JP7421268B2 - new mediator - Google Patents

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Description

本発明は、フェニレンジアミン系化合物のメディエータとしての用途及び、当該化合物を含む電極改変剤、当該化合物を含む電極、当該電極を含む酵素センサー、及び電池に関する。また本発明は、フェニレンジアミン系化合物および酸化還元酵素を用いた電気化学的測定、フェニレンジアミン系化合物および酸化還元酵素を含む組成物、フェニレンジアミン系化合物を含む電極に関する。 The present invention relates to the use of a phenylenediamine compound as a mediator, an electrode modifier containing the compound, an electrode containing the compound, an enzyme sensor containing the electrode, and a battery. The present invention also relates to an electrochemical measurement using a phenylenediamine compound and an oxidoreductase, a composition containing a phenylenediamine compound and an oxidoreductase, and an electrode containing a phenylenediamine compound.

酵素電極においてメディエータは、酵素による酸化還元反応によって発生した電子を、電極に受け渡すための媒介物質として利用されている。酵素から電極への効率的な電子伝達のためには、メディエータが電極の近傍に局在化していることが望ましい。そのため、電極とメディエータを化学結合させる方法や、メディエータ自体を高分子化する方法など、電極にメディエータを固定化させる様々な手法が利用されている。しかしながら、化学結合法はメディエータの側鎖官能基に制限があり、メディエータ自体を高分子化する方法はメディエータの酸化還元電位が変化する可能性があるなど、従来の手法は汎用性に欠けていた。なお、グラッシーカーボン電極を強酸で処理することで表面の官能基を活性化させ、キノン類等のメディエータを吸着固定することも報告されているが、産業界ではほとんど実用化されていない。 In an enzyme electrode, a mediator is used as a mediating substance for transferring electrons generated by an enzyme-mediated redox reaction to an electrode. For efficient electron transfer from the enzyme to the electrode, it is desirable that the mediator be localized near the electrode. Therefore, various methods are used to immobilize the mediator on the electrode, such as a method of chemically bonding the electrode and the mediator, and a method of polymerizing the mediator itself. However, the chemical bonding method has limitations on the side chain functional groups of the mediator, and the method of polymerizing the mediator itself may change the redox potential of the mediator, so conventional methods lacked versatility. . It has also been reported that treating a glassy carbon electrode with a strong acid activates the functional groups on the surface and adsorbs and fixes mediators such as quinones, but this has hardly been put to practical use in industry.

さらに、いずれの方法もメディエータの電極への固定化のために煩雑な工程が必要であり、高コストとなるという問題もあった。そこで、電極への固定化に煩雑な工程を必要としない、簡便に使用できる電子メディエータが望まれていた。 Furthermore, both methods require complicated steps to immobilize the mediator on the electrode, resulting in high costs. Therefore, there has been a desire for an easily usable electronic mediator that does not require complicated steps for immobilization on electrodes.

特許文献1(特開平7-234201)は、電気化学的測定方法に用いる電子メディエータとしてp-フェニレンジアミン化合物を記載している。開示されているp-フェニレンジアミン化合物は、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、ホスホノオキシ基およびスルホ基からなる群より選ばれる1以上の基を有するp-フェニレンジアミン誘導体である。 Patent Document 1 (JP-A-7-234201) describes a p-phenylenediamine compound as an electron mediator used in an electrochemical measurement method. The disclosed p-phenylenediamine compound is a p-phenylenediamine derivative having one or more groups selected from the group consisting of a hydroxyl group, a mercapto group, a carboxyl group, a phosphonooxy group, and a sulfo group.

特許文献2(国際公開第2004/011929号パンフレット)は、炭素粒子を酸処理して表面を活性化させた後、当該酸処理済炭素粉末にN,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(DPPD)を添加し、この炭素粉末を炭素電極に固定化すること、及び該電極を用いた溶液中の硫化水素やチオールの検出を報告している。 Patent Document 2 (International Publication No. 2004/011929 pamphlet) discloses that carbon particles are treated with an acid to activate their surfaces, and then N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (DPPD) is added to the acid-treated carbon powder. ), and the immobilization of this carbon powder on a carbon electrode, and the detection of hydrogen sulfide and thiol in a solution using this electrode.

特許文献3(特表2007-526474)は、N,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミンで誘導化した炭素を含む電極、及び当該電極を用いたpHセンサーを記載している。 Patent Document 3 (Japanese Patent Publication No. 2007-526474) describes an electrode containing carbon derivatized with N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine, and a pH sensor using the electrode.

特許文献4(特開2008-185534)は、メディエータとしてフェニレンジアミン系化合物である2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミンまたはN,N-ジメチル-p-フェニレンジアミン、及びこれを用いたエタノール測定を記載している。 Patent Document 4 (JP 2008-185534) discloses 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine or N,N-dimethyl-p-phenylenediamine, which is a phenylenediamine compound, as a mediator, and The ethanol measurement using this is described.

特許文献5(特開2016-042032)は、メディエータとしてN,N,N',N'-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、及びこれを用いたグルコース測定を記載している。
N-イソプロピル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(IPPD)、N,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(DPPD)、N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD)は、いずれもゴムの老化防止剤として知られている(非特許文献2、日本ゴム協会誌、82巻、第2号、2009、p. 45-49)。
Patent Document 5 (JP 2016-042032) describes N,N,N',N'-tetramethyl-1,4-phenylenediamine as a mediator and glucose measurement using the same.
N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD), N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (DPPD), N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p- Phenyl diamine (6PPD) is known as an anti-aging agent for rubber (Non-Patent Document 2, Journal of the Japan Rubber Association, Vol. 82, No. 2, 2009, p. 45-49).

非特許文献1(Analyst, 2003, 128, 473-479)は、炭素粉末を0.1 M塩酸で酸処理し炭素表面を活性化させた後、当該酸処理済炭素粉末にDPPDを添加し、この炭素粉末を炭素電極(基底平面熱分解グラファイト電極、BPPG電極)に固定化すること、及び該電極を用いたスルフィドの検出を報告している。特許文献6はフロー電池を記載している。 Non-Patent Document 1 (Analyst, 2003, 128, 473-479) discloses that after acid-treating carbon powder with 0.1 M hydrochloric acid to activate the carbon surface, DPPD is added to the acid-treated carbon powder, and this carbon We report the immobilization of powder onto a carbon electrode (basal plane pyrolytic graphite electrode, BPPG electrode) and the detection of sulfides using this electrode. US Pat. No. 6,001,300 describes a flow battery.

特開平7-234201JP 7-234201 国際公開第2004/011929号パンフレットInternational Publication No. 2004/011929 pamphlet 特表2007-526474(国際公開第2005/085825号パンフレット)Special table 2007-526474 (International Publication No. 2005/085825 pamphlet) 特開2008-185534JP2008-185534 特開2016-042032JP2016-042032 特開2019-003928JP2019-003928

Analyst, 2003, 128, 473-479Analyst, 2003, 128, 473-479 日本ゴム協会誌、82巻、第2号、2009、p. 45-49Japan Rubber Association Journal, Volume 82, No. 2, 2009, p. 45-49

本発明は、上記の問題を少なくとも部分的に解決しうる、新規メディエータを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a new mediator that can at least partially solve the above problems.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意努力した結果、フェニレンジアミン系化合物が、驚くべきことに、酸処理等の特別な処理を必要とせずに電極表面に吸着可能であり、かつ、該化合物がメディエータとして機能しうることを見出し、本発明を完成させた。本発明者らの知る限り、IPPD、DPPD、6PPDが電極に吸着するメディエータであることはこれまでに報告されておらず、これは驚くべき知見である。また本発明者らは、驚くべきことに、酸処理等の特別な処理を必要とせずに電極表面に吸着可能であるさらなるフェニレンジアミン系化合物を見出した。 As a result of our earnest efforts to solve the above problems, the present inventors have surprisingly found that phenylenediamine compounds can be adsorbed onto the electrode surface without the need for special treatment such as acid treatment. They also discovered that this compound can function as a mediator, and completed the present invention. As far as the present inventors know, it has not been reported that IPPD, DPPD, and 6PPD are mediators that adsorb to electrodes, and this is a surprising finding. Additionally, the present inventors surprisingly discovered a further phenylenediamine compound that can be adsorbed onto the electrode surface without requiring special treatment such as acid treatment.

本発明は以下の実施形態を包含する:
[1] 酸処理されていない電極に、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく吸着する性質を有する化合物を含む、電極改変剤。
[2] 酸処理されていない電極に、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく吸着する性質を有する化合物を含む、電子伝達促進剤。
[3] 実施形態1に記載の電極改変剤又は実施形態2に記載の電子伝達促進剤を含む、電池。
[4] 前記化合物が前記電池の電極に固定化されている、実施形態3に記載の電池。
[5] 酸化還元酵素を含む、実施形態3又は4に記載の電池。
[6] 酸化還元酵素が電極に固定化されている、実施形態5に記載の電池。
[7] 実施形態1に記載の電極改変剤又は実施形態2に記載の電子伝達促進剤を含む、組成物。
[8] 実施形態1に記載の電極改変剤又は実施形態2に記載の電子伝達促進剤を含む、電極。
[9] 酵素を有する、実施形態8に記載の電極、又は、酵素を含む、実施形態7に記載の組成物。
[10] 酵素が酸化還元酵素である、実施形態9に記載の電極又は組成物。
[11] 酸化還元酵素が固定化されている、実施形態10に記載の電極。
[12] 実施形態1に記載の電極改変剤又は実施形態2に記載の電子伝達促進剤を含むセンサー、又は、実施形態10若しくは11に記載の電極を有する酵素センサー。
[13] 化合物が、式I又は式IIの構造、

Figure 0007421268000001
[式中、
R1は、-NR7R8、-N=N-R9、又は-N+≡Nであり、
R2は、-NR10R11又は、-N=N-R12であり、
R7及びR8は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N+≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
Figure 0007421268000002
であり、
R10は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R3、R4、R5及びR6は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C1-7アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R3及びR4、又は、R5及びR6は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
Figure 0007421268000003
を形成し、但し*はR3が結合する炭素原子に結合し、**はR4が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR5が結合する炭素原子に結合し、**はR6が結合する炭素原子に結合し、
R11は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R9は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R12は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
Figure 0007421268000004
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
Figure 0007421268000005
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C1-7アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO2-CH=CH2、又は-SO2-C2H4-O-SO3H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物である、
実施形態1に記載の電極改変剤、
実施形態2に記載の電子伝達促進剤、
実施形態3~6のいずれかに記載の電池、
実施形態7、9又は10に記載の組成物、
実施形態8~11のいずれかに記載の電極、又は
実施形態12に記載の酵素センサー。
[14] 化合物が、式Ia若しくはIIaの構造
Figure 0007421268000006
[式中、
R1aは、-NR7aR8a、-N=N-R9a、又は-N+≡Nであり、
R2aは、-NR10aR11a、又は-N=N-R12aであり、
R7a及びR8aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、又はフェナントレニルであり、
R10は、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニルであり、
R3a、R4a、R5a及びR6aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R3a及びR4a、又は、R5a及びR6aは、ベンゼン環、又は
Figure 0007421268000007
を形成し、但し*はR3aが結合する炭素原子に結合し、**はR4aが結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR5aが結合する炭素原子に結合し、**はR6aが結合する炭素原子に結合し、
R11aは、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
R9aおよびR12aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
Xaは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
を有する、又は、式Ib若しくはIIbの構造
Figure 0007421268000008
[式中、
R7b、R8b及びR10bは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R3b、R4b、R5b及びR6bは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R11bは、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物である、実施形態13に記載の電極改変剤、電子伝達促進剤、電池、組成物、電極、又はセンサー。
[15] 化合物が、
Figure 0007421268000009
Figure 0007421268000010
からなる群より選択される、実施形態13又は14に記載の電極改変剤、電子伝達促進剤、電池、組成物、電極又はセンサー。
[16] 実施形態1に記載の電極改変剤又は実施形態2に記載の電子伝達促進剤を用いる工程を含む、電池の製造方法。
[17] 前記電極改変剤、又は電子伝達促進剤を、電池の電極と接触させる工程を含む、実施形態16に記載の方法。
[18] 実施形態3~6及び13~15のいずれかに記載の電池を用いる、発電方法。
[19] 実施形態7、9、10及び13~15のいずれかに記載の組成物、
実施形態8~11、及び13~15のいずれかに記載の電極、又は
実施形態12~15のいずれかに記載のセンサー
を用いる、電気化学的測定方法。
[20] 実施形態1及び13~15のいずれかに記載の電極改変剤、
実施形態2及び13~15のいずれかに記載の電子伝達促進剤、又は
実施形態7、9、10及び13~15のいずれかに記載の組成物、
を電極に接触させる工程を含む、電極を改変又は修飾する方法。
本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2018-078701号の開示内容を包含する。 The invention includes the following embodiments:
[1] An electrode modifying agent containing a compound that has the property of adsorbing to a non-acid-treated electrode without being bonded to a polymer or being polymerized.
[2] An electron transfer promoter containing a compound that has the property of being adsorbed to an unacid-treated electrode without being bonded to a polymer or polymerized.
[3] A battery comprising the electrode modifier according to Embodiment 1 or the electron transfer enhancer according to Embodiment 2.
[4] The battery according to Embodiment 3, wherein the compound is immobilized on an electrode of the battery.
[5] The battery according to Embodiment 3 or 4, which contains an oxidoreductase.
[6] The battery according to Embodiment 5, wherein the oxidoreductase is immobilized on the electrode.
[7] A composition comprising the electrode modifier according to Embodiment 1 or the electron transfer enhancer according to Embodiment 2.
[8] An electrode comprising the electrode modifier according to Embodiment 1 or the electron transfer enhancer according to Embodiment 2.
[9] The electrode according to Embodiment 8, which has an enzyme, or the composition according to Embodiment 7, which includes an enzyme.
[10] The electrode or composition according to Embodiment 9, wherein the enzyme is an oxidoreductase.
[11] The electrode according to Embodiment 10, in which an oxidoreductase is immobilized.
[12] A sensor comprising the electrode modifier according to Embodiment 1 or the electron transfer enhancer according to Embodiment 2, or an enzyme sensor having the electrode according to Embodiment 10 or 11.
[13] The compound has the structure of formula I or formula II,
Figure 0007421268000001
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
Figure 0007421268000002
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
Figure 0007421268000003
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
Figure 0007421268000004
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
Figure 0007421268000005
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
the electrode modifier according to Embodiment 1;
The electron transfer enhancer according to Embodiment 2,
The battery according to any one of embodiments 3 to 6,
The composition according to embodiment 7, 9 or 10,
The electrode according to any of embodiments 8 to 11 or the enzyme sensor according to embodiment 12.
[14] The compound has a structure of formula Ia or IIa
Figure 0007421268000006
[In the formula,
R 1a is -NR 7a R 8a , -N=NR 9a , or -N + ≡N,
R 2a is -NR 10a R 11a or -N=NR 12a ,
R 7a and R 8a are each independently hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, optionally substituted with one or more Xa; , C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, or phenanthrenyl,
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, optionally substituted with one or more Xa , phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3a , R 4a , R 5a and R 6a are each independently hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, optionally substituted with one or more Y; , C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3a and R 4a or R 5a and R 6a are benzene rings, or
Figure 0007421268000007
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3a is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4a is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5a is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5a is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6a is bonded,
R 11a is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xa;
R 9a and R 12a are each independently selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted with one or more Xa;
Xa is a linear or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro and sulfo. branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
or has a structure of formula Ib or IIb
Figure 0007421268000008
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy , halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
or a salt, anhydride, or solvate thereof, the electrode modifier, electron transfer promoter, battery, composition, electrode, or sensor according to Embodiment 13.
[15] The compound is
Figure 0007421268000009
Figure 0007421268000010
The electrode modifier, electron transfer enhancer, battery, composition, electrode or sensor according to Embodiment 13 or 14, selected from the group consisting of:
[16] A method for manufacturing a battery, including a step of using the electrode modifier according to Embodiment 1 or the electron transfer enhancer according to Embodiment 2.
[17] The method according to Embodiment 16, comprising the step of bringing the electrode modifier or electron transfer promoter into contact with an electrode of a battery.
[18] A power generation method using the battery according to any one of Embodiments 3 to 6 and 13 to 15.
[19] The composition according to any one of Embodiments 7, 9, 10 and 13 to 15,
An electrochemical measurement method using the electrode according to any one of Embodiments 8 to 11 and 13 to 15, or the sensor according to any one of Embodiments 12 to 15.
[20] The electrode modifier according to any one of Embodiments 1 and 13 to 15,
The electron transfer enhancer according to any one of Embodiments 2 and 13 to 15, or the composition according to any one of Embodiments 7, 9, 10, and 13 to 15,
A method of altering or modifying an electrode, the method comprising the step of contacting an electrode with an electrode.
This specification includes the disclosure content of Japanese Patent Application No. 2018-078701, which is the basis of the priority of this application.

本発明のフェニレンジアミン系化合物は、p-フェニレンジアミンのような従来のメディエータと異なり、電極の酸処理や、メディエータ自体の高分子化等の特別な処理を必要とせずに、そのまま電極表面に吸着可能であり、そのため、簡便に電極に固定化することができる。またこのような電極は電気化学的測定に用いることができる。またこのような電極は電池に応用することができる。 Unlike conventional mediators such as p-phenylenediamine, the phenylenediamine compound of the present invention is adsorbed directly onto the electrode surface without requiring any special treatment such as acid treatment of the electrode or polymerization of the mediator itself. Therefore, it can be easily immobilized on an electrode. Such electrodes can also be used for electrochemical measurements. Further, such electrodes can be applied to batteries.

IPPD及びGDHを用いたサイクリックボルタンメトリーを実施し、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxをプロットした結果を示す。Cyclic voltammetry was performed using IPPD and GDH, and the results of plotting the sweep speed, I Omax , and I Rmax are shown. IPPDの代わりにDPPDを用いた結果を示す。The results are shown using DPPD instead of IPPD. IPPDの代わりに6PPDを用いた結果を示す。The results using 6PPD instead of IPPD are shown. IPPDの代わりにp-フェニレンジアミンを用いた結果を示す。The results are shown using p-phenylenediamine instead of IPPD. IPPDの代わりにp-フェニレンジアミンを用いた結果を示す。横軸は掃引速度の平方根である。The results are shown using p-phenylenediamine instead of IPPD. The horizontal axis is the square root of the sweep speed. IPPDの代わりにBGLBを用いた結果を示す。The results using BGLB instead of IPPD are shown. BGLBの代わりにTDPAを用いた結果を示す。The results using TDPA instead of BGLB are shown. IPPDを用いたサイクリックボルタモグラムを示す。A cyclic voltammogram using IPPD is shown. IPPDを用いた際の、グルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV is shown when IPPD is used. DPPDを用いた際の、グルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV is shown when using DPPD. 6PPDを用いた際の、グルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV when using 6PPD is shown. FADGDH-AAとIPPDを用いた際のグルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV when using FADGDH-AA and IPPD is shown. GLD1とIPPDを用いた際のグルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV is shown when GLD1 and IPPD are used. GODとIPPDを用いた際のグルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV when using GOD and IPPD is shown. FPOX-CE IPPDを用いた際のグルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV when using FPOX-CE IPPD is shown. BGLBをFADGDH-AAと共に用いて、+300mV印加したときの酸化電流値の比較を示す。A comparison of oxidation current values when +300 mV is applied using BGLB with FADGDH-AA is shown. TDPAをFADGDH-AAと共に用いて、+300mV印加したときの酸化電流値の比較を示す。A comparison of oxidation current values when +300 mV is applied using TDPA with FADGDH-AA is shown. IPPDをPQQ-GDHと共に用いて、グルコース終濃度と+300mVにおける酸化電流値の関係をプロットした結果を示す。The results of plotting the relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at +300 mV using IPPD with PQQ-GDH are shown. BGLBをPQQ-GDHと共に用いて、グルコース終濃度と+300mVにおける酸化電流値の関係をプロットした結果を示す。The results of plotting the relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at +300 mV using BGLB together with PQQ-GDH are shown. DPPD存在下又は不在下でNAD-GDHを用いたときのグルコース添加前後の応答電流を示す。The response current before and after glucose addition is shown when NAD-GDH is used in the presence or absence of DPPD. IPPDをLODと共に用いて、乳酸終濃度と+150mVにおける酸化電流値の関係をプロットした結果を示す。The results of plotting the relationship between the final lactic acid concentration and the oxidation current value at +150 mV using IPPD with LOD are shown. IPPD存在下又は不在下でFDHを用いたときのフルクトース終濃度と+100mVにおける酸化電流値の関係をプロットした結果を示す。フルクトース無添加時の電流を0とした。The results of plotting the relationship between the final fructose concentration and the oxidation current value at +100 mV when FDH is used in the presence or absence of IPPD are shown. The current when no fructose was added was set to 0. IPPDを吸着させ、GDHを固定化した電極を用いた際のグルコース終濃度と200mVにおける酸化電流値の関係を示す。The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 200 mV is shown when using an electrode with IPPD adsorbed and GDH immobilized. 終濃度10pMのDPPDを用いて改変した電極を、FADGDH-AA及びグルコースを含む溶液に入れた際の+100mVにおける酸化電流値を示す。グルコース無添加時の電流を0とした。The oxidation current value at +100 mV is shown when an electrode modified using DPPD at a final concentration of 10 pM is placed in a solution containing FADGDH-AA and glucose. The current when no glucose was added was defined as 0.

(フェニレンジアミン系化合物)
(フェニレンジアミン系化合物が吸着した電極)
ある実施形態において本発明はフェニレンジアミン系化合物を提供する。本発明の化合物には、アゾ化合物、ジアゾニオ化合物も含まれるが、本明細書では、フェニレンジアミン系化合物、或いは本発明のフェニレンジアミン系化合物というとき、便宜上、フェニレンジアミン骨格を有する化合物のみならず、アゾ化合物、ジアゾニオ化合物も含まれるものとする。別の実施形態において本発明はフェニレンジアミン系化合物を含む、電極改変剤を提供する。この電極改変剤は電極表面に吸着可能であり、電極の電子受容性を改変し得る。別の実施形態において本発明はフェニレンジアミン系化合物又は本発明の電極改変剤が吸着した電極を提供する。別の実施形態において本発明はフェニレンジアミン系化合物又は本発明の電極改変剤を含む電気化学的測定用組成物を提供する。組成物はさらに酵素を含みうる。酵素は酸化還元酵素であり得る。別の実施形態において本発明は、フェニレンジアミン系化合物又は本発明の電極改変剤を含む電気化学的測定用キットを提供する。本明細書において電極改変剤を電極吸着剤ということがある。
(Phenylene diamine compound)
(Electrode with phenylenediamine compound adsorbed)
In certain embodiments, the invention provides phenylenediamine-based compounds. The compounds of the present invention also include azo compounds and diazonio compounds, but in this specification, when referring to a phenylenediamine compound or the phenylenediamine compound of the present invention, for convenience, it includes not only compounds having a phenylenediamine skeleton, but also compounds having a phenylenediamine skeleton. Azo compounds and diazonio compounds are also included. In another embodiment, the invention provides an electrode modifier comprising a phenylenediamine-based compound. This electrode modifying agent can be adsorbed onto the electrode surface and can modify the electron accepting properties of the electrode. In another embodiment, the present invention provides an electrode on which a phenylenediamine-based compound or an electrode modifier of the present invention is adsorbed. In another embodiment, the present invention provides a composition for electrochemical measurement comprising a phenylenediamine-based compound or an electrode modifier of the present invention. The composition may further include an enzyme. The enzyme can be an oxidoreductase. In another embodiment, the present invention provides an electrochemical measurement kit comprising a phenylenediamine compound or an electrode modifier of the present invention. In this specification, the electrode modifying agent is sometimes referred to as an electrode adsorbent.

本発明のフェニレンジアミン系化合物は、電極と接触させることで電極表面に吸着することができる。このとき、電極に吸着させるために、電極表面を酸処理して活性化するなどの特別の操作は必要ない。ある実施形態において、本発明の化合物が有する電極に吸着する性質とは、該化合物が電極に物理的に吸着する性質をいい、電極は炭素、金、白金等の素材等を用いることが出来る。さらに、該化合物を炭素粉末又は炭素材料などの一次材料に吸着させ次いで当該炭素粉末又は炭素材料などの一次材料を電極に固定化する態様を含むものとする。ただし、これは、本発明の化合物が有する性質についての説明であって、該化合物の使用方法を限定するものではない。すなわち、ある実施形態において本発明は、本発明の化合物を炭素粉末又は炭素材料などの一次材料に吸着させ次いで当該炭素粉末又は炭素材料などの一次材料を電極に固定化する方法を提供する。 The phenylenediamine compound of the present invention can be adsorbed onto the electrode surface by bringing it into contact with the electrode. At this time, special operations such as activating the electrode surface by acid treatment are not required in order to cause it to be adsorbed onto the electrode. In one embodiment, the property of the compound of the present invention to be adsorbed to an electrode refers to the property of the compound to be physically adsorbed to an electrode, and the electrode may be made of a material such as carbon, gold, or platinum. Furthermore, the present invention includes an embodiment in which the compound is adsorbed onto a primary material such as carbon powder or a carbon material, and then the primary material such as the carbon powder or carbon material is immobilized on an electrode. However, this is an explanation of the properties that the compound of the present invention has, and does not limit the method of using the compound. That is, in some embodiments, the present invention provides a method of adsorbing a compound of the present invention onto a primary material such as a carbon powder or carbon material, and then immobilizing the primary material such as the carbon powder or carbon material on an electrode.

