JPH1160725A - Metal cationic complex and its use - Google Patents

Metal cationic complex and its use

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JPH1160725A
JPH1160725A JP10165073A JP16507398A JPH1160725A JP H1160725 A JPH1160725 A JP H1160725A JP 10165073 A JP10165073 A JP 10165073A JP 16507398 A JP16507398 A JP 16507398A JP H1160725 A JPH1160725 A JP H1160725A
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JP
Japan
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metal cation
gpc
cation complex
complex according
polymer
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JP10165073A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kawa
学 加和
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject complex that inhibits the formation of cluster, when metal cations are dispersed in an organic polymer material in a high concentration, by arranging a branching polymer bearing diketonate groups through the statically mutual action or the covalent bond near the metal cations. SOLUTION: The objective metal cation complex is constructed according to the formula: M<n+> (RA<-> )n (M<n+> is a metal cation; n is the valance; RA<-> is a monovalent anion; R is an residue of branching polymer; A<-> is β-diketonate group). The branching polymer bearing the β-diketone group represented by the formula: RA corresponding to RA<-> simultaneously satisfies the relations of 300<=MN( GPC) <=50,000 and 1.0<=Mw( GPC) /Mn( GPC) <=15 between the number- average molecular weight Mn( GPC) and the weight-average molecular weight Mw( GPC) measured by the gel-permeation chromatography. In a preferred embodiment, a dendrimer is used as the branching polymer and the β-diketonate group is bonded to its focal point.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属陽イオンとβ
−ジケトネート基を有する分岐高分子からなる金属陽イ
オン錯体に関する。本発明の金属陽イオン錯体は、均質
性、溶剤或いは各種マトリックス材料との相溶性、熱可
塑性を有し、軽量性及び靱性にも優れるため、従来にな
い優れた溶剤塗布性・熱成形加工性・軽量性・曲げ変位
に対する靱性・広範な種類の基板に対する密着性等を兼
備する金属陽イオン含有材料である。本発明の金属陽イ
オン錯体は、幅広い濃度範囲において原子番号の高い元
素を含有することが可能であるので、レンズや光導波路
等に用いられる屈折率を制御した光学材料として有用で
あり、また、イオン性化合物であるのでこれを用いた高
分子組成物あるいは塗装剤は、電磁波遮蔽能や帯電防止
能をも有する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal cation and β
The present invention relates to a metal cation complex comprising a branched polymer having a diketonate group. The metal cation complex of the present invention has homogeneity, compatibility with solvents or various matrix materials, thermoplasticity, and is excellent in lightness and toughness. -A metal cation-containing material that has both lightness, toughness against bending displacement, and adhesion to a wide variety of substrates. Since the metal cation complex of the present invention can contain an element having a high atomic number in a wide concentration range, it is useful as an optical material having a controlled refractive index used for a lens, an optical waveguide, and the like, Since it is an ionic compound, a polymer composition or a coating agent using the same also has an electromagnetic wave shielding ability and an antistatic ability.

【0002】また、該陽イオンが蛍光能を有する場合、
濃度消光の抑制された高い蛍光能をも有する材料となる
ため、溶剤に溶解すれば、エックス線増感紙、蛍光灯、
道路標識や安全標識を初めとする各種成形体に使用可能
な保存安定性に優れた高輝度蛍光性塗装材として、或い
はフルオロイムノアッセイ(fluoroimmuno
assay)等で用いられる蛍光ラベル剤、光増幅器を
初めとする光通信部材、レーザー発信器等、幅広い蛍光
利用用途に使用可能な材料となる。更に、該陽イオンが
常磁性を有する場合、核磁気共鳴(NMR)現象を利用
した造影(MRI)に用いられる造影剤、あるいはエッ
クス線造影剤等としても有用である。
[0002] When the cation has a fluorescent ability,
Since it is a material that also has high fluorescence ability with suppressed concentration quenching, if dissolved in a solvent, it can be used as an X-ray intensifying screen, fluorescent lamp,
As a high-brightness fluorescent coating material with excellent storage stability that can be used for various molded articles including road signs and safety signs, or as a fluoroimmunoassay (fluoroimmuno).
As a material that can be used for a wide range of fluorescent light applications, such as fluorescent labeling agents used in assays and the like, optical communication members such as optical amplifiers, and laser transmitters. Further, when the cation has paramagnetism, it is useful as a contrast agent used for imaging (MRI) utilizing a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon, an X-ray contrast agent, or the like.

【0003】[0003]

【従来の技術】金属陽イオンは、光のエネルギーによる
励起とその放出による蛍光現象、電子線照射によるエッ
クス線の発生、磁性、各種触媒作用、酸化還元作用等の
様々な機能を有しているが、これらの機能を実用に供す
るためには、その状態の制御(例えば、酸化数、配位子
等の外界の環境、個々の原子の分散状態等)、或いは特
定の製品形態とするための成形加工性の付与が必要であ
る。このために通常とられるのは、該陽イオンをマトリ
ックス物質中に分散させる手法である。
2. Description of the Related Art Metal cations have various functions such as excitation by light energy and fluorescence phenomenon by emission thereof, generation of X-rays by electron beam irradiation, magnetism, various catalytic actions, and redox action. In order to put these functions to practical use, it is necessary to control the state (for example, the oxidation number, the external environment such as ligands, the dispersed state of individual atoms, etc.), or to mold to a specific product form. It is necessary to provide workability. A common technique for this is to disperse the cations in a matrix material.

【0004】金属陽イオンの電磁的機能、例えば蛍光
能、マトリックス中を通過する光の速度を変化させる性
質(即ち屈折率の変化)等を利用する場合を例にとる
と、用いられるマトリックス物質は所望の電磁波波長領
域で十分透明であることが通常必要である。例えば、可
視光領域周辺の波長を利用する技術においては、シリカ
ガラス等の無機ガラスが従来重要なマトリックス物質で
あった。これは、無機ガラスの持つ広い波長領域での優
れた光線透過率のみならず、耐熱性、耐薬品性、耐水
性、表面硬度、耐摩耗性、低い線膨張係数等の特性によ
るものである。
[0004] Taking as an example the case where the electromagnetic function of a metal cation, such as fluorescence, the property of changing the speed of light passing through a matrix (ie, change in refractive index), etc., is used, the matrix material used is It is usually necessary to be sufficiently transparent in the desired electromagnetic wave wavelength region. For example, in a technology utilizing a wavelength around the visible light region, inorganic glass such as silica glass has conventionally been an important matrix material. This is due to the properties of the inorganic glass such as excellent heat transmittance, chemical resistance, water resistance, surface hardness, abrasion resistance, and low coefficient of linear expansion, as well as excellent light transmittance in a wide wavelength range.

【0005】陽イオン金属、特に蛍光を有するランタノ
イド陽イオンを無機マトリックス中に分散する技術とし
て、融点以上の温度で溶融混合する方法、酸等に原料を
溶解しておきそれらを混合した後に中和して沈殿を作る
いわゆる共沈法、原料粉末を目的組成に混合した後に高
温で加熱することによりイオンを相互拡散する固相反応
法、気相の該元素を注入する方法、高速に加速した該元
素を打ち込む方法、該元素のアルコキシド等を無機マト
リックスの前駆体となるアルコキシド等と共に加水分解
縮合するいわゆるゾルーゲル法等が従来行われてきた。
これらの方法で、数重量%程度の濃度まで該元素を無機
マトリックス中に混合することができる場合もあるが、
一般に該陽イオンの無機マトリックスへの溶解度が低い
こと、或いは該陽イオン近傍の化学構造の制御が困難で
あることから、凝集状態(クラスター)を形成し易い欠
点があった。特に、該陽イオンの蛍光を利用する場合に
は、かかるクラスター内での励起エネルギー授受に起因
する濃度消光により、添加濃度をある程度以上とすると
却って蛍光強度が低下する欠点があった。
As a technique for dispersing a cation metal, particularly a lanthanoid cation having fluorescence, in an inorganic matrix, a method of melting and mixing at a temperature higher than the melting point, a method of dissolving raw materials in an acid or the like, mixing them, and then neutralizing the mixture. A so-called coprecipitation method of forming a precipitate, a solid-phase reaction method in which the raw material powder is mixed with a target composition and then heated at a high temperature to mutually diffuse ions, a method of injecting the element in a gas phase, a method of rapidly accelerating the Conventionally, a method of implanting an element, a so-called sol-gel method of hydrolyzing and condensing an alkoxide or the like of the element together with an alkoxide or the like serving as a precursor of an inorganic matrix have been used.
In some cases, these elements can be mixed in the inorganic matrix to a concentration of about several percent by weight,
Generally, since the solubility of the cation in the inorganic matrix is low, or it is difficult to control the chemical structure in the vicinity of the cation, there is a disadvantage that an aggregated state (cluster) is easily formed. In particular, in the case of utilizing the fluorescence of the cation, there is a disadvantage that the fluorescence intensity is rather lowered when the added concentration is set to a certain level or more due to concentration quenching caused by the transfer of the excitation energy in the cluster.

【0006】一方、有機高分子材料の製造技術の進歩に
より、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、芳香族ポリカ
ーボネート系樹脂、芳香族ポリアリレート系樹脂、ポリ
イミド系樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂のような透明
非晶性の熱可塑性樹脂が開発され、無機ガラスにない特
徴、例えば熱可塑性や溶液塗布性のような優れた成形加
工性、軽量性、強靱性、モノマーの化学構造選択の多様
性、他種材料との密着性、リサイクル性等の特徴を生か
した用途が考案されている。例えばカメラや眼鏡用レン
ズ、自動車のヘッドランプカバー、光ディスクやコンパ
クトディスクのような用途に用いられる透明構造材料、
フォトレジスト用高分子材料、或いは電子写真感光体や
感熱転写色素のバインダーのような機能性低分子化合物
の支持媒体としての用途が広がりつつある。
On the other hand, with the progress of the production technology of organic polymer materials, transparent resins such as acrylic resins, styrene resins, aromatic polycarbonate resins, aromatic polyarylate resins, polyimide resins, and amorphous polyolefin resins have been developed. Amorphous thermoplastic resin has been developed and features not found in inorganic glass, such as excellent moldability such as thermoplasticity and solution applicability, light weight, toughness, variety of monomer chemical structure selection, and other types Applications utilizing characteristics such as adhesion to materials and recyclability have been devised. For example, lenses for cameras and spectacles, headlamp covers for automobiles, transparent structural materials used for applications such as optical discs and compact discs,
Applications as a support medium for a polymer material for a photoresist, or a functional low-molecular compound such as a binder for an electrophotographic photosensitive member or a heat-sensitive transfer dye are increasing.

【0007】かかる材料技術の現状に鑑み、例えば光通
信技術のような従来主に無機材料を主体としてきた技術
分野、或いは蛍光体技術のような従来無機物質や比較的
低分子量の有機錯体を主体としてきた技術分野におい
て、上記のような有機高分子材料の特徴を生かした新材
料の開発は重要な課題の一つと言えよう。より具体的に
は、例えば、高い蛍光発生能を持つ有機高分子系蛍光材
料、或いは、制御された屈折率、光信号伝達時の損失
(信号強度の低化)を補うための増幅機能、波長変換機
能等の光学特性を具備した有機高分子材料等は極めて有
用と考えられる。
[0007] In view of the current state of such material technology, for example, in the technical field such as optical communication technology, which has mainly been mainly composed of inorganic materials, or in the case of conventional inorganic substances such as phosphor technology or organic complexes having a relatively low molecular weight, it is mainly used. In the technical field, the development of new materials that take advantage of the characteristics of organic polymer materials described above is one of the important issues. More specifically, for example, an organic polymer fluorescent material having a high fluorescence generating ability, or a controlled refractive index, an amplification function for compensating for a loss (lower signal intensity) during optical signal transmission, and a wavelength An organic polymer material having optical characteristics such as a conversion function is considered to be extremely useful.

【0008】ランタノイド等の蛍光発生能を有する元素
の陽イオンの無機マトリックスへの応用例としては、例
えば、光通信技術における光増幅器用材料として、エル
ビウム等の陽イオンを添加した無機ガラスが利用されつ
つある(木村ら;Optronics,1990年11
号,47〜53頁、William J.Minisc
alco;J.Lightwave Technolo
gy,9巻,234頁(1991)、及び成書としてE
mmanuel Desurvive;Erbium−
Doped Fiber Amplifiers:Pr
inciples and Application
s,John Wiley & Sons,New Y
ork(1994)等参照)。これは、エルビウムのf
軌道電子の可視〜近赤外領域の光(例えば、波長980
nm)による励起と、約1500nmの波長の蛍光発生
現象を応用したものである。しかし、無機ガラスをマト
リックスとした場合には、エルビウム陽イオンの溶解度
が比較的低いため、たかだか数百ppmの添加でもこの
陽イオンの会合によるクラスター形成が起こる。この結
果、濃度消光が顕著となるため、これ以上添加しても逆
に蛍光発生効率の減少、即ち、光増幅機能の頭打ち現象
が見られるという欠点があった。また、無機ガラス材料
であるため、軽量性、成形加工性、或いは強靱性は必ず
しも満足できるものではなかった。
As an application example of a cation of an element capable of generating fluorescence such as a lanthanoid to an inorganic matrix, for example, an inorganic glass to which a cation such as erbium is added is used as a material for an optical amplifier in optical communication technology. (Kimura et al., Optronics, November 1990)
No. 47, page 53, William J. et al. Minisc
alco; Lightwave Technology
gy, vol. 9, p. 234 (1991), and E
mmnural Desurvive; Erbium-
Doped Fiber Amplifiers: Pr
inclusions and Application
s, John Wiley & Sons, New Y
ork (1994)). This is the erbium f
Light in the visible to near-infrared region of orbital electrons (eg, wavelength 980)
nm) and the phenomenon of fluorescence generation at a wavelength of about 1500 nm. However, when an inorganic glass is used as a matrix, the solubility of erbium cations is relatively low, so that cluster formation occurs due to association of cations even with addition of at most several hundred ppm. As a result, the concentration quenching becomes remarkable, so that even if added more, the fluorescence generation efficiency is conversely reduced, that is, there is a drawback that the optical amplification function peaks out. In addition, because it is an inorganic glass material, its lightness, moldability, and toughness have not always been satisfactory.

