JP2006008623A - Porphyrin compound having succinimidyl group or its metal complex, albumin bonded with porphyrin metal complex and oxygen infusion containing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porphyrin metal complex capable of forming an oxygen complex stable over a longer period and effectively acting as an oxygen infusion or a porphyrin compound as a precursor of the complex. <P>SOLUTION: The porphyrin compound is expressed by formula [I] (R<SB>1</SB>is a (substituted) straight-chain or alicyclic hydrocarbon group; R<SB>2</SB>is an alkylene; R<SB>3</SB>is a group allowing the coordination of imidazolyl group to the center transition metal ion M in the case of coordinating a transition metal ion M of the 4-5 period; and R is methylene group or ethylene group). The invention further provides a metal complex of the compound coordinated with a transition metal ion of the 4-5 period. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、可逆的に酸素を結合解離でき、しかも蛋白質に直接結合可能なスクシンイミジル基を有するポルフィリン化合物もしくはその金属錯体、それをアルブミンに共有結合して得たポルフィリン金属錯体結合アルブミン、およびそのポルフィリン金属錯体結合アルブミンを含有する酸素輸液(人工酸素運搬体)に関する。   The present invention relates to a porphyrin compound having a succinimidyl group capable of binding and dissociating oxygen reversibly and directly binding to a protein or a metal complex thereof, a porphyrin metal complex-bound albumin obtained by covalently binding it to albumin, and a porphyrin thereof The present invention relates to an oxygen infusion solution (artificial oxygen carrier) containing metal complex-bound albumin.

生体内で酸素運搬・貯蔵の役割を担うヘモグロビンやミオグロビンの補欠分子族であるヘム、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する。このような天然のヘムと同じ酸素吸脱着能を合成のポルフィリン鉄(II)錯体で再現しようとする研究は1970年代から報告されているが、初期の研究例としては、非特許文献1、非特許文献2等が代表的であり、また、最近の開発動向は非特許文献3、非特許文献4等に体系的に記載されている。   Heme, which is a prosthetic group of hemoglobin and myoglobin that plays a role in oxygen transport and storage in vivo, that is, porphyrin iron (II) complex, reversibly binds and dissociates molecular oxygen in response to oxygen partial pressure. Research that attempts to reproduce the same oxygen adsorption / desorption ability as that of natural heme with a synthetic porphyrin iron (II) complex has been reported since the 1970s. Patent Document 2 and the like are representative, and recent development trends are systematically described in Non-Patent Document 3, Non-Patent Document 4, and the like.

室温条件下で安定な酸素錯体を形成できるポルフィリン鉄(II)錯体としては、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)が知られている(非特許文献5)。FeTpivPP錯体は、軸塩基、例えば1−アルキルイミダゾール、1−アルキル−2−メチルイミダゾール等を過剰に共存させると、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等の有機溶媒中、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、pH7.4、37℃)でも同様の酸素吸脱着機能が発揮される(例えば、非特許文献6等)。FeTpivPP錯体が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ことが不可欠である。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なり得る。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。   Examples of porphyrin iron (II) complexes that can form stable oxygen complexes under room temperature conditions include 5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin iron (II). Complexes (hereinafter referred to as FeTpivPP complexes) are known (Non-Patent Document 5). The FeTpivPP complex can be used in an organic solvent such as benzene, toluene, dichloromethane, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide at room temperature when an axial base such as 1-alkylimidazole, 1-alkyl-2-methylimidazole, etc. coexists in excess. Can reversibly bond and dissociate molecular oxygen. Further, when this complex is embedded in a bilayer vesicle composed of phospholipid, the same oxygen adsorption / desorption function is exhibited even under physiological conditions (aqueous phase system, pH 7.4, 37 ° C.) (for example, Non-patent document 6). In order for the FeTpivPP complex to reversibly bind and dissociate oxygen, it is indispensable to add an excess molar number of axial base molecules from the outside as described above. However, some imidazole derivatives widely used as axial bases have a pharmacological action and are often highly toxic in the body. In addition, when phospholipid endoplasmic reticulum is used, an excessively coexisting imidazole derivative may be a factor destabilizing the form. The method of extremely reducing the amount of the axial base added is none other than introducing an imidazole derivative through a covalent bond in the molecule.

本発明者らのグループは、ポルフィリン鉄(II)錯体の分子内へ置換基として、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(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。   Our group is able to supply a stable oxygen carrier without external addition of an axial base if, for example, an alkylimidazole derivative is covalently bonded as a substituent into the porphyrin iron (II) complex molecule. The FeTpivPP analogue already having a substituent at the 2-position of the porphyrin ring was synthesized, and the reversible oxygen adsorption / desorption reaction was clarified in a system in which this was included in phospholipid endoplasmic reticulum or human serum albumin. (Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3).

しかしながら、一般的に水溶液中では中心鉄(II)の酸化反応が加速されるため、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。本発明者らのグループ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リン脂質小胞体中やヒト血清アルブミンに包接させる先行技術は、ポルフィリン鉄(II)錯体を均一に水中へ溶解させるだけでなく、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もあった。   However, since the oxidation reaction of central iron (II) is generally accelerated in an aqueous solution, the stability of the obtained oxygen complex is extremely low. In other words, reversible oxygen coordination activity can be expressed only when the central iron of the porphyrin iron complex is in a divalent state, and when the central iron is oxidized and becomes an iron (III) complex, the oxygen coordination is achieved. Position activity is completely lost. In the above phospholipid endoplasmic reticulum, in which the porphyrin iron (II) complex developed by the present inventors group is dispersed in water, and in the prior art for inclusion in human serum albumin, the porphyrin iron (II) complex is uniformly introduced into water. In addition to dissolving, providing a minute hydrophobic space in the vicinity of the oxygen coordination site has the effect of extending the stability of the oxygen complex.

他方、これらの系ではポルフィリン鉄(II)錯体の包接駆動力は、いずれも疎水性相互作用、すなわち非共有結合であるため、酸素結合サイトであるポルフィリン金属錯体が、疎水場から解離してしまう可能性もある。上記ポルフィリン金属錯体水溶液や分散液を人工酸素運搬体として、例えば赤血球代替物として体内へ投与した場合、ある程度の期間、血流中に留まり、酸素輸送体の役割を担ってくれることが望ましい。実際、アルブミン−ポルフィリン金属錯体複合体を血中に投与すると、ポルフィリン金属錯体はアルブミンから解離する。つまり、より長い血中半減期を実現するためには、アルブミンに強固な結合様式で固定できるポルフィリン金属錯体の設計と合成が待たれていたのが現状であった。
J. P. Collman, Acc. Chem. Res., 10, 265 (1977) F. Basolo, B. M. Hoffman, J. A. Ibers, Acc. Chem. Res., 8, 384 (1975) Momentau et al., Chem. Rev., 110, 7690 (1994) J. P. Collman, Chem. Rev., 104, 561 (2004) J. P. Collman, et al., J. Am. Chem. Soc., 97, 1427 (1975) E. Tsuchida et al., J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1984, 1147 (1984) 特開昭59−164791号公報 特開昭59−162924号公報 特開平8−301873号公報
On the other hand, in these systems, the inclusion driving force of porphyrin iron (II) complex is hydrophobic interaction, that is, non-covalent bond, so the porphyrin metal complex that is oxygen binding site is dissociated from the hydrophobic field. There is also a possibility of end. When the porphyrin metal complex aqueous solution or dispersion is administered into the body as an artificial oxygen carrier, for example, as a substitute for red blood cells, it is desirable that the porphyrin metal complex aqueous solution or dispersion stay in the bloodstream for a certain period of time and serve as an oxygen transporter. In fact, when an albumin-porphyrin metal complex complex is administered into blood, the porphyrin metal complex dissociates from albumin. In other words, in order to achieve a longer blood half-life, the design and synthesis of a porphyrin metal complex that can be immobilized on albumin in a strong binding mode has been awaited.
JP Collman, Acc. Chem. Res., 10, 265 (1977) F. Basolo, BM Hoffman, JA Ibers, Acc. Chem. Res., 8, 384 (1975) Momentau et al., Chem. Rev., 110, 7690 (1994) JP Collman, Chem. Rev., 104, 561 (2004) JP Collman, et al., J. Am. Chem. Soc., 97, 1427 (1975) E. Tsuchida et al., J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1984, 1147 (1984) JP 59-164791 A JP 59-162924 A JP-A-8-301873

従って、本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、より長期にわたって安定な酸素錯体を形成し、酸素輸液として有効に作用し得るポルフィリン金属錯体またはその前駆体としてのポルフィリン化合物を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a porphyrin metal complex or a porphyrin compound as a precursor thereof that eliminates the above-mentioned problems of the prior art, forms a stable oxygen complex for a longer period of time, and can effectively act as an oxygen infusion solution. With the goal.

