WO2005087835A1 - 分子ワイヤー型蛍光性キラルセンサー - Google Patents

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WO2005087835A1
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alkyl group
poly
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Yoshito Tobe
Keiji Hirose
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Japan Science And Technology Agency
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Definitions

  • the present invention relates to a chiral sensor comprising an optically active compound. More specifically, an optically active moiety capable of recognizing a chiral compound is introduced.
  • optically active amines such as ethanolamine derivatives and catecholamine derivatives have physiological activity on the central nervous system and are important compounds as intermediates for many pharmaceuticals.
  • Natural amino acids and biologically active substances are all chiral compounds. Therefore, various chiral sensors have been studied for the purpose of optical resolution and analysis of optically active amines.
  • Chemical sensors such as chiral sensors have a receptor site that recognizes and recognizes specific ions or molecules as targets, and changes in the electronic state caused by the binding of the target are optically responsive (absorption, fluorescence spectrum). This is a device that reads as an electrical response (such as a change in electrical conductivity or oxidation-reduction potential).
  • the sensitivity of a chemical sensor is determined by the tightness of the bond between the target and the receptor site (complex stability constant) and the efficiency with which changes in the electronic state of the sensor molecule are converted to a signal. This will be explained based on the following scheme.
  • a signal is usually generated in a 1: 1 correspondence with the binding between the target and the receptor site.
  • the complex stability constant to increase the number of targets to be bound, but the selectivity decreases.
  • the use of highly assembled receptor sites to enhance selectivity slows the rate of complex formation and does not allow for a rapid response. Therefore, a molecular wire method has been devised to realize high sensitivity by increasing the signal exchange efficiency using a conjugated polymer ((B) of the scheme; TM Swager, Acc. Chem. Res., Vol. 31, 201, 1998; and Ichiro Oki and Yoshito Tobe, Chemistry, 56, 62, 2001).
  • the receptor site can be immobilized on the carrier, and the electron-hole or excitation energy can move freely within the effective conjugated chain.
  • the target binds to any one of the receptor sites of the conductive polymer, the electronic state of the effective conjugate chain changes, and the electric conductivity and redox potential of the polymer change (see ( ⁇ )).
  • the excitation energy traveling through the conjugated chain is deactivated by the target bound to the receptor site in one place, and as a result, the fluorescence caused by the polymer is quenched.
  • poly ( ⁇ -phenylene-chelene) or polythiophene which has conductivity, strong luminescence, and fluorescence emission properties, is used for the polymer main chain.
  • a host molecular skeleton such as a lane is used (Q. Zhou and TM Swager, J. Am. Chem. Soc., 117, 7017, 1995; Q. Zhou and TM Sager, J. Am. Chem. Soc., Vol. 117, p. 12593, 1995; K. ⁇ . Crawford et al., J.
  • An object of the present invention is to provide a chiral amine sensor having high sensitivity and high asymmetric recognition ability.
  • the present inventors have found that a compound having high asymmetric recognition ability with respect to the above-described primary amine can be incorporated into a molecular wire as a receptor site, and can actually function as a highly sensitive chiral amine sensor.
  • a compound having high asymmetric recognition ability with respect to the above-described primary amine can be incorporated into a molecular wire as a receptor site, and can actually function as a highly sensitive chiral amine sensor. was completed.
  • the present invention provides the following formula (I):
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , RR 8 , and R 9 are each independently A hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a branched alkyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent.
  • R 3 and R 4 and R 7 and R 8 may be combined with each other to form an optionally substituted alkylene group having 2 to 60 carbon atoms
  • R 1 D and R 1 1 are each independently is a hydrogen atom or an alkyl group carbon atoms which may have a terrorist atom to 1 to 1 5,, sigma 1 [) and 1 1 1 1 may be bonded to form an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a hetero atom.
  • a fluorescent molecular wire comprising a fluorescent polymer main chain to which an optically active substituent represented by the formula (1) is conjugated.
  • the polymer backbone has a polyarylene structure, a poly (arylene ethynylene) structure, a poly (arylene vinylene) structure, preferably a polyphenylene structure, a polythiophene structure, a poly (phenylene) structure. It has a two-lentiphenylene structure, a poly (phenylenetinylene) structure, a poly (thiophenelenylene) structure, or a poly (phenylenevinylene) structure.
  • the optically active substituent is coupled to the polymer main chain through one or more arylene, one or more alkylene, one or more vinylene, or a combination thereof. Have been.
  • the optically active substituent has the following formula (II):
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are each independently a hydrogen atom or a straight-chain having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
  • a chain alkyl group, a branched alkyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a cyclic alkyl group having 3 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent Represents an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms which may have a substituent, wherein R 3 and R 4 and R 7 and R 8 are Or an alkylene group having 2 to 60 carbon atoms which may have a substituent).
  • the fluorescent molecular wire has the following formula (I I I):
  • R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, a di- or monoalkylamide group, or an alkyl ester group; and n Is an integer of 5 or more).
  • the present invention also provides a chiral sensor comprising any one of the fluorescent molecular wires described above.
  • the fluorescent molecular wire of the present invention has not only higher detection sensitivity but also improved asymmetric recognition ability, as compared with a monomer compound having the same structure as a substituent having high asymmetric recognition ability. Therefore, it can function as a more sensitive and highly selective primary amine chiral sensor.
  • FIG. 1 shows UV-visible absorption spectra of various compounds.
  • FIG. 2 shows the fluorescence spectra of various compounds.
  • FIG. 3 is a fluorescence spectrum due to complex formation between the fluorescent molecular wire (S, S) -1 of the present invention and various concentrations of primary amine.
  • FIG. 4 shows the fluorescence intensity at 463 nm of the fluorescent molecule wire (S, S) -1 of the present invention or the fluorescence intensity at 432 nm of the monomer model (S, S) -2 and (R)-and (S)-.
  • 3 is a graph showing the relationship with the concentration of 2-amino-1-propanol.
  • the fluorescent molecular wire of the present invention is composed of a fluorescent polymer main chain to which an optically active substituent capable of asymmetric recognition of primary amine is conjugated.
  • the term "fluorescent molecular wire” refers to a fluorescent polymer having a fluorescent polymer backbone that allows the excitation energy to move freely within the effective conjugated chain.
  • the fluorescent polymer main chain has a structure in which conjugated systems are linked so that excitation energy can move within the polymer main chain.
  • Examples of such a fluorescent polymer main chain include, for example, a polyarylene structure, a poly (arylene ethynylene) structure, a poly (arylene vinylene) structure, preferably a polyphenylene structure, a polythiophene structure, Examples include a phenylenethiophenylene) structure, a poly (phenylene ethynylene) structure, a poly (thiophenylene ethynylene) structure, and a poly (phenylene butylene) structure.
  • the polymer backbone is preferably Or a poly (phenylene ethynylene) structure or a poly (phenylene phenylene) structure, and more preferably a poly (phenylene ethynylene) structure.
  • a substituent other than an optically active substituent may be incorporated into the main chain of the fluorescent polymer.
  • An example in which the substituent is linked to the benzene ring of poly (phenylenetinylene) is described below: A benzene ring to which an optically active substituent is linked or benzene adjacent to the benzene ring.
  • the ring may incorporate, for example, an alkyl group, an alkoxy group, a di- or monoalkylamide group, or an alkyl ester group, etc.
  • substituents must be able to inhibit fluorescence and asymmetric recognition.
  • the type, position and number thereof are not particularly limited, and are preferably straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, and alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • Linear or Di or monoalkyl amino de group Edakusari or a linear or branched alkyl ester group having a carbon number of 1 to 2 for example be incorporated into a benzene ring.
  • optically active substituent capable of asymmetric recognition of primary amine is represented by the following formula (I):
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , RR 8 , and R 9 are each independently , Hydrogen field A linear alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a branched alkyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, A cyclic alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
  • R 3 and R 4 and R 7 and R 8 may be combined with each other to form an optionally substituted alkylene group having 2 to 60 carbon atoms; and R 1Q and R 11 , independently, is a hydrogen atom or an alkyl group 1 to 15 carbon atoms which may have a hetero atom, which may have a hetero atom and R 10 and R 1 1 is coupled Which may form an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms).