【0009】こうした欠点を改善する目的で、例えば星
野ら;1991年度電子情報通信学会予稿集4−232
等には、金属アルコキシドとランタノイドの塩化物を原
料とし、均質な溶液中での加水分解縮合反応により、高
濃度且つ均一に希土類元素を含む石英膜を得る方法が開
示されている。しかし、かかる方法ではクラッキングや
基板からの石英膜の剥離が生ずるため、基板に厚い石英
膜を成形するのは困難等の成形加工上の問題があった。
For the purpose of improving these disadvantages, for example, Hoshino et al .; Proceedings of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1991, 4-232
And the like disclose a method of obtaining a quartz film containing a rare earth element at a high concentration and uniformity by a hydrolysis-condensation reaction in a homogeneous solution using a metal alkoxide and a lanthanoid chloride as raw materials. However, in such a method, cracking and peeling of the quartz film from the substrate occur, so that there is a problem in the forming process such as difficulty in forming a thick quartz film on the substrate.

【0010】他方、有機高分子材料へのランタノイド陽
イオンの添加も検討されている。例えば、Okamot
o,Y.et al;Macromolecules,
14巻,17頁(1981)や、Heats,J.et
al編;“Metal Containing Po
lymeric Systems”,PlenumPr
ess,New York(1985)、更にYosh
iyuki Okamoto;高分子学会予稿集,19
94年43巻(1),29頁等には、アクリル酸、メタ
クリル酸、スチレンカルボン酸、及びスチレンスルホン
酸等の重合性有機酸のランタノイド塩を合成し、かかる
ランタノイド陽イオン担持モノマーを重合又は共重合さ
せ、該陽イオン濃度を10重量%程度まで高める方法が
報告されている。また、特開平5−86189号公報に
は、有機基を有するクロロシラン類と希土類元素の塩化
物を原料として得られる、ランタノイドが高分子鎖中に
取り込まれたポリシロキサンが開示されている。更に、
特開平5−88026号公報には、ランタノイドのアセ
チルアセトン錯体のような有機溶媒への溶解性や耐酸化
性に優れた錯体を、ポリアクリレートやポリシロキサン
中に含む材料が開示されている。
[0010] On the other hand, the addition of lanthanoid cations to organic polymer materials has been studied. For example, Okamot
o, Y. et al; Macromolecules,
14, p. 17 (1981), Heats, J. et al. et
al edition; “Metal Containing Po
lymphatic Systems ", PlenumPr
ess, New York (1985), and even Yoshi
iyuki Okamoto; Proceedings of the Society of Polymer Science, 19
In vol. 43 (1), p. 29, 1994, a lanthanoid salt of a polymerizable organic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, styrene carboxylic acid, and styrene sulfonic acid was synthesized, and the lanthanoid cation-supporting monomer was polymerized or synthesized. A method has been reported in which the cation concentration is increased to about 10% by weight by copolymerization. JP-A-5-86189 discloses a polysiloxane obtained by using chlorosilanes having an organic group and a chloride of a rare earth element as raw materials and having a lanthanoid incorporated in a polymer chain. Furthermore,
JP-A-5-88026 discloses a material containing a complex excellent in solubility and oxidation resistance in an organic solvent, such as an acetylacetone complex of a lanthanoid, in a polyacrylate or polysiloxane.

【0011】これらの方法は、確かに有機高分子材料中
の金属陽イオンの濃度を高めるのに有効であり見掛上良
好な透明性を有する材料を与えるが、該陽イオンの近傍
の構造が精密に制御されているわけではなく、たとえ見
掛上の透明性が達成されても光の波長よりも小さい構造
レベルでの該陽イオンの会合は依然として起こり得るた
め、濃度消光の問題は完全には解決されていなかった。
Although these methods are certainly effective in increasing the concentration of the metal cation in the organic polymer material and give a material having apparently good transparency, the structure near the cation has a problem. The concentration quenching problem is not completely controlled because the cations are not precisely controlled and the association of the cations at structural levels smaller than the wavelength of light can still occur even if apparent transparency is achieved. Had not been resolved.

【0012】一方、例えばブラウン管、蛍光灯、エック
ス線増感紙等に通常用いられている無機蛍光体には、そ
の製造に煩雑な多段階の工程、例えば混合・沈殿・濾過
・乾燥・焼成・粉砕・分級等の工程が通常必要であるこ
と、基材にこれを塗布する場合の溶剤或いはバインダー
ポリマーへの分散性が不十分な場合があること、及び既
に述べたように蛍光種であるランタノイド陽イオンのク
ラスター形成による濃度消光等の欠点があった。また、
フルオロイムノアッセイ用蛍光体のような蛍光ラベル剤
には、従来例えばアセチルアセトネート誘導体のような
低分子有機配位子を用いたランタノイド錯体が使用され
てきたが、やはり蛍光強度の向上等が望まれていた。
On the other hand, inorganic phosphors usually used for cathode ray tubes, fluorescent lamps, X-ray intensifying screens and the like include multi-step processes complicated in their production, such as mixing, sedimentation, filtration, drying, baking, and pulverization.・ A process such as classification is usually required, the dispersibility in a solvent or a binder polymer when applying it to a substrate may be insufficient, and a lanthanoid positive fluorescent species, as described above, may be used. There are drawbacks such as concentration quenching due to ion cluster formation. Also,
As a fluorescent labeling agent such as a fluoroimmunoassay fluorescent substance, a lanthanoid complex using a low-molecular organic ligand such as an acetylacetonate derivative has been conventionally used. I was

【0013】また、エックス線造影技術は、エックス線
吸収能の大きい原子番号の高い元素を何らかの方法で生
体内に注入し、次いでエックス線の照射を行うことによ
り像を得る技術であるが、特定の検査部位で良好な造影
を行うためには、血流中、即ち電解質水溶液中にかかる
元素を安定に分散させる技術が必須である。初期のエッ
クス線造影技術においては、血液中にヨウ化物イオン
(I−)の塩を注入する方法が行われたが、これを投与
された患者にショック症状、疼痛感、あるいは甲状腺障
害を引き起こす問題があった。こうした重篤な副作用を
緩和する目的で、非イオン性ヨウ素化合物、例えばヨウ
素原子を高濃度で含有する有機化合物に親水性を付与し
たものが現在広く用いられている。しかし、かかる有機
ヨウ素化合物においても、依然としてヨウ素に起因する
と考えられる副作用が報告されており、ヨウ素以外の原
子番号の高い元素を用い、抑制された遊離性を有する新
しいXRI用造影剤の開発が望まれている。
The X-ray contrast technique is a technique for injecting an element having a high atomic number having a high X-ray absorption capacity into a living body by any method and then performing X-ray irradiation to obtain an image. In order to perform good contrast imaging, a technique for stably dispersing such elements in the bloodstream, that is, in the aqueous electrolyte solution is essential. In the early days of X-ray imaging technology, a method of injecting a salt of iodide ion (I-) into blood was used. However, there was a problem of causing shock symptoms, pain, or thyroid disorders in a patient who received the salt. there were. For the purpose of alleviating such serious side effects, nonionic iodine compounds, for example, organic compounds containing iodine atoms at a high concentration and imparting hydrophilicity are widely used at present. However, even with such organic iodine compounds, side effects that are considered to be attributed to iodine have been reported, and the development of a new contrast agent for XRI using an element having a high atomic number other than iodine and having suppressed liberation has been desired. It is rare.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、金属
陽イオンと有機高分子材料との複合化において、該陽イ
オンを高濃度で且つ均一に分散させる方法については従
来からいろいろな提案がなされているが、該陽イオンの
会合によるクラスターの形成、引いては濃度消光の問題
を満足に解決する手法は未だ見出されていない。本発明
の課題は、金属陽イオンを高濃度で有機高分子材料に分
散させる場合に、クラスターの形成を極度に抑制するこ
とのできる金属陽イオン錯体を提供することにある。ま
た、任意の原子番号の高い元素の陽イオンを血流中で安
定に分散させる手段を与える金属陽イオン錯体を提供す
ることにある。
As described above, various proposals have been made for a method of dispersing a metal cation and an organic polymer material in a high concentration and in a uniform manner. However, no method has yet been found that satisfactorily solves the problem of formation of clusters due to the association of the cations and consequently concentration quenching. An object of the present invention is to provide a metal cation complex that can extremely suppress cluster formation when a metal cation is dispersed in an organic polymer material at a high concentration. Another object of the present invention is to provide a metal cation complex that provides a means for stably dispersing a cation of an element having an arbitrary high atomic number in a blood stream.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、特に金属陽イオンと有機高分子材料と
の複合化について鋭意系統的な検討を行った結果、静電
的相互作用あるいは配位結合により、β−ジケトネート
基を有する分岐高分子を金属陽イオンの近傍に配置させ
た錯体とすることにより、該陽イオンを幅広い溶剤に可
溶化させると共に、得られた錯体を熱可塑性とすること
が可能であることを見出した。また、かかる錯体は該分
岐高分子の特徴、例えば軽量化、曲げ変位に対する靱
性、或いは広範な種類の基板に対する密着性等を維持す
る。更に、該陽イオンは、デンドリマー表面に露出して
おらず、金属陽イオンの近傍に配置した該分岐高分子の
大きな空間排除効果(大きな空間を占有する効果)によ
り原理的に互いに凝集し難いことから、これを各種マト
リックス中へ分散した場合に該陽イオンが原子レベルで
分散するため、クラスターの形成が極端に抑制されるこ
とをも見出した。従って、クラスター形成による濃度消
光を抑制しつつ高濃度の分散が可能となることを見出
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted intensive systematic studies especially on the composite of a metal cation and an organic polymer material. By forming a complex in which a branched polymer having a β-diketonate group is disposed in the vicinity of a metal cation by an action or a coordination bond, the cation is solubilized in a wide range of solvents, and the obtained complex is heated. It has been found that it is possible to make it plastic. Such a complex also maintains the characteristics of the branched polymer, such as light weight, toughness against bending displacement, or adhesion to a wide variety of substrates. Furthermore, the cations are not exposed to the dendrimer surface and are hardly aggregated with each other in principle due to the large space exclusion effect (the effect of occupying a large space) of the branched polymer disposed near the metal cation. From this, it has also been found that when this is dispersed in various matrices, the cations are dispersed at the atomic level, and thus the formation of clusters is extremely suppressed. Therefore, they have found that high-concentration dispersion can be performed while suppressing concentration quenching due to cluster formation, and have completed the present invention.

【0016】即ち、本発明の要旨は、一般式Mn+(RA
- n で表わされる金属陽イオン錯体;(式中、Mn+
金属陽イオンを表し、nは該陽イオンの価数を表す整数
であり、RA- は一価の陰イオンを表わし、Rは分岐高
分子残基を表わし、A- はβ−ジケトネート基を表わ
す。また、RA- に対応する一般式RAで表わされるβ
−ジケトン基を有する分岐高分子は、ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィ(GPC)法で測定される数平均
分子量Mn(GPC) と重量平均分子量Mw(GPC) との間に
おいて、300≦Mn(GPC) ≦50000及び1.0≦
Mw(GPC) /Mn(GPC ) ≦15なる二つの関係を同時に
満たす)
That is, the gist of the present invention is based on the general formula M n + (RA
-) metal cation complex represented by n; (wherein, M n + represents a metal cation, n is an integer representing the valence of the cation, RA - represents a monovalent anion, R represents a branched polymer residues, a - is β- diketonate represents a group also, RA -. represented by the corresponding general formula RA to β
-The branched polymer having a diketone group has a number average molecular weight Mn (GPC) measured by a gel permeation chromatography (GPC) method and a weight average molecular weight Mw (GPC) of 300 ≦ Mn (GPC) ≦ 50,000. And 1.0 ≦
Mw (GPC) / Mn (GPC ) ≤15.

【0017】分岐高分子RAが、マススペクトル法又は
光散乱法で測定される真の重量平均分子量Mwとゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法で測定さ
れる重量平均分子量Mw(GPC) との間において、Mw/
Mw(GPC) >1なる関係を満たす前記金属陽イオン錯
体;分岐高分子RAが、デンドリマーである前記金属陽
イオン錯体;デンドリマーが、芳香族環を有する前記金
属陽イオン錯体;β−ジケトネート基A- が、デンドリ
マーのフォーカル・ポイントに結合している前記金属陽
イオン錯体;金属陽イオンMn+が、常磁性を有する前記
金属陽イオン錯体;金属陽イオンMn+が、蛍光発生能を
有する前記金属陽イオン錯体;金属陽イオンMn+が、ラ
ンタノイド陽イオンである前記金属陽イオン錯体;ラン
タノイド陽イオンが、Pr3+、Nd3+、Eu3+、G
3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、及び
Yb3+からなる群から選ばれる前記金属陽イオン錯体;
前記金属陽イオン錯体を必須成分とする造影剤;前記金
属陽イオン錯体及び薬学的に許容し得る担体を含んでな
る体内診断用医薬組成物;前記金属陽イオン錯体が高分
子マトリックス中に分散しており、該金属陽イオン濃度
が0.01〜10重量%であることを特徴とする高分子
組成物;前記金属陽イオン錯体を外表面に有することを
特徴とする成形体;外表面が前記高分子組成物で形成さ
れている前記成形体;並びに前記金属陽イオン錯体を含
有してなることを特徴とする塗装材にある。
The branched polymer RA is, between the mass spectral method or the true weight average molecular weight measured by a light scattering method Mw and gel permeation chromatography weight average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC) Mw (GPC) , Mw /
The metal cation complex satisfying the relationship of Mw (GPC) >1; the metal cation complex in which the branched polymer RA is a dendrimer; the metal cation complex in which the dendrimer has an aromatic ring; β-diketonate group A Wherein the metal cation complex is bonded to the focal point of the dendrimer; the metal cation M n + is the metal cation complex having paramagnetism; the metal cation M n + is the metal cation complex having a fluorescence generating ability A cation complex; wherein the metal cation M n + is a lanthanoid cation; wherein the lanthanoid cation is Pr 3+ , Nd 3+ , Eu 3+ , G
the metal cation complex selected from the group consisting of d3 + , Tb3 + , Dy3 + , Ho3 + , Er3 + , Tm3 + , and Yb3 + ;
A contrast agent containing the metal cation complex as an essential component; a pharmaceutical composition for in-vivo diagnosis comprising the metal cation complex and a pharmaceutically acceptable carrier; wherein the metal cation complex is dispersed in a polymer matrix. A polymer composition characterized in that the metal cation concentration is 0.01 to 10% by weight; a molded article characterized by having the metal cation complex on the outer surface; A coating material comprising the molded article formed of a polymer composition; and the metal cation complex.

