JP2022036684A

JP2022036684A - リンポルフィリン化合物及びその製造方法、並びに生体分子損傷剤

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Publication number: JP2022036684A
Application number: JP2020141012A
Authority: JP
Inventors: 和貴平川; Kazuki Hirakawa; 悠介大西; Yusuke Onishi; 慎弥山岡; Shinya Yamaoka
Original assignee: Shizuoka University NUC
Current assignee: Shizuoka University NUC
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-08-24
Also published as: JP7561412B2

Abstract

【課題】光線力学的療法において使用することができる、リンポルフィリン化合物を含む新規な生体分子損傷剤、及び該リンポルフィリン化合物の製造方法の提供。【解決手段】例えば、５，１０，１５，２０－テトラキス（４－メトキシフェニル）ポルフィリンをピリジン中、塩化ホスホリルを反応させて、中間体のジクロロリン（Ｖ）テトラキス（４－メトキシフェニル）ポルフィリンを合成し、さらに６－キノリノールを２分子反応させて得られるビス（６－キノリノキシ）リン（Ｖ）テトラキス（４－メトキシフェニル）ポルフィリンを含む、生体分子損傷剤。【選択図】なし

Description

特許法第３０条第２項適用申請有りウェブサイトの掲載日令和２年３月５日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｎｅｎｋａｉ．ｃｓｊ．ｊｐ／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ／ｄｅｔａｉｌ／ｙｅａｒ／２０２０／ｌｅｃｔｕｒｅ＿ｎｏ／２ＰＣ－０７１〔刊行物等〕発行日令和２年３月５日刊行物日本化学会第１００春季年会（２０２０）予稿集ＤＶＤ－ＲＯＭ公益社団法人日本化学会〔刊行物等〕ウェブサイトの掲載日令和２年３月６日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ／ｓｃｉｅｎｃｅ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｐｉｉ／Ｓ０００９２６１４２０３０２３０Ｘ？ｖｉａ％３Ｄｉｈｕｂｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ／ｊｏｕｒｎａｌ／ｃｈｅｍｉｃａｌ－ｐｈｙｓｉｃｓ－ｌｅｔｔｅｒｓ／ｖｏｌ／７４６／ｓｕｐｐｌ／Ｃ〔刊行物等〕発行日令和２年３月６日刊行物ケミカルフィジクスレターズ７４６巻２０２０年５月号エルゼビアベーフェー

本発明は、リンポルフィリン化合物及びその製造方法、並びに生体分子損傷剤に関する。

近年、がんを低侵襲的に治療できる療法として光線力学的療法が注目されている。非特許文献１には、光線力学的療法において用いられることを想定した光増感剤として、ジメトキシリン（Ｖ）テトラフェニルポルフィリンクロライド（ＭｅＯ_２Ｐ（Ｖ）ＴＰＰ）及びテトラキス（１－メチル－４－ピリジニオ）ポルフィリン（Ｈ_２ＴＭＰｙＰ）といったポルフィリン化合物が開示されている。

Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ＆ＭｅｄｉｃｉｎａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬｅｔｔｅｒｓ, ２０１３，２３，２７０４-２７０７

本発明の主な目的は、光線力学的療法において使用することができる新規な生体分子損傷剤を提供することにある。

本発明者らは、がん細胞周辺における酸性度が正常細胞周辺よりも高い傾向がある点に着目し、生体分子損傷剤の生体分子損傷活性をｐＨにより制御可能とすることで、がんに対する攻撃特異性を向上させることを検討した。その結果、リンポルフィリン化合物に含まれるカチオン中のリン原子に酸素原子等を介して含窒素芳香族複素環又は置換若しくは未置換のアミノ基を結合させることで、ｐＨによる活性（生体分子損傷活性）の制御が可能となることを見出し、本発明を完成させた。

一つの側面において、本発明は、下記式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物に関する。

［式（１）中、Ｑ^１は、－Ｌ^１－Ｚ^１（Ｌ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基を示し、Ｚ^１は、下記式（Ｉ）で表される含窒素芳香族複素環基を示す。）で表される基、又は、水素原子を示し、Ｑ^２は、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基又はヨード基を示す。式（１）中、２つのＱ^１は同一であっても異なっていてもよく、複数のＱ^２は同一であっても異なっていてもよい。ただし、２つのＱ^１のうちの少なくとも１つは、－Ｌ^１－Ｚ^１で表される基である。］

［式（Ｉ）中、Ｒ^２１～Ｒ^２６は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を示し、＊は、Ｌ^１への結合手を示す。]

上記リンポルフィリン化合物は、ｐＨ選択的な光増感活性を有する。そのため、上記リンポルフィリン化合物によれば、光線力学的療法において使用することができ、酸性条件下で特異的に高い活性を示す生体分子損傷剤を提供することができる。

