JP3385468B2 - 新規な拡張ポルフィリン及び拡張ポルフィリンの合成法 - Google Patents
新規な拡張ポルフィリン及び拡張ポルフィリンの合成法Info
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- A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
- A61K41/0057—Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
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- C08G73/0605—Polycondensates containing five-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、7以上12までの
ピロール環がα位置でメチン基の水素をAr基で置換し
た基(1つの炭素、以下C−1と表現する場合もあ
る。)と交互に結合して大環状を形成した新規な拡張ポ
ルフィリン類及び6以上のピロール環がα位置でメチン
基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して大環状
を形成した拡張ポルフィリン類の簡易な合成方法に関す
る。
ピロール環がα位置でメチン基の水素をAr基で置換し
た基(1つの炭素、以下C−1と表現する場合もあ
る。)と交互に結合して大環状を形成した新規な拡張ポ
ルフィリン類及び6以上のピロール環がα位置でメチン
基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して大環状
を形成した拡張ポルフィリン類の簡易な合成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポルフィリン類及び他のテトラピロリッ
ク マクロサイクル(tetrapyrrolic macrocycles)の合
成や研究にかなりの関心がもたれているが、大きな芳香
族性ピロール含有系、いわゆる、拡張(expanded)ポル
フィリン類に関してはほとんど合成例がないのが現状で
ある。拡張ポルフィリン系では、π電子が拡張分だけ多
く含んでいること、及びより大きな中心結合コアを形成
していることにより、複数個の金属イオンを配位した
り、従来のポルフィリン類では配位しない大きなイオン
半径を持つ金属イオンを配位するなど、従来のポルフィ
リン類にはない新しい特性を提供できることから大きな
関心が寄せられている。
ク マクロサイクル(tetrapyrrolic macrocycles)の合
成や研究にかなりの関心がもたれているが、大きな芳香
族性ピロール含有系、いわゆる、拡張(expanded)ポル
フィリン類に関してはほとんど合成例がないのが現状で
ある。拡張ポルフィリン系では、π電子が拡張分だけ多
く含んでいること、及びより大きな中心結合コアを形成
していることにより、複数個の金属イオンを配位した
り、従来のポルフィリン類では配位しない大きなイオン
半径を持つ金属イオンを配位するなど、従来のポルフィ
リン類にはない新しい特性を提供できることから大きな
関心が寄せられている。
【0003】このような中で、6つのピロール環を環中
に持つ、全ピロール型(all-pyrrolecategory)拡張ポ
ルフィリン類(Sessler,J.L.et al.,1991 and Gossaue
r,A.,1983)がルビリン(rubyrin)及びペンタフィリン
(pentaphyrin)として提供され、これらは拡張ポルフ
ィリン類が持つ種々の細胞などの認識特性及び細胞膜透
過性(脂質)などを利用して、生体内においても安定な
薬剤デリバリーシステム及び診断薬などの設計の開発と
の関連で、該剤の骨格構造を構成する化合物として多く
の関心が寄せられている。更に、10個のピロール環を
環中に持つ全ピロール型(all-pyrrole category)拡張
ポルフィリン類(decapyrrolic expandedporphyein)が
開発されるに至り、これらは、π電子の拡大に伴い従来
のポルフィリン類に対して長波長の光が利用できるフォ
トダイナミックセラピー用、及び診断用の薬剤としての
利用との関連において、及び新規な金属とキレート化合
物を形成する錯体形成化合物〔例えばMRI診断薬とし
て有用な、ガドリニウムGd(III)と安定な複合体を
形成する〕として関心が寄せられている(WO 96/2166
5、1996年7月18日国際公開)。しかしながら、これらの
先行技術では拡張ポルフィリン骨格の形成を促すため
に、それぞれのピロールをC−1ユニットで架橋するば
かりでなく、直接ピロール同士を結合していることが多
く、全ピロール型拡張ポルフィリンを全てC−1ユニッ
トで構成したものは殆どない。
に持つ、全ピロール型(all-pyrrolecategory)拡張ポ
ルフィリン類(Sessler,J.L.et al.,1991 and Gossaue
r,A.,1983)がルビリン(rubyrin)及びペンタフィリン
(pentaphyrin)として提供され、これらは拡張ポルフ
ィリン類が持つ種々の細胞などの認識特性及び細胞膜透
過性(脂質)などを利用して、生体内においても安定な
薬剤デリバリーシステム及び診断薬などの設計の開発と
の関連で、該剤の骨格構造を構成する化合物として多く
の関心が寄せられている。更に、10個のピロール環を
環中に持つ全ピロール型(all-pyrrole category)拡張
ポルフィリン類(decapyrrolic expandedporphyein)が
開発されるに至り、これらは、π電子の拡大に伴い従来
のポルフィリン類に対して長波長の光が利用できるフォ
トダイナミックセラピー用、及び診断用の薬剤としての
利用との関連において、及び新規な金属とキレート化合
