JP5441098B2 - Fluorescent molecular thermometer - Google Patents
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/38—Esters containing sulfur
- C08F220/382—Esters containing sulfur and containing oxygen, e.g. 2-sulfoethyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/60—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen
- C08F220/603—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen and containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen and nitrogen
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Description
本発明は、新規な蛍光性ポリマーおよび当該ポリマーを用いる温度の測定方法に関する。 The present invention relates to a novel fluorescent polymer and a temperature measurement method using the polymer.
温度の変化に伴い物性が変化する分子の、温度センサーとしての使用が検討されている(非特許文献1〜5)。その一例として、感熱性ポリマーであるポリアクリルアミドに環境応答性の蛍光団である2,1,3−ベンゾオキサジアゾリル基を組み込むという原理に基づいた蛍光性温度センサーが既に報告されている(非特許文献6)。また、ポリマーの製造時に架橋剤を添加して得られる、蛍光団が組み込まれたポリアクリルアミドのマイクロゲルの、蛍光性温度センサーとしての使用についても報告されている(非特許文献7)。この蛍光性温度センサーは、主鎖であるポリアクリルアミドの熱による相転移により、水性溶液中で温度上昇に伴って蛍光強度が増加するという特性を有するため、蛍光強度を測定することにより系中の温度の変化を観測することができる。このような温度センサーは、最小機能単位が一分子であり、マイクロリアクター内部などの微小空間の温度測定を可能にすることから、近年注目を集めている。
The use of molecules whose physical properties change with changes in temperature as a temperature sensor has been studied (Non-Patent
また、周囲環境の温度およびpHに応答するポリアクリルアミドの論理ゲートとしての利用も検討されている(非特許文献9)。
蛍光団が組み込まれた直鎖型または架橋型のポリアクリルアミドを利用する蛍光性温度センサーに関して、既に報告されているポリマーは、温度の上昇時と下降時で同一温度における蛍光強度が異なるという現象が確認され、そのために蛍光強度に対して温度を一義的に定めることができないという問題を有することが判明した。また、これらのポリマーは、ポリアクリルアミドの熱相転移が鋭敏であるため、測定が可能な温度の範囲が狭いという問題も有していた。 Regarding fluorescent temperature sensors using linear or cross-linked polyacrylamide with a built-in fluorophore, already reported polymers have the phenomenon that the fluorescence intensity at the same temperature is different when the temperature rises and falls. It has been confirmed that it has a problem that the temperature cannot be uniquely determined with respect to the fluorescence intensity. In addition, these polymers have a problem that the temperature range that can be measured is narrow because the thermal phase transition of polyacrylamide is sensitive.
さらに、これらのポリマーは、一定以上の塩分濃度の溶液中では凝集してしまうことから、塩を含む反応系中や細胞内などの温度の測定には不向きであり、例えば、非特許文献7に開示されているマイクロゲルは、リン酸緩衝液(PBS)中では温度の上昇に伴い塩析してしまうという問題を有していた。 Furthermore, since these polymers aggregate in a solution having a salt concentration of a certain level or more, they are not suitable for temperature measurement in a reaction system containing cells or in cells. For example, Non-Patent Document 7 The disclosed microgel has a problem of salting out with increasing temperature in a phosphate buffer (PBS).
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進めたところ、ポリマーにイオン性のユニットを導入することにより、より実用性の高い蛍光性温度センサーとして利用することができる本発明を完成させた。 The inventor has conducted extensive research to solve the above problems, and has completed the present invention which can be used as a more practical fluorescent temperature sensor by introducing an ionic unit into the polymer. I let you.
すなわち、本発明の1つの側面によれば、式(a): That is, according to one aspect of the present invention, the formula (a):
[式中、R1は、水素原子およびC1-3アルキルから選択され;
R4およびR5は、独立に、水素原子およびC1-20アルキルから選択され、ここで当該アルキルは、ヒドロキシ、C1-6アルコキシ、およびアリールから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく、またはR4およびR5はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、4〜8員含窒素ヘテロ環を形成し、ここで当該ヘテロ環は、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、ニトロ、ハロゲン原子、C1-10アルキルカルボニルアミノおよびアリールカルボニルアミノから選択される1以上の置換基により置換されていてもよい]
で表されるモノマー;および
式(b):[Wherein R 1 is selected from a hydrogen atom and C 1-3 alkyl;
R 4 and R 5 are independently selected from a hydrogen atom and C 1-20 alkyl, wherein the alkyl is substituted with one or more substituents selected from hydroxy, C 1-6 alkoxy, and aryl Or R 4 and R 5 together with the nitrogen atom to which they are attached form a 4- to 8-membered nitrogen-containing heterocycle, where the heterocycle is C 1-6 alkyl, C 1-6 optionally substituted by one or more substituents selected from alkoxy, nitro, halogen atom, C 1-10 alkylcarbonylamino and arylcarbonylamino]
And a monomer represented by formula (b):
[式中、R2は、水素原子およびC1-3アルキルから選択され;
X1は、O、S、またはN−R11であり;
R11は、水素原子、C1-6アルキル、または−Q1−Yであり、ここで当該アルキルは、ヒドロキシ、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、およびC1-6アルキルスルホニルから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;
Q1は、独立に、C1-20アルキレン、C3-20アルケニレン、またはC3-20アルキニレンから選択され、ここで前記アルキレンは、1以上の個所において、O、Sまたはフェニレンが独立に挿入されていてもよく;
Yは、独立に、1以上の正電荷または負電荷を有しうるイオン性官能基であって、−SO3Xa、−PO(OXb)(OXc)、−COOXd、−N+R21R22R23Xe -、−C(=NR41)−NR42R43、および下式[Wherein R 2 is selected from a hydrogen atom and C 1-3 alkyl;
X 1 is O, S, or N—R 11 ;
R 11 is a hydrogen atom, C 1-6 alkyl, or —Q 1 -Y, where the alkyl is hydroxy, halogen atom, C 1-6 alkoxy, C 1-6 alkylthio, C 1-6 alkyl. Optionally substituted by one or more substituents selected from sulfinyl, and C 1-6 alkylsulfonyl;
Q 1 is independently selected from C 1-20 alkylene, C 3-20 alkenylene, or C 3-20 alkynylene, wherein the alkylene is independently inserted with O, S or phenylene at one or more points. May be;
Y is independently an ionic functional group that can have one or more positive or negative charges, and is —SO 3 X a , —PO (OX b ) (OX c ), —COOX d , —N + R 21 R 22 R 23 X e − , —C (═NR 41 ) —NR 42 R 43 , and the following formula
により表される基から選択され;
ここで、Xa、Xb、Xc、およびXdは、独立に、水素原子、またはカウンターカチオンから選択され、Xe -およびXf -はカウンターアニオンであり;
R21、R22、およびR23は、独立に、C1-10アルキル、およびC7-14アラルキルから選択され、またはR21およびR22は、結合する窒素原子と一緒になって、5〜7員含窒素ヘテロ環を形成してもよく;
R24は、C1-10アルキル、またはC7-14アラルキルであり;
R41、R42およびR43は、独立に、水素原子およびC1-10アルキルから選択され、またはR41およびR42は、それぞれが結合する窒素原子および炭素原子と一緒になって、2つの窒素原子を含む5〜7員ヘテロ環を形成してもよく、またはR42およびR43は、結合する窒素原子と一緒になって、5〜7員含窒素ヘテロ環を形成してもよい]
で表されるモノマー、および/または分子中に2以上の二重結合を含む架橋剤モノマー:および
式(c):Selected from the group represented by
Wherein X a , X b , X c , and X d are independently selected from a hydrogen atom or a counter cation, and X e − and X f − are counter anions;
R 21 , R 22 , and R 23 are independently selected from C 1-10 alkyl, and C 7-14 aralkyl, or R 21 and R 22 together with the nitrogen atom to which A 7-membered nitrogen-containing heterocycle may be formed;
R 24 is C 1-10 alkyl, or C 7-14 aralkyl;
R 41 , R 42 and R 43 are independently selected from a hydrogen atom and C 1-10 alkyl, or R 41 and R 42 together with the nitrogen and carbon atoms to which they are attached, nitrogen atom may form a 5- to 7-membered heterocyclic ring containing or R 42 and R 43, together with the nitrogen atom to which they are attached may form a 5- to 7-membered nitrogen-containing heterocycle]
And / or a crosslinker monomer containing two or more double bonds in the molecule: and formula (c):
[式中、R3は、水素原子およびC1-3アルキルから選択され;
X2は、O、S、またはN−R12であり;
X3は、直接結合、O、S、SO、SO2、N(−R13)、CON(−R16)、N(−R16)CO、N(−R17)CON(−R18)、SO2N(−R19)またはN(−R19)SO2であり;
Q2は、C1-20アルキレン、C3-20アルケニレン、またはC3-20アルキニレンから選択され、ここで前記アルキレンは、1以上の個所において、O、Sまたはフェニレンが独立に挿入されていてもよく;
Arは、6〜18員芳香族炭素環基、または5〜18員芳香族ヘテロ環基から選択され、ここで当該芳香族炭素環基および芳香族ヘテロ環基は、含まれる環の1以上が芳香族環である縮合環を含んでいてもよく、当該芳香族炭素環基および芳香族ヘテロ環基に環原子として存在する−CH2−は−C(O)−に置換されていてもよく、さらに当該芳香族炭素環基および芳香族ヘテロ環基は、ハロゲン原子、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、C1-6アルキルスルホニル、ニトロ、シアノ、C1-6アルキルカルボニル、C1-6アルコキシカルボニル、カルボキシ、ホルミル、−NR6R7、および−SO2NR14R15から選択される1以上の置換基により置換されていてもよく(ここで前記C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、C1-6アルキルスルホニル、C1-6アルキルカルボニルおよびC1-6アルコキシカルボニルに含まれるアルキルは、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、ヒドロキシ、アミノ、C1-6アルキルアミノ、ジ(C1-6アルキル)アミノ、アリール、およびカルボキシから選択される1以上の置換基により置換されていてもよい);
R6およびR7は、独立に、水素原子、C1-10アルキル、アリール、C1-10アルキルカルボニル、アリールカルボニル、C1-10アルキルスルホニル、アリールスルホニル、カルバモイル、N−(C1-10アルキル)カルバモイル、およびN,N−ジ(C1-10アルキル)カルバモイルから選択され、ここで前記C1-10アルキル、C1-10アルキルカルボニル、C1-10アルキルスルホニル、N−(C1-10アルキル)カルバモイル、およびN,N−ジ(C1-10アルキル)カルバモイルに含まれるアルキルは、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、ヒドロキシ、アミノ、C1-6アルキルアミノ、ジ(C1-6アルキル)アミノ、アリール、およびカルボキシから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく、さらに前記アリール、アリールカルボニル、およびアリールスルホニルに含まれるアリールは、ハロゲン原子、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、およびカルボキシから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;または
R6およびR7はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、4〜8員含窒素ヘテロ環を形成し、ここで当該ヘテロ環は、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、ニトロ、ハロゲン原子、C1-10アルキルカルボニルアミノおよびアリールカルボニルアミノから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;
R12は、水素原子、C1-6アルキル、または−Q2−X3−Arであり、ここで当該アルキルは、ヒドロキシ、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、およびC1-6アルキルスルホニルから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;
R13は、水素原子、またはC1-6アルキルであり、ここで当該アルキルは、ヒドロキシ、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、およびC1-6アルキルスルホニルから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;
R14およびR15は、独立に、水素原子、およびC1-6アルキルから選択され;またはR14およびR15はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、4〜8員含窒素ヘテロ環を形成し;
R16、R17、R18およびR19は、独立に、水素原子、およびC1-6アルキルから選択され、ここで当該アルキルは、ヒドロキシ、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、およびC1-6アルキルスルホニルから選択される1以上の置換基により置換されていてもよい]
で表されるモノマーのそれぞれに由来する繰り返し構造を含む共重合体(但し、前記共重合体が、前記式(b)で表されるモノマー由来の繰り返し構造を含まない場合、前記共重合体は、使用するモノマーに対して7モル%以上の量の反応開始剤を使用する共重合反応により調製され、当該反応開始剤が、式(d):
Y1−(C1-10アルキレン)−N=N−(C1-10アルキレン)−Y1
{式中、C1-10アルキレンは、独立に、ハロゲン原子およびシアノから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;Y1は、独立に、1以上の正電荷または負電荷を有しうるイオン性官能基であり、−COOXd、および−C(=NR41)−NR42R43から選択され;Xd、R41、R42、およびR43は既に定義したとおりである}で表されるアゾ化合物、または過硫酸塩から選択される)が提供される。[Wherein R 3 is selected from a hydrogen atom and C 1-3 alkyl;
X 2 is O, S, or N—R 12 ;
X 3 is a direct bond, O, S, SO, SO 2 , N (—R 13 ), CON (—R 16 ), N (—R 16 ) CO, N (—R 17 ) CON (—R 18 ). , SO 2 N (—R 19 ) or N (—R 19 ) SO 2 ;
