料参照)。我々は、K12値は充分に決定さ
れているが(推定誤差≦10%)、このデータはK
1(およびK2)を正確に定めることができないものであ
る(推定誤差≒50%)ことを強調することは重要であ
ると考える。しかしながら、この不確実性は、本明細に
記載されている中心的結論の価値を損うものではない。
【0130】錯体4bAに関するX線実験。 4bA・NO3・CHCl3:C404183Cl3Cd
に関して、M=900.57。このデータの結晶は、
0.06×0.22×0.44mmの寸法の非常に暗い
緑色の板状物であり、CHCl3−ヘキサンからの、お
そい拡散によって成長させ、上記したようにして、付随
する非結晶物質から分離した。データは、グラファイト
モノクロメーターを備え、Mo Kα放射線(λ=
0.71069Å)およびNicolet LT−2低
温放出系を用いて、Nicolet R 3回折計で採取
した。格子定数は、19.2°<2θ<24.4°によ
り、26反射の最小自乗法リファインメントから得た。
スペース基は、Z=2,F(000)=920,a=1
1.276(4),b=12.845(3),c=1
4.913(4)Å,α=84.82(2),β=6
9.57(2),λ=85.84(2)°,v=201
4(1)Å,ρC=1.48g−cm- 3を有する、三斜
晶系P1(No.2)であった。
【0131】データはオメガ スキャン技法(7191
反射、6566ユニーク、Rint=0.064),2
θ範囲4.0〜50.0°、3〜6°/分で1.2°ω
スキャン(h=0→14、k=−15、1=−18→1
8)を用いて採取した。4種の回折点(−2,2,0;
3,2,3;2,−3,−1;−1,0,4)は、14
6反射毎に再測定し、装置および結晶の安定性を調べ
た。
【0132】Iに対する減衰補正範囲は、09863〜
1.076であった。データはまた、Lp効果および吸
収(結晶形状にもとづく、透過因子範囲0.8533〜
0.9557、μ=7.867cm-1)に関して補正し
た。F0<6σ(F0)を有する回折点は無視した(32
72反射)。構造は重原子およびFourier法によ
って解析し、253および287のブロックで、非H原
子に関する異方性熱パラメーターにより、フル−マトリ
ックス最小二乗法によってリファインした(ただし、1
個のピロール環の乱れたNO3基のO3Aおよび乱れた
エチル基の末端C原子、C29(部位占有因子0.44
(2))、C29A、C31(部位占有因子0.37
(2))およびC31Aは除く)。ナイトレートは0.
45(2)のマイナー配向(Aの印をつけたO原子)に
関する部位占有因子により、N原子は(N 1B)の2
つの配向の周囲で乱れていた。H原子は対応するC原子
に依存する等方性熱パラメーターを用いて計算し、リフ
ァインした。CHCl3溶剤は、0.43(2)のマイ
ナー成分(Aの印をつけたCl原子)に関する部位占有
因子により、C−Cl結合軸(C1C〜C11)の範囲
で回転することによって、乱される。これらの乱れによ
って、クロロホルムH原子の位置は計算できなかった。
W=1/[(σ(F0))2+.0118(F2)]およ
びσ(F0)=0.5KI-1/2(σ(I))の場合に
は、ΣW(1F01−1FC1)2は最少になった。(1
ーク-1バックグラウンド)×(スキャン速度)およびK
によって定められる強度Iは、Lp効果、吸収および減
衰による補正である。シグマ(I)は、統計学的計算か
ら推定した:σ(I)=(1ピーク+1バックグラウン
ド)1/2×(スキャン速度)]。3294反射に関する
最終R=0.0781、WR=0.114(Rall=
0.143、WRall=0.176)および適合良好度
=1.00。最終リファインメントサイクルにおける最
大[Δ1σ]<0.1および最終ΔFマップにおける最
小ピークおよび最高ピークはそれぞれ、−0.97およ
び1.69e-/Å3であった(Cd原子の領域)。デー
タ換算、構造解折および初期リファインメントは、Ni
coletのSHELXTLPL−US50ソフトウェア
パッケージを用いて行なった。最終リファインメント
はSHELX7651を用いて行なった。非H原子のニュ
ートラル原子散乱係数は、CromerおよびLibe
rman53からの変則分散補正により、Cromerお
よびMann52から得、一方、H原子の散乱係数は、S
tewart.DavidsonおよびSimpson
54から得、線状吸収係数はInternational
Tables For X−ray Crystall
ography(1974)55から得た。最小二乗プラ
ン プログラムはCordes56によって提供され、他
のコンピューター プログラムはCtadolおよびD
avis57の参照刊行物11から得た。
【0133】表1には、4bA・CHCl3の非水素原
子の区分配位または同価の等方性熱パラメーター
(A2)が示されている。表2には、カチオン4bAの非
水素原子の結合長さ(Å)および角度(°)が示されて
いる。
【0134】
【表1】 4bA・NO3・CHCl3の非水素原子の区分配意およ
び等方性もしくは同価の等方性a熱パラメータ(Å2) a 異方性原子の場合には、U値はUeq=1/3ΣiΣj
iji*aj*Aijとして計算されたUeqであり、この
式において、Aijは、ithおよびjth直接の空間単位格
子ベクターのドット積(内積)である。
【0135】
【表2】 カチオン4bAの非H原子の結合長さ(Å)および角度
(°)。
【0136】新規芳香族22π−電子五座配位子「拡大
ポルフィリン」リガンド(2A)から誘導される六配位
五角錐形カドミウム(II)カチオン性錯体4bAのX
線回折分析による特徴を説明する。X線構造は、大環状
化合物の5個の中心配位原子がカドミウム(II)カチ
オンに配位しており、このカドミウム(II)カチオン
はこの大環状化合物の平均平面上で0.334(2)Å
にあり、さらにアピカル ベンズイミダゾール リガン
ドにより結合されていることを示す。相当する五角両錐
形付加物5aAにおいて真実であるように、カチオン4
bAのX線構造は、この大環状リガンドが、≒2.42
Åの中心−窒素半径を有するほぼ円形の空間を定めてい
る5個の配位窒素原子を有し、ほぼプラナーである(最
大偏差、C15に関して0.154(13)Å)ことを
示す。このX線回折分析に使用した4bA・NO3の結
晶は、sp3形態のリガンド(1A)をCd(NO32
(H2O)4で処理し、引続いてセファデックス上で精製
した後に得られる結晶物質を非結晶物質との不均質混合
物から単離した。このカサ高の物質のCDCl3中にお
けるプロトンNMRスペクトルは、独立して製造された
純粋な五配位錯体3 Aのものと実質的に同一であるが、
結合したベンズイミダゾール リガンドに帰因する、
6.81および7.27ppmにおける2つの鋭いピー
クならびに約6.4ppmにおける広い特徴の存在を示
した。これらの特徴的なリガンド特性は、ほぼ3/5当
量のベンズイミダゾールを含有する純粋な五配位錯体3
Aの測定においても再現される。この発見は、4bA・
NO3結晶を単離した、カサ高の物質が結晶形および非
結晶形の、六および五配位種の混合物からなることを示
唆しており、カチオン4bAに見い出される結合ベンズ
イミダゾールが、金属挿入および付随するリガンド酸化
にともなう分解的副反応に由来するものであるとする仮
説を支持している。これらの測定から、五配位カチオン
性錯体3Aに対する第一当量および第二当量のベンズイ
ミダゾールの結合に関する、順次形成定数(K1および
2)値は、それぞれ1.8×104-1であることが決
定された。3A・NO3にピリジンを錯化する場合には、
同様の1H−NMR測定から1.6M-1および315M
-2のK1・K2値がそれぞれ決定された。これらの結果
は、ベンズイミダゾール含有クロロホルム溶液中で、拡
張された濃度範囲が存在し、ここでは五角錐形錯体4b
Aが主要カドミウム含有種であり、他方で、ピリジンの
存在の下では、未結合錯体3Aまたは配位的に飽和され
ている五角両錐形種5aAが溶液中で優勢であることを
示している。
【0137】下記にあげた参照公開刊行物を、引用理由
に対してここに引用して組入れる。
【0138】 (文献(参照刊行物)) 1.「The Porphyrins」;Dolphi
n,D.,Ed.,Academic Press:N
ew York,1978−1979;Vols.I−
VII. 2.(a)Day,V.W.;Marks,T.J.;
Wachter,W.A.J.Am.Chem.So
c.1975,97,4519−4527.(b)Ma
rks,T.J.;Stojakovic,D.R.
J.Am.Chem.Soc.1978,l00,16
95−1705.(c)Cuellar,E.A.;M
arks,T.J.Inorg.Chem.1981,
20,3766−3770 3.Bauer,V.J.;Clive,D.R.;D
olphin,D.;Paine,J.B.III;H
arris,F.L.;King,M.M.;Lode
r,J.;Wang,S.−W.C.;Woodwar
d,R.B.J.Am.Chem.Soc.1983,
105,6429−6436.現時点まで、これらのポ
テンシャル五座配位子リガンドの中で、三配位した金属
錯体だけが製造されている。 4.Broadhurst,M.J.;Grigg,
R.;Johnson,A.W.J.Chem.So
c.Perkin Trans.1,;1972,21
11−2116. 5.Broadhurst,M.J.;Grigg,
R.;Johnson,A.W.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1969,23−2
4;Broadhurst,M.J.;Grigg,
R.;Johnson,A.W.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1969,1480−
1482;Broadhurst,M.J.;Grig
g,R.;Johnson,A.W.J.Chem.S
oc.,Chem.Commun.1970,807−
809. 6.(a)Berger,R.A.;LeGoff,
E.Tetrahedron Lett.1978,4
225−4228.(b)LeGoff,E.;Wea
ver,O.G.J.Org.Chem.1987,7
10−711. 7.(a)Rexhausen,H.;Gossaue
r,A.J.Chem.Soc.,Chem.Comm
un.1983,275.(b)Gossaur,A.
Bull.Soc.Chim.Belg.1983,9
2,793−795. 8.Gosmann,M.;Franck,B.Ang
ew.Chem.1986,98,1107−110
8;Angew.Chem.Int.Ed.Eng.1
986,25,1100−1101. 9.さらに小さい中央空間を有するポルフィリン様系の
例に関しては、次の刊行物を参照する: (a)Vogel,E.;Kocher,M.;Sch
mickler,H.;Lex,J.Anger.Ch
em.1986 98,262−263;Angew.
Chem.Int.Ed.Eng.1986,25,2
57−258.(b)Vogel,E.;Balci,
M.;Pramod,K.;Koch,P.;Lex.
J.Ermer,O.Angew.Chem.198
7,99,909−912;Angew.Chem.I
nt.Ed.Eng.1987,26,928−93
1. 10.大形の非芳香族ピロール含有大環状化合物の例に
関しては、次の刊行物を参照する: (a)Acholla,F.V.;Mertes,K.
B.Tetrahedron Lett.1984,3
269−3270.(b)Acholla,F.V.;
Takusagawa,F.;Mertes,K.B.
J.Am.Chem.Soc.1985,6902−6
908.(c)Adams,H.;Bailey,N.
A.;Fenton,D.A.;Moss,S.;Ro
driguez de Barbarin,C.O.;
Jones,G.J.Chem.Soc.,Dalto
n.Trans.1986,693−699.(b)F
enton,D.E.;Moody,R.J.Che
m.Soc.,Daltontrans.1987,2
19−220. 11.Sessler,J.L.;Murai,T.;
Lynch,V.;Cyr,M.J.Am.Chem.
Soc.1988,110,5586−5588. 12.Sessler,J.L.;Cyr,M.;Mu
rai,T.Comm.Inorg.Chem.,in
press. 13.Stark,W.M.;Baker,M.G.;
Raithby,P.R.;Leeper,F.J.;
Battersby,A.R.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.1985,1294. 14.Sessler,J.L.;Johnson,
M.R.;Lynch,V.J.Org.Chem.1
987,52,4394−4397. 15.Sessler,J.L.;Johnson,
M.R.;Lynch,V.;Murai,T.J.C
oord.Chem.,in press. 16.Sessler,J.L.;Murai,T.T
etrahedronLett.,to be sub
mitted. 17.Hoard,J.L.In Porphyrin
s & Metalloporphyrins;Cha
pter 8,Smith.K.,Ecl.;Else
vin,Amsterdam,1975. 18.Chemical & Engineering
News August 8,1988,26−2
7. 19.精査のためには、次の刊行物を参照する: (a)Drew,M.G.B.Prog.Inorg.
Chem.1977,23,67−210.(b)Me
lson,G.A.in 「Coordination
Chemistry of Macrocyclic
Compounds」,Melson,G.A.,E
d.;Plenum:New York,1979,C
hapter 1.(c)N.F.Curtis,in
「Coordination Chemistry
of Macrocyclic Compound
s」,Melson,G.A.Ed.;Plenum:
NewYork,1979,Chapter 4.
(d)Nelson,S.M.Pure and Ap
pl.Chem.1980,52,2461−247
6.(e)Lindoy,L.F.in 「Synth
esis of Macrocycles」,Izat
t,R.M.and Christensen,J.
J.,Eds.,J.Wiley:New York,
1987,Chapter2.(f)Newkome,
G.R.;Gupta,V.K.;Sauer,J.
D. 「Heterocyclic Chemistr
y」,Newkome,G.R.,Ed.;J.Wil
ey:New York,1984,Vol.14,C
hapter 3.(g)De Sousa,M.;R
est,A.J.Adv.Inorg.Chem.Ra
diochem.1978,21,1−40.(h)参
照刊行物12もまた参照できる。 20.ビピリジン−誘導系および関連五座配位子リガン
ドの最近の例に関しては、次の刊行物を参照する: (a)Ansell,C.W.G.;Lewis,
J.;Raithby,P.R.;Ramsden,
J.N.;Schroder,M.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.,1982,546−
547.(b)Lewis,J.;O’Donoghu
e,T.D.;Raithby,P.R.J.Che
m.Soc.,Dalton Trans.,198
0,1383−1389.(c)Constable,
E.C.;Chung,L.−Y.;Lewis,
J.;Raithby,P.R.J.Chem.So
c.,Chem.Commun.,1986,1719
−1720.(d)Constable,E.C.;H
olmes,J.M.;McQueen,R.C.S.
J.Chem.Soc.,Dalton Tran
s.,1987,5−8. 21.Ochai,E.−I. 「Bioinorga
nic Chemistry」,Allyn and
Bacon:Boston,1977,pp.475−
476. 22.Klaasen,C.D.in 「The Ph
armacological Basis of Th
erapeutics,6th Edition」,G
ilman,A.G.;Goodman,L.S.;G
ilman,A.,Eds.,Macmillan:N
ew York,1980 Chapter 69,p
p.1632−1633. 23.最近の情報を得るためには、下記の刊行物を参照
する: (a)Summers,M.F.Coord.Che
m.Rev.1988,86,43−134.(b)E
llis,P.D.Science 1983,22
1,1141−1146.(c)Ellis,P.D.
in 「The Multinuclear Appr
oach to NMR Spectroscop
y」,Lambert,J.B.;Riddell,
F.G.,Eds.;D.Reidel:Amster
dam,1983,pp.457−523. 24.注目されるべきことに、五角錐形および五角両錐
形の構造が、2種の非常に密接に関連する五座配位子大
環状シツフ塩基リガンドで見い出されており、このリガ
ンドは環の大きさの点で異なっている(16原子対17
原子);この点については下記の刊行物が参照できる:
(a)Nelson,S.M.;McFall,S.
G.;Drew,M.G.B.;Othman,A.
H.J.Chem.Soc.,Chem.Commu
n.1977,167−168,and(b)Dre
w,M.G.B.;McFall,S.G.;Nels
on,S.M.J.Chem.Soc.,Dalton
Trans.1977,575−581. 25.OEP=オクタエチルポルフィリン、TPP=テ
トラフェニルポルフィリン、およびPPIXDME=遊
離塩基およびカドミウム(II)形態にそれぞれ関連す
る、予め固定されているH2およびCdを有するプロト
ポルフィリン IX ジメチル エステル;BzIm=
ベンズイミダゾール;pyr=ピリジン。 26.Rodesiler,P.F.;Griffit
h,E.H.;Ellis,P.D.;Amma,E.
L.J.Chem.Soc.,Chem.Commu
n.,1980,429−493. 27.Hazell,A.Acta Cryst.19
86,C42,296−299. 28.「テキサフィリン」2およびその誘導体は、総合
的22π電子芳香族系と同様に、ベンズアネレート化
[18]アニュレンとして表わすことができる。予備分
子電子軌道画数計算およびジアミノマリオニトリルから
誘導される3・NO 3の18π電子大環状類縁体に対す
るスペクトル(692nmの最低エネルギーQタイプ遷
移が見い出される)の比較にもとづいて、現時点で我々
は22π電子式を好んでいる: Hemmi,G.;Krull,K.,Cyr,M.,
Sessler,J.L.,unpublished
results. 29.Drago,R.S. 「Physical M
ethods in Chemistry」,W.B.