本発明者らは、より強固な結合様式でアルブミンに固定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側鎖部分に、アルブミンのアミノ酸残基と特異的に共有結合を形成し得るスクシンイミドエステル基を導入し、その活性基とアルブミンを共有結合で連結すると、従来の非共有結合でアルブミンの疎水領域へ包接させていた系に比べ、ポルフィリン金属錯体が格段に強固な力で固定されたアルブミン(すなわち、ポルフィリン金属錯体結合アルブミン)の合成が可能となり、安定な酸素錯体を形成し得る新しい酸素輸液が提供できることを見いだし、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the molecular design and functional expression of porphyrin metal complexes that can be immobilized on albumin with a stronger binding mode, the present inventors have obtained substituents necessary for effectively exerting oxygen adsorption ability at the 2-position. That is, albumin is attached to the side chain portion of a 5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphyrin metal complex bound with an imidazole derivative which is a basic axial ligand. Introducing a succinimide ester group that can form a covalent bond specifically with the amino acid residue of the above, and linking the active group and albumin with a covalent bond, the conventional non-covalent bond is included in the hydrophobic region of albumin Compared to the above, it is possible to synthesize albumin in which the porphyrin metal complex is fixed with a much stronger force (that is, porphyrin metal complex-bound albumin). Found to be able to provide new oxygen infusion is capable of forming an oxygen complex, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の第1の側面によれば、式[I]:

Figure 2006008623
That is, according to the first aspect of the present invention, the formula [I]:
Figure 2006008623

(ここで、R1は、置換基を有してもよい直鎖または脂環式炭化水素基、R2は、アルキレン基、R3は周期律表第4〜5周期の遷移金属イオンMを配位させたときに、イミダゾリル基の中心遷移金属イオンMへの配位を許容する基、Rは、メチレン基またはエチレン基)で示されるポルフィリン化合物、または周期律表第4〜5周期の遷移金属イオンが配位したその金属錯体が提供される。 (Here, R 1 is a linear or alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group, and R 3 is a transition metal ion M in the 4th to 5th periods of the periodic table.) Porphyrin compounds represented by a group that allows coordination of an imidazolyl group to the central transition metal ion M when coordinated, R is a methylene group or an ethylene group), or transitions in the 4th to 5th periods of the periodic table The metal complex coordinated with a metal ion is provided.

また、本発明の第2の側面によれば、本発明のポルフィリン金属錯体のスクシンイミジル基をアルブミンと反応させることによって得られるポルフィリン金属錯体結合アルブミンが提供される。   Moreover, according to the 2nd side surface of this invention, the porphyrin metal complex binding albumin obtained by making the succinimidyl group of the porphyrin metal complex of this invention react with albumin is provided.

さらに、本発明の第3の側面によれば、本発明のポルフィリン金属錯体結合アルブミンを含有する酸素輸液が提供される。   Furthermore, according to the 3rd side surface of this invention, the oxygen infusion containing the porphyrin metal complex binding albumin of this invention is provided.

本発明のポルフィリン金属錯体は、テトラフェニルポルフィリン金属錯体の2位置に塩基性軸配位子として機能するイミダゾリル基と、蛋白質に共有結合可能な活性側鎖置換基としてスクシンイミジル基を有するので、アルブミンのリジン残基とアミド結合を形成し、安定度高い酸素錯体を形成することができる。つまり、本発明のポルフィリン金属錯体は、酸素結合能を保持したまま、アルブミンに共有結合により強固に結合させることができる。これを含有する新規な酸素輸液は、血中に投与した後も、ポルフィリン金属錯体が解離することのない、実用に耐える、安定度高い製剤として提供できる。また、本発明のポルフィリン金属錯体は前記した酸素輸液のほか、ガス吸着剤、酸素吸脱着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応触媒等としても有用なものである。   The porphyrin metal complex of the present invention has an imidazolyl group that functions as a basic axial ligand at the 2-position of the tetraphenylporphyrin metal complex and a succinimidyl group as an active side chain substituent that can be covalently bound to a protein. By forming an amide bond with a lysine residue, an oxygen complex with high stability can be formed. That is, the porphyrin metal complex of the present invention can be firmly bonded to albumin by covalent bond while maintaining oxygen binding ability. A novel oxygen infusion solution containing this can be provided as a highly stable preparation that is practically used and does not dissociate the porphyrin metal complex even after administration into blood. The porphyrin metal complex of the present invention is useful as a gas adsorbent, oxygen adsorbent / desorbent, oxidation-reduction catalyst, oxygen oxidation reaction catalyst, etc. in addition to the oxygen infusion described above.

本発明のポルフィリン化合物は、上記式[I]で示される。   The porphyrin compound of the present invention is represented by the above formula [I].

式[I]において、R1は置換基を有してもよい直鎖または脂環式炭化水素基である。R1は、1位に置換基を有する直鎖または脂環式炭化水素基であることが好ましい。そのような直鎖または脂環式炭化水素基の例を挙げると、1,1−二置換C1〜C18アルカン基、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、2−置換ノルボルニル基(これら基における置換基は、メチル基、アルキルアミド基(R’CONH−)、アルキルエステル基(R’OOC−)、アルキルエーテル基(R’O−)、1−メチル−2−シクロヘキセニル基、または1−アダマンチル基等である。ここで、R’で表されるアルキル基としては、C1〜C6アルキル基が好ましい。 In the formula [I], R 1 is a linear or alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent. R 1 is preferably a linear or alicyclic hydrocarbon group having a substituent at the 1-position. Examples of such linear or alicyclic hydrocarbon groups include 1,1-disubstituted C 1 -C 18 alkane groups, 1-substituted cyclopropyl groups, 1-substituted cyclopentyl groups, 1-substituted cyclohexyl groups. , 2-substituted norbornyl groups (the substituents in these groups are methyl group, alkylamide group (R′CONH—), alkyl ester group (R′OOC—), alkyl ether group (R′O—), 1-methyl -2-cyclohexenyl group, 1-adamantyl group, etc. Here, the alkyl group represented by R ′ is preferably a C 1 -C 6 alkyl group.

式[I]において、R2はアルキレン基であり、好ましくは、C1〜C10アルキレン基である。 In the formula [I], R 2 is an alkylene group, preferably a C 1 -C 10 alkylene group.

式[I]において、R3は周期律表第4〜5周期の遷移金属イオンMを配位させたときに、イミダゾリル基の中心遷移金属イオンMへの配位を許容する(配位を阻害しない)基である。かかるR4の例を挙げると、水素原子、メチル基、エチル基またはプロピル基である。 In the formula [I], R 3 allows coordination of the imidazolyl group to the central transition metal ion M when the transition metal ion M in the 4th to 5th periods of the periodic table is coordinated (inhibition of coordination). Not) group. Examples of such R 4 are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a propyl group.

また、式[I]において、Rは、メチレン基またはエチレン基である。   In the formula [I], R represents a methylene group or an ethylene group.

本発明は、式[I]のポルフィリン化合物に周期律表第4〜第5周期の遷移金属イオンMが配位したポルフィリン金属錯体をも提供する。遷移金属イオンMとしては、FeまたはCoが好ましい。Feの原子価は+2または+3であり得、またCoの原子価は+2であり得る。このポルフィリン金属錯体は、式[II]で示すことができる。

Figure 2006008623
The present invention also provides a porphyrin metal complex in which transition metal ions M in the 4th to 5th periods of the periodic table are coordinated to the porphyrin compound of the formula [I]. As the transition metal ion M, Fe or Co is preferable. The valence of Fe can be +2 or +3, and the valence of Co can be +2. This porphyrin metal complex can be represented by the formula [II].
Figure 2006008623

式[II]において、X-は、塩化物イオン、臭化物イオン等のハロゲン化物イオンを表し、X-の個数nは、遷移金属イオンMの価数から2を差し引いた数である。 In the formula [II], X represents a halide ion such as a chloride ion or a bromide ion, and the number n of X is a value obtained by subtracting 2 from the valence of the transition metal ion M.

