JP2012219258A

JP2012219258A - 近赤外蛍光色素、画像診断材料及び画像診断方法

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Publication number: JP2012219258A
Application number: JP2011090109A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Tsubaki; 一典椿; Eriko Higashi; 恵理子東
Original assignee: Kyoto Prefectural Public Univ Corp
Current assignee: Kyoto Prefectural Public Univ Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】従来知られているフルオレセインや逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）よりもさらに長波長側に蛍光波長を有する近赤外蛍光色素を提供し、併せて、そのような近赤外蛍光色素を含む画像診断材料と、そのような画像診断材料を用いて行う画像診断方法とを提供する。
【解決手段】フルオレセインのキサンテン骨格の両側にベンゼン環を１つずつ付加した構造のナフトフルオレセインのうち、２つのベンゼン環の縮合位置がキサンテンの［ｂ、ｉ］である直線型ナフトフルオレセイン（２）は、従来既知のフルオレセインや逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）よりもさらに長波長側に蛍光波長を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、近赤外領域に蛍光波長を有する近赤外蛍光色素、画像診断材料及び画像診断方法に関する。より詳しくは、キサンテン様骨格を有する特定構造の化合物を含む近赤外蛍光色素、この近赤外蛍光色素を含む画像診断材料、及び、この画像診断材料を用いて行う画像診断方法に関する。

従来、キサンテン骨格を有する構造のフルオレセインやローダミン等は、蛍光色素として知られている。特にフルオレセインは、例えば非特許文献１に記載されているように、生体イメージングの画像診断ツールとして様々な誘導体が合成され、実用化されている。

フルオレセインやローダミン等の励起波長及び蛍光波長は、水中で５００ｎｍ前後である。例えばフルオレセインの励起波長及び蛍光波長は、λｅｘ；４９３ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；５１０ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）である。このような蛍光波長を有するフルオレセインを生体イメージングの画像診断ツールとして用いる場合、生体の自家蛍光との重なりによって使用が制限されるという不具合がある。つまり、蛍光色素の蛍光波長が、生体内に存在する細胞自身が有するポルフィリン等の生体内物質（蛍光性物質）の蛍光波長と重なり合い、状況によっては生体イメージングツールとして良好に使用できない場合がある。

そこで、このような不具合に対処するために、より長波長領域で励起し発光する色素、すなわち近赤外蛍光色素を用いることが行われている。そのような、蛍光波長がより長波長側にシフトした近赤外蛍光色素においては、生体内物質自体が吸収を持たないので、自家蛍光との重なりの不具合が解消されて画像診断がより正確に行えるうえに、長波長の近赤外光が生体組織のより深い部位まで到達するので、可視化が困難な生体組織の深部の状態観察が可能となる。また、生体へのダメージが軽減するという利点もある。

従来、フルオレセインよりも長波長側に発光を示す蛍光色素が種々知られている。それらのうちの代表的なものの１つに、下記構造式（１）で示されるように、フルオレセインのキサンテン骨格の両側にベンゼン環を１つずつ付加した構造の化合物が知られている。この化合物（１）は、２つのベンゼン環の縮合位置がキサンテンの［ｃ、ｈ］である逆Ｕ字型ナフトフルオレセインである（特許文献１参照）。この従来既知のナフトフルオレセイン（１）は、フルオレセインに比べて共役系が伸びた分だけ、蛍光波長が長波長側へシフトすることが予測される。事実、この化合物（１）の励起波長及び蛍光波長は、λｅｘ；６００ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；６５６ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）である。フルオレセインの蛍光波長（λｅｍ；５１０ｎｍ）よりも１４６ｎｍ程度長波長側にシフトしている。しかしながら、バックグラウンドの蛍光強度に影響されない、精度のよい良好な生体イメージングを実行するためにはまだ十分とはいえず、蛍光を利用した生体内画像診断精度のさらなる向上のためには、なお一層の長波長側へのシフトが望まれているのが現状である。

