JPH0825981B2 - 新規なピレン誘導体及びこれをラベル化剤として用いる高速液体クロマトグラフィ− - Google Patents

新規なピレン誘導体及びこれをラベル化剤として用いる高速液体クロマトグラフィ−

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JPH0825981B2
JPH0825981B2 JP13083087A JP13083087A JPH0825981B2 JP H0825981 B2 JPH0825981 B2 JP H0825981B2 JP 13083087 A JP13083087 A JP 13083087A JP 13083087 A JP13083087 A JP 13083087A JP H0825981 B2 JPH0825981 B2 JP H0825981B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)用ラベ
ル化剤(誘導体化剤)として有用な新規なピレン誘導体
に関する。
〔発明の背景〕
螢光検出による高速液体クロマトグラフィー(HPLC)
は、胆汁酸,ステロイドホルモン,プロスタグランジン
等生体中の微量成分の分析に於て極めて有用であり、種
々の螢光ラベル化剤がこれまでに提案され、実用に供さ
れている。しかし、アルコール性水酸基の螢光ラベル化
剤に関して言えば、これまでに知られているものは、い
ずれも一長一短があり、反応性、感度、安定性共に充分
満足し得るほど優れた螢光ラベル化剤はこれまでのとこ
ろさほど多くは見出されていない。
これまでに知られているアルコール性水酸基の螢光ラ
ベル化剤の中で、反応性、感度、安定性共に優れたもの
としては、特公昭60-58226号に記載の1又は9−アント
ロイルニトリルが代表的なものとして挙げられる。しか
しながら、これらの化合物にしても、感度的には必ずし
も未だ充分満足し得るほど高いものであるとは言えず、
更に高感度のアルコール性水酸基用螢光ラベル化剤の出
現が待ち望まれている。
〔発明の目的〕 本発明は、上記した如き状況に鑑みなされたもので、
例えばHPLCによる胆汁酸,コルチコイド等の微量生体成
分の高感度分析に於て極めて有用な、アルコール性水酸
基の新規で且つ検出感度の高い螢光ラベル化剤を提供す
ることを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、式 で示されるピレン−1−カルボニルシアニド、及びこれ
を水酸基のラベル化剤として用いることを特徴とする高
速液体クロマトグラフィーの発明である。
本発明のピレン−1−カルボニルシアニドは、例えば
下記の合成ルートに従って容易に合成し得る。
即ち、先ず、ピレン−1−カルボン酸を常法に従い例
えばオキザリルクロリド等のハロゲン化剤で処理して酸
ハロゲン化物とし、次いでこれをヨウ化亜鉛,塩化アル
ミニウム等の触媒の存在下トリアルキルシリルシアニド
(例えば、トリメチルシリルシアニド、トリエチルシリ
ルシアニド等)と反応させれば目的とするピレン−1−
カルボニルシアニドが容易に得られる。反応は、どちら
の工程も通常、ベンゼン,ジクロルメタン,ジクロルエ
タン,クロロホルム等この種の反応に於て一般によく用
いられる溶媒中で行われるが、系内にアルコール類が微
量でも存在すると反応の妨げとなるので、アルコール類
を全く含まない有機溶媒であることが必須要件である。
また、これら有機溶媒は無水状態で用いなければならな
いこと常法通りである。反応温度はどちらの工程も通常
室温乃至若干加温下に行われ、反応時間は反応温度や使
用する反応試剤等によって若干異なるが、通常、どちら
の工程も数時間〜10時間程度で充分である。反応試剤、
触媒、溶媒等の使用量は化学反応の常識に従って適宜こ
れを用いればよい。反応後は常法に従って後処理を行
い、要すれば適当な再結晶溶媒で再結晶するなどして精
製すればよい。原料として用いられるピレン−1−カル