MがFe(II)、Co(II)等の+2価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、下記式[III]に示すように、ポルフィリン分子内に結合されたイミダゾール基が遷移金属イオンMに配位した状態になる。

Figure 2006008623
When M is a +2 valent transition metal ion such as Fe (II) or Co (II), this porphyrin metal complex has an imidazole group bonded in the porphyrin molecule as shown in the following formula [III]. The state is coordinated to the transition metal ion M.
Figure 2006008623

このようなポルフィリン金属錯体は、当該分子のみで酸素結合能を発揮できるものである。また、本発明のポルフィリン金属錯体では、側鎖置換基として、蛋白質と共有結合可能なスクシンイミジル基を有しているため、これをアルブミンと室温で混合するだけで、酸素結合サイトであるポルフィリン金属錯体が、アルブミンのリジンアミノ基と共有結合を形成し、アルブミン内部にアミド結合を介して固定される。つまり、体内へ投与した場合でも、血液循環系でポルフィリン金属錯体がアルブミンから解離することはなく、より長い血中滞留時間が期待される。   Such a porphyrin metal complex can exhibit an oxygen binding ability only by the molecule. In addition, since the porphyrin metal complex of the present invention has a succinimidyl group that can be covalently bonded to a protein as a side chain substituent, the porphyrin metal complex that is an oxygen binding site can be obtained by simply mixing this with albumin at room temperature. Forms a covalent bond with the lysine amino group of albumin and is immobilized inside albumin via an amide bond. That is, even when administered into the body, the porphyrin metal complex does not dissociate from albumin in the blood circulation system, and a longer residence time in the blood is expected.

酸素輸液の適応は、出血ショックの蘇生液(輸血用血液の血液代替物)のほか、術前血液希釈液、人工心肺等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、呼吸不全等)、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、動物医療への応用が期待されている。酸素輸液は、本発明のポルフィリン金属錯体結合アルブミンを生理食塩水に分散させることによって得られる。ポルフィリン金属錯体結合アルブミンの濃度は、その用途によって異なるが、代用血液としてはヘム濃度で9.2mM/L程度、その他では、それ以上の濃度を用いることができる。   In addition to resuscitation fluid for hemorrhagic shock (blood substitute for blood for transfusion), oxygen transfusion is used for preoperative blood dilution, extracorporeal circulation such as cardiopulmonary bypass, perfusion fluid for transplanted organs, ischemic sites Oxygen supply solution (myocardial infarction, cerebral infarction, respiratory failure, etc.), chronic anemia treatment agent, liquid ventilation reflux solution, cancer treatment sensitizer, regenerative tissue cell culture solution, and use for rare blood group patients, It is expected to respond to patients who refuse to receive blood transfusions for religious reasons and to be applied to animal medicine. The oxygen infusion is obtained by dispersing the porphyrin metal complex-bound albumin of the present invention in physiological saline. The concentration of the porphyrin metal complex-bound albumin varies depending on the application, but as a blood substitute, a heme concentration of about 9.2 mM / L can be used, and other concentrations can be used.

加えて、ポルフィリンが例えば第4〜5周期に属する金属イオンの錯体である場合、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。従って、本発明のポルフィリン金属錯体は、酸素輸液のほか、ガス吸着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応触媒、酸素添加反応触媒としての特徴を持つ。   In addition, when the porphyrin is, for example, a complex of metal ions belonging to the 4th to 5th periods, the added value as a catalyst for the oxidation-reduction reaction, oxygen oxidation reaction, or oxygen addition reaction is also high. Therefore, the porphyrin metal complex of the present invention has characteristics as a gas adsorbent, a redox catalyst, an oxygen oxidation reaction catalyst, and an oxygen addition reaction catalyst in addition to oxygen infusion.

本発明のポルフィリン化合物の製造方法には特に制限はないが、例えば、次の式[IV]:

Figure 2006008623
Although there is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the porphyrin compound of this invention, For example, following formula [IV]:
Figure 2006008623

で示される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)ポルフィリンを出発物質として合成することができる。式[IV]において、R1は、上に定義した通りである。このポルフィリンは、例えば、Tsuchida et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 1995, 747 (1995)に記載の方法を用いて合成することができる。 2-hydroxymethyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphyrin can be synthesized as a starting material. In the formula [IV], R 1 is as defined above. This porphyrin can be synthesized, for example, using the method described in Tsuchida et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 1995, 747 (1995).

具体的には、式[A]:R”OOCRC(NH−Fmoc)COOH(ここで、Rは、上に定義した通り、Fmocは、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル、R”は、例えば、t−ブチル)で示されるアスパラギン酸もしくはグルタミン酸誘導体を適当な乾燥溶媒(例えば、ジクロロメタン、ベンゼン、ジメチルホルムアミド等)に溶解し、縮合剤としてジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を加え、室温で1〜12時間撹拌する。反応の進行に伴い白色の沈殿が生成するので、反応溶液を2〜30分間氷浴中で冷却した後、析出したN,N’−ジシクロヘキシル尿素(DCU)を濾過により除去する。濾液に、式[IV]の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)ポルフィリンを加え、遮光下で1〜12時間攪拌する。薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応の進行を追跡し、必要であれば適当な塩基(ピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン等)を加える。溶媒を減圧除去し、残渣をベンゼンに溶解し、析出したDCUを再び濾過により除去する。溶媒を減圧除去後、冷ヘキサンを加え、ポルフィリンを析出させる。得られた混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製すると、2−(N−Fmoc−t−ブトキシカルボニル−アミノアシル)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)ポルフィリンが得られる。ここで、アミノアシルは、いうまでもなく、アスパラギルまたはグルタミルである(以下、同じ)。   Specifically, the formula [A]: R "OOCRC (NH-Fmoc) COOH (wherein R is as defined above, Fmoc is 9-fluorenylmethyloxycarbonyl, R" is, for example, Aspartic acid or glutamic acid derivative represented by (t-butyl) is dissolved in an appropriate dry solvent (for example, dichloromethane, benzene, dimethylformamide, etc.), dicyclohexylcarbodiimide (DCC) is added as a condensing agent, and the mixture is stirred at room temperature for 1 to 12 hours. To do. As the reaction proceeds, a white precipitate is formed. The reaction solution is cooled in an ice bath for 2 to 30 minutes, and the precipitated N, N′-dicyclohexylurea (DCU) is removed by filtration. To the filtrate is added 2-hydroxymethyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphyrin of formula [IV] and stirred for 1 to 12 hours in the dark. . The progress of the reaction is followed by thin layer chromatography (TLC), and an appropriate base (pyridine, dimethylaminopyridine, triethylamine, etc.) is added if necessary. The solvent is removed under reduced pressure, the residue is dissolved in benzene, and the precipitated DCU is removed again by filtration. After removing the solvent under reduced pressure, cold hexane is added to precipitate porphyrin. The resulting mixture was purified by silica gel column chromatography to give 2- (N-Fmoc-t-butoxycarbonyl-aminoacyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted). Amidophenyl) porphyrin is obtained. Here, needless to say, aminoacyl is asparagyl or glutamyl (hereinafter the same).

得られたポルフィリンをジメチルホルムアミドに溶解し、ピペリジンを加え、遮光下、室温で6〜24時間撹拌する。ジメチルホルムアミドとピペリジンを減圧除去した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製すると、2−(t−ブトキシカルボニル−アミノアシル)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)ポルフィリンが得られる。   The obtained porphyrin is dissolved in dimethylformamide, piperidine is added, and the mixture is stirred at room temperature for 6 to 24 hours under light shielding. After removing dimethylformamide and piperidine under reduced pressure, the residue was purified by silica gel column chromatography. 2- (t-Butoxycarbonyl-aminoacyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α- o-substituted amidophenyl) porphyrin is obtained.

