JP6086576B2 - Antioxidant - Google Patents

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Description

本発明は抗酸化剤に関し、さらに詳しくは、ポルフィリン錯体を利用した新規な抗酸化剤に関する。   The present invention relates to an antioxidant, and more particularly to a novel antioxidant using a porphyrin complex.

活性酸素が過剰に体内で発生することにより酸化ストレスが生じる。体内に存在する細胞の中で、特に神経細胞は酸化ストレスに対して脆弱であり、このように過剰に発生した活性酸素による酸化ストレスはさまざまな神経変性疾患の発症へ関与していることが示唆されている。これら疾患を導くメディエ−タ−となる活性酸素の消去はこれら疾患の治療には極めて有効である。   Oxidative stress is caused by excessive generation of active oxygen in the body. Among the cells present in the body, nerve cells are particularly vulnerable to oxidative stress, and it is suggested that oxidative stress due to excessively generated active oxygen is involved in the development of various neurodegenerative diseases. Has been. The elimination of active oxygen, which is a mediator that leads to these diseases, is extremely effective in the treatment of these diseases.

このような観点から本発明者らは、特許文献1及び2においてポルフィリン錯体を抗酸化剤として提案すると共に、抗酸化剤として下記式で示される化合物を提案している。

Figure 0006086576
From such a viewpoint, the present inventors have proposed a porphyrin complex as an antioxidant in Patent Documents 1 and 2, and a compound represented by the following formula as an antioxidant.
Figure 0006086576

一方で、近年の研究からアルツハイマ−病(AD)、パ−キンソン病(PD)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの疾病においては、脳内で金属の蓄積量が多く、それらがこれら疾患を引き起こす原因の1つとして考えられている(たとえば特許文献1又は2)。しかし、活性酸素消去能があり、さらに金属を排除できる薬剤の開発これまで行われてこなかった。 On the other hand, in recent studies, in diseases such as Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS), there is a large amount of accumulated metal in the brain. It is considered as one of the causes causing these diseases (for example, Patent Document 1 or 2). However, the development of a drug capable of scavenging active oxygen and capable of eliminating metal has not been carried out so far.

特開2008−255011号公報JP 2008-255011 A

特開2007−75058号公報JP 2007-75058 A

Bush.Al et al,Nature Medicine (2012)Bush.Al et al, Nature Medicine (2012)

Kiaei et al.J.Neurosci. (2004)Kiaei et al. J. Neurosci. (2004)

上述のとおり、近年抗酸化剤に求められる機能は、高いO2 消去活性(SOD活性)の他に遊離金属キレ−ト能、H22消去活性(カタラ−ゼ活性)があるが、これをすべて満足する抗酸化剤は未だ提供されておらず、これらの機能の全てを有する抗酸化剤の開発が要望されているのが現状である。 As described above, the functions required of recent antioxidants, high O 2 - in addition to free metal chelate of scavenging activity (SOD activity) - DOO ability, H 2 O 2 scavenging activity (catalase - peptidase activity) is, Antioxidants that satisfy all of these requirements have not yet been provided, and there is a demand for the development of antioxidants having all of these functions.

したがって、本発明の目的は、高いO2 消去活性(SOD活性)の他に遊離金属キレ−ト能、H22消去活性(カタラ−ゼ活性)のすべてを有する、新規な抗酸化剤を提案することにある。 Accordingly, an object of the present invention, high O 2 - in addition to free metal chelate of scavenging activity (SOD activity) - DOO ability, H 2 O 2 scavenging activity - with all (Catalá zero activity), a novel antioxidant Is to propose.

本発明者らは、上記課題を解消すべくポルフィリンを活性酸素除去に用いた抗酸化剤について鋭意検討した結果、2個のポルフィリン分子を種々置換基で連結してなる種々化合物を合成するうちに、特定の置換基の場合に上記課題を解消しうること知見し、さらに研究を進めた結果本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on an antioxidant using porphyrin for removal of active oxygen in order to solve the above problems, the present inventors synthesized various compounds obtained by linking two porphyrin molecules with various substituents. As a result of finding out that the above problem can be solved in the case of a specific substituent, and further researching it, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下の各発明を提供するものである。
1.下記式(1)で表される抗酸化剤。
A−(B) ・・・・・(1)
(式中、Aは金属イオンを捕捉可能な基を示す。)
2.上記式(1)における上記Aが、下記式(2)で表される化合物であることを特徴とする1記載の抗酸化剤。
−C−(NH−CHCH− ・・・・・(2)
(式中、nは、1〜10の整数を示す)
3.上記式(1)における上記Bがフタロシアニン錯体、ポルフィリン錯体またはこれらの誘導体であることを特徴とする1又は2記載の抗酸化剤。
4.上記式(2)における上記nが3〜5の整数であることを特徴とする2記載の抗酸化剤。
That is, the present invention provides the following inventions.
1. An antioxidant represented by the following formula (1).
A- (B) 2 (1)
(In the formula, A represents a group capable of capturing a metal ion.)
2. 2. The antioxidant according to 1, wherein A in the formula (1) is a compound represented by the following formula (2).
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2) n - ····· (2)
(In the formula, n represents an integer of 1 to 10)
3. 3. The antioxidant according to 1 or 2, wherein B in the formula (1) is a phthalocyanine complex, a porphyrin complex or a derivative thereof.
4). 3. The antioxidant according to 2, wherein n in the formula (2) is an integer of 3 to 5.

本発明の抗酸化剤は、高いO2 消去活性(SOD活性)の他に遊離金属キレ−ト能、H22消去活性(カタラ−ゼ活性)の全ての機能を有し、優れた抗酸化機能を発現するものである。 Antioxidants of the present invention, high O 2 - in addition to free metal chelate of scavenging activity (SOD activity) - DOO ability, H 2 O 2 scavenging activity - has all the functionality of (Catalá zero activity), outstanding It exhibits an antioxidant function.

図1は、Ts−トリアミンジオ−ル(Ts−トリアミン−ジオ−ル)のメシル化により得られた生成物の1H−NMRスペクトル(in CDCl3)を示すチャ−トである。FIG. 1 is a chart showing the 1H-NMR spectrum (in CDCl 3) of the product obtained by mesylation of Ts-triaminediol (Ts-triaminediol). 図2は、Ts−テトラミン−ジオ−ルのメシル化得られた生成物の1H−NMRスペクトル(in CDCl3)を示すチャ−トである。FIG. 2 is a chart showing the 1H-NMR spectrum (in CDCl 3) of the product obtained by mesylation of Ts-tetramine-diol. 図3は、ポルフィリンモノマ−の1H−NMRスペクトル(in CDCl3)を示すチャ−トである。FIG. 3 is a chart showing the 1H-NMR spectrum (in CDCl3) of the porphyrin monomer. 図4は、ポルフィリンダイマ−の1H−NMRスペクトル(in CDCl3)を示すチャ−トである。FIG. 4 is a chart showing a 1H-NMR spectrum (in CDCl3) of a porphyrin dimer. 図5は、ポルフィリンダイマ−のTs基脱保護により得られた生成物の1H−NMRスペクトル(in CDCl3)を示すチャ−トである。FIG. 5 is a chart showing a 1H-NMR spectrum (in CDCl3) of a product obtained by Ts group deprotection of a porphyrin dimer. 図6は、トリアミンダイマ−へのMn導入においてUV−visスペクトルにより、極大吸収波長(Soret帯)の長波長シフトやQ帯を追跡した結果を示すチャ−トである。FIG. 6 is a chart showing the result of tracking the long wavelength shift of the maximum absorption wavelength (Soret band) and the Q band by UV-vis spectrum when Mn is introduced into the triamine dimer. 図7は、ZnPD−N3溶液の蛍光スペクトルとZnPD−N3溶液に過剰量のFeCl2を加えたときの蛍光スペクトルを示すチャ−トである。FIG. 7 is a chart showing the fluorescence spectrum of the ZnPD-N3 solution and the fluorescence spectrum when an excessive amount of FeCl2 is added to the ZnPD-N3 solution.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の抗酸化剤は、下記式(1)で表される。
A−(B) ・・・・・(1)
(式中、Aは金属イオンを捕捉可能な基を示す。)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The antioxidant of the present invention is represented by the following formula (1).
A- (B) 2 (1)
(In the formula, A represents a group capable of capturing a metal ion.)