【0018】かかる卓越した諸特徴により、従来技術の
欠点であった分散性不良、脆性、高比重、成形加工性や
他種材料との密着性の不足等の諸点、或いは、従来の無
機系蛍光材料の欠点、例えば多段階の製造工程を要する
こと、塗布する場合の溶剤或いはバインダーポリマーへ
の分散性不足、金属陽イオンの凝集による濃度消光等を
一挙に大きく改善するのみならず、金属陽イオンを幅広
い溶剤に可溶化させることにより、その常磁性等を利用
した用途への応用が期待できる。
Due to such outstanding characteristics, various disadvantages of the prior art, such as poor dispersibility, brittleness, high specific gravity, lack of moldability and adhesion to other materials, and the like, or the conventional inorganic fluorescent light Not only does it significantly improve the disadvantages of materials, such as the need for multi-step manufacturing processes, insufficient dispersibility in solvents or binder polymers when applying, concentration quenching due to aggregation of metal cations, etc. By solubilizing in a wide range of solvents, application to applications utilizing its paramagnetism and the like can be expected.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 (金属陽イオン錯体)本発明の金属陽イオン錯体は一般
式Mn+(RA- )n で表わされ、後述する金属陽イオン
n+とβ−ジケトネート基を有する分岐高分子の1価の
陰イオンRA - とを構成成分とし、両成分間の静電的相
互作用あるいは配位結合により構成されるものである。
本発明の金属陽イオン錯体は、電気的に中性となるため
に金属陽イオンの価数nと等しい数の陰イオンRA-
結合した形をとるが、配位水を含んだ形(Pope,
G.W.et al;J.Inorg.Nucl.Ch
em.,20巻,304頁(1961)、Spring
er,C.S.et al;Inorg.Chem.,
6巻,1105頁(1967)等を参照)、RA-の一
部が水酸化物イオン等の小さな陰イオンで置換された形
(上記のPopeら著の文献等を参照)、アルカリ金属
陽イオンやオニウムイオン(例えばアンモニウムイオ
ン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオン等)等の
1価陽イオンとRA- をそれぞれ1つずつ追加した形
(一般式はX+ n+(RA- )n RA- 、但しX+ は追
加された1価陽イオンを表す。Melby,L.R.e
t al;J.Am.Chem.Soc.,86巻,5
117頁(1964)、Horovitz,C.T.編
の成書”Scandium: Its Occuren
ce,Chemistry,Physics,Meta
llurgy,Biology,and Techno
logy”(Academic Press,Lond
on,1975)中のMelson,G.A.著;Or
ganic Conpounds,111〜138頁及
び323〜384頁等を参照)、あるいは1つ又は2つ
の任意の配位子を追加した形(一般式はMn+(RA-
n ・xL、但しLは追加された配位子を表し、xは追加
された配位子の数を表す。上記のMelby著及びMe
lson著の各文献、Bauer,H.et al;
J.Am.Chem.Soc.,86巻,5125頁
(1964)、及びSelbin,J.et al;I
norg.Chem.,10巻,1383頁(197
1)等を参照)等、公知のバリエーションも可能であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. (Metal Cation Complex) The metal cation complex of the present invention is generally
Formula Mn +(RA-) A metal cation represented by n
Mn +And monovalent branched polymers having a β-diketonate group
Anion RA -And the electrostatic phase between both components
It is constituted by interaction or coordination bond.
Since the metal cation complex of the present invention becomes electrically neutral,
The number of anions RA equal to the valence n of the metal cation-To
It takes a combined form, but contains coordination water (Pope,
G. FIG. W. et al; Inorg. Nucl. Ch
em. , 20, 304 (1961), Spring
er, C.E. S. et al; Inorg. Chem. ,
6, 1105 (1967)), one of RA-
Part of which is replaced with small anions such as hydroxide ion
(See the above-mentioned literature by Pope et al.), Alkali metal
Cations and onium ions (for example, ammonium ions
, Phosphonium ion, sulfonium ion, etc.)
Monovalent cations and RA-Is added one by one
(The general formula is X+Mn +(RA-) N RA-Where X+Add
Represents the added monovalent cation. Melby, L .; R. e
tal; Am. Chem. Soc. , 86, 5
117 (1964), Horovitz, C .; T. Edition
Book "Scandium: Its Occuren"
ce, Chemistry, Physics, Meta
llurgy, Biology, and Techno
"logic" (Academic Press, London)
on, 1975). A. Author; Or
ganic Compounds, pp. 111-138
And pages 323-384), or one or two
(A general formula is Mn +(RA-)
n · xL, where L represents an added ligand and x is an added ligand
Represents the number of ligands. The above Melby and Me
lson, Bauer, H .; et al;
J. Am. Chem. Soc. 86, 5125
(1964), and Selbin, J. et al. et al; I
norg. Chem. , 10, 1383 (197
Known variations such as 1) are also possible.
You.

【0020】(金属陽イオン)本発明において金属陽イ
オンとは、周期律表において、水素、ホウ素、炭素、窒
素、及びリンを除く、1A(アルカリ金属)、2A(ア
ルカリ土類金属)、3A、4A、5A、6A、7A、
8、1B、2B(以上遷移元素)、3B、4B、及び5
Bの各族に属する元素の陽イオンである。かかる陽イオ
ンとしては、Li + ,Na+ ,K+ ,Rb+ ,Cs+
Fr+ 等のアルカリ金属陽イオン、Be2+,Mg2+,C
2+,Sr2+,Ba2+,Ra2+等のアルカリ土類金属陽
イオン、Sc3+,Y3+等のスカンジウム族陽イオン、T
2+,Ti3+,Ti4+,Zr+ ,Zr2+,Zr3+,Zr
4+,Hf+ ,Hf2+,Hf3+,Hf4+等のチタン族陽イ
オン、V+ ,V2+,V3+,V4+,V5+,Nb+ ,N
2+,Nb3+,Nb4+,Nb5+,Ta+ ,Ta2+,Ta
3+,Ta4+,Ta5+等のバナジウム族陽イオン、C
+ ,Cr2+,Cr3+,Cr4+,Cr5+,Cr6+,Mo
+ ,Mo2+,Mo3+,Mo4+,Mo5+,Mo6+,W+
2+,W3+,W4+,W5+,W6+,等のクロム族陽イオ
ン、Mn+ ,Mn2+,Mn3+,Mn4+,Mn5+,M
6+,Mn7+,Tc+ ,Tc2+,Tc3+,Tc4+,Tc
5+,Tc6+,Tc7+,Re+ ,Re2+,Re3+,R
4+,Re5+,Re6+,Re7+等のマンガン族陽イオ
ン、Fe+ ,Fe2+,Fe3+,Fe4+,Fe6+,R
+ ,Ru2+,Ru3+,Ru4+,Ru5+,Ru6+,Ru
7+,Ru8+,Os+ ,Os2+,Os3+,Os4+,O
5+,Os6+,Os7+,Os8+等の鉄族陽イオン、Co
+ ,Co2+,Co3+,Co4+,Co5+,Rh+ ,R
2+,Rh3+,Rh4+,Rh5+,Rh6+,Ir+ ,Ir
2+,Ir3+,Ir4+,Ir5+,Ir6+等のコバルト族陽
イオン、Ni+ ,Ni2+,Ni3+,Ni4+,Pd+ ,P
2+,Pd3+,Pd4+,Pt2+,Pt3+,Pt4+,Pt
5+,Pt6+等のニッケル族陽イオン、Cu+ ,Cu2+
Cu3+,Cu4+,Ag+ ,Ag2+,Ag3+,Au + ,A
2+,Au3+,Au5+,Au7+等の銅族陽イオン、Zn
2+,Cd+ ,Cd 2+,Hg+ ,Hg2+等の亜鉛族陽イオ
ン、La2+,La3+,Ce2+,Ce3+,Ce4+,P
2+,Pr3+,Pr4+,Nd2+,Nd3+,Nd4+,Pm
2+,Pm3+,Sm2+,Sm3+,Eu2+,Eu3+,G
2+,Gd3+,Tb2+,Tb3+,Tb4+,Dy2+,Dy
3+,Dy4+,Ho2+,Ho3+,Er2+,Er3+,T
2+,Tm3+,Yb2+,Yb3+,Lu2+,Lu3+等のラ
ンタノイド陽イオン、Ac3+,Th4+,Pa3+,P
4+,Pa5+,U3+,U4+,U5+,U6+,Np3+,Np
4+,Np5+,Np6+,Pu3+,Pu4+,Pu5+,P
6+,Am2+,Am3+,Am4+,Am5+,Am6+,Cm
3+,Cm4+,Bk3+,Bk4+,Cf2+,Cf3+,C
4+,Es2+,Es3+,Fm2+,Fm3+,Md2+,Md
3+,No2+,No3+等のアクチノイド陽イオン、A
3+,Ga2+,Ga3+,In+ ,In2+,In3+,Tl
+ ,Tl2+,Tl3+等の3B族陽イオン、Si2+,Si
4+,Ge2+,Ge4+,Sn2+,Sn4+,Pb2+,Pb4+
等の4B族陽イオン、As3+,As5+,Sb+ ,S
3+,Sb5+,Bi+ ,Bi3+,Bi5+等の5B族陽イ
オン等が挙げられる。これらのうち、Pr3+,Nd3+
Sm3+,Eu3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+、 Er3+,T
3+,Yb3+等の3価ランタノイド陽イオンは、可視〜
近赤外領域、長い寿命、狭い波長幅等の特徴を持つ蛍光
を発する点で好適であり、MRI造影剤等陽イオンの常
磁性を利用する場合においてはPr3+,Nd3+,E
3+,Gd3+,Tb3+,Dy 3+,Ho3+,Er3+,Tm
3+,Yb3+等の3価ランタノイド陽イオン、あるいはF
2+,Fe3+等の鉄族陽イオン等が好適であり、P
2+,Pt3+,Au+ ,Au2+,Au3+,Pb2+,Bi
3+等の原子番号の高い陽イオンは屈折率上昇及び電磁波
遮蔽効果の点で好適であり、Li+ ,Na+ ,K+ ,R
+ ,Cs+ 等のアルカリ金属陽イオン、Mg2+,Ca
2+,Sr2+,Ba2+等のアルカリ土類金属陽イオンは帯
電防止効果の点で好適である。
(Metal cation) In the present invention, the metal cation
On is defined as hydrogen, boron, carbon, nitrogen in the periodic table.
1A (alkali metal), 2A (a
Lucari earth metal), 3A, 4A, 5A, 6A, 7A,
8, 1B, 2B (or more transition elements), 3B, 4B, and 5
It is a cation of an element belonging to each group of B. Such a cation
Li +, Na+, K+, Rb+, Cs+,
Fr+Alkali metal cations such as Be2+, Mg2+, C
a2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+Alkaline earth metal positive such as
Ion, Sc3+, Y3+Group cations such as T, T
i2+, Ti3+, Ti4+, Zr+, Zr2+, Zr3+, Zr
4+, Hf+, Hf2+, Hf3+, Hf4+Etc.
ON, V+, V2+, V3+, V4+, V5+, Nb+, N
b2+, Nb3+, Nb4+, Nb5+, Ta+, Ta2+, Ta
3+, Ta4+, Ta5+Cations such as vanadium, C
r+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr5+, Cr6+, Mo
+, Mo2+, Mo3+, Mo4+, Mo5+, Mo6+, W+,
W2+, W3+, W4+, W5+, W6+Chromium group cations such as,
, Mn+, Mn2+, MnThree+, Mn4+, Mn5+, M
n6+, Mn7+, Tc+, Tc2+, Tc3+, Tc4+, Tc
5+, Tc6+, Tc7+, Re+, Re2+, Re3+, R
e4+, Re5+, Re6+, Re7+Manganese group cations
, Fe+, Fe2+, Fe3+, Fe4+, Fe6+, R
u+, Ru2+, Ru3+, Ru4+, Ru5+, Ru6+, Ru
7+, Ru8+, Os+, Os2+, Os3+, Os4+, O
s5+, Os6+, Os7+, Os8+Iron group cations such as Co
+, Co2+, Co3+, Co4+, Co5+, Rh+, R
h2+, Rh3+, Rh4+, Rh5+, Rh6+, Ir+, Ir
2+, Ir3+, Ir4+, Ir5+, Ir6+Cobalt group positive
Ion, Ni+, Ni2+, Ni3+, Ni4+, Pd+, P
d2+, Pd3+, Pd4+, Pt2+, Pt3+, Pt4+, Pt
5+, Pt6+Nickel group cations such as Cu+, Cu2+,
Cu3+, Cu4+, Ag+, Ag2+, Ag3+, Au +, A
u2+, Au3+, Au5+, Au7+Copper group cations such as Zn
2+, Cd+, Cd 2+, Hg+, Hg2+Zinc group cations
N, La2+, La3+, Ce2+, Ce3+, Ce4+, P
r2+, Pr3+, Pr4+, Nd2+, Nd3+, Nd4+, Pm
2+, Pm3+, Sm2+, Sm3+, Eu2+, Eu3+, G
d2+, Gd3+, Tb2+, Tb3+, Tb4+, Dy2+, Dy
3+, Dy4+, Ho2+, Ho3+, Er2+, Er3+, T
m2+, Tm3+, Yb2+, Yb3+, Lu2+, Lu3+Etc.
Intermediate cation, Ac3+, Th4+, Pa3+, P
a4+, Pa5+, U3+, U4+, U5+, U6+, Np3+, Np
4+, Np5+, Np6+, Pu3+, Pu4+, Pu5+, P
u6+, Am2+, Am3+, Am4+, Am5+, Am6+, Cm
3+, Cm4+, Bk3+, Bk4+, Cf2+, Cf3+, C
f4+, Es2+, Es3+, Fm2+, Fm3+, Md2+, Md
3+, No2+, No3+Actinoid cations such as A
l3+, Ga2+, Ga3+, In +, In2 +, In3 +, Tl
+, Tl2+, Tl3+Group 3B cation such as Si2+, Si
4+, Ge2+, Ge4+, Sn2+, Sn4+, Pb2+, Pb4+
Group 4B cations such as3+, As5+, Sb+, S
b3+, Sb5+, Bi+, Bi3+, Bi5+5B group
ON and the like. Of these, Pr3+, Nd3+,
Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+,Er3+, T
m3+, Yb3+Trivalent lanthanoid cations are visible ~
Fluorescence with features such as near-infrared region, long life, narrow wavelength width, etc.
It is preferable in that it emits cations such as MRI contrast agents.
When using magnetism, Pr3+, Nd3+, E
u3+, Gd3+, Tb3+, Dy 3+, Ho3+, Er3+, Tm
3+, Yb3+Trivalent lanthanoid cations such as
e2+, Fe3+And the like are preferred.
t2+, Pt3+, Au+, Au2+, Au3+, Pb2+, Bi
3+High atomic number cations such as
It is suitable in terms of the shielding effect, and Li+, Na+, K+, R
b+, Cs+Alkali metal cations such as Mg2+, Ca
2+, Sr2+, Ba2+Alkaline earth metal cations such as
It is suitable in terms of the antistatic effect.

