JP2837276B2 - 改良された化学発光性1,2−ジオキセタン類 - Google Patents
改良された化学発光性1,2−ジオキセタン類Info
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Description
して1994年4月25日に提出された米国特許出願第08/
号及び1993年5月7日で提出された米国特許出
願第08/057,903号の優先権を主張するものである。
間に光を放出する化学発光性1,2−ジオキセタン誘導体
に関する。本ジオキセタン類は、ジオキセタンに結合し
た芳香族環(フェニル又はナフチル)を有することを特
に特徴とし、この芳香族環は、メタ位に、酵素によって
切断され得る、切断されると、ジオキセタンのフェノキ
シアニオン又はナフチルオキシアニオンを残す開裂性な
いし分解性置換基を有し、さらにフェニルの場合はその
4位又は5位に、例えば電子供与又は電子求引基を有す
る。4位又は5位の置換基(Z残基)の種類を選択する
ことによって、ジオキセタンの化学発光特性、特に半減
期、量子収率、S/N比などの特性を変更することができ
る。
学発光リポーター分子として、非常に広範囲の酵素免疫
測定法及び核酸プローブ測定法における使用が確立され
ている。これらの測定法は、放射性同位元素、蛍光発色
団、複雑な色変化、二次反応などに依存する従来の測定
法に替わる、より望ましい方法を供するものである。こ
の目的のために開発されたジオキセタン類としては、米
国特許4,978,614号及び5,112,960号に開示されているも
のが挙げられる。米国特許4,978,614号は、他の物質と
ともに、3−(2′−スピロアダマンタン)−4−メト
キシ−4−(3″−ホスホリルオキシ)フェニル−1,2
−ジオキセタンを開示しており、この物質は世界的に注
目され、AMPPDの商品名で市販されている。米国特許5,1
12,960号は、アダマンチル安定環がその橋頭位のいずれ
かにおいて、水素、ハロゲン等の各種置換基によって置
換されている化合物を開示しており、これらの置換基
が、これらがなければ安定又は非活性であるアダマンチ
ル安定基を、ジオキセタン環の分解の動力学に関連する
活性基に変換しているのである。この種類の化合物もま
た、多くの用途においてAMPPDよりも速やかかつ強力な
信号を発するため、同様に国際的に注目された。CSPDは
アダマンチル基に塩素置換基を有するスピロアダマンチ
ル−フェニルホスフェート−ジオキセタンであり、AMPP
Dと同様にマサチューセッツ、ベドフォードのトロピッ
クス社(Tropix,Inc.)により販売されている。
ような低濃度で存在する場合の測定法のため、感受性の
増大を特に目的として開発された。この種類の化合物
を、10-12M又はそれ未満の濃度の被検体を検出するため
に、増強剤と併用して使用する場合もある。これらの増
強剤は、天然及び合成水溶性巨大分子を含むものであ
り、詳細には米国特許5,145,772号に開示されている。
好ましい増強剤としては、ポリ(ビニルベンジルトリメ
チルアンモニウムクロリド)(TMQ)、ポリ(ビニルベ
ンジルトリブチルアンモニウムクロリド)(TBQ)及び
ポリ(ビニルベンジルジメチルベンジルアンモニウムク
ロリド)(BDMQ)などの水溶性重合性第四級アンモニウ
ム塩が挙げられる。
る疏水性環境を供することによって、ジオキセタンリポ
ーター分子による化学発光信号を改良する。体液を使用
するため、ほとんどの測定法において避けることのでき
ない要素である水は、ジオキセタンの化学発光の天然の
「消光剤」である。増強剤分子は明らかに、ジオキセタ
ン分子又は少なくとも励起状態の発光種が存在する微小
環境から水を除外して、化学発光の増強をもたらす。こ
の増強剤とジオキセタンとの相互作用に関連した他の作
用も又、化学発光の増強をもたらす。
基づく測定法において同様の疏水表面をもたらす膜や、
上述したような増強剤の種類のポリマーで被覆した膜を
選択使用することによっても、さらに有利な効果が得ら
れる。
ンリポーター分子の性能を向上し、ジオキセタン類によ
って放出される化学発光信号に依存した免疫測定法にお
ける機械の判読性、感度、及び性能を向上させること
は、本業界にとってはいまだ一般的な目標である。
においても開示されているように、酵素により活性化さ
れるジオキセタン類は、リポーター分子として、ジオキ
セタン環上の芳香族置換基に結合した、酵素に不安定な
基を切断する酵素の基質として使用される。従って、通
常の抗原抗体リガンド結合測定法又は核酸測定法におけ
る核酸プローブにおいては、酵素、例えばアルカリホス
ファターゼは単独で存在するか、あるいは抗原又は抗体
のいずれかと共有結合するか、そうでなければ複合体を
形成する。酵素を有する抗原若しくは抗体、又は核酸プ
ローブを、抗原/抗体又はプローブ/核酸配列との間で
複合体の形成又はハイブリダイゼーションと可能とする
条件で、標的抗原を含んでいる疑いのある被検体又は核
酸配列と混合する。複合体又はハイブリッドを形成しな
かったすべての物質を洗い落とすか分離した後、ジオキ
セタン基質を加える。存在を疑われる被検体が存在する
場合、酵素は、ジオキセタン上の芳香族置換基、例えば
フェニル又はナフチル上の、酵素に不安定な基を切断し
て、フェノキシ又はナフチルオキシアニオン中間体を生
じる。このアニオンが、芳香族環を介した電子伝達によ
り分解し、ジオキセタン環を切断して、2種類のカルボ
ニル化合物を生じる。この切断/分解の過程において、
発光が得られる。
るには、半減期、すなわちジオキセタンのT1 ] 2の連続
的な短縮とリポーター分子が光を最大放出するまでに要
する時間の短縮が必要である。同時に、非常に低濃度、
例えば約10-12M以下の濃度の被検体を検出するには、ジ
オキセタンリポーター分子の信号の強度を向上させるこ
とが必要であり、同時に測定法の全体的な感度を向上さ
せるには酵素以外の物質に誘発される発光を原因とする
バックグラウンドノイズの増大を避けることも必要であ
る。このため、化学発光性ジオキセタンリポーター分子
のさらなる改良が望まれている。
た芳香族環上の置換基と、酵素に不安定なm位の置換基
を特徴とする新しい種類のジオキセタン類によって達成
される。ここで、本発明の新規ジオキセタン類は、以下
の一般式I、II又はIIIの構造を有する。
であり、好ましくはC1−4アルキルであり、Xは酵素に
不安定な基を認識する特定の酵素によって切断されてフ
ェノキシ又はナフトキシアニオンとなる、酵素に不安定
な基であり、好ましくはホスフェート、ガラクトシド又
はグルクロニドである。Y1及びY2はそれぞれ独立して水
素又は電子供与若しくは求引基であり、好ましくは水
素、メトキシ、カルボキシ又はハロゲンであり、最も好
ましくはY1及びY2の一方が水素であり、他方が塩素であ
り、そしてZは電子活性基であり、最も好ましくは塩
素、アルコキシ、アルキル又はアミドである。Zがフェ
ニル環上にある場合、Zは4位又は5位に存在する。OX
及びZがナフチル基上に置換基として存在する場合、米
国特許4,952,707号に開示されているように、ジオキセ
タン環との結合部位と置換部位との間の環の原子の数の
合計が、ジオキセタン環への結合部位と置換部位も含め
て奇数であるように、OXは置換基として存在する。置換
基Zは、ジオキセタン環との結合部位に隣接した部位以
外であればナフチル環上のいずれの部位に存在してもよ
い。
位置を選択することによって、t1 ] 2すなわち化学発光
半減期、最大発光に至るまでの時間、最大発光波長及び
化学発光信号強度など、ジオキセタンの化学発光態様の
特定の特徴を変更することができる。
ピロ[1,2−ジオキセタン−3,2′−(5′−クロロ)ト
リシクロ[3.3.1.13,7]デカン]−4−イル)−フェニ
ルホスフェートのジオキセタン(CSPD)の性能を、本発
明の化合物であってフェニル残基が、4位に塩素置換基
を有しているジナトリウム2−クロロ−5−(4−メト
キシスピロ[1,2−ジオキセタン−3,2′(5′−クロロ
−)トリシクロ−[3.3.1.13,7]−デカン]−4イル)
−フェニルホスフェート(CDP−Star)と比較したもの
である。図2は、化学発光増強剤であるポリビニルベン
ジルトリブチルアンモニウムクロリドの存在を反映して
いる。
膜測定におけるCSPD及びCDP−Starとを比較したもので
ある。
ロン及びPVDF膜を用いて行われたウエスタンブロット法
によるコダック(Kodak)XAR−5フィルムの露光の複写
図である。
ナイロン膜を用いて行った測定においてそれぞれ10分、
70分及び19時間CSPD及びCDP−Starをインキュベートし
て比較した場合のX線フィルムの複写図である。
用いて行った梯子型DNA配列の化学発光検出を反映した
X線フィルム露光の複写図である。
ンを使用して得られたDNA配列のX線フィルムの映像の
電子写真による複写図である。これらを、現在市販され
ている標準品であるCSPDと比較している。
囲外のジオキセタン類、及び市販されている標準品であ
るCSPD及びAMPPDを用い、記載した膜を用いて行ったド
ットブロット法による測定結果の電子写真による複写図
である。これらの測定を行った膜は、図中に記載してあ
る。
芳香族環上の置換基を、決定的な特徴とし、この芳香族
環が、アリールオキシアニオンにおける電子伝達を決定
し、分解と化学発光をもたらす。従って、本発明のフェ
ニルジオキセタン類は、以下の一般式(I)を有する。
は、ジオキセタンの結合部位のほかフェニル環上に2種
類の置換基を有し、さらにアダマンチル環上にも0、1
又は2個の非水素置換基を有する。これらの置換基が、
ジオキセタン、そのオキシアニオン及びその分解挙動の
電子的特徴を決定する。各置換基の種類は、以下に述べ
るとおりである。
アルキル又はアリールであってよい。Rは好ましくはC1
−C4アルキルであり、より好ましくはC1−C3アルキルで
