JP2022553424A - 急速、高強度化学発光ジオキサン - Google Patents
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Abstract
本明細書には、化学発光プローブ、診断剤、及びイメージング剤として有用である１，２－ジオキセタンが記載される。本明細書には、そのような化合物を含有する組成物及びその使用方法も記載される。
Description
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年１０月２８日に出願された米国仮出願第６２／９２６，９８５号の利益を主張し、それは参照により本明細書に完全に記載されているかのように組み込まれる。
本出願は、２０１９年１０月２８日に出願された米国仮出願第６２／９２６，９８５号の利益を主張し、それは参照により本明細書に完全に記載されているかのように組み込まれる。
化学発光ジオキセタンは、急速な分解を受けて、励起された過渡的化学種を生成し、その後、光の放出を介して基底状態に減衰することができる、歪みのある環状過酸化物である。
そのような化合物は、酵素活性アッセイ、イムノアッセイ、及びＤＮＡ検出アッセイを含む、様々なアッセイにおける発光プローブとして有用である。化学発光ベースのアッセイは、蛍光及び吸収ベースのアッセイとは異なり、光励起が必要とされないため、優れた感度を提供することができる。
ジオキサンは、それらの使用時にその場で生成されるか、又は安定した形態で事前に調製され、次いで後に活性化され得る。前駆体アルケンの酸化を介してその場で生成される場合、化学発光ジオキセタンは、活性酸素種（reactive oxygen species、ＲＯＳ）の検出又は撮像方法としても機能することができる。安定な化学発光ジオキセタンの例は、４－メトキシ－４－（３－ホスフェートフェニル）スピロ［１，２－ジオキセタン－３，２’－アダマンタン］である。ＬＵＭＩＧＥＮ（登録商標）ＰＰＤとしても知られるこの化合物は、アルカリホスファターゼ（alkaline phosphatase、ＡＬＰ）で処理すると活性化され得る。ＡＬＰは、リン酸基の加水分解を触媒する酵素である。活性化されると、得られた化合物は、その後、１，２－ジオキサタン環の断片化を受け、光を放出し、したがってアルカリホスファターゼ標識アッセイにおける発光プローブとして機能する。
非水性条件下で高感度で強く発光するジオキサン化合物が開発されてきた。しかしながら、そのような化合物は、水性媒体中で発光が弱く、所望の分析物と接触した後に最大発光に達するまでに時間がかかるという問題があった。水性環境での弱い発光を増幅するために、界面活性剤系発光エンハンサーがジオキセタンプローブに添加されているが、そのようなエンハンサーの使用は、様々な用途において望ましくなく好適でもない。
分析物の存在に迅速に反応するジオキセタンが必要とされている。界面活性剤系エンハンサーを必要とせずに、強く発光し、水性環境での使用に好適なジオキセタンもまた必要とされている。本明細書に開示される様々な化合物は、そのような特徴を提供する。
本開示は、式Ｉの化合物及びその塩を提供する。
Ｒ１及びＲ２の各々は、独立してＣ３～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ１及びＲ２は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルキル環を提供する。Ｒ３は、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールである。
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の各々は、独立して、Ｈ、Ｑ、Ｘ、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、チオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０アルキニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちの少なくとも１つはＱである。
Ｑは、π共役電子供与基である。
Ｘは、－ＯＨ、－Ｏ－Ｇ、－Ｏ’塩、又はボロネート基である。
Ｇは、アルコール保護基である。
本開示はまた、１０００光子／秒を超えるピーク発光強度を有し、ｐＨ９．７緩衝液で処理すると３７℃で３分以下のＴ１／２を有する１つ以上の化学発光ジオキセタン化合物を含む水性組成物も提供し、組成物は界面活性剤系発光エンハンサーを実質的に含まない。
本開示はまた、試料中の分析物の存在を決定するための方法を提供し、試料を式Ｉの化合物と接触させ、発光のための試料を監視することを含む。
利点、そのいくつかは予想外であり、本開示の様々な実施形態によって達成される。本明細書に記載の様々な化合物は、非水性媒体、水性媒体、又はその両方において迅速な高強度発光シグナルを有利に提供することができる。そのような化合物を含むアッセイは、本明細書に記載の化合物の特徴を欠く化合物を有するアッセイよりも迅速に実施することができることは重要な利点である。更に、本開示の化合物は、水性媒体を含む発光の強度の増加を提供する。その水性組成物が界面活性剤系発光エンハンサーを含まなくてもよいことが、本化合物の別の利点である。そのような有利な特性により、本開示の様々な実施形態は、３分未満、１分未満、３０秒未満、又は約１５秒以下で、水性又は非水性試料中の分析物を検出することができる方法又はキットを提供することができる。
ここで、開示された主題の特定の実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に部分的に示す。開示された主題は、列挙された特許請求の範囲と併せて説明されるが、例示された主題は、開示された主題に対する特許請求の範囲を限定することを意図していないことが理解される。
本開示の化合物は、アッセイ及び化学プローブなどの化学発光用途において有用である。
本開示は、式Ｉの化合物、又はその塩を提供する。
Ｒ１及びＲ２の各々は、独立してＣ３～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ１及びＲ２は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルキル環、例えば、単環式、二環式、若しくは三環式環を提供する。Ｒ１及びＲ２は、置換又は非置換であり得る。様々な実施形態では、Ｒ１及びＲ２は、それらが結合する炭素と一緒になって、スピロ環式架橋ビシクロ又はトリシクロ基を提供するように連結している。例えば、Ｒ１及びＲ２は、それらが結合する炭素と一緒になって、スピロ環式アダマンタン、ノルボルナン、又はボルナンであり得る。
Ｒ３は、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールであり、それらの各々は、任意選択に置換されている。Ｒ３は、置換又は非置換であり得る。例えば、Ｒ３は、非置換Ｃ１～Ｃ１０アルキル、又は１つ以上のハロゲン、ヒドロキシ、アミノ、チオ、アルコキシ、アルキルアミノ、アルキルチオ、硫酸塩、若しくはカルボキシレートで置換されたＣ１～Ｃ１０アルキルであり得る。
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の各々は、独立して、Ｈ、Ｑ、Ｘ、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、チオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０アルキニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール，又はπ過剰のヘテロアリールであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちの少なくとも１つはＱである。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の各々は、置換又は非置換であり得る。
様々な実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は各々、独立して、Ｈ、Ｑ、Ｘ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、ヒドロキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、アミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、チオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、及びヘテロアリールアミノからなる群から選択され、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちの少なくとも１つはＱである。
様々な更なる実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それらが結合する芳香環に正味の電子供与効果を提供する。例えば、Ｘ、Ｑ、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が結合する芳香環は、Ｑ、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７がＨである他の点では同一の化合物と比較して電子に富んでいる。
いくつかの実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちのちょうど１つ、２つ又は３つは、Ｘであるか、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちのちょうど１つ、２つ又は３つは、Ｑであるか、又はそれらの任意の組み合わせである。いくつかの更なるそのような実施形態では、Ｘ又はＱではないＲ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の残部は、Ｈである。例えば、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６の各々は、Ｈであり得るが、Ｒ７は、Ｑである。
Ｑは、π共役基、電子供与基、又はその両方である。様々な実施形態では、Ｑは、π共役電子供与基である。様々な実施形態では、Ｑは、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールである。Ｑは、置換又は非置換であり得る。いくつかの実施形態では、Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニルである場合、１つ以上の電子供与基で置換されるか、電子求引基を含まないか、又はその両方である。様々な実施形態では、Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニルである場合、存在する場合、ビニル位及びアリル位は、いくつかの更なる実施形態では非置換である。例えば、Ｑは、非置換ビニルであり得る。いくつかの実施形態では、Ｑが、Ｃ６～Ｃ１０アリールである場合、１つ以上の電子供与基で置換されるか、電子求引基を含まないか、又はその両方である。例えば、Ｑは、非置換フェニル、１つ以上の電子供与基で置換されたフェニル、又は電子供与性置換基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されたフェニルであり得る。別の例として、Ｑは、置換基の正味効果が電子供与効果であるように、置換基で置換されたビニル又はフェニルであり得る。更なる例では、Ｑは、チオフェニル、フラニル、ピロリル、ベンゾチオフェニル、ベンゾフラニル、又はインドリルなどのπ過剰のヘテロアリールである。特定の実施形態では、Ｑは、置換又は非置換チオフェン－２－イル又はチオフェン－３－イルである。
Ｘは、－ＯＨ、－Ｏ－Ｇ、－Ｏ’塩、又はボロネート基である。様々な実施形態では、Ｘは、化学的又は酵素的トリガーでオキシアニオンを生成する基である。Ｘがボロネート基である場合、以下の構造を有する。
ボロネート基のＲ８及びＲ９の各々は、独立して、Ｈ若しくはＣ１～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ８及びＲ９は、それらが結合するボロネートと一緒になって、Ｃ２～Ｃ１０環式のボロン酸エステルである。例えば、Ｘは、４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラニル又は－Ｂ（ＯＨ）２であり得る。
様々な実施形態では、Ｘは、－Ｏ－Ｇであり、Ｇは、アルコール保護基、分析物応答性基、又はその両方である。例えば、Ｇは、トリアルキルシリル、アルキルアリールシリル、アリールスルホニル、ジオキソベンジル、トリチル、アルキルカーボネート、ホスホリル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロフラニル、ピラノシル、ピラヌロニル（pyranuronyl）、フラノシル、アシル、ベンゾイル、又はベンジルであり得る。いくつかの実施形態では、Ｇは、ガラクトシル、グルコシル、又はグルクロニルなどのピラノシル又はピラヌロニルである。更なるそのような実施形態では、Ｇは、β－ガラクトシル、β－グルコシル、又はβ－グルクロニルである。Ｇはまた、ホスフェート、ホスホネートなどのリン含有基であり得る。例えば、Ｇは、－ＰＯ３Ｈ２又はその塩若しくはエステルであり得る。更なる実施形態では、Ｇは、２，４－ジニトロベンゼンスルホニル、３，４，６－トリメチル－２，５－ジオキソベンジル、４－アジドベンジルオキシ、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル、アセチル、ピバロイル、酵素切断可能な部分である。例えば、Ｇは、ホスファターゼ切断可能な部分又はペプチダーゼ切断可能な部分であり得る。Ｇはまた、ペンダント保護基の除去がリンカーの断片化及び保護基Ｇの除去を引き起こすように、ペンダント保護基を有する二価の断片化性リンカーを含み得る。したがって、Ｇは、４－アミノベンジル、４－（アルキルアミノ）ベンジル、４－オキシベンジル、４－（オキシメチル）ベンジル、オキシメチル、アミノメチル、アルキルアミノメチルなどの二価の断片化可能なリンカーを、トリアルキルシリル、アルキルアリールシリル、アリールベンゼンスルホニル、ジオキソベンジル、トリチル、アルキルカーボネート、ホスホリル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロフラニル、ピラノシル、ピラヌロニル、フラノシル、アシル、ベンゾイル、ベンジル又はボロネート基などの末端保護基と一緒に含有することができる。
Ｘ及び－Ｏ－Ｇの例としては、以下の構造が挙げられる。
本開示はまた、式ＩＩの化合物、又はその塩も提供する。
Ｒ１０及びＲ１１の各々は、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリールである。いくつかの実施形態では、Ｒ１０及びＲ１１は、独立して、Ｈ又はハロゲンである。
本開示はまた、式ｌｌａ及びＩＩｂの化合物、又はその塩も提供する。
Ｒ１０及びＲ１１の各々は、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリールである。いくつかの実施形態では、Ｒ１０及びＲ１１は、独立して、Ｈ又はハロゲンである。
本開示は、式ＩＩＩの化合物、又はその塩を更に提供する。
Ｒ１２及びＲ１３の各々は、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０アルキニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１２及びＲ１３は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する。いくつかの実施形態では、Ｒ１２及びＲ１３は、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１２及びＲ１３は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供するか、又はＲ１２及びＲ１３は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する。いくつかの更なる実施形態では、Ｒ１２及びＲ１３は、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである。
Ｒ１４は、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、又はヘテロアリールアミノ、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである。いくつかの実施形態では、Ｒ１４は、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである。
Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、一緒に、Ｘが結合するフェニル環に正味の電子供与効果を有する。例えば、Ｘが結合する芳香環は、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４がＨである他の点では同一の化合物と比較して電子に富んでいる。
様々な実施形態では、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４のうちの少なくとも１つ又は２つは、Ｈである。
本開示は、式ＩＩＩａ及びＩＩＩｂの化合物、又はその塩を更に提供する。
Ｒ１２及びＲ１３の各々は、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０アルキニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１２及びＲ１３は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する。いくつかの実施形態では、Ｒ１２及びＲ１３は、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１２及びＲ１３は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供するか、又はＲ１２及びＲ１３は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する。いくつかの更なる実施形態では、Ｒ１２及びＲ１３は、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである。
