JPH07509736A - 改良された化学発光性1,2−ジオキセタン類 - Google Patents

改良された化学発光性1,2−ジオキセタン類

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JPH07509736A
JPH07509736A JP6525458A JP52545894A JPH07509736A JP H07509736 A JPH07509736 A JP H07509736A JP 6525458 A JP6525458 A JP 6525458A JP 52545894 A JP52545894 A JP 52545894A JP H07509736 A JPH07509736 A JP H07509736A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 元服り3竺 改良された化学発光性1,2−ジオキセタン類本願は、代理人事案記録番号第4 085−061−27 CIPとして1994年4月25日に提出された米国特 許出願第08/号及び1993年5月7日で提出された米国特許出願第0810 57,903号の優先権を主張するものである。
二呵り背量 1呵の立野 本発明は、酵素により活性化されて分解し、分解する間に光を放出する化学発光 性1.2−ジオキセタン誘導体に関する0本ジオキセタン類は、ジオキセタンに 結合した芳香族環(フェニル又はナフチル)を有することを特に特徴とし、この 芳香族環は、メタ位に、酵素によって切断され得る、切断されると、ジオキセタ ンのフェノキシアニオン又はナフチルオキシアニオンを残す開裂性ないし分解性 置換基を有し、さらにフェニルの場合はその4位又は5位に、例えば電子供与又 は電子求引基を有する。4位又は5位の置換基(2残基)の種類を選択すること によって、ジオキセタンの化学発光特性、特に半減期、量子収率、S/N比など の特性を変更することができる。
X咀ム亙二 1.2−ジオキセタン酵素基質については、高効率の化学発光リポータ−分子と して、非常に広範囲の酵素免疫測定法及び核酸プローブ測定法における使用が確 立されている。これらの測定法は、放射性同位元素、蛍光発色団、複雑な色変化 、二次反応などに依存する従来の測定法に替わる、より望ましい方法を供するも のである。この目的のために開発されたジオキセタン類としては、米国特許4, 978,614号及び5,112.960号に開示されているものが挙げられる 。米国特許4,978,614号は、他の物質とともに、3− (2’−スピロ アダマンクン)−4−メトキシ−4−(3”−ホスホリルオキシ)フェニル−1 ,2−ジオキセタンを開示しており、この物質は世界的に注目され、AMPPD の商品名で市販されている。米国特許5,112.960号は、アダマンチル安 定環がその橋頭位のいずれかにおいて、水素、ハロゲン等の各種置換基によって 置換されている化合物を開示しており、これらの置換基が、これらがなければ安 定又は非活性であるアダマンチル安定基を、ジオキセタン環の分解の動力学に関 連する活性基に変換しているのである。この種類の化合物もまた、多くの用途に おいてAMPPDよりも速やかかつ強力な信号を発するため、同様に国際的に注 目された。C3PDはアダマンチル基に塩素置換基を有するスピロアダマンチル −フェニルホスフェート−ジオキセタンであり、AMPPDと同様にマサチュー セッツ、ベトフォードのトロピックス社(Tropix、 Inc、)により販 売されている。
この種類の化合物は、分析物が10′□12M又はそれ未満のような低濃度で存 在する場合の測定法のため、感受性の増大を特に目的として開発された。この種 類の化合物を、10−” M又はそれ未満の濃度の被検体を検出するために、増 強剤と併用して使用する場合もある。これらの増強剤は、天然及び合成水溶性巨 大分子を含むものであり、詳細には米国特許5,145,772号に開示されて いる。好ましい増強剤としては、ポリ(ビニルベンジルトリメチルアンモニウム クロリド)(TMQ)、ポリ(ビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロリド )(TBQ)及びポリ(ビニルベンジルジメチルベンジルアンモニウムクロリド )(BDMQ)などの水溶性重合性第四級アンモニウム塩が挙げられる。
これらの増強剤は、明らかにジオキセタンが封鎖される疎水性環境を供すること によって、ジオキセタンリポータ−分子による化学発光信号を改良する0体液を 使用するため、はとんどの測定法において避けることのできない要素である水は 、ジオキセタンの化学発光の天然の「消光剤」である、増強剤分子は明らかに、 ジオキセタン分子又は少なくとも励起状態の発光種が存在する微小環境から水を 除外して、化学発光の増強をもたらす、この増強剤とジオキセタンとの相互作用 に関連した他の作用も又、化学発光の増強をもたらす。
ナイロン膜及び処理済みニトロセルロースなど、膜に基づ(測定法において同様 の疎水表面をもたらす膜や、上述したような増強剤の種類のポリマーで被覆した 膜を選択使用することによっても、さらに有利な効果が得られる。
しかし、これらの安定化された化学発光性ジオキセタンリポータ−分子の性能を 向上し、ジオキセタン類によって放出される化学発光信号に依存した免疫測定法 におけろ機械の判読性、感度、及び性能を向上させることは1本業界にとっては いまだ一般的な目樟である。
背景技術において、及び上記で引用したいずれの特許においても開示されている ように、酵素により活性化されるジオキセタン類は、リポータ−分子として、ジ オキセタン環上の芳香族置換基に結合した、酵素に不安定な基を切断する酵素の 基質として使用される。従って、通常の抗原抗体リガンド結合測定法又は核酸測 定法における核酸プローブにおいては、酵素、例えばアルカリホスファターゼは 単独で存在するが、あるいは抗原又は抗体のいずれがと共有結合するか、そうで なければ複合体を形成する。酵素を有する抗原若しくは抗体、又は核酸プローブ を、抗原/抗体又はプローブ/核酸配列との間で複合体の形成又はハイブリダイ ゼーシジンを可能とする条件で、標的抗原を含んでいる疑いのある被検体又は核 酸配列と混合する。複合体又はハイブリッドを形成しなかったすべての物質を洗 い落とすか分離した後、ジオキセタン基質を加える。存在を疑われる被検体が存 在する場合、酵素は、ジオキセタン上の芳香族置換基、例えばフェニル又はナフ チル上の、酵素に不安定な基を切断して、フェノキシ又はナフチルオキシアニオ ン中間体を生じる。このアニオンが、芳香族環を介した電子伝達により分解し、 ジオキセタン環を切断して、2種類のカルボニル化合物を生じる。
この切断/分解の過程において、発光が得られる。
臨床的測定を自動化し、ある程度の処理能力を達成するには、半減期、すなわち ジオキセタンのTI/□の連続的な短縮とリポータ−分子が光を最大放出するま でに要する時間の短縮が必要である。同時に、非常に低濃度、例えば約10”” M以下の濃度の被検体を検出するには、ジオキセタンリポータ−分子の信号の強 度を向上させることが必要であり、同時に測定法の全体的な感度を向上させるに は酵素以外の物質に誘発される発光を原因とするバックグラウンドノイズの増大 を避けることも必要である。このため、化学発光性ジオキセタンリポータ−分子 のさらなる改良が望まれている。
発明の概要 上記目橿及びその他の目橿は、ジオキセタンに結合した芳香族環上の置換基と、 酵素に不安定なm位の置換基を特徴とする新しい種類のジオキセタン類によって 達成される。ここで、本発明の新規ジオキセタン類は、以下の一般式1、II又 はINの構造を有する。
式中、RはC1−12アルキル、アラルキル又はアリールであり、好ましくはC 1−4アルキルであり、Xは酵素に不安定な基を認識する特定の酵素によって切 断されてフェノキシ又はナフトキシアニオンとなる、酵素に不安定な基であり、 好ましくはホスフェート、ガラクトシド又はグルクロニドである。Yl及びY2 はそれぞれ独立して水素又は電子供与若しくは引基であり、好ましくは水素、メ トキシ、カルボキシ又はハロゲンであり、最も好ましくはYl及びY2の一方が 水素であり、他方が塩素であり、そして2は電子活性基であり、最も好ましくは 塩素、アルコキシ、アルキル又はアミドである。Zがフェニル環上にある場合、 Zは4位又は5位に存在する。OX及び2がナフチル環上に置換基として存在す る場合、米国特許4,952,707号に開示されているように、ジオキセタン 環との結合部位と置換部位との間の環の原子の数の合計が、ジオキセタン環への 結合部位と置換部位も含めて奇数であるように、OXは置換基として存在する。
置換基2は、ジオキセタン環との結合部位に隣接した部位以外であればナフチル 環上のいずれの部位に存在してもよい。
電子求引基又は電子供与基であるZの特定の種類及び位置を選択することによっ て、tl/lすなわち化学発光半減期、最大発光に至るまでの時間、最大発光波 長及び化学発光信号強度など、ジオキセタンの化学発光様態の特定の特徴を変更 することができる。
はl二固車μ説囚 図1及び図2は、ジナトリウム 3−(4−メトキシスピロ[1,2−ジオキセ タン−3,2°−(5°−クロロ)トリシクロ[3,3,1,1” ]デカン] −4−イル)−フェニルホスフェートのジオキセタン(C3PD)の性能を、本 発明の化合物であってフェニル残基が、4位に塩素置換基を有しているジナトリ ウム 2−クロロ−5−(4−メトキシスピロ[1,2−ジオキセタン−3,2 ’ (5°−クロロ−)トリジクロー[3,3,1゜131〕−デカン]−4イ ル)−フェニルホスフェート(CDP−3tar)と比較したものである。図2 は、化学発光増強剤であるポリビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロリド の存在を反映している。
図3は、ビオチン化されたpBR322−35marのナイロン膜測定における C3PD及びCDP−3tarとを比較したものである。
図4及び図5は、C3PD及びCDP−3tarを比較したナイロン及びPVD F膜を用いて行われたウェスタンプロット法によるコダック(Kodak )  XAR−5フイルムの露光の複写図である。
図6、図7及び図8は、酵母の遺伝子RPB1に対して、ナイロン膜を用いて行 った測定においてそれぞれ10分、70分及び19時間C3PD及びCDP−3 tarをインキュベートして比較した場合のX線フィルムの複写図である。
図9は、C3PD及びCDPStarを比較した、ナイロン膜を用いて行った梯 子型DNA配列の化学発光検出を反映したX線フィルム露光の複写図である。
図10及び図11は、本発明で請求されているジオキセタンを使用して得られた DNA配列のX線フィルムの映像の電子写真による複写図である。これらを、現 在市販されている標準品であるC3PDと比較している。
図12〜図21は、本発明のジオキセタン類、本発明の範囲外のジオキセタン類 、及び市販されている欅準品であるC3PD及びAMPPDを用い、記載した膜 を用いて行ったドツトプロット法による測定結果の電子写真による複写図である 。これらの測定を行った膜は、図中に記載しである。
尺且塁狂坦皇説朋 本発明のジオキセタン類は、ジオキセタンに結合した芳香族環上の置換基を、決 定的な特徴とし、この芳香族環が、アリールオキシアニオンにおける電子伝達を 決定し、分解と化学発光をもたらす。
従って、本発明のフェニルジオキセタン類は、以下の一般式(I)を有する。
従って、本発明のアダマンチル安定化ジオキセタン類は、ジオキセタンの結合部 位のほかフェニル環上に2種類の置換基を有し、さらにアダマンチル環上にもO ll又は2個の非水素置換基を有する。これらの置換基が、ジオキセタン、その オキシアニオン及びその分解挙動の電子的特徴を決定する。各置換基の種類は、 以下に述べるとおりである。
Rは、炭素数1−12のアルキル、アラルキル、シクロアルキル又はアリールで あってよい。Rは好ましくはC1−C4アルキルであり、より好ましくはC1− C3アルキルであり、最も好ましくはメチルである。Rの種類は、溶解性に関し ては、異常な被検体又は緩衝液が、特に問題を引き起こす場合に最適に選ばれる 。Y’及びY2はそれぞれ独立して水素、ヒドロキシ基、ハロゲン置換基、ヒド ロキシ低級アルキル基、へロ低級アルキル基、フェニル基、へロフェニル基、ア ルコキシフェニル基、アルコキシフェノキシ基、ヒドロキシアルコキシ基、シア ン基、アミド基、カルボキシル基若しくは置換されたカルボキシル基、アルコキ シ基及びその他の同様の電子活性種を示す。Yl及びY2の一方について好まし い種類は、他方が水素である場合、塩素、ヒドロキシ及びメトキシである。
