JP2013505963A - 汚染された環境から元素を除去するチオール含有化合物およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、システイン、ホモシステイン、グルタチオン、リポ酸、ジヒドロリポ酸、チオリン酸塩(エステル)、N−アセチルシステイン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、γ−グルタミルシステイン、フィトキラチン(phytochelatins)、チオサリチル酸塩(エステル)、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であるが、R1がアルキル基を表わす場合、少なくとも一つのXが同時に水素を表わすことはない。
式中、R1は限定するわけではないが、例示すればベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよび(CH2)y(y=2〜8)などのアルキル基を含む有機群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、限定するわけではないが、例示すればアシルやアミドなどの有機基および限定するわけではないが、例示すればアミノ酸やシステインなどの蛋白質などの生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、限定するわけではないが、例示すればアシルやアミドなどの有機基および限定するわけではないが、例示すれば蛋白質やシステインなどのアミノ酸などの生物学的基を含む群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、システイン、ホモシステイン、グルタチオン、リポ酸、ジヒドロリポ酸、チオリン酸塩(エステル)、N−アセチルシステイン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、γ−グルタミルシステイン、フィトキラチン、チオサリチル酸塩(エステル)、有機基および生物学的基を含む群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。一部の実施態様では、nは他とは無関係に1〜6または1〜4であればよく、ある種の興味のある実施態様では、mは2である。m≧2の実施態様では、複数のアルキル鎖のイオウ原子が単独のX構成成分を共有する場合がある。このような実施態様では、Xは他とは無関係にベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択することができる。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であるが、R1がアルキル基を表わす場合、少なくとも一つのXが同時に水素を表わすことはない。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他との無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。USP6,586,600に開示されているように、R3基(だけでなくR2基も)が水素からなり、2つのnが1であり、そして2つのYが水素からなる上記一般式のキレート配位子は“B9”と呼ぶことができる。
式中、nは他とは無関係に1〜10である。この一般式のキレート配位子は“グルタチオンB9”と呼ぶことができる。あるいは、“GB9”と略記することができる。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。これら一般式のキレート配位子は“酸B9”と呼ぶことができる。あるいは、“AB9”と略記することができる。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係にベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であればよい。この一般式のキレート配位子は“グルタチオンAB9”と呼ぶことができる。あるいは、“GAB9”と略記することができる。
上記構造の場合、PSはポリスチレンでもよく、あるいはポリスチレン含有共重合体でもよい。より具体的には、PSはクロロメチル化ポリスチレン−コジビニルベンゼン(2%DVB、200〜400メッシュ)であればよい。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはメチル基であればよい。これら一般式のキレート配位子は“メチルエステルAB9”と呼ぶことができる。あるいは、“MEAB9”と略記することができる。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係にベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはメチル基であればよい。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはメチル基であればよい。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはメチル基である。この一般式のキレート配位子は“グルタチオンメチルエステルAB9”と呼ぶことができる。あるいは、“GMEAB9”と略記することができる。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システインおよびグルタチオンからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはエチル基である。この一般式のキレート配位子は“エチルエステルAB9”と呼ぶことができる。あるいは、“EEAB9”と略記することができる。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係にベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはエチル基である。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはエチル基である。
