JP7085654B2 - アクリダン類のｎ－アルキル化 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国仮出願第６２／６８９，８１１号（２０１８年６月２５日出願）（これはその全体として参照により本明細書に加入される）の優先権を主張する。

発明の分野
本発明は、高光収率化学発光アクリジニウム化合物の合成において使用されるＮ－アルキル化アクリダン化合物の、発がん性化学物質１，３－プロパンスルトンを使用しない合成を記載する。本方法はまた、官能化Ｎ－アルキル基をアクリジニウム窒素に含有する他の化学発光アクリジニウムの合成のために一般的に適用可能であると期待される。

発明の背景
化学発光アクリジニウム標識は、自動化イムノアッセイにおいて広く使用される。これらの標識は、非置換アクリジニウムフェニルエステル類又はアクリジニウムスルホンアミド類と比較して優れた化学発光安定性を示す（非特許文献１；特許文献１）。Ｎ－スルホプロピル基を含有するアクリジニウム標識は親水性であり、そして対応するＮ－メチルアナログと比較して改善された水溶性を示す（Ｌａｗら；特許文献２）。これらの化学発光標識はまた、低い非特異的結合を有し、これはアクリジニウムエステル構造中にポリ（エチレン）グリコール（ＰＥＧ）又は双性イオンを組み込むことによりさらに軽減され得る（非特許文献２；非特許文献３；特許文献３）。

Ｎ－スルホプロピル基を含有するアクリジニウム標識の合成は、アルキル化試薬が溶媒でもあるニート反応で高温にて試薬１，３－プロパンスルトンを用いてアクリジン前駆体をアルキル化することにより通常は達成される（Ｌａｗら、特許文献２）。アルキル化試薬に対するヒンダードアクリジン窒素の不十分な反応性により、これらの厳しい条件がＮ－アルキル化反応のために必要となる。ニート反応は製造目的に使用することができるが、主要な不利な点は、１，３－プロパンスルトンが非常に毒性であり、重大な健康障害を引き起こすということである（非特許文献４；非特許文献５）。ニートアルキル化反応と比較して実質的に減少した量の１，３－プロパンスルトンを用いるイオン性液体中でのアクリジン化合物のＮ－アルキル化のための合成プロトコルもまた開発された（非特許文献６；特許文献４）。イオン性液体中で１，３－プロパンスルトンを用いたアクリジン前駆体の増加した反応性はまた、副反応又は分解を最少にしながらＮ－スルホプロピル基を含有する様々な官能化アクリジニウム化合物（例えば、アクリジニウムエステル類又はアクリジニウムスルホンアミド類）の合成を可能にした。さらに、非置換アクリジニウム化合物（すなわち、ここでアクリジニウム環におけるＣ２－Ｃ８炭素位置がそれぞれ非置換である）の合成もまた、イオン性液体中で試薬ナトリウム３－ブロモプロパンスルホナートを用いた対応するアクリダンのＮ－アルキル化により達成され得る（特許文献５；非特許文献７）。アクリダンＮ－アルキル化方法は、非置換Ｎ－スルホプロピルアクリジニウムエステルの合成のための１，３－プロパンスルトンの使用を排除する。

残念ながら、これらの方法は、電子豊富アクリジニウム化合物の合成には適していない。例えば、これらのアクリジニウム化合物の電子豊富アクリダン前駆体は、イオン性液体中でナトリウム３－ブロモプロパンスルホナートとともに加熱した場合にそれらのアクリジン対応物へと容易に酸化される。合成スキーマ（Ｓ１）に見られるように、電子豊富アクリダン類は、アクリダン系の中央環窒素のＮ－アルキルではなくアクリジンへの酸化を受ける（すなわち、Ｎ－アルキルアクリダンは形成されない）。合成スキーマＳ１において、アクリダンはアクリダン環系のＣ－２及びＣ７位置におけるＯＲ及びＲ’基の存在に起因して電子豊富である。

ＵＳ ８，７７８，６２４ ＵＳ ５，６５６，４２６ ＵＳ ６，６６４，０４３ ＵＳ ８，２９３，９０８ ＵＳ ９，５１２、０８０

Ｌａｗ ｅｔ ａｌ、Ｊ．Ｂｉｏｌｕｍｉｎ．Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎ．４ （１９８９）：８８－９８ Ｎａｔｒａｊａｎ ｅｔ ａｌ、Ｏｒｇ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．９ （２０１１）：５０９２－５１０３ Ｎａｔｒａｊａｎ ｅｔ ａｌ、Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．４０６ （２０１０）：２０４－２１３ Ｂｏｌｔ ａｎｄ Ｇｏｌｋａ、Ｔｏｘｉｃｏｌ．Ｌｅｔｔ．１５１ （２００４）：２５１－２５４ Ｕｌｌａｎｄ ｅｔ ａｌ、Ｎａｔｕｒｅ ２３０ （１９７１）：４６０－４６１ Ｎａｔｒａｊａｎ ａｎｄ Ｗｅｎ、Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｅｍ．１３ （２０１１）：９１３－９２１ Ｎａｔｒａｊａｎ ａｎｄ Ｗｅｎ、Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．Ｒｅｖ．６ （２０１３）：２３７－２４８

したがって、本発明の目的は、これらの制限が除かれたＮ－アルキル化アクリジン化合物を製造する方法を提供することである。

要旨
本発明は、電子豊富アクリダン類（例えば、１つ又は２つのアルコキシ基をアクリダン環のＣ－２及び／又はＣ－７に含有するアクリダン類）が、トリフルオロメタンスルホナート（トリフラート）のような強力なアルキル化剤を用いてアルキル化され得るという発見を部分的に前提とする。これらの電子豊富アクリダン類は、アクリダン環のＣ（１）～Ｃ（８）炭素のそれぞれにおける炭素が水素に結合している同じアクリダンの電子密度よりも大きい電子密度を有するアクリダン化合物である。例えば、電子豊富アクリダンは、式（Ａ１）：

の構造を有し得、
式中、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４（すなわち、０、１、２、３、又は４）であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基（例えば、アルコキシ）から独立して選択され；そして
Ｒ_３は、水素又は、１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカル（例えば、Ｃ_１－Ｃ_３０、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_３０、Ｃ_５－Ｃ_４０、Ｃ_１０－Ｃ_４０）であり、そしてここでＲ_３は、双性イオン基（例えば、－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよい。

保護されたスルホナートトリフラート反応物においてトリフラート脱離基が結合しているＲ_Ｌの炭素原子上での、アクリダン環系の中央環における窒素原子による求核攻撃を通して反応が進行する。大部分の実施態様において、保護されたスルホナートトリフラートの炭化水素連結基（－Ｒ_Ｌ－）は、トリフラート脱離基に結合された炭素原子を含む。≧８０％の変換を伴うこのような反応の例は、

により説明される。

アクリダン化合物のＮ－アルキル化のための方法は、式（Ｒ１）：

［式中、Ｇは酸に不安定な保護基であり；そして
－Ｒ_Ｌ－は、それぞれ独立して、１つ又はそれ以上（例えば、１～５、１、２、３、４、５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルから選択され；そしてここでＲ_Ｌは、双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含む］
の構造を有する保護されたスルホナートトリフラート化合物とアクリダン化合物を反応させることを含み得る。大部分の実施態様において、アクリダンはアクリダン環系の中央窒素においてＮ－アルキル化される。

これらのＮ－アルキル化反応は、遅いが典型的には良好な変換（≧８０％）で進行し、次いで生成物Ｎ－アルキル化アクリダン類は、Ｎ－アルキルアクリジニウム化合物（例えば、Ｎ－アルキルアクリジニウムエステル、Ｎ－アルキルアクリジニウムスルホンアミド）へと容易に酸化され得る。

いくつかの実施態様において、：
（ａ） 保護されたスルホナートトリフラートを用いてアクリダンをＮ－アルキル化すること；及び
（ｂ） Ｎ－アルキルアクリダンを酸化してＮ－アルキルアクリダンを保護されたアクリジニウムに変換すること
を含む、保護されたアクリジニウム化合物の合成のための方法も提供される。

Ｎ－アルキルアクリダン類又はＮ－アルキルアクリジニウムの合成は、アクリジン化合物を還元してアクリダンを生成することをさらに含み得る。いくつかの実施態様において、保護されたアクリジニウムを、このような脱保護における反応物と適合性の条件下で酸の存在化にて脱保護して、双性イオン性アクリジニウムを生成し得る。

保護されたスルホナートトリフラートを使用したこれらのＮ－アルキル化反応は、アクリダン環系の中央環窒素への、炭化水素に結合された保護基を有するスルホナートの導入を生じる。Ｎ－アルキル化アクリダンのその後の酸化、続いてスルホナート上の保護基の除去は、アルコキシ置換Ｎ－スルホプロピルアクリジニウム化合物の形成をもたらす。理論に束縛されることを望まないが、トリフラートアルキル化試薬の増加した反応性と組み合わせた、それらのアクリジン前駆体と比較して増加したアクリダンの反応性は、この化学変換における増加した変換の主な原因であると考えられる。さらに、アクリダンよりもむしろアクリダンアナログがＮ－アルキル化反応に使用される場合、典型的には不十分な変換が観察される。このような不十分な変換は、高度に反応性のトリフラートアルキル化試薬を用いても起こる。例えば、２，７－ジメトキシアクリジンメチルエステルの３－ブロモプロピルトリフラートとの反応は、非常に低い変換をもたらした。同様に、電子豊富アクリダンとの臭化物又はヨウ化物のようなより低い反応性のアルキル化試薬の使用もまた不十分な変換をもたらした。

保護されたスルホプロピルトリフラートを用いた反応性電子豊富アクリダン類のＮ－アルキル化は、スルホナート保護基を含有するＮ－アルキルアクリダン類を生じる有効なＮ－アルキル化をもたらす。これらのＮ－アルキル化アクリダン類は、化学発光アクリジニウム化合物の合成において使用され得る。いくつかの実施態様において、Ｎ－アルキル化アクリダンは、式（ＮＡ１）：

［式中、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；
Ｒ_３は、水素又は、１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_３は、双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよく；
－Ｒ_Ｌ－はそれぞれ独立して、１つ又はそれ以上（例えば、１～５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルから選択され；そしてここでＲ_Ｌは 双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含み；そして
Ｇは酸に不安定な保護基である］
に従う構造を有し得る。