Q 2 is selected from C 1-20 alkylene, C 3-20 alkenylene, or C 3-20 alkynylene, wherein the alkylene has O, S, or phenylene independently inserted at one or more points. Well;
Ar is selected from a 6 to 18-membered aromatic carbocyclic group or a 5 to 18-membered aromatic heterocyclic group, wherein the aromatic carbocyclic group and the aromatic heterocyclic group include at least one of the included rings. A condensed ring which is an aromatic ring may be included, and —CH 2 — present as a ring atom in the aromatic carbocyclic group and aromatic heterocyclic group may be substituted with —C (O) —. Furthermore, the aromatic carbocyclic group and aromatic heterocyclic group include a halogen atom, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, C 1-6 alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, C 1-6 alkylsulfonyl. Substituted by one or more substituents selected from nitro, cyano, C 1-6 alkylcarbonyl, C 1-6 alkoxycarbonyl, carboxy, formyl, —NR 6 R 7 , and —SO 2 NR 14 R 15 at best (the C 1-6 a where Kill, C 1-6 alkoxy, C 1-6 alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, C 1-6 alkylsulfonyl, alkyl contained in C 1-6 alkylcarbonyl and C 1-6 alkoxycarbonyl, halogen atom, Optionally substituted by one or more substituents selected from C 1-6 alkoxy, hydroxy, amino, C 1-6 alkylamino, di (C 1-6 alkyl) amino, aryl, and carboxy);
R 6 and R 7 are independently a hydrogen atom, C 1-10 alkyl, aryl, C 1-10 alkylcarbonyl, arylcarbonyl, C 1-10 alkylsulfonyl, arylsulfonyl, carbamoyl, N- (C 1-10 Alkyl) carbamoyl, and N, N-di (C 1-10 alkyl) carbamoyl, wherein said C 1-10 alkyl, C 1-10 alkylcarbonyl, C 1-10 alkylsulfonyl, N- (C 1 -10 alkyl) carbamoyl and alkyl contained in N, N-di (C 1-10 alkyl) carbamoyl are a halogen atom, C 1-6 alkoxy, hydroxy, amino, C 1-6 alkylamino, di (C 1 -6 alkyl) amino, aryl, and one or more may be substituted by a substituent selected from carboxy, further wherein the aryl, arylcarbonyl, and a Aryl contained in Rusuruhoniru a halogen atom, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, and one or more may be substituted by a substituent selected from carboxy; or R 6 and R 7 are those Together with the nitrogen atom to be bonded, a 4- to 8-membered nitrogen-containing heterocycle is formed, where the heterocycle is a C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, nitro, halogen atom, C 1-10 Optionally substituted by one or more substituents selected from alkylcarbonylamino and arylcarbonylamino;
R 12 is a hydrogen atom, C 1-6 alkyl, or —Q 2 —X 3 —Ar, wherein the alkyl is hydroxy, halogen atom, C 1-6 alkoxy, C 1-6 alkylthio, C 1 Optionally substituted with one or more substituents selected from -6 alkylsulfinyl, and C 1-6 alkylsulfonyl;
R 13 is a hydrogen atom or C 1-6 alkyl, where the alkyl is hydroxy, halogen atom, C 1-6 alkoxy, C 1-6 alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, and C 1- Optionally substituted by one or more substituents selected from 6 alkylsulfonyl;
R 14 and R 15 are independently selected from a hydrogen atom and C 1-6 alkyl; or R 14 and R 15 together with the nitrogen atom to which they are attached, a 4- to 8-membered nitrogen-containing heterocycle Forming;
R 16 , R 17 , R 18 and R 19 are independently selected from a hydrogen atom and C 1-6 alkyl, wherein the alkyl is hydroxy, halogen atom, C 1-6 alkoxy, C 1-6 Optionally substituted by one or more substituents selected from alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, and C 1-6 alkylsulfonyl]
A copolymer containing a repeating structure derived from each of the monomers represented by the formula (provided that the copolymer does not contain a repeating structure derived from the monomer represented by the formula (b), , Prepared by a copolymerization reaction using an initiator in an amount of 7 mol% or more based on the monomer used, and the initiator is represented by the formula (d):
Y 1- (C 1-10 alkylene) -N═N— (C 1-10 alkylene) -Y 1
{ Wherein C 1-10 alkylene may be independently substituted with one or more substituents selected from halogen atoms and cyano; Y 1 is independently one or more positive or negative charges. Selected from —COOX d , and —C (═NR 41 ) —NR 42 R 43 ; X d , R 41 , R 42 , and R 43 are as defined above. Selected from azo compounds represented by the following formula: or persulfate.
本発明の別の側面によれば、式(I)、(II)および(III): According to another aspect of the invention, formulas (I), (II) and (III):
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、Y、X1、X2、X3、Q1、Q2およびArは、既に定義したとおりである]
で表される繰り返し単位を含む共重合体が提供される。[Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , Y, X 1 , X 2 , X 3 , Q 1 , Q 2 and Ar are as defined above]
The copolymer containing the repeating unit represented by this is provided.
本発明のさらに別の側面によれば、本明細書において既に定義された共重合体であって、Arが、下式: According to yet another aspect of the present invention, a copolymer as defined herein, wherein Ar is represented by the formula:
により表される基から選択される芳香族炭素環基または芳香族ヘテロ環基であり、これらの基は当該環上をハロゲン原子、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、C1-6アルキルスルホニル、ニトロ、シアノ、C1-6アルキルカルボニル、C1-6アルコキシカルボニル、カルボキシ、ホルミル、−NR6R7、および−SO2NR14R15から選択される1以上の置換基により置換されていてもよく(ここで前記C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、C1-6アルキルスルホニル、C1-6アルキルカルボニルおよびC1-6アルコキシカルボニルに含まれるアルキルは、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、ヒドロキシ、アミノ、C1-6アルキルアミノ、ジ(C1-6アルキル)アミノ、アリール、およびカルボキシから選択される1以上の置換基により置換されていてもよい);
X10は、O、SまたはSeから選択され;
R8は、水素原子、C1-10アルキル、およびアリールから選択され、当該アルキルは、ハロゲン原子、C1-6アルコキシ、ヒドロキシ、アミノ、C1-6アルキルアミノ、ジ(C1-6アルキル)アミノ、アリール、およびカルボキシから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく、さらに前記アリールは、ハロゲン原子、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、およびカルボキシから選択される1以上の置換基により置換されていてもよい、前記共重合体が提供される。An aromatic carbocyclic group or an aromatic heterocyclic group selected from the group represented by the formula: These groups have a halogen atom, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, C 1-6 on the ring. alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, C 1-6 alkylsulfonyl, nitro, cyano, C 1-6 alkylcarbonyl, C 1-6 alkoxycarbonyl, carboxy, formyl, -NR 6 R 7, and -SO 2 NR 14 It may be substituted with one or more substituents selected from R 15 (wherein said C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, C 1-6 alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, C 1- 6 alkylsulfonyl, alkyl contained in C 1-6 alkylcarbonyl and C 1-6 alkoxycarbonyl, halogen atom, C 1-6 alkoxy, hydroxy, amino, C 1-6 alkylamino, di (C 1-6 Al ) Amino, aryl, and optionally substituted by one or more substituents selected from carboxy);
X 10 is selected from O, S or Se;
R 8 is selected from a hydrogen atom, C 1-10 alkyl, and aryl, wherein the alkyl is a halogen atom, C 1-6 alkoxy, hydroxy, amino, C 1-6 alkylamino, di (C 1-6 alkyl) ) Optionally substituted by one or more substituents selected from amino, aryl, and carboxy, wherein said aryl is selected from a halogen atom, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, and carboxy There is provided the copolymer, which may be substituted with one or more substituents.
本発明の上記側面の1つの態様において、Arは、下式: In one embodiment of the above aspect of the invention, Ar is represented by the following formula:
により表される基から選択される芳香族炭素環基または芳香族ヘテロ環基であり、これらの基は当該環上をハロゲン原子、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、C1-6アルキルチオ、C1-6アルキルスルフィニル、C1-6アルキルスルホニル、ニトロ、C1-6アルキルカルボニルアミノ、アリールカルボニルアミノ、シアノ、ホルミル、C1-6アルキルカルボニル、C1-6アルコキシカルボニル、カルボキシおよび−SO2NR14R15から選択される1以上の置換基により置換されていてもよい。An aromatic carbocyclic group or an aromatic heterocyclic group selected from the group represented by the formula: These groups have a halogen atom, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, C 1-6 on the ring. alkylthio, C 1-6 alkylsulfinyl, C 1-6 alkylsulfonyl, nitro, C 1-6 alkylcarbonylamino, arylcarbonylamino, cyano, formyl, C 1-6 alkylcarbonyl, C 1-6 alkoxycarbonyl, carboxy and It may be substituted with one or more substituents selected from —SO 2 NR 14 R 15 .
本発明の別の側面によれば、上記の共重合体を使用する温度測定方法が提供される。本発明のさらに別の側面によれば、液体に上記の共重合体を溶解する工程;および励起光照射下、蛍光強度を測定する工程、を含む温度測定方法が提供される。液体に上記の共重合体を溶解する工程;および励起光照射下、平均蛍光寿命を測定する工程、を含む温度測定方法。当該温度測定方法は、例えば、細胞内の温度測定に使用することができる。 According to another aspect of the present invention, a temperature measurement method using the above copolymer is provided. According to still another aspect of the present invention, there is provided a temperature measurement method including the step of dissolving the above copolymer in a liquid; and the step of measuring fluorescence intensity under excitation light irradiation. A temperature measurement method comprising: dissolving the above copolymer in a liquid; and measuring an average fluorescence lifetime under irradiation with excitation light. The temperature measurement method can be used, for example, for intracellular temperature measurement.
本発明の共重合体は、広い温度範囲にわたり高い温度分解能が保たれる蛍光性温度センサーとして使用することができる。また、塩濃度の高い溶液中でも塩析を起こさないことから、塩を含む反応系中や細胞内の温度測定にも使用可能である。 The copolymer of the present invention can be used as a fluorescent temperature sensor that maintains high temperature resolution over a wide temperature range. Further, since salting-out does not occur even in a solution having a high salt concentration, it can be used for temperature measurement in a reaction system containing cells or in cells.
以下、本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
本明細書において「C1-3アルキル」とは、炭素数1〜3の直鎖状、分岐鎖状、または
環状のアルキル基を意味し、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、シクロプロピルが含まれる。In the present specification, “C 1-3 alkyl” means a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and includes methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, cyclo Contains propyl.