ある実施形態において、本発明は、本発明の化合物を吸着させた炭素粉末又は炭素材料などの一次材料を提供する。この炭素粉末又は炭素材料などの一次材料は、さらに電極に塗布又は適用することができる。一次材料としては、炭素、白金、金などが挙げられるがこれに限らない。炭素材料としてはカーボンブラック、カーボンファイバー、単層又は多層カーボンナノチューブ、グラフェン、ケッチェンブラック等が挙げられる。 In certain embodiments, the present invention provides a primary material, such as a carbon powder or carbon material, on which a compound of the present invention is adsorbed. This primary material, such as carbon powder or carbon material, can be further coated or applied to the electrode. Primary materials include, but are not limited to, carbon, platinum, gold, and the like. Examples of the carbon material include carbon black, carbon fiber, single-walled or multi-walled carbon nanotubes, graphene, Ketjenblack, and the like.

ある実施形態において、本発明の化合物が有する電極、炭素粉末又は炭素材料に吸着する性質とは、該化合物が電極、炭素粉末又は炭素材料に直接、物理的に吸着する性質をいい、該化合物をポリマーやリンカーに共有結合させることによる電極、炭素粉末又は炭素材料への結合する性質を言わないものとする。このような性質を本明細書において、ポリマーに結合されることなく電極に吸着する性質、或いはポリマーに結合されることなく、或いは該化合物がポリマー化することなく、炭素粉末又は炭素材料に吸着する性質ということがある。ただし、これは、本発明の化合物が有する性質についての説明であって、該化合物の使用方法を限定するものではない。すなわち、ある実施形態において本発明は、本発明の化合物をポリマーやリンカーに共有結合させることにより電極、炭素粉末又は炭素材料へ結合する方法を提供する。また、該化合物が電極、炭素粉末又は炭素材料に直接、物理的に吸着する、とは本発明の化合物自身が(モノマーとして)、炭素粉末又は炭素材料に共有結合することを妨げるものではない。なお、本明細書においてポリマーとは同一単位が、例えば10以上、多量体化しているものをいう。 In one embodiment, the property of the compound of the present invention to adsorb to an electrode, carbon powder, or carbon material refers to the property of the compound to physically adsorb directly to the electrode, carbon powder, or carbon material; This does not refer to the property of bonding to an electrode, carbon powder, or carbon material by covalently bonding to a polymer or linker. In this specification, such a property is defined as a property of being adsorbed to an electrode without being bound to a polymer, or a property of being adsorbed to a carbon powder or carbon material without being bound to a polymer or without the compound being polymerized. There is a thing called nature. However, this is an explanation of the properties that the compound of the present invention has, and does not limit the method of using the compound. Thus, in certain embodiments, the present invention provides a method of bonding a compound of the present invention to an electrode, carbon powder, or carbon material by covalently bonding it to a polymer or linker. Furthermore, the fact that the compound is physically adsorbed directly to the electrode, carbon powder, or carbon material does not mean that the compound of the present invention itself (as a monomer) can be covalently bonded to the carbon powder or carbon material. In this specification, the term "polymer" refers to a polymer composed of, for example, 10 or more identical units.

ある実施形態において、本発明の化合物を吸着させるための炭素粉末又は炭素材料、炭素電極、金電極、白金電極は、酸処理されていない。すなわちある実施形態において、本発明の化合物を吸着させる炭素粉末又は炭素材料から、酸処理された炭素粉末又は炭素材料、炭素電極は除かれる。 In certain embodiments, the carbon powder or carbon material, carbon electrode, gold electrode, platinum electrode for adsorbing the compounds of the invention is not acid-treated. That is, in one embodiment, the acid-treated carbon powder or carbon material and carbon electrode are excluded from the carbon powder or carbon material on which the compound of the present invention is adsorbed.

ある実施形態において、本発明の化合物を酵素と組み合わせて用いることができる。ある実施形態において、本発明の化合物を酸化還元酵素と組み合わせて用いることができる。ある実施形態において、本発明の化合物を電子伝達促進剤として用いることができる。ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、酸化還元酵素により触媒される酸化還元反応において、メディエータとして機能する。酸化還元酵素としては、EC第1群に分類される各種の酸化還元酵素、例えばグルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、アマドリアーゼ(フルクトシルペプチドオキシダーゼまたはフルクトシルアミノ酸オキシダーゼともいう)、ペルオキシダーゼ、ガラクトースオキシダーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、D-またはL-アミノ酸オキシダーゼ、アミンオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、コリンオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ、サルコシンオキシダーゼ、D-またはL-乳酸オキシダーゼ(LOD)、アスコルビン酸オキシダーゼ、チトクロムオキシダーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、アルデヒドデヒドロゲナーゼ、アルデヒドオキシダーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ(FDH)、ソルビトールデヒドロゲナーゼ、D-またはL-乳酸デヒドロゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、グリセロールデヒドロゲナーゼ、17Bヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ、エストラジオール17Bデヒドロゲナーゼ、D-またはL-アミノ酸デヒドロゲナーゼ、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、3-ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ、ジアホラーゼ、カタラーゼ、グルタチオンレダクターゼ、チトクロムb5レダクターゼ、アドレノキシンレダクターゼ、チトクロムb5レダクターゼ、アドレノドキシンレダクターゼ、硝酸レダクターゼ、リン酸デヒドロゲナーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、ラッカーゼ、ポリアミンオキシダーゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ピラノースオキシダーゼ、ピラノースデヒドロゲナーゼ、タウロピンデヒドロゲナーゼ等が挙げられるが、これに限らない。また、複数の酵素の組合せであってもよい。上記酵素の補酵素としては、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)、ピロロキノリンキノン等が挙げられる。すなわち、グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)としては、FAD依存性GDH、NAD依存性GDH、PQQ依存性GDH等が挙げられる。上記に挙げた酸化還元酵素は、例えばMethods in Enzymology(1~602巻)に記載の方法で、種々の基質を用いた活性測定を行うことができる。 In certain embodiments, compounds of the invention can be used in combination with enzymes. In certain embodiments, compounds of the invention can be used in combination with oxidoreductases. In certain embodiments, compounds of the invention can be used as electron transfer enhancers. In one embodiment, the phenylenediamine compound of the present invention functions as a mediator in a redox reaction catalyzed by an oxidoreductase. Examples of oxidoreductases include various oxidoreductases classified into EC Group 1, such as glucose oxidase, glucose dehydrogenase, amadoriase (also referred to as fructosyl peptide oxidase or fructosyl amino acid oxidase), peroxidase, galactose oxidase, bilirubin oxidase, Pyruvate oxidase, D- or L-amino acid oxidase, amine oxidase, cholesterol oxidase, choline oxidase, xanthine oxidase, sarcosine oxidase, D- or L-lactate oxidase (LOD), ascorbate oxidase, cytochrome oxidase, alcohol dehydrogenase, cholesterol dehydrogenase , aldehyde dehydrogenase, aldehyde oxidase, fructose dehydrogenase (FDH), sorbitol dehydrogenase, D- or L-lactate dehydrogenase, malate dehydrogenase, glycerol dehydrogenase, 17B hydroxysteroid dehydrogenase, estradiol 17B dehydrogenase, D- or L-amino acid dehydrogenase, glycerol Aldehyde 3-phosphate dehydrogenase, 3-hydroxysteroid dehydrogenase, diaphorase, catalase, glutathione reductase, cytochrome B5 reductase, adrenoxine reductase, cytochrome B5 reductase, adrenodoxin reductase, nitrate reductase, phosphate dehydrogenase, bilirubin oxidase, laccase, Examples include, but are not limited to, polyamine oxidase, formate dehydrogenase, pyranose oxidase, pyranose dehydrogenase, tauropine dehydrogenase, and the like. Alternatively, it may be a combination of multiple enzymes. Coenzymes for the above enzymes include nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, flavin adenine dinucleotide (FAD), pyrroloquinoline quinone, and the like. That is, examples of glucose dehydrogenase (GDH) include FAD-dependent GDH, NAD-dependent GDH, and PQQ-dependent GDH. The activity of the above-mentioned oxidoreductases can be measured using various substrates, for example, by the method described in Methods in Enzymology (Volumes 1 to 602).

本明細書において、メディエータとして機能するとは、フェニレンジアミン系化合物が電子移動に与ることをいい、例えば電極を用いる系では、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、酸化還元酵素から電子を受け取って還元型となり、電極に電子を渡して酸化型に戻る。このような観点から、メディエータとして機能する本発明のフェニレンジアミン系化合物のことを電子移動媒介剤、電子伝達促進剤、或いは電子メディエータ(単にメディエータともいう)と呼ぶこともできる。本明細書においてこれらの用語は同義とする。 In this specification, functioning as a mediator means that the phenylenediamine compound participates in electron transfer. For example, in a system using an electrode, the phenylenediamine compound of the present invention receives electrons from an oxidoreductase and reduces the form, transfers electrons to the electrode, and returns to the oxidized form. From this point of view, the phenylenediamine compound of the present invention that functions as a mediator can also be referred to as an electron transfer mediator, an electron transfer promoter, or an electron mediator (also simply referred to as a mediator). In this specification, these terms are used synonymously.

ある実施形態において、本発明の電極から、酸処理した炭素粉末又は炭素粒子を有する電極は除かれる。 In certain embodiments, the electrodes of the present invention exclude electrodes having acid-treated carbon powder or particles.

ある実施形態において、本発明の電極と共に用いられる酸化還元酵素は、当該電極に固定化されていてもよい。すなわち、この実施形態において本発明は、酸化還元酵素が固定化され、本発明の電極改変剤が吸着した電極を提供する。ある実施形態において本発明は、酸化還元酵素が固定化され、本発明の電極改変剤が吸着した電極を含む、酵素センサーを提供する。ある実施形態では、本発明の電極改変剤又は電子伝達促進剤を含むセンサーが提供される。 In certain embodiments, the oxidoreductase used with the electrode of the present invention may be immobilized on the electrode. That is, in this embodiment, the present invention provides an electrode on which an oxidoreductase is immobilized and an electrode modifying agent of the present invention is adsorbed. In one embodiment, the present invention provides an enzyme sensor comprising an electrode on which an oxidoreductase is immobilized and an electrode modifier of the present invention is adsorbed. In some embodiments, sensors are provided that include electrode modifiers or electron transfer enhancers of the invention.

本発明のフェニレンジアミン系化合物又は該フェニレンジアミン系化合物を含む電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤は、特別な処理を必要とすることなく、電極表面に吸着することができる。したがってある実施形態では、改変された電極を作製するために、予め本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を電極に吸着させてもよい。別の実施形態では、電気化学的測定を行う際に、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、、電極吸着剤又は電子伝達促進剤、及び、酸化還元酵素を含む測定溶液(組成物)を使用することができる。この実施形態では、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤、及び、酸化還元酵素を含む組成物を電極に物理的に接触させると、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤が電極に吸着し、電気化学的特性が改変された電極が、測定時にその場で作製される。 The phenylenediamine-based compound of the present invention or the electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer promoter containing the phenylenediamine-based compound can be adsorbed onto the electrode surface without requiring any special treatment. Therefore, in some embodiments, in order to produce a modified electrode, the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer promoter of the present invention may be adsorbed onto the electrode in advance. In another embodiment, when performing an electrochemical measurement, a measurement solution (composition) containing the phenylenediamine compound of the present invention, an electrode modifier, an electrode adsorbent or an electron transfer promoter, and an oxidoreductase is used. can be used. In this embodiment, when a composition comprising a phenylenediamine compound of the present invention, an electrode modifier, an electrode adsorbent or an electron transfer promoter, and an oxidoreductase is brought into physical contact with an electrode, the phenylenediamine of the present invention A system compound, an electrode modifier, an electrode adsorbent, or an electron transfer promoter is adsorbed to the electrode, and an electrode with modified electrochemical properties is produced in situ at the time of measurement.

ある実施形態では、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を電極に吸着させるに当たり、電極を酸で前処理しない。別の実施形態では、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を電極に吸着させるに当たり、電極を酸で前処理してもよい。なお、ここでいう酸での前処理とは、酸を含む電解質溶液を電極と接触させることを含むものとする。また、本明細書において酸とは、pH 4以下、例えばpH 4未満、pH 3以下、pH 3未満、pH 2以下、pH 2未満、pH 1の酸をいう。また、ある実施形態では、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を、特定電位を印加することで酸化型もしくは還元型に変換した後に電極に吸着させても良い。なお、酸化型もしくは還元型に変換する手法として酸化剤や還元剤を用いても良く、特に手法は限定されない。また、ある実施形態では、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を、高分子に包摂して、電極に吸着させてもよい。このような吸着を本明細書において包摂固定(embedded)又は包括固定(entrapped)ということがある。これは吸着固定、すなわち物理吸着による固定とは区別される。包摂固定又は包括固定では、本発明の化合物は高分子中で拡散することができるのに対して、吸着固定では本発明の化合物は拡散しない又はほとんど拡散しない。別の実施形態では、本発明の化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を、イオン性ポリマー、例えばカチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンやポリリジン、アニオン性ポリマーであるポリアニリン、ポリアクリル酸などを用いた静電的相互作用により電極に吸着させてもよい。別の実施形態では、本発明の化合物、電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤を、酵素に吸着もしくは架橋剤による固定を行い、酵素と共に電極に固定化させても良い。別の実施形態では、吸着させた本発明の化合物を酸化還元反応若しくは架橋剤によりポリマー化しても良い。 In one embodiment, the electrode is not pretreated with an acid when adsorbing the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer enhancer of the present invention to the electrode. In another embodiment, the electrode may be pretreated with an acid before the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer promoter of the present invention is adsorbed onto the electrode. Note that the pretreatment with an acid herein includes bringing an electrolyte solution containing an acid into contact with the electrode. Further, in this specification, acid refers to an acid having a pH of 4 or less, for example, less than pH 4, less than pH 3, less than pH 3, less than pH 2, less than pH 2, or pH 1. In one embodiment, the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer promoter of the present invention is converted into an oxidized or reduced form by applying a specific potential, and then adsorbed onto the electrode. Also good. Note that an oxidizing agent or a reducing agent may be used as a method for converting into an oxidized form or a reduced form, and the method is not particularly limited. In one embodiment, the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer promoter of the present invention may be incorporated into a polymer and adsorbed onto the electrode. Such adsorption may be referred to herein as embedded or entrapped. This is distinguished from adsorption fixation, that is, fixation by physical adsorption. In inclusion fixation or entrapping fixation, the compound of the invention can diffuse in the polymer, whereas in adsorption fixation, the compound of the invention does not or hardly diffuses. In another embodiment, the compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer enhancer of the present invention is applied to an ionic polymer, such as a cationic polymer such as polyethyleneimine or polylysine, an anionic polymer such as polyaniline, or polyacrylic acid. It may be adsorbed to the electrode by electrostatic interaction using, for example. In another embodiment, the compound of the present invention, electrode modifying agent, electrode adsorbent, or electron transfer enhancer may be adsorbed onto an enzyme or immobilized using a crosslinking agent, and may be immobilized on the electrode together with the enzyme. In another embodiment, the adsorbed compounds of the invention may be polymerized by redox reactions or by crosslinking agents.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は下記の一般式I又はIIの化合物またはその塩、無水物若しくは溶媒和物でありうる:

Figure 0007421268000011
[式中、
R1は、-NR7R8、-N=N-R9、又は-N+≡Nであり、
R2は、-NR10R11又は、-N=N-R12であり、
R7及びR8は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N+≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
Figure 0007421268000012
であり、
R10は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R3、R4、R5及びR6は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C1-7アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R3及びR4、又は、R5及びR6は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
Figure 0007421268000013
を形成し、但し*はR3が結合する炭素原子に結合し、**はR4が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR5が結合する炭素原子に結合し、**はR6が結合する炭素原子に結合し、
R11は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R9は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R12は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
Figure 0007421268000014
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
Figure 0007421268000015
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-7アルキル、C1-7アルケニル、C1-7アルキニル、C1-7アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO2-CH=CH2、又は-SO2-C2H4-O-SO3H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention can be a compound of general formula I or II below, or a salt, anhydride, or solvate thereof:
Figure 0007421268000011
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
Figure 0007421268000012
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
Figure 0007421268000013
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
Figure 0007421268000014
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
Figure 0007421268000015
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO2 -CH= CH2 , or -SO2 - C2H4 - O - SO3H , 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino].

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は下記の一般式Ia若しくはIIaの構造を有する化合物又はその塩、無水物若しくは溶媒和物でありうる:

Figure 0007421268000016
[式中、
R1aは、-NR7aR8a、-N=N-R9a、又は-N+≡Nであり、
R2aは、-NR10aR11a、又は-N=N-R12aであり、
R7a及びR8aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、又はフェナントレニルであり、
R10は、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニルであり、
R3a、R4a、R5a及びR6aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R3a及びR4a、又は、R5a及びR6aは、ベンゼン環、又は
Figure 0007421268000017
を形成し、但し*はR3aが結合する炭素原子に結合し、**はR4aが結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR5aが結合する炭素原子に結合し、**はR6aが結合する炭素原子に結合し、
R11aは、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
R9aおよびR12aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
Xaは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]。 In some embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention may be a compound having the structure of general formula Ia or IIa below, or a salt, anhydride, or solvate thereof:
Figure 0007421268000016
[In the formula,
R 1a is -NR 7a R 8a , -N=NR 9a , or -N + ≡N,
R 2a is -NR 10a R 11a or -N=NR 12a ,
R 7a and R 8a are each independently hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, optionally substituted with one or more Xa; , C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, or phenanthrenyl,
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, optionally substituted with one or more Xa , phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3a , R 4a , R 5a and R 6a are each independently hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, optionally substituted with one or more Y; , C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3a and R 4a or R 5a and R 6a are a benzene ring, or
Figure 0007421268000017
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3a is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4a is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5a is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5a is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6a is bonded,
R 11a is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xa;
R 9a and R 12a are each independently selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted with one or more Xa;
Xa is a linear or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro and sulfo. branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo].

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は下記の一般式Ib若しくはIIbの構造を有する化合物又はその塩、無水物若しくは溶媒和物でありうる:

Figure 0007421268000018
[式中、
R7b、R8b及びR10bは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R3b、R4b、R5b及びR6bは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R11bは、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]。別の実施形態では、上記一般式I若しくはIIで表される本発明の化合物又は上記一般式Ia若しくはIIaで表される本発明の化合物から、上記一般式Ib若しくはIIbの構造を有する化合物、その塩若しくは溶媒和物の一部又は全部は除かれる。 In some embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention may be a compound having the structure of general formula Ib or IIb below, or a salt, anhydride, or solvate thereof:
Figure 0007421268000018
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy , halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]. In another embodiment, from the compound of the present invention represented by the above general formula I or II or the compound of the present invention represented by the above general formula Ia or IIa, a compound having the structure of the above general formula Ib or IIb, Some or all salts or solvates are excluded.

本明細書において用いるアルキルとは、直鎖または分枝鎖の、例えば1~7個の炭素原子、例えば1~6個の炭素原子を有する炭化水素を言う。アルキルの例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、n-ブチル、tert-ブチル、イソペンチル、n-ペンチル、ヘプチルが挙げられるがこれに限らない。 Alkyl, as used herein, refers to a straight-chain or branched hydrocarbon having, for example, 1 to 7 carbon atoms, such as 1 to 6 carbon atoms. Examples of alkyl include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, isobutyl, n-butyl, tert-butyl, isopentyl, n-pentyl, heptyl.

本明細書において用いる、(炭素原子など)の原子の数は、例えば「Cx-Cy アルキル」と表され、これはxからy個の炭素原子を有するアルキル基を言う。他の置換基および範囲についても同じような表記をする。 As used herein, the number of atoms (such as carbon atoms) is expressed, for example, as "Cx-Cy alkyl," which refers to an alkyl group having x to y carbon atoms. Similar notations are used for other substituents and ranges.

本明細書において用いるアルケニルとは、1以上の炭素-炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖の脂肪属炭化水素を言う。例としては、限定するものではないが、ビニル、アリルなどが挙げられるがこれに限らない。 As used herein, alkenyl refers to a straight or branched chain aliphatic hydrocarbon having one or more carbon-carbon double bonds. Examples include, but are not limited to, vinyl, allyl, and the like.

本明細書において用いるアルキニルとは、1以上の炭素-炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖の脂肪属炭化水素を言う。例としては、限定するものではないが、エチニルなどが挙げられるがこれに限らない。 As used herein, alkynyl refers to a straight or branched chain aliphatic hydrocarbon having one or more carbon-carbon triple bonds. Examples include, but are not limited to, ethynyl.

本明細書において用いるシクロアルキルとは、置換されたまたは置換されていない非芳香族環式炭化水素環を言う。シクロアルキル基としては、限定するものではないが、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、およびシクロヘプチルが挙げられるがこれに限らない。 Cycloalkyl, as used herein, refers to a substituted or unsubstituted non-aromatic cyclic hydrocarbon ring. Cycloalkyl groups include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl.

本明細書において用いるハロとは、第17族元素の基、例えば-Cl、-Br、-I等をいう。本明細書において用いるハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を言う。 As used herein, halo refers to a Group 17 element group, such as -Cl, -Br, -I, and the like. As used herein, halogen refers to fluorine, chlorine, bromine, or iodine.

本明細書において用いるハロアルキルとは、少なくとも1つのハロゲンで置換されているアルキル基を言う。ハロアルキル基としては、限定するものではないが、独立に1以上のハロゲン、例えば、フルオロ、クロロ、ブロモ、およびヨードで置換されている、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、およびt-ブチル等が挙げられる。 As used herein, haloalkyl refers to an alkyl group substituted with at least one halogen. Haloalkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, and t- independently substituted with one or more halogens, such as fluoro, chloro, bromo, and iodo. Examples include butyl.

本明細書において用いるハロスルホニルとは、少なくとも1つのハロゲンで置換されているスルホニル基をいい、例えばクロロスルホニル(Cl-SO2-)、ブロモスルホニル(Br-SO2-)等が挙げられるがこれに限らない。 Halosulfonyl as used herein refers to a sulfonyl group substituted with at least one halogen, such as chlorosulfonyl (Cl-SO 2 -), bromosulfonyl (Br-SO 2 -), etc. Not limited to.

本明細書において用いるフェニルとは、置換されたもしくは置換されていないベンゼン環系をいう。本明細書において用いるナフチルとは、置換されたもしくは置換されていないナフタレン環系をいい、1-ナフチルおよび2-ナフチルが挙げられる。本明細書において用いるアントラセニルとは、置換されたもしくは置換されていないアントラセン環系をいう。本明細書において用いるフェナントレニルとは、置換されたもしくは置換されていないフェナントレン環系をいう。 As used herein, phenyl refers to substituted or unsubstituted benzene ring systems. Naphthyl, as used herein, refers to substituted or unsubstituted naphthalene ring systems and includes 1-naphthyl and 2-naphthyl. As used herein, anthracenyl refers to a substituted or unsubstituted anthracene ring system. As used herein, phenanthrenyl refers to substituted or unsubstituted phenanthrene ring systems.

本明細書においてアセチルとは、CH3CO-をいう。本明細書においてトリフルオロアセチルとは、CF3CO-をいう。本明細書において用いるカルボキシとは、-COOHをいう。本明細書においてフラニルとはフランの1価の基、例えば2-フラニル又は3-フラニルをいう。本明細書においてホルミルとは、アルデヒドともいい、-COHをいう。本明細書においてフラニルホルミルとは、フラニル基が結合したホルミル基(フラニル-CO-)をいう。本明細書においてピラゾリルとはピラゾール環系をいう。本明細書においてピラゾリルホルミルとはピラゾリル基が結合したホルミル基(ピラゾリル-CO-)をいう。本明細書において用いるフルオレニルとは、置換されたもしくは置換されていないフルオレン環系をいう。 Acetyl as used herein refers to CH 3 CO-. As used herein, trifluoroacetyl refers to CF 3 CO-. Carboxy as used herein refers to -COOH. As used herein, furanyl refers to a monovalent group of furan, such as 2-furanyl or 3-furanyl. In this specification, formyl is also referred to as aldehyde and refers to -COH. In this specification, furanylformyl refers to a formyl group (furanyl-CO-) to which a furanyl group is bonded. As used herein, pyrazolyl refers to a pyrazole ring system. In this specification, pyrazolylformyl refers to a formyl group to which a pyrazolyl group is bonded (pyrazolyl-CO-). Fluorenyl, as used herein, refers to substituted or unsubstituted fluorene ring systems.

本明細書において-N+≡Nとは、アジドともいい、-N2基とも表記する。本明細書においてベンジルとは、C6H5CH2-をいう。本明細書においてベンゾイルとはC6H5-C(=O)-をいう。本明細書においてとはアゾとはR'-N=N-R''とも表記され、R'とR''は、同一でも異なってもよい。例えばナフチルアゾは、ナフチル-N=N-を表す。 In this specification, -N + ≡N is also referred to as azide, and is also expressed as -N 2 group. As used herein, benzyl refers to C 6 H 5 CH 2 -. As used herein, benzoyl refers to C 6 H 5 -C(=O)-. In this specification, azo is also expressed as R'-N=N-R'', and R' and R'' may be the same or different. For example, naphthylazo represents naphthyl-N=N-.

