JP3312953B2 - 2位置側鎖を有するテトラフェニルポルフィリン金属錯体及びその製造法 - Google Patents

2位置側鎖を有するテトラフェニルポルフィリン金属錯体及びその製造法

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JP3312953B2 JP08514193A JP8514193A JP3312953B2 JP 3312953 B2 JP3312953 B2 JP 3312953B2 JP 08514193 A JP08514193 A JP 08514193A JP 8514193 A JP8514193 A JP 8514193A JP 3312953 B2 JP3312953 B2 JP 3312953B2
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財団法人生産開発科学研究所
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医療面などにおいて有
用な酸素運搬機能を持つ2位置側鎖を有するテトラフェ
ニルポルフィリン金属錯体と、その製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】ヘモグロビンやミオグロビン中に存在す
る鉄(II)ポルフィリン錯体は、酸素分子を可逆的に吸
脱着する機能を有するものである。従来から、このよう
な天然のポルフィリン鉄(II)錯体と類似の酸素吸脱着
機能を合成の錯体で実現しようとする研究は数多く報告
されている。その例としては、J.P.Collma
n,Accounts of Chemical Re
search,10,265(1977);F.Bas
olo,B.M.HoffmanおよびJ.A.Ibe
rs,ibid,8,384(1975)などがある。
特に、室温条件下で安定な酸素錯体を生成できるものと
してポルフィリン鉄(II)錯体が知られており、具体的
には、鉄(II)5,10,15,20−テトラ(α,
α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリン
錯体(以下、TpivPP錯体と呼ぶ)が報告されてい
る(J.P.Collman他,J.Am.Chem.
Soc.,97,1427(1975)。
【0003】前記TpivPP錯体は軸塩基、例えば1
−アルキルイミダゾール、1−アルキル−2−メチルイ
ミダゾールなどが共存すると、ベンゼン、トルエン、
N,N−ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中、温室
において酸素分子を可逆的に結合できる。また、この錯
体をリン脂質からなる二分子膜小胞体に包埋させること
により、生理条件下(水相系、pH7.4、≦40℃)
でも同様の機能が発揮されるものである(E.Tsuc
hida他、J.Chem.Soc.,Dalton
Trans.,1984,1147)。
【0004】しかしながら、前記TpivPP錯体が酸
素吸着機能を発現するためには、大過剰モル数の軸塩基
を外部添加する必要がある。一般に軸塩基として広く用
いられているイミダゾール誘導体は、薬理作用を持つも
のがあり、生体内毒性の高い場合が多いものである。こ
のため軸塩基の添加量を極限的に少なくする方法の開発
は、前記TpivPP錯体の安全使用の観点から強く要
請されている。
【0005】本発明者らは、前記したTpivPP錯体
の安全使用の観点から、軸塩基の外部添加量を低減させ
る方法について鋭意検討を重ね、先に幾つかの提案を行
なった。即ち、本発明者らは、軸塩基としてのイミダゾ
ール誘導体をTpivPP錯体へ一体化させた場合、軸
塩基を外部添加することなく、安定な酸素運搬体を提供
できるものと考え、先に2位置に置換基を有するTpi
vPP錯体を合成、その可逆的な酸素の吸脱着を明らか
にした(特開昭59−164791号)。さらに、これ
らの鉄ポルフィリン錯体を脂質二分子膜中に包埋させる
ことにより、これが水相系で有効な酸素運搬体として機
能することも見いだしている(特開昭59−16292
4号)。
【0006】しかしながら、前記した本発明者の先に提
案した特開昭59−164791号および特開昭59−
162924号の発明においては、TpivPP錯体に
対し置換基がウレタン結合やアミド結合を介して導入さ
れるものである。このため合成過程で不安定な中間体を
経由せざるを得ず、すなわち合成方法が複雑であるばか
りか、これを人工酸素運搬体として生体投与した場合の
生分解性、代謝にも不安を残しており、改良の余地を残
すものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、より簡
便、高収率、さらには温和な条件でTpivPP錯体の
2位置へ置換基を導入する手法について検討し、安定な
酸素錯体を形成し得る金属ポルフィリン錯体の分子設計
と機能発現について鋭意研究を重ねた。その結果、2−
ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラ
[α,α,α,α−o−(アルキルアミド)フェニル]
ポルフィリン金属錯体へ、酸素吸着能を有効に発揮させ
るために必要な置換基、例えば塩基性軸配位子であるイ
ミダソール誘導体をポルフィリン1モルに対して1モル
の割合でエステル結合で導入することにより、従って分
子内に軸塩基を持つポルフィリン化合物とすることによ
