JP2009235372A - Dendrimer particle, mri contrast medium, and production method for dendrimer particle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an F-MRI contrast medium of high contrast sensitivity with a size controlled severely, a dendrimer particle, and a production method therefor. <P>SOLUTION: This dendrimer particle has a unit containing a fluorine atom in a plurality of branch terminals of an aliphatic branched polymer (dendrimer) of high regularity. The dendrimer particle is produced using an atom transfer radical polymerization method or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は高い造影能力を有し、フッ素を検出核とするMRI(以下F−MRIと言う)に用いことができる含フッ素デンドリマー粒子、それを用いた造影剤及びデンドリマー粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a fluorine-containing dendrimer particle that has high contrast capability and can be used for MRI (hereinafter referred to as F-MRI) using fluorine as a detection nucleus, a contrast agent using the same, and a method for producing a dendrimer particle.

核磁気共鳴を利用した生体のイメージング法(以下MRIと記す)の発達は目覚しく、X線診断や超音波診断(US)と並ぶ画像診断法の1つとして基礎研究ならびに臨床応用の両方において医療分野で広く用いられている。   The development of biological imaging methods using nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as MRI) is remarkable, and it is one of the diagnostic imaging methods along with X-ray diagnosis and ultrasonic diagnosis (US) in both basic research and clinical applications. Widely used.

現在、医療用に一般的に用いられているMRIは、プロトン(1H)を検出核として用いるH−MRIであり、生体内の水分子の磁気的環境をとらえて画像化するものである。水分子は生体内のほぼ全域に存在し、H-MRIにおいては、水分子を取り巻く環境の違いによるプロトンの磁気的性質の差を敏感に捉えることができるため、全身のイメージングに適している。特に、病変組織と正常組織とで磁気的環境に差異がある場合は、これが画像変化となって現われ、疾患情報となるため、より情報量の多い診断方法として利用されている。 Currently, MRI generally used for medical use is H-MRI using proton ( 1 H) as a detection nucleus, and captures and images the magnetic environment of water molecules in a living body. Water molecules exist in almost all areas of the living body, and H-MRI is suitable for whole-body imaging because it can sensitively detect the difference in the magnetic properties of protons due to the difference in the environment surrounding the water molecules. In particular, when there is a difference in magnetic environment between a diseased tissue and a normal tissue, this appears as an image change and becomes disease information, and is used as a diagnostic method with a larger amount of information.

ここでMRIにおいて検出可能な核種としては、原子核のスピン量子数:I=1/2である元素、即ち1Hの他に19F,23Na,31P,15N、13C等があり、それぞれH−MRIと異なった情報を得る事が出来る。中でも19Fは、NMR分光学的に検出可能な安定核種であり、検出感度が 1Hの83%と高く、天然存在比100%の安価な元素であり、また従来のH−MRI装置で撮像可能であるという特徴を持つ。そのため、F−MRIはH−MRIに続く次世代の診断法として期待されている。F−MRIの最も特徴的な利用法は、フッ素原子が生体内に存在しないと言う特徴を利用した、トレーサー情報を得る為の画像診断への応用である。例えば、疾病に起因する内因的変化を認識し、そこに集積するようなフッ素化合物を造影剤として用いることによって、病変部の位置的情報を得ることが出来る。このような方法は、これまでの画像診断法で検出できなかった形態的変化を生じない病変部の診断に有用である。 Here, as nuclides that can be detected by MRI, there are 19 F, 23 Na, 31 P, 15 N, 13 C, etc. in addition to the element whose spin quantum number of the nucleus: I = 1/2, that is, 1 H, Information different from H-MRI can be obtained. Among them, 19 F is a stable nuclide that can be detected by NMR spectroscopy, is a low-cost element with a detection sensitivity as high as 83% of 1 H, and a natural abundance ratio of 100%, and is imaged with a conventional H-MRI apparatus. It has the feature of being possible. Therefore, F-MRI is expected as a next-generation diagnostic method following H-MRI. The most characteristic usage of F-MRI is application to image diagnosis for obtaining tracer information using the feature that fluorine atoms do not exist in the living body. For example, positional information of a lesion can be obtained by recognizing an intrinsic change caused by a disease and using a fluorine compound that accumulates therein as a contrast agent. Such a method is useful for diagnosing lesions that do not cause morphological changes that could not be detected by conventional diagnostic imaging methods.

現在このような病変部特異的な画像情報を得る為には、Positron Emission Tomography:PETやSingle Photon Emission Computed Tomography:SPECTといった放射性同位元素を用いる核医学的手法を用いなければならない。しかし核医学的手法に用いられる放射性同位元素は、寿命が短いものが多く、放射線同位体自身を合成するための装置が大掛かりであるといったような問題点がある。   At present, in order to obtain such lesion-specific image information, a nuclear medicine technique using a radioisotope such as Positron Emission Tomography: PET or Single Photon Emission Computed Tomography: SPECT must be used. However, many radioisotopes used in nuclear medicine techniques have a short lifetime, and there is a problem that an apparatus for synthesizing the radioisotope itself is large.

F−MRIで使用する材料を構成する元素は安価な安定同位体であるので、これらについては上述するような核医学における課題はない。また、F−MRIを用いることによって、位置的情報以外にケミカルシフト、拡散、緩和時間等の多様な情報を取り出すことができ、さらに多くの診断情報が得られることが期待される。   Since the elements constituting the material used in F-MRI are inexpensive stable isotopes, there is no problem in nuclear medicine as described above. Further, by using F-MRI, it is expected that various information such as chemical shift, diffusion and relaxation time can be extracted in addition to positional information, and more diagnostic information can be obtained.

ここで、ケミカルシフトとは、原子核が感じる外部磁場が原子核周囲の電子分布によって変化して,共鳴周波数が若干ずれる現象である。同じ19F核でも化学結合の様子が違えば(例えば19F核が結合している原子や原子団が異なれば)共鳴周波数がずれるため、ケミカルシフトはその19Fを含む分子の構造を知る手がかりになる物性である。 Here, chemical shift is a phenomenon in which the external magnetic field felt by the nucleus changes due to the electron distribution around the nucleus and the resonance frequency slightly shifts. If the state of chemical bonding is different in the same 19 F nucleus (for example, if the atom or atomic group to which the 19 F nucleus is bonded is different), the resonance frequency shifts, so the chemical shift is a clue to know the structure of the molecule containing 19 F. The physical properties that become.

また、MRI測定におけるRFパルスの照射で励起された原子核の核スピンは、当初は位相が揃っているが、緩和によって急速に位相がバラバラになり、ベクトルの大きさが急速に減少する。これをT2緩和という。それと同時に、下を向いていたいくつかのスピンが上向きに戻り、縦方向のベクトルの大きさがゆっくりと回復していく。これがT1緩和である。T1緩和は、縦方向の磁化べクトルが、時間とともに指数関数的に回復していく過程であり、T1値(T1緩和時間)は元の値の1−1/e(63.2%)に戻るまでの時間(時定数)と定義されている。T2緩和は、横方向の磁化ベクトルが時間とともに指数関数的に減少していく過程である。一方、T2値(T2緩和時間)は信号の最大値(初期値)から、1/e(36.8%)に減衰するまでの時間(時定数)と定義されている。   In addition, the nuclear spins of nuclei excited by irradiation with RF pulses in MRI measurement are initially in phase, but the phases rapidly fall apart due to relaxation, and the vector size rapidly decreases. This is called T2 relaxation. At the same time, some of the spins that were pointing down returned to the upward direction, and the magnitude of the vertical vector slowly recovered. This is T1 relaxation. T1 relaxation is a process in which the longitudinal magnetization vector recovers exponentially with time until the T1 value (T1 relaxation time) returns to 1-1 / e (63.2%) of the original value. Time (time constant). T2 relaxation is a process in which the transverse magnetization vector decreases exponentially with time. On the other hand, the T2 value (T2 relaxation time) is defined as the time (time constant) from the maximum value (initial value) of the signal to decay to 1 / e (36.8%).

また、測定対象分子の拡散は、MRI信号強度に影響を及ぼし、例えば拡散が激しいと位相が不揃いとなってMRI信号強度を低下させる。そのため、MRI信号強度の低下から組織内における分子のブラウン運動に関する情報を得ることが可能となる。   In addition, the diffusion of the molecule to be measured affects the MRI signal intensity. For example, if the diffusion is severe, the phase becomes uneven and the MRI signal intensity is reduced. Therefore, it is possible to obtain information on the Brownian motion of molecules in the tissue from the decrease in MRI signal intensity.

また、一回の診断でF−MRIとH−MRIを同時に撮像し、それぞれの画像を重ね合わせる事によって、解剖学的情報(生体内の座標軸となる情報)と機能的情報(病変部に関する情報)が共存するさらに有用な診断情報が得られる可能性がある。   In addition, F-MRI and H-MRI are simultaneously imaged in a single diagnosis, and by superimposing the respective images, anatomical information (information serving as a coordinate axis in the living body) and functional information (information regarding a lesioned part) ) May provide more useful diagnostic information.

F−MRI用造影剤に関する研究としては、フッ素原子を含有する抗癌剤や抗生物質或いはフッ素化糖を用いた研究が、非特許文献1〜3、特許文献1等に開示されている。これらは生体内における薬効や代謝に関する情報を反映するという点で臨床的意義は高いが、造影感度的には十分ではなく、これらの化合物を実際に可視化するには大量投与や長時間撮像が必要となるため、未だ実際の臨床現場には応用されていない。   As research on contrast agents for F-MRI, research using anticancer agents, antibiotics, or fluorinated sugars containing fluorine atoms is disclosed in Non-Patent Documents 1 to 3, Patent Document 1, and the like. These are highly clinically meaningful in that they reflect information on drug efficacy and metabolism in vivo, but the contrast sensitivity is not sufficient, and in order to actually visualize these compounds, large doses and long-time imaging are necessary. Therefore, it has not been applied to actual clinical sites.

このように、現時点ではF−MRIは臨床応用には至っていない。この理由の一つに、先に述べた通り、十分な感度や性能を持った造影剤が存在しない事があげられる。したがって、新たな造影剤の開発、特に感度を向上することが臨床応用に向けて求められる。   Thus, at present, F-MRI has not reached clinical application. One reason for this is that there is no contrast agent having sufficient sensitivity and performance as described above. Therefore, the development of new contrast agents, particularly improved sensitivity, is required for clinical application.

これに関して、特許文献2、3では、高い造影能力を得る為に、フッ素原子と常磁性金属を同一分子内に持つ分子構造を提示している。また、特許文献4には複数のトリフルオロ基を持つベンゼン誘導体が開示されており、特許文献5ではそれらと常磁性金属化合物との撮像時の併用について述べられている。これらの化合物は、生体内挙動に特異性が無い為、臨床上の有用性は明確ではない。   In this regard, Patent Documents 2 and 3 present a molecular structure having a fluorine atom and a paramagnetic metal in the same molecule in order to obtain a high contrast capability. Patent Document 4 discloses benzene derivatives having a plurality of trifluoro groups, and Patent Document 5 describes the combined use of these with a paramagnetic metal compound at the time of imaging. Since these compounds have no specificity in in vivo behavior, their clinical usefulness is not clear.

その他、F−MRI用造影剤の研究例としては、非特許文献4〜6に示すようなパーフルオロカーボン類(PFC)のエマルジョンを用いたものが挙げられる。PFCエマルジョンは人工血液として生体投与された例があり安全面での懸念が少ない。また、PFCエマルジョンは多数のフッ素原子を持つ為に、現存のフッ素化合物の中では最も造影感度的に有利である。市販のPFC類を用いて行った血管系、網内系をはじめとした造影実験が報告されている。   Other examples of research on contrast agents for F-MRI include those using emulsions of perfluorocarbons (PFC) as shown in Non-Patent Documents 4-6. PFC emulsions have been administered in vivo as artificial blood, and there are few safety concerns. Moreover, since the PFC emulsion has a large number of fluorine atoms, it is most advantageous in contrast sensitivity among existing fluorine compounds. Imaging experiments including vascular and intraretinal systems performed using commercially available PFCs have been reported.

また、腫瘍細胞部分では血管の新生が活発に行われており、この新生血管は正常組織の血管にくらべ血管壁の構造が緻密ではなく、有る程度の大きさの微粒子でも血管外へ透過する現象(Enhanced Permeability and Retention:EPR効果)があることが知られている。このEPR効果を利用し、PFCエマルジョン粒子を腫瘍部に受動的に取り込こませた後に癌の造影を行った研究例もある(非特許文献7,8)。   In addition, the neovascularization is actively performed in the tumor cell part, and this new blood vessel is less dense than the blood vessel of normal tissue, and even a fine particle of a certain size permeates outside the blood vessel. (Enhanced Permeability and Retention: EPR effect) is known. There is also a research example in which imaging of cancer is performed after passively taking PFC emulsion particles into the tumor using this EPR effect (Non-patent Documents 7 and 8).