式中、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、そしてYはエチル基である。この一般式のキレート配位子は“グルタチオンエチルエステルAB9”と呼ぶことができる。あるいは、“GEEAB9”と略記することができる。
式中、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、システイン、ホモシステイン、グルタチオン、リポ酸、ジヒドロリポ酸、チオリン酸塩(エステル)、N−アセチルシステイン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、γ−グルタミルシステイン、フィトキラチン、チオサリチル酸塩(エステル)、有機基および生物学的基を含む群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基である。
本実施例では、下記の合成スキームによるAB9の一つの非制限的な実施態様の合成を詳しく説明する。
Sigma−Aldrich(登録商標)から入手した塩酸L−システイン(5.0mmol)0.78gを100mLの脱イオン水に溶解した。以下“TEA”と略記するトリエチルアミン(10mmol、1.4mL)1.02gおよびTCI(登録商標)から入手した塩化イソフタロイル0.5gをそれぞれ別々にAcros Organics(登録商標)から入手した、以下“THF”と略記するテトラヒドロフラン20mLに溶解した。THFに溶解したTEAを塩酸L−システインの脱イオン水溶液にゆっくり添加し、N2ガス流れの下フラスコ内で撹拌した。5〜10分間の撹拌後、THFに溶解した塩化イソフタロイルをフラスコにゆっくり添加した。反応が進行している間、反応混合物の色が淡黄色に変化した。反応混合物の撹拌を16〜18時間続けた。16〜18時間の終わりに、100mLの酢酸エチルを使用して水性層を抽出した。次に、硫酸ナトリウムで酢酸エチル層を乾燥し、ろ過処理し、乾燥固体になるまで真空排気した。生成物を淡黄色固体として回収した。生成物はCHCl3、アセトン、エタノールおよび水に可溶であった。
本実施例では、下記の合成スキームによるMEAB9の一つの非制限的な実施態様の合成を詳しく説明する。
塩酸L−システインメチルエステル(15mmol)2.57gを150mLのCHCl3に溶解した。TEA(15mmol;2.07mL)1.52gを25mLのCHCl3に溶解した。塩化イソフタロイル(5mmol)1.0gを40mLのCHCl3に溶解した。塩酸L−システインメチルエステル溶液にTEA溶液および塩化イソフタロイル溶液をゆっくり添加した。反応では、24時間撹拌を行った。次に反応溶液をろ過処理し、ろ液を10%のOmnitrace(登録商標)塩酸200mLで三回洗浄処理した。洗浄処理後、CHCl3層を再度ろ過処理し、無水Na2SO4で乾燥した。CHCl3を次に真空下除去し、粘度の高い油状液体として生成物を得た。この油状液体を再度CHCl3に溶解し、次にCHCl3を真空下除去した。この操作を2回繰り返し、生成した白色の固体を次に2回ジエチルエーテルで洗浄処理した。残った溶剤を除去し、固体を真空下乾燥した。生成物を白色固体として回収した。生成物はCHCl3、アセトン、エタノールおよび水に可溶であった。
本実施例では、下記の合成スキームによるEEAB9の一つの非制限的な実施態様の合成を詳しく説明する。
塩酸L−システインエチルエステル(15mmol)2.72gを150mLのCHCl3に溶解した。TEA(15mmol;2.02mL)1.48gを25mLのCHCl3に溶解した。塩化イソフタロイル(5mmol)1gを40mLのCHCl3に溶解した。塩酸L−システインエチルエステル溶液にTEA溶液および塩化イソフタロイル溶液をゆっくり添加した。反応では、24時間撹拌を行った。次に反応溶液をろ過処理し、ろ液を20%のOmnitrace(登録商標)塩酸1.5Lで洗浄処理した。洗浄処理後、CHCl3層を再度ろ過処理し、無水Na2SO4で乾燥した。CHCl3を次に真空下除去し、粘度の高い油状液体として生成物を得た。この油状液体を再度CHCl3に溶解し、次にCHCl3を真空下除去した。この操作を2回繰り返し、生成した白色の固体を次に2回ジエチルエーテルで洗浄処理した。残った溶剤を除去し、固体を真空下乾燥した。生成物を白色固体として回収した。生成物はCHCl3、アセトン、エタノールおよび水に可溶であった。
本実施例では、下記の合成スキームによるGB9の一つの非制限的な実施態様の合成を詳しく説明する。