上記Aで表される金属イオンを捕捉可能な基は、下記式(2)で表される化合物であるのが好ましい。
−C−(NH−CHCH− ・・・・・(2)
(式中、nは、1〜10の整数を示すのが好ましく、上記nが3〜5の整数であるのがさらに好ましい。)
上記式(2)で表される化合物の具体例は以下の置換基などである。
−C−(NH−CHCH
−C−(NH−CHCH
−C−(NH−CHCH
また、上記Aで表される金属イオンを捕捉可能な基としては、
−C−(NH−CHCHCH−NH−CHCH
−C−(NH−CHCHCH−NH−CHCHCH
(式中、nは3〜5の整数を示す)
も好ましく用いることができる。
The group capable of capturing the metal ion represented by A is preferably a compound represented by the following formula (2).
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2) n - ····· (2)
(In the formula, n preferably represents an integer of 1 to 10, more preferably n is an integer of 3 to 5).
Specific examples of the compound represented by the above formula (2) include the following substituents.
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2) 3 -
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2) 4 -
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2) 5 -
In addition, as a group capable of capturing the metal ion represented by A,
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2 CH 2) n -NH-CH 2 CH 2 -
-C 3 H 6 - (NH- CH 2 CH 2 CH 2) n -NH-CH 2 CH 2 CH 2 -
(In the formula, n represents an integer of 3 to 5)
Can also be preferably used.

上記Bで表される酸素を捕捉可能な基は、フタロシアニン錯体、ポルフィリン錯体またはこれらの誘導体であるのが好ましい。
錯体を形成する金属としては、Mn、Zn、Fe、Cu等が挙げられる。
この基の具体例としては下記する置換基などが挙げられる。
The group capable of capturing oxygen represented by B is preferably a phthalocyanine complex, a porphyrin complex, or a derivative thereof.
Examples of the metal forming the complex include Mn, Zn, Fe, Cu and the like.
Specific examples of this group include the following substituents.

Figure 0006086576
Figure 0006086576

本発明の抗酸化剤の具体例としては以下の化合物などがあげられる。

Figure 0006086576
Specific examples of the antioxidant of the present invention include the following compounds.
Figure 0006086576

本発明の抗酸化剤は、上述の化合物単独で十分に所望の効果を得ることができるが、上記化合物の効果を損なわない範囲でたとえば通常この種の薬品の製剤化において用いられる種々成分を配合してもよい。   The antioxidant of the present invention can obtain a desired effect sufficiently with the above-mentioned compound alone, but it contains various components that are usually used in the formulation of this kind of medicine within the range that does not impair the effect of the above-mentioned compound. May be.

本発明の抗酸化剤は、合成は、(1)ポリアミンブロックの合成、(2)ポルフィリンモノマ−の合成、(3)ポルフィリンダイマ−化、(4)Ts基脱保護、(5)Mn導入の5ステップを行うなどして製造することができる。各ステップの詳細については実施例で示す。   The antioxidant of the present invention is synthesized by (1) synthesis of polyamine block, (2) synthesis of porphyrin monomer, (3) porphyrin dimerization, (4) Ts group deprotection, (5) Mn introduction. It can be manufactured by performing 5 steps. Details of each step are shown in the examples.

本発明の抗酸化剤は、ス−パ−オキシドディスムタ−セ(SOD)活性とパ−オキシナイトライト(ONOO)消去活性とを有すると共に、金属イオン捕捉機能とカタラ−ゼ機能とを有する。これらの機能についての確認方法について説明する。
SOD活性、ONOO消去活性は、ストップトフロ−法により測定することができる。
ストップトフロ−法は、溶液の迅速な混合および反応追跡に使用されている手法である。反応する2つの化学種の溶液を反応時間スケ−ルよりも速く混合することにより、瞬間的に濃度非平衡状態を生成することができ、その後の反応系内の濃度組成の動的変化を観察して、反応速度を決定することができる。ストップトフロ−法では、シトクロムC法などの間接法とは異なり、Oの減衰を直接観察することができるため、汎用性が高い。
ストップトフロ−法による反応速度定数の算出法を以下に示す。
ス−パ−オキシドアニオンラジカル(O・)の不均化反応(2O +2H+→ H+O)の速度式は以下のように表すことができる。
−d[O・]/dt=kself[O・]+kobs[O] −(4−1)
kself[O・]は本反応条件下(pH=8.1 , 温度37.0℃)ではとても小さく無視できるほどの大きさであるので、次式(3−2)のように書くことができる。
−d[O・]/dt=kobs[O・] −(4−2)
DMSO中のKOとポルフィリン溶液(溶媒HEPES/HEPESNa緩衝溶液)を急速混合し、O・のピ−クを吸高度270nmで追跡すると、反応初期は見かけ上一次反応となる。この減衰曲線を各ポルフィリン濃度について求める。次に(4−2)を移項、積分すると、
−d[O・]/[O2・]=kobsdt −(4−3)
ln[O・]/[O・]=−kobs×t −(4−4)
となり、測定したO・の消去速度定数(kobs)は反応時間に対しO2・の吸光度の自然対数(ln)をプロットすると擬一次直線となる。各濃度でkobsを算出する。2次反応速度定数(kcat)と先ほどのkobsには以下の条件式が成り立つ。
kcat=kobs×[SOD model] −(4−5)
したがって、横軸に濃度、縦軸にkobsをプロットして得られたグラフには直線関係が成り立ち、その傾きから反応速度定数(kcat:M−1−1)が得られる。
The antioxidant of the present invention has a super-oxide dismutase (SOD) activity and a peroxynitrite (ONOO ) scavenging activity, and also has a metal ion scavenging function and a catalase function. . A confirmation method for these functions will be described.
The SOD activity and ONOO - erase activity can be measured by the stopped flow method.
The stopped-flow method is a technique used for rapid mixing of solutions and reaction tracking. By mixing the solution of two reacting species faster than the reaction time scale, a concentration non-equilibrium state can be instantaneously generated, and subsequent dynamic changes in the concentration composition in the reaction system can be observed. Thus, the reaction rate can be determined. The law, unlike the indirect method, such as cytochrome C method, O 2 · - - Stop Tofuro you are possible to observe the attenuation directly high versatility.
The method for calculating the reaction rate constant by the stopped flow method is shown below.
Disproportionation reaction of superoxide anion radical (O 2 ·) (2O 2 · + 2H + → H 2 O 2 + O 2 ) can be expressed as follows.
-D [O 2 ·] / dt = k self [O 2 ·] 2 + k obs [O 2 ]-(4-1)
Since k self [O 2 ·] 2 is very small and negligible under the conditions of this reaction (pH = 8.1, temperature 37.0 ° C.), it is written as the following equation (3-2) be able to.
-D [O 2 ·] / dt = k obs [O 2 ·]-(4-2)
When KO 2 and a porphyrin solution (solvent HEPES / HEPESNa buffer solution) in DMSO are rapidly mixed and the peak of O 2 · is traced at an absorbance of 270 nm, the initial reaction appears to be a primary reaction. This decay curve is determined for each porphyrin concentration. Next, when (4-2) is transferred and integrated,
-D [O 2 ·] / [O 2 ·] = k obs dt-(4-3)
ln [O 2 ·] 0 / [O 2 ·] t = −k obs × t − (4-4)
Next, the measured O 2 · erasing rate constant (k obs) is the plotting the natural logarithm (ln) of the absorbance of O 2 · to the reaction time pseudo-first order straight line. Calculate k obs at each concentration. The following conditional expression holds for the second-order reaction rate constant (k cat ) and the previous k obs .
k cat = k obs × [SOD model] − (4-5)
Therefore, the graph obtained by plotting the concentration on the horizontal axis and k obs on the vertical axis has a linear relationship, and the reaction rate constant (k cat : M −1 s −1 ) is obtained from the slope.