次に、下記式[B]で示されるω−イミダゾリルアルカン酸(式[B]において、R2およびR3は、上に定義した通り)の塩酸塩を蒸留ジメチルホルムアミドに溶解し、DCCと適当な塩基(例えばピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン等)を加え、室温で30分〜4時間撹拌する。

Figure 2006008623
Next, the hydrochloride salt of ω-imidazolylalkanoic acid represented by the following formula [B] (in the formula [B], R 2 and R 3 are as defined above) is dissolved in distilled dimethylformamide, and DCC is used as appropriate. A simple base (for example, pyridine, dimethylaminopyridine, triethylamine, etc.) is added and stirred at room temperature for 30 minutes to 4 hours.
Figure 2006008623

反応の進行に伴い生成したDCUを濾過により除去し、濾液に2−(t−ブトキシカルボニル−アミノアシル)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)ポルフィリンを加え、遮光下で15分〜2時間攪拌する。溶媒を減圧除去し、残渣をジクロロメタンとトリエチルアミンの混合溶媒に再溶解し、6〜24時間、室温、遮光下にて攪拌する。DCUを濾過により除去した後、残渣をベンゼンに溶解し、析出物を濾別して、溶媒を減圧除去する。残渣をクロロホルムに溶解し、純水と炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、脱水後、クロロホルムを除去して、2−(N−(ω−イミダゾリルアルカノイル)−t−ブトキシカルボニル−アミノアシル)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。本化合物は、光、シリカゲルカラムによる分離操作で分解してしまうので、そのまま次の反応に用いる。   DCU produced as the reaction progresses is removed by filtration, and 2- (t-butoxycarbonyl-aminoacyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amide is added to the filtrate. Phenyl) porphyrin is added and stirred for 15 minutes to 2 hours in the dark. The solvent is removed under reduced pressure, and the residue is redissolved in a mixed solvent of dichloromethane and triethylamine, and stirred for 6 to 24 hours at room temperature under light shielding. After the DCU is removed by filtration, the residue is dissolved in benzene, the precipitate is filtered off, and the solvent is removed under reduced pressure. The residue was dissolved in chloroform, washed with pure water and an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dehydrated, and then the chloroform was removed to give 2- (N- (ω-imidazolylalkanoyl) -t-butoxycarbonyl-aminoacyl) methyl-5, 10,15,20-Tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphyrin is obtained. Since this compound is decomposed by light and separation using a silica gel column, it is used in the next reaction as it is.

こうして得られたポルフィリンを適当な乾燥溶媒(ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン等)に溶解し、トリフルオロ酢酸を加え、室温、遮光下で1〜6時間撹拌する。TLCで反応の進行を追跡、溶媒を減圧除去し、残渣にベンゼンを加え、2−(N−(ω−イミダゾリルアルカノイル)−アミノアシル)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。本化合物は、光、シリカゲルカラムによる分離操作で分解してしまうので、そのまま次の反応に用いる。   The porphyrin thus obtained is dissolved in a suitable dry solvent (dichloromethane, chloroform, benzene, etc.), trifluoroacetic acid is added, and the mixture is stirred at room temperature for 1 to 6 hours under light shielding. Following the progress of the reaction by TLC, the solvent was removed under reduced pressure, benzene was added to the residue, and 2- (N- (ω-imidazolylalkanoyl) -aminoacyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphyrin is obtained. Since this compound is decomposed by light and separation using a silica gel column, it is used in the next reaction as it is.

得られたポルフィリンへ中心金属Mを導入する。この中心金属Mの導入は、例えばD. Dolphin 編、The Porphyrin、1978年、アカデミック・プレス社等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(III)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。   A central metal M is introduced into the obtained porphyrin. The introduction of the central metal M can be achieved by a general method described in, for example, D. Dolphin edited by The Porphyrin, 1978, Academic Press, etc., and can be obtained as a corresponding porphyrin metal complex. Generally, a porphyrin iron (III) complex is obtained in the case of an iron complex, and a porphyrin cobalt (II) complex is obtained in the case of a cobalt complex.

具体的には、2−(N−(ω−イミダゾリルアルカノイル)−アミノアシル)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)ポルフィリンの蒸留THF溶液を電解鉄と臭化水素酸により調製した臭化鉄(II)へ、乾燥アルゴン雰囲気下ですばやく加え、60〜80℃で2〜24時間反応させる。溶媒を減圧除去後、残渣をクロロホルムに溶解させ、純水で十分に洗浄する。脱水、溶媒除去後、得られた混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画精製すると、茶色固体の2−(N−(ω−イミダゾリルアルカノイル)−アミノアシル)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)ポルフィナト鉄(III)が得られる。   Specifically, 2- (N- (ω-imidazolylalkanoyl) -aminoacyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphyrin in distilled THF Is rapidly added to iron (II) bromide prepared with electrolytic iron and hydrobromic acid under a dry argon atmosphere and reacted at 60 to 80 ° C. for 2 to 24 hours. After removing the solvent under reduced pressure, the residue is dissolved in chloroform and washed thoroughly with pure water. After dehydration and solvent removal, the resulting mixture was fractionated and purified by silica gel column chromatography. As a result, 2- (N- (ω-imidazolylalkanoyl) -aminoacyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis ( α, α, α, α-o-substituted amidophenyl) porphinate iron (III) is obtained.

このポルフィリンを適当な乾燥溶媒(ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、ジエチルエーテル等)に溶解し、DCCを加え、室温で10分〜2時間撹拌する。そこへN−ヒドロキシスクシンイミドのジクロロメタン溶液を添加し、室温、遮光下にて2〜24時間反応させる。TLCで反応の進行を追跡し、析出物を0℃で濾別し、溶媒を減圧除去する。残渣をベンゼンに溶解し、DCUを再び濾過により除去した後、溶媒を減圧除去すると、目的化合物2−(N−(ω−イミダゾリルアルカノイル)−スクシンイミジル−アミノ酸エステル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィナト鉄(III)が得られる。ここで、アミノ酸エステルは、いうまでもなく、アルギネートまたはグルタメートである。   This porphyrin is dissolved in a suitable dry solvent (dichloromethane, chloroform, benzene, diethyl ether, etc.), DCC is added, and the mixture is stirred at room temperature for 10 minutes to 2 hours. Thereto is added a dichloromethane solution of N-hydroxysuccinimide, and the mixture is allowed to react at room temperature for 2 to 24 hours under light shielding. The progress of the reaction is followed by TLC, the precipitate is filtered off at 0 ° C., and the solvent is removed under reduced pressure. The residue was dissolved in benzene, DCU was removed by filtration again, and then the solvent was removed under reduced pressure to obtain the target compound 2- (N- (ω-imidazolylalkanoyl) -succinimidyl-amino acid ester) methyl-5,10,15,20. -Tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porfinato iron (III) is obtained. Here, needless to say, the amino acid ester is alginate or glutamate.

なお、上記ポルフィリン金属錯体のうち、鉄(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、アスコルビン酸等)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。   Of the above porphyrin metal complexes, when the iron (III) complex is in the form, an appropriate reducing agent (sodium dithionite, ascorbic acid, etc.) is used, and the central metal is trivalent to divalent by a conventional method. If reduced, oxygen binding activity can be imparted.

これらのポルフィリン鉄(II)錯体をアルブミンと結合させるには、まずポルフィリン鉄(II)錯体のカルボニル錯体エタノール溶液を調製し、それを例えばヒト血清アルブミンのリン酸緩衝水溶液と混合し、ゆっくりと室温で30分〜3時間攪拌する。得られた溶液をリン酸緩衝水溶液に対して、10〜24時間透析し、エタノールを除去する。こうして得られたポルフィリン鉄(II)錯体結合アルブミンは、下記式[V]で示されるように、ポルフィリンのスクシンイミジルオキシ基が離脱したアシル基がアルブミンのリシンアミノ基とアミド結合を形成しているものである。一酸化炭素錯体として遮光下にて冷蔵保存する。

Figure 2006008623
To bind these porphyrin iron (II) complexes to albumin, first prepare a carbonyl complex ethanol solution of the porphyrin iron (II) complex, mix it with, for example, a phosphate buffered aqueous solution of human serum albumin, and slowly For 30 minutes to 3 hours. The resulting solution is dialyzed against an aqueous phosphate buffer solution for 10 to 24 hours to remove ethanol. The porphyrin iron (II) complex-bound albumin thus obtained has an amide bond with the lysine amino group of albumin formed by the acyl group from which the succinimidyloxy group of porphyrin is released, as shown by the following formula [V]. It is what. Store refrigerated as a carbon monoxide complex in the dark.
Figure 2006008623

組換えヒト血清アルブミンに共有結合した系、アルブミン多量体に共有結合した系、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。   In both cases, a system covalently bound to recombinant human serum albumin and a system covalently bound to albumin multimers, a stable oxygen complex is rapidly formed upon contact with oxygen. These complexes can adsorb and desorb oxygen according to the oxygen partial pressure. This oxygen bond dissociation can be repeated reversibly and acts as an oxygen adsorbing / desorbing agent and oxygen carrier.

酸素以外にも金属に配位性である気体の場合、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、二酸化窒素等)。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、およびガス吸着剤としての応用が可能となる。   In the case of a gas that is coordinated to a metal other than oxygen, a corresponding coordination complex can be formed (for example, carbon monoxide, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, etc.). For these reasons, the porphyrin metal complex of the present invention functions as an effective oxygen infusion solution, particularly in the case of an iron (II) or cobalt (II) complex, as well as a redox reaction catalyst in homogeneous and heterogeneous systems. And application as a gas adsorbent.

