JP2003040893A - ポルフィリン金属錯体とそれを含有する酸素輸液 - Google Patents
ポルフィリン金属錯体とそれを含有する酸素輸液Info
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Abstract
酸素輸液として有効に作用するポルフィリン金属錯体を
提供する。 【解決手段】 一般式[I] 【化1】 (ここで、Mは第4または第5周期の遷移金属イオンを
示し、R1は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、
R2はアルキレン基、R3はイミダゾリル基のMへの配位
を阻害しない基、X-はハロゲンイオンを示し、nはX-
の個数を表すMの価数から2を差し引いた数である)で
示されるポルフィリン金属錯体とする。
Description
酸素を結合解離できる新規ポルフィリン金属錯体と、そ
れを含有し、安定に酸素を輸送できる酸素輸液に関する
ものである。
役割を担うヘモグロビンやミオグロビン中に存在するヘ
ム、すなわちポルフィリン鉄(II)錯体は、酸素分圧に応
答して分子状酸素を可逆的に結合解離できる。このよう
な天然のヘムと類似の酸素吸脱着機能を合成のポルフィ
リン鉄(II)錯体で実現しようとする研究は1970年代から
数多く報告されてきている。その初期の例としては、J.
P. Collman, Acc. Chem. Res., 10, 265 (1977)、F. B
asolo, B. M. Hoffman, J. A. Ibers, ibid, 8, 384 (1
975)などが挙げられる。特に、室温条件下で安定な酸素
錯体を形成できると報告されているポルフィリン鉄(II)
錯体として、5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o
-ピバルアミドフェニル)ポルフィリン鉄(II)錯体(以
下、FeTpivPP錯体と呼ぶ)(J. P. Collman, et al.,
J. Am. Chem. Soc., 97, 1427 (1975))が知られてい
る。
ルイミダゾール、1-アルキル-2-メチルイミダゾールな
どを共存させると、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタ
ン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミ
ドなどの有機溶媒中、室温で分子状酸素を可逆的に結合
解離できる。また、この錯体をリン脂質から成る二分子
膜小胞体に包埋させれば、生理条件下(水相系、pH 7.
4、≦40 ℃)でも同様の酸素吸脱着機能が発揮される
(例えば、E. Tsuchida et al., J. Chem. Soc.,Dalton
Trans., 1984, 1147 (1984)など)。
酸素を可逆的に結合解離するためには、上述したように
過剰モル数の軸塩基分子を外部から添加する必要があ
る。しかし、軸塩基として広く用いられているイミダゾ
ール誘導体には薬理作用を持つものがあり、体内毒性の
高い場合が多い。また、リン脂質小胞体を利用する場
合、過剰に共存させたイミダゾール誘導体がその形態を
不安定化させる要因とも成り得る。この軸塩基の添加量
を極限的に少なくする方法は、分子内に共有結合でイミ
ダゾール誘導体を導入することに他ならない。
分子内に、置換基として、例えばアルキルイミダゾール
誘導体を共有結合すれば、軸塩基を外部添加することな
く安定な酸素運搬体を供給できるものと考え、既にポル
フィリン環の2位に置換基を有するFeTpivPP類縁体を合
成し、これをリン脂質小胞体中やヒト血清アルブミンに
包接させた系について、可逆的な酸素の吸脱着反応を明
らかにしている(例えば、特開昭59-164791号、特開昭5
9-162924号、特開平8-301873号など)。
溶媒中に比べ中心鉄(II)の酸化反応が促進されるため、
得られる酸素錯体の安定度は著しく低い。換言すると、
可逆的な酸素配位活性を発現できるのは、ポルフィリン
鉄錯体の中心鉄が2価の状態にある時のみで、中心鉄が
酸化し、鉄(III)錯体になると、その酸素配位活性は完
全に失われる(Momentau et al., Chem. Rev., 110, 76
90 (1994)など参照)。本発明者らが開発したポルフィ
リン鉄(II)錯体を水中に分散させる上記の先行技術は、
ポルフィリン鉄(II)錯体を均一に水中へ分溶解させるだ
けだけでなく、酸素配位座近傍に微小な疎水空間を提供