本明細書において「C1-6アルキル」とは、炭素数1〜6の直鎖状、分岐鎖状、環状または部分的に環状のアルキル基を意味し、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、3−メチルブチル、2−メチルブチル、1−メチルブチル、1−エチルプロピル、n−ヘキシル、4−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2−メチルペンチル、1−メチルペンチル、3−エチルブチル、および2−エチルブチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびシクロプロピルメチルなどが含まれ、例えば、C1-4アルキルおよびC1-3アルキルなども含まれる。In the present specification, “C 1-6 alkyl” means a linear, branched, cyclic or partially cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl. I-propyl, n-butyl, s-butyl, i-butyl, t-butyl, n-pentyl, 3-methylbutyl, 2-methylbutyl, 1-methylbutyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 4-methylpentyl , 3-methylpentyl, 2-methylpentyl, 1-methylpentyl, 3-ethylbutyl, and 2-ethylbutyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclopropylmethyl, and the like, for example, C 1-4 alkyl And C 1-3 alkyl are also included.
本明細書において「C1-10アルキル」とは、炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状、環状または部分的に環状のアルキル基を意味し、例えば、既に定義したC1-6アルキルおよびC1-3アルキルなどが含まれる。In the present specification, “C 1-10 alkyl” means a linear, branched, cyclic or partially cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. For example, the previously defined C 1-6 Alkyl and C 1-3 alkyl and the like are included.
本明細書において「C1-20アルキル」とは、炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状または部分的に環状のアルキル基を意味し、例えば、既に定義したC1-10アルキル、C1-6アルキルおよびC1-3アルキルなどが含まれる。The "C 1-20 alkyl" as used herein, refers to a linear, branched, cyclic or partially cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, e.g., C 1-10 previously defined Alkyl, C 1-6 alkyl, C 1-3 alkyl and the like are included.
本明細書において「C1-6アルコキシ」とは、アルキル部分として既に定義した炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルオキシ基を意味し、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、i−ブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、3−メチルブトキシ、2−メチルブトキシ、1−メチルブトキシ、1−エチルプロポキシ、n−ヘキシルオキシ、4−メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、2−メチルペントキシ、1−メチルペントキシ、3−エチルブトキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、シクロプロピルメチルオキシなどが含まれ、例えば、C1-4アルコキシおよびC1-3アルコキシなども含まれる。In the present specification, “C 1-6 alkoxy” means an alkyloxy group having a C 1-6 alkyl group which has already been defined as an alkyl moiety, and includes, for example, methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy. N-butoxy, s-butoxy, i-butoxy, t-butoxy, n-pentoxy, 3-methylbutoxy, 2-methylbutoxy, 1-methylbutoxy, 1-ethylpropoxy, n-hexyloxy, 4-methylpen Toxic, 3-methylpentoxy, 2-methylpentoxy, 1-methylpentoxy, 3-ethylbutoxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, cyclopropylmethyloxy, etc. are included, for example, C 1-4 alkoxy and C 1 -3 alkoxy and the like are also included.
本明細書において「アリール」とは、6〜10員芳香族炭素環基を意味し、例えば、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチルなどが含まれる。 In the present specification, “aryl” means a 6 to 10 membered aromatic carbocyclic group, and includes, for example, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl and the like.
本明細書において「C7-14アラルキル」とはアリール基を含む炭素数が7〜14のアリールアルキル基を意味し、例えば、ベンジル、1−フェネチル、2−フェネチル、1−ナフチルメチル、2−ナフチルメチルなどが含まれる。In the present specification, “C 7-14 aralkyl” means an arylalkyl group having 7 to 14 carbon atoms including an aryl group, such as benzyl, 1-phenethyl, 2-phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2- Naphthylmethyl and the like are included.
本明細書においてハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子などが挙げられる。 In this specification, examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
本明細書において「C1-20アルキレン」とは、炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状または部分的に環状のアルキレン基を意味し、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンなど、さらにC1-10アルキレンおよびC1-6アルキレンなどが含まれる。In the present specification, “C 1-20 alkylene” means a linear, branched, cyclic or partially cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene. And further include C 1-10 alkylene and C 1-6 alkylene.
本明細書において「C3-20アルケニレン」とは、炭素数3〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状または部分的に環状のアルケニレン基を意味し、例えば、プロペニレン、ブテニレンなど、さらにC3-10アルケニレンおよびC3-6アルケニレンなどが含まれる。As used herein, “C 3-20 alkenylene” means a linear, branched, cyclic or partially cyclic alkenylene group having 3 to 20 carbon atoms, such as propenylene, butenylene, and the like. 3-10 alkenylene, C 3-6 alkenylene and the like are included.
本明細書において「C3-20アルキニレン」とは、炭素数3〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状または部分的に環状のアルキニレン基を意味し、例えば、プロピニレン、ブチニレンなど、さらにC3-10アルキニレンおよびC3-6アルキニレンなどが含まれる。As used herein, “C 3-20 alkynylene” means a linear, branched, cyclic or partially cyclic alkynylene group having 3 to 20 carbon atoms, such as propynylene, butynylene, and the like. 3-10 alkynylene and C 3-6 alkynylene are included.
本明細書において「C1-6アルキルチオ」とは、アルキル部分として既に定義した炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルチオ基を意味し、例えば、メチルチオ、エチルチオ、n−プロピルチオ、i−プロピルチオ、n−ブチルチオ、s−ブチルチオ、i−ブチルチオ、t−ブチルチオなどが含まれる。In the present specification, “C 1-6 alkylthio” means an alkylthio group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms already defined as an alkyl moiety, such as methylthio, ethylthio, n-propylthio, i-propylthio, n-butylthio, s-butylthio, i-butylthio, t-butylthio and the like are included.
本明細書において「C1-6アルキルスルフィニル」とは、アルキル部分として既に定義した炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルスルフィニル基を意味し、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、n−プロピルスルフィニル、i−プロピルスルフィニル、n−ブチルスルフィニル、s−ブチルスルフィニル、i−ブチルスルフィニル、t−ブチルスルフィニルなどが含まれる。As used herein, “C 1-6 alkylsulfinyl” means an alkylsulfinyl group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms already defined as the alkyl moiety, and examples thereof include methylsulfinyl, ethylsulfinyl, n-propylsulfinyl. I-propylsulfinyl, n-butylsulfinyl, s-butylsulfinyl, i-butylsulfinyl, t-butylsulfinyl and the like.
本明細書において「C1-6アルキルスルホニル」とは、アルキル部分として既に定義した炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルスルホニル基を意味し、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、n−プロピルスルホニル、i−プロピルスルホニル、n−ブチルスルホニル、s−ブチルスルホニル、i−ブチルスルホニル、t−ブチルスルホニルなどが含まれる。In the present specification, “C 1-6 alkylsulfonyl” means an alkylsulfonyl group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms already defined as an alkyl moiety, such as methylsulfonyl, ethylsulfonyl, n-propylsulfonyl. I-propylsulfonyl, n-butylsulfonyl, s-butylsulfonyl, i-butylsulfonyl, t-butylsulfonyl and the like.
本明細書において「6〜18員芳香族炭素環基」とは、例えば、フェニル、ナフチル、アントラセニル、ピレニル、インダニル、テトラリニルなどが含まれる。 In the present specification, the “6- to 18-membered aromatic carbocyclic group” includes, for example, phenyl, naphthyl, anthracenyl, pyrenyl, indanyl, tetralinyl and the like.
本明細書において「5〜18員芳香族ヘテロ環基」とは、酸素、窒素および硫黄から選択される1以上のヘテロ原子を有する芳香族ヘテロ環であり、例えば、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、ピリジル、インドリル、キノリル、キノキサリニル、キナゾリニル、ベンゾフラニル、ベンゾチエニル、ベンゾピラニル、ベンゾクロメニルなどが含まれる。 In the present specification, the “5- to 18-membered aromatic heterocyclic group” is an aromatic heterocyclic ring having one or more heteroatoms selected from oxygen, nitrogen and sulfur. For example, pyrrolyl, pyrazolyl, imidazolyl, pyridyl , Indolyl, quinolyl, quinoxalinyl, quinazolinyl, benzofuranyl, benzothienyl, benzopyranyl, benzochromenyl and the like.
本明細書において「C2-6アルケニルスルホニル」とは、アルケニル部分として既に定義したC2-6アルケニル基を有するアルケニルスルホニル基を意味し、例えばビニルスルホニル、アリルスルホニルなどが含まれる。As used herein, “C 2-6 alkenylsulfonyl” means an alkenylsulfonyl group having a C 2-6 alkenyl group already defined as an alkenyl moiety, and includes, for example, vinylsulfonyl, allylsulfonyl and the like.
本明細書において「C2-6アルケニルカルボニル」とは、アルケニル部分として既に定義したC2-6アルケニル基を有するアルケニルカルボニル基を意味し、例えばアクリロイル、メタクリロイルなどが含まれる。In the present specification, “C 2-6 alkenylcarbonyl” means an alkenylcarbonyl group having a C 2-6 alkenyl group already defined as an alkenyl moiety, and includes, for example, acryloyl, methacryloyl and the like.
本明細書において「C2-6アルキニルカルボニル」とは、アルキニル部分として既に定義したC2-6アルキニル基を有するアルキニルカルボニル基を意味し、例えばエチニルカルボニルなどが含まれる。As used herein, “C 2-6 alkynylcarbonyl” means an alkynylcarbonyl group having a C 2-6 alkynyl group that has already been defined as an alkynyl moiety, and includes, for example, ethynylcarbonyl and the like.
本明細書において「C1-6アルキルカルボニル」とは、基−CO(C1-6アルキル)を表し、ここで当該C1-6アルキルは既に定義したとおりである。As used herein, “C 1-6 alkylcarbonyl” refers to a group —CO (C 1-6 alkyl), where C 1-6 alkyl is as previously defined.
本明細書において「C1-6アルコキシカルボニル」とは、基−CO(C1-6アルコキシ)を表し、ここで当該C1-6アルコキシは既に定義したとおりである。In the present specification, “C 1-6 alkoxycarbonyl” represents a group —CO (C 1-6 alkoxy), wherein C 1-6 alkoxy is as defined above.
本明細書において「C1-6アルキルカルボニルアミノ」とは、基−NHCO(C1-6アルキル)を表し、ここで当該C1-6アルキルは既に定義したとおりである。As used herein, “C 1-6 alkylcarbonylamino” refers to the group —NHCO (C 1-6 alkyl), where C 1-6 alkyl is as previously defined.
本明細書において「C1-6アリールカルボニルアミノ」とは、基−NHCO(アリール)を表し、ここで当該アリールは既に定義したとおりである。As used herein, “C 1-6 arylcarbonylamino” refers to the group —NHCO (aryl), where aryl is as previously defined.
本明細書における「5〜7員含窒素ヘテロ環」には、例えば、ピロール環、ピロリジン環、ピペリジン環、ホモピペリジン環、ピペラジン環、ホモピペラジン環、モルホリン環、チオモルホリン環など飽和ヘテロ環が含まれる。 Examples of the “5- to 7-membered nitrogen-containing heterocycle” in the present specification include saturated heterocycles such as pyrrole ring, pyrrolidine ring, piperidine ring, homopiperidine ring, piperazine ring, homopiperazine ring, morpholine ring, and thiomorpholine ring. included.
本明細書における「4〜8員含窒素ヘテロ環」には、例えば、ピロール環、アゼチジン環、ピロリジン環、ピペリジン環、ホモピペリジン環、ピペラジン環、ホモピペラジン環、モルホリン環、チオモルホリン環など、および5〜7員含窒素ヘテロ環が含まれる。 Examples of the “4- to 8-membered nitrogen-containing heterocycle” in the present specification include a pyrrole ring, an azetidine ring, a pyrrolidine ring, a piperidine ring, a homopiperidine ring, a piperazine ring, a homopiperazine ring, a morpholine ring, and a thiomorpholine ring. And 5- to 7-membered nitrogen-containing heterocycles.