上記側面において、複数のＱ^２のうちの少なくとも１つは、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基であってよい。この場合、リンポルフィリン化合物の長波長（例えば６３０ｎｍ以上の波長）の光に対する感度が向上する。そのため、このようなリンポルフィリン化合物によれば、長波長の光を用いた場合にも生体分子からの電子移動機構によって生体分子を損傷させるための光増感剤として機能する、生体分子損傷剤を提供することができる。

上記側面において、リンポルフィリン化合物のｐＫ_ａは、２～９であってよい。

別の側面において、本発明は、上記側面のリンポルフィリン化合物を製造する方法に関する。一形態に係る方法は、下記式（２）で表されるカチオンを有する化合物と、Ｚ^１－Ｌ^１－ＯＨで表される化合物（Ｌ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基を示し、Ｚ^１は、上記式（Ｉ）で表される含窒素芳香族複素環基を示す。）とを反応させて、上記式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物を生成させる工程を備える。

［式（２）中、Ｘはブロモ基又はクロロ基を示し、Ｑ^２は、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基又はヨード基を示す。式（２）中、複数のＱ^２は同一でも異なっていてもよい。］

別の側面において、本発明は、上記側面のリンポルフィリン化合物を含む、生体分子損傷剤に関する。

上記生体分子損傷剤によれば、ｐＨによる活性の制御が可能であり、光線力学的療法において、特定のがん細胞を選択的に攻撃することができる。すなわち、上記生体分子損傷剤は、がん細胞に対する攻撃特異性に優れる傾向がある。そのため、上記生体分子損傷剤を用いることで、光毒性による副作用を避けるための暗室での入院期間を低減することができる、当該副作用の発生を抑制しながら生体分子損傷剤の投与量及び光照射量を増加させることができる等の有利な効果が期待される。

上記側面の生体分子損傷剤は、５５０～６７０ｎｍの光によって生体分子を損傷させるために用いられてよい。生体分子の損傷のためにこのような長波長の光を用いることは、人体への影響を抑えるとともに、生体内組織の深部に到達する点で有利である。

本発明によれば、光線力学的療法において使用することができる新規な生体分子損傷剤を提供することができる。

図１は、実験例２及び４のリンポルフィリン化合物の吸収スペクトルである。図２は、実験例２のリンポルフィリン化合物の蛍光スペクトルである。図３は、実験例２のリンポルフィリン化合物の近赤外発光スペクトルである。図４は、実験例２のリンポルフィリン化合物に対する光照射時間とヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）の損傷量との関係を示すグラフである。図５は、実験例４のリンポルフィリン化合物に対する光照射時間とヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）の損傷量との関係を示すグラフである。図６は、実験例３のリンポルフィリン化合物に対する光照射時間とヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）の損傷量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

一実施形態の生体分子損傷剤は、下記式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物を含む。

式（１）中、Ｑ^１は、－Ｌ^１－Ｚ^１（Ｌ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基を示し、Ｚ^１は、下記式（Ｉ）で表される含窒素芳香族複素環基を示す。）で表される基、又は、水素原子を示し、Ｑ^２は、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基又はヨード基を示す。式（１）中、２つのＱ^１は同一であっても異なっていてもよく、複数のＱ^２は同一であっても異なっていてもよい。ただし、２つのＱ^１のうちの少なくとも１つは、－Ｌ^１－Ｚ^１で表される基である。ｐＨによる光増感活性の差がより顕著となる観点では、２つのＱ^１の両方が－Ｌ^１－Ｚ^１で表される基であってもよい。

式（Ｉ）中、Ｒ^２１～Ｒ^２６は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を示し、＊は、Ｌ^１への結合手を示す。

上記生体分子損傷剤によれば、低酸素下であっても、電子移動機構によって効率的に標的細胞のタンパク質分子等の生体分子を攻撃し、標的細胞を死滅させることができる。電子移動機構は、光の照射により励起された分子が、生体分子から直接電子を引き抜くことにより、生体分子を酸化損傷させる機構である。電子移動機構は、酸素を必要とする一重項酸素機構と比較して、低酸素下でも生体分子に対してより有効に作用することができる。腫瘍細胞（がん細胞）を含む腫瘍組織は一般に低酸素下にあるが、電子移動機構によれば、腫瘍細胞のような低酸素下の標的細胞を効率的に攻撃することができる。