Saunders:Philadelphia,197
7,Chapter 5. 30.Miller,J.R.;Dorough,G.
D.J.Am.Chem.Soc.1952,74,3
977−3981. 31.Kirksey,C.H.;Hambrigh
t,P.Inorg.Chem.1970,9,958
−960. 32.一般的議論に関しては、下記の刊行物を参照す
る:Gouterman,M.In ref.1,vo
l.III,Chapter 1. 33.Dorough,G.D.;Miller,J.
R.J.Am.Chem.Soc.1951,73,4
315−4320. 34.Edwards,L.;Dolphin,D.
H.;Gouterman,M.;Adler,A.
D.J.Mol.Spectroscopy,197
1,38,16−32. 35.Johnson,M.R.;Cyr,M.;Se
ssler,J.L.,unpublished re
sults. 36.(a)Scheer,H.;Katz,J.J.
In ref.17,Chapter 10.(b)J
anson,T.R.;Katz,J.J.Inre
f.1,Vol IV,Chapter 1. 37.「Aldrich Library of NM
R Spectroscopy,2nd ed.」,P
ouchert,C.J.,Ed.,Aldrich
Chemical Co.:Milwaukee,19
83;Vol.2,p.558. 38.Connors,K.A. 「Bindihg
Constants」,J.Wiley:New Yo
rk,1987. 39.我々は、この安定性の多くが運動学的因子に帰因
するものとする。本明細書に詳述したように、予め形成
されている「テキサフィリン」2中へのCd25の挿入
は、認識できる速度では生じなかった。このことは、運
動学的障害が金属挿入に関して実質的であることを示唆
している;同一のことが錯体分解に関してもまた、真実
になる。 40.痕跡量の酸の付加は、「メソ」シグナルを高い方
の場に劇的に移動させ、たとえば1当量のCF3CO2
の添加の後に、0.113ppm移動する。このこと
は、定量的Keq.測定実験が実際に、カドミウムに対
する塩基結合を反映し、有利にプロトン付与されている
金属錯体の単純な脱プロトン化を反映しないことを示唆
している。 41.一般的検討の場合には、下記の刊行物を参照す
る: (a)Ellis,P.E.,Jr.;Linard,
J.E.;Szymanski,T.;Jones.
R.D.;Budge,J.R.;Basolo,F.
J.Am.Chem.Soc.1980,l02,18
89−1896.(b)Brault,D.;Roug
eee,M.Biochemistry,1975,1
3,4591−4597.(c)Collman,J.
P.;Brauman,J.I.;Doxsee,K.
M.;Halbert,T.R.;Bunnenber
g,E.;Linder,R.E.;LaMar,G.
N.;Del Gaudio,J.;Lang,G.;
Spartalian,K.J.Am.Chem.So
c.1980,102,4182−4192.(d)T
raylor,T.G.Acc.Chem.Res.1
981,14,102−109. 42.(a)Collman,J.P.;Brauma
n,J.I.;Doxsee,K.M.;Sessle
r,J.L.;Morris,R.M.;Gibso
n,Q,H.Inorg.Chem.1983,22,
1427−1432. 43.一例として、下記の刊行物を参照する。 (a)Collman,J.P.;Reed,C.A.
J.Am.Chem.Soc.1973,95,204
8−2049.(b)Wagner,G.C.;Kas
sner,R.J.Biochim.Biophys.
Acta 1975,392,319−327.(c)
さらにまた、参照刊行物41b−41dを参照できる。 44.初期光学的研究は、350nmにおける光励起の
後に、カチオン3の励起トリプルレットがほぼ80%の
量子収率で生成されることを示す。酸素の存在していな
い下では、見い出されたトリプルレットの生涯は54μ
sである;空気の存在の下では、このトリプルレット状
態はシングルレット酸素の生成によって完全に消失す
る:Mallouk,T.;Sessler,J.L.
未公開の結果。 46.Jakobsen,H.J.J.Am.Che
m.Soc.1982,104,7442−7542. 47.Keenedy,M.A.;Ellis,P.
D.,submittedto J.Boil.Che
m. 48.Maricq,M.;Waugh,J.S.J.
Chem.Phys.1979,70,3330−33
16. 49.このデータはまた、ピリジン錯体形成に使用され
た反復実験を用いて分析することもできる。この実験を
用いて、2.0×104-1のK1値および1.9×l0
5-2のK12値が得られた。 50.SHELXTL−PLUS.Nicolet I
nstrument Corporation,Mad
ison,WI,USA:1987. 51.SHELX76.結晶構造測定に関する問題。 Sheldrick,G.M.;Univ.of Ca
mbridge,England:1976. 52.Cromer,D.T.:Mann,J.B.A
cta Cryst.1968,A24,321−32
4. 53.Cromer,D.T.;Liberman,
D.J.Chem.Phys.1970,53,189
1−1898. 54.Stewart,R.F.,Davidson,
E.R.;Simpson,W.T.J.Phys.C
hem.1965,42,3175−3187. 55.International Tables f
or X−ray crystallography,
1974.Vol.IV,p55,Birmingha
m:Kynoch Press:1974. 56.Cordes,A.W.,personal c
ommunication(1983). 57.Gadol,S.M.;Davis,R.E.O
rganometallics 1982,1,160
7−1613.
【0139】(実施例3)ジエチレントリアミンペンタ
酢酸(DTPA)1,2,3、1,4,7,10−テトラア
ザシクロドデカンN,N’,N’’,N’’’−テトラ
酢酸(DOTA) 1,4,5および1,10−ジアザ−4,
7,13,16−テトラオキサシクロオクタデカン−
N,N’−ジ酢酸(dacda)1,6等の強結合陰イオ
ン性リガンド類から誘導されるカドリニウム(III)
錯体は、磁気共鳴造影(MRI)において使用するため
に近年開発されている常磁性造影剤のうちで最も有望で
ある。実際、[Gd、DTPA]-は、増強された腫瘍
検出プロトコールにおける有望な使用について米国にお
いて臨床試験にかかっている。しかしながら、他のガド
リニウム(III)錯体の合成は、そのような系が、既
存のカルボキシレート基剤造影剤に比べてより大きい動
力学的安定性、優れた緩和性、より良い生物分布性を有
するであろうことからなおも興味あるものである。最近
行なわれている一つの手がかりは、テトラキス(4−ス
ルフォネートフェニル)ポルフィリン等の水可溶性ポル
フィリン誘導体の使用に基いている7,8,9。残念ながら
大きいカドリニウム(III)陽イオンは比較的小さい
ポルフィリン結合核(γ=2.0Å 11)内に完全に収容
され得ず、また、その結果としてガドリニウムポルフィ
リン錯体は常に加水分解的に不安定である7,8,12,13
しかしながら、大型のポルフィリン様リガンドは、この
問題を迂回する手段を提供するであろう。
【0140】前述したように、本発明は、新規「拡大ポ
ルフィリン」系1B(「テキサフィリン」との通称が与
えられている)の合成、およびビスピリジン付加物カド
ミウム(II)錯体2Bの構造に関係する。化合物また
は錯体1B−11Bの構造については図17参照。ポルフ
ィリンのものより約20%大きく、6座配位子Cd
2+(γ=0.92Å)およびGd3+(γ=0.94Å)
25に適したものに略同等なイオン半径と実際に結合する
略環状のペンタデンテート結合核の構造の存在は、この
新規な一価陰イオン性ポルフィリン様リガンドの一般的
ランタニド結合性の探究を促進した。対応するユーロピ
ウム(IV)およびサマリウム(III)錯体8Bおよ
び9B(図17参照)の調製および特徴付けに加え、元
来の「拡大ポルフィリン」系の新規な16,17−ジメ
チル置換類似体(6B26から形式的に誘導される水に
安定なガトリニウム(III)錯体(7B)の合成およ
び特徴付け。
【0141】電子スペクトルを、Beckman DU
−7分光光度計で記録した。IRスペクトルをKBrペ
レットとしてPerkin−Elmer 1320分光
光度計で4000cm-1〜600cm-1にて記録した。
低分解能原子衝撃質量分光(FAB MS)をAust
inにてFinnigan−MAT TSQ−70装
置、および担体としてn−ニトロベンジルアルコールま
たはグリセロール/オキサール酸のいずれかを使用して
行ない、また高分解能FAB MS分析(HRMS)を
Midwest Center for Mass S
pectrometryにおいてCsIを標準に用いて
行なった。元素分析はGalbraithLabora
toriesにて行なった。
【0142】材料。 すべての溶媒および試薬は商業的
に購入した試薬級の品質のもので、更に精製することな
く使用した。カラムクロマトグラフィのために、Sig
maの親油性SEPHADEX(LH−20−100)
およびMerckタイプ60(230−400メッシ
ュ)シリカゲルを使用した。
【0143】Nd錯体3Bの調製。リガンド1027のs
3型(50mg、0.1m mol)を、ネオジムナ
イトレートペンタハイドレート(63mg、0.15m
mol)およびクロロホルム/メタノール(150m
l、v/v l/2)中のプロトンスポンジ(64m
g、0.3m mol)と共に1日攪拌した。暗緑色の
反応混合物を氷/水/塩化アンモニウム上に注ぎ、クロ
ロホルムで抽出した。有機層を塩化アンモニウム水溶液
で洗浄し、減圧下で濃縮した。該錯体をセファデックス
を通し、純クロロホルム、クロロホルム/メタノール
(10:1)、メタノールおよび水を用いてクロマトグ
ラフィにかけた。暗緑色のバンドをメタノールから回収
し、濃縮し、クロロホルム/メタノール/n−ヘキサン
(クロロホルム対メタノールの比は1対2である)から
再結晶して13mgの3(18%)を得た。3につい
て:UV/VIS(CH3OH)* max(ε):330.
5(33,096),432.5(85,762),7
10.5(10,724),774.5,(38,66
8);FAB MS(グリセロール担体):m/e(相
対強度)631(142Nd,95),633(144Nd,
100),635(146Nd,77);IR(KBr)*
3360,2965,2930,2870,1610,
1560,1450,1400,1350,1250,
1205,1135,1080,l050,980,9
40,905,755cm-1
【0144】Sm錯体4Bの調製は、以下のとおりであ
る。マクロサイクル10B 27(40mg、0.08m
mol)を酸化白金(18mg、0.2m mol)お
よびサマリウムアセートハイドレート(69mg、0.
2m mol)と共にベンゼン/メタノール(50m
l、v/v、1/1中で還流下に攪拌した。2時間後、
反応混合物をセライトを通してろ過し、減圧下で濃縮し
た。該濃縮物を、セファデックスを通してクロロホルム
のみを溶離液に用いてクロマトグラフィにより精製し
た。赤色バンドを廃棄した後、緑色バンドを回収し、真
空中にて濃縮し、クロロホルム/n−ヘキサンから再結
晶させて0.8mgの4(約1%)を得た。4 Bについ
て、UV/VIS* maxnm438、706.5、76
5;FAB MS(3−ニトロベンジルアルコール担
体):m/e(相対強度)635(147Sm、72)、
636(149Sm、72)、637(149Sm、73)、
640(152Sm、100)、642(154Sm、5
5)。
【0145】Eu錯体5Bの調製は、以下のとおりであ
る。マクロサイクル1027(50mg、0.1m mo
l)をユーロピウムアセテートハイドレート(34m
g、0.1m mol)およびプロトンスポンジ(64
mg、0.3m mol)と共にクロロホルム/メタノ
ール(150ml、v/v、1/2)中にて1日間攪拌
した。該反応混合物を氷/水上に注ぎ、クロロホルムに
て抽出した。有機層を塩化アンモニウム水溶液で洗浄
し、次いで濃縮し、クロロホルム/n−ヘキサンから再
結晶させた。再結晶固形物を、セファデックスを通して
純クロロホルムおよび純メタノールを溶離液として使用
してクロマトグラフィにより精製した。メタノール中に
回収される暗緑色バンドを濃縮して少量の暗緑色固体
(<1%)を得た。5について:UV/VIS* maxnm
438、700、765;FAB MS(3−ニトロベ
ンジルアルコール担体):m/e(相対強度)639(
151Eu、94)、641(153Eu、100)。
【0146】4,5,9,24−テトラエチル−10,
16,17,23−テトラメチル−13,20,25,
26,27−ペンタアザペンタシクロ[20.2.1.
3, 6.18,11.014,19]ヘプタコサ−3,5,8,1
0,12,14(19),15,17,20,22,2
4−ウンデセン(11B)。このマクロサイクルは、先
に10B 27の調製について報告された酸触媒法を使用
し、1,2−ジアミノ−3,4−ジメチルベンゼンおよ
び2,5−ビス−(3−エチル−5−フォルミル−4−
メチルピロール−2−イルメチル)−3,4−ジエチル
ピロールから収率約90%で調製された。
【0147】11について:mp200-C dec;l
H NMR β 1.06(6H,t,CH2CH3),
1.13(6H,t,CH2CH3)2.15(6H,
s,フェニル−CH3),2.22(6H,s,ピロー
ル−CH3),2.38(4H,q,CH2CH3),
2.50(4H,q,CH2CH3),3.96(4H,
s,ピロール2−CH2),7.19(2H,s,芳香族
性),8.10(2H,s,CHN),11.12(1
H,s,NH),12.48(2H,s,NH);13
NMR δ9.49,15.33,16.47,17.
22,17.71,19.52,22.41,117.
84,120.40,120.75,125.11,1
25.57,134.95,135.91,141.6
3;UV/VIS* max367nm;FAB MS,M+
522;HRMS,M+521.35045(計算値C
34435 521.35185)。
【0148】Gd錯体7Bの調製。リガンド11のsp3
型(42mg、0.08m mol)をガドリニウムア
セテートテトラハイドレート(122mg,0.3m
mol)およびプロトンスポンジ(54mg、0.25
m mol)と共にクロロホルム/メタノール(150
ml、v/v、1/2)中にて1日間攪拌した。暗緑色
の反応混合物を減圧下で濃縮し、クロロホルム/トリエ
チルアミン(50ml、v/v 25/1)により前処
理したシリカゲル(25cm×1.5cm)にてクロマ
トグラフにかけた。クロロホルム/トリエチルアミン
(25/1)およびクロロホルム/メタノール/トリエ
チルアミン(25/2.5/1 v/v)を溶離液とし
て使用した。暗赤色のバンドを最初に回収し、2本の緑
色バンドがそれに続いた。UV/VISによって鮮明な
芳香族性を示した最後の緑色バンドを濃縮し、クロロホ
ルム/n−ヘキサンから再結晶して14mg(22%)
のGd錯体7Bを得た。7Bについて:FAB MS(メ
タノール/オキサール酸/グリセロール担体):m/e
(相対値)671(155Gd,58),672(156
d,78),673(157Gd,94),674(158
d,100),676( 160Gd,64);HRMS,
+674.2366(計算値C34385 158Gd
674.2368):UV/VIS(CHCl3* max
nm(ε)339.5(14,850),450.5
(36,350),694.5(6,757),75
8.0(23,767);IR(KBr)*2990,
2960,2900,2830,2765,2700,
2620,2515,1710,1550,1440,
1410,1395,1365,1265,1220,
1180,1150,1105,1090,1060,
1040,1095,1045,1015,680cm
-1;分析、計算値 C34385Gd°(OH)2°2H
2O:C.54.89;H,5.96;N,9.41.
測定値:C,54.49;H,5.95;N,8.9
7。
【0149】Eu錯体8Bの調製を行なった。マクロサ
イクル11B(53mg、0.1mmol)をユーロピ
ウムアセテートハイドレート(105mg、0.3m
mol)およびプロトンスポンジ(64mg、0.3m
mol)と共にクロロホルム/メタノール(150m
l、v/v 1/2)中で6時間攪拌した。暗緑色の反
応混合物を1つの例外を除いて前述したように減圧下で
濃縮した。クロロホルム/トリエチルアミン(25:
1)およびクロロホルム/メタノール/トリエチルアミ
ン(25:5:1)を溶離液として使用した。緑色の錯
体8をクロロホルム/n−ヘキサンから再結晶させて2
6mgの生成物(33%)を得た。8Bについて:UV
/VIS(CHCl3* maxnm(ε)339.5(2
4,570),450.5(63,913),696.
