JPH10332591A - アルカリイオンの定量方法およびジアザ−クリプタンド - Google Patents
アルカリイオンの定量方法およびジアザ−クリプタンドInfo
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- JPH10332591A JPH10332591A JP10151737A JP15173798A JPH10332591A JP H10332591 A JPH10332591 A JP H10332591A JP 10151737 A JP10151737 A JP 10151737A JP 15173798 A JP15173798 A JP 15173798A JP H10332591 A JPH10332591 A JP H10332591A
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- C07D413/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D413/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
- C07D413/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
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- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のアルカリイオンの定量方法を改良する
こと、および、生理学的pH値の範囲においてルミネセ
ンス特性がサンプルのpH値に大幅に影響されることの
ない生物学的サンプルの定量に適している化合物(ルミ
ノフォア−イオノフォア)を提供すること。 【解決手段】 サンプル中のアルカリイオンの定量方法
であって、アルカリイオンをルミノフォリック部分及び
イオノフォリック部分を有する化合物と接触させ、前記
イオノフォリック部分がサンプル中に存在するアルカリ
イオンと反応し、そのことによって前記ルミノフォリッ
ク部分のルミネセンス特性が変化し、その後、前記ルミ
ネセンスを測定し、テスト読み取りを利用して前記アル
カリイオンを定量する、サンプル中のアルカリイオンの
定量方法であって、利用されている前記化合物が下記一
般式Iのジアザ−クリプタンドであることを特徴とす
る、アルカリイオンの定量方法である。また、一般式I
のジアザ−クリプタンドである。 【化1】
こと、および、生理学的pH値の範囲においてルミネセ
ンス特性がサンプルのpH値に大幅に影響されることの
ない生物学的サンプルの定量に適している化合物(ルミ
ノフォア−イオノフォア)を提供すること。 【解決手段】 サンプル中のアルカリイオンの定量方法
であって、アルカリイオンをルミノフォリック部分及び
イオノフォリック部分を有する化合物と接触させ、前記
イオノフォリック部分がサンプル中に存在するアルカリ
イオンと反応し、そのことによって前記ルミノフォリッ
ク部分のルミネセンス特性が変化し、その後、前記ルミ
ネセンスを測定し、テスト読み取りを利用して前記アル
カリイオンを定量する、サンプル中のアルカリイオンの
定量方法であって、利用されている前記化合物が下記一
般式Iのジアザ−クリプタンドであることを特徴とす
る、アルカリイオンの定量方法である。また、一般式I
のジアザ−クリプタンドである。 【化1】
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はサンプル中のアルカ
リイオンを定量する方法に関する。詳細には、サンプル
中のアルカリイオンがルミノフォリック部分(Luminopho
ric moiety) とイオノフォリック部分(Ionophoric moie
ty) を有する化合物(=ルミノフォア−イオノフォア)
に接触し、イオノフォリック部分がアルカリイオンと反
応し、そのことによってルミノフォリック部分のルミネ
センス特性が変化し、その後ルミネセンスが測定され、
テスト読み取りを利用してアルカリイオンの濃度或いは
活量が推測される、即ちアルカリイオンが定量される方
法に関する。本発明は、又、アルカリイオンを定量する
ためにルミノフォア−イオノフォアとして使用されるこ
とが可能なジアザ−クリプタンドに関する。
リイオンを定量する方法に関する。詳細には、サンプル
中のアルカリイオンがルミノフォリック部分(Luminopho
ric moiety) とイオノフォリック部分(Ionophoric moie
ty) を有する化合物(=ルミノフォア−イオノフォア)
に接触し、イオノフォリック部分がアルカリイオンと反
応し、そのことによってルミノフォリック部分のルミネ
センス特性が変化し、その後ルミネセンスが測定され、
テスト読み取りを利用してアルカリイオンの濃度或いは
活量が推測される、即ちアルカリイオンが定量される方
法に関する。本発明は、又、アルカリイオンを定量する
ためにルミノフォア−イオノフォアとして使用されるこ
とが可能なジアザ−クリプタンドに関する。
【0002】
【従来の技術】このタイプの定量方法はいわゆる”PE
T効果”に基づく。この後者の用語はフォトンによって
誘導されるイオノフォリック部分或いはイオノフォアか
らルミノフォリック部分或いはルミノフォアへの電子の
それぞれの移動(Photoinducedelectron transfer=P
ET)を意味し、この各々の移動はルミノフォアの(相
対的)ルミネセンス強度及びルミネセンス減衰時間の減
少をもたらす。しかし、吸収波長及び発光波長は、その
過程において基本的に影響を受けずに保持される(J.
R. Lakowicz, "Topics in Fluorescence Spectrosco
py",Volume 4:"Probe Design and Chemical Sensing"
;Plenum Press、New York&London(1994))。
T効果”に基づく。この後者の用語はフォトンによって
誘導されるイオノフォリック部分或いはイオノフォアか
らルミノフォリック部分或いはルミノフォアへの電子の
それぞれの移動(Photoinducedelectron transfer=P
ET)を意味し、この各々の移動はルミノフォアの(相
対的)ルミネセンス強度及びルミネセンス減衰時間の減
少をもたらす。しかし、吸収波長及び発光波長は、その
過程において基本的に影響を受けずに保持される(J.
R. Lakowicz, "Topics in Fluorescence Spectrosco
py",Volume 4:"Probe Design and Chemical Sensing"
;Plenum Press、New York&London(1994))。
【0003】イオンがイオノフォアと結合することによ
って、PET効果は部分的に或いは完全に抑制されるた
め、ルミノフォリック部分のルミネセンスは強くなる。
よって、サンプル中のイオンの濃度或いは活量は例えば
ルミネセンス強度及び/又はルミネセンス減衰時間など
のルミネセンス特性の変化を測定することにより推測さ
れ得る。
って、PET効果は部分的に或いは完全に抑制されるた
め、ルミノフォリック部分のルミネセンスは強くなる。
よって、サンプル中のイオンの濃度或いは活量は例えば
ルミネセンス強度及び/又はルミネセンス減衰時間など
のルミネセンス特性の変化を測定することにより推測さ
れ得る。
【0004】米国特許第A5,516,911には、細
胞内カルシウムを定量するための蛍光指示薬として、光
学的指示薬として機能し得る蛍光置換基を有するものが
公開されている。
胞内カルシウムを定量するための蛍光指示薬として、光
学的指示薬として機能し得る蛍光置換基を有するものが
公開されている。
【0005】米国特許第A5,439,828には、ジ
アザ−クリプタンドをルミノフォア−イオノフォアとし
て利用した前記方法と同種の方法が記載されている。こ
の方法においては、ジアザ−クリプタンドは、蛍光性ク
マリンとともにフルオロフォアとして機能化されてい
て、このジアザ−クリプタンドが、その構造に対応し
て、リチウム、ナトリウム及びカリウムイオンを選択す
るものである。このルミノフォア−イオノフォアは中性
pHのサンプルにおいて使用され得ること、および、そ
のような系において利用されるのがむしろ好ましいこと
が記述されている。
アザ−クリプタンドをルミノフォア−イオノフォアとし
て利用した前記方法と同種の方法が記載されている。こ
の方法においては、ジアザ−クリプタンドは、蛍光性ク
マリンとともにフルオロフォアとして機能化されてい
て、このジアザ−クリプタンドが、その構造に対応し
て、リチウム、ナトリウム及びカリウムイオンを選択す
るものである。このルミノフォア−イオノフォアは中性
pHのサンプルにおいて使用され得ること、および、そ
のような系において利用されるのがむしろ好ましいこと
が記述されている。
【0006】しかし、生理学的pH範囲において、蛍光
シグナルは、サンプルのpHに大きく依存し、蛍光シグ
ナルはpHの減少に伴って強くなり、特にpH7.4以
下に低下したところから顕著に強くなることが研究報告
されている(Frank Kastenholz, Inaugural Dissertatio
n, University of Cologne, 1993, Fig.32, p.54) 。こ
のことは生物学的サンプルで行われる定量の正確性に影
響を及ぼす。更に、用いられているクマリンが波長約3
36nmに吸収を示すため、商用LEDによって励起す
ることができないという欠点もある。
シグナルは、サンプルのpHに大きく依存し、蛍光シグ
ナルはpHの減少に伴って強くなり、特にpH7.4以
下に低下したところから顕著に強くなることが研究報告
されている(Frank Kastenholz, Inaugural Dissertatio
n, University of Cologne, 1993, Fig.32, p.54) 。こ
のことは生物学的サンプルで行われる定量の正確性に影
響を及ぼす。更に、用いられているクマリンが波長約3
36nmに吸収を示すため、商用LEDによって励起す
ることができないという欠点もある。
【0007】又、米国特許A5,162,525に記述
されるルミノフォア−イオノフォアも同様な欠点を有す
る。
されるルミノフォア−イオノフォアも同様な欠点を有す
る。
【0008】Tetrahedron Letters, Volume 31, No.36,
pp.5193-5196(1990) には、芳香族環に結合している2
つの窒素原子を有するジアザ−クリプタンド、即ち、ア
リール窒素及びアニリン型窒素のそれぞれを有するジア
ザ−クリプタンドについて記載されている。しかし、出
願人による研究では、このジアザ−クリプタンドが血液
の生理学的濃度及び生理学的pH値(7.0−7.6)
においてカリウムイオンを定量するのには適さないこと
が分かった。
pp.5193-5196(1990) には、芳香族環に結合している2
つの窒素原子を有するジアザ−クリプタンド、即ち、ア
リール窒素及びアニリン型窒素のそれぞれを有するジア
ザ−クリプタンドについて記載されている。しかし、出
願人による研究では、このジアザ−クリプタンドが血液
の生理学的濃度及び生理学的pH値(7.0−7.6)
においてカリウムイオンを定量するのには適さないこと
が分かった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来のアルカリイオンの定量方法を改良すること、
及び生理学的pH値の範囲においてルミネセンス特性が
サンプルのpH値に大幅に影響されることがなく、生物
学的サンプルにおける定量に適しているルミノフォア−
イオノフォアを提供することである。特に、生理学的濃
度にあるアルカリイオンを定量するのに適している、即
ち、ルミネセンスシグナルがアルカリイオン濃度に強い