加えて、上記生体分子損傷剤によれば、ｐＨによる活性の制御が可能であり、光線力学的療法において、特定のがん細胞を選択的に攻撃することができる。これは、上記式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物が、酸性条件下において、生体分子からの電子移動機構によって生体分子を損傷させるための光増感活性（光増感剤としての活性）を発現することができる一方で、中性条件下では当該活性が失われるためである。リンポルフィリン化合物がこのようにｐＨ選択的な光増感活性を有する理由は、以下のとおりと推察される。

すなわち、上記リンポルフィリン化合物は、上記式（１）で表されるカチオンが、リン原子に酸素原子等を介して結合する含窒素芳香族複素環又は置換若しくは未置換のアミノ基を有しているため、中性条件下では、これらの官能基中の窒素原子からポルフィリン環への分子内電子移動が起こり、光増感活性が失われる。一方、酸性条件下では、上記官能基中の窒素原子がプロトン（Ｈ^＋）によりトラップされるため、分子内電子移動が妨げられ、光増感活性が失われることがない。このような理由から、上記リンポルフィリン化合物は、ｐＨ選択的な光増感活性を有すると推察される。

さらに、上記生体分子損傷剤によれば、人体への影響が少なく、生体内組織の深部に到達する５５０～６７０ｎｍ程度の長波長の光の照射によって、生体分子を効率的に損傷させることができる傾向がある。言い換えると、生体分子損傷剤を、５５０～６７０ｎｍの波長の光を照射することを含む方法により、生体分子を損傷させるための光増感剤として用いることができる傾向がある。用いられる光の波長は、６００～６７０ｎｍであってもよい。特に、複数のＱ^２のうちの少なくとも１つを－ＯＲ^１で表される基とすると、リンポルフィリン化合物の吸収極大波長をより長波長側（例えば６３０ｎｍ以上）にシフトさせることができるため、長波長の光の作用により、低酸素下でも電子移動反応によって生体分子を効率的に損傷させることができる。上記効果は、複数のＱ^２の全てが－ＯＲ^１で表される基である場合に顕著となる傾向がある。

以上のことから、上記生体分子損傷剤は、例えば、光の照射により標的とする細胞の生体分子を損傷させるための光増感剤として用いることができる。例えば、生体分子損傷剤を患者に投与すること、及び生体内の標的細胞が有する生体分子を光の照射により選択的に損傷させることの両方を含む、光線力学的療法のための光増感剤として生体分子損傷剤を用いることができる。あるいは、生体分子損傷剤を、細菌感染した歯又は歯肉の光殺菌治療等のための光殺菌剤として用いることもできる。

式（１）中のＱ^１におけるＬ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基である。炭素数１～４の二価の炭化水素基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。炭素数１～４の二価の炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。炭素数１～４の二価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ｔｅｒｔ－ブチレン等が挙げられる。Ｌ^１は、ｐＨによる光増感活性の差がより顕著となる観点では、単結合又はメチレン基であってよい。

式（１）中のＱ^２におけるＲ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基である。炭素数１～８の一価の炭化水素基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。炭素数１～８の一価の炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基及びこれらの基の１個以上の水素原子をフッ素原子（フルオロ基）に置換して形成される基が挙げられる。フッ素原子を有するＲ^１の例としては、ジフルオロエチル基（－ＣＨ_２ＣＨＦ_２）、トリフルオロエチル基（－ＣＨ_２ＣＦ_３）、トリフルオロプロピル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_３等の異性体を含む）、ヘキサフルオロプロピル基（－ＣＨ_２（ＣＦ_３）_２等の異性体を含む）、トリフルオロブチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_３等の異性体を含む）、ヘキサフルオロブチル基（－ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３等の異性体を含む）、ヘプタフルオロブチル基（－ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３等の異性体を含む）、及びノナフルオロブチル基（－Ｃ（ＣＦ_３）_３等の異性体を含む）が挙げられる。生体分子を特に効率的に損傷させる観点では、Ｒ^１は、メチル基、エチル基又はトリフルオロエチル基であってよい。

リンポルフィリン化合物を構成するアニオンは、式（１）で表されるカチオンの対アニオンとして機能し得るものであれば制限はないが、生体分子損傷剤が生体に投与される場合、薬学的に許容される塩を形成するアニオンが選択される。アニオンの具体例としては、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－等のハロゲン化物イオンがある。

以上説明したリンポルフィリン化合物のｐＫ_ａは、例えば、２～９である。リンポルフィリン化合物のｐＫ_ａが２～９であることは、酸性条件下で、上記官能基中の窒素原子がプロトン（Ｈ^＋）によりトラップされやすく、中性条件下で、上記官能基中の窒素原子からリン原子への分子内電子移動が起こりやすいことを意味する。そのため、リンポルフィリン化合物のｐＫ_ａが２～９であるとｐＨによる光増感活性の差がより顕著となる傾向がある。ｐＨによる光増感活性の差は、ｐＫ_ａが３～８であると更に顕著となる傾向があり、４～７であると特に顕著となる傾向がある。このような観点から、リンポルフィリン化合物のｐＫ_ａは、２以上又は３以上又は４以上であってよく、９以下又は８以下又は７以下であってよい。