することにより、酸素錯体の安定度を延長させる効果が
ある。しかし、これらのポルフィリン鉄(II)錯体の水溶
液や分散液を人工酸素運搬体として、例えば赤血球の代
替物として使用することを考えた場合には、さらに安定
度の高い酸素錯体を形成できるポルフィリン分子構造の
設計と合成が待たれていたのが現状であった。
の事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点
を解消し、酸素輸液として有効に作用するポルフィリン
金属錯体を提供することを課題としている。
な酸素錯体を形成できるポルフィリン金属錯体の分子設
計と機能発現に鋭意研究を重ねた結果、2位置へ酸素吸
着能を有効に発揮させるために必要な置換基、すなわち
塩基性軸配位子であるイミダゾール誘導体を結合させた
5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-置換アミド
フェニル)ポルフィリン金属錯体の酸素配位座近傍置換
基として、脂環式炭化水素基を導入することにより、酸
素親和性を適当な値に保ちながら、従来系に比べて格段
に安定度の高い酸素錯体を形成し得る新しい酸素輸液が
提供できると考え、本発明を完成するに至った。
4または第5周期の遷移金属イオンMが、次の一般式
[I]
環式炭化水素基、R2はアルキレン基、R3はイミダゾリ
ル基のMへの配位を阻害しない基である)で示されるポ
ルフィリン誘導体に配位してなるポルフィリン金属錯体
を提供する。
一般式[II]
金属イオンを示し、R1は置換基を有してもよい脂環式
炭化水素基、R2はアルキレン基、R3はイミダゾリル基
のMへの配位を阻害しない基、X-はハロゲンイオンを
示し、nはX-の個数を表すMの価数から2を差し引い
た数である)で示されるポルフィリン金属錯体を提供す
る。
に置換基を有する脂環式炭化水素基であるポルフィリン
金属錯体を、第4には、R2がC1〜C10のアルキレン基
であるポルフィリン金属錯体を、また、第5には、R3
が水素原子またはメチル基、エチル基、プロピル基のい
ずれかの置換基から選択されるポルフィリン金属錯体を
提供する。
がFeまたはCoであるポルフィリン金属錯体を、第7
には、Mが+2価または+3価のFeであるポルフィリ
ン金属錯体を、第8には、Mが+2価のCoであるポル
フィリン金属錯体を提供する。
なくとも前記いずれかのポルフィリン金属錯体を含有す
る酸素輸液をも提供する。
属錯体は、第4または第5周期の遷移金属イオンMが、
次の一般式[I]
環式炭化水素基、R2はアルキレン基、R3はイミダゾリ
ル基のMへの配位を阻害しない基である)で示されるポ
ルフィリン誘導体に配位してなるものである。すなわ
ち、このようなポルフィリン金属錯体は、次の一般式
[II]
金属イオンを示し、R1は置換基を有してもよい脂環式
炭化水素基、R2はアルキレン基、R3はイミダゾリル基
のMへの配位を阻害しない基、X-はハロゲンイオンを
示し、nはX-の個数を表すMの価数から2を差し引い
た数である)で示されるものである。
(II)、Co(II)などの第4または5周期の遷移金属イオ
ンである場合に、このポルフィリン金属錯体は、分子内
に結合されたイミダゾリル基がMに1つ配位した状態と
なり、当該分子のみで酸素結合能を発揮できるものとな
る。
錯体では、酸素配位座近傍置換基として、より疎水性の
高い脂環式炭化水素基を有しているため、本発明者らが
これまでに報告しているt-ブチル基を結合したポルフ
ィリン誘導体に比べ、水中でのプロトンによる中心金属
の酸化過程が抑制される。したがって、結果として、よ
り安定度の高い酸素配位錯体が得られる。また、このよ
うなポルフィリン金属錯体は、イミダゾリル基に結合さ
れた置換基が環状炭化水素基であるために、分子容が同
炭素数の長鎖アルキル基に比べて小さく抑えられるとい
う特徴を有する。このような小さな分子容はアルブミン
内部等の微視的な疎水環境にポルフィリン金属錯体を包
接させる場合に有利である。
リン金属錯体において、R1、R2、およびR3は、前記
のとおりのものであり、その種類は、とくに限定されな
い。R1としては、1−位にメチル基、アルキルアミド
基、アルキルエーテル基等の置換基を有する1−置換シ
クロプロピル基、1−置換シクロペンチル基、1−置換
シクロヘキシル基、1−メチル−2シクロヘキセニル
基、1−置換ノルボルニル基、1−アダマンチル基等の
1位に置換基を有する脂環式炭化水素が好ましく例示さ
れる。もちろん、これら以外にも、2−置換ノルボルニ
ル基等であってもよい。
ミダゾリル基のMへの配位を阻害しないものとするため