生体イメージングを目指した近赤外蛍光プローブの開発研究小島宏建／ＹＡＫＵＧＡＫＵＺＡＳＳＨＩ１２８（１１）１６５３−１６６３（２００８）／ＴｈｅＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＪａｐａｎ

特許第３９５５６３８号公報（請求項７、第１２頁）

したがって、本発明の目的は、従来知られているフルオレセインや逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）よりもさらに長波長側に蛍光波長を有する近赤外蛍光色素を提供し、併せて、そのような近赤外蛍光色素を含む画像診断材料（すなわち画像診断ツールあるいは生体イメージングツール）と、そのような画像診断材料を用いて行う画像診断方法とを提供することである。

本発明の一局面は、下記一般式（Ｉ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＩ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＶ）で示される化合物と、下記一般式（Ｖ）で示される化合物とからなる群より選ばれる少なくとも１つの化合物を含む近赤外蛍光色素である。

なお、式中、Ｘは、酸素原子又はケイ素原子であり；Ｙは、複数ある場合はそれぞれ独立して、ＯＨ、ＯＲ^１又はＮＲ^２Ｒ^３であり；Ｚ^１は、複数ある場合はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒもしくはＩ）、炭素数が１〜５の一部もしくは全部がＮＲ^２Ｒ^３で置換されたもしくは無置換のアルキル基又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部がＯＲ^４で置換されたもしくは無置換のアルキル基であり；Ｚ^２は、複数ある場合はそれぞれ独立して、水素原子又はハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒもしくはＩ）であり；Ｚ^３、Ｚ^４は、それぞれ独立して、水素原子、ＮＲ^２Ｒ^３、ＯＲ^４又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部がハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒもしくはＩ）で置換されたもしくは無置換のアルキル基である。また、前記において、Ｒ^１は、複数ある場合はそれぞれ独立して、アシル基、糖残基又は芳香族化合物であり；Ｒ^２、Ｒ^３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部が置換されたもしくは無置換のアルキル基であり；Ｒ^４は、複数ある場合はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部が置換されたもしくは無置換のアルキル基である。

前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｘは酸素原子であり、ＹはそれぞれＯＨであり、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３及びＺ^４はそれぞれ水素原子であることが好ましい。

本発明の他の一局面は、前記近赤外蛍光色素を含む画像診断材料である。

本発明のさらに他の一局面は、前記画像診断材料を用いて行う画像診断方法である。

本発明によれば、近赤外領域に蛍光波長を有する新規な近赤外蛍光色素、この近赤外蛍光色素を含む画像診断材料、及び、この画像診断材料を用いて行う画像診断方法が提供される。

本発明の実施形態に係る直線型ナフトフルオレセインの合成スキームである。別の合成スキームである。従来既知の逆Ｕ字型ナフトフルオレセインの呈色挙動の説明図である。本発明の実施形態に係る直線型ナフトフルオレセインの呈色挙動の説明図である。本発明の実施形態に係る直線型ナフトフルオレセインの発光挙動及び従来既知の逆Ｕ字型ナフトフルオレセインの発光挙動の説明図である。

本発明者等は、フルオレセインのキサンテン骨格の両側にベンゼン環を１つずつ付加した構造のナフトフルオレセインのなかでも、下記構造式（２）で示されるように、２つのベンゼン環の縮合位置がキサンテンの［ｂ、ｉ］である直線型ナフトフルオレセイン（２）が、従来知られているフルオレセインや逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）よりもさらに長波長側に蛍光波長を有することを見出して本発明を完成した。

この直線型ナフトフルオレセイン（２）の励起波長及び蛍光波長は、後に詳しく述べるように、λｅｘ；７１４ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；７６８ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）である。フルオレセインの蛍光波長（λｅｍ；５１０ｎｍ）よりも２５８ｎｍ程度長波長側にシフトしている。また、従来既知の逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）の蛍光波長（λｅｍ；６５６ｎｍ）と比べても１１２ｎｍ程度長波長側にシフトしている。この直線型ナフトフルオレセイン（２）の蛍光波長（λｅｍ；７６８ｎｍ）は近赤外領域（λ；７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）の中にある。また、この直線型ナフトフルオレセイン（２）は新規化合物である。