物を形成する錯体形成化合物〔例えばMRI診断薬とし
て有用な、ガドリニウムGd(III)と安定な複合体を
形成する〕として関心が寄せられている(WO 96/2166
5、1996年7月18日国際公開)。しかしながら、これらの
先行技術では拡張ポルフィリン骨格の形成を促すため
に、それぞれのピロールをC−1ユニットで架橋するば
かりでなく、直接ピロール同士を結合していることが多
く、全ピロール型拡張ポルフィリンを全てC−1ユニッ
トで構成したものは殆どない。
【0004】ところで、従来ポルフィリン類の製造方法
としては、CHCl3やCHCl2中でアルデヒドとピ
ロールとを酸触媒を用いて反応させ、ポルフィノーゲン
を平衡的に生成させた後、酸化することでポルフィリン
類を得る方法が、Lindsey法として広く定着している。
具体的には、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミス
トリー(J.Org.Chem.)52巻、5号、82
7〜836頁(1987年)には、酸触媒として三弗化
硼素やトリフロロ酢酸を用いてアルデヒドとピロールを
反応させてテトラアルキルポルフィリノーゲンとし、次
いでp−クロラニル等の酸化剤によって酸化してポルフ
ィリンを合成することが記載されている。本合成法のポ
ルフィリン収率は基質、即ち、前記反応化合物類の濃度
に大きく依存することが知られており、一定の酸濃度条
件下では、10mM/L程度の基質濃度で、ポルフィリ
ンの収率は最高であり、基質濃度が1mM/Lや100
mM/Lでは、ポルフィリン収率は半減する。こうした
結果を基に、これまでは酸化前の反応溶液中には環状4
量体のポルフィノーゲンと直鎖状(linear)のオリゴマ
ーの平衡的化合物が主に存在し、ポルフィノーゲンの酸
化によりポルフィンが生成し直鎖状オリゴマーの酸化に
より高分子物質(polymeric material)が生成すると考
えられていた。従って、このようなポルフィリン類の合
成方法から前記関心が寄せられている拡張ポルフィリン
類、特に全ピロール型(直接ピロール同士が結合した
り、ビニレン反復単位などの存在しない)拡張ポルフィ
リン類の製造を予想していない。
としては、CHCl3やCHCl2中でアルデヒドとピ
ロールとを酸触媒を用いて反応させ、ポルフィノーゲン
を平衡的に生成させた後、酸化することでポルフィリン
類を得る方法が、Lindsey法として広く定着している。
具体的には、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミス
トリー(J.Org.Chem.)52巻、5号、82
7〜836頁(1987年)には、酸触媒として三弗化
硼素やトリフロロ酢酸を用いてアルデヒドとピロールを
反応させてテトラアルキルポルフィリノーゲンとし、次
いでp−クロラニル等の酸化剤によって酸化してポルフ
ィリンを合成することが記載されている。本合成法のポ
ルフィリン収率は基質、即ち、前記反応化合物類の濃度
に大きく依存することが知られており、一定の酸濃度条
件下では、10mM/L程度の基質濃度で、ポルフィリ
ンの収率は最高であり、基質濃度が1mM/Lや100
mM/Lでは、ポルフィリン収率は半減する。こうした
結果を基に、これまでは酸化前の反応溶液中には環状4
量体のポルフィノーゲンと直鎖状(linear)のオリゴマ
ーの平衡的化合物が主に存在し、ポルフィノーゲンの酸
化によりポルフィンが生成し直鎖状オリゴマーの酸化に
より高分子物質(polymeric material)が生成すると考
えられていた。従って、このようなポルフィリン類の合
成方法から前記関心が寄せられている拡張ポルフィリン
類、特に全ピロール型(直接ピロール同士が結合した
り、ビニレン反復単位などの存在しない)拡張ポルフィ
リン類の製造を予想していない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、新規
な拡張ポルフィリン化合物、特にピロール環がα位置で
メチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して
大環状を形成する新規な拡張ポルフィリン類を提供する
こと、及び7個以上12個までのピロール環がα位置で
メチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して
大環状を形成する簡易な拡張ポルフィリン類を製造する
方法を提供することである。本発明者は、前記従来にあ
まり報告のない全ピロール型(all-pyrrole category)
拡張ポルフィリン類を合成すべく、前記従来のポルフィ
リン類を合成する基本的な方法を種々モデファイした合
成法を検討している中で、ホルミル基の両オルト位に置
換基を有する芳香族アルデヒド、9−ホルミルアントラ
セン、シクロヘキサンカルボアルデヒドなどの立体障碍
の大きなアルデヒドを基質に用い、基質濃度を従来のポ
ルフィリン類の合成濃度よりかなり高くする、すなわち
約6倍にしてみると、前記化合物群Aに示すピロール環
を7個以上12個まで持った拡張ポルフィリン類が生成
させることができることを発見し、前記課題を解決し
た。
な拡張ポルフィリン化合物、特にピロール環がα位置で
メチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して
大環状を形成する新規な拡張ポルフィリン類を提供する
こと、及び7個以上12個までのピロール環がα位置で
メチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して
大環状を形成する簡易な拡張ポルフィリン類を製造する
方法を提供することである。本発明者は、前記従来にあ
まり報告のない全ピロール型(all-pyrrole category)
拡張ポルフィリン類を合成すべく、前記従来のポルフィ
リン類を合成する基本的な方法を種々モデファイした合