PFCエマルジョンによるF−MRIは、基本的に血流に乗った微粒子の体内動態により、そのイメージングの質が変化する。毛細血管や網膜においても体内には種々の関門があることは知られており、大きさによりその関門透過性が異なるため、当然体内動態は変化する。また、同様にEPR効果を利用するにしても、微粒子の粒径が大きすぎると腫瘍部分の新生血管を透過することはできず、逆に小さすぎると、腫瘍部の新生血管以外の通常の血管壁からも透過することになり、腫瘍部分だけを選択的に造影することができなくなる。特に、エマルションは分子の自己集合体であり、粒子間で集積している分子の数を全く同じにすることは出来ず、その粒径を厳密に制御することが困難である。
特開平11−012295号公報 特開平6−181890号公報 特開平7−097340号公報 米国特許第5318770号明細書 米国特許第5385724号明細書 Mag.Res.Med. 17,189(1991) Radiology 174,141(1990) 日本医学放射線学会誌 53巻[1] ,104〜106(1993) E.McFarland et al.,J.Comp.Ass.Tomo. 9,8(1985) P.M.Joseph et al.,J.Comp.Ass.Tomo. 9,1012(1985) H.E.Longmaid et al.,Invest.Radiol. 20,141(1985)) A.V.Ratner et al.,Invest.Radiol.23,361(1988) R.P.Mason et al.,Mag.Res.Imag. 7,475(1989)
In F-MRI using a PFC emulsion, the quality of imaging changes basically depending on the pharmacokinetics of fine particles riding on the bloodstream. It is known that there are various barriers in the body in capillaries and retinas, and the kinetics of the body naturally change because the barrier permeability varies depending on the size. Similarly, even if the EPR effect is used, if the particle size of the fine particles is too large, it cannot penetrate the neovascularization of the tumor part, and conversely, if it is too small, normal blood vessels other than the neovascularization of the tumor part It will also pass through the wall, making it impossible to selectively image only the tumor part. In particular, an emulsion is a self-assembly of molecules, the number of molecules accumulated between particles cannot be made exactly the same, and it is difficult to strictly control the particle size.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-012295 JP-A-6-181890 JP-A-7-097340 U.S. Pat.No. 5,318,770 US Pat. No. 5,357,724 Mag.Res.Med. 17,189 (1991) Radiology 174,141 (1990) Journal of Japanese Society of Medical Radiology 53 (1), 104-106 (1993) E. McFarland et al., J. Comp. Ass. Tomo. 9, 8 (1985) PMJoseph et al., J. Comp. Ass. Tomo. 9,1012 (1985) HELongmaid et al., Invest. Radiol. 20,141 (1985)) AVRatner et al., Invest.Radiol. 23,361 (1988) RPMason et al., Mag. Res. Imag. 7,475 (1989)

以上のような背景技術に鑑み、本発明においては、サイズを精密に制御したフッ素原子含有デンドリマー粒子を提供する事を目的とする。   In view of the background art as described above, an object of the present invention is to provide fluorine atom-containing dendrimer particles whose size is precisely controlled.

また、本発明においては、造影感度とサイズの均一性を上げたF−MRI用造影剤を提供する事を目的とする。   Another object of the present invention is to provide a contrast agent for F-MRI with enhanced contrast sensitivity and size uniformity.

さらに、本発明においては、サイズを精密に制御したフッ素原子含有デンドリマー粒子の製造方法を提供することを目的とする。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for producing fluorine atom-containing dendrimer particles whose size is precisely controlled.

本発明の第一は、脂肪族系の高規則性分岐ポリマー(デンドリマー)の複数の分岐末端に、フッ素原子を含有するユニットを有することを特徴とするデンドリマー粒子である。   A first aspect of the present invention is a dendrimer particle having a unit containing a fluorine atom at a plurality of branch ends of an aliphatic highly regular branched polymer (dendrimer).

また、本発明の第二は、上記デンドリマー微粒子を含有することを特徴とするMRI用造影剤である。   The second of the present invention is an MRI contrast agent characterized by containing the dendrimer fine particles.

また、本発明の第三は、脂肪族系の高規則性分岐ポリマーの複数の分岐末端に、フッ素原子を含有するユニットを設ける工程を有することを特徴とするデンドリマー粒子の製造方法である。   A third aspect of the present invention is a method for producing dendrimer particles, comprising a step of providing units containing fluorine atoms at a plurality of branch ends of an aliphatic highly regular branched polymer.

デンドリマーの末端にフッ素原子を含有するユニットを有するデンドリマー粒子を用いることで、造影感度が高く、サイズを厳密に制御したF−MRI用造影剤を提供することが可能となる。   By using dendrimer particles having a unit containing a fluorine atom at the terminal of the dendrimer, it is possible to provide a contrast agent for F-MRI with high contrast sensitivity and a strictly controlled size.

本発明者らは、かかるF−MRI造影剤の課題に鑑み、デンドリマーの利用について鋭意検討を行った結果、造影感度並びにサイズをコントロール可能な造影剤の発明に至った。   In view of the problem of the F-MRI contrast agent, the present inventors have conducted extensive studies on the use of dendrimers, and as a result, have reached the invention of a contrast agent capable of controlling the contrast sensitivity and size.

まず、F−MRIにおいて造影感度を上げるためには、フッ素原子の含有量を上げた化合物を利用する必要がある。フッ素原子の含有量を上げるためには、比較的低分子量の化合物を自己集合させたミセル、ベシクル若しくはエマルションを利用することが可能ではあるが、この場合にはそのサイズを厳密にコントロールすることは困難である。本発明者らは、かかる問題を克服するために、高規則性をもって分子鎖が枝分かれした構造からなる高分子(高規則性分岐ポリマー)であるデンドリマーに着目した。   First, in order to increase the contrast sensitivity in F-MRI, it is necessary to use a compound having an increased fluorine atom content. In order to increase the content of fluorine atoms, it is possible to use micelles, vesicles or emulsions in which relatively low molecular weight compounds are self-assembled, but in this case, the size can be strictly controlled. Have difficulty. In order to overcome such problems, the present inventors have focused on dendrimers that are polymers (highly regular branched polymers) having a structure in which molecular chains are branched with high regularity.

ここで、デンドリマーとは、例えば、Hawker,et.al. J. Chem. Soc. , Chem. Commun.1990, (15), 1010-1013.、D. A. Tomalia,et.al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 29, 138-175 (1990).、J. M. J. Frechet, Science, 263, 1710. (1994)、柿本雅明;化学,50巻,608頁(1995)等に記載されている規則的な樹枝状分岐を有する分岐高分子の総称であり、このような分子は、分子の中心から規則的な分岐をした高分子構造を有するため、例えばD. A. Tomalia,et.al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 29, 138-175 (1990).に解説されているように、高分子量化するにつれて生じる分岐末端の極度の立体的込み合いにより球状の分子形態をとるようになる。   Here, the dendrimer is, for example, Hawker, et.al. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990, (15), 1010-1013., DA Tomalia, et.al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 29, 138-175 (1990). JMJ Frechet, Science, 263, 1710. (1994), Masaaki Enomoto; Chemistry, 50, 608 (1995), etc. It is a general term for branched polymers having dendritic branches, and such a molecule has a polymer structure that is regularly branched from the center of the molecule, so that, for example, DA Tomalia, et.al.Angew.Chem.Int. As described in Ed. Engl., 29, 138-175 (1990)., It takes a spherical molecular form due to the extreme steric crowding of the branched ends that occur as the molecular weight increases.

デンドリマーは、そのジェネレーションにより大きさを厳密にコントロールできるという利点に加え、最も外側に配置される構造の数も規則的に変えることができるという特徴を有している。ここで、本発明者らはデンドリマーの最も外側に配置される多数の部分構造を利用することで、フッ素の含有量を効果的に増やすことができ、且つ大きさを厳密に制御できることを見出した。   In addition to the advantage that the size can be precisely controlled by its generation, the dendrimer has a feature that the number of structures arranged on the outermost side can be changed regularly. Here, the present inventors have found that by using a large number of partial structures arranged on the outermost side of the dendrimer, the fluorine content can be effectively increased and the size can be strictly controlled. .

フッ素原子を含有するデンドリマーとして、特開2002-220468号公報には、ベンゼン環にフッ素原子を含有する置換基を有するものや、特開2003-226611号公報には、シロキサン系デンドリマーにフッ素原子含有化合物を結合させたものが開示されている。   As a dendrimer containing a fluorine atom, JP 2002-220468 A has a substituent containing a fluorine atom in a benzene ring, and JP 2003-226611 A contains a fluorine atom in a siloxane dendrimer. A combination of compounds is disclosed.

本発明に用いるデンドリマーとしては、生体適合性や溶解性の観点から、芳香族系やシロキサン化合物ではなく、脂肪族系の化合物である必要がある。よって、本発明のデンドリマー粒子は、フッ素原子を含有するユニットが脂肪族系のデンドリマー(高規則性分岐ポリマー)の複数の分岐末端に結合している構造を有する。   The dendrimer used in the present invention needs to be an aliphatic compound, not an aromatic or siloxane compound, from the viewpoint of biocompatibility and solubility. Therefore, the dendrimer particle of the present invention has a structure in which a unit containing a fluorine atom is bonded to a plurality of branch ends of an aliphatic dendrimer (highly regular branched polymer).

より具体的には、本発明に用いることができる脂肪族系のデンドリマーとしては、PAMAM系(Polyamidoamine dendrimer)若しくはMPA系の骨格を有するものを好適に用いることができる。例として、下記式(1)にPAMAM系デンドリマー(ジェネレーション=2)の分子構造を、下記式(2)にMPA系デンドリマー(ジェネレーション=2)の分子構造を、それぞれ示す。   More specifically, as the aliphatic dendrimer that can be used in the present invention, those having a PAMAM (Polyamidoamine dendrimer) or MPA skeleton can be preferably used. As an example, the following formula (1) shows the molecular structure of a PAMAM dendrimer (generation = 2), and the following formula (2) shows the molecular structure of an MPA dendrimer (generation = 2).

特に、PAMAMの場合は、各ジェネレーションが既に市販されており、適宜、下記表1のように表面官能基数(アミノ基)と粒子の大きさとを選択することが可能である。   In particular, in the case of PAMAM, each generation is already on the market, and it is possible to appropriately select the number of surface functional groups (amino groups) and particle size as shown in Table 1 below.

また、Langmuir,23,8299-8303, 2007には、デンドリマーの末端を一旦基板上に化学結合させた後に、二酸化炭素の超臨界条件を利用してフッ素含有化合物をデンドリマー末端に化学結合させた研究事例が開示されている。この研究事例に示される状態はあくまでも基板上に化学結合で固定化された状態であり、生体内へ投与することが必要な造影剤としては利用することができない。また、一旦、上記研究事例に従って作成した基板上のデンドリマーを、基板−デンドリマー間の化学結合を切断して微粒子化するという方法では、基板と結合していたデンドリマー末端部分には、切断後にフッ素原子を含有したユニットが結合しておらず、それだけ造影感度が低下する点や、形状が球形からずれることが予想される。さらに、基板−デンドリマー間の化学結合の形態と、フッ素原子含有ユニット−デンドリマー間の化学結合の形態はいずれもアミド結合であることから、基板−デンドリマー間の化学結合を切断時に、フッ素原子含有ユニット−デンドリマー間の化学結合も同様に切断されてしまう問題がある。   In Langmuir, 23, 8299-8303, 2007, a study in which the end of the dendrimer was chemically bonded to the substrate and then a fluorine-containing compound was chemically bonded to the end of the dendrimer using carbon dioxide supercritical conditions. A case has been disclosed. The state shown in this research example is a state of being fixed on the substrate by a chemical bond, and cannot be used as a contrast agent that needs to be administered into a living body. In addition, once the dendrimer on the substrate prepared according to the above-mentioned research example is broken into fine particles by cutting the chemical bond between the substrate and the dendrimer, the end of the dendrimer that has been bonded to the substrate has fluorine atoms after cutting. It is expected that the unit containing ss is not coupled, and the contrast sensitivity is lowered accordingly, and the shape deviates from the spherical shape. Furthermore, since the form of chemical bond between the substrate and the dendrimer and the form of chemical bond between the fluorine atom-containing unit and the dendrimer are both amide bonds, the fluorine atom-containing unit is broken when the chemical bond between the substrate and the dendrimer is broken. There is a problem that the chemical bond between dendrimers is also broken in the same manner.

一方、特公平7−57736号公報、特公平7−57735号公報には、PAMAM系デンドリマーなどの表面の官能性の修飾についての記載があるが、F−MRI造影剤としての使用及びそのための分子設計についての示唆はない。
[本発明のデンドリマー粒子]
本発明のデンドリマー粒子は、脂肪族系の高規則性分岐ポリマーの複数の分岐末端に、フッ素原子を含有するユニットを有することを特徴とする。
On the other hand, in Japanese Patent Publication Nos. 7-5736 and 7-57735, there is a description about modification of surface functionality such as PAMAM dendrimers, but the use as F-MRI contrast agent and molecules therefor are described. There is no suggestion about the design.
[Dendrimer particles of the present invention]
The dendrimer particle of the present invention is characterized by having a unit containing a fluorine atom at a plurality of branch ends of an aliphatic highly regular branched polymer.

ここで、フッ素原子を含有するユニットとしては、フッ素原子を含有する繰り返し単位を有する重合体を用いることができる。   Here, as the unit containing a fluorine atom, a polymer having a repeating unit containing a fluorine atom can be used.

繰り返し単位の例としては、下記一般式(1)で表されるもの及び下記一般式(2)で表されるものを挙げることができる。   Examples of the repeating unit include those represented by the following general formula (1) and those represented by the following general formula (2).