一般に、近赤外光は、生体組織のより深い部位まで到達するので、前記直線型ナフトフルオレセイン（２）を含む画像診断材料（すなわち画像診断ツールあるいは生体イメージングツール）を用いれば、生体組織のより深い部位の状態観察が可能な画像診断検査（画像診断方法）が実現し得る。また、７００ｎｍを超える波長領域は、ポルフィリン等の生体内物質が発光しない波長領域であるから、生体の自家蛍光の影響を受けることが回避される。そのため、本実施形態に係る近赤外蛍光色素で標識された薬剤（画像診断材料）を被検者に投与し、特定の波長帯域を有する励起光を生体内に照射し、その際に生体内で近赤外蛍光色素で標識された薬剤が発する蛍光の像を撮り、この蛍光画像を観察することによって、生体内の正常部位及び病変部位を判別する蛍光観察（画像診断）が可能となる。

この直線型ナフトフルオレセイン（２）を基本骨格とし、様々な直線型ナフトフルオレセイン誘導体あるいは直線型ナフトローダミン誘導体を合成して、現在用いられているフルオレセイン型プローブやローダミン型プローブに適応すれば、原理的に全てのフルオレセイン型プローブ及びローダミン型プローブの近赤外発光化が可能となる。

以上のことから、本実施形態に係る近赤外蛍光色素は、下記一般式（Ｉ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＩ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＶ）で示される化合物と、下記一般式（Ｖ）で示される化合物とからなる群より選ばれる少なくとも１つの化合物（キサンテン様骨格を有する特定構造の化合物）を含むものである。

前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で示される化合物は、前記直線型ナフトフルオレセイン（２）を基本骨格としているため、蛍光波長が長波長側にシフトしている。その結果、本実施形態に係る近赤外蛍光色素は、前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で示される化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含むものであるから、従来知られているフルオレセインや逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）よりもさらに長波長側に蛍光波長を有する。本実施形態に係る近赤外蛍光色素は、適応範囲が極めて広く、広範な産業上の利用可能性が期待される。

なお、一般式（Ｉ）の少なくとも一方のＹがＯＨである場合は、一般式（Ｉ）で示される化合物は一般式（ＩＩ）で示される化合物と互変異性の関係にある。この場合において、一般式（ＩＩ）で示される化合物は、周辺の環境（ｐＨや塩基等）に応じて、一般式（Ｉ）で示される化合物から変異し、長波長側にシフトした蛍光の発現に寄与するものと考えられる。また、一般式（Ｉ）の少なくとも一方のＹがＮＲ^２Ｒ^３である場合は、一般式（Ｉ）で示される化合物は一般式（ＩＶ）で示される化合物と互変異性の関係にある。この場合においても、一般式（ＩＶ）で示される化合物は、周辺の環境（ｐＨや塩基等）に応じて、一般式（Ｉ）で示される化合物から変異し、長波長側にシフトした蛍光の発現に寄与するものと考えられる。一方、一般式（ＩＩＩ）で示される化合物は、一般式（ＩＩ）で示される化合物においてＣＯＯＨを水素原子に置換した、一般式（ＩＩ）に類似構造の化合物である。また、一般式（Ｖ）で示される化合物は、一般式（ＩＶ）で示される化合物においてＣＯＯ⁻を水素原子に置換した、一般式（ＩＶ）に類似構造の化合物である。

前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）で示される化合物のうち、Ｘが酸素原子であり、ＹがそれぞれＯＨであり、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３及びＺ^４がそれぞれ水素原子である化合物は、前記直線型ナフトフルオレセイン（２）である。

前記一般式（Ｉ）、（ＩＶ）で示される化合物のうち、Ｘが酸素原子であり、ＹがそれぞれＮＲ^２Ｒ^３であり、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３及びＺ^４がそれぞれ水素原子である化合物は、直線型ナフトローダミン類である。