Xは酵素によって切断される残基である。従って、適当な酵素に適宜接触させる ことによって、Xは分子から切断して、フェニル環に酸素を結合させたまま、従 ってフェノキシアニオンとして残す。
Xは理想的にはホスフェートガラクトシド、アセテート、1−ホスホ−2,3− ジアシルグリセリド、1−チオーD−グルコシド、アゾンシントリホスフェート 、アデノシンジホスフェート、アデノシンモノホスフェート、アデノシン、α− D−グルコシド、β−D−グルコシド、β−D−グルクロニド、α−D−マンノ シド、β−D−マンノシド、β−D−フルクトフラノシド、β−グルコシドウロ ネート、p−1−ルエンスルホニルーし−アルギニンエステル、及びp−+−ル エンスルホニルーし一アルギニンアミドである。Xは好ましくはホスフェート、 ガラクトシド又はグルクロニドであり、最も好ましくはホスフェートである。フ ェニル環上に置換基を有する場合は、OXはジオキセタン環との結合部位を基準 としてm位にある、つまり3位に存在することが重要である。
2は、4又は5位のいずれかを占める。Zは、電子活性種(電子供与又は電子求 引)の特徴である電子活性置換基であり、各種ジオキセタン残基を有効に利用す る。例えば、メトキシ基などの電子供与基は、芳香族環の〇−供与基からの遊離 電子のジオキセタン環への伝達を促進することによって、ジオキセタンフェノキ シアニオン分解の過程を促進させる。反対に、電子求引基は、遊離電子のジオキ セタンへの伝達能を低下させ又は阻害し、その結果、分解反応及び発光を遅れさ せるが、最終的には強度の大きい光信号を発する。
これは、塩素など、実質的に発光を促進し、TI/ヨを急激に短縮する。アダマ ンチル基上の電子活性置換基による効果とは対比的である。6位に置換基を有す ることが特に好ましくないという事実には、驚くべき意味がある。このように6 位が置換されたフェニルジオキセタン類は、異常に早い分解の動力学を示し、は とんど発光を示さない。出願人はこの理論に限定することを望むわけではないが 、このような挙動は、立体的な面の考慮、つまりオルト位の置換基が、ジオキセ タン環を不安定化(電子伝達ではなく、立体的な力による不安定化)するように フェニル環を「回転」させるためであり、6位の置換基、例えばメトキシは、電 子伝達には関与しないと考えられている。以下に述べるように、6位置換フェニ ルジオキセタン類を用いた実験では、信号は実質的に得られない。
ジオキセタン環のフェニル置換基は、替わりになどのナフチル(式11及びII I )であってもよい。
ナフチルジオキセタンにおいても、R,Y’、Y”、X及び2の種類は、フェニ ルジオキセタンにおけるのと同じである。OXは、「メタ」位に制限される替わ りに、ナフチル環における対応する位置、つまり非兵役位、又は米国特許4.9 52,707号に記載されているように、置換部位とジオキセタン環との結合部 位の間の炭素原子の数が、結合部位と置換部位の両方の炭素を含めて奇数である ような位置を占めてもよい。メタ位が置換されたフェニルジオキセタン類及び上 述したように置換されているナフチルジオキセタン類は一般的には、対応するバ ラ位に置換基を有する系や共役系におけるよりも高い量子収率を示すことが予想 されている。
上述したように、Zは、ジオキセタンの化学発光の挙動に干渉しないいかなる電 子活性置換基であってもよく、従って、非常に広い範囲から選択することができ る。好ましい電子活性置換基としては、クロロ、アルコキシ(−−OR)、アリ ールオキシ(−−OAr)、トリアルキルアンモニウム(−−NR,”)、アル キルアミド(−−NHCORl−−NRCOR’ )、アリールアミド(−−N HCOAr、−NRCOAr、−−NArCOAr)、アリールカルバモイル( −−NHCOOAr、−−NRCOOAr)、アルキルカルバモイル(−−NH COORl−−NRCOOR’ )、シアノ (−−CN)、ニトロ(−−NO x )、エステル(−−COOR1−−COOAr)、アルキル−若しくはアリ ールスルホナミド(−−NH3O,R1−NH30i Ar)、hリフルオロメ チル(−−CF、)、アリール(−−Ar>、アルキル(−−R)、hリアルキ ル−、トリアリール−若しくはアルキルアリールシリル(S iRs、S 1A rs 、−−31ArR* )、アルキル−若しくはアリールアミドスルホニル (−−802NHCOR1−−3o2NHCOAr)、アルキル若しくはアリー ルスルホニル(−−9o□R15O2Ar)、及びアルキル−若しくはアリール チオエーテル(−−3R,5Ar)が挙げられる。Z置換基の大きさは一般的に は、その溶解性によってのみ制限される。アルキル、つまりR1R゛などについ て述べる場合、アルキル残基は1〜12の炭素原子を符すべきである。好適なア リール残基としては1代表的な残基としてフェニル及びナフチルが挙げられる。
特に好ましい種類は。
クロロ及びアルコキシを含む。
上述したような種類のジオキセタン類は、上述したようなZ置換基を含まないが 、ここで一般的に挙げた特許に開示されている。Y及び2置喚基を含まずにこの 種のジオキセタン類を示した特許としては、特許4,962,192号など、ウ ニイン州立大学(Wayne 5tate University)に帰せられ る特許が挙げられる。ジオキセタン類のZ置換基の置換により、新規トリ置換フ ェニル1.2−ジオキセタンホスフエートの名称を有し、以下に述べるトリ置換 フェニルホスホネートの合成法の開発が必要となった。同一の一般的な合成ルー トを、上記で論じたような所望置換パターンを考慮して、ここに含まれるナフチ ルジオキセタン類に用いることができる。以下に述べるルートによるこれらの化 合物の合成には、新規トリ置換ベンゼン類の製法が含まれる。
従って、以下に述べるように、この種類のジオキセタン類の合成に含まれる代表 的化合物としては、3−クロロ−5−メトキシ−ベンズアルデヒドが挙げられる 。これらのトリ置換化合物は、各種合成経路において、重要な中間体であり、こ の1,3.5置換パターンが、一般的に好ましく、広く適用可能なパターンであ る。これらの中間体はこれまでに製造されたことがないと出願人は信するもので あり、以下に述べる合成ルートにおいてアステリスクを付けて記載した。
新 トリ宥 フェニルl 2−ジオキセクンホスフエート賽含或 二股的説朋 市販の試薬をそのままさらに精製せずに用いた。
べ−カー(Baker )シリカゲル(グラムスケールで60−200メツシユ 、ミリグラムスケールで230−400メツシユ)をフラッシュクロマトグラフ ィに用いた。”P NMRスペクトルが、リン酸[4と比較して百万分の数位( ppm)であると報告された。
ジョンズホブキンス大学(Johns Ho5pkins Universit y )のJ。
L カチンスキ(J、L、 Kachinski)によって高解像度質量スペク トルによる解析が行われた。ジオキセタン3及び4の合成は、それぞれジオキセ タン1及び2について以下に記載した過程により行われた。分離された中間体に 関して、その収量、融点(正確ではない)及びスペクトルのデータを要約する。
3−り四ロー5−メトキシー4−トリフルオロメタンスルホニルオキシ−ベンズ アルデヒド 5 5o2CF。
5−クロロ−バニリン’ (13,0g、70mmol) 、クロ。
ポルム(4ml)及びピリジン(16ml)の1g液を、0℃で攪拌した。無水 トリフルオロメタンスルホン酸(12,4ml、75mmol)を0℃で30分 間かけて加え、トリフラートを完全に生成させた。反応混合物をEtOAc及び 3NのHCIに分配し、希ブラインで洗浄し、Nag so、で乾燥させ、減圧 下で蒸発させた。得られた黄色の油をシリカゲルクロマトグラフィ(30%Et OAc/ヘキサン)で精製し、18.5g(83%)のトリフラート5を黄色結 晶として得た。
IR(CHCl、、 cm−’): 1705. 1590. 1461. 1 425. 1225. 1205゜1132、1049. l175.624’ HNMR(ppm): 3.99 (38,s)、 7.44 (IH,d、  J:1.6 Hz)、 7.57(IH,d、 J=1.7 Hz)、 9.9 2 (IH,sl*3−クロロ−5−メトキシ−ベンズアルデヒド 6トリフラ ート5(9g、28mmol) 、酢酸パラジウム(II)(120mg、0. 5mmol) 、1. 1’−ビス(ジフェニルホスフィン)フェロセン(62 0mg、1mmol)及びHPLCグレードのCH,CN (10m1)をテフ ロンで裏打ちしたステンレススチール製ボンベ中でよく混合した。調製したばか りの微粉プロトンスポンジホルマート” (7,84g、30開of)を加え、 ボンベを密封し、90℃で4時間加熱した。反応物を冷却後ろ過して、プロトン スポンジの結晶を除去し、EtOAc及び3NのMCIに分配し、それぞれを希 ブラインで1回ずつ洗浄し、N a HCO3で希釈し、Na2SO4で乾燥し 、蒸発させた。シリカゲルクロマトグラフィ (15%、EtOAc/ヘキサン )により精製し、融点45°Cの4.25g (88,5%)のクロロメトキシ ベンズアルデヒド6を得た。
TR(CHCli、 cll−’): 2835. 1700 (C:0)、1 590. 1576、146+。
1425、1380.1320.1280.1265.1144.1050.8 50.695’HNMR(ppm): 3.84 (3H,sl、 7.+3  (IH,m)、 7.26 (1)1. m)。
7.41 (1tL ml、 9.89 (11−1,s)質量スペクトル(電 圧、70eV) : Ca Ht C10fの正確な質量計算値170.013 5、測定値170.0134゜3−クロロ−5−メトキシ−ベンズアルデヒドジ メチルアセターベンズアルデヒド6 (8,76g、51 mmol)のメタノ ール、各、夜(20ml)をトリメチルオルトホルマート(5,62m1.51  mmol)及び触媒量のp−トルエンスルホン酸の存在下で、ジメチルアセタ ール7へ完全に変換させた。p)17のトリエチルアミンにより反応を停止させ 、蒸発させて少量としてからEtOAc及びNAHCO,に分配した。有機層を 乾燥し、減圧下で葱発させ、シリカゲルクロマトグラフィ(10%EtOAc/ ヘキサン)により精製して、10.68g (96%)のアセタール7を淡黄色 の油として得た。
IRfctlcl−9cm−’)+ 2960. 2938. 2g30. 1 596. 157L 1458゜1270、1+04.1050゜ 989、 872. 865.840 ’HNMR(ppm): 3.31 (6H,s)、 3.79 (31(、s )、 5.31 (l)l、 s)、 6.85(lit s)、6.88 ( IH,sl、 7.04 (IH,s)。
ジエチル l−メトキシ−1−3−クロロ−5−メトキシーフ工アセタール7  (4,0g、18. 5mmol) 、ボロントリフルオリドエテラート(2, 3ml、19mmol)及びCHI C1t (20ml)の(容f夜に、トリ エチJレホスファイト’(3,2ml、19mmol)をO’Cで加えた。反応 物を室温まで徐々に温めたf&(30分)、溶液を希N a HCOsに分配し 、Nag so、で乾燥し、蒸発させ、シリカゲル(40%−100%EtOA c/ヘキサン)で精製して、4.6g (77,5%)のホスホネート8を淡黄 色の油として得た。
TR(CHCl3. am−’)+ 2990.1591.1573.1458 .1254 (P:01.1050(P−0)、 1025 (P−Ol、 9 69.870.687’HNMR(ppml: 1.24 (3N、 t、、  J=7 Hz)、1.26 (3t(、t、 J=7 Hz)。
3.37 f3H,s)、 3.78 (3H,s)、 4.01−4.09  (4H,ml、 4.40 (IH,d。
J=16 Hz)、 6.83 (IIL t、 J:2 Hz)、 6.88  (IH,qt、 J=2 Hz)、 6゜98flH,qt、J=2 Hzl 3−クロロ−5−メトキシ−1−メトキシ−トリシクロ 383.1.1” デ カ−2−イ1デンーメチル −ベンゼン 9ホスホネート8 (4,62g、1 4mmol)及び2−アダマンタノン(2,58g、17mmol)をアルゴン 下で無水THF(35ml)に溶解し、−68℃に冷却した。無水THF (2 0ml)に?8解したリチウムジイソプロピルアミド(18,6mmol)を− 68℃で滴下してイリドを生成し、その後、ケトンをオレフィン化した。反応物 を2時間かけて徐々に室温にまで温め、75℃で1時間撹拌した。本溶液をEt OAc/NH4Clに分配し、Nag so4で乾燥し、蒸発させ、シリカゲル クロマトグラフィ(2%EtOAc/ヘキサン)により1llI製し、2.5g  (55%)のエノールエーテル9を油として得た。