依存性を示すアルカリイオンの定量方法を提供すること
である。
は、従来のアルカリイオンの定量方法を改良すること、
及び生理学的pH値の範囲においてルミネセンス特性が
サンプルのpH値に大幅に影響されることがなく、生物
学的サンプルにおける定量に適しているルミノフォア−
イオノフォアを提供することである。特に、生理学的濃
度にあるアルカリイオンを定量するのに適している、即
ち、ルミネセンスシグナルがアルカリイオン濃度に強い
依存性を示すアルカリイオンの定量方法を提供すること
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的は、前記の方法
において、下記一般式Iのジアザ−クリプタンドを化合
物 (ルミノフォア−イオノフォア)として用いる場合に
達成される。
において、下記一般式Iのジアザ−クリプタンドを化合
物 (ルミノフォア−イオノフォア)として用いる場合に
達成される。
【0011】
【化8】
【0012】ここで、Xはルミノフォリック部分であ
り、mは0、1、或いは2、o及びpはそれぞれ独立し
て0、1、或いは2を意味する。
り、mは0、1、或いは2、o及びpはそれぞれ独立し
て0、1、或いは2を意味する。
【0013】
【発明の実施の形態】前記一般式Iで示すジアザ−クリ
プタンドは新規である。これらの新規なルミノフォア−
イオノフォアは、生理学的pH値及び生理学的濃度にお
いてアルカリイオンを定量するのに、非常に有益であ
る。前記一般式Iの本発明のジアザ−クリプタンドは、
0.30〜2.1ミリモル/リットルの濃度範囲にある
リチウムイオンを定量するのに、及び1.5〜8.0ミ
リモル/リットルの濃度範囲にあるカリウムイオンを定
量するのに特に有益である。
プタンドは新規である。これらの新規なルミノフォア−
イオノフォアは、生理学的pH値及び生理学的濃度にお
いてアルカリイオンを定量するのに、非常に有益であ
る。前記一般式Iの本発明のジアザ−クリプタンドは、
0.30〜2.1ミリモル/リットルの濃度範囲にある
リチウムイオンを定量するのに、及び1.5〜8.0ミ
リモル/リットルの濃度範囲にあるカリウムイオンを定
量するのに特に有益である。
【0014】特定の理論との結びつきはないが、本発明
のジアザ−クリプタンドが有益な特性を示すのは、イオ
ノフォリック部分の窒素のうち、一つがアリール窒素で
あり、他方が脂肪族窒素であるという事実によるものと
考えられている。
のジアザ−クリプタンドが有益な特性を示すのは、イオ
ノフォリック部分の窒素のうち、一つがアリール窒素で
あり、他方が脂肪族窒素であるという事実によるものと
考えられている。
【0015】ルミノフォリック部分Xは、イオノフォリ
ック部分との組み合わせによってPET効果を生じ得る
全てのルミノフォリック部分を含むものである。非常に
多数のルミノフォリック部分が、イオノフォアとの組み
合わせによってPET効果をもたらすこと、或いは原則
的にこの目的に適していることが文献からわかってい
る。これら周知のルミノフォリック部分を、一般式Iの
ベンゼン環と結合させることにより、新規化合物が得ら
れる。新規化合物がPET効果を有するか否かについて
は、当業者が実験で確かめることができる。結合は、窒
素に対して、オルト位、2つのメタ位、パラ位、いずれ
でもよいが、中でもパラ位にの位置に結合するのが好ま
しい。
ック部分との組み合わせによってPET効果を生じ得る
全てのルミノフォリック部分を含むものである。非常に
多数のルミノフォリック部分が、イオノフォアとの組み
合わせによってPET効果をもたらすこと、或いは原則
的にこの目的に適していることが文献からわかってい
る。これら周知のルミノフォリック部分を、一般式Iの
ベンゼン環と結合させることにより、新規化合物が得ら
れる。新規化合物がPET効果を有するか否かについて
は、当業者が実験で確かめることができる。結合は、窒
素に対して、オルト位、2つのメタ位、パラ位、いずれ
でもよいが、中でもパラ位にの位置に結合するのが好ま
しい。
【0016】PET効果が起こるためには、イオノフォ
リック部分の電子ドナーがルミノフォリック部分の電子
系から共役解除されていることが特に不可欠であること
は、当業者に知られている。当技術分野においてよく知
られているように、このようなイオノフォリック部分と
ルミノフォリック部分との電子の共役解除は、二つの部
分をスぺーサー基((CH2 )m 鎖(m>0))、或い
は、仮想スぺーサー(m=0)(例えば、ルミノフォリ
ック部分の面をベンゼン環の面に対して回転させること
によって)のいずれかによって分離することで達成され
得る。従って、スペーサーの機能は、イオノフォリック
部分の電子系がルミノフォリック部分の電子系と共役す
るのを妨害するものである。尚、電子の共役解除がなさ
れているかどうかは、例えば吸収波長及び発光波長に関
して際立った変化がないことによって確認できる。
リック部分の電子ドナーがルミノフォリック部分の電子
系から共役解除されていることが特に不可欠であること
は、当業者に知られている。当技術分野においてよく知
られているように、このようなイオノフォリック部分と
ルミノフォリック部分との電子の共役解除は、二つの部
分をスぺーサー基((CH2 )m 鎖(m>0))、或い
は、仮想スぺーサー(m=0)(例えば、ルミノフォリ
ック部分の面をベンゼン環の面に対して回転させること
によって)のいずれかによって分離することで達成され
得る。従って、スペーサーの機能は、イオノフォリック
部分の電子系がルミノフォリック部分の電子系と共役す
るのを妨害するものである。尚、電子の共役解除がなさ
れているかどうかは、例えば吸収波長及び発光波長に関
して際立った変化がないことによって確認できる。
【0017】リチウムイオンの定量には、一般式Iのo
及びpが0であるジアザ−クリプタンドを用いるのが好
ましい。
及びpが0であるジアザ−クリプタンドを用いるのが好
ましい。
【0018】ナトリウムイオンの定量には、一般式Iの
oとpがそれぞれ0と1、或いはそれぞれ1と0のジア
ザ−クリプタンドを用いるのが好ましい。
oとpがそれぞれ0と1、或いはそれぞれ1と0のジア
ザ−クリプタンドを用いるのが好ましい。
【0019】カリウムイオンの定量には、一般式Iのo
及びpがそれぞれ1であるジアザ−クリプタンドを用い
るのが好ましい。
及びpがそれぞれ1であるジアザ−クリプタンドを用い
るのが好ましい。
【0020】一般式Iのルミノフォリック部分Xは、一
般式IIのアミノ−ナフタルイミド基、或いは一般式III
のキサンテノン基であることが好ましい。
般式IIのアミノ−ナフタルイミド基、或いは一般式III
のキサンテノン基であることが好ましい。
【0021】
【化9】
【0022】ここで、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、
及びR6 のうちの一つは−NH−基であり、この−NH
−基によりXは前記一般式Iで表される化合物の−(C
H2 ) m −基に結合される。残りの置換基とR7 は、そ
れぞれ独立して水素、親油性基或いは親水性基或いはポ
リマーと結合する反応性基である。
及びR6 のうちの一つは−NH−基であり、この−NH
−基によりXは前記一般式Iで表される化合物の−(C
H2 ) m −基に結合される。残りの置換基とR7 は、そ
れぞれ独立して水素、親油性基或いは親水性基或いはポ
リマーと結合する反応性基である。
【0023】
【化10】
【0024】ここで、R8、R9、R10、 R11、R
12、 R13、R14、及びR15のうちの一つは化学結合であ
り、その化学結合によりXが前記一般式Iの化合物のイ
オノフォリック部分と直接結合している(m=0)。残
りの置換基は−OH、−OR16(R16は親水性基或いは
親油性基である)、−O−R17−G(R17は親水性基或
いは親油性基であり、Gはポリマーと結合するための反
応性基である)、或いは−(CH2 )n −COOH(n
は0から17である)である。
12、 R13、R14、及びR15のうちの一つは化学結合であ
り、その化学結合によりXが前記一般式Iの化合物のイ
オノフォリック部分と直接結合している(m=0)。残
りの置換基は−OH、−OR16(R16は親水性基或いは
親油性基である)、−O−R17−G(R17は親水性基或
いは親油性基であり、Gはポリマーと結合するための反
応性基である)、或いは−(CH2 )n −COOH(n
は0から17である)である。
【0025】一般式IIにおいて、R3 或いはR4 が−N
H−基であり、R3 或いはR4 を介して、ルミノフォリ
ック部分が上記の一般式Iの−(CH2 )m −基に結合
しているのが好ましい。一般式III において、R12が化
学結合であり、R12を介して、ルミノフォリック部分が
上記の一般式Iのイオノフォリック部分(m=0)に直
接結合しているのが好ましい。
H−基であり、R3 或いはR4 を介して、ルミノフォリ
ック部分が上記の一般式Iの−(CH2 )m −基に結合
しているのが好ましい。一般式III において、R12が化
学結合であり、R12を介して、ルミノフォリック部分が
上記の一般式Iのイオノフォリック部分(m=0)に直
接結合しているのが好ましい。
【0026】好ましい親油性基としては、例えば炭素数
20までの置換又は無置換のアルキル基及びアルコキシ
ル基が挙げられる。好ましい親水性基としては、例え
ば、少なくとも1つの水酸基及び/又は測定溶液のpH
において解離する官能基(例えば、カルボン酸、スルホ
ン酸、及びリン酸など)を一つ以上有する炭素数1〜1
7のアルキル基が挙げられる。
20までの置換又は無置換のアルキル基及びアルコキシ
ル基が挙げられる。好ましい親水性基としては、例え
ば、少なくとも1つの水酸基及び/又は測定溶液のpH
において解離する官能基(例えば、カルボン酸、スルホ
ン酸、及びリン酸など)を一つ以上有する炭素数1〜1
7のアルキル基が挙げられる。
【0027】アミノ修飾されたポリマー(aminofunction
alized polymer: 例えば、アミノセルロース、及びアミ
ノ修飾されたポリアクリルアミド(aminofunctionalized
polymer) と結合する反応基としては、例えば米国特許
第A4,774,339号、表4に記載されているもの
が挙げられる。
alized polymer: 例えば、アミノセルロース、及びアミ
ノ修飾されたポリアクリルアミド(aminofunctionalized
polymer) と結合する反応基としては、例えば米国特許
第A4,774,339号、表4に記載されているもの
が挙げられる。
【0028】450nm以上の波長の光により励起され
得るルミノフォリック部分が好ましい。
得るルミノフォリック部分が好ましい。
【0029】アルカリイオンを定量するための本発明の
化合物は、溶解状態でサンプル溶液に加えられてもよ
い。又、これらの化合物は、センサーを構成していても
よく、その場合は、例えば図4に記載されているような
ハイドロゲルから形成されている層に含有させてもよ
い。
化合物は、溶解状態でサンプル溶液に加えられてもよ
い。又、これらの化合物は、センサーを構成していても
よく、その場合は、例えば図4に記載されているような
ハイドロゲルから形成されている層に含有させてもよ
い。
【0030】本発明は、更に一般式IVのジアザ−クリ
プタンドにも関する。
プタンドにも関する。
【0031】
【化11】
【0032】ここで、oとpはそれぞれ0、1、或いは
2を意味する。このクリプタンドは一般式Iの化合物の
イオノフォリック部分を形成する。
2を意味する。このクリプタンドは一般式Iの化合物の
イオノフォリック部分を形成する。
【0033】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明する。実施例においては、本発明に用いられるのに好
ましいジアザ−クリプタンドの合成例と特性をいくつか
示す。その他の化合物については、当業者はこれと類似