に、C1〜C10のアルキレン基とすることが好ましい。
Mへの配位を阻害しなければどのような置換基であって
もよいが、好ましくは、水素原子、またはメチル基、エ
チル基、プロピル基が挙げられる。
属錯体では、中心遷移金属Mは、第4〜第5周期の遷移
金属であればよく、特に限定されないが、FeまたはC
oの場合、とくに酸素結合解離能が高いポルフィリン金
属錯体が得られ、好ましい。中でも、MがFeの場合に
は、+2価または+3価のFe、MがCoの場合には、
+2価のCoとすることが好ましい。
リン金属錯体は、酸素と可逆的な結合解離能を示すこと
から、このポルフィリン金属錯体を酸素運搬体として用
いれば酸素輸液が得られる。このような酸素輸液の組成
等はとくに限定されず、この出願の発明のポルフィリン
金属錯体を含有していればよい。もちろん、それ以外に
も、水、脂質、pH調整剤、安定剤、界面活性剤等を任
意の配合で含有していてもよい。
わち、輸血用血液の代替物のほか、術前血液希釈液、人
工心肺など体外循環回路の補填液、移植臓器の灌流液、
虚血部位への酸素供給液(心筋梗塞、脳梗塞、呼吸不全
など)、慢性貧血治療剤、液体換気の環流液、癌治療用
増感剤、再生組織細胞の培養液、さらに、稀少血液型患
者への利用、宗教上の理由による輸血拒否患者への対
応、動物医療への応用等が期待される。しかし、第4〜
5周期の遷移金属イオンを有するポルフィリン錯体は、
酸化還元反応、酸素酸化反応または酸素添加反応の触媒
としての付加価値も高いことから、本発明のポルフィリ
ン金属錯体は、このような酸素輸液のみならず、ガス吸
着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応触媒、あるいは酸素
添加反応触媒としても利用できる。
は、どのような方法で合成されても良いが、例えば、次
の一般式[III]
α,α,α-o-アミノフェニル)ポルフィリンを出発物質
として合成できる。
m. Soc., 97, 1427 (1975)に記載の方法に従って合成さ
れた、5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-アミ
ノフェニル)ポルフィリンを適当な乾燥有機溶剤、例え
ば乾燥テトラヒドロフランに溶解し、塩基(例えばピリ
ジン、トリエチルアミン、4-ジメチルアミノピリジンな
ど)と1-メチルシクロアルカン酸クロライドを加えて、
暗所、氷冷するか、または室温で撹拌する。その後、溶
媒を減圧除去し、これをクロロホルムなどの有機溶媒で
抽出し、水で洗浄、濾過後、シリカゲルカラムクロマト
グラフィーで分画精製する。こうして、5,10,15,20-テ
トラキス(α,α,α,α-o-置換アミドフェニル)ポル
フィリンを得る。
ドを氷水で冷却し、オキシ塩化リンを加え、室温で1〜2
時間撹拌、Vilsmeier試薬を調製する。ここへ乾燥ジク
ロロメタン、あるいはクロロホルムに溶解した5,10,15,
20-テトラキス(α,α,α,α-o-置換アミドフェニル)
ポルフィリンを室温で滴下する。このとき、反応溶液は
瞬時に紫色からジカチオンの緑色に変化する。これを12
〜24時間沸点還流させる。放冷後、飽和酢酸ナトリウム
水溶液を反応溶液に加えると、緑色から紫色に変化する
ので、更に20〜40℃で20〜120分間撹拌を続ける。これ
を適当な有機溶剤で抽出し、水で洗浄、乾燥、濾過後、
シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画精製する。
こうして2-ホルミル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,
α,α-o-置換アミドフェニル)ポルフィリンを得る。
(α,α,α,α-o-置換アミドフェニル)ポルフィリン
を適当な有機溶剤(例えば、ジクロロメタン、クロロホ
ルム、ベンゼンなど)に溶解し、メタノールを加えて窒
素で十分に脱気する。氷冷下、水素化ホウ素ナトリウム
を加え5〜15分間撹拌した後、水を加えて反応を停止さ
せる。これをクロロホルムなどの有機溶媒で抽出し、水
で洗浄、乾燥、濾過後、シリカゲルカラムクロマトグラ
フィーで分画精製する。こうして2-ヒドロキシメチル-
5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-置換アミド
フェニル)ポルフィリンを得る。
5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-置換アミド
フェニル)ポルフィリンの2-ヒドロキシエチル基へのイ