’HNMR(ppm): 1.55−1.95 (12tL ml、 2.61  (IH,br s)、 3.21 (IH。
br sl、 3.28 f31(、s)、 3.78 (3H,s)、 6. 74 (IH,s)、6.80 (IH。
sl 、6.87 fllt 5) 3−クロロ−5−ヒドロキシ−1−メトキシ−トリシクロ 3゜3.1.1”  デカ−2−イリデン−メチル −ベンゼン」よ旦L エクンチオール酸ナトリウム(l l 、7mmol)の存在下で、エノールエ ーテル9 (2,5g、7.8mmol)をDMF (14m1)中155℃で 加熱することによって、エノールエーテルフェノール10への脱メチル化を完全 に進行させた。冷却後、混合物をEtOAc及びNH,CIに分配し、N a  m S Oaにより乾燥し、高減圧下で蒸発させて残存しているDMFを除去し た。クロマトグラフィによる事n製(シリカゲル、20%EtOAc/ヘキサン )により、2.3g (96%)のフェノール10を油として得、この油は放置 したところ結晶化した。この固体を5%EtOAc/ヘキサンにより粉末化した ところ、融点133℃の白色結晶が得られた。
IR(にH(J、、 am−’): 3584 (OH)、 3300 (OH )、 29に0.1590.1310゜12g5.1163.1[196,10 80,1011,900,840’HNMR(ppml: 1.73−1.96  (12tl、 ml、2.62 (I)1. br s)、3.20 (IH 。
br s)、3.32 (3H,s)、 5.65 (LtL br s)、  6.73 (IH,s)、 6.79(ltllm)、6.85 (IH,s) ピリジニウム 3−クロロ−5−メトキシ−トリシクロ 3゜3.1.137  デカ−2−イリデン−メチル −1−フェニルホムヱ玉二上ユユユL 無水THF(10ml)にン容解したエノールエーテル10(709mg、2. 3mmol)にアルゴン雰囲気下でトリエチルアミン(450μl 、 3.  2mmol)を加久た0本溶液を0℃に冷却し、二の時に2−クロロ−2−オキ ソ−1,3,2−ジオキサホスホレーン(フル力(Fluka ) 、285μ l 、 3.0mmol)を滴下した。反応物を室温にまで温め、非活性雰囲気 下でアルゴンフラッシュカラム中を速やかに通過させて塩酸トリエチルアンモニ ウムの結晶を除去した。結晶ケーキをTHFで1回1Mいた後、溶液を蒸発させ 、ポンプで※rtPQさせて、1且ホスホレーンllaを得た。
11aを圧水DMF (6mljml塵中アルゴン下CN (真空乾燥したもの 、j79mg、3.65mmol)と反応させて、ホスホレーン環を開環し、所 望のβ−シアンエチルジエステルホスフェート11bを得るとともに、エノール エーテルフェノール10を再び生成した。フラスコを55°Cにまで温めながら 、高真空下でD M Fを除去し、化合物10及び1)bの混合物を黄椙色の浦 とじて得た。
上記混合物をメタノール(8ml)に溶解し、NaOMe(1mlの4.25M のNaOMe/MeOH16,4mmol)の存在下40℃で攪拌して、シアノ エチル基のβ脱離を行い、エノールエーテルホスフェート11をジナトリウム塩 として得た。メタノールを蒸発させた後、固体を水に溶解し、最装置のEtOA cに分配して、フェノール10 (333mg)を回収した。CH,CN/H, Oグラジェントを用い、ポリスチレンカラム(PLRP−5、ポリマーラボラト リーズ(Polymer Laboratories) )による分取HPLC により水屡を精製し、さらにピリジニウムトルエンスルホネート(アンバーリス トI R−120(Amberlyst−IR120)十樹脂)によるイオン交 換を行い、凍結乾燥を行って、448mg(3段階にわたって78%、回収され たフェノールのため)のエノールエーテルホスフェ )11を、けば立ったオフ ホワイト色の粉末として得た。
IR(CHCIs、 cm−’): 2910.1590.1567、1278 .1160.1095.945’HNMR(ppm): 1.73−1.96  f12)1. m)、 2.63 (lit br s)、 3.20 (IH 。
br s)、3.32 (3tL sl、 5.89 (18,sl、 6.7 2 (18,ml、 6.79 (l)l。
t、 、CZ Hzl、 6.85 (l)1. d、 J:2 Hz)”P  NMR(ppml: 54 (IP)ジナトリウム 3−クロロ−5−メトキシ −スピロ 12−ジオキセタン−32°−トリシクロ 3.3.1.1’・テ  −デカン −4−イル −1−フェニルホスフェート 1二ノールエーテルホス フェート】1及び5.10.15.20−テトラフェニル−218,23H−ポ ルフィン(TPP、0.5mlの2重量%CHCl、(容i+17)のCHCl  s 7B’t& (8ml)を、l容ン1uiこ酸素流を通過させながら、2 50W’の高圧ナトリウムランプで10°Cで照射した。ランプと反応混合物の 間に5m1lのカプトン(Kapton)ポリイミドフィルム片(デュポン(D uPont)社)を配置して、望ましくない紫外線照射を遮った。分取HPLC (270nm紫外線検出器)により、5分間の照射によりジオキセタンが完全に 生成したことが認められた。0°Cでクロロホルムを蒸発させた後、残渣をNa z CO3(27mg、0.25mmol)の存在下で氷水に溶解し、上述した ように分取HPLCにより精製した。分画を凍結し、0℃で凍結乾燥して、65 .3mg(90%)のジオキセタンlをけば立った白色粉末として得た。ジオキ セタンのTLCにより、加熱による熱分解により、青色の化学発光が示された。
ホスフェートの酵素による開裂によっても水?g IIl中で化学発光性分解が 誘発された。
’HNMR(D20. ppm1: 0.93 (1)1. d、J=13 H z)、1.21 (IH,d。
J=13 Hz)、1.44−1.69 (IOH,ml、2.16 (IH, br s)、2.78 (IH,brs)、3.14 (3H,s)、 7.2 0 (2H,br s)、 7.30 (18,s)”P NMR(0,0,p pm): 24 (IP)3−り四ロー5−ヒドロキシーベンズアルデヒドジメ チルアセ −五」1旦L HC(OMe12 5−クロロ−3−メトキシ−ベンズアルデヒドジメチルアセクール(7,3,2 1g、14.8mmol)を、150℃で加熱しながら、DMF(14ml)中 でエタンチオール酸ナトリウム(19mmo l )により脱メチル化した。得 られたフェノール12を冷却し、EtOAc及びNH4Clに分配し、Nag  SO4で乾燥し、高真空でポンプにより蒸発乾固させて、残存していたDMFを 除去した。クロマトグラフィiこよる事前製(シリガゲル、20%EtOAc/ ヘキサン)により、2.75g (92%)のフェノール12が黄色の油として 得られた。この油の分析サンプルは、さらに精製することによって、融点153 ℃の結晶となった。
IR(CHClx、 cm−’): 3580 (011)、3325 (08 1,2940,2830,1599゜1585、1449.1350.1155 .1105.1055.894.845゜’HNMR(ppm): 3.32  (6H,sl、 5.30 (IIl、 s)、 5.73 (IH,br s )。
6.81 (2H,ml、 7.01 (IH,513−クロロ−5−ピバロイ ルオキシーベンズアルデヒドジメチルア立Z二止ユ上ユニ HCIOMe12 + = C(C)(313 フェノール12 (2,7g、13.3mmol)及びトリエチルアミン(2, 8ml、20mmol)をCH2C1! (20ml)中0℃で撹拌した。トリ メチルアセチルクロリド(1,64m1.13.3mmol)を加λたところ、 ピバロイルエステルが完全に生成した。悸準的な操作により、粗ピバロエート1 3が油として得られ、これを精製せずに次の反応に供した。重量は測定しなかっ た。
少量のサンプルを、スペクトルによ゛る同定のために分取TLCにより精製した 。
IR(CHC1+、 cm−’)+ 2980.2940.1749 (C:0 )、 15g5.1448.1349゜1250、1150. 1+09.10 56.898’HN5IRfppml: 1.34 (9H,s)、 3.31  (68,s)、 5.36 (ltL s)、 7.06(2t1. br  s)、 7.31 (IH,s)ジエヂル 1−メトキシ−1−(3−クロロ− 5−ピバロイルオキシフェニル)メタンホスホネート 14)アセタール13、 ボロントリフルオリドエテラート(2,6ml、21mmol)及びCH2C1 2(l 0w1)の溶液を一78℃で撹拌した。トリエチルホスファイト(3, 0ml、17. 5mmol)を加えて、このアセタールをホスホネート14に 変換させた。操作と精製(シリカゲル、10%EtOAc/ヘキサン)により、 2.43gの油が得られた(2段階で47%)。
IR(C)lc13. cm−’)+ 2995.2980.1750 (C= o1.1600.1581.1442゜1247 (P=O1,1110,10 28(P−01,975,890’HNMR(ppml: 1.22−1.26  (6H,d of t、 J:2 Hz、 7 )1z)、 1.31(9H ,s)、 3.39 (3)1. s)、 4.02−4.08 (4t(、m l、 4.44 (LH,d。
J=16 Hz)、 7.04 (2M、 ml、 7.27 (IH,br  5)3−クロロ−5−ピバロイルオキシ−1−メトキシ−5−クロロ−トリシク ロ 3.3.1.1” −デカ−2−イリデンメチル ベンゼン 15) ホスホネート14 (2,4g、6 、 1 mmol)をアルゴン下、無水T HF(10ml)に溶解し、−68°Cに冷却した。無水THF(7ml)に忍 解したリチウムジイソプロピルアミド(6,6mmol)を低温で滴下し、濃色 の発色によって証明されるイリドを生成させた。5分後、5−クロロ−2−アダ マンタノン(941mg、5mmol)のTHF蕩液を加え、反応物を40分か けて室温にまで徐々に温め、次いで75℃で1時間加熱して、完全にオレフィン 化を行った0本溶液をEtOAc/NH4Clに分配し、Nag SO4で乾燥 し、蒸発させて、エノールエーテルフェノ−ル15及び対応するエノールエーテ ルフェノール16の粗混合物を得た。粗油を、以降の加水分解には精製せずに用 いた。少量のサンプルを、スペクトルの定性用に分取TLCにより精製した。
IR(CHCI)、 cm−’):2935.1750 (C;ol、 159 5. +571.1450.1420゜1397、 1275. 11ら0.  1110. 1024. 918. 906. 1187. 829’HNMR (ppm): 1.34 (9H,s)、 1.68−1.78 (4H,ml 、 2.14−2.25(7ft m)、 2.77 fHL br s)、  3.30 (3H,s)、 3.42 (18,br s)。
6.88 ilH,d、 J=1.5 tlzl、 7.04 (IH,m)、  7.11 (LH,d、 J=1.5 Hz)3−り四ロー5−ヒドロキシ− 1−メトキシ−5−クロロ−トリシクロ 3.3.1.1’7−デカ−2−イリ デンメチル ベン1且ビバロエートISを、K2Co、(1,45g、10.5 mmo l )によりメタノール10m1中室温で加水分解した。メタノールの ア発1柔、標準的な操作と精製(シリカゲル、30%EtOAc/ヘキサジ)に より、微黄色の油1.095g (2段階にオ)たって63%)を得た。この物 質は、放置すると固化した。この固形物を粉末化することによって融出1.30 ℃の白色結晶のエノールエーテルフェノール16が得られた。
IR(CH(:1.、 cca−’I: 3590 (OH)、 3300 ( OH)、 2935.1595.1163゜1100、10g2.1030.9 11’HNMR(p9m): 1.69−1.83 (4)1. m)、 2. 14−2.27 (714,m)、 2.77(l)1. br sl、 3. 30 (3)1. s)、 3.41 (LH,br s)、 5.21 (I H,br s)。