した方法で合成することができる。
明する。実施例においては、本発明に用いられるのに好
ましいジアザ−クリプタンドの合成例と特性をいくつか
示す。その他の化合物については、当業者はこれと類似
した方法で合成することができる。
【0034】1. 本発明のジアザ−クリプタンドの合
成.1.1. 本発明のジアザ−クリプタンドのイオノフォ
リック部分の合成 プロセス全般 本発明のジアザ−クリプタンドのイオノフォリック部分
の合成経路の概略を以下に示す。
成.1.1. 本発明のジアザ−クリプタンドのイオノフォ
リック部分の合成 プロセス全般 本発明のジアザ−クリプタンドのイオノフォリック部分
の合成経路の概略を以下に示す。
【0035】2−ニトロフェノールA1をn−ブタノー
ル及び水酸化ナトリウム中で2−クロロエタノールと反
応させ、2’−(2’−ヒドロキシエトキシ)ニトロベ
ンゼンA2を生成した。この化合物をSn/SnCl2
/HClを用いて還元し、2−(2−ヒドロキシエトキ
シ)アニリンA3を得、2−クロロエタノール又は、2
−(2−クロロエトキシ)エタノールを各々用いてトリ
エチルアミンが存在するジメチルホルムアミド中で反応
させ、p=0又はp=1のN−アルキル化アニリン誘導
体A4をそれぞれ合成した。ジメチルホルムアミドと炭
酸カリウム混合液中で4−トルエンスルホンアミドA5
を2−クロロエタノールと共に加熱し、N,N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)−4−トルエンスルホンアミ
ドA6を得た。次に、4−トルエンスルホン酸クロライ
ドと反応させることによって相当するジトシルエステル
A7を得た。
ル及び水酸化ナトリウム中で2−クロロエタノールと反
応させ、2’−(2’−ヒドロキシエトキシ)ニトロベ
ンゼンA2を生成した。この化合物をSn/SnCl2
/HClを用いて還元し、2−(2−ヒドロキシエトキ
シ)アニリンA3を得、2−クロロエタノール又は、2
−(2−クロロエトキシ)エタノールを各々用いてトリ
エチルアミンが存在するジメチルホルムアミド中で反応
させ、p=0又はp=1のN−アルキル化アニリン誘導
体A4をそれぞれ合成した。ジメチルホルムアミドと炭
酸カリウム混合液中で4−トルエンスルホンアミドA5
を2−クロロエタノールと共に加熱し、N,N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)−4−トルエンスルホンアミ
ドA6を得た。次に、4−トルエンスルホン酸クロライ
ドと反応させることによって相当するジトシルエステル
A7を得た。
【0036】次に、ジトシルエステルA7とp=0及び
p=1のそれぞれのN−アルキル化アニリン誘導体とを
t−ブタノール/テトラヒドロフランに塩基としてカリ
ウム−t−ブトキサイドを加えた混合溶液中で反応さ
せ、p=0及びp=1のそれぞれに相当するジアザ−ク
ラウンエーテルトルエンスルホンアミドA8を生成し
た。シリカゲルのカラムクロマトグラフィーによって精
製し、純生成物を得た。次に、テトラヒドロフラン中で
リチウムアルミニウム水酸化物と共に還流し、トシル基
を脱離させ、p=0及びp=1のそれぞれのジアザ−ク
ラウンエーテルA9を得た。3−オキサペンタン−ジカ
ルボン酸ジクロライドA10(o=0)と3,6−ジオ
キサオクタンジカルボン酸ジクロライドA10(o=
1)は、相当するカルボン酸をベンゼン中で蓚酸ジクロ
ライドと反応させることにより得た。o=0、p=0又
はo=0、p=1のそれぞれのクリプタンド−ビス−ア
ミドA11は、p=0又はp=1のそれぞれのジアザ−
クラウンエーテルA9を、各々テトラヒドロフラン中で
3−オキサペンタンジカルボン酸ジクロライドA10
(o=0)と反応させることによって高濃度で得られ
た。o=1、p=0又は、o=1、p=1のそれぞれの
クリプタンド−ビス−アミドA11はp=0及びp=1
のそれぞれのジアザ−クラウンエーテルA9と3,6−
ジアザオクタン−ジカルボン酸ジクロライドA10(o
=1)を用いて類似した方法によって得た。テトラヒド
ロフラン中でボラン−テトラヒドロフラン複合体によっ
てアミド基を還元し、(o=0,p=0)と、(o=
0,p=1)と、(o=1,p=0)と、(o=1,p
=1)のジアザ−クリプタンドA12を各々合成した。
p=1のそれぞれのN−アルキル化アニリン誘導体とを
t−ブタノール/テトラヒドロフランに塩基としてカリ
ウム−t−ブトキサイドを加えた混合溶液中で反応さ
せ、p=0及びp=1のそれぞれに相当するジアザ−ク
ラウンエーテルトルエンスルホンアミドA8を生成し
た。シリカゲルのカラムクロマトグラフィーによって精
製し、純生成物を得た。次に、テトラヒドロフラン中で
リチウムアルミニウム水酸化物と共に還流し、トシル基
を脱離させ、p=0及びp=1のそれぞれのジアザ−ク
ラウンエーテルA9を得た。3−オキサペンタン−ジカ
ルボン酸ジクロライドA10(o=0)と3,6−ジオ
キサオクタンジカルボン酸ジクロライドA10(o=
1)は、相当するカルボン酸をベンゼン中で蓚酸ジクロ
ライドと反応させることにより得た。o=0、p=0又
はo=0、p=1のそれぞれのクリプタンド−ビス−ア
ミドA11は、p=0又はp=1のそれぞれのジアザ−
クラウンエーテルA9を、各々テトラヒドロフラン中で
3−オキサペンタンジカルボン酸ジクロライドA10
(o=0)と反応させることによって高濃度で得られ
た。o=1、p=0又は、o=1、p=1のそれぞれの
クリプタンド−ビス−アミドA11はp=0及びp=1
のそれぞれのジアザ−クラウンエーテルA9と3,6−
ジアザオクタン−ジカルボン酸ジクロライドA10(o
=1)を用いて類似した方法によって得た。テトラヒド
ロフラン中でボラン−テトラヒドロフラン複合体によっ
てアミド基を還元し、(o=0,p=0)と、(o=
0,p=1)と、(o=1,p=0)と、(o=1,p
=1)のジアザ−クリプタンドA12を各々合成した。
【0037】次に、ジメチルホルムアルデヒド中で、リ
ンオキシトリクロライドを用いて直接ホルミル化するこ
とによりアルデヒド基を導入し、相当するジアザ−クリ
プタンドアルデヒドA13、即ち、(o=0, p=0)
と、(o=0,p=1)と、(o=1,p=0)と、
(o=1,p=1)のジアザ−クリプタンド−アルデヒ
ドA13をそれぞれ得た。類似した方法で、o及びpが
独立してそれぞれ2である化合物A13を得ることも可
能である。合成スキームを以下に示す。
ンオキシトリクロライドを用いて直接ホルミル化するこ
とによりアルデヒド基を導入し、相当するジアザ−クリ
プタンドアルデヒドA13、即ち、(o=0, p=0)
と、(o=0,p=1)と、(o=1,p=0)と、
(o=1,p=1)のジアザ−クリプタンド−アルデヒ
ドA13をそれぞれ得た。類似した方法で、o及びpが
独立してそれぞれ2である化合物A13を得ることも可
能である。合成スキームを以下に示す。
【0038】
【化12】
【0039】それぞれの反応工程の説明. 2−(2−ヒドロキシエトキシ)ニトロベンゼンA2:
10グラム(71.88ミリモル)の2−ニトロフェノ
ールA1及び3.59グラム(89.86ミリモル)の
水酸化ナトリウムを55mlのn−ブタノールと5mlの水
の混合液の中で70℃で溶解し、6.26ml(7.52
グラム、93.44ミリモル)の2−クロロエタノール
を一滴ずつゆっくりと加えた。続いて、これを100℃
で3日間強く攪拌した。冷却後、反応混合物を濾過し、
沈殿物をクロロホルムで洗浄して、濾過液を濃縮した。
この残留物をクロロホルムに溶解し、10%の水酸化ナ
トリウム水溶液で3回洗浄した。続いて、有機相を硫酸
ソーダで乾燥し、減圧下で濃縮し、10.8グラムの鮮
やかな黄色の結晶を得た。収率は82%であった。1 HNMR(CDCl3 ),δ(ppm):3.97
(m,3H),4.22(t,2H),6.98−7.
13(m,2H),7.52(m,1H),7.83
(m,1H).
10グラム(71.88ミリモル)の2−ニトロフェノ
ールA1及び3.59グラム(89.86ミリモル)の
水酸化ナトリウムを55mlのn−ブタノールと5mlの水
の混合液の中で70℃で溶解し、6.26ml(7.52
グラム、93.44ミリモル)の2−クロロエタノール
を一滴ずつゆっくりと加えた。続いて、これを100℃
で3日間強く攪拌した。冷却後、反応混合物を濾過し、
沈殿物をクロロホルムで洗浄して、濾過液を濃縮した。
この残留物をクロロホルムに溶解し、10%の水酸化ナ
トリウム水溶液で3回洗浄した。続いて、有機相を硫酸
ソーダで乾燥し、減圧下で濃縮し、10.8グラムの鮮
やかな黄色の結晶を得た。収率は82%であった。1 HNMR(CDCl3 ),δ(ppm):3.97
(m,3H),4.22(t,2H),6.98−7.
13(m,2H),7.52(m,1H),7.83
(m,1H).
【0040】2−(2−ヒドロキシエトキシ)アニリン
A3:8.9グラム(48.59ミリモル)の2−(2
−ヒドロキシエトキシ)ニトロベンゼンA2、16.4
4グラム(72.88ミリモル)のSnCl2 .2H 2
O、及び17.3グラム(145.77ミリモル)のス
ズを30.84mlのHCl水溶液(30%)と25mlの
水の中で8時間90℃で攪拌した。冷却後、溶液を5N
の水酸化ナトリウム水溶液で処理し、90℃で3時間攪
拌した。その後、冷却すると溶液中には粗生成物が結晶
化したので、溶液をデカントし、吸引によって上澄みを
除去した。この粗生成物をメタノールに溶解し、加熱
し、その懸濁液を濾過した。続いて、その濾過液を減圧
下で濃縮し、6グラムの薄茶色の結晶を得た。収率は8
0%であった。1 HNMR(CDCl3 ),δ(ppm):3.62
(m,3H),3.97(t,2H),6.52−6.
75(m,4H).
A3:8.9グラム(48.59ミリモル)の2−(2
−ヒドロキシエトキシ)ニトロベンゼンA2、16.4
4グラム(72.88ミリモル)のSnCl2 .2H 2
O、及び17.3グラム(145.77ミリモル)のス
ズを30.84mlのHCl水溶液(30%)と25mlの
水の中で8時間90℃で攪拌した。冷却後、溶液を5N
の水酸化ナトリウム水溶液で処理し、90℃で3時間攪
拌した。その後、冷却すると溶液中には粗生成物が結晶
化したので、溶液をデカントし、吸引によって上澄みを
除去した。この粗生成物をメタノールに溶解し、加熱
し、その懸濁液を濾過した。続いて、その濾過液を減圧
下で濃縮し、6グラムの薄茶色の結晶を得た。収率は8
0%であった。1 HNMR(CDCl3 ),δ(ppm):3.62
(m,3H),3.97(t,2H),6.52−6.
75(m,4H).
【0041】N−[ 2−(2−ヒドロキシエトキシ)エ
チル] −2−(2−ヒドロキシエトキシ)アニリンA4
(p=1):6グラム(39.17ミリモル)の2−
(2−ヒドロキシエトキシ)アニリンA3、5ml(5.
85グラム、47ミリモル)の2−(2−クロロエトキ
シ)エタノール、及び8.19ml(5.95グラム、5
8.75ミリモル)のトリエチルアミンを20mlのジメ
チルホルムアミドに溶解し、90℃で4日間攪拌した。
冷却後、溶液を濾過し、沈殿物をジクロロメタンで洗浄
し、濾過液を減圧下で濃縮した。残留物をクロロホルム
に溶解し、少量の水で2回洗浄した。続いて、クロロホ
ルム溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。その粘
性のある粗生成物を、移動相としてトルエン/アセトン
(1:2の割合)を用いてシリカゲル60のカラムカラ
ムクロマトグラフィーにより精製し、5グラムの茶色の
粘性のあるオイルを得た。収率は53%であった。1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):3.26
(m,2H),3.52(m,2H),3.67(m,
4H),3.83(m,2H),4.00(m,2
H),4.56(br s,2H),6.55−6.9
5(m,4H).