以下、この発明をいくつかの例により詳細に説明するが、本発明はそれらの例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to some examples, but the present invention is not limited to these examples.

例1
Fmoc−L−グルタミン酸(t−ブチルエステル)(314mg,0.74mmol)をジクロロメタン2mLに溶解し、DCC(152mg,0.74mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応の進行に伴い白色の沈殿が生成した。10分間氷浴中で冷却し、析出したDCUを濾過により除去した。濾液に2−ヒドロキシメチル−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(76mg,73μmol)を加え、溶液を1mLまで濃縮。遮光下で2時間攪拌した。TLCで反応の進行を追跡し、必要であればジメチルアミノピリジン(3.0mg,25μmol)のジクロロメタン溶液を加える。溶媒を減圧除去し、残渣をベンゼンに溶解し、析出したDCUを再び濾過により除去した。溶媒を減圧除去後、冷ヘキサンを加え、紫色のポルフィリンを析出させた。得られた混合物をシリカゲルカラム(展開溶媒:クロロホルム/酢酸エチル=10/1)で精製し、目的化合物2−(N−Fmoc−t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンを195mg得た(収率:92%)。
Example 1
Fmoc-L-glutamic acid (t-butyl ester) (314 mg, 0.74 mmol) was dissolved in 2 mL of dichloromethane, DCC (152 mg, 0.74 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. A white precipitate formed as the reaction proceeded. The mixture was cooled in an ice bath for 10 minutes, and the precipitated DCU was removed by filtration. 2-Hydroxymethyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin (76 mg, 73 μmol) was added to the filtrate, and the solution was concentrated to 1 mL. Stir for 2 hours in the dark. Follow the progress of the reaction by TLC and add a solution of dimethylaminopyridine (3.0 mg, 25 μmol) in dichloromethane if necessary. The solvent was removed under reduced pressure, the residue was dissolved in benzene, and the precipitated DCU was removed again by filtration. After removing the solvent under reduced pressure, cold hexane was added to precipitate purple porphyrin. The obtained mixture was purified by a silica gel column (developing solvent: chloroform / ethyl acetate = 10/1), and the target compound 2- (N-Fmoc-t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15, 195 mg of 20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin was obtained (yield: 92%).

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー:Rf=0.71(CHCl3:CH3OH = 20:1(v/v))
赤外吸収スペクトル(ν/cm-1): 3432(NH); 1726(C=O(エステル)), 1690(C=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(λmax/nm, CHCl3): 640, 589, 545, 513, 420
1H−NMRスペクトル(500 MHz, CDCl3, d(ppm)), -2.7(s, 2H, 内部H), 0.0-0.3(m, 36H, But), 1.5(d, 9H, O-But of Glu), 1.9, 2.4(m, 4H, -CH2CH2-), 4.0-4.5(m, 4H, >CHNHCOOCH2CH<), 5.2-5.5(m, 2H, -CH2-Por), 7.1-7.8(m, 24H, フェニルH), 8.6-8.8(m, 11H, アミドH, ピロールH)
ESI−MSスペクトル(m/z): 1448 [M]+; 1470 [M+Na]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography: Rf = 0.71 (CHCl 3 : CH 3 OH = 20: 1 (v / v))
Infrared absorption spectrum (ν / cm -1 ): 3432 (NH); 1726 (C = O (ester)), 1690 (C = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (λmax / nm, CHCl 3 ): 640, 589, 545, 513, 420
1 H-NMR spectrum (500 MHz, CDCl 3, d (ppm)), -2.7 (s, 2H, internal H), 0.0-0.3 (m, 36H , Bu t), 1.5 (d, 9H, O-Bu t of Glu), 1.9, 2.4 (m, 4H, -CH 2 CH 2- ), 4.0-4.5 (m, 4H,> CHNHCOOCH 2 CH <), 5.2-5.5 (m, 2H, -CH 2 -Por) , 7.1-7.8 (m, 24H, phenyl H), 8.6-8.8 (m, 11H, amide H, pyrrole H)
ESI-MS spectrum (m / z): 1448 [M] +; 1470 [M + Na] +.

例2
2−(N−Fmoc−t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−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(215mg,0.15mmol)をジメチルホルムアミド30mLに溶解し、ピペリジン(20mL)を加え、遮光下、室温で13時間撹拌した。ジメチルホルムアミドとピペリジンを減圧除去した後、残渣をシリカゲルカラム(展開溶媒:クロロホルム/メタノール/酢酸:100/5/1)で精製し、目的化合物2−(t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンを131mg得た(収率:72%)。
Example 2
2- (N-Fmoc-t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin (215 mg, 0.15 mmol) ) Was dissolved in 30 mL of dimethylformamide, piperidine (20 mL) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 13 hours in the dark. After removing dimethylformamide and piperidine under reduced pressure, the residue was purified by a silica gel column (developing solvent: chloroform / methanol / acetic acid: 100/5/1) to obtain the target compound 2- (t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl- 131 mg of 5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin was obtained (yield: 72%).

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー:Rf=0.31(CHCl3:CH3OH/20:1(v/v))
赤外吸収スペクトル(ν/cm-1): 3432(NH); 1730(C=O(エステル)), 1689(C=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(λmax/nm, CHCl3): 646, 589, 545, 514, 420
1H−NMRスペクトル(500 MHz, CDCl3, d(ppm)), -2.7(s, 2H, 内部H), 0.0-0.2(m, 36H, But), 1.4(d, 9H, GluのO-But), 2.1, 2.4(m, 4H, -CH2CH2-), 3.5(s, 1H, >CH), 5.2, 5.4(d, 2H, -CH2-Por), 7.0-7.8(m, 16H, フェニルH), 8.6-8.8(11H, m, アミド H, pyrrole H)
ESI−MSスペクトル(m/z): 1226 [M]+; 1248 [M+Na]+
<Analysis results>
Thin layer chromatography: Rf = 0.31 (CHCl 3 : CH 3 OH / 20: 1 (v / v))
Infrared absorption spectrum (ν / cm -1 ): 3432 (NH); 1730 (C = O (ester)), 1689 (C = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (λmax / nm, CHCl 3 ): 646, 589, 545, 514, 420
1 H-NMR spectrum (500 MHz, CDCl 3, d (ppm)), -2.7 (s, 2H, internal H), 0.0-0.2 (m, 36H , Bu t), 1.4 (d, 9H, Glu of O -Bu t ), 2.1, 2.4 (m, 4H, -CH 2 CH 2- ), 3.5 (s, 1H,> CH), 5.2, 5.4 (d, 2H, -CH 2 -Por), 7.0-7.8 ( m, 16H, phenyl H), 8.6-8.8 (11H, m, amide H, pyrrole H)
ESI-MS spectrum (m / z): 1226 [M] +; 1248 [M + Na] + .

例3
8−(2−メチルイミダゾリル)オクタン酸・塩酸塩(106mg,0.48mmol)を蒸留ジメチルホルムアミドに溶解し、DCC(84mg,0.48mmol)、トリエチルアミン(85mL,0.612mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応の進行に伴い生成したDCUを濾過により除去し、濾液に2−(t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−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(50mg,40.8μmol)を加え、遮光下で30分間攪拌した。溶媒を減圧除去し、残渣をジクロロメタン2mLとトリエチルアミン3mLに再溶解し、18時間室温、遮光下にて攪拌した。DCUを濾過により除去した後、残渣をベンゼン2mLに溶解、析出物を濾別して、溶媒を減圧除去した。残渣をクロロホルムに溶解し、純水と炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。脱水後、クロロホルムを除去して、2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンを得た。本化合物は、光、シリカゲルカラムによる分離操作で分解してしまうので、そのまま次の反応に用いた。
Example 3
8- (2-Methylimidazolyl) octanoic acid hydrochloride (106 mg, 0.48 mmol) is dissolved in distilled dimethylformamide, DCC (84 mg, 0.48 mmol) and triethylamine (85 mL, 0.612 mmol) are added, and at room temperature. Stir for 2 hours. DCU produced as the reaction progresses is removed by filtration, and 2- (t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-) is added to the filtrate. Pivalamidophenyl) porphyrin (50 mg, 40.8 μmol) was added and stirred for 30 minutes in the dark. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was redissolved in 2 mL of dichloromethane and 3 mL of triethylamine, and stirred for 18 hours at room temperature under light shielding. After removing DCU by filtration, the residue was dissolved in 2 mL of benzene, the precipitate was filtered off, and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was dissolved in chloroform and washed with pure water and aqueous sodium hydrogen carbonate solution. After dehydration, chloroform was removed and 2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl))-t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin was obtained. Since this compound was decomposed by light and separation using a silica gel column, it was directly used in the next reaction.

