JP2018145246A - Sila dithieno rhodamine compound and fluorescent dye using the same - Google Patents

Sila dithieno rhodamine compound and fluorescent dye using the same Download PDF

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Shigehiro Yamaguchi
茂弘 山口
愛子 中
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愛子 中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent dye which is easy to chemically modify for adding various functions, has a maximum fluorescence wavelength in a near-infrared wavelength region or a region closer thereto (wavelength of 720 nm or more) without expanding a π conjugation system, and is high in a fluorescence quantum yield.SOLUTION: There is provided a sila dithieno rhodamine compound represented by following 1a, or a hydrate or a solvation thereof.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、シラジチエノローダミン化合物及びそれを用いた蛍光色素に関する。   The present invention relates to a siladithienorhodamine compound and a fluorescent dye using the same.

近赤外波長領域の光は高い組織浸透性や、自家蛍光の抑制等の観点から、この領域に吸収及び蛍光極大波長を有する有機分子(色素)が、生体組織の深部観察において注目されている。この近赤外波長領域に蛍光を示す有機分子は、バイオイメージング用蛍光プローブ、有機EL素子用蛍光材料等、応用の枠組みを超えて高い重要性を有する。バイオイメージング用蛍光プローブには多くの場合水溶性が要求される。また、生物活性を有する特定の小分子、抗体等のタンパク質にラベル化できること、さらには特定の物質や環境を検知して蛍光を発するようになる機能等、目的に応じた機能を付与できるか否かは蛍光プローブに適用するうえで重要であり、これらを満たす近赤外蛍光色素が求められている。これまでに様々な種類の蛍光色素が知られているが、現在広く用いられているシアニン色素、BODIPY色素等は、多彩な機能を付与するための構造修飾が困難であり、脂溶性も高いため、これらの蛍光色素は有効とは言えない。   In the near-infrared wavelength region, organic molecules (pigments) that have absorption and fluorescence maximum wavelengths in this region are attracting attention in deep observation of biological tissues from the viewpoint of high tissue permeability and suppression of autofluorescence. . Organic molecules that exhibit fluorescence in the near-infrared wavelength region have high importance beyond the framework of applications such as bioimaging fluorescent probes and fluorescent materials for organic EL devices. In many cases, a fluorescent probe for bioimaging is required to be water-soluble. In addition, it can be labeled on specific small molecules with biological activity, proteins such as antibodies, and can be given functions according to the purpose, such as the ability to detect specific substances and environments and emit fluorescence. This is important for application to fluorescent probes, and near-infrared fluorescent dyes that satisfy these requirements are demanded. Various types of fluorescent dyes have been known so far, but cyanine dyes, BODIPY dyes, etc. that are widely used at present are difficult to modify the structure to give various functions, and have high fat solubility. These fluorescent dyes are not effective.

一方、ローダミン化合物、フルオレセイン化合物等に代表されるキサンテン骨格を有する化合物は、水溶性が高く、目的に応じた機能を付与できる観点で優れており、蛍光プローブ用蛍光色素の代表格として広く用いられている。しかしながら、その吸収極大波長及び蛍光極大波長は可視光領域である点が課題である。これらキサンテン骨格を有する化合物のπ共役系を拡張することにより吸収極大波長及び蛍光極大波長を長波長化することは可能であるものの、水溶性が低下してしまう。   On the other hand, compounds having a xanthene skeleton typified by rhodamine compounds, fluorescein compounds, etc. are highly water-soluble and excellent in terms of imparting functions according to the purpose, and are widely used as representatives of fluorescent dyes for fluorescent probes. ing. However, the problem is that the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength are in the visible light region. Although it is possible to lengthen the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength by extending the π-conjugated system of these compounds having a xanthene skeleton, the water solubility decreases.

近年、キサンテン骨格の骨格環内の酸素原子をケイ素原子で置換した類縁体(ケイ素ローダミン化合物)の報告がなされており、高い水溶性を維持したまま吸収及び蛍光極大波長が長波長シフトする(吸収極大波長646nm、蛍光極大波長660nm)ことが報告されている(例えば、非特許文献1参照)。この色素は長波長発光が求められる蛍光イメージングにおいて中心的な役割を果たしているが、吸収極大波長及び蛍光極大波長のさらなる長波長化が求められている。そこで、上記のように、ケイ素ローダミン化合物のπ共役系を拡張することも知られており、例えば吸収極大波長721nm、蛍光極大波長740nmとすることもできる(例えば、非特許文献2参照)が、水溶性が低下するとともに蛍光量子収率は0.05に過ぎず蛍光強度が十分とは言えない。   In recent years, analogs (silicon rhodamine compounds) in which the oxygen atom in the skeleton ring of the xanthene skeleton is replaced with a silicon atom have been reported, and the absorption and fluorescence maximum wavelengths shift long wavelengths while maintaining high water solubility (absorption). It has been reported that the maximum wavelength is 646 nm and the maximum fluorescence wavelength is 660 nm (for example, see Non-Patent Document 1). Although this dye plays a central role in fluorescence imaging that requires long-wavelength emission, further increase in the wavelength of absorption maximum wavelength and fluorescence maximum wavelength is required. Therefore, as described above, it is also known to extend the π-conjugated system of the silicon rhodamine compound. For example, the absorption maximum wavelength can be set to 721 nm, and the fluorescence maximum wavelength can be set to 740 nm (for example, see Non-Patent Document 2). As the water solubility decreases, the fluorescence quantum yield is only 0.05, and the fluorescence intensity is not sufficient.

ACS Chem. Biol., 2011, 6, 600.ACS Chem. Biol., 2011, 6, 600. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5029.J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5029.

以上のように、近赤外波長領域(波長720nm以上)に蛍光極大波長を有する近赤外蛍光色素はいずれも蛍光量子収率が0.10未満であるのが現状である。また、水溶性を考慮すると、キサンテン骨格のπ共役系を拡張することなく吸収極大波長及び蛍光極大波長を長波長化することが好ましい。   As described above, the near-infrared fluorescent dye having a fluorescence maximum wavelength in the near-infrared wavelength region (wavelength of 720 nm or more) has a fluorescence quantum yield of less than 0.10. In consideration of water solubility, it is preferable to lengthen the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength without extending the π-conjugated system of the xanthene skeleton.

このため、本発明は、多彩な機能を付与するための構造修飾が容易であり、π共役系を拡張することなく近赤外波長領域又はそれに近い領域(波長720nm以上)に蛍光極大波長を有しつつ、蛍光量子収率の高い蛍光色素を提供することを目的とする。   For this reason, the present invention is easy to modify the structure to provide various functions, and has a fluorescence maximum wavelength in the near infrared wavelength region or a region close to it (wavelength of 720 nm or more) without extending the π-conjugated system. However, an object is to provide a fluorescent dye having a high fluorescence quantum yield.

上記目的を鑑み、鋭意検討した結果、本発明者らは、ケイ素ローダミン化合物のベンゼン環をチオフェン環に置換したシラジチエノローダミン化合物は、多彩な機能を付与するための構造修飾が容易であるとともに、π共役系を拡張することなく近赤外波長領域(波長720nm以上)に蛍光極大波長を有しつつ、蛍光量子収率が高いことを見出した。本発明は、このような知見に基づきさらに研究を重ね、完成させたものである。すなわち、本発明は以下の構成を包含する。   As a result of diligent investigations in view of the above object, the present inventors have found that siladithienorhodamine compounds in which the benzene ring of a silicon rhodamine compound is substituted with a thiophene ring can be easily modified to give various functions. The present inventors have found that the fluorescence quantum yield is high while having the fluorescence maximum wavelength in the near-infrared wavelength region (wavelength of 720 nm or more) without extending the π-conjugated system. The present invention has been completed by further research based on such knowledge. That is, the present invention includes the following configurations.

項1.一般式(1):   Item 1. General formula (1):

[式中、R1は一般式(2A)又は(2B): [In the formula, R 1 represents the general formula (2A) or (2B):

(式中、R10は水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、置換若しくは非置換アルキニル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。Arは置換若しくは非置換(複素)芳香環を示す。)
で表される基を示す。R2及びR3は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。R4及びR5は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、スルホニル基、又は置換若しくは非置換アルキル基を示す。R6、R7、R8及びR9は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、又は置換若しくは非置換アリール基を示す。R6とR7、R8とR9は結合して隣接する窒素原子とともに環を形成してもよい。Xはアニオンを示す。]
で表される、シラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。
(In the formula, R 10 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. Ar represents substituted or unsubstituted. (Shows a (hetero) aromatic ring.)
The group represented by these is shown. R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. R 4 and R 5 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfonyl group, or a substituted or unsubstituted alkyl group. R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. R 6 and R 7 , and R 8 and R 9 may combine to form a ring with the adjacent nitrogen atom. X represents an anion. ]
Or a hydrate or solvate thereof.

項2.前記一般式(1)において、R1が一般式(2A)で表される基である、項1に記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 Item 2. Item 2. The siladithienorhodamine compound according to item 1, or a hydrate or solvate thereof, wherein in the general formula (1), R 1 is a group represented by the general formula (2A).

項3.前記一般式(1)において、R10が置換若しくは非置換アリール基である、請求項2に記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 Item 3. The siladithienorhodamine compound according to claim 2, or a hydrate or solvate thereof, wherein in the general formula (1), R 10 is a substituted or unsubstituted aryl group.

項4.前記一般式(1)において、R2及びR3がいずれも置換若しくは非置換アルキル基である、項1〜3のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 Item 4. Item 4. The siladithienorhodamine compound according to any one of Items 1 to 3, or a hydrate or solvate thereof, wherein in General Formula (1), R 2 and R 3 are both substituted or unsubstituted alkyl groups. .

項5.前記一般式(1)において、R4及びR5がいずれも水素原子である、項1〜4のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 Item 5. Item 5. The siladithienorhodamine compound according to any one of Items 1 to 4, or a hydrate or solvate thereof, wherein in the general formula (1), R 4 and R 5 are both hydrogen atoms.

項6.前記一般式(1)において、R6、R7、R8及びR9がいずれも置換若しくは非置換アルキル基であるか、R6とR7、R8とR9が結合して隣接する窒素原子とともに環を形成している、項1〜5のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 Item 6. In the general formula (1), R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are all substituted or unsubstituted alkyl groups, or R 6 and R 7 , and R 8 and R 9 are bonded to each other adjacent nitrogen. Item 6. The siladithienorhodamine compound according to any one of Items 1 to 5, which forms a ring with atoms, or a hydrate or solvate thereof.

項7.720〜850 nmに蛍光極大波長を有し、蛍光量子収率が0.10以上である、項1〜6のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。   Item 7. A siladithienorhodamine compound or a hydrate or solvate thereof according to any one of Items 1 to 6, which has a fluorescence maximum wavelength at 720 to 850 nm and a fluorescence quantum yield of 0.10 or more. .

項8.項1〜7のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物を含有する蛍光色素。   Item 8. Item 8. A fluorescent dye containing the siladithienorhodamine compound according to any one of Items 1 to 7, or a hydrate or solvate thereof.

本発明のシラジチエノローダミン化合物は、ケイ素ローダミン化合物のベンゼン環部位をチオフェン骨格に置き換えることで、近赤外波長領域又はそれに近い領域に吸収極大及び蛍光極大を有し、且つ、高い蛍光量子収率を有する。しかも、要求特性に応じて、多彩な機能を付与するための構造修飾が容易である。   The siladithienorhodamine compound of the present invention has an absorption maximum and a fluorescence maximum in the near-infrared wavelength region or a region near it by replacing the benzene ring portion of the silicon rhodamine compound with a thiophene skeleton, and has a high fluorescence quantum yield. Have a rate. Moreover, it is easy to modify the structure to give various functions according to the required characteristics.