本明細書においてニトロは、-NO2基を言う。本明細書においてニトロソは、-N=O基を言う。本明細書においてシアノは、-CN基を言う。本明細書においてスルホは、-SO3Hをいう。本明細書においてヒドロキシは-OHをいう。本明細書においてオキソは=Oをいう。 As used herein, nitro refers to the -NO2 group. As used herein, nitroso refers to the group -N=O. As used herein, cyano refers to the -CN group. As used herein, sulfo refers to -SO 3 H. As used herein, hydroxy refers to -OH. As used herein, oxo refers to =O.

本明細書においてアミノとは、-NR'R''基を言い、R'とR''は、同一でも異なってもよい。R'とR''は、例えばH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、等であり得るがこれに限らない。本明細書においてアミノアルキルとは、アミノ基が連結されているアルキレン・リンカーを有する。アミノアルキルとしては-(CH2)nNH2などが挙げられるがこれに限らない。本明細書においてアルキルアミノとは、アルキル基が連結されているアミノをいう。アルキルアミノとしては、C1-7アルキル-NH-などが挙げられるがこれに限らない。本明細書においてアセチルアミノとは、アセチル基が連結されているアミノをいう。アセチルアミノとしては、アセチル-NH-などが挙げられるがこれに限らない。 In this specification, amino refers to a -NR'R'' group, and R' and R'' may be the same or different. R' and R'' can be, for example, but not limited to, H, alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, phenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, and the like. As used herein, aminoalkyl has an alkylene linker to which an amino group is attached. Examples of aminoalkyl include, but are not limited to, -(CH 2 ) n NH 2 and the like. In this specification, alkylamino refers to amino to which an alkyl group is linked. Examples of alkylamino include, but are not limited to, C 1-7 alkyl-NH-. In this specification, acetylamino refers to amino to which an acetyl group is linked. Examples of acetylamino include, but are not limited to, acetyl-NH-.

本明細書においてアクリロイルとは、H2C=CH-C(=O)-をいう。本明細書において-O-アクリロイルとは、H2C=CH-C(=O)-O-をいう。本明細書においてイソチオシアネートとは-N=C=Sをいう。本明細書においてスクシンイミジルとは(CH2CO)2N-をいう。本明細書においてカルボニルとは-C(=O)-をいう。本明細書において用いるアルコキシとは-O-アルキル基を言う。 In this specification, acryloyl refers to H 2 C=CH-C(=O)-. In this specification, -O-acryloyl refers to H 2 C=CH-C(=O)-O-. In this specification, isothiocyanate refers to -N=C=S. As used herein, succinimidyl refers to (CH 2 CO) 2 N-. In this specification, carbonyl refers to -C(=O)-. As used herein, alkoxy refers to an -O-alkyl group.

本明細書において「場合により置換されてもよい」、「置換されたまたは置換されていない」とは、1以上の置換基での任意の置換を意味し、これには複数度の置換も含まれる。 As used herein, "optionally substituted" and "substituted or unsubstituted" mean any substitution with one or more substituents, and this also includes multiple substitutions. It will be done.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-イソプロピル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(IPPD)

Figure 0007421268000019
であり得る(CAS No. 101-72-4)。別の実施形態では、本発明の化合物から、N-イソプロピル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(IPPD)は除かれる。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD).
Figure 0007421268000019
(CAS No. 101-72-4). In another embodiment, the compounds of the invention exclude N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD).

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(DPPD)

Figure 0007421268000020
であり得る(Cas No. 74-31-7)。別の実施形態では、本発明の化合物から、N,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(DPPD)は除かれる。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (DPPD).
Figure 0007421268000020
(Cas No. 74-31-7). In another embodiment, the compounds of the invention exclude N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (DPPD).

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD)

Figure 0007421268000021
であり得る(CAS No. 793-24-8)。別の実施形態では、本発明の化合物から、N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD)は除かれる。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD).
Figure 0007421268000021
(CAS No. 793-24-8). In another embodiment, the compounds of the invention exclude N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD).

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、ビンドシェドラーズグリーンロイコ塩基(BGLB、CAS番号637-31-0)

Figure 0007421268000022
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Bindschaedler's Green Leuco Base (BGLB, CAS No. 637-31-0).
Figure 0007421268000022
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Variamine Blue B Base (CAS番号101-64-4)

Figure 0007421268000023
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Variamine Blue B Base (CAS No. 101-64-4).
Figure 0007421268000023
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、2-ニトロ-4-アミノジフェニルアミン(CAS番号2784-89-6)

Figure 0007421268000024
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is 2-nitro-4-aminodiphenylamine (CAS No. 2784-89-6).
Figure 0007421268000024
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-メチル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン

Figure 0007421268000025
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N-methyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine.
Figure 0007421268000025
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-エチル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン

Figure 0007421268000026
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N-ethyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine.
Figure 0007421268000026
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-イソプロピル-N'-(4-アミノフェニル)-p-フェニレンジアミン

Figure 0007421268000027
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N-isopropyl-N'-(4-aminophenyl)-p-phenylenediamine.
Figure 0007421268000027
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、トリス[4-(ジエチルアミノ)フェニル]アミン(TDPA、CAS番号 47743-70-4)

Figure 0007421268000028
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is tris[4-(diethylamino)phenyl]amine (TDPA, CAS No. 47743-70-4).
Figure 0007421268000028
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、4-(ジメチルアミノ)-4'-ニトロソジフェニルアミン(CAS番号7696-70-0)

Figure 0007421268000029
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is 4-(dimethylamino)-4'-nitrosodiphenylamine (CAS No. 7696-70-0).
Figure 0007421268000029
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-フェニル-o-フェニレンジアミン(CAS番号534-85-0)

Figure 0007421268000030
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is N-phenyl-o-phenylenediamine (CAS No. 534-85-0).
Figure 0007421268000030
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-(4-クロロフェニル)-1,2-フェニレンジアミン(CAS番号 68817-71-0)

Figure 0007421268000031
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N-(4-chlorophenyl)-1,2-phenylenediamine (CAS No. 68817-71-0).
Figure 0007421268000031
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、4-ジアゾジフェニルアミンスルファート(CAS番号4477-28-5)

Figure 0007421268000032
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is 4-diazodiphenylamine sulfate (CAS No. 4477-28-5).
Figure 0007421268000032
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Acid Yellow 36(CAS番号587-98-4)

Figure 0007421268000033
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is Acid Yellow 36 (CAS number 587-98-4).
Figure 0007421268000033
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、2-アミノ-4-イソプロピルアミノ-ジフェニルアミン

Figure 0007421268000034
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is 2-amino-4-isopropylamino-diphenylamine.
Figure 0007421268000034
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-イソプロピル-N'-(4-ヒドロキシフェニル)-p-フェニレンジアミン

Figure 0007421268000035
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N-isopropyl-N'-(4-hydroxyphenyl)-p-phenylenediamine.
Figure 0007421268000035
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N,N'-ジ-2-ナフチル-1,4-フェニレンジアミン(CAS番号93-46-9)

Figure 0007421268000036
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is N,N'-di-2-naphthyl-1,4-phenylenediamine (CAS No. 93-46-9).
Figure 0007421268000036
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、4-(2-オクチルアミノ)ジフェニルアミン(CAS番号15233-47-3)

Figure 0007421268000037
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is 4-(2-octylamino)diphenylamine (CAS No. 15233-47-3).
Figure 0007421268000037
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、N-(2-Amino-4-chlorophenyl)アントラニル酸(CAS番号 67990-66-3)

Figure 0007421268000038
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is N-(2-Amino-4-chlorophenyl)anthranilic acid (CAS No. 67990-66-3).
Figure 0007421268000038
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、4-ジアゾ-3-メトキシジフェニルアミン硫酸塩(CAS番号36305-05-2)

Figure 0007421268000039
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is 4-diazo-3-methoxydiphenylamine sulfate (CAS No. 36305-05-2).
Figure 0007421268000039
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、4-(フェニルアゾ)ジフェニルアミン(CAS番号101-75-7)

Figure 0007421268000040
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is 4-(phenylazo)diphenylamine (CAS No. 101-75-7).
Figure 0007421268000040
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Acid Orange 5(CAS RN:554-73-4)

Figure 0007421268000041
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Acid Orange 5 (CAS RN: 554-73-4).
Figure 0007421268000041
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Alizarin Cyanin Green F(CAS番号4403-90-1)

Figure 0007421268000042
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Alizarin Cyanin Green F (CAS No. 4403-90-1).
Figure 0007421268000042
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Alizarin Astrol(CAS RN:6408-51-1)

Figure 0007421268000043
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Alizarin Astrol (CAS RN: 6408-51-1)
Figure 0007421268000043
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Disperse Yellow 9(CAS番号 6373-73-5)

Figure 0007421268000044
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Disperse Yellow 9 (CAS No. 6373-73-5).
Figure 0007421268000044
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、5-Sulfo-4'-diethylamino-2,2'-dihydroxyazobenzene(CAS番号1563-01-5)

Figure 0007421268000045
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is 5-Sulfo-4'-diethylamino-2,2'-dihydroxyazobenzene (CAS No. 1563-01-5).
Figure 0007421268000045
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Alizarin Cyanin Green F(CAS番号4403-90-1)

Figure 0007421268000046
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is Alizarin Cyanin Green F (CAS number 4403-90-1).
Figure 0007421268000046
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Alphamine Red R Base(CAS番号57322-42-6)

Figure 0007421268000047
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the present invention is Alphamine Red R Base (CAS number 57322-42-6).
Figure 0007421268000047
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、Crocein scarlet 3B(CAS番号5413-75-2)

Figure 0007421268000048
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is Crocein scarlet 3B (CAS number 5413-75-2).
Figure 0007421268000048
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、p-フェニルフェニレンジアミン(CAS番号2198-59-6)

Figure 0007421268000049
であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compound of the invention is p-phenylphenylenediamine (CAS No. 2198-59-6).
Figure 0007421268000049
It can be.

ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、以下の表の化合物であり得る。 In certain embodiments, the phenylenediamine-based compounds of the invention can be the compounds in the table below.

Figure 0007421268000050
Figure 0007421268000051
Figure 0007421268000052
Figure 0007421268000053
Figure 0007421268000054
Figure 0007421268000055
Figure 0007421268000056
Figure 0007421268000057
Figure 0007421268000058
Figure 0007421268000050
Figure 0007421268000051
Figure 0007421268000052
Figure 0007421268000053
Figure 0007421268000054
Figure 0007421268000055
Figure 0007421268000056
Figure 0007421268000057
Figure 0007421268000058

Figure 0007421268000059
Figure 0007421268000060
Figure 0007421268000059
Figure 0007421268000060

本発明のフェニレンジアミン系化合物から、以下の構造

Figure 0007421268000061
を有するp-フェニレンジアミン及びo-フェニレンジアミンは除かれる。また、本発明のフェニレンジアミン系化合物からN,N-ジメチル-p-フェニレンジアミン、N,N-ジメチル-o-フェニレンジアミン及びN,N,N',N'-テトラメチルフェニレンジアミンは除かれる。 From the phenylenediamine compound of the present invention, the following structure
Figure 0007421268000061
Excludes p-phenylenediamine and o-phenylenediamine with Furthermore, N,N-dimethyl-p-phenylenediamine, N,N-dimethyl-o-phenylenediamine and N,N,N',N'-tetramethylphenylenediamine are excluded from the phenylenediamine compounds of the present invention.

ある実施形態において、本発明の化合物から、以下の一般式(1)の構造を有するトリフェニルアミン誘導体は除かれる:

Figure 0007421268000062
(式中、X1~X9は、それぞれ独立して、水素、弗素、塩素、臭素、シアノ基、ニトロ基、-N(R1)2、鎖状飽和炭化水素、鎖状不飽和炭化水素、環状飽和炭化水素、または環状不飽和炭化水素を表し、R1は、水素、鎖状飽和炭化水素、鎖状不飽和炭化水素、環状飽和炭化水素、環状不飽和炭化水素、シアノ基、ニトロ基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも1種である。ただし、X1~X9がすべて水素である場合を除く。)。別の実施形態では、電池に用いる本発明の化合物から、該構造を有するトリフェニルアミン誘導体は除かれる。 In certain embodiments, the compounds of the invention exclude triphenylamine derivatives having the following structure of general formula (1):
Figure 0007421268000062
(In the formula, X 1 to X 9 are each independently hydrogen, fluorine, chlorine, bromine, cyano group, nitro group, -N(R1)2, chain saturated hydrocarbon, chain unsaturated hydrocarbon, Represents a cyclic saturated hydrocarbon or a cyclic unsaturated hydrocarbon, and R1 represents hydrogen, a chain saturated hydrocarbon, a chain unsaturated hydrocarbon, a cyclic saturated hydrocarbon, a cyclic unsaturated hydrocarbon, a cyano group, a nitro group, and the like. At least one type selected from the group consisting of combinations of (However, this excludes cases where all of X1 to X9 are hydrogen.) In another embodiment, triphenylamine derivatives having this structure are excluded from the compounds of the invention for use in batteries.

別の実施形態において、本発明の化合物から、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(p-トリル-1,4-フェニレンジアミンは除かれる。別の実施形態では、電池に用いる本発明の化合物から、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(p-トリル-1,4-フェニレンジアミンは除かれる。 In another embodiment, the compounds of the invention exclude N,N'-diphenyl-N,N'-bis(p-tolyl-1,4-phenylenediamine). The compounds of the invention exclude N,N'-diphenyl-N,N'-bis(p-tolyl-1,4-phenylenediamine).

本発明のフェニレンジアミン系化合物に酵素と共有結合させるための官能基を修飾してもよい。フェニレンジアミン系化合物と官能基の間にC1~C20のアルキルやアミノ酸、ペプチド等をリンカーとして入れても良い。リンカーの間に適宜、ヒドロキシル基やアミノ基、アルケン等が含まれていてもよい。官能基として、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アルデヒド基、ヒドラジノ基、チオシアネート基、エポキシ基、ビニル基、ハロゲン基、酸エステル基、リン酸基、チオール基、ジスルフィド基、ジチオカルバメート基、ジチオホスフェート基、ジチオホスホネート基、チオエーテル基、チオ硫酸基、スクシンイミド基、マレイミド基及びチオ尿素基等が挙げられる。 The phenylenediamine compound of the present invention may be modified with a functional group for covalently bonding it to an enzyme. A C1 to C20 alkyl, amino acid, peptide, etc. may be inserted as a linker between the phenylenediamine compound and the functional group. A hydroxyl group, an amino group, an alkene, etc. may be included between the linkers as appropriate. Examples of functional groups include hydroxyl group, carboxyl group, amino group, aldehyde group, hydrazino group, thiocyanate group, epoxy group, vinyl group, halogen group, acid ester group, phosphoric acid group, thiol group, disulfide group, dithiocarbamate group. , dithiophosphate group, dithiophosphonate group, thioether group, thiosulfate group, succinimide group, maleimide group, and thiourea group.

フェニレンジアミン系化合物には、酸化還元状態及びイオン化状態があり得る。上記の化学式では、本発明のフェニレンジアミン系化合物を、中性型で還元型の形態で記載した。しかしながらこの形態のみならず、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、酸化型(ジイミン型)、半酸化型、又は還元型(ジアミン型)であり得る。本発明のアゾ化合物又は、ジアゾニオ化合物も同様に、酸化型、半酸化型、又は還元型であり得る。また、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、中性型、又はカチオン型でありうる。便宜上、本発明のフェニレンジアミン系化合物、例えば上記化学式で表される本発明のフェニレンジアミン系化合物という場合、これは、中性型、又はカチオン型の、酸化型、半酸化型、又は還元型の形態のものを包含するものとする。例えば、測定系に、本発明のフェニレンジアミン系化合物として中性型で酸化型の化合物を添加した後、溶液のpHや電子授受によりそれが酸化型でカチオン型の化合物に変化することがあり得るが、そのような化合物も本発明のフェニレンジアミン系化合物に包含されるものとする。また本発明のフェニレンジアミン系化合物というとき、これはその塩、酸付加塩、無水物及び溶媒和物を包含するものとする。塩としては、第1族元素の塩や第17族元素の塩、例えばNa塩、K塩、Cl塩、Br塩等が挙げられるがこれに限らない。酸付加塩としては塩酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、硝酸塩が挙げられるがこれに限らない。 A phenylenediamine compound can be in a redox state and an ionized state. In the above chemical formula, the phenylenediamine compound of the present invention is described in a neutral and reduced form. However, in addition to this form, the phenylenediamine compound of the present invention may be in an oxidized type (diimine type), a semi-oxidized type, or a reduced type (diamine type). The azo compounds or diazonio compounds of the present invention may similarly be in the oxidized, semi-oxidized, or reduced form. Further, the phenylenediamine compound of the present invention may be a neutral type or a cationic type. For convenience, when referring to the phenylenediamine compound of the present invention, for example, the phenylenediamine compound of the present invention represented by the above chemical formula, this refers to a neutral type, a cationic type, an oxidized type, a half-oxidized type, or a reduced type. It shall include things of the form. For example, after adding a neutral oxidized compound as the phenylenediamine compound of the present invention to the measurement system, it may change to an oxidized cationic compound due to the pH of the solution or electron transfer. However, such compounds are also included in the phenylenediamine compounds of the present invention. Furthermore, when referring to the phenylenediamine compound of the present invention, this includes its salts, acid addition salts, anhydrides, and solvates. Examples of the salt include, but are not limited to, salts of Group 1 elements and salts of Group 17 elements, such as Na salts, K salts, Cl salts, and Br salts. Acid addition salts include, but are not limited to, hydrochlorides, sulfates, sulfites, and nitrates.

本発明のフェニレンジアミン系化合物は、人工合成してもよく、天然物を取得してもよい。また市販されているものであってもよい。合成する場合は、慣用の有機合成手法を用いて有機合成を行い、NMR、IR、質量分析等により生成物を確認することができる。本発明の実施は、特に明記しない限り、化学、有機合成、生化学、分子生物学、電気化学の従来技術を使用するが、それらは当業者の能力の範囲内である。このような技術は文献に説明されている。たとえば、Organic Chemistry (Jonathan Clayden (編集), Nick Greeves (著), Stuart Warren (著), Peter Wothers (著))、Oxford Univ Pr, 2000や、March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (Michael B. Smith (著), Jerry March (著))Wiley-Interscience, 6th edition, 2007を参照されたい。これらの一般的なテキストは、それぞれ参考として本明細書に組み入れられる。 The phenylenediamine compound of the present invention may be artificially synthesized or may be obtained from a natural product. It may also be a commercially available one. In the case of synthesis, organic synthesis can be performed using conventional organic synthesis techniques, and the product can be confirmed by NMR, IR, mass spectrometry, etc. The practice of the present invention will employ, unless otherwise indicated, conventional techniques of chemistry, organic synthesis, biochemistry, molecular biology, and electrochemistry, which are within the ability of those skilled in the art. Such techniques are explained in the literature. For example, Organic Chemistry (Jonathan Clayden (editor), Nick Greeves (author), Stuart Warren (author), Peter Wothers (author)), Oxford Univ Pr, 2000, and March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (Michael B. Smith (author), Jerry March (author)) Wiley-Interscience, 6th edition, 2007. Each of these general texts is incorporated herein by reference.

(酵素又は酸化還元酵素の固定化方法)
酵素又は酸化還元酵素は任意の公知の方法により固相に固定化されうる。酵素、例えば酸化還元酵素をビーズや膜、炭素粒子、金粒子、白金粒子、ポリマー、電極表面に固定化してもよい。固定化方法としては、架橋試薬を用いる方法、高分子マトリックス中に封入する方法、透析膜で被覆する方法、光架橋性ポリマー、導電性ポリマー、酸化還元ポリマーなどがあり、ポリマー中に固定あるいは電極上に吸着固定してもよく、またこれらを組み合わせて用いてもよい。典型的には、グルタルアルデヒドを用いて酸化還元酵素をカーボン電極上に固定化した後、アミン基を有する試薬で処理してグルタルアルデヒドをブロッキングする。固定化する酸化還元酵素の量は、電気化学的測定或いは燃料電池発電に必要な電流を生じうる量とすることができ、適宜決定しうる。
(Method for immobilizing enzyme or oxidoreductase)
Enzymes or oxidoreductases can be immobilized on a solid phase by any known method. Enzymes, such as oxidoreductases, may be immobilized on beads, membranes, carbon particles, gold particles, platinum particles, polymers, and electrode surfaces. Immobilization methods include methods using crosslinking reagents, encapsulation in polymer matrices, coating with dialysis membranes, photocrosslinkable polymers, conductive polymers, and redox polymers. It may be fixed by suction on the surface, or a combination of these may be used. Typically, after a redox enzyme is immobilized on a carbon electrode using glutaraldehyde, the glutaraldehyde is blocked by treatment with a reagent having an amine group. The amount of the oxidoreductase to be immobilized can be determined as appropriate so as to generate the current necessary for electrochemical measurement or fuel cell power generation.

(本発明のフェニレンジアミン系化合物の吸着方法)
ある実施形態において、本発明のフェニレンジアミン系化合物は、溶液中に遊離した状態で存在していてもよく、また、ビーズや膜、炭素粒子、金粒子、白金粒子、ポリマー、電極表面に吸着、例えば物理的に吸着されていてもよい。本発明のフェニレンジアミン系化合物が電極表面に吸着していることを、電極表面に固定化されている、ということもあるが、本明細書においてこれらは同義とする。吸着方法としては、本発明のフェニレンジアミン系化合物を適当な媒体中に溶解させ、その溶液を電極と物理的に接触させる工程を含む方法が挙げられる。別の実施形態では、本発明のフェニレンジアミン系化合物を電極に噴霧してもよい。吸着させるフェニレンジアミン系化合物の量は、電気化学的測定或いは電池発電に必要な電流を生じうる量とすることができ、適宜決定しうる。
(Method for adsorbing phenylenediamine compounds of the present invention)
In some embodiments, the phenylenediamine compound of the present invention may exist in a free state in a solution, or may be adsorbed on beads, membranes, carbon particles, gold particles, platinum particles, polymers, or electrode surfaces. For example, it may be physically adsorbed. The fact that the phenylenediamine compound of the present invention is adsorbed on the electrode surface may also be referred to as being immobilized on the electrode surface, but in this specification, these terms are synonymous. Examples of the adsorption method include a method including a step of dissolving the phenylenediamine compound of the present invention in a suitable medium and bringing the solution into physical contact with an electrode. In another embodiment, the phenylenediamine-based compounds of the present invention may be sprayed onto the electrode. The amount of the phenylenediamine compound to be adsorbed can be determined as appropriate so as to generate the current necessary for electrochemical measurement or battery power generation.

ある実施形態では、電極に本発明のフェニレンジアミン系化合物が吸着され、さらに酵素例えば酸化還元酵素が固定化されていてもよい。この場合、先に本発明のフェニレンジアミン系化合物を吸着させ次いで酵素例えば酸化還元酵素を固定化してもよく、又は先に酵素例えば酸化還元酵素を固定化させ次いで本発明のフェニレンジアミン系化合物を吸着してもよく、又は酵素例えば酸化還元酵素を固定化する操作においてフェニレンジアミン系化合物を同時に吸着させてもよい。 In one embodiment, the phenylenediamine compound of the present invention may be adsorbed on the electrode, and an enzyme, such as an oxidoreductase, may also be immobilized thereon. In this case, the phenylenediamine compound of the present invention may be adsorbed first, and then an enzyme such as an oxidoreductase may be immobilized, or the enzyme such as an oxidoreductase may be first immobilized and then the phenylenediamine compound of the present invention is adsorbed. Alternatively, a phenylenediamine-based compound may be adsorbed at the same time in the process of immobilizing an enzyme, such as an oxidoreductase.

試料溶液に添加する本発明のフェニレンジアミン系化合物の終濃度は特に限定されず、例えば、1pM以上、2pM以上、3pM以上、4pM以上、5pM以上、6pM以上、7pM以上、8pM以上、9pM以上、10pM以上、1M以下、100mM以下、20mM以下、10mM以下、5mM以下、1mM以下、800μM以下、600μM以下、500μM以下、400μM以下、300μM以下、200μM以下、100μM以下、50μM以下、例えば1pM~1M、1pM~100mM、1pM~20mM、1pM~10mM、1pM~5mM、2pM~1mM、3pM~800μM、4pM~600μM、5pM~500μM、6pM~400μM、7pM~300μM、8pM~200μM、9pM~100μM、10pM~50μMの範囲であり得る。試料溶液に添加する本発明のフェニレンジアミン系化合物の終濃度は特に限定されず、例えば0.000001~0.5%(w/v)、0.000003~0.3%(w/v)、0.000005~0.1%(w/v)、0.00001~0.05%(w/v)、0.00002~0.03%(w/v)、0.00003~0.01%(w/v)であり得る。なお、フェニレンジアミン系化合物と他の試薬との添加順序は制限されず、同時でも逐次添加でもよい。 The final concentration of the phenylenediamine compound of the present invention added to the sample solution is not particularly limited, and for example, 1 pM or more, 2 pM or more, 3 pM or more, 4 pM or more, 5 pM or more, 6 pM or more, 7 pM or more, 8 pM or more, 9 pM or more, 10pM or more, 1M or less, 100mM or less, 20mM or less, 10mM or less, 5mM or less, 1mM or less, 800μM or less, 600μM or less, 500μM or less, 400μM or less, 300μM or less, 200μM or less, 100μM or less, 50μM or less, such as 1pM to 1M, 1pM to 100mM, 1pM to 20mM, 1pM to 10mM, 1pM to 5mM, 2pM to 1mM, 3pM to 800μM, 4pM to 600μM, 5pM to 500μM, 6pM to 400μM, 7pM to 300μM, 8pM to 200μM, 9pM to 100μM, 10pM to It can be in the range of 50 μM. The final concentration of the phenylenediamine compound of the present invention added to the sample solution is not particularly limited, and is, for example, 0.000001 to 0.5% (w/v), 0.000003 to 0.3% (w/v), or 0.000005 to 0.1% (w/v). ), 0.00001-0.05% (w/v), 0.00002-0.03% (w/v), 0.00003-0.01% (w/v). Note that the order of addition of the phenylenediamine compound and other reagents is not limited, and may be added simultaneously or sequentially.