6.67 (IH,d、J=1.5 Hz)、 6.81 (IH,m)、 6 .84 (IH,d)ジナトリウム 3−クロロ−5−メトキシスピロ 12− ジオキセタン−32°−5−クロロ−ト1シクロ−3,3゜1137−デカン  −4−イル)−1−フェニルホスフェート0−Na” 無水THF(5ml)に溶解したエノールエーテル16(356mg、1 、0 5mmol)にアルゴン雰囲気下でトリエチルアミン(230ul 、1.65 mmol)を加えた。溶液を0℃に冷却し、この時に2−クロロ−2−オキソ− 1,3,2−ジオキサホスホレーン(フル力(Fluka )、143ul 、 1.55mmoi)を滴下した。反応物を室温に温め、不活性雰囲気下でアルゴ ンフラッシュカラムに速やかに通過させて塩酸トリエチルアンモニウム結晶を除 去した。結晶ケーキをT HFで1回濯いだ後、溶液をポンプで矢発乾因させて 粗ホスホレーン17aを得た。
アルゴン下無水1)MF (5ml)中NaCN (真空乾燥したもの、69m g、1.4mmol)により、ホスホレーン環を開環して所望のβ−シアノエチ ルジエステルホスフェート17bを得た。フラスコを55℃にまで、温めながら 高真空でDMFを除去して、粗ジエステルホスフェートを橙色の油状物質として 得た。
シアンエチルホスフェート17b及び5.10.1.5.20−テトラフェニル −218,23H−ポルフィン(TPP、2重量%CHCl37容11m1.5 m1)のCHC1s 2容’tN (10m1)を、溶’tr&に酸素流を通過 させながら、250Wの高圧ナトリウムランプで10℃で叩射した。ランプと反 応混合物の間に5m11片のカプトン(Kapton)ポリイミドフィルム(デ ュポン(DuPontJ社)を配置して、望ましくない紫外線照射を遮った。分 取HPLC(270nm紫外線検出器)により、15分間の照射によりジオキセ タンが完全に生成したことが認められた。0℃でクロロホルムを蒸発させた後、 残、蛍をメタノールに、容解し、NaOMe (0,5mlの4.25MN a  OM e / M e OH12加mol)により保護基を脱離させてジナト リウムホスフェートジオキセタンとした。シアノエチル基のβ−説離に際し、溶 媒を0℃で蒸発させ、残渣を氷水に溶解した。上述したような分取用HPLCに よる精製と、0℃での凍結乾燥の結果、289mg(4段階にわたって60%) のジオキセタン2をけば立った白色粉末として得た。
1)(\@R(C20,ppm、シン−アンチ異性体の混合物) : 0.86  (IH。
dl、1.+3 [IH、d、 J=141+z1. 1.30 (IH,di 、 1.37 (IH,di。
1.45−2.07 (188,m)、2.27 (IH,br s)、2.3 2 (IH,br s)、2.95(2H,br s)、3.09 (3H,s l、3.11 (3H,sl、7゜O−7,3(41t br s)。
7.25 (]IHs)、7゜2B (LH,S)3.5−ジメトキシ−ベンズ アルデヒドジメチルアセクールIR(CI(C1s、 Cm−’): 2953 .2935.1598.1460.1426.1357.1190゜1154、 1,101.1053.840’HNMR(ppm): 3.32 f6H,s )、 3.78 (6H,s)、 5.28 (l)I、 s)、 6.41( IH,ml、 6.60 (2H,m)3−ヒドロキシ−5−メトキシ−ベンズ アルデヒドジメチルアセ久二止A工旦Y IR(CHCI3. Cm−’): 3590 (0)1)、 3345 (O H)、 2940.2830.16[)D。
+462.1432.1355.1,190.1150.1110.1055. 841’ll NMRfppm): 3.32 (6tl、 s)、 3.77  (3H,s)、 5.28 fil−1,sl。
6.37 ([1,d、 J=2 Hz)、 6.53 flH,br s)、  6.58 (Ill、 br s)3−1)−諺之二辷≦盆但不乞1しニニ乙 没]1旦り乙ゴ五ヱ」づシュ匹バユユ、、l(3段階かけて73%、油)IR( C1+C1x、 cm−’)+ 2960.2935.1741 (C”01. 1608.1597.1462゜1350.1273.1190.1139.1 115.1056.999.902.848’HNMR(ppml: 1.34  (9H,s)、 3.31 (6H,s)、 3.80 (3)1. s)、  5.35(IH,s)、 6.57 (IH,d、 J=2 Hz)、 6. 75 (IH,br s)、 6.87 (1)1゜br sl ジエチル l−メトキシ−1−3−メトキシ−5−ビバロイルオIRfcl(C 1,、cm−’l: 2990.2980.1742 (C=O)、 1606 .1590.1463゜1272、1240.1136.1110. +100 .1055.1023.970’tl NMR(ppm)+ 1.21 (3) 1. t、 J=3 )1z1.1.23 (311t)、 1.32 (9) 1゜s)、 3.39 (3H,s)、 3.78 (3)1. s)、 4. 06 [4H,ml、 4.44 (ill、 d。
J=16 tlz)、 6.56 (LH,m)、 6.72 (IH,ml、  6.85 (IH,m13−メトキシ−5−ピバロイルオキシ−1−メトキシ ートiシクロ 3.3.1.1” デカ−2−イリデンメチル −ベンゼン(2 2al IR(CHCI、、 cm”): 2910.1740 (C;0)、 160 0.1580.1460.1325゜1272、1+40.1114.1097 .1079.1055’HNMR(ppm): 1.35 (9H,s)、1. 56−1.96 (12M、 ml、 2.68 (IH。
br sL 3.23 (IH,br s)、 3.31 (3H,s)、 3 .80 (38,s)、 6.53(IH,t、 J:2 Hz)、 6.61  (IH,br sl 6.72 (IH,m)3−ヒドロキシ−5−メトキシ −1−メトキシ−トリシクロ3.3.1.1”7 デカ−2−イリデンメチル  −ベンゼン」λ2)(64%、融点159℃の白色結晶)IR(CHC1=、  cm−’): 3590 (OHI、 3320 (OH)、 2910.15 91.1342゜1150、 1098 ’HNMR(ppml+ 1.78−1.97 (12H,m)、 2.68  (It(、br s)、 3.23 (IH。
br s)、 3.33 (3)1. s)、 3.78 (3H,sl、 5 .49 (IH,s)、 6.37 (IH。
望)、6.45 (21(、m) ピリジニウム 5−メトキシ−3−メトキシ−トリシクロ 3゜3.1.1”  デカ−2−イリデンメチル −1−フェニルボス2五二上11旦L(62%、オ フホワイト色のけば立った粉末)IR(CHCl、、 cm−’): 2911 .1584. +448.1425.1328.1149.1099゜9[10 ,870 ’HNMR(ppm): 1.68−1.92 (12H,m)、 2.63  (IH,br sl、 3.17 (IH。
br s)、 3.23 (3H,s)、 3.68 (3)1.sl、 6. 55 (18,br s)、672(IH,br sl、 6.76 (IH, br s)、 6.98 (LH,br s)ジナトリウム 5−メトキシ−3 −メトキシスピロ 12−ジオキセタン−3,2° −トリシクロ 3.3.1 .1”・7 デカン −4−イル −1−フェニルホスフェート 3 (85% 、白色のけば立った粉末) ’HNMR(D−0,ppm): 0.98 (IH,br dl、 1.22  (IH,br d)、 1.46−1.76 (IOH,m)、 2.20  (lit br s)、 2.78 (IH,br s)、 3.14 (3B 。
s)、 3.74 (3)1. s)、 6.91 (IH,br s’)、  6.68−6.97 (2)1.非常に幅広の信号) ”P NMR(D20. ppm): 44.8 (IP)3−ヒドロキシ−5 −メトキシ−1−(メトキシ−5−クロロ−トリシクロ 3.3.1.” −デ カ−2−イリデンメチル ベンゼン(24)(63%、耐色、134℃の白色結 晶)TRfcHcl、、 cm−’l: 3590 (OH)、 3330 ( OH)、 2930.1610.1591゜1450.1430.134]、  1150.1100.1080.1056.1028.829’HNMR(pp m): 1.68−2.40 (IIH,ml、 2J2 (IH,br s) 、 3.31 (3H。
s)、 3,42 (IH,br s)、3.78 (31(、sl、 6.3 7−6.41 (3N、 m)ジナトリウム 5−メトキシ−3−メトキシスピ ロ l 2−ジオキセタン−32ニニ 5−クロロ−トリシクロ 3.3゜1、 v7−デカン −4−イル −1−フェニルホスフェート−←U−(4段階かけ て57%、白色のけば立った粉末)「 0−Na” ’ II NMR(Did、 ppm、シン−アンチ異性体の混合物): 0. 94 (III、 brd)、 1.19 (1)1.br di、 1.42  (lit br d)、 1.50 (IH,br s)、 1.58(IH ,br d)、 1.67−2.16 (171(、ml、 2.38 (IH ,br s)、 2.40 (IH。
br s)、 3.00 (2H,br sl、 3.15 (31(、s)、  3.16 (3)1. sl、 3.73(3N、 s)、 3.74 (3 H1s)、 6.90 (IH,br s)、 6.93 (1)1. br  s)。
6.65−7.00 (48,非常に幅広の信号)”P NMR(DzO,pp m、シン−アンチ異性体の混合物): 44.8 (2P)参考 1 5−クロロバニリンは、ハン(llann)及びスペンサー(Spence r ) (J、 Am、 Chem、 Soc、、 1927.49: 535 −537)が記敏しているように合成した。融出163℃。
2 プロトンスポンジホルマー1− (N、N、N’ 、N’ −テトラメチル −1,8−ナフタレンジアンモニウムホルマート):ギ酸(98%、1.2ml 、31 mmol)を、プロトンスポンジ(6,83,32mmol)及びCH ,C1,(8ml)の溶液に0℃で加えた。
溶液を室温まで温めた後、溶媒を蒸発させ、最小限温めて高真空で乾燥しながら 、プロトンスポンジホルマートを結晶化させて白色結晶を得た。プロトンスポン ジホルマートの結晶(M点79℃)は、調製俊速やかに使用しなければならない 、故!することによってギ酸が蒸発して、プロトンスポンジ(融点50”C)と なってしまうからである。
3−メトキシ−5−ニトロ−4−ヒドロキシ−ベンズアルデヒドジメチルアセタ ール 25 5−ニトロバニリン(5、Og、97%、18.4mmol)のメタノール溶液 (30ml)を、トリメチルオルトポルマート(2,8ml、25mmol)及 び触媒量のp−トルエンスルホン酸の存在下でジメチルアセタール25に完全に 変換させた。p]18のトリエチルアミンにより反応を失活させ、蒸発させて少 鳳とし、EtOAc及びN a HCO3に分配さセた。水層をEtOAcによ り1回洗浄し、有磯層をN a 2 S O4ににり乾燥し、デカンテーション をiテい、蒸発させて禮赤色の浦を得た。この油はポンプを用いて乾燥したとこ ろ結晶化した。5o%E t OA C/ヘキサンにより再結晶して、5.55 g (93%)の融点58〜・59°Cのアセタール25を、赤椙色の結晶とし て得た。
IR(CHCl、、 cm−’)、 3300.3010.2930.2820 .1620.1543.1460゜1445、1392.1341.1320. 1254.1132.1101.、 +058.990.865’HNMR(p pml: 3.31 (6)1. s)、 3.94 (3H,s)、 5.3 1 (18,s)、 7.22(IH,d、J二1.7 14z)、7.78  (11−1,d)3−メトキシ−5−ニトロ−4−トリフルオロメタンスルホニ ルオ+’y7ベンズアルデヒドジメチルアセタール皿ジメチルアセクール25  (5,0−g、20.6m1TLol) 、りoロホルム(3ml)及びピリジ ン(8ml)の>86を、アルゴン下0″Cで撹拌した。O″Cで10分間かけ て無水トリフルオロメタンスルホン酸(4,0ml、23. 8mmol)を加 え、室温で一晩撹拌して、トリフレートを完全に生成させた。油状物質を45° Cにまで温めながら、高真空で、δ媒を広発させて、痕跡量のピリジンをトルエ ン4mlで除去した。得られた油を高真空でよくポンプにより乾燥して、5o% EtOAc/ヘキサンに溶かして50%EtOAc/ヘキサンと共にすり消し、 微細なピリジニウムトリフラート結晶から所望のトリフラート(、δ液中)を9 隨した。粉末化溶液をア発し、3o%E t OIXC/ヘキサンにより溶離を 行ってシリカゲルカラムにより曲を精’ja、6.43g (84%)のトリフ ラート2Gを1.!:黄色の油として得た。