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー:Rf=0.22(CHCl3:CH3OH=20:1(v/v))
紫外可視吸収スペクトル(λmax/nm, CHCl3): 643, 588, 544, 513, 421
ESI−MSスペクトル(m/z): 1432 [M]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography: Rf = 0.22 (CHCl 3 : CH 3 OH = 20: 1 (v / v))
UV-visible absorption spectrum (λmax / nm, CHCl 3 ): 643, 588, 544, 513, 421
ESI-MS spectrum (m / z): 1432 [M] +.

例4
例3で得られた2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンをジクロロメタン5mLに溶解し、トリフルオロ酢酸5mLを加え、室温、遮光下で3時間撹拌した。TLCで反応の進行を追跡、溶媒を減圧除去し、残渣にベンゼン5mLを加え、2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンを得た。本化合物は、光、シリカゲルカラムによる分離操作で分解してしまうので、そのまま次の反応に用いた。
Example 4
2- (N- (8- (2-Methylimidazolyloctanoyl))-t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α obtained in Example 3 , Α-o-pivalamidophenyl) porphyrin was dissolved in 5 mL of dichloromethane, 5 mL of trifluoroacetic acid was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours under light shielding. Following the progress of the reaction by TLC, the solvent was removed under reduced pressure, 5 mL of benzene was added to the residue, and 2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl))-L-glutamyl) methyl-5,10,15 , 20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin was obtained. Since this compound was decomposed by light and separation using a silica gel column, it was directly used in the next reaction.

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー:Rf=0.17(CHCl3:CH3OH=10:1(v/v))
紫外可視吸収スペクトル(λmax/nm, CHCl3): 643, 589, 544, 513, 420
ESI−MSスペクトル(m/z): 1376 [M]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography: Rf = 0.17 (CHCl 3 : CH 3 OH = 10: 1 (v / v))
UV-visible absorption spectrum (λmax / nm, CHCl 3 ): 643, 589, 544, 513, 420
ESI-MS spectrum (m / z): 1376 [M] +.

例5
ポルフィリンへの鉄導入反応は、例えばD. Dolphin編、The Porphyrin、1978年、アカデミック・プレス社等に記載の一般法により達成できる。
Example 5
The reaction for introducing iron into porphyrin can be achieved by a general method described in, for example, D. Dolphin, The Porphyrin, 1978, Academic Press.

三つ口フラスコに臭化水素酸水溶液(1.62mL)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107.8mg(1.93mmol)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ら、130℃まで昇温し、臭化水素酸及び水を蒸発除去した。得られた薄白色固体のFeBr2へ、例4で合成した2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−L−グルタミル)メチル−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50mgと2,6−ルチジン50mLの乾燥テトラヒドロフラン溶液(5mL)を窒素雰囲気下で滴下し、17時間沸点還流を行った。反応が終了したら、溶媒を減圧除去し、これをクロロホルムで抽出し、溶媒を減圧除去後、残渣をクロロホルムに溶解させ、純水で十分に洗浄した。脱水、溶媒除去後、得られた混合物をシリカゲルカラム(CHCl3/CH3OH=10/1)で分画精製した。得られた成分を真空乾燥し、茶色固体の2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィナト鉄(III)を22mg得た(2−(t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンからの収率37%)。 A hydrobromic acid aqueous solution (1.62 mL) was placed in the three-necked flask, and nitrogen was bubbled for 30 minutes to completely deoxygenate. 107.8 mg (1.93 mmol) of electrolytic iron was quickly added, the temperature was raised to 80 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. When the electrolytic iron dissolved and became a transparent light green solution, the temperature was raised to 130 ° C., and hydrobromic acid and water were removed by evaporation. To the obtained pale white solid FeBr 2 , 2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl))-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (synthesized in Example 4) α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin (50 mg) and 2,6-lutidine (50 mL) in dry tetrahydrofuran (5 mL) were added dropwise under a nitrogen atmosphere, and the mixture was refluxed at the boiling point for 17 hours. When the reaction was completed, the solvent was removed under reduced pressure, and this was extracted with chloroform. After the solvent was removed under reduced pressure, the residue was dissolved in chloroform and washed thoroughly with pure water. After dehydration and solvent removal, the resulting mixture was fractionated and purified on a silica gel column (CHCl 3 / CH 3 OH = 10/1). The obtained component was vacuum-dried to give 2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl))-t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis as a brown solid. 22 mg of (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphinate iron (III) was obtained (2- (t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis ( (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin yield 37%).

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー:Rf=0.64(CHCl3:CH3OH=1:1(v/v))
赤外吸収スペクトル(ν/cm-1): 3429(NH); 1740(C=O(エステル)), 1683(C=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(λmax/nm, CHCl3): 574.5, 417.5
ESI−MSスペクトル(m/z): 1430 [M-Br]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography: Rf = 0.64 (CHCl 3 : CH 3 OH = 1: 1 (v / v))
Infrared absorption spectrum (ν / cm -1 ): 3429 (NH); 1740 (C = O (ester)), 1683 (C = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (λmax / nm, CHCl 3 ): 574.5, 417.5
ESI-MS spectrum (m / z): 1430 [M-Br] +.

例6
2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−t−ブトキシカルボニル−L−グルタミル)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィナト鉄(III)(11mg,7.7μmol)をジクロロメタン1.5mLに溶解し、DCC(4.2mg,20μmol)を加え、室温で30分間撹拌した。そこへN−ヒドロキシスクシンイミド(2.1mg)のジクロロメタン溶液(1mL)を添加し、室温、遮光下にて14時間反応させた。TLCで反応の進行を追跡し、析出物を0℃で濾別し、溶媒を減圧除去した。残渣をベンゼンに溶解、DCUを再び濾過により除去した。溶媒を減圧除去して、目的化合物2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))−スクシンイミジル−L−グルタメート)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィナト鉄(III)錯体・臭化物を12mg得た(収率:100%)。このポルフィリンの分析結果は、以下の通りである。
Example 6
2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl))-t-butoxycarbonyl-L-glutamyl) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pi Valamidophenyl) porfinatoiron (III) (11 mg, 7.7 μmol) was dissolved in 1.5 mL of dichloromethane, DCC (4.2 mg, 20 μmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Thereto was added a dichloromethane solution (1 mL) of N-hydroxysuccinimide (2.1 mg), and the mixture was reacted at room temperature for 14 hours under light shielding. The progress of the reaction was followed by TLC, the precipitate was filtered off at 0 ° C., and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was dissolved in benzene and DCU was removed again by filtration. The solvent was removed under reduced pressure, and the target compound 2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl))-succinimidyl-L-glutamate) methyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α , Α-o-pivalamidophenyl) porfinatoiron (III) complex / bromide was obtained in an amount of 12 mg (yield: 100%). The analysis result of this porphyrin is as follows.

薄層クロマトグラフィー:Rf=0.38(CHCl3:MeOH=10:1)
赤外吸収スペクトル(ν/cm-1): 3428(NH); 1740(C=O(エステル)), 1685(C=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(λmax/nm, EtOH):421, 568 nm
ESI−MSスペクトル(m/z): 1527 [M-Br]+。
Thin layer chromatography: Rf = 0.38 (CHCl 3 : MeOH = 10: 1)
Infrared absorption spectrum (ν / cm -1 ): 3428 (NH); 1740 (C = O (ester)), 1685 (C = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (λmax / nm, EtOH): 421, 568 nm
ESI-MS spectrum (m / z): 1527 [M-Br] +.