0.76gのグルタルチオンを含有するテトラヒドロフラン(THF)/H2O(50:50 v:v)に0.284g(1mM)のB9を溶解した。1mLの10%H2O2を撹拌しながら添加し、室温で一夜反応させた。水酸化物としての反応混合物をジエチルアミノエチル−セルロース(DEAEセルロース)カラム(2cm×20cm)にポンプにより送り込み、200mlの蒸留水で洗浄処理した。0〜400mM勾配の重炭酸トリエチルアンモニウム(TEAB)緩衝液を使用して、結合物質を溶離し、10mLの分画を回収した。B9含有生成物の溶離については、紫外線フロースルー(flow−through)装置で経過観察した。DEAEセルロースに結合し、溶離緩衝液で溶離された物質に唯一のピークが検出された。メタノール/水により同時蒸発を4回行って、紫外線吸光度をもつ回収分画を乾燥固化するまで蒸発処理し、TEABを除去した。得られた物質は白色微粉であり、水に易可溶性であり、出発物質(B9)に非常に近い紫外線スペクトルが認められた。(GB9と略記する)この化合物の構造は上述した通りである。この物質について薄層クロマトグラフィー(TLC)によって、即ち2種類の異なるTLC試験方法によって試験した。50:50THF/エタノールによって展開したシリカゲルマトリックス上で得られた出発物質および目的物質のRf値はそれぞれ0.5および0.05であった。また、0.4M重炭酸アンモニウム溶液で展開したPEI−セルロースマトリックス上で得られたB9およびGB9のRf値はそれぞれ0.0および0.75であった。
95%エタノール75mLに溶解した2.80gのAB9(7.5mmol)を、100mLの脱イオン水に溶解した2.0gのCd(C2H3O2)2・2H2O(7.5mmol)の撹拌溶液に添加した。これら両溶液を混合して、化合物AB9−Cdである白色の沈殿物を得た。混合物を7〜8時間撹拌してから、真空下ろ過処理した。それぞれ100mLの脱イオン水および100mLの95%エタノールを使用して、得られた白色化合物を三回洗浄した。次に、化合物を真空下乾燥し、生成物を2.13gの収量で得た。化合物の融点は241〜244℃であった。また、化合物は水、エタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、クロロホルムおよびヘキサンに不溶であった。
95%エタノール75mLに溶解した0.99gのAB9(2.66mmol)を、100mLの脱イオン水に溶解した0.71gのHgCl2(2.61mmol)の撹拌溶液に添加した。これら両溶液を混合して、化合物AB9−Hgである白色の沈殿物を得た。混合物を6時間撹拌してから、真空下ろ過処理した。それぞれ100mLの脱イオン水および100mLの95%エタノールを使用して、得られた白色化合物を三回洗浄した。次に、化合物を真空下乾燥し、生成物を0.97gの収量で得た。化合物の融点は153〜155℃であった。また、化合物は水、エタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、クロロホルムおよびヘキサンに不溶であった。
95%エタノール75mLに溶解した2.0gのAB9(5.4mmol)を、150mLの脱イオン水に溶解した1.5gのPbCl2(5.4mmol)の撹拌溶液に添加した。これら両溶液を混合して、化合物AB9−Pbである白色の沈殿物を得た。混合物を7〜8時間撹拌してから、真空下ろ過処理した。それぞれ100mLの脱イオン水および100mLの95%エタノールを使用して、得られた白色化合物を三回洗浄した。次に、化合物を真空下乾燥し、生成物を1.68gの収量で得た。化合物の融点は220〜225℃であった。また、化合物は水、エタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、クロロホルムおよびヘキサンに不溶であった。
20mLのエタノールに溶解した192mgのMEAB9(0.5mmol)を、20mLの脱イオン水に溶解した130mgのHgCl2(0.5mmol)の撹拌溶液に添加した。これら両溶液を混合して、化合物MEAB9−Hgである白色の沈殿物を得た。混合物を5時間撹拌してから、真空下ろ過処理した。それぞれ200mLの脱イオン水および200mLのエタノールを使用して、得られた白色化合物を洗浄した。次に、化合物を空気下乾燥し、生成物を0.16gの収量で得た。化合物の融点は166〜169℃であった。また、化合物はジメチルスルホキシドおよび塩基度の高い水に可溶であった。
エタノールに溶解した200mgのEEAB9(0.5mmol)を、脱イオン水に溶解した0.71gのHgCl2(0.5mmol)の撹拌溶液に添加した。これら両溶液を混合して、化合物EEAB9−Hgである白色の沈殿物を得た。混合物を5時間撹拌してから、真空下ろ過処理した。それぞれ150mLの脱イオン水および150mLのエタノールを使用して、得られた白色化合物を洗浄した。次に、化合物を空気下乾燥し、生成物を0.20gの収量で得た。化合物の融点は150〜153℃であった。また、化合物はジメチルスルホキシドおよび塩基度の高い水に可溶であった。
(上記実施例3で詳しく説明した)EEAB9を、体重1kgにつき1.5mmolの高レベルでラットに皮下注射した。これは、重金属中毒症のキレート治療で使用されることが考えられる濃度の100〜1,000倍である。物理的活性および体重増によって判断する限り、否定的な作用効果は検出できなかった。
体重1kgにつき300、400および1,500μmolの濃度で(上記実施例3で詳しく説明した)EEAB9を3日おきにラットに注射した。毒性作用または体重減は認められなかった。これは、10日間にわたる体重1kgにつき2,700μmol以上の暴露量に相当し、この場合も毒性作用は認められなかった。