また、金属イオン捕捉機能は、キレ−ト滴定、Zn錯体の1H−NMR滴定により測定することができるが、本発明の抗酸化剤においては、蛍光スペクトルにおいてエキシプレックス形成による消光が起こるはずであるため、蛍光スペクトルの変化を追跡することにより確認することが可能である。 The metal ion trapping function can be measured by chelate titration or 1 H-NMR titration of Zn complex. However, in the antioxidant of the present invention, quenching due to exciplex formation should occur in the fluorescence spectrum. Therefore, it can be confirmed by tracking the change in the fluorescence spectrum.

カタラ−ゼ活性は、H22が不均化され、H2OとO2が生成する反応を起こすように活性化することを意味する。 Catalase activity means that H 2 O 2 is disproportionated and activated to cause a reaction in which H 2 O and O 2 are generated.

このため、カタラ−ゼ活性測定法として、不均化されるH2量を測定する方法、あるいは不均化により生成するO2量を測定する方法の2通りがある。
量の測定は、直接吸光度を測定する方法、ペルオキシダ−ゼなどにより間接的に測定する方法がある。しかし、吸光度法は、混在する他の化合物の影響を受けやすいため、正確な測定を行いにくく、間接法は、直接法に比べ、誤差が大きくなりやすい。その上Hの不均化を測定したい場合、Hのラジカル開裂(H→・OH+OH)の影響が考慮されないため、あまり正確な方法とは言い難い。
一方O測定は、Hが不均化された場合のみに発生するO2を測定するため、精度が高く、酵素活性などの精密な評価を行いたい場合、通常こちらの方法を用いるのが一般的である。クラ−ク型溶存酸素電極は、装置自体は高価であるものの、数nmol程度の感度で測定でき、その上酸素を特異的に検出するため、最も精度の高い方法である。
クラ−ク型溶存酸素電極はたとえば市販の装置(英国HANSATECH社製、OXY−1)で、アノ−ドである銀電極、カソ−ドである白金電極の両極において、以下のような反応が進行する。
カソ−ド O + 4H+ + 4e → 2H
アノ−ド 4Ag + 4Cl → 4AgCl + 4e
溶液中にO2があると、上記のような電極反応が進行し、その際の電気化学ポテンシャル量をO2量に換算してO2量を測定する。
For this reason, there are two catalase activity measurement methods: a method of measuring the amount of disproportionated H 2 O 2 or a method of measuring the amount of O 2 generated by disproportionation.
The measurement of the amount of H 2 O 2 includes a method of directly measuring absorbance and a method of indirectly measuring by peroxidase or the like. However, since the absorbance method is easily influenced by other compounds present in the mixture, it is difficult to perform accurate measurement, and the indirect method tends to have a larger error than the direct method. If you want to measure the disproportionation of the above H 2 O 2, the radical cleavage of the H 2 O 2 (H 2 O 2 → · OH + OH -) because the effect of not considered, it is hard to say that very accurate way.
Whereas O 2 measurement, for measuring the O 2 generated only when the H 2 O 2 was disproportionated, more accurate, if you want to precise evaluation of such enzyme activity, usually employed here how It is common. The Clark-type dissolved oxygen electrode is the most accurate method because it can be measured with a sensitivity of about several nmol and the oxygen is specifically detected although the device itself is expensive.
The Clark-type dissolved oxygen electrode is, for example, a commercially available apparatus (manufactured by HANSATECH, UK, OXY-1), and the following reaction proceeds at both electrodes of the anode silver electrode and the cathode platinum electrode. To do.
Cathode - de O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O
Anode 4Ag + 4Cl → 4AgCl + 4e
When the solution has O 2, the electrode reaction as described above proceeds, in terms of electrochemical potential of that time the amount of O 2 to measure the amount of O 2.

本発明の抗酸化剤は、活性酸素の影響により体内で生じる老化、発癌、炎症、虚血性臓器障害、動脈硬化などの種々の障害や疾患に対する治療用および/または予防用組成物として使用することができる。抗酸化組成物の投与経路は、経口投与、静脈内投与、腹腔内投与、皮下投与、筋肉内投与などが挙げられ、経口投与に適した製剤には、錠剤、カプセル剤、散剤、顆粒剤、溶液剤、シロップ剤などが挙げられる。治療用および/または予防用組成物には、薬剤的に許容できる担体として、当該技術分野で公知の適当な賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、着香料、着色剤、溶解補助剤、懸濁剤、コ−ティング剤などを含んでもよい。
また、皮膚または粘膜の老化、発癌または炎症、もしくは皮膚の日焼けなどの皮膚または粘膜に関する種々の症状を治療しまたは改善するための経皮投与用外用医薬品または化粧品として使用することもできる。外用医薬品または化粧品として適した財形としては溶液剤、パップ剤、貼布剤などが含まれる。外用医薬品には、薬剤的に許容できる担体として、賦形剤、着香料、着色剤、溶解補助剤、懸濁剤などを含んでもよい。
さらには、食品や飲料の形で提供することも可能であると考えられる。好ましい食品の形態としては粉末、顆粒、ペ−スト状、ゼリ−状などが挙げられる。食品にする場合、適宜他の添加剤などを添加しうる。食品または飲料には、特定保健用食品、病者用食品等の範疇にあるものも含まれる。
なお、本発明の抗酸化剤の使用量は、使用目的や剤型、使用者の体格等により任意であり、特に制限されるものではない。
The antioxidant of the present invention is used as a therapeutic and / or prophylactic composition for various disorders and diseases such as aging, carcinogenesis, inflammation, ischemic organ damage, arteriosclerosis caused in the body by the influence of active oxygen. Can do. The administration route of the antioxidant composition includes oral administration, intravenous administration, intraperitoneal administration, subcutaneous administration, intramuscular administration, and the like, and preparations suitable for oral administration include tablets, capsules, powders, granules, Examples include solutions and syrups. For therapeutic and / or prophylactic compositions, as a pharmaceutically acceptable carrier, suitable excipients, binders, disintegrants, lubricants, flavoring agents, coloring agents, solubilizing aids known in the art. Agents, suspensions, coating agents and the like may be included.
It can also be used as a topical pharmaceutical preparation or cosmetic for transdermal administration for treating or ameliorating various skin or mucosal symptoms such as skin or mucosal aging, carcinogenesis or inflammation, or skin tanning. Good forms suitable for topical medicines or cosmetics include solutions, poultices, patches and the like. External preparations may contain excipients, flavoring agents, coloring agents, solubilizing agents, suspending agents and the like as pharmaceutically acceptable carriers.
Furthermore, it can be provided in the form of food or beverage. Preferred food forms include powders, granules, pastes, jellies and the like. When making food, other additives and the like can be added as appropriate. Foods or beverages include those in the category of food for specified health use, food for the sick, and the like.
In addition, the usage-amount of the antioxidant of this invention is arbitrary according to a use purpose, a dosage form, a user's physique, etc., and is not restrict | limited in particular.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[合成例]
金属イオンキレ−ト能を有する新規Mnポルフィリンダイマ−「MnPD−N3」を合成した。
[Synthesis example]
A novel Mn porphyrin dimer “MnPD-N3” having a metal ion chelating ability was synthesized.