ある実施形態において酸化還元反応を行う時間又は電気化学的測定を行う時間は、60分以下、30分以下、10分以下、5分以下、又は1分以下とすることができる。または、長期間測定する酵素センサーや電池等においては、酸化還元反応を行う時間は、60分以上、120分以上、1日以上、2日以上、3日以上、1週間以上、2週間以上、3週間以上とすることができる。例えばフェニレンジアミン系化合物を酸化還元酵素と共に使用する場合、試料に含まれる又は試料中に生成すると推定される還元型のメディエータの濃度範囲に対応して、電気化学的測定用試薬の各成分の濃度を調節することができる。 In certain embodiments, the time for performing the redox reaction or the time for performing the electrochemical measurement can be 60 minutes or less, 30 minutes or less, 10 minutes or less, 5 minutes or less, or 1 minute or less. Alternatively, for enzyme sensors, batteries, etc. that are used for long-term measurements, the redox reaction time is 60 minutes or more, 120 minutes or more, 1 day or more, 2 days or more, 3 days or more, 1 week or more, 2 weeks or more, It can be for more than 3 weeks. For example, when a phenylenediamine compound is used together with an oxidoreductase, the concentration of each component of the electrochemical measurement reagent is determined in accordance with the concentration range of the reduced mediator contained in the sample or estimated to be generated in the sample. can be adjusted.

特に断らない限り、本発明の組成物に含まれる酵素或いは本発明の電極に固定化された酵素は、精製された酵素である。酵素を含む細胞抽出物や細胞破砕液、粗酵素抽出液は、酵素以外にも様々な夾雑物質を含む。例えば微生物では粗酵素抽出液中のリボフラビン量は約53~133μMとの報告がある(J Indust Micro Biotech 1999, 22, pp. 8-18)。このような粗酵素抽出液等は、そのまま電気化学的測定に供すると、夾雑物質が電子を受け取るなどして電極への電子の授受が妨害されるため、粗酵素抽出液において、このリボフラビン濃度では正確な電気化学的測定は困難である。そこで本発明の電気化学的測定法では、夾雑物質が除去された酵素を使用することができる。本明細書において酵素が精製されている、又は精製酵素である、とは、必ずしもタンパク質が純品である必要はなく、電気化学的測定が可能な程度に酵素標品から夾雑物質が除去されていることをいう。 Unless otherwise specified, the enzyme contained in the composition of the present invention or the enzyme immobilized on the electrode of the present invention is a purified enzyme. Cell extracts, cell disruption solutions, and crude enzyme extracts containing enzymes contain various contaminants in addition to enzymes. For example, it has been reported that the amount of riboflavin in a crude enzyme extract of microorganisms is approximately 53 to 133 μM (J Indust Micro Biotech 1999, 22, pp. 8-18). If such a crude enzyme extract is subjected to electrochemical measurement as it is, contaminants will receive electrons and interfere with the transfer of electrons to the electrode. Accurate electrochemical measurements are difficult. Therefore, in the electrochemical measurement method of the present invention, enzymes from which contaminants have been removed can be used. In this specification, the term "enzyme is purified" or "purified enzyme" does not necessarily mean that the protein is pure, but that contaminants have been removed from the enzyme preparation to the extent that electrochemical measurement is possible. It means to be there.

(酸化還元酵素の活性測定)
酸化還元酵素の活性測定を説明するに当たり、具体的な酵素としてグルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)を例とする。GDH(EC 1.1.99.10)は、グルコースの水酸基を酸化してグルコノ-δ-ラクトンを生成する反応を触媒する。このとき電子受容体が電子を受け取り、還元型電子受容体になる。GDHの活性は、この作用原理を利用し、例えば、電子受容体としてフェナジンメトサルフェート(PMS)及び2,6-ジクロロインドフェノール(DCIP)を用いた以下の測定系を用いて測定することができる。
(反応1) D-グルコ-ス + PMS(酸化型)
→ D-グルコノ-δ-ラクトン + PMS(還元型)
(反応2) PMS(還元型) + DCIP(酸化型)
→ PMS(酸化型) + DCIP(還元型)
(Measurement of oxidoreductase activity)
In explaining the measurement of oxidoreductase activity, glucose dehydrogenase (GDH) will be used as an example of a specific enzyme. GDH (EC 1.1.99.10) catalyzes the reaction that oxidizes the hydroxyl group of glucose to produce glucono-δ-lactone. At this time, the electron acceptor receives electrons and becomes a reduced electron acceptor. The activity of GDH can be measured using this principle of action, for example, using the following measurement system using phenazine methosulfate (PMS) and 2,6-dichloroindophenol (DCIP) as electron acceptors. .
(Reaction 1) D-glucose + PMS (oxidized type)
→ D-glucono-δ-lactone + PMS (reduced form)
(Reaction 2) PMS (reduced type) + DCIP (oxidized type)
→ PMS (oxidized type) + DCIP (reduced type)

具体的には、まず、(反応1)において、D-グルコースの酸化に伴い、PMS(還元型)が生成する。続いて進行する(反応2)により、PMS(還元型)が酸化されるのに伴ってDCIPが還元される。この「DCIP(酸化型)」の消失度合を波長600nmにおける吸光度の変化量として検知し、この変化量に基づいて酵素活性を求めることができる。 Specifically, first, in (reaction 1), PMS (reduced type) is generated as D-glucose is oxidized. In the subsequent reaction (reaction 2), DCIP is reduced as PMS (reduced form) is oxidized. The degree of disappearance of this "DCIP (oxidized form)" is detected as the amount of change in absorbance at a wavelength of 600 nm, and the enzyme activity can be determined based on this amount of change.

GDHの活性は、以下の手順に従って測定することができる。100mM リン酸緩衝液(pH7.0) 2.05mL、1M D-グルコース溶液 0.6mLおよび2mM DCIP溶液 0.15mLを混合し、37℃で5分間保温する。次いで、15mM PMS溶液 0.1mL及び酵素サンプル溶液0.1mLを添加し、反応を開始する。反応開始時、および、経時的な吸光度を測定し、酵素反応の進行に伴う600nmにおける吸光度の1分間あたりの減少量(ΔA600)を求め、次式に従いGDH活性を算出する。この際、GDH活性は、37℃において濃度200mMのD-グルコース存在下で1分間に1μmolのDCIPを還元する酵素量を1Uと定義する。 GDH activity can be measured according to the following procedure. Mix 2.05mL of 100mM phosphate buffer (pH 7.0), 0.6mL of 1M D-glucose solution, and 0.15mL of 2mM DCIP solution, and incubate at 37°C for 5 minutes. Next, 0.1 mL of 15 mM PMS solution and 0.1 mL of enzyme sample solution are added to start the reaction. The absorbance at the start of the reaction and over time is measured, the amount of decrease in absorbance at 600 nm per minute (ΔA600) as the enzyme reaction progresses is determined, and the GDH activity is calculated according to the following formula. In this case, GDH activity is defined as 1 U, which is the amount of enzyme that reduces 1 μmol of DCIP per minute in the presence of D-glucose at a concentration of 200 mM at 37°C.

Figure 0007421268000063
Figure 0007421268000063

なお、式中の3.0は反応試薬+酵素試薬の液量(mL)、16.3は本活性測定条件におけるミリモル分子吸光係数(cm2/μmol)、0.1は酵素溶液の液量(mL)、1.0はセルの光路長(cm)、ΔA600blankは100mM リン酸緩衝液(pH7.0)を酵素サンプル溶液の代わりに添加して反応開始した場合の600nmにおける吸光度の1分間あたりの減少量、dfは希釈倍数を表す。 In addition, 3.0 in the formula is the volume of reaction reagent + enzyme reagent (mL), 16.3 is the millimolar molecular extinction coefficient (cm 2 /μmol) under this activity measurement condition, 0.1 is the volume of enzyme solution (mL), and 1.0 is the volume of enzyme solution (mL). The optical path length of the cell (cm), ΔA600 blank is the amount of decrease in absorbance per minute at 600 nm when the reaction is started by adding 100mM phosphate buffer (pH 7.0) instead of the enzyme sample solution, and df is the dilution. Represents a multiple.

本発明の電気化学的測定用キットは、少なくとも1回のアッセイに十分な量の本発明のフェニレンジアミン系化合物又は該フェニレンジアミン系化合物を含む電極改変剤を含む。典型的には、本発明の電気化学的測定用は、本発明のフェニレンジアミン系化合物に加えて、酸化還元酵素、アッセイに必要な緩衝液、キャリブレーションカーブ作製のための基質標準溶液、ならびに指針を含む。例えば酸化還元酵素はGDHであってもよく、この場合、基質標準溶液はグルコース標準溶液であり得る。 The electrochemical measurement kit of the present invention contains the phenylenediamine compound of the present invention or an electrode modifier containing the phenylenediamine compound in an amount sufficient for at least one assay. Typically, the electrochemical measurement of the present invention includes, in addition to the phenylenediamine compound of the present invention, an oxidoreductase, a buffer necessary for the assay, a substrate standard solution for preparing a calibration curve, and guidelines. including. For example, the oxidoreductase may be GDH, in which case the substrate standard solution may be a glucose standard solution.

ある実施形態において、本発明の電気化学的測定用キットは、本発明のフェニレンジアミン系化合物と酸化還元酵素とを同一試薬として含む。別の実施形態において、本発明の電気化学的測定用キットは、フェニレンジアミン系化合物と酸化還元酵素とを別々の試薬として含む。別の実施形態では、酸化還元酵素は電極に固定化されていてもよく、そのような電極に対して用いる本発明の電気化学的測定用キットはフェニレンジアミン系化合物を単一試薬として含む。ただしここでいう単一試薬とは、当該試薬がフェニレンジアミン系化合物以外の物質を含まないことを意味するものではない。本発明のフェニレンジアミン系化合物が単一試薬中で溶解するよう、該単一試薬は、適当な媒体を含み得る。媒体は本発明のフェニレンジアミン系化合物が溶解するものであればどのようなものでもよく、水、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、アセトニトリルなどが挙げられるがこれに限らない。本発明のフェニレンジアミン系化合物は種々の形態で、例えば、粉末固体状の試薬として、ビーズや電極表面に固定化された試薬として、または適切な保存溶液中の溶液、例えば遮光されている溶液として提供することができる。 In one embodiment, the electrochemical measurement kit of the present invention contains the phenylenediamine compound of the present invention and an oxidoreductase as the same reagent. In another embodiment, the electrochemical measurement kit of the present invention contains a phenylenediamine compound and an oxidoreductase as separate reagents. In another embodiment, the oxidoreductase may be immobilized on an electrode, and the electrochemical measurement kit of the present invention used for such an electrode contains a phenylenediamine-based compound as a single reagent. However, the term "single reagent" as used herein does not mean that the reagent does not contain substances other than the phenylenediamine compound. The single reagent may contain a suitable medium so that the phenylenediamine-based compound of the present invention is dissolved in the single reagent. The medium may be any medium in which the phenylenediamine compound of the present invention can be dissolved, and examples include, but are not limited to, water, methanol, ethanol, propanol, acetone, and acetonitrile. The phenylenediamine compounds of the present invention may be present in various forms, for example as a powdered solid reagent, as a reagent immobilized on a bead or electrode surface, or as a solution in a suitable storage solution, such as a solution protected from light. can be provided.

電気化学的測定の一例としてグルコース濃度の測定が挙げられる。グルコース濃度の測定は、比色式電気化学的測定用の場合は、例えば、以下のように行うことができる。電気化学的測定用の反応層にはグルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)、そして反応促進剤としてN-(2-アセトアミド)イミド2酢酸(ADA)、ビス(2-ヒドロキシエチル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン(Bis-Tris)、炭酸ナトリウムおよびイミダゾールからなる群より選ばれる1以上の物質を含む液状もしくは固体状の組成物を保持させておく。ここで、必要に応じてpH緩衝剤、発色試薬(変色試薬)を添加する。ここにグルコースを含む試料を加え、一定時間反応させる。この間、GDHより電子を直接受け取ることによって重合し生成する色素もしくは還元された色素の最大吸収波長に相当する吸光度をモニタリングする。レート法であれば、吸光度の時間あたりの変化率から、エンドポイント法であれば、試料中のグルコースがすべて酸化された時点までの吸光度変化から、予め標準濃度のグルコース溶液を用いて作製したキャリブレーションカーブを元にして、試料中のグルコース濃度を算出することができる。 An example of an electrochemical measurement is the measurement of glucose concentration. In the case of colorimetric electrochemical measurement, the glucose concentration can be measured, for example, as follows. Glucose dehydrogenase (GDH) was used in the reaction layer for electrochemical measurements, and N-(2-acetamido)imidodiacetic acid (ADA) and bis(2-hydroxyethyl)iminotris(hydroxymethyl)methane (Bis) were used as reaction accelerators. -Tris), sodium carbonate, and imidazole. Here, a pH buffer and a coloring reagent (color-changing reagent) are added as necessary. A sample containing glucose is added to this and allowed to react for a certain period of time. During this time, the absorbance corresponding to the maximum absorption wavelength of the dye that is polymerized or reduced by receiving electrons directly from GDH is monitored. For the rate method, the rate of change in absorbance over time is used, and for the endpoint method, the change in absorbance up to the time when all the glucose in the sample has been oxidized is determined using a calibration prepared in advance using a glucose solution at a standard concentration. Based on the tion curve, the glucose concentration in the sample can be calculated.

この方法において使用できる発色試薬(変色試薬)としては、例えば2,6-ジクロロインドフェノール(DCIP)を電子受容体として添加し、600nmにおける吸光度の減少をモニタリングすることでグルコースの定量が可能である。また、発色試薬としてニトロテトラゾリウムブルー(NTB)を加え、570nm吸光度を測定することにより生成するジホルマザンの量を決定し、グルコース濃度を算出することが可能である。なお、いうまでもなく、使用する発色試薬(変色試薬)はこれらに限定されない。 As a coloring reagent (color-changing reagent) that can be used in this method, for example, 2,6-dichloroindophenol (DCIP) is added as an electron acceptor, and glucose can be quantified by monitoring the decrease in absorbance at 600 nm. . Furthermore, by adding nitrotetrazolium blue (NTB) as a coloring reagent and measuring the absorbance at 570 nm, it is possible to determine the amount of diformazan produced and calculate the glucose concentration. Needless to say, the coloring reagent (color-changing reagent) used is not limited to these.

ある実施形態において、本発明の化合物が電極に吸着する性質を利用して、本発明の化合物を検出できるセンサを作製することができる。本発明の化合物、例えばDPPDを含む溶液中に電極、例えば炭素電極を挿し、該溶液中、もしくは一定時間経過後に別の測定溶液中に挿し変え、電気化学的測定、例えばCV或いはクロノアンペロメトリにより本発明の化合物の量を定量的若しくは定性的に検出することが出来る。 In one embodiment, a sensor capable of detecting the compound of the present invention can be produced by utilizing the property of the compound of the present invention to be adsorbed to an electrode. An electrode, such as a carbon electrode, is inserted into a solution containing the compound of the present invention, such as DPPD, and then inserted into the solution or into another measurement solution after a certain period of time, and electrochemical measurements, such as CV or chronoamperometry, are carried out. The amount of the compound of the present invention can be detected quantitatively or qualitatively.

(酵素センサー)
ある実施形態において本発明は、酸化還元酵素が固定化され、本発明の電極改変剤が吸着した電極を含む、酵素センサーを提供する。酵素センサーの電極としては、例えばカーボン電極、金電極、白金電極などが挙げられ、この電極上に酸化還元酵素を塗布または固定化することができる。さらに、導電性材料としてCo、Pd、Rh、Ir、Ru、Os、Re、Ni、Cr、Fe、Mo、Ti、Al、Cu、V、Nb、Zr、Sn、In、Ga、Mg、Pb、Au、Pt、Agのうち少なくとも一種類の元素を含む金属微粒子が含まれていてもよく、これらは、合金であっても、めっきを施したものであってよい。カーボンとして、カーボンナノチューブやカーボンブラック、グラファイト、フラーレン、及びその誘導体等も含まれる。酸化還元酵素の固定化方法としては、上記の「酵素又は酸化還元酵素の固定化方法」の段落を参照のこと。
(enzyme sensor)
In one embodiment, the present invention provides an enzyme sensor comprising an electrode on which an oxidoreductase is immobilized and an electrode modifier of the present invention is adsorbed. Examples of the electrode of the enzyme sensor include a carbon electrode, a gold electrode, a platinum electrode, and the like, on which the redox enzyme can be coated or immobilized. Furthermore, conductive materials such as Co, Pd, Rh, Ir, Ru, Os, Re, Ni, Cr, Fe, Mo, Ti, Al, Cu, V, Nb, Zr, Sn, In, Ga, Mg, Pb, Fine metal particles containing at least one element among Au, Pt, and Ag may be included, and these may be alloyed or plated. Examples of carbon include carbon nanotubes, carbon black, graphite, fullerene, and derivatives thereof. For methods of immobilizing oxidoreductases, see the above paragraph of "Methods for immobilizing enzymes or oxidoreductases."

ある実施形態において、本発明の酵素センサーの一例としてグルコースセンサーが挙げられる。このグルコースセンサーは、電極に吸着された本発明のフェニレンジアミン系化合物及び電極に固定化されたGDH又はグルコースオキシダーゼ(GOD)を有しうる。該グルコースセンサーは持続血糖測定や連続グルコースモニタリングに使用可能である。 In certain embodiments, an example of an enzyme sensor of the present invention is a glucose sensor. This glucose sensor may have the phenylenediamine-based compound of the present invention adsorbed on the electrode and GDH or glucose oxidase (GOD) immobilized on the electrode. The glucose sensor can be used for continuous blood glucose measurements and continuous glucose monitoring.

本発明の電極、酵素センサー、及び電気化学的測定用組成物は、ポテンショスタットやガルバノスタットなどを用いることにより、種々の電気化学的な測定手法に用いることができる。電気化学的測定法としては、アンペロメトリー、例えばクロノアンペロメトリー、ポテンシャルステップ・クロノアンペロメトリー、ボルタンメトリー、例えばサイクリックボルタンメトリー、微分パルスボルタンメトリー、ポテンショメトリー、クーロメトリーなどの様々な手法が挙げられる。例えば測定対象基質がグルコースであれば、アンペロメトリー法により、グルコースが還元される際の電流を測定することで、試料中のグルコース濃度を算出することができる。印加電圧は条件や装置の設定にもよるが、例えば-1000mV~+1000mV(vs. Ag/AgCl)などとすることができる。 The electrode, enzyme sensor, and electrochemical measurement composition of the present invention can be used in various electrochemical measurement techniques by using a potentiostat, a galvanostat, or the like. Electrochemical measurement methods include various techniques such as amperometry, such as chronoamperometry, potential step chronoamperometry, voltammetry, such as cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry, potentiometry, and coulometry. For example, if the substrate to be measured is glucose, the glucose concentration in the sample can be calculated by measuring the current when glucose is reduced by amperometry. The applied voltage depends on the conditions and device settings, but can be, for example, -1000 mV to +1000 mV (vs. Ag/AgCl).

なお、試験化合物が電極に吸着するか否かは、サイクリックボルタンメトリーにより確認することができる。掃引速度を変化させ、例えば10mV/secから50mV/secの範囲で変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)がどのように変化するか調べる。一般的に、メディエータが電極に吸着している場合、サイクリックボルタンメトリーの掃引速度とIOmaxおよびIRmaxの値は比例関係になることが知られている。メディエータが拡散している場合は、掃引速度の0.5乗にIOmaxおよびIRmaxが比例する。IOmaxおよびIRmaxと、掃引速度の関係から、化合物が吸着しているか、拡散しているかを決定する。 Note that whether or not the test compound is adsorbed to the electrode can be confirmed by cyclic voltammetry. The sweep speed is varied, for example in the range of 10 mV/sec to 50 mV/sec, and how the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ) change is investigated. Generally, it is known that when a mediator is adsorbed to an electrode, the sweep speed of cyclic voltammetry and the values of I Omax and I Rmax are in a proportional relationship. When the mediator is diffused, I Omax and I Rmax are proportional to the 0.5th power of the sweep speed. From the relationship between I Omax and I Rmax and the sweep speed, it is determined whether the compound is adsorbed or diffused.

電気化学的測定の一例としてグルコースの電気化学的測定が挙げられる。ある実施形態において、本発明は、グルコースを含みうる試料と、フェニレンジアミン系化合物と、精製されたグルコースオキシダーゼ又は精製されたグルコースデヒドロゲナーゼとを接触させる工程及び電流を測定する工程を含む、グルコースの電気化学的測定方法を提供する。該フェニレンジアミン系化合物は溶液中に存在するか又は電極に吸着されていてもよく、酵素は電極に固定化されていてもよい。 An example of electrochemical measurement is the electrochemical measurement of glucose. In certain embodiments, the present invention provides a method for generating glucose electricity, comprising contacting a sample that may contain glucose, a phenylenediamine-based compound, and purified glucose oxidase or purified glucose dehydrogenase, and measuring an electric current. Provides a chemical measurement method. The phenylenediamine compound may be present in solution or adsorbed on the electrode, and the enzyme may be immobilized on the electrode.

例えばグルコース濃度の電気化学的測定は、以下のようにして行うことができる。恒温セルに緩衝液を入れ、一定温度に維持する。作用電極としてGDH又はGODを固定化した電極を用い、対極(例えば白金電極)および参照電極(例えばAg/AgCl電極やAg/Ag+電極)を用いる。反応液に本発明のフェニレンジアミン系化合物を添加する。カーボン電極に一定の電圧を印加して、電流が定常になった後、グルコースを含む試料を加えて電流の増加を測定する。標準濃度のグルコース溶液により作製したキャリブレーションカーブに従い、試料中のグルコース濃度を計算することができる。印加する電位は、例えば+800mV以下、+700mV以下、+600mV以下、+500mV以下、+400mV以下、+300mV以下、+200mV以下、+100mV以下、+50mV以下とすることができ、-200mV以上、-100mV以上、-50mV以上、例えば0mV以上、とすることができ、例えば+800mV~-200mV、+800mV~-100mV、+800mV~-50mV、+600mV~0mV、+500mV~0mV、+400mV~0mV、+300mV~0mV、+200mV~0mVとすることができる(いずれも銀塩化銀参照電極に対し)。グルコースが含まれる測定溶液のpHはpH3~10の範囲内であり得る。例えば、pH5、pH6、pH7、pH8、pH9、pH10であり、溶液中に緩衝剤として、グリシン、酢酸、クエン酸、リン酸、炭酸、グッド緩衝剤等が含まれていてもよい。GDHやGOD以外の酵素、及びグルコース以外の基質を用いる場合でも適宜、pHを変えて測定することができる。 For example, electrochemical measurement of glucose concentration can be performed as follows. Fill the thermostatic cell with a buffer solution and maintain it at a constant temperature. An electrode on which GDH or GOD is immobilized is used as a working electrode, and a counter electrode (for example, a platinum electrode) and a reference electrode (for example, an Ag/AgCl electrode or an Ag/Ag+ electrode) are used. The phenylenediamine compound of the present invention is added to the reaction solution. After a constant voltage is applied to the carbon electrode and the current becomes steady, a sample containing glucose is added and the increase in current is measured. The glucose concentration in the sample can be calculated according to a calibration curve prepared using a standard concentration glucose solution. The potential to be applied can be, for example, +800mV or less, +700mV or less, +600mV or less, +500mV or less, +400mV or less, +300mV or less, +200mV or less, +100mV or less, +50mV or less, and -200mV or less. , -100mV or more, -50mV or more, for example 0mV or more, for example +800mV to -200mV, +800mV to -100mV, +800mV to -50mV, +600mV to 0mV, +500mV to 0mV, +400mV ~0mV, +300mV to 0mV, +200mV to 0mV (all relative to the silver-silver chloride reference electrode). The pH of the measurement solution containing glucose can be in the range of pH 3-10. For example, the pH is 5, pH 6, pH 7, pH 8, pH 9, or pH 10, and the solution may contain glycine, acetic acid, citric acid, phosphoric acid, carbonic acid, Good's buffer, etc. as a buffer. Even when enzymes other than GDH and GOD and substrates other than glucose are used, the pH can be changed as appropriate for measurement.

具体的な例としては、グラッシーカーボン(GC)電極に予めフェニレンジアミン化合物、例えばIPPDを固定化し、続いて0.2U~150U、例えば0.5U~100UのGDH又はGODを固定化し、グルコース濃度に対する応答電流値を測定する。電解セル中に、100mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.0)10.0mlを添加する。GC電極をポテンショスタットBAS100B/W(BAS製)に接続し、37℃で溶液を撹拌し、銀塩化銀参照電極に対して+500mVを印加する。これらの系に1M D-グルコース溶液を終濃度が5、10、20、30、40、50mMになるよう添加し、添加ごとに定常状態の電流値を測定する。この電流値を既知のグルコース濃度(5、10、20、30、40、50mM)に対してプロットし、検量線を作成する。これよりGDH又はGOD酵素固定化電極でグルコースの定量が可能となる。 As a specific example, a phenylenediamine compound, such as IPPD, is immobilized on a glassy carbon (GC) electrode in advance, and then 0.2U to 150U, for example 0.5U to 100U of GDH or GOD is immobilized, and the response current to glucose concentration is Measure the value. Add 10.0 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.0) into the electrolysis cell. Connect the GC electrode to a potentiostat BAS100B/W (manufactured by BAS), stir the solution at 37 °C, and apply +500 mV to the silver-silver chloride reference electrode. Add 1M D-glucose solution to these systems to a final concentration of 5, 10, 20, 30, 40, and 50mM, and measure the steady-state current value after each addition. This current value is plotted against known glucose concentrations (5, 10, 20, 30, 40, 50 mM) to create a calibration curve. This makes it possible to quantify glucose using the GDH or GOD enzyme-immobilized electrode.