本明細書に記載される合成は、電子豊富アクリダン類のＮ－アルキル化のために特に有用である。例えば、電子豊富アクリダンは、式（Ａ１）：

［式中、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；そして
Ｒ_３は、水素又は、１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカル（例えば、Ｃ_１－Ｃ_３０、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_３０、Ｃ_５－Ｃ_４０、Ｃ_１０－Ｃ_４０）であり、そしてここでＲ_３は、双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよい］の構造により表され得る。これらの電子豊富アクリダン類は、Ｒ_１及びＲ_２がそれぞれ水素である同じアクリダンの電子密度よりも大きい電子密度を有するアクリダン化合物である。

特定の実施態様において、アクリダンは、アクリダン環のＣ－２及び／又はＣ－７にアルコキシ基を含有する電子豊富アクリダンであり、そして高度に反応性のアルキル化試薬はトリフルオロメタンスルホナートである。好ましい実施態様において、アルキル化試薬は、スルホナート上に保護基を有するＮ－スルホプロピル基を含有するＮ－アルキル化アクリダンを生じるスルホナート保護スルホプロピルトリフラートである。アクリダンのアクリジニウムエステルへの酸化、続いてスルホナート上の保護基の除去により保護されたアクリジニウム化合物が生じる。保護されたアクリジニウム化合物は、構造

を有し得る。

この合成プロコトルは、高光収率電子豊富アクリジニウムエステル類の構築のための発がん性化学物質１，３－プロパンスルトンの使用を完全に排除する。発がん性アルキル化試薬１，３－プロパンスルトンの排除は、臨床診断学のためのこれらの高光出力標識のより環境に優しい合成を提供する。さらに、このような反応は、イオン性液体の存在下で起こっても起こらなくてもよい。本明細書に記載される化学合成は、アクリジニウム環のＣ－９位置（すなわち、式（Ａ１）におけるＲ_３に結合した炭素）における官能基とは別のアクリダンの反応性を利用する。典型的には、この官能基は、発光化学種である励起状態アクリドンの形成によりアクリジニウム複合体における化学発光をもたらす。Ｃ－９における官能基はこれらのＮ－アルキル化スキーマにおいて関与していないので、本明細書に記載される合成機構は、アクリダンエステル及びアクリダンスルホンアミド類を含む様々なアクリダン化合物で動作する。いくつかの実施態様において、アクリダンはアクリダンエステルである。他の実施態様において、アクリダンはアクリダンスルホンアミドである。したがって、様々なクラスの化学発光アクリジニウム化合物（及びそれらのそれぞれの中間体）が、化学発光アクリジニウムエステル及び化学発光アクリジニウムスルホンアミド類を含めて、記載される方法により製造され得る。

図１は、本発明の方法を使用して合成されたＮ－スルホプロピルイソプロポキシアクリジニウムエステル（化合物５）のＨＰＬＣトレースである。 図２は、本発明の方法を使用して合成されたＮ－スルホプロピルＰＥＧアクリジニウムエステル（化合物６）のＨＰＬＣトレースである。

詳細な説明
便宜上、実施例及び添付の特許請求の範囲を含めて本明細書において使用される特定の用語は、ここに集められる。別の規定がなけれれば、本明細書において使用される全ての技術的及び科学的用語は、この開示が属する分野の当業者により一般的に理解される意味と同じ意味を有する。

別に明示的に定義されていなければ、以下の用語及び句は、本開示全体を通して以下の意味を有することを意図される：
本明細書において示される全てのパーセンテージは、別の指示がなければ、担体を含めて組成物全体と比較した特定の成分の質量パーセンテージを指す。当然のことながら、組成物内の個々の成分の全ての質量％の合計は１００％を超えない。

本明細書において使用される用語「ａ」又は「ａｎ」は１つ又はそれ以上を意味する。本明細書において使用される用語「本質的に～からなる」は、特定の材料又は工程、及び本明細書を読むことから理解されるように、特許請求される発明の基礎及び新規の特徴に実質的に影響を及ぼさないものに本発明を限定することを意図される。

他に記載されていなければ、様々な基又は置換基の以下の定義が使用される。ラジカル、置換基、及び範囲について以下に列挙される特定の値及び一般的な値は説明のためのみのものであり；ラジカル及び置換基について他の定義された値又は定義された範囲内の他の値を排除しない。他に記載されていなければ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシなどは、直鎖、分枝、及び環状の基、さらにはそれらの組み合わせを示す。

用語「炭化水素」は、炭素及び水素原子を含有するラジカル又は基を指す。炭化水素ラジカルの例としては、限定することなく、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリール－アルキル、アルキル－アリール、及びそれらのいずれかの組み合わせ（例えば、アルキル－アリール－アルキルなど）が挙げられる。別の指示がなければ、本明細書で使用される炭化水素は、一価又は多価（例えば、二価、三価など）の炭化水素ラジカルであり得る。メチレンラジカル、すなわち、－ＣＨ_２－を含む形式－（ＣＨ_２）_ｎ－のラジカルは、それが炭素原子間に不飽和結合を有していない場合はアルキルラジカルとみなされる。他に特定されていなければ、全ての炭化水素ラジカル（置換及び非置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリール－アルキル、アルキル－アリールなどを含む）は、１～４５個の炭素原子を有し得る（例えば、Ｃ_１－Ｃ_３０、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_３０、Ｃ_５－Ｃ_４０、Ｃ_１０－Ｃ_４０、Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、Ｃ_６、Ｃ_７、Ｃ_８、Ｃ_９、Ｃ_１０、Ｃ_１１、Ｃ_１２、Ｃ_１３、Ｃ_１４、Ｃ_１５、Ｃ_１６、Ｃ_１７、Ｃ_１８、Ｃ_１９、Ｃ_２０、Ｃ_２１、Ｃ_２２、Ｃ_２３、Ｃ_２４、Ｃ_２５、Ｃ_２６、Ｃ_２７、Ｃ_２８、Ｃ_２９、Ｃ_３０、Ｃ_３１、Ｃ_３２、Ｃ_３３、Ｃ_３４、Ｃ_３５、Ｃ_３６、Ｃ_３７、Ｃ_３８、Ｃ_３９、Ｃ_４０、Ｃ_４１、Ｃ_４２、Ｃ_４３、Ｃ_４４、Ｃ_４５）。特定の実施態様において、炭化水素は５～３５又は１～２０又は１～１２又は１～８又は１～６又は１～３個の炭素原子を有し、これらとしては例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の炭素原子を有する実施態様が挙げられる。例えば、炭化水素は、約２～約７０個の原子又は４～約６０個の原子又は４～約２０個の原子を有し得る。

「置換（された）」炭化水素は、置換基として１つもしくはそれ以上の炭化水素ラジカル、置換炭化水素ラジカルを有し得、又は１つもしくはそれ以上のヘテロ原子を含み得る。本明細書に開示されるいずれの炭化水素置換基も場合により１～２０（例えば、１～１０、１～５など）のヘテロ原子を含み得る。置換炭化水素ラジカルの例としては、限定することなく、複素環、例えばヘテロアリールが挙げられる。他に特定されていなければ、１つ又はそれ以上のヘテロ原子で置換された炭化水素は、１～２０のヘテロ原子を含む。他の実施態様において、１つ又はそれ以上のヘテロ原子で置換された炭化水素は、１～１２又は１～８又は１～６又は１～４又は１～３又は１～２のヘテロ原子を含む。ヘテロ原子の例としては、限定されないが、酸素、窒素、硫黄、リン、ハロゲン（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ホウ素、ケイ素等が挙げられる。いくつかの実施態様において、ヘテロ原子は、酸素、窒素、硫黄、リン、及びハロゲン（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる群より選択される。好ましい実施態様において、ヘテロ原子は、Ｏ、Ｎ、又はＳから選択され得る。いくつかの実施態様において、ヘテロ原子又は基は炭素を置換し得る。いくつかの実施態様において、ヘテロ原子又は基は水素を置換し得る。いくつかの実施態様において、置換された炭化水素は、分子の骨格又は鎖に１つ又はそれ以上のヘテロ原子を含み得る（例えば、「オキサ」として、２つの炭素原子の間に入る）。いくつかの実施態様において、置換炭化水素は、分子の骨格又は鎖からぶら下がった（ｐｅｎｄａｎｔ）１つ又はそれ以上のヘテロ原子を含み得る（例えば、「オキソ」として、鎖又は骨格における炭素原子に共有結合で結合される）。

さらに、本明細書で使用される句「［ｎ］で置換された」は、特定の基が、指名された置換基のいずれか又は全ての１つ又はそれ以上で置換されていてもよいということを意味する。例えば、アルキル又はヘテロアリール基のような基が「非置換Ｃ_１－Ｃ_２０アルキル、又は非置換２～２０員ヘテロアルキルで置換されている」場合、その基は１つもしくはそれ以上の非置換Ｃ_１－Ｃ_２０アルキル、及び／又は１つもしくはそれ以上の非置換２～２０員ヘテロアルキルを含有し得る。さらに、部分がＲ置換基で置換される場合、その基は「Ｒ置換されている」と呼ばれ得る。部分がＲ置換されている場合、その部分は少なくとも１つのＲ置換基で置換され、そして各Ｒ置換基は場合により異なる。