前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で示される化合物のうち、Ｘがケイ素原子である化合物は、蛍光波長がさらに長波長側にシフトする。

前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で示される化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含む近赤外蛍光色素を含む画像診断材料は、生体の自家蛍光との重なりによって使用が制限されるという不具合が解消され、生体イメージングの画像診断ツールとして極めて有用である。

前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で示される化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含む近赤外蛍光色素を含む画像診断材料を用いて行う画像診断方法は、生体組織のより深い部位の状態観察が可能となり、例えば、全身に適用し得る画像診断方法である。

［合成スキーム］
本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）は、フルオレセインの合成と同様、図１に示すように、２，７−ジヒドロキシナフタレンと無水フタル酸とを酸性条件下（例えば反応触媒としてのスルホン酸や塩化亜鉛の存在下）で反応させることにより合成することができる。一例として、メタンスルホン酸中、１００℃で反応を行ったところ、本実施形態に係る直線型の化合物（２）の他に、２つのベンゼン環の縮合位置がキサンテンの［ａ、ｊ］であるＵ字型ナフトフルオレセイン（３）と、２つのベンゼン環の縮合位置がキサンテンの［ａ、ｉ］であるＬ字型ナフトフルオレセイン（４）とが構造異性体として得られ、この混合物を順相及び逆相クロマトグラフィー及び分取用ＴＬＣを組み合わせて精製することにより３種類の化合物（２）、（３）、（４）を単離することができた。収率は、直線型（２）が１％、Ｕ字型（３）が５％、Ｌ字型（４）が３％であった。

他の改善された合成スキームを説明する。図２に示すように、まず、２，７−ジヒドロキシナフタレンの３位への臭素化を行う。酢酸中、臭素を作用させることにより、ジブロモ体へと導き、その後、スズを添加して加温することにより、１位の臭素を選択的に脱離させることにより、３−ブロモナフタレン−２，７−ジオール（５）が８３％の収率で得られる。次いで、２つのフェノール性水酸基をメトキシメチル（ＭＯＭ）基で保護する。このとき、強塩基である水素化ナトリウム（ＮａＨ）を用いることにより、反応は速やかに進行し、中間化合物（６）が定量的に得られる。次いで、中間化合物（６）にｎ−ブチルリチウムを作用させることにより、３位をリチオ化した後、無水フタル酸と反応させ、塩酸によりラクトン骨格を構築することにより、中間化合物（７）が６２％の収率で得られる。次いで、中間化合物（７）の４つのメトキシメチル（ＭＯＭ）基を塩酸で脱保護することにより、テトラオール体（８）が７３％の収率で得られる。そして、メタンスルホン酸を用いてテトラオール体（８）の分子内環化を行うことにより、目的物質である本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）が７７％の収率で得られる。以上により、５工程、トータル収率２９％で、本実施形態に係るキサンテン様骨格を有する特定構造の化合物（直線型ナフトフルオレセイン（２））が選択的に合成できる。

［呈色挙動］
一般に、フルオレセインは、キサンテン骨格にフェノール部位を含んでいるため、塩基性条件でアニオン種が生成した際に呈色及び蛍光を発するという性質を有している。本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）と、従来既知の逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）とを、水系で、ｐＨを塩基性側の８．６から１３．５まで変化させたときの呈色挙動を調べるため、ＵＶ−ＶＩＳ測定を行った。その結果、従来のもの（１）は、図３に示すように、ｐＨ１０．０から１２．８までは、６００ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）に吸収を示した。一方、本実施形態のもの（２）は、図４に示すように、ｐＨ１０．６において吸収強度が最大となり、その吸収最大波長（λｍａｘ）は７１４ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）であった。これは、従来のもの（１）（λｍａｘ：６００ｎｍ）に比べて１１０ｎｍ以上も、またフルオレセイン（λｍａｘ：４９３ｎｍ）に比べて２２０ｎｍ以上も長波長側に最大吸収を示すことになる。