実施例1の化合物1a及び実施例2の化合物1bの紫外可視近赤外吸光スペクトル及び蛍光スペクトルである。2 shows an ultraviolet-visible near-infrared absorption spectrum and a fluorescence spectrum of Compound 1a of Example 1 and Compound 1b of Example 2. 実施例2の化合物1bを用いて染色したHeLa細胞の(a) 蛍光顕微鏡像、(b) 明視野像、(c) 蛍光顕微鏡像と明視野像の重ね合わせである。(A) Fluorescence microscope image, (b) Bright field image, and (c) Fluorescence microscope image and bright field image of HeLa cells stained with compound 1b of Example 2. MitoTracker(登録商標)Green FMと化合物1bとを用いて共染色したHeLa細胞の蛍光顕微鏡像である。(a) 化合物1bの蛍光顕微鏡像。(b) MitoTracker(登録商標)Green FMの蛍光顕微鏡像。(c) 両者の重ね合わせ。It is the fluorescence-microscope image of the HeLa cell co-stained using MitoTracker (trademark) Green FM and the compound 1b. (a) Fluorescence microscope image of compound 1b. (b) Fluorescent microscope image of MitoTracker (registered trademark) Green FM. (c) Superposition of both.

本明細書において、「(ヘテロ)アリール基」はアリール基又はヘテロアリール基を意味する。「(複素)芳香環」は芳香環又は複素芳香環を意味する。「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。   In the present specification, the “(hetero) aryl group” means an aryl group or a heteroaryl group. “(Hetero) aromatic ring” means an aromatic ring or a heteroaromatic ring. “Contains” is a concept encompassing any of “comprise”, “consist essentially of”, and “consist of”.

本明細書において、アミド基としては、ジメチルアミド基、ジエチルアミド基、アセトアミド基等が挙げられる。また、エステル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。   In the present specification, examples of the amide group include a dimethylamide group, a diethylamide group, and an acetamide group. Examples of the ester group include a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group.

1.シラジチエノローダミン化合物
本発明のシラジチエノローダミン化合物は、一般式(1):
1. Siladithienorhodamine Compound The siladithienorhodamine compound of the present invention has the general formula (1):

[式中、R1は一般式(2A)又は(2B): [In the formula, R 1 represents the general formula (2A) or (2B):

(式中、R10は水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、置換若しくは非置換アルキニル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。Arは置換若しくは非置換(複素)芳香環を示す。)
で表される基を示す。R2及びR3は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。R4及びR5は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、スルホニル基、又は置換若しくは非置換アルキル基を示す。R6、R7、R8及びR9は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、又は置換若しくは非置換アリール基を示す。R6とR7、R8とR9は結合して隣接する窒素原子とともに環を形成してもよい。Xはアニオンを示す。]
で表される化合物である。この一般式(1)で表されるシラジチエノローダミン化合物は、文献未記載の新規化合物である。
(In the formula, R 10 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. Ar represents substituted or unsubstituted. (Indicates a (hetero) aromatic ring.)
The group represented by these is shown. R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. R 4 and R 5 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfonyl group, or a substituted or unsubstituted alkyl group. R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. R 6 and R 7 , and R 8 and R 9 may combine to form a ring with the adjacent nitrogen atom. X represents an anion. ]
It is a compound represented by these. The siladithienorhodamine compound represented by the general formula (1) is a novel compound not described in any literature.

一般式(1)において、R1は、一般式(2A)又は(2B): In the general formula (1), R 1 represents the general formula (2A) or (2B):

[式中、R10は水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、置換若しくは非置換アルキニル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。Arは置換若しくは非置換(複素)芳香環を示す。]
で表される基である。
[Wherein, R 10 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. Ar represents a substituted or unsubstituted (hetero) aromatic ring. ]
It is group represented by these.

R10で示されるアルキル基としては、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基のいずれも採用できる。直鎖アルキル基としては、炭素数1〜6(特に1〜4)の直鎖アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。分岐鎖アルキル基としては、炭素数3〜6(特に3〜5)の分岐鎖アルキル基が好ましく、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。 As the alkyl group represented by R 10 , either a linear alkyl group or a branched alkyl group can be employed. As the linear alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 6 (particularly 1 to 4) carbon atoms is preferable. For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, n -A hexyl group etc. are mentioned. As the branched alkyl group, a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms (particularly 3 to 5) is preferable. For example, isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, neopentyl group, isohexyl group, Examples include 3-methylpentyl group.

R10で示されるアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、後述のアルケニル基、後述のアルキニル基、後述のアリール基、後述のヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。 Examples of the substituent which the alkyl group represented by R 10 may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described below, an alkenyl group described below, an alkynyl group described below, an aryl group described below, a heteroaryl group described below, and a carboxy group. Group, amide group, ester group and the like. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

R10で示されるアルケニル基としては、炭素数2〜6(特に2〜4)のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基等が挙げられる。 The alkenyl group represented by R 10 is preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms (particularly 2 to 4), and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a 1-butenyl group, and a 2-butenyl group.

R10で示されるアルケニル基が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アルキル基、上記アルケニル基、後述のアルキニル基、後述のアリール基、後述のヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。 Examples of the substituent that the alkenyl group represented by R 10 may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described later, the alkyl group, the alkenyl group, an alkynyl group described later, an aryl group described later, and a heteroaryl described later. Group, carboxy group, amide group, ester group and the like. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

R10で示されるアルキニル基としては、炭素数2〜6(特に2〜4)のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基等が挙げられる。 The alkynyl group represented by R 10 is preferably an alkynyl group having 2 to 6 (particularly 2 to 4) carbon atoms, such as ethynyl group, 1-propynyl group, propargyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group and the like. Is mentioned.

R10で示されるアルキニル基が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルキニル基、後述のアリール基、後述のヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。 Examples of the substituent that the alkynyl group represented by R 10 may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described later, the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, an aryl group described later, and a heteroaryl group described later. , Carboxy group, amide group, ester group and the like. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

R10で示されるアリール基としては、単環アリール(フェニル基)基及び多環アリール基のいずれも採用することができ、例えば、フェニル基、オリゴアリール基(ナフチル基、アントリル基等)、フェナンスレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、ビフェニル基等が挙げられる。 As the aryl group represented by R 10 , any of a monocyclic aryl (phenyl group) group and a polycyclic aryl group can be employed. For example, a phenyl group, an oligoaryl group (naphthyl group, anthryl group, etc.), phenanthrenyl Group, fluorenyl group, pyrenyl group, triphenylenyl group, biphenyl group and the like.

R10で示されるアリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルキニル基、上記アリール基、後述のヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。 Examples of the substituent that the aryl group represented by R 10 may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described later, the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, the aryl group, a heteroaryl group described later, A carboxy group, an amide group, an ester group, etc. are mentioned. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

R10で示されるヘテロアリール基としては、例えば、チエニル基、フリル基、ピリジル基等が挙げられる。 Examples of the heteroaryl group represented by R 10 include a thienyl group, a furyl group, a pyridyl group, and the like.

R10で示されるヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルキニル基、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。 Examples of the substituent that the heteroaryl group represented by R 10 may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described later, the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, the aryl group, the heteroaryl group, A carboxy group, an amide group, an ester group, etc. are mentioned. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

なかでも、R10としては、より高い蛍光量子収率を有し、バイオイメージングの際により認識しやすくする観点から、置換若しくは非置換アリール基が好ましく、置換若しくは非置換単環アリール基(置換若しくは非置換フェニル基)がより好ましく、オルト位に置換基を有する単環アリール基(オルト位に置換基を有するフェニル基)がさらに好ましく、o-トリル基、2,6-ジメトキシフェニル基等が特に好ましい。なお、中性領域における水に対する安定性の観点からは、より嵩高い基とすることが好ましい。 Among these, as R 10 , a substituted or unsubstituted aryl group is preferable from the viewpoint of having a higher fluorescence quantum yield and facilitating recognition during bioimaging, and a substituted or unsubstituted monocyclic aryl group (substituted or substituted). Unsubstituted phenyl group), monocyclic aryl groups having a substituent at the ortho position (phenyl groups having a substituent at the ortho position) are more preferable, and o-tolyl group, 2,6-dimethoxyphenyl group and the like are particularly preferable preferable. In addition, from a viewpoint of the stability with respect to water in a neutral area | region, it is preferable to set it as a bulkier group.

Arで示される芳香環としては、単環芳香族炭化水素環(ベンゼン環)及び多環芳香族炭化水素環のいずれも採用でき、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、ピレン環、トリフェニレン環等が挙げられる。   As the aromatic ring represented by Ar, any of a monocyclic aromatic hydrocarbon ring (benzene ring) and a polycyclic aromatic hydrocarbon ring can be adopted. For example, a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring , Pyrene ring, triphenylene ring and the like.

Arで示される芳香環が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルキニル基、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。   Examples of the substituent that the aromatic ring represented by Ar may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described later, the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, the aryl group, the heteroaryl group, and a carboxy group. Amide group, ester group and the like. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

Arで示される複素芳香環としては、例えば、チオフェン環、フラン環、ピリジン環等が挙げられる。   Examples of the heteroaromatic ring represented by Ar include a thiophene ring, a furan ring, and a pyridine ring.

Arで示される複素芳香環が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルキニル基、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、カルボキシ基、アミド基、エステル基等が挙げられる。置換基を有する場合の数は、特に制限されず、1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。   Examples of the substituent that the heteroaromatic ring represented by Ar may have include, for example, a hydroxyl group, a halogen atom described later, the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, the aryl group, the heteroaryl group, a carboxy group, and the like. Group, amide group, ester group and the like. The number in the case of having a substituent is not particularly limited and is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.

なかでも、Arとしては、より高い蛍光量子収率を有し、バイオイメージングの際により認識しやすくする観点から、置換若しくは非置換芳香族炭化水素環が好ましく、置換若しくは非置換単環芳香族炭化水素環(置換若しくは非置換ベンゼン環)がより好ましい。   Among them, Ar is preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring from the viewpoint of having a higher fluorescence quantum yield and facilitating recognition during bioimaging, and is preferably a substituted or unsubstituted monocyclic aromatic carbonization. A hydrogen ring (substituted or unsubstituted benzene ring) is more preferable.

これらのなかでも、R1としては、合成がより容易である観点から、一般式(2A)で表される基が好ましい。なお、R1が一般式(2B)で表される基である場合には、開環及び閉環による蛍光特性のスイッチング(on/off)機能が現れることが期待される。 Among these, R 1 is preferably a group represented by the general formula (2A) from the viewpoint of easier synthesis. In addition, when R 1 is a group represented by the general formula (2B), it is expected that a function of switching fluorescence properties (on / off) by ring opening and ring closing will appear.

R2及びR3で示されるアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 As the alkyl group, aryl group and heteroaryl group represented by R 2 and R 3 , those described above can be adopted. The kind and number of substituents are the same.

このR2及びR3の種類によっては、電子構造の微調整や物理特性(溶解性、細胞透過性等)の調整を行うことも可能である。特に、合成上の観点から、置換若しくは非置換アルキル基が好ましく、置換若しくは非置換メチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 Depending on the type of R 2 and R 3 , the electronic structure can be finely adjusted and the physical properties (solubility, cell permeability, etc.) can be adjusted. In particular, from the viewpoint of synthesis, a substituted or unsubstituted alkyl group is preferable, a substituted or unsubstituted methyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable.

上記一般式(1)において、R4及びR5で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、耐光性をより高くする観点から、フッ素原子が好ましい。 In the general formula (1), examples of the halogen atom represented by R 4 and R 5 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable from the viewpoint of further improving light resistance.

一般式(1)において、R4及びR5で示されるスルホニル基としては、スルホ基(-SO3Hで表される基)のみならず、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、フェニルスルホニル基、p-トルエンスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基等も挙げられる。 In the general formula (1), the sulfonyl group represented by R 4 and R 5 includes not only a sulfo group (a group represented by —SO 3 H), but also a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, a phenylsulfonyl group, p -Toluenesulfonyl group, trifluoromethanesulfonyl group, etc. are also mentioned.

一般式(1)において、R4及びR5で示されるアルキル基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 In the general formula (1), as the alkyl group represented by R 4 and R 5 , those described above can be adopted. The kind and number of substituents are the same.