いくつかの実施態様において、本明細書に開示されるいずれの炭化水素又は置換炭化水素も、１つ又はそれ以上（例えば、１～６又は１～４又は１～３又は１もしくは２もしくは３）の置換基Ｘ^ｓｕｂで置換され得、ここで、Ｘ^ｓｕｂは、それぞれ独立して、１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子もしくは１つもしくはそれ以上（例えば、１～１０）のヘテロ原子含有基から選択され、又はＸ^ｓｕｂは、それぞれ独立して、－Ｆ、－Ｃｌ、－Ｂｒ、－Ｉ、－ＯＨ、－ＯＲ^＊、－ＮＨ_２、－ＮＨＲ^＊、－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｎ（Ｒ^＊）_３ ^＋、－Ｎ（Ｒ^＊）－ＯＨ、－Ｎ（→Ｏ）（Ｒ^＊）_２、－Ｏ－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｎ（Ｒ^＊）－Ｏ－Ｒ^＊、－Ｎ（Ｒ^＊）－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｃ＝Ｎ－Ｒ^＊、－Ｎ＝Ｃ（Ｒ^＊）_２、－Ｃ＝Ｎ－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｃ（＝ＮＲ^＊）（－Ｎ（Ｒ^＊）_２）、－Ｃ（Ｈ）（＝Ｎ－ＯＨ）、－ＳＨ、－ＳＲ^＊、－ＣＮ、－ＮＣ、－ＣＨＦ_２、－ＣＣｌ_３、－ＣＦ_２Ｃｌ、－ＣＦＣｌ_２、－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ^＊、－ＣＨＯ、－ＣＯ_２Ｈ、－Ｃ（Ｏ）ＣＨ_３、－ＣＯ_２ ^－、－ＣＯ_２Ｒ^＊、－Ｃ（＝Ｏ）－Ｓ－Ｒ^＊、－Ｏ－（Ｃ＝Ｏ）－Ｈ、－Ｏ－（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ^＊、－Ｓ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ^＊、－（Ｃ＝Ｏ）－ＮＨ_２、－Ｃ（＝Ｏ）－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｃ（＝Ｏ）－ＮＨＮＨ_２、－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－ＮＨＮＨ_２、－Ｃ（＝Ｓ）－ＮＨ_２、－（Ｃ＝Ｓ）－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｎ（Ｒ^＊）－ＣＨＯ、－Ｎ（Ｒ^＊）－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ^＊、－Ｃ（＝ＮＲ）－ＯＲ^＊、－Ｏ－Ｃ（＝ＮＲ^＊）－Ｒ^＊、－ＳＣＮ、－ＮＣＳ、－ＮＳＯ、－ＳＳＲ^＊、－Ｎ（Ｒ^＊）－Ｃ（＝Ｏ）－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－ＣＨ_３、－ＣＨ_２－ＣＨ_３、－ＣＨ_２－ＣＨ_２－ＣＨ_３、－Ｃ（Ｈ）（ＣＨ_２）_２、－Ｃ（ＣＨ_３）_３、－Ｎ（Ｒ^＊）－Ｃ（＝Ｓ）－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｓ（＝Ｏ）_１－２－Ｒ^＊、－Ｏ－Ｓ（＝Ｏ）_２－Ｒ^＊、－Ｓ（＝Ｏ）_２－ＯＲ^＊、－Ｎ（Ｒ^＊）－Ｓ（＝Ｏ）_２－Ｒ^＊、－Ｓ（＝Ｏ）_２－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｏ－ＳＯ_３、－Ｏ－Ｓ（＝Ｏ）_２－ＯＲ^＊、－Ｏ－Ｓ（＝Ｏ）－ＯＲ^＊、－Ｏ－Ｓ（＝Ｏ）－Ｒ^＊、－Ｓ（＝Ｏ）－ＯＲ^＊、－Ｓ（＝Ｏ）－Ｒ^＊、－ＮＯ、－ＮＯ_２、－ＮＯ_３、－Ｏ－ＮＯ、－Ｏ－ＮＯ_２、－Ｎ_３、－Ｎ_２－Ｒ^＊、－Ｎ（Ｃ_２Ｈ_４）、－Ｓｉ（Ｒ^＊）_３、－ＣＦ_３、－Ｏ－ＣＦ_３、－Ｏ－ＣＨＦ_２、－Ｏ－ＣＨ_３、－Ｏ－（ＣＨ_２）_１－６ＣＨ_３、－ＯＣ（Ｈ）（ＣＨ_２）_２ －ＯＣ（ＣＨ_３）_３、－ＰＲ^＊ _２、－Ｏ－Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ^＊）_２、又は－Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ^＊）_２から選択され；ここで、それぞれ独立して、Ｒ^＊はＨ又はＣ_１－１０もしくはＣ_１－８もしくはＣ_１－６もしくはＣ_１－４非置換炭化水素であり得、これらとしては、限定することなく、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール（例えば、フェニル）、アルキル－アリール（例えば、ベンジル）、アリール－アルキル（例えば、トルイル）が挙げられる。いくつかの実施態様において、Ｘ^ｓｕｂはＣ_１－Ｃ_８又はＣ_１－Ｃ_６又はＣ_２－Ｃ_４ペルフルオロアルキルを含み得る。いくつかの実施態様において、Ｘは、Ｃ_１－Ｃ_８又はＣ_２－Ｃ_６又はＣ_３－Ｃ_５複素環（例えば、ヘテロアリールラジカル）を含み得る。用語「ハロ」又は［ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素のいずれかのラジカルを指す。特定の実施態様において、Ｘ^ｓｕｂは、それぞれ独立して、－ＯＨ、－ＳＨ、－ＮＨ_２、－Ｎ（Ｒ^＊）_２、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ^＊、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^＊Ｒ^＊、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ^＊Ｒ^＊、－Ｃ（Ｏ）ＯＨ、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ_２、Ｆ、又は－Ｃｌから選択される。いくつかの実施態様において、Ｘ^ｓｕｂはＦである。いくつかの実施態様において、Ｒ^＊は水素、又は低級アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、又はイソプロピルのようなＣ_１－Ｃ_５直鎖又は分枝アルキル）である。いくつかの実施態様において、Ｒ^＊は水素、又は低級アルコキシ（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、又はイソプロポキシのようなＣ１－Ｃ５直鎖又は分枝アルコキシ）である。いくつかの実施態様において、Ｘ^ｓｕｂは－ＣＦ_３又は－Ｏ－ＣＦ_３である。いくつかの実施態様において、Ｘ^ｓｕｂは、アニオン電荷を提供して、直接又は間接的に共有結合で結合されたいずれかのカチオン電荷を相殺し、そして双性イオン（例えば、双性イオン連結基－Ｚ^Ｌ－又は双性イオン基－Ｚ）を形成し得る。いくつかの実施態様において、Ｘ^ｓｕｂは、カルボキシレート（－Ｃ（Ｏ）Ｏ^－）、スルホナート（－ＳＯ_３ ^－）、サルフェート（－ＯＳＯ_３ ^－）、ホスフェート（－ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ^Ｐ）Ｏ^－）、又はオキシド（－Ｏ^－）であり得、そしてＲ^Ｐ－は、水素又は、１０個までのヘテロ原子で場合により置換されたＣ_１－１２炭化水素である。

当然のことながら、本明細書における化合物の記載は、当業者に公知の化学結合の原理により限定される。したがって、基が多数の置換基の１つ又はそれ以上により置換され得る場合、このような置換は、原子価などに関して化学結合の原理に適合し、そして本質的に不安定ではない化合物を生じるように選択される。例えば、いずれの炭素原子も、炭素の４つの原子価電子と一致する２、３、又は４つの他の原子に結合される。

一般に、そして別の指示がなければ、置換基（ラジカル）の前に付いた名称は、（ｉ）「アン（ａｎｅ）」を、もしくは親ヒドリドにおいて接尾語「イル（ｙｌ）」、「ジイル（ｄｉｙｌ）」、「トリイル（ｔｒｉｙｌ）」、「テトライル（ｔｅｔｒａｙｌ）」などで置き換えることにより；又は（ｉｉ）親ヒドリドにおける「ｅ」を接尾語「イル（ｙｌ）」、「ジイル（ｄｉｙｌ）」、「トリイル（ｔｒｉｙｌ）」、「テトライル（ｔｅｔｒａｙｌ）」などで置き換えることにより、親ヒドリドから誘導される（ここで自由原子価を有する原子は、特定されている場合、親ヒドリドいずれかの確立されたナンバリングと一致する程度に低い数を与えられる）。許容されている短縮名、例えば、アダマンチル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、フリル、ピリジル、イソキノリル、キノリル、及びピペリジル、並びに慣用名、例えば、ビニル、アリル、フェニル、及びチエニルもまた本明細書全体を通して使用される。ステロイド類のラジカルもまた、「イル（ｙｌ）」、「ジイル（ｄｉｙｌ）」、「トリイル（ｔｒｉｙｌ）」、「テトライル（ｔｅｔｒａｙｌ）」などの接尾語を用いて指定される。従来のナンバリン／レタリングシステムはまた、縮合、スピロ、二環式、三環式、多環式環の置換基ナンバリング及び命名法に従う。

用語「アルキル」は、示された数の炭素原子を含有する直鎖でも分枝鎖でもよい飽和炭化水素鎖を指す。例えば、Ｃ_１－Ｃ_６アルキルは、その基が１～６（両端を含めて）個の炭素原子を有し得るということを示す。いずれの原子も１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。アルキル基の例としては、限定することなく、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、及びｔｅｒｔ－ブチルが挙げられる。本明細書において言及されるいずれのアルキル基（例えば、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５）も１～４５個の炭素原子を有し得る。他の実施態様において、アルキル基は、１～３０又は１～２０又は１～１２又は１～８又は１～６又は１～３個の炭素原子を有し、これらとしては、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の炭素原子を有する実施態様が挙げられる。

用語「ハロアルキル」は、少なくとも１つの水素原子がハロで置き換えられているアルキル基を指す。いくつかの実施態様において、１つより多くの水素原子（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、又は１４など）がハロで置き換えられている。これらの実施態様において、水素原子は、それぞれ同じハロゲン（例えば、フルオロ）で置換されていてもよく、又は水素原子は異なるハロゲン（例えば、フルオロ及びクロロ）の組み合わせで置換されていてもよい。「ハロアルキル」はまた、全ての水素がハロで置き換えられているアルキル部分を含む（ペルハロアルキル、例えば、トリフルオロメチルのようなペルフルオロアルキルと本明細書で呼ばれることもある）。いずれの原子も、例えば、１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。

本明細書において言及される用語「アルコキシ」は、式－Ｏ（アルキル）の基を指す。アルコキシは、例えばメトキシ（－ＯＣＨ_３）、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｉｓｏ－ブトキシ、ｓｅｃ－ブトキシ、ペントキシ、２－ペントキシ、３－ペントキシ、又はヘキシルオキシであり得る。同様に、用語「チオアルコキシ」は式－Ｓ（アルキル）の基を指す。最後に、用語「ハロアルコキシ」及び「ハロチオアルコキシ」は、それぞれ－Ｏ（ハロアルキル）及び－Ｓ（ハロアルキル）を指す。本明細書で使用される、単独で又は他の用語と組み合わされて使用される用語「ヒドロキシル」は、式－ＯＨの基を指す。ヒドロキシアルキルは、ヒドロキシで置換されたアルキル基（例えば、－（アルキル）－ＯＨ）を指す。本明細書において言及されるいずれのアルコキシ、チオアルコキシ、又はハロアルコキシ基（例えば、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２）も１～３５個の炭素原子を有し得る。他の実施態様において、アルキル、アルコキシ、チオアルコキシ、又はハロアルコキシ基は、１～３０又は１～２０又は１～１２又は１～８又は１～６又は１～３個の炭素原子を有し、これらとしては、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の炭素原子を有する実施態様が挙げられる。