り、安定な酸素運搬体が得られることを見い出し、本発
明を完成するに至った。前記したエステル結合は生分解
性も高く、生体投与に際しても有利なものであり、本発
明により安全性の高い2位置側鎖を有する酸素運搬体と
してのテトラフェニルポルフィリン金属錯体、及びその
生産性にとむ製造法が提供される。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、2−ヒドロキシメチル−5,10,15,20
−テトラキス(α,α,α,−o−アミドフェニル)ポ
ルフィリンの2−ヒドロキシメチル基を利用して置換基
2 を有するように調製した下記一般式(1)で示され
る2位置側鎖を有するテトラフェニルポルフィリン金属
錯体に関するものである。
【0009】
【化4】 (式中、R1 はアルキル基、R2ω−置換イミダゾリ
ルアルカノイルオキシメチル基、Mは第4〜第5周期の
遷移金属原子または金属イオン、X- はハロゲンイオン
を表し、X- の個数は金属イオンの価数から2を差し引
いた数を示す。)
【0010】そして、本発明において、前記一般式
(1)において2位置の置換基であるω−置換イミダゾ
リルアルカノイルオキシメチル基(R2 )は、前記した
ように重要な意味をなすものである。 一般式(2)
【0011】
【化5】 、R3下記一般式(3)で示されるものである。) 一般式(3)
【0012】
【化6】 (式中、R4 はこれが結合しているイミダゾールの中心
金属への配位を阻害しない基、R5 はアルキレン基を示
す。)
【0013】前記一般式(1)〜(3)において、R1
としてはC1 〜C18のアルキル基、R4 としては水素、
あるいはメチル基、エチル基、またはプロピル基などの
低級アルキル基、R5 としてはC1 〜C10のアルキレン
基がある。
【0014】本発明の前記一般式(1)で示される2位
置側鎖を有するテトラフェニルポルフィリン金属錯体
は、下記一般式(4)で示されるポルフィリン化合物に
対し、第4〜第5周期の遷移金属イオンを配位させた構
造のものである。 一般式(4)
【化7】
【0015】次に、本発明の前記一般式(1)で示され
る2位置側鎖を有するテトラフェニルポルフィリン金属
錯体の合成例について説明する。本発明の前記テトラフ
ェニルポルフィリン金属錯体は、下記一般式(5)で示
されるポルフィリン化合物を出発物質として製造され
る。なお、前記一般式(4)で示されるポルフィリン化
合物と比較して、一般式(5)で示されるものは2位置
に置換基(R2 )を有していないものである。 一般式(5)
【0016】
【化8】
【0017】前記一般式(5)において、例えばR1
1 〜C18のアルキル基である疎水性ポルフィリン化合
物は、特開昭58−213779号に従って合成され
る。即ち、5,10,15,20−テトラキス(α,
α,α,α−o−アミドフェニル)ポルフィリンと2,
2−ジメチルアルカン酸クロリドとを適当な非プロトン
性の無水溶媒、例えばテトラヒドロフラン、アセトン、
ジクロロメタン、クロロホルム、ジメチルホルムアミド
中、ピリジンの存在下に縮合反応させ、本発明の出発物
質である5,10,15,20−テトラキス(α,α,
α,α−o−アルキルアミドフェニル)ポルフィリンを
得る。本発明においては、次に前記疎水性の5,10,
15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−アルキ
ルアミドフェニル)ポルフィリンを、適当な乾燥有機溶
媒中、例えば乾燥クロロホルム中で第4周期の中から選
ばれる金属イオン、好ましくは2価の銅を酢酸塩、また
はハロゲン化物の形で等モル以上加えた後、約20分以
上還流し、シリカゲルカラムにより精製することによ
り、前記ポルフィリンの金属錯体を調製する。更に、本
発明においては、以下に示す方法により前記ポルフィリ
ンの金属錯体から2位置側鎖を有するテトラフェニルポ
ルフィリン誘導体、ならびに遷移金属錯体を製造する。
【0018】この疎水性テトラフェニルポルフィリンの
金属錯体、例えば銅錯体の2位置にホルミル基を導入す
るためには、Vilsmeier 試薬を用いるのが一般的であ
る。即ち、ジメチルホルムアミド、またはメチルホルム
アミドに氷冷下等モル量の塩化スルホリル、塩化チオニ
ル、またはホスゲンを加えて調製されるVilsmeier 錯体
を、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、ジクロ
ロエタン、あるいはジメチルホルムアミドなどの有機溶
媒中、5,10,15,20−テトラキス(α,α,
α,α−o−アルキルアミドフェニル)ポルフィリン銅
錯体と反応させ、生成したインモニウム塩を加水分解反
応する方法で2−ホルミル疎水性ポルフィリン銅錯体が
製造される。この錯体から銅イオンを脱離せしめる方法
としては、例えば、濃硫酸中、室温で攪拌した後、氷冷
下、炭酸ナトリウムまたはアンモニアを含む水溶液とジ
クロロメタンの混合溶液に注下し、シリカゲルカラムで
精製する。こうして得られた2−ホルミル−5,10,
15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−アミド
フェニル)ポルフィリンをクロロホルムとメタノールの
混合溶媒、イソプロパノール、エタノール、またはジグ
リム、好ましくはクロロホルムとメタノール混合溶媒に
溶解し、これに10〜20倍モル等量のNaBH4 を添
加する。反応終了後、シリカゲルカラムで精製し、2−
ヒドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス
(α,α,α,α−o−アミドフェニル)ポルフィリン
へ誘導する。この2−ヒドロキシメチル疎水性ポルフィ
リン誘導体と、適当な酸クロライド、または縮合剤、好
ましくはジシクロヘキシルカルボジイミドの存在下、適
当な酸と反応させることにより、所望の2位置側鎖を有
するテトラフェニルポルフィリン誘導体が製造される。
このようにして調製された2位置側鎖を有するテトラフ
ェニルポルフィリンの第4〜第5周期の遷移金属錯体
は、等モル量以上の上記金属の酢酸塩またはハロゲン化
物をクロロホルム、テトラヒドロフラン、またはジメチ
ルホルムアミドなどの有機溶媒中において反応させるこ
とにより得られる。
【0019】以下、本発明の前記テトラフェニルポルフ
ィリン金属錯体、例えば銅錯体の調製例について、具体
的に説明する。まず、ジメチルホルムアミドを氷水で冷
却し、オキシ塩化リンを加え、0.5〜4時間、温室で
攪拌し、Vilsmeier 試薬を調製する。そこへ適当な乾燥
有機溶媒、例えば乾燥ジクロロメタンに溶解した5,1
0,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ア
ルキルアミドフェニル)ポルフィナト銅を温室で滴下
し、5〜30時間、30〜60℃で反応させる。反応の
進行に伴い濃緑色の溶液(イミニウム塩)となる。放冷
後、酢酸ナトリウムの飽和水溶液へ徐々に加え、20〜
60℃において、0.5〜6時間放冷後、酢酸ナトリウ
ムの飽和水溶液へ徐々に加え、20〜60℃において、
0.5〜6時間攪拌すると、溶液は赤紫色となる。これ
を水で洗浄し、乾燥、ロ過後、溶媒を減圧除去する。こ
れをシリカゲルカラムコロマトグラフィーで精製し、2
−ホルミル−5,10,15,20−テトラキス(α,
α,α,α−o−アルキルアミドフェニル)ポルフィナ
ト銅を得る。
【0020】前記2−ホルミル−5,10,15,20
−テトラキス(α,α,α,α−o−アルキルアミドフ
ェニル)ポルフィナト銅を適当な有機溶剤、例えばジク
ロロメタン、クロロホルムなどに溶解し、溶媒と同量の
濃硫酸を加え、激しく攪拌、室温で5〜30分間、反応
を行なう。溶液は直ちにジカチオンの緑色となる。反応
液をジクロロメタン/氷水の二相溶媒にゆっくりと加
え、炭酸ナトリウムで中和すると、溶液は紫色に変化す
る。これを水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロ
過後、溶媒を減圧除去する。シリカゲルカラムクロマト
グラフィーで精製し、2−ホルミル−5,10,15,
20−テトラキス(α,α,α,α−o−アルキルアミ
ドフェニル)ポルフィリンを得る。
【0021】前記2−ホルミル−5,10,15,20
−テトラキス(α,α,α,α−o−アルキルアミドフ
ェニル)ポルフィリンをジクロロメタン、脱水メタノー
ルの混合溶媒に溶解し、水素化ホウ素ナトリウム(ポル
フィリンの10倍モル以上)を加える。室温下、アルゴ
ン雰囲気で5〜30分攪拌後、水を加えて反応を停止す
る。これを水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロ
過後、溶媒を減圧除去する。シリカゲルカラムクロマト
グラフィーで精製し、2−ヒドロキシメチル−5,1
0,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ア
ルキルアミドフェニル)ポルフィリンを得る。こうして
得られた、ポルフィリン誘導体の2−位ヒドロキシメチ
ル基に、エステル結合でカルボン酸誘導体を導入する。
適応できるカルボン酸としては脂肪酸、置換脂肪酸、各
種アミノ酸誘導体などがあり、エステル結合を生成させ
る方法としては、酸ハロゲン化法、酸無水物法などが有
効であり、容易に高収率で所望のポルフィリン化合物が
得られる。
【0022】例えば、(N−イミダゾリル)アルカン酸
をテトラハイドロフラン、アセトニトリル、好ましくは
ジメチルホルムアミドに溶解し、2−ヒドロキシメチル
−5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α
−o−アルキルアミドフェニル)ポルフィリン、4−ジ
メチルアミノピリジン、ジシクロヘゲキシルカルボジイ
ミド(大過剰)を加え、室温、遮光下で12時間〜12
0時間攪拌する。溶媒を減圧除去、非極性溶媒、好まし
くはベンゼンに再溶解し、不溶成分をロ過、溶媒を減圧
除去する。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー
で精製し、所望のポルフィリンを得る。
【0023】以上のようにして調製した一般式(4)で
示される2位置に置換基を有するポルフィリンは、常法
(例えば、D.Dolphin編、The Porph
yrins、1978年、アカデミック・プレス社な
ど)により中心金属が導入され、本発明の一般式(1)
で示されるテトラフェニルポルフィリン金属錯体が得ら
れる。一般に、鉄錯体の場合にはポルフィナト鉄(III
)錯体が、コバルト錯体の場合にはポルフィナトコバ
ルト(II)錯体が得られる。
【0024】前記一般式(1)で示されるテトラフェニ
ルポルフィリン金属錯体の内、鉄(III )錯体の形を有
する場合は、適当な還元剤(亜二チオン酸ナトリウム、
アスコルビン酸など)を用い、常法により中心鉄を3価
から2価へ還元すれば、酸素結合活性が付与できる。本
発明の前記一般式(1)で示されるてテトラフェニルポ