ミダゾリルアルカン酸の導入は、発明者らの従来技術
(特開平06-271577)に記載の方法により実施できる。
中心金属の導入は、例えばD. Dolphin 編、The Porphyr
in、1978年、アカデミック・プレス社などに記載の一般
法により達成され、相当のポルフィリン金属錯体として
得られる。一般に、鉄錯体の場合にはポルフィリン鉄(I
II)錯体が、コバルト錯体の場合にはポルフィリンコバ
ルト(II)錯体が得られる。
(III)錯体の形を有する場合は、適当な還元剤(亜二チ
オン酸ナトリウム、アスコルビン酸など)を用い、常法
により中心金属を3価から2価へ還元すれば、酸素結合
活性が付与できる。
脂質分子から成る二分子膜小胞体に包埋した系、リン脂
質被覆脂肪乳剤中へ内包した系、さらにはヒト血清アル
ブミンに包接した系、組換えヒト血清アルブミンに包接
した系、アルブミン多量体に包接した系、いずれの場合
も酸素と接触すると速やかに安定な酸素錯体を生成す
る。また、これらの錯体は酸素分圧に応じて酸素を吸脱
着できる。この酸素結合解離は可逆的に繰り返し行うこ
とができ、酸素吸脱着剤、酸素運搬体として作用する。
合、相当する配位錯体を形成できる(例えば、一酸化炭
素、一酸化窒素、二酸化窒素など)。これらの理由か
ら、本発明のポルフィリン金属錯体は、特に鉄(II)また
はコバルト(II)錯体の場合、有効な酸素輸液として機能
することはもちろん、均一系、不均一系での酸化還元反
応触媒、さらには、ガス吸着剤としての応用が可能とな
る。
する。なお、本発明が実施例のものに限定されないこと
は、言うまでもない。
α,α,α-o-アミノフェニル)ポルフィリン0.4g(0.59
mmol)をテトラヒドロフラン55 mLに溶解し、ピリジン
1.7 mL(20.7 mmol)と1-メチルシクロヘキサン酸クロ
ライド2.11 g(14.8 mmol)を加えて、室温、暗所で2時
間撹拌した。その後、溶媒を減圧除去し、これをクロロ
ホルムで抽出し、5%アンモニア水で洗浄した後、純水で
数回洗浄した。クロロホルム層を無水硫酸ナトリウムで
乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のク
ロロホルムに溶解させ、シリカゲルカラム(クロロホル
ム/酢酸エチル:10/1(容量/容量))で分画精製し、
目的物を集めて真空乾燥した。こうして、紫色の5,10,1
5,20-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘ
キシルアミド)フェニル)ポルフィリンを収量0.56 g(収
率82 %)で得た。
α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フェニル)ポルフ
ィリンの分析結果は、表1に示した。
0-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキ
シルアミド)フェニル)ポルフィリン0.54g(0.461 mmo
l)をクロロホルム10 mLに溶解し、塩化銅二水和物177
mg(1.15 mmol)とトリエチルアミン233 mg(2.31 mmo
l)のメタノール溶液(2 mL)を加え、65oCで1時間、沸点
環流した。反応溶液の可視吸収スペクトルで、銅イオン
がポルフィリンに挿入されたことを確認した後、溶媒を
減圧除去し、これをクロロホルムで抽出し、純水で数回
洗浄した。クロロホルム層を無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロロ
ホルムに溶解させ、シリカゲルカラム(クロロホルム/
酢酸エチル:5/1(容量/容量))で分画精製し、目的物
を集め、真空乾燥した。
(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フ
ェニル)ポルフィリン銅(II)を収量0.45 g(収率79 %)
で得た。
α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フェニル)ポ
ルフィリン銅(II)の分析結果を表2に示した。
メチルホルムアミド6.3 mLを氷水で冷却し、オキシ塩化
リン7.4 mLを加え、室温で1時間撹拌させ、赤橙色のVil
smeier試薬を得た。そこへ、実施例2で合成した5,10,1
5,20-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘ
キシルアミド)フェニル)ポルフィリン銅(II)0.45 g(0.