用語「アラルキル」は、アルキル水素原子がアリール基（例えば、フェニル、ナフチル）で置き換えられたアルキル部分を指す。アルキル部分の炭素のうちの１つは、アラルキル基の別の部分への結合点として役立つ。いずれの環又は鎖原子も、例えば１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。「アラルキル」の非限定的な例としては、ベンジル、２－フェニルエチル、及び３－フェニルプロピル基が挙げられる。

用語「アルケニル」は、示された数の炭素原子を含有し、かつ１つ又はそれ以上の炭素－炭素二重結合を有する直鎖又は分枝炭化水素鎖を指す。いずれの原子も、例えば１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。アルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、１－ブテニル、及び２－ヘキセニルが挙げられる。二重結合炭素のうちの１つは、場合によりアルケニル置換基の結合点になり得る。本明細書において言及されるいずれのアルケニル基（例えば、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２）も、１～３５個の炭素原子を有し得る。他の実施態様において、アルケニル基は、１～２０又は１～１２又は１～８又は１～６又は１～３個の炭素原子を有し、これらとしては、例えば１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の炭素原子を有する実施態様が挙げられる。

用語「アルキニル」は、示された数の炭素原子を含有し、かつ１つ又はそれ以上の炭素－炭素三重結合を有する直鎖又は分枝炭化水素鎖を指す。アルキニル基は、例えば１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。アルキニル基としては、例えば、エチニル、プロパルギル、及び３－ヘキシニルが挙げられ得る。三重結合炭素のうちの１つは、場合によりアルキニル置換基の結合点であり得る。

用語「ヘテロシクリル」は、Ｏ、Ｎ（他の指示がなければ、１つ又は２つのさらなる基（例えば、Ｒ^Ｎ）が第三級窒素原子価を完成させ、かつ／又は塩を形成するように存在し得るということが理解される）、又はＳから独立して選択される１つ又はそれ以上の構成ヘテロ原子環原子を有する、完全に飽和した、部分的に飽和した、又は芳香族の単環式、二環式、三環式、又は他の多環式環系を指す。ヘテロ原子又は環炭素は、ヘテロシクリル置換基の別の部分への結合点になり得る。いずれの原子も、例えば、１つ又はそれ以上の置換基（例えばヘテロ原子又は基Ｘ^ｓｕｂ）で場合により置換され得る。ヘテロシクリル基としては、例えば、テトラヒドロフリル、テトラヒドロピラニル、ピペリジル（ピペリジノ）、ピペラジニル、モルホリニル（モルホリノ）、ピロリニル、及びピロリジニルが挙げられ得る。例として、句「環原子の１～２個がＮ、ＮＨ、Ｎ（Ｃ_１－Ｃ_６アルキル）、ＮＣ（Ｏ）（Ｃ_１－Ｃ_６アルキル）、Ｏ、及びＳから独立して選択され；そして、１～３個の独立して選択されるＲ’’で場合により置換される、５～６個の環原子を含有する複素環としては、テトラヒドロフリル、テトラヒドロピラニル、ピペリジル（ピペリジノ）、ピペラジニル、モルホリニル（モルホリノ）、ピロリニル、及びピロリジニルが挙げられる（がこれらに限定されない）だろう。

用語「ヘテロシクロアルケニル」は、Ｏ、Ｎ（１つ又は２つのさらなる基が窒素原子価を完成させ、かつ／又は塩を形成するために存在していてもよいということが理解される）、又はＳから独立して選択される１つ又はそれ以上（例えば、１～４）のヘテロ原子環原子を有する、部分的に不飽和の単環式、二環式、三環式、又は他の多環式炭化水素基を指す。環炭素（例えば、飽和又は不飽和）又はヘテロ原子は、ヘテロシクロアルケニル置換基の結合点になり得る。いずれの原子も、例えば、１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。ヘテロシクロアルケニル基としては、例えば、ジヒドロピリジル、テトラヒドロピリジル、ジヒドロピラニル、４，５－ジヒドロオキサゾリル、４，５－ジヒドロ－１Ｈ－イミダゾリル、１，２，５，６－テトラヒドロ－ピリミジニル、及び５，６－ジヒドロ－２Ｈ－［１，３］オキサジニルが挙げられ得る。

用語「シクロアルキル」は、完全に飽和した単環式、二環式、三環式、又は他の多環式炭化水素基を指す。いずれの原子も、例えば、１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。環炭素は、シクロアルキル基の別の部分への結合点として役立つ。シクロアルキル部分としては、例えば、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、シクロヘプチル、アダマンチル、及びノルボルニル（ビシクロ［２．２．１］ヘプチル）が挙げられ得る。

用語「シクロアルケニル」は、部分的に不飽和の単環式、二環式、三環式、又は他の多環式炭化水素基を指す。環炭素（例えば、飽和又は不飽和）はシクロアルケニル置換基の結合点である。いずれの原子も、例えば、１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。シクロアルケニル部分としては、例えば、シクロヘキセニル、シクロヘキサンジエニル、又はノルボルネニルが挙げられ得る。

本明細書で使用される用語「シクロアルキレン」は、示された数の環原子を有する二価単環式シクロアルキル基を指す。

本明細書で使用される用語「ヘテロシクロアルキレン」は、示された数の環原子を有する二価単環式ヘテロシクリル基を指す。

用語「アリール」は、単環式、二環式（２つの縮合した環）、又は三環式（３つの縮合した環）、又は多環式（＞３つの縮合した環）の芳香族炭化水素環系を指す。１つ又はそれ以上の環原子が、例えば、１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。アリール部分としては、例えば、フェニル及びナフチルが挙げられる。

用語「ヘテロアリール」は、Ｏ、Ｎ（１つ又は２つのさらなる基が、窒素原子価を完成させ、かつ／又は塩を形成するために存在していてもよいということが理解される）、又はＳから独立して選択される１つ又はそれ以上のヘテロ原子環原子を環中に有する、単環式、二環式（２つの縮合した環）、又は三環式（３つの縮合した環）、又は多環式（＞３つの縮合した環）の芳香族炭化水素基を指す。１つ又はそれ以上の環原子が、例えば、１つ又はそれ以上の置換基で場合により置換され得る。ヘテロアリール基の例としては、限定されないが、２Ｈ－ピロリル、３Ｈ－インドリル、４Ｈ－キノリジニル、アクリジニル、ベンゾ［ｂ］チエニル、ベンゾチアゾリル、β－カルボリニル、カルバゾリル、クマリニル、クロメニル、シンノリニル、ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラニル、フラザニル、フリル、イミダゾリル、イミジゾリル（ｉｍｉｄｉｚｏｌｙｌ）、インダゾリル、インドリル、イソベンゾフラニル、イソインドリル、イソキノリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、ナフチリジニル、オキサゾリル、ペリミジニル、フェナントリジニル、フェナントロリニル、フェナルサジニル（ｐｈｅｎａｒｓａｚｉｎｙｌ）、フェナジニル、ヘノチアジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フタラジニル、プテリジニル、プリニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリル、キナゾリニル、キノリル、キノキサリニル、チアジアゾリル、チアントレニル、チアゾリル、チエニル、トリアゾリル、及びキサンテニルが挙げられる。

一般に、特定の変数についての定義が水素及び非水素（例えば、ハロ、アルキル、アリール）の両方の可能性を含む場合、用語「水素以外の置換基」は、その特定の変数について非水素の可能性を集合的に言及するものである。

一般に、本明細書において列挙されるいずれかの範囲の限界（終点）は、本発明の範囲内であり、そして開示される実施態様であると理解されるべきである。例えば、０～４の範囲は、０、１、２、３、４、及びその範囲内のいずれのサブセット（例えば、０～２、０～３、０～４、１～２、１～３、１～４、２～３、２～４、３～４）も明示的に開示する。

用語「置換基」は、例えば、アルキル、ハロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクロアルケニル、シクロアルケニル、アリール又はヘテロアリール基上でその基のいずれかの原子においてその１つ又はそれ以上の水素原子を置き換えて「置換されている」基を指す。一局面において、基上の置換基は、独立して、その基について記述されている許容される原子又は原子の群のうちの１つの単一のもの、又は２つもしくはそれ以上のいずれかの組み合わせである。別の局面において、置換基自体が上記置換基のいずれか１つで置換されていてもよい。さらに、本明細書で使用される句「場合により置換される」は、非置換である（例えば、Ｈで置換されている）か又は置換されていることを意味する。所定の原子での置換は原子価により限定されるということが理解される。一般的な置換基としては、ハロ（例えばＦ）、Ｃ_１－１２直鎖又は分枝鎖アルキル、Ｃ_２－１２アルケニル、Ｃ_２－１２アルキニル、Ｃ_３－１２シクロアルキル、Ｃ_６－１２アリール、Ｃ３－１２ヘテロアリール、Ｃ_３－１２ヘテロシクリル、Ｃ_１－１２アルキルスルホニル、ニトロ、シアノ、－ＣＯＯＲ、－Ｃ（Ｏ）ＮＲＲ’、－ＯＲ、－ＳＲ、－ＮＲＲ’、及びオキソ、トリフルオロメトキシ、塩素、臭素、フッ素、メチル、メトキシ、ピリジル、フリル、トリアジル、ピペラジニル、ピラゾイル、イミダゾイルなどのような部分での例えば一置換、又は二置換、又は三置換が挙げられ、それぞれハロ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、及びＰのような１つ又はそれ以上のヘテロ原子を場合により含有する。Ｒ及びＲ’は独立して、水素、Ｃ_１－１２ アルキル、Ｃ_１－１２ハロアルキル、Ｃ_２－１２アルケニル、Ｃ_２－１２アルキニル、Ｃ_３－１２シクロアルキル、Ｃ_４－２４シクロアルキルアルキル、Ｃ_６－１２アリール、Ｃ_７－２４アラルキル、Ｃ_３－１２ヘテロシクリル、Ｃ_３－２４ヘテロシクリルアルキル、Ｃ３－１２ヘテロアリール、又はＣ_４－２４ヘテロアリールアルキルである。他に示されていなければ、本明細書に記載される全ての基は、原子価により許容される程度まで、１つ又はそれ以上の一般的な置換基を場合により含有する。本明細書で使用される用語「置換される」は、水素及び／又は炭素原子が除去され、そして置換基（例えば、一般的な置換基）で置き換えられていることを意味する。修飾語「場合により置換された」又は「置換された」を伴わないアルキルのような置換基（ラジカル）接頭辞の使用は、特定の置換基が非置換であることを意味すると理解される。しかし、修飾語「場合により置換された」又は「置換された」を伴わない「ハロアルキル」は、少なくとも１つの水素原子がハロにより置き換えられたアルキル基を意味するとなお理解される。同様に、修飾語「場合により置換された」を伴わない「ヘテロアルキル」及び他の「ヘテロ」修飾炭化水素の使用は、炭化水素における炭素原子がＯ、Ｎ、又はＳで置き換えられているということを意味するとなお理解される。