ルフィリン金属錯体は、有機溶媒(トルエン、ベンゼ
ン、テトラヒドロフランなど)中や、中性水中で脂質か
らなる二分子膜小胞体に包埋するか、リン脂質被覆脂肪
乳剤中へ内包することにより、酸素と接触すると速やか
に安定酸素錯体を生成する。また、これらの錯体は酸素
分圧に応じ酸素を吸脱着する。この酸素吸脱着は可逆的
に繰り返し行なうことができ、酸素吸脱着剤、酸素運搬
体として作用する。
【0025】本発明の前記一般式(1)が示されるテト
ラフェニルポルフィリン金属錯体において、具体的に酸
素を結合できる錯体は、中心金属(M)が+2価の状態
にあり、かつ塩基が1つ配位した錯体であり、これらの
ものは下記一般式(6)、または一般式(7)で示され
るものである。 一般式(6)
【0026】
【化9】 なお、前記一般式(6)において、Lはイミダール誘導
体などの窒素系軸配位子を示す。 一般式(7)
【0027】
【化10】
【0028】本発明の一般式(1)で示されるテトラフ
ェニルポルフィリン金属錯体において、前記したように
有効な酸素吸脱着剤あるいは酸素運搬体となるものは中
心金属(M)が+2価錯体の構造のものである。そし
て、2位の置換基自体が軸塩基として機能するイミダゾ
ール誘導体の場合、分子内イミダゾールがポルフィリン
中心金属(M)に配位し得るので、大過剰の軸塩基を外
部添加することなく、それ自体で酸素結合能を発揮でき
ることになる。換言すると、軸塩基が分子内結合したポ
ルフィリン化合物においては、軸塩基としてのイミダゾ
ール誘導体の大量添加が不必要であり、生体内投与を考
慮した場合、軸塩基濃度が大幅に低減された有用な素材
となる。
【0029】また、本発明のテトラフェニルポルフィリ
ン金属錯体は、前記したように2−ヒドロキシメチル−
5,10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−
o−アルキルアミドフェニル)ポルフィリンを前駆体と
して製造されるものである。そして、この前駆体が容易
に他物質と結合できる官能性置換基(−CH2 OH基)
を2位に有していることから、本発明はさらにいくつか
の有用な性質をも兼ね備えたポルフィリン金属錯体を容
易に提供することができる。例えば、脂溶性の高い物質
への共有結合(具体的には脂肪酸とのエステル結合な
ど)によりポルフィリン金属錯体の脂溶性を増大させ、
極性の低い動植物性油脂、合成油脂に高濃度に溶解させ
ることができる。このような錯体は、リン脂質小胞体の
疎水領域への包埋が一層有利となる。また、これらは油
滴分散、あるいはリン脂質小胞分散の形式でポルフィリ
ンを水中に溶解させるのに極めて好都合であり、ポルフ
ィリンが例えば第4周期に属する金属イオンの錯体であ
る場合、酸化還元反応、酸素酸化反応または酸素添加反
応の触媒としての付加価値が大きい。特に、鉄2価イオ
ンのポルフィリン金属錯体である場合には有効な酸素輸
送体となる。
【0030】本発明のテトラフェニルポルフィリン金属
錯体は、前述のとおり酸素運搬体としての機能を有する
ばかりでなく、2位に官能性置換基を有する前駆体(プ
レカーサー、precursor)を使用して製造され
るため、親水性、疎水性、または両親媒性ポルフィリン
金属錯体への変換が自在である。置換基がポルフィリン
中心金属に配位性である場合、外部から過剰の軸配位子
を添加することなくそれ自体が活性化合物となる。従っ
て、本発明のポルフィリン金属錯体は、均一系、不均一
系、もしくは非水系での酸化還元反応触媒、及びガス吸
着剤として応用できるばかりでなく、鉄(II)またはコ
バルト(II)錯体の場合、軸塩基として広く使用されて
いるものの生体内毒性の高い遊離イミダゾールの存在を
解消することができる優れた人工酸素運搬体となる。
【0031】本発明のポルフィリン金属錯体は、前記し
たようにそれ自体、人工酸素運搬体として、その他、ガ
ス吸着剤、酸素吸脱着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応
触媒、酸素添加反応触媒などとして有用なものである。
【0032】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。なお、本発明は実施例のものに限定されないこと
はいうまでもないことである。
【0033】参考例1 (1)J.P.Collman 他、J.Am.Chem.So
c.,97,1427(1975)及び、特開昭59−
164761号に記載された方法に従って、5,10,
15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバル
アミドフェニル)ポルフィナト銅(CuTpivPP)
錯体を得た。一方、ジメチルホルムアミド3.5mlを氷
水で冷却し、オキシ塩化リン3.5ml(37.3mmol)
を加え、1時間室温で攪拌、Vilsmeier試薬を
調製した。ここにジクロロメタン40mlに溶解した前記
CuTpivPP0.20g(0.19mmol)を温室で
滴下し、15時間沸点還流を行なう。反応の進行に伴い
濃緑色の溶液(イミニウム塩)となる。放冷後、反応溶
液を酢酸ナトリウムの飽和水溶液50mlに滴下し、さら
に40℃で3時間攪拌すると、溶液は赤紫色となる。こ
れを水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロ過後、
溶媒を減圧除去する。シリカゲルカラム(クロロホルム
/酢酸エチル(6/1)(容量/容量))で分画精製、