あり、最も好ましくはメチルである。Rの種類は、溶解
性に関しては、異常な被検体又は緩衝液が、特に問題を
引き起こす場合に最適に選ばれる。Y1及びY2はそれぞれ
独立して水素、ヒドロキシ基、ハロゲン置換基、ヒドロ
キシ低級アルキル基、ハロ低級アルキル基、フェニル
基、ハロフェニル基、アルコキシフェニル基、アルコキ
シフェノキシ基、ヒドロキシアルコキシ基、シアノ基、
アミド基、カルボキシル基若しくは置換されたカルボキ
シル基、アルコキシ基及びその他の同様の電子活性種を
示す。Y1及びY2の一方について好ましい種類は、他方が
水素である場合、塩素、ヒドロキシ及びメトキシであ
る。
当な酵素に適宜接触させることによって、Xは分子から
切断して、フェニル環に酸素を結合させたまま、従って
フェノキシアニオンとして残す。Xは理想的にはホスフ
ェート、ガラクトシド、アセテート、1−ホスホ−2,3
−ジアシルグリセリド、1−チオ−D−グルコシド、ア
デノシントリホスフェート、アデノシンジホスフェー
ト、アデノシンモノホスフェート、アデノシン、α−D
−グルコシド、β−D−グルコシド、β−D−グルクロ
ニド、α−D−マンノシド、β−D−マンノシド、β−
D−フルクトフラノシド、β−グルコシドウロネート、
p−トルエンスルホニル−L−アルギニンエステル、及
びp−トルエンスルホニル−L−アルギニンアミドであ
る。Xは好ましくはホスフェート、ガラクトシド又はグ
ルクロニドであり、最も好ましくはホスフェートであ
る。フェニル環上に置換基を有する場合は、OXはジオキ
セタン環との結合部位を基準としてm位にある、つまり
3位に存在することが重要である。
性種(電子供与又は電子求引)の特徴である電子活性置
換基であり、各種ジオキセタン残基を有効に利用する。
例えば、メトキシ基などの電子供与基は、芳香族環のO-
供与基からの遊離電子のジオキセタン環への伝達を促進
することによって、ジオキセタンフェノキシアニオン分
解の過程を促進させる。反対に、電子求引基は、遊離電
子のジオキセタンへの伝達能を低下させ又は阻害し、そ
の結果、分解反応及び発光を遅れさせるが、最終的には
強度の大きい光信号を発する。これは、塩素など、実質
的に発光を促進し、T1 ] 2を急激に短縮する、アダマン
チル基上の電子求引置換基による効果とは対比的であ
る。6位に置換基を有することが特に好ましくないとい
う事実には、驚くべき意味がある。このように6位が置
換されたフェニルジオキセタン類は、異常に早い分解の
動力学を示し、ほとんど発光を示さない。出願人はこの
理論に限定することを望むわけではないが、このような
挙動は、立体的な面の考慮、つまりオルト位の置換基
が、ジオキセタン環を不安定化(電子伝達ではなく、立
体的な力による不安定化)するようにフェニル環を「回
転」させるためであり、6位の置換基、例えばメトキシ
は、電子伝達には関与しないと考えられている。以下に
述べるように、6位置換フェニルジオキセタン類を用い
た実験では、信号は実質的に得られない。
びZの種類は、フェニルジオキセタンにおけるのと同じ
である。OXは、「メタ」位に制限される替わりに、ナフ
チル環における対応する位置、つまり非共役位、又は米
国特許4,952,707号に記載されているように置換部位と
ジオキセタン環との結合部位の間の炭素原子の数が、結
合部位と置換部位の両方の炭素を含めて奇数であるよう
な位置を占めてもよい。メタ位が置換されたフェニルジ
オキセタン類及び上述したように置換されているナフチ
ルジオキセタン類は一般的には、対応するパラ位に置換
基を有する系や共役系におけるよりも高い量子収率を示
すことが予想されている。
動に干渉しないいかなる電子活性置換基であってもよ
く、従って、非常に広い範囲から選択することができ
る。好ましい電子活性置換基としては、クロロ、アルコ
キシ(−−OR)、アリールオキシ(−−OAr)、トリア
ルキルアンモニウム(−−NR3 +)、アルキルアミド(−
−NHCOR、−−NRCOR′)、アリールアミド(−−NHCOA
r、−NRCOAr、−−NArCOAr)、アリールカルバモイル
(−−NHCOOAr、−−NRCOOAr)、アルキルカルバモイル
(−−NHCOOR、−−NRCOOR′)、シアノ(−−CN)、ニ
トロ(−−NO2)、エステル(−−COOR、−−COOAr)、
アルキル−若しくはアリールスルホナミド(−−NHSO
2R、−−NHSO2Ar)、トリフルオロメチル(−−CF3)、
アリール(−−Ar)、アルキル(−−R)、トリアルキ
ル−、トリアリール−若しくはアルキルアリールシリル
(−−SiR3、SiAr3、−−SiArR2)、アルキル−若しく
はアリールアミドスルホニル(−−SO2NHCOR、−−SO2N
HCOAr)、アルキル若しくはアリールスルホニル(−−S
O2R、SO2Ar)、及びアルキル−若しくはアリールチオエ
ーテル(−−SR、SAr)が挙げられる。Z置換基の大き
さは一般的には、その溶解性によってのみ制限される。
アルキル、つまりR、R′などについて述べる場合、ア
ルキル残基は1〜12の炭素原子を有すべきである。好適
なアリール残基としては、代表的な残基としてフェニル
及びナフチルが挙げられる。特に好ましい種類は、クロ
ロ及びアルコキシを含む。
うなZ置換基を含まないが、ここで一般的に挙げた特許
に開示されている。Y及びZ置換基を含まずにこの種の
ジオキセタン類を示した特許としては、特許4,962,192
号など、ウエイン州立大学(Wayne state University)
に帰せられる特許が挙げられる。ジオキセタン類のZ置
換基の置換により、新規トリ置換フェニル1,2−ジオキ
セタンホスフェートの名称を有し、以下に述べるトリ置
換フェニルホスホネートの合成法の開発が必要となっ
た。同一の一般的な合成ルートを、上記で論じたような
所望置換パターンを考慮して、ここに含まれるナフチル
ジオキセタン類に用いることができる。以下に述べるル
ートによるこれらの化合物の合成には、新規トリ置換ベ
ンゼン類の製法が含まれる。従って、以下に述べるよう
に、この種類のジオキセタン類の合成に含まれる代表的
化合物としては、3−クロロ−5−メトキシ−ベンズア
ルデヒドが挙げられる。これらのトリ置換化合物は、各
種合成経路において、重要な中間体であり、この1,3,5
置換パターンが、一般的に好ましく、広く適用可能なパ
ターンである。これらの中間体はこれまでに製造された
ことがないと出願人は信ずるものであり、以下に述べる
合成ルートにおいてアステリスクを付けて記載した。
類合成 一般的説明 市販の試薬をそのままさらに精製せずに
用いた。ベーカー(Baker)シリカゲル(グラムスケー
ルで60−200メッシュ、ミリグラムスケールで230−400
メッシュ)をフラッシュクロマトグラフィに用いた。31
P NMRスペクトルが、リン酸標準と比較して百万分の数
位(ppm)であると報告された。ジョンズホプキンス大
学(Johns Hospkins University)のJ.L.カチンスキ
(J.L.Kachinski)によって高解像度質量スペクトルに
よる解析が行われた。ジオキセタン3及び4の合成は、
それぞれジオキセタン1及び2について以下に記載した
過程により行われた。分離された中間体に関して、その
収量、融点(正確ではない)及びスペクトルのデータを
要約する。
ルホニルオキシ−ベンズアルデヒド(5) 5−クロロ−バニリン1(13.0g、70mmol)、クロロ
ホルム(4ml)及びピリジン(16ml)の溶液を、0℃で
撹拌した。無水トリフルオロメタンスルホン酸(12.4m
l、75mmol)を0℃で30分間かけて加え、トリフラート
を完全に生成させた。反応混合物をEtOAc及び3NのHClに
分配し、希ブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥させ、減圧
下で蒸発させた。得られた黄色の油をシリカゲルクロマ
トグラフィ(30%etOAc/ヘキサン)で精製し、18.5g(8
3%)のトリフラート5を黄色結晶として得た。
2,1049,875,6241 H NMR(ppm):3.99(3H,s),7.44(1H,d,J=1.6Hz),
7.57(1H,d,J=1.7Hz),9.92(1H,s) *3−クロロ−5−メトキシ−ベンズアルデヒド(6) トリフラート5(9g、28mmol)、酢酸パラジウム(I
I)(120mg、0.5mmol)、1,1′−ビス(ジフェニルホス
フィノ)フェロセン(620mg、1mmol)及びHPLCグレード
のCH3CN(10ml)をテフロンで裏打ちしたステンレスス
チール製ボンベ中でよく混合した。調製したばかりの微
粉プロトンスポンジホルマート2(7.84g、30mmol)を
加え、ボンベを密封し、90℃で4時間加熱した。反応物
を冷却後ろ過して、プロトンスポンジの結晶を除去し、
EtOAc及び3NのHClに分配し、それぞれを希ブラインで1
回ずつ洗浄し、NaHCO3で希釈し、Na2SO4で乾燥し、蒸発
させた。シリカゲルクロマトグラフィ(15%、EtOAc/ヘ
キサン)により精製し、融点45℃の4.25g(88.5%)の
クロロメトキシベンズアルデヒド6を得た。
1,1425,1380,1320,1280,1265,1144,1050,850,6951 H NMR(ppm):3.84(3H,s),7.13(1H,m),7.26(1H,
m),7.41(1H,m),9.89(1H,s) 質量スペクトル(電圧、70eV):C8H7ClO2の正確な質量
計算値170.0135、測定値170.0134。
アセタール(7) ベンズアルデヒド6(8.76g、51mmol)のメタノール
溶液(20ml)をトリメチルオルトホルマート(5.62ml、
51mmol)及び触媒量のp−トルエンスルホン酸の存在下
で、ジメチルアセタール7へ完全に変換させた。pH7の
トリエチルアミンにより反応を停止させ、蒸発させて少
量としてからEtOAc及びNAHCO3に分配した。有機層を乾