これらのなかでも、R4及びR5としては、合成がより容易である観点からは水素原子が好ましく、耐光性の観点からはハロゲン原子が好ましく、フッ素原子が好ましい。 Among these, as R 4 and R 5 , a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of easier synthesis, a halogen atom is preferable and a fluorine atom is preferable from the viewpoint of light resistance.

一般式(1)において、R6、R7、R8及びR9で示されるアルキル基、アルケニル基及びアリール基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 In the general formula (1), as the alkyl group, alkenyl group and aryl group represented by R 6 , R 7 , R 8 and R 9 , those described above can be adopted. The kind and number of substituents are the same.

なお、R6とR7、R8とR9は結合して隣接する窒素原子とともに環を形成してもよい。この場合、NR6R7及びNR8R9で構成される環としては、 R 6 and R 7 , R 8 and R 9 may be bonded to form a ring with the adjacent nitrogen atom. In this case, as a ring composed of NR 6 R 7 and NR 8 R 9 ,

等が挙げられる。 Etc.

これらのなかでも、R6、R7、R8及びR9としては、合成しやすいとともに、カチオン化させやすく、吸収極大波長及び蛍光極大波長をより長波長にしやすいうえに蛍光量子収率も向上させやすい観点から、置換若しくは非置換アルキル基であるか、R6とR7、R8とR9が結合して隣接する窒素原子とともに環を形成していることが好ましい。なお、R6とR7、R8とR9をアルキル基とした場合、R6とR7、R8とR9が水素原子の場合と比較しても、吸収極大波長及び蛍光極大波長をさらに長波長とすることができる。また、ケイ素ローダミン化合物においては、両末端のアミノ基を環状アミノ基とすれば蛍光量子収率が向上することが知られている(Nat. Methods, 2015, 12, 244.)ため、本発明においても、蛍光量子収率を特に向上させる観点からはR6とR7、R8とR9が結合して隣接する窒素原子とともに環を形成していることがより好ましい。 Among these, R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are easy to synthesize, easy to cationize, make the absorption maximum wavelength and fluorescence maximum wavelength longer, and improve the fluorescence quantum yield. From the viewpoint of easy formation, it is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group, or R 6 and R 7 , or R 8 and R 9 are bonded to form a ring with an adjacent nitrogen atom. In addition, when R 6 and R 7 and R 8 and R 9 are alkyl groups, the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength are higher than when R 6 and R 7 and R 8 and R 9 are hydrogen atoms. Further, the wavelength can be increased. Further, in the silicon rhodamine compound, it is known that the fluorescence quantum yield is improved when the amino groups at both ends are cyclic amino groups (Nat. Methods, 2015, 12, 244.). However, from the viewpoint of particularly improving the fluorescence quantum yield, it is more preferable that R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are bonded to form a ring with the adjacent nitrogen atom.

一般式(1)において、Xで示されるアニオンとしては、例えば、ハロゲンイオン(フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等)、シアン化物イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the anion represented by X include halogen ions (fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions, etc.), cyanide ions, acetate ions, trifluoroacetate ions, and the like. Can be mentioned.

このような条件を満たす本発明のシラジチエノローダミン化合物としては、合成がより容易であるとともに、耐光性及び水溶性がより高く、より高い蛍光量子収率を有し、吸収極大波長及び蛍光極大波長をより高くしやすく、バイオイメージングの際により認識しやすくする観点から、一般式(1A):   The siladithienorhodamine compound of the present invention that satisfies such conditions is easier to synthesize, has higher light resistance and water solubility, has a higher fluorescence quantum yield, has a maximum absorption wavelength and a maximum fluorescence. From the viewpoint of making the wavelength higher and making it easier to recognize during bioimaging, the general formula (1A):

[式中、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10及びXは前記に同じである。]
で表されるシラジチエノローダミン化合物が好ましい。
[Wherein R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 and X are the same as defined above. ]
A siladithienorhodamine compound represented by the formula is preferred.

このような本発明のシラジチエノローダミン化合物としては、例えば、   As such a siladithienorhodamine compound of the present invention, for example,

等が挙げられる。 Etc.

なお、本発明のシラジチエノローダミン化合物は、吸収極大波長が好ましくは650〜800nm、より好ましくは680〜750nmに有することができ、蛍光極大波長を720〜850nm、より好ましくは730〜800nmに有することができるとともに、蛍光量子収率を0.10以上(特に0.10〜0.20、さらには0.12〜0.18)とすることが可能である。このため、従来の蛍光色素では蛍光極大波長を720nm以上とした場合は蛍光量子収率が0.10未満のものしか存在しないのと比較して、長波長領域における蛍光強度を飛躍的に向上させることができる。このため、バイオイメージング用蛍光プローブ、有機EL素子用蛍光材料等の用途に有用である。   The siladithienorhodamine compound of the present invention can have an absorption maximum wavelength of preferably 650 to 800 nm, more preferably 680 to 750 nm, and a fluorescence maximum wavelength of 720 to 850 nm, more preferably 730 to 800 nm. In addition, the fluorescence quantum yield can be 0.10 or more (particularly 0.10 to 0.20, and further 0.12 to 0.18). For this reason, with conventional fluorescent dyes, when the fluorescence maximum wavelength is set to 720 nm or more, the fluorescence intensity in the long wavelength region can be dramatically improved compared to the case where only the fluorescent quantum yield is less than 0.10. it can. For this reason, it is useful for uses such as fluorescent probes for bioimaging and fluorescent materials for organic EL elements.

なお、本発明のシラジチエノローダミン化合物は、水和物又は溶媒和物として存在する場合もあるが、これらの物質はいずれも本発明の範囲に包含される。   The siladithienorhodamine compound of the present invention may exist as a hydrate or a solvate, and any of these substances is included in the scope of the present invention.

2.シラジチエノローダミン化合物の製造方法
本発明のシラジチエノローダミン化合物は、特に制限されず、様々な方法で合成することが可能である。例えば、R1が一般式(2A)で表される基である本発明のシラジチエノローダミン化合物(1A)は、以下の反応式1:
2. Method for Producing Siladithienorhodamine Compound The siladithienorhodamine compound of the present invention is not particularly limited and can be synthesized by various methods. For example, the siladithienorhodamine compound (1A) of the present invention in which R 1 is a group represented by the general formula (2A) is represented by the following reaction formula 1:

[式中、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及びR10は前記に同じである。X1及びX2は同一又は異なって、ハロゲン原子を示す。]
にしたがって合成することができる。
[Wherein R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are the same as defined above. X 1 and X 2 are the same or different and each represents a halogen atom. ]
Can be synthesized according to

反応式1において、X1及びX2で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、収率の観点から、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が好ましく、臭素原子がより好ましい。 In the reaction formula 1, examples of the halogen atom represented by X 1 and X 2 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. From the viewpoint of yield, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like A bromine atom is preferable.

(2−1)環化反応(化合物(2)→化合物(3))
本工程では、例えば、有機溶媒中で、上記反応式1における化合物(2)と、有機リチウム化合物とを反応させた後に、有機ケイ素化合物を添加することにより、所望の環化反応を進行させることができる。
(2-1) Cyclization reaction (compound (2) → compound (3))
In this step, for example, the compound (2) in the above reaction formula 1 is reacted with the organolithium compound in an organic solvent, and then the desired cyclization reaction is advanced by adding the organosilicon compound. Can do.

なお、上記反応式1における化合物(2)は、公知又は市販の化合物を用いることもでき、合成することもできる。合成する場合は、既報(Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 8990.)にしたがって合成することができる。   The compound (2) in the above reaction formula 1 can be a known or commercially available compound, or can be synthesized. In the case of synthesis, it can be synthesized according to a report (Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 8990.).

有機リチウム化合物としては、特に制限はなく、公知のものが採用でき、例えば、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、n-ペンチルリチウム、n-ヘキシルリチウム等のアルキルリチウム;シクロヘキシルリチウム等のシクロアルキルリチウム;フェニルリチウム等のアリールリチウム等が挙げられる。これらのうち、本工程では、収率、合成の容易さの観点から、アルキルリチウムが好ましく、n-ブチルリチウムがより好ましい。これら有機リチウム化合物は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。上記有機リチウム化合物の使用量は、特に制限はなく、収率、合成の容易さ等の観点から、化合物(2)1モルに対して、1.0〜10.0モルが好ましく、1.5〜5.0モルが好ましい。   The organolithium compound is not particularly limited, and known compounds can be used. For example, ethyllithium, n-propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-pentyllithium And alkyl lithium such as n-hexyl lithium; cycloalkyl lithium such as cyclohexyl lithium; aryl lithium such as phenyl lithium; Among these, in this step, alkyl lithium is preferable and n-butyl lithium is more preferable from the viewpoint of yield and ease of synthesis. These organolithium compounds can be used alone or in combination of two or more. The amount of the organolithium compound used is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 10.0 mol, and more preferably 1.5 to 5.0 mol, per 1 mol of compound (2), from the viewpoints of yield, ease of synthesis, and the like.

有機ケイ素化合物としては、本工程で化合物(3)が得られれば特に制限はなく、公知のものが採用できる。ただし、-SiR2R3-で表される基を導入することから、R2及びR3を有するジハロゲン化ケイ素化合物を使用することが好ましく、例えば、ジクロロシラン、ジブロモシラン、ジクロロジメチルシラン、ジブロモジメチルシラン、ジクロロジフェニルシラン、ジブロモジフェニルシラン等が挙げられる。これら有機ケイ素化合物は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。上記有機ケイ素化合物の使用量は、特に制限はなく、収率、合成の容易さ等の観点から、化合物(2)1モルに対して、有機ケイ素化合物を0.2〜3.0モルが好ましく、0.5〜2.0モルがより好ましい。 The organosilicon compound is not particularly limited as long as the compound (3) can be obtained in this step, and a known compound can be adopted. However, since a group represented by —SiR 2 R 3 — is introduced, it is preferable to use a dihalogenated silicon compound having R 2 and R 3. For example, dichlorosilane, dibromosilane, dichlorodimethylsilane, dibromo Examples include dimethylsilane, dichlorodiphenylsilane, and dibromodiphenylsilane. These organosilicon compounds can be used alone or in combination of two or more. The amount of the organosilicon compound used is not particularly limited, and from the viewpoints of yield, ease of synthesis, etc., 0.2 to 3.0 moles of the organosilicon compound is preferably used relative to 1 mole of the compound (2), and 0.5 to 2.0 Mole is more preferred.

本工程において使用され得る有機溶媒としては、公知のものを採用することができ、本工程では、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物が好ましい。また、反応条件は、反応が十分に進行する程度が好ましく、例えば、反応雰囲気は不活性ガス雰囲気(窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等)が好ましい。反応温度は、加熱下、常温下及び冷却下のいずれでも行うことができ、通常、有機リチウム化合物との反応は-150〜0℃(特に-100〜-50℃)で行い、有機ケイ素化合物との反応は-50〜100℃(特に0〜50℃)で行うことが好ましい。反応時間は反応が十分に進行する時間とすることが好ましく、5分〜36時間、特に10分〜24時間が好ましい。   As the organic solvent that can be used in this step, a known one can be employed. In this step, for example, cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane are preferable. The reaction conditions are preferably such that the reaction proceeds sufficiently. For example, the reaction atmosphere is preferably an inert gas atmosphere (nitrogen gas atmosphere, argon gas atmosphere, etc.). The reaction temperature can be any of heating, room temperature and cooling. Usually, the reaction with the organolithium compound is carried out at -150 to 0 ° C (particularly -100 to -50 ° C). It is preferable to carry out the reaction at −50 to 100 ° C. (especially 0 to 50 ° C.). The reaction time is preferably a time for which the reaction proceeds sufficiently, preferably 5 minutes to 36 hours, particularly preferably 10 minutes to 24 hours.

反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理をすることもできる。また、精製処理を施さずに次の工程を行うこともできる。   After completion of the reaction, purification may be performed according to a conventional method as necessary. Moreover, the following process can also be performed without performing a refinement | purification process.