合成は、(1)ポリアミンブロックの合成、(2)ポルフィリンモノマ−の合成、(3)ポルフィリンダイマ−化、(4)Ts基脱保護、(5)Mn導入の5ステップで行った。以下、各ステップについて具体的に説明する。
(1)ポリアミンブロックの合成
出発原料として、トシル基(Ts基)で保護したジエチレントリアミン(ジエチレントリアミン)、N,N’,N’’−トリス(p−トルエンスルホニル)ジエチレントリアミン(N,N’,N’’−Tris(p−トルエンスルフォニルl)ジエチレントリアミン)(東京化成)、トリエチレンテトラミン(トリエチレンテトラミン)(Aldrich)を用いた。全ての合成で、反応の進行はシリカTLC(クロロホルム:メタノ−ル=9:1など)で追跡した。
(a)Ts−トリアミン(Ts−トリアミン)の両末端アルキルジオ−ル化
The synthesis was performed in five steps: (1) synthesis of polyamine block, (2) synthesis of porphyrin monomer, (3) porphyrin dimerization, (4) Ts group deprotection, and (5) Mn introduction. Hereinafter, each step will be specifically described.
(1) Synthesis of polyamine block As starting materials, diethylenetriamine (diethylenetriamine) protected with a tosyl group (Ts group), N, N ′, N ″ -tris (p-toluenesulfonyl) diethylenetriamine (N, N ′, N ′) '-Tris (p-toluenesulfonyll) diethylenetriamine) (Tokyo Kasei) and triethylenetetramine (triethylenetetramine) (Aldrich) were used. In all syntheses, the progress of the reaction was followed by silica TLC (chloroform: methanol = 9: 1 etc.).
(A) Both-end alkyldiolation of Ts-triamine (Ts-triamine)

Figure 0006086576
Figure 0006086576

8.487g(15mmol)の’’N,N‘,N’‘−トリ(p−トルエンスルフォニルl)ジエチレントリアミン(Ts−トリアミン)、3.00g(34.1mmol)の炭酸エチレン、0.03g(0.58mmol)のKOHを入れ、窒素下、165℃で加熱攪拌した。
4時間加熱攪拌した後、反応混合物を90℃まで冷却し、エタノ−ル20mlを加えて、1時間、加熱攪拌した。
クロロホルム:水で分液、クロロホルム相を回収し、溶媒を除去して固体を回収した。
再結晶で得られた白色固体を吸引ろ過で回収し、50℃で真空乾燥しTs−トリアミンジオ−ルを得た。収量は5.13g、収率は52%であり、得られた生成物のH−NMRスペクトルの帰属は7.68ppm 6H フェニル H、7.43ppm 6H フェニル H、4.83ppm 2H NH、3.50−3.10ppm 12H −CH2−、2.42ppm 9H Ts−Meであった。
(b)Ts−トリアミンジオ−ル(Ts−トリアミン−ジオ−ル)のメシル化
8.487 g (15 mmol) of “N, N ′, N” -tri (p-toluenesulfonyll) diethylenetriamine (Ts-triamine), 3.00 g (34.1 mmol) of ethylene carbonate, 0.03 g (0 .58 mmol) of KOH was added and heated and stirred at 165 ° C. under nitrogen.
After stirring with heating for 4 hours, the reaction mixture was cooled to 90 ° C., 20 ml of ethanol was added, and the mixture was stirred with heating for 1 hour.
Chloroform: Separation with water, the chloroform phase was recovered, the solvent was removed, and the solid was recovered.
The white solid obtained by recrystallization was collected by suction filtration and dried in vacuo at 50 ° C. to obtain Ts-triaminediol. The yield was 5.13 g, and the yield was 52%. Assignment of 1 H-NMR spectrum of the obtained product was 7.68 ppm 6H phenyl H, 7.43 ppm 6H phenyl H, 4.83 ppm 2H NH, 3. It was 50-3.10 ppm 12H-CH2-, 2.42 ppm 9H Ts-Me.
(B) Mesylation of Ts-triaminediol (Ts-triaminediol)

Figure 0006086576
Figure 0006086576

1.006g(1.54mmol)のTs−トリアミン−ジオ−ルを入れ、クロロホルム10mlに溶解させた。
−15〜−20℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド250μl(3.23mmol)を加え、30分攪拌した。その後、氷5ml(5g)、10%HCl2.5mlの混合液を加え分液し、有機層を回収した。
脱水、ろ過後、溶媒を除去し、その後酢酸エチルで再結晶しメシル化物を得た。得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)を図1に示す。帰属は7.78ppm 6H フェニル H、7.38ppm 6H フェニル H、4.43−3.38ppm 16H −CH−、3.08ppm 6H Me、2.47ppm 9H Ts−Meであり、収量は0.1796g、収率は23%であった。
(c)トリエチレンテトラミン(トリエチレンテトラミン)のTs基保護
1.006 g (1.54 mmol) of Ts-triamine-diol was added and dissolved in 10 ml of chloroform.
The mixture was cooled to -15 to -20 ° C, 250 µl (3.23 mmol) of methanesulfonyl chloride was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, a mixture of 5 ml of ice (5 g) and 2.5 ml of 10% HCl was added for liquid separation, and the organic layer was recovered.
After dehydration and filtration, the solvent was removed, and then recrystallized with ethyl acetate to obtain a mesylated product. The 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is shown in FIG. Attribution 7.78Ppm 6H phenyl H, 7.38ppm 6H phenyl H, 4.43-3.38ppm 16H -CH 2 -, 3.08ppm 6H Me, a 2.47ppm 9H Ts-Me, yield 0.1796g The yield was 23%.
(C) Ts group protection of triethylenetetramine (triethylenetetramine)

Figure 0006086576
Figure 0006086576

25g(0.131mol)のp−トルエンスルホン酸クロリドを入れ、65mlのピリジンに溶解させ、窒素下で50〜60℃にした。
4.8g(0.0328mol)のトリエチレンテトラミンのピリジン溶液5mlを滴下漏斗を用いて滴下し、滴下後1時間攪拌を続けた。
溶液を冷却後、水32mlを加え、1晩攪拌した。
アイスバスで2時間冷却し、沈殿を吸引ろ過で回収し、Ts−テトラミンを得た。洗浄は冷却した95%エタノ−ルで行った。収量は7.441g、収率は30%であった。
得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)の帰属は7.77ppm 8H フェニル H、7.34ppm 8H フェニル H、5.50ppm 2H NH、3.44−3.18ppm 12H −CH−、2.45ppm 12H Ts−Meであった。
(d)Ts−テトラミンの両末端アルキルジオ−ル化
25 g (0.131 mol) of p-toluenesulfonic acid chloride was added and dissolved in 65 ml of pyridine and brought to 50-60 ° C. under nitrogen.
5 ml of a pyridine solution of 4.8 g (0.0328 mol) of triethylenetetramine was dropped using a dropping funnel, and stirring was continued for 1 hour after the dropping.
After cooling the solution, 32 ml of water was added and stirred overnight.
The mixture was cooled in an ice bath for 2 hours, and the precipitate was collected by suction filtration to obtain Ts-tetramine. Washing was performed with chilled 95% ethanol. The yield was 7.441 g, and the yield was 30%.
The assignment of 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is 7.77 ppm 8H phenyl H, 7.34 ppm 8H phenyl H, 5.50 ppm 2H NH, 3.44-3.18 ppm 12H—CH 2. -2.45 ppm 12H Ts-Me.
(D) Both ends alkyldiolation of Ts-tetramine