燥し、減圧下で蒸発させ、シリカゲルクロマトグラフィ
(10%EtOAc/ヘキサン)により精製して、10.68g(96
%)のアセタール7を淡黄色の油として得た。
0,1104,1050, 989,872,865,8401 H NMR(ppm):3.31(6H,s),3.79(3H,s),5.31(1H,
s),6.85(1H,s),6.88(1H,s),7.04(1H,s). ジエチル 1−メトキシ−1−(3−クロロ−5−メト
キシ−フェニル)−メタンスルホネート(8) アセタール7(4.0g、18.5mmol)、ボロントリフルオ
リドエテラート(2.3ml、19mmol)及びCH2Cl2(20ml)
の溶液に、トリエチルホスファイト(3.2ml、19mmol)
を0℃で加えた。反応物を室温まで徐々に温めた後(30
分)、溶液を希NaHCO3に分配し、Na2SO4で乾燥し、蒸発
させ、シリカゲル(40%−100%EtOAc/ヘキサン)で精
製して、4.6g(77.5%)のホスホネート8を淡黄色の油
として得た。
0),1050(P−O),1025(P−O),969,870,6871 H NMR(ppm):1.24(3H,t,J=7Hz),1.26(3H,t,J=7H
z),3.37(3H,s),3.78(3H,s),4.01−4.09(4H,m),
4.40(1H,d,J=16Hz),6.83(1H,t,J=2Hz),6.88(1H,
qt,J=2Hz),6.98(1H,qt,J=2Hz) 3−クロロ−5−メトキシ−1−(メトキシ−トリシク
ロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデン−メチル)−ベン
ゼン(9) ホスホネート8(4.62g、14mmol)及び2−アダマン
タノン(2.58g、17mmol)をアルゴン下で無水THF(35m
l)に溶解し、−68℃に冷却した。無水THF(20ml)に溶
解したリチウムジイソプロピルアミド(18.6mmol)を−
68℃で滴下してイリドを生成し、その後、ケトンオレフ
ィン化した。反応物を2時間かけて徐々に室温にまで温
め、75℃で1時間撹拌した。本溶液をEtOAc/NH4Clに分
配し、Na2SO4で乾燥し、蒸発させ、シリカゲルクロマト
グラフィ(2%EtOAc/ヘキサン)により精製し、2.5g
(55%)のエノールエーテル9を油として得た。1 H NMR(ppm):1.55−1.95(12H,m),2.61(1H,br s),
3.21(1H,br s),3.28(3H,s),3.78(3H,s),6.74(1
H,s),6.80(1H,s),6.87(1H,s) 3−クロロ−5−ヒドロキシ−1−(メトキシ−トリシ
クロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデン−メチル)−ベ
ンゼン(10) エタンチオール酸ナトリウム(11.7mmol)の存在下
で、エノールエーテル9(2.5g、7.8mmol)をDMF(14m
l)中155℃で加熱することによって、エノールエーテル
フェノール10への脱メチル化を完全に進行させた。冷却
後、混合物をEtOAc及びNH4Clに分配し、Na2SO4により乾
燥し、高減圧下で蒸発させて残存しているDMFを除去し
た。クロマトグラフィによる精製(シリカゲル、20%Et
OAc/ヘキサン)により、2.3g(96%)のフェノール10を
油として得、この油は放置したところ結晶化した。この
固体を5%EtOAc/ヘキサンにより粉末化したところ、融
点133℃の白色結晶が得られた。
310,1285,1163,1096,1080,1011,900,8401 H NMR(ppm):1.73−1.96(12H,m),2.62(1H,br s),
3.20(1H,br s),3.32(3H,s),5.65(3H,br s),6.73
(1H,s),6.79(1H,m),6.85(1H,s) ピリジニウム 3−クロロ−5−(メトキシ−トリシク
ロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデン−メチル)−1−
フェニルホスフェート(11) 無水THF(10ml)に溶解したエノールエーテル10(709
mg、2.3mmol)にアルゴン雰囲気下でトリエチルアミン
(450μl、3.2mmol)を加えた。本溶液を0℃に冷却
し、この時に2−クロロ−2−オキソ−1,3,2−ジオキ
サホスホレーン(フルカ(Fluka)、285μl、3.0mmo
l)を滴下した。反応物を室温にまで温め、非活性雰囲
気下でアルゴンフラッシュカラム中を速やかに通過させ
て塩酸トリエチルアンモニウムの結晶を除去した。結晶
ケーキをTHFで1回濯いだ後、溶液を蒸発させ、ポンプ
で乾燥させて、粗ホスホレーン11aを得た。
したもの、179mg、3.65mmol)と反応させて、ホスホレ
ーン環を開環し、所望のβ−シアノエチルジエステルホ
スフェート11bを得るとともに、エノールエーテルフェ
ノール10を再び生成した。フラスコを55℃にまで温めな
がら、高真空下でDMFを除去し、化合物10及び11bの混合
物を黄橙色の油として得た。
lの4.25MのNaOMe/MeOH、6.4mmol)の存在下40℃で撹拌
して、シアノエチル基のβ脱離を行い、エノールエーテ
ルホスフェート11をジナトリウム塩として得た。メタノ
ールを蒸発させた後、固体を水に溶解し、最少量のEtOA
cに分配して、フェノール10(333mg)を回収した。CH3C
N/H2Oグラジエントを用い、ポリスチレンカラム(PLRP
−S、ポリマーラボラトリーズ(Polymer Laboratorie
s))による分取HPLCにより水層を精製し、さらにピリ
ジニウムトルエンスルホネート(アンバーリストIR−12
0(Amberlyst−IR 120)+樹脂)によるイオン交換を行
い、凍結乾燥を行って、448mg(3段階にわたって78
%、回収されたフェノールのため)のエノールエーテル
ホスフェート11を、けば立ったオフホワイト色の粉末と
して得た。
3.20(1H,br s),3.32(3H,s),5.89(1H,s),6.72(1
H,m),6.79(1H,t,J=2Hz),6.85(1H,d,J=2Hz)31 P NMR(ppm):54(1P) ジナトリウム 3−クロロ−5−(メトキシ−スピロ
[1,2−ジオキセタン−3,2′−トリシクロ[3.3.1.
13,7]−デカン]−4−イル)−1−フェニルホスフェ
ート(1) エノールエーテルホスフェート11及び5,10,15,20−テ
トラフェニル−21H,23H−ポルフィン(TPP、0.5mlの2
重量%CHCl3溶液)のCHCl3溶液(8ml)を、溶液に酸素
流を通過させながら、250Wの高圧ナトリウムランプで10
℃で照射した。ランプと反応混合物の間に5milのカプト
ン(Kapton)ポリイミドフィルム片(デュポン(DuPon
t)社)を配置して、望ましくない紫外線照射を遮っ
た。分取HPLC(270nm紫外線検出器)により、5分間の
照射によりジオキセタンが完全に生成したことが認めら
れた。0℃でクロロホルムを蒸発させた後、残渣をNa2C
O3(27mg、0.25mmol)の存在下で氷水に溶解し、上述し
たように分取HPLCにより精製した。分画を凍結し、0℃
で凍結乾燥して、65.3mg(90%)のジオキセタン1をけ
ば立った白色粉末として得た。ジオキセタンのTLCによ
り、加熱による熱分解により、青色の化学発光が示され
た。ホスフェートの酵素による開裂によっても水溶液中
で化学発光性分解が誘発された。1 H NMR(D2O,ppm):0.93(1H,d,J=13Hz),1.21(1H,d,
J=13Hz),1.44−1.69(10H,m),2.16(1H,br s),2.78
(1H,brs),3.14(3H,s),7.20(2H,br s),7.30(1H,
s)31 P NMR(D2O,ppm):24(1P) 3−クロロ−5−ヒドロキシ−ベンズアルデヒドジメチ
ルアセタール(12) 5−クロロ−3−メトキシ−ベンズアルデヒドジメチ
ルアセタール(7、3.21g、14.8mmol)を、150℃で加熱
しながら、DMF(14ml)中でエタンチオール酸ナトリウ
ム(19mmol)により脱メチル化した。得られたフェノー
ル12を冷却し、EtOAc及びNH4Clに分配し、NaSO4で乾燥
し、高真空でポンプにより蒸発乾固させて、残存してい
たDMFを除去した。クロマトグラフィによる精製(シリ
ガゲル、20%EtOAc/ヘキサン)により、2.75g(92%)
のフェノール12が黄色の油として得られた。この油の分
析サンプルは、さらに精製することによって、融点153
℃の結晶となった。
599,1585,1449,1350,1155,1105,1055,894,845.1 H NMR(ppm):3.32(6H,s),5.30(1H,s),5.73(1H,b
r s),6.81(2H,m),7.01(1H,s). 3−クロロ−5−ピバロイルオキシ−ベンズアルデヒド
ジメチルアセタール(13) フェノール12(2.7g、13.3mmol)及びトリエチルアミ
ン(2.8ml、20mmol)をCH2Cl2(20ml)中0℃で撹拌し
た。トリメチルアセチルクロリド(1.64ml、13.3mmol)
を加えたところ、ピバロイルエステルが完全に生成し
た。標準的な操作により、粗ピバロエート13が油として
得られ、これを生成せずに次の反応に供した。重量は測
定しなかった。少量のサンプルを、スペクトルによる同
定のために分取TLCにより精製した。
8,1349,1250,1150,1109,1056,8981 H NMR(ppm):1.34(9H,s),3.31(6H,s),5.36(1H,
s),7.06(2H,br s),7.31(1H,s) ジエチル 1−メトキシ−1−(3−クロロ−5−ピバ
ロイルオキシフェニル)メタンホスホネート(14) アセタール13、ボロントリフルオリドエテラート(2.