さらに電気化学測定のために印刷電極を用いることもできる。これにより測定に必要な溶液量を低減することができる。電極は絶縁基板上に形成しうる。具体的には、フォトリゾグラフィ技術や、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの印刷技術により、電極を基板上に形成させ得る。絶縁基板の素材としては、シリコン、ガラス、セラミック、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどが挙げられ、各種の溶媒や薬品に対する耐性の強いものを用いることができる。作用極の面積は、所望の応答電流に応じて設定することができる。例えばある実施形態では、作用極の面積を1mm2以上、1.5mm2以上、2mm2以上、2.5mm2以上、3mm2以上、4mm2以上、5mm2以上、6mm2以上、7mm2以上、8mm2以上、9mm2以上、10mm2以上、12mm2以上、15mm2以上、20mm2以上、30mm2以上、40mm2以上、50mm2以上、1cm2以上、2cm2以上、3cm2以上、4cm2以上、5cm2以上、例えば10cm2以上とすることができる。ある実施形態では、作用極の面積を10cm2以下、5cm2以下、例えば1cm2以下、とすることができる。対極も同様でありうる。また、作用極上にカーボンナノチューブやグラフェン、ケッチェンブラック等を固定化し、みかけの表面積を大きくすることも出来る。この場合、見かけの面積は10倍以上、50倍以上、100倍以上、1000倍以上増え得る。 Furthermore, printed electrodes can also be used for electrochemical measurements. This makes it possible to reduce the amount of solution required for measurement. The electrodes can be formed on an insulating substrate. Specifically, the electrodes can be formed on the substrate by photolithography, screen printing, gravure printing, flexographic printing, or other printing techniques. Examples of the material for the insulating substrate include silicon, glass, ceramic, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyester, etc., and materials with high resistance to various solvents and chemicals can be used. The area of the working electrode can be set depending on the desired response current. For example, in some embodiments, the area of the working electrode is 1 mm 2 or more, 1.5 mm 2 or more, 2 mm 2 or more, 2.5 mm 2 or more, 3 mm 2 or more, 4 mm 2 or more, 5 mm 2 or more , 6 mm 2 or more, 7 mm 2 or more, 8 mm 2 or more, 9mm 2 or more, 10mm 2 or more, 12mm 2 or more, 15mm 2 or more, 20mm 2 or more, 30mm 2 or more, 40mm 2 or more, 50mm 2 or more, 1cm 2 or more, 2cm 2 or more, 3cm 2 or more, 4cm 2 or more , 5 cm 2 or more, for example 10 cm 2 or more. In some embodiments, the area of the working electrode can be less than or equal to 10 cm 2 , such as less than or equal to 5 cm 2 , such as less than or equal to 1 cm 2 . The same can be said of the opposite. Furthermore, carbon nanotubes, graphene, Ketjenblack, etc. can be immobilized on the working electrode to increase the apparent surface area. In this case, the apparent area can increase by 10 times or more, 50 times or more, 100 times or more, or 1000 times or more.

ある実施形態において、本発明の電極改変剤、電極吸着剤又は電子伝達促進剤は、電極と共に使用する場合には、作用極の面積1cm2当たり、0.1pmol以上、0.2pmol以上、0.3pmol以上、0.4pmol以上、0.5pmol以上、1pmol以上、10mmol以下、5mmol以下、1mmol以下、800μmol以下、600μmol以下、500μmol以下、400μmol以下、300μmol以下、200μmol以下、100μmol以下、50μmol以下、例えば0.1pmol~10mmol、0.1pmol~5mmol、0.2pmol~1mmol、0.3pmol~800μmol、0.4pmol~600μmol、0.5pmol~500μmol、0.6pmol~400μmol、0.7pmol~300μmol、0.8pmol~200μmol、0.9pmol~100μmol、1pmol~50μmolの物質量にて使用しうる。これらの数値は作用極の面積を1cm2とした場合であり、作用極の面積を増大又は低減させた場合、もしくは比表面積の大きいカーボンナノチューブ、グラフェン等を用いた際には見かけの表面積が増大し、対応する物質量の本発明の電極改変剤を使用し得る。 In certain embodiments, the electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer enhancer of the present invention, when used with an electrode, is 0.1 pmol or more, 0.2 pmol or more, 0.3 pmol or more, per 1 cm 2 of working electrode area. 0.4 pmol or more, 0.5 pmol or more, 1 pmol or more, 10 mmol or less, 5 mmol or less, 1 mmol or less, 800 μmol or less, 600 μmol or less, 500 μmol or less, 400 μmol or less, 300 μmol or less, 200 μmol or less, 100 μmol or less, 50 μmol or less, for example 0.1 pmol to 10 mmol, 0.1 pmol to 5 mmol, 0.2 pmol to 1 mmol, 0.3 pmol to 800 μmol, 0.4 pmol to 600 μmol, 0.5 pmol to 500 μmol, 0.6 pmol to 400 μmol, 0.7 pmol to 300 μmol, 0.8 pmol to 200 μmol, 0.9 pmol to 100 μmol, 1 pmol to 50 μmol Can be used in quantity. These values are based on an assumption that the area of the working electrode is 1cm 2 .If the area of the working electrode is increased or decreased, or if carbon nanotubes, graphene, etc. with a large specific surface area are used, the apparent surface area will increase. However, corresponding amounts of the electrode modifier of the invention may be used.

(本発明の電池)
ある実施形態において本発明は、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤、又は電子伝達促進剤を有する電池を提供する。ある実施形態において、本発明の電池では、本発明の化合物が当該電池の電極に固定化されている。ある実施形態において、本発明の電池は酸化還元酵素を有する。ある実施形態において酸化還元酵素は電池の有する電極に固定化されていてもよい。ある実施形態において本発明は、本発明の電池を用いる発電方法を提供する。
(Battery of the present invention)
In one embodiment, the present invention provides a battery comprising the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer enhancer of the present invention. In certain embodiments, in the battery of the present invention, the compound of the present invention is immobilized on the electrode of the battery. In certain embodiments, the cells of the invention include an oxidoreductase. In one embodiment, the oxidoreductase may be immobilized on an electrode of the battery. In one embodiment, the present invention provides a method of generating electricity using the battery of the present invention.

(本発明の燃料電池)
ある実施形態において本発明は、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤、又は電子伝達促進剤を有する燃料電池用のアノード又はカソード及び当該アノード又はカソードを備えた燃料電池を提供する。ある実施形態において本発明は、本発明のフェニレンジアミン系化合物や、フェニレンジアミン系化合物が吸着した電極を使用した発電方法やGDHやGODなどといった酸化還元酵素をアノード電極に固定化し、酸化還元酵素に対応した基質、例えばグルコースを燃料とする発電方法を提供する。適宜、上記に示した酸化還元酵素を固定化した場合に、固定化した酸化還元酵素の基質となる化合物を燃料とすることができる。
(Fuel cell of the present invention)
In one embodiment, the present invention provides an anode or cathode for a fuel cell comprising the phenylenediamine compound, electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer promoter of the present invention, and a fuel cell equipped with the anode or cathode. do. In one embodiment, the present invention provides a power generation method using the phenylenediamine compound of the present invention, an electrode to which the phenylenediamine compound is adsorbed, and an oxidoreductase such as GDH or GOD is immobilized on an anode electrode. A power generation method using a corresponding substrate such as glucose as fuel is provided. If appropriate, when the oxidoreductase shown above is immobilized, a compound serving as a substrate for the immobilized oxidoreductase can be used as fuel.

ある実施形態において、本発明の燃料電池は、本発明のフェニレンジアミン系化合物が吸着したアノード又はカソード、燃料槽、カソード、酸化還元酵素を有するアノード、及び電解質を備えている。また本発明の燃料電池は、必要に応じて、アノードとカソードとの間に負荷抵抗を配置することができ、そのための配線を備えうる。ある実施形態において負荷抵抗は、本発明の燃料電池の一部である。ある実施形態において、負荷抵抗は、本発明の燃料電池の一部ではなく、本発明の燃料電池は、適当な負荷抵抗に接続できるよう構成されている。本発明の燃料電池において酸化還元酵素はアノードの一部を構成する。例えば酸化還元酵素はアノードに近接若しくは接触していてもよく、固定化されていてもよく、又は吸着していてもよい。燃料槽は電極に固定化された酸化還元酵素の基質となる化合物を含む。例えば、グルコースデヒドロゲナーゼを電極に固定化した場合、燃料はグルコースであり得る。ある実施形態において本発明の燃料電池はアノードとカソードを分離するイオン交換膜を有し得る。イオン交換膜は1nm~20nmの孔を有し得る。アノードは炭素電極のような一般的な電極であり得る。例えば、カーボンブラック、グラファイト、活性炭等の導電性炭素質からなる電極や、金、白金等の金属からなる電極を用いることができる。具体的には、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト、グラッシーカーボン、HOPG(高配向性熱分解グラファイト)等が挙げられる。対をなすカソードとしては、例えば、白金や白金合金等、燃料電池において一般的に用いられている電極触媒を、カーボンブラック、グラファイト、カーボンクロス、カーボンフェルト、活性炭のような炭素質材料、又は金、白金等からなる導電体に担持させた電極や、白金や白金合金等の電極触媒そのものからなる導電体をカソード電極として用い、酸化剤(カソード側基質、酸素等)を電極触媒に供給するような形態とすることができる。ある実施形態では、本発明の電極から水銀電極を除く。 In one embodiment, the fuel cell of the present invention includes an anode or a cathode to which the phenylenediamine compound of the present invention is adsorbed, a fuel tank, a cathode, an anode having an oxidoreductase, and an electrolyte. Furthermore, the fuel cell of the present invention can have a load resistor placed between the anode and the cathode, if necessary, and can be provided with wiring therefor. In some embodiments, the load resistor is part of the fuel cell of the present invention. In some embodiments, the load resistor is not part of the fuel cell of the present invention, and the fuel cell of the present invention is configured such that it can be connected to a suitable load resistor. In the fuel cell of the present invention, the oxidoreductase constitutes a part of the anode. For example, the oxidoreductase may be in close proximity to or in contact with the anode, may be immobilized, or may be adsorbed. The fuel tank contains a compound immobilized on the electrode that serves as a substrate for an oxidoreductase. For example, if glucose dehydrogenase is immobilized on the electrode, the fuel can be glucose. In certain embodiments, fuel cells of the present invention may have an ion exchange membrane separating the anode and cathode. Ion exchange membranes may have pores between 1 nm and 20 nm. The anode can be a common electrode such as a carbon electrode. For example, an electrode made of conductive carbonaceous material such as carbon black, graphite, or activated carbon, or an electrode made of metal such as gold or platinum can be used. Specific examples include carbon paper, carbon cloth, carbon felt, glassy carbon, and HOPG (highly oriented pyrolytic graphite). As the paired cathode, for example, an electrode catalyst commonly used in fuel cells such as platinum or platinum alloy, carbonaceous material such as carbon black, graphite, carbon cloth, carbon felt, activated carbon, or gold , an electrode supported on a conductor made of platinum, etc., or a conductor made of the electrode catalyst itself, such as platinum or a platinum alloy, is used as the cathode electrode, and an oxidizing agent (cathode side substrate, oxygen, etc.) is supplied to the electrode catalyst. It can take any form. In some embodiments, the electrodes of the present invention exclude mercury electrodes.

別の実施形態では、上記のような基質酸化型酵素電極からなるアノードと対をなすカソードとして、基質還元型酵素電極を使用しうる。酸化剤を還元する酸化還元酵素としては、ラッカーゼやビリルビンオキシターゼなど公知の酵素が挙げられる。酸化剤を還元する触媒として酸化還元酵素を用いる場合には、必要に応じて、公知の電子伝達メディエータを用いてもよい。カソード用メディエータはアノード用メディエータと同一でも異なってもよい。酸化剤としては、酸素、過酸化水素等が挙げられる。 In another embodiment, a substrate-reducing enzyme electrode may be used as a cathode paired with an anode comprising a substrate-oxidizing enzyme electrode as described above. Examples of oxidoreductases that reduce oxidizing agents include known enzymes such as laccase and bilirubin oxidase. When using an oxidoreductase as a catalyst for reducing an oxidizing agent, a known electron transfer mediator may be used as necessary. The cathode mediator may be the same as or different from the anode mediator. Examples of the oxidizing agent include oxygen, hydrogen peroxide, and the like.

ある実施形態において、カソードにおける電極反応を妨害する不純物(アスコルビン酸や尿酸等)による影響を回避するために、酸素選択性の膜(例えばジメチルポリシロキサンの膜)をカソード電極の周囲に配置することができる。 In some embodiments, an oxygen-selective membrane (e.g., a dimethylpolysiloxane membrane) is placed around the cathode electrode to avoid the influence of impurities (such as ascorbic acid or uric acid) that interfere with the electrode reaction at the cathode. Can be done.

本発明の発電方法は、酸化還元酵素を有するアノードに燃料となる酸化還元酵素の基質となる化合物を供給する工程を含む。酸化還元酵素を有するアノードに燃料が供給されると、基質が酸化され、同時に生成した電子を、酸化還元酵素は、該酸化還元酵素と電極との間の電子伝達を仲介する電子伝達メディエータ、例えばフェニレンジアミン系化合物へと受け渡し、該電子伝達メディエータによって導電性基材(アノード電極)へ電子が受け渡される。アノード電極から配線(外部回路)を通って電子がカソード電極に到達することで、電流が発生する。 The power generation method of the present invention includes the step of supplying a compound that serves as a substrate for an oxidoreductase and serves as a fuel to an anode having an oxidoreductase. When the anode containing the oxidoreductase is supplied with fuel, the substrate is oxidized and the oxidoreductase concomitantly transfers the generated electrons to an electron transfer mediator that mediates electron transfer between the oxidoreductase and the electrode, e.g. The electrons are transferred to the phenylenediamine compound, and the electrons are transferred to the conductive substrate (anode electrode) by the electron transfer mediator. Electric current is generated when electrons reach the cathode electrode from the anode electrode through wiring (external circuit).

上記過程において発生するプロトン(H+)は、電解質溶液内をカソード電極まで移動する。そして、カソード電極では、電解質溶液内をアノードから移動してきたプロトンと、外部回路を経てアノード側から移動してきた電子と、酸素や過酸化水素等の酸化剤(カソード側基質)とが反応して水が生成される。これを利用し発電を行うことができる。 Protons (H + ) generated in the above process move within the electrolyte solution to the cathode electrode. Then, at the cathode electrode, the protons that have moved from the anode in the electrolyte solution, the electrons that have moved from the anode side via an external circuit, and the oxidizing agent (cathode side substrate) such as oxygen or hydrogen peroxide react. water is produced. This can be used to generate electricity.

(本発明の有機電池)
ある実施形態において本発明は、本発明のフェニレンジアミン系化合物、電極改変剤、電極吸着剤、又は電子伝達促進剤を有する有機電池を提供する。電極改変剤、電極吸着剤、又は電子伝達促進剤は電極に吸着していてもよい。有機電池に用いる電極材料としては、キノンやインディゴ誘導体、メトキシ基を有するベンゾキノン化合物、インディゴカルミン、ペンタセンテトロン等が挙げられるがこれに限らない。有機ラジカル電池に用いる電極材料としては、ニトロキシラジカルを有する化合物、例えば2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-N-オキシルをポリマー、例えばポリメタクリレート、又はアクリレートに結合させた電極材料やリチウムが挙げられるがこれに限らない。例えば高分子、54巻、12月号、2005、p.886を参照のこと。有機電池では、本発明の電極改変剤をアノード側、カソード側の電子メディエーターとして使用しうる。
(Organic battery of the present invention)
In one embodiment, the present invention provides an organic battery having a phenylenediamine-based compound, an electrode modifier, an electrode adsorbent, or an electron transfer promoter of the present invention. The electrode modifier, electrode adsorbent, or electron transfer enhancer may be adsorbed to the electrode. Examples of electrode materials used in organic batteries include, but are not limited to, quinone, indigo derivatives, benzoquinone compounds having a methoxy group, indigo carmine, pentacentetron, and the like. Electrode materials used in organic radical batteries include electrode materials in which a compound having a nitroxy radical, such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, is bonded to a polymer, such as polymethacrylate or acrylate, and lithium. Examples include, but are not limited to. See, for example, Kobunshi, Vol. 54, December issue, 2005, p.886. In organic batteries, the electrode modifier of the present invention can be used as an electron mediator on the anode and cathode sides.

本発明のフェニレンジアミン系化合物を含む電極改変剤や、該電極改変剤が吸着した電極は、種々の電気化学的測定に用いることができる。また、該電極は、酸化還元酵素を固定化することで、酵素センサーに利用することができる。さらに本発明のフェニレンジアミン系化合物を含む電極改変剤や、該電極改変剤が吸着した電極は、燃料電池や有機電池に用いることができる。これらは例示であり、本発明のフェニレンジアミン系化合物を含む電極改変剤又は該電極改変剤が吸着した電極の用途はこれに限らない。 The electrode modifier containing the phenylenediamine compound of the present invention and the electrode to which the electrode modifier is adsorbed can be used for various electrochemical measurements. Further, the electrode can be used as an enzyme sensor by immobilizing an oxidoreductase. Further, the electrode modifying agent containing the phenylenediamine compound of the present invention and the electrode to which the electrode modifying agent is adsorbed can be used in fuel cells and organic cells. These are just examples, and the use of the electrode modifier containing the phenylenediamine compound of the present invention or the electrode to which the electrode modifier is adsorbed is not limited thereto.

以下の実施例により、本発明をさらに例証する。ただし、本発明の技術的範囲は、それらの例により何ら限定されるものではない。 The invention is further illustrated by the following examples. However, the technical scope of the present invention is not limited in any way by these examples.

材料及び方法
材料や試薬は特に断らない限り、市販されているか、又は当技術分野で慣用の手法、公知文献の手順に従って入手又は調製したものである。単層カーボンナノチューブは、シグマ社製、名城ナノカーボン社製、又はゼオンナノテクノロジー社製を用いた。多層カーボンナノチューブは、シグマ社製、名城ナノカーボン社製、又は関東化学社製を用いた。カーボンナノチューブは低分子界面活性剤、水溶性高分子、水溶性多糖などを含む水溶液中で超音波処理することで適宜分散させたものを用いた。界面活性剤として、Triton X-100、ドデシル硫酸ナトリウム塩等が用いられるが、これに限らない。化合物N-メチル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-エチル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-イソプロピル-N'-(4-アミノフェニル)-p-フェニレンジアミン、2-アミノ-4-イソプロピルアミノ-ジフェニルアミン、及びN-イソプロピル-N'-(4-ヒドロキシフェニル)-p-フェニレンジアミンは株式会社ナード研究所(NARD社)より入手した。これらの製造手順は次の通りである。
Materials and Methods Materials and reagents, unless otherwise specified, are either commercially available or obtained or prepared according to techniques conventional in the art or procedures in known literature. Single-walled carbon nanotubes manufactured by Sigma, Meijo Nano Carbon, or Zeon Nano Technology were used. The multi-walled carbon nanotubes used were those manufactured by Sigma, Meijo Nano Carbon, or Kanto Kagaku. The carbon nanotubes used were appropriately dispersed by ultrasonication in an aqueous solution containing a low-molecular-weight surfactant, a water-soluble polymer, a water-soluble polysaccharide, and the like. As the surfactant, Triton X-100, sodium dodecyl sulfate, etc. are used, but the surfactant is not limited thereto. Compounds N-methyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-ethyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-isopropyl-N'-(4-aminophenyl)-p-phenylenediamine, 2- Amino-4-isopropylamino-diphenylamine and N-isopropyl-N'-(4-hydroxyphenyl)-p-phenylenediamine were obtained from NARD Research Institute, Inc. (NARD). The manufacturing procedure for these is as follows.

以下のスキームを用いて、N-メチル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(スキーム中で化合物1-1と表記)及び、N-エチル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(スキーム中で化合物1-2と表記)を合成した。

Figure 0007421268000064
生成物はシリカゲルカラム(展開溶媒 ヘプタン/酢酸エチル)にて精製し、質量分析及びNMRにより確認した。化合物1-1の[M+H]+イオンのm/zは理論値199.1、実測値199.1であり、化合物1-2の[M+H]+イオンのm/zは理論値213.1、実測値213.1であった。 Using the scheme below, N-methyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (denoted as compound 1-1 in the scheme) and N-ethyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (in the scheme Compound 1-2) was synthesized.
Figure 0007421268000064
The product was purified using a silica gel column (developing solvent: heptane/ethyl acetate) and confirmed by mass spectrometry and NMR. The m/z of the [M+H] + ion in compound 1-1 is the theoretical value 199.1 and the measured value 199.1, and the m/z of the [M+H] + ion in compound 1-2 is the theoretical value 213.1 and the measured value It was 213.1.

以下のスキームを用いて、N-イソプロピル-N'-(4-アミノフェニル)-p-フェニレンジアミン(スキーム中で化合物2-2と表記)及びN-イソプロピル-N'-(4-ヒドロキシフェニル)-p-フェニレンジアミン(スキーム中で化合物2-3と表記)を合成した。

Figure 0007421268000065
生成物はシリカゲルカラム(展開溶媒 ヘプタン/酢酸エチル)にて精製し、質量分析及びNMRにより確認した。化合物2-2の[M+H]+イオンのm/zは理論値242.1、実測値242.1であり、化合物2-3の[M+H]+イオンのm/zは理論値243.1、実測値243.0であった。 Using the scheme below, N-isopropyl-N'-(4-aminophenyl)-p-phenylenediamine (denoted as compound 2-2 in the scheme) and N-isopropyl-N'-(4-hydroxyphenyl) -p-phenylenediamine (denoted as compound 2-3 in the scheme) was synthesized.
Figure 0007421268000065
The product was purified using a silica gel column (developing solvent: heptane/ethyl acetate) and confirmed by mass spectrometry and NMR. The m/z of the [M+H] + ion in compound 2-2 is the theoretical value 242.1 and the measured value 242.1, and the m/z of the [M+H] + ion in compound 2-3 is the theoretical value 243.1 and the measured value It was 243.0.

以下のスキームを用いて2-アミノ-4-イソプロピルアミノ-ジフェニルアミン(スキーム中では化合物2-1と表記)を合成した。

Figure 0007421268000066
生成物はシリカゲルカラム(展開溶媒 ヘプタン/酢酸エチル)にて精製し、質量分析及びNMRにより確認した。化合物2-1の[M+H]+イオンのm/zは理論値242.1、実測値242.2であった。 2-Amino-4-isopropylamino-diphenylamine (denoted as compound 2-1 in the scheme) was synthesized using the scheme below.
Figure 0007421268000066
The product was purified using a silica gel column (developing solvent: heptane/ethyl acetate) and confirmed by mass spectrometry and NMR. The m/z of the [M+H] + ion of compound 2-1 was a theoretical value of 242.1 and an actual value of 242.2.

他の化合物については、TCI社又はSigma-Aldrich社より市販品を入手した。 Other compounds were commercially available from TCI or Sigma-Aldrich.

実施例1.Mucor属由来GDH遺伝子の宿主への導入とGDH活性の確認
特許第4648993号に記載のMucor属由来GDH(MpGDH)のアミノ酸配列を配列番号1に、塩基配列を配列番号2に示す。MpGDHにN66Y/N68G/C88A/A175C/N214C/Q233R/T387C/G466D/E554D/L557V/S559Kの各変異を導入した改変GDH(MpGDH-M2)をコードする遺伝子を取得した。MpGDH-M2のアミノ酸配列は配列番号3に示し、その遺伝子の塩基配列は配列番号4に示す。プラスミドpUC19のマルチクローニングサイトに対象遺伝子であるMpGDH-M2遺伝子を常法により挿入させたDNAコンストラクトを作製した。具体的には、pUC19は、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック社)に付属されているpUC19 linearized Vectorを用いた。pUC19のマルチクローニングサイトにあるIn-Fusion Cloning Siteにて、MpGDH-M1遺伝子を、上記したIn-Fusion HD Cloning Kitを使用して、キットに添付されたプロトコールに従って連結して、コンストラクト用プラスミド(pUC19-MpGDH-M2)を得た。
Example 1. Introduction of Mucor-derived GDH gene into host and confirmation of GDH activity The amino acid sequence of Mucor-derived GDH (MpGDH) described in Patent No. 4648993 is shown in SEQ ID NO: 1, and the base sequence is shown in SEQ ID NO: 2. A gene encoding a modified GDH (MpGDH-M2) in which each of the following mutations was introduced into MpGDH was obtained. The amino acid sequence of MpGDH-M2 is shown in SEQ ID NO: 3, and the base sequence of the gene is shown in SEQ ID NO: 4. A DNA construct was prepared by inserting the target gene, MpGDH-M2 gene, into the multiple cloning site of plasmid pUC19 using a conventional method. Specifically, pUC19 linearized Vector included in the In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech) was used. At the In-Fusion Cloning Site located at the multi-cloning site of pUC19, the MpGDH-M1 gene was ligated using the above-mentioned In-Fusion HD Cloning Kit according to the protocol attached to the kit, and the construct plasmid (pUC19 -MpGDH-M2) was obtained.