いくつかの実施態様において、炭化水素（例えば、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２）は基－Ｌ又は－Ｒ_Ｌ－Ｌを含み、ここでＬは、検体、検体アナログ、又は検体の結合パートナーと結合体を形成するための脱離基、求電子性基、又は求核性基を含む誘導体化可能な官能基である。いくつかの実施態様において、Ｌは：

からなる群より選択され；
ここで、Ｒはそれぞれ独立して、水素又はＣ_１－Ｃ_１０炭化水素（例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル）であり；そして
Ｒ_Ｌは、二価Ｃ_１－Ｃ_１０炭化水素（例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル）である。

いくつかの実施態様において、炭化水素は双性イオン基を含んでいてもよい。双性イオン基は、形式：

を有し得、式中、Ｘ^Ｌはそれぞれ独立して、結合、－ＣＨ_２－、酸素、硫黄、－ＮＲ^Ｎ－、アミド（－ＮＲ^Ｎ（ＣＯ）－）、カルバメート（－ＮＲ^ＮＣ（Ｏ）Ｏ－）、又は尿素（－ＮＲ^ＮＣ（Ｏ）ＮＲ^Ｎ－）から選択され；
Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して、それぞれ２０個までのヘテロ原子を含有する、Ｃ_１－３５アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、又はアラルキルから選択され；
Ｚ_１は基－Ｒ_Ｌ－Ｘ^ａであり、ここでＸ^ａは、カルボキシラート（－ＣＯＯ^－）、スルホナート（－ＳＯ_３ ^－）、サルフェート（－ＯＳＯ_３ ^－）、ホスフェート（－ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ^Ｐ）（Ｏ^－））、又はオキシド（－Ｏのようなアニオン基であり、
ｎは、それぞれ独立して、１と１２との間の整数であり；
Ｒ^Ｐは、それぞれ独立して、それぞれ２０個までのヘテロ原子を含有する、Ｃ_１－３５アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、又はアラルキル基から選択され；
Ｒ_Ｌは、存在していなくても（すなわち、結合である）、それぞれ２０個までのヘテロ原子を場合により含有する、Ｃ_１－３５アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、又はアラルキル基から選択される二価ラジカルであってもよく；そして
Ｒ^Ｎは、低級アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチルのようなＣ_１－Ｃ_４直鎖又は分枝アルキル）である。より詳細には、Ｚは基：

［ここでｎは１～１２の整数であり、そしてｍは０～３の整数である］
であってもよい。

いくつかの実施態様において、炭化水素（例えば、－Ｒ_Ｌ－、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２）は、双性イオンリンカー又は双性イオン連結部分を有する二価炭化水素リンカーを含んでいてもよい。双性イオンリンカーは、構造：

［ここで、「ｍ」は０（すなわち、結合である）又は１であり；
「ｎ」及び「ｐ」は、それぞれ独立して、０（すなわち結合である）から１０の整数であり；
Ｘ^ａはアニオン基であり；そして
Ｒ’は、水素又は低級アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチルなどである）である］を有し得る。好ましい双性イオンリンカーは、式：

を有する。

本発明は、化学発光アクリジニウム化合物の合成のための化合物及び方法を提供する。これらのＮ－スルホプロピル基を含有する商業的に有用な高光収率の電子豊富化学発光アクリジニウム標識（例えば、アクリジニウムジメチルフェニルエステル、アクリジニウムエステル、アクリジニウムスルホンアミド類）の合成において、このような化合物を、発がん性試薬１，３－プロパンスルトンを用いることなく製造することが可能である。さらに、これらの合成プロトコルは、アクリジニウム環系の中央窒素に結合した様々な官能基を有する様々なアクリジニウム化合物の合成を提供する。

検体、検体アナログ又は他の結合パートナーと結合体を形成することができる例となる高光収率の電子豊富アクリジニウムエステルとしては、アクリジニウムエステル１、２、３、及び４が挙げられる。Ｃ－２イソプロポキシ基を含有するアクリジニウムエステル１及び２について、化合物５は、これらのアクリジニウムエステルの最終構築のために使用される共通の改良型合成中間体である。ジアルコキシ化合物３及び４について、化合物６及び７は、それぞれ改良型合成中間体を表す。本発明は、化合物１～４の重要な前駆体である化合物５、６、及び７の製造のために有用な化合物及び方法を含む。化合物１～４は全て、非置換アクリジニウムエステル（すなわち、Ｃ（２）及びＣ（７）の位置に置換基を有していない化合物）と比較して２～３倍の増加した光出力を示し、イムノアッセイの感受性を改善するために有用な標識である。さらに、これらの製造方法は１，３－プロパンスルトンのような発がん性物質を使用することなく起こる。さらに、本明細書に記載される試薬及びプロトコルの使用は、１，３－プロパンスルトンを使用することなく、化合物７の２つのエーテル酸素にスルホプロピル基を結合させることを可能にする。

アクリダン類は、式（Ｒ１）：

［式中、Ｇは酸に不安定な保護基であり；そして
－Ｒ_Ｌ－は、それぞれ独立して、１つ又はそれ以上（例えば、１～５、１、２、３、４、５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、及びそれらの組わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルから選択され；そしてここでＲ_Ｌは双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含む］の構造を有する保護されたスルホナートトリフラート化合物とアクリダンを反応させることによりＮ－アルキル化され得る。いくつかの実施態様において、該スルホナートトリフラート化合物のＲ^Ｌは、低級アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチルのようなＣ_１－Ｃ_４直鎖又は分枝アルキル）である。いくつかの実施態様において、スルホナートトリフラート化合物は、式（Ｒ２）：

の構造を有する。

典型的に、スルホナートトリフラートにおけるスルホナートの保護基は、酸性条件でスルホナートからの切断を受ける。このような保護基は、Ａｄａｍｃｚｙｋ ｅｔ ａｌ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６３ （１９９８）：５６３６－５６３９； Ｍｉｌｌｅｒ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．７５ （２０１０）：４６３２－４６３５；及びＰａｕｆｆ ａｎｄ Ｍｉｌｌｅｒ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．７８ （２０１３）：７１１－７１６に記載されており、これらはそれら全体として、そしてスルホナート保護基及び切断反応に関連して具体的に、参照により本明細書に加入される。いくつかの実施態様において、Ｇは、

から選択される。

より好ましい実施態様において、Ｇは、

から選択される。

典型的に、ネオペンチル保護基は、それらの除去のために強い酸を必要とする。さらに、これらの基の合成は、毒性のオキシラン及び有機金属試薬ブチルリチウム（Ａｄａｍｃｚｙｋら）を使用することを必要とする。α－トリフルオロメチルベンジル（ＴＦＭＢ）スルホナート、ＴＦＭＢ及びその４’－メチルバージョン（４’－Ｍｅ－ＴＦＭＢ）は弱酸に対して安定であり、そしてＡｌｌｅｎ ｅｔ ａｌ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１０５（１９８３）：２３４３－２３５４により報告されるように、類似化合物の加溶媒分解研究に基づいてＭｉｌｌｅｒらにより記載された（これらはそれぞれそれら全体により、及びスルホナート保護基及び切断反応に関連して具体的に参照により本明細書に加入される）。保護基は、アクリダンのＮ－アルキル化の後に切断され得る。好ましくは、保護基は、Ｎ－アルキル化アクリダンの酸化から形成されたアクリジニウム化合物から切断される。

当業者は、これらの保護されたスルホナートトリフラートを合成することができる。例えば、ヨードプロピルスルホナート４’－メチルＴＦＭＢエステルは、このヨウ化物をトルエン中銀トリフルオロメタンスルファナート（ｓｉｌｖｅｒ ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆａｎａｔｅ）とともに撹拌することによりより反応性のトリフラートへと変換され得る。いくつかの実施態様において、本発明は、構造：

を有する化合物をトリフルオロメタンスルホン酸銀と反応させて、式（Ｒ１）：

［式中、Ｒ_Ｌは二価炭化水素（例えば、プロピル）であり、そして
Ｘ^ｓｕｂはハロゲン（例えば、－Ｉ）である］
の構造を有する保護されたスルホナートトリフラートを生成することを含む、保護されたスルホナートトリフラートの合成を提供する。特定の実施態様において、Ｇは：

である。

Ｎ－スルホプロピル基の導入のために好ましいアルキル化試薬は、式：

により表され得る。

大部分の実施態様において、Ｇは以下:

から選択される。

好ましい実施態様において、Ｇは４’－Ｍｅ－ＴＦＭＢである。

典型的に、保護されたスルホナート保護基の切断反応は、アクリダン、アクリジン、又はアクリジニウム反応物と適合性の酸中で起こる。いくつかの実施態様において、酸はブレンステッド酸であり、塩酸、臭化水素酸、硫酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸（ｐ－ＴＳＡ）、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸（ＴＦＭＳＡ）、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、トリクロロ酢酸（ＴＣＡ）、ジクロロ酢酸（ＤＣＡ）、クロロ酢酸、ギ酸及び酢酸から選択され得る。いくつかの実施態様において、酸は、ルイス酸又はケイ素化合物又は２つもしくはそれ以上の上記酸及び／もしくはケイ素化合物の組み合わせであってもよい。酸は、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化すず、塩化チタン、四塩化ケイ素、クロロトリメチルシランＭｅ_３ＳｉＣＩ（ＴＭＳＣＩ）、ブロモトトリメチルシランＭｅ_３ＳｉＢｒ（ＴＭＳＢｒ）及びトリメチルシリルトリフルオロメタンスルホナート（ＴＭＳＯＴｆ）から選択され得る。好ましい実施態様において、スルホナート保護基の切断のための酸は、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、塩酸又は硫酸などであり得る。