【0021】(陰イオン)本発明の金属陽イオン錯体の
構成成分である一価の陰イオンは、RA- なる一般式で
表わされる。但し、Rは分岐高分子残基を、A- はβ−
ジケトネート基を表わす。ここで言う分岐高分子残基と
は主鎖構造の分岐を有する高分子構造を意味する。
[0021] (anion) monovalent anion which is a component of the metal cation complex of the present invention, RA - represented by consisting formula. Here, R is a branched polymer residue, and A - is β-
Represents a diketonate group. The term “branched polymer residue” as used herein means a polymer structure having a branch in the main chain structure.

【0022】該分岐高分子残基を構成するモノマーの化
学構造については、本発明の金属陽イオン錯体の特徴で
ある優れた成形加工性に必須な溶剤溶解性又は熱可塑性
の両特性を同時に損なわない限りにおいて特に制限はな
い。何故ならば、本発明において、分岐した高分子残基
を使用する主たる理由は、その空間排除効果に存するた
めである。即ち、本発明の効果の要点の1つである該空
間排除効果には、該高分子残基の空間的な広がりが最も
重要であり、化学構造に由来する化学的性質の差の寄与
は小さい、ということである。
The chemical structure of the monomer constituting the branched polymer residue impairs both the solvent solubility and the thermoplasticity essential for excellent moldability, which are the characteristics of the metal cation complex of the present invention. There are no particular restrictions unless otherwise specified. This is because the main reason for using a branched polymer residue in the present invention lies in its space exclusion effect. That is, for the space exclusion effect, which is one of the main points of the effect of the present invention, the spatial spread of the polymer residue is most important, and the contribution of the difference in chemical properties derived from the chemical structure is small. ,That's what it means.

【0023】従って、本発明に使用可能な分岐高分子残
基Rの化学構造の必要条件は、優れた成形加工性を確保
するために必要な性質、即ち、溶剤或いは各種マトリッ
クス材料との相溶性、或いは熱可塑性を有することに存
するが、具体的には、芳香族ポリエーテル、芳香族ポリ
エステル、芳香族又は半芳香族ポリアミド、芳香族ポリ
カーボネート、芳香族ポリエステルカーボネート、芳香
族ポリスルフィド、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミ
ドイミド、芳香族ポリウレタン、芳香族ポリウレタンウ
レア、芳香族ポリウレア等の炭素以外の元素を高分子主
鎖に含む芳香族系高分子、脂肪族ポリエーテル、脂肪族
ポリエステル、脂肪族ポリアミド、脂肪族ポリカーボネ
ート、脂肪族ポリエステルカーボネート、脂肪族ポリウ
レタン、脂肪族ポリウレタンウレア、脂肪族ポリウレア
等の炭素以外の元素を高分子主鎖に含む脂肪族系高分
子、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポ
リフェニレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフェニレ
ンビニレン等の炭素−炭素結合で主鎖が構成されている
高分子、ポリシロキサン、ポリチタノキサン、ポリジル
コノキサン、シリカ(SiO2 )、チタニア(Ti
2 )、ジルコニア(ZrO2 )等の酸素原子と炭素以
外の4A又は4B族元素よりなる高分子等が例示でき、
これらのうち、複数の構造が分岐高分子残基R中に共存
していても差し支えない。また、本発明の金属陽イオン
錯体は、複数種の金属陽イオン、或いは複数種の一価の
陰イオンRA- より構成されていても差し支えない。
Therefore, the chemical structure of the branched polymer residue R that can be used in the present invention is a necessary condition for ensuring excellent moldability, that is, compatibility with a solvent or various matrix materials. Or, it is to have thermoplastic, but specifically, aromatic polyether, aromatic polyester, aromatic or semi-aromatic polyamide, aromatic polycarbonate, aromatic polyester carbonate, aromatic polysulfide, aromatic polyimide, Aromatic polymers containing an element other than carbon, such as aromatic polyamide-imide, aromatic polyurethane, aromatic polyurethane urea, and aromatic polyurea, in the polymer main chain, aliphatic polyether, aliphatic polyester, aliphatic polyamide, and fat Aliphatic polycarbonate, aliphatic polyester carbonate, aliphatic polyurethane, aliphatic polycarbonate Aliphatic polymers containing elements other than carbon such as urethane urea and aliphatic polyurea in the polymer main chain, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyphenylene, polyphenylacetylene, and carbon such as polyphenylene vinylene - polymer main chain carbon bond is formed, polysiloxanes, polytitanoxane, poly zirconocene hexane, silica (SiO 2), titania (Ti
O 2 ), zirconia (ZrO 2 ), etc., and a polymer composed of an oxygen atom and a 4A or 4B group element other than carbon.
Of these, a plurality of structures may coexist in the branched polymer residue R. Further, the metal cation complex of the present invention may be composed of a plurality of kinds of metal cations or a plurality of kinds of monovalent anions RA-.

【0024】金属陽イオンが蛍光発生能を有する場合の
本発明の付随的な効果として、分岐高分子残基Rが芳香
族構造を含む場合、該構造が主に紫外領域の励起光を吸
収しこのエネルギーを金属陽イオンに伝達する機構によ
り蛍光強度の向上をもたらすことが挙げられる。かかる
効果は、アンテナ効果として知られており(例えばTa
nner,S.P.et al;J.Am.Chem.
Soc.,96巻,706頁(1974)、Okamo
to,Y.et al;Macromolecule
s,14巻,17頁(1981)、Sabbatin
i,N.et al;Coordination Ch
emistry Rev.,123巻,201頁(19
93)等参照)、例えばランタノイド陽イオンの蛍光強
度の向上等に有効である。該アンテナ効果は金属陽イオ
ン錯体自身の性質に基づくため、濃度消光が問題となら
ないような低い濃度における蛍光強度の向上にも有効で
ある。アンテナ効果の観点から好ましい分岐高分子残基
Rの構造は、紫外領域に吸収のある構造、例えば芳香族
ポリエーテル、芳香族ポリエステル、芳香族又は半芳香
族ポリアミド、芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエ
ステルカーボネート、芳香族ポリスルフィド、芳香族ポ
リイミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリウレタ
ン、芳香族ポリウレタンウレア、芳香族ポリウレア等の
炭素以外の元素を高分子主鎖に含む芳香族系高分子、ポ
リフェニレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフェニレ
ンビニレン等の炭素−炭素結合で主鎖が構成されている
芳香族系共役高分子等が挙げられる。
As an additional effect of the present invention when the metal cation has a fluorescence generating ability, when the branched polymer residue R contains an aromatic structure, the structure absorbs excitation light mainly in the ultraviolet region. The mechanism of transmitting this energy to metal cations is to improve the fluorescence intensity. Such an effect is known as an antenna effect (eg, Ta
nner, S .; P. et al; Am. Chem.
Soc. 96, p. 706 (1974), Okamo.
to, Y. et al; Macromolecule
s, 14, 17 (1981), Sabbatin
i, N. et al; Coordination Ch
emistry Rev. 123, p. 201 (19
93) etc.), for example, it is effective in improving the fluorescence intensity of lanthanoid cations. Since the antenna effect is based on the properties of the metal cation complex itself, it is also effective in improving the fluorescence intensity at a low concentration at which concentration quenching does not pose a problem. The preferred structure of the branched polymer residue R from the viewpoint of the antenna effect is a structure absorbing in the ultraviolet region, for example, an aromatic polyether, an aromatic polyester, an aromatic or semi-aromatic polyamide, an aromatic polycarbonate, or an aromatic polyester carbonate. , Aromatic polysulfides, aromatic polyimides, aromatic polyamideimides, aromatic polyurethanes, aromatic polyurethaneureas, aromatic polyureas, aromatic polymers containing elements other than carbon in the polymer main chain, polyphenylene, polyphenylacetylene And aromatic conjugated polymers having a main chain composed of carbon-carbon bonds such as polyphenylenevinylene.

【0025】また、本発明の金属陽イオン錯体又はこれ
を含有する高分子組成物を、近赤外の蛍光を利用する用
途、例えば光増幅器用材料として利用する場合、炭素−
水素結合に由来する振動モードの倍音が近赤外領域(例
えば1.5μm付近)に現れる場合があり、雑音成分と
なる。かかる不都合を回避する目的で、分岐高分子残基
Rの構造中の炭素原子に結合する水素原子を全て他の元
素、例えばフッ素や塩素のようなハロゲン原子や重水素
等で置き換えるのが好適である場合がある。
Further, when the metal cation complex of the present invention or the polymer composition containing the metal cation complex is used for utilizing near-infrared fluorescence, for example, as a material for an optical amplifier, carbon-carbon complex may be used.
In some cases, overtones of the vibration mode due to hydrogen bonding appear in the near-infrared region (for example, around 1.5 μm), and become noise components. For the purpose of avoiding such inconveniences, it is preferable to replace all hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the structure of the branched polymer residue R with other elements, for example, halogen atoms such as fluorine and chlorine, deuterium and the like. There may be.

【0026】(分岐度)本発明の金属陽イオン錯体の構
成成分である1価の陰イオンRA- は、相当するβ−ジ
ケトン基を有する分岐高分子(一般式RA)として特定
の分子量分布を有することが必要である。即ち、ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法で測定さ
れる数平均分子量Mn(GPC) と重量平均分子量Mw
(GPC) との間において、300≦Mn(GPC) ≦5000
0及び1.0≦Mw(GPC) /Mn(GPC ) ≦15なる二つ
の関係を同時に満たすことが望ましい。該Mn(GPC)
値が300未満であると、該RAの空間的広がりが十分
でなく上記の空間排除効果が低くなり、逆に50000
を超えるとかかる空間的広がりが大きすぎ金属陽イオン
近傍に全てが配置しえなくなるものと考えられ、いずれ
の場合もクラスター形成が起こり易くなり、金属陽イオ
ンの蛍光強度の向上効果が不十分となる等の好ましくな
い影響が出る場合がある。なお、一般式RAで表される
β−ジケトン基を有する分岐高分子は、与えられた金属
陽イオン錯体を、例えば酸で処理することで得られる。
[0026] (degree of branching) anion RA 1 monovalent is a component of the metal cation complex of the present invention - has a specific molecular weight distribution as a branch polymer having a corresponding β- diketone group (general formula RA) It is necessary to have. That is, the number average molecular weight Mn (GPC) and the weight average molecular weight Mw measured by the gel permeation chromatography (GPC) method.
(GPC) , 300 ≦ Mn (GPC) ≦ 5000
It is desirable that two relations of 0 and 1.0 ≦ Mw (GPC) / Mn (GPC ) ≦ 15 be simultaneously satisfied. When the value of the Mn (GPC) is less than 300, the spatial expansion of the RA is not sufficient, and the above-described spatial exclusion effect is low, and conversely, 50,000
It is thought that if the space exceeds this, the spatial spread is too large and it is impossible to place all of them in the vicinity of the metal cation.In each case, cluster formation is likely to occur, and the effect of improving the fluorescence intensity of the metal cation is insufficient. Undesirable effects may occur. The branched polymer having a β-diketone group represented by the general formula RA is obtained by treating a given metal cation complex with, for example, an acid.