成法を検討している中で、ホルミル基の両オルト位に置
換基を有する芳香族アルデヒド、9−ホルミルアントラ
セン、シクロヘキサンカルボアルデヒドなどの立体障碍
の大きなアルデヒドを基質に用い、基質濃度を従来のポ
ルフィリン類の合成濃度よりかなり高くする、すなわち
約6倍にしてみると、前記化合物群Aに示すピロール環
を7個以上12個まで持った拡張ポルフィリン類が生成
させることができることを発見し、前記課題を解決し
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、7個以
上12個までのピロール環がα位置でメチン基の水素を
Ar基で置換した基と交互に結合して大環状を形成した
新規な拡張ポルフィリン類である。(但し、Arは、
3、4及び5位にも置換基を有しても良い2,6−置換
フェニル基、置換基を有しても良い9−アントラニル
基、又は置換基を有しても良いシクロヘキシル基を表
す。また、前記2及び6位の置換基は、フルオロ、クロ
ロ、ブロモ、ヨード、炭素数1〜4の低級アルキル、又
は低級アルコキシから独立に選ばれ、3〜5位、9−ア
ントラニル基、及びシクロヘキシル基の置換基は、前記
2及び6位の置換基の他に炭素数5又は6の置換及び非
置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換及び非置
換アリール、アルキルもしくはアリールスルフォニル、
アルキルもしくはアリールシアノ、シアノ、ニトロ、ア
ミノ、カルボキシ、カルバルコキシ、又はそれらのエス
テル、アミド及び塩からなる群から独立に選択される。
それぞれのArは異なっていても良い。)
上12個までのピロール環がα位置でメチン基の水素を
Ar基で置換した基と交互に結合して大環状を形成した
新規な拡張ポルフィリン類である。(但し、Arは、
3、4及び5位にも置換基を有しても良い2,6−置換
フェニル基、置換基を有しても良い9−アントラニル
基、又は置換基を有しても良いシクロヘキシル基を表
す。また、前記2及び6位の置換基は、フルオロ、クロ
ロ、ブロモ、ヨード、炭素数1〜4の低級アルキル、又
は低級アルコキシから独立に選ばれ、3〜5位、9−ア
ントラニル基、及びシクロヘキシル基の置換基は、前記
2及び6位の置換基の他に炭素数5又は6の置換及び非
置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換及び非置
換アリール、アルキルもしくはアリールスルフォニル、
アルキルもしくはアリールシアノ、シアノ、ニトロ、ア
ミノ、カルボキシ、カルバルコキシ、又はそれらのエス
テル、アミド及び塩からなる群から独立に選択される。
それぞれのArは異なっていても良い。)
【0007】好ましくは、ピロールと他に位置にも置換
基を有しても良い2,6−置換ベンズアルデヒド類、置
換基を有しても良い9−フォルミルアンスラセン類又は
置換基を有しても良いシクロヘキサンカルボアルデヒド
類とを酸触媒の存在下において反応させ、次いで酸化剤
で酸化して得られる7個以上12個までのピロール環が
α位置でメチン基の水素をAr基で置換した基と交互に
結合して大環状を形成したことを特徴とする前記新規な
拡張ポルフィリン類であり、より好ましくは、アルデヒ
ド化合物が、2,6−ジフルオロベンズアルデヒド、
2,3,6−トリフルオロベンズアルデヒド、2,4,
6−トリフルオロベンズアルデヒド、2,3,4,5,
6−ペンタフルオロベンズアルデヒド、2,6−ジクロ
ロベンズアルデヒド、2,3,6−トリクロロベンズア
ルデヒド、2,4,6−トリクロロベンズアルデヒド、
2,3,4,5,6−ペンタクロロベンズアルデヒド、
2,6−ジメチルベンズアルデヒド、2,4,6−トリ
メチルベンズアルデヒド、シクロヘキサンカルボアルデ
ヒド又は9−フォルミルアントラセンから選択されるこ
とを特徴とする前記拡張ポルフィリン類であり、更に好
ましくは、7個以上12個までのピロール環がα位置で
メチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して
大環状を形成した下記の化合物群Aで表される化合物で
あることを特徴とする前記新規な拡張ポルフィリン類で
ある。
基を有しても良い2,6−置換ベンズアルデヒド類、置
換基を有しても良い9−フォルミルアンスラセン類又は
置換基を有しても良いシクロヘキサンカルボアルデヒド
類とを酸触媒の存在下において反応させ、次いで酸化剤
で酸化して得られる7個以上12個までのピロール環が
α位置でメチン基の水素をAr基で置換した基と交互に
結合して大環状を形成したことを特徴とする前記新規な
拡張ポルフィリン類であり、より好ましくは、アルデヒ
ド化合物が、2,6−ジフルオロベンズアルデヒド、
2,3,6−トリフルオロベンズアルデヒド、2,4,
6−トリフルオロベンズアルデヒド、2,3,4,5,
6−ペンタフルオロベンズアルデヒド、2,6−ジクロ
ロベンズアルデヒド、2,3,6−トリクロロベンズア
ルデヒド、2,4,6−トリクロロベンズアルデヒド、
2,3,4,5,6−ペンタクロロベンズアルデヒド、
2,6−ジメチルベンズアルデヒド、2,4,6−トリ
メチルベンズアルデヒド、シクロヘキサンカルボアルデ
ヒド又は9−フォルミルアントラセンから選択されるこ
とを特徴とする前記拡張ポルフィリン類であり、更に好
ましくは、7個以上12個までのピロール環がα位置で
メチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して
大環状を形成した下記の化合物群Aで表される化合物で
あることを特徴とする前記新規な拡張ポルフィリン類で
ある。
【0008】
【化2】
【0009】(化合物群A中におけるArは、3、4及
び5位にも置換基を有しても良い2,6−置換フェニル
基、置換基を有しても良い9−アントラニル基、又は置
換基を有しても良いシクロヘキシル基を表す。また、前