250mlのエルレンマイヤーフラスコ内に、10mMの塩化ナトリウムを含有する200mlの水に金魚を個別に入れた(pH7.00)。ポンプによって空気をフラスコに送り込み、健全な供給量の酸素を維持した。24時間の一日を12時間の明期/暗期の光周期に分割した。金魚は、実験を行う前1週間環境に順化させ、毎日水を換えた。水を換える前に毎日15分間金魚に標準的な魚用餌を給餌した。
表1:キレーターを使用した、および使用しなかった酢酸水銀への金魚の暴露試験
本実施例では、最初にPS−CH2Clを誘導体化することによってAB9担持ポリスチレン(PS−AB9)を試みた。これは、Roscoe,S.B.,et.al.,Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry,2000,38,2979−2992に記載されている方法に従って行った。まず、PS−CH2−NHEtを調製した。
本実施例では、20gスケールに変更して、ポリスチレンビーズを誘導体化することによってPS−AB9を調製した。THF中120mlの2.0Mエチルアミン溶液を用いて2日間ポリスチレンビーズ(20g)を撹拌した。2日後、ビーズをろ過処理してから、200mLのTHF、200mLの水および一連の水/THF(それぞれ2:1、1:1、1:2)(v/v)混合物で洗浄し、その後約40℃で乾燥処理した。PS−CH2−NHEtビーズ(20g)を次に300mLのエタノール中のAB9(30g)とともに約2日間還流処理した。ビーズをろ過し、200mLのエタノールで約5回洗浄処理し、約40℃で乾燥処理した。各段階の生成物を赤外線分光法によって確認した。
本実施例では、誘導体化ポリスチレン(5gおよび20g)へのAB9の担持について確認した。10mLの水、10mLの濃HNO3、10mLの1:1HNO3、5mLのH2O2および10mLの濃HClを添加することによって110℃でPS−CH2−AB9を温浸処理(digested)した。温浸処理後、溶液をろ過処理してビーズを単離した。サンプルの最終容量は50mLであった。次に、溶液をICPによって分析し、ポリスチレン上に結合したAB9の量を示すイオウ分を定量し、測定した。
PS−AB9(5gスケール)へのイオウ担持
PS−AB9(20gスケール)へのイオウ担持
本実施例では、PS−AB9へのHg結合を試験した。25mlの水中のHgCl2(15ppm)にPS−CH2−AB9(202mg、400mgおよび600mg)を加え、室温で一日撹拌した。撹拌後、0.2μm環境エクスプレスフィルター装置によりろ過処理を行ってビーズを単離し、溶液を誘導結合プラズマ分光分析法を行うために温浸処理した。これは、10mLの1:1HNO3、5mLの濃HNO3、5mLのH2O2および10mLの濃HClを順次添加して110℃で行った。
PS−AB9によるHg結合
本実施例では、直接反応を利用して、AB9担持ポリスチレンを試みた。この反応方法は現状ではまだ成功したとは実証されてはいないが、試薬、条件および他の変数を変更することによって成功する可能性はある。
本実施例では、AB9を結合するために、アミン−官能基化シリカ(SiNH2)を調製した。これは、Cai,M.,et al;Journal of Molecular Catalysis A:Chemical.2007,268,82およびJyothi,T.M.,et al;Chem.Int.Ed.2001,40,2881に記載されている方法に従って行った。シリカ−60(20g)のトルエン(500mL)懸濁液について、クロロホルム(40mL)中〜100℃で48時間γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(15.70g、71.36mmol)とともに還流処理を行った。還流処理後、固体生成物をろ過処理し、CHCl3(5×80mL)で洗浄処理し、真空下12時間乾燥処理した。乾燥固体生成物を次にMe3SiCl(31.28g、286.97mmol)のトルエン(350ml)溶液に室温で24時間浸漬した。浸漬後、固体生成物をろ過処理し、アセトン(10×40mL)およびジエチルエーテル(10×15mL)で洗浄処理し、真空下100℃で5時間乾燥処理した。この結果、25.81gの固形生成物が得られた。未反応−OHが固体生成物にある場合には、Me3SiClがこれに結合して−OSiMe3を生成するため、シリカ表面にあるヒドロキシル基の反応性を抑えることができる。
γ−アミノプロピルトリエトキシシランを用いたシリカ表面の誘導体化
保護されていないヒドロキシル基のSiMe3Cl誘導体化
本実施例では、アミン修飾シリカ表面(SiNH2)へAB9を結合した。なお、このシリカ表面に官能価を導入するために、2つの異なる方法を試みた。
SiAB9(10gスケール)へのイオウ担持
SiAB9(10gスケール)へのイオウ担持
SiNH2とAB9との加熱反応
SiAB9(10gスケール)へのイオウ担持
SiAB9(10gスケール)へのイオウ担持
この実施例では、Si60およびSiAB9とHgCl2とを組み合わせたものを使用して水性Hg(II)を処理した。この結果、SiAB9の1g当たりのAB9担持率は、第2の実験方法から得られたSiAB9の場合よりも高くなることがわかった。このため、EtOH還流処理により得られたSiAB9を使用して、溶液相でHgを改修した。
Si60によるHg除去率
本実施例では、NaAsO2のEtOH還流処理によって合成したSi60とSiAB9とを組み合わせたもので水性As(III)を改修した。