本明細書における「2つの窒素原子を含む5〜7員ヘテロ環」には、例えば、イミダゾリジン、テトラヒドロピリミジンなどが含まれる。 In the present specification, the “5- to 7-membered heterocycle containing two nitrogen atoms” includes, for example, imidazolidine, tetrahydropyrimidine and the like.
本明細書において、アルキレンが1以上の個所においてOが挿入されている場合、当該アルキレン鎖は主鎖中にエーテル結合を含むことになり、当該挿入は安定な構造となるために、−O−O−および−O−CH2−O−の構造とならないように行われることは当業者であれば容易に理解するはずである。以上のことはアルキレンへのSの挿入においても当てはまる。In this specification, when alkylene is inserted at one or more sites, the alkylene chain contains an ether bond in the main chain, and the insertion becomes a stable structure. Those skilled in the art should easily understand that the process is performed so as not to form the structure of O— and —O—CH 2 —O—. The above also applies to the insertion of S into alkylene.
本明細書において「カウンターカチオン」とは、有機化学の技術分野で有機化合物のカウンターカチオンとして通常用いられるカチオンであれば特に制限されず、例えば、アンモニウムイオン、アルカリ金属イオン(例えば、ナトリウム、リチウムおよびカリウムイオン)、アルカリ土類金属イオン(例えば、カルシウムイオン、バリウムイオン)、置換アンモニウムカチオン(例えば、N−(C1-6アルキル)ピリジニウムカチオン、テトラ(C1-10アルキル)アンモニウムカチオン)などが含まれる。本発明のおいて好ましいカウンターカチオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオンなどが挙げられる。In the present specification, the “counter cation” is not particularly limited as long as it is a cation usually used as a counter cation of an organic compound in the technical field of organic chemistry. For example, ammonium ion, alkali metal ion (for example, sodium, lithium and Potassium ions), alkaline earth metal ions (eg, calcium ions, barium ions), substituted ammonium cations (eg, N- (C 1-6 alkyl) pyridinium cations, tetra (C 1-10 alkyl) ammonium cations), and the like. included. Preferred counter cations in the present invention include, for example, sodium ion, potassium ion, tetramethylammonium ion and the like.
本明細書において「カウンターアニオン」とは、有機化学の技術分野で有機化合物のカウンターアニオンとして通常用いられるアニオンであれば特に制限されず、例えば、ハロゲン化物アニオン(塩化物イオン、臭化物イオン、フッ化物イオン、ヨウ化物イオン)、有機酸のアニオン(例えば酢酸、トリフルオロ酢酸)、硝酸イオン、硫酸イオン、炭酸イオンなどが含まれる。本発明のおいて好ましいカウンターアニオンとしては、例えば、塩化物イオン、硝酸イオンなどが挙げられる。 In the present specification, the “counter anion” is not particularly limited as long as it is an anion usually used as a counter anion of an organic compound in the technical field of organic chemistry. For example, a halide anion (chloride ion, bromide ion, fluoride) Ions, iodide ions), organic acid anions (eg, acetic acid, trifluoroacetic acid), nitrate ions, sulfate ions, carbonate ions, and the like. Preferred counter anions in the present invention include, for example, chloride ions and nitrate ions.
なお、カウンターカチオンまたはカウンターアニオンが2価以上である場合、それに対応する個数のイオン性官能基とイオン結合を形成することは当業者により容易に理解されるとおりである。 In addition, when the counter cation or the counter anion is divalent or more, as will be easily understood by those skilled in the art, an ionic bond is formed with the corresponding number of ionic functional groups.
本発明において、R1、R2、およびR3は、好ましくは、水素原子およびメチルから選択される。In the present invention, R 1 , R 2 , and R 3 are preferably selected from a hydrogen atom and methyl.
式(a)、式(I)および(IV)における−NR4R5は、特には限定されないが、例えば、R4が水素原子であり、R5はC2-10アルキルであってもよい。また、R4およびR5はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、4〜8員含窒素ヘテロ環を形成する場合、例えば、ピロリジン環、ピペリジン環、ホモピペリジン環、ピペラジン環、ホモピペラジン環、モルホリン環、チオモルホリン環などを形成してもよい。In formula (a), formula (I) and (IV), —NR 4 R 5 is not particularly limited. For example, R 4 may be a hydrogen atom, and R 5 may be C 2-10 alkyl. . In addition, when R 4 and R 5 together with the nitrogen atom to which they are bonded form a 4- to 8-membered nitrogen-containing heterocycle, for example, pyrrolidine ring, piperidine ring, homopiperidine ring, piperazine ring, homopiperazine A ring, a morpholine ring, a thiomorpholine ring, or the like may be formed.
式(b)、式(II)および(IV)における−X1−Q1−は、好ましくは、X1は、O、NHまたはN(C1-6アルキル)であり、Q1はC2-10アルキレンである。-X 1 -Q 1- in Formula (b), Formula (II) and (IV) is preferably X 1 is O, NH or N (C 1-6 alkyl), and Q 1 is C 2 -10 alkylene.
式(c)、式(III)および(IV)における−X2−Q2−は、好ましくは、X2は、O、NHまたはN(C1-6アルキル)であり、Q2はC2-10アルキレンである。-X 2 -Q 2- in formula (c), formula (III) and (IV) is preferably X 2 is O, NH or N (C 1-6 alkyl), and Q 2 is C 2 -10 alkylene.
式(c)、式(III)および(IV)における−Arは、好ましくは、下式(V)〜(XII): -Ar in the formulas (c), (III) and (IV) is preferably the following formulas (V) to (XII):
から選択される基である。
Is a group selected from
式(V)について好ましいX3としては、例えば、直接結合、CON(−R16)、N(−R16)CO、SO2N(−R19)またはN(−R19)SO2が挙げられる。Preferred X 3 for formula (V) is, for example, a direct bond, CON (—R 16 ), N (—R 16 ) CO, SO 2 N (—R 19 ) or N (—R 19 ) SO 2. It is done.
式(VI)について好ましいX3としては、例えば、N−R13(ここで、好ましいR13としてはメチルなどのC1-3アルキルが挙げられる)、またはSが挙げられる。Preferred X 3 for formula (VI) includes, for example, N—R 13 (preferable R 13 includes C 1-3 alkyl such as methyl), or S.
式(VII)について好ましいX3としては、例えば、直接結合、CON(−R16)、N(−R16)CO、SO2N(−R19)またはN(−R19)SO2が挙げられる。Preferred X 3 for formula (VII) includes, for example, a direct bond, CON (—R 16 ), N (—R 16 ) CO, SO 2 N (—R 19 ) or N (—R 19 ) SO 2. It is done.
式(VIII)について好ましいX3としては、例えば、直接結合、CON(−R16)、N(−R16)CO、SO2N(−R19)またはN(−R19)SO2が挙げられる。Preferred X 3 for formula (VIII) is, for example, a direct bond, CON (—R 16 ), N (—R 16 ) CO, SO 2 N (—R 19 ) or N (—R 19 ) SO 2. It is done.
式(IX)について好ましいX3としては、例えば、直接結合が挙げられる。Preferred X 3 for formula (IX) includes, for example, a direct bond.
式(X)について好ましいX3としては、例えば、直接結合が挙げられる。Preferred X 3 for formula (X) includes, for example, a direct bond.
式(XI)について好ましいX3としては、例えば、CO、SO2、SO2N(−R19)またはCON(−R16)(ここで前記SO2N(−R19)およびCON(−R16)は、それぞれ硫黄原子および炭素原子がArに結合する)が挙げられる。Preferred X 3 for the formula (XI) is, for example, CO, SO 2 , SO 2 N (—R 19 ) or CON (—R 16 ) (wherein the SO 2 N (—R 19 ) and CON (—R 16 ) includes a sulfur atom and a carbon atom bonded to Ar, respectively.
式(XII)について好ましいX3としては、例えば、CO、SO2、SO2N(−R19)またはCON(−R16)(ここで前記SO2N(−R19)およびCON(−R16)は、それぞれ硫黄原子および炭素原子がArに結合する)が挙げられる。Preferred X 3 for the formula (XII) is, for example, CO, SO 2 , SO 2 N (—R 19 ) or CON (—R 16 ) (wherein the SO 2 N (—R 19 ) and CON (—R 16 ) includes a sulfur atom and a carbon atom bonded to Ar, respectively.
本発明において、基−X3−Arは環境応答性の蛍光団として機能し、例えば、式(V)または(VII)の蛍光団を使用した場合は温度の上昇に伴い蛍光強度が低下する温度センサーが、式(VI)または(VIII)〜(XII)の蛍光団を使用した場合は、温度の上昇に伴い蛍光強度も上昇する温度センサーが得られる。In the present invention, the group —X 3 —Ar functions as an environmentally responsive fluorophore. For example, when a fluorophore of the formula (V) or (VII) is used, the temperature at which the fluorescence intensity decreases as the temperature increases. When the sensor uses a fluorophore of formula (VI) or (VIII) to (XII), a temperature sensor is obtained in which the fluorescence intensity increases as the temperature increases.
使用する式(b)のモノマーの量は、特には限定されないが、例えば、式(a)、(b)および(c)のモノマーの使用量に対して、0.01〜20モル%の量を使用することができる。 The amount of the monomer of the formula (b) to be used is not particularly limited. For example, the amount is 0.01 to 20 mol% based on the amount of the monomer of the formulas (a), (b) and (c). Can be used.
本発明に係る共重合体は、高分子合成の技術分野における通常の知識に基づいて合成することができ、例えば、ラジカル重合によるランダム共重合体として得ることができる。その場合に使用することができるラジカル開始剤としては、特に限定はされないが、α,α'−アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。 The copolymer according to the present invention can be synthesized based on ordinary knowledge in the technical field of polymer synthesis, and can be obtained, for example, as a random copolymer by radical polymerization. The radical initiator that can be used in that case is not particularly limited, and examples thereof include α, α′-azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, and ammonium persulfate.
ただし、本発明の共重合体が、前記式(b)で表されるモノマー由来の繰り返し構造を含まない場合、前記共重合体は、使用するモノマーに対して7モル%以上の量の反応開始剤を使用する共重合反応により調製され、当該反応開始剤は、式(d):
Y1−(C1-10アルキレン)−N=N−(C1-10アルキレン)−Y1
{式中、Y1は、独立に、1以上の正電荷または負電荷を有しうるイオン性官能基であり、前記C1-10アルキレンは、独立に、ハロゲン原子およびシアノから選択される1以上の置換基により置換されていてもよい}で表されるアゾ化合物、または過硫酸塩から選択される。当該反応開始剤の具体例としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)などのアゾ化合物が挙げられる。これらの反応開始剤を使用することにより、反応開始剤由来のイオン性官能基が導入されたポリマーを得ることができる。However, when the copolymer of the present invention does not contain a repeating structure derived from the monomer represented by the formula (b), the copolymer starts reaction in an amount of 7 mol% or more based on the monomer used. Prepared by a copolymerization reaction using an agent, and the reaction initiator is represented by the formula (d):
Y 1- (C 1-10 alkylene) -N═N— (C 1-10 alkylene) -Y 1
{Wherein Y 1 is independently an ionic functional group that may have one or more positive or negative charges, and the C 1-10 alkylene is independently selected from a halogen atom and cyano. Are optionally substituted with the above substituents} or a persulfate. Specific examples of the reaction initiator include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis [ And azo compounds such as 2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride and 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid). By using these reaction initiators, a polymer into which an ionic functional group derived from the reaction initiator is introduced can be obtained.