ここで、Rf1及びRf2は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示す。なお、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のオリゴマーの重合度は好ましくは10以下である。 Here, Rf 1 and Rf 2 are a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom, or a linear chain containing a fluorine atom. Or a monomer or oligomer of an oxyalkylene group which is branched or branched (the hydrogen in these alkyl group, oxyalkyl group and oxyalkylene group may be substituted with an atom or atomic group other than hydrogen, and these alkyl group or —CH 2 — in the oxyalkyl group may be any one of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—. The degree of polymerization of the linear or branched oligomer of a oxyalkylene group containing a fluorine atom is preferably 10 or less.

また、L1、L2は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR12−(R1は水素もしくはアルキル基、R2は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す。 L 1 and L 2 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 1 R 2 — (R 1 is hydrogen or an alkyl group, R 2 is a single bond, A divalent linking group selected from a bond or an alkylene group, a divalent linking group selected from an alkylene group having a hydroxyl group and an oxyalkylene group).

フッ素原子を含有しない繰り返し単位の例としては、下記一般式(1a)で表されるもの及び下記一般式(2a)で表されるものを挙げることができる。   Examples of the repeating unit not containing a fluorine atom include those represented by the following general formula (1a) and those represented by the following general formula (2a).

ここで、Rf4及びRf5は、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示す。なお、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のオリゴマーの重合度は好ましくは10以下である。 Here, Rf 4 and Rf 5 are linear or branched alkyl groups that do not contain fluorine atoms, linear or branched oxyalkyl groups that do not contain fluorine atoms, and linear chains that do not contain fluorine atoms. Monomers or oligomers of linear or branched oxyalkylene groups that do not contain a fluorine atom (the hydrogen in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups is other than hydrogen) It may be substituted with an atom or an atomic group, and —CH 2 — in these alkyl groups or oxyalkyl groups is substituted with any of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—. Is also good). The degree of polymerization of the linear or branched oxyalkylene group oligomer not containing a fluorine atom is preferably 10 or less.

また、L3、L4は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す。 L 3 and L 4 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is a hydrogen or alkyl group, R 4 is a single bond, A divalent linking group selected from a bond or an alkylene group, a divalent linking group selected from an alkylene group having a hydroxyl group and an oxyalkylene group).

一方、フッ素原子を含有するユニットとして重合体以外のものを用いる場合、その例としては、下記一般式(3)で表されるものを挙げることができる。   On the other hand, when a unit other than a polymer is used as the unit containing a fluorine atom, examples thereof include those represented by the following general formula (3).

ここで、Rf3は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいアルキル基、或いはフッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基(これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)である。 Here, Rf 3 represents a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, or a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom (these alkyl groups or oxyalkyl groups). The hydrogen in the atom may be substituted with an atom or atomic group other than hydrogen, and —CH 2 — in these alkyl groups or oxyalkyl groups is —O—, —CO—, —NH—, —COO—. Any of which may be substituted).

また、Lは、単結合、または、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基、フェニレン基、オキシフェニレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の基のいずれかである。 L is a single bond, or an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, a phenylene group, an oxyphenylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is hydrogen or an alkyl group, R 4 is a single bond. Or a divalent group selected from an alkylene group, a divalent linking group selected from an alkylene group having a hydroxyl group and an oxyalkylene group).

上記式(3)のRf3で表されるとしては多くのフッ素を含むパーフルオロアルキル基若しくはオキシパーフルオロアルキレン基を用いることにより、デンドリマー粒子中のフッ素原子の含有量を上げることができる。一方、多くのフッ素を含むパーフルオロアルキル基あるいはパーフルオロアルキレン基を用いるとフッ素含有部分の分子運動性の低下が起こり、F−MRIにおける検出感度が低下するおそれがある。したがって、F−MRI造影剤としての利用を考えた場合には、Rf3で表される基の中のフッ素原子含有量を適切にコントロールすることが好ましい。より具体的には、パーフルオロアルキル基若しくはパーオキシフルオロアルキレン基の1つのユニットあたりのフッ素原子含有量は、好ましくは1〜50であり、更に好ましくは3〜30である。 By using a perfluoroalkyl group or oxyperfluoroalkylene group containing a large amount of fluorine as represented by Rf 3 in the above formula (3), the content of fluorine atoms in the dendrimer particles can be increased. On the other hand, when a perfluoroalkyl group or a perfluoroalkylene group containing a large amount of fluorine is used, the molecular mobility of the fluorine-containing portion is lowered, and the detection sensitivity in F-MRI may be lowered. Therefore, when considering use as an F-MRI contrast agent, it is preferable to appropriately control the fluorine atom content in the group represented by Rf 3 . More specifically, the fluorine atom content per unit of the perfluoroalkyl group or peroxyfluoroalkylene group is preferably 1 to 50, and more preferably 3 to 30.

本発明にかかる化合物のF−MRI造影剤としての使用を考慮した場合、水溶性(より厳密には血液などの体液中での溶解性)を高めるための工夫をすることが好ましい。   In consideration of the use of the compound according to the present invention as an F-MRI contrast agent, it is preferable to devise to enhance water solubility (more strictly, solubility in body fluids such as blood).

そのような工夫としては、デンドリマー粒子(好ましくはその表面近傍)への親水性基の導入が考えられる。たとえば、フッ素含有ユニットに−OH、−COOH、−NH2、−O−、−NH−などの親水性基を導入することが考えられる。このような親水性基は,フッ素含有ユニットが重合体の場合、その主鎖に導入することも可能であるし、側鎖に導入することも可能である。また、前記した一般式(1)〜(3)で示される例に関して述べると、親水性基は、L1、Rf1、L2、Rf2、L、Rf3のいずれに導入することも可能である。このような親水性基は、フッ素含有ユニットの末端に設けることがより好ましい。また、フッ素含有ユニットの外側にさらにフッ素を含有しないユニットを設け、フッ素を含有しないユニットに親水性基を導入することも考えられる。 As such a device, introduction of a hydrophilic group into dendrimer particles (preferably near the surface thereof) can be considered. For example, it is conceivable to introduce hydrophilic groups such as —OH, —COOH, —NH 2 , —O—, and —NH— into the fluorine-containing unit. Such a hydrophilic group can be introduced into the main chain or a side chain when the fluorine-containing unit is a polymer. Further, regarding the examples represented by the general formulas (1) to (3), the hydrophilic group can be introduced into any of L 1 , Rf 1 , L 2 , Rf 2 , L, and Rf 3. It is. Such a hydrophilic group is more preferably provided at the end of the fluorine-containing unit. It is also conceivable to provide a unit that does not contain fluorine outside the fluorine-containing unit and introduce a hydrophilic group into the unit that does not contain fluorine.

F−MRI造影剤としての使用を考慮した場合、フッ素原子そのものの溶媒和の程度も考慮した上での分子設計をなすことが望ましい。   In consideration of the use as an F-MRI contrast agent, it is desirable to design a molecule in consideration of the degree of solvation of the fluorine atom itself.

また、本発明にかかる化合物を、腫瘍特異的なF−MRI造影剤あるいは炎症部位特異的なF−MRI造影剤として用いる場合には、粒径を適切な範囲に制御することが望ましい。   When the compound according to the present invention is used as a tumor-specific F-MRI contrast agent or an inflammatory site-specific F-MRI contrast agent, it is desirable to control the particle size within an appropriate range.

具体的には、腫瘍や炎症部位の血管には10nm〜数百nm程度の大きさの大きな孔が開いていることから、粒径は10nm以上200nm以下とすることが、本発明にかかる化合物を腫瘍や炎症部位の組織中に進入させることができるという点で好ましい。   Specifically, since a large pore having a size of about 10 nm to several hundred nm is opened in a blood vessel of a tumor or an inflamed site, the particle size of the compound according to the present invention may be 10 nm to 200 nm. This is preferable in that it can enter a tumor or an inflamed tissue.

粒径を10nm以上200nm以下とすることで、腫瘍や炎症部位の組織への血管からの進入を容易にしつつ通常の毛細血管から正常組織への進入を困難にすることができる。   By setting the particle size to 10 nm or more and 200 nm or less, it is possible to make it difficult for the normal capillary to enter the normal tissue while facilitating the entrance of the tumor or the inflamed site from the blood vessel.

また、腫瘍組織での滞留時間を長くするという観点からは、粒径を20nm以上200nm以下とすることが好ましく、50nm以上100nm以下とすることがさらに好ましい。   From the viewpoint of increasing the residence time in the tumor tissue, the particle size is preferably 20 nm or more and 200 nm or less, more preferably 50 nm or more and 100 nm or less.

一方、デンドリマーの合成の容易性という観点からは、粒径を2nm以上100nm以下とすることが好ましい。   On the other hand, from the viewpoint of easy synthesis of the dendrimer, the particle size is preferably 2 nm or more and 100 nm or less.

粒径を制御する方法としては、コアとなるデンドリマーのジェネレーションを適切に選択することが考えられる。また、後述するリビングラジカル重合法を用いてデンドリマー粒子を合成する場合には、重合反応時間を制御することで容易に粒径を制御することができる。
[デンドリマー粒子の製造方法]
フッ素原子を含有するユニットをデンドリマー末端に設ける方法としては、二通りの方法を挙げることができる。
As a method for controlling the particle size, it is conceivable to appropriately select the generation of the core dendrimer. Moreover, when synthesizing dendrimer particles using a living radical polymerization method described later, the particle size can be easily controlled by controlling the polymerization reaction time.
[Method of producing dendrimer particles]
As a method of providing a unit containing a fluorine atom at the end of the dendrimer, two methods can be exemplified.

一つは、比較的低分子量のフッ素原子含有分子を共有結合によってデンドリマーの末端に結合させる方法であり、もう一つは、デンドリマー末端からモノマーとしてのフッ素原子含有分子を重合させる方法である。   One is a method in which a fluorine atom-containing molecule having a relatively low molecular weight is bonded to the end of the dendrimer by a covalent bond, and the other is a method in which a fluorine atom-containing molecule as a monomer is polymerized from the end of the dendrimer.

なお、これらの二つの方法で用いられる材料を区別するために、以下の記述において、「フッ素原子含有低分子」は、重合法を用いずにデンドリマーの末端に結合させる材料としてのフッ素原子含有分子を意味するものとし、「フッ素原子含有モノマー」は、重合法を用いてデンドリマーの末端に結合させる材料としてのフッ素原子含有分子を意味するものとする。
[フッ素原子含有低分子を共有結合によって結合させる方法]
この方法では、脂肪族系のデンドリマーと下記一般式(6)で表されるフッ素原子を含有する分子(フッ素原子含有低分子)とを反応させる。
In order to distinguish the materials used in these two methods, in the following description, “fluorine atom-containing low molecule” means a fluorine atom-containing molecule as a material to be bonded to the end of the dendrimer without using a polymerization method. The “fluorine atom-containing monomer” means a fluorine atom-containing molecule as a material to be bonded to the end of the dendrimer using a polymerization method.
[Method for bonding fluorine atom-containing small molecule by covalent bond]
In this method, an aliphatic dendrimer is reacted with a molecule containing a fluorine atom represented by the following general formula (6) (fluorine atom-containing low molecule).

ここで、Rf3は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいアルキル基、或いはフッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいオキシアルキル基を示す。これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の水素は、水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い。 Here, Rf 3 represents a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, or a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom. Hydrogen in these alkyl groups or oxyalkyl groups may be substituted with an atom or atomic group other than hydrogen, and —CH 2 — in these alkyl groups or oxyalkyl groups is —O—, —CO—. , —NH—, or —COO— may be substituted.

前述したように、Rf3は親水性を高めるための基を有していることが好ましい。たとえば、Lとは反対側の末端にOH基やCOOH基を設けることができる。なお、フッ素原子を含有する低分子をデンドリマー末端に結合する際には、OH基やCOOH基などの基を保護基で保護しておいたほうが良い。 As described above, Rf 3 preferably has a group for enhancing hydrophilicity. For example, an OH group or a COOH group can be provided at the end opposite to L. When a low molecule containing a fluorine atom is bonded to the end of the dendrimer, it is preferable to protect a group such as an OH group or a COOH group with a protective group.

1はデンドリマー末端の官能基と共有結合を形成させるための官能基であり、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、カルボン酸クロライド、カルボン酸フルオライド、ハロゲン原子、エポキシ基、イソシアネート基、−CH=CH2、−C≡CH、チオール基を挙げることができるが、中でも、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、ハロゲン、カルボン酸クロライド、カルボン酸フルオライドを好適に用いることができる。 X 1 is a functional group for forming a covalent bond with the functional group at the end of the dendrimer, and is an amino group, hydroxyl group, carboxyl group, carboxylic acid chloride, carboxylic acid fluoride, halogen atom, epoxy group, isocyanate group, —CH═CH. 2 , —C≡CH and a thiol group can be mentioned, among which amino group, carboxyl group, hydroxyl group, halogen, carboxylic acid chloride, and carboxylic acid fluoride can be preferably used.

Lは官能基X1とフッ素原子を含有する基Rf3とを結合させるためのリンカーであって、単結合(実質的にはリンカーが存在しないことになる)、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、フェニレン基、オキシフェニレン基を挙げることができる。中では、単結合、アルキレン基、ヒドロキシ基置換アルキレン基を好適に用いることが可能であり、特に単結合、または−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基およびオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基が更に好ましい。 L is a linker for bonding the functional group X 1 and the fluorine-containing group Rf 3, and is a single bond (substantially no linker is present), an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group , A phenylene group and an oxyphenylene group. Among them, a single bond, an alkylene group, or a hydroxy group-substituted alkylene group can be suitably used. Particularly, a single bond, or a divalent group selected from —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, and an oxyalkylene group. The linking group is more preferable.