チル] −2−(2−ヒドロキシエトキシ)アニリンA4
(p=1):6グラム(39.17ミリモル)の2−
(2−ヒドロキシエトキシ)アニリンA3、5ml(5.
85グラム、47ミリモル)の2−(2−クロロエトキ
シ)エタノール、及び8.19ml(5.95グラム、5
8.75ミリモル)のトリエチルアミンを20mlのジメ
チルホルムアミドに溶解し、90℃で4日間攪拌した。
冷却後、溶液を濾過し、沈殿物をジクロロメタンで洗浄
し、濾過液を減圧下で濃縮した。残留物をクロロホルム
に溶解し、少量の水で2回洗浄した。続いて、クロロホ
ルム溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。その粘
性のある粗生成物を、移動相としてトルエン/アセトン
(1:2の割合)を用いてシリカゲル60のカラムカラ
ムクロマトグラフィーにより精製し、5グラムの茶色の
粘性のあるオイルを得た。収率は53%であった。1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):3.26
(m,2H),3.52(m,2H),3.67(m,
4H),3.83(m,2H),4.00(m,2
H),4.56(br s,2H),6.55−6.9
5(m,4H).
【0042】N,N−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)
−4−トルエンスルホンアミドA6:6.84グラム
(40ミリモル)の4−トルエンスルホンアミドA5、
7ml(8.37グラム、104ミリモル)の2−クロロ
エタノール、及び27.64グラム(200ミリモル)
の炭酸カリウムを100mlのジメチルホルムアミドに懸
濁し、110℃で3日間攪拌した。その後、冷却して、
反応混合液を濾過し、沈殿物をクロロホルムで洗浄し
た。続いて、濾過液を濃縮し、油状の残留物をクロロホ
ルムに溶解し、最後に10%の水酸化ナトリウム溶液で
洗浄した。有機溶液相を濃縮すると、8.4グラムの純
生成物が薄い黄色の結晶として得られた。収率は81%
であった。1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):2.39
(s,3H),3.21(t,4H),3.82(t,
4H),4.50(br s,2H),7.29(d,
2H),7.65(d,2H).
−4−トルエンスルホンアミドA6:6.84グラム
(40ミリモル)の4−トルエンスルホンアミドA5、
7ml(8.37グラム、104ミリモル)の2−クロロ
エタノール、及び27.64グラム(200ミリモル)
の炭酸カリウムを100mlのジメチルホルムアミドに懸
濁し、110℃で3日間攪拌した。その後、冷却して、
反応混合液を濾過し、沈殿物をクロロホルムで洗浄し
た。続いて、濾過液を濃縮し、油状の残留物をクロロホ
ルムに溶解し、最後に10%の水酸化ナトリウム溶液で
洗浄した。有機溶液相を濃縮すると、8.4グラムの純
生成物が薄い黄色の結晶として得られた。収率は81%
であった。1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):2.39
(s,3H),3.21(t,4H),3.82(t,
4H),4.50(br s,2H),7.29(d,
2H),7.65(d,2H).
【0043】N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−
4トルエンスルホンアミド−ビス−トルエンスルホン酸
エステルA7:4.54グラム(17.5ミリモル)の
N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−トルエン
スルホンアミドA6を20mlのアセトン中に溶解し、−
5℃まで冷却した。続いて、8グラム(42ミリモル)
の4−トルエンスルホン酸クロライドを加え、10分間
攪拌した。25%の水酸化ナトリウム水溶液を−2℃で
一滴ずつゆっくり加え、0℃で8時間引き続き攪拌し、
反応混合液を一晩冷蔵庫に放置した。その後、混合液
を、氷水に注ぐと粘性オイルとして生成物が沈殿した。
水相を注意深くデカントし、その生成物をクロロホルム
に溶解し、水で洗浄した。溶媒を濃縮すると、薄い黄色
の粘性オイルが低温で徐々に唱化し、9.2グラムの純
生成物が得られた。収率は92%であった。1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):2.41
(s,3H),2.46(s,3H),3.36(t,
4H),4.10(t,4H),4.50(brs,2
H),7.29(d,2H),7.34(d,4H),
7.62(d,2H),7.76(d,4H).
4トルエンスルホンアミド−ビス−トルエンスルホン酸
エステルA7:4.54グラム(17.5ミリモル)の
N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−トルエン
スルホンアミドA6を20mlのアセトン中に溶解し、−
5℃まで冷却した。続いて、8グラム(42ミリモル)
の4−トルエンスルホン酸クロライドを加え、10分間
攪拌した。25%の水酸化ナトリウム水溶液を−2℃で
一滴ずつゆっくり加え、0℃で8時間引き続き攪拌し、
反応混合液を一晩冷蔵庫に放置した。その後、混合液
を、氷水に注ぐと粘性オイルとして生成物が沈殿した。
水相を注意深くデカントし、その生成物をクロロホルム
に溶解し、水で洗浄した。溶媒を濃縮すると、薄い黄色
の粘性オイルが低温で徐々に唱化し、9.2グラムの純
生成物が得られた。収率は92%であった。1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):2.41
(s,3H),2.46(s,3H),3.36(t,
4H),4.10(t,4H),4.50(brs,2
H),7.29(d,2H),7.34(d,4H),
7.62(d,2H),7.76(d,4H).
【0044】ジアザ−クラウンエーテルトルエンスルホ
ンアミドA8(p=1):5グラム(20.72ミリモ
ル)のアニリン誘導体A4(p=1)及び6.05グラ
ム(53.88ミリモル)のカリウム−t−ブトキサイ
ドを窒素雰囲気下で280mlのt−ブタノールに溶解
し、60℃で2時間攪拌した。続いて、140mlの乾燥
したテトラヒドロフランに11.76グラム(20.7
2ミリモル)のトルエンスルホン酸エステルA7を40
℃で2時間にわたり一滴ずつ加えた。続いて、この反応
混合液を60℃で48時間攪拌した。冷却後、溶液を濾
過し、沈殿物をジクロロメタンで洗浄し、濾過液を減圧
下で濃縮した。残留物をクロロホルムに溶解し、水で2
回洗浄した。最後に、有機溶液相を濃縮すると黒い粘性
のある残留物が生成した。トルエン/アセトン(10:
9)を移動相として使用し、シリカゲルのカラムクロマ
トグラフィーにより、生成物を得た。得られた生成物は
1グラムで、黄色い粘性のあるオイルであった。収率は
10%であった。 1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):2.40
(s,3H),3.20−4.50(m,20H),
6.55−6.96(m,4H),7.27(d,2
H),7.67(d,2H).
ンアミドA8(p=1):5グラム(20.72ミリモ
ル)のアニリン誘導体A4(p=1)及び6.05グラ
ム(53.88ミリモル)のカリウム−t−ブトキサイ
ドを窒素雰囲気下で280mlのt−ブタノールに溶解
し、60℃で2時間攪拌した。続いて、140mlの乾燥
したテトラヒドロフランに11.76グラム(20.7
2ミリモル)のトルエンスルホン酸エステルA7を40
℃で2時間にわたり一滴ずつ加えた。続いて、この反応
混合液を60℃で48時間攪拌した。冷却後、溶液を濾
過し、沈殿物をジクロロメタンで洗浄し、濾過液を減圧
下で濃縮した。残留物をクロロホルムに溶解し、水で2
回洗浄した。最後に、有機溶液相を濃縮すると黒い粘性
のある残留物が生成した。トルエン/アセトン(10:
9)を移動相として使用し、シリカゲルのカラムクロマ
トグラフィーにより、生成物を得た。得られた生成物は
1グラムで、黄色い粘性のあるオイルであった。収率は
10%であった。 1 HNMR(CDCL3 ),δ(ppm):2.40
(s,3H),3.20−4.50(m,20H),
6.55−6.96(m,4H),7.27(d,2
H),7.67(d,2H).
【0045】ジアザ−クラウンエーテルA9(p=
1):0.41グラム(10.8ミリモル)のリチウム
アルミニウムハイドライドを窒素雰囲気下において10
mlの乾燥したテトラヒドロフラン中に懸濁し、0.5グ
ラム(1.08ミリモル)のジアザークラウンエーテル
トルエンスルホンアミドA8(p=1)の10mlテトラ
ヒドロフラン溶液を一滴ずつゆっくり加えた。反応混合
液を還流しながら3日間攪拌した。冷却後、余分のリチ
ウムアルミニウムハイドライドを2:1(v/v:体積
比)の割合のテトラヒドロフラン/水を用いて分解し、
濾過し、沈殿物をジクロロメタンによって洗浄した。残
留物を、ジクロロメタンに溶解し、濾過し、減圧下で溶
媒を除去したところ、0.25グラムの薄茶色のオイル
を得た。収率は75%であった。
1):0.41グラム(10.8ミリモル)のリチウム
アルミニウムハイドライドを窒素雰囲気下において10
mlの乾燥したテトラヒドロフラン中に懸濁し、0.5グ
ラム(1.08ミリモル)のジアザークラウンエーテル
トルエンスルホンアミドA8(p=1)の10mlテトラ
ヒドロフラン溶液を一滴ずつゆっくり加えた。反応混合
液を還流しながら3日間攪拌した。冷却後、余分のリチ
ウムアルミニウムハイドライドを2:1(v/v:体積
比)の割合のテトラヒドロフラン/水を用いて分解し、
濾過し、沈殿物をジクロロメタンによって洗浄した。残
留物を、ジクロロメタンに溶解し、濾過し、減圧下で溶
媒を除去したところ、0.25グラムの薄茶色のオイル
を得た。収率は75%であった。
【0046】クリプタンド−ビス−アミドA11(o=
1、p=1):この反応は、R. Crossley, Z. Goolamal
i, P. G. Sammes, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 19
94, 1615-1622.に従って行った。ジカルボン酸ジクロラ
イドA10(o=0)は、B. Dietrich, J. M. Lehn,
J. P. Sauvage, J. Blanzat, Tetrahedron 1973, 29, 1
629-1645 の方法によって得た。0.13グラム(1.
67ミリモル)のピリジンの240mlの乾燥したテトラ
ヒドロフラン溶液を調製し、0℃に冷却した。続いて、
0.25グラム(0.805ミリモル)のジアザ−クラ
ウンエーテルA9(p=1)を含有する40mlの乾燥
したテトラヒドロフラン及び0.17グラム(0.60
5ミリモル)の3,6−ジオキサオクタンジカルボン酸
ジクロライドA10(o=1)を含有する40mlの乾燥
したテトラヒドロフランを4時間にわたって同時に一滴
ずつ加えた。続いて、反応混合液を更に0℃で40時間
攪拌し、混合液を濾過して、テトラヒドロフランを除去
した。油状で茶色の残留物をクロロホルムに溶解し、稀
釈したHClで洗浄し、その後、水で洗浄した。クロロ
ホルム溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮し、油状の
薄茶色の残留物を得た。収量は0.12グラム(33
%)であった。
1、p=1):この反応は、R. Crossley, Z. Goolamal
i, P. G. Sammes, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 19
94, 1615-1622.に従って行った。ジカルボン酸ジクロラ
イドA10(o=0)は、B. Dietrich, J. M. Lehn,
J. P. Sauvage, J. Blanzat, Tetrahedron 1973, 29, 1
629-1645 の方法によって得た。0.13グラム(1.