記2及び6位の置換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、
ヨード、炭素数1〜4の低級アルキル、又は低級アルコ
キシから独立に選択され、3〜5位、9−アントラニル
基、及びシクロヘキシル基の置換基は、前記2及び6位
の置換基の他に炭素数5又は6の置換及び非置換アルキ
ル、アルケニル、アルキニル、置換及び非置換アリー
ル、アルキルもしくはアリールスルフォニル、アルキル
もしくはアリールシアノ、シアノ、ニトロ、アミノ、カ
ルボキシ、カルバルコキシ、又はそれらのエステル、ア
ミド及び塩からなる群から独立に選択される。独立に選
択されるの意味は、全てのAr上の置換基が同じである
必要はないことを意味する。また、それぞれのArは異
なっていても良い。)これらの化合物は、前記公知の拡
張ポルフィリン類と同様に1個あるいは複数の種々の金
属と配位化合物を作ることによって、又、公知のポルフ
ィリン類及び拡張ポルフィリン類と同様に生化学的に有
効な基を導入することにより、種々の用途に有用な化合
物を得るための中間体として有用である。
び5位にも置換基を有しても良い2,6−置換フェニル
基、置換基を有しても良い9−アントラニル基、又は置
換基を有しても良いシクロヘキシル基を表す。また、前
記2及び6位の置換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、
ヨード、炭素数1〜4の低級アルキル、又は低級アルコ
キシから独立に選択され、3〜5位、9−アントラニル
基、及びシクロヘキシル基の置換基は、前記2及び6位
の置換基の他に炭素数5又は6の置換及び非置換アルキ
ル、アルケニル、アルキニル、置換及び非置換アリー
ル、アルキルもしくはアリールスルフォニル、アルキル
もしくはアリールシアノ、シアノ、ニトロ、アミノ、カ
ルボキシ、カルバルコキシ、又はそれらのエステル、ア
ミド及び塩からなる群から独立に選択される。独立に選
択されるの意味は、全てのAr上の置換基が同じである
必要はないことを意味する。また、それぞれのArは異
なっていても良い。)これらの化合物は、前記公知の拡
張ポルフィリン類と同様に1個あるいは複数の種々の金
属と配位化合物を作ることによって、又、公知のポルフ
ィリン類及び拡張ポルフィリン類と同様に生化学的に有
効な基を導入することにより、種々の用途に有用な化合
物を得るための中間体として有用である。
【0010】本発明の第2は、ピロールと他に位置にも
置換基を有しても良い2,6−置換ベンズアルデヒド
類、置換基を有しても良い9−フォルミルアンスラセン
類又は置換基を有しても良いシクロヘキサンカルボアル
デヒド類とを酸触媒の存在下において基質、即ち、前記
反応化合物類濃度6×10−2モル/リットル以上で反
応させ、次いで酸化剤で酸化して6個以上のピロール環
がα位置でメチン基の水素をAr基で置換した基と交互
に結合して大環状を形成した拡張ポルフィリン類を製造
する方法。(但し、Arは、3、4及び5位にも置換基
を有しても良い2,6−置換フェニル基、置換基を有し
ても良い9−アントラニル基、又は置換基を有しても良
いシクロヘキシル基を表す。また、前記2及び6位の置
換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、炭素数1
〜4の低級アルキル、又は低級アルコキシから独立に選
ばれ、3〜5位、9−アントラニル基、及びシクロヘキ
シル基の置換基は、前記2及び6位の置換基の他に炭素
数5又は6の置換及び非置換アルキル、アルケニル、ア
ルキニル、置換及び非置換アリール、アルキルもしくは
アリールスルフォニル、アルキルもしくはアリールシア
ノ、シアノ、ニトロ、アミノ、カルボキシ、カルバルコ
キシ、又はそれらのエステル、アミド及び塩からなる群
から独立に選択される。それぞれのArは異なっていて
も良い。)
置換基を有しても良い2,6−置換ベンズアルデヒド
類、置換基を有しても良い9−フォルミルアンスラセン
類又は置換基を有しても良いシクロヘキサンカルボアル
デヒド類とを酸触媒の存在下において基質、即ち、前記
反応化合物類濃度6×10−2モル/リットル以上で反
応させ、次いで酸化剤で酸化して6個以上のピロール環
がα位置でメチン基の水素をAr基で置換した基と交互
に結合して大環状を形成した拡張ポルフィリン類を製造
する方法。(但し、Arは、3、4及び5位にも置換基
を有しても良い2,6−置換フェニル基、置換基を有し
ても良い9−アントラニル基、又は置換基を有しても良
いシクロヘキシル基を表す。また、前記2及び6位の置
換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、炭素数1
〜4の低級アルキル、又は低級アルコキシから独立に選
ばれ、3〜5位、9−アントラニル基、及びシクロヘキ
シル基の置換基は、前記2及び6位の置換基の他に炭素
数5又は6の置換及び非置換アルキル、アルケニル、ア
ルキニル、置換及び非置換アリール、アルキルもしくは
アリールスルフォニル、アルキルもしくはアリールシア
ノ、シアノ、ニトロ、アミノ、カルボキシ、カルバルコ
キシ、又はそれらのエステル、アミド及び塩からなる群
から独立に選択される。それぞれのArは異なっていて
も良い。)
【0011】
【本発明の実施の態様】本発明をより詳細に説明する。
A.本発明の拡張ポルフィリン類は、ピロールと他に位
置にも置換基を有しても良い2,6−置換ベンズアルデ
ヒド類、置換基を有しても良い9−フォルミルアンスラ
セン類又は置換基を有しても良いシクロヘキサンカルボ
アルデヒド類を用い、これらを酸触媒の存在下において
基質、即ち、前記反応化合物類濃度6×10−2モル/
リットル以上で反応させ、次いで酸化剤で酸化すること
によって製造されるところに特徴があり、特に7個以上
12個までのピロール環がα位置でメチン基の水素をA
r基で置換した基と交互に結合して大環状を形成した拡
張ポルフィリン類は新規な拡張ポルフィリン類であり、