Ｒ１４は、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、又はヘテロアリールアミノ、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである。いくつかの実施形態では、Ｒ１４は、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである。
Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、一緒に、Ｘが結合するフェニル環に正味の電子供与効果を有する。例えば、Ｘが結合する芳香環は、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４がＨである他の点では同一の化合物と比較して電子に富んでいる。
様々な実施形態では、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４のうちの少なくとも１つ又は２つは、Ｈである。
本開示は、以下の式：
の１つ以上による化合物、又はその塩を更に提供する。
の１つ以上による化合物、又はその塩を更に提供する。
本開示は、以下の式：
の１つ以上による化合物、又はその塩を更に提供する。
の１つ以上による化合物、又はその塩を更に提供する。
Ｚ、Ｌ及びＪの各々は、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、ＮＲ１５、又は（ＣＲ１６Ｒ１７）ｎであり、各Ｒ１５は、独立して、Ｈ、アルキル、アシル、ベンジル、アルキルオキシカルボニル、アリールスルホニルであり、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０及びＲ２１の各々は、存在する場合、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、及びＲ２０のいずれか２つは、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する。
いくつかの実施形態では、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０及びＲ２１の各々は、存在する場合、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、若しくはヘテロアリールアミノ、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、及びＲ２０のいずれか２つは、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する。
様々な実施形態では、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、及びＲ２０のうちの少なくとも１つは、電子供与基である。他の実施形態では、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１８及びＲ２０の各々は、存在する場合、水素である。
式Ｉ、ＩＩ、ｌｌａ、ＩＩＩ、ＩＩＩａ、ＩＩＩｂ、及びＸＩＩ（下記）の化合物を含む前述の化合物のいずれかにおいて、Ｒ４又はＲ５は、Ｃ１～Ｃ１０アルキル（例えば、ＣＨ３）又はハロ（例えば、クロロ）であり得る。更に、式ＸＩＩ～ＸＩＶの化合物を含む前述の化合物のいずれかにおいて、Ｒ１２は、Ｃ１～Ｃ１０アルキル（例えば、ＣＨ３）であり得る。
本開示は、式（ＩＶ）～（ＸＶ）による化合物、又はその塩を更に提供する。
本開示は、以下の構造：
のうちの１つ以上による化合物又はその塩を提供する。
のうちの１つ以上による化合物又はその塩を提供する。
本開示は、本明細書に記載の化合物のうちの１つ以上、そのオレフィン前駆体、又はその塩を含む組成物を提供する。オレフィン前駆体は、分析物、酸化剤、アルカリホスファターゼ、又は光酸化条件で処理すると、本明細書に記載の任意の化合物（例えば、式Ｉ、ＩＩ、ｌｌａ、ＩＩＩ、ＩＩＩａ、ＩＩＩｂ及びＩＶ～ＸＶの化合物）を提供する。
組成物は、水性組成物又は非水性組成物であり得る。組成物は、水性溶媒及び非水性溶媒の両方の混合物であり得る。様々な実施形態では、組成物は、界面活性剤系発光エンハンサー、界面活性剤、又はその両方を実質的に含まない。例えば、組成物は、非環式アルキル基（例えば、少なくとも８個の炭素の非環式基）又は芳香族基（例えば、少なくとも６個の炭素を含む芳香族基）及び１つ以上の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、四級ホスホニウム界面活性剤塩、エチレングリコール、若しくはフルオレセインの先端基のいずれかであるテール基を有する界面活性剤を実質的に含まなくてもよい。更なる例として、組成物は、臭化セトリモニウム（cetrimonium bromide、ＣＴＡＢ）、塩化セチルピリジニウム（cetylpyridinium chloride、ＣＰＣ）、塩化ベンザルコニウム（benzalkonium chloride、ＢＡＣ）、塩化ベンゼトニウム（benzethonium chloride、ＢＺＴ）、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムブロミド（dioctadecyldimethylammonium bromide、ＤＯＤＡＢ）、ａ’－トリブチルホスホニウム－ｐ－キシレンクロリド、ポリ（ビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド）（ＴＢＥ）、ポリ（ビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド）、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００、Ｔｗｅｅｎ界面活性剤、ポリエチレングリコール頭部を有する長いアルキル鎖を有する界面活性剤、ポリ（ビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド）、Ｂｒｉｊ（登録商標）界面活性剤、ＩＧＥＰＡＬ（登録商標）界面活性剤、オクチルフェノキシポリエトキシエタノールなどを実質的に含まなくてもよい。組成物は、Ｎ－（３’，６’－ジヒドロキシ－３－オキソ－３Ｈ－スピロ［イソベンゾフラン－１，９’－キサンタン］－５－イル）テトラデカンアミド及び他のフルオレセイン含有界面活性剤などのフルオレセイン含有化合物を含まなくてもよい。
様々な実施形態では、組成物は緩衝液を含有する。緩衝液は、必ずしもそうである必要はないが、アルカリ系又はアミン系緩衝液であり得る。例示的なアミン系緩衝液は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手可能な２２１緩衝液である。同様に、組成物は、必ずしも塩基性ｐＨを有する必要はないが、必ずしもそうではない。例えば、組成物は、約４～１２、約５～１２、約６～１２、約７～１２、約８～１２、約９～１２、約１０～１２、約４～１１、約４～１０、約４～９、約４～約８、約４～７、約４～６、又は約４～５のｐＨを有することができる。組成物のｐＨは、アルカリ性ｐＨ値の場合のように分析物トリガー除去時に直ちに発光させるか、又は塩基で処理すると発光するように組成物のｐＨを酸性にするかに基づいて選択することができる。
様々な実施形態では、組成物は、１，０００光子／秒を超えるピーク発光強度を有し、ｐＨ９．７緩衝液で処理すると３７℃で３分以下のＴ１／２を有する。様々な例では、ピーク発光強度は、約２，０００光子／秒超、約３，０００光子／秒超、約４，０００光子／秒超、約５，０００光子／秒超、約６，０００光子／秒超、約７，０００光子／秒超、約８，０００光子／秒超、約９，０００光子／秒超、又は約１０，０００光子／秒超であり得、Ｔ１／２は、約３分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下、約２０秒以下、約１５秒以下、又は約１０秒以下であり得る。例えば、本開示は、１０００光子／秒を超えるピーク発光強度を有し、ｐＨ９．７緩衝液で処理すると３７℃で３分以下のＴ１／２を有する１つ以上のジオキセタン化合物を含む水性組成物を提供し、組成物は界面活性剤系発光エンハンサーを実質的に含まない。
本開示はまた、試料中の分析物を検出する方法を提供し、試料を本明細書に記載の化合物のうちの１つ以上、そのオレフィン前駆体、その塩、又はそれらを含む組成物を接触させ、次いで発光のための試料を監視することを含む。様々な実施形態では、方法は、得られた発光の強度を測定し、強度を分析物の存在に相関させることを伴う。
いくつかの実施形態では、方法は、試料のｐＨを増加させることを更に伴う。例えば、ｐＨは、７以上、８以上、９以上、１０以上、又は１１以上に調整することができる。
様々な実施形態では、分析物は、約３分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下、約２０秒以下、約１５秒以下、又は約１０秒以下で検出される。例えば、試料は、約３分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下、約２０秒以下、約１５秒以下、又は約１０秒以下の間で監視することができる。
分析物は、組成物から本明細書に記載の任意の化合物（例えば、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩａ、ＩＩＩ、ＩｌＩａ、ＩＩＩｂ、及びＩＶ～ＸＶの化合物）を生成する任意の物質であり得、Ｘは、オキシアニオンである。例えば、様々な実施形態では、分析物は、アルカリホスファターゼ、ペプチダーゼ、グルコシダーゼ、過酸化水素又は他の活性酸素種などの酸化剤、グルタチオン、フッ化物、又はアルカリ条件下での塩基であり得る。
本開示は、分析物の存在を決定するためのキットを更に提供し、そのキットは、本明細書に記載の化合物のうちの任意の１つ以上の化合物、そのオレフィン前駆体、その塩、又はそれらを含む組成物を含む。キットは、本明細書に記載の方法に従って説明書を含むことができる。
本明細書に記載の化合物及び組成物は、分析物及びプローブの存在を特定するシグナルを生成するために分析物によって直接誘発され得るか、又は分析物を接触させることを含む１つのステップ、及びｐＨを上昇させることを伴う別のステップである２つのステッププロセスで誘発され得る。
本開示の化合物は、Ｘ又はＧ基を修飾することによって様々な異なる分析物を検出するためのプローブとして構成することができる。例えば、本明細書に記載の化合物は、Ｇでグルコシル基を提供することによってβ－ガラクトシダーゼを検出するように構成され、Ｘでボロン酸エステルを提供することによって過酸化水素又は他の酸化剤を検出するように構成され、Ｘでホスファート又はＧでホスホリル基を提供することによってアルカリホスファターゼを検出するように構成され、Ｇでジニトロベンゼンスルホンアミノベンジル基を提供することによってグルタチオンを検出するように構成され、Ｇでトリアルキルシリル基を提供することによってフッ素を検出するように構成され、ＸがＯＨであるアルカリ性条件を検出するように構成され得る。
この化合物は、可能な限り最も強いシグナルを提供するように分析物によって誘導されると、可能な限り短時間に全ての可能な光を放出することが望ましい。化学発光が一定期間にわたって徐々に放出される場合、光強度（光子／秒）が減少し、検出感度が損なわれ得る。発光シグナルのプロファイルの例を図１に示す。
発光の増加率、又は立ち上がり時間は、最大発光までの時間（ｔｍａｘ）又は発光半減期（Ｔ１／２）のいずれかによって説明することができる。
本明細書に記載の化合物は、酵素基質として使用することができる。例えば、Ｇがリン含有基である様々な化合物は、アルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）酵素などの基質として使用することができる。理論によって限定されるものではないが、１つの例示的な機構は、ＡＬＰ酵素がリン含有基を加水分解して、溶液のアルカリ環境（例えば、ｐＨ９．７緩衝液）に起因して直ちに脱プロトン化されるフェノールを提供することを伴う。オキシアニオンの生成により、１，２－ジオキセタンは、２つの化合物：２－アダマンタノン及び励起状態にあるフェニルエステルに分解される。次いで、励起フェニルエステルは、光を放出することによって、直ちに基底状態に減衰する。
得られた光強度は、酵素の量の一次関数である。したがって、本明細書に記載の化合物を使用して、アッセイで使用される標識酵素を検出し得る。例えば、ジオキセタンが光を提供する化学プロセスのステップは、以下のステップ：（ｉ）Ｘ＋Ｓ→Ｘ＋Ｓ’（ｉｉ）Ｓ’→Ｐ＊及び（ｉｉｉ）ｐ＊→ｐ＋光に従って説明することができる。ステップ（ｉ）は、基質の触媒代謝回転を表し、Ｘは、基質をその活性化形態に変換する酵素又は他の成分であり、ステップ（ｉｉ）は、活性化基質の一過性励起種への分解を表し、ステップ（ｉｉｉ）は、励起種の基底状態への崩壊及び光の排出を表す。光強度は、ステップ（ｉ）における基質の触媒回転率及びステップ（ｉｉ）における得られた光生成化合物Ｐ＊の寿命である。ステップ（ｉｉ）は、通常、速度定数ｋを有する１次関数であり、その半減期：Ｔ１／２＝（Ｉｎ ２）／ｋによって特徴付けることができる。ステップ（ｉｉｉ）は、他のステップと比較して非常に短く、一般に反応速度に有意な影響を有さない。
化学発光強度／時間プロファイルは、初期の発光強度の立ち上がり期間及びその後の定常状態強度の期間を含む。Ｓ’→Ｐ＊の遅い一次反応は、Ｓ’の濃度が定常状態に達するまで時間がかかるため、立ち上がり時間が長くなることに対応する。Ｓ’→Ｐ＊の高速反応は、より短い初期立ち上がり期間に対応し、したがって急速な立ち上がりを提供する。酵素化学発光反応の場合、強度は典型的には高レベルでプラトー化され、得られたシグナルは、図５に示されるシグナルの形状に対応する。定常強度の不在は、酵素の基質枯渇又はその後の不活性化のいずれかを示す。酵素生成化学発光の検出は、任意の時点での光強度が酵素の量に関連し得るため、測定プロセスにおける柔軟性を提供するが、酵素生成プロセスは、例えば、酵素標識のサイズ及び「粘着性」の性質による欠点を有し得る。しかしながら、感度を最大にするために、定常状態強度の期間中、最大強度（Ｉｍａｘ）又はその付近で測定することが最適である。
本明細書に記載の化合物はまた、イムノアッセイにおける相補的結合パートナーのうちの１つの直接標識として使用することができる。本明細書に記載の化合物は、大きな生物発光分子及び他の種類の酵素標識とは対照的に、それらが小分子であるため、標識として有利に使用される。
したがって、本開示はまた、本明細書に記載の化合物を化学発光プローブとして使用するアッセイに関する。
様々な実施形態では、アッセイは、結合及び非結合リガンドが分離される必要がない均質（非分離）アッセイであり得るか、又はアッセイは、標識された結合対錯体が非結合標識反応物から分離される不均質アッセイであり得る。アッセイは、手動で実行されるように構成され得るか、又は自動化され、ロボットで実行され得る。アッセイは、試験チューブ、キュベット、マイクロウェル、又はそれらの組み合わせで実施することができる。様々な実施形態では、試験チューブ、キュベット、マイクロウェル、又はアッセイが実施される他の容器は、少なくとも部分的に不透明、完全に不透明、黒色、白色、又はそれらの組み合わせである。
アッセイは、ウエスタンブロットで固定化されたタンパク質で、サザンブロット又はノルサンブロットで固定化された核酸で実施することができる。
イメージングは、照度計、Ｘ線フィルム、又は電荷結合デバイス（charge coupling device、ＣＣＤ）カメラシステムを使用して記録することができる。
化学発光の測定は、蛍光分光及び吸収分光法に優る利点を有する。例えば、蛍光及び吸収分光法は、入射光又はバックグラウンド信号のいずれかから生成される干渉信号に悩まされ得る。
本明細書に記載のアッセイは、Ｊ．Ｅ．Ｗａｍｐｌｅｒ，Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎに記載の非限定的な例に従って化学発光を測定するように構成され得る。ｔｈｅ Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｉｔ，ｉｎ Ｃｈｅｍｉ－ａｎｄ Ｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，Ｊ．Ｇ．Ｂｕｒｒ，ｅｄ．，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１－４４（１９８５），Ａ．Ｋ．Ｃａｍｐｂｅｌｌ，Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，ｉｎ Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｅｌｌｉｓ Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ，６８－１２６（１９８８），Ｆ．Ｂｅｒｔｈｏｌｄ，Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙｓ，ｉｎ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｋ．Ｖａｎ Ｄｙｋｅ ａｎｄ Ｒ．Ｖａｎ Ｄｙｋｅ，ｅｄｓ．，ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｂｏｃａ Ｒａｔｏｎ，１１－２５（１９９０），ａｎｄ Ｔ．Ｎｉｅｍａｎ，Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｏｖｅｒｖｉｅｗ，ｉｎ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｏｒｌａｎｄｏ，６０８－６１３（１９９５）を参照し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の化合物を生物学的分子に結合させるために、いくつかのアプローチを使用することができる。例えば、化合物が、例えば、カルボキシル、カルボキシルハライド、スルホニルハライド、カルボアルコキシ、カルボキサミド、カルボキシム、又はＮ－スクシンイミジルカルボキシなどの反応基を含有する場合、そのような基は、例えば、カルボジイミド又は１，１－カルボニルジイミダゾールなどのコンジュゲーション試薬を使用して、ヒドロキシル官能基又はアミノ官能基に共有結合することができる。Ｎ－マレイミド基は、タンパク質中のスルフヒドリル残基と直接反応する。化合物が芳香族アミノ基を含有する場合、これらはジアゾニウム塩に変換され、タンパク質のチロシン基に見られるものなどのフェノール基と反応することができる。多環式芳香族部分若しくは他の光生成基、又は脱離基中に存在する１つの反応基のいずれかを使用して、本発明の化合物を生物学的分子に付着させることができる。
本開示の化合物は、一般に、例えば、スキーム１に記載の合成手法に従って調製することができる。