【0027】従って、Mn(GPC) の値は、より好ましく
は400以上40000以下、更に好ましくは450以
上20000以下、最も好ましくは1500以上100
00以下とする。一方、上記のMw(GPC) /Mn(GPC)
の値が15を超えると、分岐高分子RAの空間的広がり
のばらつきが大きくなりすぎ、その結果該空間排除効果
のばらつきも大きくなると考えられるため、クラスター
形成が起こり易くなり金属陽イオンが蛍光能を有する場
合の濃度消光が起こり易くなる場合がある。従って、M
(GPC) /Mn(GPC) の値は小さければ小さいほど空間
排除効果の点では望ましいと言える。かかる観点から、
本発明に最も適した分岐高分子構造としてデンドリマー
が挙げられる。デンドリマーとは、例えば、Hawke
r,C.J.et al;J.Chem.Soc.,C
hem.Commun.,1990年,1010頁、T
omalia,D.A.et al;Angew.Ch
em.Int.Ed.Engl.,29巻,138頁
(1990)、Hawker,C.J.et al;
J.Am.Chem.Soc.,112巻,7638頁
(1990)、Frechet,J.M.J.;Sci
ence,263巻,1710頁(1994)、あるい
は柿本雅明;化学,50巻,608頁(1995)等の
文献に詳述されている規則的な樹枝状分岐を有する分岐
高分子である。デンドリマーは高度に制御された樹枝状
分岐構造を有するため、そのMw(GPC) /Mn(GPC)
値を極めて小さくすることができる。例えば、上記のF
rechetあるいは柿本著の文献に述べられているC
onvergent法(デンドリマー分子をその外側の
ブロックから中心に向かって構築してゆく方法)によれ
ば原理的に1.0とすることが可能で、一方、Dive
rgent法(デンドリマー分子を中心から外側に向か
って構築してゆく方法)によっても通常1以上2以下程
度とすることができる。従って、本発明においてMw
(GPC) /Mn(GPC) の値として、より好ましくは1.0
以上12以下、更に好ましくは1.0以上9以下、最も
好ましくは1.0以上5以下とする。特に、本発明の金
属陽イオン錯体を造影剤として使用する場合、デンドリ
マー構造をとることにより、粘度を低くすることがで
き、使用時の便利性においても優れた造影剤を得ること
ができる。
Accordingly, the value of Mn (GPC) is more preferably 400 or more and 40000 or less, further preferably 450 or more and 20000 or less, and most preferably 1500 or more and 100 or less.
00 or less. On the other hand, the above-mentioned Mw (GPC) / Mn (GPC)
Is larger than 15, it is considered that the dispersion of the spatial spread of the branched polymer RA becomes too large, and as a result, the dispersion of the space exclusion effect also becomes large. In some cases, the concentration quenching tends to occur in the case of having. Therefore, M
It can be said that the smaller the value of w (GPC) / Mn (GPC) , the more desirable the space exclusion effect. From this perspective,
The most suitable branched polymer structure for the present invention is a dendrimer. Dendrimers are, for example, Hawke
r, C.I. J. et al; Chem. Soc. , C
hem. Commun. , 1990, p. 1010, T
omalia, D .; A. et al; Angew. Ch
em. Int. Ed. Engl. 29, 138 (1990); Hawker, C .; J. et al;
J. Am. Chem. Soc. 112, 7638 (1990); Frechet, J .; M. J. ; Sci
ence, 263, 1710 (1994), or Kakimoto Masaaki; Chemistry, 50, 608 (1995). Since the dendrimer has a highly controlled dendritic branch structure, the value of Mw (GPC) / Mn (GPC) can be extremely small. For example, the above F
C described in rechet or Kakimoto's literature
According to the average method (a method of constructing a dendrimer molecule from the outer block toward the center), it can be set to 1.0 in principle.
Usually, the number can be about 1 or more and about 2 or less by the rgent method (a method of constructing dendrimer molecules from the center to the outside). Therefore, in the present invention, Mw
The value of (GPC) / Mn (GPC) is more preferably 1.0
It is set to 12 or more, more preferably 1.0 or more and 9 or less, and most preferably 1.0 or more and 5 or less. In particular, when the metal cation complex of the present invention is used as a contrast agent, by taking a dendrimer structure, the viscosity can be reduced and a contrast agent excellent in convenience at the time of use can be obtained.

【0028】分岐高分子としてデンドリマーを使用する
場合、β−ジケトネート基(A- )をデンドリマーのフ
ォーカル・ポイント(focal point)に結合
することが最も好ましい(ここでデンドリマーのfoc
al pointとは、デンドリマーの分岐の開始点末
端を意味し、上記のデンドリマーに関する諸文献に解説
されている)。これは、分岐高分子の分岐が、錯体の中
心に位置する金属陽イオンから外側に向かうほど密にな
るのが、効率的な空間排除効果の発現の上で好ましいた
めと推測される。
When a dendrimer is used as the branched polymer, it is most preferable to link the β-diketonate group (A ) to the focal point of the dendrimer (here, the foc of the dendrimer).
al point means the terminal end of the branch of the dendrimer, and is described in the above-mentioned literature on dendrimers). This is presumably because it is preferable that the branches of the branched polymer become more dense outward from the metal cation located at the center of the complex in order to exhibit an efficient space exclusion effect.

【0029】本発明の金属陽イオン錯体において、陰イ
オンRA- は一価である必要がある。即ち、β−ジケト
ネート基A- を分子内に1つ有する分岐高分子を使用す
ることが必要である。かかる条件を満たさない場合に
は、陽イオンの凝集等が見られる場合があり好ましくな
い。
[0029] In the metal cation complex of the present invention, the anion RA - it should be monovalent. That is, it is necessary to use a branched polymer having one β-diketonate group A in the molecule. If these conditions are not satisfied, cation aggregation may be observed, which is not preferable.

【0030】分岐高分子残基Rは、本発明の金属陽イオ
ン錯体の熱可塑性や、溶媒或いはマトリックス材料への
相溶性を損なわない限りにおいて、可能な限り高度の分
岐を有することが望ましい。これは、同一モノマー(繰
り返し単位)構造で同一の分子量を有する高分子を考え
た場合、分岐点数が多ければ多いほど、該陽イオンどう
しの接近を妨害する空間排除効果の高い立体配座をとり
易いためと考えられる。言い換えれば、分岐のない線状
高分子に近づくにつれて、空間排除効果の高い糸毬状に
凝集した立体配座から高分子鎖が伸びきった同効果の低
い立体配座まで変化しうるようになり、結果として該陽
イオンどうしが接近する確率が高くなるということであ
る。
The branched polymer residue R desirably has as high a degree of branching as possible as long as the thermoplasticity of the metal cation complex of the present invention and the compatibility with a solvent or a matrix material are not impaired. This is because, when considering a polymer having the same monomer (repeating unit) structure and the same molecular weight, the larger the number of branch points, the higher the conformation with a spatial exclusion effect that hinders the approach of the cations. It is considered easy. In other words, as it approaches a linear polymer without branching, it becomes possible to change from a conformation that is aggregated in a filiform shape with a high space exclusion effect to a low conformation with the same effect that the polymer chain is extended. As a result, the probability that the cations approach each other increases.

【0031】高分子の分岐度を定量する手段としては、
例えば希薄溶液中での極限粘度と絶対分子量との関係の
測定、或いは核磁気共鳴(NMR)スペクトルにおける
分岐単位構造と非分岐単位構造のそれぞれに帰属される
シグナルの積分値を利用する方法等が挙げられるが、本
発明において好ましい分岐度の条件として、分岐高分子
RAは、マススペクトル法又は光散乱法で測定される真
の重量平均分子量MwとGPC法で測定される重量平均
分子量Mw(GPC) とが、Mw/Mw(GPC) >1なる関係
を満たすことが挙げられる。
As means for quantifying the degree of branching of the polymer,
For example, there is a method of measuring the relationship between the intrinsic viscosity and the absolute molecular weight in a dilute solution, or a method using an integral value of a signal assigned to each of a branched unit structure and an unbranched unit structure in a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum. As preferred conditions for the degree of branching in the present invention, the branched polymer RA may be a true weight average molecular weight Mw measured by a mass spectrum method or a light scattering method and a weight average molecular weight Mw (GPC measured by a GPC method). ) Satisfy the relationship of Mw / Mw (GPC) > 1.

【0032】MwがMw(GPC) よりも大きくなる例は、
Hawker,C.J.et al;J.Am.Che
m.Soc.,112巻,7638頁(1990)やU
hrich,K.E.et al;Macromole
cules,25巻,4583頁(1992)等に報告
されており、これは、マススペクトル法又は光散乱法で
測定されるような絶対分子量(即ち、Mw)が同一で
も、分岐度が高まるにつれて、良溶媒中で観測される高
分子鎖の空間的広がり(即ち、Mw(GPC) )は小さくな
ってゆくものと定性的には解釈されている。なお、上記
のマススペクトルの手法には分子ピークを与える限りに
おいて制限はなく、例えば分子量1000以上程度の比
較的高分子量の分子や不安定な分子に対して好適に用い
られるMatrix assisted laser
desorption ionization(MAL
DI)マススペクトルやElectrosprayマス
スペクトル等の新しい手法の適用が好ましい場合もあ
る。また、本発明の記述における全てのGPC測定は、
分岐高分子RAの良溶媒中で行われる必要がある。Mw
/Mw(GPC) の値は、本発明に好適な分岐高分子RAの
数平均分子量の範囲においては通常高々3程度となる
が、特に制限はない。
An example in which Mw becomes larger than Mw (GPC) is as follows.
Hawker, C .; J. et al; Am. Che
m. Soc. 112, 7638 (1990) and U.
hrich, K .; E. FIG. et al; Macromole
cules, vol. 25, p. 4583 (1992), which shows that as the absolute molecular weight (ie, Mw) as measured by mass spectrometry or light scattering is the same, as the degree of branching increases, It has been qualitatively interpreted that the spatial extent (ie, Mw (GPC) ) of the polymer chains observed in a good solvent becomes smaller. There is no limitation on the method of the above mass spectrum as long as a molecular peak is given, and for example, a Matrix assisted laser which is suitably used for a relatively high molecular weight molecule having a molecular weight of about 1000 or more or an unstable molecule.
desorption ionization (MAL
DI) In some cases, it is preferable to apply a new method such as a mass spectrum or an Electrospray mass spectrum. Also, all GPC measurements in the description of the invention are:
It must be performed in a good solvent for the branched polymer RA. Mw
The value of / Mw (GPC) is usually at most about 3 in the range of the number average molecular weight of the branched polymer RA suitable for the present invention, but is not particularly limited.

【0033】(金属陽イオン錯体の製造方法)本発明の
金属陽イオン錯体は、例えばSpringer,C.
S.et al;Inorg.Chem.,6巻,11
05頁(1967)等に記載の、該陽イオンMn+の硝酸
塩とβ−ジケトネートのNa塩の当量混合による方法等
の公知の方法に準じて製造される。即ち、本発明の場
合、金属陽イオンMn+の硝酸塩に対し、例えばRA-
+ の(X+ はアルカリ金属陽イオン)形のβ−ジケトネ
ート基を有する分岐高分子の塩を作用させることとな
る。但し、これは好ましい製造方法の例示であり、本発
明の金属陽イオン錯体を得られる限りにおいて製造方法
に特に制限はない。
(Method for producing metal cation complex) The metal cation complex of the present invention can be prepared, for example, by the method of Springer, C .;
S. et al; Inorg. Chem. , Volume 6, 11
It is produced according to a known method such as a method described in page 05 (1967), for example, by a method of mixing equivalent amounts of the nitrate of the cation Mn + and the Na salt of β-diketonate. That is, in the case of the present invention, for example, RA - X is used for the nitrate of the metal cation Mn +.
+ (X + is an alkali metal cation) type salt of a branched polymer having a β-diketonate group. However, this is an example of a preferable production method, and the production method is not particularly limited as long as the metal cation complex of the present invention can be obtained.

【0034】本発明の金属陽イオン錯体において、該陽
イオンの正電荷を中和する対陰イオンは全て該1価の陰
イオンRA- となっていることが望ましい。何故なら
ば、比較的小さな陰イオン、例えばフッ化物イオン、塩
化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲ
ン化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、蟻酸イオン、
酢酸イオン、シュウ酸イオン等の一般的に広く用いられ
る陰イオンの残留は、空間排除効果を低下させるためで
ある。従って、上述の錯体形成反応により本発明の金属
陽イオン錯体を製造する場合、1当量の該陽イオン(M
n + )に対して正確にn当量の上記RA- + を作用さ
せることが望ましい(nは該陽イオンの価数)。但し、
Mn + に対してn当量を超過する過剰量のRA- X+ を
作用させた場合でも、生成物には所望の本発明の金属陽
イオン錯体が含まれているので本発明の効果が得られる
場合もある。
In the metal cation complex of the present invention, it is desirable that all counter anions neutralizing the positive charge of the cation be the monovalent anion RA . Because relatively small anions such as fluoride ions, chloride ions, bromide ions, halide ions such as iodide ions, sulfate ions, nitrate ions, formate ions,
Remaining anions generally used widely, such as acetate ions and oxalate ions, are to reduce the space exclusion effect. Therefore, when producing the metal cation complex of the present invention by the above-described complex formation reaction, one equivalent of the cation (M
It is desirable that exactly n equivalents of the above RA - X + act on (n + ) (n is the valence of the cation). However,
Even when an excess amount of RA-X + exceeding n equivalents is applied to Mn + , the effect of the present invention can be obtained since the product contains the desired metal cation complex of the present invention. In some cases.

【0035】(造影剤)また、本発明の金属陽イオン錯
体を造影剤として用いる場合、通常静脈内投与などの非
経口投与の方法が用いられるが、経口投与することもで
きる。非経口剤投与の製剤、即ち注射剤等の製造に用い
られる溶剤、または懸濁化剤としては、たとえば水、プ
ロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ベンジ
ルアルコール、オレイン酸エチル、レシチン等が挙げら
れる。製剤の調製は常法によればよい。また経口投与す
る場合、単独または薬学的に許容される担体と複合し
て、例えば顆粒剤、細粒剤、散剤、錠剤、硬シロップ
剤、軟カプセル剤、シロップ剤、乳剤、懸濁剤、リポソ
ーム、液剤等の剤形にして経口投与する。固体製剤を製
造する際に用いられる賦形剤としては、例えば乳糖、シ
ョ糖、デンプン、タルク、セルロース、デキストリン、
カオリン、炭酸カルシウム等が挙げられる。経口投与の
ための液体製剤、即ち乳剤、シロップ剤、懸濁剤、液剤
等は、一般的に用いられる不活性な希釈剤、例えば植物
油等を含む。この製剤は不活性な希釈剤以外に補助剤、
例えば湿潤剤、懸濁補助剤、甘味剤、芳香剤、着色剤ま
たは保存剤等を含むこともできる。液体製剤にして、ゼ
ラチンのような吸収されうる物質のカプセル中に含ませ
てもよい。
(Contrast Agent) When the metal cation complex of the present invention is used as a contrast agent, parenteral administration such as intravenous administration is usually used, but oral administration is also possible. Examples of a preparation for parenteral administration, that is, a solvent or a suspending agent used for producing an injection or the like include water, propylene glycol, polyethylene glycol, benzyl alcohol, ethyl oleate, lecithin and the like. Preparation of the preparation may be performed by a conventional method. For oral administration, alone or in combination with a pharmaceutically acceptable carrier, for example, granules, fine granules, powders, tablets, hard syrups, soft capsules, syrups, emulsions, suspensions, liposomes Orally in the form of a liquid or the like. Examples of excipients used in producing a solid preparation include lactose, sucrose, starch, talc, cellulose, dextrin,
Kaolin, calcium carbonate and the like can be mentioned. Liquid preparations for oral administration, ie emulsions, syrups, suspensions, solutions and the like, contain commonly used inert diluents, such as vegetable oils. This formulation is not only an inert diluent, but also auxiliaries,
For example, wetting agents, suspending agents, sweetening agents, flavoring agents, coloring agents, preservatives and the like can be included. Liquid preparations may be included in capsules of absorbable substances such as gelatin.