一般式(6)で表されるフッ素原子含有低分子の具体例を以下に示すが、本発明はこれらの例示化合物のみに限定されるものではない。   Specific examples of the fluorine atom-containing low molecule represented by the general formula (6) are shown below, but the present invention is not limited to these exemplified compounds.

フッ素原子含有低分子を結合させる場合、前述した理由により、フッ素原子含有低分子中のフッ素原子数を比較的少なくすることが好ましい。従って、造影感度の向上、即ち1粒子当たりのフッ素含有量を高くするためには、コアとなるデンドリマーのジェネレーションとして高いものを用い、フッ素原子含有低分子の結合数を上げることが有効である。   When bonding a fluorine atom-containing low molecule, it is preferable to relatively reduce the number of fluorine atoms in the fluorine atom-containing low molecule for the reasons described above. Therefore, in order to improve contrast sensitivity, that is, to increase the fluorine content per particle, it is effective to increase the number of bonds of fluorine atom-containing low molecules by using a high dendrimer generation as a core.

デンドリマー末端にフッ素原子含有低分子を結合させるためには、デンドリマー末端が反応活性な官能基を持っている必要がある。そのよう官能基の例としては、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン原子、エポキシ基、イソシアネート基、−CH=CH2、−C≡CH、チオール基が挙げられる。これらの中でも、生体適合性および、デンドリマーとしての合成のしやすさの観点で、アミノ基、カルボキシル基、水酸基が好ましい。 In order to bond a fluorine atom-containing small molecule to the end of the dendrimer, the end of the dendrimer needs to have a reactive functional group. Examples of such functional groups include amino groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, halogen atoms, epoxy groups, isocyanate groups, —CH═CH 2 , —C≡CH, and thiol groups. Among these, an amino group, a carboxyl group, and a hydroxyl group are preferable from the viewpoint of biocompatibility and ease of synthesis as a dendrimer.

また、デンドリマーとフッ素原子含有低分子を効果的に結合させるために、分子量が一定の低分子量のスペーサーを用いてもよい。例えば、末端がアミノ基であるデンドリマーの末端に下記の官能基を新たに導入することで、アミノ基以外の官能基をデンドリマー末端に持たせることが可能となる。   Further, in order to effectively bind the dendrimer and the fluorine atom-containing low molecule, a low molecular weight spacer having a constant molecular weight may be used. For example, by introducing the following functional group at the end of a dendrimer whose terminal is an amino group, it is possible to have a functional group other than an amino group at the end of the dendrimer.

[デンドリマー末端からフッ素原子含有モノマーを重合させる方法]
フッ素原子含有モノマーを用いてデンドリマー末端から重合を行うことにより、フッ素原子を含有する繰り返し単位を有する重合体をデンドリマー末端に設けることができる。
[Method for polymerizing fluorine atom-containing monomer from dendrimer terminal]
By polymerizing from the end of the dendrimer using a fluorine atom-containing monomer, a polymer having a repeating unit containing a fluorine atom can be provided at the end of the dendrimer.

このような方法を用いることにより、容易に粒子中のフッ素含有量を高くすることができる。   By using such a method, the fluorine content in the particles can be easily increased.

フッ素原子を含有する反応性モノマーを重合させるためには、重合反応の起点として適した官能基をデンドリマー末端に結合させておくことが可能である。   In order to polymerize a reactive monomer containing a fluorine atom, it is possible to bond a functional group suitable as a starting point for the polymerization reaction to the end of the dendrimer.

重合方法としては、後述するリビングラジカル重合法、とりわけ原子移動ラジカル重合法が、原料の選択肢の幅が広く、分子量制御が容易であることに伴ってデンドリマー粒子の粒径の制御を精密に行うことができるという点で、好ましい。   As the polymerization method, the living radical polymerization method described below, particularly the atom transfer radical polymerization method, has a wide range of raw material options and facilitates molecular weight control, and precisely controls the particle size of the dendrimer particles. Is preferable in that it can be performed.

この手法を用いることにより、最終的に得られるデンドリマー粒子中のフッ素原子含有量を上げることが可能となる。   By using this method, it is possible to increase the fluorine atom content in the finally obtained dendrimer particles.

ここで用いる反応性モノマーとしては、2重結合や3重結合を有するもの、縮重合可能なカルボキシル基、アミノ基、水酸基等の置換基、開環重合可能なエポキシ基、付加重合可能なイソシアネート基、チオイソシアネート基を挙げることができる。重合方法によっては分子量分布が広がることによるデンドリマー粒子のサイズ不均一化が起こる可能性がある。かかる問題の発生を防止するという観点からは、2重結合を有するもの、特にアクリル基若しくはメタクリル基を有するモノマーが好適である。   As the reactive monomer used here, a monomer having a double bond or a triple bond, a substituent such as a carboxyl group capable of condensation polymerization, an amino group or a hydroxyl group, an epoxy group capable of ring-opening polymerization, or an isocyanate group capable of addition polymerization. And thioisocyanate groups. Depending on the polymerization method, the size distribution of the dendrimer particles may be uneven due to the broadening of the molecular weight distribution. From the viewpoint of preventing the occurrence of such a problem, a monomer having a double bond, particularly a monomer having an acrylic group or a methacryl group is preferable.

例えば、下記一般式(4)もしくは(5)で表されるアクリルモノマーを好適に用いることができる。   For example, an acrylic monomer represented by the following general formula (4) or (5) can be suitably used.

ここで、Rf1及びRf2はフッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいオキシアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示す。なお、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のオリゴマーの重合度は好ましくは10以下である。
1、L2は単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR12−(R1は水素もしくはアルキル基、R2は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を表す。 具体的なフッ素原子含有のモノマーを以下に例示するが、本発明はこれらの例示化合物のみに限定されるものではない。たとえば、下記例示化合物中の側鎖に存在するHの一部をさらにFで置換しても良い。
Here, Rf 1 and Rf 2 are a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom, a straight chain containing a fluorine atom. A chain- or branched oxyalkylene group monomer or oligomer (the hydrogen in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups may be substituted with atoms or atomic groups other than hydrogen, and these alkyl groups Alternatively, —CH 2 — in the oxyalkyl group may be any one of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—. The degree of polymerization of the linear or branched oligomer of a oxyalkylene group containing a fluorine atom is preferably 10 or less.
L 1 and L 2 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 1 R 2 — (R 1 is hydrogen or an alkyl group, R 2 is a single bond or alkylene; A divalent linking group selected from the group, a divalent linking group selected from an alkylene group having a hydroxyl group and an oxyalkylene group. Specific fluorine atom-containing monomers are exemplified below, but the present invention is not limited to these exemplified compounds. For example, a part of H present in the side chain in the following exemplified compounds may be further substituted with F.

これらのモノマーの側鎖には親水性基を導入することが可能である。そのような例の一部は上に例示しているが、その他のモノマーについても側鎖末端のCF3またはCHF2をCF2OHなどに変えることや、側鎖をCOO(Cm2mO)n5(m、nは1以上の互いに独立した整数であり、好ましくは10以下。R5はHもしくはアルキル基)などのポリエチレングリコール誘導体とすることが考えられる。 It is possible to introduce a hydrophilic group into the side chain of these monomers. Some of these examples are exemplified above, but for other monomers, the side chain terminal CF 3 or CHF 2 is changed to CF 2 OH or the like, or the side chain is changed to COO (C m F 2m O ) N R 5 (m and n are each an integer of 1 or more, preferably 10 or less, and R 5 is H or an alkyl group).

これらのモノマーの重合は、単一種類のモノマーを用いても、或いは複数種類のモノマーを導入してもよい。複数モノマーの導入に関しては、ランダムに複数のモノマーが重合したランダム共重合の形態、或いは各モノマーがドメインを形成しているブロック共重合の形態でもよい。更に、複数のモノマーを用いる方法に関しては、フッ素原子を含有するモノマーとフッ素原子を含有しないモノマーとを組み合わせる事が可能であり、フッ素原子を含有しないモノマーによって、溶解性や安定性等の別の機能を付与することが可能となる。   For the polymerization of these monomers, a single type of monomer may be used, or a plurality of types of monomers may be introduced. The introduction of a plurality of monomers may be in the form of random copolymerization in which a plurality of monomers are randomly polymerized or in the form of block copolymerization in which each monomer forms a domain. Furthermore, regarding the method using a plurality of monomers, it is possible to combine a monomer containing a fluorine atom and a monomer not containing a fluorine atom. Depending on the monomer not containing a fluorine atom, the solubility and stability may be different. Functions can be added.

溶解性を付与するという観点からは、溶解性の機能を付与することができるフッ素原子を含有しないモノマーが、フッ素原子含有モノマーよりも外側に存在することが好ましい。そのためには、フッ素原子を含有しているモノマーを重合させた後に、フッ素原子を含有していない(好ましくは親水性基を有する)モノマーを重合することが好ましい。このようにすることにより、粒子の表面近傍に親水性基を配することができる。   From the viewpoint of imparting solubility, it is preferable that the monomer that does not contain a fluorine atom that can impart a solubility function is present outside the fluorine atom-containing monomer. For this purpose, it is preferable to polymerize a monomer containing no fluorine atom (preferably having a hydrophilic group) after polymerizing a monomer containing a fluorine atom. By doing in this way, a hydrophilic group can be arranged near the surface of particles.

フッ素原子を含有していないモノマーとしては、例えば、下記一般式(4a)もしくは(5a)で表されるアクリルモノマーを好適に用いることができる。   As the monomer not containing a fluorine atom, for example, an acrylic monomer represented by the following general formula (4a) or (5a) can be preferably used.

ここで、Rf4及びRf5は、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示す。なお、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のオリゴマーの重合度は好ましくは10以下である。 Here, Rf 4 and Rf 5 are linear or branched alkyl groups that do not contain fluorine atoms, linear or branched oxyalkyl groups that do not contain fluorine atoms, and linear chains that do not contain fluorine atoms. Monomers or oligomers of linear or branched oxyalkylene groups that do not contain a fluorine atom (the hydrogen in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups is other than hydrogen) It may be substituted with an atom or an atomic group, and —CH 2 — in these alkyl groups or oxyalkyl groups is substituted with any of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—. Is also good). The degree of polymerization of the linear or branched oxyalkylene group oligomer not containing a fluorine atom is preferably 10 or less.

また、L3、L4は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す。 L 3 and L 4 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is a hydrogen or alkyl group, R 4 is a single bond, A divalent linking group selected from a bond or an alkylene group, a divalent linking group selected from an alkylene group having a hydroxyl group and an oxyalkylene group).

これらのモノマーをデンドリマー末端から重合させる方法としては、従来公知の重合法を用いることができる。一般に、分子量分布の狭い重合体を得るためには、重合形式がアニオン重合、カチオン重合、若しくは、リビングラジカル重合法を用いる事が好適とされている。   As a method for polymerizing these monomers from the end of the dendrimer, a conventionally known polymerization method can be used. In general, in order to obtain a polymer having a narrow molecular weight distribution, it is preferable to use anionic polymerization, cationic polymerization, or a living radical polymerization method as a polymerization method.

前者のアニオン重合を選択する理由は、反応開始時に比べて成長時の反応速度が小さいため、生成する分子鎖が均一な長さになりやすいためとされている。   The reason for selecting the former anionic polymerization is that the reaction rate at the time of growth is lower than that at the start of the reaction, and the generated molecular chain tends to have a uniform length.

また、近年は後者のリビングラジカル重合の検討が盛んになされている。アニオン重合に比べ、モノマーの選択性が広い点や、反応条件の設定が容易である点で、リビングラジカル重合はより好ましい重合法である。このリビングラジカル重合とは、成長反応において少量の生長ラジカル(フリーラジカル)種と多量の休止(ドーマント)種の素早い平衡を確立する事に基づいている。休止(ドーマント)鎖により種々の形式のリビングラジカル重合が提案されている。   In recent years, the latter living radical polymerization has been actively studied. Compared to anionic polymerization, living radical polymerization is a more preferable polymerization method in that the selectivity of the monomer is wide and the reaction conditions can be easily set. This living radical polymerization is based on establishing a quick equilibrium between a small amount of growing radical (free radical) species and a large amount of dormant species in the growth reaction. Various types of living radical polymerization have been proposed with dormant chains.

例えば、ドーマントとしてハロゲン化アルキルを用いるATRP法(原子移動ラジカル重合法)、ジチオエステルを用いるRAFT法(reversible addition fragmentation chain transfer)、アルコキシアミンを用いるNMP法(nitroxide mediated polymerization)、ジチオカルバメイト化合物を用いる光イニファーター法などが提案されている。   For example, an ATRP method (atom transfer radical polymerization method) using an alkyl halide as a dormant, a RAFT method (reversible addition fragment transfer) using a dithioester, an NMP method (nitroxide mediated polymerization) using an alkoxyamine, a dithiocarbamate compound, The optical iniferter method to be used has been proposed.