6ml、21mmol)及びCH2Cl2(10ml)の溶液を−78℃で撹
拌した。トリエチルホスファイト(3.0ml、17.5mmol)
を加えて、このアセタールをホスホネート14に変換させ
た。操作と精製(シリカゲル、10%EtOAc/ヘキサン)に
より、2.43gの油が得られた(2段階で47%)。
1,1442,1247(P=O),1110,1028(P−O),975,8901 H NMR(ppm):1.22−1.26(6H,d of t,J=2Hz,7Hz),
1.31(9H,s),3.39(3H,s),4.02−4.08(4H,m),4.44
(1H,d,J=16Hz),7.04(2H,m),7.27(1H,br s) 3−クロロ−5−ピバロイルオキシ−1−(メトキシ−
5−クロロ−トリシクロ[3.3.1.13,7]−デカ−2−イ
リデンメチル)ベンゼン(15) ホスホネート14(2.4g、6.1mmol)をアルゴン下、無
水THF(10ml)に溶解し、−68℃に冷却した。無水THF
(7ml)に溶解したリチウムジイソプロピルアミド(6.6
mmol)を低温で滴下し、濃色の発色によって証明される
イリドを生成させた。5分後、5−クロロ−2−アダマ
ンタノン(941mg、5mmol)のTHF溶液を加え、反応物を4
0分かけて室温にまで徐々に温め、次いで75℃で1時間
加熱して、完全にオレフィン化を行った。本溶液をEtOA
c/NH4Clに分配し、Na2SO4で乾燥し、蒸発させて、エノ
ールエーテルピバロエート15及び対応するエノールエー
テルフェノール16の粗混合物を得た。粗油を、以降の加
水分解には精製せずに用いた。少量のサンプルを、スペ
クトルの定性用に分取TLCにより精製した。
0,1420,1397,1275,1160,1110,1024,918,906,887,8291 H NMR(ppm):1.34(9H,s),1.68−1.78(4H,m),2.14
−2.25(7H,m),2.77(1H,br s),3.30(3H,s),3.42
(1H,br s)6.88(1H,d,J=1.5Hz),7.04(1H,m),7.11
(1H,d,J=1.5Hz) 3−クロロ−5−ヒドロキシ−1−(メトキシ−5−ク
ロロ−トリシクロ[3.3.1.13,7]−デカ−2−イリデン
メチル)ベンゼン(16) 粗ピバロエート15を、K2CO3(1.45g、10.5mmol)によ
りメタノール10ml中室温で加水分解した。メタノールの
蒸発後、標準的な操作と精製(シリカゲル、30%EtOAc/
ヘキサン)により、微黄色の油1.095g(2段階にわたっ
て63%)を得た。この物質は、放置すると固化した。こ
の固形物を粉末化することによって融点130℃の白色結
晶のエノールエーテルフェノール16が得られた。
163,1100,1082,1030,9111 H NMR(ppm):1.69−1.83(4H,m),2.14−2.27(7H,
m),2.77(1H,br s),3.30(3H,s),3.41(1H,br s),
5.21(1H,br s),6.67(1H,d,J=1.5Hz).6.81(1H,
m),6.84(1H,d) ジナトリウム 3−クロロ−5−(メトキシスピロ[1,
2−ジオキセタン−3,2′−(5−クロロ−)トリシクロ
−[3.3.1.13,7]−デカン]4−イル)−1−フェニル
ホスフェート(2) 無水THF(5ml)に溶解したエノールエーテル16(356m
g、1.05mmol)にアルゴン雰囲気下でトリエチルアミン
(230μl、1.65mmol)を加えた。溶液を0℃に冷却
し、この時に2−クロロ−2−オキソ−1,3,2−ジオキ
サホスホレーン(フルカ(Fluka)、143μl、1.55mmo
l)を滴下した。反応物を室温に温め、不活性雰囲気下
でアルゴンフラッシュカラムに速やかに通過させて塩酸
トリエチルアンモニウム結晶を除去した。結晶ケーキを
THFで1回濯いだ後、溶液をポンプで蒸発乾固させて粗
ホスホレーン17aを得た。
の、69mg、1.4mmol)により、ホスホレーン環を開環し
て所望のβ−シアノエチルジエステルホスフェート17b
を得た。フラスコを55℃にまで温めながら高真空でDMF
を除去して、粗ジエステルホスフェートを橙色の油状物
質として得た。
ラフェニル21H,23H−ポルフィン(TPP、2重量%CHCl3
溶液1.5ml)のCHCl3溶液(10ml)を、溶液に酸素流を通
過させながら、250Wの高圧ナトリウムランプで10℃で照
射した。ランプと反応混合物の間に5mil片のカプトン
(Kapton)ポリイミドフィルム(デュポン(DuPont)
社)を配置して、望ましくない紫外線照射を遮った。分
取HPLC(270nm紫外線検出器)により、15分間の照射に
よりジオキセタンが完全に生成したことが認められた。
0℃でクロロホルムを蒸発させた後、残渣をメタノール
に溶解し、NaOMe(0.5mlの4.25MNaOMe/MeOH、2mmol)に
より保護基を脱離させてジナトリウムホスフェートジオ
キセタンとした。シアノエチル基のβ−脱離に際し、溶
媒を0℃で蒸発させ、残渣を氷水に溶解した。上述した
ような分取用HPLCによる精製と、0℃での凍結乾燥の結
果、、289mg(4段階にわたって60℃)のジオキセタン
2をけば立った白色粉末として得た。1 H NMR(D2O,ppm,シン−アンチ異性体の混合物):0.86
(1H,d),1.13(1H,d,J=14Hz),1.30(1H,d),1.37(1
H,d),1.45−2.07(18H,m),2.27(1H,br s),2.32(1
H,Sb s),2.95(2H,br s),3.09(3H,s),3.11(3H,
s),7.0−7.3(4H,br s),7.25(1H,s),7.28(1H,s) 3,5−ジメトキシ−ベンズアルデヒドジメチルアセター
ル(18) IR(CHCl3,cm-1):2958,2935,1598,1460,1426,1357,119
0,1154,1101,1053,8401 H NMR(ppm):3.32(6H,s),3.78(6H,s),5.28(1H,
s),6.41(1H,m),6.60(2H,m) 3−ヒドロキシ−5−メトキシ−ベンズアルデヒドジメ
チルアセタール(19) IR(CHCl3,cm-1):3590(OH),3345(OH),2940,2830,1
600,1462,1432,1355,1190,1150,1110,1055,8411 H NMR(ppm):3.32(6H,s),3.77(3H,s),5.28(1H,
s),6.37(1H,d,J=2Hz),6.53(1H,br s),6.58(1H,b
r s) 3−メトキシ−5−ピバロイルオキシ−ベンズアルデヒ
ドメチルアセタール(20)(3段階かけて73%、油) IR(CHCl3,cm-1):2960,2935,1741(C=O),1608,159
7,1462,1350,1273,1190,1139,1115,1056,999,902,8481 H NMR(ppm):1.34(9H,s),3.31(6H,s),3.80(3H,
s),5.35(1H,s),6.57(1H,d,J=2Hz),6.75(1H,br
s),6.87(1H,br s) ジエチル 1−メトキシ−1−(3−メトキシ−5−ピ
バロイルオキシフェニル)メタンホスホネート(21)
(40%、油) IR(CHCl3,cm-1):2990,2980,2742(C=O),1606,159
0,1463,1272,1240,1136,1110,1100,1055,1023,9701 H NMR(ppm):1.21(3H,t,J=3Hz),1.23(3H,t),1.3
2(9H,s),3.39(3H,s),3.78(3H,s),4.06(4H,m),
4.44(1H,d,J=16Hz),6.56(1H,m),6.72(1H,m),6.8
5(1H,m) 3−メトキシ−5−ピバロイルオキシ−1−(メトキシ
−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメチ
ル)−ベンゼン(22a) IR(CHCl3,cm-1):2910,1740(C=O),1600,1580,146
0,1325,1272,1140,1114,1097,10551 H NMR(ppm):1.35(9H,s),1.56−1.96(12H,m),2.6
8(1H,br s),3.23(1H,br s),3.31(3H,s),3.80(3
H,s),6.53(1H,t,J=2Hz),6.61(1H,br s),6.72(1
H,m) 3−ヒドロキシ−5−メトキシ−1−(メトキシ−トリ
シクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメチル)−ベ
ンゼン(22)(64%、融点159℃の白色結晶) IR(CHCl3,cm-1):3590(OH),3320(OH),2910,1591,1
342,1150,10981 H NMR(ppm):1.78−1.97(12H,m),2.68(1H,br s),
3.23(1H,br s),3.33(3H,s),3.78(3H,s),5.49(1
H,s),6.37(1H,m),6.45(2H,m) ピリジニウム 5−メトキシ−3−(メトキシ−トリシ
クロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメチル)−1−
フェニルホスフェート(23)(62%、オフホワイト色の
けば立った粉末) IR(CHCl3,cm-1):2911,1584,1448,1425,1328,1149,109
9,960,8701 H NMR(ppm):1.68−1.92(12H,m),2.63(1H,br s),
3.17(1H,br s),3,23(3H,s),3.68(3H,s),6.55(1
H,br s),6.72(1H,br s),6.76(1H,br s),6.98(1H,
br s) ジナトリウム 5−メトキシ−3−(メトキシスピロ
[1,2−ジオキセタン−3,2′−トリシクロ[3.3.1.
13,7]デカン]−4−イル)−1−フェニルホスフェー
ト(3)(85%、白色のけば立った粉末) 1H NMR(D2O,ppm):0.98(1H,br d),1.22(1H,br d),
1.46−1.76(10H,m),2.20(1H,br s),2.78(1H,br
s),3.14(3H,s),3.74(3H,s),6.91(1H,br s),6.68
−6.97(2H,非常に幅広の信号)31 P NMR(D2O,ppm):44.8(1P) 3−ヒドロキシ−5−メトキシ−1−(メトキシ−5−
クロロ−トリシクロ[3.3.1.3,7]−デカ−2−イリデ
ンメチル)ベンゼン(24)(63%、融点134℃の白色結
晶) IR(CHCl3,cm-1):3590(OH),3330(OH),2930,1610,1
591,1450,1430,1341,1150,1100,1080,1056,1028,8291 H NMR(ppm):1.68−2.40(11H,m),2.82(1H,br s),
3.31(3H,s),3.42(1H,br s),3.78(3H,s),6.37−6.
41(3H,m) ジナトリウム 5−メトキシ−3−(メトキシスピロ
[1,2−ジオキセタン−3,2′−(5−クロロ−)トリシ
クロ[3.3.1.13,7]−デカン]−4−イル)−1−フェ
ニルホスフェート(4)(4段階かけて57%、白色のけ
ば立った粉末) 1H NMR(D2O,ppm,シン−アンチ異性体の混合物):0.94
(1H,br d),1.19(1H,br d),1.42(1H,br d),1.50
(1H,br s),1.58(1H,br d),1.67−2.16(17H,m),2.
38(1H,br s),2.40(1H,br s),3.00(2H,br s),3.15
(3H,s),3.16(3H,s),3.73(3H,s),3.74(3H,s),6.