これらの遺伝子をコウジカビ(Aspergillus sojae;アスペルギルス・ソーヤ)で発現させ、そのGDH活性を評価した。 These genes were expressed in Aspergillus sojae and their GDH activity was evaluated.

具体的には、MpGDH-M2を取得することを目的として、GDH遺伝子を用いて、Double-joint PCR(Fungal Genetics and Biology,2004年,第41巻,p.973-981)を行い、5’アーム領域-pyrG遺伝子-TEF1プロモーター遺伝子-フラビン結合型GDH遺伝子-3’アーム領域から成るカセットを構築し、下記の手順でアスペルギルス・ソーヤNBRC4239株由来pyrG破壊株(pyrG遺伝子の上流48bp、コード領域896bp、下流240bp欠損株)の形質転換に用いた。なお、pyrG遺伝子はウラシル栄養要求性マーカーである。500ml容三角フラスコ中の20mMウリジンを含むポリペプトンデキストリン液体培地100mlに、アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株由来pyrG破壊株の分生子を接種し、30℃で約20時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgの対象遺伝子挿入DNAコンストラクトを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで0.5%(w/v)寒天及び1.2Mソルビトールを含むCzapek-Dox最少培地(ディフコ社;pH6)を用いて、30℃、5日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・ソーヤを得た。 Specifically, for the purpose of obtaining MpGDH-M2, Double-joint PCR (Fungal Genetics and Biology, 2004, Vol. 41, p.973-981) was performed using the GDH gene, and the 5' A cassette consisting of arm region - pyrG gene - TEF1 promoter gene - flavin-binding GDH gene - 3' arm region was constructed, and the pyrG disrupted strain derived from Aspergillus sawjae NBRC4239 strain (48 bp upstream of pyrG gene, 896 bp coding region) was constructed using the following procedure. , downstream 240bp deletion strain). Note that the pyrG gene is a uracil auxotrophic marker. Conidia of the pyrG-disrupted strain derived from Aspergillus sawjae NBRC4239 were inoculated into 100 ml of a polypeptone dextrin liquid medium containing 20 mM uridine in a 500 ml Erlenmeyer flask, and after culturing with shaking at 30°C for about 20 hours, the bacterial cells were isolated. Recovered. Protoplasts were prepared from the collected cells. Transformation was performed by the protoplast PEG method using the obtained protoplasts and 20 μg of the target gene inserted DNA construct, and then Czapek-Dox minimal medium (Difco; pH 6) containing 0.5% (w/v) agar and 1.2 M sorbitol was used. ) and incubated at 30°C for 5 days or more to obtain transformed Aspergillus sojae as having colony forming ability.

得られた形質転換アスペルギルス・ソーヤは、ウリジン要求性を相補する遺伝子であるpyrGが導入されることにより、ウリジン無添加培地に生育できるようになることで、目的の遺伝子が導入された株として選択できた。得られた菌株の中から目的の形質転換体を、PCRで確認して選抜した。 The resulting transformed Aspergillus sojae was able to grow in uridine-free medium by introducing pyrG, a gene that complements uridine auxotrophy, and was selected as a strain in which the desired gene had been introduced. did it. From the obtained strains, the desired transformants were confirmed by PCR and selected.

MpGDH変異体の遺伝子により形質転換した形質転換アスペルギルス・ソーヤを用いて、それぞれのGDH生産を行った。 Each GDH was produced using transformed Aspergillus sojae transformed with the MpGDH mutant gene.

200ml容三角フラスコ中のDPY液体培地(1%(w/v)ポリペプトン、2%(w/v)デキストリン、0.5%(w/v)酵母エキス、0.5%(w/v)KH2PO4、0.05%(w/v)MgSO4・7H20;pH未調整)40mlに、各菌株の分生子を接種し、30℃で4日間、160rpmで振とう培養を行った。次いで、培養後の培養物から菌体をろ過し、得られた培地上清画分をAmicon Ultra-15, 30K NMWL(ミリポア社製)で10mLまで濃縮・脱塩し、150mM NaClを含む20mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.5)に置換した。続いて、150mM NaClを含む20mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.5)で平衡化したHiLoad 26/60 Superdex 200pg(GEヘルスケア社製)にアプライし、同緩衝液で溶出させ、GDH活性を示す画分を回収し、MpGDH-M2の精製標品を得た。なお、この酵素はそのFAD結合部位を介してFADと結合している状態のものである(ホロ酵素)。 DPY liquid medium (1% (w/v) polypeptone, 2% (w/v) dextrin, 0.5% (w/v) yeast extract, 0.5% (w/v) KH 2 PO4, 0.05 in a 200 ml Erlenmeyer flask) Conidia of each strain were inoculated into 40 ml of %(w/v) MgSO4.7H20 ; pH not adjusted, and cultured with shaking at 160 rpm at 30° C for 4 days. Next, the bacterial cells were filtered from the culture after culturing, and the obtained medium supernatant fraction was concentrated and desalted to 10 mL using Amicon Ultra-15, 30K NMWL (manufactured by Millipore), and added to 20 mM phosphorus containing 150 mM NaCl. It was replaced with acid potassium buffer (pH 6.5). Subsequently, it was applied to HiLoad 26/60 Superdex 200pg (manufactured by GE Healthcare) equilibrated with 20mM potassium phosphate buffer (pH 6.5) containing 150mM NaCl, and eluted with the same buffer to show GDH activity. Fractions were collected to obtain a purified sample of MpGDH-M2. Note that this enzyme is bound to FAD through its FAD binding site (holoenzyme).

実施例2.フェニレンジアミン系化合物と炭素電極との吸着性確認
3種のフェニレンジアミン系化合物(N-イソプロピル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(IPPD、東京化成工業社製、製品コードP0327)、N,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(DPPD、東京化成工業社製、製品コードD0609)、N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD、東京化成工業社製、製品コードD3331)を用いて、印刷電極によるサイクリックボルタンメトリー(CV)を行った。具体的には、カーボンの作用電極(12.6mm2)、銀の参照電極が印刷されてなる、SCREEN-PRINTED ELECTRODES(DropSens社製、製品番号DRP-C110)上に、終濃度10μg/mlのIPPD 10%エタノール水溶液を3μl塗布し、室温で乾燥させた。その後電極を超純水で洗浄し、専用コネクター(DropSens社製、DRP-CAC)を用いて、ALS 電気化学アナライザー 814D(BAS社製)に接続した。印刷電極を作用極とし、銀塩化銀電極(BAS社製)を参照極、白金電極(BAS社製)を対極として、100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)10mL中に浸漬させた。この溶液を650rpmで撹拌させながら、-200mVから+400mV(vs.Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したサイクリックボルタンメトリーを行った。掃引速度を10mV/secから50mV/secの範囲で変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)がどのように変化するか調べた。一般的に、メディエータが電極に吸着している場合、サイクリックボルタンメトリーの掃引速度とIOmaxおよびIRmaxの値は比例関係になることが知られている。メディエータが拡散している場合は、掃引速度の0.5乗にIOmaxおよびIRmaxが比例する。
Example 2. Confirmation of adsorption between phenylenediamine compounds and carbon electrode Three types of phenylenediamine compounds (N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product code P0327), N,N '-Diphenyl-p-phenylenediamine (DPPD, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product code D0609), N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) , product code D3331) was used to perform cyclic voltammetry (CV) using printed electrodes.Specifically, the SCREEN-PRINTED, which has a carbon working electrode (12.6 mm 2 ) and a silver reference electrode printed on it, was performed using a printed electrode. 3 μl of IPPD 10% ethanol aqueous solution with a final concentration of 10 μg/ml was applied onto ELECTRODES (manufactured by DropSens, product number DRP-C110) and dried at room temperature.The electrode was then washed with ultrapure water and connected to the dedicated connector ( The printed electrode was used as the working electrode, the silver-silver chloride electrode (manufactured by BAS) was used as the reference electrode, and the platinum electrode (BAS) was used as the reference electrode. The counter electrode was immersed in 10 mL of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0).While stirring this solution at 650 rpm, the voltage was varied from -200 mV to +400 mV (vs.Ag/AgCl). Cyclic voltammetry was performed with a sweep rate of It is generally known that when the mediator is adsorbed to the electrode, the sweep speed of cyclic voltammetry and the values of I Omax and I Rmax are proportional to each other. If so, I Omax and I Rmax are proportional to the 0.5th power of the sweep speed.

IPPDを用いたサイクリックボルタンメトリーを実施し、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxをプロットした結果を図1に示す。その結果、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxが比例関係にあることが確認され、IPPDがカーボン電極に吸着することが示された。 Cyclic voltammetry was performed using IPPD, and the results of plotting the sweep speed, I Omax , and I Rmax are shown in Figure 1. As a result, it was confirmed that the sweep speed and I Omax and I Rmax were in a proportional relationship, indicating that IPPD was adsorbed to the carbon electrode.

IPPDの代わりにDPPD、6PPDを用いて同様の試験を行った結果を図2、図3に示す。いずれの化合物においても掃引速度とIOmaxおよびIRmaxが比例関係にあることが確かめられ、IPPDと同様、カーボン電極に吸着することが示された。 The results of similar tests using DPPD and 6PPD instead of IPPD are shown in FIGS. 2 and 3. It was confirmed that the sweep speed and I Omax and I Rmax were in a proportional relationship for all compounds, indicating that they were adsorbed to the carbon electrode like IPPD.

比較例(p-フェニレンジアミン)
なお、本発明のジフェニルアミン系化合物の代わりに、メディエータとして機能することが既に知られているp-フェニレンジアミンを用いて同様の測定を実施すると、酸化波、還元波のいずれも観測されなかった。超純水による電極の洗浄、あるいはリン酸カリウム緩衝液への浸漬により、p-フェニレンジアミンが電極から剥離したためと考えられる。
Comparative example (p-phenylenediamine)
Note that when similar measurements were performed using p-phenylenediamine, which is already known to function as a mediator, instead of the diphenylamine compound of the present invention, neither oxidation waves nor reduction waves were observed. This is thought to be because p-phenylenediamine was peeled off from the electrode by washing the electrode with ultrapure water or immersing it in potassium phosphate buffer.

終濃度100μg/mlのp-フェニレンジアミン10%エタノール溶液10μl、100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)10μlを上記の印刷電極に載せ、-200mVから+400mV(vs.Ag/Ag+)の範囲で電圧を掃引したサイクリックボルタンメトリーを行ったところ、図4および5に示すようにIOmaxおよびIRmaxが掃引速度の0.5乗に比例することが確認された。これは、p-フェニレンジアミンが電極に吸着せず、拡散していることを示している。 Place 10 μl of p-phenylenediamine 10% ethanol solution with a final concentration of 100 μg/ml and 10 μl of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) on the above printed electrode, and apply the voltage in the range of -200 mV to +400 mV (vs.Ag/Ag+). When cyclic voltammetry was performed by sweeping the voltage, it was confirmed that I Omax and I Rmax were proportional to the 0.5th power of the sweep speed, as shown in FIGS. 4 and 5. This indicates that p-phenylenediamine is not adsorbed to the electrode but is diffused.

実施例3.本発明の化合物と炭素電極との吸着性確認
ビンドシェドラーズグリーンロイコ塩基(BGLB、東京化成工業社製、製品コードB0482、CAS番号637-31-0)又はトリス[4-(ジエチルアミノ)フェニル]アミン(TDPA、Sigma-Aldrich社製、製品コード556394、CAS番号5981-09-9)を用いて、印刷電極によるサイクリックボルタンメトリー(CV)を行った。具体的には、カーボンの作用電極(12.6mm2)、銀の参照電極が印刷されてなる、SCREEN-PRINTED ELECTRODES(DropSens社製、製品番号DRP-C110)に、終濃度1 mg/mlのBGLBエタノール溶液を用いて化合物を吸着させた。その後、実施例2と同様にサイクリックボルタンメトリーを実施した。
Example 3. Confirmation of adsorption between the compound of the present invention and carbon electrode Bindschedler's green leuco base (BGLB, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product code B0482, CAS number 637-31-0) or tris[4-(diethylamino)phenyl] Cyclic voltammetry (CV) with a printed electrode was performed using amine (TDPA, manufactured by Sigma-Aldrich, product code 556394, CAS number 5981-09-9). Specifically, BGLB with a final concentration of 1 mg/ml was applied to a SCREEN-PRINTED ELECTRODES (manufactured by DropSens, product number DRP-C110), which was printed with a carbon working electrode (12.6 mm 2 ) and a silver reference electrode. Compounds were adsorbed using an ethanol solution. Thereafter, cyclic voltammetry was performed in the same manner as in Example 2.

BGLBを用いた測定において、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxをプロットした結果を図6に示す。その結果、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxが比例関係にあることが確認され、BGLBがカーボン電極に吸着することが示された。 FIG. 6 shows the results of plotting the sweep speed, I Omax , and I Rmax in measurements using BGLB. As a result, it was confirmed that the sweep speed and I Omax and I Rmax were in a proportional relationship, indicating that BGLB was adsorbed to the carbon electrode.

BGLBの代わりにTDPAを用いて同様の試験を行った結果を図7に示す。TDPAは酸化還元波が2つ存在することから、図中ではIO1、IO2、IR1およびIR2と表記した。TDPAを用いた場合でも掃引速度とIOmaxおよびIRmaxが比例関係にあることが確かめられ、BGLBと同様、カーボン電極に吸着することが示された。 FIG. 7 shows the results of a similar test using TDPA instead of BGLB. Since TDPA has two redox waves, they are expressed as I O1 , I O2 , I R1 and I R2 in the figure. Even when TDPA was used, it was confirmed that the sweep speed and I Omax and I Rmax were in a proportional relationship, indicating that it adsorbed to the carbon electrode like BGLB.

丸型カーボン電極(バイオデバイステクノロジー社製、DEP-Chip EP-PP)またはSCREEN-PRINTED ELECTRODES(DropSens社製、製品番号DRP-C110)を用いた電極により、上記と同様の手法によって、以下の化合物についても同様に電極に吸着することを確認した。 The following compounds were prepared using the same method as above using a round carbon electrode (manufactured by Biodevice Technology, DEP-Chip EP-PP) or a SCREEN-PRINTED ELECTRODES (manufactured by DropSens, product number DRP-C110). It was also confirmed that the same adsorption occurred on the electrode.

Figure 0007421268000067
Figure 0007421268000068
Figure 0007421268000069
Figure 0007421268000067
Figure 0007421268000068
Figure 0007421268000069

実施例4.フェニレンジアミン系化合物を用いた電気化学的評価
FAD依存性GDHと3種のフェニレンジアミン系化合物(IPPD、DPPD、6PPD)を用いて、印刷電極を用いたサイクリックボルタンメトリーを行った。具体的には、カーボンの作用電極(2.64mm2)、銀塩化銀の参照電極が印刷されてなる、丸型カーボン電極(バイオデバイステクノロジー社製、DEP-Chip EP-PP)を、専用コネクターを用いて、ALS電気化学アナライザー 814D(BAS社製)に接続し、2000U/mlのFADGDH-AA(キッコーマンバイオケミファ社製、製品番号60100)溶液2μl、1.5Mの塩化カリウムを含有した50mMのリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)8μl、IPPD10%エタノール水溶液10μlを電極上に載せた。IPPDの終濃度は2.5μMとした。そして、-200mVから400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したサイクリックボルタンメトリーを行った。掃引速度は10mV/secとした。続いて、終濃度200mMになるようにグルコース溶液を添加し、同様にサイクリックボルタンメトリーを行った。
測定時のサイクリックボルタモグラムを図8に示す。グルコースに対する応答電流が観測されることから、IPPDがメディエータとして機能していることが示された。
続いて、カーボンの作用電極(12.6mm2)、銀塩化銀の参照電極が印刷されてなる、SCREEN-PRINTED ELECTRODES(DropSens社製、製品番号DRP-110)を、専用コネクター(DropSens社製、DRP-CAC)を用いて、ALS 電気化学アナライザー 814D(BAS社製)に接続し、2000U/mlのGlucose Dehydrogenase(FAD-dependent)(BBI社製、Product Code:GLD3、以下GLD3と表記する)溶液5μl、1.5Mの塩化カリウムを含有した50mMのリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)20μl、フェニレンジアミン系化合物の10%エタノール水溶液25μlを電極上に載せた。化合物の終濃度は、IPPDは2.5μM、DPPDおよび6PPDは0.5μMとした。そして、-200mVから400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したサイクリックボルタンメトリーを行った。掃引速度は30mV/secとした。続いて、種々の終濃度になるようにグルコース溶液を添加し、同様にサイクリックボルタンメトリーを行った。また対照実験として、フェニレンジアミン系化合物を含まない条件で、上記と同様にサイクリックボルタンメトリーを行った。
Example 4. Electrochemical evaluation using phenylenediamine compounds
Cyclic voltammetry using printed electrodes was performed using FAD-dependent GDH and three phenylenediamine compounds (IPPD, DPPD, and 6PPD). Specifically, a carbon working electrode (2.64 mm 2 ) and a round carbon electrode (manufactured by Biodevice Technology, DEP-Chip EP-PP) with a printed silver-silver chloride reference electrode were connected to a special connector. Connected to ALS Electrochemical Analyzer 814D (manufactured by BAS), 2 μl of 2000 U/ml FADGDH-AA (manufactured by Kikkoman Biochemifa, product number 60100) solution and 50 mM phosphoric acid containing 1.5 M potassium chloride were added. 8 μl of potassium buffer (pH 7.0) and 10 μl of IPPD 10% ethanol aqueous solution were placed on the electrode. The final concentration of IPPD was 2.5 μM. Then, cyclic voltammetry was performed by sweeping the voltage in the range of -200 mV to 400 mV (vs. Ag/AgCl). The sweep speed was 10 mV/sec. Subsequently, a glucose solution was added to the final concentration of 200 mM, and cyclic voltammetry was performed in the same manner.
Figure 8 shows the cyclic voltammogram during measurement. The observation of a response current to glucose indicated that IPPD functions as a mediator.
Next, connect the SCREEN-PRINTED ELECTRODES (manufactured by DropSens, product number DRP-110), which is printed with a carbon working electrode (12.6 mm 2 ) and a silver-silver chloride reference electrode, to a special connector (manufactured by DropSens, DRP). -CAC), connect to ALS Electrochemical Analyzer 814D (manufactured by BAS), and connect 5 μl of 2000 U/ml Glucose Dehydrogenase (FAD-dependent) (manufactured by BBI, Product Code: GLD3, hereinafter referred to as GLD3) solution. , 20 μl of a 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing 1.5 M potassium chloride, and 25 μl of a 10% aqueous ethanol solution of a phenylenediamine compound were placed on the electrode. The final concentrations of the compounds were 2.5 μM for IPPD and 0.5 μM for DPPD and 6PPD. Then, cyclic voltammetry was performed by sweeping the voltage in the range of -200 mV to 400 mV (vs. Ag/AgCl). The sweep speed was 30 mV/sec. Subsequently, glucose solutions were added to achieve various final concentrations, and cyclic voltammetry was performed in the same manner. In addition, as a control experiment, cyclic voltammetry was performed in the same manner as above under conditions that did not contain a phenylenediamine compound.

また、IPPD、DPPD、6PPDを用いた際の、グルコース終濃度と300mVにおける酸化電流値の関係をプロットしたものを図9、10、及び11に示す。IPPD、DPPD、6PPDのいずれの化合物を用いた場合でも、グルコースに対する応答電流が観測される。一方で、これらの化合物を含まない場合は応答電流が観測されなかったことから、IPPD、DPPD、6PPDはいずれもメディエータとして機能していることが示された。したがって、アノード電極としても利用できることが示された。 Furthermore, plots of the relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at 300 mV when using IPPD, DPPD, and 6PPD are shown in FIGS. 9, 10, and 11. A response current to glucose is observed regardless of whether IPPD, DPPD, or 6PPD is used. On the other hand, no response current was observed when these compounds were not included, indicating that IPPD, DPPD, and 6PPD all function as mediators. Therefore, it was shown that it can also be used as an anode electrode.

続いて上記と同様に、FADGDH-AA(キッコーマンバイオケミファ社製、製品番号60100)またはGlucose Dehydrogenase(FAD-dependent)(BBI社製、Product Code:GLD1、以下GLD1と表記する)とIPPDを混合し、-200mVから+400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したサイクリックボルタンメトリーを行った。ただしIPPD終濃度は、FADGDH-AAとの組み合わせでは5μM、GLD1との組み合わせでは2.5μMとした。結果を図12、及び13に示す。IPPD添加時のみグルコースに対する応答電流が観測されたことから、IPPDがメディエータとして機能していることが分かった。したがって、アノード電極としても利用できることが示された。 Next, in the same way as above, FADGDH-AA (manufactured by Kikkoman Biochemifa, product number 60100) or Glucose Dehydrogenase (FAD-dependent) (manufactured by BBI, product code: GLD1, hereinafter referred to as GLD1) and IPPD were mixed. , cyclic voltammetry was performed by sweeping the voltage in the range of -200 mV to +400 mV (vs. Ag/AgCl). However, the final concentration of IPPD was 5 μM in combination with FADGDH-AA and 2.5 μM in combination with GLD1. The results are shown in FIGS. 12 and 13. A response current to glucose was observed only when IPPD was added, indicating that IPPD functions as a mediator. Therefore, it was shown that it can also be used as an anode electrode.

続いて、GOD from A. niger Type X-S(Sigma-Aldrich社製、製品番号G7141、以下GODと表記する)とIPPDを混合し、上記と同様にサイクリックボルタンメトリーを行った。結果を図14に示す。IPPD添加時のみグルコースに対する応答電流が観測されたことから、IPPDがメディエータとして機能していることが分かった。したがって、アノード電極としても利用できることが示された。 Subsequently, GOD from A. niger Type The results are shown in FIG. A response current to glucose was observed only when IPPD was added, indicating that IPPD functions as a mediator. Therefore, it was shown that it can also be used as an anode electrode.

実施例5.本発明の化合物およびGDHが固定化された電極の安定性試験
FAD依存性GDHとN,N'-ジフェニル-1,4-フェニレンジアミン(DPPD、東京化成工業社製、製品コードD0609)を用いて、印刷電極を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を実施した。具体的には、まず実施例2と同様の手順により、SCREEN-PRINTED ELECTRODES(DropSens社製、製品番号DRP-C110)にDPPDを吸着させ、電極を超純水で洗浄した後風乾させた。その後、4mg/mlのFADGDH-AA(キッコーマンバイオケミファ社製、製品番号60100)溶液を3μl電極に塗布し、再度風乾させた。続いて電極を25%グルタルアルデヒド溶液(富士フイルム和光純薬社製、和光一級、製品番号079-00533)の蒸気に30分暴露し、その後純水で電極を洗浄してDPPD・GDH固定化電極を作製した。この電極を、専用コネクター(DropSens社製、DRP-CAC)を用いて、ALS 電気化学アナライザー 814D(BAS社製)に接続し、終濃度100mMのグルコースを含む、20mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)10ml中に浸漬させた。印刷電極を作用極とし、銀塩化銀電極(BAS社製)を参照極、白金電極(BAS社製)を対極として、溶液を750rpmで撹拌させながら、-200mVから+400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したCVを行った。掃引速度は30mV/secとした。続いて、電極を溶液中から取り出し、超純水で洗浄した後、同じ組成の新しい測定溶液に浸漬させて、同様の測定を計3回繰り返し実施した。+150mV時の3回目のCVにおける酸化電流について、グルコースを含む溶液とグルコースを含まないブランク溶液における測定値の差異は、149nAであった。ブランクと比較して応答電流が高く、DPPDが電子移動促進剤として機能していることが示された。さらに、1回目、2回目のCVと3回目のCVを比較したところ、電流値はほとんど変化しておらず、DPPDおよびGDHが溶液中に脱離せずに安定して電極に固定化されていることが示された。
Example 5. Stability test of electrodes with immobilized compound of the present invention and GDH
Cyclic voltammetry (CV) using a printed electrode was performed using FAD-dependent GDH and N,N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine (DPPD, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product code D0609). Specifically, DPPD was first adsorbed onto SCREEN-PRINTED ELECTRODES (manufactured by DropSens, product number DRP-C110) using the same procedure as in Example 2, and the electrodes were washed with ultrapure water and then air-dried. Thereafter, 3 μl of 4 mg/ml FADGDH-AA (manufactured by Kikkoman Biochemifa, product number 60100) solution was applied to the electrode and air-dried again. Next, the electrode was exposed to the vapor of 25% glutaraldehyde solution (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako 1st grade, product number 079-00533) for 30 minutes, and then the electrode was washed with pure water to form the DPPD/GDH immobilized electrode. was created. This electrode was connected to the ALS Electrochemical Analyzer 814D (manufactured by BAS) using a dedicated connector (manufactured by DropSens, DRP-CAC), and was prepared using a 20mM potassium phosphate buffer (pH 7) containing glucose at a final concentration of 100mM. 0) Immersed in 10ml. Using the printed electrode as the working electrode, the silver-silver chloride electrode (manufactured by BAS) as the reference electrode, and the platinum electrode (manufactured by BAS) as the counter electrode, the voltage was varied from -200 mV to +400 mV (vs. Ag/AgCl) while stirring the solution at 750 rpm. ) CV was performed by sweeping the voltage over the range. The sweep speed was 30 mV/sec. Subsequently, the electrode was taken out of the solution, washed with ultrapure water, and then immersed in a new measurement solution with the same composition, and the same measurement was repeated a total of three times. For the oxidation current in the third CV at +150 mV, the difference between the measured values in the solution containing glucose and the blank solution without glucose was 149 nA. The response current was higher than that of the blank, indicating that DPPD functions as an electron transfer promoter. Furthermore, when comparing the first, second and third CVs, the current values hardly changed, indicating that DPPD and GDH were stably immobilized on the electrode without being desorbed into the solution. It was shown that

比較例(メチレンブルー)
本発明の化合物の代わりに、メディエータとしてすでに知られているメチレンブルー(MB)を用いた際は、グルコース依存的な応答電流は観測されなかった。一方、電解質溶液中にFADGDH-AAとMBを添加した試験系では、グルコース依存的な応答電流が確認された。以上のことから、MBは電極に吸着せず、電極作製工程で剥離していることが示された。
Comparative example (methylene blue)
When methylene blue (MB), which is already known as a mediator, was used instead of the compound of the present invention, no glucose-dependent response current was observed. On the other hand, in the test system in which FADGDH-AA and MB were added to the electrolyte solution, a glucose-dependent response current was confirmed. From the above, it was shown that MB was not adsorbed to the electrode and was peeled off during the electrode fabrication process.