(2−2)化合物(3)→化合物(4)
本工程では、化合物(3)を有機リチウム化合物と反応させた後に、求電子性ハロゲン化剤と反応させ、次いで、酸を添加することで、化合物(4)を得ることができる。
(2-2) Compound (3) → Compound (4)
In this step, compound (4) can be obtained by reacting compound (3) with an organolithium compound, then reacting with an electrophilic halogenating agent, and then adding an acid.

有機リチウム化合物としては、例えば、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、ペンチルリチウム、ヘキシルリチウム等のアルキルリチウム;シクロヘキシルリチウム等のシクロアルキルリチウム;フェニルリチウム等のアリールリチウム等;リチウムジエチルアミド、リチウムn-プロピルアミド、リチウムジn-プロピルアミド、リチウムイソプロピルアミド、リチウムジイソプロピルアミド(LDA)、リチウムn-ブチルアミド、リチウムジn-ブチルアミド、リチウムビストリメチルシリルアミド等のリチウムアルキルアミド等の1種又は2種以上が挙げられる。これらのうち、本工程では、合成の容易さ、収率の観点から、リチウムアルキルアミドが好ましく、リチウムジイソプロピルアミドがより好ましい。有機リチウム化合物の使用量は、通常、化合物(3)1モルに対して、1〜10モルが好ましく、2〜5モルがより好ましい。   Examples of the organic lithium compound include alkyllithium such as ethyllithium, n-propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, pentyllithium, and hexyllithium; and cycloalkyl such as cyclohexyllithium. Lithium; aryl lithium such as phenyl lithium; lithium diethylamide, lithium n-propylamide, lithium di n-propylamide, lithium isopropylamide, lithium diisopropylamide (LDA), lithium n-butylamide, lithium di n-butylamide, lithium bistrimethylsilylamide 1 type, or 2 or more types, such as lithium alkylamides, etc. are mentioned. Among these, in this step, lithium alkylamide is preferable and lithium diisopropylamide is more preferable from the viewpoint of ease of synthesis and yield. The amount of the organic lithium compound used is usually preferably 1 to 10 mol, more preferably 2 to 5 mol, per 1 mol of compound (3).

求電子性ハロゲン化剤としては、例えば、ヨウ素(I2)、臭素(Br2)、一塩化ヨウ素(ICl)、N-ヨードスクシンイミド(NIS)、N-ブロモスクシンイミド(NBS)、1,2-ジヨードエタン(ICH2CH2I)、1,2-ジブロモエタン(BrCH2CH2Br)、1,2-ジブロモ-1,1,2,2-テトラクロロエタン(BrCl2CCCl2Br)等の1種又は2種以上が挙げられる。求電子性ハロゲン化剤の使用量は、通常、化合物(3)1モルに対して、1〜10モルが好ましく、2〜5モルがより好ましい。 Examples of the electrophilic halogenating agent include iodine (I 2 ), bromine (Br 2 ), iodine monochloride (ICl), N-iodosuccinimide (NIS), N-bromosuccinimide (NBS), 1,2- One such as diiodoethane (ICH 2 CH 2 I), 1,2-dibromoethane (BrCH 2 CH 2 Br), 1,2-dibromo-1,1,2,2-tetrachloroethane (BrCl 2 CCCl 2 Br) Or 2 or more types are mentioned. The amount of the electrophilic halogenating agent used is usually preferably 1 to 10 mol, more preferably 2 to 5 mol, per 1 mol of compound (3).

酸としては、例えば、塩化水素(塩酸)、硫酸、過酸化水素、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸(TFA)、無水トリフルオロ酢酸、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。酸の使用量は、合成の容易さ、収率等の観点から、化合物(3)1モルに対して、0.2〜3.0モルが好ましく、0.5〜1.5モルがより好ましい。酸が液体である場合は過剰量、例えば溶媒量とすることも可能である。   Examples of the acid include hydrogen chloride (hydrochloric acid), sulfuric acid, hydrogen peroxide, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid (TFA), trifluoroacetic anhydride, boron trifluoride diethyl ether complex, and trifluoromethanesulfonic acid. . The amount of the acid used is preferably 0.2 to 3.0 mol, more preferably 0.5 to 1.5 mol with respect to 1 mol of the compound (3), from the viewpoint of ease of synthesis, yield and the like. When the acid is a liquid, an excess amount, for example, a solvent amount can be used.

反応は通常反応溶媒の存在下で行うことができる。使用できる反応溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン(DME)、ジグライム、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、tert-ブチルメチルエーテル(TBME)、アニソール等のエーテル;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられ、合成の容易さ、収率等の観点から、エーテルが好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。なお、上記した酸を反応溶媒として使用することもできる。これらの反応溶媒は単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。   The reaction can usually be performed in the presence of a reaction solvent. Examples of the reaction solvent that can be used include diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, dimethoxyethane (DME), diglyme, cyclopentyl methyl ether (CPME), tert-butyl methyl ether ( TBME), ethers such as anisole; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, and the like. Ethers are preferable and tetrahydrofuran is more preferable from the viewpoint of ease of synthesis and yield. In addition, the above-mentioned acid can also be used as a reaction solvent. These reaction solvents can be used alone or in combination of two or more.

反応雰囲気は、通常、不活性ガス雰囲気(アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等)を採用し得る。反応温度は、加熱下、常温下及び冷却下のいずれでも行うことができ、通常、有機リチウム化合物との反応は-150〜0℃(特に-100〜-50℃)で行い、求電子性ハロゲン化剤との反応は-50〜100℃(特に0〜50℃)で行うことが好ましい。反応時間は反応が十分に進行する時間とすることが好ましく、5分〜36時間、特に10分〜24時間が好ましい。   As the reaction atmosphere, an inert gas atmosphere (argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere, etc.) can be usually adopted. The reaction temperature can be any of heating, room temperature and cooling. Usually, the reaction with the organolithium compound is carried out at -150 to 0 ° C (particularly -100 to -50 ° C). The reaction with the agent is preferably performed at -50 to 100 ° C (particularly 0 to 50 ° C). The reaction time is preferably a time for which the reaction proceeds sufficiently, preferably 5 minutes to 36 hours, particularly preferably 10 minutes to 24 hours.

反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理をすることもできる。また、精製処理を施さずに次の工程を行うこともできる。   After completion of the reaction, purification may be performed according to a conventional method as necessary. Moreover, the following process can also be performed without performing a refinement | purification process.

(2−3)化合物(4)→化合物(6)
本工程では、化合物(4)と、一般式(5):
(2-3) Compound (4) → Compound (6)
In this step, compound (4) and general formula (5):

[式中、R6及びR7は前記に同じである。]
で表される化合物とを、パラジウム触媒の存在下で反応させることで、化合物(6)を得ることができる。
[Wherein, R 6 and R 7 are the same as defined above. ]
The compound (6) can be obtained by reacting the compound represented by the above in the presence of a palladium catalyst.

化合物(5)の使用量は、通常、化合物(4)1モルに対して、1.5〜5モル、特に2〜3モル使用することが好ましい。   The amount of compound (5) to be used is generally preferably 1.5 to 5 mol, particularly preferably 2 to 3 mol, per 1 mol of compound (4).

パラジウム触媒としては、例えば、酢酸パラジウム(Pd(OAc)2)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)、トリフルオロ酢酸パラジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3)等が挙げられ、本工程では、合成の容易さ、収率等の観点から、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3)が好ましい。パラジウム触媒は、溶媒和物を使用することもできる。また、パラジウム触媒は1種単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。パラジウム触媒の使用量は、通常、化合物(4)1モルに対して、0.02〜0.5モルが好ましく、0.05〜0.2モルがより好ましい。 Examples of the palladium catalyst include palladium acetate (Pd (OAc) 2 ), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (Pd (PPh 3 ) 4 ), palladium trifluoroacetate, palladium chloride, palladium bromide, and iodide. Palladium, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (Pd 2 (dba) 3 ), and the like are listed. In this step, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium is used from the viewpoint of ease of synthesis, yield, and the like. (0) (Pd 2 (dba) 3 ) is preferred. A solvate may be used as the palladium catalyst. Further, the palladium catalyst can be used alone or in combination of two or more. The amount of palladium catalyst used is usually preferably 0.02 to 0.5 mol, more preferably 0.05 to 0.2 mol, per 1 mol of compound (4).

本工程では、必要に応じて配位子化合物を使用することもできる。使用できる配位子化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリメトキシホスフィン、トリエチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリ(n-ブチル)ホスフィン、トリイソプロポキシホスフィン、トリシクロペンチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、2,2’-ビピリジル、ジフェニルホスフィノメタン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン、1,5-シクロオクタジエン、2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル(BINAP)、4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン(XantPhos)等の1種又は2種以上が挙げられる。なかでも、本工程では、収率及び合成の容易さの観点から、4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン(XantPhos)が好ましい。配位子化合物の使用量は、通常、パラジウム触媒1モルに対して、0.5〜5.0モルが好ましく、1.0〜3.0モルがより好ましい。   In this step, a ligand compound can be used as necessary. Examples of ligand compounds that can be used include triphenylphosphine, trimethoxyphosphine, triethylphosphine, triisopropylphosphine, tri (tert-butyl) phosphine, tri (n-butyl) phosphine, triisopropoxyphosphine, and tricyclopentylphosphine. , Tricyclohexylphosphine, 2,2'-bipyridyl, diphenylphosphinomethane, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,5-bis (diphenylphosphino) ) Pentane, 1,5-cyclooctadiene, 2,2'-bis (diphenylphosphino) -1,1'-binaphthyl (BINAP), 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene 1 type or 2 types or more, such as (XantPhos). Among these, 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene (XantPhos) is preferable in this step from the viewpoint of yield and ease of synthesis. The amount of the ligand compound used is usually preferably 0.5 to 5.0 mol, more preferably 1.0 to 3.0 mol, per 1 mol of the palladium catalyst.

本工程では、必要に応じて、塩基を使用することもできる。塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属炭酸塩;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のアルカリ金属リン酸塩;ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、カリウムtert-ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド等が挙げられ、本工程では、収率及び合成の容易さの観点から、アルカリ金属アルコキシドが好ましく、ナトリウムtert-ブトキシドが好ましい。塩基を使用する場合の使用量は、合成の容易さ、収率等の観点から、化合物(4)1モルに対して、1.0〜5.0モルが好ましく、1.5〜3.0モルがより好ましい。 反応は通常反応溶媒の存在下で行うことができる。使用できる反応溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン(DME)、ジグライム、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、tert−ブチルメチルエーテル(TBME)、アニソール等のエーテル;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒等が挙げられ、合成の容易さ、収率等の観点から、芳香族炭化水素が好ましく、トルエンがより好ましい。これらの反応溶媒は単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。   In this step, a base can be used as necessary. Examples of the base include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate and cesium carbonate; alkali metal phosphates such as sodium phosphate and potassium phosphate; sodium Examples thereof include alkali metal alkoxides such as methoxide, potassium methoxide, sodium tert-butoxide, potassium tert-butoxide, etc. In this step, alkali metal alkoxides are preferable from the viewpoint of yield and ease of synthesis, and sodium tert- Butoxide is preferred. In the case of using a base, the amount used is preferably from 1.0 to 5.0 mol, more preferably from 1.5 to 3.0 mol, based on 1 mol of the compound (4), from the viewpoint of ease of synthesis, yield and the like. The reaction can usually be performed in the presence of a reaction solvent. Examples of the reaction solvent that can be used include diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, dimethoxyethane (DME), diglyme, cyclopentyl methyl ether (CPME), tert-butyl methyl ether ( TBME), ethers such as anisole; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; nitrile solvents such as acetonitrile; amide solvents such as dimethylformamide, etc., from the viewpoint of ease of synthesis, yield, etc. Aromatic hydrocarbons are preferred, and toluene is more preferred. These reaction solvents can be used alone or in combination of two or more.