IR(CHCI−、cm−’) ’IA NMR(ppm): 3.35 (6H,s)、 4.00 (3H, s)、 5.42 (LH,s)、 7.42(18,d、 J=1.6 Hz l、 7.73 (1N、 d)玄」λユL 5−ニトロフェニルトリフラート26 (7g、18.7mmol)、酢酸パラ ジウム(II) (88mg、 0.39mmol) 、]、1’ −ビス(ジ フェニル−ホスフィノ−)フェロセン(430mg、0、78mmol)及びH PLCグレードのCHx CN (10m1)を、テフロンで裏打ちしたステン レススチール製ボンベ中でよく混合した。調製したしたばかりの微粉プロトンス ポンジホルマート(51g、19. 6mmol)を加え、ボンベを密封し、9 0’Cで2時間加軌した。反応混合物をEtOAcに溶がして、シリカゲルプラ グを通過させ、0−30%EtOAc/ヘキサンにより溶離をi:Tってシリカ ゲルカラムにより精製し、1.5g (35%)のメトキシニトロベンズアルデ ヒドアセタール27を得た。
IR(CHC1+、 cm−’l: 3005.2960.2935.2835 .1532 (−NO,)、 1463゜1450、1343 kNOx)、  1280.1190.1158.1104.1055.990.871’IIN 〜IRfppm): 3.33 (6H,s)、 3.89 (3H,s)、  5.41 (ltl、 s)、 7.33(1)1. s)、 7.f+8 f l)I、 s)、 7.92 (IH,s)ジエチル 1−メトキシ−1−3− メトキシ−5−二トロフェニル メ ンホスホネート 28 トリエチルホスファイト(0,98+n1.5. 7mmol)を、ジメチルア セクール27 (1,08g、4. 7mmol) 、ボロントリフルオリドエ テラート(1,2ml、9.3mmol)及びCH2Cl。
(10ml)の溶液にO′Cで滴下した0反応物を一晩かけて室温に温めた後、 /3液を3NのHCIに分配°し、水層をCH*C1aで2回洗浄した。有機層 を、希NaHCO=で洗浄し、Nag SO4で乾燥し、デカンテーションを行 って、蒸発させた。0−80%EtOAc/ヘキサンで溶離を行って粗残渣をシ リカゲルカラムにより精製し、1.36g (86%)のホスホネート28を淡 黄色のl由として得た。
IR(Ct+Ch、 cm−’l: 2995. 1532 (−No、)、+ 350 (−No、)、1280゜1258、 +243.1096.1053 .1025.973.721’HNMR(ppm): 1.28 (611,t 、 J=7.1 Hz)、 3.44 (31(、s)、 3.90i3H,s )、 4.08−4.15 f4H,ml、 4.55 (IH,d、 JJ6  Hzl、 7.34 (IH。
d)、 ?、69 (IH,d、 J=2.1 Hz)、 7.87 (IH, d、 、bl、6 )1z)ジエチル 1−メトキシ−1−3−アミノ−5−メ トキシフェニル メタンホスホネート29 ニトロホスホネート28をメチレンクロリドに溶解し、これを、n−Bu4NB r及びヒドロ亜硫酸ナトリウムを含むIM NaOH溶液に加^ろ。2層性の/ s液を、ニトロI換基のアニリン29への還元反応が終了するまで、必要であれ ば加熱しながら激しく撹拌する。冷却した溶液をcHtc1*及び最小限の水に 分配し、水層を必要であればCH*C1*で洗浄して、粗アニリンを得る。有機 層を集めて乾燥し、デカンテーションを行い、蒸発させる。残渣を短いシリカゲ ルプラグに通過させてアニリン29を得る。
IR(C)IC1,、am−’) ’HNMR(ppm) (このほかの還元条件に関する参考文献は、合成法の要約に追加した。) ジエチル 1−メトキシ−1−3−メトキシ−5−ト1フルオロアセタミドフェ ニル メタンホスホネート 300CF3 CHz C1t 10 mlに溶解した無水トリフルオロ酢酸(1eq)及びト リエチルアミン(t、3eq)を0℃で加えることによって、ホスホネート29 を定置的にアセチル化する0温媒な蒸発させ、シリカゲルカラムによる精製によ り、トリフルオロアセタミド30を得る。
IR(CHCIs、 Cm−’) ’HNMR(ppm): 3−メトキシ−5−トリフルオロアセタミド−1−メトキシド1シクロ 3.3 .1.1”・7 デカ−2−イリデン−メチル ベンホスホネート30を無水T HFに溶解し、アルゴン雰囲気下で=68℃に冷却する。同様に別のフラスコで 2−アダマンタノン(1,1eq)を無水THFに溶解し、アルゴン下で一68 ℃に冷却する。このホスホネート溶液に、イリドの赤色が持続するようになるま で、アルゴン下−68℃で2.5Mのn−BuLiを加える。
この時点で、1.2eqのn−BuLiを加えて、イリド生成を終了させ、得ら れる着色溶液を一68℃で5分間撹拌する。低温を維持しながら、THFに溶解 した2−アダマンタノンを1時間かけてイリドに徐々に加える。ケトンを最終的 に加えた後に、反応混合物を、室温に温めながら2時間撹拌する0反応物を1時 間還流しながら加熱し、冷却し、EtOAc及び飽和N)14clに分配するこ とによって、失活させた。有機層をNag SO4により乾燥し、シリカゲルカ ラムを用いてEtOAc/ヘキサンによりクロマトグラフによる分離を行って、 エノールエーテル31を得る。
IR(C)ICIs、 am−’l: ’HN111R(ppm) : 3−アミノ−5−メトキシ−1−メトキシド1シクロ 3,3゜1.1” デカ −2−イリデンメチル)ベンゼン 32トリフルオロアセタミドエノールエーテ ル31を、痕跡量の水を含有するλ4eOH中、微細に粉砕したKt cot  (3eq)により60℃で加水2分解する。混合物を、EtOAc/H= Oに 分配し、シリカゲルクロマトグラフィによる精製を行って、エノールエーテルア ニリン32を得る。
IR(CHCIs、 am”): 1o NMR(p111111+ メチレンクロリドにf8解したエノールニーデルアニリントリエチルアミン(2 . Oeq)の存在下0”Cで、4−メトギシフェニルクロロホルマ−1□ ( 1. leq)によりカルボキシル化1゛る。
反応混合物をcH. C 1 2 /H,t Oに分配し、希NaHC帆により 洗浄し、Na 2 ’s O 4により乾燥し、蒸発さセ、シリカゲルを用いて クロマトグラフィにょるftffFlを行って、エノールエーテルpーメIーキ シフェニル力ルバメ−1・33を得る。
TR (CIICl,、 cm−’) ’H p+11+R(ppm) とte二±−ニブーチノ1カッにノSエヨイ217二ー5ニメーヒjLン二」二 ニーΩK」−矢2上丈乙芸ゴ1ニー支.1−1 、−Jプニ鼾づ塞1ヱリ]エユ 工 エノールエーテルアニリン32、トリエチルアミン(1.5eq)及びBOC− ON (1.3eq)のメチレンクロリド溶液を、固く栓をしたキマックス(K imax )管中55°Cで撹拌して、t−ブグルヵルバメートを生成させた. 溶液を冷却し、蒸発させて少量と腰残渣にM e.O Hを加えて所望のカルバ メー刊・34の沈殿物を得る。
IR (CJI(:is. cm−’)’H NMR (ppm) 3−N−ス西渉ー力’E.H=f5.H−浸−予乞霧博藤」1二づ史H $.. ..Q.−Nとー は−九2V1ヒンジ(匹2其ヲニー条−」ミー丁ーラニーメ上寺ーシεニー−1 −二−JZI−A\ン−1−巳りとλPー1旦ー夫ーニー、1”J 9≠.ニー 1ニイ−91ンメ孟四升ぺ2エノールエーテルアニリン32のメチレンクロリド 溶液を,トリエチルアミン(2. Oeq)の存在下0℃でトシルクロリド(1 。1eq)によりスルホニル化する.反応混合物をco’* C 1 m /H . 0に分配し、希N a H CO sにより洗浄し、Naオso4により乾 燥し、蒸発さセでシリカゲルを用いたクロマトグラフィにより精製してN−1− ルエンスルホナミドエノールエーテル35、4得る。
IR (C)ICIs. cm−′) ’H NMR (pp+n) メチル)−だ−乙すZ」λ6’) ’ エノールエーテルアレニリン 採水1ーリフルオロメチルスルポン酸(1. 1 eq)によりスルホン化4− ル。’y:G:H合物をcHz C”j2/H2 6に分配し、Naa so4 :こより乾jA l=、辺発させ、シリカゲルを用いたクロマトグラフィにd、 って情)ソし、N−1−リフルオロメチルスルホナミドエノール’H N)18  1ppm) 3−アミド−5−メト12S’3−NHC以幻−一エノールエーテルアニリン3 2のピリジン溶液な0℃でベンゾイルクロリド( 1 、、、1 eq)と反応 させる.溶媒を蒸発さセ、ポンプを用いて乾燥させ、粗油を得、これをGH.、 Clm /8.0に分配し、乾燥し、蒸発させる。シリカゲルを用いたクロマト グラフィによる精製を行って、ベンズアミドエノールエーテル37を得る。
IR (CHCla. cm−’): ’H NMR. (ppm) 3−窒素置換フェニルエノールエーテル(化合物33へ−37)を、すトリウム エタンチオレート ボリル化し、ジオキセタン1及び2について記駐したように光酸素化して、ジオ キセタン類似物を得る。
式■の構造の範囲内の他の化合物中、特に好ましい化合物は、以下の横辺を有す る 本化合物の名称は、ジナトリウム 2−クロロ−5−(4−メトキシ−スピロ[ 1,2−ジオキセタン−3,2“−(5°−クロロ−)トリシクロ[3,3,1 ,M・7]デカン]−4−イル−1−フェニルホスフェートである。
この化合物は、一般的にはCDP−3tarと呼ばれている。
本化合物は、以下の反応式において示されるように合成することができる。
4−クロロ−3−メトキシ−ベンズアルデヒドジメチルアセター五−ユ メタノール(2ml)、CH−CI−(3ml)、4−クロロ−3−メトキシベ ンズアルデヒド(2g、11 、7mmol ;実質的にR,M。
Riggsら、J、1Aed、 Ghem、、301837.1987.に記載 されたように調整した)、トリメチルオルトホルマート(1,7ml、15.  5mmol)およびp−トルエンスルホン酸大結晶の不均質混合物を、室温で1 時間撹拌した。次に、MeOH(1ml)およびp−トルエンスルホン酸結晶を 添加し、その溶液を均一になるまで温めた。反応終了後、その溶液を過剰のNa HCO=固体とともに5分間撹拌し、回転蒸発させて溶媒を除去した。ペースト を、EtOAc40mlに溶解させ、希N a HCOs /8液に分配させ、 かつ蒸発させて明褐色の油状物を得た。この反応を、他の4−クロロ−3−メト キシベンズアルデヒド2gを用いて繰り返し、両方の生成油状物を併せてジメチ ルアセタール3を4.37g (86%)得た。
IR(neat、 cm−’): 2930.2810.1582.1580. 1483.1460.1402゜1348、126g、 1100. +059 .989,861.827.790’If NMR(CDC13,ppm1:  3.30 (611,s)、 3.90 (31!、 s)、 5.33 (I H。
sl、 6.95 (IH,d)、 7.03 (IH,sl、 7.32 ( IIl、 d)ジエチル l−メトキシ−1−4−クロロ−3−メトキシフェニ ル)メタンホスホネート 4 ジメチルアセタール 3 (4,3g、20mmol) 、ふるい乾燥(sie ve−driedl CHa C12(20ml)およびトリエチルホスファイ ト(4,1ml、24mmol)の、8液をアルゴン下、−78℃で撹拌した。
ボロントリフルオライドエテリエート(2,95m1.24mmol)を−78 ℃で滴下し、その溶液を5分間攪拌し、−20℃で一晩保存した。翌日、反応物 を室温まで温め、5時間撹拌してホスホネートの形成を完了させた。激しく撹拌 しながら、反応物をNaHCO−固体で、次いでNa)(CO−飽和溶液によっ てクエンチした。ガスの発生がなくなった後、CHt C1t 40m1および 水20m1を添加し、2層温合物を分配し、CH,C1ヨ眉を回収し、N a  x S Osによって乾燥し、蒸発させた。真空で吸引した後、油状物をCH, C1,で溶離を行いながらシリカゲルプラグで精製し、ホスホネート 4を淡黄 色の油状物(6,01g、99%)として得た。