ボン酸は、例えばJ.Am.Chem.Soc.63,2494(1941)に記
載の方法に従い、ピレンと酸無水物とをフリーデルクラ
フト反応させることにより1−アシルピレンを得、次い
でこれを例えばJ.Am.Chem.Soc.78,1716(1956)に記載
の方法に従って次亜塩素酸酸化することにより容易に得
られるからこのようにして得られたものを用いることで
足りる。
かくして得られた本発明のピレン誘導体はHPLC分析に
於けるアルコール性水酸基の螢光ラベル化剤として極め
て有用であり、例えば生体内微量成分である胆汁酸,コ
ルチコイド等ヒドロキシステロイド類のHPLC分析に於け
る高感度ラベル化剤として等種々の用途に用いられる。
本発明のピレン誘導体を用いてステロイド等の被検試
料をラベル化する方法について述べると、溶媒として例
えばアセトニトリル,クロロホルム,ベンゼン,酢酸エ
チル等の非プロトン性有機溶媒を用い、これに有機塩
基、例えばトリエチルアミン,トリメチルアミン,キヌ
クリジン等の第3級アルキルアミンを溶媒に対し約0.05
〜2%程度加えたものの中に被検試料を溶解し、これに
本発明のピレン誘導体を加えて室温乃至要すれば加温
(50〜70℃)下に数十分間反応させる。
ラベル化反応に際しては、被検試料を充分反応させる
為にラベル化剤である本発明のピレン誘導体を被検試料
に対して過剰量を用いて反応させることが望ましいが、
過剰のラベル化剤(即ち、本発明のピレン誘導体)は反
応後特に除去しなくとも試薬自身の螢光は極めて弱く、
螢光特性も異なるため被検試料の螢光分析に何ら影響を
及ぼすことはない。
本発明のピレン誘導体は、第1級アルコール性水酸
基、第2級アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基
に対して特異的に反応する。但し、立体障害のある第2
級アルコール性水酸基(例えば、ステロイドの11α位,1
7β位やアクシャル性水酸基)や第3級アルコール性水
酸基とは殆ど反応しない。
かくして本発明のピレン誘導体によりラベル化した被
検試料は、ラベル化反応時の反応液のまま、或は他の溶
媒(例えば酢酸エチル,クロロホルム,ベンゼン等)に
転溶させ、更に要すれば水洗、乾燥等の処理を施した
後、HPLCに付される。HPLCの操作方法、測定条件等は常
法に従ってこれを行えばよく、検出は当然のことながら
螢光光度計を用いて行われる。本発明のピレン−1−カ
ルボニルシアニドで水酸基をラベル化した場合の螢光波
長は420nm、最大励起波長は370nmである。
本発明のピレン誘導体をラベル化剤として用い、ステ
ロイドを被検試料としてHPLC分析を行った場合の検出感
度は順相系で8pg(イソアンドロステロン)、また逆相
系で500fg(S/N=10)(3β−ヒドロキシ−5−コレノ
イックアシッド)であり、いずれも従来のものよりも遥
かに優れている。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもので
はない。
〔実施例〕
実施例1.ピレン−1−カルボニルシアニドの合成 ピレン−1−カルボン酸200mgを無水ベンゼン20mlに
懸濁させ、これにオキザリルクロリド1mlを加えて室温
で4時間攪拌反応させた。反応後減圧濃縮してベンゼン
と過剰のオキザリルクロリドを除き、酸クロリドの黄色
残渣を得た。これを無水ベンゼン20mlに溶解し、トリメ
チルシリルシアニド0.5mlとヨウ化亜鉛1mgを加えて室温
下6時間攪拌反応させた。反応後溶媒を留去し、残渣を
ヘキサン−アセトンで再結晶してピレン−1−カルボニ
ルシアニドの橙色針状晶136mgを得た。収率65.6%。mp1
89〜191℃ 元素分析値:C18H9NO 計算値(%)C,84.69;H,3.55;N,5.49 実測値(%)C,84.47;H,3.28;N,5.40。
MS m/z:255(M+),229(〔M-CN〕+),201(〔M-COC
N〕+)。
実施例2.ピレン−1−カルボニルシアニドによるヒドロ