Figure 0006086576
Figure 0006086576

1.00g(1.31mmol)のTs−テトラミンと、1.81g(13.1mmol)の炭酸カリウムを入れ、20mlのジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させた。
214μl(3.0mmol)の2−ブロモエタノ−ルを加え、窒素下75℃で2日間加熱攪拌した。
ろ過で炭酸カリウムを除き、真空エバポレ−トによりDMFをエバポレ−トし、黄色固体を得た。
得られた黄色固体にメタノ−ルを加えたところ、白色の沈殿としてTs−テトラミン−ジオ−ルが得られた。
収量は0.28797g、収率は26%であった。得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)の帰属は7.75ppm 8H フェニル H、7.42ppm 8H フェニル H、2.49ppm 12H Ts−Me、3.90−2.60ppm 20H −CH−であった。
(e)Ts−テトラミン−ジオ−ルのメシル化
1.00 g (1.31 mmol) of Ts-tetramine and 1.81 g (13.1 mmol) of potassium carbonate were added and dissolved in 20 ml of dimethylformamide (DMF).
214 μl (3.0 mmol) of 2-bromoethanol was added, and the mixture was heated and stirred at 75 ° C. for 2 days under nitrogen.
The potassium carbonate was removed by filtration, and DMF was evaporated by vacuum evaporation to obtain a yellow solid.
When methanol was added to the obtained yellow solid, Ts-tetraminediol was obtained as a white precipitate.
The yield was 0.28797 g, and the yield was 26%. The assignment of 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is 7.75 ppm 8H phenyl H, 7.42 ppm 8H phenyl H, 2.49 ppm 12H Ts-Me, 3.90-2.60 ppm 20H −. CH 2 - it was.
(E) Mesylation of Ts-tetramine-diol

Figure 0006086576
Figure 0006086576

11.286g(13.3mmol)のTs−テトラミン−ジオ−ル(M.W=851.08)、4mlのトリエチルアミンを入れ、ジクロロメタン65mlに溶解させた。
−15〜−20℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド3.242g(28.3mmol)をゆっくり加えた。
溶液を30分攪拌し、43ml(43g)の氷と22mlの10%HClを加え、分液し、有機層を回収した。
脱水後、溶媒を除去し、白色の固体としてのメシル化物を得た。得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)を図2に示す。帰属は7.79ppm 8H フェニル H、7.37ppm 8H フェニル H、4.43ppm 4H、3.38ppm 4H、3.43ppm 4H −CH−、3.06ppm 6H Me、2.47ppm 12H Ts−Meであり、収量は6.275g、収率は47%であった。
(f)トリエチレンテトラミンのNs基保護
11.286 g (13.3 mmol) of Ts-tetramine-diol (M.W = 851.08), 4 ml of triethylamine were added and dissolved in 65 ml of dichloromethane.
The mixture was cooled to −15 to −20 ° C., and 3.242 g (28.3 mmol) of methanesulfonyl chloride was slowly added.
The solution was stirred for 30 minutes, 43 ml (43 g) of ice and 22 ml of 10% HCl were added and separated, and the organic layer was collected.
After dehydration, the solvent was removed to obtain a mesylated product as a white solid. The 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is shown in FIG. The assignments are 7.79 ppm 8H phenyl H, 7.37 ppm 8H phenyl H, 4.43 ppm 4H, 3.38 ppm 4H, 3.43 ppm 4H —CH 2 —, 3.06 ppm 6H Me, 2.47 ppm 12H Ts-Me. The yield was 6.275 g, and the yield was 47%.
(F) Ns group protection of triethylenetetramine

Figure 0006086576
Figure 0006086576

o−ニトロベンゼンスルホン酸クロリド12.18g(0.0549mol)をピリジン30mlに溶解させ、滴下漏斗でトリエチレンテトラミン(トリエチレンテトラミン)2mlの脱水ピリジン(3ml)溶液5mlを窒素下、50℃で加熱攪拌しながら加えた。1時間後、冷却し、水を20mlゆっくりと加え、1晩攪拌した。黒色ゲル状液体を少量のジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解させ、水に滴下することで沈殿精製し、茶色固体を得た。収量は3.66g、収率は43%であった。得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)の帰属は、7.79ppm 8H フェニル H、7.37ppm 8H フェニル H、4.43ppm 4H、3.38ppm 4H、3.43ppm 4H −CH−、3.06ppm 6H Me、2.47ppm 12H Ts−Meであった。
(2)ポルフィリンモノマ−の合成
(a)HPyPPの合成
12.18 g (0.0549 mol) of o-nitrobenzenesulfonic acid chloride is dissolved in 30 ml of pyridine, and 5 ml of a dehydrated pyridine (3 ml) solution of 2 ml of triethylenetetramine (triethylenetetramine) is heated and stirred at 50 ° C. under nitrogen using a dropping funnel Added while. After 1 hour, it was cooled and 20 ml of water was slowly added and stirred overnight. The black gel-like liquid was dissolved in a small amount of dimethyl sulfoxide (DMSO) and added dropwise to water for precipitation purification to obtain a brown solid. The yield was 3.66 g, and the yield was 43%. The assigned 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is 7.79 ppm 8H phenyl H, 7.37 ppm 8H phenyl H, 4.43 ppm 4H, 3.38 ppm 4H, 3.43 ppm 4H —CH. 2- , 3.06 ppm 6H Me, 2.47 ppm 12H Ts-Me.
(2) Synthesis of porphyrin monomer (a) Synthesis of H 2 PyP 3 P

Figure 0006086576
Figure 0006086576

ベンズアルデヒド14ml、4−ピリジンカルボキシアルデヒド6ml、ピロ−ル12.5mlをプロピオン酸500mlに溶解させ、1.5時間加熱還流後、エチレングリコ−ル350mlを加え、放冷し、冷蔵庫で一晩静置した。溶液をろ過し、紫色固体を回収した。
シリカカラムクロマトグラフィ−(展開溶媒:クロロホルム)でHPyPPを単離した。なお、1番目に出てくるのがTPPであり、2番目に出てくるのが目的物質のポルフィリンモノマ−である。
得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)を図3に示す。帰属はA: −2.81 (2H,inner H)、 B: 9.04 (2H, ピリジル)、 C: 8.90, 8.79 (8H, β−ピロ−ル)、 D: 8.20(8H, ピリジル 及び m−フェニル)、 E: 7.78 (9H, o− 及び p−フェニル)であり、収量は1.78g 収率は2%であった。

(3)ポルフィリンダイマ−化
Ts−トリアミンダイマ−の合成
(a)メシル基で4級化する方法
Benzaldehyde (14 ml), 4-pyridinecarboxaldehyde (6 ml) and pyrrole (12.5 ml) were dissolved in propionic acid (500 ml), heated and refluxed for 1.5 hours, added with ethylene glycol (350 ml), allowed to cool, and left overnight in a refrigerator. did. The solution was filtered and a purple solid was collected.
H 2 PyP 3 P was isolated by silica column chromatography (developing solvent: chloroform). Note that TPP comes out first, and the target porphyrin monomer comes out second.
The 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is shown in FIG. The assignments are A: -2.81 (2H, inner H), B: 9.04 (2H, pyridyl), C: 8.90, 8.79 (8H, β-pyrrole), D: 8.20. (8H, pyridyl and m-phenyl), E: 7.78 (9H, o- and p-phenyl), yield 1.78 g, yield 2%.

(3) Synthesis of porphyrin dimerized Ts-triamine dimer (a) Method of quaternization with mesyl group