生体分子損傷剤は、上記リンポルフィリン化合物のみを有効成分として含んでいてもよい。当業者には理解されるように、生体分子損傷剤は、水等の溶媒を含んでいてもよいし、他の任意の成分を更に含んでいてもよい。生体分子損傷剤におけるリンポルフィリン化合物の濃度は、生体分子損傷剤の質量を基準として、例えば０．０１質量％以上又は９０質量％以上であってもよいし、１００質量％以下であってもよい。

上記生体分子損傷剤に含まれるリンポルフィリン化合物は、例えば、下記式（２）で表されるカチオンを有する化合物と、Ｚ^１－Ｌ^１－ＯＨで表される化合物（Ｌ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基を示し、Ｚ^１は、上記式（Ｉ）で表される含窒素芳香族複素環基を示す。）とを反応させて、式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物を生成させる工程を備える方法によって製造することができる。

式（２）中、Ｘはブロモ基又はクロロ基を示す。上記反応における反応性の観点では、式（２）中のＸはクロロ基であってよい。Ｑ^２は式（１）中のＱ^２と同義である。

式（２）で表される化合物は、例えば、下記式（３）で表される置換テトラフェニルポルフィリンと塩化ホスホリル又は臭化ホスホリルとの反応により得ることができる。下記式（３）で表される置換テトラフェニルポルフィリンは、当業者であれば、置換ベンズアルデヒド及びピロール、又は、ポルフィリン等を出発物質とする公知の合成経路により容易に製造することができる。

式（３）中、Ｑ^２は式（１）中のＱ^２と同義である。

Ｚ^１－Ｌ^１－ＯＨで表される化合物中のＺ^１及びＬ^１の詳細は、上述した式（１）に含まれるＺ^１及びＬ^１の詳細と同じである。

上記工程における、式（２）で表されるカチオンを有する化合物と、Ｚ^１－Ｌ^１－ＯＨで表される化合物との反応は、メタノール等の溶媒中で行ってもよく、そこに塩基を加えてもよい。用いられる塩基としては、特に限定されないが、例えば、ピリジンが挙げられる。塩基は、乾燥処理されたものであってもよい。

上記工程は、必要により加熱しながら行うことができる。加熱温度は出発原料、塩基、Ｚ^１－Ｌ^１－ＯＨで表される化合物、その他反応に用いる試薬等の種類によって異なるが、加熱還流しながら反応を行うことができる。反応時間は、通常、数時間～数日程度である。また、本工程は、乾燥条件下で行うことができる。

以下、実験例を挙げて本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実験例に限定されるものではない。

＜実験例１＞
Ｃｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＭＰＰ（ジクロロリン（Ｖ）テトラキス（４－メトキシフェニル）ポルフィリンクロライド）の合成

５，１０，１５，２０－テトラキス（４－メトキシフェニル）ポルフィリン（東京化成工業株式会社製）２００ｍｇを１２ｍＬの乾燥ピリジンに溶かした。そこに、４．２ｇの塩化ホスホリルを加え、７２時間加熱還流した。このとき、塩化カルシウム管を還流管上部に取り付け、空気中の水分の混入を避けた。その後、反応液の溶媒をロータリーエバポレーターを用いて留去した。展開溶媒をクロロホルム：メタノール＝４：１としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて反応物を精製し、Ｃｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＭＰＰを２３０ｍｇ得た。

得られた化合物の構造は、^１Ｈ－ＮＭＲ（ＪＥＯＬ、ＪＮＭ－ＡＬ－３００）、質量分析（ＦＡＢ－ＭＳ、ＪＥＯＬ、ＴｈｅＭＳｔａｔｉｏｎＪＭＳ－７００）、吸収スペクトル（島津製作所、ＵＶ－１６５０ＰＣ）で確認した。以下にそのデータを示す。
^１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，ＴＭＳ）：δ４．０３（ｓ，１２Ｈ，ｍｅｓｏ－ｐｈｅｎｙｌ－ＯＣＨ_３），７．３０（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝７．５Ｈｚ，８Ｈ，ｍｅｓｏ－ｍ－ｐｈｅｎｙｌ－Ｈ），７．９０（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝７．５Ｈｚ，８Ｈ，ｍｅｓｏ－ｏ－ｐｈｅｎｙｌ－Ｈ），９．１２（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝３．０Ｈｚ，８Ｈ，βＨ）．
ＦＡＢ－ＭＳ：ｍ／ｚ８３３．２（Ｍ^＋）．
紫外可視吸収スペクトル（エタノール中）：吸収極大波長λ_ｍａｘ／ｎｍ４５７，５７８，６２９．