該製造方法は従来のポルフィリン類の合成技術をモデフ
ァイした簡易な方法により、多くの拡張ポルフィリン類
が得られるというメリットを有する。前記2,6−置換
ベンズアルデヒド類の2及び6位の置換基は、フルオ
ロ、クロロ、ブロモ、ヨード、炭素数1〜4の低級アル
キル、又は低級アルコキシから独立に選ばれる。また本
発明の合成された拡張ポルフィリン類におけるArにお
ける、2,6−置換ベンズアルデヒド類3〜5位、9−
アントラニル基、及びシクロヘキシル基の置換基は、原
料の段階で、また拡張ポルフィリンを合成後に導入され
たものであり、その置換基は前記したとおりである。
置にも置換基を有しても良い2,6−置換ベンズアルデ
ヒド類、置換基を有しても良い9−フォルミルアンスラ
セン類又は置換基を有しても良いシクロヘキサンカルボ
アルデヒド類を用い、これらを酸触媒の存在下において
基質、即ち、前記反応化合物類濃度6×10−2モル/
リットル以上で反応させ、次いで酸化剤で酸化すること
によって製造されるところに特徴があり、特に7個以上
12個までのピロール環がα位置でメチン基の水素をA
r基で置換した基と交互に結合して大環状を形成した拡
張ポルフィリン類は新規な拡張ポルフィリン類であり、
該製造方法は従来のポルフィリン類の合成技術をモデフ
ァイした簡易な方法により、多くの拡張ポルフィリン類
が得られるというメリットを有する。前記2,6−置換
ベンズアルデヒド類の2及び6位の置換基は、フルオ
ロ、クロロ、ブロモ、ヨード、炭素数1〜4の低級アル
キル、又は低級アルコキシから独立に選ばれる。また本
発明の合成された拡張ポルフィリン類におけるArにお
ける、2,6−置換ベンズアルデヒド類3〜5位、9−
アントラニル基、及びシクロヘキシル基の置換基は、原
料の段階で、また拡張ポルフィリンを合成後に導入され
たものであり、その置換基は前記したとおりである。
【0012】本発明の拡張ポルフィリン類は、ArCH
O(ここでArは前記請求項1で定義した基を表す。)
とピロールとを、これらの濃度(基質濃度)を従来のLi
ndsey法における場合よりかなり高濃度にして酸触媒の
存在下で反応させ、拡張ポリフィノーゲン類を合成し、
これを酸化剤を用いて酸化することにより合成される。
O(ここでArは前記請求項1で定義した基を表す。)
とピロールとを、これらの濃度(基質濃度)を従来のLi
ndsey法における場合よりかなり高濃度にして酸触媒の
存在下で反応させ、拡張ポリフィノーゲン類を合成し、
これを酸化剤を用いて酸化することにより合成される。
【0013】前記反応において用いられる酸触媒として
は、三弗化硼素、トリフロロ酢酸(TFA)、三弗化ホ
ウ素エーテラート(BF3OEt2)など挙げることが
できる。また、酸化剤としては、p−クロラニル、2,
3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノ
ン(DDQ)などを挙げることができる。また、反応溶
媒としては、従来のポルフィリン類の合成に用いられて
いる、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素及びこ
れらを混合したもの等を用いることができる。
は、三弗化硼素、トリフロロ酢酸(TFA)、三弗化ホ
ウ素エーテラート(BF3OEt2)など挙げることが
できる。また、酸化剤としては、p−クロラニル、2,
3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノ
ン(DDQ)などを挙げることができる。また、反応溶
媒としては、従来のポルフィリン類の合成に用いられて
いる、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素及びこ
れらを混合したもの等を用いることができる。
【0014】前記反応において、アルデヒドのホルミル
基の周囲の立体的要因は重要な役割を果たしており、ベ
ンズアルデヒドや2−置換ベンズアルデヒドでは、拡張
ポルフィリン類の生成は極めて小さいのに対し、特に9
−フォルミルアントラセン類又はシクロヘキサンカルボ
アルデヒドなどを用いた場合には、かなり多量の拡張ポ
ルフィリン類が得られることが分かった。
基の周囲の立体的要因は重要な役割を果たしており、ベ
ンズアルデヒドや2−置換ベンズアルデヒドでは、拡張
ポルフィリン類の生成は極めて小さいのに対し、特に9
−フォルミルアントラセン類又はシクロヘキサンカルボ
アルデヒドなどを用いた場合には、かなり多量の拡張ポ
ルフィリン類が得られることが分かった。
【0015】B.更に、本発明者は、以下の反応式1に
よりジピロメタンを得、
よりジピロメタンを得、
【0016】
【化3】
【0017】これを精製し、該ジピロメタンと当モルの
前記ArCHOで表されるアルデヒド類とを前記酸触媒
及び前記酸化剤の存在下で反応させるという2工程によ
り拡張ポルフィリン類を合成すると、偶数個のピロール
環をもつポルフィリン類、特に6個以上のピロール環を
持つポルフィリン類が選択的に合成されることが分かっ
た。
前記ArCHOで表されるアルデヒド類とを前記酸触媒
及び前記酸化剤の存在下で反応させるという2工程によ
り拡張ポルフィリン類を合成すると、偶数個のピロール
環をもつポルフィリン類、特に6個以上のピロール環を
持つポルフィリン類が選択的に合成されることが分かっ
た。
【0018】
【実施例】実施例1
ペンタフルオロベンズアルデヒド(494μL,4mm
ol)及びピロール(278μL,4mmol)を60
mLのCH2Cl2中に溶かした溶液を、窒素雰囲気下
において100mL丸底フラスコに入れ、2.5Mの三
弗化ホウ素エーテラート(BF3OEt2)をCH2C
l2中に溶かした溶液100μLを前記溶液に加え、次
いで該溶液を2時間撹拌する。DDQ(2,3−ジクロ
ロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン)(2.