本発明は、アクリダン類、及び特に電子豊富アクリダン類をＮ－アルキル化する方法を提供する。したがって、これらの方法は、（ａ）還元剤を使用してアクリジンエステル前駆体を対応するアクリダンに変換すること；（ｂ）２つの成分を溶媒中不活性雰囲気下で撹拌することによりスルホプロピルトリフラート［ここでスルホナートは酸に不安定な保護基を含有する］を用いてアクリダンエステルをＮ－アルキル化すること；（ｃ）保護されたスルホナートを有するＮ－スルホプロピルアクリダンをＮ－スルホプロピルアクリジニウムエステルに酸化すること、及び；（ｄ）酸加水分解によるスルホナート保護基の切断により、１つ又はそれ以上のアルコキシ基をアクリジニウム環中に含有する高光収率電子豊富化学発光アクリジニウムエステルに親水性Ｎ－スルホプロピル基を導入することを可能にする。アクリダンは、式（Ａ１）：

［式中、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；そして
Ｒ_３は、水素又は１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカル（例えば、Ｃ_１－Ｃ_３０、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_３０、Ｃ_５－Ｃ_４０、Ｃ_１０－Ｃ_４０）であり、そしてここでＲ_３は双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよい］
に従う構造を有し得る。いくつかの実施態様において、Ｒ_１及び／又はＲ_２はアルコキシである。いくつかの実施態様において、Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれ同じアルコキシ基（例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシなどのような低級アルコキシ）である。他の実施態様において、Ｒ_１又はＲ_２は水素であり、そしてＲ_１又はＲ_２の他方はアルコキシ（例えばメチル、エトキシ、イソプロポキシ、イソプロポキシなどのような低級アルコキシ）である。Ｒ１及び／又はＲ２は、構造：

［ここで、Ｒ_ａは、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル、又は－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_１－１０ＣＨ_３ （例えば、－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_５ＣＨ_３など）から選択される］を有するアルコキシ基から独立して選択され得る。いくつかの実施態様において、アクリダンは式（Ａ２）：

の構造を有する。

特定の実施態様において、アクリダンは式（Ａ３）：

［式中、ΩはＯ又はＮであり；
Ｒ_４は、ΩがＯの場合は存在せず、又は水素、もしくはその１つもしくはそれ以上（例えば、１～１５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４０（例えば、Ｃ_１－Ｃ_３０、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_４０）炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_４及びＲ_５は、双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよく；そして
Ｒ_５、水素又は１つもしくはそれ以上（例えば、１－１５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４０炭化水素ラジカル、そしてここでＲ_４及びＲ_５は、双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよい］
を有する。双性イオンリンカー－Ｚ^Ｌ－は、構造：

［ここで、「ｍ」は０（すなわち結合である）又は１であり；
「ｎ」及び「ｐ」はそれぞれ独立して０（すなわち結合である）から１０の整数であり；
Ｘ^ａはアニオン基であり；そして
Ｒ’は水素又は低級アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチルなどである）である］
を有し得る。

好ましい実施態様において、アクリダンは式（Ａ４）：

［式中、Ｒ_６－Ｒ_１０は独立して、水素又は１つもしくはそれ以上（例えば、１～１５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_２５（例えば、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_２５）炭化水素ラジカル（例えば、メチル、エチル、又はプロピルのようなアルキル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、又はイソプロポキシのようなアルコキシ）から選択され、そしてここでＲ_６－Ｒ_１０は、双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよい］
の構造を有する。典型的に、Ｒ_６－Ｒ_１０の少なくとも１つは水素ではない。いくつかの実施態様において、Ｒ_６及びＲ_７はアルキル（例えば、メチル）である。いくつかの実施態様において、Ｒ_６－Ｒ_１０の少なくとも１つは、検体、検体アナログ、又は検体の結合パートナーと結合体を形成するための脱離基を含む。いくつかの実施態様において、Ｒ_６－Ｒ_１０の少なくとも１つはアルコキシである。好ましい実施態様において、アクリダンは、式（Ａ５）、（Ａ６）、又は（Ａ７）：

［式中、Ｒ_１１は１つ又はそれ以上（例えば、１～１５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、又はアラルキルである］の構造を有する。

アクリダンはまた、式（Ａ８）：

［式中、Ｒ_１２はＣ_１－Ｃ_２０炭化水素（例えば、メチルなど）である］
の構造を有し得る。

いくつかの実施態様において、Ｒ_６－Ｒ_１２は、検体、検体アナログ、又は検体の結合パートナーと結合体を形成するための脱離基を含み得る。例えば、Ｒ_６－Ｒ_１２は：

から選択される基Ｌを含んでいてもよく；
ここでＲは、それぞれ独立して、水素又はＣ_１－Ｃ_１０炭化水素（例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル）であり；そして
Ｒ_Ｌは、二価Ｃ_１－Ｃ_１０炭化水素（例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル）である。好ましい実施態様において、Ｒ_６－Ｒ_１２は水素、アルキル、－Ｃ（Ｏ）ＯＨ、－Ｃ（Ｏ）アルコキシ、及びアルコキシから選択される。

いくつかの実施態様において、アクリダンは対応するアクリジンを還元することにより製造され得る。例えば、構造

を有するアクリジンは、還元されて式（Ａ１）の構造を有するアクリダンを形成し得る。同様の対応するアクリジン類は、還元されて式（Ａ１）～（Ａ８）の構造を有するアクリダンを形成し得る。一実施態様において、アクリジンエステルは、式：

［式中、Ｒ_１又はＲ_２の一方は水素又はＯＲであり、そしてＲ_１又はＲ_２の他方はＯＲであり；
Ｒ_６、Ｒ_７、及びＲ_１１はＲであり；そして
Ｒはそれぞれ独立して、１～２０個のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４０（例えば、Ｃ_１－Ｃ_３０、Ｃ_１－Ｃ_２０、Ｃ_１－Ｃ_１０、Ｃ_５－Ｃ_１５、Ｃ_５－Ｃ_４０）炭化水素ラジカル（例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル）である。他の実施態様において、Ｒ_１及びＲ_２は両方ともＯＲである。特定の実施態様において、Ｒ_６及びＲ_７はメチル基であり、そしてＲ_１１は、メチル、エチル、又はイソプロピル基から選択される。いくつかの実施態様において、Ｒ_１及びＲ_２は低級アルコキシから選択され、そしてＲ_６、Ｒ_７及びＲ_１１は低級アルキルである。

Ｎ－アルキル化の前にアクリジンをアクリダンに変換するために好ましい還元試薬は、ピコリン－ボラン、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、又はシアノ水素化ホウ素カリウムから選択されるヒドリド還元剤であり、あるいは、パラジウム又は炭素担持パラジウムから選択される金属触媒での接触水素化が還元のために使用され得る。

Ｎ－アルキル化アクリダンは、式（ＮＡ１）：

［式中、Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；
Ｒ_３は、水素又は１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_３は、双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよく；
－Ｒ_Ｌ－は、それぞれ独立して、１つ又はそれ以上（例えば、１～５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルから選択されれ、そしてここでＲ_Ｌは双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含み；そして
Ｇは酸に不安定な保護基である］
に従う構造を有し得る。これらの中間体化合物は、化学発光アクリジニウム化合物の合成において有用である。好ましくは、Ｒ_Ｌは低級アルキルである。

アクリダンのＮ－アルキル化の後に、Ｎ－アルキル化アクリダンを保護されたＮ－アルキルアクリジニウムに還元し得る。いくつかの実施態様において、保護されたＮ－アルキルアクリジニウムは、構造：

［ここで、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；
Ｒ_３は、水素又は１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_３は双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよく；
－Ｒ_Ｌ－はそれぞれ独立して、１つ又はそれ以上（例えば、１～５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルから選択され；そしてここでＲ_Ｌは双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含み；そして
Ｇは酸に不安定な保護基である］
を有する。

Ｎ－アルキルアクリダンの酸化反応は、アクリジニウム化合物を製造するために使用され得る。いくつかの実施態様において、酸化は空気環境で起こる。他の実施態様において、Ｎ－アルキル化アクリダンの酸化は、分子酸素又はＤＤＱ（２，３－ジクロロ－５，６－ジシアノベンゾキノン）を用いて達成され得る。大部分の実施態様において、次いで保護されたＮ－アルキルアクリジニウムを、切断反応を使用して脱保護し得る。しかし、他の実施態様では、スルホナートをＮ－アルキルアクリダンの酸化の前に脱保護する。典型的には、保護されたスルホナート保護基の切断反応は、Ｎ－アルキルアクリジニウム反応物と適合性の酸中で起こる。いくつかの実施態様において、酸は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸（ｐ－ＴＳＡ）、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸（ＴＦＭＳＡ）、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、トリクロロ酢酸（ＴＣＡ）、ジクロロ酢酸（ＤＣＡ）、クロロ酢酸、ギ酸及び酢酸から選択されるブレンステッド酸である。いくつかの実施態様において、酸はルイス酸又はケイ素化合物又はこのような酸及び／もしくはケイ素化合物の組み合わせであり得る。酸は、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化すず、塩化チタン、四塩化ケイ素、クロロトリメチルシランＭｅ_３ＳｉＣＩ（ＴＭＳＣＩ）、ブロモトリメチルＭｅ_３ＳｉＢｒ（ＴＭＳＢｒ）及びトリメチルシリルトリフルオロメタンスルホナート（ＴＭＳＯＴｆ）から選択され得る。いくつかの実施態様において、スルホナート保護基の切断のための酸は、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）、塩酸、又は硫酸などであり得る。好ましい実施態様において、酸はＴＦＡである。

反応（例えば、還元、Ｎ－アルキル化、酸化、保護基の切断又はそれらの組み合わせ）に好ましい溶媒は、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトニトリル、トルエンなどのような一般的な有機溶媒である。いくつかの実施態様において、Ｎ－アルキル化は、無水ジクロロメタン中で室温にて不活性雰囲気（例えば、アルゴン）下で起こる。

Ｎ－アルキル化アクリジニウム類の合成のための方法が提供され、該方法は：
（ａ） アクリジン化合物を還元して該アクリジン化合物をアクリダンに変換すること；
（ｂ） 請求項１～２４のいずれか１項に記載の方法に従って該アクリダンをＮ－アルキル化してＮ－アルキルアクリダンを生成すること；及び
（ｃ） 該Ｎ－アルキルアクリダンを酸化して該Ｎ－アルキルアクリダンを該アクリジニウムに変換すること
を含み得る。