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 1 is a hydrogen atom and a methyl group.
  • R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are each independently a hydrogen atom or a straight-chain having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
  • a chain alkyl group, a branched alkyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a cyclic alkyl group having 3 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent Represents an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms which may have a substituent, wherein R 3 and R 4 and R 7 and R 8 are And an alkylene group having 2 to 60 carbon atoms which may have a substituent.
  • examples of the substituent include a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a thiol group, an amino group, a nitro group, and a halogen atom (eg, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom).
  • a halogen atom eg, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom.
  • R 2 , R 3 , R 4 , R 6 , R 7 , and R 8 are hydrogen atoms.
  • R 5 and R 9 an aryl group having 6 to 30 carbon atoms such as a phenyl group 1-naphthyl group and an optionally substituted substituent such as a 1-adamantyl group 3 to 30 carbon atoms And an alkyl group.
  • R 5 and R 9 examples include phenyl, 1-naphthyl, 1-adamantyl, 1- (3,5-dimethyl) phenyl and 1-b-2-naphthyl, Of these, a phenyl group is preferred.
  • R 1 (3 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may have a hetero atom, and R 1 and R 11 are bonded to each other; And may form an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent or may have a hetero atom, wherein the hetero atom is, for example, an oxygen atom, a sulfur atom, such as nitrogen atom suitable R 10 and R 11, are bonded with each R 10 and R 11, wherein.:
  • P, q, and r each independently represent an integer of 1 to 15). More preferably, it is a pseudo 18-crown-16 type wherein p and q are 2 and r is 1, wherein the optically active substituent is of the following formula (II):
  • R 1 R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are the same as defined above).
  • the optically active substituent is added to the polymer main chain of the fluorescent molecular wire, Either introduced directly or coupled via spacers.
  • the spacer may be any group as long as the optically active substituent and the fluorescent polymer main chain are conjugated and the excitation energy can be freely transferred, and the mono- or multiple arylene, mono- or multiple alkylene, mono- or mono- Preference is given to a plurality of vinylenes or a combination thereof, more preferably an ethylene group.
  • the optically active substituent can avoid steric congestion by keeping a certain distance from the polymer main chain via a spacer.
  • Such a fluorescent molecular wire preferably has the formula (I I I):
  • R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, a di- or monoalkylamide group, or an alkyl ester group; and n is an integer of 5 or more).
  • the basic skeleton of the optically active substituent of the compound represented by the formula (III) is a phenolic pseudo-18-crown-6 type having two asymmetric carbons. This optically active substituent is located at the para-position of the phenolic hydroxy group. Is introduced into the polymer main chain of the fluorescent molecular wire via a thiol group.
  • R 1 2 and R 1 3 is other substituents in the polymer backbone, more preferably a Deshiruoki shea group, dissolving power of the polymer may be increased.
  • an optically active substituent selectively forms a complex with either an R- or S-form amine, an amino acid or a derivative thereof.
  • the amines, amino acids and derivatives thereof are not particularly limited.
  • whether the amino acid or its derivative forms a more effective complex with the R-form or S-form amines can be determined by the three-dimensional structure of the receptor at one position.
  • the fluorescent molecular wire of the present invention charge transfer from the receptor site to the polymer main chain is caused by complex formation between the optically active substituent (receptor site) and primary amine, and the fluorescence is quenched.
  • the quenching mechanism is the same as that of the conventional monomer-type pseudo-18-crown-6 (see JP-A-2004-75624), but the monomer-type pseudo-18-crown-6 is not used.
  • the apparent quenching can be amplified by overlapping the fluorescence emission band at the receptor site with the absorption band of the complex with the target.
  • the above-mentioned scheme (B The mechanism of signal amplification is completely different in that the mechanism shown in) increases the quenching efficiency.
  • the quenching mechanism reported by conventional fluorescent molecular wires is due to the interaction with acids and ions or the interaction between polymer chains (Q. Zhou and TM Swager, supra; ⁇ ⁇ B. Crawford et al., Supra; J.-S. Yang and TM Swager, supra; and J. Kim et al., Supra), which also describe the quenching mechanism of the fluorescent molecular wires of the invention.
  • the fluorescent molecular wire of the present invention is In comparison, the asymmetric recognition ability of primary amines is also improved.
  • the method for producing the fluorescent molecular wire of the present invention is not particularly limited. Generally, it can be obtained by polymerizing a fluorescent monomer unit into which a receptor site has been introduced.
  • fluorescent molecular wire is R 1 2 and R 1 3 is de Shiruokishi group, the following scheme:
  • the fluorescent molecular wire of the present invention can be produced by the method described in the following examples.
  • the present invention is not limited to only the following examples. In this manner, a fluorescent molecular wire in which the optically active substituent represented by the formula (I) is conjugated to the fluorescent polymer main chain can be obtained.
  • the chiral sensor of the present invention comprises the above-mentioned fluorescent molecular wire.
  • the chiral sensor of the present invention may use the above-mentioned fluorescent molecular wire as it is, may be one dissolved in a solvent, or may be made of the above-mentioned fluorescent biomolecular wire, for example, polyethylene.
  • a film such as a porous film that is kneaded into a thermoplastic resin such as polypropylene, polypropylene, or polystyrene and formed into a film, or a molded product formed into a desired shape and size, such as beads, pellets, and plates It may be.
  • the chiral sensor 1 of the present invention can be widely used in various forms.
  • the chiral sensor of the present invention is highly useful in practical use because it can recognize asymmetrically and highly selectively a primary amine.
  • amines, amino acids, and amino alcohols have a large amount of physiologically active substances and can be suitably used for separation, sensing, drug detection, and sensing for identification of the place of origin.
  • HPLC HITACHI L7100, L7420, MightySil RP-18L 150-4.6, SHIMAD ZU LC-10AT, SPD-10A
  • Fluorescence emission spectrum JASCO FP-6600.
  • Example 3 Synthesis of compound 8
  • a dichloromethane (108 mL) and methanol (43 mL) were placed in a shaded 300 mL eggplant flask equipped with a calcium chloride tube and a magnetic stirrer, and 2-promoaniline (1.50 g, 8.55 mmol), BTMA IC1 2 (3.28 g, 9.42 mmol ) (BTMA: benzyltrimethylammonium ammonium Niu beam), and added and stirred for 10 hours carbonate Cal Shiumu.
  • the progress of the reaction was monitored by TLC. Anti After the reaction solution was filtered and concentrated, a saturated aqueous solution of sodium thiosulfate was added, and the mixture was extracted with ether.
  • a 10 mL eggplant flask with branches was equipped with a septum, a Dimroth condenser, and a magnetic stirrer, and was flame-dried under a nitrogen atmosphere. Thereto were added copper (I) iodide (18.9 mg, 96.3 ⁇ mol) and dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) (PdCl 2 (PPh 3 ) 2 : 33.3 mg, 47.4 ⁇ mol). The atmosphere was replaced with argon. Then, a solution of compound 9 (295 mg, 772 ⁇ ) in triethylamine (5.4 mL), which had been degassed by argon
  • a 5-mL eggplant-shaped flask with branches was equipped with a septum, a condenser tube containing balls, and a magnetic stirrer, and was flame-dried with a heat gun under a nitrogen atmosphere.
  • Copper (I) iodide 5.4 mg, 28 ⁇ mol
  • PdCl 2 (PPh 3 ) 2 6.3 mg, 9.0 ⁇ mol
  • a 5 mL branched flask was equipped with a septum, a Dimroth condenser, and a magnetic stirrer, and flame-dried under a nitrogen atmosphere.
  • Copper (I) iodide (1.87 mg, 9.52 ⁇ mol), PdCl 2 (PhCN) 2 (2.09 mg, 2.98 fxmol) and compound 15 (167 mg, 1260 mmol) were added thereto, and the atmosphere was replaced with argon.