［発光挙動］
次に、本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）と、従来既知の逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン（１）とについて、蛍光測定を行った。その結果、本実施形態のもの（２）は、図５に示すように、アミン程度の塩基性条件下において、近赤外領域（λ；７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）に達するほどの長波長側に蛍光を発することが明らかとなった。その発光波長（λｅｍ）は７６８ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）であった。これは、従来のもの（１）（λｅｍ：６５６ｎｍ）に比べて１１０ｎｍ以上も、また図示していないがフルオレセイン（λｅｍ：５１０ｎｍ）に比べて２５０ｎｍ以上も長波長側にシフトしており近赤外領域に達していた。

以上のことから、本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）は、フルオレセインに類似の構造を有し、水系で塩基に発光及び呈色応答し、近赤外領域で発光する、近赤外蛍光色素として十分に使用し得るものである。このような近赤外領域に吸収、発光波長を持つ蛍光色素は、生体イメージングに用いる色素として優れた性質を具備することになる。

［用途］
したがって、本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）の用途として次のようなことが考えられる。生物学への適用として、細胞生物学や免疫組織学における細胞の標識及び追跡に好ましく使用し得る。蛍光顕微鏡やフローサイトメトリーにも用いられ得る。生物学的に活性のある抗体等の分子に本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）を付加することも考えられる。細胞内の特定のタンパク質や微細構造の標識の用途で用いられ得る。本実施形態に係る直線型ナフトフルオレセイン（２）のフェノール性水酸基部位に糖を結合すると蛍光が失われる（蛍光ｏｆｆ）。そして、その誘導体を生体に投与して生体内で糖加水分解酵素によって前記結合が切断されると蛍光が復活する（蛍光ｏｎ）。これは、糖加水分解酵素活性の検出プローブとして有用である。本実施形態に係るナフトフルオレセイン誘導体は、蛍光法による糖加水分解酵素活性のイメージング検査技術に使用し得る。つまり、糖加水分解酵素は、糖のグリコシド結合を加水分解する反応を触媒する消化酵素である。この消化酵素で、前記結合が切断されると、蛍光が復活し、蛍光ＯＮとなり、蛍光が観察される。よって、糖加水分解酵素活性の有無が診断される。

従来、フルオレセインを誘導体化した様々な蛍光プローブが利用されている。これらの手法を本実施形態に係る直線型のナフトフルオレセイン（２）に適用すれば、蛍光波長が７６８ｎｍ程度というような長波長側で発光する新たな蛍光プローブが得られる。このような蛍光プローブは、長波長の近赤外光が生体の奥深い部位まで到達するので、生体の奥深い部位での発光が実現し、例えば、全身の画像診断検査（画像診断方法）に適用することが可能となる。また、７６８ｎｍの近赤外領域で発光する自家蛍光もないので、この本実施形態の直線型ナフトフルオレセイン（２）を用いた蛍光プローブないし画像診断方法は精度の高いものとなる。

つまり、本実施形態に係る化合物（２）は、フルオレセインよりも２５８ｎｍ、既知のナフトフルオレセイン（１）よりも１１２ｎｍ、長波長側の近赤外領域で発光する。これにより、本実施形態に係る化合物（２）を画像診断ツールとして生体に用いる際、自家蛍光との重なりによる制限を受けることが低減し、画像診断がより正確に行える。

以下、実施例を通して、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例により限定されるものではない。

＜実施例１＞
前記構造式（２）で示される直線型ナフトフルオレセインを図２に示される合成スキームに従って合成した。励起波長及び蛍光波長は、λｅｘ；７１４ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；７６８ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）であった。