キシステロイド類のラベル化 ヒドロキシステロイド1μgを1%トリエチルアミン
/アセトニトリル溶液100μlに溶解し、これにピレン
−1−カルボニルシアニド100μgを加えて25℃で30分
間反応させた。反応後、酢酸エチルに転溶し、これを水
洗した後HPLCに付し、誘導体の生成率(エステル化率)
を求めた。
〈HPLC装置及び測定条件〉 装置:ウォーターズ6000A(ウォーターズアソシエーシ
ョン製) 検出器:650-10LC螢光検出器(日立製作所(株)製)(E
x:350nm,Em:420nmに設定。) カラム:Cosmosil 5SL 5μm(4mmφ×15cm) 移動相:ヘキサン/酢酸エチル(100/2〜100/75) 移動相流量:2ml/min。
〈結果〉 10種のヒドロキシステロイドについてピレン−1−カル
ボニルシアニドとの相対的反応性を調べた結果を表1に
示す。
尚、表中、aはアクシャル,eはエカトリアル,qeはク
アシエカトリアル,primは第1級,phenはフェノール性水
酸基を夫々表わす。
表1から明らかなように、本発明のピレン−1−カル
ボニルシアニドは第1級水酸基とは定量的に反応し、ま
た、エカトリアルな第2級アルコール性水酸基やフェノ
ール性水酸基ともよく反応するが、立体障害のある第2
級アルコール性水酸基(11α−位,17β−位及びアクシ
ャルな水酸基)とは殆ど反応しない。
実施例3.ピレン−1−カルボニルシアニドによるヒドロ
キシステロイド類のラベル化(有機塩基としてキヌクリ
ジンを使用) (1)3β−ヒドロキシ−5−コレノイックアシッド
(3β‐OH-Δ5)10ngをキヌクリジン160μgを含むア
セトニトリル200μl中に溶解し、これにピレン−1−
カルボニルシアニド200μgを加えて60℃に加温し、5,1
0,15,20,30分後に於ける誘導体生成率を螢光検出HPLCに
より測定した。
〈HPLC条件〉 (装置及び検出器は実施例2と同じ。) カラム:Cosmosil 5C18 移動相:0.1%リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)/メタノ
ール(1/15) 移動相流量:1.5ml/min 検出:最大励起波長350nm 螢光波長420nm 尚、誘導体化後リトコール酸のピレノイル誘導体5mg
を添加して内部標準とし、ピーク高比より3β‐OH-Δ5
の誘導体生成率を算出した。反応時間と反応率との関係
を表わすタイムコースを第1図に示す。
第1図より明らかな如く、10分以内に反応は完結し、
発螢光エステルを定量的に生成することが判った。
(2)リトコール酸メチル1μgを0.08%キヌクリジン
/アセトニトリル溶液200μlに溶解し、これにピレン
−1−カルボニルシアニド100μgを加えて60℃で反応
させ、(1)と同様に誘導体の生成率を螢光検出HPLCに
より測定した。
〈結果〉 反応は5分で完結し、リトコール酸メチルの2級水酸
基は定量的に発螢光エステル化された。
上記結果から、ピレン−1−カルボニルシアニドによ
る水酸基のラベル化反応に於て有機塩基としてキヌクリ
ジンを用いると反応率が著しく高くなることが判る。
実施例4.検出限界 実施例3の(1)の方法に準じて3β‐OH-Δ5の3−
(1−ピレノイル)誘導体及び3−(1−アントロイ
ル)誘導体(ピレン−1−カルボニルシアニドの代りに
1−アントロイルニトリルを使用。−比較例)を調製
し、螢光検出HPLCによる夫々の検出限界を求めた。
〈HPLC条件〉 (装置及び検出器は実施例2と同じ。) i)3−(1−ピレノイル)誘導体 カラム:Cosmosil 5C18 移動相:0.1%リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)/メタノ
ール(1/15) 移動相流量:1.5ml/min 検出:最大励起波長350nm 螢光波長420nm 試料:4pg ii)3−(1−アントロイル)誘導体 カラム:i)と同じ 移動相:0.1%リン酸緩衝液(pH7.0)/メタノール(1/