0(10,527),759.0(40,907);F
AB MS(メタノール/オキサール酸/グリセロール
担体):m/e(相対強度)667(151Eu,7
9),669(153Eu,100);HRMS,M+,6
69.2336(計算値C34385 153Eu669.2
340);IR(KBr)*2970,2930,28
70,2740,2680,2600,2500,17
00,1535,1430,1350,1255,12
05,1165,1135,1095,1075,10
50,1030,980,900cm-1;分析、計算値
34385Eu°(OH)2O:C,56.66;
H,5.87;N,9.72.測定値:C,55.9
2;H,5.47;N,9.95。
【0150】Sm3+錯体の調製は以下のとおりである。
リガンド(11B)のsp3型(52mg、0.1m m
ol)を、サマリウムアセテートハイドレート(10
3.5mg、0.3m mol)およびプロトンスポン
ジ(64mg、0.3m mol)と共にクロロホルム
/メタノール(150ml、v/v l/2)中にて1
日間撹拝した。暗緑色の反応混合物を濃縮し、上述した
と同様にシリカゲルクロマトグラフィにより精製した。
次いで、得られた粗製物質をクロロホルム/n−ヘキサ
ンから再結晶して29mgの9を収率37%で得た。9
について:UV/VIS(CHCl3* maxnm(ε)
339.5(21,617),451.0(56,35
0),695.5(9,393),760.0(35,
360;FAB MS(3−ニトロベンジルアルコー
ル):m/e(相対強度)663(14 7Sm,74.
8),664(148Sm,82.3),665(149
m,84.58),668(152Sm,100),67
0(154Sm,78.5);HRMS,M+,668.2
300(計算値C34385 152Sm 668.232
2);IR(KBr)*2990,2950、289
0、2760、2700、2620、2520、172
0、1620、1550,1440,1360,126
5,1215,1175,1145,1105,108
5,1066,995,945,910,680c
-1;分析、計算値 C34385Sm°(OH)2°
O:C,54.08;H,6.14;N,9.27.測
定値:C,54.30;H,5.66;N,9.06。
【0151】前述したように23(例1参照)、空気飽和
メタノール/クロロホルム中における周囲温度でのタキ
サフィリンマクロサイクル10Bのメチレン架橋もしく
はsp3型とCd(II)塩との処理は、該反応条件下
で同時に起こる金属挿入と酸化との両者を伴って、およ
そ25%の収率をもって緑色のCd(II)錯体2の形
成を導く。種々の3価のランタニド塩[すなわち、Ce
(OTf)3、Pr(OAc)3、Nd(NO33、Sm
(OAc)3、Eu(OAc)3、Gd(OAc)3、D
y(OTf)3、TbCl3、Er(OTf)3、Tm
(NO33、およびYb(NO33]を使用して同様な
処理を行なった場合、1(または10)の金属錯体は得
られなかった(UV/可視スペクトルの変化が無いこと
から判断される)。しかしながら、N,N’,N’’,
N’’’−テトラメチル−1,8−ジアミノナフタレン
(「プロトンスポンジ」)を種々の反応混合物に添加し
た場合には、数時間〜数日間(関連する塩に依存する)
の過程を経て* max=365nmにおける10の高エネル
ギー、低強度のバンドが消失し、435−455nm
(Soret)および760−800nm(Q−バン
ド)領域の2つの強遷移に置き換えられ、リガンド酸化
および金属結合が起こることが示唆される。残念なが
ら、これらの推定される金属含有生成物の単離は問題を
有することが示され、一般にシリカゲルまたは親油性セ
ファデックスにおける直接クロマトグラフィは少量の金
属非含有酸化リガンド1Bのみを与え、本質的には所望
の金属化物質を何ら与えなかった。実際、サマリウム
(III)アセテー卜塩の場合にのみ、セファデックス
上のクロマトグラフィによって痕跡量(収率約1%)の
所望の錯体(4)を単離し得ることが示された。しかし
ながら、反応混合物を氷水で破砕し、クロロホルムにて
反復抽出し、塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、セファ
デックス上のクロマトグラフィにて精製し、そしてクロ
ロホルム/メタノール/n−ヘキサンから再結晶するこ
とにより暗緑色のネオジム(III)錯体3Bを略20
%の収率をもって得られることが見出されたことは興味
深い。残念ながら、この作り上げ工程は、痕跡量のユー
ロピウム(III)錯体(5B)がこの工程を用いて得
られることが示されたのであるが、他の推定されるラン
タニド錯体(残念ながら、Gd3+から誘導されるものも
含めて)の場合には有効ではないことが示された。
【0152】分光学的証拠は、sp3マクロサイクル1
Bを多くの他のLn3+塩と処理した場合に、金属取込
みおよびリガンド酸化が.起きていること示唆している
ことから、ネオジム(III)錯体(3)のみが妥当な
収率をもって単離され得ることは不思議である。注意深
い分析は、ある例、特にSm3+、Eu3+、Gd3+の場合
において、問題が加水分解的不安定性によるのではない
ことを示唆している。むしろそれは、最初の水性洗浄に
続く有機溶媒への再抽出を妨げるランタニド錯体の極め
て高い水への溶解性に起因していた。この観察的な推定
は、より疏水性のテキサフィリン類似体が「拡大ポルフ
ィリン」ランタニド錯体の調製および単離において有用
性を示すであろうとの考察を導いた。
【0153】上記推論を試験するために、本来のsp3
ハイブリッド化リガンド10Bの単純なジメチル化類似
体(11B)を調製した。この新規なより疏水性のsp3
ハイブリッド化リガンドは、1027の調製に使用したと
同様の酸触媒条件下にて1,2−ジアミノ−4,5−ジ
メチルベンゼンを2,5−ビス−(3−エチル−5−ホ
ルミル−4−メチルピロール−2−イルメチル)−3,
4−ジエチルピロールと縮合することによって、約90
%の収率をもって得られた。次いで、このテキサフィリ
ン前駆体とGd(OAc)3、Eu(OAc)3およびS
m(OAc)3との、3Bを得るために用いたものと同じ
反応および作成条件下における処理は、陽イオン性錯体
B、8Bおよび9Bをそれらのジヒドロキシド付加物と
して、それぞれ22%、33%および37%の収率をも
って与えた。これらの増大した収率は、新規ジメチル置
換テキサフィリンリガンド系(6B)の増大した疏水性
から直接に導かれたものと思われる。
【0154】ここに報告する新規ランタニド錯体は、い
くつかの面において固有のものである。例えば、高速原
子衝撃質量分光(FAB MS)分析により判断される
ように、錯体3B−5Bおよび7B−9Bは、単核の1:1
種であり、この結論は、化合物7B一9Bの場合におい
て、高分解能FAB MS高精度分子量測定および燃焼
分析の両者によって更に支持されている。換言すれば、
1:2の金属対リガンド「サンドイッチ」系、またはよ
り研究の進んだランタニドポルフィリン類の場合にしば
しば見出されるような高次結合の証拠は見出せなかっ
た。
【0155】電子スペクトルは、これらの新規物質の第
2の顕著な特徴を示す:現在までに単離されている6種
のランタニド錯体は、すべてが435−455nm領域
に優勢なSoret様遷移を示し、これは対応するメタ
ロポルフィリン類において観察されるものよりかなり低
強度であり(図18参照)、また760−800nm領
域に顕著な低5エネルギーQ−型バンドを示す。この後
者の特徴は、この22π−電子「拡大ポルフィリン」の
クラスの特徴であり、また適当な参照ラテンタニドポル
フィリン類(例えば[Gd°TPPS]+* max=57
5nm)の対応する遷移に比べてかなり高強度、かつ実
質的に赤方変位(約200nm)である。これらの一般
的観察に関連して、より電子富有リガンド6Bから誘導
される錯体のすべてが、元来のタキサフィリン1Bから
得られたものに比べて約5−15nmだけ青方変位した
Q−型バンドを示す。
【0156】錯体7B−9Bの第3の顕著な性質は、クロ
ロホルムおよびメタノールの両者に対する高い溶解度で
ある。これら3種の化合物が、1:1(v.v.)メタ
ノール/水混合物に対して中程度の溶解度(およそ10
-3Mの濃度)も有する事実は、特に興味深い。更には、
上記3−5によって予備的研究に基き先に示唆したよう
に、これらの物質は、これらの溶媒条件に対して安定で
ある。例えば、1:1(v.v.)メタノール/水中の
ガドリニウム錯体7Bの3.5×10-5M溶液は、周囲
温度において2週間にわたって分光学的に監視した場合
に、SoretおよびQ−型バンドの10%未満のブリ
ーチング(bleaching)を示した。このこと
は、この化合物の脱錯合および/または分解についての
半減期が、これらの条件下で≧100日であることを示
唆している。上述の実験条件で、Q−型バンドの位置に
何ら検出可能な変位は観測されなかったが、遊離塩基6
BのQ−型遷移は、7Bのものより20nm青色側に落
ち、一方この方向の変位は、単純な金属脱離が観測され
たスペクトルブリーチングの少量を導く優勢な経路であ
る場合に予期されるものであった。
【0157】錯体7B−9Bの高い加水分解的安定性は、
水性環境に曝露された際に数日間の経過において水誘導
金属脱離を起こす[Gd°TPPS]+等の単純な水可
溶性ガドリニウムポルフィリン類に対して観察されるも
のとは極めて対照的である。従って、新規テキサフィリ
ンリガンド6Bまたはその類似体から誘導されるガドリ
ニウム(III)錯体は、MRI応用において使用する
ための新規常磁性造影剤を開発するための、基礎を提供
するものと思われる。更に、錯体7B−9Bの調製の容易
さ、および安定した単核的性質は、このような拡大ポル
フィリンリガンドが、ランタニドの相対的に未発展の配
位化学を更に進展させる基板を提供するであろうことを
示唆している。以下のリスト中の文献の引用を、引用さ
れた理由のために、ここに参考として取入れる。
【0158】(文献) 1.For a recent review se
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15,16「プラチリン類(platyrins)」、
17「ペンタフィリン類(pentaphyrin
s)」、18および「[26]ポルフィリン」19を含む数
種の大ポルフィリン様芳香族マクロサイクルは、それら
の金属非含有形態において調製され、またウラニル錯体
は、大「スーパーフタロシアニン」20により安定化され
たが、我々はこれらの系 21から形成されたランタニド錯
体は何ら知るところでない。 15.Bauer,V.J.;Clive,D.R.;
Dolphin,D.;Paine,J.B.III;
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安定化されるランタニド陽イオン錯体の例は、例えば: (a)Backer−Dirks,J.D.J.;Cr
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2. 26.この化合物の系統的名称は、4,5,9,24−
テトラエチル−10,16,17,23−テトラメチル
−13,20,25,26,27−ペンタアザペンタシ
クロ−[20.2.1.13,6.18,11.014,19]ヘプ
タコサ−1,3,5,7,9,11(27),12,1
4,16,18,20,22(25),23−トリデカ
エンである。 27.Sessler,J.L.;Johnson,
M.R.;Lynch,V.J.Org.Chem.1
987,52,4394−4397. 28.反応直後に観察された光学バンド(nm)と使用
した3価ランタニドとの間の関係は、次のとおりであ
る。Ce:453,782;Pr:437,797;N
d:439,786;Sm:438,769;Eu:4
38,765;Gd:438,765;Tb:439,
764;Dy:438,765;Tm:437,76
5;Yb:437,764. 29. 反応および作出条件下におけるIRおよび微量
分析データから判断されるように、ヒドロキシド陰イオ
ンは、最初の金属挿入操作に続いて多分存在するであろ
うアセテートリガンドを置換する働きをもつ。同様な置
換は、1H NMR分析を容易に行ない得る30カドミウ
ム錯体(Cd(OAc)2から調製)の場合にも観察さ
れた。 30.Murai,T.;Hemmi,G.;Sess
ler,J.L.,unpublished resu
lts. 31.(a)Buchler,J.W.;Cian,
A.D.;Fischer,J.;Kihn−Botu
linski,M.;Paulus,H.;Weis
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r,S.Z.Naturforsch.1983,38
b,1339−1345.