目的物を集め、真空乾燥する。こうして、紫色の2−ホ
ルミル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,
α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィナト銅
(CuTpivPP−CHO)を収量0.16g (収率
78%)で得た。前記したポルフィナト銅(CuTpi
vPP−CHO)の分析結果は、以下の通りである; 元素分析値(重量%):C71.1(70.9),H
6.31(6.04),N10.47(10.17)
(但し、括弧内の値はC65648 5 Cuに対する計
算値を示す)。FAB−マススペクトル:1100
[M]。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲル
プレート、クロロホルム/酢酸エチル(4/1)(容量
/容量)):Rf:0.33(モノスポット)。赤外吸
収スペクトル(cm -1):1690(υc=o(アミ
ド))、1674(υc=o(ホルミル))。可視吸収
スペクトル(CHCl3 、λmax:587,545,
424nm)。
【0034】(2)CuTpivPP−CHO 0.1
5g (0.14mmol)をジクロロメタン10mlに溶解
し、濃硫酸10mlを加え、激しく攪拌、室温で10分間
反応させる。溶液は直ちにジカチオンの緑色となる。反
応液をジクロロメタン100mlと氷水300mlの二相溶
液にゆっくりと加え、酢酸ナトリウムで中和すると、紫
色となる。これを水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾
燥、ロ過後、溶媒を減圧除去する。シリカゲルカラム
(クロロホルム/酢酸エチル(6/1)(容量/容
量))で分画精製、目的物を集め、真空乾燥する。こう
して、紫色の2−ホルミル−5,10,15,20−テ
トラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニ
ル)ポルフィリン(2HTpivPP−CHO)を収量
0.12g (収率85%)で得た。前記したポルフィリ
ン(2HTpivPP−CHO)の分析結果は、以下の
通りである; 元素分析値(重量%):C75.52(75.12),
H6.75(6.40),N11.05(10.78)
(但し、括弧内の値は、C65668 5 Cuに対する
計算値を示す)。FAB−マススペクトル:1039
[M]。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲル
プレート、クロロホルム/酢酸エチル/(4/1)(容
量/容量)):Rf:0.33(モノスポット)。赤外
吸収スペクトル(cm-1):1690:(νc=o(アミ
ド))、1674(νc=o(ホクミル))。可視吸収
スペクトル(CHCl3 ,λmax:655,598,
559,520,428nm)。
【0035】(3) 2HTpivPP−CHO 0.
11g (0.11mmol)をジクロロメタン2ml、脱水メ
タノール6mlに溶解し、水素化ホウ酸ナトリウム41.
5mg(1.10mmol)を加える。室温下、アルゴン雰囲
気で15分間攪拌後、水を加えて反応を停止する。これ
を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロ過後、溶
媒を減圧除去する。シリカゲルカラム(クロロホルム/
メタノール(10/1)(容量/容量))で分画精製、
目的物を集め、真空乾燥する。こうして、紫色の2−ヒ
ドロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス
(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフ
ィリン(2HTpivPP−CH2 OH)を収量0.1
1g(収率94%)で得た。前記したポルフィリン(2
HTpivPP−CH2 OH)の分析結果は、以下の通
りである; 元素分析値(重量%):C74.97(74.97),
H6.32(6.58),N10.81(10.76)
(但し、括弧内の値は、C65688 5 に対する計算
値を示す)。FAB−マススペクトル:1040[M]
。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲルプレー
ト、クロロホルム/酢酸エチル(4/1)(容量/容
量)):Rf:0.18(モノスポット)。赤外吸収ス
ペクトル(cm-1):1690(νc=o(アミド))。
可視吸収スペクトル(CHCl3 、λmax:640,
585,542,511,417nm)。
【0036】実施例1 アセチルクロライド0.21ml(3.0mmol)のテトラ
ヒドロフラン溶液(5ml)へ2HTpivPP−CH2
OH62.4mg(0.06mmol)とトリエチルアミン
0.42ml(3.0mmol)のテトラヒドロフラン溶液
(15ml)を滴下と白色塩酸塩が析出する。室温で1時
間反応を行い、反応溶液を水(300ml)とクロロホル
ム(100ml)の二相溶液に注ぎ、さらに一時間攪拌す
る。水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロ過後、
溶媒を減圧除去する。シリカゲルカラム(クロロホルム
/酢酸エチル(10/1)(容量/容量))で分画精
製、目的物を集め、真空乾燥する。こうして、紫色の2
−アセトキシメチル−5,10,15,20−テトラキ