比較例(1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート)
また、MBと同様メディエータとしてすでに知られている1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート(mPMS)を用いて、同様の試験を実施した。+150mV時の3回目のCVにおける酸化電流について、グルコースを含む溶液とグルコースを含まないブランク溶液における測定値の差異はほとんど無く、DPPDを用いたときと比較し著しく低い値となった。これは、mPMSが容易に電極から剥離して溶液中に拡散したことを示している。
Comparative example (1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate)
In addition, a similar test was conducted using 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate (mPMS), which is already known as a mediator like MB. Regarding the oxidation current in the third CV at +150 mV, there was almost no difference in the measured value between the glucose-containing solution and the glucose-free blank solution, and the value was significantly lower than when DPPD was used. This indicates that mPMS was easily peeled off from the electrode and diffused into the solution.

実施例6.その他の酸化還元酵素について
続いて、Fructosyl-peptide Oxidase (FPOX-CE)(キッコーマンバイオケミファ社製、製品番号60123、以下FPOX-CEと表記する)とIPPDを用いて、印刷電極によるクロノアンペロメトリーを行った。具体的には、0.79U/mlのFPOX-CE溶液5μl、3Mの塩化ナトリウムを含有した100mMのリン酸カリウム緩衝液(pH8.0)35μl、10ng/μlのIPPDの10%エタノール溶液5μlを電極上に載せた。さらに、9mMのフルクトシルグリシン溶液を1μlずつ添加した。そして、+250mV(vs. Ag/AgCl)を印加し、120秒間の応答電流値変化を観測した。
Example 6. Regarding other oxidoreductases Next, we performed chronoamperometry using printed electrodes using Fructosyl-peptide Oxidase (FPOX-CE) (manufactured by Kikkoman Biochemifa, product number 60123, hereinafter referred to as FPOX-CE) and IPPD. I did it. Specifically, 5 μl of 0.79 U/ml FPOX-CE solution, 35 μl of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0) containing 3 M sodium chloride, and 5 μl of 10% ethanol solution of 10 ng/μl IPPD were applied to the electrode. I put it on top. Furthermore, 1 μl of 9 mM fructosylglycine solution was added. Then, +250 mV (vs. Ag/AgCl) was applied, and the response current value change was observed for 120 seconds.

印加後から10秒後の値を記録したところ、図15に示すように、フルクトシルグリシンの濃度が増加するにつれて応答電流値が増加することがわかった。したがって、IPPDはFPOX-CEに対してもメディエータとして機能していることが示された。したがって、アノード電極としても利用できることが示された。 When the values were recorded 10 seconds after the application, it was found that the response current value increased as the concentration of fructosylglycine increased, as shown in FIG. 15. Therefore, it was shown that IPPD also functions as a mediator for FPOX-CE. Therefore, it was shown that it can also be used as an anode electrode.

FADGDH-AAとBGLB、TDPAを用いて、印刷電極によるCVを行った。具体的には、実施例2と同様の手順で化合物・GDH固定化電極を作製し、CVを実施した。ただし、CVの掃引範囲は-200mVから+600mV(vs. Ag/AgCl)とし、また対照実験としてグルコースを含まない溶液での測定も行った。 CV using printed electrodes was performed using FADGDH-AA, BGLB, and TDPA. Specifically, a compound/GDH immobilized electrode was prepared in the same manner as in Example 2, and CV was performed. However, the CV sweep range was from -200 mV to +600 mV (vs. Ag/AgCl), and measurements were also performed using a solution that did not contain glucose as a control experiment.

BGLBおよびTDPAを用いた際の+300mV時の酸化電流値の比較を図16、及び17に示す。BGLB、TDPAのいずれの化合物を用いた場合でも、グルコース依存的な応答電流が観測された。このことから、BGLB、TDPAともに、FADGDH-AAを用いた際のメディエータとして利用可能であることが判明した。 A comparison of oxidation current values at +300 mV when using BGLB and TDPA is shown in FIGS. 16 and 17. A glucose-dependent response current was observed regardless of whether BGLB or TDPA was used. This revealed that both BGLB and TDPA can be used as mediators when FADGDH-AA is used.

続いて、PQQ依存性GDHとN-イソプロピル-N'-フェニル-1,4-フェニレンジアミン(IPPD、東京化成工業社製、製品コードP0327)およびBGLBを用いたCVを行った。具体的には、印刷電極DRP-C110を、専用コネクター(DRP-CAC)を用いてALS 電気化学アナライザー 814Dに接続し、0.8mg/mlのGlucose dehydrogenase(PQQ-dependent)(東洋紡社製、製品コードGLD-321)溶液5μl、1.5Mの塩化カリウムを含有した50mMのリン酸カリウム緩衝液(pH6.8)20μl、5μM化合物の10%エタノール溶液25μlを電極上に滴下した。酵素の溶解液は1mM塩化カルシウム、0.1%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む50mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.8)を使用した。そして、-200mVから+400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したCVを実施した。掃引速度は30mV/secとした。続いて種々の終濃度になるようグルコース溶液を添加し、同様にCVを実施した。 Subsequently, CV was performed using PQQ-dependent GDH, N-isopropyl-N'-phenyl-1,4-phenylenediamine (IPPD, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product code P0327), and BGLB. Specifically, the printed electrode DRP-C110 was connected to the ALS Electrochemical Analyzer 814D using a dedicated connector (DRP-CAC), and 0.8 mg/ml of Glucose dehydrogenase (PQQ-dependent) (manufactured by Toyobo Co., Ltd., product code GLD-321) solution, 20 μl of 50 mM potassium phosphate buffer (pH 6.8) containing 1.5 M potassium chloride, and 25 μl of a 10% ethanol solution of 5 μM compound were dropped onto the electrode. As the enzyme solution, 50 mM potassium phosphate buffer (pH 6.8) containing 1 mM calcium chloride and 0.1% polyoxyethylene (10) octylphenyl ether was used. Then, CV was performed by sweeping the voltage in the range of -200 mV to +400 mV (vs. Ag/AgCl). The sweep speed was 30 mV/sec. Subsequently, glucose solutions were added to achieve various final concentrations, and CV was performed in the same manner.

グルコース終濃度と+300mVにおける酸化電流値の関係をプロットしたものを図18、及び19に示す。IPPD、BGLBのいずれの化合物を用いた場合においても、グルコース濃度依存的な電流が確認されていることから、これらの化合物がPQQ依存性GDHのメディエータとして機能していることが示された。 The relationship between the final glucose concentration and the oxidation current value at +300 mV is plotted in FIGS. 18 and 19. Glucose concentration-dependent current was observed when using either compound IPPD or BGLB, indicating that these compounds function as mediators of PQQ-dependent GDH.

続いて、NAD依存性GDHとDPPDを用いたクロノアンペロメトリーを実施した。具体的には、印刷電極DRP-C110を、専用コネクター(DRP-CAC)を用いてALS 電気化学アナライザー 814Dに接続し、5mg/mlのGlucose dehydrogenase(NAD(P)-dependent) (東洋紡社製、製品コードGLD-311)溶液5μl、1.5Mの塩化カリウムを含有した150mMのリン酸カリウム緩衝液(pH8.0)15μl、50mM-NAD水溶液5μl、5μM-DPPDの10%エタノール溶液25μlを電極上に滴下した。酵素の溶解液は150mMリン酸カリウム緩衝液(pH8.0)を使用した。+150mV (vs. Ag/AgCl) の電位を印加し、測定開始から60秒後に500mMグルコース溶液を5μl添加して電流変化を測定した。また対照実験として、DPPDを含まない測定溶液でも同様の試験を実施した。
グルコース溶液添加後、電流値が一定となった時点での、グルコース添加前後の応答電流の差を図20に示した。DPPD存在下ではグルコース添加により電流値が大きく増加したのに対し、DPPD非存在下ではグルコースへの応答がほとんど観測されなかった。このことから、NAD依存性GDHにおいても、DPPDがメディエータとして機能することが判明した。
Subsequently, chronoamperometry using NAD-dependent GDH and DPPD was performed. Specifically, the printed electrode DRP-C110 was connected to the ALS Electrochemical Analyzer 814D using a dedicated connector (DRP-CAC), and 5 mg/ml of Glucose dehydrogenase (NAD(P)-dependent) (manufactured by Toyobo Co., Ltd., Place 5 μl of product code GLD-311) solution, 15 μl of 150 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0) containing 1.5 M potassium chloride, 5 μl of 50 mM-NAD aqueous solution, and 25 μl of 10% ethanol solution of 5 μM-DPPD on the electrode. dripped. A 150 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0) was used as the enzyme lysis solution. A potential of +150 mV (vs. Ag/AgCl) was applied, and 60 seconds after the start of measurement, 5 μl of a 500 mM glucose solution was added to measure the current change. In addition, as a control experiment, a similar test was conducted using a measurement solution that did not contain DPPD.
FIG. 20 shows the difference in response current before and after adding glucose, at the time when the current value became constant after adding the glucose solution. In the presence of DPPD, the current value significantly increased with the addition of glucose, whereas in the absence of DPPD, almost no response to glucose was observed. These results revealed that DPPD also functions as a mediator in NAD-dependent GDH.

続いて、乳酸オキシダーゼ(LOD)とIPPDを用いたCVを実施した。具体的には、印刷電極DRP-C110を、専用コネクター(DRP-CAC)を用いてALS 電気化学アナライザー 814Dに接続し、5mg/mlのLactate Oxidase (東洋紡社製、製品コードLCO-301)溶液5μl、1.5Mの塩化カリウムを含有した1Mのリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)20μl、5μM-IPPDの10%エタノール溶液25μlを電極上に滴下した。酵素の溶解液は1Mリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)を使用した。そして、-200mVから+400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したCVを実施した。掃引速度は30mV/secとした。続いて種々の終濃度になるよう乳酸溶液を添加し、同様にCVを実施した。 Subsequently, CV using lactate oxidase (LOD) and IPPD was performed. Specifically, the printed electrode DRP-C110 was connected to the ALS Electrochemical Analyzer 814D using a dedicated connector (DRP-CAC), and 5 μl of 5 mg/ml Lactate Oxidase (manufactured by Toyobo Co., Ltd., product code LCO-301) solution was added. , 20 μl of 1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing 1.5 M potassium chloride, and 25 μl of 10% ethanol solution of 5 μM-IPPD were dropped onto the electrode. A 1M potassium phosphate buffer (pH 7.0) was used as the enzyme lysis solution. Then, CV was performed by sweeping the voltage in the range of -200 mV to +400 mV (vs. Ag/AgCl). The sweep speed was 30 mV/sec. Subsequently, lactic acid solutions were added to achieve various final concentrations, and CV was performed in the same manner.

乳酸終濃度と+150mVにおける酸化電流値の関係をプロットしたものを図21に示す。乳酸濃度依存的な応答電流の増加がみられたことから、IPPDがLODのメディエータとして機能することが判明した。 FIG. 21 shows a plot of the relationship between the final lactic acid concentration and the oxidation current value at +150 mV. An increase in response current dependent on lactate concentration was observed, indicating that IPPD functions as a mediator of LOD.

続いて、フルクトースデヒドロゲナーゼ(FDH)とIPPDを用いたCVを実施した。FDHは、メディエータの非存在下でも電極に直接電子を移動させることができ(すなわち直接電子移動能を有し)、メディエータの非存在下でも基質依存的な応答電流が観測できることが知られている酵素である。具体的には、印刷電極DRP-C110を、専用コネクター(DRP-CAC)を用いてALS 電気化学アナライザー 814Dに接続し、10mg/mlのD-Fructose dehydrogenase (東洋紡社製、製品コードFCD-302)溶液5μl、1.5Mの塩化カリウムを含有した150mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5)20μl、5μM-IPPDの10%エタノール溶液25μlを電極上に滴下した。酵素の溶解液は0.1%-ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む150mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5)を使用した。そして、-200mVから+400mV(vs. Ag/AgCl)の範囲で電圧を掃引したCVを実施した。掃引速度は30mV/secとした。続いて種々の終濃度になるようフルクトース溶液を添加し、同様にCVを実施した。 Subsequently, CV using fructose dehydrogenase (FDH) and IPPD was performed. It is known that FDH can directly transfer electrons to the electrode even in the absence of a mediator (i.e., has direct electron transfer ability), and that a substrate-dependent response current can be observed even in the absence of a mediator. It is an enzyme. Specifically, the printed electrode DRP-C110 was connected to the ALS Electrochemical Analyzer 814D using a dedicated connector (DRP-CAC), and 10 mg/ml of D-Fructose dehydrogenase (manufactured by Toyobo Co., Ltd., product code FCD-302) was added. 5 μl of the solution, 20 μl of 150 mM sodium acetate buffer (pH 4.5) containing 1.5 M potassium chloride, and 25 μl of 10% ethanol solution of 5 μM-IPPD were dropped onto the electrode. A 150 mM sodium acetate buffer (pH 4.5) containing 0.1% polyoxyethylene (10) octylphenyl ether was used as the enzyme lysis solution. Then, CV was performed by sweeping the voltage in the range of -200 mV to +400 mV (vs. Ag/AgCl). The sweep speed was 30 mV/sec. Subsequently, fructose solutions were added to achieve various final concentrations, and CV was performed in the same manner.

フルクトース無添加時の電流を0とし、フルクトース終濃度と+100mVにおける酸化電流値の関係をプロットしたものを図22に示す。FDHは直接電子移動能を有するため、IPPD非存在下でもフルクトース依存的な応答電流が観測される。しかしIPPD存在下では、IPPD非存在下時と比較しより大きな電流が観測された。このことから、直接電子移動能を持つFDHにおいても、IPPDがメディエータとして機能していることが示された。 FIG. 22 shows a plot of the relationship between the final fructose concentration and the oxidation current value at +100 mV, assuming that the current when no fructose is added is 0. Since FDH has direct electron transfer ability, a fructose-dependent response current is observed even in the absence of IPPD. However, in the presence of IPPD, a larger current was observed than in the absence of IPPD. This indicates that IPPD functions as a mediator even in FDH, which has direct electron transfer ability.

実施例7.フェニレンジアミン系化合物・GDH固定化センサーを用いたグルコース測定
SCREEN-PRINTED ELECTRODES(DropSens社製、製品番号DRP-C110)上に、5%ポリエチレンイミン(平均分子量10000)を3μl塗布し、室温乾燥させた。引き続き、IPPD(10%エタノール溶解)を3μl、GDH-M2を30U分も塗布し、室温乾燥させた。最後に、2.5mg/dlのポリエチレングルコールジグリシジルエーテル(平均分子量500)を1μl塗布し、4℃で一晩静置した。得られた電極を純粋で洗浄し、IPPD・GDH固定化電極とした。次に、100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7)中にIPPD・GDH固定化電極とAg/AgCl参照極、白金対極を浸漬させ、CV測定を行った。掃印速度は10mV/secとした。2Mグルコースを適宜添加し、各グルコース濃度における+200mVにおける酸化電流値を算出した。その結果を図23に示す。グルコース濃度が増加するにつれて、応答電流値も増加することが分かった。したがって、濃度が既知のグルコースを測定し、検量線を作成することでグルコース濃度を定量することができるといえる。また、アノード電極としても利用できることが示された。
Example 7. Glucose measurement using phenylenediamine compound/GDH immobilized sensor
3 μl of 5% polyethyleneimine (average molecular weight 10,000) was applied onto SCREEN-PRINTED ELECTRODES (manufactured by DropSens, product number DRP-C110) and dried at room temperature. Subsequently, 3 μl of IPPD (dissolved in 10% ethanol) and 30 U of GDH-M2 were applied and dried at room temperature. Finally, 1 μl of 2.5 mg/dl polyethylene glycol diglycidyl ether (average molecular weight 500) was applied and left at 4° C. overnight. The obtained electrode was washed with pure water and used as an IPPD/GDH immobilized electrode. Next, the IPPD/GDH immobilized electrode, Ag/AgCl reference electrode, and platinum counter electrode were immersed in 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7), and CV measurements were performed. The sweeping speed was 10 mV/sec. 2M glucose was added as appropriate, and the oxidation current value at +200 mV at each glucose concentration was calculated. The results are shown in FIG. It was found that as the glucose concentration increased, the response current value also increased. Therefore, it can be said that the glucose concentration can be quantified by measuring glucose whose concentration is known and creating a calibration curve. It was also shown that it can be used as an anode electrode.

実施例8.炭素以外の電極素材を用いた際の吸着確認試験
IPPDとGDH-M2を含むpH7のリン酸緩衝液中に金電極(BAS社製、Cat No. 002421)、Ag/AgCl参照極、白金対極を浸漬させ、CV測定を行った。掃印速度を10~100mV/secとし、掃印速度とIOmaxおよびIRmaxをプロットした。その結果、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxが比例関係にあることが確認され、IPPDが金電極に吸着することが示された。
同様に、金電極の代わりに白金電極(BAS社製、Cat No. 002422)を用いた際にも、掃引速度とIOmaxおよびIRmaxが比例関係にあることが確認され、IPPDが白金電極に吸着することが示された。
Example 8. Adsorption confirmation test when using electrode materials other than carbon
CV measurements were performed by immersing a gold electrode (manufactured by BAS, Cat No. 002421), an Ag/AgCl reference electrode, and a platinum counter electrode in a pH 7 phosphate buffer containing IPPD and GDH-M2. The sweep speed was set to 10 to 100 mV/sec, and the sweep speed, I Omax , and I Rmax were plotted. As a result, it was confirmed that the sweep speed and I Omax and I Rmax were in a proportional relationship, indicating that IPPD was adsorbed to the gold electrode.
Similarly, when a platinum electrode (manufactured by BAS, Cat No. 002422) was used instead of a gold electrode, it was confirmed that the sweep speed was proportional to I Omax and I Rmax , and the IPPD was It was shown to be adsorbed.

実施例9.低濃度における本発明の化合物の電気化学的検出
印刷電極DRP-C110を、10 pM ~100nMの各種濃度に希釈されたDPPDを含む50mMリン酸カリウム緩衝液中に静置した。対照実験として、DPPDを含まない溶液でも実施した。1時間から5日間、適宜静置した後、専用コネクター(DRP-CAC)を用いてALS 電気化学アナライザー 814Dに接続し、DPPDを含まない終濃度4mg/mlのFADGDH-AAを含む50mMのリン酸カリウム緩衝液(pH6.8)10ml中にて、-400mVから+200mV(vs. Ag/Ag+)の範囲で電圧を掃引したCVを実施した。掃引速度は30mV/secとした。その後1Mのグルコース溶液を1ml添加して同様にCVを実施し、+100mVでの酸化電流値からグルコース未添加における+100mVでの酸化電流値を差し引いた値を算出した。
Example 9. Electrochemical Detection of Compounds of the Invention at Low Concentrations Printed electrodes DRP-C110 were placed in 50 mM potassium phosphate buffer containing DPPD diluted to various concentrations from 10 pM to 100 nM. As a control experiment, a solution containing no DPPD was also performed. After allowing it to stand as appropriate for 1 hour to 5 days, connect it to the ALS Electrochemical Analyzer 814D using the dedicated connector (DRP-CAC) and add 50 mM phosphoric acid containing FADGDH-AA at a final concentration of 4 mg/ml without DPPD. CV was performed in 10 ml of potassium buffer (pH 6.8) with a voltage sweep in the range of -400 mV to +200 mV (vs. Ag/Ag+). The sweep speed was 30 mV/sec. Thereafter, 1 ml of 1M glucose solution was added and CV was performed in the same manner, and the value was calculated by subtracting the oxidation current value at +100 mV in the absence of glucose addition from the oxidation current value at +100 mV.

10 pM DPPD溶液を用いた際の結果を図24に示す。グルコース添加時に電流値が増加したことから、本系において、10 pMという低濃度においても、DPPDを検出出来るセンサとして有用であることが示唆された。なお、DPPDを含まない溶液を用いた際には、グルコース添加時に応答電流の増加は見られなかった。同様に100pM、1nM、10nM、100nMのDPPDを用いた際にもグルコース添加時に未添加時と比較して、有意に応答電流の増加を確認した。 FIG. 24 shows the results using a 10 pM DPPD solution. The current value increased upon addition of glucose, suggesting that this system is useful as a sensor capable of detecting DPPD even at concentrations as low as 10 pM. Note that when a solution containing no DPPD was used, no increase in response current was observed upon addition of glucose. Similarly, when DPPD of 100 pM, 1 nM, 10 nM, and 100 nM was used, a significant increase in response current was confirmed when glucose was added compared to when no glucose was added.

実施例10.燃料電池の構築
5mm×5mmのカーボンクロス(東陽テクニカ社製)に多層カーボンナノチューブ溶液を数回に分けて80μl塗布し、60℃で乾燥させた。純水で洗浄後、さらに乾燥させ、IPPDを吸着固定させた。続けて、12mg/mlのFAD依存性グルコースデヒドロゲナーゼ(GLD1, フナコシ社製)を20μl塗布し、25℃で乾燥させた。25%グルタルアルデヒド蒸気中に上記のカーボンクロスを30分間さらすことでGLD1を架橋固定し、アノード電極とした。カソード電極として白金(BAS社製)を用いて、100mM D-グルコースを含むPBSに上記のアノード電極、Ag/AgCl参照極と共に浸漬させて、可変抵抗及びポテンショスタットと接続した。オープンサーキットポテンシャルにて測定したところ、10kΩ接続時に60μA/cm2の電流が流れた。なお、IPPDを吸着固定させなかった電極を用いた際には、10kΩ接続時に電流を観測することは出来なかった。したがって、本発明のフェニレンジアミン化合物を固定化した電極を用いれば、燃料槽にメディエータを添加せずに電気を流すことができる電池を作製することができる。
Example 10. Building a fuel cell
80 μl of the multi-walled carbon nanotube solution was applied in several portions to a 5 mm x 5 mm carbon cloth (manufactured by Toyo Technica) and dried at 60°C. After washing with pure water, it was further dried to adsorb and fix IPPD. Subsequently, 20 μl of 12 mg/ml FAD-dependent glucose dehydrogenase (GLD1, manufactured by Funakoshi) was applied and dried at 25°C. GLD1 was cross-linked and fixed by exposing the above carbon cloth to 25% glutaraldehyde vapor for 30 minutes, and it was used as an anode electrode. Platinum (manufactured by BAS) was used as a cathode electrode, and was immersed in PBS containing 100 mM D-glucose together with the above anode electrode and Ag/AgCl reference electrode, and connected to a variable resistor and potentiostat. When measured with open circuit potential, a current of 60μA/cm2 flowed when connected to 10kΩ. Note that when using an electrode that did not adsorb and fix IPPD, it was not possible to observe a current when connected to 10 kΩ. Therefore, by using the electrode on which the phenylenediamine compound of the present invention is immobilized, it is possible to produce a battery that can conduct electricity without adding a mediator to the fuel tank.

また、多層カーボンナノチューブの代わりに単層カーボンナノチューブを用いても同様に電流を流すことが出来た。 Furthermore, even when single-walled carbon nanotubes were used instead of multi-walled carbon nanotubes, current could be passed in the same way.

実施例11.本発明の化合物を用いたグルコースセンサの構築
単層カーボンナノチューブに1mg/mlのIPPDを用いて、吸着固定させた溶液を準備した。実施例2で用いた印刷電極の作用極上に、この溶液を3μL塗布・乾燥させ、超純水でよく洗浄した。続いて、4mg/mlのGLD1を塗布・乾燥させ、上記と同様にグルタルアルデヒドにより架橋固定した。超純水で洗浄後、PBS中に浸漬させ、銀塩化銀参照極、白金対極も浸漬させて、+250mV印加によるクロノアンペロメトリー測定を行った。その結果、グルコースを添加しなかった際と比べて、100μM グルコース添加時に1.3μAの応答電流が観測された。したがって、予め炭素と吸着させた溶液を印刷電極に塗布させても、同様に酵素センサを作製できることが示唆された。なお、単層カーボンナノチューブの代わりに、ケッチェンブラックを用いても、同様の酵素センサを作製できた。
Example 11. Construction of a glucose sensor using the compound of the present invention A solution was prepared in which 1 mg/ml of IPPD was adsorbed and immobilized on single-walled carbon nanotubes. 3 μL of this solution was applied onto the working electrode of the printed electrode used in Example 2, dried, and thoroughly washed with ultrapure water. Subsequently, 4 mg/ml of GLD1 was applied and dried, and cross-linked and fixed with glutaraldehyde in the same manner as above. After washing with ultrapure water, it was immersed in PBS, a silver-silver chloride reference electrode and a platinum counter electrode were also immersed, and chronoamperometry measurement was performed by applying +250 mV. As a result, a response current of 1.3 μA was observed when 100 μM glucose was added compared to when no glucose was added. Therefore, it was suggested that an enzyme sensor could be similarly produced even if a printed electrode was coated with a solution in which carbon was adsorbed in advance. Note that a similar enzyme sensor could be fabricated using Ketjenblack instead of single-walled carbon nanotubes.