＜実験例２＞
ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ（ビス（６－キノリノキシ）リン（Ｖ）テトラキス（４－メトキシフェニル）ポルフィリンクロライド）の合成

１０１ｍｇのＣｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＭＰＰと２ｇの６－キノリノールを脱水ピリジンに溶解し、２１６時間加熱還流した。次いで、溶媒をロータリーエバポレーターによって除去した。得られた固体生成物を、展開溶媒をクロロホルム：メタノール＝８５：１５としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで３回精製した。これにより、青紫色の固体生成物として、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰを１１０ｍｇ得た。生成量子収率は、８５％であった。

得られた化合物の構造は、^１Ｈ－ＮＭＲ（ＪＥＯＬ、３００ＭＨｚ）、質量分析（ＥＳＩ－ＨＲＴＯＦ－ＭＳ、Ｂｒｕｋｅｒ、ｃｏｍｐａｃｔ^ＴＭ）、吸収スペクトル（島津製作所、ＵＶ－１６５０ＰＣ）で確認した。以下にそのデータを示す。
^１Ｈ－ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３，δ ｉｎｐｐｍ）：９．０３６（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝３．６Ｈｚ，８Ｈ，βＨ），８．４３１（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝２．４Ｈｚ，２Ｈ，［１］），７．６０３（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝８．４Ｈｚ，８Ｈ，ｏ－ｐｈｅｎｙｌ－Ｈ），７．１７１（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝８．７Ｈｚ，８Ｈ，ｍ－ｐｈｅｎｙｌ－Ｈ），７．０９５（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ，［３］），７．０４８（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝４．２Ｈｚ，２Ｈ，［６］），６．６９８（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ，［２］），２．８８１（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ，［５］），２．３９２（ｔ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝２．７Ｈｚ，２Ｈ，［４］）．
ＥＳＩ－ＴＯＦ－ＨＲＭＳ：ｍ／ｚ１０５１．３４７５（ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｏｒＣ_６６Ｈ_４８Ｎ_６Ｏ_６Ｐ^＋ｍ／ｚ１０５１．３３７３）．
紫外可視吸収スペクトル（エタノール中）：吸収極大波長λ_ｍａｘ／ｎｍ４５６，５７４，６２３．

＜実験例３＞
Ｃｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰ（ジクロロリン（Ｖ）テトラキス（４－クロロフェニル）ポルフィリンクロライド）の合成

まず、３．８ｇのｐ－クロロベンズアルデヒドと１．９ｍｌのピロールを１００ｍＬのプロピオン酸に溶解し、９０分間加熱還流した。その後、反応液をろ過し、エタノール洗浄し、再結晶し、展開溶媒をクロロホルムとしたカラムクロマトグラフィーにより精製して、収率２６％で、テトラキス（４－クロロフェニル）ポリフィリン（ＴＣｌＰＰ）を合成した。

次いで、２００ｍｇのＴＣｌＰＰを２００ｍｌの脱水ピリジンに溶解した後、３ｍＬの塩化ホスホリルを加え、２１１時間加熱還流した。次いで、溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、展開溶媒をＣＨＣｌ_３：ＭｅＯＨ＝６：１としたカラムクロマトグラフィーで４回精製した。これにより、Ｃｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰを収率９１％で得た。

得られた化合物の構造は、^１Ｈ－ＮＭＲ（ＪＥＯＬ、３００ＭＨｚ）、質量分析（ＥＳＩ－ＨＲＴＯＦ－ＭＳ、Ｂｒｕｋｅｒ、ｃｏｍｐａｃｔ^ＴＭ）、吸収スペクトル（島津製作所、ＵＶ－１６５０ＰＣ）で確認した。以下にそのデータを示す。
^１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，３００ＭＨｚ）：δ＝９．１８６（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝４．２Ｈｚ，８Ｈ，βＨ），７．９７２（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝８．１Ｈｚ，８Ｈ，ｏ－ｐｈｅｎｙｌ－Ｈ），７．７８６（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝８．１Ｈｚ，８Ｈ，ｍ－ｐｈｅｎｙｌ－Ｈ）．
ＥＳＩ－ＴＯＦ－ＨＲＭＳ：ｍ／ｚ＝８４８．９９１４（Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ：ｍ／ｚ＝８４８．９８６４）．
紫外可視吸収スペクトル（エタノール中）：吸収極大波長λ_ｍａｘ／ｎｍ４３９，５６７，６１２．