67ミリモル)のピリジンの240mlの乾燥したテトラ
ヒドロフラン溶液を調製し、0℃に冷却した。続いて、
0.25グラム(0.805ミリモル)のジアザ−クラ
ウンエーテルA9(p=1)を含有する40mlの乾燥
したテトラヒドロフラン及び0.17グラム(0.60
5ミリモル)の3,6−ジオキサオクタンジカルボン酸
ジクロライドA10(o=1)を含有する40mlの乾燥
したテトラヒドロフランを4時間にわたって同時に一滴
ずつ加えた。続いて、反応混合液を更に0℃で40時間
攪拌し、混合液を濾過して、テトラヒドロフランを除去
した。油状で茶色の残留物をクロロホルムに溶解し、稀
釈したHClで洗浄し、その後、水で洗浄した。クロロ
ホルム溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮し、油状の
薄茶色の残留物を得た。収量は0.12グラム(33
%)であった。
【0047】ジアザークリプタンドA12(o=1、p
=1):0.12グラム(0.27ミリモル)のクリプ
タンド−ビス−アミドA11(o=1、p=1)を三つ
口フラスコに入れた。三つ口フラスコの 1つの口から窒
素を供給し、1つの口にはセプタム(septum)を取り付
け、その他の口にはカルシウム管を有する還流冷却器を
取り付けた。2.5mlの乾燥したテトラヒドロフランを
セプタムを通してシリンジによって加え、懸濁液を氷浴
で冷却した。続いて、2.2ml(2.2ミリモル)の1
mボラン−THF−複合体の溶液をセプタムを通して慎
重に加えた。10分後、氷浴を除去し、反応混合液を室
温で30分間攪拌し、続いて還流しながら2時間攪拌し
た。冷却後、混合液を1mlの水及び10mlの6NのHC
lと注意深く混合し、室温で1時間攪拌した。溶媒を減
圧下で除去し、その結果得られた白い懸濁液は、水酸化
リチウム水溶液によってpH10に調製された。水相を
クロロホルムで抽出し、その後、減圧下で溶液を濃縮
し、薄茶色のオイルを得た。収量は0.1グラム(88
%)であった。
=1):0.12グラム(0.27ミリモル)のクリプ
タンド−ビス−アミドA11(o=1、p=1)を三つ
口フラスコに入れた。三つ口フラスコの 1つの口から窒
素を供給し、1つの口にはセプタム(septum)を取り付
け、その他の口にはカルシウム管を有する還流冷却器を
取り付けた。2.5mlの乾燥したテトラヒドロフランを
セプタムを通してシリンジによって加え、懸濁液を氷浴
で冷却した。続いて、2.2ml(2.2ミリモル)の1
mボラン−THF−複合体の溶液をセプタムを通して慎
重に加えた。10分後、氷浴を除去し、反応混合液を室
温で30分間攪拌し、続いて還流しながら2時間攪拌し
た。冷却後、混合液を1mlの水及び10mlの6NのHC
lと注意深く混合し、室温で1時間攪拌した。溶媒を減
圧下で除去し、その結果得られた白い懸濁液は、水酸化
リチウム水溶液によってpH10に調製された。水相を
クロロホルムで抽出し、その後、減圧下で溶液を濃縮
し、薄茶色のオイルを得た。収量は0.1グラム(88
%)であった。
【0048】ジアザ−クリプタンド−アルデヒドA13
(o=1、p=1):0.5グラム(1.18ミリモ
ル)のジアザ−クリプタンドA12(o=1、p=1)
の1.5mlジメチルホルムアミド溶液を調製し、−10
℃まで冷却した。0.22ml(0.36グラム、2.3
5ミリモル)のリンオキシトリクロライドを温度が0℃
を超えないように注意して一滴ずつ加えた。反応混合液
を−5℃で15分間、続いて室温で一晩、そして最後に
60℃で1時間攪拌した。冷却後、混合液を水と混合
し、高濃度の水酸化リチウム水溶液でpH9に調製し、
30分間攪拌した。一回につき30mlずつのクロロホル
ムを使用して溶液を3回抽出し、減圧下で有機相を濃縮
し、0.32グラムの黄色のオイルを得た。収率は60
%であった。
(o=1、p=1):0.5グラム(1.18ミリモ
ル)のジアザ−クリプタンドA12(o=1、p=1)
の1.5mlジメチルホルムアミド溶液を調製し、−10
℃まで冷却した。0.22ml(0.36グラム、2.3
5ミリモル)のリンオキシトリクロライドを温度が0℃
を超えないように注意して一滴ずつ加えた。反応混合液
を−5℃で15分間、続いて室温で一晩、そして最後に
60℃で1時間攪拌した。冷却後、混合液を水と混合
し、高濃度の水酸化リチウム水溶液でpH9に調製し、
30分間攪拌した。一回につき30mlずつのクロロホル
ムを使用して溶液を3回抽出し、減圧下で有機相を濃縮
し、0.32グラムの黄色のオイルを得た。収率は60
%であった。
【0049】1.2 本発明のジアザ−クリプタンドの
合成.本発明のジアザ−クリプタンドの合成方法を、二
種のルミノフォリック部分(アミノナフタルイミド及び
キサンテノン)を有するものについて以下に例示した。
それぞれの合成スキームにおいて”Y”はイオノフォリ
ック部分を示す。
合成.本発明のジアザ−クリプタンドの合成方法を、二
種のルミノフォリック部分(アミノナフタルイミド及び
キサンテノン)を有するものについて以下に例示した。
それぞれの合成スキームにおいて”Y”はイオノフォリ
ック部分を示す。
【0050】ルミノフォリック部分がアミノナフタルイ
ミド基である場合の合成プロセス ルミノフォリック部分及びイオノフォリック部分間にス
ペーサーとして一つのCH2 基を有する本発明の化合物
を合成するために、まず最初に、化合物C1(即ち、前
記合成スキームにおいては、化合物A13であって、”
Y”はA12を示す。)を、オキシムC2に変化させ、
次に酢酸中でZnによって還元し、アミンC3を得た。
以下に概略的に示すように、C6とC7をK2 CO3 の
存在下で、ジメチルホルムアミド中で反応させることに
よってアミノナフタルイミドC8を得、これとアミンC
3を結合させ、本発明の化合物C9を合成した。
ミド基である場合の合成プロセス ルミノフォリック部分及びイオノフォリック部分間にス
ペーサーとして一つのCH2 基を有する本発明の化合物
を合成するために、まず最初に、化合物C1(即ち、前
記合成スキームにおいては、化合物A13であって、”
Y”はA12を示す。)を、オキシムC2に変化させ、
次に酢酸中でZnによって還元し、アミンC3を得た。
以下に概略的に示すように、C6とC7をK2 CO3 の
存在下で、ジメチルホルムアミド中で反応させることに
よってアミノナフタルイミドC8を得、これとアミンC
3を結合させ、本発明の化合物C9を合成した。
【0051】ルミノフォリック部分及びイオノフォリッ
ク部分間にスペーサーとして二つのCH2 基を有する化
合物を合成するために、まず最初に、化合物C1を酢酸
アンモニウムの存在下で非常に多量のニトロメタンと反
応させて化合物C4を得、更に化合物C4を、LiAl
H4 によってTHF中で還元し、アミンC5を得た。ア
ミンC5とアミノナフタルイミドC8とを結合させ、化
合物C10を合成した。この反応の概略についても以下
に示した。
ク部分間にスペーサーとして二つのCH2 基を有する化
合物を合成するために、まず最初に、化合物C1を酢酸
アンモニウムの存在下で非常に多量のニトロメタンと反
応させて化合物C4を得、更に化合物C4を、LiAl
H4 によってTHF中で還元し、アミンC5を得た。ア
ミンC5とアミノナフタルイミドC8とを結合させ、化
合物C10を合成した。この反応の概略についても以下
に示した。
【0052】
【化13】
【0053】各々の反応工程の説明.4−クロロ−N−(4−カルボキシフェニルメチル)−
1,8−ナフタルイミドC8: 46.4グラム(200
ミリモル)の4−クロロ−1,8−ナフタル酸無水物C
7、30.2グラム(200ミリモル)4−アミノメチ
ル安息香酸C6、及び13.8グラム(100ミリモ
ル)K2 CO3 を2リットルのジメチルホルムアミド中
で懸濁し、室温で16時間、60℃で6時間攪拌した。
続いて、混合液を4リットルの水に注ぎ、6NのHCl
でpH4に調製した。その結果生成された沈殿物を濾過
し、60℃で18分間乾燥し、36グラムのオフホワイ
トの粉末を得た。収率は51%であった。
1,8−ナフタルイミドC8: 46.4グラム(200
ミリモル)の4−クロロ−1,8−ナフタル酸無水物C
7、30.2グラム(200ミリモル)4−アミノメチ
ル安息香酸C6、及び13.8グラム(100ミリモ
ル)K2 CO3 を2リットルのジメチルホルムアミド中
で懸濁し、室温で16時間、60℃で6時間攪拌した。
続いて、混合液を4リットルの水に注ぎ、6NのHCl
でpH4に調製した。その結果生成された沈殿物を濾過
し、60℃で18分間乾燥し、36グラムのオフホワイ
トの粉末を得た。収率は51%であった。
【0054】ジアザ−クリプタンドアルドキシムC2
(o=1、p=1):1グラム(2.21ミリモル)の
ジアザ−クリプタンドアルデヒドA13(o=1、p=
1)を10mlのエタノールと7mlの水の中で懸濁した。
続いてこれに0.31グラム(4.42ミリモル)のヒ
イドロキシルアミン塩酸及び0.26グラム(2.43
ミリモル)のNa2 CO3 を加え、反応混合液を5時間
60℃に温めた。冷却後、溶液を氷水と混合させ、オイ
ルとなって沈殿したオキシムをクロロホルムに溶解し、
水で洗浄した。有機溶液を乾燥し、濃縮した結果、薄茶
色のオイル状の0.83グラムのオキシムを得た。収率
は80%であった。
(o=1、p=1):1グラム(2.21ミリモル)の
ジアザ−クリプタンドアルデヒドA13(o=1、p=
1)を10mlのエタノールと7mlの水の中で懸濁した。
続いてこれに0.31グラム(4.42ミリモル)のヒ
イドロキシルアミン塩酸及び0.26グラム(2.43
ミリモル)のNa2 CO3 を加え、反応混合液を5時間
60℃に温めた。冷却後、溶液を氷水と混合させ、オイ
ルとなって沈殿したオキシムをクロロホルムに溶解し、
水で洗浄した。有機溶液を乾燥し、濃縮した結果、薄茶
色のオイル状の0.83グラムのオキシムを得た。収率
は80%であった。
【0055】ジアザ−クリプタンドアミンC3(o=
1、p=1):0.83グラム(1.77ミリモル)の
ジアザ−クリプタンドアルドキシムC2(o=1、p=
1)の12ml酢酸溶液を調製し、1.62グラム(2