いくつかの実施態様において、該方法は、酸に不安定な保護基を切断することをさらに含む。いくつかの実施態様において、酸に不安定な保護基は、上記Ｎ－アルキル化工程後に酸加水分解によりアクリジニウムから切断される（すなわち、非保護Ｎ－アルキルアクリジニウムを生成する）。大部分の実施態様において、切断は酸化工程の後に起こり得る。

いくつかの実施態様において、化学発光アクリジニウム化合物の合成方法は：
（ａ） 構造：

を有するアクリジン化合物を還元して、構造：

を有するアクリダンを生成すること；

（ｂ） 該アクリダンを、構造：

を有する第一の保護されたナトリウムトリフラート化合物と反応させて、構造：

を有するＮ－アルキルアクリダンを生成すること；及び

（ｃ） 該Ｎ－アルキルアクリダンを酸化して、構造：

を有するＮ－アルキルアクリジニウムを生成すること
を含み、ここで「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；
Ｒ_３は、水素又は１つもしくはそれ以上（例えば、１～２０）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_３は双性イオン基（例えば－Ｚ）及び／又は双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含んでいてもよく；
－Ｒ_Ｌ－はそれぞれ独立して、１つ又はそれ以上（例えば、１～５）のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分子二価炭化水素ラジカルから選択され、そしてここでＲ_Ｌは双性イオンリンカー基（例えば、－Ｚ^Ｌ－）を場合により含み；そして
Ｇは酸に不安定な保護基である。

いくつかの実施態様において、アクリジンは、構造

を有し、そして上記方法は、上記還元工程の前に該アクリジンを、構造

を有する第二の保護されたスルホナートトリフラートとアクリジン還元の前に反応させて、構造

を有するアクリジンを生成することを含む。

これらの方法は、構造:

［ここで、Ｎ－アルキル化官能基上の保護基は、Ｏ－アルキル化官能基上の保護基と同じであっても異なっていてもよい］
を有するＮ－アルキルアクリジニウムを生成し得る。

いくつかの実施態様において、酸に不安定な保護基は除去されて、構造：

を有するアクリジニウム化合物を生じ得る。

以下の実施例は、代表的な数のアクリダン及びアクリジニウム化合物の合成を説明する。したがって、実施例は説明することを意図されるが開示を限定することは意図されない。具体的に例示されていないさらなる化合物は、本明細書に記載される方法と組み合わせて従来の方法を使用して合成され得る。

以下の実施例は、本発明の方法を使用する化合物５、６及び７の合成を記載する。これらの化合物は、アクリジニウムエステル１～４の改良型前駆体である。

実施例１：化合物５の合成

還元： ２－イソプロポキシアクリジンメチルエステル、化合物ｉ（Ｎａｔｒａｊａｎ ｅｔ ａｌ、Ｏｒｇ．Ｂｉｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．１０ （２０１２）：３４３２－３４４７）（０．１ｇ、０．２２５ｍｍｏｌｅ）の溶液を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、９ｍＬ）及び１Ｎ ＨＣｌ（１ｍＬ）の混合物中に溶解した。この黄色溶液に、固形ピコリン－ボラン錯体（２９ｍｇ、１．２当量）を加えた。反応混合物を室温で２時間撹拌し、その時までに反応混合物の色は淡黄色になった。Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ ｂｏｎｄｃｌｏｎｅ Ｃ１８、３．９ ｘ ３０ｍｍカラム及び流量１ｍＬ／分での１０→１００％ ＭｅＣＮ／水（それぞれ０．０５％ＴＦＡを含む）の３０分グラジエント並びに２６０及び２２０ｎｍでのＵＶ検出を使用したＨＰＬＣ分析は、２３．８分で溶出する非常に少ない出発物質ｉとともに、２２．８分で溶出する生成物２－イソプロポキシアクリダンメチルエステルを示した。反応混合物を減圧下で濃縮してＴＨＦを除去し、そして残留水層を酢酸エチル（２５ｍＬ）で希釈し、その後５％炭酸水素ナトリウム溶液、続いて５％ＮａＣｌ水溶液で洗浄した。酢酸エチル溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、そして減圧下で濃縮して化合物ｉｉを淡黄色固体として得た。収量＝１１６ｍｇ（定量的）。この物質をＮ－アルキル化反応にそのまま使用した。

Ｎ－アルキル化：２－イソプロポキシアクリダンメチルエステル（化合物ｉｉ）（０．１ｇ、０．２２５ｍｍｏｌｅ）、トリフラートｂ（０．６８６ｇ、０．００１５５ｍｏｌｅ）、及び２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン（０．１ｍＬ、０．４５０ｍｍｏｌｅ）の溶液を無水ジクロロメタン（２～３ｍＬ）中室温にてアルゴン雰囲気下（バルーン）下で光から保護して１週間撹拌した。ＴＬＣ分析（１：４、酢酸エチル／ヘキサン）は、より極性の低い生成物への完全な変換を示した。上記のＨＰＬＣ分析は、２６．８分で溶出する生成物を示した。反応混合物を減圧下で濃縮し、そして生成物ｉｉｉを酢酸エチル／ヘキサンを使用するシリカでのフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。収量＝１０７ｍｇ（６４％、粘着性固形物）。ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ ７３８観測。

保護されたヨウ化スルホプロピル化合物ａを、文献の手順（Ｐａｕｆｆ ａｎｄ Ｍｉｌｌｅｒ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、２０１３、７８、７１１－７１６）を使用して合成した。化合物ａ（０．７７５ｇ、０．００１８４ｍｏｌｅ）の無水トルエン（１０ｍＬ）中の溶液をトリフルオロメタンスルホン酸銀（０．４７ｇ、０．００１８４ｍｏｌｅ）で処理した。反応混合物を室温で窒素雰囲気下にて光から保護して撹拌した。１６時間後に、黄色沈殿物が反応中に形成した。反応混合物を酢酸エチル（２５ｍＬ）で希釈し、そして濾過した。ろ液を冷水で洗浄し、次いで５％ＮａＣｌ水溶液（それぞれ２５ｍＬ）で洗浄した。次いでこれを無水硫酸マグネシウムで乾燥し、そして減圧下で濃縮して淡褐色油状物を得、これをそのまま次の反応に使用した。収量＝０．６８６ｇ（化合物ｂ、８４％）。

酸化：Ｎ－アルキル化アクリダンエステル（化合物ｉｉｉ）（６６ｍｇ、０．０８９ｍｍｏｌｅ）のメタノール（５ｍＬ）中の溶液を、ＤＤＱ（２４．３ｍｇ、０．００８９ｍｍｏｌｅ）で処理した。反応混合物を室温で撹拌した。３０分後に、上記のＨＰＬＣ分析は、２２分に溶出するアクリジニウムエステルへの完全な変換を示した。溶媒を減圧下で除去した。

脱保護：残留物をＴＦＡ（１ｍＬ）及び水（０．０２ｍＬ）中で室温にて撹拌した。１時間後に、ＨＰＬＣ分析は１７．３分に溶出する生成物５への完全な変換を示した。反応混合物をメタノール（５ｍＬ）で希釈し、そして減圧下で濃縮した。酸化を化合物ｉｉｉに対して最初に行い、続いてスルホナート保護基を脱ブロックして粗生成物５を得る同様の一連の反応も成功した。これらの反応からの合わせた粗生成物５（２－イソプロプキシアクリダンｉｉ １００ｍｇから開始した）を、酢酸エチル／メタノールを使用するシリカでのフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。図１に示されるように生成物を優れた純度で単離した。収量＝３７ｍｇ（ｉｉｉから４６％、２段階）。

実施例２：化合物６の合成

還元：アクリダンｖｉへのＰＥＧアクリジンエステル（化合物ｖ）前駆体は以前に記載されている（ＵＳ ７，３０９，６１５、その全体として並びにアクリジニウムエステル及びそれらの合成に関して具体的に参照により本明細書に加入される）。化合物ｖ（９５ｍｇ、０．０９８ｍｍｏｌｅ）をＴＨＦ（９ｍＬ）及び１Ｎ ＨＣｌ（１ｍＬ）に溶解した。ピコリンボラン（２１ｍｇ、２当量）を一度に加え、そして反応混合物を室温で撹拌した。４時間後に、最初の暗黄色溶液の色は薄くなり淡黄色となった。以前に記載されたとおりの反応のＨＰＬＣ分析は、１８．７分に溶出するアクリダン生成物ｖｉを、２１分の非常に少ない出発物質とともに示した。次いで反応混合物を減圧下で濃縮してＴＨＦを除去し、そして水性残留物を酢酸エチル（２５ｍＬ）と冷１Ｎ ＨＣｌ（２５ｍＬ）との間で分配した。酢酸エチル層を分離し、そして５％塩化アンモニウム水溶液、５％炭酸水素ナトリウム及び５％ＮａＣｌで続けて洗浄した。次いで硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、そして減圧下で濃縮した。アクリダンｖｉを白色粘着性固形物として回収した。収量＝９０ｍｇ（９５％）。

Ｎ－アルキル化：アクリダンｖｉ（９０ｍｇ、０．０９２ｍｍｏｌｅ）、トリフラートｂ（０．４５ｇ、１ｍｍｏｌｅ）及び２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン（０．０４ｍＬ、２当量）のジクロロメタン（３ｍＬ）中溶液を、窒素の不活性雰囲気下（バルーン）で光から保護して室温で１週間撹拌した。反応混合物のＨＰＬＣ分析は、２２．５分に溶出するＮ－アルキル化アクリダンｖｉｉへの＞９０％変換を示した。反応混合物を減圧下で濃縮した。生成物をシリカでのフラッシュクロマトグラフィーにより酢酸エチル及びメタノールの混合物を使用して精製した。収量＝０．１ｇ（８５％、粘着性固形物）、ＭＡＬＤＩ ＴＯＦ ＭＳ １２６８観測。

酸化：Ｎ－アルキル化アクリダンｖｉｉ（０．１ｇ、０．０７８ｍｍｏｌｅ）のメタノール（１０ｍＬ）中の溶液をＤＤＱ（１８ｍｇ、１当量）で処理した。反応混合物を室温で撹拌した。３０分後に、ＨＰＬＣ分析は２０．２分に溶出するアクリジニウムエステルへの完全な酸化を示した。