36 mmol)のジクロロメタン溶液14 mLを室温で滴下し
た。反応の進行に伴い、溶液の色は紫色から濃緑色に変
化し、イミニウム塩の生成が確認できた。これを18時間
沸点還流させた後、放冷し、飽和酢酸ナトリウム水溶液
300 mlを加えることにより、中和させたところ、反応溶
液の色は緑色から紫色に変化した。
ロロホルムで抽出し、純水で数回洗浄した後、無水硫酸
ナトリウムで乾燥、濾過後、溶媒を減圧除去した。シリ
カゲルカラム(クロロホルム/酢酸エチル:5/1(容量
/容量))で分画精製、目的物を集め、真空乾燥する。
こうして、紫色の2-ホルミル-5,10,15,20-テトラキス
(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フ
ェニル)ポルフィリン銅(II)を収量0.22 g(収率50 %)
で得た。
ス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)
フェニル)ポルフィリン銅(II)の分析結果を表3に示し
た。
ル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-アミノフ
ェニル)ポルフィリン銅(II)0.22 g(0.175 mmol)をジ
クロロメタン8 mLに溶解し、そこへ濃硫酸2 mLを加え、
室温で10分間激しく攪拌させたところ、溶液の色は緑色
に変化した。この溶液を、クロロホルムと氷水の二層溶
液中へ滴下し、炭酸ナトリウムで中和したところ、クロ
ロホルム層は、紫色に戻った。クロロホルム層を純水で
数回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過
後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロロホルムに
溶解させ、シリカゲルカラム(クロロホルム/酢酸エチ
ル:5/2(容量/容量))で分画精製し、目的物を集め、
真空乾燥した。
テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシ
ルアミド)フェニル)ポルフィリンを収量0.18 g(収率84
%)で得た。
ス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)
フェニル)ポルフィリンの分析結果を表4に示した。
ル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチ
ルシクロヘキシルアミド)フェニル)ポルフィリン177 mg
(0.147 mmol)をジクロロメタン 2.5 mLに溶解し、メ
タノール7 mLを加えて窒素で十分に脱気した。氷冷下、
水素化ホウ素ナトリウム53.6 mg(1.47 mmol)を加え10
分間撹拌し、水を加えて反応を停止した。これをクロロ
ホルムで抽出し、純水で数回洗浄した後、無水硫酸ナト
リウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を
少量のクロロホルムに溶解させ、シリカゲルカラム(ク
ロロホルム/メタノール:30/1(容量/容量))で分画
精製し、目的物を集め、真空乾燥した。こうして、紫色
の 2-ヒドロキシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,
α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フェニ
ル)ポルフィリンを収量89.3 mg(収率50 %)で得た。
テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシ
ルアミド)フェニル)ポルフィリンの分析結果を表5に示
した。
ル)オクタン酸 塩酸塩74.0 mg (0.287 mmol)の乾燥ジメ
チルホルムアミド(2 mL)溶液にトリエチルアミン0.14 m
L (1.15 mmol)を添加したところ、ただちに白色塩酸塩
が析出した。10分間攪拌後、過剰のトリエチルアミンを
真空ポンプで減圧除去した。実施例5で合成した2-ヒド
ロキシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-
o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フェニル)ポルフィ
リン(35 mg, 28.7 μmol)、4-ジメチルアミノピリジン
3.5 mg (0.0287 mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミ
ド100.7 mg (0.488 mmol)を加え、室温、遮光下で4日間
攪拌したところ、白色塩のDCUreaが析出した。溶媒を減
圧除去後、少量のクロロホルムに溶解させ、ベンゼン中
へ最沈殿させることにより、生成物を精製した。濾物を
少量のクロロホルムに溶解させ、シリカゲルカラム(ク
ロロホルム/メタノール:10/1(容量/容量))で分画
精製し、目的物を集め、真空乾燥した。こうして、紫色
の2-8-(2-メチル-1-イミダゾリル)オクタノイルオキシ
メチル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-
メチルシクロヘキシルアミド)フェニル)ポルフィリンを
収量31.9 mg(収率76 %)で得た。
タノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,
α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フェニ
ル)ポルフィリンの分析結果を表6に示した。
は、D. Dolphin 編、The Porphyrin、1978年、アカデミ
ック・プレス社などに記載の一般法により行った。
mL)を入れ、窒素を30分間通気して、完全に脱酸素し
た。素早く電解鉄107.8 mg (1.93 mmol)を加え、80℃ま
で昇温し1時間攪拌した。電解鉄が溶解し、透明薄緑色
の溶液となったところで、130℃まで昇温し、臭化水素
酸及び水を蒸発除去した。
で合成した2-8-(2-メチル-1-イミダゾリル)オクタノイ
ルオキシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,
α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フェニル)ポルフ
ィリン23.5 mg (16.1 μmol)と2,6-ルチジン21.3 mL
(0.193 mmol)の乾燥テトラヒドロフラン溶液(5 mL)を窒
素雰囲気下で滴下し、12時間沸点還流を行った。反応が
終了したところで、溶媒を減圧除去し、これをクロロホ
ルムで抽出し、純水で数回洗浄した後、無水硫酸ナトリ
ウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少
量のクロロホルムに溶解させ、分画精製(クロロホルム/
メタノール=10/1 (v/v))をし、2-8-(2-メチル-1-イミダ
ゾリル)オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラ
キス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミ
ド)フェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物を収量1
7.6 mg (74%)で得た。
オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラキス
(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミド)フ
ェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物の分析結果を
表7に示した。
クロヘキサン酸クロライドの代わりに、1-メチルシクロ
ペンタン酸クロライドを用い、さらに実施例6において
8-(2-メチル-1-イミダゾリル)オクタン酸・塩酸塩の代
わりに8-(1-イミダゾリル)オクタン酸・塩酸を用いる以
外は実施例1〜7と全く同様な方法に従って、2-8-(1-
イミダゾリル)オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20-
テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロペンチ
ルアミド)フェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物
を定量的に合成した。
キシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-
(1-メチルシクロペンチルアミド)フェニル)ポルフィリ
ン鉄(III)錯体・臭化物の分析結果を表8に示した。
クロヘキサン酸クロライドの代わりに、1-アダマンタン
酸クロライドを用い、さらに実施例6において8-(2-メ
チル-1-イミダゾリル)オクタン酸・塩酸塩の代わりに8-
(2-メチル-1-イミダゾリル)ウンデカン酸・塩酸を用い
る以外は実施例1〜7と全く同様な方法に従って、2-8-