反応開始剤の使用量は、使用するモノマー(架橋剤モノマーを含む)に対して7モル%以上の量であればよく、例えば、14モル%以上、好ましくは25モル%以上の反応開始剤を使用することができる。 The amount of the reaction initiator used may be an amount of 7 mol% or more with respect to the monomer to be used (including the crosslinking agent monomer), for example, 14 mol% or more, preferably 25 mol% or more of the reaction initiator. Can be used.
重合に使用する反応溶媒は、特に限定されないが、例として、アセトニトリル、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、メタノールなどが挙げられる。ラジカル重合は、特に限定はされないが、例えば0〜100℃、好ましくは50〜70℃の反応温度、および例えば1〜48時間、好ましくは2〜16時間の反応時間で行うことができる。 The reaction solvent used for the polymerization is not particularly limited, and examples include acetonitrile, dioxane, dimethylformamide, methanol and the like. The radical polymerization is not particularly limited, but can be performed, for example, at a reaction temperature of 0 to 100 ° C., preferably 50 to 70 ° C., and a reaction time of 1 to 48 hours, preferably 2 to 16 hours, for example.
本発明で使用する架橋剤モノマーは、分子中に2以上のビニル基を含むモノマーであって、架橋剤として通常使用されているものであれば特に限定されない。当該架橋剤としては、例えば、式(e): The crosslinking agent monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it is a monomer containing two or more vinyl groups in the molecule and is usually used as a crosslinking agent. Examples of the crosslinking agent include the formula (e):
X4およびX5は、独立に、O、S、またはN−R12であり;
Q3は、C1-20アルキレン、C3-20アルケニレン、またはC3-20アルキニレンから選択され、ここで前記アルキレンは、1以上の個所において、O、Sまたはフェニレンが独立に挿入されていてもよい]
で表される化合物、ジビニルスルホンおよびC1-10アルキレンビスマレイミドから選択される化合物を使用することができ、具体的には、式(e){式中、X4およびX5は、独立に、NHまたはN(C1-6アルキル)であり、Q3は、C1-6アルキレンである}の化合物が挙げられる。架橋剤モノマーのより具体的な例としては、N,N'−メチレンビスアクリルアミド、N,N'−エチレンビスアクリルアミド、N,N'−メチレンビスメタクリルアミド、N,N'−エチレンビスメタクリルアミド、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレートなどが挙げられる。
X 4 and X 5 are independently O, S, or N—R 12 ;
Q 3 is selected from C 1-20 alkylene, C 3-20 alkenylene, or C 3-20 alkynylene, wherein the alkylene has O, S, or phenylene independently inserted at one or more points. It is good]
Or a compound selected from divinylsulfone and C 1-10 alkylene bismaleimide, specifically, the compound represented by formula (e) {wherein X 4 and X 5 are independently , NH or N (C 1-6 alkyl), and Q 3 is C 1-6 alkylene}. More specific examples of the crosslinking agent monomer include N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-ethylenebisacrylamide, N, N′-methylenebismethacrylamide, N, N′-ethylenebismethacrylamide, Examples include ethylene glycol diacrylate and ethylene glycol dimethacrylate.
使用する架橋剤モノマーの量は、特には限定されないが、例えば、式(a)、(b)および(c)のモノマーに対して、0.1〜20モル%の量を使用することができる。 The amount of the crosslinking agent monomer to be used is not particularly limited. For example, an amount of 0.1 to 20 mol% can be used with respect to the monomers of the formulas (a), (b) and (c). .
本件発明の共重合体の製造に使用するモノマーは、購入により入手可能であるか、文献により合成方法が既知であるか、既知の合成方法に基づいて容易に調製可能であるか、または以下の実施例の記載に基づいて合成可能であるかのいずれかである。 The monomer used in the production of the copolymer of the present invention can be obtained by purchase, the synthesis method is known from the literature, can be easily prepared based on the known synthesis method, or the following It can be synthesized based on the description of the examples.
架橋剤モノマーを使用する場合の共重合反応は、当該技術分野で慣用の手法により行うことができる。当該共重合反応に使用する反応溶媒としては、特に限定されないが、例えば、界面活性剤(例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、ペンタデカン硫酸ナトリウム、N−ドデシル−N,N,N−トリメチルアンモニウムブロマイド、N−セチル−N,N,N−トリメチルアンモニウムブロマイド、トライトンX−100など)を含む水を使用することができる。架橋剤モノマーを使用して得られる共重合体のナノゲルのサイズは、共重合反応における撹拌効率、反応温度、界面活性剤の使用量、反応開始剤の使用量、架橋剤モノマーの使用量により調節することができる。例えば、界面活性剤および/または反応開始剤の使用量を増加させることにより、サイズが小さいナノゲルを得ることができる。得られるナノゲルのサイズは、本発明が属する当業者であれば適宜調節することができ、本発明の共重合体のナノゲルのサイズは、例えば、5〜100nmである。当該共重合反応は、特に限定はされないが、例えば0〜100℃、好ましくは50〜70℃の反応温度、および例えば1〜48時間、好ましくは2〜16時間の反応時間で行うことができる。 The copolymerization reaction in the case of using a crosslinking agent monomer can be performed by a method commonly used in the technical field. The reaction solvent used for the copolymerization reaction is not particularly limited. For example, a surfactant (for example, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfate, sodium pentadecane sulfate, N-dodecyl-N, N, N-trimethylammonium). Water containing bromide, N-cetyl-N, N, N-trimethylammonium bromide, Triton X-100, etc.) can be used. The size of the copolymer nanogel obtained using the crosslinker monomer is controlled by the stirring efficiency, reaction temperature, amount of surfactant used, amount of initiator used, and amount of crosslinker monomer used in the copolymerization reaction. can do. For example, a nanogel having a small size can be obtained by increasing the amount of surfactant and / or initiator used. A person skilled in the art to which the present invention belongs can appropriately adjust the size of the obtained nanogel, and the size of the nanogel of the copolymer of the present invention is, for example, 5 to 100 nm. The copolymerization reaction is not particularly limited, but can be performed, for example, at a reaction temperature of 0 to 100 ° C., preferably 50 to 70 ° C., and for example, a reaction time of 1 to 48 hours, preferably 2 to 16 hours.
本発明の共重合体を含む溶液中のpHや塩濃度に影響を受けずに温度測定を行うために、当該共重合体に含まれるイオン性官能基は、広範囲のpHにおいてイオン性を維持するという方が望ましい。このような観点から、Yは−SO3Xaまたは−N+R21R22R23Xe -が好ましい。さらに、共重合反応において特定の反応開始剤を使用することによってもイオン性官能基を導入することができる。したがって同様の観点から、反応開始剤は、−SO3Xaを導入することができる過硫酸塩が好ましい。In order to perform temperature measurement without being affected by the pH and salt concentration in the solution containing the copolymer of the present invention, the ionic functional group contained in the copolymer maintains ionicity in a wide range of pH. Is preferable. From such a viewpoint, Y is preferably —SO 3 X a or —N + R 21 R 22 R 23 X e — . Furthermore, an ionic functional group can also be introduced by using a specific reaction initiator in the copolymerization reaction. Thus the same reason, initiators, persulfate may be introduced -SO 3 X a is preferable.
本発明の1つの側面において、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーならびに架橋剤モノマーのそれぞれに由来する繰り返し構造を含む共重合体が提供される。ここで、当該共重合体を得るために使用される式(b)で表されるモノマーの量は、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、1〜20モル%であり、好ましくは2〜15モル%であり、より好ましくは2.5〜10モル%である。また、使用される式(c)で表されるモノマーの量は、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、0.01〜20モル%であり、具体的には0.01〜10モル%であり、好ましくは0.05〜2モル%であり、より好ましくは0.1〜1モル%である。また、使用される架橋剤モノマーの量は、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、0.1〜20モル%であり、好ましくは0.5〜10モル%であり、より好ましくは1〜5モル%である。 In one aspect of the present invention, a copolymer including a repeating structure derived from each of the monomer represented by the formulas (a), (b), and (c) and the crosslinking agent monomer is provided. Here, the amount of the monomer represented by the formula (b) used for obtaining the copolymer is the total amount of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c). On the other hand, it is 1-20 mol%, for example, Preferably it is 2-15 mol%, More preferably, it is 2.5-10 mol%. Further, the amount of the monomer represented by the formula (c) used is, for example, 0.01 to about the total amount of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c). It is 20 mol%, specifically 0.01 to 10 mol%, preferably 0.05 to 2 mol%, more preferably 0.1 to 1 mol%. Moreover, the amount of the crosslinking agent monomer used is, for example, 0.1 to 20 mol% with respect to the total amount of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c), Preferably it is 0.5-10 mol%, More preferably, it is 1-5 mol%.
本発明の別の側面において、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーのそれぞれに由来する繰り返し構造を含む共重合体が提供される。ここで、当該共重合体を得るために使用される式(b)で表されるモノマーの量は、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、1〜20モル%であり、好ましくは2〜15モル%であり、より好ましくは2.5〜10モル%である。また、使用される式(c)で表されるモノマーの量は、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、0.01〜20モル%であり、具体的には0.01〜10モル%であり、好ましくは0.05〜2モル%であり、より好ましくは0.1〜1モル%である。 In another aspect of the present invention, there is provided a copolymer comprising a repeating structure derived from each of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c). Here, the amount of the monomer represented by the formula (b) used for obtaining the copolymer is the total amount of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c). On the other hand, it is 1-20 mol%, for example, Preferably it is 2-15 mol%, More preferably, it is 2.5-10 mol%. Further, the amount of the monomer represented by the formula (c) used is, for example, 0.01 to about the total amount of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c). It is 20 mol%, specifically 0.01 to 10 mol%, preferably 0.05 to 2 mol%, more preferably 0.1 to 1 mol%.
本発明のさらに別の側面において、前記式(a)および(c)で表されるモノマーならびに架橋剤モノマーのそれぞれに由来する繰り返し構造を含む共重合体であって、使用するモノマーに対して7モル%以上の量の反応開始剤を使用する共重合反応により調製され、当該反応開始剤が、前記式(d)で表されるアゾ化合物、または過硫酸塩から選択される前記共重合体が提供される。ここで、当該共重合体を得るために使用される式(c)で表されるモノマーの量は、前記式(a)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、0.01〜20モル%であり、具体的には0.01〜10モル%であり、好ましくは0.05〜2モル%であり、より好ましくは0.1〜1モル%である。また、使用される架橋剤モノマーの量は、前記式(a)、(b)および(c)で表されるモノマーの合計使用量に対して、例えば、0.1〜20モル%であり、好ましくは0.5〜10モル%であり、より好ましくは1〜5モル%である。 In still another aspect of the present invention, the copolymer includes a repeating structure derived from each of the monomer represented by the formulas (a) and (c) and the crosslinking agent monomer, and the copolymer is 7 to the monomer used. The copolymer prepared by a copolymerization reaction using an initiator in an amount of mol% or more, wherein the initiator is selected from the azo compound represented by the formula (d) or a persulfate salt. Provided. Here, the amount of the monomer represented by the formula (c) used for obtaining the copolymer is, for example, with respect to the total amount of the monomers represented by the formulas (a) and (c). 0.01 to 20 mol%, specifically 0.01 to 10 mol%, preferably 0.05 to 2 mol%, more preferably 0.1 to 1 mol%. Moreover, the amount of the crosslinking agent monomer used is, for example, 0.1 to 20 mol% with respect to the total amount of the monomers represented by the formulas (a), (b) and (c), Preferably it is 0.5-10 mol%, More preferably, it is 1-5 mol%.