ATRP法は、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する重合開始剤と、重合触媒となる遷移金属錯体とを用いてビニル系モノマーを重合させる方法である。   The ATRP method is a method of polymerizing a vinyl monomer using a polymerization initiator having a highly reactive carbon-halogen bond and a transition metal complex serving as a polymerization catalyst.

また、RAFT法は、通常のラジカル重合の系に、ジチオエステル類からなる高い連鎖移動定数を有する連鎖移動剤(いわゆるRAFT剤)を添加することによりビニル系モノマーを重合させる方法である。   The RAFT method is a method in which a vinyl monomer is polymerized by adding a chain transfer agent (so-called RAFT agent) having a high chain transfer constant consisting of dithioesters to a normal radical polymerization system.

また、NMP法はアルコキシアミンの炭素−酸素結合を熱開裂させて安定なニトロキシルラジカルおよびポリマーラジカルを生成させ、ポリマーラジカルにビニル系モノマーを重合させる方法である。開裂下、ニトロキシルラジカルは重合を開始せずに炭素中心フリーラジカルとのみ反応する。ポリマーラジカルはモノマーと反応して分子鎖を伸長し、ニトロキシルラジカルとのカップリング反応により再び結合してドーマント種として安定に存在する。ただし、モノマーにメタクリル酸エステル誘導体を用いると、重合ポリマー末端に生じるラジカル炭素のβ位にある水素をニトロキシルラジカルが引き抜くという副反応が起こりやすいという欠点がある。   The NMP method is a method in which a carbon-oxygen bond of alkoxyamine is thermally cleaved to generate a stable nitroxyl radical and a polymer radical, and a vinyl monomer is polymerized to the polymer radical. Under cleavage, nitroxyl radicals react only with carbon-centered free radicals without initiating polymerization. The polymer radical reacts with the monomer to elongate the molecular chain, and is recombined by a coupling reaction with the nitroxyl radical to stably exist as a dormant species. However, when a methacrylic acid ester derivative is used as a monomer, there is a drawback that a side reaction in which the nitroxyl radical extracts hydrogen at the β-position of the radical carbon generated at the terminal of the polymer is likely to occur.

光イニファーター法はN,N−ジエチルジチオカルバメイト基などの光イニファーター基を開始剤とし、紫外線照射により重合反応を開始するものである。   The photo-iniferter method uses a photo-iniferter group such as an N, N-diethyldithiocarbamate group as an initiator, and initiates a polymerization reaction by irradiation with ultraviolet rays.

本発明におけるリビングラジカル重合とは上記の方法のいずれを用いてもよく、特に制限はないが、原料の選択幅が広いなどの点からATRP法が好ましく使用される。   Any of the above methods may be used for the living radical polymerization in the present invention, and there is no particular limitation, but the ATRP method is preferably used from the viewpoint of a wide selection range of raw materials.

次に、ATRP法の概要について説明する。   Next, an outline of the ATRP method will be described.

ATRP法における重合開始剤としては重合開始点となる塩素原子、臭素原子あるいはヨウ素原子を少なくとも1つ有する化合物であれば特に制限はないが、通常、重合開始点となる塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を1つまたは2つ有する化合物が使用されている。   The polymerization initiator in the ATRP method is not particularly limited as long as it is a compound having at least one chlorine atom, bromine atom or iodine atom serving as a polymerization initiation point, but usually a chlorine atom, bromine atom or iodine serving as a polymerization initiation point. Compounds with one or two atoms are used.

具体的に例示すると、例えば、α−ハロエステル、α−ハロアルキルアミド、ベンジルハライド、ハロゲン化アルカン、α−ハロケトン、α−ハロニトリルおよびスルフォニルハライドなどが使用され、これらの中では原料の入手が容易である点からα−ハロエステルが好ましい。   Specifically, for example, α-haloesters, α-haloalkylamides, benzyl halides, halogenated alkanes, α-haloketones, α-halonitriles, sulfonyl halides and the like are used, and among these, it is easy to obtain raw materials. From a certain point, α-haloester is preferable.

α−ハロエステルの例としてはエチル2−ブロモイソブチレートあるいはエチル2−ブロモプロピオネートなどが挙げられる。   Examples of α-haloesters include ethyl 2-bromoisobutyrate or ethyl 2-bromopropionate.

α−ハロアルキルアミドの例としては2−クロロプロピオンアミドあるいは2−ブロモプロピオンアミドなどが挙げられる。   Examples of α-haloalkylamides include 2-chloropropionamide or 2-bromopropionamide.

ベンジルハライドの例としては1−フェニルエチルクロライドあるいは1−ブロモエチルベンゼンなどが挙げられる。   Examples of benzyl halide include 1-phenylethyl chloride and 1-bromoethylbenzene.

ハロゲン化アルカンとしてはクロロホルムあるいは四塩化炭素などが挙げられる。   Examples of the halogenated alkane include chloroform and carbon tetrachloride.

α−ハロケトンとしてはα−ブロモアセトンあるいはα−ブロモアセトフェノンなどが挙げられる。   Examples of the α-haloketone include α-bromoacetone and α-bromoacetophenone.

α−ハロニトリルとしては2−ブロモプロピオニトリルが挙げられる。   Examples of α-halonitrile include 2-bromopropionitrile.

スルフォニルクロライドとしてはp−トルエンスルフォニルブロマイドなどが挙げられる。   Examples of the sulfonyl chloride include p-toluenesulfonyl bromide.

本発明の形態を達成するには、モノマーの重合体はデンドリマーの各末端に結合していることが必要となる。その方法としては、デンドリマーの各末端を重合反応の起点とし、そこからモノマー重合を行う場合と、モノマーを所望の長さまで重合させた後に、デンドリマーの各末端へ結合させる方法の二通りが考えられるが、反応制御性を鑑みると、前者の手法を用いるのが好ましい。従って、ATRP法を用いた重合を行う場合には、上述の重合開始点となる重合開始剤を予めデンドリマー末端に結合させた後に、目的とするモノマーによる重合反応を行うのが好ましい。   In order to achieve the form of the present invention, the monomer polymer needs to be bonded to each end of the dendrimer. As the method, there are two methods: a method in which each terminal of the dendrimer is used as a starting point for the polymerization reaction and monomer polymerization is performed therefrom, and a method in which the monomer is polymerized to a desired length and then bonded to each terminal of the dendrimer. However, in view of reaction controllability, it is preferable to use the former method. Therefore, in the case of performing polymerization using the ATRP method, it is preferable to perform a polymerization reaction with a target monomer after previously binding a polymerization initiator serving as a polymerization initiation point to a dendrimer terminal.

重合触媒となる遷移金属錯体としては、特に制限されないが、周期表7族〜11族から選ばれる遷移金属(M)を中心金属とする金属錯体を挙げる事ができる。その具体例としては、例えば、1価の銅金属を有する銅化合物としては、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅など、2価のニッケルを有するニッケル化合物としては、二塩化ニッケル、二臭化ニッケル、二ヨウ化ニッケルなど、二価の鉄を有する鉄化合物としては、二塩化鉄、二臭化鉄、二ヨウ化鉄など、2価のルテニウムを有するルテニウム化合物としては、二塩化ルテニウム、二臭化ルテニウム、二ヨウ化ルテニウムなどが挙げられる。   Although it does not restrict | limit especially as a transition metal complex used as a polymerization catalyst, The metal complex which uses the transition metal (M) chosen from the periodic table group 11-11 group as a center metal can be mentioned. Specific examples thereof include, for example, divalent nickel such as cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide as the copper compound having monovalent copper metal. Examples of nickel compounds include nickel dichloride, nickel dibromide, and nickel diiodide. Examples of iron compounds having divalent iron include divalent ruthenium such as iron dichloride, iron dibromide, and iron diiodide. Examples of the ruthenium compound having a ruthenium dichloride, ruthenium dibromide, and ruthenium diiodide.

また、上記遷移金属錯体の配位子としては、特に制限されないが、2,2’−ビピリジン及びその誘導体(例えば4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジ(5−ノニル)−2,2’−ビピリジンなど)、1,10−フェナントロリン及びその誘導体(4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンなど)、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチル(2−アミノエチル)アミンなどが挙げられる。   Further, the ligand of the transition metal complex is not particularly limited, but 2,2′-bipyridine and its derivatives (for example, 4,4′-dinonyl-2,2′-bipyridine, 4,4′-di ( 5-nonyl) -2,2′-bipyridine), 1,10-phenanthroline and derivatives thereof (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10) -Phenanthroline, etc.), tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, hexamethyl (2-aminoethyl) amine and the like.

以上に説明した構成のいずれのデンドリマー粒子についてもMRI用造影剤の材料として用いることができる。   Any of the dendrimer particles having the configuration described above can be used as a material for a contrast agent for MRI.

以下に、フッ素原子を含有するデンドリマーの合成及び評価例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the synthesis | combination and evaluation example of a dendrimer containing a fluorine atom are given to the following, this invention is not limited to these.

(実施例1)
ポリ(2,2,2‐トリフルオロエチルメタクリレート)ポリアミドアミンデンドリマー(PAMAM
-g-PTFEMA)の合成
[反応1]
2−ブロモ−2−メチルプロピオニルブロミド化ポリアミドアミンデンドリマーの合成
アミノ基末端のポリアミドアミンデンドリマー(アルドリッチ製、G = 2)20 wt%メタノール溶液を5 mL秤量後、減圧下40 ℃でエバポレーター処理を行い、メタノールを留去した。これに5 mLのN,N- ジメチルホルムアミド(和光純薬製)を加え、減圧下90℃でエバポレーター処理を行い、溶媒を完全に留去し、淡黄色の粘性物ポリアミドアミンデンドリマー791 mg (0.24 mmol)を得た。
この淡黄色の粘性物のH-NMRの結果:H-NMR (d ppm, in D2O) 2.3 (-CH2CH2CONH-), 2.5 (-CH2CH2N<), 2.6 (-CH2CH2NH2), 2.7 (-NCH2CH2CO-), 3.1- 3.2 (-CONHCH2CH2-) (図1a参照)。
Example 1
Poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) polyamidoamine dendrimer (PAMAM)
-g-PTFEMA)
[Reaction 1]
Synthesis of 2-bromo-2-methylpropionylbromidated polyamidoamine dendrimer Aminoamine-terminated polyamidoamine dendrimer (manufactured by Aldrich, G = 2) Weighed 5 mL of a 20 wt% methanol solution, and then performed an evaporator treatment at 40 ° C under reduced pressure. The methanol was distilled off. To this was added 5 mL of N, N-dimethylformamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the mixture was subjected to an evaporator treatment at 90 ° C. under reduced pressure. The solvent was completely distilled off to obtain 791 mg (0.24) of a pale yellow viscous polyamideamine dendrimer. mmol).
H-NMR result of this pale yellow viscous material: H-NMR (d ppm, in D 2 O) 2.3 (-CH 2 CH 2 CONH-), 2.5 (-CH 2 CH 2 N <), 2.6 (- CH 2 CH 2 NH 2 ), 2.7 (—NCH 2 CH 2 CO—), 3.1-3.2 (—CONHCH 2 CH 2 —) (see FIG. 1a).

得られたポリアミドアミンデンドリマーを10.7 mLのN,N- ジメチルホルムアミドに溶解させた。これにトリエチルアミン(和光純薬製) 550 μL (4.0 mmol)およびピリジン(アルドリッチ製)324 μL (4.0 mmol)を加え、0 ℃、窒素雰囲気下で撹拌した。この溶液に2.47 mL (0.020 mol)の2-ブロモ-2-メチルプロピオニルブロミド(BMPB)(アルドリッチ製)を滴下し、さらにN,N- ジメチルホルムアミドを27 mL加え、45分間撹拌した。反応温度を室温に戻し、2時間撹拌後、60℃の温浴中で48時間反応を続けた。反応終了後、90 ℃でエバポレーター処理を行った後、真空乾燥し、茶色の粘性物を得た。この生成物をメタノールに溶解させ、アセトンを溶媒として再沈殿を3回行った。さらにヘキサンで洗浄を行い、白色粉末を得た。この白色粉末のH-NMRの結果:H-NMR (d ppm, in D2O) 1.8 (-COC(CH3)2Br), 2.7 (-CH2CH2CONH-), 2.8 (-NCH2CH2CO-), 3.0 (-CH2CH2N<),3.2 - 3.3 (-CH2CH2NH2), 3.5 (-CONHCH2CH2-) (図1b参照)。 The obtained polyamidoamine dendrimer was dissolved in 10.7 mL of N, N-dimethylformamide. To this, 550 μL (4.0 mmol) of triethylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 324 μL (4.0 mmol) of pyridine (manufactured by Aldrich) were added, and the mixture was stirred at 0 ° C. in a nitrogen atmosphere. To this solution, 2.47 mL (0.020 mol) of 2-bromo-2-methylpropionyl bromide (BMPB) (manufactured by Aldrich) was added dropwise, and 27 mL of N, N-dimethylformamide was further added and stirred for 45 minutes. The reaction temperature was returned to room temperature, and after stirring for 2 hours, the reaction was continued in a hot bath at 60 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, an evaporator treatment was performed at 90 ° C., followed by vacuum drying to obtain a brown viscous material. This product was dissolved in methanol, and reprecipitation was performed 3 times using acetone as a solvent. Further, washing with hexane was performed to obtain a white powder. H-NMR result of this white powder: H-NMR (d ppm, in D 2 O) 1.8 (-COC (CH 3 ) 2Br), 2.7 (-CH 2 CH 2 CONH-), 2.8 (-NCH 2 CH 2 CO-), 3.0 (-CH 2 CH 2 N <), 3.2-3.3 (-CH 2 CH 2 NH 2 ), 3.5 (-CONHCH 2 CH 2- ) (see Fig. 1b).