＜実験例４＞
ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰ（ビス（６－キノリノキシ）Ｐ（Ｖ）テトラキス（４－クロロフェニル）ポルフィリンクロライド）の合成

９９ｍｇのＣｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰと１．７ｇの６－キノリノールを１１ｍＬの脱水ピリジンに溶解し、２２時間加熱還流した。溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、展開溶媒をＣＨＣｌ_３：ＭｅＯＨ＝６：１としたカラムクロマトグラフィーで２回精製した。これにより、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰを収率５７％で得た。

得られた化合物の構造は、^１Ｈ－ＮＭＲ（ＪＥＯＬ、３００ＭＨｚ）、質量分析（ＥＳＩ－ＨＲＴＯＦ－ＭＳ、Ｂｒｕｋｅｒ、ｃｏｍｐａｃｔ^ＴＭ）、吸収スペクトル（島津製作所、ＵＶ－１６５０ＰＣ）で確認した。以下にそのデータを示す。
^１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，３００ＭＨｚ）：δ＝９．０８４（ｂｒ，８Ｈ，［１］），８．４４７（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝３．３Ｈｚ，２Ｈ，［２］），７．６７２（ｓ，１６Ｈ，［３］［４］），７．１８８（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ，［５］），７．０５７（ｑ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝４．１Ｈｚ，２Ｈ，［６］），６．６８５（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝９．３Ｈｚ，２Ｈ，［７］），２．７０１（ｄ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝９．３Ｈｚ，２Ｈ，［８］），２．５５０（ｔ，Ｊ_Ｈ－Ｈ＝２．７Ｈｚ，２Ｈ，［９］）．
ＥＳＩ－ＴＯＦＨＲＭＳ：ｍ／ｚ＝１０６７．１３７５（Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ：ｍ／ｚ＝１０６７．１３８６）．
紫外可視吸収スペクトル（エタノール中）：吸収極大波長λ_ｍａｘ／ｎｍ４３７，５６３，６０６．

＜ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの物性値評価＞
（吸収スペクトル）
ｐＨの異なる１０ｍＭリン酸緩衝液（１％エタノールを含む）を用いて、酸性条件（ｐＨ３．２）及び中性条件（ｐＨ７．６）における、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの吸収スペクトルを測定した。測定には、分光光度計（島津製作所，ＵＶ－１６５０ＰＣ）を使用した。得られた吸収スペクトルより求めた吸収極大波長λ^Ａ _ｍａｘを表１に示す。

また、エタノール溶媒を用いて、濃度１０μＭで、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの吸収スペクトルを測定した。測定には、分光光度計（島津製作所，ＵＶ－１６５０ＰＣ）を使用した。得られた吸収スペクトルを図１に示す。

（蛍光分析）
ｐＨの異なる溶媒（１０ｍＭリン酸緩衝液、１％エタノールを含む）を用いて、酸性条件（ｐＨ３．２）及び中性条件（ｐＨ７．６）における、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの蛍光スペクトルを測定した。測定には、分光蛍光光度計（株式会社日立ハイテクフィールディング製，Ｆ－４５００）を使用した。得られた蛍光スペクトルのうち、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの蛍光スペクトルを図２に示す。また、蛍光スペクトルより求めた蛍光極大波長λ^ｆ _ｍａｘ及び相対蛍光量子収率Φ_ｆを表１に示す。なお、相対蛍光量子収率とは、ｐＨ３．２での蛍光量子収率を１とした相対値である。

（蛍光寿命測定）
ｐＨの異なる溶媒（１０ｍＭリン酸緩衝液、１％エタノールを含む）を用いて、酸性条件（ｐＨ３．２）及び中性条件（ｐＨ７．６）における、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの蛍光寿命τ_ｆを測定した。測定には、蛍光寿命測定装置（株式会社堀場製作所製、ＴｅｍＰｒｏ）を使用した。
（一重項酸素生成量子収率）
ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの一重項酸素生成量子収率Φ_Δを、以下の方法により算出した。すなわち、近赤外発光分光測定装置（浜松ホトニクス株式会社製，ＮＩＲ－ＰＩＩシステム）と励起光源（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、波長５３２ｎｍ）により、酸性条件及び中性条件での一重項酸素の発光強度を測定した。発光強度の測定は、ｐＨ３．２の１０ｍＭリン酸緩衝液（１％エタノールを含む）及びｐＨ７．６の１０ｍＭリン酸緩衝液（１％エタノールを含む）を用いて行った。測定された発光強度の、メチレンブルーによる一重項酸素の発光強度（蒸留水中での一重項酸素生成量子収率０．５２）に対する相対的な比率を一重項酸素生成量子収率とした。結果を表１に示す。また、得られた近赤外発光スペクトルのうち、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの近赤外発光スペクトルを図３に示す。なお、図３には、参考のため、エタノール中で測定したＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの近赤外発光スペクトルも示している。