【0036】本発明による造影剤は、一般に所望の造影
効果が副作用を伴うことなく得られる投与量で投与され
る。その具体的な値は、医師の判断で決定されるべきで
あるが、一般に一回の診断につき成人当たり0.1mg
〜10g、好ましくは1mg〜5gである。本発明の化
合物は有効成分として一回の診断につき、成人当たり1
mg〜5g、更に好ましくは3mg〜3g含有され投与
されても良い。
The contrast agent according to the present invention is generally administered at a dose that provides the desired contrast effect without side effects. The specific value should be determined at the discretion of the physician, but is generally 0.1 mg per adult per diagnosis.
10 to 10 g, preferably 1 mg to 5 g. The compound of the present invention is used as an active ingredient in one diagnosis per adult.
mg to 5 g, more preferably 3 mg to 3 g, and may be administered.

【0037】(高分子組成物)本発明の金属陽イオン錯
体を高分子マトリックス中に分散させ、高分子組成物と
することも可能である。この場合、かかる高分子成物中
の該陽イオン濃度は、光学用途を目的とする場合には、
該用途に必要な透明性を維持する限りにおいて特に制限
はないが、通常高分子マトリックスと金属陽イオン錯体
との合計に対して0.01〜10重量%であることが好
適である。該陽イオン濃度が0.01重量%に満たない
と、本発明の効果である屈折率の上昇或いは蛍光発生能
の付与が不十分となり、逆に10重量%を超えると該か
かる高分子組成物が極端に脆くなる等の機械的物性の低
下が顕著となる場合があり、いずれも好ましくない。か
かる観点から、より好適な該陽イオン濃度は0.05〜
7重量%、更に好適には0.1〜5重量%、最も好適に
は0.5〜4重量%である。
(Polymer composition) The metal cation complex of the present invention can be dispersed in a polymer matrix to form a polymer composition. In this case, the cation concentration in such a polymer composition is, for the purpose of optical use,
There is no particular limitation as long as the transparency required for the use is maintained, but it is usually preferably 0.01 to 10% by weight based on the total of the polymer matrix and the metal cation complex. If the cation concentration is less than 0.01% by weight, the effect of the present invention such as an increase in refractive index or the ability to generate fluorescence becomes insufficient. May be significantly reduced in mechanical properties such as extreme brittleness, and both are not preferred. From such a viewpoint, the more preferable cation concentration is 0.05 to
7% by weight, more preferably 0.1-5% by weight, most preferably 0.5-4% by weight.

【0038】なお、本発明の金属陽イオン錯体を高分子
マトリックス中に分散させた高分子組成物の一般的な特
徴として、従来材料に見られない極めて良好な該陽イオ
ンの分散が挙げられる。これは、本発明の金属陽イオン
錯体の空間排除効果がかかる高分子組成物を製造する過
程でもある程度維持されるために他ならず、具体的に
は、例えば、透過型電子顕微鏡により観察される像にお
いて該陽イオンどうしが接触しているクラスターの割合
が20%未満、より好ましくは10%未満、更に好まし
くは7%未満、最も好ましくは5%未満であることが例
示される。
As a general feature of the polymer composition in which the metal cation complex of the present invention is dispersed in a polymer matrix, there is an extremely good dispersion of the cation which is not found in conventional materials. This is because the space exclusion effect of the metal cation complex of the present invention is maintained to some extent even in the process of producing such a polymer composition. Specifically, for example, it is observed by a transmission electron microscope. It is exemplified that the proportion of clusters in which the cations are in contact in the image is less than 20%, more preferably less than 10%, even more preferably less than 7% and most preferably less than 5%.

【0039】本発明の金属陽イオン錯体を含有する高分
子組成物に使用される高分子マトリックスの種類には、
特に制限はない。但し、光学用途を目的とする場合に
は、該用途に必要な透明性を維持するために、金属陽イ
オン錯体との相溶性が良好であることが望ましい。即
ち、金属陽イオン錯体を分散させた場合に、実用上重要
と考えられる紫外から赤外領域の光に対しての透明性を
達成するためにはかかる光の波長よりも小さい分散を達
成することが必要である。より具体的には、例えば透過
型電子顕微鏡観察において、該陽イオンの集合体の大き
さが200nm以下となることが望ましい。
The types of the polymer matrix used in the polymer composition containing the metal cation complex of the present invention include:
There is no particular limitation. However, for the purpose of optical use, it is desirable that the compatibility with the metal cation complex is good in order to maintain the transparency required for the use. In other words, when the metal cation complex is dispersed, it is necessary to achieve a dispersion smaller than the wavelength of the light in order to achieve transparency for light in the ultraviolet to infrared region, which is considered to be practically important. is necessary. More specifically, for example, in observation with a transmission electron microscope, it is desirable that the size of the cation aggregate be 200 nm or less.

【0040】ここで言う集合体とは、金属陽イオンどう
しが直接接触したクラスター、又は本発明の金属陽イオ
ン錯体の会合による集団と考えられる該陽イオンが数n
m以下程度の距離で近接しあった状態のことである。か
かる集合体は、高分子組成物の透明性或いは蛍光発生過
程における濃度消光の低減の観点から、小さければ小さ
いほど好ましく、かかる集合体の形成がなく各陽イオン
が均一に組成物中に分散している状態が本発明の趣旨に
おいて理想的であることは言うまでもない。
The term “aggregate” as used herein means a cluster in which metal cations are in direct contact with each other or a group formed by association of the metal cation complexes of the present invention.
This is a state in which they are close to each other at a distance of about m or less. From the viewpoint of the transparency of the polymer composition or the reduction of concentration quenching during the fluorescence generation process, such an aggregate is preferably as small as possible.Each cation is uniformly dispersed in the composition without formation of such an aggregate. Needless to say, this state is ideal for the purpose of the present invention.

【0041】好適な高分子マトリックスは、分散される
金属陽イオン錯体を構成する1価の陰イオンRA- の化
学構造に依存するが、これが有機物である場合、相溶
性、成形加工性、経済性、及びマトリックス自身の透明
性から、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、芳
香族ポリエステル類、芳香族ポリカーボネート類、芳香
族ポリエステルカーボネート類、半芳香族ポリアミド
類、非晶性ポリオレフィン類、ポリエチレングリコール
等の脂肪族ポリエーテル、芳香族又は脂肪族ポリウレタ
ン、芳香族又は脂肪族ポリウレタンウレア、芳香族又は
脂肪族ポリウレア等の公知の樹脂材料が好適に用いられ
る。かかるマトリックス高分子の分子量分布や分岐構造
には、優れた成形加工性を保持する限りにおいて特に制
限はない。
[0041] Suitable polymeric matrices are monovalent anion RA constituting the metal cation complex is dispersed - depends on the chemical structure, if this is the organic compatibility, moldability, economical efficiency , And the transparency of the matrix itself, polystyrene, polymethyl methacrylate, aromatic polyesters, aromatic polycarbonates, aromatic polyester carbonates, semi-aromatic polyamides, amorphous polyolefins, aliphatic polyolefins such as polyethylene glycol Known resin materials such as ether, aromatic or aliphatic polyurethane, aromatic or aliphatic polyurethane urea, aromatic or aliphatic polyurea are suitably used. The molecular weight distribution and branched structure of such a matrix polymer are not particularly limited as long as excellent moldability is maintained.

【0042】金属陽イオン錯体と高分子マトリックスと
を混合して本発明の高分子組成物を製造する方法に特に
制限はない。例えば、溶液中で混合後塗布乾燥して組成
物を得る方法、単軸押出機、二軸押出機、ブラベンダー
等の溶融状態で混合する装置を使用する方法等が例示で
きる。この中、溶液中で混合する方法が該陽イオンの集
合体を低減する上で効果的である。更に、本発明の金高
分子組成物においては、複数種の該陽イオン、複数種の
金属陽イオン錯体、或いは複数種の高分子マトリックス
の使用も可能である。
The method for producing the polymer composition of the present invention by mixing the metal cation complex and the polymer matrix is not particularly limited. For example, a method of mixing and then drying the mixture in a solution to obtain a composition, a method of using a device for mixing in a molten state such as a single-screw extruder, a twin-screw extruder, or a Brabender can be exemplified. Among them, a method of mixing in a solution is effective in reducing the aggregate of the cations. Further, in the gold polymer composition of the present invention, a plurality of kinds of the cations, a plurality of kinds of metal cation complexes, or a plurality of kinds of polymer matrices can be used.

【0043】本発明の金属陽イオン錯体又はこれを含有
する高分子組成物は、該陽イオンの有する各種機能を応
用する幅広い用途に利用される。例えば、その優れた溶
剤溶解性を利用して溶液を調製し、無機蛍光体分散液に
おける沈殿の生成等の問題の生じない、非常に安定した
保存安定性を有する高輝度の蛍光性塗装材として利用で
きる。
The metal cation complex of the present invention or the polymer composition containing the metal cation complex is used for a wide range of applications in which various functions of the cation are applied. For example, a solution is prepared by utilizing its excellent solvent solubility, and a problem such as generation of a precipitate in an inorganic phosphor dispersion liquid does not occur, and as a high-brightness fluorescent coating material having extremely stable storage stability. Available.

【0044】これを例えば、平面、曲面、パイプ状等の
任意の形状の成形体の外表面に塗布すれば、蛍光を利用
した道路標識、安全標識、ナンバープレート、安全表示
シール等の各種表示板(紙)、ヘルメット、バンパー、
雨具(雨合羽、傘等)等の交通安全確保のための保護部
品や保護具、蛍光灯等の照明器具、エックス線増感紙等
の増感紙等の製品が有利に得られる。かかる塗装材とし
ての利用において、使用される溶剤の種類に特に制限は
ないが、近年特に求められている環境保護の立場から水
或いはアルコール類のような毒性の低い溶剤の使用が求
められる場合には、かかる溶剤に相溶性の良い1価の陰
イオンRA- を構成成分とする金属陽イオン錯体を調製
する必要がある。
When this is applied to the outer surface of a molded article having an arbitrary shape such as a flat surface, a curved surface, or a pipe, various display plates such as a road sign, a safety sign, a license plate, and a safety display seal using fluorescence are used. (Paper), helmet, bumper,
Products such as protective parts and protective equipment for ensuring traffic safety, such as rain gear (rain flaps, umbrellas, etc.), lighting equipment such as fluorescent lamps, and intensifying screens such as X-ray intensifying screens can be advantageously obtained. In the use as such a coating material, there is no particular limitation on the type of solvent used, but in the case where a low-toxic solvent such as water or alcohol is required from the standpoint of environmental protection which has been particularly required in recent years. It is necessary to prepare a metal cation complex containing a monovalent anion RA- having good compatibility with such a solvent as a constituent.

【0045】更に、本発明の金属陽イオン錯体或いはそ
の組成物を、例えばフルオロイムノアッセイ用等の蛍光
ラベル剤、屈折率増加を利用したレンズや太さ方向の屈
折率変化を持たせた光導波路材料、或いは光通信技術で
重要な近赤外領域の蛍光(例えば1.3μm、あるいは
1.5μmの波長)を有する例えばPr3+やEr3+等の
ランタノイドを使用して光増幅器等の光通信用部材、レ
ーザー発信器等として応用することも非常に有用であ
る。
Further, the metal cation complex of the present invention or a composition thereof is used as a fluorescent labeling agent for, for example, fluoroimmunoassay, a lens utilizing an increase in refractive index, or an optical waveguide material having a change in refractive index in the thickness direction. Alternatively, optical communication such as an optical amplifier using a lanthanoid such as Pr 3+ or Er 3+ having fluorescence in the near infrared region (eg, a wavelength of 1.3 μm or 1.5 μm) important in optical communication technology. It is also very useful to apply it as a member for use, a laser transmitter, or the like.

【0046】本発明の金属陽イオン錯体又はこれを含有
する高分子組成物の実用に当り、本発明の趣旨を著しく
損なわない限りにおいて任意の添加剤、例えばトリオク
チルフォスフィンオキシド等の有機りん化合物のよう
に、該陽イオンに配位することでその蛍光強度の低下を
抑制する添加剤等の使用も可能である。
In practical use of the metal cation complex of the present invention or the polymer composition containing the same, any additive may be used as long as the purpose of the present invention is not significantly impaired, for example, an organic phosphorus compound such as trioctylphosphine oxide. As described above, it is also possible to use an additive or the like which suppresses a decrease in the fluorescence intensity by coordinating with the cation.

【0047】[0047]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明は、その要旨を越えない限り、これらの実
施例に限定されるものではない。なお、原料試薬や溶剤
は、特に記載がない限り、東京化成社製のものを精製を
加えず使用した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist thereof. In addition, the raw material reagent and the solvent were used without purification, unless otherwise specified, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

【0048】[測定装置と条件等] (1)GPC:東ソー社製TSKゲル(分子量1万程度
以上用グレード:GMHXL、分子量数百〜1万程度用
グレード:G−2000)、展開溶媒:テトラヒドロフ
ラン(THF)、測定温度:40℃、対照:単分散ポリ
スチレン、検出:屈折率変化。 (2)NMR:日本電子社製JNM−EX270型FT
−NMR( 1H:270MHz,13C:67.8MH
z)、溶媒:CDCl3
[Measurement apparatus and conditions, etc.] (1) GPC: TSK gel manufactured by Tosoh Corporation (grade for molecular weight of about 10,000 or more: GMHXL, grade for molecular weight of about several hundred to 10,000: G-2000), developing solvent: tetrahydrofuran (THF), measurement temperature: 40 ° C., control: monodisperse polystyrene, detection: change in refractive index. (2) NMR: JNM-EX270 type FT manufactured by JEOL Ltd.
-NMR (1 H: 270 MHz, 13 C: 67.8 MH)
z), solvent: CDCl 3.