IR(neat、 cm−’l: 2980.2930.1590.1580. 1480.1460.1408゜12g0.1250.1095.1055.1 025.967、871.809.790.754.7284−クロロ−3−メ トキシ−1−メトキシ−5−クロロ−トリシクロ 3.3.1.1”7 デカ− 2−イリデンメチル −ベンゼン 5 ホスホネート 4(3,2g、10mmol)をアルゴン下乾燥THF30ml に溶解し、−78℃まで冷却した。n−BuLi(2,3M、4.4ml、10 . 1mmol)の滴下によって、黄色−橙色のホスホネートイリドが生成した 。得られたイリド溶液を10分間撹拌した後、THF8mlに溶解させたら一ク ロロー2−アダマンタノン(1,75g、9.5mmol)を−78℃でイリド に滴下した。反応物を室温に45分間かけてゆっくり温め、2時間還流させた。
冷却後、THFを真空で除去し、生成物をEtOAc/ヘキサン(1: 1)お よびN a HCOs希釈液との間に分配した。有機層をNaHCO=で乾燥さ せた。有機層をNag SOaで乾燥させ、溶媒を除去し、シリカゲル(2〜4 %のEtOAc/ヘキサン)で精製してエノールエーテル 5を3.3g (9 6%)、無色粘性ゴム状物質として得た。
4−クロロ−3−ヒドロキシ−1−メトキシ−5−クロロート1シクロ 3.3 .1.1” デカ−2−イリデンメチル −ベンゼン 6 エノールエーテルフェノール 6への脱メチル化を、エノールエーテル 5 ( 3,3g、9.3mmol)をDMF22ml中、エタンチオール酸ナトリウム (14imol)の存在下135℃で1.5時間加熱して、完全に進行させた0 反応物を冷却し、EtOAc50m1.1MのNH4Clを100m1およびN aHCOm飽和溶液10m1の間に分配した。有機層を回収し、良く水洗する一 方、水性層をEtOAcで一度洗浄した。EtOAc層を併せ、塩水で洗浄し、 Nag SO4で乾燥させ、真空下溶媒を除去した。50%のCH□C1□/ヘ キサンで溶離を行いながら、粗油状物をシリカゲルカラムで精製し、フェノール  6を3.6g、粗油状物として得た。冷却した15%のCH−C1g/ヘキサ ン溶液から2回の結晶化によって更に精製してフェノール 6を固体(2,18 g、68%)として得た。
IR(CHCb、 cm−’): 3530 (O)I)、 3300 fOH )、 2920.2845.1568゜1478、1308.1190. +1 66、1090.1079.1042.1020.821’HNMR(CDC1 ,、ppm): 1.57−2.28 (IIH,ml、 2.75 (IH, br s)。
3.27 (3)1. s)、 3.41 (IH,br sl、 5.57  (18,s)、 6.79 (IH,dd。
J=8 Hz、 2)1z)、 6.93 (IH,d、 J:2Hz)、 7 .28 (1)1. d、 J=81(zlナトリウム 2−シアノエチル 2 −クロロ−5−メトキシ−5−クロロ トリシクロ 3.3.1.1”・7 デ カ−2−イリデンメチル −1−フェニルホスフェート 7フエノール 6 ( 0,75g、2.2關o1)、hリエチルアミン(400μl 、2.86mm ol)および無水THF(8ml)の溶液に、2−クロロ−2−オキソ−1,3 ,2−ジオキサホスホラン(Fluka、240μl’、2.6mmol)を室 温でアルゴン下添加した。塩酸トリエチルアンモニウムが析出するまでの間、反 応物を3時間撹拌した。反応溶液から、アルゴン強気流下、析出物を、先端に綿 をつけた注射器を用いてピペットで除去した。析出物をエーテルで数回すすぎ、 併せた溶液とすすぎ液を真空で蒸発させて、湿気への露出から保護された泡を得 た。
泡を無水DMF (4+nl)に溶解し、乾燥NaCN(140mg、2、8m mol)と共に室温で24時間撹拌してβ−シアノエチルホスフェートジエステ ルを形成させた。反応混合物を高減圧かつ55℃で吸引してDMFを除去し、ホ スフェートジエステル 7をゴム状物質として得た。粗ホスフェートジエステル を更に精製することな(光酸素化を行った。
シン びアンチ−ジナトリウム 2−クロロ−5−4−メトキシスピロ 1.2 −ジオキセタン−3,2° −5° −クロロ−トリシクロ 3.3.1.11 7−デカン −4−イル −1−ホスフェートジエステル 7を、5.1o、1 5.2o−テトラフェニル−21H123H−ポルフィン(TPP、2 mg/ mlのCHCl m /8液0.8m1)を添加した1 0 % M e OH / CHCl z20mlに溶解させた0反応混合物を酸素で飽和し、溶液に酸 素を通過させながら、カプトンフィルムで包んだ250W高圧ナトリウム蒸気ラ ンプを用いて照射した。逆相HPLC分析によれば、照射20分後にジオキセタ ンの完全な形成が示された。溶媒を室温で真空下除去し、残渣を、高真空下で吸 引してゴム状物質とし、−20℃で保存した。
MeO811mlに溶解させた粗シアノエチルホスフェートジエステルジオキセ タン 8を、ナトリウムメトキシド(MeOH中の25重量%NaOMeを0. 5m1lを用いて室温で30分間保護基を脱離させた。シアノエチル基のβ−除 去完了後、N a HCOa飽和/8液2mlを添加し、Me OHを回転蒸発 させた。HPLCグレード水(15ml)を添加し、褐色溶液を0.45μナイ ロンフイルターに通過させた。?8 ?&量をHPLCグレード水で40m1に 調整し、ポリスチレンカラム(P L RP −S 、 PolymerLab oratories)を通したCH,CN/H,O勾配液を用いて予備HPLC によって精製した。画分を凍結乾燥したところ、ジオキセタン1を0.81g( フェノール 6から74%)を得た。アセトニトリルと0.1%N a HCO 3との勾配を用いたポリスチレンカラム逆相HPLCおよび270nmにおける U■検出によれば、シン及びアンチ異性体混合物を表す、前方に肩をもつ1個の ピークが示された。異性体混合物としての生成物試料を、0.1Mジェタノール アミン緩衝液(1mMのMgC1諺)に、l)+10で溶解させた。アルカリ性 ホスファターゼで処理した後、予期したように光が発せられた。このように、生 成物を表題の構造の1.2−ジオキセタンと確認した。
1施止 本発明の範囲内にある種々のジオキセタンを調製し、本質的な性質について試験 を行った。調製され試験されたジオキセタンとしては、Rがメチルであり、Xが ホスフェートであり、Y2が塩素でありかつZがフェニル環の4または5位にあ るジオキセタンが挙げられる。下記の試験においては、これらのジオキセタンを 市販されている櫟準C5PD■およびAMPPD”と比較した。
″ のアルカリ ホスファターゼの “アルカリ性ホスファターゼ(5,25X  10−”モル)を、0.4mMジオキセタンを含有する0、1Mジェタノール アミンおよび1mMのMgC1z 0. 5Illl (pHI O)中で室温 にてインキュベートした。化学発光(5秒間の総和)をBerthold 1B 952Tルミノメータで、5.10.20.30.44.5oおよび60分に測 定した。図1および2では、C3PD■およびCDP−3tar”の性能が比較 されている。図1には、相対光単位(RLU)対時間としてプロットされたC3 PD@およびCPD−3tar?+″の比較が示されている。3個を重ねた平均 がプロットされている。図2には、化学発光増強ポリマーであるポリビニルベン ジルトリブチルアンモニウムクロリド1 mg/mlを含有する、別の試料から 得られた結果が示されている。
ナイロン でのビオチン BR322−35marの “挟止 ビオチン化pBR32235−mer (IμL中13.1pg)を、陽電荷処 理されたナイロン膜(Tropilon−Plus” )の小片上に点在させた 。膜を完全に乾燥させ、DNAをUV架橋(120mJ/cが)によって膜に固 着させた。その膜をPBSで湿らせ、次いで、ブロッキング緩tIi液(0,2 %1−Block” 、 PBS中0.5%5DS)中で10分間、ストレプト アビジン−アルカリ性ホスファターゼコンジュゲート(Avidx−AP”、T ropix ;ブロッキング緩衝液中1 : 5000で希釈された)中で20 分間インキュベートし、ブロッキング緩衝液で5分間1回、洗浄緩衝液(PBS 中0.5%5DS)で5分間3回洗浄した0次いで、膜を分析緩衝液(0,1M  DEA、1mMMgC15、pHl0.O)で5分間2回洗浄した。最後に、 膜を調整し、ヒートシール可能なプラスチックの小片で0.25mMのC3PD またはCDP−3tar (分析緩衝液で希釈された)40μlを用いてシール した。膜のシールされた小片を管(22℃で予備インキュベートされた)に即座 にテープで貼り例け、Turner 1Aodel 20 eルミノメータ−( Turner Designs。
Inc、 )Aountain view、 CA)中に置いた。光の放出を、 22℃で24時間5分毎に記録した。図3は、C3PD及びCDP 5tarに ついての化学発光強度(RLU)対時間のプロットである。
ウェスタンプロットヒトトランスフェリンの − ゛精製されたヒトトランスフ ェリン(Boehringer/MannheiIIIcat#1317415  )を、LX 5DS−PAGE負荷緩衝液(0,06Mトリス−MC1,p) 16.8.2.25%クリセロール、0.5%β−メルカプトエタノール、2% SDS、0.05%ブロモフェノールブルー)を用いて順次希釈した。希釈液を 95℃で5分間加熱し、希釈された試料5μmをゲルレーン毎に負荷した。試料 を、Hoefer 5E250ミニゲル装置を用いて10%ポリアクリルアミド ミニゲルによろ5DS−PAGEによって電気泳動的に分離した。各プロットは 、トラ:/ スフ z ’J ”/を10.3.3.1.1、o、37.0.1 2および0.04ng含有する。電気泳動に続いて、ゲルおよび膜を、移送緩衝 液(5mMのMOPS pH7,5,2mMの酢酸ナトリウム、20%MeOH )を用いて15分間平衡化させた。蛋白を、P V D F (Tropifl uor”)および陽電荷処理されたナイロン(Tropilon−Plus”  )膜に90V、4℃で1時間移動させた。プロットを、ブロッキング緩衝液(B B−1rPBS中0゜2%1−Block”、0.1%Tween−20]をP VDFのために用い、BB−2IPBS中3%1−Block” 、 0. 1 %Tween−201をナイロンのために用いた)中で30分間インキュベート した。次いで、プロットを、ウサギポリクローナル抗ヒトトランスフェリン(B oehringer/Mannheim cat tt615 Dis ;適切 なブロッキング緩衝液中l:5000に希釈された)で30分間インキュベート し、次いで、5分間2回洗浄した(PVDFをBB−1で、及びナイロンを洗浄 緩i1i+IEPBs中0.1%Tween−203で)6次に、プロットを、 ヤギ抗つサギIgGアルカリ性ホスファターゼコンジュゲート(Tropix  ;適切なブロッキング緩衝液中1: 10,000に希釈)で30分間インキュ ベートし、次いで、上記のように5分間2回洗浄した。プロットを、分析緩衝液 (0、LM DEA、■畦のMgC11、pH1o、O)中5分間2回洗浄した 。最後に、プロットを0425mMのC5PDまたはCDP−3tar (分析 緩衝液中で希釈)で5分間インキュベートした。プロットから過剰の基質溶液を 奪い、プラスチックリポートカバー内に置き、これにKodakXAR−5フイ ルムを曝した。ナイロンおよびPVDF膜について得られた結果を図4−5に示 す。