本発明の1つの側面において、式(IV)中のa,bおよびcは式中の各繰り返し単位の比を表す0より大きい数であり、特に限定されないが、例えば、a+b+c=100であって、cは0.01〜20であり、具体的には0.01〜10であり、好ましくは0.05〜2であり、より好ましくは0.1〜1である。また、例えば、bは1〜20であり、好ましくは2〜15であり、より好ましくは2.5〜10である。また、本発明のポリマーの重量平均分子量は、特には限定されないが、例えば5000〜1000000、好ましくは10000〜200000である。 In one aspect of the present invention, a, b and c in formula (IV) are numbers greater than 0 representing the ratio of each repeating unit in the formula, and are not particularly limited. For example, a + b + c = 100 , C is 0.01-20, specifically 0.01-10, preferably 0.05-2, more preferably 0.1-1. For example, b is 1-20, Preferably it is 2-15, More preferably, it is 2.5-10. Moreover, the weight average molecular weight of the polymer of this invention is although it does not specifically limit, For example, it is 5000-1 million, Preferably it is 10000-200000.
本発明の共重合体の感熱応答性による蛍光強度の変化は、通常の蛍光強度測定方法により測定することができる。測定での励起波長および測定する蛍光波長は、特に限定はされないが、例えは、測定試料の励起スペクトルを測定した際の最大励起波長またはその付近の波長を使用することができる。また、測定する蛍光波長も特には限定されないが、例えば、蛍光強度が増加する温度で測定試料の蛍光スペクトルを測定した際の最大蛍光波長またはその付近の波長を使用することができる。 The change in the fluorescence intensity due to the thermal sensitivity of the copolymer of the present invention can be measured by a usual fluorescence intensity measurement method. The excitation wavelength in the measurement and the fluorescence wavelength to be measured are not particularly limited. For example, the maximum excitation wavelength or the wavelength in the vicinity thereof when the excitation spectrum of the measurement sample is measured can be used. Further, the fluorescence wavelength to be measured is not particularly limited, and for example, the maximum fluorescence wavelength or a wavelength in the vicinity thereof when the fluorescence spectrum of the measurement sample is measured at a temperature at which the fluorescence intensity increases can be used.
本発明の共重合体の感熱応答性による蛍光寿命の変化は、一般的な蛍光寿命測定方法、例えば、単一光子計数法、位相変調法、パルスサンプリング法、励起プローブ法などの手法により測定することができる。このうち、単一光子計数法は、時間軸上の発光強度分布と光子1個の発光確率とが相関関係にあることを利用して蛍光寿命を測定する方法であり、蛍光団を1ns程度の非常に短い(パルス)光で励起した後、検出される光の発生時刻を測定し、励起を多数回繰り返して得られるヒストグラムを蛍光減衰曲線として指数関数の和で近似して蛍光寿命を決定する。単一光子計数法による蛍光寿命の測定は、市販されている時間相関単一光子計数法蛍光寿命測定装置(例えば、Edinburgh Analytical Instruments FL−900CDT、実施例参照)およびそれに付随している測定・解析プログラムを使用して行うことができる。 The change in fluorescence lifetime due to the thermal sensitivity of the copolymer of the present invention is measured by a general fluorescence lifetime measurement method, for example, a single photon counting method, a phase modulation method, a pulse sampling method, an excitation probe method, or the like. be able to. Among these, the single photon counting method is a method for measuring the fluorescence lifetime by utilizing the fact that the emission intensity distribution on the time axis and the emission probability of one photon are in correlation, and the fluorophore is about 1 ns. After excitation with very short (pulsed) light, the generation time of the detected light is measured, and the fluorescence lifetime is determined by approximating the histogram obtained by repeating excitation many times as a fluorescence decay curve with the sum of exponential functions. . The fluorescence lifetime is measured by the single photon counting method. A commercially available time-correlated single photon counting fluorescence lifetime measuring apparatus (for example, Edinburgh Analytical Instruments FL-900CDT, see Examples) and accompanying measurement and analysis are used. Can be done using a program.
本発明の共重合体は、細胞内部の温度測定に使用することができる。共重合体を細胞内部に導入する方法としては、特に限定はされないが、例えば、当該共重合体を添加した培地中で細胞を培養することによっても導入することができると考えられる。その他、陽性荷電脂質を利用する方法(リポフェクション法など)、電気的方法(エレクトロポレーション法など)、化学的方法(リン酸カルシウム法など)、物理的方法(マイクロインジェクション法など)などの方法を利用してもよい。 The copolymer of the present invention can be used for temperature measurement inside cells. The method for introducing the copolymer into the cell is not particularly limited. For example, it may be possible to introduce the copolymer by culturing the cell in a medium to which the copolymer is added. Other methods such as methods using positively charged lipids (such as lipofection methods), electrical methods (such as electroporation methods), chemical methods (such as calcium phosphate methods), and physical methods (such as microinjection methods) are used. May be.
以下に実施例を示すことにより本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail by showing examples below, but the present invention is not limited to these examples.
試薬及びデータ測定
N−イソプロピルアクリルアミドはn−ヘキサンを用いた再結晶により精製して用いた。N−n−プロピルアクリルアミドは一般的なN−アルキルアクリルアミドの合成手順に従い合成・精製したものを用いた。α,α'−アゾビスイソブチロニトリルはメタノールを用いた再結晶により精製して用いた。その他の試薬は購入したものをさらに精製することなく使用した。Reagent and data measurement N-isopropylacrylamide was purified by recrystallization using n-hexane. Nn-propyl acrylamide was synthesized and purified according to a general synthesis procedure of N-alkyl acrylamide. α, α′-Azobisisobutyronitrile was used after being purified by recrystallization using methanol. Other reagents were used without further purification.
1H−NMRはBRUKER AVANCE400スペクトロメーター(400MHz)を使用して測定し、ケミカルシフトはppmで表示した。質量分析はJEOL MStation JMS−700スペクトロメーターを使用し、元素分析はYanaco MT−6 CHN CORDERスペクトロメーターを使用して行った。融点測定はYanagimoto Micro Melting Point Apparatusを使用して測定し、補正は行わなかった。数平均分子量、重量平均分子量はJASCO GPC system(JASCO PU−2080ポンプ、JASCO RI−2031示差屈折計、JASCO CO−2060カラムオーブン、Shodex GPC KD−806Mカラム)を使用し、ポリスチレン標準試料により得られる較正曲線を用いて算出した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーには、関東化学silica gel 60N(40−50μM)を使用した。吸光度の測定には、JASCO V−550紫外可視光分光光度計を使用した。
[実施例1]
N−{2−[(7−N,N−ジメチルアミノスルホニル)−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル](メチル)アミノ}エチル−N−メチルアクリルアミドの合成 1 H-NMR was measured using a BRUKER AVANCE 400 spectrometer (400 MHz), and chemical shifts were expressed in ppm. Mass spectrometry was performed using a JEOL MStation JMS-700 spectrometer, and elemental analysis was performed using a Yanaco MT-6 CHN CORDER spectrometer. The melting point was measured using a Yanagimoto Micro Melting Point Apparatus and no correction was made. Number average molecular weight and weight average molecular weight are obtained from polystyrene standard samples using JASCO GPC system (JASCO PU-2080 pump, JASCO RI-2031 differential refractometer, JASCO CO-2060 column oven, Shodex GPC KD-806M column). Calculated using a calibration curve. For silica gel column chromatography, Kanto Chemical silica gel 60N (40-50 μM) was used. A JASCO V-550 ultraviolet-visible light spectrophotometer was used for measuring the absorbance.
[Example 1]
Synthesis of N- {2-[(7-N, N-dimethylaminosulfonyl) -2,1,3-benzooxadiazol-4-yl] (methyl) amino} ethyl-N-methylacrylamide
1H−NMR(CDCl3)δ7.87(1H,d,J=8.3Hz),6.09(1H,d,J=8.3Hz),4.15(2H,t,J=13.4Hz),3.35(3H,s),2.94(2H,t,J=13.4Hz)2.87(6H,s),2.48(3H,s);HR−FAB−MS:m/z 計算値(C12H20N5O3S) [M+H]+ 314.1287;測定値314.1271。 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ 7.87 (1H, d, J = 8.3 Hz), 6.09 (1H, d, J = 8.3 Hz), 4.15 (2H, t, J = 13. 4 Hz), 3.35 (3H, s), 2.94 (2H, t, J = 13.4 Hz) 2.87 (6H, s), 2.48 (3H, s); HR-FAB-MS: m / z calcd (C 12 H 20 N 5 O 3 S) [M + H] + 314.1287; measured 314.1271.
N,N−ジメチル−7−[メチル{2−(メチルアミノ)エチル}アミノ]−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−スルホンアミド(130mg)をアセトニトリル(13ml)に溶解し、トリエチルアミン(57.8μL、1eq)とアクリル酸クロリド(43.8μL、1.3eq)を0℃にて加えた後、1時間半室温にて撹拌した。反応溶液にNa2CO3(1g)を加えろ過した後、減圧乾固し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒として酢酸エチル−n−ヘキサン=3:1を使用)にて精製を行い、表題の化合物を橙色結晶(88mg、58%)として得た。N, N-dimethyl-7- [methyl {2- (methylamino) ethyl} amino] -2,1,3-benzooxadiazole-4-sulfonamide (130 mg) was dissolved in acetonitrile (13 ml) and triethylamine was dissolved. (57.8 μL, 1 eq) and acrylic acid chloride (43.8 μL, 1.3 eq) were added at 0 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour and a half. Na 2 CO 3 (1 g) was added to the reaction solution, filtered, and then dried under reduced pressure, and purified by silica gel column chromatography (using ethyl acetate-n-hexane = 3: 1 as a developing solvent). The compound was obtained as orange crystals (88 mg, 58%).
融点144−146℃;1H−NMR(CDCl3)δ7.88(1H,d,J=8.3Hz),6.48(1H,dd,J=16.7Hz,10.4Hz),6.28(1H,d,J=16.7Hz),6.14(1H,d,J=8.3Hz),5.68(1H,d,J=10.4Hz)4.27(2H,t,J=13.9Hz),3.74(2H,t,J=13.9Hz),3.35,3.23(3H,s),3.13,3.12(3H,s),2.90,2.87(6H,s);HR−FAB−MS:m/z 計算値(C15H22N5O3S) [M+H]+ 368.1393;測定値 368.1422。元素分析:計算値(C15H21N5O3S) C:49.03、H:5.76、N:19.06;測定値 C:49.19、H:5.78、N:18.52。
[実施例2]
N−t−ブチルアクリルアミド/3−スルホプロピル アクリレート/N−{2−[(7−N,N−ジメチルアミノスルホニル)−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル](メチル)アミノ}エチル−N−メチルアクリルアミド共重合体の製造Melting point 144-146 ° C .; 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ 7.88 (1H, d, J = 8.3 Hz), 6.48 (1H, dd, J = 16.7 Hz, 10.4 Hz), 6. 28 (1H, d, J = 16.7 Hz), 6.14 (1 H, d, J = 8.3 Hz), 5.68 (1 H, d, J = 10.4 Hz) 4.27 (2H, t, J = 13.9 Hz), 3.74 (2H, t, J = 13.9 Hz), 3.35, 3.23 (3H, s), 3.13, 3.12 (3H, s), 2. 90,2.87 (6H, s); HR -FAB-MS: m / z calcd (C 15 H 22 N 5 O 3 S) [M + H] + 368.1393; measured 368.1422. Calcd (C 15 H 21 N 5 O 3 S) C: 49.03, H: 5.76, N: 19.06; measurement C: 49.19, H: 5.78, N: 18.52.