例7
例1において2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンの代わりに2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−(1−メチルシクロヘキサノイル)アミノフェニル)ポルフィリンを用い、例3において8−(2−メチルイミダゾリル)オクタン酸・塩酸塩の代わりに8−イミダゾリルオクタン酸・塩酸塩を用いた以外は例1〜6と全く同様な方法に従って、2−(N−(8−(イミダゾリルオクタノイル))−スクシンイミジル−L−グルタメート)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−(1−メチルシクロヘキサノイル)アミノフェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物を定量的に合成した。
Example 7
Instead of 2-hydroxymethyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin in Example 1, 2-hydroxymethyl-5,10,15,20- Tetrakis (α, α, α, α-o- (1-methylcyclohexanoyl) aminophenyl) porphyrin was used in Example 3, instead of 8- (2-methylimidazolyl) octanoic acid / hydrochloride, 8-imidazolyloctane 2- (N- (8- (imidazolyloctanoyl))-succinimidyl-L-glutamate) methyl-5,10,15,20 following exactly the same procedure as in Examples 1-6 except that acid / hydrochloride was used. -Tetrakis (α, α, α, α-o- (1-methylcyclohexanoyl) aminophenyl) porphyrin iron (III) complex / bromide was quantitatively synthesized.

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール:10/1(容量/容量):Rf:0.45(モノスポット))
赤外吸収スペクトル(cm-1): 1741(νC=O(エステル))、1686(νC=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(CHCl3、λmax: 421, 505, 581, 647, 682 nm)
ESI−MSスペクトル(m/z):1688 [M-Br]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography (chloroform / methanol: 10/1 (volume / volume): Rf: 0.45 (monospot))
Infrared absorption spectrum (cm -1 ): 1741 (νC = O (ester)), 1686 (νC = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (CHCl 3 , λmax: 421, 505, 581, 647, 682 nm)
ESI-MS spectrum (m / z): 1688 [M-Br] +.

例8
例1において2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンの代わりに2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−(1−メチルペンタノイル)アミノフェニル)ポルフィリンを用い、例3において8−(2−メチルイミダゾリル)オクタン酸・塩酸塩の代わりに12−イミダゾリルドデカン酸・塩酸塩を用いた以外は例1〜6と全く同様な方法に従って、2−(N−(8−(イミダゾリルドデカノイル))スクシンイミジル−L−グルタメート)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−(1−メチルシクロペンタノイル)アミノフェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物を定量的に合成した。
Example 8
Instead of 2-hydroxymethyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin in Example 1, 2-hydroxymethyl-5,10,15,20- Tetrakis (α, α, α, α-o- (1-methylpentanoyl) aminophenyl) porphyrin was used, and instead of 8- (2-methylimidazolyl) octanoic acid / hydrochloride in Example 3, 12-imidazolyl decanoic acid was used. -2- (N- (8- (imidazolyldodecanoyl)) succinimidyl-L-glutamate) methyl-5,10,15,20-tetrakis according to exactly the same procedure as in Examples 1-6 except that the hydrochloride salt was used. (Α, α, α, α-o- (1-methylcyclopentanoyl) aminophenyl) porphyrin iron (III) complex / bromide was synthesized quantitatively.

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール:10/1(容量/容量):Rf:0.37(モノスポット))
赤外吸収スペクトル(cm-1): 1739(νC=O(エステル))、1683(νC=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(CHCl3、λmax:420, 503, 578, 647, 685 nm)
ESI−MSスペクトル(m/z): 1674 [M-Br]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography (chloroform / methanol: 10/1 (volume / volume): Rf: 0.37 (monospot))
Infrared absorption spectrum (cm -1 ): 1739 (νC = O (ester)), 1683 (νC = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (CHCl 3 , λmax: 420, 503, 578, 647, 685 nm)
ESI-MS spectrum (m / z): 1674 [M-Br] +.

例9
例1において2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンの代わりに2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−(アダマンタノイル)アミノフェニル)ポルフィリンを、Fmoc−L−グルタミン酸(t−ブチルエステル)の代わりにFmoc−L−アスパラギン酸(t−ブチルエステル)を用いた以外は例1〜6と全く同様な方法に従って、2−(N−(8−(2−メチルイミダゾリルオクタノイル))スクシンイミジル−L−グルタメート)メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−(アダマンタノイル)アミノフェニル)ポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物を定量的に合成した。
Example 9
Instead of 2-hydroxymethyl-5,10,15,20-tetrakis (α, α, α, α-o-pivalamidophenyl) porphyrin in Example 1, 2-hydroxymethyl-5,10,15,20- Tetrakis (α, α, α, α-o- (adamantanoyl) aminophenyl) porphyrin, Fmoc-L-aspartic acid (t-butyl ester) instead of Fmoc-L-glutamic acid (t-butyl ester) Except for the use of 2- (N- (8- (2-methylimidazolyloctanoyl)) succinimidyl-L-glutamate) methyl-5,10,15,20-tetrakis (following the same procedure as in Examples 1-6) α, α, α, α-o- (adamantanoyl) aminophenyl) porphyrin iron (III) complex / bromide was quantitatively synthesized.

<分析結果>
薄層クロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール:10/1(容量/容量):Rf:0.54(モノスポット))
赤外吸収スペクトル(cm-1): 1740(νC=O(エステル))、1685(νC=O(アミド))
紫外可視吸収スペクトル(CHCl3、λmax:420, 503, 582, 649, 679 nm)
ESI−MSスペクトル(m/z): 1826 [M-Br]+。
<Analysis results>
Thin layer chromatography (chloroform / methanol: 10/1 (volume / volume): Rf: 0.54 (monospot))
Infrared absorption spectrum (cm -1 ): 1740 (νC = O (ester)), 1685 (νC = O (amide))
UV-visible absorption spectrum (CHCl 3 , λmax: 420, 503, 582, 649, 679 nm)
ESI-MS spectrum (m / z): 1826 [M-Br] +.

例10
例6で合成したポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物48.2μg(0.03μmol)を10mL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:440、538、557nm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。
Example 10
The porphyrin iron (III) complex / bromide 48.2 μg (0.03 μmol) synthesized in Example 6 was changed to 10 mL of anhydrous toluene solution, and after nitrogen substitution, the mixture was stirred and mixed with a dithionite aqueous solution in a heterogeneous system for about 2 hours. Reduced to iron (II). Under a nitrogen atmosphere, only the toluene layer was extracted, dehydrated and dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and the resulting toluene solution was transferred to a measurement cell and sealed. Thus, a toluene solution of a porphyrin iron (II) complex was obtained. The visible absorption spectrum of this solution is λmax: 440, 538, and 557 nm, and the complex corresponds to a 5-coordinate deoxy form in which one imidazole is coordinated.

この溶液に、酸素ガスを吹き込むと直ちにスペクトルが変化し、λmax:425、551nmのスペクトルが得られた。これは明らかに酸素化錯体になっていることを示す。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を確認した。なお、酸素を吹き込み、次に窒素を吹き込む操作を繰り返し、酸素吸脱着を連続して行うことができた。   When oxygen gas was blown into this solution, the spectrum immediately changed and a spectrum of λmax: 425, 551 nm was obtained. This clearly shows that it is an oxygenated complex. When nitrogen gas was blown into this oxygenated complex solution for 1 minute, the visible absorption spectrum reversibly changed from the oxygenated spectrum to the deoxy spectrum, and it was confirmed that the adsorption / desorption of oxygen occurred reversibly. The operation of blowing oxygen and then blowing nitrogen was repeated, and oxygen adsorption / desorption could be continuously performed.

例11
例6で合成したポルフィリン鉄(III)錯体・臭化物482μg(0.3μmol)のエタノール溶液(2.0mL)に、一酸化炭素雰囲気下、亜二チオン酸水溶液を加え、5分間撹拌、ヘムが直ちに還元されて一酸化炭素錯体を形成し、溶液の色はオレンジ色に変化した。吸収スペクトル測定から、カルボニル錯体が形成されていることを確認後、テフロンチューブを介して、一酸化炭素圧により、ゆっくりと組換えヒト血清アルブミン(rHSA,0.075μmol,4.98mg)のリン酸緩衝水溶液(pH7.3,30mM)中へ滴下した(FepivP−SI/rHSA=4/1(mol/mol))。ゆっくりと室温で1時間攪拌、得られた溶液をリン酸緩衝水溶液(pH7.3,30mM)に対して、15時間透析を行い、エタノールを除去した。得られたポルフィリン鉄(II)錯体結合アルブミンは、一酸化炭素錯体として遮光下にて冷蔵(4℃)保存した。
Example 11
To a solution of porphyrin iron (III) complex / bromide 482 μg (0.3 μmol) synthesized in Example 6 in ethanol (2.0 mL) was added a dithionite aqueous solution in a carbon monoxide atmosphere, and the mixture was stirred for 5 minutes. Upon reduction, a carbon monoxide complex was formed, and the color of the solution changed to orange. After confirming the formation of a carbonyl complex by absorption spectrum measurement, phosphoric acid of recombinant human serum albumin (rHSA, 0.075 μmol, 4.98 mg) is slowly added through a Teflon tube at a carbon monoxide pressure. The solution was dropped into a buffered aqueous solution (pH 7.3, 30 mM) (FepivP-SI / rHSA = 4/1 (mol / mol)). The solution was slowly stirred at room temperature for 1 hour, and the resulting solution was dialyzed against an aqueous phosphate buffer solution (pH 7.3, 30 mM) for 15 hours to remove ethanol. The obtained porphyrin iron (II) complex-bound albumin was stored refrigerated (4 ° C.) under light shielding as a carbon monoxide complex.