  • Triethylamine (1.0 mL), which had been degassed in advance by argon publishing, was added, and a solution of chloroether (S, S) -22 (104 mg, 135 ⁇ ) in triethylamine (0.5 mL) was added using a syringe. It was added dropwise over 15 minutes. After the addition was completed, the syringe was washed with triethylamine (0.3 mL), added dropwise, and stirred at room temperature for 1 hour. The progress of the reaction was monitored by TLC. After adding 2 N hydrochloric acid, the mixture was extracted with ether, and the organic layer was washed with saturated saline. After drying over anhydrous magnesium sulfate and concentrating, silica gel column chromatography (developing solvent: n- The compound (S, S) -16 (92.1 mg, 71.
  • a 30 raL-branched eggplant flask was equipped with a septum, a Dimroth condenser, and a magnetometer stirrer, and was frame-dried under a nitrogen atmosphere.
  • Copper (I) iodide (17.5 mg, 91.4 / mol) and Pd (PPh 3 ) 4 (60.2 mg, 52.1 ⁇ mol) were added thereto and the atmosphere was replaced with argon.
  • the value of the extinction constant of the fluorescent molecular wire (S, S) -1 is about 5 to 10 times larger than that of (S, S) -2.
  • This improvement in sensitivity is due to the amplification effect of signal conversion efficiency by the molecular wire method.
  • K SV (R ) / K SV (S ) it can be seen that (S, S) -1 has a better asymmetric recognition ability than (S, S) -2.
  • the cause is unknown, it is thought to be related to dynamic quenching due to complex formation between the excited molecule and the amine, or asymmetric induction of the polymer main chain in (S, S) -1.
  • the chiral sensor of the present invention has high asymmetric recognition ability for primary amines and high sensitivity, and thus can be used for optical resolution and analysis of pharmaceuticals, agricultural chemicals, and the like.
  • amines, amino acids, and amino alcohols are useful for separation, sensing, drug detection, and sensing for identification of the place of origin due to their relationship with physiological activities. It may also be useful in the field of materials such as liquid crystals.

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Description

分子ワイヤー型蛍光性キラルセンサ
技術分野
本発明は、 光学活性 合物からなるキラルセンサーに関する。 さらに詳細 には、 キラル化合物を認識することができる光学活性部分が導入されている 明
分子ワイヤー型蛍光性キラルセンサーに関する。 食
背景技術
光学異性体のある医薬品は、 副作用などの観点から、 光学的に純粋な化合 物を製造する必要があり、 光学分割や光学純度検定の重要性がますます大き くなつている。 特に、 エタノールァミン誘導体やカテコールアミン誘導体な どの光学活性アミン類は、 中枢神経に対して生理活性を有し、 多くの医薬品 中間体としても重要な化合物である。 ま.た、 天然のアミノ酸や生理活性物質 は、 すべてキラル化合物である。 そこで、 光学活性アミン類の光学分割や分 析目的のため、 種々のキラルセンサーが研究されている。
発明者らは、 これまでに、 種々のメタシクロフアン構造をもつ光学活性な 擬 18 -クラウン- 6などが、 第一級ァミンに対して高い不斉認識能を持つこと を見出している (特開 2 0 0 4— 7 5 6 2 4号公報を参照のこと) 。 例えば、 以下の式:
Figure imgf000003_0001
で表される、 擬 18-クラウン- 6をシリカゲルに担持したセレクタ一は、 カラ ムクロマトグラフィーに応用され、 種々の第一級ァミンに対して優れた分離 能を示す。 また、 以下の式:
Figure imgf000004_0001
で表される、 発色団である 2, 4 -ジニトロフエ-ルァゾ基が導入された擬 18- クラウン -6は、 ァミンとの錯形成により、 吸収スペクトルが大きく変化する。 その結果、 肉眼で観測可能なほどの色変化を引き起こすため、 キラル指示薬 として用いることが可能である。 し力 し、 キラルセンサーとしては、 検出感 度の点で、 未だ十分とはいえない。
キラルセンサーなどの化学センサーは、 特定のイオンあるいは分子をター ゲットとして認識し 合するレセプター部位を有し、 ターゲットが結合する ことによって生じる電子状態の変化を光学的応答.(吸収、 蛍光スぺクトルの 変化など) あるいは電気的応答 (電気伝導度、 酸化還元電位の変化など) と して読み出すデバイスである。 化学センサーの感度は、 ターゲットとレセプ ター部位との結合のしゃすさ (錯安定度定数) ならびにセンサー分子の電子 状態の変化をシグナルに変換する効率により決定される。 これを、 以下のス キームに基づいて説明する。
Figure imgf000004_0002
上記スキームの (A) に示すように、 通常は、 ターゲットとレセプター部 位との結合に対して 1 : 1で対応してシグナルが生じる。 検出感度を上げる ためには、 錯安定度定数を大きくして結合するターゲットの数を増やす必要 があるが、 選択性が低下する。 逆に、 選択性を向上させるために高度に組み 立てられたレセプター部位を用いると、 錯形成速度が遅くなり、 迅速なレス ポンスを得ることができない。 そこで、 共役ポリマーを用いてシグナル交換 効率を高めることにより高感度を実現するという、 分子ワイヤー法が考案さ れている (スキームの (B ) ; T. M. Swager、 Acc. Chem. Res. , 31卷, 201頁, 1998年;ならびに、 大木一朗および戸部義人、 化学, 56巻, 62頁, 2001年を 参照のこと) 。