化合物（２）：light blue solid; decomposition at 290oC; IR (KBr) 3423, 1736, 1637, 1506, 1441, 1346, 1290, 1178, 1147, 876, 756, 708 cm^-1; ¹H-NMR (270 MHz, CD₃OD) δ 8.10 (dd, J = 6.5 Hz, 1.4 Hz, 1H), 7.85-7.74 (m, 2H), 7.57 (s, 2H), 7.55 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.37 (dd, J = 6.6 Hz, 1.4 Hz, 1H), 7.30 (s, 2H), 7.10 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.95 (dd, J = 8.9 Hz, 2.4 Hz, 2H); ¹³C-NMR (400 MHz, CD₃OD) δ 172.3, 159.2, 155.0, 152.1, 138.8, 137.6, 132.3, 131.9, 129.4, 128.5, 127.3, 127.2, 126.1, 120.6, 120.0, 112.6, 109.3, 86.1; MS (EI) m/z (rel. intensity) = 432 (M⁺, 10), 388 (52), 371 (15), 284 (23), 241 (23), 213 (21), 185 (27), 129 (55), 73 (100); HRMS (EI) Calcd for C₂₈H₁₆O₅ (M⁺) 432.0998, Found 432.0996.

＜実施例２＞
下記構造式（９）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体（ジブロモ体）を下記合成スキーム１に従って合成した。励起波長及び蛍光波長は、λｅｘ；７３１ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；７８５ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）であった。

直線型ナフトフルオレセイン（２）（１６．６ｍｇ、０．０３８４ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（０．８ｍＬ）に溶解し、Ｎ−ブロモスクシンイミド（１４．３ｍｇ、０．０８０６ｍｍｏｌ）のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（０．４ｍＬ）溶液を滴下し室温で６時間撹拌した。反応液を酢酸エチルに注ぎ入れ、水３回、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：１）にて精製し、ジブロモ体（９）（１２．７ｍｇ、収率５６％）を得た。

化合物（９）：¹H-NMR (270 MHz, CD₃OD) δ 8.13-8.09 (m, 1H), 8.09 (s, 2H), 7.75-7.66 (m, 2H), 7.53 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.41 (s, 2H), 7.36 (d, J = 1.1 Hz, 2H), 7.30-7.27 (m, 1H), 7.09 (dd, J = 8.9 Hz, 1.1 Hz, 2H).

＜実施例３＞
下記構造式（１０）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体を下記合成スキーム２に従って合成した。励起波長及び蛍光波長は、λｅｘ；７１４ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；７８０ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）であった。

窒素雰囲気下、図２に示される中間化合物（６）（６２６．８ｍｇ、１．９２ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（６ｍＬ）に溶解し、−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（１．６Ｍｎ−ヘキサン溶液、１．２３ｍＬ、２．００ｍｍｏｌ）を１０分間かけて滴下した。−７８℃で５０分間攪拌した後、化合物（１１）（１８０．０ｍｇ、０．８３３ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ溶液（３ｍＬ）を１５分間かけて滴下した。４時間攪拌を続け、自然に昇温し、室温に戻した。１Ｍ塩酸水（８ｍＬ）を加え５時間攪拌した。反応液を酢酸エチルに注ぎいれ、水２回、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝７：１）及び分取シリカＨＰＬＣ（ヘキサン：酢酸エチル＝４：１）にて精製し、中間化合物（１２）（１７０．３ｍｇ、収率２９％）を透明オイルとして得た。次いで、中間化合物（１２）（７５．０ｍｇ、０．１０８ｍｍｏｌ）を１，４−ジオキサン（１ｍＬ）に溶解し、４ＭＨＣｌ／１，４−ジオキサン（０．５ｍＬ、２．１６ｍｍｏｌ）を加え、１３時間攪拌した。反応液中の溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝４：１）にて精製し、テトラオール体（１３）（３３．０ｍｇ、収率５９％）を得た。次いで、テトラオール体（１３）（３０．０ｍｇ、０．０５７９ｍｍｏｌ）にトルエン（０．５ｍＬ）、メタンスルホン酸（０．１ｍＬ）を加え、６０℃で１．５時間攪拌した。反応液を室温に戻し、酢酸エチルに注ぎいれ、水２回、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（トルエン：酢酸エチル＝３：１）にて精製し、目的化合物（１０）（８．７ｍｇ、収率３０％）を得た。

化合物（１０）：¹H-NMR (270 MHz, CD₃OD) δ 8.40 (s, 1H), 8.05 (d, J= 8.6 Hz, 1H), 7.56 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.53 (s, 2H), 7.49 (d, J= 8.6 Hz, 1H), 7.33 (s, 2H), 7.08 (d, J= 2.4 Hz, 2H), 6.93 (dd, J = 8.9 Hz, 2.4 Hz, 2H).