２－アダマンタノン及び３置換安息香酸エステルは、オキソフィル性チタン及び還元剤を含むＭｃＭｕｒｒｙ反応条件にそれらを供することによって一緒に結合することができる。得られたオレフィンは、例えば、保護基Ｇ又は環上の更なる官能化位置Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７を除去又は置換することによって更に修飾され得る。次に、オレフィンを光酸素化条件に供して、１，２－ジオキセタン生成物を提供する。様々な実施形態では、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｇ及びＸは、例えば、実施例１に従って記載されるように、本出願の様々な実施形態のいずれかに記載されている通りである。いくつかの実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ１０及びＲ１１は、Ｈである。いくつかの実施形態では、Ｒ３は、置換又は非置換アルキル及びＲ７は、電子供与基である。
本明細書で使用される場合、光「強度」又は発光「強度」という用語は、光子／秒の発光速度を指す。強度は、照度計の使用によって測定することができる。照度計は、周囲光を除外するハウジング内の光検出器である。光電子増倍チューブ及びフォトダイオードを含む任意の好適な照度計を使用することができる。
「発光速度」という用語は、発光の増加速度、すなわち、経時的な光強度の変化を指す。
本明細書で使用される「感度」という用語は、測定される分析物又は生成物のシグナルが再現可能に検出され得る最低レベルを指す。
本明細書で使用される場合、「アルキル」という用語は、１～２０個の炭素原子、１０～２０個の炭素原子、１２～１８個の炭素原子、６～約１０個の炭素原子、１～１０個の炭素原子、１～８個の炭素原子、２～８個の炭素原子、３～８個の炭素原子、４～８個の炭素原子、５～８個の炭素原子、１～６個の炭素原子、２～６個の炭素原子、３～６個の炭素原子、又は１～３個の炭素原子を有する置換又は非置換の直鎖、分岐鎖又は環状の飽和単価又は二価の基を指す。直鎖一価の例（Ｃ１～Ｃ２０）－アルキル基としては、メチル（すなわち、ＣＨ３）、エチル、ｎ－プロピル、ｎ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｎ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル基などの１～８個の炭素原子を有するものが挙げられる。分岐一価の例（Ｃ１～Ｃ２０）－アルキル基としては、イソプロピル、イソ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔ－ブチル、ネオペンチル、及びイソペンチルが挙げられる。直鎖二価の例（Ｃ１～Ｃ２０）－アルキル基としては、－ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、及び－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２などの１～６個の炭素原子を有するものが挙げられる。分岐二価アルキル基の例としては、－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２－及び－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２が挙げられる。環状アルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンテル、シクロヘキシル、シクロオクチル、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、ビシクロ［２．１．１］ヘキシル、ビシクロ［２．２．１］ヘプチル、及びアダマンチルが挙げられる。シクロアルキル基は、限定されないが、ノルボルニル、アダマンチル、ボルニル、カンファニル、イソカンベニル、及びカルニル基などの置換及び非置換の多環式シクロアルキル基、並びにデカリニルなどが挙げられるが、これらに限定されない縮合環を更に含む。例えば、シクロアルキルとしては、１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の置換基、例えば、メチレン架橋の三次橋頭位置に置換されたアダマンチルが挙げられる。いくつかの実施形態では、アルキルは、置換及び非置換アルキルの組み合わせを含む。一例として、アルキル、また（Ｃ１）アルキルは、メチル及び置換メチルを含む。特定の例として、（Ｃ１）アルキルは、ベンジルを含む。更なる例として、アルキルは、メチル及び置換（Ｃ２～Ｃ８）アルキルを含むことができる。アルキルはまた、置換メチル及び非置換（Ｃ２～Ｃ８）アルキルを含むことができる。いくつかの実施形態では、アルキルは、メチル及びＣ２～Ｃ８直鎖アルキルであり得る。いくつかの実施形態では、アルキルは、メチル及び置換（Ｃ２～Ｃ８）アルキルであり得る。メチルという用語は、置換されていない－ＣＨ３であると理解される。メチレンという用語は、置換されていない－ＣＨ２であると理解される。比較のために、（Ｃ１）アルキルという用語は、置換若しくは非置換－ＣＨ３又は置換若しくは非置換－ＣＨ２－であると理解される。代表的な置換アルキル基は、本明細書に列挙される基のいずれか、例えば、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリール、アミノ、ハロアルキル、ヒドロキシ、シアノ、カルボキシ、ニトロ、チオ、アルコキシ、及びハロゲン基で１回以上置換され得る。更なる例として、代表的な置換アルキル基は、置換された１つ以上のフルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、アミノ、アミド、アルキル、アルコキシ、アルキルアミド、アルケニル、アルキニル、アルコキシカルボニル、アシル、ホルミル、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールオキシ、カルボキシ、ハロアルキル、ヒドロキシ、シアノ、ニトロソ、ニトロ、アジド、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、チオ、アルキルチオ、アリールチオール、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、スルホン酸、カルボン酸、ジアルキルアミノ及びジアルキルアミドであり得る。いくつかの実施形態では、代表的な置換アルキル基は、アミノ、ヒドロキシ、シアノ、カルボキシ、ニトロ、チオ、及びアルコキシを含むが、ハロゲン基を含まない一連の基から置換され得る。したがって、いくつかの実施形態では、アルキルは、非ハロゲン基で置換され得る。例えば、代表的な置換アルキル基は、ブロモ以外のハロゲンで置換された、又はフルオロ以外のハロゲンで置換されたブロモ基で置換されたフルオロ基で置換され得る。いくつかの実施形態では、代表的な置換アルキル基は、１つ、２つ、３つ以上のフルオロ基で置換され得るか、又はそれらは、１つ、２つ、３つ以上の非フルオロ基で置換され得る。例えば、アルキルは、トリフルオロメチル、ジフルオロメチル、又はフルオロメチルであり得るか、又はアルキルは、トリフルオロメチル、ジフルオロメチル、又はフルオロメチル以外の置換アルキルであり得る。アルキルは、ハロアルキル又はアルキルであり得、ハロアルキル以外の置換アルキルであり得る。
本明細書で使用される場合、「アルケニル」という用語は、少なくとも１つの炭素－炭素二重結合及び２～２０個の炭素原子、１０～２０個の炭素原子、１２～１８個の炭素原子、６～約１０個の炭素原子、２～１０個の炭素原子、２～８個の炭素原子、３～８個の炭素原子、４～８個の炭素原子、５～８個の炭素原子、２～６個の炭素原子、３～６個の炭素原子、４～６個の炭素原子、２～４個の炭素原子、又は２～３個の炭素原子を有する置換又は非置換の直鎖、分岐鎖又は環状の飽和単価又は二価の基を指す。二重結合は、トランス又はシス配向であり得る。二重結合は、末端又は内部にあり得る。アルケニル基は、二重結合を含有するアルケニル基の一部を介して結合することができ、例えば、ビニル、プロペン－１－イル及びブタ－１－イルであり得るか、又はアルケニル基は、二重結合を含有しないアルケニル基の一部、例えば、ペンテン－４－イルを介して結合することができる。指定されている場合、親部分は、非ビニル位置ではなく、二重結合のビニル位置でアルケニル基に結合していると理解されるべきである。例えば、芳香環がπ共役アルケニル基で置換されている場合、非ビニル位置ではなくビニル位置で置換されていると理解されるべきである。更なる例として、π共役プロペニル基で置換された芳香環は、プロペン－３－イル基ではなくプロペン－１－イル又はプロパ－２－エン基であると理解されるであろう。一価の例（Ｃ２～Ｃ２０）－アルケニル基としては、ビニル、プロペニル、プロペン－１－イル、プロパ－２－イル、ブテニル、ブテニル－１－イル、ブトン－２－イル、ｓｅｃ－ブテン－１－イル、ｓｅｃ－ブテン－３－イル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、及びオクテニル基などの１～８個の炭素原子を有するものが挙げられる。分岐一価の例（Ｃ２～Ｃ２０）－アルケニル基としては、イソプロペニル、イソ－ブテニル、ｓｅｃ－ブテニル、ｔ－ブテニル、ネオペンテニル、及びイソペンテニルが挙げられる。直鎖二価の例（Ｃ２～Ｃ２０）アルケニル基としては、－ＣＨＣＨ－、－ＣＨＣＨＣＨ２－、－ＣＨＣＨＣＨ２ＣＨ２－、及び－ＣＨＣＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－などの２～６個の炭素原子を有するものが挙げられる。分岐二価アルキル基の例としては、－Ｃ（ＣＨ３）ＣＨ－及び－ＣＨＣ（ＣＨ３）ＣＨ２が挙げられる。環状アルケニル基の例としては、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、及びシクロオクテニルが挙げられる。例えば、アルケニルは、ビニル及び置換ビニルであり得る。例えば、アルケニルは、ビニル及び置換（Ｃ３～Ｃ６）アルケニルであり得る。アルケニルはまた、置換ビニル及び非置換（Ｃ３～Ｃ６）アルケニルを含むことができる。代表的な置換アルケニル基は、本明細書に列挙される基のいずれか、例えば、モノアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、シアノ、アセチル、アミド、カルボキシ、ニトロ、アルキルチオ、アルコキシ、及びハロゲン基で１回以上置換され得る。更なる例として、代表的な置換アルケニル基は、置換された１つ以上のフルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、アミノ、アミド、アルキル、アルコキシ、アルキルアミド、アルケニル、アルキニル、アルコキシカルボニル、アシル、ホルミル、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールオキシ、カルボキシ、ハロアルキル、ヒドロキシ、シアノ、ニトロソ、ニトロ、アジド、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、チオ、アルキルチオ、アリールチオール、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、スルホン酸、カルボン酸、ジアルキルアミノ及びジアルキルアミドであり得る。いくつかの実施形態では、代表的な置換アルケニル基は、モノアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、シアノ、アセチル、アミド、カルボキシ、ニトロ、アルキルチオ及びアルコキシを含むが、ハロゲン基を含まない一連の基から置換され得る。したがって、いくつかの実施形態では、アルケニルは、非ハロゲン基で置換され得る。いくつかの実施形態では、代表的な置換アルケニル基は、ブロモ以外のハロゲンで置換された、又はフルオロ以外のハロゲンで置換されたブロモ基で置換されたフルオロ基で置換され得る。例えば、アルケニルは、１－フルオロビニル、２－フルオロビニル、１，２－ジフルオロビニル、１，２，２－トリフルオロビニル、２，２－ジフルオロビニル、トリフルオロプロペン－２－イル、３，３，３－トリフルオロプロペニル、１－フルオロプロペニル、１－クロロビニル、２－クロロビニル、１，２－ジクロロビニル、１，２，２－トリクロロビニル、又は２，２－ジクロロビニルであり得る。いくつかの実施形態では、代表的な置換アルケニル基は、１つ、２つ、３つ以上のフルオロ基で置換され得るか、又はそれらは、１つ、２つ、３つ以上の非フルオロ基で置換され得る。
本明細書で使用される場合、「アルキニル」という用語は、少なくとも１つの三重結合が２つの炭素原子間に存在することを除いて、置換又は非置換直鎖及び分岐鎖アルキル基を指す。したがって、アルキニル基は、２～５０個の炭素原子、２～２０個の炭素原子、１０～２０個の炭素原子、１２～１８個の炭素原子、６～約１０個の炭素原子、２～１０個の炭素原子、２～８個の炭素原子、３～８個の炭素原子、４～８個の炭素原子、５～８個の炭素原子、２～６個の炭素原子、３～６個の炭素原子、４～６個の炭素原子、２～４個の炭素原子、又は２～３個の炭素原子を有する。例としては、エチニル、プロピニル、プロピン－１－イル、プロピン－２－イル、ブチニル、ブチニ－１－イル、ブチニ－２－イル、ブチン－３－イル、ブチン－４－イル、ペンチニル、ペンチン－１－イル、ヘキシニルが挙げられるが、これらに限定されない。例としては特に、－Ｃ≡ＣＨ、－Ｃ≡Ｃ（ＣＨ３）、－Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）、－ＣＨ２Ｃ≡ＣＨ、－ＣＨ２Ｃ≡Ｃ（ＣＨ３）、及び－ＣＨ２Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「アリール」という用語は、６～２０個の炭素原子、１０～２０個の炭素原子、１２～２０個の炭素原子、６～約１０個の炭素原子、又は６～８個の炭素原子を有する、環式芳香族炭化水素であるアレーンから水素原子を除去することによって誘導される、置換又は非置換の一価基を指す。（Ｃ６～Ｃ２０）アリール基の例としては、フェニル、ナフタレニル、アズレニル、ビフェニル、インダセニル、フルオレニル、フェナントレニル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフテニル、クリセニル、アントラセニル基が挙げられる。例としては、置換フェニル、置換ナフタレニル、置換アズレニル、置換ビフェニル、置換インダセニル、置換フルオレニル、置換フェナントレニル、置換トリフェニレニル、置換ピレニル、置換ナフテニル、置換クリセニル、及び置換アントラセニル基が挙げられる。例としては、非置換フェニル、非置換ナフタレニル、非置換アズレニル、非置換ビフェニル、非置換インダセニル、非置換フルオレニル、非置換フェナントレニル、非置換トリフェニレニル、非置換パイレニル、非置換ナフタセニル、非置換クリセニル、及び非置換アントラセニル基も挙げられる。アリールは、フェニル基及び非フェニルアリール基も含む。これらの例から、（Ｃ６～Ｃ２０）アリールという用語は、単環式及び多環式（Ｃ６～Ｃ２０）アリール基を包含し、縮合及び非縮合ポリ環状（Ｃ６～Ｃ２０）アリール基を含むことは明らかである。
本明細書で使用される場合、「ヘテロシクリル」という用語は、環内に３個以上の原子を含有する置換芳香族、非置換芳香族、置換非芳香族、及び非置換非芳香環を指し、そのうちの１つ以上は、Ｎ、Ｏ、及びＳなどのヘテロ原子である、これらに限定されない。「ヘテロアリール」という用語は、完全に芳香族ヘテロシクリルであり、したがって、ヘテロシクリルという用語のサブセットである。「ヘテロシクロアルケニル」という用語は、オレフィンが親部分への接続点であるように、非芳香環内にオレフィンを含有するヘテロシクリル基を指す。したがって、ヘテロシクリル基は、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルケニル、又はヘテロアリールであり得るか、又は多環式である場合、それらの任意の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、ヘテロシクリル基は、３～約２０個の環員を含むが、他のそのような基は、３～約１５個の環員を有する。いくつかの実施形態では、ヘテロシクリル基は、３～８個の炭素原子（Ｃ３～Ｃ６）、３～６個の炭素原子（Ｃ３～Ｃ６）又は６～８個の炭素原子（Ｃ６～Ｃ６）を含むヘテロシクリル基を含む。Ｃ２－ヘテロシクリルとして指定されたヘテロシクリル基は、２個の炭素原子及び３個のヘテロ原子を有する５員環であり、２個の炭素原子を有する６員環及び４個のヘテロ原子などを有することができる。同様に、Ｃ４－ヘテロシクリルは、１個のヘテロ原子を有する５員環であり、２個のヘテロ原子を有する６員環などであり得る。炭素原子の数＋ヘテロ原子の数は、環原子の総数に等しい。ヘテロシクリル環はまた、１つ以上の二重結合を含み得る。ヘテロアリール環は、ヘテロシクリル基の実施形態である。ヘテロシクリル基という語句は、縮合芳香族基及び非芳香族基を含むものを含む縮合環種を含む。代表的なヘテロシクリル基としては、ピペリジニル、ピロリジニル、ピペラジニル、及びモルホリニルが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、ヘテロシクリル基としては、
が挙げられるが、これらに限定されず、式中、Ｘ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ２０）アルキル、（Ｃ６～Ｃ２０）アリール又はアミン保護基（例えば、ｔ－ブチルオキシカルボニル基）を表し、ヘテロシクリル基は、置換又は非置換であり得る。代表的なヘテロアリール基としては、フラニル、ピリジニル、ピラジニル、ピリミジニル、トリアジニル、チオフェニル、テトラヒドロフラニル、ピロリル、オキサゾリル、イミダゾリル、トリアジニル、テトラゾリル、ベンズオキサゾリニル、及びベンゾイミダゾリニル基が挙げられる。いくつかの実施形態では、ヘテロアリールは、５員環のヘテロアリールである。いくつかの実施形態では、ヘテロアリールは、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、又はそれらの縮合誘導体以外である。π過剰のヘテロアリールは、電子供与基として機能することができるように、電子に富んでいるヘテロアリールである。π過剰のヘテロアリールの例は、フラン、チオフェン、インドール、ピロール、ベンゾフラン、及びベンゾチオフェンである。