土ヱユ之腺 での −コピー ゛ −一の 4、゛酵isaccharomyc es cerevisiaeからのゲノムDNA全体を、EcoRlおよびBg l 11制限酵素エンドヌクレアーゼで切断した。各DNA断片物5.0.0. 5および0.05Mgを、水平な0.8%アガロース IX TBEゲルにおけ る電気泳動によって分離させた。電気泳動に続いて、そのゲルを1.5MのNn CL、0.5MのN a OHに45分間漫してDNAを変性し、次いで、中和 緩衝液(1Mトリス、1.5MのNaC1、p)17.4)中で4S分間イ〉′ キュベートした。DNAを、20XSSCを用いて毛細管移動を一晩行うことに よって、陽電荷処理されたナイロン膜(Tropilon−Plus” )に移 動させた。その膜を空気乾燥させ、DNAをその膜に120m、J/cがでUV 架橋した。酵母遺伝子RPB 1から切断された1 kb Bgl 11フラグ メントをゲル精製し、ピオチン−14−dCTPを取り込ませるランダムブライ ミング反応によってビオチン化した。その膜を、ハイブリダイゼイション溶液( 7%SDS、0.25MのNag PO4,1,0mAlのEDTA)中で68 ℃30分間予備バイブリド化し、変性したプローブ5 ng/mlを含有する未 使用のハイブリダイゼイション忍液5mlを用いて68℃で一晩ハイブリド化し 、次いで、ハイブリダイゼイション溶液から除去し、以下の様に洗浄した。すな わち、室温で2X SSC,1%SDSで5分間2回;68℃で0.1XSSC 11%SDSで15分間2回;および室温で1xSSCで5分間2回洗浄した6 次いで、その膜を、ブロッキング緩衝液(0,2%カゼイン、0.5%SDS、 PBSJ中で1o分間およびブロッキング緩衝液中1:5000希釈AVIDx −APT′を用いて20分間インキュベートした。次いで、その膜を、ブロッキ ング緩lj液で5分間、洗浄緩衝液(0,5%SDS、PBS)で10分間3回 および分析緩衝液(0,1Mジェタノールアミン、1.0mMのMgC1* 、 pH10,olで2分間2回洗浄し、続いて、分析緩衝液中0.25mMジオキ セクンで5分間インキュベートした。過剰の基質溶液を奪った後、その膜をプラ スチックで包み、これにX線フィルムを曝した。基質インキュベーション後それ ぞれ10分後、70分後、および19時間後に行われた60分の露光が、以下の 露光に反映されている。C3DPおよび(、DP−Starの比較を、図6.7 および8に示す。
DNA夕1 の・亡・l DNA配列決定反応を、ビオチン化(−20)普遍的プライマーと一本鎖M13  mp18テンプレートDNAを用いたTropixSEQ−1ightT1″ キットを用いて行った。反応生成物を、6%ポリアクリルアミドの8M尿素ゲル で分離し、毛細管作用によってTropilon−PlusT1′ナイロン膜に 移動させ、その膜にUV架橋させた(全照射: 120mJ/cm”) *化学 発光検出を、膜をブロッキング緩衝n (0,2%1−BlockTl″、0. 5%SDS、PBS)中で1o分間、コンジュゲート溶液(ブロッキング緩衝液 中のAvidx−AP ストレプトアビジンアルカリ性ホスファターゼコンジュ ゲートの115000希釈液)中で20分間インキュベートし、次いで、ブロッ キング緩衝液で1回5分間、洗浄緩衝液(0,5%SDS、PBS)で3回5分 間、分析緩衝液(0,1Mジェタノールアミン、1mM)MgC1、、p)11 0)で2回2分間洗浄した。各膜片を、分析緩衝液中0)0.25mM(7)C 3PD*たはCDP−3tarのいずれかで5分間インキュベートした。すべて の工程を、穏やかに震動(140−170rpm )させながら、ヒートシール した大きなプラスチックバッグ中で室温で行った。3ケ所の時間点でのC3PD 及びCDP−Starの比較が与えられている。基質とのインキュベーション後 の時間とKodak XAR−5X線フィルムへの露光時間を図9に示す。
別の試験は、量子収率(以下に掲げられた操作に従った独立の実験室によって達 成される)、TI/□および放出波長最大値等の値をもたらす。これらのジオキ セタンを数によって同定し、数の後に続く表には、アダマンチル環の置換基の同 定、もしあれば引き続いてZl置換基同定が与えられる。試験された化合物にお いては、Xはホスフェートである。量子収率とT I/!の値は、0.1モルD EA中でのジオキセタンのみ、及び増強剤、5apphire IIの存在下の 両方について得られる。
パ のためのプロトコル 0.1MのDEA、polo、O中のジオキセタンの3.2×10−’M溶液5 00μLを12X75mm管内に20℃で入れた。
その溶液を冷却水浴内で10分間20℃で平衡化した。アルカリ性ホスファター ゼ懸濁液2μLを、ジオキセタンを含有する管に添加し、即座に1秒問うずを起 こし、20℃水浴内に置いた0次いで、管をMGM Optocomp@ Iル ミノメータ−内に置き、光信号を1秒総和時間で測定した。光信号を測定した後 、管を20℃水浴内に戻し、測定を繰り返した。ジオキセタンについての全体の 総数を強度データから決定した。ジオキセタンの与えられた濃度について観察さ れた全体の総数は、ルミノメータ−の光子検出効率(PDE)、ジオキセタンの 量子収率および光を放出可能な分子の数(脱リン酸化ジオキセタンの濃度)の結 果である* MGM Optocomp Iルミノメータ−のPDEを、Bio link■絶対標準で測定し、ルミノメータ−のPMTの既知のスペクトル応答 とジオキセタンの既知の放出スペクトルを利用して2.56X10−”と決定し た。量子収率は、測定された全総数をPDEとジオキセタンの濃度によって割る ことによって計算される。
態にある゛ にお番る、 またはハーフタイムの肚! ターナ−ルミノメータ−の読み取りから、最大信号を測定した。
最大信号から、30.150.300または600秒間隔でのターナ−光ユニッ ト読み取り値を引いたものを計算し、対時間でグラフ化した。グラフから、半減 期を決定するために指数式を計算した。
ジオキセタンの半減期はまた、ターナ−ルミノメータ−印字出力から直接的に決 定された。
放工晟人1 0.4mMのジオキセタン、0.1Mのジェタノールアミンおよび1mMのM  g C1*のpH10の溶液2mlに、9.9X10−” Mのアルカリ性ホス ファターゼを添加した。その溶液を5pex FluorologFluori meter中で5分間平衡化させ、次いで、化学発光放出について、0 、 5  sec/nmで5回走査した。化学発光放出波長最大値を記録した。
−によるDNA 1・ 化学発光検出によるDNAの配列決定を、Tropix SEQ−LightT 1″プロトコルに記載されているように行った。簡単には、DNA配列決定反応 を、M13一本鎖ファージDNAをテンプレートとして用いるビオチニル化プラ イマーを用いて始めた。反応物を、8M尿素変性PAGEによって分離し、毛細 管作用によってTropilon−Plusナイロン膜に水平に移動させ、5p ectronics 5pectoLinkerXL−1500を用いて200 mJ/cがでUv光を露光させることによって膜に架橋させた。その膜をブロッ キング緩衝液(リン酸塩緩衝食塩水/PBS[20mMリン酸ナトリウム、pH 7,2,150IIIMのNaC1]中の0.2%I−Block” 、 0.  5%ドデシル硫酸ナトリウム/5DS)で10分間インキュベートし、ブロッ キング緩衝液中Avidx−APストレプトアビジン−アルカリ性ホスファター ゼの115000希釈液で20分間インキュベートし、ブロッキング緩衝液で5 分間、洗浄緩衝液(0,5%SDS、PBS)で3回5分間、分析緩衝液(0, 1Mジェタノールアミン、1a+MのM g Cl 2、p)I 10 )で2 回5分間洗浄し、次いで、ジオキセタン溶液(分析緩衝液中で0.25mMに希 釈されたC3PD、140−17またはL28−87のいずれか)を用いて5分 間インキュベートした。その膜の水気をきり、プラスチックホルダーでシールし 、 Kodack XAR−5X線フィルムに露光させた。ジオキセタン128 −87については、露光時間は70分であり、140−17については80分で あり、両方とも基質溶液添加後65分に行った。ジオキセタン12B−87対C 5PDの比較については、膜露光時間は、基質との24時間インキュベーション 後5分であった。図10および11.このタイプのプロトコルの詳細は、トロビ ックス インコーホレーテッドから商業上入手可能なTropix SEQ−L ight”D N A配列決定システムに示されている。
0.1MのDEA、pH10,25℃ ジオキセタン?震度 3. 7X 10−’M 〜6X 10−’M0.09M のDEA+0.1%5apphireI工、pH9,95,25℃ ジオキセクン1度 1.8xlO−’IA〜6.1.xlo−’Mジオキセタン に関連する使用について知られているタイプの増強剤と共に、ジオキセタンまた は少なくとも励起状態の発光種との相互作用を積極的に示すために、放出最大値 についての波長を、いがなる増強剤も存在しない条件下、BDMQの存在下、及 びナイロン膜上で検出した。データを以下の表に示す。
二二Σヱ旦ユ上旦所 上記から分かるように、本発明のジオキセタンは、ドツトプロット分析の使用に 適切である。上記合成経路に従って合成されたジオキセタンを、ドツトプロット 分析に用いた。6位に2置換基をもつジオキセタンの化学発光がないことを確認 するに当たって、化合物140−62が、首尾一貫した信号を与えないかまたは 最適条件下でわずかに検出可能な信号を与えることに留意すべきである。同様に 、アダマンチル頂上の塩素置換基と共に、6位にメトキシ置換基を有するジオキ セタン140−73は、ドツトプロット分析では信号を与えず、6位置換メタホ スフェートフェニルジオキセタンの化学発光活性の欠如を確認した。図12〜2 1゜ニトロセルロースおよびナイロン膜に、ビオチン化35塩基 オリゴヌクレ オチドプローブを点在させた。そのプローブをlX5SCで希釈して出発希釈液 210pgを得た。出発希釈液の連続1;2希釈液を、膜に全体でX2スポット 点在させた。その膜な乾燥させ、最ZU、V、架fJI (120mJ/cm” )を行い、ブロッキング緩徨j(夜にトロセルロース−0,2%I−Block 、0.1%Tween−20、ix PBS;ナイロン・0.2%I−Bloc k、 0.5%SDS、IX PBS)で30分間ブロックし、ブロッキング緩 衝液中で希釈されたストレプトアビジン−アルカリ性ホスファターゼコンジュゲ ートの115000希釈液中で20分間インキュベートし、以下のように洗浄し た。ブロッキング緩衝液で1回5分間、IXPBS、0.3%Tween−20 にトロセルロース)で3回5分間またはLX PBS、0.5%SDS (ナイ ロン)で3回5分間;基質緩衝液(0,1Mジェタノールアミン、0.1+nM のM g C1g、pH10)で2回5分間;基質緩衝液にトロセルロース実験 のみ)中で希釈されたN1tro−Block (トロビツクス社、ベッドフォ ード、MA)の1/20希釈液中で1回5分間;および基質緩衝液にトロセルロ ース実験のみ)で2回5分間洗浄した。その膜を基質緩衝液中で希釈された0、 25mMのジオキセタンを用いて5分間インキュベートした。ニトロセルロース およびナイロン実験の両方における数枚の膜を、0.25mg/ml Ca1f ax DB−45、Ca1fax 10 L−45またはCa1soft T− 60(Pilot Chemical Company、ロサンゼルス、CA)  、 Tween−20を1 、0mg/ml 、 N1tro−BLockを 1 、0mg/ml 、および基質溶液中で希釈された0、25mMのジオキセ タンを用いて5分間インキュベートした。これらの膜は、N1tro−Bloc kの1/20希釈を受けなかった。次いで、その膜をX線フィルムに露光させ、 現像した。
このように、上記結果から分かるように、ジオキセタンの芳香環に加えられた電 子吸引基は、化学発光信号を増加させる傾向がある一方、光放出の動力学を改め る。これに反し、電子供与基は、酸素から芳香族基を介してジオキセタンへの電 子の移動を促進させることによって明らかにT、7.を短縮する。このように、 所望の場合には、電子供与または電子吸引Z置換基の性質および性能の適切な選 択および同時にアダマンチル環のための適切な置換基の選択によって、最適信号 強度、最適速度、特定の放出波長等を含む特性を有するジオキセタンを得ること ができる。
これらのジオキセタンは、ジオキセタンを切断可能な酵素が単独で存在する、ま たはもし被検体が存在するならば形成するであろう最終錯体の一部に付着され得 るすべてのタイプの分析に用いることができる。従来の分析形態は、当業者に知 られており、また、発明の背景で述べられている特許に記載されている。適切な 分析法の具体的な開示は、米国特許5,112,960号に見られ、同一の開示 が文献によって本明細書に包含されている。その分析形態自体は1本発明のジオ キセタンによって向上された性能を除けば本発明の概要を構成しない。
したがって、中間体と共に本発明のジオキセタンは、一般的な記載および特定の 態様の両方を参照することによって開示されている。加えて、ジオキセタンの性 質は一般的に記載され、かつ例証されている。本実施例は、本発明を限定するも のとして意図されておらず、そのまま解釈されるべきではない。開示と一致して いる置換基パターンの変形、同−性等は、当業者にとって起こるものである。こ のような変形および変化は、以下の請求項に述べられる限定によって除外される 場合を除いては本発明の範囲内にある。