27g,10mmol)を加え、該混合物を一昼夜撹拌
した。反応溶液を短いアルミナカラムを通して濾過後、
溶媒を蒸発除去する。シリカゲルを用いてカラムクロマ
トグラフィーにかけ、それぞれの拡張ポルフィリン類を
表1に示される収率で分離採取した(カラムクロマトグ
ラフィーでの分離状態を図1に模式的に示す。)。前記
化合物群Aで表されるピロール単位をもつ化合物類が合
成された(但し、一般式におけるArがペンタフルオロ
フェニルであるもの。)。溶媒として酢酸エチルとn-ヘ
キサンとの容量比が1:9のものを用いた場合には、7
個、8個及び9個持つものは分離できなかったが〔カラ
ムa:下から、ピロール単位の個数4,(7,8,
9),6,5、>10のものを示す。〕、CH2Cl2
とn−ヘキサンとの容量比が1:4のものを用いると、
これらを分離することができた(カラムb)(7−Fは
拡張ヘプタリフィリン構造で、Arであるペンタフルオ
ロフェニル基のパラのフッ素が一つ水素に置換されてい
るとと推定される。)。
ol)及びピロール(278μL,4mmol)を60
mLのCH2Cl2中に溶かした溶液を、窒素雰囲気下
において100mL丸底フラスコに入れ、2.5Mの三
弗化ホウ素エーテラート(BF3OEt2)をCH2C
l2中に溶かした溶液100μLを前記溶液に加え、次
いで該溶液を2時間撹拌する。DDQ(2,3−ジクロ
ロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン)(2.
27g,10mmol)を加え、該混合物を一昼夜撹拌
した。反応溶液を短いアルミナカラムを通して濾過後、
溶媒を蒸発除去する。シリカゲルを用いてカラムクロマ
トグラフィーにかけ、それぞれの拡張ポルフィリン類を
表1に示される収率で分離採取した(カラムクロマトグ
ラフィーでの分離状態を図1に模式的に示す。)。前記
化合物群Aで表されるピロール単位をもつ化合物類が合
成された(但し、一般式におけるArがペンタフルオロ
フェニルであるもの。)。溶媒として酢酸エチルとn-ヘ
キサンとの容量比が1:9のものを用いた場合には、7
個、8個及び9個持つものは分離できなかったが〔カラ
ムa:下から、ピロール単位の個数4,(7,8,
9),6,5、>10のものを示す。〕、CH2Cl2
とn−ヘキサンとの容量比が1:4のものを用いると、
これらを分離することができた(カラムb)(7−Fは
拡張ヘプタリフィリン構造で、Arであるペンタフルオ
ロフェニル基のパラのフッ素が一つ水素に置換されてい
るとと推定される。)。
【0019】生成したポルフィリン及び拡張ポルフィリ
ン類の、質量分析〔FAB(fast atom bombardmen
t):原子衝撃イオン化質量分析法の一種、MALDI
TOF(Matrix-assited Laser Desorption Ionization
-Time of Flight )〕、収率、ソーレー帯、Q及びn帯
吸収スペクトル特性を表1に示す。
ン類の、質量分析〔FAB(fast atom bombardmen
t):原子衝撃イオン化質量分析法の一種、MALDI
TOF(Matrix-assited Laser Desorption Ionization
-Time of Flight )〕、収率、ソーレー帯、Q及びn帯
吸収スペクトル特性を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2
ペンタフルオロベンズアルデヒド(2.5mL,20.
3mmol)及びピロール(200mL,284mmo
l)の溶液に、窒素雰囲気下で、撹拌しながらトリフロ
ロ酢酸(TFA)(487.5μL,6.25mmo
l)を加え、30分間反応させる。ジピロメタン生成反
応を反応式2に示す。
3mmol)及びピロール(200mL,284mmo
l)の溶液に、窒素雰囲気下で、撹拌しながらトリフロ
ロ酢酸(TFA)(487.5μL,6.25mmo
l)を加え、30分間反応させる。ジピロメタン生成反
応を反応式2に示す。
【0022】
【化4】
【0023】反応液にCH2Cl2200mLを加えて
希釈後NaOH水溶液で洗浄する。ロータリエバポレー
ターを用いて溶媒を除去した後、シリカゲルカラムクロ
マトグラフィーを用いて生成物(ジピロメタン)を精製
した。収量、収率はそれぞれ、6.16g,97%であ
った。ペンタフルオロベンズアルデヒド(250mg,
0.8mmol)及びジピロメタン(99μL,0.8
mmol)の溶液を、窒素雰囲気下で50mLの丸底フ
ラスコ中に入れ、これに2.5Mの三弗化ホウ素エーテ
ラート(BF3OEt2)20μLを撹拌しながら加え
る。2時間後、280mgのDDQを加え、一昼夜溶液
を撹拌した。反応溶液をロータリエバポレーターを用い
て溶媒を除去した後、カラムクロマトグラフィーにかけ
た(図2のように偶数の拡張ポリフィリン類が生成した
ことが分かった。生成した化合物は表2に示したとおり
である。
希釈後NaOH水溶液で洗浄する。ロータリエバポレー
ターを用いて溶媒を除去した後、シリカゲルカラムクロ
マトグラフィーを用いて生成物(ジピロメタン)を精製
した。収量、収率はそれぞれ、6.16g,97%であ
った。ペンタフルオロベンズアルデヒド(250mg,
0.8mmol)及びジピロメタン(99μL,0.8
mmol)の溶液を、窒素雰囲気下で50mLの丸底フ
ラスコ中に入れ、これに2.5Mの三弗化ホウ素エーテ
ラート(BF3OEt2)20μLを撹拌しながら加え
る。2時間後、280mgのDDQを加え、一昼夜溶液
を撹拌した。反応溶液をロータリエバポレーターを用い
て溶媒を除去した後、カラムクロマトグラフィーにかけ
た(図2のように偶数の拡張ポリフィリン類が生成した
ことが分かった。生成した化合物は表2に示したとおり
である。
【0024】
【表2】
【0025】図3は、実施例1及び2で合成された、ピ
ロール環を6個〜12個持ち、Arがペンタフルオロベ
ンゼンである化合物のスペクトル吸収特性を示す。大き
なπ−共役電子系の形成により吸収波長が長波長側に変
移している。
ロール環を6個〜12個持ち、Arがペンタフルオロベ
ンゼンである化合物のスペクトル吸収特性を示す。大き
なπ−共役電子系の形成により吸収波長が長波長側に変
移している。
【0026】実施例3