4.75ミリモル)の亜鉛を加えた。反応混合液を室温
で一晩、続いて65℃で3時間攪拌した。冷却後、混合
液をジクロロメタンと混合し、余分の亜鉛と亜鉛の塩を
除去するために濾過した。沈殿物を、ジクロロメタンで
洗浄した。濾過液を減圧下で濃縮し、続いて黄色の残留
物を水と混合し、水酸化リチウム水溶液でpH9に調製
した。生成物をジクロロメタンによって水溶液から抽出
し、その溶媒を減圧下で除去した結果、0.56グラム
の暗い黄色のオイルを得た。収率は70%であった。
1、p=1):0.83グラム(1.77ミリモル)の
ジアザ−クリプタンドアルドキシムC2(o=1、p=
1)の12ml酢酸溶液を調製し、1.62グラム(2
4.75ミリモル)の亜鉛を加えた。反応混合液を室温
で一晩、続いて65℃で3時間攪拌した。冷却後、混合
液をジクロロメタンと混合し、余分の亜鉛と亜鉛の塩を
除去するために濾過した。沈殿物を、ジクロロメタンで
洗浄した。濾過液を減圧下で濃縮し、続いて黄色の残留
物を水と混合し、水酸化リチウム水溶液でpH9に調製
した。生成物をジクロロメタンによって水溶液から抽出
し、その溶媒を減圧下で除去した結果、0.56グラム
の暗い黄色のオイルを得た。収率は70%であった。
【0056】4−(2−ニトロエテニル)−ジアザ−ク
リプタンドC4(o=1、p=1):1グラム(2.2
1ミリモル)のジアザ−クリプタンドアルデヒドA13
(o=1、p=1)の4.5mlの酢酸溶液を調製し、室
温で10分間攪拌した。続いて、2.63ml(2.97
グラム、48.62ミリモル)のニトロメタンを加え、
60℃で5時間攪拌した。冷却後、混合液を氷水に注ぐ
と暗い赤色の沈殿物が形成された。それらを吸引しなが
ら、水で洗浄した。その後、乾燥器で乾燥して0.6グ
ラムの生成物を得た。収率は55%であった。
リプタンドC4(o=1、p=1):1グラム(2.2
1ミリモル)のジアザ−クリプタンドアルデヒドA13
(o=1、p=1)の4.5mlの酢酸溶液を調製し、室
温で10分間攪拌した。続いて、2.63ml(2.97
グラム、48.62ミリモル)のニトロメタンを加え、
60℃で5時間攪拌した。冷却後、混合液を氷水に注ぐ
と暗い赤色の沈殿物が形成された。それらを吸引しなが
ら、水で洗浄した。その後、乾燥器で乾燥して0.6グ
ラムの生成物を得た。収率は55%であった。
【0057】4−(2−アミノエチル)−ジアザ−クリ
プタンドC5(o=1、p=1):三つ口フラスコ中
で、0.46グラム(12.1ミリモル)のLiAlH
4 を25mlの乾燥テトラヒドロフランに懸濁した。三つ
口フラスコの1つの口から窒素を供給し、1つの口は塩
化カルシウム管を有する冷却器を取り付けた。続いて、
0.6グラム(1.21ミリモル)の4−(2−ニトロ
エテニル)−ジアザ−クリプタンドC4(o=1、p=
1)を含有する6mlの乾燥したテトラヒドロフランを一
滴ずつゆっくりと加えた。続いて、混合液を還流しなが
ら4時間攪拌した。反応混合液を氷浴で冷却し、テトラ
ヒドロフランとNaOH水溶液の混合液を用いて余分の
LiAlH4 を慎重に分解した。混合液を濾過し、沈殿
物をクロロホルムで洗浄し、濾過液を濃縮した。残留物
をクロロホルムに溶解し、水で洗浄し、溶液を濃縮した
結果、0.45グラムの暗い黄色のオイルが得られた。
収率は80%であった。
プタンドC5(o=1、p=1):三つ口フラスコ中
で、0.46グラム(12.1ミリモル)のLiAlH
4 を25mlの乾燥テトラヒドロフランに懸濁した。三つ
口フラスコの1つの口から窒素を供給し、1つの口は塩
化カルシウム管を有する冷却器を取り付けた。続いて、
0.6グラム(1.21ミリモル)の4−(2−ニトロ
エテニル)−ジアザ−クリプタンドC4(o=1、p=
1)を含有する6mlの乾燥したテトラヒドロフランを一
滴ずつゆっくりと加えた。続いて、混合液を還流しなが
ら4時間攪拌した。反応混合液を氷浴で冷却し、テトラ
ヒドロフランとNaOH水溶液の混合液を用いて余分の
LiAlH4 を慎重に分解した。混合液を濾過し、沈殿
物をクロロホルムで洗浄し、濾過液を濃縮した。残留物
をクロロホルムに溶解し、水で洗浄し、溶液を濃縮した
結果、0.45グラムの暗い黄色のオイルが得られた。
収率は80%であった。
【0058】ジアザ−クリプタンドフルオロイオノフォ
アC9(o=1、p=1):0.56グラム(1.23
ミリモル)のジアザ−クリプタンドアミンC3(o=
1、p=1)、0.42グラム(1.23ミリモル)の
4−クロロ−ナフタルイミド誘導体C8、及び0.4グ
ラム(3.09ミリモル)のジイソプロピルエチルアミ
ンを2.5mlのN−メチルピロリジノン中に懸濁した。
反応混合液を窒素雰囲気下において60℃で24時間攪
拌した。冷却後、黄色の溶液を水と混合させると、未反
応の4−クロロ−ナフタルイミド誘導体と共に生成物が
沈殿した。沈殿物を濾過し、水で洗浄し、乾燥器で一晩
乾燥した。混合液を、温めたクロロホルム/メタノール
(3:1)中に溶解し、濾過し、その溶液を濃縮し、そ
の後、移動相としてクロロホルム/メタノール(3:
1)と1%の酢酸を用いてシリカゲルのカラムクロマト
グラフィーにより残留物を精製した。その結果、0.0
65グラムの生成物を得た。収率は7%であった。
アC9(o=1、p=1):0.56グラム(1.23
ミリモル)のジアザ−クリプタンドアミンC3(o=
1、p=1)、0.42グラム(1.23ミリモル)の
4−クロロ−ナフタルイミド誘導体C8、及び0.4グ
ラム(3.09ミリモル)のジイソプロピルエチルアミ
ンを2.5mlのN−メチルピロリジノン中に懸濁した。
反応混合液を窒素雰囲気下において60℃で24時間攪
拌した。冷却後、黄色の溶液を水と混合させると、未反
応の4−クロロ−ナフタルイミド誘導体と共に生成物が
沈殿した。沈殿物を濾過し、水で洗浄し、乾燥器で一晩
乾燥した。混合液を、温めたクロロホルム/メタノール
(3:1)中に溶解し、濾過し、その溶液を濃縮し、そ
の後、移動相としてクロロホルム/メタノール(3:
1)と1%の酢酸を用いてシリカゲルのカラムクロマト
グラフィーにより残留物を精製した。その結果、0.0
65グラムの生成物を得た。収率は7%であった。
【0059】ジアザ−クリプタンドフルオロイオノフォ
アC10(o=1、p=1):0.45グラム(0.9
6ミリモル)の4−(2−アミノエチル)−ジアザ−ク
リプタンドC5(o=1、p=1)、0.33グラム
(0.96ミリモル)の4−クロロ−ナフタルイミド誘
導体C8、及び0.31グラム(2.4ミリモル)のジ
イソプロピルエチルアミンを2.5mlのN−メチルピ
ロリジノン中で懸濁した。反応混合液を窒素雰囲気下で
60℃で24時間攪拌した。冷却後、黄色の溶液を水と
混合すると、未反応の4−クロロ−ナフタルアミド誘導
体と共に生成物が沈殿した。沈殿物を濾過し、水で洗浄
し、乾燥器中で一晩乾燥した。混合液を温かいクロロホ
ルム/メタノール(3:1)に溶解し、濾過し、その溶
液を濃縮し、移動相としてクロロホルム/メタノール
(3:1)と1%の酢酸を用いてシリカゲルのカラムク
ロマトグラフィーにより残留物を精製した。その結果、
0.074グラムの生成物を得た。収率は10%であっ
た。
アC10(o=1、p=1):0.45グラム(0.9
6ミリモル)の4−(2−アミノエチル)−ジアザ−ク
リプタンドC5(o=1、p=1)、0.33グラム
(0.96ミリモル)の4−クロロ−ナフタルイミド誘
導体C8、及び0.31グラム(2.4ミリモル)のジ
イソプロピルエチルアミンを2.5mlのN−メチルピ
ロリジノン中で懸濁した。反応混合液を窒素雰囲気下で
60℃で24時間攪拌した。冷却後、黄色の溶液を水と
混合すると、未反応の4−クロロ−ナフタルアミド誘導
体と共に生成物が沈殿した。沈殿物を濾過し、水で洗浄
し、乾燥器中で一晩乾燥した。混合液を温かいクロロホ
ルム/メタノール(3:1)に溶解し、濾過し、その溶
液を濃縮し、移動相としてクロロホルム/メタノール
(3:1)と1%の酢酸を用いてシリカゲルのカラムク
ロマトグラフィーにより残留物を精製した。その結果、
0.074グラムの生成物を得た。収率は10%であっ
た。
【0060】ルミノフォリック部分がキサンテノン基で
ある場合の合成プロセス 以下に合成プロセスの概略を示す。
ある場合の合成プロセス 以下に合成プロセスの概略を示す。
【0061】
【化14】
【0062】ジアザ−クリプタンド−2,3,7−トリ
ヒドロキシフルロンD3(o=1、p=1):16mlの
50%エタノール中に1.67グラム(6.63ミリモ
ル)の1,2,4−トリアセトキシベンゼンD2を懸濁
し、この液に1.4mlの高濃度硫酸を一滴ずつ加え、1
0分間攪拌した後、1.5グラム(3.31ミリモル)
のジアザ−クリプタンドアルデヒドD1(=A13)を
加えた。続いて、懸濁液を80℃で24時間攪拌した。
混合液を水と混合し、25%の水酸化テトラメチルアン
モニウムによってpH5に調製し、一晩放置した。その
後、反応混合液をデカントし、残留物を水で洗浄し、メ
タノールと混合し、攪拌した。減圧下で溶媒を除去して
0.67グラムの赤い生成物を得た。収率は30%であ
った。
ヒドロキシフルロンD3(o=1、p=1):16mlの
50%エタノール中に1.67グラム(6.63ミリモ
ル)の1,2,4−トリアセトキシベンゼンD2を懸濁
し、この液に1.4mlの高濃度硫酸を一滴ずつ加え、1
0分間攪拌した後、1.5グラム(3.31ミリモル)
のジアザ−クリプタンドアルデヒドD1(=A13)を
加えた。続いて、懸濁液を80℃で24時間攪拌した。
混合液を水と混合し、25%の水酸化テトラメチルアン
モニウムによってpH5に調製し、一晩放置した。その
後、反応混合液をデカントし、残留物を水で洗浄し、メ
タノールと混合し、攪拌した。減圧下で溶媒を除去して
0.67グラムの赤い生成物を得た。収率は30%であ
った。
【0063】ジアザ−クリプタンド−2,3,7−トリ
−t−ブトキシカルボニルメトキシフルオロンD4(o
=1、p=1):0.67グラム(1ミリモル)のジア
ザ−クリプタンド−2,3,7−トリヒドロキシフルオ
ロンD3(o=1、p=1)、0.45グラム(3ミリ
モル)のヨウ化ナトリウム、0.48グラム(4.5ミ
リモル)の炭酸ナトリウム、及び0.88グラム(4.