が挙げられるが、これらに限定されず、式中、Ｘ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ２０）アルキル、（Ｃ６～Ｃ２０）アリール又はアミン保護基（例えば、ｔ－ブチルオキシカルボニル基）を表し、ヘテロシクリル基は、置換又は非置換であり得る。代表的なヘテロアリール基としては、フラニル、ピリジニル、ピラジニル、ピリミジニル、トリアジニル、チオフェニル、テトラヒドロフラニル、ピロリル、オキサゾリル、イミダゾリル、トリアジニル、テトラゾリル、ベンズオキサゾリニル、及びベンゾイミダゾリニル基が挙げられる。いくつかの実施形態では、ヘテロアリールは、５員環のヘテロアリールである。いくつかの実施形態では、ヘテロアリールは、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、又はそれらの縮合誘導体以外である。π過剰のヘテロアリールは、電子供与基として機能することができるように、電子に富んでいるヘテロアリールである。π過剰のヘテロアリールの例は、フラン、チオフェン、インドール、ピロール、ベンゾフラン、及びベンゾチオフェンである。
本明細書で使用される場合、「アルコキシ」という用語は、本明細書で定義されるように、シクロアルキル基を含むアルキル基に接続された酸素原子を指す。直鎖アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。分岐アルコキシの例としては、イソプロポキシ、ｓｅｃ－ブトキシ、ｔｅｒｔ－ブトキシ、イソペンチルオキシ、イソヘキシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。環状アルコキシの例としては、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。アルコキシ基は、酸素原子に結合した１～約１２～２０又は約１２～４０個の炭素原子を含み得、二重結合又は三重結合を更に含み得、またヘテロ原子を含み得る。したがって、アルキオキシはまた、アルキニル基に接続されたアルキレニル基及び酸素原子に結合した酸素原子を含む。例えば、アリルオキシ基は、本明細書の意味の範囲内のアルコキシ基である。メトキシエトキシ基はまた、構造の２つの隣接する原子がそれで置換されている状況においてメチレンジオキシ基である、本明細書の意味の範囲内のアルコキシ基である。
本明細書で使用される「アリールオキシ」という用語は、本明細書で定義されるように、アリール基に接続された酸素原子を指す。親部分への置換点は、酸素原子である。
本明細書で使用される「アリールカルボニル」という用語は、本明細書で定義されるように、アリール基に結合したカルボニル（carbonyl、ＣＯ）基を指す。親部分への置換点は、カルボニル基である。
本明細書で使用される「ヘテロアリールカルボニル」という用語は、本明細書で定義されるように、ヘテロアリール基に結合したカルボニル（ＣＯ）基を指す。親部分への置換点は、カルボニル基である。
本明細書で使用される場合、用語及び「アリールアルキル」は、アルキル基の水素又は炭素結合が本明細書で定義されるようなアリール基への結合で置き換えられる、本明細書で定義されるアルキル基を指す。代表的なアラルキル基としては、ベンジル、ビフェニルメチル、及びフェニルエチル基、及び４－エチル－インダニルなどの縮合（シクロアルキルアリール）アルキル基が挙げられる。アルケニル基は、本明細書で定義されるアルケニル基であり、アルケニル基の水素又は炭素結合は、本明細書で定義されるようなアリール基への結合で置き換えられる。親部分への置換点は、アルキル基である。
「ハロ」、「ハロゲン」、又は「ハロゲン化物」基という用語は、本明細書で使用される場合、それ自体、又は別の置換基の一部として、特に明記しない限り、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素原子を意味する。
本明細書で使用される用語「アミノ」は、各Ｒが独立して選択される、－ＮＨ２、－ＮＨＲ、－ＮＲ２、－ＮＲ３
＋の形態の置換基、及びプロトン化できない－ＮＲ３
＋を除く、それぞれのプロトン化された形態を指す。したがって、アミノ基で置換された任意の化合物は、アミンと見なすことができる。本明細書の意味の範囲内の「アミノ基」は、一級、二級、三級、又は四級アミノ基であり得る。「アルキルアミノ」基は、モノアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、及びトリアルキルアミノ基を含む。
本明細書で使用される場合、「アシル」という用語は、カルボニル部分を含有する基を指し、基は、カルボニル炭素原子を介して結合している。カルボニル炭素原子はまた、別の炭素原子に結合しており、これは、置換若しくは非置換アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アリール、シクロアルキル、ヘテロシクリル、基などの一部であり得る。
本明細書で使用される場合、「ホルミル」という用語は、アルデヒド部分を含有する基を指す。親部分への置換点は、カルボニル基である。
本明細書で使用される「アルコキシカルボニル」という用語は、カルボニル部分を含有する基を指し、基は、カルボニル炭素原子を介して結合している。カルボニル炭素原子はまた、アルキル基に更に結合している酸素原子に結合している。アルコキシカルボニルはまた、カルボニル炭素原子がまた、アルキレニル基に更に結合している酸素原子に結合している基を含む。アルコキシカルボニルはまた、アルキニル基に更に結合している酸素原子にカルボニル炭素原子も結合している基を含む。本明細書で定義されるように、アルコキシカルボニルの定義に含まれ、また用語「アリールオキシカルボニル」に含まれる更なる場合では、カルボニル炭素原子は、アルキル基の代わりにアリール基に結合した酸素原子に結合している。
本明細書で使用される「アルキルアミド」という用語は、カルボニル部分を含有する基を指し、この基は、カルボニル炭素原子を介して結合している。カルボニル炭素原子はまた、１つ以上のアルキル基に結合している窒素基に結合している。本明細書で定義されるようなアルキルアミドでもある更なる場合では、カルボニル炭素原子は、１つ以上のアルキル基の代わりに、又はそれに加えて、１つ以上のアリール基に結合している窒素原子に結合している。本明細書で定義されるようなアルキルアミドでもある更なる場合では、カルボニル炭素原子は、１つ以上のアルキル基及び／又はアリール基の代わりに、又はそれに加えて、１つ以上のアルケニル基に結合している窒素原子に結合している。本明細書で定義されるようなアルキルアミドでもある更なる場合では、カルボニル炭素原子は、１つ以上のアルキル基、アルケニル基及び／又はアリール基の代わりに、又はそれに加えて、１つ以上のアルキニル基に結合している窒素原子に結合している。
本明細書で使用される場合、「カルボキシ」という用語は、カルボニル部分を含有する基を指し、基は、カルボニル炭素原子を介して結合している。カルボニル炭素原子もまた、ヒドロキシ基又は酸素アニオンに結合して、カルボン酸又はカルボキシレートをもたらす。カルボキシはまた、カルボン酸のプロトン化形態及び塩形態の両方を含む。例えば、カルボキシは、ＣＯＯＨ又はＣＯ２Ｈとして理解することができる。
本明細書で使用される「アルキルチオ」という用語は、本明細書で定義されるようなアルキル、アルケニル、又はアルキニル基に接続された硫黄原子を指す。親部分への置換点は、硫黄原子である。
本明細書で使用される「アリールチオ」という用語は、本明細書で定義されるようなアリール基に接続された硫黄原子を指す。親部分への置換点は、硫黄原子である。
本明細書で使用される場合、「アルキルスルホニル」という用語は、本明細書で定義されるようなアルキル、アルケニル、又はアルキニル基に結合したスルホニル基を指す。親部分への置換点は、スルホニル基である。
本明細書で使用される「アルキルスルフィニル」という用語は、本明細書で定義されるようなアルキル、アルケニル、又はアルキニル基に接続されたスルフィニル基を指す。親部分への置換点は、スルフィニル基である。
本明細書で使用される場合、「ジアルキルアミノスルホニル」という用語は、本明細書で定義されるように、２つのアルキル基に更に接続された窒素に接続されたスルホニル基を指し、任意選択的に一緒に結合して、窒素と環を形成することができる。この用語はまた、窒素がアルキル基の代わりに１つ又は２つのアルケニル基に更に接続される基も含む。親部分への置換点は、スルホニル基である。
本明細書で使用される「ジアルキルアミノ」という用語は、本明細書で定義されるように、２つのアルキル基に接続されたアミノ基を指し、任意選択的に一緒に結合して、窒素と環を形成することができる。この用語はまた、窒素がアルキル基の代わりに１つ又は２つのアルケニル基に更に接続される基も含む。親部分への置換点は、窒素原子である。
本明細書で使用される「ジアルキルアミド」という用語は、本明細書で定義されるように、２つのアルキル基に接続されたアミド基を指し、任意選択的に一緒に結合して、窒素と環を形成することができる。この用語はまた、窒素がアルキル基の代わりに１つ又は２つのアルケニル基に更に接続される基も含む。親部分への置換点は、アミド基である。
本明細書に記載の様々な置換基の各々は、置換又は非置換であり得る。本明細書で使用される場合「置換された」という用語は、以下の基：重水素（Ｄ）、ハロゲン（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩ）、Ｒ、ＯＲ、ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、ＣＮ、ＮＯ、ＮＯ２、ＯＮＯ２、アジド、ＣＦ３、ＯＣＦ３、メチレンジオキシ、エチレンジオキシ、（Ｃ３～Ｃ２０）ヘテロアリール、Ｎ（Ｒ）２、Ｓｉ（Ｒ）３、ＳＲ、ＳＯＲ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）（ＯＲ）２、ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ）２、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｓ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）ＯＲ、ＯＣ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）ＯＨ、ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、Ｃ（Ｓ）Ｎ（Ｒ）２、（ＣＨ２）０－２Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、（ＣＨ２）０－２Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）ＯＲ、Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）ＣＯＮ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）ＯＲ、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｓ）Ｒ、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｓ）Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（ＣＯＲ）ＣＯＲ、Ｎ（ＯＲ）Ｒ、Ｃ（＝ＮＨ）Ｎ（Ｒ）２、Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＯＲ）Ｒ、又はＣ（＝ＮＯＲ）Ｒ（式中、Ｒは、水素、（Ｃ１～Ｃ２０）アルキル又は（Ｃ６～Ｃ２０）アリールであり得る）を含む１つ以上の基（置換基）で置換されている基を指すが、これらに限定されるものではない。置換はまた、以下の基：フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、アミノ、アミド、アルキル、アルコキシ、アルキルアミド、アルケニル、アルキニル、アルコキシカルボニル、アシル、ホルミル、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールオキシ、カルボキシ、ハロアルキル、ヒドロキシ、シアノ、ニトロソ、ニトロ、アジド、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、チオ、アルキルチオ、アリールチオール、アルキルスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、スルホン酸、カルボン酸、ジアルキルアミノ及びジアルキルアミドを含むがこれらに限定されない１つ以上の基で置換される基も含む。２つ以上の隣接する置換基が存在する場合、置換基は、結合して、炭素環式又は複素環式環を形成することができる。そのような隣接する基は、近接しているか、若しくは原子の関係を有することができるか、又は例えばオルト配置で環上に隣接することができる。置換の各例は独立していると理解される。例えば、置換アリールは、ブロモで置換され得、同じ化合物上の置換複素環は、アルキルで置換され得る。置換基は、１つ以上の非フルオロ基で置換され得ることが想定される。別の例として、置換基は、１つ以上の非シアノ基で置換され得る。別の例として、置換基は、ハロアルキル以外の１つ以上の基で置換され得る。更に別の例として、置換基は、ｔｅｒｔ－ブチル以外の１つ以上の基で置換され得る。更に別の例として、置換基は、トリフルオロメチル以外の１つ以上の基で置換され得る。更に更なる例として、置換基は、ニトロ以外、メチル以外、メトキシメチル以外、ジアルキルアミノスルホニル以外、ブロモ以外、クロロ以外、アミド以外、ハロ以外、ベンゾジオキセピニル以外、多環式ヘテロシクリル以外、多環置換アリール以外、メトキシカルボニル以外、アルコキシカルボニル以外、チオフェニル以外、若しくはニトロフェニル以外の１つ以上の基、又はそのような説明の組み合わせを満たす基で置換され得る。更に、置換は、フルオロ、シアノ、ハロアルキル、ｔｅｒｔ－ブチル、トリフルオロメチル、ニトロ、メチル、メトキシメチル、ジアルキルアミノスルホニル、ブロモ、クロロ、アミド、ハロ、ベンゾジオキセピニル、多環式ヘテロシクリル、多環式置換アリール、メトキシカルボニル、アルコキシカルボニル、チオフェニル、及びニトロフェニル基を含むとも理解される。様々な実施形態では、置換基は、カルボニル含有基、ニトロ、シアノ、スルフィニル、スルホニル、又はハロゲン含有基以外の基で置換され得る。様々な実施形態では、置換基は、電子求引基以外の基で置換され得る。特定の実施形態におけるいくつかの置換基は、１つ以上の電子供与基のみで置換され得る。
本明細書で使用される「ボロネート基」という用語は、以下の構造を指し、Ｒ８及びＲ９の各々は、独立して、Ｈ若しくはＣ１～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ８及びＲ９は、それらが結合するボロネートと一緒になって、Ｃ２～Ｃ１０環式のボロン酸エステルを提供する。
本明細書で使用される場合、「π共役」基という用語は、πコンジュゲートが結合している親部分における非ハイブリダイズＰ軌道と重複するか、又は整列する、ハイブリダイズされていないＰ軌道を有する置換基を指し、その結果、電子は、２つのＰ軌道とより低いエネルギー状態との間で共有され得る。例示的な親部分は、Ｘ、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ８、及びＲ７が結合したフェニル基である。π共役基である置換基はまた、置換基及びそれが結合している親部分の両方を通して非局在化されるπ結合電子を有し得る。π共役基の例としては、置換又は非置換Ｃ２～Ｃ１０アルケン－１－イル、Ｃ２～Ｃ１０アルケン－２－イル、Ｃ２～Ｃ１０アルケン－１－イル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケン－１－イル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケン－２－イル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールが挙げられる。π共役基の更なる例としては、Ｃ２～Ｃ１０アルケン－１－イル、Ｃ２～Ｃ１０アルケン－２－イル、Ｃ２～Ｃ１０アルケン－１－イル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケン－１－イル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケン－２－イル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールで更に置換された置換又は非置換ビニル、エチニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールが挙げられる。更に別の例としては、例えば、置換若しくは非置換ビアリール、ビヘテロールアリールビニル、ヘテロアリールビニル、並びにＣ２～Ｃ１０アルケン－１－イルアリール、フェニルヘテロアリール、及びヘテロアリールアリールが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「電子供与基」という用語は、水素に対して正味の電子供与効果を有する基を指す。電子供与基は、当該技術分野において周知である。例えば、Ｊｅｒｒｙ Ｍａｒｃｈ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂ．Ｓｍｉｔｈ，Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ６ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，２００７，Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｊ．ＭｃＭｕｒｒｙ，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５ｔｈ Ｅｄ．（Ｂｒｏｏｋｓ／Ｃｏｌｅ，Ｐａｃｉｆｉｃ Ｇｒｏｖｅ，２０００）を参照し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ＥＤＧと略されることがある電子供与基は、シグマ値（ｏ値）としても知られるＨａｍｍｅｔｔ置換基定数に従って定義することができる。様々な実施形態では、電子供与基は、０．３以下、０．２以下、０．１以下、又は負のシグマ値のシグマ値を有する。更なる実施形態では、電子供与基は、０．３以下、０．２以下、０．１以下、又は負のシグマ値のシグマ値を有する非ハロゲン基である。置換基の位置がそのシグマ値に実質的に影響を与える場合、そのシグマ値は、Ｘ基の位置に対して決定されるべきである。例えば、σｍｅｔａ値は、Ｒ６での置換基のシグマ値を決定するために提供することができ、σｐａｒａ値は、Ｒ５での置換基のシグマ値を決定するために提供することができる。シグマ値は、公開された表に従って、又は実験的に得ることができる。例えば、Ｊ．Ｅ．Ｌｅｆｆｌｅｒ ａｎｄ Ｅ．Ｇｒｕｎｗａｌｄ，Ｒａｔｅｓ ａｎｄ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ，Ｗｉｌｅｙ，１９６３（Ｄｏｖｅｒ ｒｅｐｒｉｎｔ）を参照し、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。電子供与基の様々な例としては、オキシアニオン、ヒドロキシル、アミノ、チオ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルコキシ、アルキルチオ、アシルアミノ、アシルオキシ、アルキル、アルケニル、ビニル、アリール、電子に富んでいるヘテロアリールが挙げられる。