上記スキーム (Β ) のように共役ポリマーを用いると、 レセプター部位を 担体に固定でき、 さらに電子 ·ホールあるいは励起エネルギーが有効共役鎖 内を自由に移動できる。 例えば、 導電性ポリマーのレセプター部位の任意の 1力所にターゲットが結合すると、 有効共役鎖の電子状態が変化して、 ポリ マーの電気伝導度や酸化還元電位が変化する (上記スキームの (Β ) 参照)。 蛍光性ポリマーの場合は、 共役鎖を移動している励起エネルギーが 1力所の レセプター部位に結合したターゲットにより失活し、 その結果ポリマーに起 因する蛍光が消光される。 すなわち、 有効共役鎖内のどのレセプター部位に ターゲットが結合しても、 電気的あるいは光学的なレスポンスが得られるた め、 従来の低分子センサーには見られない高い感度が得られる。 具体的には、 ポリマー主鎖には導電性と強レ、蛍光発光特性を有するポリ(Ρ-フエ二レンェ チェレン)やポリチォフェンが用いられ、 そしてレセプター部位には電子供 与性シクロフアンや力リックスァレーンなどのホスト分子骨格が用いられて いる (Q. Zhouおよび T. M. Swager、 J. Am. Chem. Soc., 117卷, 7017頁, 1 995年; Q. Zhouおよび T. M. S ager, J. Am. Chem. Soc., 117卷, 12593頁, 1995年; K. Β. Crawfordら、 J. Am. Chem. Soc., 120卷, 5187頁, 1998年; J. -S. Yangおよび T. M. Swager、 J. Am. Chem. Soc. , 120巻, 5321頁, 199 8年; J. — S. Yangおよび T. M. Swager、 J. Am. Chem. Soc. , 120巻, 11864 頁, 1998年;ならびに、 J. Kimら、 Angew. Chem. Int. Ed. , 39巻, 3868頁: 2000年を参照のこと) 。 発明の開示
本発明の目的は、 高感度かつ高い不斉認識能を有するキラルァミンセンサ 一を提供することである。
発明者らは、 上記の第一級ァミンに対して高い不斉認識能を持つ化合物を レセプター部位として分子ワイヤーに組み込み、 実際に、 高感度のキラルァ ミンセンサーとして機能し得ることを見出し、 本発明を完成した。
本発明は、 以下の式 (I ) :
Figure imgf000006_0001
(式中、 R 1は、 水素原子または炭素数 1〜1 0のアルキル基を示し; R 2、 R 3、 R 4、 R 5、 R 6、 R R 8、 および R 9は、 それぞれ独立して、 水素原 子、 置換基を有していてもよい炭素数 1〜3 0の直鎖アルキル基、 置換基を 有していてもよい炭素数 2〜 3 0の分岐鎖アルキル基、 置換基を有していて もよい炭素数 3〜 3 0の環状アルキル基、 置換基を有していてもよい炭素数 6〜3 0のァリール基、 あるいは置換基を有していてもよい炭素数 7〜3 0 のァラルキル基を示すが、 R 3と R 4および R 7と R 8はそれぞれ結合して、 置換基を有していてもよい炭素数 2〜 6 0のアルキレン基を形成してもよ く ;そして R 1 Dおよび R 1 1は、 それぞれ独立して、 水素原子、 またはへテ 口原子を有していてもよい炭素数 1〜1 5のアルキル基を示すが、 ∑ 1 [)と1 1 1が結合してヘテロ原子を有していてもよい炭素数 2〜 3 0のアルキレン基 を形成していてもよレ、)
で表される光学活性な置換基が共役可能に連結された蛍光性ポリマー主鎖か ら構成される、 蛍光性分子ワイヤーを提供する。
好適な実施態様では、 上記ポリマー主鎖は、 ポリアリーレン構造、 ポリ (ァリーレンェチニレン) 構造、 ポリ (ァリーレンビニレン) 構造、 好まし くは、 ポリフエ二レン構造、 ポリチォフェン構造、 ポリ (フエ二レンチオフ ェニレン) 構造、 ポリ (フエ二レンェチニレン) 構造、 ポリ (チォフエユレ ンェチ二レン) 構造、 またはポリ(フエ二レンビニレン)構造である。
より好適な実施態様では、 上記光学活性な置換基は、 モノまたは複数のァ リーレン、 モノまたは複数のアルキレン、 モノまたは複数のビニレン、 また はこれらの組み合わせを介して前記ポリマ一主鎖にカップリングされている。 好適な実施態:様では、 上記光学活性な置換基は、 以下の式 (I I ) :
Figure imgf000007_0001
(式中、 R 1は、 水素原子または炭素数 1〜1 0のアルキル基を示し;そし て R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 および R9は、 それぞれ独立して 水素原子、 置換基を有していてもよい炭素数 1〜30の直鎖アルキル基、 置 換基を有していてもよい炭素数 2〜 30の分岐鎖アルキル基、 置換基を有し ていてもよい炭素数 3〜30の環状アルキル基、 置換基を有していてもよい 炭素数 6〜30のァリール基、 あるいは置換基を有していてもよい炭素数 7 〜30のァラルキル基を示すが、 R3と R4および R7と R8はそれぞれ結合 して、 置換基を有していてもよい炭素数 2〜60のアルキレン基を形成して もよい) で表される。
ざらに好適な実施態様では、 上記の蛍光性分子ワイヤーは、 以下の式 (I I I) :
Figure imgf000008_0001
(式中、 R12および R13は、 それぞれ独立して、 水素原子、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 アルコキシ基、 ジまたはモノアルキルアミ ド基、 またはァ ルキルエステル基を示し;そして nは 5以上の整数である) で表される。 本発明はまた、 上記のいずれかの蛍光性分子ワイヤーからなる、 キラルセ ンサーを提供する。 本発明の蛍光性分子ワイヤーは、 高い不斉認識能を持つ置換基と同じ構造 を有するモノマー化合物と比較して、 検出感度が高いだけでなく、 不斉認識 能も向上している。 したがって、 より高感度かつ高選択的な第一級アミンキ ラルセンサーとして機能し得る。 図面の簡単な説明
図 1は、 種々の化合物の紫外可視吸収スぺク トルである。
図 2は、 種々の化合物の蛍光スぺク トルである。
図 3は、 本発明の蛍光性分子ワイヤー(S, S) -lと種々の濃度の第一級ァミ ンとの錯形成による蛍光スペク トルである。
図 4は、 本発明の蛍光性分子ワイヤー(S, S) - 1の 463 nmにおける蛍光強度 またはモノマーモデル(S,S) -2の 432 nmにおける蛍光強度と(R) -および(S) - 2 -ァミノ- 1-プロパノールの濃度との関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
本発明の蛍光性分子ワイヤーは、 第一級ァミンの不斉認識能を有する光学 活性な置換基が共役可能に連結された蛍光性ポリマー主鎖から構成される。 用語 「蛍光性分子ワイヤー」 とは、 励起エネルギーが有効共役鎖内を自由 に移動できる蛍光性ポリマー主鎖を有する、 蛍光性ポリマーをいう。 蛍光性 ポリマー主鎖は、 励起エネルギーがポリマー主鎖内で移動できるような共役 系が連結した構造を有する。 このような蛍光性ポリマー主鎖としては、 例え ば、 ポリアリーレン構造、 ポリ (ァリーレンェチニレン) 構造、 ポリ (ァリ 一レンビニレン) 構造、 好ましくは、 ポリフエ二レン構造、 ポリチォフェン 構造、 ポリ (フエ二レンチオフェニレン) 構造、 ポリ (フエ二レンェチニレ ン) 構造、 ポリ (チォフエ二レンェチニレン) 構造、 またはポリ(フエユレ ンビュレン)構造が挙げられる。 本発明においては、 ポリマー主鎖は、 好ま しくはポリ (フエ二レンェチニレン) 構造またはポリ (フエ二レンチォフエ ン) 構造であり、 より好ましくはポリ (フエ二レンェチニレン) 構造である。 蛍光性ポリマー主鎖には、 置換基同士の立体障害を防止しかつ溶解性を向 上させる目的で、 光学活"生な置換基以外の他の置換基が組み込まれてもよい。 光学活性な置換基がポリ (フヱエレンェチニレン) のベンゼン環に連結され ている場合を例に挙げて説明する。 光学活性な置換基が連結されているベン ゼン環または該ベンゼン環に隣接するベンゼン環には、 例えば、 アルキル基、 アルコキシ基、 ジまたはモノアルキルアミド基、 またはアルキルエステル基 などが組み込まれ得る。 このような他の置換基は、 蛍光性および不斉認識能 を阻害しなければ、 その種類、 位置、 および数は、 特に限定されない。 好ま しくは、 炭素数 1〜2 0の直鎮または分岐鎖アルキル基、 炭素数 1〜2 0の アルコキシ基、 炭素数 1〜2 0の直鎖または分枝鎖のジまたはモノアルキル アミ ド基、 あるいは炭素数 1〜2 0の直鎖または分枝鎖のアルキルエステル 基であり、 例えば、 ベンゼン環に組み込まれ得る。
本発明において、 第一級ァミンの不斉認識能を有する光学活性な置換基は、 以下の式 (I ) :
Figure imgf000010_0001
(式中、 R 1は、 水素原子または炭素数 1〜1 0のアルキル基を示し; R 2、 R 3、 R 4、 R 5、 R 6、 R R 8、 および R 9は、 それぞれ独立して、 水素原 子、 置換基を有していてもよい炭素数 1〜30の直鎖アルキル基、 置換基を 有していてもよい炭素数 2〜 30の分岐鎖アルキル基、 置換基を有していて もよい炭素数 3〜30の環状アルキル基、 置換基を有していてもよい炭素数 6〜30のァリール基、 あるいは置換基を有していてもよい炭素数 7〜30 のァラルキル基を示すが、 R3と R4および R7と R8はそれぞれ結合して、 置換基を有していてもよい炭素数 2〜 60のアルキレン基を形成してもよ く ;そして R1Qおよび R11は、 それぞれ独立して、 水素原子またはへテロ 原子を有していてもよい炭素数 1〜15のアルキル基を示すが、 R10と R1 1が結合してヘテロ原子を有していてもよい炭素数 2〜 30のアルキレン基 を形成していてもよい) で表される。
R1は、 水素原子または炭素数 1〜10のアルキル基を示す。 好ましくは、 R1は、 水素原子およびメチル基である。