90(1H,br s),6.93(1H,br s),6.65−7.00(4H,非常
に幅広の信号)31 P NMR(D2O,ppm,シン−アンチ異性体の混合物:44.8
(2P)参考 1. 5−クロロバニリンは、ハン(Hann)及びスペンサ
ー(Spencer)(J.Am.Chem.Soc.,1927,49:535−537)が
記載しているように合成した。融点163℃。
ラメチル−1,8−ナフタレンジアンモニウムホルマー
ト):ギ酸(98%、1.2ml、31mmol)を、プロトンスポ
ンジ(6.8g、32mmol)及びCH2Cl2(8ml)の溶液に0℃
で加えた。溶液を室温まで温めた後、溶媒を蒸発させ、
最小限温めて高真空で乾燥しながら、プロトンスポンジ
ホルマートを結晶化させて白色結晶を得た。プロトンス
ポンジホルマートの結晶(融点79℃)は、調製後速やか
に使用しなければならない。放置することによってギ酸
が蒸発して、プロトンスポンジ(融点50℃)となってし
まうからである。
ルデヒドジメチルアセタール(25) 5−ニトロバニリン(5.0g、97%、18.4mmol)のメタ
ノール溶液(30ml)を、トリメチルオルトホルマート
(2.8ml、25mmol)及び触媒量のp−トルエンスルホン
酸の存在下でジメチルアセタール25に完全に変換させ
た。pH8のトリエチルアミンにより反応を失活させ、蒸
発させて少量とし、EtOAc及びNaHCO3に分配させた。水
層をEtOAcにより1回洗浄し、有機層をNa2SO4により乾
燥し、デカンテーションを行い、蒸発させて橙赤色の油
を得た。この油はポンプを用いて乾燥したところ結晶化
した。50%EtOAc/ヘキサンにより再結晶して、5.55g(9
3%)の融点58〜59℃のアセタール25を、赤橙色の結晶
として得た。
0,1445,1392,1341,1320,1254,1132,1101,1058,990,8651 H NMR(ppm):3.31(6H,s),3.94(3H,s),5.31(1H,
s),7.22(1H,d,J=1.7Hz),7.78(1H,d) 3−メトキシ−5−ニトロ−4−トリフルオロメタンス
ルホニルオキシ−ベンズアルデヒドジメチルアセタール
(26) ジメチルアセタール25(5.0g、20.6mmol)、クロロホ
ルム(3ml)及びピリジン(8ml)の溶液を、アルゴン下
0℃で撹拌した。0℃で10分間かけて無水トリフルオロ
メタンスルホン酸(4.0ml、23.8mmol)を加え、室温で
一晩撹拌して、トリフレートを完全に生成させた。油状
物質を45℃にまで温めながら、高真空で溶媒を蒸発させ
て、痕跡量のピリジンをトルエン4mlで除去した。得ら
れた油を高真空でよくポンプにより乾燥して、50%EtOA
c/ヘキサンに溶かして50%EtOAc/ヘキサンと共にすり潰
し、微細なピリジニウムトリフラート結晶から所望のト
リフラート(溶液中)を分離した。粉末化溶液を蒸発
し、30%EtOAc/ヘキサンにより溶離を行ってシリカゲル
カラムにより油を精製し、6.43g(84%)のトリフラー
ト26を淡黄色の油として得た。
s),7.42(1H,d,J=1.6Hz),7.73(1H,d) *3−メトキシ−5−ニトロ−ベンズアルデヒドジメチ
ルアセタール(27) 5−ニトロフェニルトリフラート26(7g、18.7mmo
l)、酢酸パラジウム(II)(88mg、0.39mmol)、1,1′
−ビス(ジフェニル−ホスフィノ)フェロセン(430m
g、0.78mmol)及びHPLCグレードのCH3CN(10ml)を、テ
フロンで裏打ちしたステンレススチール製ボンベ中でよ
く混合した。調製したしたばかりの微粉プロトンスポン
ジホルマート(5.1g、19.6mmol)を加え、ボンベを密封
し、90℃で2時間加熱した。反応混合物をEtOAcに溶か
して、シリカゲルプラグを通過させ、0−30%EtOAc/ヘ
キサンにより溶離を行ってシリカゲルカラムにより精製
し、1.5g(35%)のメトキシニトロベンズアルデヒドア
セタール27を得た。
O2),1463,1450,1343(−NO2),1280,1190,1158,1104,1
055,990,8711 H NMR(ppm):3.33(6H,s),3.89(3H,s),5.41(1H,
s),7.33(1H,s),7.68(1H,s),7.92(1H,s) ジエチル 1−メトキシ−1−(3−メトキシ−5−ニ
トロフェニル)メタンホスホネート(28) トリエチルホスファイト(0.98ml、5.7mmol)を、ジ
メチルアセタール27(1.08g、4.7mmol)、ボロントリフ
ルオリドエテラート(1.2ml、9.8mmol)及びCH2Cl2(10
ml)の溶液に0℃で滴下した。反応物を一晩かけて室温
に温めた後、溶液を3NのHClに分配し、水層をCH2Cl2で
2回洗浄した。有機層を、希NaHCO3で洗浄し、Na2SO4で
乾燥し、デカンテーションを行って、蒸発させた。0−
80%EtOAc/ヘキサンで溶離を行って粗残渣をシリカゲル
カラムにより精製し、1.36g(86%)のホスホネート28
を淡黄色の油として得た。
1280,1258,1243,1096,1053,1025,973,7211 H NMR(ppm):1.28(6H,t,J=7.1Hz),3.44(3H,s),
3.90(3H,S),4.08−4.15(4H,m),4.55(1H,d,J=16H
z),7.34(1H,d),7.69(1H,d,J=2.1Hz),7.87(1H,d,
J=1.6Hz) ジエチル 1−メトキシ−1−(3−アミノ−5−メト
キシフェニル)メタンホスホネート(29) ニトロホスホネート28をメチレンクロリドに溶解し、
これを、n−Bu4NBr及びヒドロ亜硫酸ナトリウムを含む
1M NaOH溶液に加える。2層性の溶液を、ニトロ置換基
のアニリン29への還元反応が終了するまで、必要であれ
ば加熱しながら激しく撹拌する。冷却した溶液をCH2Cl2
及び最小限の水に分配し、水層を必要であればCH2Cl2で
洗浄して、粗アニリンを得る。有機層を集めて乾燥し、
デカンテーションを行い、蒸発させる。残渣を短いシリ
カゲルプラグに通過させてアニリン29を得る。
約に追加した。) ジエチル 1−メトキシ−1−(3−メトキシ−5−ト
リフルオロアセタミドフェニル)メタンホスホネート
(30) CH2Cl210mlに溶解した無水トリフルオロ酢酸(1eq)
及びトリエチルアミン(1.3eq)を0℃で加えることに
よって、ホスホネート29を定量的にアセチル化する。溶
媒を蒸発させ、シリカゲルカラムによる精製により、ト
リフルオロアセタミド30を得る。
トキシトリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデン−
メチル)ベンゼン(31) ホスホネート30を無水THFに溶解し、アルゴン雰囲気
下で−68℃に冷却する。同様に別のフラスコで2−アダ
マンタノン(1.1eq)を無水THFに溶解し、アルゴン下で
−68℃に冷却する。このホスホネート溶液に、イリドの
赤色が持続するようになるまで、アルゴン下−68℃で2.
5Mのn−BuLiを加える。この時点で、1.2epのn−BuLi
を加えて、イリド生成を終了させ、得られる着色溶液を
−68℃で5分間撹拌する。低温を維持しながら、THFに
溶解した2−アダマンタノンを1時間かけてイリドに徐
々に加える。ケトンを最終的に加えた後に、反応混合物
を、室温に温めながら2時間撹拌する。反応物を1時間
還流しながら加熱し、冷却し、EtOAc及び飽和NH4Clに分
配することによって、失活させた。有機層をNa2SO4によ
り乾燥し、シリカゲルカラムを用いてEtOAc/ヘキサンに
よりクロマトグラフによる分離を行って、エノールエー
テル31を得る。
[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメチル)ベンゼン
(32) トリフルオロアセタミドエノールエーテル31を、痕跡
量の水を含有するMeOH中、微細に粉砕したK2CO2(3eq)
により60℃で加水分解する。混合物を、EtOAc/H2Oに分
配し、シリカゲルクロマトグラフィによる精製を行っ
て、エノールエーテルアニリン32を得る。
2X): 3−パラ−メトキシフェニルカルバモイル−5−メトキ
シ−1−(メトキシトリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2
−イリデンメチル)ベンゼン(33) メチレンクロリドに溶解したエノールエーテルアニリ
ン32を、トリエチルアミン(2.0eq)の存在下0℃で、
4−メトキシフェニルクロロホルマート(1.1eq)によ
りカルボキシル化する。反応混合物をCH2Cl2/H2Oに分配
し、希NaHCO3により洗浄し、Na2SO4により乾燥し、蒸発
させ、シリカゲルを用いてクロマトグラフィによる精製
を行って、エノールエーテルp−メトキシフェニルカル
バメート33を得る。
(メトキシトリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデ
ンメチル)ベンゼン(34) エノールエーテルアニリン32、トリエチルアミン(1.
5eq)及びBOC−ON(1.3eq)のメチレンクロリド溶液
を、固く栓をしたキマックス(Kimax)管中55℃で撹拌
して、t−ブチルカルバメートを生成させた。溶液を冷
却し、蒸発させて少量とし、残渣にMeOHを加えて所望の
カルバメート34の沈殿物を得る。
2X): 3−N−トルエンスルホナミド−5−メトキシ−1−
(メトキシトリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデ
ンメチル)ベンゼン(35) エノールエーテルアニリン32のメチレンクロリド溶液
を、トリエチルアミン(2.0eq)の存在下0℃でトシル
クロリド(1.1eq)によりスルホニル化する。反応混合
物をCH2Cl2/H2Oに分配し、希NaHCO3により洗浄し、Na2S
O4により乾燥し、蒸発させてシリカゲルを用いたクロマ
トグラフィにより精製してN−トルエンスルホナミドエ
ノールエーテル35を得る。
シ−1−(メトキシトリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2
−イリデンメチル)ベンゼン(36) エノールエーテルアニリン32のメチレンクロリド溶液
を0℃で無水トリフルオロメチルスルホン酸(1.1eq)
によりスルホン化する。反応混合物をCH2Cl2/H2Oに分配
し、Na2SO4により乾燥し、蒸発させ、シリカゲルを用い
たクロマトグラフィによって精製し、N−ノリフルオロ
メチルスルホナミドエノールエーテル36を得る。
トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメチル)
ベンゼン(37) エノールエーテルアニリン32のピリジン溶液を0℃で
ベンゾイルクロリド(1.1eq)と反応させる。溶媒を蒸
発させ、ポンプを用いて乾燥させ、粗油を得、これをCH
2Cl2/H2Oに分配し、乾燥し、蒸発させる。シリカゲルを
用いたクロマトグラフィによる精製を行って、ベンズア
ミドエノールエーテル37を得る。
37)を、ナトリウムエタンチオレートにより脱メチル化
し、ついでホスホリル化し、ジオキセタン1及び2につ
いて記載したように光酸素化して、ジオキセタン類似物
を得る。
合物は、以下の構造を有する: 本化合物の名称は、ジナトリウム 2−クロロ−5−
(4−メトキシ−スピロ[1,2−ジオキセタン−3,2′−
(5′−クロロ−)トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン]
−4−イル−1−フェニルホスフェートである。
る。本化合物は、以下の反応式において示されるように
合成することができる。
アセタール 3 メタノール(2ml)、CH2Cl2(3ml)、4−クロロ−3
−メトキシ−ベンズアルデヒド(2g、11.7mmol;実質的
にR.M.Riggsら、J.Med.Chem.、30 1887、1987.に記載さ
れたように調整した)、トリメチルオルトホルマート
(1.7ml、15.5mmol)およびp−トルエンスルホン酸大
結晶の不均質混合物を、室温で1時間撹拌した。次に、
MeOH(1ml)およびp−トルエンスルホン酸結晶を添加
し、その溶液を均一になるまで温めた。反応終了後、そ
の溶液を過剰のNaHCO3固体とともに5分間撹拌し、回転
蒸発させて溶媒を除去した。ペーストを、EtOAc40mlに
溶解させ、希NaHCO3溶液に分配させ、かつ蒸発させて明
褐色の油状物を得た。この反応を、他の4−クロロ−3
−メトキシベンズアルデヒド2gを用いて繰り返し、両方
の生成油状物を併せてジメチルアセタール3を4.37g(8
6%)得た。
2,1348,1268,1100,1059,989,861,827,7901 H NMR(CDCl3,ppm):3.30(6H,s),3.90(3H,s),5.33
(1H,s),6.95(1H,d),7.03(1H,s),7.32(1H,d) ジエチル 1−メトキシ−1−(4−クロロ−3−メト
キシフェニル)メタンホスホネート 4 ジメチルアセタール 3(4.3g、20mmol)、ふるい乾
燥(sieve−dried)CH2Cl2(20ml)およびトリエチルホ
スファイト(4.1ml、24mmol)の溶液をアルゴン下、−7
8℃で撹拌した。ボロントリフルオライドエテリエート
(2.95ml、24mmol)を−78℃で滴下し、その溶液を5分
間撹拌し、−20℃で一晩保存した。翌日、反応物を室温
まで温め、5時間撹拌してホスホネートの形成を完了さ
せた。激しく撹拌しながら、反応物をNaHCO3固体で、次
いでNaHCO3飽和溶液によってクエンチした。ガスの発生
がなくなった後、CH2Cl240mlおよび水20mlを添加し、2
層混合物を分配し、CH2Cl2層を回収し、Na2SO4によって
乾燥し、蒸発させた。真空で吸引した後、油状物をCH2C
l2で溶離を行いながらシリカゲルプラグで精製し、ホス
ホネート 4を淡黄色の油状物(6.01g、99%)として
得た。
8,1280,1250,1095,1055,1025,967,871,809,790,754,728 4−クロロ−3−メトキシ−1−(メトキシ−5−クロ
ロ−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメチ
ル)−ベンゼン 5 ホスホネート 4(3.2g、10mmol)をアルゴン下乾燥
THF30mlに溶解し、−78℃まで冷却した。n−BuLi(2.3
M、4.4ml、10.1mmol)の滴下によって、黄色−橙色のホ
スホネートイリドが生成した。得られたイリド溶液を10
分間撹拌した後、THF8mlに溶解させた5−クロロ−2−
アダマンタノン(1.75g、9.5mmol)を−78℃でイリドに
滴下した。反応物を室温に45分間かけてゆっくり温め、
2時間還流させた。冷却後、THFを真空で除去し、生成
物をEtOAc/ヘキサン(1:1)およびNaHCO3希釈液との間
に分配した。有機層をNaHCO3で乾燥させた。有機層をNa
2SO4で乾燥させ、溶媒を除去し、シリカゲル(2〜4%
のEtOAc/ヘキサン)で精製してエノールエーテル 5を
3.3g(96%)、無色粘性ゴム状物質として得た。
ロロ−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イリデンメ
チル)−ベンゼン 6 エノールエーテルフェノール 6への脱メチル化を、
エノールエーテル 5(3.3g、9.3mmol)をDMF22ml中、
エタンチオール酸ナトリウム(14mmol)の存在下135℃
で1.5時間加熱して、完全に進行させた。反応物を冷却
し、EtOAc50ml、1MのNH4Clを100mlおよびNaHCO3飽和溶
液10mlの間に分配した。有機層を回収し、良く水洗する
一方、水性層をEtOAcで一度洗浄した。EtOAc層を併せ、
塩水で洗浄し、Na2SO4で乾燥させ、真空下溶媒を除去し
た。50%のCH2Cl2/ヘキサンで溶離を行いながら、粗油
状物をシリカゲルカラムで精製し、フェノール 6を3.