ん 時間(分) 1’lG−7 時間(分) 0LIR 時間(h) FIG、 3 C9PD@CDP−8taP FjG、 4A FIG、 48 C5PD@C0P−5tar”’ FIG、 4CFIG、 4D cspo■ C0P−8tar”’ FIG、 5A FIG、 58 C3PD■ CDP−5taP FIG、 5CFIG、 5D 10分間インキュベーション 10分間インキュベーション60分間露光 60 分間露光 5.0 0.5 0,05 5.0 0.5 0.05 ullIa引DNAF IG、 64 FIG、 6B 7o分間イアキ、−、−シ3ン 7o分間イ′キ゛6−シヨ′6o分間露光 6 0分間露光 5.0 0.5 0,05 5.0 0.5 0.05 1uQYeMSIDN AC9PD” CDP−5tarTM s、o o、s o、os s、o o、s o、os μQ 酵母0NAFI G、 8A FIG、 8B 特表千7−509736 (23) 140−17 128−87 AMPPD C3PD30分間n光 140−17 128−87 AMPPD C5PD60分間露光 140−17 128−87 AMPPDニトロセルロース 30分間露光 0分間インキュベーション FIG、 16A ・ ・ も 140−17 128−87 AMPPDニトロセルロース 60分間露光 ・ ・ ・ 140−17 128−87 AMPPDニトロセルロース 120分間露光 60分間インキュベーション ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 140−17 128−87 AMPPDニトロセルロース 15、5時間露光 2時間インキュベーション FIG、18A F[G、21A FIG、218 FIG、21CFIG、21Dフロントページの続き (51) Int、 C1,も 識別記号 庁内整理番号C07C69/84 233/75 9547−4H 2711589451−4H 309/75 7419−4H 3111047419−4H 3111087419−4H 311/16 7419−4H CO7F 7108 S 8829−4H7/18 F 8829−4H L 8829−4H 9/655 9155−4H CO7H15/203 8615−4CC12Q 1/34 6807−48 1/42 6807−4B 1/68 A 9453−48 GOIN 21/78 C8310−2J331532 B 7055−2J 331535 7055−2J 33158 A 7055−2J I フロントページの続き (81)指定回 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、0A(BF、BJ、CF、CG、 CI、 CM、 GA、 GN、 ML、  MR,NE、 SN。
TD、 TG)、 AT、 AU、 BB、 BG、 BR,BY。
CA、CH,CN、CZ、DE、DK、ES、FI、GB、GE、HU、JP、 KG、KP、KR,KZ、LK、LU、LV、MD、MG、MN、MW、NL、 No。
NZ、 PL、 PT、 RO,RU、 SD、 SE、 SI、 SK、TJ 、TT、UA、UZ、VN (72)発明者 スパータス、アリソンアメリカ合衆国、マサチューセッツ 01845、ノース・アンド−バー、ジョンソン・ストリート 325

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.式(I): ▲数式、化学式、表等があります▼(I)(式中、Y1及びY2は、独立して、 H、水酸基、ハロゲン、非置換低級アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル基、ハ ロ低級アルキル基、フェニル基、ハロフェニル基、アルコキシフェニル基、アル コキシフェノキシ基、ヒドロキシアルコキシ基、シアノ基、アミド基、アルコキ シ基またはカルボキシル基であり、Rは、C1−12アルキル、アリールまたは アラルキルであり、Xは、ホスフェート、ガラクトシド、アセテート、1−ホス ホ−2、3−ジアシルグリセリド、1−チオ−D−グルコシド、アデノシントリ ホスフェート、アデノシンジホスフェート、アデノシンモノホスフェート、アデ ノシン、α−D−グルコシド、β−D−グルコシド、β−D−グルクロニド、α −D−マンノシド、β−D−マンノシド、β−D−フルクトフラノシド、β−グ ルコシドウロネート、p−トルエンスルホニル−L−アルギニンエステル及びp −トルエンスルホニル−L−アルギニンアミドからなる群より選ばれた酵素によ る作用を受けやすい基であり、Zは、電子吸引基及び電子供与基からなる群から 選ばれた電子活性基であり、かつフェニル環の4位または5位を占有している) で示されることを特徴とするジオキセタン。
  2. 2.Zが、C1、OM、OAr、NM2+、NHCOM、NMCOM1、NHC OAr、NHCOOAr、NHCOOM、NMCOOM1、CM3、NO2、C OOM、COOAr、NHSO2OM、NHSO2Ar、CF3、Ar、M、S iM3、S1Ar2、SiArM2、SO2NHCOM、SO2NHCOAr、 SO2M、SO2Ar、SM及びSArからなる群より選ばれ、ここでM及びM 1は独立してC1−6アルキルであり、Arはフェニルまたはナフチルである請 求項1記載のジオキセタン。
  3. 3.Zが、5位にあるクロロ、メトキシまたはアミド置換基である請求項2記載 のジオキセタン。
  4. 4.Zが塩素である請求項3記載のジオキセタン。
  5. 5.Y2が水素であり、Y1が塩素である請求項4記載のジオキセタン。
  6. 6.Zがエトキシまたは塩素であり、かつ4位にある請求項2記載のジオキセタ ン。
  7. 7.Zが塩素であり、Y2が水素であり、かつY1が塩素である請求項6記載の ジオキセタン。
  8. 8.Zが5位にあるメトキシであり、Y2が水素であり、かつY1が塩素である 請求項2記載のジオキセタン。
  9. 9.Xがホスフェート基である請求項5、7または8記載のジオキセタン。
  10. 10.RがC1−4アルキルである請求項9記載のジオキセタン。
  11. 11.Y2が水素であり、Y1が塩素であり、Zが5位にある−OCH3であり 、Rがメチルであり、かつXがホスフェートである請求項1記載のジオキセタン 。
  12. 12.Y2が水素であり、Y1が塩素であり、Zが5位にある塩素であり、Rが メチルであり、かつXがホスフェートである請求項1記載のジオキセタン。
  13. 13.Y2が水素であり、Y1が塩素であり、Zが4位にある塩素であり、Rが メチルであり、かつXがホスフェートである請求項1記載のジオキセタン。
  14. 14.式IIまたはIII: ▲数式、化学式、表等があります▼(II)▲数式、化学式、表等があります▼ (III)(式中、Y1及びY2は、独立して、H、水酸基、ハロゲン、非置換 低級アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル基、ハロ低級アルキル基、フェニル基 、ハロフェニル基、アルコキシフェノキシ基、アルコキシフェニル基、ヒドロキ シアルコキシ基、シアノ基、アミド基、アルコキシ基またはカルボキシル基であ り、RがC1−12アルキル、アリールまたはアラルキルであり、Xは、ホスフ ェート、ガラクトシド、アセテート、1−ホスホ−2、3−ジアシルクリセリド 、1−チオ−D−クルコシド、アデノシントリホスフェート、アデノシンジホス フェート、アデノシンモノホスフェート、アデノシン、α−D−クルコシド、β −D−クルコシド、β−D−グルクロニド、α−D−マンノシド、β−D−マン ノシド、β−D−フルクトフラノシド、β−グルコシドウロネート、p−トルエ ンスルホニル−L−アルギニンエステル及びp−トルエンスルホニル−L−アル ギニンアミドからなる群より選ばれた酵素によって作用を受けやすい基であり、 Zは、電子吸引基及び電子供与基からなる群より選ばれた電子活性基であり、O Xは、ジオキセタンへのナフチル環の置換部位と、OXの置換部位との間の環員 炭素の数(置換部位の炭素を含む)が、奇数であるようにナフチル環に置換され ており、Zは、ジオキセタン環の置換部位に隣接した炭素を除いて、いかなる環 員炭素上にあってもよい置換基である)で示されることを特徴とするジオキセタ ン。
  15. 15.Zが、Cl、OM、OAr、NM2+、NHCOM、NMCOM1、NH COAr、NHCOOAr、NHCOOM、NMCOOM1、CM3、NO2、 COOM、COOAr、NHSO2OM、NHSO2Ar、CF3、Ar、M、 SiM2、SiAr3、SiArM2、SO2NHCOM、SO2NHCOAr 、SO2M、SO3Ar、SM及びSArからなる群より選ばれここでM及びM 1は独立してC1−6アルキルであり、Arはフェニルまたはナフチルである請 求項1記載のジオキセタン。
  16. 16.Zが、4位、5位または7位にあるクロロ、メトキシまたはアミド置換基 である請求項14記載のジオキセタン。
  17. 17.請求項1または14記載のジオキセタンおよび水溶液中で前記ジオキセタ ンの基Xを切断することができる酸素を含むことを特徴とする化学発光ジオキセ タンリポータ−分子を用いて検定を行うためのキット。
  18. 18.水溶液中での前記X基の切断に際し、前記ジオキセタンから得られる化学 発光信号を増加させるための増強物質を更に含有する請求項17記載のキット。
  19. 19.前記検定が、免疫検定であり、前記酵素が、被検体に結合可能な試薬と複 合体を形成し、その存在の有無または濃度を検出するために前記検定が行われる 請求項17記載のキット。
  20. 20.前記検定が、DNAプローブ検定であり、前記キットが前記検定が行われ る膜を更に含有する請求項17記載のキット。
  21. 21.水溶液中での前記X基の切断の際に前記ジオキセタンから得られた化学発 光信号を増加させるための増強物質を更に含有する請求項17記載のキット。
  22. 22.前記酵素が、試料中に存在する被検体と順次複合体を形成し得る試薬と複 合体を形成し、検定が前記被検体の存在または濃度のために行われる請求項20 記載のキット。
  23. 23.前記検定が、DNA配列分析検定であり、前記キットが、前記配列分析検 定が行われる膜を更に含有する請求項17記載のキット。
  24. 24.前記キットが、水溶液中でのX基の切断に際し、前記ジオキセタンから得 られる化学発光信号を増加させるための増強物質を更に含有する請求項23記載 のキット。
  25. 25.前記酵素が、前記検定において配列決定されるべきDNAへの酵素の付着 を可能にする試薬と複合体を形成する請求項23記載のキット。
  26. 26.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Q1は、CHO、CH(OCH3)2またはCOOMであり、Q2は、 OH、OM、(CH2〕3CCOO−またはOSiM3であり、Q3は、C1、 Br、F、NO2またはNH2であり、ここで、Mは、炭素数1−6のアルキル またはアラルキルである) で示されることを特徴とする化合物。
  27. 27.試料中の酵素の存在を検出する方法であって、該試料を請求項1または1 4のジオキセタンと接触させ、かつそれによって生じた光の放出を検出する工程 を含み、ここで前記酵素が、前記酵素によって作用を受けやすい基Xを切断し、 かつ放出された光の検出が、試料中の前記酵素の存在を示すことを特徴とする検 出方法。
  28. 28.前記X基が、ホスフェートであり、前記酵素が、アルカリ性ホスファター ゼである請求項27記載の方法。
  29. 29.第1及び第2の部位をもつ特定の結合対のうち第1の部位を検出する方法 であって、請求項1または14のジオキセタンと、前記ジオキセタンの前記酵素 によって作用を受けやすい基Xを切断する酵素との反応によって生じた化学発光 を、光学的に検出し、ここで前記酵素が前記特定の結合対の第2の部位と複合体 を形成することを特徴とする検出方法。
  30. 30.前記方法が、免疫検定を含む請求項29記載の方法。
  31. 31.前記方法が、核酸プローブ検定を含む請求項29記載の方法。
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