R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 および R9は、 それぞれ独立して、 水素原子、 置換基を有していてもよい炭素数 1〜30の直鎖アルキル基、 置 換基を有していてもよい炭素数 2〜 30の分岐鎖アルキル基、 置換基を有し ていてもよい炭素数 3〜30の環状アルキル基、 置換基を有していてもよい 炭素数 6〜 30のァリール基、 あるいは置換基を有していてもよい炭素数 7 〜30のァラルキル基を示すが、 R3と R 4および R7と R8はそれぞれ結合 して、 置換基を有していてもよい炭素数 2〜 60アルキレン基を形成しても よい。 ここで置換基としては、 例えば、 水酸基、 炭素数 1〜10のアルコキ シ基、 チオール基、 アミノ基、 ニトロ基、 ハロゲン原子 (例えば、 フッ素原 子、 塩素原子、 臭素原子、 ヨウ素原子) などが挙げられる。
好ましくは、 R2、 R3、 R4、 R6、 R7、 および R8は、 水素原子である。 R 5および R 9としては、 フエ二ル基ゃ 1—ナフチル基などの炭素数 6〜 3 0のァリール基、 1—ァダマンチル基などの置換基を有していてもよい炭素 数 3〜30環状アルキル基などが挙げられる。 好ましくは、 炭素数 6〜12 のァリール基、 または炭素数 3〜10の環状アルキル基である。 より好適な R5および R9の例としては、 フエニル基、 1一ナフチル基、 1ーァダマンチ ル基、 1— (3, 5—ジメチル) フエニル基および 1一ビー 2—ナフチル基 が拳げられ、 なかでもフエニル基が好ましい。
R 1(3および R 11は、 それぞれ独立して、 水素原子、 またはへテロ原子を 有していてもよい炭素数 1〜1 5のアルキル基を示すが、 R1。および R11 が結合して、 置換基を有していてもよくまたはへテロ原子を有していてもよ い炭素数 2〜 30のアルキレン基を形成していてもよレ、。 ここでへテロ原子 としては、 例えば、 酸素原子、 硫黄原子、 窒素原子などが挙げられる。 好適 な R10および R11としては、 R10および R 11とが結合して、 式:
一 [ (CH2) p— O - (CH2) J r-
(式中、 P、 q、 および rは、 それぞれ独立して、 1〜1 5の整数を示す) で表される基が挙げられる。 より好ましくは、 pおよび qは 2でありそして rは 1である擬 18—クラウン一 6型であり、 この場合、 光学活性な置換基 は、 以下の式 (I I) :
Figure imgf000012_0001
(式中、 R1 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 および R9は、 上記定 義と同じ) で表される。
上記の光学活性な置換基は、 上記蛍光性分子ワイヤーのポリマー主鎖に、 直接的に導入されるか、 あるいはスぺーサーを介してカツプリングされてい る。 スぺーサ一としては、 光学活性な置換基と蛍光性ポリマー主鎖とが共役 して励起エネルギーが自由に移動できる基であればよく、 モノまたは複数の ァリーレン、 モノまたは複数のアルキレン、 モノまたは複数のビニレン、 ま たはこれらの組み合わせが好ましく、 より好ましくは、 ェチ-レン基が挙げ られる。 光学活性な置換基は、 スぺーサーを介してポリマー主鎖からある程 度の距離をとることによって、 立体的な混雑を避けることができる。
このような蛍光性分子ワイヤーとしては、 好適には、 式 (I I I ) :
Figure imgf000013_0001
(式中、 R 1 2および R 1 3は、 それぞれ独立して、 水素原子、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 アルコキシ基、 ジまたはモノアルキルアミド基、 またはァ ルキルエステル基を示し;そして nは 5以上の整数である) で表される化合 物が挙げられる。 この式 (I I I ) で表される化合物の光学活性な置換基の 基本骨格は、 不斉炭素を 2つ有するフヱノ一ル性擬 18-クラゥン- 6型である。 この光学活性な置換基は、 フエノール性ヒドロキシ基のパラ位で、 ェチユレ ン基を介して、 蛍光性分子ワイヤーのポリマー主鎖に導入されている。 この ため、 sp炭素の高い電子陰性度によってフエノール性ヒドロキシ基の酸解離 が容易になり、 効果的にアミンを捕捉することが可能になる。 ポリマー主鎖 における他の置換基である R 1 2および R 1 3は、 より好適には、 デシルォキ シ基であり、 ポリマーの溶解能が高められ得る。
本発明の蛍光性分子ワイヤーにおいて、 光学活性な置換基 (以下、 レセプ ター部位ということがある) は、 R体または S体のいずれか一方のアミン類 ならびにアミノ酸およびその誘導体と選択的に錯形成する。 本発明において ァミン類ならびにアミノ酸およびその誘導体は、 特に限定されない。 また、 R体または S体のいずれのァミン類ならぴにアミノ酸およびその誘導体がよ り効果的に錯形成するかは、 レセプタ一部位の立体構造によつて決定され得 る。
本発明の蛍光性分子ワイヤーは、 光学活性な置換基 (レセプター部位) と 第一級ァミンとが錯形成することによって、 レセプター部位からポリマー主 鎖への電荷移動が起こり、 蛍光が消光する。 この消光の機構は、 従来のモノ マー型の擬 18 -クラゥン- 6 (特開 2 0 0 4— 7 5 6 2 4号公報を参照のこ と) と同様であるが、 モノマー型擬 18-クラウン - 6ではレセプター部位の蛍 光発光帯域がターゲットとの錯体の吸収帯域と重なることにより、 見かけの 消光が増幅され得るのに対し、 本発明の蛍光性分子ワイヤーでは、 上記のス キーム (B ) に示す機構により消光の効率が増大する点において、 シグナル 増幅の機構が全く異なる。 また、 従来の蛍光性分子ワイヤーで報告されてい る消光機構は、 酸やイオンなどとの相互作用、 あるいはポリマー鎖間の相互 作用によるものであり (Q. Zhouおよび T. M. Swager, 前出; Κ· B. Crawfor dら、 前出; J. - S. Yangおよび T. M. Swager、 前出;ならびに、 J. Kimら、 前出を参照のこと) 、 これらも本発明の蛍光性分子ワイヤーの消光機構とは 全く異なっている。 さらに、 本発明の蛍光性分子ワイヤーは、 モノマー型と 比較して、 第一級ァミンの不斉認識能も向上している。
本発明の蛍光性分子ワイヤーの製造方法は、 特に限定されない。 一般的に は、 レセプター部位が導入された蛍光性モノマー単位を重合することによつ て得られ得る。 例えば、 上記式 (I I I ) において、 R 1 2および R 1 3がデ シルォキシ基である蛍光性分子ワイヤーは、 以下のスキーム:
Figure imgf000015_0001
に記載の合成経路によって、 (S) -マンデル酸 ((S) -3) から得ることができ る。 より具体的には、 以下の実施例に記載の方法により、 本発明の蛍光性分 子ワイヤーを製造することができるが、 これらの実施例は、 本発明の実施態 様の一例であり、 本発明は、 以下の実施例のみに限定されるものではない。 このようにして、 式 (I ) で表される光学活性な置換基が蛍光性ポリマー 主鎖と共役可能に連結された蛍光性分子ワイヤーを得ることができる。
本発明のキラルセンサーは、 上記蛍光性分子ワイヤーからなる。 本発明の キラルセンサーは、 上記蛍光性分子ワイヤーをそのままの状態で用いたもの であってもよく、 溶媒に溶解させたものであってもよく、 あるいは上記蛍光 †生分子ワイヤーを、 例えば、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポリスチレン などの熱可塑性樹脂中に練り込み、 これを製膜化させた多孔質フィルムなど のフィルムや、 ビーズ、 ペレット、 プレートなどの所望の形状おょぴ大きさ に成形した成形体などであってもよい。 このように、 本発明のキラルセンサ 一は、 種々の形態で広範囲に用いることができる。
本発明のキラルセンサーは、 第一級ァミンに対して高感度かつ高選択的に 不斉認識することができるので、 実用上極めて有用である。 例えば、 ァミン、 アミノ酸およぴァミノアルコール類については生理活性物質が多いため、 分 離やセンシング、 麻薬検出、 産地特定のためのセンシングなどに、 好適に使 用し得る。
(実施例)
以下の実施例で使用した分析装置は以下のとおりである:
( a ) NMRスぺクトル:核磁気共鳴スぺクトル JEOL JNM-GSX-270, AL-400,
Varian Mercury - 300
( b ) IRスぺク トル: JASC0フーリエ変換赤外分光光度計 FT/IR- 410
( c ) 旋光度: JASC0デジタル旋光計 DIP- 1370
( d ) 融点:顕微鏡付きホットプレート
( e ) マススぺクトル: JEOL J1S-DX303HF
( f ) LCマススぺクトル: SHI画 ZU LCMS-2010 (g) オープンカラムクロマトグラフィー: MERCK Silica-gel 60 (70 - 23 0 mesh ASTM)