9) 移動相流量:1.5ml/min 検出:最大励起波長370nm 螢光波長470nm 試料:50pg 〈結果〉 3−(1−ピレノイル)誘導体の検出限界は、S/N=1
0で500fg、また3−(1−アントロイル)誘導体の検出
限界は同じくS/N=10で10pgであった。
即ち、本発明のピレン−1−カルボニルシアニドをラ
ベル化剤とした場合のHPLCによる3β‐OH-Δ5の測定感
度は既存のラベル化剤である1−アントロイルニトリル
を用いた場合のそれよりも10倍以上も高いことが判る。
実施例5.誘導体化HPLCによる胆汁酸の分析 本発明のピレン−1−カルボニルシアニドをラベル化
剤として用い、各種胆汁酸の水酸基を夫々ラベル化した
後HPLCにより分離測定を行った。得られた液体クロマト
グラムを第2図に示す。図中、Aはコール酸、Bはウル
ソデオキシコール酸、Cはケノデオキシコール酸、Dは
デオキシコール酸のピークを夫々示している。
但し、HPLC条件は下記の通りである。
(装置及び検出器は実施例2と同じ。) カラム:Cosmosil 5C18 移動相:0.3%リン酸カリウム緩衝液(pH6.0)/メタノ
ール(1/6) 移動相流量:1.8ml/min 第2図より明らかなように、本発明のピレン−1−カ
ルボニルシアニドをラベル化剤として用いた誘導体化HP
LCに於ては各種胆汁酸が極めて良好に分離,測定され
る。
実施例6.誘導体化HPLCによる胆汁酸の分析 実施例5と同様、ピレン−1−カルボニルシアニドを
ラベル化剤とする誘導体化HPLCにより水酸基数1の3種
の胆汁酸の分離測定を行った。得られた液体クロマトグ
ラムを第3図に示す。
図中、Eはノルリトコール酸、Fはリトコール酸、G
は3β‐OH-Δ5のピークを夫々示している。
但し、HPLC条件は下記の通りである。
(装置、検出器及びカラムは実施例3と同じ。) 移動相:0.3%リン酸カリウム緩衝液(pH6.5)/メタノ
ール(1/15) 移動相流量:1.8ml/min 第3図から明らかなように、本発明のピレン−1−カ
ルボニルシアニドをラベル化剤とする誘導体化HPLCによ
れば水酸基数1の各種胆汁酸の分離測定を極めて効果的
に行うことができる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明はHPLC用螢光ラベル化剤とし
て有用な新規なピレン誘導体とこれをラベル化剤として
用いた誘導体化HPLCを提供するものであり、本発明のピ
レン誘導体をラベル化剤として用いることにより、例え
ば生体内微量成分である、胆汁酸,ステロイドホルモン
等のヒドロキシステロイド類やプロスタグランジンその
他水酸基をもつ種々の化合物のHPLC分析に於て、従来に
ない高感度な分析が可能となった点に甚だ顕著な効果を
奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例3の(1)で得られた、ピレン−1−カ
ルボニルシアニドによる3β−ヒドロキシ−5−コレノ
イックアシッド(3β‐OH-Δ5)の誘導体化反応のタイ
ムコースを示し、横軸の各反応時間(分)に於ける誘導
体化反応率(%)の値を縦軸に沿ってプロットした点を
結んだものである。 第2図及び第3図は夫々実施例5及び実施例6で得られ
た液体クロマトグラムを示す。但し、Aはコール酸、B
はウルソデオキシコール酸、Cはケノデオキシコール
酸、Dはデオキシコール酸、Eはノルリトコール酸、F
はリトコール酸、Gは3β‐OH-Δ5のピークを夫々示
す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 で示されるピレン−1−カルボニルシアニド。
  2. 【請求項2】式 で示されるピレン−1−カルボニルシアニドを水酸基の
    ラベル化剤として用いることを特徴とする高速液体クロ
    マトグラフィー。
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