(2-メチル-1-イミダゾリル)ウンデカノイルオキシメチ
ル-5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-アダ
マンタンアミド)フェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・
臭化物を定量的に合成した。
デカノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,
α,α,α-o-(1-アダマンタンアミド)フェニル)ポルフ
ィリン鉄(III)錯体・臭化物の分析結果は、表9に示し
たとおりである。
シクロヘキサン酸クロライドの代わりに、1-メチルアミ
ドノルボルナン酸クロライドを用い、さらに実施例7に
おいて2,6-ルチジンを含む乾燥テトラヒドロフラン中
で、塩化コバルトと反応させる方法で、ポルフィリン中
心へコバルトを導入する以外は実施例1〜7と全く同様
な方法に従って、2-8-(2-メチル-1-イミダゾリル)オク
タノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラキス(α,
α,α,α-o-(1-メチルアミドノルボルナンアミド)フ
ェニル)ポルフィリンコバルト(II)錯体を定量的に合成
した。
オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラキス
(α,α,α,α-o-(1-メチルアミドノルボルナンアミ
ド)フェニル)ポルフィリンコバルト(II)錯体の分析結果
は、表10に示したとおりである。
(2-メチル-1-イミダゾリル)オクタノイルオキシメチル-
5,10,15,20-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシ
クロヘキシルアミド)フェニル)ポルフィリン鉄(III)錯
体・臭化物46.2 μg( 0.03 μmol)を10 mLの無水トル
エン溶液とし、窒素置換後、亜二チオン酸水溶液と不均
一系で約2時間混合攪拌し、鉄(II)へ還元した。窒素
雰囲気下、トルエン層だけを抽出、無水硫酸ナトリウム
で脱水乾燥後、濾別し、得られたトルエン溶液を測定セ
ルに移し密閉した。こうして、2-8-(2-メチル-1-イミダ
ゾリル)オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20-テトラ
キス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシルアミ
ド)フェニル)ポルフィリン鉄(II)錯体のトルエン溶液を
得た。この溶液の可視吸収スペクトルはλmax:441、53
9、558 nmで、当該錯体はイミダゾールが1つ配位した5
配位デオキシ型に相当するものであることが確認され
た。
スペクトルが変化し、λmax:424、552 nmのスペクトル
が得られた。これより酸素化錯体の形成が確認された。
き込むことにより、可視吸収スペクトルが酸素化型スペ
クトルからデオキシ型スペクトルへ可逆的に変化したこ
とから、酸素の吸脱着が可逆的に生起することが確認さ
れた。
む操作を繰り返すことにより、酸素吸脱着を連続して行
うことができた。酸素親和度の指標となる酸素親和性
(全体のポルフィリン鉄の50%が酸素化する際の酸素分圧
(=P1/2))は、20 Torr(25oC)であった。また、この酸素
配位錯体はトルエン中に含まれる微量の水により徐々に
酸化劣化していったが、その半減期は約24〜48時間(25
℃)であることが確認された。 <実施例12>実施例7で合成した2-8-(2-メチル-1-イ
ミダゾリル)オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20-テ
トラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシル
アミド)フェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物46.
2 μg( 0.03 μmol)、およびジパルミトイルフォスフ
ァチジルコリン2.2 mg(3.0 μmol)を15 μLのメタノ
ール溶液とし、窒素置換後、一酸化炭素を通気し、アス
コルビン酸水溶液を加えて還元し、一酸化炭素錯体とし
た。これを3 mLの水(70℃)に注入することにより、一
酸化炭素化錯体の小胞体分散液が得られた(λmax:42
7、543 nm)。さらに、窒素雰囲気下にて光照射しCOを
脱離させたところ、可視吸収スペクトルは、λmax:44
1、547、565 nmに移行し、イミダゾールの1つ配位した
5配位デオキシ型となった。