所与の構造上の特定の置換基が電子供与性であるかどうかを決定する更なる方法は、置換構造のフェノール基のｐＫａ（すなわち、Ｘ＝ＯＨ）を、非置換であるがそうでなければ同一の構造のフェノールのｐＫａと比較することによるものである。例えば、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６がＨであり、Ｒ７がビニルである化合物と、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７がＨである化合物のフェノールｐＫａ値を比較することができる。
様々な実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、Ｘでのフェノール基のｐＫａが９．０以上、９．５以上、１０．０以上、１０．５以上、又は１１．０以上である場合、正味供与効果を提供することが理解され得る。様々な実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、Ｘでのフェノール基のｐＫａが、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７がＨである化合物のそれよりも大きい場合に、正味の電子供与効果を提供する。
更なる実施形態では、Ｘは、ＯＨ又はオキシアニオンであり、９．０以上、９．５以上、１０．０以上、１０．５以上、又は１１．０以上のｐＫａを有する。
ＥＷＧと略されることがある「電子求引基」は、水素に対して正味の電子吸引効果を有する基を指す。電子求引基は、当該技術分野において周知である。例えば、Ｊｅｒｒｙ Ｍａｒｃｈ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂ．Ｓｍｉｔｈ，Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ６ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，２００７，Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｊ．ＭｃＭｕｒｒｙ，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５ｔｈ Ｅｄ．（Ｂｒｏｏｋｓ／Ｃｏｌｅ，Ｐａｃｉｆｉｃ Ｇｒｏｖｅ，２０００）を参照し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ＥＷＧの存在は、反応性発光中間体の形成速度を遅くすると考えられているが、本開示のいくつかの実施形態は、置換基の正味の全体的効果が電子供与効果であるという条件で、１つ以上のＥＷＧを含有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、１つ以上の電子吸引基（ＥＷＧ）を含むことができるが、但し、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それらが結合するアリール環に全体的な正味電子供与効果を有する。電子求引基の例としては、アクリルアクリレート（例えば、ＣＨ３Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ－）及びシアノアクリレート（ＮＣＣＨ＝ＣＨ－）基が挙げられる。
本明細書で使用される場合、アルコール保護基という用語は、アルコールが典型的に反応するが、特定の条件に供されたときに容易に除去される様々な条件に対して酸素を不活性にするオキシ基上の置換基を指す。本明細書に記載されるアルコール保護基は、典型的には、ジオキセタン部分の安定性を改善し、それらの除去時に、ジオキセタンの分解を促進する。したがって、アルコール保護基としては、ＰＯ３Ｎａ２、ＰＯ３ＣＩ２、及びＰＯ３Ｈ２などのホスファート、グリコシル基、ジニトロベンゼンスルホンアミノベンジル基、並びに酵素加水分解されて非保護アルコールを提供することができる他の基が挙げられる。いくつかのアルコール保護基は、Ｔｈｅｏｄｏｒａ Ｗ．Ｇｒｅｅｎｅ，Ｐｅｔｅｒ Ｇ．Ｍ．Ｗｕｔｓ（１９９９）．Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（３ｅｄ．）．Ｊ．Ｗｉｌｅｙに記載され、その全体が本明細書に組み込まれる。アルコール保護基としては、アセチル、ベンゾイル、ベンジル、メトキシエトキシメチル、ジメチルトリチル、メトキシメチル、メチルチオメチル、ピバロイル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロフラニル、トリチル、トリアルキルシリル、トリアルキルシロキシメチル、ジアルキルアリールシリル、グリコシル、ピラニル、ガラクトシル、及びエトキシエチル基が挙げられる。アルコール保護基はまた、アルコールが保護基で更に置換されている断片化性リンカーで置換されている基を含み、そのような保護基を脱保護すると、リンカー断片を脱保護し、アルコールから排除する。以下の化合物は、アルコール保護基で置換されたアルコールの更なる例である。
様々な実施形態では、保護基Ｇは、酵素切断可能な基であり得、例えば、当該酵素切断可能な基を切断することができる酵素の存在下で、目的の分析物による切断可能な基の除去は、その後分解及び発光する不安定なフェノレート－ジオキセタン種を提供する。例えば、Ｇは、特定の酵素によって切断可能な２つ以上のアミノ酸残基からなるペプチド部分であり得る。
本明細書で使用される場合、「界面活性剤系発光エンハンサー」という用語は、水溶液中のジオキセタンの強度を増加させるために典型的に使用される化合物の種類を指す。Ｅｍｅｒａｌｄ（商標）及びＥｍｅｒａｌｄ－ｌｌ（商標）エンハンサーは、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）から市販されている界面活性剤系染料の例である。界面活性剤系発光エンハンサーの更なる例は、Ｓｃｈａａｐ，Ａ．Ｐ．、Ａｋｈａｖａｎ，Ｈ．、Ｒｏｍａｎｏ，Ｌ．Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．１９８９，３５（９），１８６３に記載され、参照によりその全体が組み込まれる。様々な実施形態では、界面活性剤系発光エンハンサーは、少なくとも８個の炭素の非環式アルキル基であるテール部分と、１つ以上の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、四級ホスホニウム界面活性剤塩、エチレングリコール鎖、又はフルオレセイン部分であるヘッド部分とを含有する。様々な実施形態では、界面活性剤系発光エンハンサーは、臭化セトリモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化セチルピリジニウム（ＣＰＣ）、塩化ベンザルコニウム（ＢＡＣ）、塩化ベンゼトニウム（ＢＺＴ）、ジメチルジオクタデカンアンモニウムクロリド、ジオクタデシルジメチルアンモニウム（ＤＯＤＡＢ）、ａ’－トリブチルホスホニウム－ｐ－キシレンクロリド、ポリ（ビニルベンジルトリブチルホスホニウムクロリド）（ＴＢＥ）、ポリ（ビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド）などのカチオン性界面活性剤系発光エンハンサーである。様々な更なる実施形態では、界面活性剤系発光エンハンサーは、非イオン性Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００、Ｔｗｅｅｎ界面活性剤、ポリエチレングリコールヘッド、Ｂｒｉｊ（登録商標）界面活性剤、ＩＧＥＰＡＬ（登録商標）界面活性剤、オクチルフェノキシポリエトキシエタノールなどを有する長いアルキル鎖を有する界面活性剤である。界面活性剤系発光エンハンサーはまた、Ｎ－（３’，６’－ジヒドロキシ－３－オキソ－３Ｈ－スピロ［イソベンゾフラン－１，９’－キサンタン］－５－イル）テトラデカンアミド（フルオレセイン界面活性剤）などのフルオレセインの先端基を含むことができる。
場合によっては、本明細書に記載の化合物（例えば、式（ｌ）～（Ｘ）の化合物は、キラル中心を含有し得る。本明細書に記載の化合物の全てのジアステレオマーは、ラセミ体と同様に、本明細書で企図される。
本明細書で使用される場合、「塩」及び「薬学的に許容される塩」という用語は、親化合物がその酸又は塩基塩を作製することによって修飾される、開示された化合物の誘導体を指す。塩の例としては、開示された化合物のアルカリ塩及びイオン化形態のアルカリ土類塩が挙げられる。例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、又はマグネシウム塩。開示された化合物は、カチオン性金属及びアニオン性有機化合物、例えば、オキシアニオン及びナトリウムカチオンを有する化合物を含む塩であり得る。薬学的に許容される塩の例としては、アミンなどの塩基性基の鉱物又は有機酸塩、及びカルボン酸などの酸性基のアルカリ又は有機塩が挙げられるが、これらに限定されない。薬学的に許容される塩としては、例えば、非毒性の無機又は有機酸から形成される、親化合物の従来の非毒性塩又は四級アンモニウム塩が挙げられる。例えば、そのような従来の非毒性塩としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、スルファミン酸、リン酸、及び硝酸などの無機酸に由来するもの、並びに酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グリコール酸、ステアリン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、アスコルビン酸、パモ酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、フェニル酢酸、グルタミン酸、安息香酸、サリチル酸、スルファニル三、２－アセトキシ安息香酸、フマル酸、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンジスルホン酸、シュウ酸、及びイセチオン酸などの有機酸から調製される塩が挙げられる。
薬学的に許容される塩は、従来の化学的方法によって塩基性又は酸性部分を含有する親化合物から合成することができる。場合によっては、そのような塩は、これらの化合物の遊離酸又は塩基形態を、水中又は有機溶媒中、あるいはそれらの混合物中で化学量論的（又はそれより大きい）量の適切な塩基又は酸と反応させることによって調製することができ、一般に、エーテル、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノール又はアセトニトリルなどの非水溶液が好ましい。好適な塩のリストは、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１７ｔｈ ｅｄ．，Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅａｓｔｏｎ，Ｐａ．，１９８５に見出され、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
「溶媒和物」という用語は、非共有結合分子間力によって結合された化学量論的又は非化学量論的量の溶媒を更に含む、化合物又はその塩を意味する。溶媒が水である場合、溶媒和物は水和物である。
範囲形式で表される値は、範囲の限界として明示的に列挙される数値だけでなく、各数値及びサブ範囲が明示的に列挙されているかのように、その範囲内に包含される全ての個々の数値又は部分範囲を含むことを含むように、柔軟な様態で解釈されるべきである。例えば、「約０．１％～約５％」又は「約０．１％～５％」の範囲は、示された範囲内で約０．１％～約５％だけではなく、個々の値（例えば、１％、２％、３％、及び４％）及び部分範囲（例えば、０．１％～０．５％、１．１％～２．２％、３．３％～４．４％）も含むと解釈されるべきである。「約Ｘ～Ｙ」の記述は、別途示されない限り、「約Ｘ～約Ｙ」と同じ意味を有する。同様に、「約Ｘ、Ｙ、又は約Ｚ」の記述は、別途示されない限り、「約Ｘ、約Ｙ、又は約Ｚ」と同じ意味を有する。
本明細書では、「ａ」、「ａｎ」、又は「ｔｈｅ」という用語は、文脈が別途明確に指示しない限り、１つ以上を含むために使用される。「又は」という用語は、特に指示がない限り、非排他的な「又は」を指すために使用される。更に、本明細書で用いられる表現又は専門用語は、説明のためだけのものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。項目の見出しは、本明細書の閲覧を補助するためのものであり、限定的に解釈されるものではない。更に、項目の見出しに関連する情報は、その特定の項目内又はその外側で起こり得る。更に、本明細書で言及される全ての刊行物、特許、及び特許文書は、参照により個別に組み込まれるように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書と参照により組み込まれる本明細書との間に一貫性のない使用がある場合、組み込まれた参照における使用は、本明細書のものと補足的であると見なされるべきである。矛盾がある場合は、本明細書に記載されている使用法が適用される。
本明細書に記載の方法では、ステップは、時間的又は動作シーケンスが明示的に列挙されている場合を除いて、本発明の原理から逸脱することなく、任意の順序で実行することができる。更に、明示的な請求項言語が別々に実行されることを明示しない限り、特定のステップを同時に実行することができる。例えば、Ｘを行う特許請求されるステップ及びＹを行う特許請求されるステップは、単一の動作内で同時に行うことができ、結果として生じるプロセスは、特許請求されるプロセスの文字範囲内に入る。
本明細書で使用される「約」という用語は、値又は範囲、例えば、規定値又は範囲の規定限界の１０％以内、５％以内、又は１％以内におけるある程度の変動を許容することができる。
上記の各実施形態は、本明細書に記載の他の実施形態と各々の組み合わせで適用可能であることが想定される。例えば、式（Ｉ）に対応する実施形態は、式（ＩＩ）～（Ｘ）に適用可能であると同様に想定される。別の例として、式（ＩＩ）に対応する実施形態は、式（Ｉ）及び（ＩＩＩ）～（Ｘ）の各々に適用可能であると同様に想定される。
本明細書で使用される「約」という用語は、値又は範囲、例えば、規定値又は範囲の規定限界の１０％以内、５％以内、又は１％以内におけるある程度の変動を許容することができる。
本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９９％、又は少なくとも約９９．９９９％以上の大部分を指す。
本明細書で使用される「実質的に含まない（substantially no）」又は「実質的に含まない（substantially free of）」という用語は、約１％未満、０．５％未満、０．１％未満、０．０５％未満、０．００１％未満、又は約０．０００５％未満、約０％以下、定量限界未満、検出可能限界未満、又は０％を指す。
当業者は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態に対する多くの修正が可能であることを理解するであろう。したがって、説明は意図されず、与えられる実施例に限定されるものとして解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれに対する同等物によってもたらされる全幅の保護を許可されるべきである。更に、他の特徴の対応する使用を伴わずに、本開示の特徴のいくつかを使用することが可能である。したがって、前述の説明又は例示的な実施形態は、本開示の原理を例示する目的で提供され、それらを限定するものではなく、それらの修正及びその順列を含むことができる。
本発明は、実例として提供される以下の実施例を参照することによってよりよく理解することができる。本発明は、本明細書に与えられる実施例に限定されない。
一般的な方法
一般的な方法
本開示の様々な化合物を、国際公開第１９９６／０１５１２２（Ａ１）号、米国特許第４，９６２，１９２号、又は米国特許第５，００４，５６５号に記載されている合成アプローチを含むが、これらに限定されない様々な方法に従って合成することができ、それらの各々は参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
化学発光（発光）強度を、Ｔｕｒｎｅｒ Ｄｅｓｉｇｎｓ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）のモデルＴＤ－２０ｅルミノメーター、ＢＭＧ Ｌａｂｔｅｃｈルミネセンスプレートリーダー、又は電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラルミメーター、又は他の任意の適切な光強度測定装置を用いて測定することができる。以下に列挙される実施例では、異なる濃度でアルカリホスファターゼを含有する溶液（例えば、ＡＰ４、ＡＰ６、ＡＰ８及びＡＰ９）を、例えば、初期ストックから１０４、１０６、１０８及び１０９連続希釈を呈する各数値で、使用した。化合物及びエンハンサー（使用される場合）を、それらのほぼ最適な濃度で試験した。
核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、ＮＭＲ）スペクトルを、Ｄ２Ｏ及びＣＤＣＩ３の溶液中の４００ＭＨｚ分光計を用いて得た。
アミン系緩衝液「２２１」又は「Ｓｉｇｍａ－２２１」は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手することができる。
実施例１
実施例１
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．３０－７．０５（ｍ，３Ｈ），６．９０（ｍ，１Ｈ），６．２８（ｂｒ，１Ｈ），３．２２（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２１（ｓ，１Ｈ），１．９４－１．６（ｍ，１０Ｈ），１．２４（ｍ，１Ｈ），１．０４（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．３０－７．０５（ｍ，３Ｈ），６．９０（ｍ，１Ｈ），６．２８（ｂｒ，１Ｈ），３．２２（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２１（ｓ，１Ｈ），１．９４－１．６（ｍ，１０Ｈ），１．２４（ｍ，１Ｈ），１．０４（ｍ，１Ｈ）。