【0159】(実施例4)トリピロールジメチン−誘導
「拡大ポルフィリン類」(「テキサフィリン類」)の新
規系列の光物理的性質を報告する。これらの化合物は、
高い三重項量子収率に加えて730−770nmの分光
領域で高強度の低エネルギー光吸収を示し、メタノール
溶液中で一重項酸素生成のための効率的な光感応化剤と
して作用する。
【0160】光動力学的治療は、局在化新生物の治療お
よび血中のウイルス性夾雑物の根絶のために最近考慮さ
れているより有望な様式のうちにある。結果として、有
効な光化学療法剤の開発にかなりな努力がはらわれてき
た。現在までに、ポルフィリン類およびそれらの誘導
体、フタロシアニン類、ならびにナフタロシアニン類
は、この点に関して最も広く研究されている化合物のう
ちのものである。残念なことに、これらの染料はいずれ
も臨界的な不都合を有している。ポルフィリン誘導体類
は、高い三重項収率および長い三重項寿命(従って三重
項酸素のために充分な遷移励起エネルギー)3b,3gを有
し、それらのQ−バンド領域の吸収は、しばしばヘム−
含有組織のものと類似する。フタロシアニン類およびナ
フタロシアニン類は、より都合良いスペクトル範囲に吸
収をもつが、しかしながら有意に低い三重項収率を有す
る;更には、それらは極性のプロトン性溶媒には全く不
溶性の傾向を有し、また官能化も困難である。従って、
現在においてより有効な光化学治療剤の開発は、生体組
織が相対的に透明であるスペクトル領域(すなわち70
0−1000nm)1dに吸収を有し、高い三重項量子収
率を有し、かつ最少限の毒性をもった化合物の合成を必
要としているものと思われる。本発明者らは、最近、組
織が透明な730−770nmの範囲で強い吸収をもつ
芳香族ポルフィリン様マクロサイクルの新規な種類、ト
リピロールジメチン−誘導「テキサフィリン類」の合成
を報告した(例1参照)。メタロテキサフィリン類1c
−7cの光物理的性質は、対応するメタロポルフィリン
のものに類似し、また反磁性錯体1c−4cは、高い量子
収率をもって12の生成を官能化している。図19は、
本発明の化合物(1c−7c)の模式的構造、金属錯体お
よび誘導体を示している。
【0161】1c°Clの吸収スペクトルを、図20に
示してある。この種の化合物(表3参照)の代表例であ
るこのスペクトルは、強いSoret−およびQ−型バ
ンドにより特徴付けられ、特に後者は興味深い。最大輻
射(約780nm;図20の挿入を参照)において監視
されるこの化合物の蛍光励起スペクトルおよび吸収スペ
クトルは、可視領域(370−800nm)において重
ね合せ可能であり、第1励起一重項状態への内部変換
が、SoretまたはQ−バンド領域において光励起に
ついて定量的であることを示している。1c−4cについ
て蛍光量子吸収(φf)は、わずかに0−1%である
が、これらの反磁性メタルテキサフィリン類の三重項形
成に対する量子収率(φt)は、単一にほぼ等しく、ま
たメタロポルフィリンについて見出されるものに似てい
る。図21に示した1c°Clの三重項−三重項遷移ス
ペクトルは、基底状態のSoret−およびQ−バンド
におけるブリーチング、および450−600nm領域
における正の吸光度変化、さらにはメタロポルフィリン
三重項スペクトルの回帰を示す。図21の挿入部は、脱
酸素化メタノール中での三重項状態の崩壊を示し、これ
から67μsの寿命(τ t)が計算される。同様な三重
項スペクトル、寿命、および量子収率は、メタノール中
において他の反磁性メタロテキサフィリン誘導体類につ
いて、ならびに混合メタノール/水溶液中において1c
°Clについて測定された。興味深いことに、メタノー
ルガラス中において低温度リン光はいずれの化合物につ
いても観測されなかった。最後に常磁性金属イオン(例
えばMnIISnIII、およびEuIII、構造5c−7c)を
含む数種の錯体を評価した。それらは非−輻射性である
ことを示し、かつ時間分解能が約10nsである我々の
レーザーフラッシュ光分析装置では、それらの三重項励
起状態は検出されなかった。
【0162】メタノール溶液中において、lc−4cの三
重項励起状態は、(2.6±0.2)×109dm3mo
-1-1の生物分子速度定数をもって分子状酸素により
冷却される。曝気された溶液中において、三重項状態の
崩壊プロフィルは、(175±20)nsの平均寿命を
もった単一の指数工程によって記述され、従って三重項
分子種とO2との間の相互作用は定量的である。曝気メ
タノール中における該化合物のレーザー励起(355n
m、80mJ、10ns)は、何らの酸化還元生成物
(例えばタキサフィリン陽イオンおよび過酸化物陰イオ
ン)をも与えなかったが、Geダイオードを使用して1
2の生成がその特徴的な1270nmの光輻射から明
確に観察された。この光輻射は、12.5±0.3μs
の寿命をもって崩壊し、かつその初期強度は、レーザー
パルスの中心まで外挿して、タキサフィリン錯体により
吸収される光子数の線形関数であった。該初期強度と、
テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)ポルフィリン
(THPP)を光感応剤として使用して得られるものと
の同一条件下での比較は、一重項酸素(φ102生成の量
子収率の計算を可能とした。誘導された値は、三重項量
子収率(表3)の値に類似し、該三重項状態反応は、1
2の生成(74−78%)および振動的に励起したO2
の形成(22−26%)の間で分配されるものと思われ
る。これらのφ102値は、好適にはポルフィリン類を用
いて観測された値と比較され、改善された三重項状態収
率によってフタロシアニン類およびナフタロシアニン類
を用いて得られた値より大きく優れている。しかして、
反磁性タキサフィリン錯体は、12の形成に対する高度
に効率的な光感応剤であるものと思われる。
【0163】
【表3】 要約すると、ここで議論した新規メタロテキサフィリン
錯体は、3つの重要な光学的特性を有しており、これら
は同錯体を存在するポルフィリン様マクロサイクル類の
内でも固有なものとしている。それらは生理学的に重要
な領域(すなわち730−770nm)において強い吸
収を有し、長寿命の三重項状態を高収率で形成し、かつ
一重項酸素形成のための効率的な光感応剤として作用す
る(例えば図21参照)。これらの特性は、それらの高
い化学的安定性および極性媒質への好ましい溶解性と組
合されて、これらの陽イオン性錯体が現出する光動力学
的プロトコールにおける成長し得る光感応剤として使用
し得ることを示唆している。10%ヒト血清中の3c°
NO3の予備的なインビトロ研究において単純ヘルペス
(HSV−1)の感染力の顕著な減少およびリンパ球分
裂促進剤活性が767nmの放射により観察され9、こ
の取組み方の可能性が確認された。
【0164】(文献) 1.概括的には、C.J.Gomer,Photoch
em,Photbiol.1987,46,561参照
(この特別発刊物は全体がこのトピクスに関する)。ま
た:(b)T.J.Dougherty,Photoc
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【0165】(実施例5)後天性免疫不全症候群(AI
DS)および癌は、今日我国家が面している最も深刻な
公衆衛生問題の内にある。男性同性愛者間に起こるもの
として1981年に初めて報告されたAIDSは、1
命的なヒト疾患であって、今日では世界的流行の比率に
まで達している。癌は、近年においては診断および治療
についていくつかの極めて顕著な進展があるにもかかわ
らず、この国(米国)において、なお死亡原因の第3位
をしめている。従って、これらの疾患の検出、治療、お
よび伝達の低減を図るためのより良い方法を見出すこと
は、最も重要な研究目的である。腫瘍の制御および治療
において使用するために近年探究されたより有望な新た
な方法の一つは、光動力学的治療法(PDT)1-5であ
る。この技術は、腫瘍部位またはその近傍に局在化し、
酸素の存在下に輻射を受けた際に一重項酸素(O21
g))等の細胞毒性物質を、あるいは良性の前駆体(例
えば(O23Σg -)))から生成する作用をする光感応
性染料の使用に基くものである。PDTに伴う最近の興
奮の多くは、正にこの特性から導かれる。現在の方法
(例えば慣用の化学療法)との顕著な対比において、P
DTでは薬剤自体が、治療医により光で「活性化」され
るまでは、全く無害であり得る(かつそうでなければな
らない)。従って、制御および選択性の程度は、他では
不可能なものも達成できるであろう。
【0166】現在、反磁性ポルフィリンおよびそれらの
誘導体は、PDTのために選択される染料と考えられて
いる。10年来、ヘマトポルフィリン等のポルフィリン
類は、その選択性の理由は難解なものとして残されてい
るが、肉腫および癌を含む急速に成長している組織に選
択的に局在化することが知られている。最近、最も注目
を集めているものは、ヘマトポルフィリンジヒドロクロ
ライドを、酢酸−硫酸により、次いで希釈塩基により処
理して生成される22-27モノマーおよびオリゴマーのポ
ルフィリン類の完全には特徴付けられない混合物である
いわゆるヘマトポルフィリン誘導体2-5,7-21である。最
良の腫瘍局在化能23,26を有するものと信じられている
オリゴマー種に富んだ分画は、商標Photofiri
n II(登録商標)(PII)のもとに市場に出され
ており、かつ最近では閉塞気管支内腫瘍および表層膀胱
腫瘍に対して第III相の臨床試験が行なわれている。
ここにおいて作用機序は、完全ではないにせよ多くは一
重項酸素(O21g))の光生成によるものと考えら
れ、しかしながら過酸化物陰イオンまたはヒドロキシル
および/またはポルフィリン−基材ラジカルを含む別の
作用機序は、完全には解明できない。28-33 一重項酸素は、実験的な光感応化血液精製方法において
操作可能な臨界的毒性種であることも信じられている。
この極めて新しい光力学療法の応用は、非常に可能性の
高い重要なものである。それは、HIV−1、単純ヘル
ペス(HSV)、サイトメガロウイルス(CMV)、肝
炎の種々の形態等のエンベロープウイルスならびに輸血
全血由来の日和見的血液付随感染(例えば細菌およびマ
ラリアプラスモジウム)の除去のために安全かつ有効な
方法を提供する。AIDSが現在効果的に治療されず、
通常は致命的疾患であることを考えると、このような血
液精製方法の利益は、評価し得ないほど価値がある。
【0167】現在において、性的関係および注射針の共
有がAIDS蔓延の主要な機構である1。AIDS感染
のうち割合の増大しているものは、今日では輸血の結果
によるものである。1,40-43残念ながら、貯蔵血成分
は、現代医学の実施のためには基本的製品であり、結果
としてこの伝達方法は単純な生活様式の変更によっては
排除出来ない。むしろ、全ての保存血試料がAIDSウ
イルス非含有(および理想的にはすべての他の血液付随
病原非含有)であることを確認する完全な不在証明手段
が開発されなければならない。ある限度において、この
ことは提供者の経歴調査および血清学的試験の実施によ
って達成され得る。しかしながら、現在においてHIV
−1に対する血清学的試験は、すべての感染された血
液、特には患者に接したが検出可能な抗体が未だ産生さ
れていない提供者から得たものを検出するには充分なも
のでない。42,43加うるに、AIDSウイルスの新たな
変異株が検出されており、これらのうちの数種または全
部が、現行方法では検出から漏れるであろう。従って、
いずれの形態のHIV−1をも保存血から除去する抗ウ
イルス系が必要である。このことは、一人の感染した提
供者からの貯蔵血試料が、例えば小児科の治療において
数人の異なる患者に提供されるような起こり得る事態を
考えると特に重要である。
【0168】理想的には、AIDSウイルスまたは他の
血液付随病原体の除去に使用されるいずれの血液精製方
法も、望ましからぬ毒素の導入、正常血液成分の損傷、
または有害代謝産物形成の誘導を伴わずに操作されるべ
きである。一般的には、このことは、加熱、UV放射、
または純化学的方法に基く通常の抗ウイルス系の使用を
排除する。有望な取組方法は、先に言及した光力学的方
法である。ここで、Baylor Research
FoundationのDr.Matthewsおよび
彼の仲間34-37ならびにその他38,39の共同研究者により
行なわれた予備的研究は、HPDおよびPIIが、腫瘍
治療のために必要なものより低い投与量で、無細胞HI
V−1,HIV,肝炎および他のエンベロープウイルス
の光不活性化のための効率的な光感応剤として作用し得
ることを示すことに貢献した。利用可能なデータに基い
て、この方法の成功は、これらの染料が形態学的に特徴
的であり、また生理学的に基本的であるウイルス性膜
(「エンベロープ」)もしくはその近傍に選択的に局在
化し、光輻射によって一重項酸素を形成するという事実
から誘導される。こうして生成された一重項酸素は、次
いで基本的膜エンベロープを破壊するものと信じられて
いる。これはウイルスを殺滅し、感染力を除去する。従
って、光力的血液精製方法は、より古典的な腫瘍治療が
腫瘍部位に優先的に吸着または保持される染料を必要と
するのと同様に、ウイルス性膜に選択的に局在化する光
感応剤の使用によるものと思われる。これが事実である
限りにおいて、HSV−1等の単純なエンベロープDN
Aウイルスは、より危険なHIV−1レトロウイルスの
殺滅において有用に使用するための推定上の光感能剤を
試験するための良好なモデルであることが示されるであ
ろう。しかしながら、この対応関係は、(細胞内のもの
とは異なって)自由に循還しているウイルスに限って保
たれることに注意することが重要である。血液生成物か
らのHIV−1の完全な予防学的除去は、単球およびT
リンパ球細胞内からのウイルスの破壊的除去を必要とす
るであろう。44
【0169】有望な抗腫瘍および抗ウイルス的光力学的
応用として最近HPDおよびPIIを用いて探究され、
臨界的であるように、これらの光感応剤が理想的なもの
ではないことを認識することは重要である。実際、この
「第1世代」の染料は、それらの生物医学的応用におけ
る最終的使用に対して実際に影響するであろう深刻な多
くの欠陥をかかえている。それらはある範囲の化学種を
含み、それらは分解または体から急速に排泄されること
もなく、また血液および他の体組織が透明であるスペク
トルの赤色部分において吸収を有するが貧弱である。5
これらの欠陥の各々は、重大な臨床的結果をもたらし
得、また正にもたらす。例えば、HPDおよびPIIが
充分に特定された単一の化学的成分を含むものではない
という事実は、該活性成分が確実性をもって同定される
べきであるという事実と合せて、有効濃度が調製毎に変
化し得、またしばしば変化することを意味する。従っ
て、投与量および光の影響は、いずれの特定の応用に対
しても必然的に最適化し得ず、またあらかじめ決定され
得ない。更には、それらが急速には代謝されないという
事実は、これらの染料のかなりの量が、予防的な光誘導
HIV−1除去後に保存血液単位中に残留し、また光力
学的腫瘍治療後、長く患者の体内に残留することを意味
する。後者の残留問題は、特に深刻なものとして知られ
ており、HPDおよびPIIは、皮膚中に局在化し、投
与後数週間にわたり患者に光感応性を誘発する。5,45
【0170】しかしながら、最も深刻であると考えられ
るものは、上記欠点の最後のものである。なぜならば、
これらの染料の最長の波長の吸収最大は630nmにあ
り、光療法に使用される初期エネルギーのほとんどが、
深部にある腫瘍の中心に達する前に分散または減衰し、
結果として、初期光のほとんどが一重項酸素生成および
治療に利用できないからである。46-48実際、マウスモ
デルおよび皮下に埋設された3mmの腫瘍を用いたある
研究では、腫瘍基部までに90%のエネルギーが失なわ
れることが示された。参考文献47から取上げた図22
のデータにより例示されるように、>700nm領域に
吸収を有する光感応剤が開発された場合に、当然ながら
それらがHPDおよびPIIの望ましい特徴(例えば、
標的組織への選択的局在化および低い未知の毒性)を保
持するのであれば、深部に位置するか、または大型の腫
瘍の更に効果的な治療が可能になるであろう。この面に
おける本発明は、光力学的腫瘍治療および血液精製プロ
トコールにおいて使用するための、そのような改良光感
応剤の開発に関係する。 1.容易に入手可能 2.低い本質的な毒性 3.長波長の吸収 4.一重項酸素生成のための有効な光感応剤 5.水への適当な溶解度 6.腫瘍組織への選択的取込み、および/または 7.エンベロープウイルスヘの高い親和性を示す 8.使用後の早い分解および/または排除 9.化学的に純粋かつ安定 10.合成的修飾を容易に行なえる。
【0171】該リストは、生物医薬的光感応剤において
望ましいであろう特徴をまとめてある。明らかに、応用
に応じて要件のある程度の変化があるであろう。例え
ば、血液精製プロトコールにおいて使用するために設計
された光感応剤は、光力学的治療に使用されるものに比
べて化学的安定性はより低く設計されるべきである。理
想は、輻射に続いて染料は、急速な分解または加水分解
を起こして非毒性かつ不活性な代謝産物を生じるもので
ある。腫瘍治療のためには、新生物組織中の選択的局在
化を達成するために、明らかにより長い時間を要するこ
とから、より大きい安定性が望ましい。当然ながら、両
者の場合ともに低毒性および良好な長波長吸収および光
感応化特性は絶対に不可欠である。
【0172】近年、これらの要求に合うであろう新規な
有望な光感応剤の合成および研究に、多大な努力がはら
われている。これらのうちの数種は、ローダミンおよび
シアニン系の古典的染料からなるものであるが、49-51
多くは、拡張π網を有するポルフィリン誘導体であっ
た。56-67後者の分類に含まれるものは(図23参
照)、Morganのプルプリン類(purpurin
s)55(例えばlD)およびベルジン類(verdin
s)56(例えば2B)、および他のクロロフィル様分子
57-59、Dolphinらのべンズ−隔合ポルフィリ
ン(3D)、ならびにBen−Hur61、Rodger
62およびその他63-67により研究されたスルホン化フ
タロシアニン類およびナフトナフタロシアニン類
(4D)である。これらのうち、ナフトナフタロシアニ
ン類のみが、最も望ましい>700nmスペクトル領域
に効率的な吸収を有する。残念なことに、これらの特定
の染料は、化学的に純粋かつ水溶性の形態で調製するこ
とが困難であり、また一重項酸素生成のための光感応剤
としては相対的に不充分なものであり、おそらく他の酸
素誘導トキシン(例えば過酸化物)を介して光力学的に
作用するであろう。従って、前述の10の臨界的基準に
より合致するであろう光感応剤の「第3世代」が、なお
も継続される。
【0173】大ピロール含有「拡大ポルフィリン類」を
使用して、改良された「第3世代の」光感応剤が得られ
ることは、本発明の重要な局面である。これらの系は、
完全に合成的であって、少なくとも原理的には任意の所
望の性質を取入れるように調節できる。残念ながら、こ
のような系の化学は、未だ未発達である:ポルフィリン
類の文献および関連するテトラピロール系(例えば、フ
タロシアニン類、クロリン類等)に対する顕著な対比に
おいて、大ピロール含有系の報告は、わずかしかなく、
またこれらのうちのわずかのものが、長波長吸収および
一重項酸素光感応化のために本質的であると思われる芳
香族性の基準に合致しない。実際、現在までに、テキサ
フィリン5Dに関する発明者らの研究69(図23参
照)、およびWoodward70とJohonson71
のグループにより最初に生成された「サフィリン(sa