(h) リサイクル分取高速液体カラムクロマトグラフィー: 日本分析工業 LC-908 600X20 mm JAUGEL-1H, 2H GPC
( i ) 薄層クロマトグラフィー: MERCK Silica-gel 60 F254
( j ) HPLC: HITACHI L7100, L7420, MightySil RP - 18L 150 - 4.6, SHIMAD ZU LC-10AT, SPD-10A
(k) 紫外可視吸収スぺク トル: HITACHI U - 3310
( 1 ) 蛍光発光スぺク トル: JASCO FP- 6600。
[実施例 1 : クラウンエーテル (S,S)- 6の合成]
Figure imgf000017_0001
(S,S)-6 20 mLの枝付きナスフラスコにセプタム、 玉入り冷却管、 およびマグネテ イツクスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でフレームドライした。 ここにョ ゥ化銅(I) (3.5 mg, 18 ,umol) およぴジクロ口ビス (ベンゾニトリル) パ ラジウム(II) (PdCl2(PhCN)2: 27.5 mg, 72.1 ^mol) を加え、 アルゴン置換 した。 予めアルゴンパブリングにより脱気したクラウンエーテル(S,S) - 5 (特開 2004— 75624号公報を参照のこと) (414 mg, 762 /zmol) のトリェチルァミン (6.0 mL) 溶液を加え、 さらにトリェチルァミン (1.0 mL) で洗浄して流し込んだ。 次いで、 トリ t -プチルホスフィン (20 μΐ, 74 mol) および(トリメチルシリル)アセチレン (150 μΐ, 1.06 mmol) を加 え、 50 °Cにて 14時間撹拌した。 反応の進行は LC- MSにてモニターした。 1 N 塩酸を加えた後エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄した。 硫酸マ グネシゥムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒: n-へキサンノ酢酸ェチル =9ノ 1) 、 次いでリサイクル分取 HP LCで精製して、 クラウンエーテル (S,S) -6 (184 mg, 328 ^mol) を肌色固 体として得た (収率 43%) 。 また原料の(S,S)- 5 (165 mg, 304 ^mol) を回 収した (収率 40%) 。
化合物(S,S)- 6: ¾ NMR (270 MHz, CDC13) δ 8.39 (s, 1H), 7.35—7.27 (m, 12H) , 4.72 (s, 4H), 4.66 (dd, J = 8.8, 3.1 Hz, 2H), 3.79-3.58 (m, 1 2H), 0.21 (s, 9H) ; 13C NMR (67.8 MHz, CDC13) δ 156.2, 138.5, 133.2, 1 28.4, 127.9, 126.8, 124.6, 113.9, 105.1, 92.1, 81.4, 74.9, 70.6, 70. 3, 68.9, 0.19; IR (KBr) 3346, 3061, 3029, 2955, 2898, 2866, 2150, 16 07, 1480, 1453, 1096, 856, 701 cm—1; MS (APCI) m/z 559 (M— H广。
[実施例 2 :クラウンエーテル (S,S) -7の合成]
Figure imgf000018_0001
(S,S)-6 (S,S)-7 塩化カルシウム管おょぴマグネティックスターラーを装備した 20 mLのナ スフラスコに、 クラウンエーテル(S,S)- 6 (160 mg, 285 mol) 、 テトラヒ ドロフラン (1.5 mL) 、 メタノール (2.0 mL) 、 および炭酸カリウム (89 m g, 650 /mol) を加え、 14時間室温にて攪拌した。 反応の進行は LC-MSにて モニターした。 水を加えた後エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄 した。 硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲルカラム (展開溶 媒: n -へキサン 酢酸ェチル = 4ノ1) により精製することにより、 クラウ ンエーテル(S,S)-7 (130 mg, 266 ηιοΐ) を肌色固体として得た (収率 9 3%) 。
化合物(S,S) - 7: ¾ NMR (270 MHz, CDC13) δ 8.43 (s, 1H), 7.35-7.27 (m, 12H) , 4.73 (s, 4H), 4.66 (dd, J = 8.7, 2.3 Hz, 2H) , 3.79-3.58 (m, 1 2H), 2.94 (s, 1H) ; 13C NMR (67.8 MHz, CDC13) 5156.4, 138.5, 133.4, 1 28.4, 128,0, 126.8, 124.7, 112,7, 83.6, 81.4, 75.4, 75.0, 70.6, 70.3, 69.0; IR (KBr) 3337, 3292, 3060, 3029, 2905, 2866, 2104, 1608, 1480, 1452, 1266, 1094, 758, 701 cm— 1 ; MS (APCI) m/z 487 (M - H)一。
[実施例 3 :化合物 8の合成]
Figure imgf000019_0001
塩化カルシゥム管およびマグネテイツクスターラーを装備した遮光した 30 0 mLのナスフラスコに、 ジクロロメタン (108 mL) およびメタノーノレ (43 m L) を入れ、 2 -プロモア二リン (1.50 g, 8.55 mmol) 、 BTMA IC12 (3.28 g, 9.42 mmol) (BTMA:ベンジルトリメチルアンモニゥム) 、 および炭酸カル シゥムを加えて 10時間撹拌した。 反応の進行は TLCにてモニターした。 反 応液をろ過して濃縮した後、 飽和チォ硫酸ナトリウム水溶液を加え、 エーテ ルで抽出した。 有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮して、 シリカ ゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒: n-へキサンノ酢酸ェチル = 19 /1) で精製した。 n-へキサンによる再結晶により化合物 8 (1. 90 g, 6. 36 mmol) を無色針状結晶として得た (収率 74%) 。
化合物 8 :融点 82. 0-82. 5 °C; ¾ NMR (270 MHz, CDC13, 30。C) δ 7. 67 (d, J = 2. 0 Hz, 1H), 7. 34 (dd, J = 8. 4, 2. 0 Hz, 1H), 6. 52 (d, J = 8. 4 Hz, 1H) , 4. 10 (s, 2H) ; 13C NMR (75. 5 MHz, CDC13, 30 °C) δ 143. 6, 1 39. 7, 136. 7, 117. 1, 109. 9, 78. 3; IR (KBr) 3399, 3299, 3178, 1623, 15 76, 1471, 1385, 1290, 1030, 870, 814 cm— 1 ; MS (EI) m/z 297 (M) +
[実施例 4 :化合物 9の合成]
Figure imgf000020_0001
8 9 マグネティックスターラーを装備した 30 mL ナスフラスコに、 化合物 8 (500 mg, 1. 68 ramol) および 5%塩酸 (3. 4 mL, 171 mg, 4. 69 mmol) を加 えて撹拌した。 水浴で 0 °Cに冷却し、 亜硝酸ナトリゥム (150 mg, 2. 17 mmo 1) の水溶液 (1. 3 mL) を滴下した。 別の 30 mL ナスフラスコにマグネティ ックスターラーを装備し、 炭酸カリウム (549 mg, 3. 97 mmol) 、 水 (8 m L) 、 およぴジェチルァミン (320 μ ΐ, 224 mg, 3. 06 mmol) を加え、 氷浴 で 0 °Cに冷却し、 これに先の溶液を 0 °Cに冷やしながら加え、 1時間撹拌し た。 反応は T L Cにてモニターした。 エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩 水で洗浄した。 無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲル力 ラムクロマトグラフィー (展開溶媒: n-へキサン) で精製することにより、 化合物 9 (565 mg, 1.48 mmol) を黄褐色油状物として得た (収率 88%) 。 化合物 9 : ¾ NMR (270 MHz, CDC13, 30 °C) δ 7.88 (d, J = 2.0 Hz, 1 H), 7.50 (dd, J = 8.5, 2.0 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 3.78 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.30 (bs, 6H) ; 13C NMR (75.5 MHz, CDC13, 30 °C) δ 148.1, 140.5, 136.4, 120.5, 119.7, 88.3, 49.4, 42.3, 14.6, 11.0 ; IR (neat) 2973, 2932, 2870, 1544, 1457, 1408, 1338, 1248, 1201, 1109 1035, 819, 590 cm"1; MS (FAB) m/z 382 (M+H) +