化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり１ｍｇの化合物）中で調製し、次いで水（１８０μＬの水中の２０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で２００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。化合物をアルカリ性緩衝液で処理すると、化学発光の強度を経時的に測定した。経時的な発光強度を示すグラフが図１に提供され、発光が長期間にわたって引き出されることを示す。実施例１の化合物は、３．７９分の化学発光半減期及び１．１３Ｅ＋５のΣ値を示す。
実施例２
実施例２
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．６３（ｍ，１Ｈ），７．３１（ｍ，１Ｈ），７．１５（ｍ，１Ｈ），６．０（ｂｒ，１Ｈ），３．２２（ｓ，３Ｈ），３．０（ｓ，１Ｈ），２．２４（ｓ，１Ｈ），２．１－１．４（ｍ，１２Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．６３（ｍ，１Ｈ），７．３１（ｍ，１Ｈ），７．１５（ｍ，１Ｈ），６．０（ｂｒ，１Ｈ），３．２２（ｓ，３Ｈ），３．０（ｓ，１Ｈ），２．２４（ｓ，１Ｈ），２．１－１．４（ｍ，１２Ｈ）。
実施例２を、実施例１と同様の方法で試験し、ＴＨＦ中の試験化合物の１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。実施例２の化合物は、４．９１分の化学発光半減期を示す。オルト位のフェニル環上の電子求引性塩素の添加により、発光の速度増加が遅くなり、発光の半減期が長くなる。
実施例３
実施例３
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．０５（ｍ，２Ｈ），３．４４（ｓ，３Ｈ），３．２４（ｓ，１Ｈ），２．５４（ｓ，１Ｈ），２．１－１．６（ｍ，１２Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．０５（ｍ，２Ｈ），３．４４（ｓ，３Ｈ），３．２４（ｓ，１Ｈ），２．５４（ｓ，１Ｈ），２．１－１．６（ｍ，１２Ｈ）。
実施例３を実施例２と同様の方法で試験した。実施例３の化合物は、９．２２分の化学発光半減期を示す。２つの電子求引性塩素基の添加により、発光の速度増加が更に遅くなり、発光の半減期が長くなる。
実施例４
実施例４
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．７０（ｍ，１Ｈ），７．４５－６．６５（ｍ，２Ｈ），５．５９（ｂｒ，１Ｈ），３．２０（ｓ，３Ｈ），３．００（ｓ，１Ｈ），２．１６（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４０（ｍ，１０Ｈ），１．２７（ｍ，１Ｈ），１．０４（ｍ，１）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．７０（ｍ，１Ｈ），７．４５－６．６５（ｍ，２Ｈ），５．５９（ｂｒ，１Ｈ），３．２０（ｓ，３Ｈ），３．００（ｓ，１Ｈ），２．１６（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４０（ｍ，１０Ｈ），１．２７（ｍ，１Ｈ），１．０４（ｍ，１）。
実施例４を実施例２と同様の方法で試験した。実施例４の化合物は、２．１０分の化学発光半減期を示す。わずかに電子供与性のヨウ素原子の添加により、発光の速度増加がわずかに増加し、実施例１～３と比較してわずかに短い半減期が生じる。
実施例５
実施例５
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．４４（ｍ，１Ｈ），７．４０－６．９０（ｍ，３Ｈ），５．８２（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），５．６５（ｂｒ，１Ｈ），５．４１（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），３．２３（ｓ，３Ｈ），３．０２（ｓ，１Ｈ），２．１８（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４０（ｍ，１０Ｈ），１．２５（ｍ，１Ｈ），１．０９（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．４４（ｍ，１Ｈ），７．４０－６．９０（ｍ，３Ｈ），５．８２（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），５．６５（ｂｒ，１Ｈ），５．４１（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），３．２３（ｓ，３Ｈ），３．０２（ｓ，１Ｈ），２．１８（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４０（ｍ，１０Ｈ），１．２５（ｍ，１Ｈ），１．０９（ｍ，１Ｈ）。
実施例５を、実施例１と同様の方法で試験し、ジオキサン中の試験化合物の０．１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。具体的には、化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり０．１ｍｇの化合物）中で調製し、次いで水（１００μＬの水中の１０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で２００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。
経時的な発光強度を示すグラフが図５に提供される。実施例５の化合物は、２３秒の化学発光半減期及び１．２８Ｅ＋５のΣ値を示した。ＰＰＤのフェニル環上に電子供与ビニル基を添加すると、発光の強度が高く、発光速度がより急速に増加し、実施例１～４と比較して発光の半減期が劇的に短くなった。
実施例６
実施例６
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．５１（ｍ，１Ｈ），７．４８（ｍ，１Ｈ），７．４１（ｍ，１Ｈ），７．３５（ｍ，１Ｈ），７．４０－７．０１（ｍ，２Ｈ），５．５２（ｂｒ，１Ｈ），３．２６（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２６（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４６（ｍ，１０Ｈ），１．２８（ｍ，１Ｈ），１．１３（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．５１（ｍ，１Ｈ），７．４８（ｍ，１Ｈ），７．４１（ｍ，１Ｈ），７．３５（ｍ，１Ｈ），７．４０－７．０１（ｍ，２Ｈ），５．５２（ｂｒ，１Ｈ），３．２６（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２６（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４６（ｍ，１０Ｈ），１．２８（ｍ，１Ｈ），１．１３（ｍ，１Ｈ）。
実施例６を実施例１と同様の方法で試験した。実施例６の化合物は、１２．７秒の化学発光半減期を示した。３－チエニル基を供与する更に多くの電子供与性電子供与性を添加すると、発光の強度が高く、発光速度がより急速に増加し、実施例１～５と比較して発光の半減期が短くなった。
実施例７
実施例７
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．５１（ｍ，１Ｈ），７．４２（ｍ，１Ｈ），７．４５－７．０１（ｍ，４Ｈ），５．８０（ｂｒ，１Ｈ），３．２６（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．０８（ｓ，１Ｈ），２．１－１．５（ｍ，１０Ｈ），１．２５（ｍ，１Ｈ），１．１０（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．５１（ｍ，１Ｈ），７．４２（ｍ，１Ｈ），７．４５－７．０１（ｍ，４Ｈ），５．８０（ｂｒ，１Ｈ），３．２６（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．０８（ｓ，１Ｈ），２．１－１．５（ｍ，１０Ｈ），１．２５（ｍ，１Ｈ），１．１０（ｍ，１Ｈ）。
実施例７を、実施例１と同様の方法で試験し、ジオキサン中の試験化合物の１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。具体的には、化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり１ｍｇの化合物）中で調製し、次いで水（９０μＬの水中の１０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で２００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。
経時的な発光強度を示すグラフが図６に提供される。実施例７の化合物は、１１．８秒の化学発光半減期及び１．３２Ｅ＋０５のΣ値を示した。ここで、２－チエニルは、フェニル環の近くに電子豊富硫黄原子を移動させ、したがって、より強い電子供与効果を提供する。実施例７の化合物は、実施例１～６と比較して、発光の強度が高く、放出速度がより迅速に増加し、発光の半減期が短くなった。
実施例８
実施例８
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．６８（ｄ，Ｊ＝２Ｈｚ，１Ｈ），７．６２（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ），７．５６（ｓ，１Ｈ），７．５０－７．１０（ｂｒ，２Ｈ），６．８０（ｂｒ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０５（ｓ，１Ｈ），２．２３（ｓ，１Ｈ），１．８８－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１２－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．６８（ｄ，Ｊ＝２Ｈｚ，１Ｈ），７．６２（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ），７．５６（ｓ，１Ｈ），７．５０－７．１０（ｂｒ，２Ｈ），６．８０（ｂｒ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０５（ｓ，１Ｈ），２．２３（ｓ，１Ｈ），１．８８－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１２－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
実施例８を、実施例１と同様の方法で試験し、ジオキサン中の試験化合物の０．００１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。具体的には、化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり０．００１ｍｇの化合物）で調製し、次いで水（９０μＬの水中の１０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で１００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。
経時的な発光強度を示すグラフが図７に提供される。実施例８の化合物は、２３秒の化学発光半減期及び９．７６Ｅ＋０４のΣ値を示した。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、延長π共役系のため、実施例８の化合物は、実施例７よりも高い発光強度をもたらすと考えられる。４－ＣＮ電子吸引効果により、試料８の半減期は試料７よりも大きい。
実施例９
実施例９
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．７２（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），７．６７（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），７．６０（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），７．５２（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．４５（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．４４－７．１０（ｍ，３Ｈ，５．７５（ｂｒ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２３（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１５－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．７２（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），７．６７（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），７．６０（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），７．５２（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．４５（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．４４－７．１０（ｍ，３Ｈ，５．７５（ｂｒ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２３（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１５－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
実施例９を、実施例１と同様の方法で試験し、ジオキサン中の試験化合物の０．０１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。具体的には、化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり０．０１ｍｇの化合物）で調製し、次いで水（９０μＬの水中の１０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で１００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。経時的な発光強度を示すグラフが図８に提供される。
実施例１０
実施例１０
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．７２（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），７．６８（ｍ，２Ｈ），７．６１（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），７．５２（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），７．４５（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．４４－７．７．０５（ｍ，２Ｈ），５．８１（ｂｒ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２５（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１５－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．７２（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），７．６８（ｍ，２Ｈ），７．６１（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），７．５２（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），７．４５（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．４４－７．７．０５（ｍ，２Ｈ），５．８１（ｂｒ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２５（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１５－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
実施例１０を、実施例１と同様の方法で試験し、ジオキサン中の試験化合物の０．０１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。具体的には、化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり０．０１ｍｇの化合物）で調製し、次いで水（９０μＬの水中の１０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で１００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。経時的な発光強度を示すグラフが図９に提供される。
実施例１１
実施例１１
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．５６（ｍ，２Ｈ），７．４２（ｍ，１Ｈ），７．４４－７．３０（ｍ，２Ｈ），７．２２（ｄ，Ｊ＝６Ｈｚ，２Ｈ），６．９３（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ），５．９１（ｓ，１Ｈ），３．８５（ｓ，３Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２７（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１５－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＩ３）δ ｐｐｍ７．５６（ｍ，２Ｈ），７．４２（ｍ，１Ｈ），７．４４－７．３０（ｍ，２Ｈ），７．２２（ｄ，Ｊ＝６Ｈｚ，２Ｈ），６．９３（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ），５．９１（ｓ，１Ｈ），３．８５（ｓ，３Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），３．０４（ｓ，１Ｈ），２．２７（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４５（ｍ，１０Ｈ），１．３１－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．１５－１．０８（ｍ，１Ｈ）。