実施例1において、ペンタフルオロベンズアルデヒド及
びピロールに代えて、2,6−ジクロロベンズアルデヒ
ド(1.75g,10mmol)、ピロール(694マ
イクロリットル,10mmol)を用い、これらを60
mLの塩化メチレンに溶かし、他は実施例1の操作を繰
り返した。この反応での基質濃度は、1.7×10−1
M/Lで、実施例1より、高い濃度を採用した。反応生
成物は合成実施例1と同様に反応溶液を短いアルミナカ
ラムを通して濾過後、溶媒を蒸発除去する。シリカゲル
を用いてカラムクロマトグラフィーにかけ、それぞれの
拡張ポルフィリン類を表3に示される収率で分離採取し
た。これらは前記化合物群Aで表されるピロール単位を
もつ化合物類においてArが2,6−ジクロロフェニル
であるもの相当する。前記分離採取は、酢酸エチルを展
開溶媒として、カラムからピロール単位が4,6,5,
7,8,9,10、11,12の化合物の順に溶出させ
ることにより実施した。
びピロールに代えて、2,6−ジクロロベンズアルデヒ
ド(1.75g,10mmol)、ピロール(694マ
イクロリットル,10mmol)を用い、これらを60
mLの塩化メチレンに溶かし、他は実施例1の操作を繰
り返した。この反応での基質濃度は、1.7×10−1
M/Lで、実施例1より、高い濃度を採用した。反応生
成物は合成実施例1と同様に反応溶液を短いアルミナカ
ラムを通して濾過後、溶媒を蒸発除去する。シリカゲル
を用いてカラムクロマトグラフィーにかけ、それぞれの
拡張ポルフィリン類を表3に示される収率で分離採取し
た。これらは前記化合物群Aで表されるピロール単位を
もつ化合物類においてArが2,6−ジクロロフェニル
であるもの相当する。前記分離採取は、酢酸エチルを展
開溶媒として、カラムからピロール単位が4,6,5,
7,8,9,10、11,12の化合物の順に溶出させ
ることにより実施した。
【0027】
【表3】
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、拡張ポルフィリン類
はその環サイズに応じて吸収バンドは長波長側にシフト
し、ドデカフィリンではソーレー吸収帯は830nmあ
たりに現れる。この拡張ポルフィリン類はフォトダイナ
ミックセラピー、CD−RやDVD−Rなどの光化学的
記録材料などの新しい光学材料として、また、種々の金
属イオンを結合でき、核磁気共鳴イメージング、ラジオ
イメージングなどの用途に有用な化合物類を合成でき
る。更に、取り込んだ金属により酸化、還元電位を調整
できるので、これを利用した触媒材料の合成にも有望で
ある、という優れた効果がもたらされる。図3から理解
できるように化合物10、11、12はその強い吸収帯
が800nm近くまで伸びており、人の目にはほとんど
透明である。しかし、それらの大きなπ−共役電子系の
ため、電気伝導度や磁性、遠赤外吸収などで新しい機能
が期待できる。
はその環サイズに応じて吸収バンドは長波長側にシフト
し、ドデカフィリンではソーレー吸収帯は830nmあ
たりに現れる。この拡張ポルフィリン類はフォトダイナ
ミックセラピー、CD−RやDVD−Rなどの光化学的
記録材料などの新しい光学材料として、また、種々の金
属イオンを結合でき、核磁気共鳴イメージング、ラジオ
イメージングなどの用途に有用な化合物類を合成でき
る。更に、取り込んだ金属により酸化、還元電位を調整
できるので、これを利用した触媒材料の合成にも有望で
ある、という優れた効果がもたらされる。図3から理解
できるように化合物10、11、12はその強い吸収帯
が800nm近くまで伸びており、人の目にはほとんど
透明である。しかし、それらの大きなπ−共役電子系の
ため、電気伝導度や磁性、遠赤外吸収などで新しい機能
が期待できる。
【0029】なお、前記拡張ポルフィリン類はZn、M
g、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Pr、
Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、
Th、U、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、
Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、C
u、Ab、Au、Cd、Hg、Al、Ga、In、T
l、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Biで置換
したものとすることができることは勿論である。
g、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Pr、
Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、
Th、U、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、
Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、C
u、Ab、Au、Cd、Hg、Al、Ga、In、T
l、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Biで置換
したものとすることができることは勿論である。
【図1】 実施例1の生成物のカラムクロマトグラフ
【図2】 実施例2の生成物のカラムクロマドグラフ
【図3】 ピロール環を6個〜12個持ち、Arがペン
タフルオロベンゼンである化合物のスペクトル吸収特性
タフルオロベンゼンである化合物のスペクトル吸収特性
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C07D 487/22
A61K 49/00
C08G 12/26
C07B 61/00 300
CA(STN)
REGISTRY(STN)
Claims (5)
- 【請求項1】 7個以上12個までのピロール環がα位
置でメチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合
して大環状を形成した新規な拡張ポルフィリン類。(但
し、Arは、3、4及び5位にも置換基を有しても良い