Figure 0006086576
Figure 0006086576

0.207g(0.336mmol)のHPyPPをNMP 8mlに溶解させ、100℃に加熱した。
0.161g(0.16mmol)のTs−トリアミン−OSOCHを溶解させたNMP溶液2mlをゆっくりと滴下した。48時間後、反応を停止し、NMPを真空エバポレ−ションにより、エバポレ−トした。ついでシリカカラムクロマトグラフィ−により目的物であるポルフィリンダイマ−を単離した。
少量のメタノ−ルに溶解させ、NHPFを適量加え、赤紫色沈殿を得た。水で洗い、ろ過で回収した。
得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)を図4に示す。帰属は9.60ppm 4H オルト−ピリジル、9.10−8.80ppm 20H メタ−ピリジル 及び β−ピロ−ル、8.20ppm 12H フェニル、7.90ppm 18H フェニル、7.70ppm 12H Ts−フェニルであり、収率は2〜4%であった。
(4)ポルフィリンダイマ−のTs基脱保護
0.03gのTs−トリアミンダイマ−を入れ、96%HSOを2ml加え、100℃で72時間、加熱攪拌した。
72時間後、放冷し、NaOH水溶液を加え、中和した。
溶媒の水をエバポレ−トし、茶色の固体を回収した。その後、TOYOPEARL HW−50Fで処理した。
得られた生成物のH−NMRスペクトル(in CDCl)を図5に示す。帰属は9.60ppm 4H オルト−ピリジル、9.40ppm 4H メタ−ピリジル、9.05−8.80ppm 16H β−ピロ−ル、8.30−8.10ppm 30H フェニルであった。
0.207 g (0.336 mmol) of H 2 PyP 3 P was dissolved in 8 ml of NMP and heated to 100 ° C.
2 ml of an NMP solution in which 0.161 g (0.16 mmol) of Ts-triamine-OSO 2 CH 3 was dissolved was slowly added dropwise. After 48 hours, the reaction was stopped and NMP was evaporated by vacuum evaporation. Subsequently, the target porphyrin dimer was isolated by silica column chromatography.
After dissolving in a small amount of methanol, an appropriate amount of NH 4 PF 6 was added to obtain a reddish purple precipitate. Washed with water and collected by filtration.
The 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is shown in FIG. The assignments are 9.60 ppm 4H ortho-pyridyl, 9.10-8.80 ppm 20H meta-pyridyl and β-pyrrole, 8.20 ppm 12H phenyl, 7.90 ppm 18H phenyl, 7.70 ppm 12H Ts-phenyl, The yield was 2-4%.
(4) Ts group deprotection of porphyrin dimer 0.03 g of Ts-triamine dimer was added, 2 ml of 96% H 2 SO 4 was added, and the mixture was heated and stirred at 100 ° C. for 72 hours.
After 72 hours, the mixture was allowed to cool and neutralized with an aqueous NaOH solution.
Solvent water was evaporated and a brown solid was recovered. Then, it processed with TOYOPEARL HW-50F.
The 1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ) of the obtained product is shown in FIG. The assignments were 9.60 ppm 4H ortho-pyridyl, 9.40 ppm 4H meta-pyridyl, 9.05-8.80 ppm 16H β-pyrrole, 8.30-8.10 ppm 30H phenyl.

(5)ポルフィリンダイマ−への金属導入
(a)トリアミンダイマ−へのMn導入
トリアミンダイマ−をメタノ−ル5mlに溶解させた。トリアミンダイマ−に対して10当量の酢酸マンガン4水和物を加え、50℃で加熱還流した。
UV−visスペクトルにより、極大吸収波長(Soret帯)の長波長シフトやQ帯を追跡した。(図6) 423nmのピ−クが完全に消え、466nmのピ−クのみとなり、Q帯が4つから2つになった時点で反応を停止した。(24時間ほど)
溶媒をエバポレ−トし、分画分子量500の透析膜で数日間透析することで、過剰な酢酸マンガン4水和物を除いた。
その後、イオン交換カラム(充填剤:キレ−ト樹脂(Amberlite IRC−748又はCR11))で処理した。溶媒を除去することで、紫色−緑色固体であるMn導入物MnPD−N3を回収した。最終収量は約5MG、全4ステップにおける収率は0.1%であった。
(5) Metal introduction into porphyrin dimer (a) Mn introduction into triamine dimer Triamine dimer was dissolved in 5 ml of methanol. 10 equivalents of manganese acetate tetrahydrate was added to the triamine dimer, and the mixture was heated to reflux at 50 ° C.
The long wavelength shift of the maximum absorption wavelength (Soret band) and the Q band were traced by UV-vis spectrum. (FIG. 6) The reaction was stopped when the peak at 423 nm disappeared and only the peak at 466 nm was reached, and the Q band was changed from four to two. (About 24 hours)
Excess manganese acetate tetrahydrate was removed by evaporating the solvent and dialyzing against a dialysis membrane with a molecular weight cut off of 500 for several days.
Thereafter, it was treated with an ion exchange column (filler: chelate resin (Amberlite IRC-748 or CR11)). By removing the solvent, a Mn introduced product MnPD-N3, which was a purple-green solid, was recovered. The final yield was about 5 MG and the yield in all 4 steps was 0.1%.

(b)トリアミンダイマ−へのZn導入
トリアミンダイマ−を水に溶解させ、トリアミンダイマ−に対して10当量のZnClを加え、ウォ−タ−バスで50℃、1日静置した。
UV−visスペクトルでSoret帯の長波長シフト、Q帯の減少が確認された時点で反応を停止した。
イオン交換カラム(充填剤:キレ−ト樹脂(Amberlite IRC−748又はCR11))で処理し、溶媒を除去することで。紫色固体であるZn導入物ZnPD−N3を回収した。
(B) Introducing Zn into Triamine Dimer Triamine dimer was dissolved in water, 10 equivalents of ZnCl 2 was added to the triamine dimer, and the mixture was allowed to stand at 50 ° C. for 1 day in a water bath.
The reaction was stopped when a long wavelength shift in the Soret band and a decrease in the Q band were confirmed in the UV-vis spectrum.
By treating with an ion exchange column (filler: chelate resin (Amberlite IRC-748 or CR11)) and removing the solvent. A Zn-introduced ZnPD-N3 which was a purple solid was recovered.

[実施例1]
得られた化合物のうちMnポルフィリンダイマ−(以下、「MnPD−N3」という)のSOD活性、ONOO消去活性を上述のストップトフロ−法により評価した。
[Example 1]
Of the obtained compounds, the SOD activity and ONOO - erase activity of Mn porphyrin dimer (hereinafter referred to as “MnPD-N3”) were evaluated by the above-mentioned stopped-flow method.

この際、SOD活性評価は以下のように行い、ONOO消去活性評価は以下のようにして行った。
(SOD活性評価)
2発生源としてはKOを用いた。KOは水と混合すると直ちに
KO + HO → KOH + O + H+
の反応でOを生成する。
実験は、KOをDMSOに飽和させた溶液を片方のシリンジに、もう片方のシリンジには 60MM HEPES/HEPES−Na 緩衝液に溶解したポルフィリン錯体をセットし、36℃、25:1で混合して、発生したOがポルフィリン錯体により分解される様子をOの極大吸収波長245nm(ε=1640M−1cm−1)で追跡し、二次反応速度定数を算出した。
At this time, SOD activity evaluation was performed as follows, and ONOO - erase activity evaluation was performed as follows.
(SOD activity evaluation)
O 2 · - as the source using the KO 2. KO 2 is immediately KO 2 + H 2 O → KOH + O 2 · when mixed with water - + H +
To produce O 2 · .
In the experiment, a porphyrin complex dissolved in 60MM HEPES / HEPES-Na buffer was set in one syringe with a solution in which KO 2 was saturated in DMSO, and the other syringe was mixed at 36 ° C. and 25: 1. Te, O 2 · generated - is a state that is decomposed by the porphyrin complex O 2 · - was followed by a maximum absorption wavelength 245nm (ε = 1640M -1 cm -1 ), was calculated secondary reaction rate constant.

(ONOO−消去活性評価)
SOD活性評価と同様に、ONOO溶液を片方のシリンジに、もう片方のシリンジにPBに溶解させたポルフィリン錯体をセットし、36℃、25:1で混合して、ポルフィリン錯体により分解される様子をONOOの極大吸収波長302nmで追跡し、二次反応速度定数を算出した。なお、ONOO−消去活性評価は2mMのアスコルビン酸存在下で測定を行なった。
(ONOO-Erasure Activity Evaluation)
As in the SOD activity evaluation, a porphyrin complex in which ONO - solution is dissolved in PB is set in one syringe and PB is mixed in the other syringe, mixed at 36 ° C., 25: 1, and decomposed by the porphyrin complex Was tracked at a maximum absorption wavelength of 302 nm of ONOO , and a second-order reaction rate constant was calculated. Note that ONOO-erasing activity was measured in the presence of 2 mM ascorbic acid.