6g、粗油状物として得た。冷却した15%のCH2Cl2/ヘキ
サン溶液から2回の結晶化によって更に精製してフェノ
ール 6を固体(2.18g、68%)として得た。
568,1478,1308,1190,1166,1090,1079,1042,1020,8211 H NMR(CDCl3,ppm):1.57−2.28(11H,m),2.75(1H,b
r s),3.27(3H,s),3.41(1H,br s),5.57(1H,s),6.
79(1H,dd,J=8Hz,2Hz),6.93(1H,d,J=2Hz),7.28(1
H,d,J=8Hz) ナトリウム 2−シアノエチル 2−クロロ−5−(メ
トキシ−(5−クロロ)トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ
−2−イリデンメチル)−1−フェニルホスフェート
7 フェノール 6(0.75g、2.2mmol)、トリエチルアミ
ン(400μl、2.86mmol)および無水THF(8ml)の溶液
に、2−クロロ−2−オキソ−1、3、2−ジオキサホ
スホラン(Fluka、240μl、2.6mmol)を室温でアルゴ
ン下添加した。塩酸トリエチルアンモニウムが析出する
までの間、反応物を3時間撹拌した。反応溶液から、ア
ルゴン強気流下、析出物を、先端に綿をつけた注射器を
用いてピペットで除去した。析出物をエーテルで数回す
すぎ、併せた溶液とすすぎ液を真空で蒸発させて、湿気
への露出から保護された泡を得た。
mmol)と共に室温で24時間撹拌してβ−シアノエチルホ
スフェートジエステルを形成させた。反応混合物を高減
圧かつ55℃で吸引してDMFを除去し、ホスフェートジエ
ステル 7をゴム状物質として得た。粗ホスフェートジ
エステルを更に精製することなく光酸素化を行った。
−メトキシスピロ[1、2−ジオキセタン−3,2′−
(5′−クロロ−)トリシクロ[3.3.1.13,7]−デカ
ン]−4−イル)−1−フェニルホスフェート 1 ホスフェートジエステル 7を、5、10、15、20−テ
トラフェニル−21H、23H−ポルフィン(TPP、2mg/mlのC
HCl3溶液0.8ml)を添加した10%MeOH/CHCl320mlに溶解
させた。反応混合物を酸素で飽和し、溶液に酸素を通過
させながら、カプトンフィルムで包んだ250W高圧ナトリ
ウム蒸気ランプを用いて照射した。逆相HPLC分析によれ
ば、照射20分後にジオキセタンの完全な形成が示され
た。溶媒を室温で真空下除去し、残渣を、高真空下で吸
引してゴム状物質とし、−20℃で保存した。
エステルジオキセタン 8を、ナトリウムメトキシド
(MeOH中の25重量%NAOMeを0.5ml)を用いて室温で30分
間保護基を脱離させた。シアノエチル基のβ−除去完了
後、NaHCO3飽和溶液2mlを添加し、MeOHを回転蒸発させ
た。HPLCグレード水(15ml)を添加し、褐色溶液を0.45
μナイロンフィルターに通過させた。溶液量をHPLCグレ
ード水で40mlに調整し、ポリスチレンカラム(PLRP−
S、Polymer Laboratories)を通したCH3CN/H2O勾配液
を用いて予備HPLCによって精製した。画分を凍結乾燥し
たところ、ジオキセタン1を0.81g(フェノール 6か
ら74%)を得た。アセトニトリルと0.1%NaHCO3との勾
配を用いたポリスチレンカラム逆相HPLCおよび270nmに
おけるUV検出によれば、シン及びアンチ異性体混合物を
表す、前方に肩をもつ1個のピークが示された。異性体
混合物としての生成物試料を、0.1Mジエタノールアミン
緩衝液(1mMのMgCl2)にpH10で溶解させた。アルカリ性
ホスファターゼで処理した後、予期したように光が発せ
られた。このように、生成物を表題の構造の1、2−ジ
オキセタンと確認した。
本質的な性質について試験を行った。調製され試験され
たジオキセタンとしては、Rがメチルであり、Xがホス
フェートであり、Y2が塩素でありかつZがフェニル環の
4または5位にあるジオキセタンが挙げられる。下記の
試験においては、これらのジオキセタンを市販されてい
る標準CSPD およびAMPPDTMと比較した。
0.4mMジオキセタンを含有する0.1Mジエタノールアミン
および1mMのMgCl20.5ml(pH10)中で室温にてインキュ
ベートした。化学発光(5秒間の総和)をBerthold LB9
52Tルミノメータで、5、10、20、30、44、50および60
分に測定した。図1および2では、CSPD およびCDP−S
tarTMの性能が比較されている。図1には、相対光単位
(RLU)対時間としてプロットされたCSPD およびCPD−
StarTMの比較が示されている。3個を重ねた平均がプロ
ットされている。図2には、化学発光増強ポリマーであ
るポリビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロリド
1mg/mlを含有する、別の試料から得られた結果が示され
ている。
出 ビオチン化pBR322 35−mer(1μl中13.1pg)を、陽
電荷処理されたナイロン膜(Tropilon−PlusTM)の小片
上に点在させた。膜を完全に乾燥させ、DNAをUV架橋(1
20mJ/cm2)によって膜に固着させた。その膜をPBSで湿
らせ、次いで、ブロッキング緩衝液(0.2%1−Bloc
kTM、PBS中0.5%SDS)中で10分間、ストレプトアビジン
−アルカリ性ホスファターゼコンジュゲート(Avidx−A
PTM、Tropix;ブロッキング緩衝液中1:5000で希釈され
た)中で20分間インキュベートし、ブロッキング緩衝液
で5分間1回、洗浄緩衝液(PBS中0.5%SDS)で5分間
3回洗浄した。次いで、膜を分析緩衝液(0.1M DEA、1m
MMgCl2、pH10.0)で5分間2回洗浄した。最後に、膜を
調整し、ヒートシール可能なプラスチックの小片で0.25
mMのCSPDまたはCDP−Star(分析緩衝液で希釈された)4
0μlを用いてシールした。膜のシールされた小片を管
(22℃で予備インキュベートされた)に即座にテープで
貼り付け、Turner Model 20eルミノメーター(Turner D
esigns,Inc.Mountain view,CA)中に置いた。光の放出
を、22℃で24時間5分毎に記録した。図3は、CSPD及び
CDP−Starについての化学発光強度(RLU)対時間のプロ
ットである。
出 精製されたヒトトランスフェリン(Boehringer/Mannh
eim cat#1317 415)を、1X SDS−PAGE負荷緩衝液(0.0
6Mトリス−HCl、pH6.8、2.25%グリセロール、0.5%β
−メルカプトエタノール、2%SDS、0.05%ブロモフェ
ノールブルー)を用いて順次希釈した。希釈液を95℃で
5分間加熱し、希釈された試料5μlをゲルレーン毎に
負荷した。試料を、Hoefer SE250ミニゲル装置を用いて
10%ポリアクリルアミドミニゲルによるSDS−PAGEによ
って電気泳動的に分離した。各ブロットは、トランスフ
ェリンを10、3.3、1.1、0.37、0.12および0.04ng含有す
る。電気泳動に続いて、ゲルおよび膜を、移送緩衝液
(5mMのMOPS pH7.5、2mMの酢酸ナトリウム、20%MeOH)
を用いて15分間平衡化させた。蛋白を、PVDF(Tropiflu
orTM)および陽電荷処理されたナイロン(Tropilon−Pl
usTM)膜に90V、4℃で1時間移動させた。ブロット
を、ブロッキング緩衝液(BB−1[PBS中0.2%1−Bloc
kTM、0.1%Tween−20]をPVDFのために用い、BB−2[P
BS中3%1−BlockTM、0.1%Tween−20]をナイロンの
ために用いた)中で30分間インキュベートした。次い
で、ブロットを、ウサギポリクローナル抗ヒトトランス
フェリン(Boehringer/Mannheim cat #615 015;適切な
ブロッキング緩衝液中1:5000に希釈された)で30分間イ
ンキュベートし、次いで、5分間2回洗浄した(PVDFを
BB−1で、及びナイロンを洗浄緩衝液[PBS中0.1%Twee
n−20]で)。次に、ブロットを、ヤギ抗ウサギIgGアル
カリ性ホスファターゼコンジュゲート(Tropix;適切な
ブロッキング緩衝液中1:10,000に希釈)で30分間インキ
ュベートし、次いで、上記のように5分間2回洗浄し
た。ブロットを、分析緩衝液(0.1M DEA、1mMのMgCl2、
pH10.0)中5分間2回洗浄した。最後に、ブロットを0.