ス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポル
フィリンを収量51.3mg(収率79%)で得た。前記
したポルフィリンの分析結果は、以下の通りである; 元素分析値(重量%):C74.61(74.28),
H6.22(6.51),N10.51(10,34)
(但し、括弧内の値は、C67708 5 に対する計算
値を示す)。FAB−マススペクトル:1083[M]
。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲルプレー
ト、クロロホルム/酢酸エチル(5/1)(容量/容
量)):Rf:0.32(モノスポット)。赤外吸収ス
ペクトル(cm-1):1742:(νc=o(エステ
ル))1690(νc=o(アミド))。可視吸収スペ
クトル(CHCl3 、λmax:670,630,57
3,500,415nm.1 H−核磁気共鳴スペクトル
(CDCl3 、TMS基準),δ(ppm))8.9
(7H,s,pyrrole),8.8〜7.4(16
H,m,phenyl−H),5.3(2H,t,Po
r−CH2 OC(=0)−),2.0(3H,s,−O
C(=0)CH3 ),0.0(36H,s,−C(CH
3 3 ),−2.6(2H,s,inner−H)。
【0037】実施例2 電解鉄0.36g (6.49mmol)と臭化水素酸2.4
2mlをアルゴン雰囲気下、80℃にて1時間反応させ、
溶媒を加熱除去後、白色固体の臭化第一鉄を得る。次
に、実施例1で合成し、かつアルゴン脱気した2−ヒド
ロキシメチル−5,10,15,20−テトラキス
(α,α,α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフ
ィリン35.1mg(32.5μmol )、トリエチルアミ
ン0.06ml(0.65mmol)のテトラヒドロフラン溶
液(20ml)を滴下し、アルゴン下で1時間沸点還流を
行う。溶媒を減圧除去し、クロロホルムに再溶解、稀臭
化水素酸、水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾
燥、ロ過後、溶媒を減圧除去する。中性アルミナカラム
(クロロホルム)で分画精製、目的物を集め、真空乾燥
する。こうして、緑紫色の2−ヒドロキシメチル−5,
10,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−
ピバルアミドフェニル)ポルフィナト鉄を収量36.4
g (収率92%)で得た。前記したポルフィナト鉄の分
析結果は、以下の通りである; 元素分析値(重量%):C66.42(66.06),
H5.22(5.59),N9.51(9.20)(但
し、括弧内の値は、C67708 6 に対する計算値を
示す)。FAB−マススペクトル:1083[M]
薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲルプレート、
クロロホルム/メタノール(15/1)(容量/容
量)):Rf:0.32(モノスポット)。赤外吸収ス
ペクトル(cm -1):1746(νc=o(エステル))
1692(νc=o(アミド))。可視吸収スペクトル
(CHCl3 、λmax:680,651,588,5
09,415nm)。
【0038】実施例3 2−(N−イミダゾリル)酢酸塩酸塩0.12g (0.
74mmol)をジメチルホルムアミ8mlに溶解し、トリエ
チルアミン0.2ml(1.48mmol)を加えると白色の
塩酸塩が析出する。10分後、過剰のトリエチルアミン
を減圧除去する。そこへ参考例1で調製した2HTpi
vPP−CH2 OH 0.15g (0.14mmol)、4
−ジメチルアミノピリジン9.0mg(0.08mmol)、
ジシクロヘキシルカルボジイミド 0.15g (0.7
4mmol)を加え、室温、遮光下で72時間攪拌する。溶
媒を減圧除去、ベンゼンに再溶解し、不溶成分をロ過、
溶媒を減圧除去する。これをシリカゲルカラム(クロロ
ホルム/メタノール(30/1)(容量/容量))で分
画精製、目的物を集め、真空乾燥する。こうして、紫色
の2−(N−イミダゾリルアセトキシメチル−5,1
0,15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピ
バルアミドフェニル)ポルフィリンを収量0.16g
(収率89%)で得た。前記したポルフィリンの分析結
果は、以下の通りである; 元素分析値(重量%):C73.39(73.12),
H6.62(6.27),N12.54(12.18)
(但し、括弧内の値は、C7072106 に対する計
算値を示す)。FAB−マススペクトル:1149
[M]+ 。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲル
プレート、クロロホルム/メタノール(15/1)(容
量/容量)):0.22(モノスポット)。赤外吸収ス
ペクトル(cm-1):1738:(νc=o(アミ
ド))。可視吸収スペクトル(CHCl3 ,λmax:
641,586,543,511,417nm。1 H-
核磁気共鳴スペクトル(CDCl3 、TMS基準),δ
(ppm))8.8(7H,s,pyrrole),
8.7〜7.4(16H,m,phenyl−H),
7.3,7.1,6.9(3H,s,imidazol
e ring),5.3(2H,t,Por−CH2
C(=0)−),3.2(2H,t,CH2 Im),