【0049】(3)FT−IR:日本分光工業社製FT
/IR−8000型FT−IR、食塩結晶上にサンプル
の塩化メチレン溶液のキャストフィルムを作成して測
定。 (4)マススペクトル:島津製作所製KOMPACT
MALDI III型レーザーイオン化TOF−MSを使用
した。マトリックス物質として、3−インドールアクリ
ル酸を用い、陽イオンを検出した。なお、測定値には陽
イオン補正等は一切加えずそのまま使用した。(MAL
DI測定は原理上、分子ピークに例えばNa+ やK+
のアルカリ金属陽イオンが付加した形で観測されるの
で、合理的な陽イオンの原子量を仮定してこれを差し引
く補正を行う場合がある。例えば、Leon,J.W.
et al;Polym.Bull.,35巻,449
頁(1995)参照。) (5)蛍光:日立製作所社製F−3000型蛍光光度計 (6)プロトン緩和度測定:日本電子製MU−25(2
5MHz)
(3) FT-IR: FT manufactured by JASCO Corporation
/ IR-8000 type FT-IR, a cast film of a methylene chloride solution of a sample was prepared on a salt crystal and measured. (4) Mass spectrum: KOMPACT manufactured by Shimadzu Corporation
MALDI type III laser ionization TOF-MS was used. Cations were detected using 3-indoleacrylic acid as the matrix material. The measured values were used without any cation correction or the like. (MAL
In principle, DI measurement is observed in a form in which an alkali metal cation such as Na + or K + is added to a molecular peak, so that correction may be performed by subtracting this from the assumption of a reasonable cation atomic weight. is there. See, for example, Leon, J. et al. W.
et al; Polym. Bull. , 35, 449
See page (1995). (5) Fluorescence: F-3000 fluorometer manufactured by Hitachi, Ltd. (6) Proton relaxation measurement: JEOL MU-25 (2)
5MHz)

【0050】実施例:1蛍光性金属陽イオン錯体の合成
と評価 [原料となるデンドリマーの合成] (1)β−ジケトン構造を有するfocal poin
t構成単位の調製 4’−ヒドロキシアセトフェノンをテトラヒドロフラン
(THF)に溶解し、ここに、触媒量の塩酸の存在下、
3,4−ジヒドロ−21H0−ピラン(5当量)を同容
量のジエチルエーテルに溶解したものを攪拌しながら室
温で30分かけて滴下した。その後、40℃で1時間攪
拌を続けた後、大過剰の0.5N水酸化ナトリウム水溶
液に投入した。これをジエチルエーテルで抽出し、集め
られた有機相を水洗し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥
後、濾過、減圧濃縮した。こうして得た残渣は、FT−
IRにおいて水酸基のO−H伸縮振動に由来する吸収を
与えず、また1 H−NMRより純度95%以上の4’−
テトラヒドロピラニルオキシアセトフェノンであること
が確認された。このものを、Springer,C.
S.et al;Inorg.Chem.,6巻,11
05頁(1967)に記載の方法と同様に、ナトリウム
メトキシド存在下、エチルヘプタフルオロブチレートと
反応させ、塩酸酸性水溶液で処理してテトラヒドロピラ
ニル基を除去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィで
精製して、目的とする1,1,1,2,2,3,3−ヘ
プタフルオロ−6−(4’−ヒドロキシフェニル)−
4,6−ヘキサンジオン(以下、FHDと略)を得た。
Example 1 Synthesis and Evaluation of Fluorescent Metal Cation Complex [Synthesis of Dendrimer as Raw Material] (1) Focal point having β-diketone structure
Preparation of t Constituent Unit 4'-Hydroxyacetophenone is dissolved in tetrahydrofuran (THF) and added thereto in the presence of a catalytic amount of hydrochloric acid.
A solution of 3,4-dihydro-21H0-pyran (5 equivalents) in the same volume of diethyl ether was added dropwise with stirring at room temperature over 30 minutes. Then, after stirring was continued at 40 ° C. for 1 hour, the mixture was poured into a large excess of 0.5N aqueous sodium hydroxide solution. This was extracted with diethyl ether, and the collected organic phases were washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure. The residue thus obtained is FT-
In IR, no absorption derived from the OH stretching vibration of the hydroxyl group is given, and 4'-P with a purity of 95% or more by 1 H-NMR.
It was confirmed to be tetrahydropyranyloxyacetophenone. This is described in Springer, C.W.
S. et al; Inorg. Chem. , Volume 6, 11
Similarly to the method described on page 05 (1967), the mixture was reacted with ethyl heptafluorobutyrate in the presence of sodium methoxide, treated with an aqueous hydrochloric acid solution to remove the tetrahydropyranyl group, and then purified by silica gel column chromatography. 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoro-6- (4′-hydroxyphenyl)-
4,6-hexanedione (hereinafter abbreviated as FHD) was obtained.

【0051】(2)β−ジケトン構造をfocal p
ointに有するポリベンジルエーテルデンドリマーの
調製 Hawker,C.J.et al;J.Am.Che
m.Soc.,112巻,7638頁(1990)に記
載の方法で、第1、及び第3世代のデンドリティックベ
ンジルブロマイド(focal pointにベンジル
ブロマイド構造を有するデンドリマーの総称)を合成し
た。これら1.03当量を、該文献に記載の炭酸カリウ
ムと18−クラウン−6エーテルを用いるエーテル化反
応により、それぞれ1.0当量のFHDと反応させ、目
的とする第1、及び第3世代のβ−ジケトン構造をfo
cal pointに有するポリベンジルエーテルデン
ドリマー(以下、それぞれ[G−1]−FHD、及び
[G−3]−FHDと略)を得た。これらの生成物は、
シリカゲルカラムクロマトグラフィで精製した。精製し
た[G−1]−FHD、及び[G−3]−FHDは、1
H及び13CNMRスペクトルにおいて、FHD構造に帰
属される芳香環のシグナルを、FT−IRスペクトルに
てβ−ジケトン構造に帰属される吸収をそれぞれ与え、
更に上記のマススペクトル測定において、理論分子量
(それぞれ634.5、及び1908.0)に帰属され
る実質的に単一のシグナルをそれぞれ与えたことから、
目的物が高純度で得られたことを確認した。
(2) The β-diketone structure is
Preparation of polybenzyl ether dendrimers with ointments Hawker, C .; J. et al; Am. Che
m. Soc. , 112, 7638 (1990) to synthesize first and third generation dendritic benzyl bromides (generic term for dendrimers having a benzyl bromide structure in a focal point). These 1.03 equivalents were respectively reacted with 1.0 equivalent of FHD by an etherification reaction using potassium carbonate and 18-crown-6 ether described in the literature to obtain the desired first and third generations. β-diketone structure is fo
A polybenzyl ether dendrimer (hereinafter, abbreviated as [G-1] -FHD and [G-3] -FHD, respectively) having a cal point was obtained. These products are:
Purified by silica gel column chromatography. The purified [G-1] -FHD and [G-3] -FHD consist of 1
In the H and 13 C NMR spectra, the signal of the aromatic ring attributed to the FHD structure is given, and the absorption attributed to the β-diketone structure in the FT-IR spectrum, respectively.
Further, in the above mass spectrum measurement, substantially single signals assigned to the theoretical molecular weights (634.5 and 1908.0, respectively) were given.
It was confirmed that the desired product was obtained with high purity.

【0052】[金属陽イオン錯体の調製]上記の2種の
デンドリマー[G−1]−FHD、及び[G−3]−F
HDと、表1に記載の各種ランタノイド陽イオンの酸化
物とから、Springer,C.S.et al;I
norg.Chem.,6巻,1105頁(1967)
に記載の方法に準じて、ランタノイド陽イオン錯体(以
下、[G−n]3 −Lnと略、但し、nはデンドリマー
の世代を表す1又は3のいずれかの整数であり、Lnは
ランタノイド陽イオンを表す)を合成した。これらの錯
体において、原料デンドリマーが与えるβ−ジケトン構
造がβ−ジケトネートに変換されていることがFT−I
Rスペクトルにて確認された。また、焼失法により灰分
重量を分析したところ、表1のようにいずれも理論値と
よく一致していた。
[Preparation of Metal Cation Complex] The above two types of dendrimers [G-1] -FHD and [G-3] -F
HD and the oxides of the various lanthanoid cations listed in Table 1 from Springer, C.I. S. et al; I
norg. Chem. , 6, 1105 (1967)
Lanthanoid cation complex (hereinafter abbreviated as [G-n] 3 -Ln, where n is an integer of 1 or 3 representing the dendrimer generation, and Ln is the lanthanoid cation. (Representing an ion) was synthesized. In these complexes, it was confirmed that the β-diketone structure provided by the raw material dendrimer was converted to β-diketonate by FT-I
It was confirmed by the R spectrum. The ash weight was analyzed by the burn-off method. As shown in Table 1, all of the ash contents were in good agreement with the theoretical values.

【0053】[比較例の錯体の調製]上記FHDの合成
手順において、4’−ヒドロキシアセトフェノンの代わ
りに4’−メトキシアセトフェノンを用いて同様の合成
を行い、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ
−6−(4’−メトキシフェニル)−4,6−ヘキサン
ジオン(以下、FHMDと略)を得た。これを用いて、
上記のデンドリマーを用いた錯体の合成手順に準じて、
テルビウム陽イオン(Tb3+)、及びユーロピウム陽イ
オン(Eu3+)錯体をそれぞれ合成した(以下、それぞ
れFHMD3 −Tb、FHMD3 −Euと略)。
[Preparation of Complex of Comparative Example] In the above-mentioned synthesis procedure of FHD, the same synthesis was carried out using 4′-methoxyacetophenone instead of 4′-hydroxyacetophenone, and 1,1,1,2,2,2 Thus, 3,3-heptafluoro-6- (4′-methoxyphenyl) -4,6-hexanedione (hereinafter abbreviated as FHMD) was obtained. Using this,
According to the procedure for synthesizing a complex using the above dendrimer,
Terbium cation (Tb 3+ ) and europium cation (Eu 3+ ) complexes were synthesized (hereinafter, abbreviated as FHMD 3 -Tb and FHMD 3 -Eu, respectively).

【0054】[蛍光測定] (1)サンプル調製 表1のランタノイド陽イオン錯体(比較例の錯体も含
む)のうち、テルビウム系(Tb3+を含むもの)はTb
3+濃度が0.05μM、ユーロピウム系(Eu3+を含む
もの)はEu3+濃度が5μMとなるよう無水THFにそ
れぞれ溶解して調製した。なおこれらの溶液は、1ケ月
以上室温で静置しても変質等による析出物を与えなかっ
た。
[Fluorescence Measurement] (1) Sample Preparation Of the lanthanoid cation complexes in Table 1 (including the complex of the comparative example), the terbium-based (containing Tb 3+ ) is Tb
The 3+ concentration was 0.05 μM, and the europium system (containing Eu 3+ ) was prepared by dissolving in anhydrous THF so that the Eu 3+ concentration was 5 μM. In addition, these solutions did not give deposits due to alteration and the like even when allowed to stand at room temperature for one month or more.

【0055】(2)蛍光強度測定 上記の蛍光光度計を用いて、光路長さ1cmの石英セル
を用い測定を実施した。蛍光波長は、テルビウム系で5
45nm付近、ユーロピウム系で616nm付近のピー
クとし、励起波長は、励起スペクトルの最大値の波長と
した。測定結果はいずれも相当する陽イオンからなる比
較例の錯体の蛍光強度との比で整理し、表1にまとめ
た。
(2) Measurement of Fluorescence Intensity Using the above-mentioned fluorimeter, measurement was carried out using a quartz cell having an optical path length of 1 cm. The fluorescence wavelength is 5
The peak was around 45 nm and around 616 nm in the europium system, and the excitation wavelength was the wavelength of the maximum value of the excitation spectrum. All the measurement results were arranged by the ratio with the fluorescence intensity of the complex of the comparative example composed of the corresponding cation, and summarized in Table 1.

【0056】[基板密着性]合成した金属陽イオン錯体
を、そのTHF溶液を用いてガラス板上、及びアルミニ
ウム箔上にそれぞれキャストしてフィルムを作成し、こ
れらを剥離しようと試みたが、いずれもフィルムが基板
に強く密着していたため不可能であった。
[Substrate Adhesion] Using the THF solution, the synthesized metal cation complex was cast on a glass plate and an aluminum foil, respectively, to form films. This was not possible because the film adhered strongly to the substrate.

【0057】[0057]

【表1】 表1 蛍光性金属陽イオン錯体の分析と蛍光強度評価結果 錯体 灰分(重量%)c) 蛍光強度比 理論値 実測値 [G-1]3-Tb 8.88 8.97 2.4 [G-3]3-Tb 3.11 3.12 5.1 [G-1]3-Eu 8.57 8.64 1.5 [G-3]3-Eu 3.00 3.10 1.9 [G-3]3-Pr 2.81 2.72 --- [G-3]3-Nd 2.87 2.96 --- [G-3]3-Gd 3.08 3.00 --- [G-3]3-Dy 3.17 3.30 --- [G-3]3-Ho 3.21 3.11 --- [G-3]3-Er 3.25 3.24 --- [G-3]3-Tm 3.28 3.19 --- [G-3]3-Yb 3.34 3.28 --- c) 灰分はLn2 3 の形で存在しているものと考えた。 実施例2:水溶性金属陽イオン錯体の合成と評価 [β−ジケトン基を有するフォーカルポイント構成単位
の合成]4−アセチルベンゾニトリルにエタノール中で
乾燥塩化水素を作用させて得たエチル4−アセチルベン
ゾエートを、ナトリウムメトキシド存在下大過剰のエチ
ルヘプタフルオロブチレートと反応させ、次いで水酸化
ナトリウムを作用させてエチルエステルを加水分解し、
最後に塩酸酸性として縮合生成物である4−(3' −ヘ
プタフルオロプロピル−1' ,3' −プロパンジオニ
ル)安息香酸(以下β−DKFと略)を得た。
Table 1 Table 1 Results of analysis of fluorescent metal cation complex and evaluation of fluorescence intensity Complex ash (% by weight) c) Fluorescence intensity ratio Theoretical value Actual value [G-1] 3- Tb 8.88 8.97 2.4 [G-3] 3 -Tb 3.11 3.12 5.1 [G-1] 3 -Eu 8.57 8.64 1.5 [G-3] 3 -Eu 3.00 3.10 1.9 [G-3] 3 -Pr 2.81 2.72 --- [G-3] 3 -Nd 2.87 2.96 --- [G-3] 3 -Gd 3.08 3.00 --- [G-3] 3 -Dy 3.17 3.30 --- [G-3] 3 -Ho 3.21 3.11 --- [G-3] 3- Er 3.25 3.24 --- [G-3] 3 -Tm 3.28 3.19 --- [G-3] 3 -Yb 3.34 3.28 --- c) Ash is considered to exist in the form of Ln 2 O 3 Was. Example 2 Synthesis and Evaluation of Water-Soluble Metal Cation Complex [Synthesis of Focal Point Constituent Unit Having β-Diketone Group] Ethyl 4-acetyl obtained by reacting 4-acetylbenzonitrile with dry hydrogen chloride in ethanol Reacting the benzoate with a large excess of ethyl heptafluorobutyrate in the presence of sodium methoxide, and then reacting with sodium hydroxide to hydrolyze the ethyl ester;
Finally, the product was condensed with hydrochloric acid to obtain 4- (3′-heptafluoropropyl-1 ′, 3′-propanedionyl) benzoic acid (hereinafter abbreviated as β-DKF).