本実施例では、Hg(0)とSi60およびSiAB9との気相結合を検討した。0.14mmolのAB9/gを担持した(EtOH反応からの)Si60−AB9を使用した。別に、ポリマーまたはその他の固体に担持した本発明の化合物の存在下で他の流体(即ち気体または液体)中でも結合を行うことができた。本実施例では、浸透管上のフィルターフリットにサンプル(3g)を置いた状態で、サンプルにHg(0)ガスを100mL/分の流量で1時間流し、次にガス分散管を用いて、5%硝酸および10%塩酸の溶液(150mL)を含む2つの液体トラップに送った。これによって、固体サンプルでは捕獲できなかったHg(0)を捕獲できた。フィルターフリットから固体サンプルを取り出し、エタノールで洗浄処理し、物理的に吸着されたHg(0)がある場合にはこれを放出した。次に、2gの固体サンプルをEPA30−50B法によって温浸処理し、温浸処理の必要ないトラップとともにICP分析を行った。
Claims (35)
- 下記一般式の化合物:
ただし、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、システイン、ホモシステイン、グルタチオン、リポ酸、ジヒドロリポ酸、チオリン酸塩(エステル)、N−アセチルシステイン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、γ−グルタミルシステイン、フィトキラチン、チオサリチル酸塩(エステル)、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択されることを特徴とする基であるが、R1がアルキル基を表わす場合、少なくとも一つのXが同時に水素を表わすことはない。
- m=2である請求項1に記載の化合物。
- 少なくとも一つのR3が、カルボキシル基からなる請求項2に記載の化合物。
- 少なくとも一つのXが、グルタチオンからなる請求項3に記載の化合物。
- 少なくとも一つのR3が、カルボン酸、メチルエステルまたはエチルエステルからなる請求項3に記載の化合物。
- 2つのR2が水素からなり、2つのR3がカルボキシル基からなり、2つのXがグルタチオンからなり、そして2つのnが1である請求項1に記載の化合物。
- R1がベンゼンである請求項1に記載の化合物。
- R1がナフタレンである請求項1に記載の化合物。
- R1が2つのZに結合している請求項1に記載の化合物。
- 流体、固体、気体またはこれらの複合体からなる群から選択される出発材料から少なくとも1種の金属および/または主族元素を除去する方法であって、
少なくとも1種の金属および/または主族元素に、有効作用量の、下記の化学式をもつキレート配位子または物質担持化合物を結合することからなることを特徴とする方法。
ただし、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他との無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、システイン、ホモシステイン、グルタチオン、リポ酸、ジヒドロリポ酸、チオリン酸塩(エステル)、N−アセチルシステイン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、γ−グルタミルシステイン、フィトキラチン、チオサリチル酸塩(エステル)、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であるが、R1がアルキル基を表わす場合、少なくとも一つのXが同時に水素を表わすことはない。
- 前記の少なくとも1種の金属および/または主族元素が、正の酸化状態にあるか、あるいは正の酸化状態におくことができる任意の金属および/または主族元素である請求項10に記載の方法。
- 前記の少なくとも1種の金属および/または主族元素が、イットリウム、ランタン、ハフニウム、バナジウム、クロム、ウラン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、鉛、スズ、ガリウム、インジウム、タリウム、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、セレン、テルル、ポロニウム、ビスマス、モリブデン、トリウム、プルトニウム、アルミニウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウム、ラジウム、およびこれらの混合物からなる群から選択されるものである請求項10に記載の方法。
- 前記の少なくとも1種の金属および/または主族元素が、pH値が約6〜約8の範囲にある前記キレート配位子または物質担持化合物に結合した状態にある請求項10に記載の方法。
- m=2である請求項10に記載の方法。
- 少なくとも一つのR3が、カルボキシル基からなる請求項14に記載の方法。
- 少なくとも一つのXが、グルタチオンからなる請求項15に記載の方法。
- 少なくとも一つのR3が、カルボン酸、メチルエステルまたはエチルエステルからなる請求項16に記載の方法。
- R1がベンゼンである請求項10に記載の方法。
- R1がナフタレンである請求項10に記載の方法。
- R1が2つのZに結合している請求項10に記載の方法。
- ヒト組織および/または動物組織から少なくとも一つの金属および/または主族元素を除去する方法であって、
前記組織に治療上有効作用量のキレート配位子を送り込み、そして少なくとも一つの金属および/または主族元素に有効作用量の、次の化学式をもつキレート配位子を結合することからなることを特徴とする方法。