2,6−置換フェニル基、置換基を有しても良い9−ア
ントラニル基、又は置換基を有しても良いシクロヘキシ
ル基を表す。また、前記2及び6位の置換基は、フルオ
ロ、クロロ、ブロモ、ヨード、炭素数1〜4の低級アル
キル、又は低級アルコキシから独立に選択され、3〜5
位、9−アントラニル基、及びシクロヘキシル基の置換
基は、前記2及び6位の置換基の他に炭素数5又は6の
置換及び非置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置
換及び非置換アリール、アルキルもしくはアリールスル
フォニル、アルキルもしくはアリールシアノ、シアノ、
ニトロ、アミノ、カルボキシ、カルバルコキシ、又はそ
れらのエステル、アミド及び塩からなる群から独立に選
択される。それぞれのArは異なっていても良い。)。 - 【請求項2】 ピロールと他の位置にも置換基を有して
も良い2,6−置換ベンズアルデヒド類、置換基を有し
ても良い9−フォルミルアンスラセン類又は置換基を有
しても良いシクロヘキサンカルボアルデヒド類とを酸触
媒の存在下において反応させ、次いで酸化剤で酸化して
得られる7個以上12個までのピロール環がα位置でメ
チン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して大
環状を形成したことを特徴とする請求項1に記載の新規
な拡張ポルフィリン類。 - 【請求項3】 アルデヒド化合物が、2,6−ジフルオ
ロベンズアルデヒド、2,3,6−トリフルオロベンズ
アルデヒド、2,4,6−トリフルオロベンズアルデヒ
ド、2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンズアルデ
ヒド、2,6−ジクロロベンズアルデヒド、2,3,6
−トリクロロベンズアルデヒド、2,4,6−トリクロ
ロベンズアルデヒド、2,3,4,5,6−ペンタクロ
ロベンズアルデヒド、2,6−ジメチルベンズアルデヒ
ド、2,4,6−トリメチルベンズアルデヒド、シクロ
ヘキサンカルボアルデヒド又は9−フォルミルアントラ
センから選択されることを特徴とする請求項2に記載の
新規な拡張ポルフィリン類。 - 【請求項4】 7個以上12個までのピロール環がα位
置でメチン基の水素をAr基で置換した基と交互に結合
して大環状を形成した下記の化合物群Aで表される化合
物であることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の
新規な拡張ポルフィリン類。 【化1】 - 【請求項5】 ピロールと他に位置にも置換基を有して
も良い2,6−置換ベンズアルデヒド類、置換基を有し
ても良い9−フォルミルアンスラセン類又は置換基を有
しても良いシクロヘキサンカルボアルデヒド類とを酸触
媒の存在下において基質、即ち、前記反応化合物類濃度
6×10−2モル/リットル以上で反応させ、次いで酸
化剤で酸化して6個以上のピロール環がα位置でメチン
基の水素をAr基で置換した基と交互に結合して大環状
を形成した拡張ポルフィリン類を製造する方法。(但
し、Arは、3、4及び5位にも置換基を有しても良い
2,6−置換フェニル基、置換基を有しても良い9−ア
ントラニル基、又は置換基を有しても良いシクロヘキシ
ル基を表す。また、前記2及び6位の置換基は、フルオ
ロ、クロロ、ブロモ、ヨード、炭素数1〜4の低級アル
キル、又は低級アルコキシから独立に選ばれ、3〜5
位、9−アントラニル基、及びシクロヘキシル基の置換
基は、前記2及び6位の置換基の他に炭素数5又は6の
置換及び非置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置
換及び非置換アリール、アルキルもしくはアリールスル
フォニル、アルキルもしくはアリールシアノ、シアノ、
ニトロ、アミノ、カルボキシ、カルバルコキシ、又はそ
れらのエステル、アミド及び塩からなる群から独立に選
択される。それぞれのArは異なっていても良い。)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000175309A JP3385468B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 新規な拡張ポルフィリン及び拡張ポルフィリンの合成法 |
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DE60137048T DE60137048D1 (de) | 2000-06-12 | 2001-05-23 | Neue expandierte porphyrine und verfahren zu ihrer herstellung |
IL15268701A IL152687A0 (en) | 2000-06-12 | 2001-05-23 | Novel expanded porphyrins and process for the synthesis thereof |
EP01934321A EP1306380B1 (en) | 2000-06-12 | 2001-05-23 | Novel expanded porphyrins and process for the synthesis thereof |
PCT/JP2001/004327 WO2001096344A1 (fr) | 2000-06-12 | 2001-05-23 | Nouvelles porphyrines expansees et procede permettant leur synthese |
CA002411414A CA2411414C (en) | 2000-06-12 | 2001-05-23 | A novel expanded porphyrin and a method for synthesis thereof |
IL152687A IL152687A (en) | 2000-06-12 | 2002-11-07 | Expanded porphyrins and process for the synthesis thereof |
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