反応雰囲気は、通常、不活性ガス雰囲気(アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等)を採用し得る。反応温度は、加熱下、常温下及び冷却下のいずれでも行うことができ、通常、0〜150℃(特に50〜100℃)で行うことが好ましい。反応時間は反応が十分に進行する時間とすることが好ましく、5分〜36時間、特に10分〜24時間が好ましい。   As the reaction atmosphere, an inert gas atmosphere (argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere, etc.) can be usually adopted. The reaction temperature can be any of heating, room temperature, and cooling, and it is usually preferably 0 to 150 ° C. (particularly 50 to 100 ° C.). The reaction time is preferably a time for which the reaction proceeds sufficiently, preferably 5 minutes to 36 hours, particularly preferably 10 minutes to 24 hours.

反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理をすることもできる。また、精製処理を施さずに次の工程を行うこともできる。   After completion of the reaction, purification may be performed according to a conventional method as necessary. Moreover, the following process can also be performed without performing a refinement | purification process.

(2−4)化合物(6)→化合物(1A)
本工程では、化合物(6)と有機金属求核剤(グリニャール試薬、有機リチウム化合物等)及び酸試薬とを反応させることで、本発明のシラジチエノローダミン化合物(1A)を得ることができる。この際、酸試薬中に含まれるアニオンが、本発明のシラジチエノローダミン化合物(1A)のアニオンXを構成する。
(2-4) Compound (6) → Compound (1A)
In this step, the siladithienorhodamine compound (1A) of the present invention can be obtained by reacting the compound (6) with an organometallic nucleophile (Grignard reagent, organolithium compound, etc.) and an acid reagent. At this time, the anion contained in the acid reagent constitutes the anion X of the siladithienorhodamine compound (1A) of the present invention.

グリニャール試薬としては、本発明のジチエノホスホリン化合物(1A)において所望のR10を導入できるものが好ましく、R10MgX3(R10は前記に同じである。X3はハロゲン原子を示す。)で表される有機マグネシウム化合物が好ましい。 As the Grignard reagent, those capable of introducing the desired R 10 in the dithienophospholine compound (1A) of the present invention are preferred, and R 10 MgX 3 (R 10 is the same as described above. X 3 represents a halogen atom. ) Is preferred.

X3で示されるハロゲン原子としては、上記したものを採用できる。好ましい具体例も同様である。 As the halogen atom represented by X 3 , those described above can be adopted. The same applies to preferred embodiments.

このような条件を満たすグリニャール試薬としては、例えば、   As a Grignard reagent satisfying such conditions, for example,

等が挙げられる。 Etc.

有機リチウム化合物としては、本発明のシラジチエノローダミン化合物(1A)において所望のR10を導入できるものが好ましく、R10Li(R10は前記に同じである。)で表される有機リチウム化合物が好ましい。 As the organolithium compound, those capable of introducing the desired R 10 in the siladithienorhodamine compound (1A) of the present invention are preferable, and the organolithium compound represented by R 10 Li (R 10 is as defined above) Is preferred.

このような条件を満たす有機リチウム化合物としては、例えば、   As an organic lithium compound that satisfies such conditions, for example,

等が挙げられる。 Etc.

有機金属求核剤の使用量は、収率等の観点から、化合物(6)1モルに対して、1〜30モル(特に2〜15モル)使用することが好ましい。   The amount of the organometallic nucleophile used is preferably 1 to 30 mol (particularly 2 to 15 mol) with respect to 1 mol of compound (6) from the viewpoint of yield and the like.

酸試薬としては、例えば、塩化水素(塩酸)、硫酸、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸(TFA)、無水トリフルオロ酢酸、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、トリフルオロメタンスルホン酸等を使用することができる。酸試薬の使用量は、合成の容易さ、収率等の観点から、化合物(6)1モルに対して、0.2〜3.0モルが好ましく、0.5〜1.5モルがより好ましい。酸試薬が液体である場合は過剰量、例えば溶媒量とすることも可能である。   Examples of the acid reagent that can be used include hydrogen chloride (hydrochloric acid), sulfuric acid, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid (TFA), trifluoroacetic anhydride, boron trifluoride diethyl ether complex, trifluoromethanesulfonic acid, and the like. . The amount of the acid reagent used is preferably from 0.2 to 3.0 mol, more preferably from 0.5 to 1.5 mol, based on 1 mol of the compound (6), from the viewpoint of ease of synthesis, yield, and the like. When the acid reagent is a liquid, it may be in an excess amount, for example, a solvent amount.

反応は通常反応溶媒の存在下で行うことができる。使用できる反応溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン(DME)、ジグライム、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、tert-ブチルメチルエーテル(TBME)、アニソール等のエーテル;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられ、合成の容易さ、収率等の観点から、エーテルが好ましく、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)がより好ましい。なお、上記した酸試薬を反応溶媒として使用することもできる。これらの反応溶媒は単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。   The reaction can usually be performed in the presence of a reaction solvent. Examples of usable reaction solvents include diethyl ether, dibutyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, dimethoxyethane (DME), diglyme, cyclopentyl methyl ether (CPME), tert-butyl methyl ether ( TBME), ethers such as anisole; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, and the like. Ethers are preferable and cyclopentylmethyl ether (CPME) is more preferable from the viewpoint of ease of synthesis and yield. The acid reagent described above can also be used as a reaction solvent. These reaction solvents can be used alone or in combination of two or more.

反応雰囲気は、通常、不活性ガス雰囲気(アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等)を採用し得る。反応温度は、加熱下、常温下及び冷却下のいずれでも行うことができ、通常、-50〜150℃(特に0〜100℃)で行うことが好ましい。反応時間は反応が十分に進行する時間とすることが好ましく、5分〜36時間、特に10分〜24時間が好ましい。   As the reaction atmosphere, an inert gas atmosphere (argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere, etc.) can be usually adopted. The reaction temperature can be any of heating, room temperature and cooling, and it is usually preferable to carry out at -50 to 150 ° C (particularly 0 to 100 ° C). The reaction time is preferably a time for which the reaction proceeds sufficiently, preferably 5 minutes to 36 hours, particularly preferably 10 minutes to 24 hours.

反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製し、本発明のシラジチエノローダミン化合物(1A)を得ることができる。   After completion of the reaction, purification can be carried out according to a conventional method as necessary to obtain the siladithienorhodamine compound (1A) of the present invention.

3.蛍光色素
本発明の蛍光色素は、上記の本発明のシラジチエノローダミン化合物を含有する。
3. Fluorescent dye The fluorescent dye of the present invention contains the above-mentioned siladithienorhodamine compound of the present invention.

本発明の蛍光色素は、ローダミン色素のベンゼン環部位をチオフェン骨格に置き換えるとともに、骨格内酸素原子をケイ素含有基に置き換えたため、吸収極大波長が好ましくは650〜800nm、より好ましくは680〜750nmに有することができ、蛍光極大波長を720〜850nm、より好ましくは730〜800nmに有することができるとともに、蛍光量子収率を0.10以上(特に0.10〜0.20、さらには0.12〜0.18)としつつ、耐光性にも優れることが可能である。このため、従来の蛍光色素では蛍光極大波長を720nm以上とした場合は蛍光量子収率が0.10未満のものしか存在しないのと比較して、長波長領域における蛍光強度を飛躍的に向上させることができる。しかも、要求特性に応じて、R1に所望の基を導入することが可能である。このため、本発明の蛍光色素は、バイオイメージング用蛍光プローブ、有機EL素子用蛍光材料等の用途に特に有用である。特に、本発明のシラジチエノローダミン化合物は、吸収極大波長及び蛍光極大波長を高い波長に有しつつも、高波長領域に吸収極大波長及び蛍光極大波長を有する従来の蛍光色素にはなかった高い蛍光量子収率を有することができ、耐光性にも優れるため、バイオイメージングがしやすいとともに、バイオイメージングに必要な蛍光色素濃度を低く抑えることができ、生体へのダメージを大幅に低減でき、生体深部の観測を長時間にわたって行うことが可能である。 In the fluorescent dye of the present invention, the benzene ring portion of the rhodamine dye is replaced with a thiophene skeleton, and the oxygen atom in the skeleton is replaced with a silicon-containing group, so that the absorption maximum wavelength is preferably 650 to 800 nm, more preferably 680 to 750 nm. It can have a fluorescence maximum wavelength of 720 to 850 nm, more preferably 730 to 800 nm, and the fluorescence quantum yield is 0.10 or more (especially 0.10 to 0.20, more preferably 0.12 to 0.18), while maintaining light resistance. Can also be superior. For this reason, with conventional fluorescent dyes, when the fluorescence maximum wavelength is set to 720 nm or more, the fluorescence intensity in the long wavelength region can be dramatically improved compared to the case where only the fluorescent quantum yield is less than 0.10. it can. Moreover, it is possible to introduce a desired group into R 1 according to the required characteristics. For this reason, the fluorescent dye of the present invention is particularly useful for uses such as a fluorescent probe for bioimaging and a fluorescent material for organic EL elements. In particular, the siladithienorhodamine compound of the present invention has a high absorption wavelength and a fluorescence maximum wavelength at a high wavelength, but is not high in conventional fluorescent dyes having an absorption maximum wavelength and a fluorescence maximum wavelength in a high wavelength region. Because it can have a fluorescent quantum yield and has excellent light resistance, it is easy to perform bioimaging, the fluorescent dye concentration required for bioimaging can be kept low, and damage to the living body can be greatly reduced. It is possible to observe the deep part for a long time.

本発明の蛍光色素をバイオイメージング用途に使用する場合、有機溶媒中に溶解させて溶液とすることが好ましく、本発明のシラジチエノローダミン化合物の含有量は、1×10-8〜1×10-4mol/Lが好ましく、1×10-7〜1×10-5mol/Lがより好ましい。このように、本発明では、従来の蛍光色素と比較し、シラジチエノローダミン化合物の含有量を低く抑えることができる。 When the fluorescent dye of the present invention is used for bioimaging applications, it is preferably dissolved in an organic solvent to form a solution, and the content of the siladithienorhodamine compound of the present invention is 1 × 10 −8 to 1 × 10 −4 mol / L is preferable, and 1 × 10 −7 to 1 × 10 −5 mol / L is more preferable. Thus, in the present invention, the content of the siladithienorhodamine compound can be kept low as compared with the conventional fluorescent dye.

本発明の蛍光色素(シラジチエノローダミン化合物)を溶液とする場合、使用し得る有機溶媒としては、特に制限はなく、極性溶媒及び非極性溶媒のいずれも使用できる。   When the fluorescent dye (siladithienorhodamine compound) of the present invention is used as a solution, the organic solvent that can be used is not particularly limited, and any of a polar solvent and a nonpolar solvent can be used.

極性溶媒としては、例えば、エーテル化合物(テトラヒドロフラン、アニソール、1,4-ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等)、アルコール(メタノール、エタノール、アリルアルコール等)、エステル化合物(酢酸エチル等)、ケトン(アセトン等)、ハロゲン化炭化水素(ジクロロメタン、クロロホルム)、ジメチルスルホキシド、アミド系溶媒(N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチルピロリドン等)等が挙げられる。   Examples of polar solvents include ether compounds (tetrahydrofuran, anisole, 1,4-dioxane, cyclopentyl methyl ether, etc.), alcohols (methanol, ethanol, allyl alcohol, etc.), ester compounds (ethyl acetate, etc.), ketones (acetone, etc.) , Halogenated hydrocarbons (dichloromethane, chloroform), dimethyl sulfoxide, amide solvents (N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylpyrrolidone, etc.) .

非極性溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族有機溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族溶媒等が挙げられる。   Examples of the nonpolar solvent include aliphatic organic solvents such as pentane, hexane, cyclohexane and heptane; aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene and mesitylene.