H-NMRスペクトルにはBMPBのメチルプロトンに由来する新たなシグナルが観測され、ポリアミドアミンデンドリマーの16 NH2末端のうち14末端に重合開始基が導入されたことがわかった。 A new signal derived from the methyl proton of BMPB was observed in the H-NMR spectrum, and it was found that a polymerization initiating group was introduced into 14 terminals out of 16 NH 2 terminals of the polyamidoamine dendrimer.

[反応2]
ポリ(2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレート)ポリアミドアミンデンドリマーの合成
反応1で得られた生成物2.67 mg (5.0 ×10-4 mmol)を重合開始剤として、リガンドに4,4'-ジ(5-ノニル)-2,2'-ビピリジン(アルドリッチ製) 49.9 mg (0.12 mmol), 触媒に塩化銅(I)(和光純薬製) 6.53 mg (0.070 mmol)、溶媒にN,N-ジメチルホルムアミド508 μLを用いて2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート(アルドリッチ製) 3.53 g (21 mmol)のリビングラジカル重合行った。重合溶液はこれらの試薬をfreeze-pump-thaw によりローターリーポンプおよびディフュージョンポンプでそれぞれ3サイクル繰り返し、脱気操作を行った後、混合し調製した。この溶液を脱気した重合管内に分配し、封管後、90 ℃の油浴中で25分間、重合反応を行った。重合終了後、得られた生成物をメタノールを溶媒として再沈殿を行い、白色固体生成物を得た。この白色固体生成物のH-NMRの結果:H-NMR (Δppm, in CDCl3) 4.3 − 4.4 (-COOCH2CF3), 1.9 − 2.1 (-CH2C(CH3)-), 0.9 − 1.1 (-CH2C(CH3)-)(図2参照)。
[Reaction 2]
Synthesis of poly (2, 2, 2-trifluoroethyl methacrylate) polyamidoamine dendrimer 2.67 mg (5.0 × 10 -4 mmol) of the product obtained in Reaction 1 was used as a polymerization initiator, and 4,4'-di (5-nonyl) -2,2'-bipyridine (manufactured by Aldrich) 49.9 mg (0.12 mmol), copper (I) chloride as catalyst (made by Wako Pure Chemical Industries) 6.53 mg (0.070 mmol), N, N-dimethyl as solvent Living radical polymerization of 3.53 g (21 mmol) of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (manufactured by Aldrich) was performed using 508 μL of formamide. The polymerization solution was prepared by mixing these reagents with freeze-pump-thaw using a rotary pump and a diffusion pump for 3 cycles, degassing, and mixing. This solution was distributed in a degassed polymerization tube, and after the sealed tube, a polymerization reaction was carried out in an oil bath at 90 ° C. for 25 minutes. After completion of the polymerization, the obtained product was reprecipitated using methanol as a solvent to obtain a white solid product. H-NMR result of this white solid product: H-NMR (Δppm, in CDCl 3 ) 4.3 − 4.4 (—COOCH 2 CF 3 ), 1.9 − 2.1 (—CH 2 C (CH 3 ) −), 0.9 − 1.1 (—CH 2 C (CH 3 ) —) (see FIG. 2).

また、この重合体の分子量をGPC(ゲルパーミッションクロマトグラフィー)にて確認したところ、Mn(数平均分子量)=120700g/mol、Mw(重量平均分子量)=153500g/molであった。   Further, when the molecular weight of the polymer was confirmed by GPC (gel permeation chromatography), Mn (number average molecular weight) = 120700 g / mol and Mw (weight average molecular weight) = 153500 g / mol.

(実施例2)
2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレートの重合反応時間を1時間とした以外は実施例1と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn=168600g/mol、Mw=250400g/molであった。
(Example 2)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the polymerization reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was set to 1 hour. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 168600 g / mol and Mw = 250400 g / mol.

(実施例3)
2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレートの重合反応時間を4時間とした以外は実施例1と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn=421800g/mol、Mw=673300g/molであった。
(Example 3)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the polymerization reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was changed to 4 hours. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 421800 g / mol and Mw = 673300 g / mol.

(実施例4)
2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレートの重合反応時間を7時間とした以外は実施例1と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn=511500g/mol、Mw=673300g/molであった。
Example 4
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the polymerization reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was changed to 7 hours. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 511500 g / mol and Mw = 673300 g / mol.

(実施例5)
2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレートの重合反応時間を25.5時間とした以外は実施例1と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn=542600g/mol、Mw=994900g/molであった。これを、以下Mn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAという。
(Example 5)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the polymerization reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was changed to 25.5 hours. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 542600 g / mol and Mw = 994900 g / mol. This is hereinafter referred to as PAMAM-g-PTFEMA with Mn = 54 × 10 4 g mol −1 .

以上の実施例1〜5で得られたPAMAM-g-PTFEMAについてGPC測定を行ったところ、重合時間が短い領域においては重合時間に比例した分子量の増加が確認でき、重合時間5時間でほぼ分子量の飽和(Mn=550,000 g mol-1)が見られた(図3)。なお、図3中の●はMw、○はMw/Mnである。 When GPC measurement was performed on the PAMAM-g-PTFEMA obtained in Examples 1 to 5 above, an increase in molecular weight proportional to the polymerization time could be confirmed in the region where the polymerization time was short, and the molecular weight was approximately 5 hours after the polymerization time. (Mn = 550,000 g mol −1 ) was observed (FIG. 3). In FIG. 3, ● represents Mw, and ○ represents Mw / Mn.

(実施例6:F-NMRの評価)
得られた白色固体生成物 (PAMAM-g-PTFEMA, 25.5時間重合:実施例5)について、600 MHzNMR装置(JEOL製,JNM-ECA600)を用いてF-NMRスペクトルを測定した。溶媒はCDCl3、基準物質はC6H5CF3を用いた。その結果を図4に示す。図4に示されるように-74.5ppm付近に単一ピークを示した。
(Example 6: Evaluation of F-NMR)
With respect to the obtained white solid product (PAMAM-g-PTFEMA, polymerization for 25.5 hours: Example 5), an F-NMR spectrum was measured using a 600 MHz NMR apparatus (manufactured by JEOL, JNM-ECA600). The solvent used was CDCl 3 , and the reference substance was C 6 H 5 CF 3 . The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, a single peak was observed at around -74.5 ppm.

(実施例7:粒子形態の評価)
透過電子顕微鏡(JEOL製、JEM-2100F)を用いて25.5時間の重合で得られた生成物(PAMAM-g-PTFEMA)(実施例5)および4時間の重合で得られた生成物(PAMAM-g-PTFEMA)(実施例3)の観察を行った。その結果を図6に示す。25.5時間および4時間の重合により得られたPAMAM-g-PTFEMAはそれぞれ約20nmのほぼ球状の粒径を有していることがわかった。
(Example 7: Evaluation of particle morphology)
Product (PAMAM-g-PTFEMA) obtained by polymerization for 25.5 hours using a transmission electron microscope (manufactured by JEOL, JEM-2100F) (Example 5) and product obtained by polymerization for 4 hours (PAMAM- g-PTFEMA) (Example 3) was observed. The result is shown in FIG. PAMAM-g-PTFEMA obtained by polymerization for 25.5 hours and 4 hours was found to have a substantially spherical particle size of about 20 nm, respectively.

(実施例8)ポリ(2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレート)ポリアミドアミンデンドリマーの再開始反応
実施例4で得られたPAMAM-g-PTFEMA (Mn = 511,500)を重合開始剤として、リガンドにビピリジン(アルドリッチ製) 1.24 mg (7.9 × 10-3 mmol), 触媒に塩化銅(I)(和光純薬製) 0.39 mg (3.9 × 10-3 mmol)、溶媒にN,N-ジメチルホルムアミド1.2 mLを用いて2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート(アルドリッチ製) 0.60 mL (4.2 mmol)のリビングラジカル重合行った。重合溶液はこれらの試薬をfreeze-pump-thaw によりローターリーポンプおよびディフュージョンポンプでそれぞれ3サイクル繰り返し、脱気操作を行った後、混合し調製した。この溶液を脱気した重合管内に分配し、封管後、90 ℃の油浴中で4時間(実施例4の2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレートの反応時間と併せると11時間)の重合を行った。重合終了後、得られた生成物をメタノールを溶媒として再沈殿を行い、白色固体生成物を得た。
(Example 8) Reinitiating reaction of poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) polyamidoamine dendrimer PAMAM-g-PTFEMA ( Mn = 511,500) obtained in Example 4 was used as a polymerization initiator to form a ligand. Bipyridine (manufactured by Aldrich) 1.24 mg (7.9 × 10 -3 mmol), copper (I) chloride as catalyst (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 0.39 mg (3.9 × 10 -3 mmol), N, N-dimethylformamide as solvent Living radical polymerization of 0.60 mL (4.2 mmol) of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (manufactured by Aldrich) was performed using mL. The polymerization solution was prepared by mixing these reagents with freeze-pump-thaw using a rotary pump and a diffusion pump for 3 cycles, degassing, and mixing. This solution was distributed into a degassed polymerization tube, and after sealing, 4 hours in an oil bath at 90 ° C. (11 hours in combination with the reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate in Example 4). Polymerization was performed. After completion of the polymerization, the obtained product was reprecipitated using methanol as a solvent to obtain a white solid product.

また、この重合体の分子量をGPC(ゲルパーミッションクロマトグラフィー)にて確認したところ、Mn(数平均分子量)=602000g/mol、Mw(重量平均分子量)=1050000g/molであった。   Further, when the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC (gel permeation chromatography), it was found that Mn (number average molecular weight) = 602000 g / mol and Mw (weight average molecular weight) = 1050000 g / mol.

(実施例9)
2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレートの重合反応時間を5時間(実施例4の2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレートの反応時間と併せると12時間)とした以外は実施例8と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn=781000g/mol、Mw=1230000g/molであった。
Example 9
Similar to Example 8 except that the polymerization reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was 5 hours (12 hours when combined with the reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate of Example 4). Thus, a fluorine atom-containing dendrimer was synthesized. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 781000 g / mol and Mw = 1230000 g / mol.

(実施例10)
2, 2, 2- トリフルオロエチルメタクリレートの重合反応時間を7時間(実施例4の2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレートの反応時間と併せると14時間)とした以外は実施例8と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn=797000g/mol、Mw=1270000g/molであった。
(Example 10)
Similar to Example 8 except that the polymerization reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was 7 hours (14 hours when combined with the reaction time of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate of Example 4). Thus, a fluorine atom-containing dendrimer was synthesized. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 797000 g / mol and Mw = 12.70000 g / mol.

以上の実施例8〜10でPAMAM-g-PTFEMAを重合開始剤としたTFEMAの再開始反応において得られた生成物についてGPC測定を行ったところ、反応が更に進行していることが確認できた(図5)。
尚、図5の●が実施例1〜5で得られた重合体のMn、▲が実施例8、9,10の再開始反応により得た重合体のMnを示すプロットである。図5において横軸は2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレートとの反応時間であるが、▲のプロットに関しては、実施例4における反応時間と実施例8、9、10のそれぞれの2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレートとの反応時間の和で示している。
When GPC measurement was performed on the products obtained in the TFEMA restarting reaction using PAMAM-g-PTFEMA as a polymerization initiator in Examples 8 to 10 above, it was confirmed that the reaction was further progressing. (FIG. 5).
5 is a plot showing the Mn of the polymer obtained in Examples 1 to 5, and the triangle is the Mn of the polymer obtained by the restarting reaction of Examples 8, 9, and 10. In FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the reaction time with 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate. Regarding the plot of ▲, the reaction time in Example 4 and each of 2,2 in Examples 8, 9, and 10 are shown. It is shown as the sum of the reaction time with 2-trifluoroethyl methacrylate.

(実施例11)
ポリ(2,2,3,3 -テトラフルオロプロピルメタクリレート)ポリアミドアミンデンドリマー(PAMAM-g-PTFPMA)の合成
[反応]
実施例1の反応1で得られた生成物3.01 mg (5.6 ×10-4 mmol)を重合開始剤として、リガンドに4,4'-ジ(5-ノニル)-2,2'-ビピリジン(アルドリッチ製) 63.6 mg (0.16 mmol), 触媒に塩化銅 (I)(和光純薬製) 7.74 mg (0.078 mmol)、溶媒にN,N-ジメチルホルムアミド756 μLを用いて、2,2,2-テトラフルオロプロピルメタクリレート(アルドリッチ製) 4.73 g (24 mmol)のリビングラジカル重合を行った。重合溶液はこれらの試薬をfreeze-pump-thaw によりローターリーポンプおよびディフュージョンポンプでそれぞれ3サイクル繰り返し、脱気操作を行った後、混合し調製した。この溶液を脱気した重合管内に分配し、封管後、90℃の油浴中で10分間、重合反応を行った。重合終了後、得られた生成物をメタノールを溶媒として再沈殿を行い、白色固体生成物を得た。
Example 11
Synthesis of poly (2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate) polyamidoamine dendrimer (PAMAM-g-PTFPMA)
[reaction]
Using 4.01 mg (5.6 × 10 −4 mmol) of the product obtained in Reaction 1 of Example 1 as a polymerization initiator, 4,4′-di (5-nonyl) -2,2′-bipyridine (Aldrich) as a ligand. 63.6 mg (0.16 mmol), copper (I) chloride (made by Wako Pure Chemical Industries) as the catalyst, 7.74 mg (0.078 mmol) as the catalyst, and 756 μL of N, N-dimethylformamide as the solvent, 2,2,2-tetra Living radical polymerization of 4.73 g (24 mmol) of fluoropropyl methacrylate (manufactured by Aldrich) was performed. The polymerization solution was prepared by mixing these reagents with freeze-pump-thaw using a rotary pump and a diffusion pump for 3 cycles, degassing, and mixing. This solution was distributed into a degassed polymerization tube, sealed, and then subjected to a polymerization reaction in an oil bath at 90 ° C. for 10 minutes. After completion of the polymerization, the obtained product was reprecipitated using methanol as a solvent to obtain a white solid product.