[実施例 5 :化合物 10の合成]
Figure imgf000021_0001
9 10
10 mL枝付きナスフラスコにセプタム、 ジムロート冷却管、 およびマグネ ティックスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でフレームドライした。 そこに ヨウ化銅(I) (18.9 mg, 96.3 μmol) およぴジクロ口ビス (トリフエ-ルホ スフイン) パラジウム(II) (PdCl2(PPh3)2: 33.3 mg, 47.4 ^mol) を加え、 アルゴン置換した。 次いで、 予めアルゴンパプリングにより脱気しておいた 化合物 9 (295 mg, 772 μηιοΐ) のトリエチルァミン溶液 (5.4 mL) および
(トリイソプロビルシリル) アセチレン (200 μΐ, 934 /zmol) を加え、 3 時間撹拌した。 反応の進行は HP LCにてモニターした。 1 N塩酸を加えた 後、 エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄した。 無水硫酸マグネシ ゥムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶 媒: n-へキサン) で精製して、 化合物 10 (259 mg, 593 ^mol) を黄色油状 物として得た (収率 77%) 。
化合物 10: ¾證 (270 MHz, CDC13, 30 °C) δ 7.68 (s, 1H), 7.32 (s, 2H), 3.79 (q, J = 7.3 Hz, 4H), 1.31 (bs, 6H), 1.13 (bs, 21H) ; 13C NMR (75.5 MHz, CDC13, 30 °C) δ 148.1, 136.1, 131.2, 120.8, 119.1, 117.6: 106.0, 91.2, 49.4, 42.3, 19.4, 19.1, 18.9, 18.6, 18. , 14.6, 12.0,
11.9, 11.6, 11.3, 11.2, 11.1; IR (neat) 2942, 2891, 2865, 2154, 1532, 1466, 1379, 1332, 1238, 1202, 1108, 1039, 996, 882, 828, 760, 677 c m— 1; MS (FAB) m/z 436 (M+H) +。
[実施例 6 :化合物 11の合成]
Figure imgf000022_0001
耐圧ガラス管に化合物 10 (8.15 g, 18.7 mmol) 、 ヨウ化メチル (50.0、 mL, 110 g, 799 mmol) 、 およびヨウ素 (4.85 g, 19.1 mmol) を加え、 ァルゴ ンパブリングにより脱気した後、 密栓して 100 °Cにて 12時間加熱した。 開栓 後反応混合物をエーテルで抽出し、 有機層を飽和チォ硫酸ナトリゥム水溶液、 次いで飽和食塩水で洗浄した。 硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シ リカゲルカラム(展開溶媒: n-へキサン) を通すことにより、 化合物 11 (7.0 9 mg, 15.3 mmol) を淡黄色油状物として得た (収率 82%) 。
化合物 11: ¾ NMR (270 MHz, CDC13) δ 7.78 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.70 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 7.06 (dd, J = 8.2, 2.0 Hz, 1H), 1.12 (s, 21 H) ; 13C NMR (67.8 MHz, CDC13) δ 139.8, 135, 4, 131.5, 129.3, 125.0, 10 4. , 101.0, 93.9, 18.7, 11. ; IR (neat) 2942, 2890, 2865, 2160, 1574,
1522, 1462, 1448, 1006, 882, 865, 818, 695, 677, 661 cm"1; MS (FAB) m/z 463 (M+H)+ 0 [実施例 7 :化合物 12の合成]
Figure imgf000023_0001
5 mLの枝付きナスフラスコにセプタム、 玉入り冷却管、 およびマグネティ ックスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でヒートガンによりフレームドライ した。 ヨウ化銅(I) (5. 4 mg, 28 ^ mol) および PdCl2 (PPh3) 2 (6. 3 mg, 9. 0 ^ mol) を加え、 アルゴン置換した。 予めアルゴンパプリングにより脱気し た化合物 11 (75. 5 mg, 163 /z mol) のトリエチルァミン溶液 (1. 5 mL) を加 え、 さらに(トリメチルシリル)アセチレン (48 μ ΐ, 33 mg, 340 ^ mol) を 加え、 室温にて 1時間撹拌した。 反応の進行は H P L Cにてモニターした。 1 N塩酸を加えた後、 エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄した。 硫酸マグネシウムで乾燥し、 ろ過カラム(展開溶媒: n-へキサン) により触 媒を除去したのち、 リサイクル分取 H P L Cで精製して、 化合物 12 (67. 6 m g, 156 / mol) を淡黄色液体として得た (収率 96%) 。
化合物 12: ¾ NMR (270 MHz, CDC13) δ 7. 66 (d, J = 1. 5 Hz, 1H) , 7. 39 (d, J = 8. 0 Hz, 1H), 7. 31 (dd, J = 8. 0, 1. 5 Hz, 1H) , 1. 12 (s, 21H) , 0. 27 (s, 9H) ; 13C NMR (67. 8 MHz, CDC13) δ 135. 3, 132. 9, 130. 3, 125. 2, 125. 0, 124. 8, 104. 9, 102. 7, 101. 5, 94. 4, 18. 7, 11. 4, —0. 1; IR (nea t) 2942, 2891, 2865, 2154, 2063, 1532, 1466, 1411, 1379, 1332, 1259, 1238, 1202, 1108, 882, 862, 760, 692, 676, 661 cm—1; MS (FAB) m/z 43 3 (M+H)+ 0
[実施例 8 :化合物 (S, S) - 13の合成]
Figure imgf000024_0001
(S,S)-13
100 mLの 3つ口フラスコにセプタム、 ジムロート冷却管、 玉栓、 およびマ グネテイツタスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でフレームドライした。 そ こにヨウ化銅(I) (35.3 mg, 180 μηιοΐ) :¾ PdCl2(PhCN)2 (62.4 mg, 164 iimol) を加え、 アルゴン置換した。 予めアルゴンパプリングにより脱気し た化合物 12 (759 mg, 1.75 mmol) のトリエチルァミン (10.0 mL) 溶液を加 え、 さらにトリェチルァミン (5.0 mL) で洗浄して流し込んだ。 トリ t -プチ ルホスフィン (100 μΐ, 369 mmol) を加え、 油浴で 50 °Cに加熱した。 予め アルゴンパプリングにより脱気したクラウンエーテル (S,S)- 7 (889 mg, 1.8
2 mmol) のトリェチルァミン (25.0 mL) 溶液を加え、 さらにトリェチルァ ミン (5.0 mL) で洗浄して流し込んだ。 50 °Cで 3時間撹拌した。 反応の進 行は TL Cにてモニターした。 1 N塩酸を加えた後、 エーテルで抽出し、 有 機層を飽和食塩水で洗浄した。 無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲル力ラムクロマトグラフィー (展開溶媒: n -へキサン Z酢酸ェチル
= 9/1 → 2/1) で精製して、 化合物(S,S) - 13 (1.19 g, 1.41 mmol) を肌 色固体として得た (収率 81%) 。
化合物(S,S) - 13:融点 52-54 °C; ¾ NMR (270 MHz, CDC13) δ 8.44 (s,
1H), 7.56 (dd, J = 1.6, 0.5 Hz, 1H), 7.40-7.26 (m, 12H), 7.39 (dd, J = 8.0, 0.5 Hz, 1H), 7.29 (dd, J = 8.0, 1.6 Hz, 1H), 4.75 (s, 4H), 4.