＜実施例４＞
下記構造式（１４）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体（モルホリノメチル体）を下記合成スキーム３に従って合成した。

直線型ナフトフルオレセイン（２）（１６．９ｍｇ、０．０３９１ｍｍｏｌ）を酢酸に溶解し、３８％ホルマリン（４９．４μＬ、０．６２５ｍｍｏｌ）及びモルホリン（５４．４ｍｇ、０．６２５ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で４時間攪拌した。反応液を酢酸エチルに注ぎ入れ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１：２）にて精製し、モルホリノメチル体（１４）（１５．２ｍｇ、収率４７％）を得た。

化合物（１４）：¹H-NMR (270 MHz, CD₃OD) δ 8.13-8.09 (m, 1H), 7.70-7.66 (m, 2H), 7.69 (s, 2H), 7.50 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.36 (s, 2H), 7.28-7.24 (m, 1H), 6.96 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 4.15 (s, 4H), 3.82 (brs, 8H), 2.71 (brs, 8H).

＜実施例５＞
下記構造式（１５）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体（テトラアセチル体）を下記合成スキーム４に従って合成した。

モルホリノメチル体（１４）（１０．２ｍｇ、０．０１６２ｍｍｏｌ）に酢酸（０．１ｍＬ）、無水酢酸（１．５ｍＬ）を加え、１時間還流した。反応液を室温に戻し、酢酸エチルに注ぎ入れ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２：１）にて精製し、テトラアセチル体（１５）（１．８ｍｇ、収率１７％）を得た。

化合物（１５）：¹H-NMR (270 MHz, CDCl₃) δ 8.12-8.09 (m, 1H), 8.06 (s, 2H), 7.73 (d, J= 9.2 Hz, 2H), 7.66-7.63 (m, 2H), 7.60 (s, 2H), 7.24-7.20 (m, 1H), 7.14 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 5.57 (ABq, Δν = 10.0 Hz, J_AB=12.4 Hz, 4H), 2.41 (s, 6H), 2.11 (s, 6H).

＜実施例６＞
下記構造式（１６）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体（ジアセチル体）を下記合成スキーム５に従って合成した。

直線型ナフトフルオレセイン（２）（２０．０ｍｇ、０．０４６３ｍｍｏｌ）に酢酸（０．３ｍＬ）、無水酢酸（０．４ｍＬ）を加え、８０〜９０℃で２１時間、さらに８時間還流した。反応液を室温に戻し、酢酸エチルに注ぎ入れ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：１）にて精製し、ジアセチル体（１６）（２３．４ｍｇ、収率９８％）を得た。

化合物（１６）：¹H-NMR (270 MHz, CDCl₃) δ8.11-8.07 (m, 1H), 7.73 (s, 2H), 7.70 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.65-7.61 (m, 2H), 7.57 (s, 2H), 7.56 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 7.24-7.22 (m, 1H), 7.12 (dd, J = 9.0 Hz, 2.4 Hz, 2H), 2.35 (s, 6H).

＜実施例７＞
下記構造式（１７）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体を下記合成スキーム６に従って合成した。励起波長及び蛍光波長は、λｅｘ；７３２ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）、λｅｍ；７８４ｎｍ（Ｈ_２Ｏ）であった。