この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn = 14.6 × 104 g mol-1, Mw = 18.5 × 104 g mol-1であった。 When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 14.6 × 10 4 g mol −1 and Mw = 18.5 × 10 4 g mol −1 .

(実施例12)
2,2,3,3 -テトラフルオロプロピルメタクリレートの重合反応時間を20分とした以外は実施例11と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn = 23.3 × 104 g mol-1, Mw = 33.8 × 104 g mol-1であった。
Example 12
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 11 except that the polymerization reaction time of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate was changed to 20 minutes. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 23.3 × 10 4 g mol −1 and Mw = 33.8 × 10 4 g mol −1 .

(実施例13)
2,2,3,3 -テトラフルオロプロピルメタクリレートの重合反応時間を30分とした以外は実施例11と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn = 35.4 × 104 g mol-1, Mw = 50.6 × 104 g mol-1であった。
(Example 13)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 11 except that the polymerization reaction time of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate was changed to 30 minutes. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 35.4 × 10 4 g mol −1 and Mw = 50.6 × 10 4 g mol −1 .

(実施例14)
2,2,3,3 -テトラフルオロプロピルメタクリレートの重合反応時間を1時間とした以外は実施例11と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn = 90.9 × 104 g mol-1, Mw = 136 × 104 g mol-1であった。
(Example 14)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 11 except that the polymerization reaction time of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate was 1 hour. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 90.9 × 10 4 g mol −1 and Mw = 136 × 10 4 g mol −1 .

(実施例15)
2,2,3,3 -テトラフルオロプロピルメタクリレートの重合反応時間を2時間とした以外は実施例11と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn = 126 × 104 g mol-1, Mw = 185 × 104 g mol-1であった。
(Example 15)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 11 except that the polymerization reaction time of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate was changed to 2 hours. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 126 × 10 4 g mol −1 and Mw = 185 × 10 4 g mol −1 .

(実施例16)
2,2,3,3 -テトラフルオロプロピルメタクリレートの重合反応時間を6時間とした以外は実施例11と同様にして、フッ素原子含有のデンドリマーを合成した。この重合体の分子量をGPCにて確認したところ、Mn = 143 × 104 g mol-1, Mw = 187 × 104 g mol-1であった。
(Example 16)
A fluorine atom-containing dendrimer was synthesized in the same manner as in Example 11 except that the polymerization reaction time of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate was changed to 6 hours. When the molecular weight of this polymer was confirmed by GPC, it was Mn = 143 × 10 4 g mol −1 and Mw = 187 × 10 4 g mol −1 .

以上の実施例11〜16で得られたPAMAM‐g‐PTFPMAについてGPC測定を行ったところ、重合時間が短い領域においては重合時間に比例した分子量の増加が確認でき、重合時間2時間でほぼ分子量の飽和 (Mn = 125 × 104 g mol-1)が見られた(図7)。なお、図7においても、図3同様、●はMw、○はMw/Mnである。 When GPC measurement was performed on the PAMAM-g-PTFPMA obtained in Examples 11 to 16 above, an increase in molecular weight proportional to the polymerization time could be confirmed in the region where the polymerization time was short, and the molecular weight was approximately 2 hours after the polymerization time. (Mn = 125 × 10 4 g mol −1 ) was observed (FIG. 7). In FIG. 7, as in FIG. 3, ● represents Mw, and ◯ represents Mw / Mn.

(実施例17)
実施例5で得たMn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAのF−MRI画像を得た。結果を図8に示す。
(Example 17)
An F-MRI image of PAMAM-g-PTFEMA with Mn = 54 × 10 4 g mol −1 obtained in Example 5 was obtained. The results are shown in FIG.

図8中、a1)〜a6)は参照としてのtrifluorotoluene (TFT:基準物質、F原子濃度:50mM)のF−MRI画像であり、b1)〜b6)は54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMA (F原子濃度:50mM)のF−MRI画像である。溶媒はいずれもクロロホルムである。 In FIG. 8, a1) to a6) are F-MRI images of trifluorotoluene (TFT: reference material, F atom concentration: 50 mM) as a reference, and b1) to b6) are 54 × 10 4 g mol −1 PAMAM. It is a F-MRI image of -g-PTFEMA (F atomic concentration: 50 mM). All the solvents are chloroform.

なお、各サンプルの測定にあたっては、下記表に示すように、TR(繰り返し時間)及び積算回数は下記表に示すように一定とし、TE(エコー時間)を変化させた。   In the measurement of each sample, as shown in the following table, TR (repetition time) and the number of integrations were fixed as shown in the following table, and TE (echo time) was changed.

また、図8に示す画像の輝度は、a1)〜a6)についてはa1)で、b1)〜b6)についてはb1)で、それぞれ規格化し、a1)の輝度とb1)の輝度を揃えている。   Also, the brightness of the image shown in FIG. 8 is normalized by a1) for a1) to a6) and b1) for b1) to b6), and the brightness of a1) and the brightness of b1) are aligned. .

(実施例18)
実施例5で得たMn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAについて、F−MRI画像の濃度依存性を検討した。結果を図9に示す。
(Example 18)
With respect to PAMAM-g-PTFEMA having Mn = 54 × 10 4 g mol −1 obtained in Example 5, the concentration dependency of F-MRI images was examined. The results are shown in FIG.

図9のうち、a)は1H-MRI画像であり、a)の右に示す模式図は、サンプルの配置を示す図である。また、b1)はPAMAM-g-PTFEMAの19F-MRI画像であり、b2)はTFTの19F-MRI画像である。なお、a)の右に示す模式図並びにb1)及びb2)において、PAMAM-g-PTFEMAの19F-MRI画像は破線の円で、基準物質であるTFTの19F-MRI画像は実線の円で、それぞれ囲んで示している。また、円内の数字は濃度(単位mM)を示す。 In FIG. 9, a) is a 1 H-MRI image, and the schematic diagram shown on the right side of a) is a diagram showing the arrangement of samples. B1) is a 19 F-MRI image of PAMAM-g-PTFEMA, and b2) is a 19 F-MRI image of TFT. In the schematic diagram on the right of a) and b1) and b2), the 19 F-MRI image of PAMAM-g-PTFEMA is a dashed circle, and the 19 F-MRI image of the reference substance TFT is a solid circle. And enclosed in each. The numbers in the circles indicate the concentration (unit: mM).

より具体的には、図9の各図におけるサンプルの配置は、中央がF原子濃度0.01mMのTFTであり、その他は、左上から反時計回りに、F原子濃度0.1mMのTFT、F原子濃度0.01mMのPAMAM-g-PTFEMA、F原子濃度1mMのTFT、F原子濃度1mMのPAMAM-g-PTFEMA、F原子濃度0.1mMのPAMAM-g-PTFEMAである。溶媒はいずれもクロロホルムである。   More specifically, the arrangement of the sample in each figure of FIG. 9 is a TFT having an F atom concentration of 0.01 mM in the center, and the other is a TFT having an F atom concentration of 0.1 mM, F, PAMAM-g-PTFEMA having an atomic concentration of 0.01 mM, TFT having an F atomic concentration of 1 mM, PAMAM-g-PTFEMA having an F atomic concentration of 1 mM, and PAMAM-g-PTFEMA having an F atomic concentration of 0.1 mM. All the solvents are chloroform.

ここで、b1)に示す19F-MRI画像とb2)に示す19F-MRI画像はPAMAM-g-PTFEMAとTFTとの共鳴周波数の違いを利用した2信号同時測定により得たものである。測定条件は、TR = 1000 ms、TE = 3.8 ms、 積算回数600回である。 Here, b1 19 F-MRI image and the 19 F-MRI image shown in b2) shown in) is one obtained by two signals simultaneous measurement utilizing the difference in resonance frequency between the PAMAM-g-PTFEMA and TFT. The measurement conditions are TR = 1000 ms, TE = 3.8 ms, and 600 integrations.

図9から明らかなように、TFTはF原子濃度1mM以外では19F-MRI画像が得られていないのに対し、PAMAM-g-PTFEMAは、F原子濃度0.1mMでも19F-MRI画像が明瞭に得られている。この結果から、PAMAM-g-PTFEMAは19F-MRI造影剤として優れた感度を有していると言える。 As is clear from FIG. 9, 19 F-MRI images were not obtained for TFTs other than 1 mM F atom concentration, whereas PAMAM-g-PTFEMA showed 19 F-MRI images even at 0.1 mM F atom concentration. It is clearly obtained. From this result, it can be said that PAMAM-g-PTFEMA has excellent sensitivity as a 19 F-MRI contrast agent.

(実施例19)
実施例5で得たMn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAについて、T1及びT2緩和時間の測定を行った。
Example 19
For PAMAM-g-PTFEMA with Mn = 54 × 10 4 g mol −1 obtained in Example 5, T1 and T2 relaxation times were measured.

測定は、Mn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMA、および基準物質であるTFTを、それぞれF原子濃度にして50mMとしたクロロホルム溶液を調製し、2mLのスクリュー管に満たした試料を使用した。T1測定はinversion recovery method(反転回復法)、T2測定はspin echo method(スピンエコー法)により行った。反転回復法によるT1緩和時間測定時に得たF−NMRスペクトルを図10に示す。a)はTFT、b)はMn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAのスペクトルであり、反転時間は手前から0.1、0.25、0.5、0.8、1.4、2.0、3.0、4.0、8.0、15.0秒である。緩和時間測定の結果を、下記表3に示す。 Measurement was performed by preparing a chloroform solution in which PnAM-g-PTFEMA of Mn = 54 × 10 4 g mol −1 and TFT as a reference material were each adjusted to 50 mM with F atom concentration and filled into a 2 mL screw tube. Samples were used. T1 measurement was performed by the inversion recovery method (inversion recovery method), and T2 measurement was performed by the spin echo method (spin echo method). FIG. 10 shows the F-NMR spectrum obtained when measuring the T1 relaxation time by the inversion recovery method. a) is the TFT, b) is the spectrum of PAMAM-g-PTFEMA with Mn = 54 × 10 4 g mol -1 , the inversion time is 0.1, 0.25, 0.5, 0.8, 1.4, 2.0, 3.0, 4.0, 8.0 and 15.0 seconds. The results of relaxation time measurement are shown in Table 3 below.

MRIでは、T1緩和時間が短いほど、同一時間の測定で積算回数を増やせるため有利であり、T2緩和時間が長いほど、シグナルのピークが鋭くなり、画像化した際に鮮明になるため有利である。今回のPAMAM-g-PTFEMAは基準にしたTFTと比較してT1緩和時間、T2緩和時間ともに短かった。高分子化によりシグナルがわずかにブロードニングし、緩和時間は短縮したが、図9のF−MRI画像から明らかなように、シグナルの画像化には全く問題の無い範囲であった。   In MRI, the shorter the T1 relaxation time, the more advantageous it is because the number of integrations can be increased in the same time measurement, and the longer the T2 relaxation time, the sharper the signal peak becomes, and the more advantageous it becomes. . In this PAMAM-g-PTFEMA, both T1 relaxation time and T2 relaxation time were shorter than the standard TFT. Although the signal slightly broadened due to the polymerization and the relaxation time was shortened, as apparent from the F-MRI image of FIG.