溶液とする場合、吸収極大波長及び蛍光極大波長を高くしつつも、生理的条件下でもより十分に高い蛍光量子収率としつつ、耐光性にも優れ、細胞中に投入する観点から、pHは3〜12程度が好ましい。本発明の細胞検出剤のpHを調整するために、緩衝剤(ヘペス緩衝剤、トリス緩衝剤、トリシン−水酸化ナトリウム緩衝剤、リン酸系緩衝剤、リン酸緩衝生理食塩水等)等を使用することもできる。   In the case of a solution, while increasing the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength, the fluorescence quantum yield is sufficiently high even under physiological conditions, and the light resistance is excellent. About 3 to 12 is preferable. Buffers (Hepes buffer, Tris buffer, tricine-sodium hydroxide buffer, phosphate buffer, phosphate buffered saline, etc.) are used to adjust the pH of the cell detection agent of the present invention. You can also

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。   The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

一般操作
1H NMR、13C{1H} NMR及び29Si{1H} NMRスペクトルは核磁気共鳴装置JEOL AL-400 spectrometerを用いて測定した。化学シフト値はppmで表記し、溶媒には重クロロホルム、重ベンゼン、重ジクロロメタン及び重メタノールを用いた。1H NMR においては、内部標準として溶媒の残存プロトン由来のシグナルを用い、重クロロホルムをδ7.26ppm、重ベンゼンをδ7.16ppm、重ジクロロメタンをδ5.32ppm、重メタノールをδ3.31ppmに設定した。13C NMRにおいては、重溶媒を内部標準として用い、重クロロホルムをδ77.16ppm、重ジクロロメタンをδ5.32ppm、重メタノールをδ3.31ppmに設定した。29Si NMRにおいては、外部標準としてSi(CH3)4(δ0.00ppm)を用いた。高分解能質量分析スペクトルは、Exactive(Thermo Fisher Scientific)を用いて測定し、イオン化法にはESI法を用いた。薄層クロマトグラフィーにはsilica gel 60 F254を厚さ0.25mmで塗布したTLC板(Merck)を用いた。カラムクロマトグラフィーには、富士シリシア化学silica gel又はAluminium oxide 90 active basic(Merck)を用いた。分取リサイクルGPCには、JAIGEL 1H及び2Hを備えたLC-918(日本分析工業)を用いた。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にはYMC-Actus Triart C18を備えたLC-force/R (YMC)を用いた。脱水溶媒には、特に記述のない限り、市販の無水溶媒(関東化学)を有機溶媒精製装置(ニッコー・ハンセン)を用いて精製したものを使用した。2,2-ビス(3-ブロモ-2-チエニル)-1,3-ジオキソランは文献(X. He, J. B. Lin, W. H. Kan, T. Baumgartner Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8990.)に従って合成した。反応は特に記述のない限り、窒素雰囲気下で行った。
General operation
1 H NMR, 13 C { 1 H} NMR and 29 Si { 1 H} NMR spectra were measured using a nuclear magnetic resonance apparatus JEOL AL-400 spectrometer. Chemical shift values are expressed in ppm, and deuterated chloroform, deuterated benzene, deuterated dichloromethane and deuterated methanol were used as solvents. In 1 H NMR, signals derived from residual protons of the solvent were used as internal standards, and deuterated chloroform was set to δ7.26 ppm, deuterated benzene to δ7.16 ppm, deuterated dichloromethane to δ5.32 ppm, and deuterated methanol to δ3.31 ppm. In 13 C NMR, a heavy solvent was used as an internal standard, deuterated chloroform was set to δ77.16 ppm, deuterated dichloromethane was set to δ5.32 ppm, and deuterated methanol was set to δ3.31 ppm. In 29 Si NMR, Si (CH 3 ) 4 (δ0.00 ppm) was used as an external standard. The high resolution mass spectrometry spectrum was measured using Exactive (Thermo Fisher Scientific), and the ESI method was used for the ionization method. The thin-layer chromatography using TLC plate coated with a thickness of 0.25mm to silica gel 60 F 254 a (Merck). For column chromatography, Fuji Silysia Chemical Silica gel or Aluminum oxide 90 active basic (Merck) was used. LC-918 (Nippon Analytical Industry) equipped with JAIGEL 1H and 2H was used for preparative recycling GPC. LC-force / R (YMC) equipped with YMC-Actus Triart C18 was used for high performance liquid chromatography (HPLC). Unless otherwise specified, a dehydrated solvent obtained by purifying a commercially available anhydrous solvent (Kanto Chemical) using an organic solvent purifier (Nikko Hansen) was used. 2,2-bis (3-bromo-2-thienyl) -1,3-dioxolane is described in the literature (X. He, JB Lin, WH Kan, T. Baumgartner Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8990. ). Reactions were performed under a nitrogen atmosphere unless otherwise stated.

紫外可視吸収スペクトルは、UV-3600(島津製作所)を用いて測定した。測定には1cm角の石英セルを用い、試料溶液は約10-5Mに調製したものを用いた。蛍光スペクトルの測定には、Fluorolog FL3-11(堀場製作所)を用いた。絶対蛍光量子収率の測定には、Quantaurus-QY C10027(浜松ホトニクス)を用いた。 The UV-visible absorption spectrum was measured using UV-3600 (Shimadzu Corporation). A 1 cm square quartz cell was used for the measurement, and a sample solution prepared to about 10 −5 M was used. Fluorolog FL3-11 (Horiba Seisakusho) was used for the measurement of the fluorescence spectrum. Quantaurus-QY C10027 (Hamamatsu Photonics) was used for measurement of absolute fluorescence quantum yield.

[実施例]
以下の合成法に沿って、シラジチエノローダミン化合物を合成した。
[Example]
A siladithienorhodamine compound was synthesized according to the following synthesis method.

[式中、n-BuLiはn-ブチルリチウムを示す。Meはメチル基を示す。LDAはリチウムジイソプロピルアミドを示す。Pd2(dba)3・CHCl3はトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)クロロホルム付加物を示す。XantPhosは4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテンを示す。NaOtBuはナトリウムtert-ブトキシドを示す。Etはエチル基を示す。TFAはトリフルオロ酢酸を示す。以下同様である。] [Wherein n-BuLi represents n-butyllithium. Me represents a methyl group. LDA represents lithium diisopropylamide. Pd 2 (dba) 3 · CHCl 3 represents tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) chloroform adduct. XantPhos represents 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene. NaO t Bu represents sodium tert-butoxide. Et represents an ethyl group. TFA indicates trifluoroacetic acid. The same applies hereinafter. ]

合成例1:化合物9Synthesis Example 1: Compound 9

2,2-ビス(3-ブロモ-2-チエニル)-1,3-ジオキソラン(1.00g, 2.53mmol)のジエチルエーテル/THF混合溶液(3/1, 84.0mL)に対し、n-ブチルリチウム(n-BuLi; 1.60M, 3.17mL, 5.06mmol)を-78℃下で10分間かけて滴下した。続いて、ジクロロジメチルシラン(Me2SiCl2; 0.365mL, 3.03mmol)のTHF(3.40mL)溶液を3時間かけて滴下し、一晩かけて徐々に室温まで昇温した。溶媒を減圧下で留去した後、固体をジエチルエーテル(Et2O; 10mL)、H2O(10mL)に溶解させた。これをジエチルエーテル(Et2O; 20mL)で3回抽出した後、有機層を飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水、濾過し、減圧下で溶媒を留去した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィー(PSQ100B, ヘキサン/酢酸エチル= 10/1)で分離し(Rf= 0.39)、得られた画分を分取リサイクルGPC(CHCl3)を用いて精製し、0.434gの化合物9を白色固体として得た(1.47mmol, 58% yield)。
1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ 0.46 (s, 6H), 4.35 (s, 4H), 7.15 (d, J = 4.8 Hz, 2H), 7.40 (d, J = 4.8 Hz, 2H). 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz): δ -1.15, 66.31, 104.97, 126.15, 130.64, 137.56, 153.76. 29Si NMR (CDCl3, 79 MHz): δ -22.29. HRMS (ESI): Calcd for C13H15O2S2Si: 295.0277 ([M+H]+). Obsd. 295.0277 ([M+H]+)。
2,2-bis (3-bromo-2-thienyl) -1,3-dioxolane (1.00 g, 2.53 mmol) in diethyl ether / THF mixed solution (3/1, 84.0 mL) was added to n-butyllithium ( n-BuLi; 1.60M, 3.17 mL, 5.06 mmol) was added dropwise at −78 ° C. over 10 minutes. Subsequently, a THF (3.40 mL) solution of dichlorodimethylsilane (Me 2 SiCl 2 ; 0.365 mL, 3.03 mmol) was added dropwise over 3 hours, and the temperature was gradually raised to room temperature overnight. After the solvent was distilled off under reduced pressure, the solid was dissolved in diethyl ether (Et 2 O; 10 mL) and H 2 O (10 mL). This was extracted three times with diethyl ether (Et 2 O; 20 mL), and then the organic layer was washed with saturated brine. The obtained organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting crude product is separated by column chromatography (PSQ100B, hexane / ethyl acetate = 10/1) (R f = 0.39), and the resulting fraction is purified using preparative recycling GPC (CHCl 3 ) 0.434 g of compound 9 was obtained as a white solid (1.47 mmol, 58% yield).
1 H NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ 0.46 (s, 6H), 4.35 (s, 4H), 7.15 (d, J = 4.8 Hz, 2H), 7.40 (d, J = 4.8 Hz, 2H). 13 C { 1 H} NMR (CDCl 3 , 100 MHz): δ -1.15, 66.31, 104.97, 126.15, 130.64, 137.56, 153.76. 29 Si NMR (CDCl 3 , 79 MHz): δ -22.29. HRMS (ESI) : Calcd for C 13 H 15 O 2 S 2 Si: 295.0277 ([M + H] + ). Obsd. 295.0277 ([M + H] + ).

合成例2:化合物10Synthesis Example 2: Compound 10

ジイソプロピルアミン(0.70mL, 5.00mmol)のTHF(1.21mL)溶液に対し、n-ブチルリチウム(n-BuLi; 1.63M, 3.08mL, 5.02mmol)を-78℃下で5分間かけて滴下した。反応溶液を-78℃で30分間撹拌した後、15分間0℃にし、その後-78℃に戻した。このようにして調製したリチウムジイソプロピルアミド(LDA)を化合物9(0.500g, 1.70mmol)のTHF(15mL)溶液に-78℃下で10分間かけて滴下した。2時間-78℃に保ちながら撹拌した後に、C2Cl4Br2(1.22g, 3.74mmol)のTHF(2.0mL)溶液に5分間かけて滴下した。一晩かけて徐々に室温まで昇温した後、5%HCl水溶液を加え5時間撹拌した。反応溶液をCH2Cl2 10mLで3回抽出した後、有機層を飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水、濾過し、減圧下で溶媒を留去した。得られた粗生成物を吸着カラムクロマトグラフィー(PSQ100B, ヘキサン/CHCl3= 3/1)で分離し(Rf= 0.30)、0.611gの化合物10を淡黄色固体として得た(1.50mmol, 88% yield)。
1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ 0.47 (s, 6H), 7.24 (s, 2H). 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz): δ -1.93, 124.19, 135.09, 147.39, 150.48, 174.31. 29Si NMR (CDCl3, 79 MHz): δ -22.14. HRMS (ESI): Calcd for C11H9Br2OS2Si: 406.8225 ([M+H]+). Obsd. 406.8192 ([M+H]+)。
To a THF (1.21 mL) solution of diisopropylamine (0.70 mL, 5.00 mmol), n-butyllithium (n-BuLi; 1.63M, 3.08 mL, 5.02 mmol) was added dropwise at −78 ° C. over 5 minutes. The reaction solution was stirred at -78 ° C for 30 minutes, then brought to 0 ° C for 15 minutes, and then returned to -78 ° C. The lithium diisopropylamide (LDA) thus prepared was added dropwise to a solution of compound 9 (0.500 g, 1.70 mmol) in THF (15 mL) at −78 ° C. over 10 minutes. The mixture was stirred for 2 hours while maintaining at -78 ° C., and then dropwise added to a THF (2.0 mL) solution of C 2 Cl 4 Br 2 (1.22 g, 3.74 mmol) over 5 minutes. After gradually warming to room temperature overnight, 5% aqueous HCl was added and stirred for 5 hours. The reaction solution was extracted 3 times with 10 mL of CH 2 Cl 2 , and then the organic layer was washed with saturated brine. The obtained organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained crude product was separated by adsorption column chromatography (PSQ100B, hexane / CHCl 3 = 3/1) (R f = 0.30) to obtain 0.611 g of compound 10 as a pale yellow solid (1.50 mmol, 88 % yield).
1 H NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ 0.47 (s, 6H), 7.24 (s, 2H). 13 C { 1 H} NMR (CDCl 3 , 100 MHz): δ -1.93, 124.19, 135.09, 147.39 , 150.48, 174.31. 29 Si NMR (CDCl 3 , 79 MHz): δ -22.14. HRMS (ESI): Calcd for C 11 H 9 Br 2 OS 2 Si: 406.8225 ([M + H] + ). Obsd. 406.8192 ([M + H] + ).