pphyrin)」6Dに加え、光感応剤としての有用
性をもつであろうものはわずかに2つの大ポルフィリン
様系であると思われる。これらは、LeGoffの「プ
ラチリン類(platyrins)」([22]プラチ
リン7Dとして例示される)72およびFrankのビニ
ル性(vinylogous)ポルフィリン類([2
6]ポルフィリン8Dにより表される)73である。残念
なことに、最近の合成の報告書中には、その研究が進行
中である旨、示唆する解説が含まれているが、これらの
材料の光力学的面に関してはほとんど刊行物がない。し
かしながら、拡大ポルフィリン5Dおよび6Dの現在の研
究は、光力学的治療への拡大ポルフィリンの取組が、実
際に極めて有望であることを示している。興味深いこと
に、新しい種類の「収縮ポルフィリン類」であるポルフ
ィセン(porphycenes)74(例えば9D
も、有望な光感応剤としての実質的な可能性を示した。
【0174】本発明は、リガンドの設計および合成の領
域における主要な突破口に関連し、最初に合理的に設計
された芳香族性ペンタデンテートマクロサイクル性リガ
ンドであるトリピロールジメチン−誘導「拡大ポルフィ
リン」5D 69の合成に関する。慣用名「テキサフィリ
ン」が与えられたこの化合物は、遊離の塩基の形態、な
らびに、充分に研究されたポルフィリン類の20%ほど
小さいテトラデンテート結合核内に安定な形態で収容さ
れるには大き過ぎるCd2+、Hg2+、In3+、Y 3+、N
3+、Eu3+、Sm3+およびGd3+等の多くを含む種々
の金属陽イオンと共に、加水分解的に安定な1:1錯体
の形成を支持する形態の両者において存在可能である。
加えて、5Dの遊離塩基の形態は一価陰イオン性リガン
ドであるから、二価または三価金属陽イオンから形成さ
れるテキサフィリン錯体は、中性pHにおいて正に荷電
している。この結果、これらの錯体の多くは水に可溶性
であり、少なくとも類似するポルフィリン錯体に比べて
格段に易溶性である。
【0175】現在までに、2種類の異なったCd2+付加
物の2種類のX−線結晶構造が得られている。一つは、
同等に飽和した五角形のビピラミダールビスピリジン錯
69 aであり;他は同等に不飽和の五角形のピラミダー
ルベンズイミダゾール錯体である。重要なことに、両者
は、この新規リガンド系の平面的ペンタデンテート構造
であることが確認され、またこの標準的「拡大ポルフィ
リン」の芳香族性としての役割を支持している。
【0176】芳香族性構造の更に別の支持は、5Dの光
学的性質によっている。例えば、5Dの構造的に特徴付
けられたビスピリジンカドミウム(II)錯体のCHC
3中における767nm(κ=51,900)での最
低エネルギーQ−型バンドは、典型的な対照カドミウム
(II)ポルフィリンのものと比べて、かなり高強度
(およそ10の因子をもって!)であり、実質的に赤方
に変位(ほぼ200nm!)している。更に興味あるこ
とは、化合物5Dおよびその亜鉛(II)およびカドミ
ウム(II)錯体の両者は、一重項酸素に対して極めて
有効な光感応剤であり、空気飽和メタノール中において
354nmにて照射された場合に12形成について60
と70%との間の量子収率を与えることである。69C
これらの系を光力学的治療および血液精製プロトコール
において使用するための有力な理想的候補としているも
のは、これらの後者の顕著な性質である。
【0177】化合物5Dに類似する種々の新規な芳香族
性トリピロールジメチン−誘導マクロサイクルリガンド
が、現在調製され、また更に計画されている。例えば1
D−15D(図25参照)等のこれらの多くが既に合成
され、テクサフリン5Dとして金属錯体を形成すること
が見出され、また多くの他のものが容易に想像され得
る。本発明のこの局面は、元のテキサフリンの新規類似
体の調製、ならびにそれらの化学的および光生物学的性
質の説明に関する。重要なことは、具体的に小さい置換
を行なうことによって、最低Q−型バンドのエネルギー
を望むように調節し得るという事実である。例えば、1
D、5Dおよび16D(既に試験されている)から誘導
されるカドミウム(II)錯体の一連において、この遷
移は、690から880nmまでの範囲にある。従っ
て、現在においてテキサフィリン−型拡大ポルフィリン
類の光学的性質は、任意の所望のレーザー周波数に合せ
得るものと思われる。再度であるが、このことは、この
種の染料が種々の光力学的応用に良く適合するであろう
ことを示唆する特徴である。
【0178】いくつかの予備的インビトロの生物学的研
究が、18および22π−電子テキサフィリン類14D
および5Dのカドミウム(II)錯体を用いて行なわれ
た。これらの結果は、範囲は限られるが、奨励となるも
のである。例えば、両錯体は、最低エネルギー吸収(そ
れぞれ690nmおよび767nm)における光の20
J/cm2の照射によってHSV−1非感染性の約2l
og光殺滅(2 logphoto−killing)
の効果を有し、更に重要なことに5Dおよび14Dのいず
れもが、感知し得る不明な抗ウイルス活性を示さなかっ
た(幸いにも、それらは光の不在時に全身性細胞毒性の
多くの証拠を示さない)。加うるに、該22π−電子カ
ドミウム含有タキサフィリン5Dは、吸収および放射の
両者の測定によって、リンパ球上に選択的に局在化する
ことが示された。この後者の結果は、特にこれらの材料
の予防的な光力学的抗AIDS血液−処理プログラムに
おける可能性ある使用について良く予言している。現在
までに研究されたタキサフィリン系により達成されるH
SV−1活性の2 log減少は、成長し得るプロトコ
ールを完全に設計するには未だ不充分である:サフィリ
ン(6D)に加え、文献の方法70により調製されたHP
DおよびPIIの両者は、適切な最低エネルギー遷移
(それぞれ630および690nm)において照射され
た場合に、同様な光の影響下でウイルス活性の約5 l
ogの減少を与えた。完全には特徴付けられていないヘ
マトポルフィリン−誘導系による機構的な比較は困難で
あるが、直接的構造的対応関係が、トリピロールジメチ
ン−誘導カドミウム(II)テキサフィリンと遊離塩基
サフィリン系との間に存在する。主な差異は、光感応剤
上の全電荷にある。従って、これら2種のマクロサイク
ル系は、ウイルスエンベロープに対して異なった様式で
結合するであろう;多分、サフィリンは脂質層に挿入さ
れ、また電荷を帯びたメタロテキサフィリンは膜表面に
着座して有害な凝集(これは一重項酸素の生成を低減す
るであろう)を受けるであろう。2種類の密接に関連す
る系(テキサフィリン対サフィリン)の間の臨界的な観
察上の差異は、わずかな構造的差異が重要な機能上の効
果に反映するであろうことを示唆している。加うるに、
これらの実験的知見は、1)遊離塩基テキサフィリン系
は、これまでカドミウム錯体が研究されてきたインビト
ロおよびインビボにおける応用のための格段に効率的な
光感応剤であること、および2)テキサフィリン周囲上
の置換基を調節することは、金属化および金属非含有系
の重要な生物学的分配特性の変更をもたらすことを示唆
している。テキサフィリンの光力学的抗ウイルス効果を
増大するすべての試みが失敗であったとしても(我々は
ほとんど起こり得ない結果と考える)、この新規光感応
剤は、より古典的な腫瘍治療法において応用を見出すこ
とが可能であろう:例えば、18π−電子カドミウム−
含有マクロサイクル系14Dは、白血病細胞Daudi
−株のおよそ4 log光殺滅効果を有することが、既
に示されている。
【0179】テキサフィリン5Dの合成は、図26に要
約されている。それは3つの主要工程を含む。第1は、
トリピラン19Dの合成である。この重要な中間体は、
ピロール17Dと18Dとの間の単純な酸触媒縮合の結果
として直接に得られる。脱保護およびホルミル化に続
き、重要なジホルミルトリピラン前駆体21Dが、17D
基く80%を越える収率をもって得られる。このトリピ
ランとO−フェニレンジアミンとの縮合は、合成経路中
の第2の臨界的工程を構成する。幸運にも、この反応
は、実質的に定量的に進行し、「テキサフィリン」骨格
22DのSP3ハイブリッド化形態を直接的に与える。76
次いで、最後の臨界的工程は、酸化、および特有なもの
として同時に起こる金属の結合に関する。Cd2+、Hg
2+およびZn 2+の場合には、出発SP3ハイブリッド化
前駆体(22D)を適切な塩と共に酸素の存在下で単に
攪拌することにより、芳香族性のSP2ハイブリッド化
形態がおよそ25%の収率で得られる。69しかしなが
ら、このような単純な金属挿入および酸化工程は、ラン
タニド系の陽イオンについては行えない。ここでは、金
属塩、プロトンスポンジ(登録商標)(N,N’,
N’’,N’’’−テトラメチル−1,8−ジアミノナ
フタレン)、および酸素の組合せが、酸化および金属挿
入を行うために必要とされる。興味深いことに、プロト
ンスポンジのみの使用は、リガンドの遊離塩基形態を直
接に与えるが、残念ながらわずかに10%の収率であ
る。この後者の収率を最適化する努力は、なおも進行中
である。
【0180】他の種々の置換ジアミンおよび/またはジ
ホルミルトリピランを使用することにより、化合物10
D−16D(図25)、1E−7E、8E、9E(図31)、
23 D、25D、26D(図27)を含む広範な他のトリ
ピロールジメチン−誘導マクロサイクル類を生成するこ
とが可能であることは既に示されており、当業者は更に
多くを調製し得るであろう。例えば、適切なジアミンお
よび/またはジホルミルトリピランを使用することによ
り、当業者は図27に示された修飾テキサフィリン類2
D、27D−30Dを生成させることができるであろ
う。ここにおいて、一般化構造式29Dおよび30Dの場
合に、置換基R1、R2、R3、R4およびR 5は、別個に
独立してH、アルキル、アミノ、ヒドロキシ、アルコキ
シ、カルボニル、カルボキサミド、エステル、アミド、
スルフォナート、または置換アルキル、置換アルコキ
シ、置換エステル、もしくは置換アミドであってよく、
また金属Mは、任意の二価または三価金属陽イオンであ
ってよく、−5と+5との間の整数値として適切に補正
された電荷nを伴う。ここで当業者にとっては明らかで
あるように、電荷nは、金属の選択、考慮されるpHお
よび置換基R1−R5を説明するように調節される。例え
ば、R1=カルボキシルおよびR2−R5=アルキル、な
らびに金属M=Gd+3、ならびに溶液のpH=7(R1
=CO2 -となるよう)である場合には、電荷nは零であ
ろう。
【0181】広範囲の種々の可溶化テキサフィリン類の
開発の更なる利点は、これらの多くが更に官能化するた
めに好適であることである。例えば、テキサフィリン7
E、25D、26D、27D、28Dまたは29Dのチオニル
クロライドまたはp−ニトロフェノールアセテートを用
いた処理は、モノクローナル抗体類または他の興味ある
生物分子種を結合するために好適な活性アシル分子種を
生成するであろう。別法として、標準的なその場での
(in situ)カップリング法(例えばDCCI)
は、ある種の結合を行なうために使用できるであろう。
いずれの場合においても、有力な光感応剤または活性な
放射性同位体を直接に腫瘍部位に結合または伝達する能
力は、新生物疾患の治療および/または検出において計
り知れない有力な利益をもたらすであろう。77 現在までに調製された全てのテキサフィリン系、および
上記で提案された全ての新規な標準的系は、イミン−含
有マクロサイクル核を含む。このような連結基の使用
は、利点と不都合との両方を提供する。第1の利点は、
このような副単位を含むマクロサイクル系が容易に調製
され、一般的に効果的リガンドとして作用することであ
る(このことは、テキサフィリンについては正に真実で
ある)。他方において、少なくともテキサフィリン5D
の場合には、このことは予期されるより小さな問題では
あるが、それらは加水分解に関して熱力学的に不安定で
ある。例えば、最も良く研究されているカドミウム含有
錯体5Dおよびガドリニウム錯体2Bおよび7B(図1
7)のイミン加水分解に関する半減期は、両者ともにp
H7において30日以上、またpH2において数時間以
上である。それでもやはり、より高い安定性が要求され
るであろう場合において応用が考えられる。この理由か
ら、最も弱いCH=N結合が、より強いCH=CH副単
位で置換された2種類のメチン−連結テキサフィリン類
似体31Dおよび32D(図28参照)の合成は、この発
明の目的である。化合物31Dおよび32Dは、大フラン
−含有アヌレン類の合成に有用であることが示されてい
る標準的Wittig−塩基閉環78、または最近ポルフ
ィセン合成に有用であることが示されたMcMurry
−型カップリング74のいずれかを用いて調製され得るこ
とが期待される。
【0182】一旦入手すれば、全ての新規テキサフィリ
ン系は、可能な場合にX−線回折法を含めて、通常の分
光学的および分析的手段を使用して完全に特徴付けされ
るであろう。加うるに、光学的性質の完全な分析は、全
ての新規系について、インビボに属するであろう条件に
近似させるべく設計されたものを含めて実験条件の範囲
のもとで行なわれるであろう。光学的吸収および輻射ス
ペクトルの単純な記録等の初期測定は、P.I.の研究
所において行なわれるであろう。三重項寿命および一重
項酸素の量子収率測定を含むより詳細な分析が行なわれ
るであろう。提案された研究プログラムのこの部分の目
的は、調製された各々およびすべての新規テキサフィリ
ンについて、完全な基底および励起状態の反応性形態を
得るためである。かくして、一重項酸素生成が最大とな
るのは何時か、それの形成の量子収率は、最低エネルギ
ー(Q−型)遷移の位置にどのように影響されるか、集
合は、ある種の溶媒中、またはある種の生物学的に重要
な成分(例えば、脂質、蛋白質等)の存在下でより一般
的なものであるかインビトロにおける光学的性質の有意
な差異は、陽イオン性、陰イオン性または中性置換基を
持って作出されたテキサフィリン類の使用から誘導され
るであろうか、等の質問のすべてに解答されるであろ
う。
【0183】一旦、上記錯体が生成されると、選択実験
が行なわれる。標準的なインビトロプロトコールが、問
題のテキサフィリン誘導体のインビトロ光殺滅能力の評
価に使用されるであろう。例えば、選択された染料が、
種々異なる濃度をもって種々の癌性細胞に投与され、光
の存在および不在下の両者で複製速度が測定される。同
様に、選択された染料が標準ウイルス培養物に添加さ
れ、光の存在および不在下で成育阻止速度が測定され
る。適切な場合には、種々の可溶化担体が、テキサフィ
リン光感応剤の溶解度および/または多量体の性質を増
大するために使用され、また、あるのであれば、これら
の担体が染料の生物的分布特性を調節する効果が評価さ
れる(第1には蛍光分光学を使用する)。当然のことな
がら、全ての場合において適切な対照実験が正常細胞を
用いて行なわれ、テキサフィリンの本質的な暗黒および
光毒性が測定されるであろう点は強調されなければなら
ない。
【0184】インビトロ実験方法の一般化された組合せ
から、該テキサフィリン系の光力学的能力の明確な様相
が明らかになるであろうことが期待される。再び上述し
たように、構造および反応性に関する重要な質問がなさ
れ、そして(望むらくは)明確な様式で解答されるであ
ろう。加えて、いくつかの予備的な毒性および安定性の
情報が、これらのインビトロ実験から明らかと成り始め
るであろう。ここで興味ある質問は、該テキサフィリン
系が、生理学的条件下でどの程度長く保たれるか、およ
び中心金属の性質がこの安定性に影響を及ぼすかという
点を含む。同様に、あるいはより重要な点は、中心陽イ
オンが細胞毒性に影響するかという質問である。本発明
者等により出版された論文中69b,69dで議論したよう
に、大きい結合陽イオン(例えばCd2+またはGd3+
を、単純な化学的方法により除去することは不可能であ
る(しかしながら、Zn2+は容易に脱落すると思われ
る)。更に、予備的結果は、最もよく研究されたカドミ
ウム(II)−含有テキサフィリン錯体5Dが、感知し
得るほどに細胞毒性的ではないことを示唆している。そ
れでもなお、本質的毒性の質問は、最も重要なものの一
つであって、全ての新規系の細胞毒性は、インビトロで
選別され、適当とみなされた場合に、更にインビボ毒性
研究が行なわれるであろう。
【0185】一旦、インビトロ選択実験が完了した後
は、特に有望であると思われる有力な光感応剤の試料
が、更に開発のために選択されるであろう。血液処理プ
ロトコールにおいて使用するための安定性と光力学的能
力との最良の組合せを有するものは、全血試料を用いた
流れの系において更に評価される。腫瘍治療のために有
望と思われるものは、更に動物スクリーニングにかけら
れる。
【0186】本発明のこの局面は、その第1のものが我
々の実験室で最近調製され、特徴付けられた新しい種類
の「拡大ポルフィリン類」であるトリピロールジメチン
−誘導「テキサフィリン類」の統合および光化学的性質
に関連する。これらの基礎研究が、腫瘍の検出および治
療に加えて輸血からのHIV−1および他のエンベロー
プウイルスを除去する成長し得る方法の開発を導くこと
が期待されている。ここに例示した長距離の目標地点は
次のとおりである: 1.血中のヒト免疫不全ウイルス(HlV−1))およ
び他のエンベロープウイルスを殺滅し、血液成分に損傷
を与えることなく操作するための安全かつ効率的な光感
応剤を、更に合成する。
【0187】2.インビボにおける腫瘍の光力学的治療
に使用する新規な安全かつ効果的な光感応剤を開発す
る。
【0188】これらの長距離の目的への取組は、適切に
修飾されたトリピロール−ジメチン誘導テキサフィリン
型拡大ポルフィリンの調製および使用が中心に置かれ
る。このことは、上記目標の実現に向けての基本的な第
1歩である。本発明の特定の拡大は、以下を含む。
【0189】1.更に、我々の最初のテキサフィリンお
よび存在する類似体の統合および一般的な化学的性質を
探究し、生物医学的に最も興味深いと思われるこれらの
錯体の完全な溶解性、安定性および反応性の様相を入手
する。
【0190】2.現在入手可能なテキサフィリンの単純
な類似体を、陽イオン性、陰イオン性、または中性の置
換基を用いて合成し、このような修飾が、これら拡大ポ
ルフィリン類の水溶解性および生物分布特性をどの様に
変えるのか研究する。
【0191】3.モノクローナル抗体または他の興味深
い生物分子に結合するために適した、反応性の親核性ま
たは親電子性置換基を含むテキサフィリン類似体を作
る。
【0192】4.重要なイミン(CH=N)官能基が、
多分より強いメチン(CH=CH)連結基で置換された
新規テキサフィリン型芳香族性マクロサイクルを調製す
る。
【0193】5.一重項酸素生成を最大にするそれらの
因子(例えば*max)を明確に決定するべく新規テキ
サフィリンすべての完全な光化学的研究を行なう。
【0194】6.このプロジェクトの合成段階の過程で
調製された新規テキサフィリンのインビトロにおける光
力学的腫瘍およびウイルス殺滅効率の試験を行なう。
【0195】7.上記に概説したように合成され、選択
された、より有望なテキサフィリンのインビボにおける
光力学的抗腫瘍特性の試験を行なう。
【0196】以下のリスト中の文献引用を、その引用し
た理由のためにここに参考として取入れる。
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プリング方法の相対的な利点に関する議論は、例えば次
を参照のこと:Mercer−Smith,J.A.;
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sis 1975,765.