本発明のフェニレンジアミン系化合物を含む電極改変剤又は該電極改変剤が吸着した電極を用いることにより、電池等の各種の電気化学的測定を行うことができる。 By using an electrode modifying agent containing the phenylenediamine compound of the present invention or an electrode to which the electrode modifying agent is adsorbed, various electrochemical measurements of batteries and the like can be performed.

本明細書で言及又は引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。 All publications, patents, and patent applications mentioned or cited herein are incorporated by reference in their entirety.

配列の簡単な説明
配列番号1 Mucor prainii由来GDH(aa)
配列番号2 Mucor prainii由来GDH(DNA)
配列番号3 MpGDH-M2(aa)
配列番号4 MpGDH-M2(DNA)
Brief description of the sequence SEQ ID NO: 1 GDH from Mucor prainii (aa)
SEQ ID NO: 2 Mucor prainii-derived GDH (DNA)
SEQ ID NO: 3 MpGDH-M2 (aa)
SEQ ID NO: 4 MpGDH-M2 (DNA)

Claims (17)

電極改変剤を含む電池であって、
前記電極改変剤は、酸処理されていない電極に吸着する性質を有する化合物を含む電極改変剤であり、
前記化合物は、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく前記電極に吸着する性質を有する化合物であり、
前記化合物が電極に吸着することが、サイクリックボルタンメトリーにおいて掃引速度を変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)が比例関係になることにより確認されるものであ
前記化合物が、式I又は式IIの構造、
[式中、
R 1 は、-NR 7 R 8 、-N=N-R 9 、又は-N + ≡Nであり、
R 2 は、-NR 10 R 11 又は、-N=N-R 12 であり、
R 7 及びR 8 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N + ≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
であり、
R 10 は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R 3 及びR 4 、又は、R 5 及びR 6 は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR 3 が結合する炭素原子に結合し、**はR 4 が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR 5 が結合する炭素原子に結合し、**はR 6 が結合する炭素原子に結合し、
R 11 は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 9 は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 12 は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO 2 -CH=CH 2 、又は-SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物であり、
ただし前記化合物から、式Ibの構造
[式中、
R 7b 、R 8b 及びR 10b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R 3b 、R 4b 、R 5b 及びR 6b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R 11b は、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
の構造を有する化合物、その塩、無水物、及び溶媒和物は除かれる、
前記電池。
A battery comprising an electrode modifier, the battery comprising:
The electrode modifier is an electrode modifier containing a compound that has the property of adsorbing to an electrode that has not been acid-treated,
The compound is a compound that has the property of being adsorbed to the electrode without being bonded to a polymer or being polymerized,
Adsorption of the compound to the electrode is confirmed by changing the sweep rate in cyclic voltammetry and by establishing a proportional relationship between the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ). and
The compound has a structure of formula I or formula II,
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl , optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
However, from the above compound, the structure of formula Ib
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo , nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
Compounds having the structure, their salts, anhydrides, and solvates are excluded.
The battery.
電子伝達促進剤を含む電池であって、
前記電子伝達促進剤は、酸処理されていない電極に吸着する性質を有する化合物を含む電子伝達促進剤であり、
前記化合物は、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく前記電極に吸着する性質を有する化合物であり、
前記化合物が電極に吸着することが、サイクリックボルタンメトリーにおいて掃引速度を変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)が比例関係になることにより確認されるものであ
前記化合物が、式I又は式IIの構造、
[式中、
R 1 は、-NR 7 R 8 、-N=N-R 9 、又は-N + ≡Nであり、
R 2 は、-NR 10 R 11 又は、-N=N-R 12 であり、
R 7 及びR 8 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N + ≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
であり、
R 10 は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R 3 及びR 4 、又は、R 5 及びR 6 は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR 3 が結合する炭素原子に結合し、**はR 4 が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR 5 が結合する炭素原子に結合し、**はR 6 が結合する炭素原子に結合し、
R 11 は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 9 は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 12 は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO 2 -CH=CH 2 、又は-SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物であり、
ただし前記化合物から、式Ibの構造
[式中、
R 7b 、R 8b 及びR 10b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R 3b 、R 4b 、R 5b 及びR 6b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R 11b は、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
の構造を有する化合物、その塩、無水物、及び溶媒和物は除かれる、
前記電池。
A battery comprising an electron transfer promoter,
The electron transfer promoter is an electron transfer promoter containing a compound that has the property of adsorbing to an electrode that has not been acid-treated,
The compound is a compound that has the property of being adsorbed to the electrode without being bonded to a polymer or being polymerized,
Adsorption of the compound to the electrode is confirmed by changing the sweep rate in cyclic voltammetry and by establishing a proportional relationship between the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ). and
The compound has a structure of formula I or formula II,
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl , optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
However, from the above compound, the structure of formula Ib
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo , nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
Compounds having the structure, their salts, anhydrides, and solvates are excluded.
The battery.
前記化合物が前記電池の電極に固定化されている、請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, wherein the compound is immobilized on an electrode of the battery. 酸化還元酵素を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の電池。 The battery according to any one of claims 1 to 3, comprising an oxidoreductase. 酸化還元酵素が電極に固定化されている、請求項4に記載の電池。 The battery according to claim 4, wherein the oxidoreductase is immobilized on the electrode. 電子伝達促進剤を含む、組成物であって、
前記電子伝達促進剤は、酸処理されていない電極に吸着する性質を有する化合物を含む電極改変剤であり、
前記化合物は、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく前記電極に吸着する性質を有する化合物であり、
前記化合物が電極に吸着することが、サイクリックボルタンメトリーにおいて掃引速度を変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)が比例関係になることにより確認されるものであり、
前記化合物が、式I又は式IIの構造、
[式中、
R 1 は、-NR 7 R 8 、-N=N-R 9 、又は-N + ≡Nであり、
R 2 は、-NR 10 R 11 又は、-N=N-R 12 であり、
R 7 及びR 8 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N + ≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
であり、
R 10 は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R 3 及びR 4 、又は、R 5 及びR 6 は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR 3 が結合する炭素原子に結合し、**はR 4 が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR 5 が結合する炭素原子に結合し、**はR 6 が結合する炭素原子に結合し、
R 11 は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 9 は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 12 は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO 2 -CH=CH 2 、又は-SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物であり、
ただし前記化合物から、式Ibの構造
[式中、
R 7b 、R 8b 及びR 10b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R 3b 、R 4b 、R 5b 及びR 6b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R 11b は、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
の構造を有する化合物、その塩、無水物、及び溶媒和物は除かれ、
さらに、前記化合物から
である化合物並びにその塩、無水物、及び溶媒和物は除かれ、かつ、前記化合物から、N-メチル-N-フェニル-1,4-フェニレンジアミン並びにその塩、無水物、及び溶媒和物は除かれる、
前記組成物。
A composition comprising an electron transfer enhancer,
The electron transfer promoter is an electrode modifying agent containing a compound that has the property of adsorbing to a non-acid-treated electrode,
The compound is a compound that has the property of being adsorbed to the electrode without being bonded to a polymer or being polymerized,
Adsorption of the compound to the electrode is confirmed by changing the sweep rate in cyclic voltammetry and by establishing a proportional relationship between the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ). and
The compound has a structure of formula I or formula II,
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl , optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
However, from the above compound, the structure of formula Ib
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo , nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
Compounds having the structure, their salts, anhydrides, and solvates are excluded,
Furthermore, from the compound
and its salts, anhydrides, and solvates are excluded, and from said compounds, N-methyl-N-phenyl-1,4-phenylenediamine and its salts, anhydrides, and solvates are excluded. removed,
Said composition.
電子伝達促進剤を含む、電極であって、
前記電子伝達促進剤は、酸処理されていない電極に吸着する性質を有する化合物を含む電極改変剤であり、
前記化合物は、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく前記電極に吸着する性質を有する化合物であり、
前記化合物が電極に吸着することが、サイクリックボルタンメトリーにおいて掃引速度を変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)が比例関係になることにより確認されるものであり、
前記化合物が、式I又は式IIの構造、
[式中、
R 1 は、-NR 7 R 8 、-N=N-R 9 、又は-N + ≡Nであり、
R 2 は、-NR 10 R 11 又は、-N=N-R 12 であり、
R 7 及びR 8 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N + ≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
であり、
R 10 は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R 3 及びR 4 、又は、R 5 及びR 6 は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR 3 が結合する炭素原子に結合し、**はR 4 が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR 5 が結合する炭素原子に結合し、**はR 6 が結合する炭素原子に結合し、
R 11 は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 9 は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 12 は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO 2 -CH=CH 2 、又は-SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物であり、
ただし前記化合物から、式Ibの構造
[式中、
R 7b 、R 8b 及びR 10b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R 3b 、R 4b 、R 5b 及びR 6b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R 11b は、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
の構造を有する化合物、その塩、無水物、及び溶媒和物は除かれ、
さらに、前記化合物から
である化合物並びにその塩、無水物、及び溶媒和物は除かれ、かつ、前記化合物から、N-メチル-N-フェニル-1,4-フェニレンジアミン並びにその塩、無水物、及び溶媒和物は除かれる、
前記電極。
An electrode comprising an electron transfer enhancer,
The electron transfer promoter is an electrode modifying agent containing a compound that has the property of adsorbing to a non-acid-treated electrode,
The compound is a compound that has the property of being adsorbed to the electrode without being bonded to a polymer or being polymerized,
Adsorption of the compound to the electrode is confirmed by changing the sweep rate in cyclic voltammetry and by establishing a proportional relationship between the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ). and
The compound has a structure of formula I or formula II,
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl , optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
However, from the above compound, the structure of formula Ib
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo , nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
Compounds having the structure, their salts, anhydrides, and solvates are excluded,
Furthermore, from the compound
and its salts, anhydrides, and solvates are excluded, and from said compounds, N-methyl-N-phenyl-1,4-phenylenediamine and its salts, anhydrides, and solvates are excluded. removed,
The electrode.
酵素を有する、請求項7に記載の電極、又は、酵素を含む、請求項6に記載の組成物。 The electrode according to claim 7, comprising an enzyme, or the composition according to claim 6, comprising an enzyme. 酵素が酸化還元酵素である、請求項8に記載の電極又は組成物。 The electrode or composition according to claim 8, wherein the enzyme is an oxidoreductase. 酸化還元酵素が固定化されている、請求項9に記載の電極。 The electrode according to claim 9, wherein an oxidoreductase is immobilized. 電極改変剤を含むセンサーであって、
前記電極改変剤は、酸処理されていない電極に吸着する性質を有する化合物を含む電極改変剤であり、
前記化合物は、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく前記電極に吸着する性質を有する化合物であり、
前記化合物が電極に吸着することが、サイクリックボルタンメトリーにおいて掃引速度を変化させ、酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)が比例関係になることにより確認されるものであり、
前記化合物が、式I又は式IIの構造、
[式中、
R 1 は、-NR 7 R 8 、-N=N-R 9 、又は-N + ≡Nであり、
R 2 は、-NR 10 R 11 又は、-N=N-R 12 であり、
R 7 及びR 8 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N + ≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
であり、
R 10 は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R 3 及びR 4 、又は、R 5 及びR 6 は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR 3 が結合する炭素原子に結合し、**はR 4 が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR 5 が結合する炭素原子に結合し、**はR 6 が結合する炭素原子に結合し、
R 11 は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 9 は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 12 は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO 2 -CH=CH 2 、又は-SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物であり、
ただし前記化合物から、式Ibの構造
[式中、
R 7b 、R 8b 及びR 10b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R 3b 、R 4b 、R 5b 及びR 6b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R 11b は、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
の構造を有する化合物、その塩、無水物、及び溶媒和物は除かれ、
さらに、前記化合物から
である化合物並びにその塩、無水物、及び溶媒和物は除かれ、かつ、前記化合物から、N-メチル-N-フェニル-1,4-フェニレンジアミン並びにその塩、無水物、及び溶媒和物は除かれる、前記センサー、
又は、
請求項9若しくは10に記載の電極を有する酵素センサー。
A sensor comprising an electrode modifier, the sensor comprising:
The electrode modifier is an electrode modifier containing a compound that has the property of adsorbing to an electrode that has not been acid-treated,
The compound is a compound that has the property of being adsorbed to the electrode without being bonded to a polymer or being polymerized,
Adsorption of the compound to the electrode is confirmed by changing the sweep rate in cyclic voltammetry and by establishing a proportional relationship between the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ). and
The compound has a structure of formula I or formula II,
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl , optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
However, from the above compound, the structure of formula Ib
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo , nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
Compounds having the structure, their salts, anhydrides, and solvates are excluded,
Furthermore, from the compound
and its salts, anhydrides, and solvates are excluded, and from said compounds, N-methyl-N-phenyl-1,4-phenylenediamine and its salts, anhydrides, and solvates are excluded. said sensor being excluded;
Or
An enzyme sensor comprising the electrode according to claim 9 or 10.
化合物が、式Ia若しくはIIaの構造
[式中、
R1aは、-NR7aR8a、-N=N-R9a、又は-N+≡Nであり、
R2aは、-NR10aR11a、又は-N=N-R12aであり、
R7a及びR8aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、又はフェナントレニルであり、R10は、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニルであり、
R3a、R4a、R5a及びR6aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R3a及びR4a、又は、R5a及びR6aは、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR3aが結合する炭素原子に結合し、**はR4aが結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR5aが結合する炭素原子に結合し、**はR6aが結合する炭素原子に結合し、
R11aは、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
R9aおよびR12aは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXaにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
Xaは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
を有する、又は、IIbの構造
[式中、
R7b、R8b及びR10bは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C3-9シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R3b、R4b、R5b及びR6bは、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R11bは、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C1-6アルキル、C1-6アルケニル、C1-6アルキニル、C1-6アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物である、請求項1~5のいずれか一項に記載の電池、請求項6、8又は9に記載の組成物、請求項7~10のいずれか一項に記載の電極、又は請求項11に記載のセンサー。
The compound has a structure of formula Ia or IIa
[In the formula,
R 1a is -NR 7a R 8a , -N=NR 9a , or -N + ≡N,
R 2a is -NR 10a R 11a or -N=NR 12a ,
R 7a and R 8a are each independently hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, optionally substituted with one or more Xa; , C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, or phenanthrenyl, and R 10 is hydrogen, optionally substituted by one or more Xa, straight or branched chain is C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3a , R 4a , R 5a and R 6a are each independently hydrogen, linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, optionally substituted with one or more Y; , C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3a and R 4a or R 5a and R 6a are a benzene ring, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3a is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4a is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5a is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5a is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6a is bonded,
R 11a is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xa;
R 9a and R 12a are each independently selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted with one or more Xa;
Xa is a linear or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro and sulfo. branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
or has the structure IIb
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy , halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
or a salt, anhydride or solvate thereof, the battery according to any one of claims 1 to 5 , the composition according to claims 6, 8 or 9 , claims 7 to 10 or the sensor according to claim 11 .
化合物が、
からなる群より選択される、請求項12に記載の電池、組成物、電極又はセンサー。
The compound is
13. The battery, composition, electrode or sensor according to claim 12 , selected from the group consisting of:
酸処理されていない電極に吸着する性質を有する化合物を含む電極改変剤であって、
前記化合物は、ポリマーに結合されることなく、若しくはポリマー化することなく前記電極に吸着する性質を有する化合物であり、
前記化合物が電極に吸着することがサイクリックボルタンメトリーにおいて掃引速度を変化させ酸化電流の最大値(IOmax)および還元電流の最大値(IRmax)が比例関係になることにより確認されるものである、
前記電極改変剤を電池の電極と接触させる工程を含む、電池の製造方法であって、
前記化合物は、式I又は式IIの構造、
[式中、
R 1 は、-NR 7 R 8 、-N=N-R 9 、又は-N + ≡Nであり、
R 2 は、-NR 10 R 11 又は、-N=N-R 12 であり、
R 7 及びR 8 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、アセチル、カルボキシ、フラニルホルミル、ピラゾリルホルミル、1-メチル-1H-ピラゾール-5-イルホルミル、9,9-ジメチルフルオレン-2-イル、-N + ≡N、-N=N-フェニル、ベンジル、
であり、
R 10 は、水素、場合により1以上のX又はVにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ、ヒドロキシ又はアミノであり、
或いは、R 3 及びR 4 、又は、R 5 及びR 6 は、それらを含有するベンゼン環と一緒になって、場合により1以上のオキソ、X又はWにより置換されてもよい、ベンゼン環、又は
を形成し、但し*はR 3 が結合する炭素原子に結合し、**はR 4 が結合する炭素原子に結合するか、又は、*はR 5 が結合する炭素原子に結合し、**はR 6 が結合する炭素原子に結合し、
R 11 は、場合により1以上のX又はZにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 9 は、水素、場合により1以上のXにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルからなる群より選択され、
R 12 は、場合により1以上のX、W、イソチオシアネート、又はハロスルホニルにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、及び
からなる群より選択され、
ここでVは、場合によりC1-7アルキルに置換されてもよい、-O-アクリロイル、アセチルアミノ、又はフェニルであり、
Wは、場合により1以上のアミノ、C1-7アルキル、アミノアルキルにより置換されてもよい、D若しくはL-アラニルスルホニル、D若しくはL-バリルスルホニル、D若しくはL-ロイシルスルホニル、D若しくはL-メチオニルスルホニル、D若しくはL-プロリルスルホニル、D若しくはL-トリプトフィルスルホニル、D若しくはL-グリシルスルホニル、D若しくはL-システイニルスルホニル、D若しくはL-イソロイシルスルホニル、D若しくはL-フェニルアラニルスルホニル、D若しくはL-チロシルスルホニル、D若しくはL-セリルスルホニル、D若しくはL-トレオニルスルホニル、D若しくはL-アスパラギニルスルホニル、D若しくはL-グルタミルスルホニル、D若しくはL-アルギニルスルホニル、D若しくはL-ヒスチジルスルホニル、D若しくはL-リジルスルホニル、D若しくはL-アスパラギルスルホニル、D若しくはL-グルタミニルスルホニル、-C(=O)-O-スクシンイミジル、アセチル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルアミノ、-N=N-フェニル、フェニルアミノ、ジアミノフェニルアゾフェニル、又は、場合により1以上のXにより置換されてよいフェニルアゾ、場合により1以上のYにより置換されてもよいナフチルアゾ、アセチルアミノ、
であり、
Xは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ニトロソ、ニトロ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-7 アルキル、C 1-7 アルケニル、C 1-7 アルキニル、C 1-7 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ、アミノ又はアルキルアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、ヒドロキシ、アルコキシ及びスルホからなる群より選択され、
Zは-SO 2 -CH=CH 2 、又は-SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H、4,6-ジクロロトリアジン-2-イルアミノである]
を有する化合物、またはその塩、無水物若しくは溶媒和物であり、
ただし前記化合物から、式Ibの構造
[式中、
R 7b 、R 8b 及びR 10b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 3-9 シクロアルキル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニル、であり、R 3b 、R 4b 、R 5b 及びR 6b は、それぞれ独立に、水素、場合により1以上のYにより置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖のC 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、スルホ又はアミノであり、
R 11b は、場合により1以上のXbにより置換されてもよい、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニル、からなる群より選択され、
ここでXbは、場合により1以上のハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される置換基により置換されてもよい、直鎖又は分枝鎖の、C 1-6 アルキル、C 1-6 アルケニル、C 1-6 アルキニル、C 1-6 アルコキシ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、カルボキシ、シアノ、スルホ又はアミノであり、
Yはハロ、アミノ、シアノ、カルボキシ、カルボニル、アルコキシ及びスルホからなる群より選択される]
の構造を有する化合物、その塩、無水物、及び溶媒和物は除かれる、
前記製造方法
An electrode modifier comprising a compound that has the property of adsorbing to an electrode that has not been acid-treated,
The compound is a compound that has the property of being adsorbed to the electrode without being bonded to a polymer or being polymerized,
Adsorption of the compound to the electrode is confirmed by changing the sweep rate in cyclic voltammetry and observing that the maximum value of oxidation current (I Omax ) and the maximum value of reduction current (I Rmax ) become proportional to each other. ,
A method for manufacturing a battery, the method comprising the step of bringing the electrode modifier into contact with an electrode of the battery ,
The compound has a structure of formula I or formula II,
[In the formula,
R 1 is -NR 7 R 8 , -N=NR 9 , or -N + ≡N,
R 2 is -NR 10 R 11 or -N=NR 12 ,
R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a straight chain or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1- which may optionally be substituted with one or more X or V; 7 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, acetyl, carboxy, furanylformyl, pyrazolylformyl, 1-methyl-1H-pyrazol-5-ylformyl, 9,9 -dimethylfluoren-2-yl, -N + ≡N, -N=N-phenyl, benzyl,
and
R 10 is hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 3-9 optionally substituted by one or more X or V; cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl,
R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, linear or branched C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl , optionally substituted with one or more Y; , C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, nitro, cyano, carboxy, sulfo, hydroxy or amino,
Alternatively, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 together with the benzene ring containing them are optionally substituted with one or more oxo, X or W, or
, where * is bonded to the carbon atom to which R 3 is bonded, ** is bonded to the carbon atom to which R 4 is bonded, or * is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded, and ** is bonded to the carbon atom to which R 5 is bonded. is bonded to the carbon atom to which R 6 is bonded,
R 11 is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X or Z;
R 9 is selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more X;
R 12 is phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, optionally substituted with one or more of X, W, isothiocyanate, or halosulfonyl;
selected from the group consisting of
Here, V is -O-acryloyl, acetylamino, or phenyl, which may be optionally substituted with C1-7 alkyl,
W is D or L-alanylsulfonyl, D or L-valylsulfonyl, D or L-leucylsulfonyl, D or L, optionally substituted with one or more amino, C1-7 alkyl, aminoalkyl -methionylsulfonyl, D or L-prolylsulfonyl, D or L-tryptophylsulfonyl, D or L-glycylsulfonyl, D or L-cysteinylsulfonyl, D or L-isoleuylsulfonyl, D or L-phenylalanylsulfonyl, D or L-tyrosylsulfonyl, D or L-serylsulfonyl, D or L-threonylsulfonyl, D or L-asparaginylsulfonyl, D or L-glutamylsulfonyl, D or L- Arginylsulfonyl, D or L-histidylsulfonyl, D or L-lysylsulfonyl, D or L-asparagylsulfonyl, D or L-glutaminylsulfonyl, -C(=O)-O-succinimidyl, acetyl, tri- fluoroacetyl, benzoylamino, -N=N-phenyl, phenylamino, diaminophenylazophenyl, or phenylazo optionally substituted by one or more X, naphthylazo optionally substituted by one or more Y, acetylamino,
and
X is a straight or branched chain, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy, alkylamino, nitroso, nitro, and sulfo. is C 1-7 alkyl, C 1-7 alkenyl, C 1-7 alkynyl, C 1-7 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo, amino or alkylamino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, hydroxy, alkoxy and sulfo;
Z is -SO 2 -CH=CH 2 or -SO 2 -C 2 H 4 -O-SO 3 H, 4,6-dichlorotriazin-2-ylamino]
or a salt, anhydride or solvate thereof,
However, from the above compound, the structure of formula Ib
[In the formula,
R 7b , R 8b and R 10b are each independently hydrogen, a linear or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1 which may optionally be substituted with one or more Xb -6 alkynyl, C 3-9 cycloalkyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, and R 3b , R 4b , R 5b and R 6b are each independently hydrogen, optionally 1 Straight chain or branched C 1-6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo , nitro, cyano, carboxy, sulfo, which may be substituted by the above Y. or amino;
R 11b is selected from the group consisting of phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl, optionally substituted by one or more Xb;
Here, Xb is a linear or branched C 1- which may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo . 6 alkyl, C 1-6 alkenyl, C 1-6 alkynyl, C 1-6 alkoxy, halo, hydroxy, nitro, carboxy, cyano, sulfo or amino,
Y is selected from the group consisting of halo, amino, cyano, carboxy, carbonyl, alkoxy and sulfo]
Compounds having the structure, their salts, anhydrides, and solvates are excluded.
The manufacturing method .
請求項1~5及び12~13のいずれか1項に記載の電池を用いる、発電方法。 A power generation method using the battery according to any one of claims 1 to 5 and 12 to 13 . 請求項6、8、9及び12~13のいずれか1項に記載の組成物、
請求項7~10、及び12~13のいずれか1項に記載の電極、又は
請求項11~13のいずれか1項に記載のセンサー
を用いる、電気化学的測定方法。
The composition according to any one of claims 6, 8, 9 and 12 to 13 ,
An electrochemical measurement method using the electrode according to any one of claims 7 to 10 and 12 to 13 , or the sensor according to any one of claims 11 to 13 .
請求項6、8、9及び12~13のいずれか1項に記載の組成物を電極に接触させる工程を含む、電極を改変又は修飾する方法。 A method of altering or modifying an electrode, comprising the step of contacting the electrode with a composition according to any one of claims 6, 8, 9 and 12-13 .
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