実施例１１を、実施例１と同様の方法で試験し、ジオキサン中の試験化合物の０．１ｍｇ／ｍＬ試料１０μＬを使用した。具体的には、化合物の初期溶液をジオキサン（１ｍＬのジオキサンあたり０．０１ｍｇの化合物）で調製し、次いで水（９０μＬの水中の１０μＬのジオキサン溶液）と混合し、続いて３７℃で１００μＬのアミン系２２１緩衝液で処理した。経時的な発光強度を示すグラフが図１０に提供される。
実施例１２
実施例１２
以下の構造を有するジオキセタン化合物［Ｌｕｍｉｇｅｎ（登録商標）ＰＰＤ］を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．４０－７．１５（ｍ，４Ｈ），３．２４（ｓ，３Ｈ），２．８９（ｓ，１Ｈ），２．２８（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．５０（ｍ，１０Ｈ），１．２８（ｄ，Ｊ＝１３．２Ｈｚ，１Ｈ），０．９９（ｄ，Ｊ＝１０Ｈｚ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．４０－７．１５（ｍ，４Ｈ），３．２４（ｓ，３Ｈ），２．８９（ｓ，１Ｈ），２．２８（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．５０（ｍ，１０Ｈ），１．２８（ｄ，Ｊ＝１３．２Ｈｚ，１Ｈ），０．９９（ｄ，Ｊ＝１０Ｈｚ，１Ｈ）。
化合物の初期溶液を２２１緩衝液（化合物：１．２５ｍｇ／ｍｌ、ＴＢＥエンハンサー５ｍｇ／ｍＬ）に調製した。次に、１００μＬの初期溶液を、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ８）の溶液と組み合わせた。化合物をアルカリホスファターゼ溶液と組み合わせると、化学発光の強度を経時的に測定した。経時的な発光強度を示すグラフが図１１に提供される。化合物は、１５分を超えて定常状態プラトーの最大光強度に達しなかった発光強度のゆっくりとした緩やかな発光強度の増加を示し、２．２７Ｅ＋０５のΣ値を提供した。
実施例１３
実施例１３
以下の構造を有するジオキセタン化合物を得た。
化合物の初期溶液を２２１緩衝液（化合物：０．１２５ｍｇ／ｍＬ、ＴＢＥエンハンサー：２．５ｍｇ／ｍＬ）に調製し、１００μＬアリコートを、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ８）の溶液と組み合わせた。化合物をアルカリホスファターゼ溶液と組み合わせると、化学発光の強度を経時的に測定した。経時的な発光強度を示すグラフが図１２に提供される。化合物は、１５分を超えて定常状態プラトーの最大光強度に達しなかった発光強度のゆっくりとした緩やかな発光強度の増加を示し、１．９１Ｅ＋０５のΣ値を提供した。
実施例１４
実施例１４
ジオキセタン化合物を以下の構造に従って調製した。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．８６（ｂｒ，１Ｈ），７．８１（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），７．７４（Ｓ，１Ｈ），７．５１（ｄ，Ｊ＝５．２Ｈｚ，１Ｈ），７．２１（ｂｒ，１Ｈ），７．１８（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），３．２８（ｓ，３Ｈ），２．９０（ｓ，１Ｈ），２．３３（ｓ，１Ｈ），１．８５－１．５５（ｍ，１０Ｈ），１．２８（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，１Ｈ），１．１０（ｄ，Ｊ＝１２Ｈｚ，１Ｈ）。
化合物の初期溶液を２２１緩衝液（化合物：０．２５ｍｇ／ｍＬ、ＴＢＥエンハンサー５ｍｇ／ｍＬ）に調製した。次に、１００μＬの初期溶液を、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ８）の溶液と組み合わせた。化合物をアルカリホスファターゼ溶液と組み合わせると、化学発光の強度を経時的に測定した。経時的な発光強度を示すグラフが図１３に提供される。化合物は、強度の急激な増加を示し、最大の定常状態の強度に達し、１分間にわたって、９．９７Ｅ＋０５のΣ値を提供した。実施例１４の化合物は、実施例１２及び１３の化合物と比較して、より高い強度及びより速い応答を有する発光を提供した。
実施例１５
実施例１５
ジオキセタン化合物を以下の構造に従って調製した。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．９５（ｍ，１Ｈ），７．８５（ｂｒ，１Ｈ），７．６５－７．５５（ｍ，２Ｈ），７．５２（ｍ，１Ｈ），７．２５（ｂｒ，１Ｈ），３．２８（ｓ，３Ｈ），２．９０（ｓ，１Ｈ），２．３４（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．５５（ｍ，１０Ｈ），１．３８（ｍ，１Ｈ），１．０８（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．９５（ｍ，１Ｈ），７．８５（ｂｒ，１Ｈ），７．６５－７．５５（ｍ，２Ｈ），７．５２（ｍ，１Ｈ），７．２５（ｂｒ，１Ｈ），３．２８（ｓ，３Ｈ），２．９０（ｓ，１Ｈ），２．３４（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．５５（ｍ，１０Ｈ），１．３８（ｍ，１Ｈ），１．０８（ｍ，１Ｈ）。
化合物の初期溶液を２２１緩衝液（化合物：０．２５ｍｇ／ｍＬ、ＴＢＥエンハンサー５ｍｇ／ｍＬ）に調製した。次に、１００μＬの初期溶液を、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ８）の溶液と組み合わせた。経時的な発光強度を示すグラフが図１４に提供される。化合物は、強度の急激な増加を示し、最大の定常状態の強度に達し、２分間にわたって、７．３８Ｅ＋０５のΣ値を提供した。実施例１５の化合物は、実施例１２及び１３の化合物と比較して、より高い強度及びより速い応答を有する発光を提供した。
実施例１６
実施例１６
ジオキセタン化合物を以下の構造に従って調製した。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．６７（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），７．６６（ｂｒ，１Ｈ），７．２６（ｂｒ，１Ｈ），７．１６－６．０６（ｍ，１Ｈ），５．８８（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），５．３７（ｄ，Ｊ＝１２．４Ｈｚ，１Ｈ），３．２７（ｓ，３Ｈ），２．８８（ｓ，１Ｈ），２．３０（ｓ，１Ｈ），１．８４－１．５６（ｍ，１０Ｈ），１．２８（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，１Ｈ），１．０５（ｄ，Ｊ＝１２．８Ｈｚ，１Ｈ）。
化合物の初期溶液を２２１緩衝液（化合物：０．２５ｍｇ／ｍＬ、ＴＢＥエンハンサー２．５ｍｇ／ｍｌ）に調製した。次に、１００μＬの初期溶液を、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ８）の溶液と組み合わせた。化合物をアルカリホスファターゼ溶液と組み合わせると、化学発光の強度を経時的に測定した。経時的な発光強度を示すグラフが図１５に提供される。化合物は、強度の急激な増加を示し、最大の定常状態の強度に達し、３分間にわたって、１．５９Ｅ＋０６のΣ値を提供した。実施例１６の化合物は、実施例１２～１５の化合物と比較して、より高い強度及びより速い応答を有する発光を提供した。
更なる実験では、化合物の初期溶液を水中で調製し（化合物：０．１ｍｇ／ｍＬ）、次に、１００μＬの初期溶液を、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ４）の溶液及び３００ｕＬの５ｍｇ／ｍＬのＴＥＢ２２１緩衝液と組み合わせた。化合物をアルカリホスファターゼ溶液と組み合わせると、化学発光の強度を経時的に測定した。経時的な発光強度を示すグラフが図１６に提供される。
実施例１７
実施例１７
ジオキセタン化合物を以下の構造に従って調製した。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．８８（ｍ，２Ｈ），７．７５（ｍ，１Ｈ），７．５２（ｍ，１Ｈ），７．３０（ｂｒ，１Ｈ），３．２６（ｓ，３Ｈ），２．８８（ｓ，１Ｈ），２．２９（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．５５（ｍ，１０Ｈ），１．２４（ｍ，１Ｈ），１．０４（ｍ，１Ｈ）。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ ｐｐｍ７．８８（ｍ，２Ｈ），７．７５（ｍ，１Ｈ），７．５２（ｍ，１Ｈ），７．３０（ｂｒ，１Ｈ），３．２６（ｓ，３Ｈ），２．８８（ｓ，１Ｈ），２．２９（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．５５（ｍ，１０Ｈ），１．２４（ｍ，１Ｈ），１．０４（ｍ，１Ｈ）。
化合物の初期溶液を２２１緩衝液（化合物：０．２ｍｇ／ｍＬ、ＴＢＥエンハンサーを含まない）に調製した。次に、１００μＬの初期溶液を、３７℃で１０μＬのアルカリホスファターゼ（ＡＰ９、［１．２４Ｅ－２０モル／μＬ］）の溶液と組み合わせた。経時的な発光強度を示すグラフが図１７に提供される。化合物は、強度の急激な増加を示し、最大の定常状態の強度に達し、２分間にわたって、２．７７Ｅ＋０５のΣ値を提供した。
図１８は、同様の条件下でのＬｕｍｉｇｅｎ（登録商標）ＰＰＤの経時的な発光強度を示す。
結果は、ジオキセタンに結合したアリール環にπ共役基及び電子供与基を直接添加すると、ジオキセタン断片化に対する発光の速度及び強度の増加をもたらし得る（実施例５～１１及び図５～図１０を参照）。そのような置換は、例えば、π共役基及び電子供与基を、式ＩのＲ４、Ｒ５、Ｒ６、若しくはＲ７又は式ＩＩＩのＱに配置することに対応する。
例えば、ビニル置換基は、対応する非置換化合物よりも少なくとも２０倍強い発光の迅速で強いバーストを提供するジオキセタンをもたらした（実施例５を参照、図５及び図１を比較）。チオフェン基への置換は、そのような利点の別の例を提供した。（実施例６及び７を参照、図６及び図１を比較）。実施例はまた、π共役電子供与基の電子供与性の程度を調節することが、発光の強度、より迅速に増加する発光速度、及び発光のより短い半減期をもたらし得ることを示す（実施例７及び８を参照）。具体的には、π共役電子供与基を電子求引基と直接置換することによって電子供与効果を低下させることにより、強度が低下し、放出速度が増加し、発光の半減期が長くなり得る（図７及び図６を比較）。更に、π共役型電子供与基のタイプであるチオフェンとの直接置換の効果は、対応する非置換化合物と比較して有意な利点を提供する（図７及び図１を比較）。更に、実施例は、引き抜き基又は供与基（例えば、シアノ又はメトキシ）の遠隔配置が、ジオキセタンに結合した中央アリール環上に直接配置されたπ共役電子供与基を有する利点を上回らないことを示す（実施例９、１０、及び１１を参照、図８、図９、及び図１０を互いに比較し、図１に対して比較）。したがって、π共役電子供与基、例えば、ビニル、アリール、又はヘテロアリールは、改善された発光特性を破壊することなく、更に置換及び修飾され得る。
比較すると、π共役していない、又は電子供与性ではない基で置換された化合物は、発光が遅く、発光の半減期が長い（実施例２～４及び図２～図４を参照）。塩素の場合の効果は、第２の塩素を添加すると添加剤であった（図２及び図３を比較）。π共役基ではなく、強く供与しても強く引き抜くこともないヨウ素は、発光を有意に改善しなかった比較的小さな効果をもたらした（実施例４参照）。
３－ホスフェートフェニル誘導体を、アルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）で活性化することによって水性条件下で更に調製し、試験した（実施例１２～１６、及び図１１～図１６を参照）。そのうちの２つの例は、市販のジオキセタン、すなわちＬｕｍｉｇｅｎ（登録商標）ＰＰＤ（実施例１２）及びＴｒｏｐｉｘ ＣＤＰ－Ｓｔａｒ（登録商標）（実施例１３）に対応し、両方ともジオキセタンに結合した中央芳香環に電子供与基を欠く。市販のジオキセタンの両方は、最大光強度又は１５分を超える定常状態強度プラトーに達しなかった緩徐な発光を示した。比較すると、π共役電子供与基を有するジオキセタンの水性組成物は、市販のジオキセタン（実施例１４～１６を参照、図１３～図１６を図１１及び図１２と比較）と比較して、発光の非常に改善された速度及び強度を示した。
いかなる理論にも限定されることを意図するものではないが、驚くべきことに、芳香環及びπ共役置換基上の電子密度の増加は、化学物質の崩壊を受ける一過性励起状態種を生成する速度制限ステップを加速することが思われる。これらの結果に基づいて、πコンジュゲート、電子供与性、又はその両方である置換基を使用することによって、ジオキセタン化学発光の速度及び強度を増加させることができる。更に、驚くほど高強度発光を提供する界面活性剤系発光エンハンサーを含まない水性条件で実施例を試験した。したがって、本開示の化合物及び組成物は、市販のジオキセタンを超える有意な改善を表す。
実施例１８
実施例１８
ジオキサン化合物は、本明細書に記載の合成方法と一致して、以下の構造に従って調製した。
（Ｄ２Ｏｐｐｍ）：７．５１－７．４１（ｍ，２Ｈ），７．２９－７．２０（ｍ，１Ｈ），５．６６（ｄ，Ｊ＝１７．２Ｈｚ，１Ｈ），５．１９（ｄ，Ｊ＝１１．２Ｈｚ，１Ｈ），３．０７（ｓ，３Ｈ），２．７２（ｓ，１Ｈ），２．３６（ｓ，３Ｈ），１．９９（ｓ，１Ｈ），１．９５－１．３８（ｍ，１０Ｈ），１．１９－１．１５（ｍ，１Ｈ），０．９２－０．８８（ｍ，１Ｈ）。
（Ｄ２Ｏ）７．５６－７．４９（ｍ，２Ｈ），７．２６－７．１９（ｍ，１Ｈ），５．７１（ｄ，Ｊ＝１６．４Ｈｚ，１Ｈ），５．２６（ｄ，Ｊ＝１２．４Ｈｚ，１Ｈ），３．１０（ｓ，３Ｈ），２．６６（ｓ，１Ｈ），２．０１（ｓ，１Ｈ），１．６７－１．４３（ｍ，１０Ｈ），１．３９－１．１８（ｍ，１Ｈ），１．１０－１．０６（ｍ，１Ｈ）。
（ＣＤ３ＯＤ）７．５３－７．５０（ｍ，１Ｈ），７．４０－６．８５（ｍ，３Ｈ），５．７４（ｄ，Ｊ＝１６．５Ｈｚ，１Ｈ），５．２９－５．２４（ｍ，１Ｈ），４．９６－４．９１（ｍ，１Ｈ），４．２０（ｓ，１Ｈ），４．１２－４．０２（ｍ，１Ｈ），３．８５－３．７５（ｍ，５Ｈ），３．１７（ｓ，３Ｈ），２．９８（ｓ，１Ｈ），２．１０（ｓ，１Ｈ），１．８５－１．４４（ｍ，１０Ｈ），１．２４－１．１９（ｍ，１Ｈ），１．０－０．８５（ｍ．１Ｈ）。
（ＣＤＣＩ３）７．５０－７．４０（ｍ，２Ｈ），７．３５－７．３０（ｓ，１Ｈ），６．９１（ｓ，１Ｈ），５．５０（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），５．２０（ｄ，Ｊ＝１６Ｈｚ，１Ｈ），３．１７（ｓ，３Ｈ），３．０１（ｓ，１Ｈ），２．０２（ｓ，１Ｈ），１．９５－１．５８（ｍ，１０Ｈ），１．３４－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．２０－１．１０（ｍ，１Ｈ）。
（ＣＤＣＩ３）７．８０（ｓ，１Ｈ），７．４６（ｓ，１Ｈ），７．３５－７．２５（ｍ，１Ｈ），７．１０－６．９０（ｍ，１Ｈ），５．８７（ｄ，Ｊ＝１８Ｈｚ，１Ｈ），５．５４（ｄ，Ｊ＝２０Ｈｚ，１Ｈ），５．４１（ｄ，Ｊ＝１１．２Ｈｚ，１Ｈ），５．２１（ｄ，Ｊ＝１１．２Ｈｚ，１Ｈ），３．１８（ｓ，３Ｈ），３．０１（ｓ，１Ｈ），２．１５（ｓ，１Ｈ），２．０５－１．４６（ｍ，１０Ｈ），１．２６－１．２４（ｍ，１Ｈ），１．２０－１．１６（ｍ，１Ｈ）。
（ＣＤＣＩ３）７．５０（ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１Ｈ），７．３０－７．１８（ｍ，２Ｈ），６．９５－６．８５（ｍ，２Ｈ），５．４８（ｂｒ，１Ｈ），３．２８（ｓ，３Ｈ），２．８６（ｓ，１Ｈ），２．１９（ｓ，１Ｈ），１．９０－１．４６（ｍ，１０Ｈ），１．３０－１．２６（ｍ，１Ｈ），１．２４－１．２１（ｍ，１Ｈ）。
（ＣＤＣＩ３）７．４０－６．８０（ｍ，３Ｈ），５．８０（ｓ，１Ｈ），５．４４（ｓ，１Ｈ），５．２０（ｓ，１Ｈ），３．２３（ｓ，３Ｈ），３．０２（ｓ，１Ｈ），２．２４（ｓ，１Ｈ），２．１３（ｓ，３Ｈ），１．９６－１．４４（ｍ，１０Ｈ），１．３２－１．２４（ｍ，１Ｈ），１．１０－０．９６（ｍ，１Ｈ）。
Claims (76)
- 式Ｉ
（式中、
Ｒ１及びＲ２の各々が、独立してＣ３～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ１及びＲ２は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルキル環を提供し、
Ｒ３が、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールであり、
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の各々が、独立して、Ｈ、Ｑ、Ｘ、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、チオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０アルキニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちの少なくとも１つがＱであり、
Ｑが、π共役電子供与基であり、
Ｘが、－ＯＨ、－Ｏ－Ｇ、－Ｏ’塩、又は以下の構造を有するホウ素基であり、
Ｒ８及びＲ９の各々が、独立して、Ｈ若しくはＣ１～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ８及びＲ９は、それらが結合するボロネートと一緒になって、Ｃ２～Ｃ１０環式のボロン酸エステルを提供し、
Ｇが、アルコール保護基である）の化合物。 - Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それらが結合する芳香環に正味の電子供与効果を提供する、請求項１に記載の化合物。
- 式Ｉ
（式中、
Ｒ１及びＲ２の各々が、独立して、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ１及びＲ２は、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルキル環を提供し、