5ミリモル)のt−ブチルブロモアセテートを5mlのジ
メチルホルムアミド中で懸濁し、110℃で1時間攪拌
した。冷却後、混合液を水で稀釈し、クロロホルムで抽
出した。有機溶液相を水で洗浄し、硫酸ソーダで乾燥
し、濃縮した。シリカゲルのカラムクロマトグラフィー
により、クロロホルム/メタノール(9:1)を用いて
粗生成物を精製した結果、0.55グラムの赤い粘性の
ある生成物を得た。収率は55%であった。
−t−ブトキシカルボニルメトキシフルオロンD4(o
=1、p=1):0.67グラム(1ミリモル)のジア
ザ−クリプタンド−2,3,7−トリヒドロキシフルオ
ロンD3(o=1、p=1)、0.45グラム(3ミリ
モル)のヨウ化ナトリウム、0.48グラム(4.5ミ
リモル)の炭酸ナトリウム、及び0.88グラム(4.
5ミリモル)のt−ブチルブロモアセテートを5mlのジ
メチルホルムアミド中で懸濁し、110℃で1時間攪拌
した。冷却後、混合液を水で稀釈し、クロロホルムで抽
出した。有機溶液相を水で洗浄し、硫酸ソーダで乾燥
し、濃縮した。シリカゲルのカラムクロマトグラフィー
により、クロロホルム/メタノール(9:1)を用いて
粗生成物を精製した結果、0.55グラムの赤い粘性の
ある生成物を得た。収率は55%であった。
【0064】ジアザ−クリプタンド−2,3,7−トリ
−カルボキシメトキシフルオロンD5(o=1、p=
1):0.55グラム(0.54ミリモル)のジアザ−
クリプタンド−2,3,7−トリ−t−ブトキシカルボ
ニルメトキシフルオロンD4(o=1、p=1)の2ml
ジクロロメタン溶液を調製した。0.25mlのトリフル
オロ酢酸を加え、40℃で4時間攪拌した。反応混合液
を減圧下で濃縮し、残留物をメタノールに溶解した。溶
媒を部分的に蒸発させ、できるだけ完全にトリフルオロ
酢酸を除去するためにこの操作を2回繰り返した。その
結果、0.36グラムの赤い粘性のある生成物を得た。
収率は90%であった。
−カルボキシメトキシフルオロンD5(o=1、p=
1):0.55グラム(0.54ミリモル)のジアザ−
クリプタンド−2,3,7−トリ−t−ブトキシカルボ
ニルメトキシフルオロンD4(o=1、p=1)の2ml
ジクロロメタン溶液を調製した。0.25mlのトリフル
オロ酢酸を加え、40℃で4時間攪拌した。反応混合液
を減圧下で濃縮し、残留物をメタノールに溶解した。溶
媒を部分的に蒸発させ、できるだけ完全にトリフルオロ
酢酸を除去するためにこの操作を2回繰り返した。その
結果、0.36グラムの赤い粘性のある生成物を得た。
収率は90%であった。
【0065】2.本発明のジアザ−クリプタンドのルミ
ネセンス特性.図1〜図3に、所定のアルカリイオン濃
度の関数として、セルロースに固定化された本発明の化
合物の溶液中でのルミネセンス特性を示した。表の縦軸
はそれぞれの相対的ルミネセンス強度を示す。
ネセンス特性.図1〜図3に、所定のアルカリイオン濃
度の関数として、セルロースに固定化された本発明の化
合物の溶液中でのルミネセンス特性を示した。表の縦軸
はそれぞれの相対的ルミネセンス強度を示す。
【0066】図1はジアザ−クリプタンドC9のグラフ
である。ここで、セルロース繊維(アミノ修飾)への固
定化は以下のようにして行った。0.03ミリモルのジ
アザ−クリプタンドC9、0.06グラム(0.3ミリ
モル)のN,N−ジシクロヘキシル−1,3−カルボジ
イミド、0.4グラム(0.3ミリモル)N−ヒドロキ
シサクシンイミド、及び5グラムの活性化されたセルロ
ース(SU−A−1,028,677、CA99:17
7723hに記載された方法に基づいて製造されたも
の)を2mlのジメチルホルムアミド中で20時間懸濁し
た。セルロースを濾過し、5mlのジメチルホルムアミド
で5回、5mlの水で1回、5mlの0.2NのHClで2
回、5mlの水で1回、5mlの0.2NのNaOHで2
回、5mlの水で10回、5mlのアセトンで2回、及び5
mlのエーテルで2回洗浄し、室温で16時間乾燥した。
次に、セルロースをふるい分けした(25μm)。
である。ここで、セルロース繊維(アミノ修飾)への固
定化は以下のようにして行った。0.03ミリモルのジ
アザ−クリプタンドC9、0.06グラム(0.3ミリ
モル)のN,N−ジシクロヘキシル−1,3−カルボジ
イミド、0.4グラム(0.3ミリモル)N−ヒドロキ
シサクシンイミド、及び5グラムの活性化されたセルロ
ース(SU−A−1,028,677、CA99:17
7723hに記載された方法に基づいて製造されたも
の)を2mlのジメチルホルムアミド中で20時間懸濁し
た。セルロースを濾過し、5mlのジメチルホルムアミド
で5回、5mlの水で1回、5mlの0.2NのHClで2
回、5mlの水で1回、5mlの0.2NのNaOHで2
回、5mlの水で10回、5mlのアセトンで2回、及び5
mlのエーテルで2回洗浄し、室温で16時間乾燥した。
次に、セルロースをふるい分けした(25μm)。
【0067】センサーディスクは以下の方法で製造し
た。ジアザ−クリプタンドC9が固定化している0.2
5グラムのアミノセルロース繊維(25μmに篩い分け
したもの)を90%のエタノール水溶液中の4.75グ
ラムの10%ハイドロゲルD4(Tyndale Plains-Hunte
r LTD. Ringoes, NJ08551) 中に16時間懸濁した。得
られた均一の分散液をポリエステルホイル(Melinex fo
il, ICI America)上に乾燥密度が10μmとなるように
塗布した。このホイルを3%の活性炭で被覆し、10%
のハイドロゲルを乾燥密度で5μmとし、直径2.5cm
の小さなディスクを切りとった。このディスクを16時
間以上緩衝液中に放置し、活性化した。
た。ジアザ−クリプタンドC9が固定化している0.2
5グラムのアミノセルロース繊維(25μmに篩い分け
したもの)を90%のエタノール水溶液中の4.75グ
ラムの10%ハイドロゲルD4(Tyndale Plains-Hunte
r LTD. Ringoes, NJ08551) 中に16時間懸濁した。得
られた均一の分散液をポリエステルホイル(Melinex fo
il, ICI America)上に乾燥密度が10μmとなるように
塗布した。このホイルを3%の活性炭で被覆し、10%
のハイドロゲルを乾燥密度で5μmとし、直径2.5cm
の小さなディスクを切りとった。このディスクを16時
間以上緩衝液中に放置し、活性化した。
【0068】センサーディスクの切り取り方法及び測定
する方法は、M. J. P. Leiner andP. Hartmann, Sensor
s and actuators B, 11(1993), 281-189(" Theory and
Practice in optical pH sensing ”) に記載されてい
る方法に従った。
する方法は、M. J. P. Leiner andP. Hartmann, Sensor
s and actuators B, 11(1993), 281-189(" Theory and
Practice in optical pH sensing ”) に記載されてい
る方法に従った。
【0069】このようにして得られたセンサーディスク
を用いた測定装置の概略を図4に示す。図4において、
Sはセンサーディスクの一部を意味する。セルロース繊
維に固定化された化合物は、Iで示され、ハイドロゲル
(M層)中に存在している。このM層はイオン透過性で
あり、キャリアTに支持されている。キャリアTは、励
起光及び測定放射光を透過する透明なホイルである。本
発明では、化合物Iはイオン透過性マトリックスに直接
共有結合で結合していてもよいし、物理的に溶解した状
態でマトリックス中に存在させてもよい。測定に際して
は、センサーディスクを光を通さないサーモスタット付
きの通過セル(through-flow cell) に挿入し、異なった
濃度のナトリウムイオンを有するサンプルPに接触させ
た。
を用いた測定装置の概略を図4に示す。図4において、
Sはセンサーディスクの一部を意味する。セルロース繊
維に固定化された化合物は、Iで示され、ハイドロゲル
(M層)中に存在している。このM層はイオン透過性で
あり、キャリアTに支持されている。キャリアTは、励
起光及び測定放射光を透過する透明なホイルである。本
発明では、化合物Iはイオン透過性マトリックスに直接
共有結合で結合していてもよいし、物理的に溶解した状
態でマトリックス中に存在させてもよい。測定に際して
は、センサーディスクを光を通さないサーモスタット付
きの通過セル(through-flow cell) に挿入し、異なった
濃度のナトリウムイオンを有するサンプルPに接触させ
た。
【0070】用いた光学的測定システムは、光源Aとし
て青色のLED、検出器としてのフォトダイオードM、
波長を選択するための光学的フィルターA及びF、及び
励起光をポリマーMまで伝導するため及び放射光を電子
信号処理用素子 (表示せず)のような光検知器Mまで伝
導するための繊維光学配置から構成されている。励起光
の端において、干渉フィルター(480nmにおいて最
大透過度を示す)を利用し、照射光端において520n
mの遮断フィルターを利用した。
て青色のLED、検出器としてのフォトダイオードM、
波長を選択するための光学的フィルターA及びF、及び
励起光をポリマーMまで伝導するため及び放射光を電子
信号処理用素子 (表示せず)のような光検知器Mまで伝
導するための繊維光学配置から構成されている。励起光
の端において、干渉フィルター(480nmにおいて最
大透過度を示す)を利用し、照射光端において520n
mの遮断フィルターを利用した。
【0071】図1に、145ミリモル/リットルのナト
リウムイオンが存在する状態で、種々のカリウムイオン
濃度(0.2、0.6、1、3、5、7、9、20、5
0、及び100ミリモル/リットル;横座標;対数目
盛)に対する関数として、相対的ルミネセンス強度を示
した。測定媒体は、30ミリモル/リットルのトリス/
HCl緩衝液(CO2 フリー;pH:7.4;37℃)
であった。
リウムイオンが存在する状態で、種々のカリウムイオン
濃度(0.2、0.6、1、3、5、7、9、20、5
0、及び100ミリモル/リットル;横座標;対数目
盛)に対する関数として、相対的ルミネセンス強度を示
した。測定媒体は、30ミリモル/リットルのトリス/
HCl緩衝液(CO2 フリー;pH:7.4;37℃)
であった。
【0072】ジアザ−クリプタンドC9の代わりにジア
ザ−クリプタンドC10を用いた場合を図2に示した。
ルミネセンス強度は、145ミリモル/リットルのナト
リウムイオンが存在する状態で、種々のカリウムイオン
濃度(0.2、0.6、1、3、5、7、9、20、5
0、及び100ミリモル/リットル;横座標;対数目
盛)に応じて測定した。
ザ−クリプタンドC10を用いた場合を図2に示した。
ルミネセンス強度は、145ミリモル/リットルのナト
リウムイオンが存在する状態で、種々のカリウムイオン
濃度(0.2、0.6、1、3、5、7、9、20、5
0、及び100ミリモル/リットル;横座標;対数目
盛)に応じて測定した。
【0073】ジアザ−クリプタンドC9の代わりにジア
ザ−クリプタンドD5を用いた場合を図3に示した。ル
ミネセンス強度は、145ミリモル/リットルのナトリ
ウムイオンが存在する状態で、種々のカリウムイオン濃
度(0.1、0.5、1、3、5、10、及び50ミリ
モル/リットル;横座標;対数目盛)に応じて測定し
た。
ザ−クリプタンドD5を用いた場合を図3に示した。ル
ミネセンス強度は、145ミリモル/リットルのナトリ
ウムイオンが存在する状態で、種々のカリウムイオン濃
度(0.1、0.5、1、3、5、10、及び50ミリ
モル/リットル;横座標;対数目盛)に応じて測定し
た。
【図1】本発明のジアザ−クリプタンドを用いたセンサ
ーディスクのルミネセンス特性とアルカリイオン濃度の
相関を示すグラフの一例である。
ーディスクのルミネセンス特性とアルカリイオン濃度の
相関を示すグラフの一例である。
【図2】本発明のジアザ−クリプタンドを用いたセンサ
ーディスクのルミネセンス特性とアルカリイオン濃度の
相関を示すグラフの一例である。
ーディスクのルミネセンス特性とアルカリイオン濃度の
相関を示すグラフの一例である。
【図3】本発明のジアザ−クリプタンドを用いたセンサ
ーディスクのルミネセンス特性とアルカリイオン濃度の
相関を示すグラフの一例である。
ーディスクのルミネセンス特性とアルカリイオン濃度の
相関を示すグラフの一例である。
【図4】本発明のジアザ−クリプタンドを利用したセン
サーディスクの構成の一例である。
サーディスクの構成の一例である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598051749 Stettemerstrasse 28 CH−8207 Schaffhausen Switzerland (72)発明者 フアルイ ヒー アメリカ合衆国 30202 ジョージア州 アルファレッタ プレストン オークス ドライブ 290 (72)発明者 アンドレイ ボイラーゲーケル オーストリア国 アー−8010 グラツ フ ェリックス ダーン−プラーツ
Claims (7)
- 【請求項1】 サンプル中のアルカリイオンをルミノフ
ォリック部分及びイオノフォリック部分を有する化合物
と接触させ、前記イオノフォリック部分がサンプル中に
存在するアルカリイオンと反応し、そのことによって前
記ルミノフォリック部分のルミネセンス特性が変化し、
その後、前記ルミネセンスを測定し、テスト読み取りを
利用して前記アルカリイオンを定量する、アルカリイオ
ンの定量方法であって、利用されている前記化合物が下
記一般式Iのジアザ−クリプタンドであることを特徴と
する、アルカリイオンの定量方法。 【化1】 (式I中、Xはルミノフォリック部分であって、mは
0、1、或いは2であり、oとpは独立してそれぞれ
0、1或いは2を意味する。) - 【請求項2】 リチウムイオンの定量に、o及びpがそ
れぞれ0である前記一般式Iのジアザ−クリプタンドを
使用することを特徴とする請求項1のアルカリイオンの
定量方法。 - 【請求項3】 ナトリウムイオンの定量に、oが0でp
が1である前記一般式Iのジアザ−クリプタンドを使用
することを特徴とする請求項1のアルカリイオンの定量
方法。 - 【請求項4】 カリウムイオンの定量に、o及びpがそ
れぞれ1である前記一般式Iのジアザ−クリプタンドを
使用することを特徴とする請求項1のアルカリイオンの
定量方法。 - 【請求項5】 前記一般式Iの前記ルミノフォリック部
分Xが、下記一般式IIのアミノ−ナフタルイミド基、又
は、下記一般式III のキサンテノン基であることを特徴
とする請求項1から請求項4までのいずれか1項のアル
カリイオンの定量方法。 【化2】 (一般式II中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6 のうちの
一つは−NH−基であり、この基を介してXは前記一般
式Iの化合物の−(CH2 )m −基と結合し、残りの置
換基とR7 はそれぞれ独立して水素、親油性基或いは親
水性基或いはポリマーと結合する反応性基である。) 【化3】 (一般式III 中、R8、R9、R10、R11、 R12、 R13、R
14、 及びR15のうちの一つが、化学結合であり、これを
介してXは前記一般式Iの化合物のイオノフォリック部