【0198】(実施例6)本発明の有用性の1局面は本
明細書に記載される錯体をウイルス及びウイルス感染さ
れた又は潜在的に感染されたエンカリオティック(en
caryotic)細胞の光子誘発不活性化に使用する
ことによって実証される。本実施例で使用される一般的
な光不活性化法はテキサス州(Texas)、ダラス
(Dallas)のベイラー リサーチ ファンデーシ
ョン社(Baylor Reseach Founda
tion)のインフェクシアウス ディシーズ アンド
アドヴアンスド レーザー アプリケーションズ ラボ
ラトリーズ(Infectious Disease
and Advanced Laser Applic
ations)によって開発されたものであり、ミラー
ド モンロー ジュディー(Millard Monr
oe Judy)、ジェームスレスターマチュウス(J
ames Lester Matthews)、ヨーゼ
フ トーマス ニューマン(Joseph Thoma
s Newman)及びフランクリン ソガンダレス−
バーナル(Franklin Sogandares−
Bernal)により1987年6月25日に出願され
た米国特許出願(テキサス州ダラスのベイラー リサー
チ ファンデーション社に譲渡)の主題である。
【0199】単純ヘルペスウイルス1型(HSV−1)
並びにヒトリンパ球及び同単核細胞(両者共、HSV−
1の末消単核血管細胞(PMC)及び細胞宿主である)
の光増感不活性化におけるポルフィリン様大環状化合物
のあるものの効率を明らかにした。大環状化合物の光増
感剤であるジヘマトポルフィリンエーテル(DHE)又
はヘマトポルフィリン誘導体(HPD)を使用するウイ
ルスの不活性化についての従来の研究は外被を有する、
即ち膜質のコートを有する、そのような研究されたウイ
ルスだけがポルフィリンにより不活性化されることを示
している。研究された、外被ウイルスにHSV−1、サ
イトメガロウイルス、麻疹ウイルス1及びヒト免疫欠損
ウイルスHIV−12がある。
【0200】単純ヘルペス1型(HSV−1)の光増感
不活性化について本発明の各種大環状化合物を用いて培
養培地で調べた。結果を第4表に示す。
【0201】
【表4】 3種のカドミウム含有大環状化合物[3A、10D(Mが
Cdの場合)及び14 D(MがCdの場合)]は濃度2
0μMにおいて、ウイルスプラーク検定で判定して、ウ
イルスの不活性化率が≧90%であることを証明した。
【0202】この大環状化合物の光増感に関する研究で
は外被HSV−1を細胞培養におけるその増殖の容易さ
と感染性の評価に基づいてスクリーニング用モデルとし
て用いた。HSV−1の光不活性化のスクリーニング法
は前記の方法と同様であった 3。本質的には、選択され
た大環状化合物をいろいろな濃度で106PFU/mL
のHSV−1の細胞不含懸濁液に加えた。これらウイル
ス懸濁液に選択された染料の最適吸収波長においていろ
いろな光エネルギー密度で照射した。対照は(1)非照
射ウイルス、(2)大環状化合物の不存在下において照
射されたウイルス及び(3)選択された濃度の大環状化
合物で処理され、暗所に保持されたウイルスより成るも
のであった。全てのサンプルについて次にヴェロ(Ve
ro)細胞中のPFU/mLの数を定量することによっ
てウイルスの感染性を評価した。
【0203】これらウイルス懸濁液を連続的に希釈し、
続いてヴェロ細胞の単層に37℃において1.5時間吸
収させた。重疊層培地を加え、そして細胞を37℃にお
いて3〜4日間インキュベートした。次に、その重疊層
培地を取り除き、単層をメタノールで固定し、かつギー
ムサ染色液で染色し、そして解剖顕微鏡下で個々の斑点
を数えた。非感染細胞培養物も大環状錯体化合物に暴露
して直接的な細胞毒の諸影響を除いた。
【0204】ヒト全血漿中の0.015〜38μMの範
囲の濃度の錯体3Aに暴露した後の光の存在下及び不存
在下におけるPMCの不活性化を第29図及び第30図
に示す。不活性化はミトゲン検定で判定した。光の不存
在下における3Aによる毒性開始(第4図を参照された
い)及び1Cによる毒性開始(第17図を参照された
い)は0.15〜1.5μMであった(第29図)。第
30図にミトゲン検定によって示されるように、0.1
5μM及び波長770nmの20ジュール/cm 2にお
いて3Aに暴露された細胞の有酸素性光増感化はPMC
の細胞分裂を著しく抑制した。光増感剤濃度か光線量の
どちらかの中度の増加は本質的に完全な細胞の不活性化
をもたらすと期待される。
【0205】今までに得られた結果(その若干を本明細
書にまとめて示す)は、本発明の広がったポリフィリン
様大環状化合物は遊離のHIV−1に対する、また同様
に感染した単核細胞に対しても効率的な光増感剤である
ことを強く示している。これら大環状化合物の側鎖基の
極性及び電荷を変えることはHIV−1のような遊離の
外被ウイルスに対する、及びウイルス感染した抹消単核
細胞に対する結合の程度、速度、及び多分位置を著しく
変えると予想される。これら置換基の変化はまた光増感
剤の吸収、及び骨髄を汚染している白血病細胞及びリン
パ腫細胞の光増感化、並びに骨髄の正常細胞による光増
感化を変調すると期待される。
【0206】次の文献は説明において挙げた理由から本
明細書において引用、参照されるものである。
【0207】(文献) 1.Skiles,H.L.,Judy,M.M.及び
Newman,J.T.Abstracts to t
he Annual Meeting of the
ASM,A38,pg.7,1985. 2.Matthews,J.L.,Newman,J.
T.,Songandares−Bernal,F.,
Judy,M.M.,Skiles,H.,Leves
on,J.E.Marengo−Rowe,A.J.,
及びChanh,T.C.Transfusion,2
8:81,1988. 3.Skiles,H.F.,Sogandares−
Bernal,F.,Judy,M.M.,Matth
ews,J.L.及びNewman,J.T.Biom
edical Engineering VI:Rec
ent developments.Sixth So
uthern Biomedical Enginee
ring Conference,1987.
【0208】(実施例7)本実施例は本発明の基本的な
(basic)5配位(5座)の広がった(拡大)ポリ
フィリン化合物及び錯体並びに合成したそれらの誘導体
の幾つかを要約して説明するものである。第31図に化
合物lE〜7E、14D及び15Dを示す。変種はオルト−
フェニレン−ジアミノ置換基、即ちR1及びR2が、及び
出発ジアミン自体の性質が変化しているものである。オ
ルト−フェニレン−ジアミノ置換基上のR1及びR2が共
に化合物1Eにおけるように水素である場合のテキサフ
ィリンの基本的構造を示す。これらの置換基R1及びR2
はまた共にメチルCH3であってもよい(化合物2E)。
更に、R1がHであるとき、R2は塩素(化合物3E)、
臭素(化合物4E)、ニトロ(化合物5E)、メトキシ
(化合物6E)又はカルボキシ(化合物7E)であること
ができる。Mが水素であるとき、錯体の電荷は0である
(M=0)。Mが二価の金属、例えば水銀+2、カドミウ
+2、亜鉛+2、コバルト+2又はマンガン+2であるとき、
錯体の電荷は+1である(n=1)。Mが三価の金属カ
チオン、例えばユーロピウム+3、ネオジウム+3、サマリ
ウム+3、ランタン+3、ガドリニウム+3、インジウム+3
はイットリウム+3であるとき、錯体の電荷は+2である
(n=2)。1個の星印が付けられた錯体について(1
E及び2E)、上記の二価及び三価の金属は総て形成され
た種々の錯体に含まれている。2重の星印が付けられた
錯体(3E〜6E)は亜鉛又はカドミウムのどちらかの誘
導体(M=Zn又はCd;n=1)として合成された。
本明細書の他に節に使用可能な他の多くの化合物が記載
されるか、又は本明細書に示した手引きにより当業者が
容易に合成できるが、本実施例に述べられる特定の化合
物は多くの目的に、例えばウイルス、特にレトロウイル
スの生物学的サンプルを精製することを伴うものに特に
有用であると思われる。これらの化合物はまた、本明細
書の他の所で述べられる通り、例えば光力学的癌治療、
磁気共鳴画像形成(MRI)の強化及び抗体の機能化の
ような目的に有用であるだろう。
【0209】(実施例8) 磁気共鳴画像形成の強化 多くの点で、癌コントロールの鍵は、多くはないにして
も、それが後続の治療処置にあるのと同じくらい多く早
期検出及び診断にある。新形成(neoplasti
c)組織を発癌の初期段階に観察でき、かつ認識できる
ようになす新しい技術には従ってこれら疾患に対する戦
いに果たす重要な役割がある。1つのそのような有望な
技術は磁気共鳴画像形成(MRI)である1-5。全く新
しい、この非侵襲性の、明らかに無害の方法は最重要の
診断具として確固たるものとはなっていないけれども、
補足用又は、場合によっては、交換用コンピュウターは
固形腫瘍検出のために選ばれた方法としてX線断層撮影
法を助るものであった。
【0210】現在のMRI法の物理的基礎は、強い磁場
では異なる組織における水プロトンの核スピンは、それ
が短いrfパルスの適用によって静止ボルツマン分布か
ら乱されるとき、緩和されて色々な速度で平衡に戻ると
言う事実にその起源を持つ。スピン−エコー画像形成の
最も一般的なタイプについては、平衡への復帰は式1に
一致して起こり、それぞれ縦(longitudina
l)緩和時間と横(transverse)緩和時間で
ある2つの時間定数T1及びT2によって支配される。 SI=[H]H(*){esp(−TE/T2)}{1−exp(−TR/T1)} (1) ここで、SIは信号強度を表し、[H]はある任意の容
積要素(ボクセルと称される)における水プロトンの濃
度であり、H(*)はこの容積要素の内外の運動(もし
あれば)に対応する運動因子であり、TE及びTRはそれ
ぞれエコー遅延時間及びパルス反復時間である。MRI
画像を得ることと結び付いた種々のパルスシーケンスは
従って励起rfパルス及びインテロゲーション(int
errogation)rfパルス(第1は系を乱すも
のであり、第2は平衡への復帰程度を測定するものであ
る)と結び付いた(及び両パルス間の)時岡を設定し、
そして上記のとおり有効な特定のT1及びT2の関数であ
るSIを測定することによってTE及びTRを選択するこ
とに相当する。T1及びT2は共に局所的(バルクの)磁
場環境の関数であり、また同様に水プロトンが位置する
特定の組織の関数であるので、これら値の差(したがっ
てSI)は画像の再構成を可能にする。勿論、これらの
局所的な、組織依存性の、緩和の差が大きいときだけ組
織の識別を行うのが可能である。
【0211】生物学的系についての実施においては、T
2値は非常に短い(そして、TE及びTRはこの状況を強
調するように選ばれる)。しかして、それは緩和効果と
信号の相対強度を支配する縦時間定数(T1)における
差である:T1の減少は信号強度を増加させることに相
当する。従って、特定の組織又は器官についてT1を選
択的に減少させるように作用する総ての因子は、かくし
て、その領域について強度を増加させ、かつ動物のバル
クのバックフラウンドに対してより良好な対比(ノイズ
に対する信号)をもたらす。これは常磁性のMRI対比
剤(contrast agent)が作用するように
なる場合である4,5
【0212】磁気共鳴分光分析の最も初期のころ以来、
1個以上の不対スピンを有する常磁性化合物がそれら化
合物が溶解されている水プロトンについて緩和速度を高
めることは知られている6。この向上の程度は緩和度
(relaxivity)と称されるが、これは総合相
互作用の不存在下で式2におけるRi(単位:M-1-1
又はmM-1-1)で与えられる4,5。 (1/Ti)obsd=(1−Tid+Ri[M] i=1,2(2) ここで、(1/Ti)obsdは常磁性種Mの存在下で
の観察された緩和時間の逆数であり、(1−Tidは常
磁性種Mの不存在下での観察された緩和時間である。M
RIの向上についての、任意の与えられた常磁性種、即
ち金属錯体の緩和度は電子のスピン(金属上の)とプロ
トンのスピン(水上の)との間の双極子−双極子相互作
用の大きさに依存する。この相互作用の程度は常磁性錯
体と問題の水分子との間の相互作用の本性に強く依存す
る。「内球(inner sphere)」と「外球
(outer sphere)」の両者の全緩和度Ri
に対する寄与を定義するのが便利であることが旧来から
証明されている4,5。前者は金属の配位球(coord
ination sphere)に直接関与する水分子
を説明するものであり、後者は他の総ての緩い相互作用
(例えば、第2の配位球中で結合した水の水素結合と並
進性拡散)を説明するものである。化学的に実行可能で
ある場合、それは一般にRiを支配する内球緩和であ
る。この相互作用について縦緩和に対する寄与は式3で
与えられる4,5。 (1/T1)(内球)=PMq/T1M+tM(3) ここで、PMは金属イオンのモル分率であり、qは結合
した水分子の数であり、tMは結合水の寿命であり、T
1Mは結合水のプロトンの緩和時間である。この後者の項
の値は双極子−双極子(「空間を介して」)の項と接触
(「結合を介して」)の項の両者を説明するソロモン−
ブロエムバーゲン(Solomon−Bloember
gen)の式(式4−6)で近似される7
【0213】
【数1】 ここで、Y1はプロトンの磁気回転比であり、gは電子
g−因子であり、Sは常磁性イオンの全電子スピンであ
り、βはボアー磁子であり、rは水プロトン−金属イオ
ン間距離であり、[A2π/h]は電子−核の超微細カ
ップリング定数であり、そしてWsとWlはそれぞれ電子
ラーマー(Larmor)摂動振動数とプロトンラーマ
ー摂動振動数である。双極子の相関時間及びスカラー相
関時間tc及びteは式 1/tc=1/T1e+1/tM+1/tR(5) 1/te=1/T1e+1/tM(6) で与えられる。ここで、T1eは縦電子スピンの緩和時間
であり、tRは全水−錯体の総体としての回転タンブリ
ング時間である。もっと精密な理論的取り扱いは内球の
緩和通路における電子サブレベルの静的ゼロ場分裂を乱
すと思われる衝突性の緩和効果、その他の因子を説明す
るのに有効である5。詳細な分析はまた外球機構からの
寄与を説明するのにも有効である5。それにもかかわら
ず、この議論のためには上記の簡単なソロモン−ブロエ
ムバーゲンの式で十分である。即ち、それらの式は良好
な常磁性対比剤に必要とされる鍵となる物理的特徴を説
明しているのである。
【0214】物理的観点から、MRI対比剤には、高度
に常磁性であり(そのため磁気モーメント項S(S+
1)が大きい)、大きなT1eを有し、かつ大きな回転タ
ンブリング時間(tR)を示す種が必要である。加え
て、理想的な対比剤は1個以上の水分子を結合させ(そ
のため内球緩和機構が働く)、かつこれらの水を最適の
速度(1/tM)で交換すべきでもある。錯体の選択に
よるよりも局所環境の有効粘度(即ち、錯体がゆっくり
回転している蛋白質にくっつくのか10)によって更にし
ばしば設定されるtR’を除いて、これら因子は総て塩
基性の常磁性カチオンの選択によって、及び続く配位子
の設計によって影響されるだろう4,5,9。この配位子の
設計−これは現在のMRI研究の主目的をなしている−
は勿論非常に厳しい生物学的要求にも依存する。想定上
の対比剤は高度に常磁性であり、かつ良好な緩和の向上
を達成しなければならないのみならず、それは投与剤量
において無毒であり、生体内で安定であり、診断完了後
速やかに排出され、そして勿論望ましい組織局在化能を
示さなければならない。これらの基準を一緒に満足する
のは極めて厳しい。
【0215】実際は、現在臨床的に使用されている唯一
の常磁性MRI対比剤はバーレックス ラボラトリーズ
社(Berlex Laboratories)が販売
するGd(III)ジエチレントリアミンペンタアセテ
ートのビス(N−メチルグルカミン)塩・(MEG2
[Gd(DTPA)(H2O)]である(構造10を参
照されたい)11-18。このジアニオン性錯体は細胞外の
領域に選択的に集中し、主として大脳の腫瘍と結び付い
た毛細病変部の視覚化に用いられつつある11-13。[G
d(DTPA)(H2O)]-2において、水1分子が第
1(内側の)配位球の中で結合されており、そして水
中、37℃においてこの錯体は20MHzにおいて3.