25mMのCSPDまたはCDP−Star(分析緩衝液中で希釈)で
5分間インキュベートした。ブロットからの過剰の基質
溶液を奪い、プラスチックリポートカバー内に置き、こ
れにKodak XAR−5フィルムを曝した。ナイロンおよびP
VDF膜について得られた結果を図4−5に示す。
を、EcoR 1およびBg1 11制限酵素エンドヌクレアーゼで
切断した。各DNA断片物5.0、0.5および0.05μgを、水
平な0.8%アガロース1X TBEゲルにおける電気泳動によ
って分離させた。電気泳動に続いて、そのゲルを1.5Mの
NaCl、0.5MのNaOHに45分間浸してDNAを変性し、次い
で、中和緩衝液(1Mトリス、1.5MのNaCl、pH7.4)中で4
5分間インキュベートした。DNAを、20X SSCを用いて毛
細管移動を一晩行うことによって、陽電荷処理されたナ
イロン膜(Tropilon−PlusTM)に移動させた。その膜を
空気乾燥させ、DNAをその膜に120mJ/cm2でUV架橋した。
酵母遺伝子RPB 1から切断された1 kb Bg1 11フラグメン
トをゲル精製し、ビオチン−14−dCTPを取り込ませるラ
ンダムプライミング反応によってビオチン化した。その
膜を、ハイブリダイゼイション溶液(7%SDS、0.25Mの
Na2PO4、1.0mMのEDTA)中で68℃30分間予備ハイブリド
化し、変性したプローブ5ng/mlを含有する未使用のハイ
ブリダイゼイション溶液5mlを用いて68℃で一晩ハイブ
リド化し、次いで、ハイブリダイゼイション溶液から除
去し、以下の様に洗浄した。すなわち、室温で2X SSC、
1%SDSで5分間2回;68℃で0.1XSSC、1%SDSで15分間
2回;および室温で1XSSCで5分間2回洗浄した。次い
で、その膜を、ブロッキング緩衝液(0.2%カゼイン、
0.5%SDS、PBS)中で10分間およびブロッキング緩衝液
中1:5000希釈AVIDx−APTMを用いて20分間インキュベー
トした。次いで、その膜を、ブロッキング緩衝液で5分
間、洗浄緩衝液(0.5%SDS、PBS)で10分間3回および
分析緩衝液(0.1Mジエタノールアミン、1.0mMのMgCl2、
pH10.0)で2分間2回洗浄し、続いて、分析緩衝液中0.
25mMジオキセタンで5分間インキュベートした。過剰の
基質溶液を奪った後、その膜をプラスチックで包み、こ
れにX線フィルムを曝した。基質インキュベーション後
それぞれ10分後、70分後、および19時間後に行れた60分
の露光が、以下の露光に反映されている。CSDPおよびCD
P−Starの比較を、図6、7および8に示す。
イマーと一本鎖M13 mp18テンプレートDNAを用いたTropi
x−SEQ−lightTMキットを用いて行った。反応生成物
を、6%ポリアクリルアミドの8M尿素ゲルで分離し、毛
細管作用によってTropilon−PlusTMナイロン膜に移動さ
せ、その膜にUV架橋させた(全照射:120mJ/cm2)。化学
発光検出を、膜をブロッキング緩衝液(0.2%i−Block
TM、0.5%SDS、PBS)中で10分間、コンジュゲート溶液
(ブロッキング緩衝液中のAvidx−APストレプトアビジ
ンアルカリ性ホスファターゼコンジューゲートの1/5000
希釈液)中で20分間インキュベートし、次いで、ブロッ
キング緩衝液で1回5分間、洗浄緩衝液(0.5%SDS、PB
S)で3回5分間、分析緩衝液(0.1Mジエタノールアミ
ン、1mMのMgCl2、pH10)で2回2分間洗浄した。各膜片
を、分析緩衝液中の0.25mMのCSPDまたはCDP−Starのい
ずれかで5分間インキュベートした。すべての工程を、
穏やかに震動(140−170rpm)させながら、ヒートシー
ルした大きなプラスチックバッグ中で室温で行った。3
ケ所の時間点でのCSPD及びCDP−Starの比較が与えられ
ている。基質とのインキュベーション後の時間とKodak
XAR−5 X線フィルムへの露光時間を図9に示す。
た独立の実験室によって達成される)、T1/2および放
出波長最大値等の値をもたらす。これらのジオキセタン
を数によって同定し、数の後に続く表には、アダマンチ
ル環の置換基の同定、もしあれば引き続いてZ置換基の
同定が与えられる。試験された化合物においては、Xは
ホスフェートである。量子収率とT1/2の値は、0.1モル
DEA中でのジオキセタンのみ、及び増強剤、Sapphire II
の存在下の両方について得られる。
液500μLを12×75mm管内に20℃で入れた。その溶液を
冷却水浴内で10分間20℃で平衡化した。アルカリ性ホス
ファターゼ懸濁液2μLを、ジオキセタンを含有する管
に添加し、即座に1秒間うずを起こし、20℃水浴内に置
いた。次いで、管をMGM Optocomp Iルミノメーター内
に置き、光信号を1秒総和時間で測定した。光信号を測
定した後、管を20℃水浴内に戻し、測定を繰り返した。
ジオキセタンについての全体の総数を強度データから決
定した。ジオキセタンの与えられた濃度について観察さ
れた全体の総数は、ルミノメーターの光子検出効率(PD
E)、ジオキセタンの量子収率および光を放出可能な分
子の数(脱リン酸化ジオキセタンの濃度)の結果であ
る。MGM Optocomp IルミノメーターのPDEを、Biolink
絶対標準で測定し、ルミノメーターのPMTの既知のスペ
クトル応答とジオキセタンの既知の放出スペクトルを利
用して2.56×10-3と決定した。量子収率は、測定された
全総数をPDEとジオキセタンの濃度によって割ることに
よって計算される。
イムの計算 ターナールミノメーターの読み取りから、最大信号を
測定した。最大信号から、30、150、300または600秒間
隔でのターナー光ユニット読み取り値を引いたものを計
算し、対時間でグラフ化した。グラフから、半減期を決
定するために指数式を計算した。
ー印字出力から直接的に決定された。
よび1mMのMgCl2のpH10の溶液2mlに、9.9×10-11Mのアル
カリ性ホスファターゼを添加した。その溶液をSpex Flu
orolog Fluorimeter中で5分間平衡化させ、次いで、化
学発光放出について、0.5sec/nmで5回走査した。化学
発光放出波長最大値を記録した。
ightTMプロトコルに記載されているように行った。簡単
には、DNA配列決定反応を、M13一本鎖ファージDNAをテ
ンプレートとして用いるビオチニル化プライマーを用い
て始めた。反応物を、8M尿素変性PAGEによって分離し、
毛細管作用によってTropilon−Plusナイロン膜に水平に
移動させ、Spectronics SpectoLinkerXL−1500を用いて
200mJ/cm2でUV光を露光させることによって膜に架橋さ
せた。その膜をブロッキング緩衝液(リン酸塩緩衝食塩
水/PBS[20mMリン酸ナトリウム、pH7.2、150mMのNaCl]
中の0.2%I−BlockTM、0.5%ドデシル硫酸ナトリウム/
SDS)で10分間インキュベートし、ブロッキング緩衝液
中Avidx−APストレプトアビジン−アルカリ性ホスファ
ターゼの1/5000希釈液で20分間インキュベートし、ブロ
ッキング緩衝液で5分間、洗浄緩衝液(0.5%SDS、PB
S)で3回5分間、分析緩衝液(0.1Mジエタノールアミ
ン、1mMのMgCl2、pH10)で2回5分間洗浄し、次いで、
ジオキセタン溶液(分析緩衝液中で0.25mMに希釈された
CSPD、140−17または128−87のいずれか)を用いて5分
間インキュベートした。その膜の水気をきり、プラスチ
ックホルダーでシールし、Kodack XAR−5 X線フィルム
に露光させた。ジオキセタン128−87については、露光
時間は70分であり、140−17については80分であり、両
方とも基質溶液添加後65分に行った。ジオキセタン128
−87対CSPDの比較については、膜露光時間は、基質との
24時間インキュベーション後5分であった。図10および
11。このタイプのプロトコルの詳細は、トロピックス
インコーポレーテッドから商業上入手可能なTropix SEQ
−LightTMDNA配列決定システムに示されている。0.1Mの
DEA、pH10、25℃ ジオキセタン濃度3.7×10-7M〜6×10-6M 0.09MのDEA+0.1%Sapphire II、pH9.95、25℃ ジオキセタン濃度1.8×10-7M〜6.1×10-9M ジオキセタンに関連する使用について知られているタ
イプの増強剤と共に、ジオキセタンまたは少なくとも励
起状態の発光種との相互作用を積極的に示すために、放
出最大値についての波長を、いかなる増強剤も存在しな
い条件下、BDMQの存在下、及びナイロン膜で検出した。
データを以下の表に示す。
ットブロット分析の使用に適切である。上記合成経路に
従って合成されたジオキセタンを、ドットブロット分析
に用いた。6位にZ置換基をもつジオキセタンの化学発
光がないことを確認するに当たって、化合物140−62
が、首尾一貫した信号を与えないかまたは最適条件下で
わずかに検出可能な信号を与える行ことに留意すべきで
ある。同様に、アダマンチル環上の塩素置換基と共に、
6位にメトキシ置換基を有するジオキセタン140−73
は、ドットブロット分析では信号を与えず、6位置換メ
タホスフェートフェニルジオキセタンの化学発光活性の
欠如を確認した。図12〜21。
塩基 オリゴヌクレオチドプローブを点在させた。その
プローブを1X SSCで希釈して出発希釈液210pgを得た。
出発希釈液の連続1:2希釈液を、膜に全体で12スポット
点在させた。その膜を乾燥させ、最適U.V.架橋(120mJ/
cm2)を行い、ブロッキング緩衝液(ニトロセルロース:
0.2%I−Block、0.1%Tween−20、1X PBS;ナイロン:0.