0.0(36H,s,−C(CH3 3 ),−2.6
(2H,s,inner−H)。
【0039】実施例4 実施例3で合成した2−(N−イミダゾリルアセトキシ
メチル−5,10,15,20−テトラキス(α,α,
α,α−o−ピバルアミドフェニル)ポルフィリンに
2,6ルチジンを含む乾燥テトラヒドロフラン溶媒中で
塩化コバルトと反応させ、コバルト錯体である2−(N
−イミダゾリルアセトキシメチル−5,10,15,2
0−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバルアミドフ
ェニル)ポルフィナトコバルトを定量的に得た。前記し
たポルフィナトコバルトの分析結果は、以下の通りであ
る; 元素分析値(重量%):C69.52(69.63),
H6.01(5.80),N11.87(11.61)
(但し、括弧内の値は、C7070106 Coに対する
計算値を示す)。FAB−マススペクトル:1206
[M]+ 薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲルプ
レート、クロロホルム/メタノ−ル(15/1)(容量
/容量)):Rf:0.20(モノスポット)。赤外吸
収スペクトル(cm-1):1738(νc=o(エステ
ル)、1690(νc=o(アミド))。可視吸収スペ
クトル(CHCl3 ,λmax:556,525,40
3nm)。
【0040】実施例5 実施例3において、2−(N−イミダゾリル)酢酸塩酸
塩の代わりに、11−(N−(イミダゾリル)ウンデカ
ン酸塩酸塩を用い、さらには2HTpivPP−CH2
OHの代わりに特開昭58−213779号、及び特開
昭59−16471号に記載された方法に従って合成さ
れた2−(ヒドロキシメチル)−5,10,15,20
−テトラキス(α,α,α,α−o−2' ,2' −ジメ
チルエイコサンアミドフェニル)ポルフィリンを用いた
以外は同様な手法に従い、2−(11' −(N−イミダ
ゾリル)ウンデカノイルオキシメチル)−5,10,1
5,20−テトラキス(α,α,α,α−o−2' ,
2' −ジメチルエイコサンアミドフェニル)ポルフィリ
ンを定量的に得た。前記したポルフィリンの分析結果
は、以下の通りである; 元素分析値(重量%):C79.55(79.27),
H10,52(10.14),N6.02(6.29)
(但し、括弧内の値は、C147 224 106に対する
計算値を示す)。FAB−マススペクトル:2227
[M]+ 。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲル
プレート、クロロホルム/メタノール(15/1)(容
量/容量)):Rf:0.51(モノスポット)。赤外
吸収スペクトル(cm-1):1738(νc=o(エステ
ル)、1690(νc=0(アミド))。可視吸収スペ
クトル(CHCl3 、λmax:641,585,54
5,512,417nm)。
【0041】実施例6 実施例2において、2−アセトキシメチル−5,10,
15,20−テトラキス(α,α,α,α−o−ピバル
アミドフェニル)ポルフィリンの代わりに実施例5で調
製した2−(11´−(N−イミダゾリル)ウンデカノ
イルオキシメチル)−5,10,15,20−テトラキ
ス(α,α,α,α−o−2' ,2' −ジアミドフェニ
ル)ポルフィリンを用いた以外は同様な手法に従い2−
(11'−(N−イミダゾリル)ウンデカノイルオキシ
メチル)−5,10,15,20−テトラキス(α,
α,α,α−o−2' ,2' −ジメチルエイコサンアミ
ドフェニル)ポルフィナト鉄を定量的に得た。前記した
ポルフィナト鉄の分析結果は、以下の通りである; 元素分析値(重量%):C75.04(74.75),
H9.25(9.48),N5.88(5.93)(但
し、括弧内の値は、C147 222 106 FeBrに対
する計算値を示す)。FAB−マススペクトル:236
1[M]+ 。薄層クロマトグラフィー(メルクシリカゲ
ルプレート、クロロホルム/メタノール(15/1)
(容量/容量)):Rf:0.50(モノスポット)。
赤外吸収スペクトル(cm-1):1738(νc=o(エ
ステル)、1690(νc=o(アミド))。可視吸収
スペクトル(CHCl3 ,λmax:680,651,
586,511,417nm)。
【0042】応用例1 実施例6で合成した2−(11´−(N−イミダゾリ
ル)ウンデカノイルオキシメチル)−5,10,15,
20−テトラキス(α,α,α,α−o−2' ,2' −
ジメチルエイコサンアミドフェニル)ポルフィナト鉄
1.18mg(0.5μmol )を10mlの無水トルエン溶
液とし、窒素置換後、亜二チオン酸水溶液と不均一系で
混合攪拌し、鉄(II)へ還元した。窒素雰囲気下、トル
エン層だけを抽出、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥後、
ろ別し、得られたトルエン溶液を測定セルに移し密閉し
た。こうして、鉄(II)2−(11´−(N−イミダゾ
リル)ウンデカノイルオキシメチル)−5,10,1
5,20−テトラキス(α,α,α,α−o−2' ,
2' −ジメチルエイコサンアミドフェニル)ポルフィリ
ン錯体のトルエン溶液を得た。この溶液の可視吸収スペ
クトルは、λmax567,539,434nmで、該
錯体はイミダゾールが1つ配位した5配位デオキシ型に
相当するものである。
【0043】この溶液に、酸素ガスを吹き込むと直ちに
スペクトルが変化し、λmax549,426nmのス