ポリアミドアミンデンドリマーのH‐NMRスペクトルである。a)は原料(反応前)のPAMAM‐NH2、b)はBMPB結合後、アセトン再沈させ、ヘキサン洗浄したものである。It is a H-NMR spectrum of a polyamidoamine dendrimer. a) PAMAM-NH 2 as a raw material (before reaction), b) BMPB binding, acetone reprecipitation and hexane washing. PAMAM‐g‐PTFEMAのH-NMRスペクトルである。It is the H-NMR spectrum of PAMAM-g-PTFEMA. PAMAM‐g‐PTFEMAの重合における重合時間と分子量(Mn)および分子量分散(Mw/Mn)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the polymerization time in the superposition | polymerization of PAMAM-g-PTFEMA, molecular weight (Mn), and molecular weight dispersion | distribution (Mw / Mn). PAMAM‐g‐PTFEMAのF-NMRスペクトルである。It is an F-NMR spectrum of PAMAM-g-PTFEMA. PAMAM‐g‐PTFEMAの重合再開始反応における反応時間と分子量(Mn)を示す図である。It is a figure which shows the reaction time and molecular weight (Mn) in the polymerization reinitiation reaction of PAMAM-g-PTFEMA. PAMAM‐g‐PTFEMAのTEM像であり、左は25.5時間重合サンプル, 右は4時間重合サンプル(いずれもスケールバーは10nm)である。It is a TEM image of PAMAM-g-PTFEMA, the left is a 25.5 hour polymerization sample, and the right is a 4 hour polymerization sample (both have a scale bar of 10 nm). PAMAM-g-PTFPMAの重合における重合時間と分子量(Mn)および分子量分散(Mw/Mn)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the polymerization time in the superposition | polymerization of PAMAM-g-PTFPMA, molecular weight (Mn), and molecular weight dispersion | distribution (Mw / Mn). 実施例5で得たMn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAおよび参照物質TFTのF−MRI画像(TE(エコー時間)依存性を評価するもの)である。FIG. 5 is an F-MRI image (evaluation of TE (echo time) dependency) of PAMAM-g-PTFEMA of Mn = 54 × 10 4 g mol −1 obtained in Example 5 and a reference material TFT. 実施例5で得たMn = 54 × 104 g mol-1のPAMAM-g-PTFEMAおよび参照物質TFTのF−MRI画像(濃度依存性を評価するもの)である。FIG. 6 is an F-MRI image (evaluation of concentration dependency) of PAMAM-g-PTFEMA of Mn = 54 × 10 4 g mol −1 and a reference material TFT obtained in Example 5. FIG. 反転回復法によるT1緩和時間測定時に得たF−NMRスペクトルである。(a)TFTのクロロホルム溶液。(b) PAMAM-g-PTFEMAのクロロホルム溶液。It is a F-NMR spectrum obtained at the time of T1 relaxation time measurement by the inversion recovery method. (a) A chloroform solution of TFT. (b) A chloroform solution of PAMAM-g-PTFEMA.

Claims (19)

脂肪族系の高規則性分岐ポリマーの複数の分岐末端に、フッ素原子を含有するユニットを有することを特徴とするデンドリマー粒子。   A dendrimer particle comprising a unit containing a fluorine atom at a plurality of branch ends of an aliphatic highly regular branched polymer. 前記ユニットが、フッ素原子を含有する繰り返し単位を有する重合体であることを特徴とする請求項1記載のデンドリマー粒子。   The dendrimer particle according to claim 1, wherein the unit is a polymer having a repeating unit containing a fluorine atom. 前記ユニットが、フッ素原子を含有する繰り返し単位とフッ素原子を含有しない繰り返し単位とからなる重合体であることを特徴とする請求項2記載のデンドリマー粒子。   The dendrimer particle according to claim 2, wherein the unit is a polymer composed of a repeating unit containing a fluorine atom and a repeating unit not containing a fluorine atom. 前記フッ素原子を含有しない繰り返し単位が、前記フッ素原子を含有する繰り返し単位よりも外側に存在することを特徴とする請求項3記載のデンドリマー粒子。   The dendrimer particle according to claim 3, wherein the repeating unit not containing a fluorine atom is present outside the repeating unit containing the fluorine atom. 前記フッ素原子を含有する繰り返し単位が、下記一般式(1)もしくは(2)で表される構造を有することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のデンドリマー粒子
[ここで、Rf1及びRf2は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示し、
1、L2は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR12−(R1は水素もしくはアルキル基、R2は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す]。
The dendrimer particle according to any one of claims 2 to 4, wherein the repeating unit containing the fluorine atom has a structure represented by the following general formula (1) or (2).
[Wherein Rf 1 and Rf 2 are a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom, a straight chain containing a fluorine atom, A chain- or branched oxyalkylene group monomer or oligomer (the hydrogen in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups may be substituted with atoms or atomic groups other than hydrogen, and these alkyl groups Or —CH 2 — in the oxyalkyl group may be substituted with any of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—.
L 1 and L 2 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 1 R 2 — (R 1 is hydrogen or an alkyl group, R 2 is a single bond or Represents a divalent linking group selected from an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, and a divalent linking group selected from an oxyalkylene group].
前記フッ素原子を含有しない繰り返し単位が、下記一般式(1a)もしくは(2a)で表される構造を有することを特徴とする請求項3または4に記載のデンドリマー粒子
[ここで、Rf4及びRf5は、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示し、
3、L4は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す]。
The dendrimer particle according to claim 3 or 4, wherein the repeating unit not containing a fluorine atom has a structure represented by the following general formula (1a) or (2a).
[Wherein Rf 4 and Rf 5 are linear or branched alkyl groups containing no fluorine atom, linear or branched oxyalkyl groups containing no fluorine atom, Monomers or oligomers of linear or branched oxyalkylene groups that do not contain fluorine atoms, such as chain or branched oxyalkyl groups (the hydrogen in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups is other than hydrogen) Or —CH 2 — in the alkyl group or oxyalkyl group may be substituted with any of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—. Any)
L 3 and L 4 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is hydrogen or an alkyl group, R 4 is a single bond or Represents a divalent linking group selected from an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, and a divalent linking group selected from an oxyalkylene group].
前記フッ素原子を含有するユニットが、下記一般式(3)で表されることを特徴とする請求項1記載のデンドリマー粒子
[ここで、Rf3は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいアルキル基、或いはフッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基(これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)であり、
Lは、単結合、または、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基、フェニレン基、オキシフェニレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の基のいずれかである〕。
The dendrimer particle according to claim 1, wherein the unit containing the fluorine atom is represented by the following general formula (3).
[Wherein Rf 3 represents a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, or a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom (these alkyl groups to oxyalkyl Hydrogen in the group may be substituted with an atom or atomic group other than hydrogen, and —CH 2 — in these alkyl groups or oxyalkyl groups is —O—, —CO—, —NH—, —COO—. And may be substituted with any of
L is a single bond, or an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, a phenylene group, an oxyphenylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is hydrogen or an alkyl group, R 4 is a single bond or alkylene. A divalent group selected from a group, an alkylene group having a hydroxyl group, and a divalent linking group selected from an oxyalkylene group].
親水性基を有する請求項1〜7のいずれかに記載のデンドリマー粒子。   The dendrimer particle according to any one of claims 1 to 7, which has a hydrophilic group. 前記親水性基として、−OH、−COOH、−NH2、−O−、−NH−のうち少なくとも一つを有することを特徴とする請求項8記載のデンドリマー粒子。 The dendrimer particle according to claim 8, wherein the hydrophilic group has at least one of —OH, —COOH, —NH 2 , —O—, and —NH—. 粒径が10nm以上200nm以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のデンドリマー粒子。   The dendrimer particle according to any one of claims 1 to 9, wherein a particle diameter is 10 nm or more and 200 nm or less. 請求項1〜10のいずれかに記載のデンドリマー粒子を含有することを特徴とするMRI用造影剤。   A contrast agent for MRI, comprising the dendrimer particle according to claim 1. 脂肪族系の高規則性分岐ポリマーの複数の分岐末端にフッ素原子を含有するユニットを設ける工程を有することを特徴とするデンドリマー粒子の製造方法。   A method for producing dendrimer particles, comprising a step of providing units containing fluorine atoms at a plurality of branch ends of an aliphatic highly regular branched polymer. 前記フッ素原子を含有するユニットを設ける工程が、脂肪族系の高規則性分岐ポリマーの複数の分岐末端にフッ素原子を含有するモノマーからなる重合体を設ける工程であることを特徴とする請求項12に記載のデンドリマー粒子の製造方法。   13. The step of providing a unit containing a fluorine atom is a step of providing a polymer comprising a monomer containing a fluorine atom at a plurality of branch ends of an aliphatic highly regular branched polymer. A method for producing the dendrimer particles according to 1. 前記重合体を設ける工程が、リビングラジカル重合法を用いた工程であることを特徴とする請求項13に記載のデンドリマー粒子の製造方法。   The method for producing dendrimer particles according to claim 13, wherein the step of providing the polymer is a step using a living radical polymerization method. 前記リビングラジカル重合法として、原子移動ラジカル重合法を用いることを特徴とする請求項14に記載のデンドリマー粒子の製造方法。   The method for producing dendrimer particles according to claim 14, wherein an atom transfer radical polymerization method is used as the living radical polymerization method. 前記フッ素原子を含有するモノマーからなる重合体を設ける工程の後に、該フッ素原子を含有するモノマーからなる重合体の末端にフッ素原子を含有しないモノマーからなる重合体を設けることを特徴とする請求項13〜15のいずれかに記載のデンドリマー粒子の製造方法。 The polymer comprising a monomer not containing a fluorine atom is provided at the end of the polymer comprising a monomer containing a fluorine atom after the step of providing the polymer comprising a monomer containing a fluorine atom. The manufacturing method of the dendrimer particle in any one of 13-15. 前記フッ素原子を含有するモノマーが、下記一般式(4)もしくは(5)で表される構造を有することを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載のデンドリマー粒子の製造方法。
[ここで、Rf1及びRf2は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいオキシアルキル基、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示し、
1、L2は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR12−(R1は水素もしくはアルキル基、R2は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す]。
The method for producing dendrimer particles according to any one of claims 13 to 16, wherein the monomer containing a fluorine atom has a structure represented by the following general formula (4) or (5).
[Wherein Rf 1 and Rf 2 contain a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom, or a fluorine atom. Monomers or oligomers of linear or branched oxyalkylene groups (the hydrogens in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups may be substituted with atoms or atomic groups other than hydrogen, and these alkyls is -O - - -CH 2 in group or an oxyalkyl group, - CO -, - NH - , - may be substituted with either COO-) indicates one of,
L 1 and L 2 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 1 R 2 — (R 1 is hydrogen or an alkyl group, R 2 is a single bond or Represents a divalent linking group selected from an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, and a divalent linking group selected from an oxyalkylene group].
前記フッ素原子を含有しないモノマーが、下記一般式(4a)もしくは(5a)で表される構造を有することを特徴とする請求項16に記載のデンドリマー粒子の製造方法。
[ここで、Rf4及びRf5は、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキル基、フッ素原子を含有しない直鎖状若しくは分岐しているオキシアルキレン基のモノマーまたはオリゴマー(これらのアルキル基、オキシアルキル基、オキシアルキレン基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基またはオキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)のいずれかを示し、
3、L4は、単結合、または、−O−、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の結合基を示す]。
The method for producing dendrimer particles according to claim 16, wherein the monomer containing no fluorine atom has a structure represented by the following general formula (4a) or (5a).
[Wherein Rf 4 and Rf 5 are linear or branched alkyl groups containing no fluorine atom, linear or branched oxyalkyl groups containing no fluorine atom, Monomers or oligomers of linear or branched oxyalkylene groups that do not contain fluorine atoms, such as chain or branched oxyalkyl groups (the hydrogen in these alkyl groups, oxyalkyl groups, and oxyalkylene groups is other than hydrogen) Or —CH 2 — in the alkyl group or oxyalkyl group may be substituted with any of —O—, —CO—, —NH—, and —COO—. Any)
L 3 and L 4 are a single bond, or —O—, an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is hydrogen or an alkyl group, R 4 is a single bond or Represents a divalent linking group selected from an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, and a divalent linking group selected from an oxyalkylene group].
前記フッ素原子を含有するユニットを設ける工程が、脂肪族系の高規則性分岐ポリマーと下記一般式(6)で表される分子とを反応させる工程であることを特徴とする請求項12に記載のデンドリマー粒子の製造方法。
[ここで、Rf3は、フッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいアルキル基、或いはフッ素原子を含有する直鎖状若しくは分岐してもよいオキシアルキル基(これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の水素は水素以外の原子あるいは原子団で置換されていても良く、これらのアルキル基乃至オキシアルキル基中の−CH2−は−O−、−CO−、−NH−、−COO−のいずれかで置換されていても良い)であり、
Lは、単結合、または、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、オキシアルキレン基、フェニレン基、オキシフェニレン基及び−NR34−(R3は水素もしくはアルキル基、R4は単結合またはアルキレン基、水酸基を有するアルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれる2価の結合基を表す)から選ばれる2価の基のいずれかであり、
1は、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、カルボン酸クロライド、カルボン酸フルオライド、ハロゲン原子、エポキシ基、イソシアネート基、−CH=CH2、−C≡CHおよびチオール基から選ばれる基である〕。
13. The step of providing a unit containing a fluorine atom is a step of reacting an aliphatic highly regular branched polymer with a molecule represented by the following general formula (6). Of producing dendrimer particles.
[Wherein Rf 3 represents a linear or branched alkyl group containing a fluorine atom, or a linear or branched oxyalkyl group containing a fluorine atom (these alkyl groups to oxy Hydrogen in the alkyl group may be substituted with an atom or atomic group other than hydrogen, and —CH 2 — in these alkyl groups or oxyalkyl groups is —O—, —CO—, —NH—, —COO. -May be substituted with any of-
L is a single bond, or an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an oxyalkylene group, a phenylene group, an oxyphenylene group, and —NR 3 R 4 — (R 3 is hydrogen or an alkyl group, R 4 is a single bond or alkylene. A divalent group selected from a group, an alkylene group having a hydroxyl group and a divalent linking group selected from an oxyalkylene group),
X 1 is a group selected from an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxylic acid chloride, a carboxylic acid fluoride, a halogen atom, an epoxy group, an isocyanate group, —CH═CH 2 , —C≡CH, and a thiol group.
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