ただし、R1はベンゼン、ピリジン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係に水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、システイン、ホモシステイン、グルタチオン、リポ酸、ジヒドロリポ酸、チオリン酸塩(エステル)、N−アセチルシステイン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、γ−グルタミルシステイン、フィトキラチン、チオサリチル酸塩(エステル)からなる群から選択される基であり、nは他とは無関係に1〜10であり、mは1〜6であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であるが、R1がアルキル基を表わす場合、少なくとも一つのXが同時に水素を表わすことはない。
- m=2である請求項21に記載の方法。
- 少なくとも一つのR3が、カルボキシル基からなる請求項22に記載の方法。
- 少なくとも一つのXが、グルタチオンからなる請求項23に記載の方法。
- 少なくとも一つのR3が、カルボン酸、メチルエステルまたはエチルエステルからなる請求項24に記載の方法。
- 2つのR2が水素からなり、2つのR3がカルボキシル基からなり、2つのXがグルタチオンからなり、そして2つのnが1である請求項21に記載の方法。
- 下記の式をもつことを特徴とする化合物。
ただし、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xは他とは無関係にベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択されるものであり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基である。
- 少なくとも一つのR3が、カルボキシル基、メチルエステルまたはエチルエステルからなる請求項27に記載の化合物。
- 流体、固体、気体またはこれらの複合体からなる群から選択される出発材料から少なくとも1種の金属および/または主族元素を除去する方法であって、
少なくとも1種の金属および/または主族元素に、有効作用量の、下記の化学式をもつキレート配位子または物質担持化合物を結合することからなることを特徴とする方法。
ただし、R1はベンゼン、ピリジン、ピリジン−4−オン、ナフタレン、アントラセンおよびアルキル基からなる群から選択される基であり、R2は他とは無関係に水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、R3は他とは無関係にアルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、有機基および生物学的基からなる群から選択される基であり、Xはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群から選択されるものであり、nは他とは無関係に1〜10であり、Yは他とは無関係に水素、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基であり、そしてZは水素、アルキル、アリール、カルボキシル基、カルボキシレートエステル、ヒドロキシル基、NH2、HSO3、ハロゲン、カルボニル基、有機基、生物学的基、ポリマー、シリカおよびシリカ担持基質からなる群から選択される基である。
- 前記の少なくとも1種の金属および/または主族元素が、正の酸化状態にあるか、あるいは正の酸化状態におくことができる任意の金属および/または主族元素である請求項29に記載の方法。
- 前記の少なくとも1種の金属および/または主族元素が、イットリウム、ランタン、ハフニウム、バナジウム、クロム、ウラン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、鉛、スズ、ガリウム、インジウム、タリウム、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、セレン、テルル、ポロニウム、ビスマス、モリブデン、トリウム、プルトニウム、アルミニウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウム、ラジウム、およびこれらの混合物からなる群から選択されるものである請求項29に記載の方法。
- 前記の少なくとも1種の金属および/または主族元素が、pH値が約6〜約8の範囲にある前記キレート配位子または物質担持化合物に結合した状態にある請求項29に記載の方法。
- 少なくとも一つのR3が、カルボキシル基、メチルエステルまたはエチルエステルからなる請求項29に記載の方法。
- 体内の脂質含有組織に脂質可溶性重金属キレーターを送り込む方法であって、請求項1および21に記載の親水性重金属キレーター錯体を静脈投与してこれを体全体に均一に送り込むことによって、前記親水性重金属キレーター錯体のジチオール結合を体内で切断し、疎水性重金属キレーターを放出し、脂質含有組織に配分する方法。
- 腎臓を介して排出される疎水性重金属キレーターを送り込む方法であって、請求項1および21に記載のエステル含有疎水性重金属キレーター錯体を脂質含有組織に送り込んで金属に結合させることによって、前記の脂質含有組織のエストラーゼによって前記のエステル含有アミノチオール基を酵素的にカルボン酸基に転換して、腎臓を介して排出される親水性重金属キレーターを産生する方法。
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