※ＮＤ：ＮｏｔＤｅｔｅｒｍｉｎｅｄ

表１に示すように、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰは、５５０～６７０ｎｍ付近に吸収極大波長を有していることが確認された。また、図１に示すように、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰでは、吸収端が波長６７０ｎｍ程度まで確認され、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰでは、吸収端が波長６３０ｎｍ程度まで確認された。これらのことから、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰは、波長６３０ｎｍ以上で十分に励起可能であり、長波長応答性を有するといえる。また、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰは、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰには劣るもの、波長５５０ｎｍ以上で十分に励起可能であり、長波長応答性を有するといえる。

また、表１及び図２に示すように、中性条件（ｐＨ７．６）では、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの蛍光は痕跡程度しか観測されず、分子内電子移動により光増感活性が失われることが確認された。また、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの蛍光は、中性条件（ｐＨ７．６）で僅かに観察されたものの、蛍光量子収率は低く、分子内電子移動により光増感活性が弱くなることが確認された。一方、酸性条件（ｐＨ３．２）では、蛍光が回復し、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰのいずれも高い蛍光量子収率を有し、蛍光寿命も十分長いことが確認された。すなわち、酸性条件（ｐＨ３．２）では、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの光増感活性が回復することが確認された。

また、一重項酸素生成量子収率の値から、いずれの化合物も、酸性条件（ｐＨ３．２）で赤色光を照射することにより一重項酸素を発生できることが確認された。また、一重項酸素生成量子収率の値から、一重項酸素の生成活性（生成量子収率）も、中性条件（ｐＨ７．６）では弱くなる又は失われるが、酸性条件（ｐＨ３．２）では回復することが確認された。このことは、図３のＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの近赤外発光スペクトルからも確認できる。

（ｐＫ_ａ測定）
上記吸収スペクトルの測定と同様にして、異なるｐＨ（ｐＨ＝４．７、５．８、６．５）の溶媒（１０ｍＭリン酸緩衝液、１％エタノールを含む）中で、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの吸収スペクトルを測定し、吸収スペクトルのｐＨ依存性から電子ドナーとなるキノリン部位のｐＫ_ａを算出した。ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰのｐＫ_ａは４．８、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰのｐＫ_ａは４．０と見積もられた。

＜タンパク質光損傷作用の評価＞
ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰ及びＣｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰのタンパク質光損傷作用を以下の方法により評価した。

５μＭのリンポルフィリン化合物（ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰ又はＣｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰ）と１０μＭのヒト血清アルブミン（水溶性タンパク質、ＨＳＡ）を１０ｍＭリン酸緩衝液に加え、評価用溶液１（ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの評価用溶液１、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの評価用溶液１及びＣｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの評価用溶液１）を調製した。

ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰのタンパク質光損傷作用の作用機構を確認するため、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの評価用溶液１（１．２ｍＬ）及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの評価用溶液１（１．２ｍＬ）それぞれに一重項酸素の消去剤であるアジ化ナトリウム（０．７８ｍｇ）を添加し、評価用溶液２（ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの評価用溶液２及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰの評価用溶液２）を調製した。

上記で得られた評価用溶液１及び評価用溶液２に対し、赤色発光ダイオード光源（ＣＣＳ株式会社製、ＩＳＬ－１５０Ｘ１５０－ＲＲ、強度は２ｍＷ・ｃｍ^－２）を用いて赤色光を照射し、そのときのＨＳＡ中のトリプトファン残基の自家蛍光を分光蛍光光度計（株式会社日立ハイテクフィールディング製、６５０－６０）を用いて測定した。光源の極大波長は、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰでは６５９ｎｍとし、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰ及びＣｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰでは５８５ｎｍとした。ＨＳＡの中に１残基存在するトリプトファンは、光増感反応で酸化損傷されると蛍光を発しなくなることから、上記自家蛍光強度は、評価用溶液に含まれる損傷されていないＨＳＡ量に比例する。赤色光の照射前の自家蛍光強度と比較した自家蛍光強度の減少量から、ＨＳＡの損傷量を求めた。ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰにおける光照射時間とＨＳＡの損傷量との関係（ＨＳＡ損傷活性の評価結果）を図４に示し、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰにおける光照射時間とＨＳＡの損傷量との関係（ＨＳＡ損傷活性の評価結果）を図５に示し、Ｃｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰにおける光照射時間とＨＳＡの損傷量との関係（ＨＳＡ損傷活性の評価結果）を図６に示す。なお、図４～６に表示されているエラーバーは３サンプル測定したデータの平均値から求めた標準偏差を示す。本評価の評価方法の詳細は、例えば、以下の文献（１）及び（２）で確認できる。
文献（１）：ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，２０１９，Ｖｏｌ．３２，ｐ．１６３８－１６４５
文献（２）：ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，２０１８，Ｖｏｌ．３１，ｐ．３７１－３７９