[Example 2]
Nt-butylacrylamide / 3-sulfopropyl acrylate / N- {2-[(7-N, N-dimethylaminosulfonyl) -2,1,3-benzooxadiazol-4-yl] (methyl) amino } Production of ethyl-N-methylacrylamide copolymer
数平均分子量27200、重量平均分子量51400、共重合体中の各ユニットの組成比 NTBAM:SPA:DBD−AA=88.8:11.2:0.12。なお、共重合体におけるNTBAMユニットとSPAユニットの割合は1H−NMR測定における積分値より、DBD−AAユニットの割合はメタノール中の吸光度を4−N,N−(ジメチルアミノ)−7−N,N−ジメチルアミノスルホニル−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール(442nmにおいてモル吸光係数10600M-1cm-1)と比較することにより算出した。
[実施例3]
N−n−プロピルアクリルアミド/3−スルホプロピル アクリレート/N−{2−[(7−N,N−ジメチルアミノスルホニル)−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル](メチル)アミノ}エチル−N−メチルアクリルアミド共重合体の製造Number average molecular weight 27200, weight average molecular weight 51400, composition ratio of each unit in the copolymer NTBAM: SPA: DBD-AA = 88.8: 11.2: 0.12. In addition, the ratio of NTBAM unit and SPA unit in the copolymer is the integrated value in 1 H-NMR measurement, and the ratio of DBD-AA unit is the absorbance in methanol 4-N, N- (dimethylamino) -7-N. , N-dimethylaminosulfonyl-2,1,3-benzoxadiazole (molar extinction coefficient at 442 nm, 10600 M −1 cm −1 ).
[Example 3]
Nn-propylacrylamide / 3-sulfopropyl acrylate / N- {2-[(7-N, N-dimethylaminosulfonyl) -2,1,3-benzooxadiazol-4-yl] (methyl) amino } Production of ethyl-N-methylacrylamide copolymer
数平均分子量16100、重量平均分子量29400、共重合体中の各ユニットの組成比 NNPAM:SPA:DBD−AA=96.2:3.8:0.094。なお、共重合体におけるNNPAMユニットとSPAユニットの割合は1H−NMR測定における積分値より、DBD−AAユニットの割合はメタノール中の吸光度を4−N,N−(ジメチルアミノ)−7−N,N−ジメチルアミノスルホニル−2,1,3−ベンゾオキサジアゾールと比較することにより算出した。
[実施例4]
N−イソプロピルアクリルアミド/3−スルホプロピル アクリレート/N−{2−[(7−N,N−ジメチルアミノスルホニル)−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル](メチル)アミノ}エチル−N−メチルアクリルアミド共重合体の製造Number average molecular weight 16100, weight average molecular weight 29400, composition ratio of each unit in the copolymer NNPAM: SPA: DBD-AA = 96.2: 3.8: 0.094. The ratio of NNPAM unit and SPA unit in the copolymer is based on the integral value in 1 H-NMR measurement, and the ratio of DBD-AA unit is the absorbance in methanol of 4-N, N- (dimethylamino) -7-N. , N-dimethylaminosulfonyl-2,1,3-benzoxadiazole.
[Example 4]
N-isopropylacrylamide / 3-sulfopropyl acrylate / N- {2-[(7-N, N-dimethylaminosulfonyl) -2,1,3-benzooxadiazol-4-yl] (methyl) amino} ethyl -N-methylacrylamide copolymer production
数平均分子量30000、重量平均分子量48700、共重合体中の各ユニットの組成比 NIPAM:SPA:DBD−AA=95.9:4.1:0.13。なお、共重合体におけるNIPAMユニットとSPAユニットの割合は1H−NMR測定における積分値より、DBD−AAユニットの割合はメタノール中の吸光度を4−N,N−(ジメチルアミノ)−7−N,N−ジメチルアミノスルホニル−2,1,3−ベンゾオキサジアゾールと比較することにより算出した。
[実施例5]
N−t−ブチルアクリルアミド/(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウム/N−{2−[(7−N,N−ジメチルアミノスルホニル)−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル](メチル)アミノ}エチル−N−メチルアクリルアミド共重合体の製造Number average molecular weight 30000, weight average molecular weight 48700, composition ratio of each unit in the copolymer NIPAM: SPA: DBD-AA = 95.9: 4.1: 0.13. The ratio of NIPAM unit and SPA unit in the copolymer is based on the integrated value in 1 H-NMR measurement, and the ratio of DBD-AA unit is the absorbance in methanol 4-N, N- (dimethylamino) -7-N. , N-dimethylaminosulfonyl-2,1,3-benzoxadiazole.
[Example 5]
Nt-butylacrylamide / (3-acrylamidopropyl) trimethylammonium / N- {2-[(7-N, N-dimethylaminosulfonyl) -2,1,3-benzooxadiazol-4-yl] ( Production of methyl) amino} ethyl-N-methylacrylamide copolymer
数平均分子量4300、重量平均分子量5450、共重合体中の各ユニットの組成比 NTBAM:APTMA:DBD−AA=85.3:14.7:0.086。なお、共重合体におけるNTBAMユニットとAPTMAユニットの割合は1H−NMR測定における積分値より、DBD−AAユニットの割合はメタノール中の吸光度を4−N,N−(ジメチルアミノ)−7−N,N−ジメチルアミノスルホニル−2,1,3−ベンゾオキサジアゾールと比較することにより算出した。Number average molecular weight 4300, weight average molecular weight 5450, composition ratio of each unit in the copolymer NTBAM: APTMA: DBD-AA = 85.3: 14.7: 0.086. The ratio of NTBAM unit and APTMA unit in the copolymer is the integrated value in 1 H-NMR measurement, and the ratio of DBD-AA unit is the absorbance in methanol 4-N, N- (dimethylamino) -7-N. , N-dimethylaminosulfonyl-2,1,3-benzoxadiazole.
感熱応答性試験
実施例2、3、4および5で製造した共重合体(それぞれ以下、化合物1、2、3および4と称する)の感熱応答性試験を以下の手順で行った。JASCO FP−6500分光蛍光光度計を使用し、溶媒として、Millipore社のMilli−Q reagent systemから得た超純水を用いた。1、2、3および4の初期濃度は0.01w/v%とし、励起波長は456nmとした。溶液の温度制御にはJASCO ETC−273T水冷ペルチェ式恒温セルホルダを使用し、付属の熱電対により温度を測定した。化合物1〜3では、溶液温度を1℃刻みで上昇させた後、測定開始温度まで1℃刻みで下降させ、各温度における蛍光強度を測定した。化合物4では、溶液温度を2度刻みで上昇させた後、測定開始温度まで2℃刻みで下降させ、各温度における蛍光強度を測定した。 Thermal Sensitivity Test A thermal responsiveness test of the copolymers produced in Examples 2, 3, 4 and 5 (hereinafter referred to as
試験結果を図1に示す。いずれの化合物も、高温領域で強い蛍光を示し、温度の変化に鋭敏に反応して蛍光強度が変化することが確認された。また、各温度において温度上昇時と下降時の蛍光強度が良く一致していることも確認された。蛍光応答の低再現性は、高温時に見られる高分子同士の分子間凝集に起因するが、本発明により新たに導入されたイオン性官能基が、これを静電反発により効果的に抑制するため、再現性が向上したと考えられる。 The test results are shown in FIG. All of the compounds showed strong fluorescence in the high temperature region, and it was confirmed that the fluorescence intensity changed in response to the change in temperature. It was also confirmed that the fluorescence intensities at the time of temperature rise and fall were in good agreement at each temperature. The low reproducibility of the fluorescence response is due to the intermolecular aggregation of polymers observed at high temperatures, but the ionic functional group newly introduced by the present invention effectively suppresses this by electrostatic repulsion. The reproducibility is considered to have improved.
温度分解能の評価
図2に温度と蛍光強度の関係の模式図を示す。∂は微小量、δは誤差(error)を表している。図2(a)から、∂とδの間には以下のような関係があることがわかる。 Evaluation of Temperature Resolution FIG. 2 shows a schematic diagram of the relationship between temperature and fluorescence intensity. ∂ represents a minute amount and δ represents an error. From FIG. 2A, it can be seen that there is the following relationship between ∂ and δ.
T〜T+1℃においては、傾きが
From T to T + 1 ° C, the slope is
δは誤差を表しているので、δFIは蛍光強度の誤差である。ここでは標準偏差を誤差値として用いた。T〜T+1℃における蛍光強度の標準偏差は、
Since δ represents an error, δFI is an error in fluorescence intensity. Here, the standard deviation was used as the error value. The standard deviation of the fluorescence intensity from T to T + 1 ° C. is
図4に化合物4における、温度と算出された温度分解能の関係を示す。化合物4においては、温度を2℃刻みで変化させているため、温度分解能の算出式は(2)式のようになる。
FIG. 4 shows the relationship between the temperature and the calculated temperature resolution in
[比較例1] [Comparative Example 1]
NNPAM、NIPAM、またはN−イソプロピルメタクリルアミド(5mmol)、AIBN(50μmol)、DBD−AA(5μmol)をジオキサン(10ml)に溶解し、30分間窒素ガスを通じることにより溶存酸素を除去した。その後、60℃にて12時間(化合物5および6)または16時間(化合物7)反応させ、反応溶液をジエチルエーテル200ml(化合物6)または300ml(化合物5および7)に注いだ。得られた結晶を濾取し、再沈操作によって目的の化合物を得た。再沈溶媒にはアセトン(3ml)とジエチルエーテル(200ml)(化合物5)、ジオキサン(10ml)とジエチルエーテル(200ml)(化合物6)、アセトン(3ml)とヘキサン(200ml)(化合物7)をそれぞれ用いる。得られた温度センサーの各ユニット比や分子量は、実施例と同様の手法により、1H−NMR、吸光度、GPC測定により求めた。NNPAM, NIPAM, or N-isopropylmethacrylamide (5 mmol), AIBN (50 μmol), DBD-AA (5 μmol) was dissolved in dioxane (10 ml), and dissolved oxygen was removed by passing nitrogen gas for 30 minutes. Thereafter, the mixture was reacted at 60 ° C. for 12 hours (
図5に化合物5〜7の蛍光強度の感熱応答性試験結果を、図6に化合物5〜7の温度分解能の評価の結果をそれぞれ示す。各化合物の温度分解能は最高で0.2℃程度であったが、その温度範囲は非常に狭く、ほとんどの温度範囲において温度分解能は0.2℃を大きく超えていた。
[実施例6〜9]
共重合体のナノゲル粒子の製造
N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド(MBAM)、3−スルホプロピル アクリレート(SPA)、N−{2−[(7−N,N−ジメチルアミノスルホニル)−2,1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル](メチル)アミノ}エチル−N−メチルアクリルアミド(DBD−AA)、過硫酸ナトリウム(APS)、およびN,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)のそれぞれを、以下の表に示す量で使用して、実施例6〜9の共重合体を製造した。FIG. 5 shows the results of the thermal sensitivity test of the fluorescence intensities of the
[Examples 6 to 9]
Production of copolymer nanogel particles N-isopropylacrylamide (NIPAM), N, N'-methylenebisacrylamide (MBAM), 3-sulfopropyl acrylate (SPA), N- {2-[(7-N, N- Dimethylaminosulfonyl) -2,1,3-benzooxadiazol-4-yl] (methyl) amino} ethyl-N-methylacrylamide (DBD-AA), sodium persulfate (APS), and N, N, N Copolymers of Examples 6-9 were prepared using each of ', N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA) in the amounts shown in the table below.
感熱応答性試験
実施例6〜9で製造した共重合体(以下、ナノゲル1、2、3および4とそれぞれ称する)の感熱応答性試験を、溶媒として、Millipore社のMilli−Q reagent systemから得た超純水と、150mM塩化カリウム水溶液を用いて測定した以外は、上述の手順と同様の手順で行った。化合物1〜4で、溶液温度を1℃刻みで上昇させた後、測定開始温度まで1℃刻みで下降させ、各温度における蛍光強度を測定した。 Thermal Sensitivity Tests The thermal responsiveness tests of the copolymers prepared in Examples 6-9 (hereinafter referred to as
感熱応答性試験結果を図7〜10に、ナノゲル2およびナノゲル4の温度分解能評価結果を図11および12に示す。いずれのナノゲルも、温度センサーとして機能することが確認され、ナノゲル2および4については、各温度において温度上昇時と下降時の蛍光強度が良く一致していることも確認された。
The results of thermal sensitivity test are shown in FIGS. 7 to 10 and the temperature resolution evaluation results of
[比較例2]
以下の表3に示す出発原料を使用し、実施例6〜9と同様の操作により、比較例2のナノゲル(以下、ナノゲル5と称する)を得た。収量および物性を以下の表4に示す。[Comparative Example 2]
Using the starting materials shown in Table 3 below, Nanogel of Comparative Example 2 (hereinafter referred to as Nanogel 5) was obtained by the same operation as in Examples 6-9. Yields and physical properties are shown in Table 4 below.