ペクトルが得られた。これは明らかに酸素化錯体となっ
ていることを示す。この酸素化錯体溶液に窒素ガスを1
分間吹き込むか、または溶液を凍結脱気することによ
り、可視吸収スペクトルは酸素化型スペクトルからデオ
キシ型スペクトルへ可逆的に変化し、酸素の吸脱着が可
逆的に生起することを確認した。なお、酸素を吹き込
み、次に窒素を吹き込む作業を繰り返し、酸素吸脱着を
連続して行うことができた。
【0044】応用例2 実施例6で合成した2−(11´−(N−イミダゾリ
ル)ウンデカノイルオキシメチル)−5,10,15,
20−テトラキス(α,α,α,α−o−2' ,2' −
ジメチルエイコサンアミドフェニル)ポルフィナト鉄
1.l8mg(0.5μmol )、及びジミリストイルフォ
スファチジルコリン68.7mg(0.05mmol)のクロ
ロホルム溶液をロータリーエバポレーターで薄膜乾固さ
せた。そこへpH7.0〜8.0の1/15Mリン酸バ
ッファー20mlを加え、超音波照射(60w,10分)
を行なった。その溶液を窒素置換し、少量のアスコルビ
ン酸水溶液を加え測定セルに移し密閉した。こうして、
鉄(II)−2−(11´−(N−イミダゾリル)ウンデ
カノイルオキシメチル)−5,10,15,20−テト
ラキス(α,α,α,α−o−2' ,2' −ジメチルエ
イコサンアミドフェニル)ポルフィリン錯体のリポソー
ム溶液を得た。この溶液の可視吸収スペクトルは、λm
ax566,538,433nmで該錯体はデオキシ型
に相当するものである。
【0045】この溶液に、酸素ガスを吹き込むと直ちに
スペクトルが変化し、λmax547,426nmのス
ペクトルが得られた。これは明らかに酸素化錯体となっ
ていることを示す。この酸素化錯体溶液に窒素ガスを5
分間吹き込むことにより、可視吸収スペクトルは酸素化
型スペクトルからデオキシ型スペクトルへ可逆的に変化
し、酸素の吸脱着が可逆的に生起することを確認した。
なお、酸素を吹き込み、次ぎに窒素を吹き込む操作を繰
り返し、酸素吸脱着を連続して行うことができた。
【0046】
【発明の効果】本発明のテトラフェニルポルフィリン金
属錯体は、酸素運搬体として知られている金属ポルフィ
リン誘導体の欠点を解消する新しい化合物である。即
ち、従来の酸素の吸脱着機能を有する金属ポルフィリン
誘導体において、その機能を発現させるためには外部よ
り生体内毒性の高いイミダゾールを大量に添加しなけれ
ばならないものであるが、本発明のポルフィリン金属錯
体は2位置に軸塩基としてのイミダゾール誘導体が結合
導入されているためイミダゾールの外部添加量を低減化
させることができ、極めて安全性の高い酸素運搬体とな
る。
【0047】また、本発明のテトラフェニルポルフィリ
ン金属錯体は、該2位置の置換基の特性を利用し、例え
ば錯体の脂溶性を増大させることができるため、リン脂
質小胞体の疎水領域への包埋が有利なものとなり、ある
いはリン脂質小胞体分散の形式でポルフィリンを水中に
溶解させることが出来るものである。本発明のポルフィ
リン金属錯体は前記した人工酸素運搬体のほか、ガス吸
着剤、酸素吸脱着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応触媒
などとして有用なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−126286(JP,A) 特開 昭59−164791(JP,A) 特開 昭59−162924(JP,A) 特開 昭59−179128(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 487/22 A61K 31/555 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2−ヒドロキシメチル−5,10,1
    5,20−テトラキス(α,α,α,α,α−o−アミ
    ドフェニル)ポルフィリンの2−ヒドロキシメチル基を
    利用して置換基R 2 を有するように調製した下記の一般
    式(1) 【化1】 で示される2位置側鎖を有するテトラフェニルポルフィ
    リン金属錯体。但し、前記一般式(1)において、 R1 はアルキル基、 R2 は下記の一般式(2)で示されるω−置換イミダゾ
    リルアルカノイルオキシメチル基、 【化2】 〔式中、R3 は下記の一般式(3) 【化3】 (式中、R4 は水素、メチル基、エチル基またはプロピ
    ル基、R5 はアルキレン基を示す。)で示される基〕 Mは第4〜第5周期の遷移金属原子または金属イオン、
    - はハロゲンイオンを表し、X- の個数は金属イオン
    の価数から2を差し引いた数、をそれぞれ示す。
  2. 【請求項2】 R1 がC1 〜C18のアルキル基である請
    求項1に記載のテトラフェニルポルフィリン金属錯体。
  3. 【請求項3】 R5 がC1 〜C10のアルキレン基である
    請求項記載のテトラフェニルポルフィリン金属錯体。
  4. 【請求項4】 MがFeまたはCoである請求項記載
    のテトラフェニルポルフィリン金属錯体。
  5. 【請求項5】 Feの価数が+2価または+3価である
    請求項記載のテトラフェニルポルフィリン金属錯体。
  6. 【請求項6】 Co価が+2価である請求項記載のテ
    トラフェニルポルフィリン金属錯体。
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