合成例3:化合物5aSynthesis Example 3: Compound 5a

トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3; 0.06当量, 0.0735-0.0739mmol)と4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン(Xantphos; 0.1当量, 0.122-0.124mmol)に脱水、脱気したトルエン1mLを加え、窒素雰囲気下で10分間撹拌した。この懸濁液を化合物10(500mg, 1.22mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu; 2.8当量, 3.43-3.44mmol)、アミン(4.0当量, 4.90-5.03mmol)のトルエン(1mL)溶液に加え、トルエン8mLで洗浄した。その後、オイルバスを75℃に設定し加熱し始めた。18時間の加熱の後、室温まで下げて、反応溶液をCH2Cl215mLで3回抽出した後、有機層を飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水、濾過し、減圧下で溶媒を留去した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィー(Aluminium oxide 90 active basic, ヘキサン/CH2Cl2= 2/3, 1%トリエチルアミン添加)で分離し(Rf= 0.28)、得られた画分を分取リサイクルGPC(CHCl3, 1%トリエチルアミン添加)を用いて精製することで、化合物5aを118mgの橙色粉末として得た(0.301mmol, 25% yield)。
1H NMR (C6D6, 400 MHz): δ 0.80 (d, J = 7.0 Hz, 12H), 2.85 (q, J = 7.1 Hz, 8H), 5.91 (s, 2H). 13C{1H} NMR (CD2Cl2, 100 MHz): δ -1.50, 12.42, 47.98, 105.62, 131.71, 147.96, 164.31, 173.91. 29Si NMR (C6D6, 79 MHz): δ -24.24. HRMS (ESI): Calcd for C19H29N2OS2Si: 393.1485 ([M+H]+). Obsd. 393.1479 ([M+H]+)。
Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (Pd 2 (dba) 3 ; 0.06 equivalent, 0.0735-0.0739 mmol) and 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene (Xantphos; 0.1 equivalent) , 0.122-0.124 mmol) was added 1 mL of dehydrated and degassed toluene, and the mixture was stirred for 10 minutes under a nitrogen atmosphere. This suspension was added to a toluene (1 mL) solution of Compound 10 (500 mg, 1.22 mmol), sodium tert-butoxide (NaO t Bu; 2.8 equivalents, 3.43-3.44 mmol), and amine (4.0 equivalents, 4.90-5.03 mmol). And washed with 8 mL of toluene. Thereafter, the oil bath was set to 75 ° C. and heating was started. After 18 hours of heating, the temperature was lowered to room temperature, the reaction solution was extracted 3 times with 15 mL of CH 2 Cl 2 , and the organic layer was washed with saturated brine. The obtained organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting crude product was separated by column chromatography (Aluminium oxide 90 active basic, hexane / CH 2 Cl 2 = 2/3, 1% triethylamine added) (R f = 0.28), and the resulting fraction was fractionated. Compound 5a was obtained as an orange powder of 118 mg (0.301 mmol, 25% yield) by purification using Toray Recycle GPC (with CHCl 3 , 1% triethylamine added).
1 H NMR (C 6 D 6 , 400 MHz): δ 0.80 (d, J = 7.0 Hz, 12H), 2.85 (q, J = 7.1 Hz, 8H), 5.91 (s, 2H). 13 C { 1 H } NMR (CD 2 Cl 2, 100 MHz):. δ -1.50, 12.42, 47.98, 105.62, 131.71, 147.96, 164.31, 173.91 29 Si NMR (C 6 D 6, 79 MHz):. δ -24.24 HRMS (ESI ): Calcd for C 19 H 29 N 2 OS 2 Si: 393.1485 ([M + H] + ). Obsd. 393.1479 ([M + H] + ).

合成例4:化合物5bSynthesis Example 4: Compound 5b

トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3; 0.06当量, 0.0735-0.0739mmol)と4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン(Xantphos; 0.1当量, 0.122-0.124mmol)に脱水、脱気したトルエン1mLを加え、窒素雰囲気下で10分間撹拌した。この懸濁液を化合物10(500mg, 1.22mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu; 2.8当量, 3.43-3.44mmol)、アミン(4.0当量, 4.90-5.03mmol)のトルエン(1mL)溶液に加え、トルエン8mLで洗浄した。その後、オイルバスを75℃に設定し加熱し始めた。18時間の加熱の後、室温まで下げて、反応溶液をCH2Cl215mLで3回抽出した後、有機層を飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水、濾過し、減圧下で溶媒を留去した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィー(Aluminium oxide 90 active basic, ヘキサン/CH2Cl2= 2/3, 1%トリエチルアミン添加)で分離し(Rf= 0.28)、得られた画分を分取リサイクルGPC(CHCl3, 1%トリエチルアミン添加)を用いて精製することで、化合物5bを225mgの橙色粉末として得た(0.625mmol, 51% yield)。
1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ 0.37 (s, 6H), 2.45 (quint., J = 7.3 Hz, 4H), 4.03 (t, J = 7.2 Hz, 8H), 5.86 (s, 2H). 13C{1H} NMR (CD2Cl2, 100 MHz): δ -1.62, 17.70, 55.76, 61.99, 103.62, 107.20, 147.87, 181.58. 29Si NMR (CD2Cl2, 79 MHz): δ -23.11. HRMS (ESI): Calcd for C17H21N2OS2Si: 361.0859 ([M+H]+). Obsd. 361.0857 ([M+H]+)。
Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (Pd 2 (dba) 3 ; 0.06 equivalent, 0.0735-0.0739 mmol) and 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene (Xantphos; 0.1 equivalent) , 0.122-0.124 mmol) was added 1 mL of dehydrated and degassed toluene, and the mixture was stirred for 10 minutes under a nitrogen atmosphere. This suspension was added to a toluene (1 mL) solution of Compound 10 (500 mg, 1.22 mmol), sodium tert-butoxide (NaO t Bu; 2.8 equivalents, 3.43-3.44 mmol), and amine (4.0 equivalents, 4.90-5.03 mmol). And washed with 8 mL of toluene. Thereafter, the oil bath was set to 75 ° C. and heating was started. After 18 hours of heating, the temperature was lowered to room temperature, the reaction solution was extracted 3 times with 15 mL of CH 2 Cl 2 , and the organic layer was washed with saturated brine. The obtained organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting crude product was separated by column chromatography (Aluminium oxide 90 active basic, hexane / CH 2 Cl 2 = 2/3, 1% triethylamine added) (R f = 0.28), and the resulting fraction was fractionated. Compound 5b was obtained as an orange powder of 225 mg (0.625 mmol, 51% yield) by purification using Toray Recycle GPC (with CHCl 3 , 1% triethylamine added).
1 H NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ 0.37 (s, 6H), 2.45 (quint., J = 7.3 Hz, 4H), 4.03 (t, J = 7.2 Hz, 8H), 5.86 (s, 2H) 13 C { 1 H} NMR (CD 2 Cl 2 , 100 MHz): δ -1.62, 17.70, 55.76, 61.99, 103.62, 107.20, 147.87, 181.58. 29 Si NMR (CD 2 Cl 2 , 79 MHz): δ -23.11. HRMS (ESI): Calcd for C 17 H 21 N 2 OS 2 Si: 361.0859 ([M + H] + ). Obsd. 361.0857 ([M + H] + ).

実施例1:化合物1aExample 1: Compound 1a

2-ブロモトルエン(0.10mL, 0.830mmol)のシクロペンチルメチルエーテル(CPME; 5.0mL)溶液に対し、sec-ブチルリチウム(sec-BuLi; 1.00M, 0.830mL, 0.830mmol)を-78℃下で5分間かけて滴下し化合物11(2-メチルフェニルリチウム)の溶液を得た。続いて化合物11(50.0mg, 0.127-0.140mmol)のCPME(5.0mL)溶液を-78℃下で5分間かけて滴下した。その後、70℃に設定したオイルバスで加熱し始めた。14時間後、加熱を終了し、0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液を加え、CH2Cl2 2mLで5回抽出した。得られた有機層に対し減圧下で溶媒留去し、得られた粗生成物を逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて精製することで、化合物1aを6.4mgの青色固体として得た(0.0110mmol, 8.6% yield).
1H NMR (CD3OD, 400 MHz): δ 0.59 (s, 3H), 0.60 (s, 3H), 1.26 (t, J = 7.2 Hz, 12H), 2.28 (s, 3H), 3.58 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 7.03 (s, 2H), 7.34-7.49 (m, 4H). 13C{1H} NMR (CD3OD, 100 MHz): δ -1.70, -1.45, 12.46, 19.46, 50.28, 120.25, 127.19, 129.91, 131.37, 131.76, 131.87, 137.16, 139.17, 149.26, 156.65, 173.80. 29Si NMR (CD3OD, 79 MHz): δ -18.83. HRMS (ESI): Calcd for C26H35N2S2Si: 467.2005 (M+). Obsd. 467.2003 (M+)。
To a solution of 2-bromotoluene (0.10 mL, 0.830 mmol) in cyclopentyl methyl ether (CPME; 5.0 mL), add sec-butyllithium (sec-BuLi; 1.00M, 0.830 mL, 0.830 mmol) at -78 ° C. The solution was added dropwise over a period of minutes to obtain a solution of compound 11 (2-methylphenyllithium). Subsequently, a CPME (5.0 mL) solution of Compound 11 (50.0 mg, 0.127-0.140 mmol) was added dropwise at −78 ° C. over 5 minutes. After that, heating started in an oil bath set at 70 ° C. After 14 hours, heating was terminated, 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) aqueous solution was added, and extraction was performed 5 times with 2 mL of CH 2 Cl 2 . The solvent was distilled off from the obtained organic layer under reduced pressure, and the resulting crude product was purified using reverse-phase high performance liquid chromatography (HPLC) to obtain Compound 1a as 6.4 mg of a blue solid. (0.0110mmol, 8.6% yield).
1 H NMR (CD 3 OD, 400 MHz): δ 0.59 (s, 3H), 0.60 (s, 3H), 1.26 (t, J = 7.2 Hz, 12H), 2.28 (s, 3H), 3.58 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 7.03 (s, 2H), 7.34-7.49 (m, 4H). 13 C { 1 H} NMR (CD 3 OD, 100 MHz): δ -1.70, -1.45, 12.46, 19.46 , 50.28, 120.25, 127.19, 129.91, 131.37, 131.76, 131.87, 137.16, 139.17, 149.26, 156.65, 173.80. 29 Si NMR (CD 3 OD, 79 MHz): δ -18.83. HRMS (ESI): Calcd for C 26 H 35 N 2 S 2 Si: 467.2005 (M + ). Obsd. 467.2003 (M + ).