7mM-1-1の緩和度を示す4,9,19。EDTAの単なる
Gd(III)錯体(それについての25℃に似おける
logKassc.は17.4である20,21)とは著しく違っ
て、上記DTPA錯体は生理的条件下で動力学的に安定
なように十分に熱力学的に安定であるように思われ(2
5℃において、logKassc.=22.520,21)、そし
て明らかに投与して数日以内にそのまま腎臓を通して分
泌される14。これらの望ましい特徴にもかかわらず、優
れた動力学的安定性、より良好な緩和度、より少ない正
味電荷(投与溶液の重量オスモル濃度、従って痛覚閾値
はより低い)及び/又はいろいろな組織限局化容量を持
つ他の対比剤が臨床用途に望ましいことは明らかであ
る。実際、ロウファー(Lauffer)はこの主題に
ついての最近の概説において5「動力学的に不活性な錯
体、特にGd(III)の錯体に対する新しい合成法の
開発が必要である」と記載している。これらは、好まし
くは、錯体に対してその性質を変調することができる特
定の置換基を可能にすべく十分に使用できなければなら
ない。
【0216】事実、今日まで、新規な可能性のあるMR
I対比剤の開発に相当の努力が向けられて来た21-37
この研究のほとんどはGd(III)の新規な錯体を製
造することに集中していた21-29,362,376。Gd(II
I)塩に力点が置かれたのはこのカチオンが7不対f−
電子を有し、その磁気モーメントがFe(III)及び
Mn(II)のような他の常磁性カチオンより大きいと
いう事実に由来する4, 5。従って、他のすべてのことが
同じであれば、Gd(III)の錯体はMn(II)又
はFe(III)から誘導されるものよりも優れた緩和
剤となると予想される。加えて、鉄及び、程度は鉄より
も低いがマンガンは両者共種々の特殊化された金属結合
系によってヒト(及び他の多くの生物)のなかで非常に
効率的に金属封鎖され、貯蔵される38。その上、鉄及び
マンガンは共に酸化状態の範囲で存在することができ、
かつ各種の有害なフェントン(Fenton)型遊離ラ
ジカル反応を触媒することが知られている39。これらの
欠陥のいずれも持たないガドリニウム(III)は、従
って、明らかに多くの利点を与えると思われる。しか
し、残念ながら、Fe(III)及びMn(II)がそ
うであるように、Gd(III)の水性溶液はこれを有
効な向上に必要とされる0.01〜1mM濃度で直接M
RI画像形成に用いるには毒性が強すぎる4,5。従っ
て、DTPAがそうであるように、Gd(III)及び
/又は他の常磁性カチオンとの加水分解上安定な錯体を
生体内で形成する新しい試剤を開発することに力点はあ
る。非常に有望なDOTA系21-27及びEHPG系28,29
を含めて多数のそのような配位子が今日知られている
(広範な概説については文献5を参照されたい)。ほと
んどすべての場合において、よって立つところは、しか
しながら、同じ基本的な自然科学的アプローチである。
具体的に言うと、Gd(III)の結合について、高い
熱力学的安定性が生体内に適用するのに十分である動力
学的安定性に変化することを期待して、カルボキシレー
ト、フェノレート及び/又は他のアニオン性のキレート
形成性基をそのような高い熱力学的安定性を持つ本来的
に変化しやすい(labile)錯体を生成させるのに
用いられつつある。実際、錯体自体が高い動力学的安定
性を持っている変化しにくいGd(III)錯体の製造
には現在努力がほとんど向けられていない。このような
系の製造がむづかしいこの問題は極めて単純であるよう
に思われる。例えば、ポルフィリン(容易に変成され、
かつ少なくとも〔Mn(II)TPPS〕3-、その他の
水溶性の類縁化合物30-34にとっては、良好な緩和度と
良好な腫瘍限局性を示す多様に合成し得る配位子)に十
分に結合される遷移金属カチオンとは違って、Gd(I
II)はポルフィリンと弱い及び/又は加水分解上不安
定な錯体しか形成しない30c,34,40。ただし、他の単純
な大環状アミン−及びイミン−誘導配位子36,37,41はラ
ンタニド系列のある特定の元素との安定な錯体を支持
し、かつ、今までのところは未だ実現されていないが、
Gd(III)に基づくMRI用途の支持用キーランド
(supporting cheland)として作用
するある徴候を示す。本発明の根拠となる事実は、「広
がったポルフィリン」を用いる方法を使用して変化しに
くいポルフィリン様Gd(III)錯体を生成させうる
こと、及び一旦形成されるとこれらの錯体はMRI用途
のための有用な対比剤となることである。事実、テキサ
フィリンはCd2+、Hg2+、Y3+In3+及びNd3+を含
めて各種の二価及び三価のカチオンとの錯体を安定化す
ることができる。加水分解上安定なNd3+錯体がテキサ
フィリンによって支持することができるという観察結果
は種々のガドリニウム(III)に基づくMRI用途に
おけるテキサフィリンの使用にとってよい徴候である。
しかし、残念ながら、実施例4においてより詳しく説明
されたように、テキサフィリンから安定なGd3+錯体を
良好な収率で単離すべく今日までなされた努力は総て失
敗に終わった。これはその錯体が実際には非常に水溶性
であるために標準的な処理法が役に立たないためである
と推測される。十分に特徴付けられたSm3+、Eu3+
びGd+3(Y3+も)の錯体が更に疎水性のジメチル−テ
キサフィリンから製造されているという事実は上記の推
定に一致する。これらの錯体は対応する還元された(メ
チレン架橋された)大環状前駆体化合物から以下におい
て検討され、また実施例1及び2で説明された標準的な
金属挿入、酸化条件を用いておおよそ25%の収率で得
られる。重大なことには、これら錯体は総て1:1メタ
ノール−水混合物に可溶であり、かつ総てがそのような
潜在的に錯体が分解する条件下で極めて安定なことであ
る。例えば、Gd3+錯体の1:1メタノール−水中の室
温における半減期は5週間を越える。しかして、加水分
解上安定なガドリニウム(III)錯体(単なるポルフ
ィリンを用いては達成することができないなにか)を生
成させるのにテキサフィリンタイプの方法を用いること
が可能である40。この重要な結果は、改良された水溶性
又はより良好なバイオ分布性(biodistribu
tion properties)を持つ安定なGd3+
錯体の製造を可能にするテキサフィリン骨格の更なる変
成を与えるものであった。加えて、適当なアニオン性側
鎖を使用することによって正味の総電荷を持たない中性
の錯体を製造することが可能であるべきである。このよ
うな錯体は水性溶液中でより低い重量オスモル濃度を示
すだろう。これはそれらの投与と結び付いた痛みを低下
させ、プラスの臨床結果を有するだろう。かくして、M
RIの使用に対する、対比剤開発のテキサフィリンを用
いるこの方法は有望であるように見える。
【0217】次に挙げるリストの文献は上記説明におい
て挙げた理由から本明細書で引用、参照されるものであ
る。
【0218】(文献) 1.歴史的概説について参照されたい:Budinge
r,T.F.;Lauterbur,P.C.,Sci
ence 1984,226,288. 2.Morris,P.G.,Nuclear Mag
netic Resonance Imaging i
n Medicine and Biology,Cl
aredon Press:Oxford;1986. 3.NMRの生物学的応用の概説について参照された
い:MacKenzie,N.E.;Gooley,
P.R.Med.Rev.,1988,8,57. 4.MRI対比剤の入門的議論について参照されたい:
Tweedle,M.F.;Brittain,H.
G.;Eckelman,W.C.;Gaughan,
G.T.;Hagan,J.J.;Wedeking,
P.W.;Runge,V.M.,Magnetic
Resonance Imaging,第2版におい
て、Partain,C.L.,et al.Ed
s.;W.B.Saunders:Philadelp
hia;1988,vol.I,pp.793−80
9. 5.常磁性MRI対比剤の総説について参照されたい:
Lauffer,R.B.,Chem.Rev.,19
87,87,901. 6.Bloch,F.Phys.Rev.1946,7
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の例について下記を参照:(a)Gansow,O.
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れたランタニド錯体の例について下記を参照されたい:
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rino,L.M.;Blasse,G.J.Phy
s.Chem.1987,91,4681.(d)Ab
id,K.K.;Fenton,D.E.;Casel
lato,U.;Vigato,P.;Grazian
i,R.J.Chem.Soc.,Dalton Tr
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K.;Fenton,D.E.Inorg.Chim.
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nism,and Biochemistry,Ort
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Chem.Rev.1973,10,195.(b)B
unzli,J.−C.;Wesner,D.Coor
d.Chem.Rev.1984,60,191.
【0219】(実施例9) 抗体結合体(antibody conjugate
s) 放射性同位体は長い間新形成性疾患の検出と処置におい
て中心的な役割を果たしてきた。重要な研究は従って医
療用途におけるそれらの効能を改良することに継続いて
向けられている。研究をそのように行う際のより有望な
アプローチの1つは腫瘍に向けられるモノクローナル抗
体及びそれらの断片に放射性同位体を結合させることを
包含する。そのようなモノクローナル抗体及びそれらの
断片は腫瘍の所に選択的に集中する。放射性同位体で標
識された抗体は従って「魔法の弾丸」として役立つこと
ができ、かつ放射性同位体の新形成物部位への直接輸送
を可能にし、かくして体全体の放射線に対する暴露が最
小限に抑えられる1。注目すべき研究がこれらの方向
(一般的な概説について文献2−11を参照されたい)
に沿って今日行われつつある。総てでないことは確かで
あるが、多量のものが2官能性の金属キレート化剤の使
用に焦点を当てている。それが本発明に最も密接に関係
する放射性免疫診断(RID)及び放射性免疫治療(R
IT)に対するこのアプローチである。
【0220】抗体結合体に基づく治療及び診断用途にお
ける使用のための2官能性金属キレート化剤は2つの重
要な基準を満足しなければならない。即ち、それらキレ
ート化剤は興味を引く放射性同位体を結合することがで
き、かつ標的抗体に対して結合することができなければ
ならない。かくして、これらの2官能性キレート化剤は
(1)抗体に対する結合(conjugation)に
適した官能基を持ち、(2)生体内で安定でかつ抗体の
免疫学的能力を失わせない共有結合を形成し、(3)比
較的無毒であり、そして(4)興味を引く放射性金属を
生理的条件下で結合、保持しなければならない11-15
これら条件のうち最後の条件が特に厳しい。低い濃度の
錯体分解されたカチオンが多分許容される可能性がある
MRI画像形成とは著しく異なって、結合体から放出さ
れる「遊離」の放射性同位体に起因する潜在的損傷は非
常に重大である可能性がある。しかして、放射性免疫学
的研究には、非不安定(nonlability)の条
件は厳密に実施されなければならない。他方、ノナモル
オーダーのごく低い濃度の同位体、従って配位子がRI
D及びRIT用途に一般に必要とされ、そのため固有の
金属及び/又は遊離の配位子の毒性と結び付いた問題は
かなり緩和される。
【0221】言うまでもなく、上記の条件はRIT及び
RIDの研究にとって考えられているどの同位体にも満
足されなければならない。しかして、配位子の設計と合
成の観点から、問題は医療に有利な同位体を同定し、適
当な配位子を設計し、そしてそれを金属の結合前か後に
選択した抗体に結合させると言う問題になる。歴史的に
見ると、理想的な同位体を選択することと存在している
2官能性の結合体と容易に錯体を形成することができる
ものとの間には妥協(trade−off)があったの
である。
【0222】画像形成の目的には、理想的な同位体は入
手できる監視技術で容易に検出でき、かつ最小の、輻射
線に基づく毒性応答を誘発すべきである。実際には、こ
れらの及び他の必要な要件は、短い有効半減期(生物学
的及び/又は核の半減期)を有し、安定な生成物に崩壊
し、そして勿論臨床条件下で容易に入手できる、100
〜250KeVの範囲のY−線エミッターの使用を包含
する2-4。今日までは従って、注目の焦点はほとんどこ
れら基準を満足することに最も近い131I(t1 /2=19
3h)、123I(t1/2=13h)、99mTc(t1/2
6.0h)、67Ga(t1/2=78h)及び111In(t
1/2=67.4h)にあった。これらの各々はRIDに
対する抗体標識に関して利点と不利点を持っている。例
えば、131I及び123Iはチロシン残基の単純な親電子性
芳香族置換により抗体(及び他の蛋白質)に容易に結合
される17。その結果、これらの同位体に免疫学的適用
(RIDのみならずRIT)において広い用途が認めら
れた。しかし、残念ながら、このような結合法は生理学
的条件下で特に強力であるという訳ではなく(131I及
123Iで標識された蛋白質の代謝では、例えば遊離の
放射性アイオダイドアニオンが生成する)、この結果抗
体誘導の「魔法の弾丸」によって標的とされた部位以外
の部位の所にかなりの濃度の放射能をもたらす可能性が
ある17。この問題は131I及び123Iの両者の半減期がそ
れぞれ長過ぎ、また短過ぎて最適使用には比較的不便で
あるという事実、及び131Iはβエミッターでもあると
いう事実によって更に悪化せしめられる1699mTc、
67Ga及び111Inは総て、それらを満足な様式で直接
抗体に結合させることができず、2官能性結合体の使用
を必要とすると言う不利が避けられない。このような系
の化学は99mTcの場合に最も先に進んでおり、そして
今では多数の効果的な配位子が99mTc投与の目的のた
めに入手できる2-12,18。この特定の放射性同位体は、
しかし、半減期が非常に短く、それを用いて処理するの
を技術的に非常に困難にすると言う厳しい不利から避け
られない。67Ga及び111Inは共に上記のものより長
い半減期を持つ。更に、これら両者は望ましい放射エネ
ルギーを持っている。しかし、残念ながら、これら両者
はそれらの最も一般的な三価形態で高電荷密度を持つ
「ハード」なカチオンである。RIDにおけるこれら放
射性同位体の適用は従って生理学的条件下でこれらカチ
オンを有する安定な変化しがたい錯体を形成することが
できる配位子の使用を必要とする。111In3+(及び、
おそらくは、67Ga3+も)の結合及び抗体の官能化に適
しているだろうDTPA様の系の開発にかなりの努力が
払われたけれども19、あらゆる場合において形成された
錯体は安全かつ効果的な臨床上の使用には不安定すぎる
20。実際、現時点では、安定な変化しがたい錯体を形成
し、放射性免疫学的用途に適しているかもしれない111
In3+67Ga3 +には適当な配位子は存在しない。本明
細書の他の所で述べたように、テキサフィリンはIn3+
と動力学的にかつ加水分解的に安定な錯体を形成する。
このような配位子系は111Inに基づくRIDにおける
使用のための2官能性結合体の臨界的なコアとして同化
し、かつ役立つことが可能であった。
【0223】放射性同位体に基づく診断に当て嵌まるよ
うに、同じ考察の多くが放射性同位体に基づく治療に当
て嵌まる。即ち、理想的な同位体も臨床上の条件下で容
易に入手でき(即ち、単純な崩壊に基づく発生体から)
2、妥当な半減期(即ち、6時間乃至4週間のオーダ
ー)を有し、そして安定な生成物に崩壊しなければなら
ない。更に、この放射性同位体は良好なイオン化性放射
線(即ち、300KeV乃至3MeVの範囲の放射線)
を与えなければならない。実際には、このことはαエミ
ッター又はメディウム乃至高エネルギーのβエミッター
のいずれかを用いることを意味する16。少数のαエミッ
ターが治療用途のために入手できるけれども(211At
は例外である)、131Iを含めて相当数のβエミッター
が現在RITに対する可能性のある候補として注目を受
けている。更に有望なものに186Re(t1/2=90
h)、67Cu(t1/2=58.5h)及び90Y(t1/2
65h)がある。これらのうち、90Yが現在最良と考え
られいる16,21。その放射エネルギーは2.28MeV
であるが、それは腫瘍に対して186Reか67Cuよりも
おおよそ3〜4倍多いナノモル当たりエネルギー(線
量)を出すと計算される。現時点ではしかし、残念なが
ら、良好な免疫適合性のキーランドは186Re及び67
uだけにしか存在しない。即ち、前者は99mTcについ
て開発されたものと同じ配位子を用いて結合することが
でき18、または後者はハンカー カレッジ(Hunte
r College)のラヴァリー教授(Prof.L
avalee)とロス アラモス(Los Alamo
s)のINC−11のチームによって開発された、合理
的に設計された活性化されたポルフィン類を介して結合
させることができる15。これらの新規なポルフィンに基
づく系は、特に、真に有望そうで、存在するDTPA−
又はDOTA−タイプの系より明らかに遥かに優れてい
るけれども14903+(これはポルフィン類とは安定な
変化しにくい錯体を形成することはできない)と安定な
変化しにくい錯体を形成することができる2官能性の結
合体から更に多くの利益が導かれる。本発明のテキサフ
ィリン配位子はIn 3+と安定な錯体を形成するだけでな
く、Y3+を効果的に結合する。テキサフィリンタイプの
2官能性結合体が111Inに基づくRIDにおいて使用
するために開発されるべきであり、これにはまた90Yに
基づくRITに重要な用途を見いだすことができた。こ
の出願はそのような想定上の2官能性結合体を製造する
ことができる方法の概略を述べるものである。
【0224】Y3+及びIn3+の両者の錯体を製造するこ
とができると言う観察結果はテキサフィリンタイプの系
の免疫学的用途における結合体としての使用にとってよ
い前兆をなすものである。即ち、90Yおよび111Inは
共に、想像できるように、選択した抗体に官能化された
テキサフィリンを用いて結合させることができた。これ
に関して、テキサフィリンのY3+及びIn3+の両錯体は
メチレン基を介して結合され、還元された前駆体から速
やかに形成され(挿入及び酸化時間は3時間未満であ
る)、そして1:1メタノール−水混合物中で加水分解
上安定である(錯体分解及び/又は配位子分解の半減期
はいずれの場合も3週間を越える)ことに注目すること
が重要である。
【0225】第31図及び第27図に示されるもののよ
うな広範囲の可溶化されたテキサフィリンを開発したこ
との、又は開発しつつあることの更に有利な点はこれら
の多くが更なる官能化に適しているだろうことである。
例えば、テキサフィリン7E又は26Dのチオニルクロラ
イド又はp−ニトロフェノールアセテートによる処理は
モノクローナル抗体又は他の興味ある生体分子に対する
結合に適した、活性化されたアシル種を生成させる。別
法として、標準的な現場カップリング法(例えば、1,
1’−カルボニルジイミダゾール(CDI)26a)は同
じ種類の結合を行うのに用いることができる。いずれの
場合も、強力な光増感剤を直接腫瘍の場所に送り、結合
させる能力は新形成性疾患の治療において途方もなく大
きい潜在的な有利さを持つ。更に、それが90Y及び111
Inのような種々の有用な放射性同位体をモノクローナ
ル抗体に結合させるようにする正にこの方法である。こ
れはこの重要な方法の開発において腫瘍の検出と治療に
対して計り知れないほどの利益があるものであることを
証明することができた。
【0226】次のリストの文献は記載した理由から本明
細書において引用、参照されるものとする。
【0227】(文献) 1.Pressman,D.;Korngold,L.