例12
例11で得られたポルフィリン鉄(II)錯体結合アルブミンの分子量測定は、Matrix-Assisted Laser Desorption Time of Flight Mass Spectra(MALDI-TOFMS)AXIMA-CFR(KRATOS)により行った。分子イオンピークがm/z:70,643に現れ、ポルフィリン鉄(II)錯体がアミド結合でアルブミンに共有結合していることが示唆された。通常、アルブミンにポルフィリン金属錯体を包接させた複合体についてMALDI−TOFMSやESI−TOFMS測定で分子量測定すると、イオン化の途中でポルフィリン金属錯体が脱離してしまうため、アルブミン自身の質量(m/z:66,500)のみが観測される。今回の結果は、ポルフィリン金属錯体がアルブミンに共有結合して強固に固定された結果、分子イオンピークが明確に観測されたことを示している。アルブミン1分子当りにはポルフィリン鉄(II)錯体が約3分子結合していることが明らかとなった。
Example 12
The molecular weight of the porphyrin iron (II) complex-bound albumin obtained in Example 11 was measured by Matrix-Assisted Laser Desorption Time of Flight Mass Spectra (MALDI-TOFMS) AXIMA-CFR (KRATOS). A molecular ion peak appeared at m / z: 70,643, suggesting that the porphyrin iron (II) complex is covalently bonded to albumin by an amide bond. Usually, when the molecular weight of a complex in which a porphyrin metal complex is included in albumin is measured by MALDI-TOFMS or ESI-TOFMS measurement, the porphyrin metal complex is eliminated during ionization, so the mass of albumin itself (m / z : 66,500) only. This result shows that the molecular ion peak was clearly observed as a result of the covalently binding of the porphyrin metal complex to albumin. It was revealed that about 3 molecules of porphyrin iron (II) complex were bound per albumin molecule.

例13
例11で調製したポルフィリン鉄(II)錯体結合アルブミン(一酸化炭素錯体)溶液(4mL)を1cm石英製分光用セルに入れ、氷水浴で冷やしながら、酸素を通気(フロー)しながら、ハロゲンランプ(500W)を用いてポルフィリン鉄(II)錯体結合アルブミン水溶液に光照射した(10分間)。その後、得られた水溶液の紫外可視吸収スペクトル測定を行った。酸素錯体の形成を確認後、窒素を通気して、脱酸素を行いデオキシ体を調製した。ポルフィリン鉄(II)錯体結合アルブミンの窒素雰囲気下における吸収スペクトルは、Fe(II)5配位高スピン錯体型を示し、トルエン溶液中と同様に、軸塩基が中心鉄に分子内配位したデオキシ体であることが明らかとなった。そこへ酸素を通気すると、直ちに酸素錯体型のスペクトルへ移行し、その酸素結合は酸素分圧に応答して可逆的に変化した。酸素錯体の半減期は37℃において、5時間であった。また、一酸化炭素を通気すると安定な一酸化炭素錯体が得られた。
Example 13
A porphyrin iron (II) complex-bound albumin (carbon monoxide complex) solution (4 mL) prepared in Example 11 was placed in a 1 cm quartz spectroscopic cell, and cooled with an ice-water bath, while oxygen was vented (flowed), a halogen lamp (500 W) was used to irradiate the porphyrin iron (II) complex-bound albumin aqueous solution (10 minutes). Then, the ultraviolet visible absorption spectrum measurement of the obtained aqueous solution was performed. After confirming the formation of the oxygen complex, deoxygen was prepared by aeration with nitrogen and deoxygenation. The absorption spectrum of porphyrin iron (II) complex-bound albumin in a nitrogen atmosphere shows a Fe (II) 5-coordinated high spin complex type, and in the same way as in toluene solution, deoxy having an axial base coordinated to central iron in the molecule. It became clear that it was a body. When oxygen was bubbled there, it immediately shifted to an oxygen complex type spectrum, and the oxygen bond reversibly changed in response to the oxygen partial pressure. The half-life of the oxygen complex was 5 hours at 37 ° C. Moreover, when carbon monoxide was aerated, a stable carbon monoxide complex was obtained.

Claims (10)

式[I]:
Figure 2006008623
(ここで、R1は、置換基を有してもよい直鎖または脂環式炭化水素基、R2は、アルキレン基、R3は周期律表第4〜5周期の遷移金属イオンMを配位させたときに、イミダゾリル基の中心遷移金属イオンMへの配位を許容する基、Rは、メチレン基またはエチレン基)で示されるポルフィリン化合物、または周期律表第4〜5周期の遷移金属イオンMが配位したその金属錯体。
Formula [I]:
Figure 2006008623
(Here, R 1 is a linear or alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group, and R 3 is a transition metal ion M in the 4th to 5th periods of the periodic table.) Porphyrin compounds represented by a group that allows coordination of an imidazolyl group to the central transition metal ion M when coordinated, R is a methylene group or an ethylene group), or transitions in the 4th to 5th periods of the periodic table The metal complex in which the metal ion M is coordinated.
1が、1位に置換基を有する直鎖または脂環式炭化水素基であり、R2が、C1〜C10アルキレン基であり、R3が、水素原子またはメチル基、エチル基もしくはプロピル基である請求項1に記載のポルフィリン化合物またはその金属錯体。 R 1 is a linear or alicyclic hydrocarbon group having a substituent at the 1-position, R 2 is a C 1 -C 10 alkylene group, and R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group or The porphyrin compound or metal complex thereof according to claim 1, which is a propyl group. 1が、1,1−二置換C1〜C18アルカン基、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、2−置換ノルボルニル基(これら基における置換基は、メチル基、アルキルアミド基、アルキルエステル基またはアルキルエーテル基)、1−メチル−2−シクロヘキセニル基、または1−アダマンチル基である請求項2に記載のポルフィリン化合物またはその金属錯体。 R 1 is a 1,1-disubstituted C 1 -C 18 alkane group, 1-substituted cyclopropyl group, 1-substituted cyclopentyl group, 1-substituted cyclohexyl group, 2-substituted norbornyl group (substituents in these groups are The porphyrin compound or metal complex thereof according to claim 2, which is a methyl group, an alkylamide group, an alkyl ester group or an alkyl ether group), a 1-methyl-2-cyclohexenyl group, or a 1-adamantyl group. Mが、FeまたはCoである請求項1ないし3のいずれか1項に記載の金属錯体。   The metal complex according to any one of claims 1 to 3, wherein M is Fe or Co. Feの価数が+2価または+3価である請求項4に記載の金属錯体。   The metal complex according to claim 4, wherein the valence of Fe is +2 or +3. Coの価数が+2価である請求項4に記載の金属錯体。   The metal complex according to claim 4, wherein Co has a valence of +2. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の金属錯体のスクシンイミジル基をアルブミンと反応させることによって得られるポルフィリン金属錯体結合アルブミン。   A porphyrin metal complex-bound albumin obtained by reacting the succinimidyl group of the metal complex according to any one of claims 1 to 6 with albumin. 前記スクシンイミジル基が前記アルブミンのリジンアミノ基と反応し、アミド結合を形成した請求項7記載のポルフィリン金属錯体結合アルブミン。   The porphyrin metal complex bound albumin according to claim 7, wherein the succinimidyl group reacts with a lysine amino group of the albumin to form an amide bond. アルブミンがヒト血清アルブミン、ウシ血清アルブミン、組換えヒト血清アルブミン、アルブミン多量体である請求項8記載のポルフィリン金属錯体結合アルブミン。   9. The porphyrin metal complex-bound albumin according to claim 8, wherein the albumin is human serum albumin, bovine serum albumin, recombinant human serum albumin, or albumin multimer. 請求項9記載のポルフィリン金属錯体結合アルブミンを含有する酸素輸液。   An oxygen infusion containing the porphyrin metal complex-bound albumin according to claim 9.
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