Ｒ３が、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールであり、
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の各々が、独立して、Ｈ、Ｑ、Ｘ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、ヒドロキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、アミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、チオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、及びヘテロアリールアミノであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちの少なくとも１つがＱであり、
Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、及びヘテロアリールから選択される電子供与基であり
Ｘが、－ＯＨ、－Ｏ－Ｇ、－Ｏ’塩、又は以下の構造を有するホウ素基であり、
Ｒ６及びＲ９が各々独立して、Ｈ若しくはＣ１～Ｃ１０アルキルであるか、又はＲ６及びＲ９が、それらが結合するボロネートと一緒になって、Ｃ２～Ｃ１０環式のボロン酸エステルを提供し、
Ｇが、アルコール保護基である）を有する、請求項１に記載の化合物。 - Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はヘテロアリールである、請求項１に記載の化合物。
- Ｑが、Ｃ６～Ｃ１０アリールである場合、１つ以上の電子供与基で置換される、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニルである場合、１つ以上の電子供与基で置換される、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニルである場合、電子求引基を含まない、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、Ｃ２～Ｃ１０アルケニルである場合、存在する場合、ビニル位及びアリル位が、非置換である、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、電子求引基を含まない、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、１つ以上の電子供与基で置換されている、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、非置換ビニルである、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、非置換フェニルである、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、１つ以上の電子供与基で置換されたフェニルである、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、π過剰のヘテロアリールである、請求項４に記載の化合物。
- Ｑが、チオフェニル、フラニル、ピロリル、ベンゾチオフェニル、ベンゾフラニル、又はインドリルである、請求項１４に記載の化合物。
- Ｑが、置換又は非置換チオフェン－２－イル又はチオフェン－３－イルである、請求項１５に記載の化合物。
- Ｒ１及びＲ２が、それらが結合する炭素と一緒になって、スピロ環式架橋ビシクロ又はトリシクロ基を提供する、請求項４に記載の化合物。
- Ｒ１及びＲ２が、それらが結合する炭素と一緒になって、スピロ環式アダマンタン、ノルボルナン、又はボルナンを提供する、請求項１７に記載の化合物。
- Ｘ、Ｑ、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ８及びＲ７が結合する芳香環が、Ｑ、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ８及びＲ７がＨである他の点では同一の化合物と比較して電子に富んでいる、請求項１に記載の化合物。
- Ｘが、－ＯＨである、請求項１に記載の化合物。
- Ｘが、－Ｏ－Ｇ、又は以下の構造
を有するホウ素基である、請求項１に記載の化合物。 - Ｘが、４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラニル又は－Ｂ（ＯＨ）２である、請求項１に記載の化合物。
- Ｘが、－Ｏ－Ｇである、請求項１に記載の化合物。
- Ｘが、化学的又は酵素的トリガーでオキシアニオンを生成する基である、請求項１に記載の化合物。
- Ｇが、分析物応答性保護基である、請求項１に記載の化合物。
- Ｇが、トリアルキルシリル、アルキルアリールシリル、アリールスルホニル、ジオキソベンジル、トリチル、アルキルカーボネート、ホスホリル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロフラニル、ピラノシル、ピラヌロニル、フラノシル、アシル、ベンゾイル、又はベンジルである、請求項１に記載の化合物。
- Ｇが、ピラノシル又はピラヌロニルである、請求項２６に記載の化合物。
- Ｇが、ガラクトシル、グルコシル、又はグルクロニルである、請求項２７に記載の化合物。
- Ｇが、β－ガラクトシル、β－グルコシル、又はβ－グルクロニルである、請求項２８に記載の化合物。
- Ｇが、－ＰＯ３Ｈ２又はその塩若しくはエステルである、請求項２９に記載の化合物。
- Ｇが、２，４－ジニトロベンゼンスルホニル、３，４，６－トリメチル－２，５－ジオキソベンジル、４－アジドベンジルオキシ、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル、アセチル、ピバロイル、又はペプチダーゼ切断可能な部分である、請求項２８に記載の化合物。
- Ｇが、二価の放出可能なリンカー及び末端トリアルキルシリル、アルキルアリールシリル、アリールベンゼンスルホニル、ジオキソベンジル、トリチル、アルキルカーボネート、ホスホリル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロフラニル、ピラノシル、ピラヌロニル、フラノシル、アシル、ベンゾイル、ベンジル、又はボロネート基を含む、請求項１に記載の化合物。
- 前記二価の放出可能なリンカーが、４－アミノベンジル、４－（アルキルアミノ）ベンジル、４－オキシベンジル、４－（オキシメチル）ベンジル、オキシメチル、アミノメチル、又はアルキルアミノメチルである、請求項３２に記載の化合物。
- Ｘが、以下の構造
を有する、請求項１に記載の化合物。 - Ｒ３が、非置換Ｃ１～Ｃ１０アルキル、又は１つ以上のハロゲン、ヒドロキシ、アミノ、チオ、アルコキシ、アルキルアミノ、アルキルチオ、硫酸塩、若しくはカルボキシレートで置換されたＣ１～Ｃ１０アルキルである、請求項１に記載の化合物。
- Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７の各々が、独立して、Ｈ、Ｑ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、ヒドロキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、アミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、チオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、又はヘテロアリールアミノであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちのちょうど１つがＱである、請求項１に記載の化合物。
- Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７のうちの１つが、Ｑであり、残部がＨである、請求項１に記載の化合物。
- Ｒ７が、Ｑである、請求項１に記載の化合物。
- Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６の各々が、Ｈである、請求項３７に記載の化合物。
- 式ＩＩ
（式中、Ｒ１０及びＲ１１の各々が、独立して、Ｈ又はハロゲンである）を有する、請求項１に記載の化合物。 - 式ＩＩＩ
（式中、
Ｒ１２及びＲ１３の各々が、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ２～Ｃ１０アルキニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１２及びＲ１３が、それらが結合する炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供し、
Ｒ１４が、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、又はヘテロアリールアミノ、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールであり、
Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４が、一緒に、Ｘが結合するフェニル環に正味の電子供与効果を有する）を有する、請求項４０に記載の化合物。 - Ｒ１２及びＲ１３の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１２及びＲ１３が、それらが結合する前記炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供し、
Ｒ１４が、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、又はヘテロアリールアミノ、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである、請求項４１に記載の化合物。 - Ｒ１２及びＲ１３の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであり、又はＲ１２及びＲ１３が、それらが結合する前記炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供し、Ｒ１４が、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、又はπ過剰のヘテロアリールである、請求項４１に記載の化合物。
- Ｒ１２、Ｒ１３、及びＲ１４のうちの少なくとも１つが、Ｈである、請求項４１に記載の化合物。
- Ｒ１２、Ｒ１３、及びＲ１４のうちの少なくとも２つが、Ｈである、請求項４１に記載の化合物。
- 以下の式：
（式中、
Ｚ、Ｌ及びＪの各々が、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、ＮＲ１５、又は（ＣＲ１６Ｒ１７）ｎであり、
各Ｒ１５が、独立して、Ｈ、アルキル、アシル、ベンジル、アルキルオキシカルボニル、アリールスルホニルであり、
Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０及びＲ２１の各々が、存在する場合、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルアンモニウム塩、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノカルボニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオカルボニル、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルフィニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールチオ、アリールアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルホニル、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアリールスルフィニル、ヘテロアリールスルホニル、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、ホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスホネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルホスフィナート、Ｃ１～Ｃ１０トリアルキルホスホニウム塩、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、及びＲ２０のいずれか２つが、それらが結合する前記炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する）のうちの１つ以上による構造を有する、請求項４１に記載の化合物。 - Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０及びＲ２１の各々が、存在する場合、独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ２～Ｃ１０アルケニル、Ｃ１～Ｃ１０アルキルオキシ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルチオ、Ｃ２～Ｃ１０アシルオキシ、Ｃ２～Ｃ１０アシルアミノ、Ｃ２～Ｃ１０アシルチオ、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカーボネート、Ｃ１～Ｃ１０アルキルカルバメート、Ｃ１～Ｃ１０カルバミド、アリールオキシ、アリールチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、若しくはヘテロアリールアミノ、Ｃ４～Ｃ１０ヘテロシクロアミノ、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールであるか、又はＲ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、及びＲ２０のいずれか２つが、それらが結合する前記炭素と一緒になって、Ｃ５～Ｃ１０シクロアルケニル、Ｃ２～Ｃ１０ヘテロシクロアルケニル、Ｃ６～Ｃ１０アリール、若しくはπ過剰のヘテロアリールを提供する、請求項４６に記載の化合物。
- Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、及びＲ２０のうちの少なくとも１つが、電子供与基である、請求項４６に記載の化合物。
- Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１８及びＲ２０の各々が、存在する場合、水素である、請求項４６に記載の化合物。
- 式ＩＶ～ＸＶ
を有する、請求項１に記載の化合物。 - 以下の構造：
を有する請求項１に記載の化合物、又はその塩。 - 以下の構造：
を有する化合物、又はその塩。 - 以下の構造：
を有する化合物、又はその塩。 - 式ＩＩａ又はＩＩｂ
（式中、Ｒ１０及びＲ１１の各々が、独立して、Ｈ又はハロゲンである）を有する、請求項１に記載の化合物。 - 式ＩＩＩａ又はＩＩＩｂ
（式中、Ｒ１０及びＲ１１の各々が、独立して、Ｈ又はハロゲンである）を有する、請求項１に記載の化合物。 - 請求項１～５５のいずれか一項に記載の化合物を含む、組成物。
- 前記組成物が、界面活性剤系発光エンハンサーを実質的に含まない、請求項５６に記載の組成物。
- 前記組成物が、界面活性剤を実質的に含まない、請求項５６に記載の組成物。
- 前記組成物が、非環式アルキル基又は芳香族基、及び１つ以上の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、四級ホスホニウム界面活性剤塩、エチレングリコール、を有する界面活性剤を実質的に含まない、請求項５６に記載の組成物。
- 前記組成物が、臭化セトリモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化セチルピリジニウム（ＣＰＣ）、塩化ベンザルコニウム（ＢＡＣ）、塩化ベンゼトニウム（ＢＺＴ）、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムブロミド（ＤＯＤＡＢ）、ａ’－トリブチルホスホニウム－ｐ－キシレンクロリド、ポリ（ビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド）（ＴＢＥ）、及びポリ（ビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド）を実質的に含まない、請求項５６に記載の組成物。
- アミン緩衝液を更に含む、請求項５６に記載の組成物。
- 水性組成物の形態である、請求項５６に記載の組成物。
- １０００光子／秒を超えるピーク発光強度を有し、ｐＨ９．７緩衝液で処理すると、３７℃で３０秒以下のＴ１／２を有し、前記組成物が界面活性剤を実質的に含まない、請求項５６に記載の組成物。
- １つ以上の化学発光ジオキセタン化合物を含み、１０００光子／秒を超えるピーク発光強度を有し、ｐＨ９．７緩衝液で処理すると、３７℃で３０秒以下のＴ１／２を有し、前記組成物が界面活性剤系発光エンハンサーを実質的に含まない、水性化学発光組成物。
- 試料中の分析物を検出する方法であって、前記試料を請求項１～５５のいずれか一項に記載の化合物と接触させることと、発光のための前記試料を監視することと、を含む、方法。
- 得られた発光の強度を測定することと、前記強度を前記分析物の存在に相関させることと、を更に含む、請求項６５に記載の方法。
- 前記接触させた試料が１分未満で監視される、請求項６５に記載の方法。
- 前記分析物が、アルカリホスファターゼである、請求項６５に記載の方法。
- 前記分析物が、酸化剤である、請求項６５に記載の方法。
- 前記分析物が、過酸化水素である、請求項６９に記載の方法。
- 前記分析物が、グルタチオンである、請求項６９に記載の方法。
- 前記分析物が、フッ化物である、請求項６９に記載の方法。
- 前記分析物が、塩基である、請求項６９に記載の方法。
- 前記試料が、約４～約１２のｐＨを有する水性試料である、請求項６９に記載の方法。
- 前記試料が、約８～約１２のｐＨを有する水性試料である、請求項７４に記載の方法。
- 分析物の存在を決定するためのキットであって、前記キットが、請求項１～５５のいずれか一項に記載の化合物又は請求項５６～６４のいずれか一項に記載の組成物を含む、キット。
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