図４及び図５に示すように、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰ及びＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＣｌＰＰへの赤色光照射によるタンパク質（ＨＳＡ）の光損傷を確認した。一重項酸素の消去剤であるアジ化ナトリウムを添加した場合でもタンパク質（ＨＳＡ）の光損傷は観測され、電子移動機構が確認された。また、酸素が存在する条件では、従来機構と同様に、一重項酸素もタンパク質（ＨＳＡ）の損傷に関与できることを確認した。また、ｐＨ３．２の弱酸性条件でタンパク質光損傷作用（ＨＳＡ損傷活性）が増強されること、すなわち、ｐＨによるＨＳＡ損傷活性の制御が可能であることを確認した。一方、図６に示すように、Ｃｌ_２Ｐ（Ｖ）ＴＣｌＰＰでは、弱酸性条件でのタンパク質光損傷作用（ＨＳＡ損傷活性）の増強は確認されなかった。

＜電子移動機構の熱力学的及び速度論的検証＞
ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの励起エネルギー、還元電位及びギブズエネルギーを求めた。励起エネルギーは、最低励起一重項状態のエネルギーを蛍光極大波長から計算した。還元電位（一電子還元における酸化還元電位）は、飽和カロメル電極（ＳＣＥ）を基準として、アセトニトリル中で測定した。ギブズエネルギーは、トリプトファン残基を電子移動で酸化する反応を想定し、トリプトファンの酸化電位（０．６５Ｖ）を用いて計算した。

また、ＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの評価用溶液１を用いて、ヒト血清アルブミン（１０μＭ）含有時のＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの蛍光寿命（ＨＳＡに結合したＱｕｉｎＰ（Ｖ）ＴＭＰＰの蛍光寿命）を測定したところ、ＨＳＡへの結合部位によって、電子移動が起こらない長寿命成分（３．３９ｎｓ、ｐＨ３．２）とトリプトファン残基からと考えられる電子移動で短寿命化した成分（０．２２ｎｓ、ｐＨ３．２）が観測された。これらの値から、電子移動速度定数は、ｐＨ３．２で４．２×１０^９ｓ^－１以上であると計算された。

以上より、熱力学的及び速度論的観点から、電子移動機構によるタンパク質損傷が可能であることを確認した。

Claims

下記式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物。

［式（１）中、Ｑ^１は、－Ｌ^１－Ｚ^１（Ｌ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基を示し、Ｚ^１は、下記式（Ｉ）で表される含窒素芳香族複素環基を示す。）で表される基、又は、水素原子を示し、Ｑ^２は、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基又はヨード基を示す。式（１）中、２つのＱ^１は同一であっても異なっていてもよく、複数のＱ^２は同一であっても異なっていてもよい。ただし、２つのＱ^１のうちの少なくとも１つは、－Ｌ^１－Ｚ^１で表される基である。］

[式（Ｉ）中、Ｒ^２１～Ｒ^２６は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を示し、＊は、Ｌ^１への結合手を示す。]
前記複数のＱ^２のうちの少なくとも１つが、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基である、請求項１に記載のリンポルフィリン化合物。
ｐＫ_ａが２～９である、請求項１又は２に記載のリンポルフィリン化合物。
請求項１～３のいずれか一項に記載のリンポルフィリン化合物を製造する方法であって、
下記式（２）で表されるカチオンを有する化合物と、Ｚ^１－Ｌ^１－ＯＨで表される化合物（Ｌ^１は、単結合又は炭素数１～４の二価の炭化水素基を示し、Ｚ^１は、前記式（Ｉ）で表される含窒素芳香族複素環基を示す。）とを反応させて、前記式（１）で表されるカチオンを有するリンポルフィリン化合物を生成させる工程を備える、方法。

［式（２）中、Ｘはブロモ基又はクロロ基を示し、Ｑ^２は、－ＯＲ^１（Ｒ^１は、フルオロ基で置換されていてもよい炭素数１～８の一価の炭化水素基を示す。）で表される基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基又はヨード基を示す。式（２）中、複数のＱ^２は同一でも異なっていてもよい。］
請求項１～３のいずれか一項に記載のリンポルフィリン化合物を含む、生体分子損傷剤。
５５０～６７０ｎｍの光を照射することを含む方法によって生体分子を損傷させるために用いられる、請求項５に記載の生体分子損傷剤。