窒素雰囲気下、図２に示される中間化合物（６）（６２６．８ｍｇ、１．９２ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（６ｍＬ）に溶解し、−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（１．６Ｍｎ−ヘキサン溶液、１．２３ｍＬ、２．００ｍｍｏｌ）を１０分間かけて滴下した。−７８℃で５０分間攪拌した後、化合物（１１）（１８０．０ｍｇ、０．８３３ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ溶液（３ｍＬ）を１５分間かけて滴下した。４時間攪拌を続け、自然に昇温し、室温に戻した。１Ｍ塩酸水（８ｍＬ）を加え５時間攪拌した。反応液を酢酸エチルに注ぎいれ、水２回、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝７：１）及び分取シリカＨＰＬＣ（ヘキサン：酢酸エチル＝４：１）にて精製し、中間化合物（１８）（１２０．１ｍｇ、収率２１％）を得た。次いで、中間化合物（１８）（８８．０ｍｇ、０．１２７ｍｍｏｌ）を１，４−ジオキサン（１ｍＬ）に溶解し、４ＭＨＣｌ／１，４−ジオキサン（０．６ｍＬ、２．５３ｍｍｏｌ）を加え、１７時間攪拌した。反応液中の溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１：１）にて精製し、テトラオール体（１９）（３２．０ｍｇ、収率４９％）を得た。次いで、テトラオール体（１９）（２４．２ｍｇ、０．０４６７ｍｍｏｌ）にトルエン（１ｍＬ）、メタンスルホン酸（０．２ｍＬ）を加え、６０℃で１．５時間攪拌した。反応液を室温に戻し、酢酸エチルに注ぎいれ、水２回、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（トルエン：酢酸エチル＝３：１）にて精製し、目的化合物（１７）（１７．６ｍｇ、収率７６％）を得た。

化合物（１７）：¹H-NMR (270 MHz, CD₃OD) δ 8.18 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.96 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.59 (s, 1H), 7.46 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.45 (s, 2H), 7.23 (s, 2H), 6.98 (d, J = 2.1 Hz, 2H), 6.84 (dd, J = 8.9 Hz, 2.1 Hz, 2H).

＜実施例８＞
下記構造式（２０）で示される直線型ナフトローダミン類を合成した。

＜実施例９＞
下記構造式（２１）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体を合成した。

＜実施例１０＞
下記構造式（２２）で示される直線型ナフトフルオレセイン誘導体を合成した。

＜実施例１１＞
下記構造式（２３）で示される化合物を合成した。

＜実施例１２＞
下記構造式（２４）で示される化合物を合成した。

＜実施例１３＞
下記構造式（２５）で示される化合物を合成した。

１逆Ｕ字型ナフトフルオレセイン
２直線型ナフトフルオレセイン
３Ｕ字型ナフトフルオレセイン
４Ｌ字型ナフトフルオレセイン

Claims

下記一般式（Ｉ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＩ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で示される化合物と、下記一般式（ＩＶ）で示される化合物と、下記一般式（Ｖ）で示される化合物とからなる群より選ばれる少なくとも１つの化合物を含む近赤外蛍光色素。

［式中、Ｘは、酸素原子又はケイ素原子であり；Ｙは、複数ある場合はそれぞれ独立して、ＯＨ、ＯＲ^１又はＮＲ^２Ｒ^３であり；Ｚ^１は、複数ある場合はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒもしくはＩ）、炭素数が１〜５の一部もしくは全部がＮＲ^２Ｒ^３で置換されたもしくは無置換のアルキル基又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部がＯＲ^４で置換されたもしくは無置換のアルキル基であり；Ｚ^２は、複数ある場合はそれぞれ独立して、水素原子又はハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒもしくはＩ）であり；Ｚ^３、Ｚ^４は、それぞれ独立して、水素原子、ＮＲ^２Ｒ^３、ＯＲ^４又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部がハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒもしくはＩ）で置換されたもしくは無置換のアルキル基である。前記において、Ｒ^１は、複数ある場合はそれぞれ独立して、アシル基、糖残基又は芳香族化合物であり；Ｒ^２、Ｒ^３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部が置換されたもしくは無置換のアルキル基であり；Ｒ^４は、複数ある場合はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数が１〜５の一部もしくは全部が置換されたもしくは無置換のアルキル基である。］
前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｘは酸素原子であり、ＹはそれぞれＯＨであり、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３及びＺ^４はそれぞれ水素原子である請求項１に記載の近赤外蛍光色素。
請求項１又は２に記載の近赤外蛍光色素を含む画像診断材料。
請求項３に記載の画像診断材料を用いて行う画像診断方法。