<SOD活性測定条件>
温度:36℃
光路長:2mm
波長:245nm
照射時間:100μs
サンプル混合比:
ポルフィリン溶液/O 溶液=25:1
Buffer:HEPES(pH8.1)
ポルフィリン濃度:0〜5μM
測定サンプル:MnPD−N3,Mn−monoM4PyPP,MnM4Py
<SOD activity measurement conditions>
Temperature: 36 ° C
Optical path length: 2mm
Wavelength: 245nm
Irradiation time: 100 μs
Sample mixing ratio:
Porphyrin solution / O 2 - solution = 25: 1
Buffer: HEPES (pH 8.1)
Porphyrin concentration: 0-5 μM
Measurement sample: MnPD-N3, Mn-monoM4PyP 3 P, MnM4Py 4 P

<ONOO消去活性測定条件>
温度:36℃
光路長:2mm
波長:302nm
照射時間:100μs
サンプル混合比:
ポルフィリン溶液/ONOO溶液=25:1(v/v)
Buffer:PB(pH7.4)(アスコルビン酸2mM含有)
ポルフィリン濃度:0〜5μM
測定サンプル:MnPD−N3,Mn−monoM4PyPP,MnM4Py
[ONOO]:2mM(最終濃度)
<ONOO - erasing activity measurement conditions>
Temperature: 36 ° C
Optical path length: 2mm
Wavelength: 302nm
Irradiation time: 100 μs
Sample mixing ratio:
Porphyrin solution / ONOO - solution = 25: 1 (v / v)
Buffer: PB (pH 7.4) (containing 2 mM ascorbic acid)
Porphyrin concentration: 0-5 μM
Measurement sample: MnPD-N3, Mn-monoM4PyP 3 P, MnM4Py 4 P
[ONOO]: 2 mM (final concentration)

<KO飽和溶液の調製>
褐色バイアル瓶にKOを薬さじ1杯入れ、DMSOに溶解させ、1.5時間攪拌し、1時間静置して調製した。
<Preparation of KO 2 saturated solution>
A spoonful of KO 2 was placed in a brown vial, dissolved in DMSO, stirred for 1.5 hours and allowed to stand for 1 hour.

<ONOOの調製>
ONOOの極大吸収波長はλ=302nm,モル吸光係数は1670M−1cm−1であり、濃度調製はUV−visスペクトルで濃度補正することで行った。
1)2.22mlの30%Hを25mlに希釈し、0.8M H、1.38gのNaNOを25mlに溶解させ、0.8M NaNO、1.5gのNaOHを25mlに溶解させ、1.5M NaOHをそれぞれ調製した。
2)3つの溶液をアイスバスで冷却した。
3)0.8M H 0.8M NaNOを氷浴中で混合させた。
4)混合後、攪拌を行いながら1M HClを加え、同時に1秒以内に1.5M NaOHを加えることにより、黄色の溶液を得た。
5)その後水で希釈を行い、ONOO濃度の調整を行った。
<ONOO - Preparation of>
The maximum absorption wavelength of ONOO is λ = 302 nm, the molar extinction coefficient is 1670 M −1 cm −1 , and the concentration was adjusted by correcting the concentration with a UV-vis spectrum.
1) Dilute 2.22 ml of 30% H 2 O 2 to 25 ml, dissolve 0.8 MH 2 O 2 , 1.38 g NaNO 2 in 25 ml, 0.8 M NaNO 2 , 1.5 g NaOH Dissolved in 25 ml, each prepared 1.5M NaOH.
2) The three solutions were cooled in an ice bath.
3) With 0.8M H 2 O 2 0.8M NaNO 2 was mixed in an ice bath.
4) After mixing, 1M HCl was added with stirring, and at the same time, 1.5M NaOH was added within 1 second to obtain a yellow solution.
5) Dilution with water was then performed to adjust the ONOO concentration.

その結果、SOD活性が、6.7であり、ONOO消化活性が0.42であった。この値は、MnPD−N3のモノマ−体に当たるポルフィリンモノマ−の活性とほぼ同じ値であり、十分なSOD活性及びONOO消去活性を有することが確認された。 As a result, the SOD activity was 6.7, and the ONOO - digestion activity was 0.42. This value is almost the same as the activity of the porphyrin monomer corresponding to the MnPD-N3 monomer body, and it was confirmed that it has sufficient SOD activity and ONOO - erase activity.

またZnPD−N3が金属イオンの捕捉機能を有するか否かを蛍光スペクトル測定により評価した。
ZnPD−N3の蛍光スペクトル測定は以下のように行った。
<実験操作>
溶液全量が2mlになるようにサンプル溶液を調製し、これを石英セルに移して測定した。
<実験条件>
Porphyrin:1μM(最終濃度)
Metal ion:5mM(最終濃度)
Fe2+(FeCl)
Cu2+(CuCl)
Cd2+(CdCl)
Zn2+(ZnCl)
Mn2+(MnCl)
Al3+(AlCl)
(Et)+Cl(TEAC)
溶媒:水
励起波長:423nm(ZnPD−N3の極大吸収波長)
蛍光波長:433−750nm
Further, whether or not ZnPD-N3 has a metal ion capturing function was evaluated by fluorescence spectrum measurement.
The fluorescence spectrum of ZnPD-N3 was measured as follows.
<Experimental operation>
A sample solution was prepared so that the total amount of the solution was 2 ml, and this was transferred to a quartz cell and measured.
<Experimental conditions>
Porphyrin: 1 μM (final concentration)
Metal ion: 5 mM (final concentration)
Fe 2+ (FeCl 2 )
Cu 2+ (CuCl 2 )
Cd 2+ (CdCl 2 )
Zn 2+ (ZnCl 2 )
Mn 2+ (MnCl 2 )
Al 3+ (Al 2 Cl 3 )
(Et) 4 N + Cl (TEAC)
Solvent: Water excitation wavelength: 423 nm (maximum absorption wavelength of ZnPD-N3)
Fluorescence wavelength: 433-750nm

図7にZnPD−N3溶液の蛍光スペクトルとZnPD−N3溶液に過剰量のFeClを加えたときの蛍光スペクトルを示す。ZnPD−N3はFeイオン非存在下では蛍光を示すのにもかかわらず、Feイオン存在下では顕著な蛍光強度の減少が見られた。この変化はZnPD−N3のFeイオンキレ−トに伴ったエキシプレックスの形成による消光であることが示唆される。 FIG. 7 shows the fluorescence spectrum of the ZnPD-N3 solution and the fluorescence spectrum when an excessive amount of FeCl 2 is added to the ZnPD-N3 solution. Although ZnPD-N3 exhibited fluorescence in the absence of Fe ions, a significant decrease in fluorescence intensity was observed in the presence of Fe ions. This change is suggested to be quenching due to the formation of exciplex accompanying the Fe ion chelate of ZnPD-N3.

Feイオンの他、Zn,Mn,Cd,Al,Cuイオン存在下でも同様の評価を行ったところ、Feイオン同様、蛍光強度の著しい低下が見られた。一方で、単核のポルフィリンZnM4PyPでは各種金属イオン存在下で蛍光強度の変化は見られなかった。(図7)以上からZnPD−N3は、これら金属イオンをキレ−トし、それに伴う構造変化により2つのポルフィリンがエキシプレックスを形成しやすい状態に近接していることが示唆された。   When the same evaluation was performed in the presence of Zn, Mn, Cd, Al, and Cu ions in addition to Fe ions, a remarkable decrease in fluorescence intensity was observed as with Fe ions. On the other hand, in the mononuclear porphyrin ZnM4PyP, no change in fluorescence intensity was observed in the presence of various metal ions. (FIG. 7) From the above, it was suggested that ZnPD-N3 chelates these metal ions and that the two porphyrins are prone to form exciplexes due to the accompanying structural changes.