【0058】[配位子の合成]Newkome,G.
R.,et al;Macromolecules,2
4巻,1443頁(1991)に記載の方法に準拠し
て、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンとアクリ
ロニトリルを原料としてトリス{(2−シアノエチル)
オキシメチル}アミノメタン(以下TCNと略)、及び
トリス{(2−エトキシカルボニルエチル)オキシメチ
ル}アミノメタン(以下TECと略)を合成した。TE
Cのアミノ基をジ−t−ブチルジカーボネートを用いる
定法によりt−ブトキシカルボニル基(BOC基)で保
護し、次いで水酸化ナトリウムを使用したエステルの加
水分解により相当するトリカルボン酸(以下BOC−T
Cと略)とした。上記アミド合成反応に準拠し、BOC
−TCに対してTCNを反応させて1分子のBOC−T
Cに3分子のTCNがアミド結合した化合物(以下BO
C−TC−TCN3 と略)を得た。BOC−TC−TC
3 のBOC基をTHF中トリフルオロ酢酸を触媒とし
て除去して生じたアミノ基を、上記同様のアミド合成反
応によりβ−DKFと反応させ、β−ジケトン基をフォ
ーカルポイントに有するデンドリマー骨格(以下β−D
KF−CN9 と略)を合成した。β−DKF−CN9
末端ニトリル基は、上記文献に記載の手順で相当するエ
チルエステル基に変換し、次いで大過剰の2−アミノエ
タノールと加熱してアミドに変換して、デンドリマーβ
−ジケトン基をフォーカルポイントに有し末端に水酸基
を有するデンドリマー(以下β−DKF−OHと略)を
得た。
[Synthesis of Ligand] Newkome, G .;
R. , Et al; Macromolecules, 2
4, p. 1443 (1991), using tris (hydroxymethyl) aminomethane and acrylonitrile as starting materials for tris (2-cyanoethyl).
Oxymethyl @ aminomethane (hereinafter abbreviated as TCN) and tris {(2-ethoxycarbonylethyl) oxymethyl} aminomethane (hereinafter abbreviated as TEC) were synthesized. TE
The amino group of C is protected with a t-butoxycarbonyl group (BOC group) by a conventional method using di-t-butyl dicarbonate, and then the corresponding tricarboxylic acid (hereinafter BOC-T) is obtained by hydrolysis of the ester using sodium hydroxide.
C). Based on the above amide synthesis reaction, BOC
-TC is reacted with TCN to form one molecule of BOC-T
Compound in which three molecules of TCN are amide-bonded to C (hereinafter referred to as BO
C-TC-TCN 3 substantially) was obtained. BOC-TC-TC
An amino group generated by removing the BOC group of N 3 using trifluoroacetic acid as a catalyst in THF is reacted with β-DKF by an amide synthesis reaction similar to the above, and a dendrimer skeleton having a β-diketone group at a focal point (hereinafter, referred to as a dendrimer skeleton) β-D
KF-CN 9 ) was synthesized. The terminal nitrile group of β-DKF-CN 9 is converted to the corresponding ethyl ester group by the procedure described in the literature, and then converted to an amide by heating with a large excess of 2-aminoethanol to give the dendrimer β.
-A dendrimer having a diketone group at the focal point and having a hydroxyl group at the terminal (hereinafter abbreviated as β-DKF-OH) was obtained.

【0059】[ガドリニウム錯体の合成と評価]上記β
−DKF−OHを水酸化ナトリウムで処理して、相当す
るβ−ジケトネート陽イオンのナトリウム塩に変換し、
市販の塩化ガドリニウム(III) 水和物を加熱して得た無
水塩に対し3倍モルを水中で作用させ、β−ジケトネー
ト基を有する親水性デンドリマーを配位子とする3価ガ
ドリニウム陽イオン(Gd3+)錯体を含有する水溶液を
得た。次いでこれを0.8μmのガラス繊維フィルター
で濾過、更に透析法により溶解している無機塩や低分子
量不純物等を除去して精製した。この錯体水溶液は、3
7℃におけるプロトンの縦緩和度において、対照として
用いたマグネビスト(シェーリング製、DTPAのガド
リニウム(III) 錯体)を大きく上回ったため、強いMR
I信号強度を得ることが可能である。
[Synthesis and Evaluation of Gadolinium Complex]
Converting DKF-OH with sodium hydroxide to the corresponding sodium salt of β-diketonate cation;
A trivalent gadolinium cation (having a hydrophilic dendrimer having a β-diketonate group as a ligand) is reacted with three times the amount of an anhydrous salt obtained by heating a commercially available gadolinium (III) chloride hydrate as a ligand. An aqueous solution containing the (Gd 3+ ) complex was obtained. Next, this was filtered through a 0.8 μm glass fiber filter and further purified by dialysis to remove dissolved inorganic salts and low molecular weight impurities. The aqueous solution of this complex is 3
Since the longitudinal relaxation degree of the proton at 7 ° C. was much higher than the magnevist (manufactured by Schering, gadolinium (III) complex of DTPA) used as a control, strong MR was observed.
It is possible to obtain the I signal strength.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明は、次の様な特別に有利な効果を
奏し、その工業的利用価値は極めて大である。 (1)本発明に係る金属陽イオン錯体は、金属陽イオン
と特定の構造のβ−ジケトネート基を有する分岐高分子
との静電的相互作用あるいは配位結合により構成されて
いるので、均質性、溶剤或いは各種マトリックス材料と
の相溶性、熱可塑性を有し、軽量性及び靱性にも優れる
ため、従来にない優れた溶剤塗布性・熱成形加工性・軽
量性・曲げ変位に対する靱性・広範な種類の基板に対す
る密着性等を兼備する金属陽イオン含有材料となる。ま
た、原子番号の高い元素を含有させることが可能である
ので、レンズや太さ方向と屈折率変化を持たせた光導波
路等に用いられる屈折率を制御した材料光学材料、ある
いは電磁波遮蔽性材料として有用であり、更に、イオン
性化合物であるのでこれを用いた高分子組成物あるいは
塗装剤は帯電防止能をも有する。また、原子番号の高い
元素のエックス線吸収能を利用してのエックス線造影剤
としても有用である。 (2)また、金属元素として蛍光能を有するものを選択
した場合には、濃度消光の抑制された高い蛍光能をも有
する材料となるため、溶液とした場合には優れた保存安
定性を有する高輝度の蛍光性塗装材として、或いはフル
オロイムノアッセイ用等の蛍光ラベル剤、近赤外領域の
蛍光を有する希土類等を使用した光増幅器等の光通信用
部材、レーザー発信器等、幅広い蛍光利用用途に使用可
能な材料となる。 (3)更に、該陽イオンが常磁性を有する場合、核磁気
共鳴(NMR)現象を利用した造影(MRI)に用いら
れる造影剤としても有用である。
The present invention has the following particularly advantageous effects, and its industrial value is extremely large. (1) Since the metal cation complex according to the present invention is formed by electrostatic interaction or coordination bond between the metal cation and a branched polymer having a β-diketonate group having a specific structure, homogeneity It has excellent compatibility with solvents and various matrix materials, thermoplasticity, light weight and toughness, so it has unprecedented excellent solvent application properties, thermoforming workability, light weight, toughness against bending displacement, wide range This is a metal cation-containing material that also has adhesion to various types of substrates. In addition, since it is possible to contain an element having a high atomic number, a material having a controlled refractive index, such as a lens or an optical waveguide having a refractive index change with a thickness direction, or an electromagnetic wave shielding material Further, since it is an ionic compound, a polymer composition or a coating agent using the compound also has an antistatic ability. It is also useful as an X-ray contrast agent utilizing the X-ray absorption ability of an element having a high atomic number. (2) In addition, when a material having a fluorescent ability is selected as a metal element, the material is also a material having a high fluorescence ability with suppressed concentration quenching, and thus has excellent storage stability when used as a solution. A wide range of fluorescent light applications, such as high-intensity fluorescent coating materials or fluorescent labeling agents for fluoroimmunoassay, optical communication members such as optical amplifiers using rare-earth elements having near-infrared fluorescence, laser transmitters, etc. It becomes a material that can be used for (3) Further, when the cation has paramagnetism, it is also useful as a contrast agent used for imaging (MRI) utilizing a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式Mn+(RA- )n で表わされる金
属陽イオン錯体。(式中、Mn+は金属陽イオンを表し、
nは該陽イオンの価数を表す整数であり、RA- は一価
の陰イオンを表わし、Rは分岐高分子残基を表わし、A
- はβ−ジケトネート基を表わす。また、RA- に対応
する一般式RAで表わされるβ−ジケトン基を有する分
岐高分子は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
(GPC)法で測定される数平均分子量Mn(GPC) と重
量平均分子量Mw(GPC) との間において、300≦Mn
(GPC) ≦50000及び1.0≦Mw(GPC) /Mn(GPC
) ≦15なる二つの関係を同時に満たす)
1. A metal cation complex represented by the general formula M n + (RA ) n. (Wherein, M n + represents a metal cation;
n is an integer representing the valency of the cation; RA- represents a monovalent anion; R represents a branched polymer residue;
- represents a β- diketonate group. Furthermore, RA - branched polymer having a β- diketone group represented by the corresponding general formula RA, the number average molecular weight Mn (GPC) and the weight average molecular weight Mw (GPC, measured by gel permeation chromatography (GPC) ) And 300 ≦ Mn
(GPC) ≦ 50,000 and 1.0 ≦ Mw (GPC) / Mn (GPC
) Satisfies two relations of ≤15 simultaneously)
【請求項2】 分岐高分子RAが、マススペクトル法又
は光散乱法で測定される真の重量平均分子量Mwとゲル
パーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法で測定
される重量平均分子量Mw(GPC) との間において、Mw
/Mw(GPC)>1なる関係を満たす請求項1に記載の金
属陽イオン錯体。
2. A branched polymer RA is, the weight average molecular weight Mw is determined by mass spectrometry or true weight average molecular weight measured by a light scattering method Mw and gel permeation chromatography (GPC) (GPC) In between, Mw
The metal cation complex according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied: / Mw (GPC) > 1.
【請求項3】 分岐高分子RAが、デンドリマーである
請求項1ないし2に記載の金属陽イオン錯体。
3. The metal cation complex according to claim 1, wherein the branched polymer RA is a dendrimer.
【請求項4】 デンドリマーが、芳香族環を有する請求
項3に記載の金属陽イオン錯体。
4. The metal cation complex according to claim 3, wherein the dendrimer has an aromatic ring.
【請求項5】 β−ジケトネート基A- が、デンドリマ
ーのフォーカル・ポイントに結合している請求項3ない
し4に記載の金属陽イオン錯体。
5. The metal cation complex according to claim 3, wherein the β-diketonate group A is bonded to the focal point of the dendrimer.
【請求項6】 金属陽イオンMn+が、常磁性を有する請
求項1ないし5のいずれかに記載の金属陽イオン錯体。
6. The metal cation complex according to claim 1, wherein the metal cation M n + has paramagnetism.
【請求項7】 金属陽イオンMn+が、蛍光発生能を有す
る請求項1ないし5のいずれかに記載の金属陽イオン錯
体。
7. The metal cation complex according to claim 1, wherein the metal cation M n + has a fluorescence generating ability.
【請求項8】 金属陽イオンMn+が、ランタノイド陽イ
オンである請求項1ないし7のいずれかに記載の金属陽
イオン錯体。
8. The metal cation complex according to claim 1, wherein the metal cation M n + is a lanthanoid cation.
【請求項9】 ランタノイド陽イオンが、Pr3+、Nd
3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、E
3+、Tm3+、及びYb3+からなる群から選ばれる請求
項8に記載の金属陽イオン錯体。
9. The lanthanoid cation is Pr 3+ , Nd
3+ , Eu 3+ , Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , E
The metal cation complex according to claim 8, which is selected from the group consisting of r3 + , Tm3 + , and Yb3 + .
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
金属陽イオン錯体を必須成分とする造影剤。
10. A contrast agent comprising the metal cation complex according to claim 1 as an essential component.
【請求項11】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
金属陽イオン錯体及び薬学的に許容し得る担体を含んで
なる体内診断用医薬組成物。
11. A pharmaceutical composition for in vivo diagnosis comprising the metal cation complex according to claim 1 and a pharmaceutically acceptable carrier.
【請求項12】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
金属陽イオン錯体が高分子マトリックス中に分散してお
り、該金属陽イオン濃度が0.01〜10重量%である
ことを特徴とする高分子組成物。
12. The metal cation complex according to claim 1, wherein the metal cation complex is dispersed in a polymer matrix, and the metal cation concentration is 0.01 to 10% by weight. Polymer composition.
【請求項13】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
金属陽イオン錯体を外表面に有することを特徴とする成
形体。
13. A molded article having the metal cation complex according to claim 1 on an outer surface thereof.
【請求項14】 外表面が請求項12に記載の高分子組
成物で形成されている請求項13に記載の成形体。
14. The molded article according to claim 13, wherein the outer surface is formed of the polymer composition according to claim 12.
【請求項15】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
金属陽イオン錯体を含有してなることを特徴とする塗装
材。
A coating material comprising the metal cation complex according to any one of claims 1 to 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529658A (en) * 2000-03-30 2003-10-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Use of dendrimers as processing aids and surface modifiers for thermoplastics
JP2019160997A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 国立大学法人千葉大学 Magnetic material and method for manufacturing the same

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