0〜200 nmの均一な二分子膜小胞体の形成が確認でき
た。
スペクトルが変化し、λmax:426、554 nm のスペトル
が得られた。これより、明らかな酸素化錯体の形成が示
された。この酸素化錯体溶液に窒素ガスを1分間吹き込
むことにより、可視吸収スペクトルは酸素化型スペクト
ルからデオキシ型スペクトルへ可逆的に変化し、酸素の
吸脱着が可逆的に生起することが確認された。
む操作を繰り返すことにより、酸素吸脱着を連続して行
えることが確認できた。 <実施例13>実施例7に従い合成した2-8-(2-メチル-
1-イミダゾリル)オクタノイルオキシメチル-5,10,15,20
-テトラキス(α,α,α,α-o-(1-メチルシクロヘキシ
ルアミド)フェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物
(20 μM)を特開平8-301873号公報記載の手法に従ってヒ
ト血清アルブミン(2.5 μM)に包接して調製したアルブ
ミン−ヘム複合体(ポルフィリン/アルブミン:8 (mol/m
ol))のリン酸緩衝水溶液(pH7.4、1/30mM) 3 mLを石英製
分光測定用セルに移し、窒素雰囲気下で密封した。その
可視吸収スペクトルはλmaxが445, 543, 567 nmであ
り、包接されているポルフィリン鉄(II)錯体は分子内軸
塩基が1つ配位したFe(II)高スピン5配位錯体を形成して
いることが明らかになった。
可視吸収スペクトルのλmaxが428,555 nmへ移行したこ
とから、明らかな酸素化錯体の形成が示された。この酸
素化錯体溶液に窒素ガスを1分間吹き込むことにより、
可視吸収スペクトルは酸素化型スペクトルからデオキシ
型スペクトルへ可逆的に変化し、酸素の吸脱着が可逆的
に生起することが確認された。
む操作を繰り返し、酸素吸脱着を連続して行うことがで
きた。酸素親和度の指標となる酸素親和性(全体のポル
フィリン鉄の50%が酸素化する際の酸素分圧(=P1/2))
は、35 Torr(37oC)であった。また、この酸素配位錯体
は徐々に酸化劣化していったが、その半減期は約9〜24
時間(37℃)であり、従来系に比べて格段に長いものとな
った。
発明により、酸素親和性を適当な値に保ちながら、安定
度の高い酸素錯体を形成することができるポルフィリン
金属錯体が提供される。このポルフィリン金属錯体は、
酸素親和性を赤血球の値近くに保持したまま、酸素錯体
の安定度を延長できるものである。そして、このような
ポルフィリン金属錯体を含有する新しい酸素輸液は、実
用に耐える、安定度の高い製剤として作用する。さら
に、この出願の発明のポルフィリン金属錯体は、酸素輸
液のほかにも、ガス吸着剤、酸素吸脱着剤、酸化還元触
媒、酸素酸化反応触媒などとして利用可能な有用なもの
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 第4または第5周期の遷移金属イオンM
が、次の一般式[I] 【化1】 (ここで、R1は置換基を有してもよい脂環式炭化水素
基、R2はアルキレン基、R3はイミダゾリル基のMへの
配位を阻害しない基である)で示されるポルフィリン誘
導体に配位してなるポルフィリン金属錯体。 - 【請求項2】 次の一般式[II] 【化2】 (ここで、Mは第4または第5周期の遷移金属イオンを
示し、R1は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、
R2はアルキレン基、R3はイミダゾリル基のMへの配位
を阻害しない基、X-はハロゲンイオンを示し、nはX-
の個数を表すMの価数から2を差し引いた数である)で
示されるポルフィリン金属錯体。 - 【請求項3】 R1は、1位に置換基を有する脂環式炭
化水素基である請求項1または2のいずれかのポルフィ
リン金属錯体。 - 【請求項4】 R2は、C1〜C10のアルキレン基である
請求項1ないし3のいずれかのポルフィリン金属錯体。 - 【請求項5】 R3は、水素原子またはメチル基、エチ
ル基、プロピル基のいずれかの置換基から選択される請
求項1ないし4のいずれかのポルフィリン金属錯体。 - 【請求項6】 Mは、FeまたはCoである請求項1な
いし5のいずれかのポルフィリン金属錯体。 - 【請求項7】 Mは、+2価または+3価のFeである
請求項6のポルフィリン金属錯体。 - 【請求項8】 Mは、+2価のCoである請求項6のポ
ルフィリン金属錯体。 - 【請求項9】 少なくとも請求項1ないし8のいずれか
のポルフィリン金属錯体を含有する酸素輸液。
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