また、得られたMnPD−N3のカタラ−ゼ活性評価を行った。カタラ−ゼ活性測定は、クラ−ク型溶存酸素電極を用い、H22の不均化によって生成する酸素量を定量することで測定した。MnPD−N3は、金属キレ−トに伴う活性の変化を追跡するため、金属イオン非存在下と、あらかじめ各濃度に調整したサンプルと100μMのCuCl2とと混合したものを用いた。
<実験条件>
温度:20℃
溶媒:PB(pH 7.4)
サンプル濃度(最終濃度):0,2,4,6,8,10μM
時間:0〜600sec
:1mM(最終濃度)
サンプル:
Mnサレン錯体 (Control)
MnPD−N3
MnPD−N3 + CuCl(100μM)
Moreover, the catalase activity evaluation of obtained MnPD-N3 was performed. Catalase activity was measured by quantifying the amount of oxygen produced by disproportionation of H 2 O 2 using a Clark-type dissolved oxygen electrode. MnPD-N3 was used in the absence of metal ions, a sample previously adjusted to each concentration, and mixed with 100 μM CuCl 2 in order to track the change in activity associated with metal chelate.
<Experimental conditions>
Temperature: 20 ° C
Solvent: PB (pH 7.4)
Sample concentration (final concentration): 0, 2, 4, 6, 8, 10 μM
Time: 0-600sec
H 2 O 2 : 1 mM (final concentration)
sample:
Mn salen complex (Control)
MnPD-N3
MnPD-N3 + CuCl 2 (100 μM)

<操作>
1.装置のセット
飽和KCl溶液を電極部に数滴たらし、円形に切ったタバコ紙、1.5cm四方のテフロン(登録商標)膜の順に重ね、その上からアプリケ−タ−を用いてOリングを電極部にセットした。
蒸留水を満たし、装置温度を一定に保った。
水相キャリブレ−ションを以下のように行った。
酸素電極の試料室に水を適当量満たし、スタ−ラ−で攪拌しながら(回転速度50)、酸素電極の出力電圧一定になるまで放置した(5〜10分)。 またその電圧値を空気中の酸素と平衝にある溶液の酸素濃度の出力電圧とした。
その後、試料室にジチオナイトを薬さじで少量加え、ふたを底面が水面に密着するまで挿入した。そして電圧が一定になったときの値を酸素濃度0の時の出力電圧とした。
2.サンプル調製
30%Hを113μl取り、100mlに希釈することで10mMのHを調製した。
最終濃度が0,2,4,6,8,10μMとなるように、サンプル溶液100μlを調製した。
3.測定
10mM Hを100μl、PBを800μl入れ、レ−トが安定したらサンプル溶液100μlを加えた。(全1ml)
10分間反応させた後、測定を停止し、酸素濃度の変化を解析し、速度定数を算出した。
各サンプルのカタラ−ゼ活性を表2に示す。MnPD−N3は金属イオン非存在下で38s−1という低い活性値であった。一方で、100μM銅イオン存在下ではカタラ−ゼミミックであるMnサレン錯体を超える高いカタラ−ゼ活性(220s−1)を有することがわかった。金属キレ−ト能評価の結果と合わせて考察すると、銅イオンキレ−トに伴い、2つのポルフィリンが会合状態を形成することにより、Mn−Mn間距離が近接した状態で固定化され、Hが2核的に不均化されていると考えられる。以上から、MnPD−N3は、金属イオン応答的に触媒活性を示すことが明らかとなった。
<Operation>
1. Set of equipment Drop a few drops of saturated KCl solution on the electrode section, stack tobacco paper cut into a circle, and 1.5 cm square Teflon (registered trademark) in this order, and then apply an O-ring using an applicator. It set to the electrode part.
Filled with distilled water and kept the apparatus temperature constant.
Aqueous calibration was performed as follows.
The sample chamber of the oxygen electrode was filled with an appropriate amount of water, and was allowed to stand until the output voltage of the oxygen electrode became constant (5 to 10 minutes) while stirring with a stirrer (rotation speed 50). The voltage value was defined as the output voltage of the oxygen concentration of the solution in equilibrium with oxygen in the air.
Thereafter, a small amount of dithionite was added to the sample chamber with a spoon, and the lid was inserted until the bottom surface was in close contact with the water surface. The value when the voltage became constant was taken as the output voltage when the oxygen concentration was 0.
2. Sample preparation 10 mM H 2 O 2 was prepared by taking 113 μl of 30% H 2 O 2 and diluting to 100 ml.
100 μl of sample solution was prepared so that the final concentration was 0, 2, 4, 6, 8, 10 μM.
3. Measurement: 100 μl of 10 mM H 2 O 2 and 800 μl of PB were added. When the rate was stable, 100 μl of sample solution was added. (Total 1ml)
After reacting for 10 minutes, the measurement was stopped, the change in oxygen concentration was analyzed, and the rate constant was calculated.
Table 2 shows the catalase activity of each sample. MnPD-N3 had a low activity value of 38 s −1 in the absence of metal ions. On the other hand, it was found that in the presence of 100 μM copper ions, it has a high catalase activity (220 s −1 ) exceeding the Mn salen complex, which is a catalase semimic. When considered together with the results of the metal chelate ability evaluation, the two porphyrins form an associated state along with the copper ion chelate, so that the distance between Mn and Mn is immobilized, and H 2 O 2 is considered to be disproportionate in two nuclei. From the above, it was revealed that MnPD-N3 exhibits catalytic activity in response to metal ions.

表1:カチオン性Mnポルフィリン錯体及びMnサレン錯体のカタラ−ゼ活性

Figure 0006086576
Table 1: Catalytic activity of cationic Mn porphyrin complexes and Mn salen complexes
Figure 0006086576

なお、比較として用いたMnサレン錯体はEukarion Inc.によって開発された「商品名EUK−134」と同様の構造をとる化合物であり、合成は以下の通りに行った。
(3OMeSalen)をメタノ−ルに溶解させ、トリエチルアミン存在下で、10〜40当量の塩化マンガンを加え、50℃で加熱攪拌した。UV−visスペクトルで反応を追跡し、極大吸収波長が変化した時点で反応を停止し、精製した。


In addition, Mn salen complex used as a comparison is Eukarion Inc. The compound having a structure similar to that of “trade name EUK-134” developed by the company was synthesized as follows.
H 2 (3OMeSalen) was dissolved in methanol, 10 to 40 equivalents of manganese chloride was added in the presence of triethylamine, and the mixture was heated and stirred at 50 ° C. The reaction was followed by UV-vis spectrum, and when the maximum absorption wavelength was changed, the reaction was stopped and purified.


Claims (3)

下記式(1)で表される抗酸化剤であって、
A−(B) ・・・・・(1)
(式中、Aは金属イオンを捕捉可能な基を示し、
上記Bが、ポルフィリン錯体またはこの誘導体であり、
錯体を形成する金属が、Mn、Zn、Fe又はCuである。)
上記式(1)における上記Aが、下記式(2)で表される化合物であることを特徴とする抗酸化剤。
−C −(NH−CH CH )n− ・・・・・(2)
(式中、nは、1〜10の整数を示す)
An antioxidant represented by the following formula (1) ,
A- (B) 2 (1)
(In the formula, A indicates the capture groups of metal ions,
B is a porphyrin complex or a derivative thereof,
The metal that forms the complex is Mn, Zn, Fe, or Cu . )
The antioxidant in the above formula (1) is a compound represented by the following formula (2).
-C 2 H 4 - (NH- CH 2 CH 2) n- ····· (2)
(In the formula, n represents an integer of 1 to 10)
上記式(1)で表される抗酸化剤が、下記の化合物であることを特徴とする請求項記載の抗酸化剤。
Figure 0006086576
The antioxidant according to claim 1 , wherein the antioxidant represented by the formula (1) is the following compound.
Figure 0006086576
上記式(2)における上記nが3〜5の整数であることを特徴とする請求項1記載の抗酸化剤。
2. The antioxidant according to claim 1, wherein n in the formula (2) is an integer of 3 to 5.
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