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5。
【0228】(発明の要旨)本発明は、新規なトリピロ
ールジメチン誘導「拡大ポルフィリン」(テキサフィリ
ン)、このような化合物の合成、それらの類縁体もしく
は誘導体、およびそれらの使用に関する。これらの拡大
ポルフィリン様マクロ環は、二価および三価の金属イオ
ンの効率的なキレート剤である。これらの化合物の金属
錯体は、一重項酸素の産生のための光増感剤として有効
であり、したがって、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV
−1)、そのようなウイルスを伴う単核球または他の細
胞、ならびに腫瘍までもの不活化または崩壊について有
効である。種々のテキサフィリン誘導体が製造され、し
かも多くは容易に得ることができる。本発明のテキサフ
ィリンおよびテキサフィリン誘導体と様々な金属(遷移
金属、主群、およびランタニド)との錯体は異常な水溶
性と安定性を有し、これがそれらをとくに有用なものと
している。これらのメタロテキサフィリン錯体は特殊な
光学的性質を有し、この点で、現存のポルフィリン様ま
たは他のマクロ環に比べて独特である。たとえば、これ
らは生理学的に重要な領域(すなわち、690〜880
nm)で光を強力に吸収する。これらの錯体はまた、高
収率で寿命の長い三重項状態を形成し、一重項酸素の形
成に際し効率的な光増感剤として作用する。これらの特
性は、それらの高い化学的安定性と極性溶媒たとえば水
への適当な溶解性と合わせて、それらの有用性を付加す
るものである。
【発明の効果】高収率で寿命の長い三重項状態を形成
し、一重項酸素の形成に際し効率的な光増感剤として作
用する性質を有し、それらの高い化学的安定性と極性溶
媒たとえば水への適当な溶解性と合わせて、それらの有
用性を高める化合物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、テキサフィリン(1)および各種錯体
(2,3および4)の模式的な構造図を示す。
【図2】図2は、ピリジンとマクロ環のCdへの配位を
示す錯体4(図1より)の図である。楕円面は40%確
率レベルで表示する。Cdイオンは、ほぼ平面状のマク
ロ環の平面内に存在する[平面からの最大偏差0.10
(1)Å]。関連Cd−N結合の長さ(Å)は次の通り
である:2.418(7),N1;2.268(8),
N8;2.505(7),N13;2.521(7),
N20;2.248(8),N23;2.483(1
4),N1a;2.473(12),N1b。選ばれた
N−Cd−N結合角(deg)は次の通りである:N1
−Cd−N8,78.9(2);N1−Cd−N23,
80.2(3);N8−Cd−N−13,68.4
(2);N13−Cd−N20,64.4(2);N2
0−Cd−N23,68.2(3):N1a−Cd−N
1b,176.1(4)。
【図3】図3は、マクロ環を通る平面に垂直な錯体4の
図を示す。ピリジン環(図には示していない)はマクロ
環に垂直に、環aに対して88.5(4)°,環bに対
して89.1(3)°の二面角で存在する。
【図4】図4は、遊離塩基「テキサフィリン」の還元型
(1A)および酸化型(2A)、ならびにこの「拡大ポル
フィリン」から誘導される代表的な5,6および7配位
カドミウム錯体(3A〜5A)の模式的表示である。
【図5】図5は、ピリジンとマクロ環のCdへの配位を
示す陽イオン5aAの図である。楕円面は30%確率レベ
ルで表示してある。カドミウム(II)陽イオンは、ほ
ぼ平面状のマクロ環の平面内に存在する[平面からの最
大偏差は0.10(1)Å]。関連Cd−N結合の長さ
(Å)は次の通りである:2.418(7)N1;2.
268(8)N8;2.505(7)N13;2.52
1(7)N20;2.248(8)N23;2.438
(14)N1a;2.473(12)N1b。選ばれた
N−Cd−N結合角(°)は次の通りである:78.9
(2)N1−Cd−N8;80.2(3)N1−Cd−
N23;68.4(2)N8−Cd−N13;64.4
(2)N13−Cd−N20;68.2(3)N20−
Cd−N23;176.1(4)N1a−Cd−N1
b。その他の構造的な詳細は参考文献11を参照された
い。
【図6】図6は、陽イオン4bAの図であり、原子標識ス
キームを示す。熱楕円面は30%確率レベルで描かれて
いる。関連Cd−N結合の長さ(Å)は、N1 2.4
62(13);N8 2.254(9);N13 2.
535(13);N202.526(12);N23
2.298(11);N1A 2.310(9)であ
る。選ばれたN−Cd−N結合角(°)は、N1−Cd
−N8 78.3(4);N8−Cd−N13 67.
8(4);N13−Cd−N20 64.1(4);N
20−Cd−N23 67.3(4);N1a−Cd−
マクロ環Nの角は93.7(4)〜100.4(3)°
の範囲である。硝酸対イオン(図には示していない)は
Cd原子には配位していない。
【図7】図7は、マクロ環を通る平面に沿った図であっ
て、単位セルにおける陽イオン4bAの対面スタッキング
を例示する(マクロ環は1−x,y,zでリアルトされ
ている)。マクロ環平均面は3.38Å離れていて、一
方Cd−Cd距離は4.107(1)Åである。
【図8】図8は、マクロ環を通る平面に垂直な陽イオン
bAの図を示す[C15に対する最大偏差0.154
(13)Å]。Cd原子はこの面から0.334(2)
Å外れて存在する。BzIm(図には示していない)は
マクロ環にほぼ垂直に配置され[二面角86.3(3)
°]、C22,N23,C24,C25およびC26で
決定されるピロール環上に存在する。
【図9】図9は、3A・NO3のCHCl3中1.50×
10-5のUV−可視スペクトルを示す。
【図10】図10は、3A・NO3のCDCl31H N
MRスペクトルを示す。1.5および7.26ppmに
おける単一線は、それぞれ残存する水および溶媒のピー
クである。
【図11】図11は、3A・NO3(スペクトルA)およ
びそれから錯体4bA・NO3の結晶が単離されたバルク
不均一物質(スペクトルB)の1H NMRスペクトル
の低フィールド領域を示す。’BzIm’の記号を付し
た、結合ベンズイミダゾールリガンドに帰属されるシグ
ナルは、6.4、6.81および7.27ppmに認め
られる。’S’の記号を付したシグナルは残存溶媒によ
るものである。
【図12】図12は、3A・NO3(CDCl3中初期濃
度:6.85×10-3M)の、BzImの量を増大させ
ていった1H NMRスペクトル滴定であり、中間フィ
ールド領域を示している。[Bzlm]/[リガンド]
比は、トレースAからFまでそれぞれ0,0.2,0.
6,2.8,10および40であり、この場合、[Bz
Im]および[リガンド]は、添加ベンズイミダゾール
および開始時の5−配位錯体3A・NO3の総モル濃度を
示す。曲線CにおけるBzlmシグナルの化学シフト
(6.4,6.62,7.26ppm)は、陽イオン4
aの結晶が単離されたバルクサンプルに認められシフ
ト(図8のスペクトルB参照)とよく一致する。
【図13】図13は、3A・NO3(CDCl3中初期濃
度:6.85×10-3M)の、BzImの量を増大させ
ていった1H NMRスペクトル滴定を示し、高フィー
ルド領域を示している。[Bzlm]/[リガンド]比
は、トレースAからFまでそれぞれ、0,0.2,0.
6,2.8,10および40であり、この場合、[Bz
lm]および[リガンド]は、添加ベンズイミダゾール
および開始時の5−配位錯体3A・NO3の総モル濃度を
表す。
【図14】図14は、3A・NO3に対する「メソ」シグ
ナルの1H NMR化学シフトを、[BzIm]の増加
の関数としてプロットした場合の変化を示す。[BzI
m]および[リガンド]の語は、添加ベンズイミダゾー
ルおよび開始時の5−配位錯体3A・NO3の総モル濃度
を示す。
【図15】図15は、3A・NO3(CDCl3中初期濃
度:6.66×10-3M)の、ピリジン量を増加させて
いった場合の1H NMR滴定であり、高フィールド領
域に起こる変化を示している。[Pyr]/[リガン
ド]比は、トレースAからFまでそれぞれ、0,5,1
0,14,20および40である。[Pyr]および
[リガンド]の語は、添加ベンズイミダゾールおよび開
始時5−配位錯体の総モル濃度を表す。
【図16】図16は、3A・NO3に対する「メソ」シグ
ナルの1H NMR化学シフトの、[Pyr]の増加の
関数として変化を示している。[Pyr]および[リガ
ンド]の語は、添加ベンズイミダゾールおよび開始時5
−配位錯体3A・NO3の総モル濃度を示す。
【図17】図17は、本発明の化合物の金属錯体および
誘導体(1B〜11B)を示す。
【図18】図18は、2B・(OH)2のCHCl3中電
子スペクトルを示す。
【図19】図19は、本発明の化合物(1C〜11C)の
構造、金属錯体および誘導体を、模式的に示している。
【図20】図20は、脱酸素メタノール中での錯体1C
・Clの吸収スペクトルを示している。挿入図はこの同
じ溶媒中で記録された蛍光発光スペクトルである。
【図21】図21は、脱酸素メタノール中、355nm
光(80mJ)の10nsパルスの照射1μs後に記録
した1C・Clの三重項−三重項一過性差スペクトルを
示している。挿入図は480nmでモニタリングした基
底状態への復帰速度を示し、これは三重項の寿命67μ
sに相当する。
【図22】図22は、厚さ22〜32mmのヒト腹壁の
スペクトル透過率を示す47)。(参考文献47は例5参
照)。
【図23】図23は、以前に開発された、光増感剤とし
て利用できる可能性のあるポルフィリン誘導体の模式的
構造を示している。これらには、プルプリン(1D),
ベルジン(2D),ベンズ融合ポルフィリン(3D),な
らびにスルホン化フタロシアニンおよびナフチロシアニ
ン(4D)を包含する。
【図24】図24は、テキサフィリン(5D),サフィ
リン(6D),プラチリン(7D),ビニル誘導体ポルフ
ィリン(8D),およびポルフィセン(9D)の模式的構
造を示す。
【図25】図25は、テキサフィリン(5D)の類縁体
である、新規な芳香性トリピロールジメチン誘導マクロ
環リガンド(10D〜16D)の模式的構造を示す。
【図26】図26は、テキサフィリン(5D)の合成を
図式的に(シェーマ1)まとめたものである。
【図27】図27は、現時点での提案されたテキサフィ
リン誘導体(23D〜30D)の模式的構造を示す。
【図28】図28は、提案されたメチン連結テキサフィ
リン誘導体(31Dおよび32D)の模式的構造を示す。
【図29】図29は、照射を行わない場合の、錯体1C
および3Aの単核球細胞の殺滅を示している。細胞の殺
滅は、フィトヘマグルチニン(PHA)刺激後の
3H]−Thyの取り込みによって測定した。
【図30】図30は、1μg/mlの錯体3Aと照射に
よる単核球細胞の殺滅を示す。細胞の殺滅は、フィトヘ
マグルチニン(PHA)刺激後の[3H]−Thyの取
り込みによって測定した。
【図31】図31は、利用できる拡大ポルフィリン様マ
クロ環を示している。ピロール水素に代えて、二価また
は三価の陽イオン、たとえばCd2+,Zn2+,In3+
を結合させることができる。この場合、錯体は正味総電
荷、すなわちM+2の場合は+1,M+3の場合は+2の電
荷をもつことになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 35/00 A61P 35/00 C07F 3/06 C07F 3/06 3/08 3/08 5/00 5/00 D J 13/00 13/00 A 15/06 15/06 (72)発明者 ジョナサン, エル. セスラー アメリカ合衆国 テキサス 78705, オ ースティン, 143309, ウエスト トゥ エンティフォース 806 (72)発明者 グレゴリィ, ダブリュ. ヘミ アメリカ合衆国 テキサス 78751, オ ースティン,143ジェイ102, エヌ.ラマ ー 5200 (72)発明者 村井 利昭 岐阜県岐阜市長良 6−2,3091

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の構造: 【化1】 (式中、置換基R1、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ
    独立にH、アルキル、アミノ、ヒドロキシ、アルコキ
    シ、カルボキシ、カルボキサミド、エステル、アミド、
    スルホナト、置換アルキル、置換アルコキシ、置換エス
    テル、置換エーテル又は置換アミドであり、Mは2価又
    は三価の金属カチオンであり、そしてnは−5乃至+5
    であり、 ここで、MがCd2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+、または
    Nd3+の場合、同時には、R1はメチル、R2およびR3
    の両方はエチル、R4およびR5の両方は水素ではない)
    を有する化合物。
  2. 【請求項2】 五座拡大ポルフィリンの合成のための方
    法であって、以下の工程:ジホルミルトリピランを合成
    する工程、 該トリピランをオルトアリールジアミン1,2−ジアミ
    ノアルケンまたは1,2−ジアミノアルカンと縮合する
    工程、および縮合生成物を酸化して五座拡大ポルフィリ
    ン化合物を形成させる工程、を包含する、方法。
  3. 【請求項3】 五座拡大ポルフィリン化合物と金属との
    錯体を形成させる方法であって、該五座拡大ポルフィリ
    ン化合物と該金属のイオン形態とを反応させる工程、を
    包含する、方法。
  4. 【請求項4】 ウイルス疾患、レトロウイルス疾患、お
    よび腫瘍からなる群より選択される疾患の処置のため、
    一重項酸素の産生のため、または光増感のための薬学的
    組成物であって、請求項1に記載の化合物を含む、薬学
    的組成物。
  5. 【請求項5】 ウイルス疾患、レトロウイルス疾患、お
    よび腫瘍からなる群より選択される疾患の処置のため、
    一重項酸素の産生のため、または光増感のための医薬を
    調製するための方法であって、該医薬が請求項1に記載
    の化合物を含む、方法。
JP2000145779A 1989-03-06 2000-05-17 拡大ポルフィリン:大ポルフィリン様トリピロールジメチン誘導マクロ環 Withdrawn JP2001011077A (ja)

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