実施例2:化合物1bExample 2: Compound 1b

2-ブロモトルエン(0.10mL, 0.830mmol)のシクロペンチルメチルエーテル(CPME; 5.0 mL)溶液に対し、sec-ブチルリチウム(sec-BuLi; 1.00M, 0.830mL, 0.830mmol)を-78℃下で5分間かけて滴下し化合物11(2-メチルフェニルリチウム)の溶液を得た。続いて化合物11(50.0mg, 0.127-0.140mmol)のCPME(5.0mL)溶液を-78℃下で5分間かけて滴下した。その後、70℃に設定したオイルバスで加熱し始めた。14時間後、加熱を終了し、0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液を加え、CH2Cl2 2mLで5回抽出した。得られた有機層に対し減圧下で溶媒留去し、得られた粗生成物を逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて精製することで、化合物1bを19.6mgの青色固体として得た(0.0357mmol, 25% yield)。
1H NMR (CD3OD, 400 MHz): δ 0.59 (s, 3H), 0.60 (s, 3H), 1.26 (t, J = 7.2 Hz, 12H), 2.28 (s, 3H), 3.58 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 7.03 (s, 2H), 7.34-7.49 (m, 4H). 13C{1H} NMR (CD3OD, 100 MHz): δ -1.71, -1.44, 17.81, 19.37, 56.54, 119.75, 127.15, 129.82, 131.38, 131.73, 133.28, 137.12, 139.39, 149.03, 155.89, 173.17. 29Si NMR (CD3OD, 79 MHz): δ -18.48. HRMS (ESI): Calcd for C24H27N2S2Si: 435.1379 (M+). Obsd. 435.1391 (M+)。
To a solution of 2-bromotoluene (0.10 mL, 0.830 mmol) in cyclopentyl methyl ether (CPME; 5.0 mL), add sec-butyllithium (sec-BuLi; 1.00M, 0.830 mL, 0.830 mmol) at -78 ° C. The solution was added dropwise over a period of minutes to obtain a solution of compound 11 (2-methylphenyllithium). Subsequently, a CPME (5.0 mL) solution of Compound 11 (50.0 mg, 0.127-0.140 mmol) was added dropwise at −78 ° C. over 5 minutes. After that, heating started in an oil bath set at 70 ° C. After 14 hours, heating was terminated, 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) aqueous solution was added, and extraction was performed 5 times with 2 mL of CH 2 Cl 2 . The solvent was distilled off from the obtained organic layer under reduced pressure, and the obtained crude product was purified using reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC) to obtain Compound 1b as 19.6 mg of a blue solid. (0.0357mmol, 25% yield).
1 H NMR (CD 3 OD, 400 MHz): δ 0.59 (s, 3H), 0.60 (s, 3H), 1.26 (t, J = 7.2 Hz, 12H), 2.28 (s, 3H), 3.58 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 7.03 (s, 2H), 7.34-7.49 (m, 4H). 13 C { 1 H} NMR (CD 3 OD, 100 MHz): δ -1.71, -1.44, 17.81, 19.37 , 56.54, 119.75, 127.15, 129.82, 131.38, 131.73, 133.28, 137.12, 139.39, 149.03, 155.89, 173.17. 29 Si NMR (CD 3 OD, 79 MHz): δ -18.48.HRMS (ESI): Calcd for C 24 H 27 N 2 S 2 Si: 435.1379 (M + ). Obsd. 435.1391 (M + ).

[試験例1:光物性]
実施例2の化合物1a及び化合物1bについて、PBSバッファー水溶液(pH7.4)中に、濃度1.26×10-5Mで溶解させた試料溶液を用いて紫外可視近赤外吸光スペクトル及び蛍光スペクトルの測定を行った。この結果、化合物1aの紫外可視近赤外吸収スペクトルでは、吸収極大波長(λabs)710nm、モル吸光係数ε44800M-1cm-1であり、蛍光スペクトルでは、蛍光極大波長(λem)743nm、蛍光量子収率ΦF0.13であった。また、化合物1bの紫外可視近赤外吸収スペクトルでは、吸収極大波長(λabs)706nm、モル吸光係数ε32800M-1cm-1であり、蛍光スペクトルでは、蛍光極大波長(λem)740nm、蛍光量子収率ΦF0.13であった。結果を図1に示す。この結果、従来のケイ素ローダミン化合物SiR650は吸収極大波長(λabs)646nm、蛍光極大波長(λem)660nmである(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 5029.)ことを考慮すると、シラジチエノローダミン骨格とすることで、吸収極大波長及び蛍光極大波長をいずれも長くすることができることが理解できる。また、従来のケイ素ローダミン化合物のπ共役を拡張した化合物のなかでも、SiR720は吸収極大波長(λabs)721nm、蛍光極大波長(λem)740nmであり、本発明のシラジチエノローダミン骨格と遜色のない程度に吸収極大波長及び蛍光極大波長をいずれも長くすることができるものの、蛍光量子収率ΦFが0.05である(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 5029.)ことから、シラジチエノローダミン骨格は、蛍光極大波長を720nm以上である従来の蛍光色素の蛍光量子収率と比較すると従来の約2.5倍に向上することができる。
[Test Example 1: Optical properties]
Measurement of UV-Vis near-infrared absorption spectrum and fluorescence spectrum of Compound 1a and Compound 1b of Example 2 using a sample solution dissolved in PBS buffer aqueous solution (pH 7.4) at a concentration of 1.26 × 10 −5 M Went. As a result, in the UV-Vis near-infrared absorption spectrum of Compound 1a, the absorption maximum wavelength (λ abs ) is 710 nm and the molar absorption coefficient is ε44800M −1 cm −1 , and in the fluorescence spectrum, the fluorescence maximum wavelength (λ em ) 743 nm, fluorescence The quantum yield was Φ F 0.13. Compound 1b has an absorption maximum wavelength (λ abs ) of 706 nm and a molar extinction coefficient of ε32800 M −1 cm −1 in the ultraviolet-visible near-infrared absorption spectrum, and has a fluorescence maximum wavelength (λ em ) of 740 nm and a fluorescence quantum in the fluorescence spectrum. The yield was Φ F 0.13. The results are shown in FIG. As a result, considering that the conventional silicon rhodamine compound SiR650 has an absorption maximum wavelength (λ abs ) 646 nm and a fluorescence maximum wavelength (λ em ) 660 nm (J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 5029.) It can be understood that both the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength can be increased by using a siladithienorhodamine skeleton. Among the compounds in which the π conjugation of the conventional silicon rhodamine compound is expanded, SiR720 has an absorption maximum wavelength (λ abs ) of 721 nm and a fluorescence maximum wavelength (λ em ) of 740 nm, which is inferior to the siladithienorhodamine skeleton of the present invention. Although both the absorption maximum wavelength and the fluorescence maximum wavelength can be lengthened to such an extent that there is no loss, the fluorescence quantum yield Φ F is 0.05 (J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 5029.) The siladithienorhodamine skeleton can be improved by about 2.5 times the conventional fluorescent dye having a fluorescence maximum wavelength of 720 nm or more.

[試験例2:蛍光イメージング]
細胞はHeLa細胞(RIKEN Cell Bank, Japan)を用いた。HeLa細胞は10% fetal bovine serum(FBS, Gibco)と1% Antibiotic-Antimycotic(AA, Sigma)を含むDulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM, Sigma)中、37℃、5%CO2インキュベーター内で培養し、イメージングを行う前日に35mm glass-bottom dishに移した。染色実験においては、HEPES緩衝液を含むDMEM培地中で500nMの化合物1bを2分間37℃で培養した後、培地を入れ替えた。さらに60分後、再び新しい培地で置換した後、共焦点レーザースキャン顕微鏡Olympus FV10iを用いて励起波長635nmで観察した。結果を図2に示す。
[Test Example 2: Fluorescence imaging]
HeLa cells (RIKEN Cell Bank, Japan) were used as the cells. HeLa cells are cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM, Sigma) containing 10% fetal bovine serum (FBS, Gibco) and 1% Antibiotic-Antimycotic (AA, Sigma) at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. The day before imaging, it was transferred to a 35 mm glass-bottom dish. In the staining experiment, 500 nM compound 1b was cultured for 2 minutes at 37 ° C. in DMEM medium containing HEPES buffer, and then the medium was replaced. After another 60 minutes, the medium was again replaced with a new medium, and then observed with an excitation wavelength of 635 nm using a confocal laser scanning microscope Olympus FV10i. The results are shown in FIG.

また,MitoTracker(登録商標)Green FMとの共染色実験を行った結果、蛍光を示す部位がよい一致を示したことから。化合物1b は一般的なローダミン色素と同様にミトコンドリアへ局在化することが確認された。従来ローダミン色素で用いられてきたイメージング手法の応用が可能であることを示唆する結果である。   In addition, as a result of co-staining experiments with MitoTracker (registered trademark) Green FM, the fluorescence sites showed good agreement. Compound 1b was confirmed to localize to mitochondria as well as general rhodamine dyes. This result suggests that it is possible to apply an imaging technique that has been used in conventional rhodamine dyes.

Claims (8)

一般式(1):
[式中、R1は一般式(2A)又は(2B):
(式中、R10は水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、置換若しくは非置換アルキニル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。Arは置換若しくは非置換(複素)芳香環を示す。)
で表される基を示す。R2及びR3は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。R4及びR5は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、スルホニル基、又は置換若しくは非置換アルキル基を示す。R6、R7、R8及びR9は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、又は置換若しくは非置換アリール基を示す。R6とR7、R8とR9は結合して隣接する窒素原子とともに環を形成してもよい。Xはアニオンを示す。]
で表される、シラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。
General formula (1):
[In the formula, R 1 represents the general formula (2A) or (2B):
(In the formula, R 10 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. Ar represents substituted or unsubstituted. (Indicates a (hetero) aromatic ring.)
The group represented by these is shown. R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero) aryl group. R 4 and R 5 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfonyl group, or a substituted or unsubstituted alkyl group. R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. R 6 and R 7 , and R 8 and R 9 may combine to form a ring with the adjacent nitrogen atom. X represents an anion. ]
Or a hydrate or solvate thereof.
前記一般式(1)において、R1が一般式(2A)で表される基である、請求項1に記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 The siladithienorhodamine compound according to claim 1, or a hydrate or solvate thereof, wherein, in the general formula (1), R 1 is a group represented by the general formula (2A). 前記一般式(1)において、R10が置換若しくは非置換アリール基である、請求項2に記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 The siladithienorhodamine compound according to claim 2, or a hydrate or solvate thereof, wherein in the general formula (1), R 10 is a substituted or unsubstituted aryl group. 前記一般式(1)において、R2及びR3がいずれも置換若しくは非置換アルキル基である、請求項1〜3のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 In Formula (1), both R 2 and R 3 is a substituted or unsubstituted alkyl group, shea Raj thieno rhodamine compound, or a hydrate or solvate thereof according to any of claims 1 to 3 object. 前記一般式(1)において、R4及びR5がいずれも水素原子である、請求項1〜4のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 The siladithienorhodamine compound according to any one of claims 1 to 4, or a hydrate or solvate thereof, wherein in the general formula (1), R 4 and R 5 are both hydrogen atoms. 前記一般式(1)において、R6、R7、R8及びR9がいずれも置換若しくは非置換アルキル基であるか、R6とR7、R8とR9が結合して隣接する窒素原子とともに環を形成している、請求項1〜5のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 In the general formula (1), R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are all substituted or unsubstituted alkyl groups, or R 6 and R 7 , and R 8 and R 9 are bonded to each other adjacent nitrogen. The siladithienorhodamine compound according to any one of claims 1 to 5, or a hydrate or solvate thereof, which forms a ring together with atoms. 720〜850 nmに蛍光極大波長を有し、蛍光量子収率が0.10以上である、請求項1〜6のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物。 The siladithienorhodamine compound according to any one of claims 1 to 6, or a hydrate or solvate thereof, having a fluorescence maximum wavelength at 720 to 850 nm and a fluorescence quantum yield of 0.10 or more. 請求項1〜7のいずれかに記載のシラジチエノローダミン化合物、又はその水和物若しくは溶媒和物を含有する蛍光色素。 A fluorescent dye comprising the siladithienorhodamine compound according to any one of claims 1 to 7, or a hydrate or solvate thereof.
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