2%I−Block、0.5%SDS、1X PBS)で30分間ブロック
し、ブロッキング緩衝液中で希釈されたストレプトアビ
ジン−アルカリ性ホスファターゼコンジュゲートの1/50
00希釈液中で20分間インキュベートし、以下のように洗
浄した。ブロッキング緩衝液で1回5分間;1X PBS、0.3
%Tween−20(ニトロセルロース)で3回5分間または1
X PBS、0.5%SDS(ナイロン)で3回5分間;基質緩衝
液(0.1Mジエタノールアミン、0.1mMのMgCl2、pH10)で
2回5分間;基質緩衝液(ニトロセルロース実験のみ)
中で希釈されたNitro−Block(トロピックス社、ベッド
フォード、MA)の1/20の希釈液中で1回5分間;および
基質緩衝液(ニトロセルロース実験のみ)で2回5分間
洗浄した。その膜を基質緩衝液中で希釈された0.25mMの
ジオキセタンを用いて5分間インキュベートした。ニト
ロセルロースおよびナイロン実験の両方における数枚の
膜を、0.25mg/ml Calfax DB−45、Calfax 10L−45また
はCalsoft T−60(Pilot Chemical Company、ロサンゼ
ルス、CA)、Tween−20を1.0mg/ml、Nitro−Blockを1.0
mg/ml、および基質溶液中で希釈された0.25mMのジオキ
セタンを用いて5分間インキュベートした。これらの膜
は、Nitro−Blockの1/20希釈を受けなかった。次いで、
その膜をXフィルムに露光させ、現像した。
ンの芳香環に加えられた電子吸引基は、化学発光信号を
増加させる傾向がある一方、光放出の動力学を改める。
これに反し、電子供与基は、酸素から芳香族基を介して
ジオキセタンへの電子の移動を促進させることによって
明らかにT1/2を短縮する。このように、所望の場合に
は、電子供与または電子吸引Z置換基の性質および性能
の適切な選択および同時にアダマンチル環のための適切
な置換基の選択によって、最適信号強度、最適強度、特
定の放出波長等を含む特性を有するジオキセタンを得る
ことができる。
酵素が単独で存在する、またはもし被検体が存在するな
らば形成するであろう最終錯体の一部に付着され得るす
べてのタイプの分析に用いることができる。従来の分析
形態は、当業者に知られており、また、発明の背景で述
べられている特許に記載されている。適切な分析法の具
体的な開示は、米国特許5,112,960号に見られ、同一の
開示が文献によって本明細書に包含されている。その分
析形態自体は、本発明のジオキセタンによって向上され
た性能を除けば本発明の概要を構成しない。
一般的な記載および特定の態様の両方を参照することに
よって開示されている。加えて、ジオキセタンの性質は
一般的に記載され、かつ例証されている。本実施例は、
本発明を限定するものとして意図されておらず、そのま
ま解釈されるべきではない。開示と一致している置換基
パターンの変形、同一性等は、当業者にとって起こるも
のである。このような変形および変化は、生井課の請求
項に述べられる限定によって除外される場合を除いては
本発明の範囲内にある。
Claims (30)
- 【請求項1】式(I): (式中、Y1及びY2は、独立して、H、水酸基、ハロゲ
ン、非置換低級アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル
基、ハロ低級アルキル基、フェニル基、ハロフェニル
基、アルコキシフェニル基、アルコキシフェノキシ基、
ヒドロキシアルコキシ基、シアノ基、アミド基、アルコ
キシ基またはカルボキシル基であり、Rは、C1−12アル
キル、アリールまたはアラルキルであり、Xは、ホスフ
ェート、ガラクトシド、アセテート、1−ホスホ−2、
3−ジアシルグリセリド、1−チオ−D−グルコシド、
アデノシントリホスフェート、アデノシンジホスフェー
ト、アデノシンモノホスフェート、アデノシン、α−D
−グルコシド、β−D−グルコシド、β−D−グルクロ
ニド、α−D−マンノシド、β−D−マンノシド、β−
D−フルクトフラノシド、β−グルコシドウロネート、
p−トルエンスルホニル−L−アルギニンエステル及び
p−トルエンスルホニル−L−アルギニンアミドからな
る群より選ばれた酵素による作用を受けやすい基であ
り、Zは、電子吸引基及び電子供与基からなる群から選
ばれた電子活性基であり、かつフェニル環の4位または
5位を占有している) で示されることを特徴とするジオキセタン。 - 【請求項2】Zが、Cl、OM、OAr、NM3 +、NHCOM、NMCO
M1、NHCOAr、NHCOOAr、NHCOOM、NMCOOM1、CM3、NO2、CO
OM、COOAr、NHSO2OM、NHSO2Ar、CF3、Ar、M、SiM3、Si
Ar2、SiArM2、SO2NHCOM、SO2NHCOAr、SO2M、SO2Ar、SM
及びSArからなる群より選ばれ、ここでM及びM1は独立
してC1−6アルキルであり、Arはフェニルまたはナフチ
ルである請求項1記載のジオキセタン。 - 【請求項3】Zが、5位にあるクロロ、メトキシまたは
アミド置換基である請求項2記載のジオキセタン。 - 【請求項4】Zが塩素である請求項3記載のジオキセタ
ン。 - 【請求項5】Y2が水素であり、Y1が塩素である請求項4
記載のジオキセタン。 - 【請求項6】Zがメトキシまたは塩素であり、かつ4位
にある請求項2記載のジオキセタン。 - 【請求項7】Zが塩素であり、Y2が水素であり、かつY1
が塩素である請求項6記載のジオキセタン。 - 【請求項8】Zが5位にあるメトキシであり、Y2が水素
であり、かつY1が塩素である請求項2記載のジオキセタ
ン。 - 【請求項9】Xがホスフェート基である請求項5、7ま
たは8記載のジオキセタン。 - 【請求項10】RがC1−4アルキルである請求項9記載
のジオキセタン。 - 【請求項11】Y2が水素であり、Y1が塩素であり、Zが
5位にある−OCH3であり、Rがメチルであり、かつXが
ホスフェートである請求項1記載のジオキセタン。 - 【請求項12】Y2が水素であり、Y1が塩素であり、Zが
5位にある塩素であり、Rがメチルであり、かつXがホ
スフェートである請求項1記載のジオキセタン。 - 【請求項13】Y2が水素であり、Y1が塩素であり、Zが
4位にある塩素であり、Rがメチルであり、かつXがホ
スフェートである請求項1記載のジオキセタン。 - 【請求項14】式IIまたはIII: (式中、Y1及びY2は、独立して、H、水酸基、ハロゲ
ン、非置換低級アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル
基、ハロ低級アルキル基、フェニル基、ハロフェニル
基、アルコキシフェノキシ基、アルコキシフェニル基、
ヒドロキシアルコキシ基、シアノ基、アミド基、アルコ
キシ基またはカルボキシル基であり、RがC1−12アルキ
ル、アリールまたはアラルキルであり、Xは、ホスフェ
ート、ガラクトシド、アセテート、1−ホスホ−2、3
−ジアシルグリセリド、1−チオ−D−グルコシド、ア
デノシントリホスフェート、アデノシンジホスフェー
ト、アデノシンモノホスフェート、アデノシン、α−D
−グルコシド、β−D−グルコシド、β−D−グルクロ
ニド、α−D−マンノシド、β−D−マンノシド、β−
D−フルクトフラノシド、β−グルコシドウロネート、
p−トルエンスルホニル−L−アルギニンエステル及び
p−トルエンスルホニル−L−アルギニンアミドからな
る群より選ばれた酵素によって作用を受けやすい基であ
り、Zは、電子吸引基及び電子供与基からなる群より選
ばれた電子活性基であり、OXは、ジオキセタンへのナフ
チル環の置換部位と、OXの置換部位との間の環員炭素の
数(置換部位の炭素を含む)が、奇数であるようにナフ
チル環に置換されており、Zは、ジオキセタン環の置換
部位に隣接した炭素を除いて、いかなる環員炭素上にあ
ってもよい置換基である) で示されることを特徴とするジオキセタン。 - 【請求項15】Zが、Cl、OM、OAr、NM3 +、NHCOM、NMCO
M1、NHCOAr、NHCOOAr、NHCOOM、NMCOOM1、CM3、NO2、CO
OM、COOAr、NHSO2OM、NHSO2Ar、CF3、Ar、M、SiM3、Si
Ar3、SiArM2、SO2NHCOM、SO2NHCOAr、SO2M、SO2Ar、SM
及びSArからなる群より選ばれここでM及びM1は独立し
てC1−6アルキルであり、Arはフェニルまたはナフチル
である請求項1記載のジオキセタン。 - 【請求項16】Zが、4位、5位または7位にあるクロ
ロ、メトキシまたはアミド置換基である請求項14記載の
ジオキセタン。 - 【請求項17】請求項1または14記載のジオキセタン及
び水溶液中で前記ジオキセタンの基Xを切断することが
できる酵素を含むことを特徴とする化学発光ジオキセタ
ンリポーター分子を用いて検定を行うためのキット。 - 【請求項18】水溶液中での前記X基の切断に際し、前
記ジオキセタンから得られる化学発光信号を増加させる
ための増強物質を更に含有する請求項17記載のキット。 - 【請求項19】前記検定が、免疫検定であり、前記酵素
が、被検体に結合可能な試薬と複合体を形成し、その存
在の有無または濃度を検出するために前記検定が行われ
る請求項17記載のキット。 - 【請求項20】前記検定が、DNAプローブ検定であり、
前記キットが前記検定が行われる膜を更に含有する請求
項17記載のキット。 - 【請求項21】水溶液中での前記X基の切断の際に前記
ジオキセタンから得られた化学発光信号を増加させるた
めの増強物質を更に含有する請求項17記載のキット。 - 【請求項22】前記酵素が、試料中に存在する被検体と
順次複合体を形成し得る試薬と複合体を形成し、検定が
前記被検体の存在または濃度のために行われる請求項20
記載のキット。 - 【請求項23】前記検定が、DNA配列分析検定であり、
前記キットが、前記配列分析検定が行われる膜を更に含
有する請求項17記載のキット。 - 【請求項24】前記キットが、水溶液中でのX基の切断
に際し、前記ジオキセタンから得られる化学発光信号を
増加させるための増強物質を更に含有する請求項23記載
のキット。 - 【請求項25】前記酵素が、前記検定において配列決定
されるべきDNAへの酵素の付着を可能にする試薬と複合
体を形成する請求項23記載のキット。 - 【請求項26】試料中の酵素の存在を検出する方法であ
って、該試料を請求項1または14のジオキセタンと接触
させ、かつそれによって生じた光の放出を検出する工程
を含み、ここで前記酵素が、前記酵素によって作用を受
けやすい基Xを切断し、かつ放出された光の検出が、試
料中の前記酵素の存在を示すことを特徴とする検出方
法。 - 【請求項27】前記X基が、ホスフェートであり、前記
酵素が、アルカリ性ホスファターゼである請求項26記載
の方法。 - 【請求項28】第1及び第2の部位をもつ特定の結合対
のうち第1の部位を検出する方法であって、請求項1ま
たは14のジオキセタンと、前記ジオキセタンの前記酵素
によって作用を受けやすい基Xを切断する酵素との反応
によって生じた化学発光を、光学的に検出し、ここで前
記酵素が前記特定の結合対の第2の部位と複合体を形成
することを特徴とする検出方法。 - 【請求項29】前記方法が、免疫検定を含む請求項28記
載の方法。 - 【請求項30】前記方法が、核酸プローブ検定を含む請
求項28記載の方法。
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