分に直接結合し(m=0)、残りの置換基は、−OH、
−OR16(R16は親水性基或いは親油性基である)、−
O−R17−G(R17は親水性基或いは親油性基であり、
Gはポリマーと結合するための反応性基である)、或い
は、−(CH2 )n −COOH(nは0から17であ
る)である。) - 【請求項6】 下記一般式Iのジアザ−クリプタンド。 【化4】 (式I中、Xはルミノフォリック部分であり、特にX
は、下記一般式IIのアミノ−ナフタルイミド基、もしく
は下記一般式III のキサンテノン基を意味する。また、
mは0、1或いは2で、o及びpはそれぞれ独立して、
0、1或いは2を意味する。) 【化5】 (一般式II中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6 のうちの
一つは−NH−基であり、この基を介してXは前記一般
式Iの化合物の−(CH2 )m −基と結合し、残りの置
換基とR7 はそれぞれ独立して水素、親油性基或いは親
水性基或いはポリマーと結合する反応性基である。) 【化6】 (一般式III 中、R8、R9、R10、R11、 R12、 R13、R
14、 及びR15のうちの一つが、化学結合であり、これを
介してXは前記一般式Iの化合物のイオノフォリック部
分に直接結合し(m=0)、残りの置換基は、−OH、
−OR16(R16は親水性基或いは親油性基である)、−
O−R17−G(R17は親水性基或いは親油性基であり、
Gはポリマーと結合するための反応性基である)、或い
は、−(CH2 )n −COOH(nは0から17であ
る)である。) - 【請求項7】 下記一般式IVのジアザ−クリプタンド。 【化7】 (一般式IV中、o及びpはそれぞれ独立して0、1或い
は2を意味する。)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT0093097A AT405462B (de) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Verfahren zur bestimmung eines alkaliions |
AT930/97 | 1997-05-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10332591A true JPH10332591A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=3503128
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10151737A Pending JPH10332591A (ja) | 1997-05-30 | 1998-06-01 | アルカリイオンの定量方法およびジアザ−クリプタンド |
JP15173898A Expired - Lifetime JP4065053B2 (ja) | 1997-05-30 | 1998-06-01 | アルカリイオンの定量方法およびモノアザ−クラウンエーテル |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15173898A Expired - Lifetime JP4065053B2 (ja) | 1997-05-30 | 1998-06-01 | アルカリイオンの定量方法およびモノアザ−クラウンエーテル |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
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EP (2) | EP0881487B1 (ja) |
JP (2) | JPH10332591A (ja) |
AT (1) | AT405462B (ja) |
DE (1) | DE59814098D1 (ja) |
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US6211359B1 (en) * | 1999-08-17 | 2001-04-03 | Avl Medical Instruments | Triaza-cryptand and method of determining an alkali ion |
US6673352B1 (en) * | 1999-09-14 | 2004-01-06 | The General Hospital Corporation | Use of Mullerian inhibiting substance for treating excess androgen states |
US7579463B2 (en) | 2000-12-20 | 2009-08-25 | Life Technologies Corporation | Crown ether derivatives |
US6962992B2 (en) * | 2000-12-20 | 2005-11-08 | Molecullar Probes, Inc. | Crown ether derivatives |
US7129346B2 (en) * | 2000-12-20 | 2006-10-31 | Molecular Probes, Inc. | Crown ether derivatives |
AT410601B (de) * | 2000-12-29 | 2003-06-25 | Hoffmann La Roche | Sensor zur lumineszenz-optischen bestimmung eines analyten sowie reagens, das nach dem fret-prinzip arbeitet |
US20030211011A1 (en) * | 2001-06-08 | 2003-11-13 | Phillips Terry E. | Ph sensor system and method for using same |
US7229835B2 (en) * | 2001-10-25 | 2007-06-12 | The University Of Maryland, Baltimore County | Amine detection method and materials |
US20050118603A1 (en) * | 2002-10-11 | 2005-06-02 | Ahram Biosystems Inc. | Target detection system having a conformationally sensitive probe comprising a nucleic acid based signal transducer |
JP4310616B2 (ja) * | 2002-10-16 | 2009-08-12 | 泰三 山本 | 扁平錠剤の外観検査機 |
US20040175821A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-09 | Ehman Michael F. | Integrated photodetector for heavy metals and biological activity analysis |
US20060024833A1 (en) | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Molecular Probes, Inc. | Fluorescent metal ion indicators with large stokes shift |
US8097725B2 (en) * | 2004-12-03 | 2012-01-17 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Luminescent indicator dye and optical sensor |
US20060121547A1 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Mcintire Mark | Diffusion layer for an enzyme-based sensor application |
US7858383B2 (en) * | 2006-05-03 | 2010-12-28 | Opti Medical Systems | Chromoionophore and method of determining sodium ions |
CA2671915C (en) * | 2006-12-08 | 2015-04-07 | Opti Medical Systems | Spreading layer and humidity control layer for enhancing sensor performance |
EP2683714B1 (en) | 2011-03-09 | 2019-01-09 | Universität Potsdam | Ii (pi)-conjugated fluoroionophores and method for determining an alkali ion |
CA2859167C (en) | 2011-12-12 | 2021-03-16 | Step Ahead Innovations, Inc. | Submerged chemical indicator and holder |
US9360474B2 (en) | 2012-11-29 | 2016-06-07 | Opti Medical Systems, Inc. | Multi-layer device for selectively determining magnesium ion |
US8874063B2 (en) | 2013-03-08 | 2014-10-28 | Qualcomm Incorporated | Simultaneous signal receiver with interspersed frequency allocation |
WO2014205230A1 (en) | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Step Ahead Innovations Inc. | Aquatic environment water parameter testing systems and methods |
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US5162525A (en) * | 1987-07-31 | 1992-11-10 | Allied-Signal Inc. | Fluorogenic and chromogenic three-dimensional ionophores as selective reagents for detecting ions in biological fluids |
US4774339A (en) * | 1987-08-10 | 1988-09-27 | Molecular Probes, Inc. | Chemically reactive dipyrrometheneboron difluoride dyes |
JPH07119218B2 (ja) * | 1988-11-14 | 1995-12-20 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ カリフォルニア | アルカリ金属カチオン用けい光指示薬色素 |
US5474743A (en) * | 1993-10-21 | 1995-12-12 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Cation-sensing composite structure and compounds for use therein |
US5516911A (en) * | 1993-12-30 | 1996-05-14 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Fluorescent intracellular calcium indicators |
AT405461B (de) * | 1997-05-30 | 1999-08-25 | Avl List Gmbh | Lumineszenzindikator |
-
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- 1997-05-30 AT AT0093097A patent/AT405462B/de not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-05-27 US US09/085,218 patent/US5952491A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-27 US US09/085,807 patent/US6124135A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-28 EP EP98890164A patent/EP0881487B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-28 EP EP98890165A patent/EP0881488A3/de not_active Withdrawn
- 1998-05-28 DE DE59814098T patent/DE59814098D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-01 JP JP10151737A patent/JPH10332591A/ja active Pending
- 1998-06-01 JP JP15173898A patent/JP4065053B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
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US6124135A (en) | 2000-09-26 |
EP0881488A3 (de) | 1999-12-29 |
AT405462B (de) | 1999-08-25 |
US5952491A (en) | 1999-09-14 |
EP0881487B1 (de) | 2007-09-26 |
EP0881487A2 (de) | 1998-12-02 |
EP0881487A3 (de) | 1999-12-29 |
EP0881487A9 (de) | 2002-08-07 |
EP0881488A2 (de) | 1998-12-02 |
DE59814098D1 (de) | 2007-11-08 |
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ATA93097A (de) | 1998-12-15 |
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