脱保護：次いで溶媒を減圧下で除去し、そしてアクリジニウムエステルを水（０．０２ｍＬ）を含むＴＦＡ（１ｍＬ）中で室温にて撹拌した。１時間後に、ＨＰＬＣ分析は、１６．５分に溶出する生成物６への＞９０％変換を示した。反応混合物をヘキサン（３０ｍＬ）で処理して生成物を沈殿させた。ヘキサンをデカンテーションし、そして残留物をヘキサン（２ｘ１５ｍＬ）でリンスした。次いで生成物を減圧下で乾燥し、次いでシリカでのフラッシュクロマトグラフィーにより酢酸エチル／メタノールを使用して精製した。図２はこの合成後に得られた生成物６のＨＰＬＣトレースを示す。収量＝４６ｍｇ（５０％）。ＭＡＬＤＩ ＴＯＦ ＭＳ １０９７観測。

実施例３：化合物７の合成

化合物ｖｉｉｉ（ＵＳ ７，３０９，６１５、その全体として、並びにアクリジニウムエステル及びそれらの合成に関して具体的に、参照により本明細書に加入される）（５０ｍｇ、０．１２ｍｍｏｌｅ）、無水炭酸カリウム（３６ｍｇ、２．２当量）、１８－クラウン－６（１，４，７，１０，１３，１６－ヘキサオキサシクロオクタデカン）（７０ｍｇ、２．２当量）の混合物を、ヨウ化物ａ（１２７ｍｇ、２．５当量）のＭｅＣＮ溶液（１０ｍＬ）で処理した。反応混合物を油浴で８５℃に加熱した。最初の暗赤色溶液の色は３時間後に淡褐色まで薄くなった。以前に記載されたとおりのＨＰＬＣ分析は、２８分に溶出する主要な生成物の形成を示した。反応混合物を室温まで冷却し、そして減圧下で濃縮した。同様のスケールであるがクラウンエーテルを添加しない反応により、同様の反応プロフィールが得られたが、生成物形成は６時間の加熱を必要とした。両方の反応からの粗生成物を合わせて、酢酸エチル／ヘキサンの混合物を使用するシリカでのフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。収量＝０．１ｇ（４２％）。ＭＡＬＤＩ ＴＯＦ ＭＳ １００６．４観測。

還元：アクリジンエステルｉｘ（０．１ｇ、０．０９６ｍｍｏｌｅ）のＴＨＦ（１８ｍＬ）及び１Ｎ ＨＣｌ（２ｍＬ）中の溶液を、固形ピコリンボラン（２１．３ｍｇ、２当量）で処理した。反応混合物を室温で１２時間撹拌した。ＨＰＬＣ分析は、２８分の非常に少ない出発物質とともに２６．３分に溶出するアクリダンｘを示した。ＴＨＦを減圧下で除去し、そして残留物を冷１Ｎ ＨＣｌ（２５ｍＬ）と酢酸エチル（５０ｍＬ）との間で分配した。酢酸エチル抽出物を、５％塩化アンモニウム水溶液、５％炭酸水素ナトリウム及び５％塩化ナトリウムのそれぞれ２５ｍＬで続けて洗浄した。次いでこれを無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、そして減圧下で濃縮した。粗製収量＝０．１３ｇ。この物質をそのままＮ－アルキル化反応に使用した。

Ｎ－アルキル化：アクリダン化合物ｘ（０．１３ｇ粗製、０．１ｍｍｏｌｅ）を無水ジクロロメタン（４ｍＬ）に溶解し、そしてトリフラートｂ（０．４３ｇ、０．９７ｍｍｏｌｅ）及び２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン（０．０５７ｍＬ、２．５当量）で処理した。反応混合物を不活性窒素雰囲気下で室温にて１週間撹拌した。ＨＰＬＣ分析は、２８．３分に溶出する生成物ｘｉへの約８０％の変換を示した。（アクリダンｘ ４４ｍｇスケールで行われた同様の反応は、２週間後に生成物への完全な変換を示した） 反応混合物を減圧下で濃縮し、そして生成物を、酢酸エチル及びヘキサンの混合物を使用するシリカでのフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。収量＝７３ｍｇ（５６％）。ＭＡＬＤＩ ＴＯＦ ＭＳ １３００観測。

酸化：Ｎ－アルキル化アクリダンｘｉ（７３ｍｇ、０．０５６ｍｍｏｌｅ）の１：１メタノール／酢酸エチル（１０ｍＬ）中の溶液をＤＤＱ（１４ｍｇ、１．１当量）で処理した。反応混合物を室温で撹拌した。１０分後に、ＨＰＬＣ分析は、２５分に溶出するアクリジニウムエステルへの完全な変換を示した。

脱保護：溶媒を減圧下で除去し、そして残留物をＴＦＡ（２ｍＬ）及び水（０．０４ｍＬ）中で撹拌した。１．５時間後に、ＨＰＬＣ分析は、１１．３分に溶出する主要な生成物化合物６を示した。溶媒を減圧下で除去し、そして残留物をエーテル（５０ｍＬ）、続いて１：１エーテル／ヘキサン、次いで１：１ヘキサン／酢酸エチルでリンスした。次いで粗生成物を減圧下で乾燥した。粗製収量＝６０ｍｇ。ＭＡＬＤＩ ＴＯＦ ＭＳ ７８４観測。

本明細書において引用される特許出願及び刊行物を含む全ての参考文献は、それぞれの個々の刊行物又は特許又は特許出願が、具体的かつ個別にその全体としてあらゆる目的のために参照により加入されると示されると同じ程度まで、参照によりあらゆる目的のために本明細書に加入される。当業者には当然のことながら、本発明の多くの改変及び変形が、その精神及び範囲から逸脱することなくなされ得る。本明細書に記載される特定の実施態様は、例としてのみ提供されるものであり、本発明は、添付の特許請求の範囲が権利を付与される等価物の範囲全体とともに、添付の特許請求の項目によってのみ限定されるべきである。

Claims (13)

1. アクリダン化合物のＮ－アルキル化のための方法であって、該アクリダン化合物を、式（Ｒ１）：
   

   

   ［式中、Ｇは酸に不安定な保護基であり；そして
   －Ｒ_Ｌ－は、１つ又はそれ以上のヘテロ原子及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_Ｌは場合により双性イオンリンカー基を含む］
   の構造を有する保護されたスルホナートトリフラート化合物と反応させることを含む、上記方法。
2. スルホナートトリフラート化合物のＲ^Ｌは、Ｃ ₁ －Ｃ ₄ 直鎖又は分枝アルキルである、請求項１に記載の方法。
3. Ｇは、
   

   

   から選択される、請求項１又は２に記載の方法。
4. アクリジニウムの合成のための方法であって：
   （ａ） 構造：
   

   

   を有するアクリジン化合物を還元して、構造：
   

   

   を有するアクリダン化合物を生成すること；
   （ｂ） 該アクリダン化合物を、構造：
   

   

   を有する第一の保護されたスルホナートトリフラート化合物と反応させて、構造：
   

   

   を有するＮ－アルキルアクリダン化合物を生成すること；及び
   （ｃ） 該Ｎ－アルキルアクリダン化合物を酸化して、構造：
   

   

   を有するＮ－アルキルアクリジニウム化合物を生成すること
   を含み、
   ここで、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
   Ｒ_１及びＲ_２は電子供与基から独立して選択され；
   Ｒ_３は、水素、又は１つもしくはそれ以上のヘテロ原子で場合により置換されたＣ_１－Ｃ_４５炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ_３は、双性イオン基及び／又は双性イオンリンカー基を場合により含んでいてもよく；
   －Ｒ_Ｌ－は、それぞれ独立して、１つ又はそれ以上のヘテロ原子、及びそれらの組み合わせで場合により置換されたＣ_１－２０直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルから選択され；そしてここでＲ_Ｌは双性イオンリンカー基を場合により含み；そして
   Ｇは酸に不安定な保護基である、上記方法。
5. 酸に不安定な保護基を除去して、構造：
   

   

   を有する化合物を生成することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記アクリジン化合物は、構造：
   

   

   を有する、請求項４又は５に記載の方法。
7. 式（ＮＡ１）：
   

   

   に従う構造を有するＮ－アルキル化アクリダン化合物であって、
   ここで、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
   Ｒ₁及びＲ₂は電子供与基から独立して選択され；
   Ｒ₃は、水素、又は１つもしくはそれ以上のヘテロ原子で場合により置換されたＣ₁－Ｃ₄₅炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ₃は、双性イオン基及び／又は双性イオンリン
   カー基を場合により含んでいてもよく；
   －Ｒ_L－は、１つ又はそれ以上のヘテロ原子、及びそれらの組み合わせで場合により置換
   されたＣ_1-20直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルであり；そしてここでＲ_Lは双性イオン
   リンカー基を場合により含み；そして
   Ｇは酸に不安定な保護基である、化合物。
8. 式中、－Ｒ_Ｌ－はＣ ₁ －Ｃ ₄ 直鎖又は分枝アルキルである、請求項７に記載のＮ－アルキル化アクリダン化合物。
9. 式（ＮＡ２）：
   

   

   に従う構造を有するＮ－アルキル化アクリジニウム化合物であって、
   ここで、「ｍ」及び「ｎ」は独立して０～４であり、そして「ｍ」又は「ｎ」の少なくとも１つは０より大きく；
   Ｒ₁及びＲ₂は電子供与基から独立して選択され；
   Ｒ₃は、水素、又は１つもしくはそれ以上のヘテロ原子で場合により置換されたＣ₁－Ｃ₄₅炭化水素ラジカルであり、そしてここでＲ₃は、双性イオン基及び／又は双性イオンリン
   カー基を場合により含んでいてもよく；
   －Ｒ_L－は、１つ又はそれ以上のヘテロ原子、及びそれらの組み合わせで場合により置換
   されたＣ_1-20直鎖又は分枝二価炭化水素ラジカルであり；そしてここでＲ_Lは双性イオン
   リンカー基を場合により含み；そして
   Ｇは
   

   

   から選択される酸に不安定な保護基である、化合物。
10. Ｒ_ＬはＣ ₁ －Ｃ ₄ 直鎖又は分枝アルキルである、請求項９に記載のＮ－アルキル化アクリジニウム化合物。
11. 前記アクリダン化合物は電子豊富である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
12. Ｇが、
    

    

    から選択される、請求項４に記載の方法。
13. Ｇが、
    

    

    から選択される、請求項７または８に記載のＮ－アルキル化アクリダン化合物。

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