ナノゲル3を0,50,100,150,200mM 塩化カリウム水溶液にそれぞれ0.001w/v%になるよう溶解し、上述の手順と同様の手順で蛍光強度の感熱応答試験を行った。各溶液について、溶液温度を1℃刻みで上昇させたあと、測定開始温度まで1℃刻みで下降させ、各温度における蛍光強度を測定した。
感熱応答性試験結果を図15に示す。溶液の塩化カリウム濃度が上昇すると、蛍光強度が上昇する温度が低くなり、相対蛍光強度の増分が大きくなることがわかった。また、塩化カリウム濃度が100mM以上になると、応答はほぼ一定になることも明らかとなった。 The results of the thermal sensitivity test are shown in FIG. It was found that as the concentration of potassium chloride in the solution increased, the temperature at which the fluorescence intensity increased decreased, and the relative fluorescence intensity increment increased. It was also revealed that the response was almost constant when the potassium chloride concentration was 100 mM or more.
細胞内における蛍光強度の感熱応答試験
ナノゲル3をインジェクション水溶液(80mM 塩化カリウム、10mM リン酸水素二カリウム、4mM 塩化ナトリウム、pH 7.2)に加え、ナノゲル3を1w/v%で含むインジェクション溶液を調製した。当該インジェクション溶液をフィルター(Ultrafree-MC, Millipore)付きエッペンドルフチューブに入れ、10000 rpmで7分遠心してろ過し、直径220 nm以上の浮遊物を除去した。 Intracellular fluorescence intensity thermosensitive
Cos7細胞(カニクイザル腎臓系培養細胞/African Green Monkey SV40-transf'd kidney fibroblast cell line、東京都臨床医学総合研究所より譲渡)を、通常条件下DMEM培地で培養し、観察時のみHEPES培地で培養した。培養した細胞の入ったシャーレをヒーター付ステージ(MI-IBC, Olympus)に載せ、落射型倒立蛍光顕微鏡(IX70, Olympus)、60倍油浸対物レンズ(UplanApo N.A. 1.40, Olympus)、冷却CCDカメラ(ORCA-ER, Hamamatsu Photonics)を用いて観察した。調製したナノゲルを含むインジェクション溶液をインジェクション用ガラス製針(Femtotips II, Eppendorf)に注入し、インジェクター(FemtoJet, Eppendorf)を用いてCos7細胞に数fLインジェクションした。その後、上記CCDカメラで、細胞に488 nmのレーザー(Saphhire488, Coherent)を当て、励起光や散乱光をカットするためのフィルター(DM505, BA515-550)を通した後の蛍光像および蛍光強度(蛍光波長:515−550nm)を、培地温度を変化させて観察した。それぞれの温度における蛍光像を図17に、蛍光強度の変化を図18、および可逆性試験結果を図19に示す。本発明の共重合体は細胞内の環境下でも感熱応答性を示し、可逆的に蛍光強度を変化させることが確認された。 Cos7 cells (cynomolgus monkey kidney cell culture cell / African Green Monkey SV40-transf'd kidney fibroblast cell line, transferred from Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science) are cultured in DMEM medium under normal conditions, and cultured in HEPES medium only for observation did. Place petri dish containing cultured cells on stage with heater (MI-IBC, Olympus), epi-illuminated inverted fluorescence microscope (IX70, Olympus), 60x oil immersion objective (UplanApo NA 1.40, Olympus), cooled CCD camera ( ORCA-ER, Hamamatsu Photonics). The injection solution containing the prepared nanogel was injected into a glass needle for injection (Femtotips II, Eppendorf), and several fL injection was performed on Cos7 cells using an injector (FemtoJet, Eppendorf). Then, with the above CCD camera, apply a 488 nm laser (Saphhire488, Coherent) to the cells and pass through a filter (DM505, BA515-550) for cutting excitation light and scattered light. (Fluorescence wavelength: 515-550 nm) was observed by changing the medium temperature. FIG. 17 shows a fluorescence image at each temperature, FIG. 18 shows a change in fluorescence intensity, and FIG. 19 shows a reversibility test result. It was confirmed that the copolymer of the present invention showed thermosensitive response even in an intracellular environment and reversibly changed the fluorescence intensity.
蛍光寿命変化の感熱応答試験
実施例4で製造した化合物3の蛍光寿命の感熱応答試験を以下の手順により行った。 Thermal Response Test of Fluorescence Lifetime Change A thermal response test of the fluorescence lifetime of
Edinburgh Analytical instruments FL−900CDT 時間相関単一光子計数法蛍光寿命測定装置を使用し、溶媒として、Millipore社のMilli−Q reagent systemから得た超純水を用いた。化合物3の初期濃度は0.02w/v%とし、励起波長は275nmとした。溶液の励起には、ナノ秒パルス水素放電管(パルス幅1ナノ秒、パルス繰り返し数40kHz)を用いた。溶液の温度制御には恒温槽を使用した。測定前に熱電対により溶液の温度が安定したことを確認した後、各温度における蛍光寿命を蛍光波長を560nmとして測定した。得られた蛍光減衰曲線を以下に示す式により近似し、2成分の蛍光寿命を得た。
The Edinburgh Analytical Instruments FL-900CDT time-correlated single photon counting fluorescence lifetime measurement apparatus was used, and ultrapure water obtained from Millipore's Milli-Q reagent system was used as a solvent. The initial concentration of
Claims (14)
R4およびR5は、独立に、水素原子およびC1−20アルキルから選択され、またはR4およびR5はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、ピロリジン環、ピペリジン環、またはホモピペリジン環を形成する]
で表されるモノマー;および
式(b):
X1は、O、またはN−R11であり;
R11は、水素原子、またはメチルであり;
Q1は、C2−5アルキレンであり;
Yは、独立に、1以上の正電荷または負電荷を有しうるイオン性官能基であって、−SO3Xa、−PO(OXb)(OXc)、−COOXd、および−N+R21R22R23Xe −
により表される基から選択され;
ここで、Xa、Xb、Xc、およびXdは、独立に、水素原子、またはカウンターカチオンから選択され、Xe −はカウンターアニオンであり;
R21、R22、およびR23は、メチルであり、またはR21およびR22は、結合する窒素原子と一緒になって、ピロリジン環、ピペリジン環、またはホモピペリジン環を形成してもよい]
で表されるモノマー、および/または分子中に2以上の二重結合を含む架橋剤モノマー:および
式(c):
X2は、O、またはN−R12であり;
X3は、直接結合、N(−R13)、CON(−R16)(ここで窒素原子はQ2に連結する)、またはSO2N(−R19)(ここで窒素原子はQ2に連結する)であり;
Q2は、C2−4アルキレンであり;
Arは、下式:
X10は、O、SまたはSeから選択され;
R12は、水素原子、またはメチルであり;
R13は、水素原子、またはメチルであり;
R14およびR15は、独立に、水素原子、およびC1−6アルキルから選択され;またはR14およびR15はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、ピロリジン環、ピペリジン環、またはホモピペリジン環を形成し;
R16およびR19は、独立に、水素原子、またはメチルから選択される]
で表されるモノマーのそれぞれに由来する繰り返し構造を含む共重合体であって;
ここで、前記共重合体が、前記式(b)で表されるモノマー由来の繰り返し構造を含まない場合、前記共重合体は、使用するモノマーに対して7モル%以上の量の反応開始剤を使用する共重合反応により調製され、当該反応開始剤が、式(d):
Y1−(C1−10アルキレン)−N=N−(C1−10アルキレン)−Y1
{式中、C1−10アルキレンは、独立に、ハロゲン原子およびシアノから選択される1以上の置換基により置換されていてもよく;Y1は、独立に、1以上の正電荷または負電荷を有しうるイオン性官能基である}で表されるアゾ化合物、または過硫酸塩から選択される、前記共重合体。 Formula (a):
R 4 and R 5 are independently selected from a hydrogen atom and C 1-20 alkyl, or R 4 and R 5 together with the nitrogen atom to which they are attached, form a pyrrolidine ring, piperidine ring, or homopiperidine Form a ring ]
And a monomer represented by formula (b):
X 1 is O or N—R 11 ;
R 11 is a hydrogen atom or methyl;
Q 1 is C 2-5 alkylene;
Y is independently an ionic functional group that may have one or more positive or negative charges, and is —SO 3 X a , —PO (OX b ) (OX c ), —COOX d , and —N + R 21 R 22 R 23 X e −
Selected from the group represented by
Where X a , X b , X c and X d are independently selected from a hydrogen atom or a counter cation, and X e − is a counter anion;
R 21 , R 22 , and R 23 are methyl, or R 21 and R 22 together with the nitrogen atom to which they are attached may form a pyrrolidine, piperidine, or homopiperidine ring ]
And / or a crosslinker monomer containing two or more double bonds in the molecule: and formula (c):
X 2 is O or N—R 12 ;
X 3 is a direct bond, N (—R 13 ), CON (—R 16 ) (where the nitrogen atom is linked to Q 2 ), or SO 2 N (—R 19 ) (where the nitrogen atom is Q 2 Connected to);
Q 2 is C 2-4 alkylene;
Ar is the following formula:
X 10 is selected from O, S or Se;
R 12 is a hydrogen atom or methyl;
R 13 is a hydrogen atom or methyl;
R 14 and R 15 are independently selected from a hydrogen atom, and C 1-6 alkyl; or R 14 and R 15 together with the nitrogen atom to which they are attached, a pyrrolidine ring, piperidine ring, or homo Forming a piperidine ring ;
R 16 and R 19 are independently selected from a hydrogen atom or methyl]
A copolymer comprising a repeating structure derived from each of the monomers represented by:
Here, when the copolymer does not contain a repeating structure derived from the monomer represented by the formula (b), the copolymer is a reaction initiator in an amount of 7 mol% or more based on the monomer used. Wherein the initiator is represented by the formula (d):
Y 1- (C 1-10 alkylene) -N═N— (C 1-10 alkylene) -Y 1
{ Wherein C 1-10 alkylene may be independently substituted with one or more substituents selected from halogen atoms and cyano; Y 1 is independently one or more positive or negative charges. Which is an ionic functional group that may have a azo compound, or a persulfate.
X4およびX5は、N−R12(ここでR12は独立に、請求項1に定義したとおりである)であり;
Q3は、C1−6アルキレンである]
で表される化合物である、請求項1に記載の共重合体。 The crosslinking agent monomer is represented by the formula (e):
X 4 and X 5 are N—R 12, where R 12 is independently as defined in claim 1;
Q 3 is C 1-6 alkylene]
The copolymer of Claim 1 which is a compound represented by these.
で表される繰り返し単位を含む、請求項1に記載の共重合体。 Formulas (I), (II) and (III):
The copolymer of Claim 1 containing the repeating unit represented by these.
a、b、およびcは、式中の各繰り返し単位の比を表す0より大きい数である]
で表される共重合体であって、a+b+c=100であって、cが0.01〜20である、請求項5に記載の共重合体。 Formula (IV):
a, b and c are numbers greater than 0 representing the ratio of each repeating unit in the formula]
The copolymer according to claim 5, wherein a + b + c = 100, and c is 0.01-20.
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