67 (dd, J = 8.9, 2.9 Hz, 2H), 3.79-3.54 (m, 12H), 1.12 (s, 21H), 0.2
4 (s, 9H) ; 13C NMR (67.8 MHz, CDC13) δ 156.3, 138.4, 134.7, 133.2, 13 2.0, 130.6, 128.5, 128.0, 126.8, 126.5, 124.9, 123:4, 113.8, 105.8, 103.3, 100.1, 94.0, 93.2, 86.1, 81.4, 74.9, 70.6, 70.4, 68.8, 18.7,
11.4, 0, 2 ; IR (KBr) 3352, 3062, 3030, 2943, 2893, 2865, 2213, 2156, 1608, 1591, 1487, 1454, 1250, 1094, 859, 702 cm—1; MS (FAB) m/z 863 (M+Na)+。
[実施例 9 :化合物 (S, S) -14の合成]
Figure imgf000025_0001
(S,S)-14
(S,S)-13
塩化カルシウム管およびマグネティックスターラーを装備した 20 mLのナ スフラスコに、 クラウンエーテル(S,S)- 13 (130 mg, 155 ^mol) 、 テトラ ヒドロフラン (1.0 mL) 、 メタノール (500 μΐθ 、 および炭酸カリウム (5 0.2 mg, 361 μ mol) を入れ、 30分間室温にて攪拌した。 反応の進行は TL Cにてモニターした。 水を加えた後、 エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩 水で洗浄した。 硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮することにより、 化合物 , S) - 14 (130 mg, 266 ΐαοΐ) を肌色固体として得た (収率93%) 。
化合物(S,S)- 14:融点 51 - 52 °C; ¾ NMR (270 MHz, CDC13) δ 8.46 (s, 1H), 7.58 (d, J = 1.7 Hz, 1H), 7.42 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.38-7.27 (m, 13H), 4.76 (s, 4H), 4.67 (dd, J = 8.6, 2.9 Hz, 2H), 3.82-3.55 (m, 12H), 3.40 (s, 1H), 1.13. (s, 21H) ; 1 C NMR (67.8 MHz, CDC13) δ 156.4, 138.5, 134.9, 133.1, 132.3, 130.7, 128.4, 128.0, 126.82, 126.77, 12 4.8, 123.8, 113.6, 105.7, 94.2, 93.4, 85.7, 82.1, 81.4, 75.0, 70.6, 70.4, 69.0, 18.7, 11.4; IR (KBr) 3344, 2942, 2864, 2212, 2153, 1591,
1537, 1488, 1453, 1344, 1329, 1265, 1245, 1094, 884, 756, 744, 702 cm一1; MS (FAB) m/z 791 (M+Na) 0
[実施例 1 0 :化合物 (S,S)- 16の合成]
Figure imgf000026_0001
5 mLの枝付きフラスコにセプタム、 ジムロート冷却管、 およびマグネティ ックスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でフレームドライした。 これにヨウ 化銅(I) (1.87 mg, 9.52 ^mol) 、 PdCl2 (PhCN) 2 (2.09 mg, 2.98 fxmol) 、 および化合物 15 (167 mg, 1260 mmol) を加え、 アルゴン置換した。 予めァ ルゴンパブリングにより脱気したトリェチルァミン (1.0 mL) を加え、 クラ ゥンエーテル(S, S)- 22 (104 mg, 135 μτ οΐ) のトリエチルァミン (0.5 m L) 溶液を、 シリンジを用いて 15分間かけて滴下した。 滴下が終了した後シ リンジをトリェチルァミン (0.3 mL) で洗净し、 滴下した後、 室温で 1時間 撹拌した。 反応の進行は TLCにてモニターした。 2 N塩酸を加えた後、 ェ 一テルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄した。 無水硫酸マグネシウムで 乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒: n - へキサン Z酢酸ェチル =9Zl) で精製して、 化合物(S,S)- 16 (92.1 mg, 71.
8 μιαοΐ) を褐色油状物として得た (収率 53%) 。
化合物(S,S)— 16: ¾腿 (270 MHz, CDC13) 68.46 (s, 1H), 7.60 (d, J
= 1.5 Hz, 1H), 7.44 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.40-7.24 (m, 14H), 6.90 (s 1H), 4.68-4.64 (m, 6H), 3.90 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 3.82—3.59 (m, 14
H), 1.73-1.65 (m, 4H), 1.43—1.21 (m, 28H), 1.13 (s, 21H), 0.90-0.84
(m, 6H) ; 13C NMR (67.8 MHz, CDC13) δ 156.4, 154.3, 151.8, 138.4, 133.
1, 131.2, 130.6, 128.4, 127.9, 126.8, 126.3, 125.4, 124.7, 124.2, 123,
1, 116.0, 113.69, 113.66, 105.9, 94. , 93.1, 92.9, 91.3, 87.9, 86.3, 81.3, 75.0, 70.5, 70.3, 70.1, 70.0, 69.0, 32.0, 31.9, 29.64, 29.61, 29.56, 29.40, 29.37, 29.25, 29.23, 26.2, 26.0, 22, 7, 18.7, 14.2, 11,
4; IR (neat) 3345, 2925, 2863, 2208, 2152, 1592, 1532, 1493, 1464, 1
379, 1265, 1214, 1092, 1016, 910, 884, 757, 733, 701 cm—1; MS (FAB) m
/z 1306 (M+Na)+ 0
[実施例 1 1 :モノマーュニット(S,S) - 17の合成]
Figure imgf000027_0001
(S,S)-16 (S,S)-17 塩化カルシウム管およびマグネティックスターラーを装備した 20 mLのナ スフラスコに、 化合物(S,S) - 16 (980 mg, 763 umol) 、 テトラヒドロフラ ン (50 mL) 、 および 1.0 M フッ化テトラプチルアンモニゥム (テトラヒド 口フラン溶液) (1.5 mL, 1.50匪 ol) を入れ、 10分間室温 ίこて攪拌した。 反 応の進行は TLCにてモニターした。 水を加えた後、 エーテルで抽出し、 有 機層を飽和食塩水で洗浄した。 硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 リ サイクル分取 HP LCで精製することにより、 モノマーュニット(S,S) - 17
(760 mg, 674 imol) を褐色油状物として得た (収率 88%) 。
化合物(S,S) - 17: ¾ NMR (400 MHz, CDC13) δ 8.48 (s, 1H), 7.60 (d, J
= 1.5 Hz, 1H) , 7.45 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.42-7.24 (m, 14H) , 6.89 (s, 1H), 4.67-4.65 (m, 6H), 3.90 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 3.81—3.56 (m, 14H), 3.16 (s, 1H), 1.76-1.64 (m, 4H), 1.47—1.12 (m, 28H), 0.89—0.85
(m, 6H) ; 13C NMR (100 MHz, CDC13) δ 156.5, 154.3, 151.8, 138.4, 133. 1, 131.4, 130.8, 128.5, 128.0, 126.8, 126.5, 126.0, 124.7, 124.2, 121. 8, 116.1, 113.7, 113.6, 94.6, 92.7, 91,5, 88.0, 86.1, 82.6, 81.3, 79. -1, 75.1, 70.5, -70.-3-, 70r2 70.0,- 68.9, 65.-8,- 32.0,- 31-.9, 29r65,- 29.6 3, 29.62, 29.58, 29.41, 29.38, 29.2, 26.2, 26.0, 22.7, 14.2; IR (nea t) 3304, 2925, 2855, 2207, 1593, 1534, 1492, 1465, 1378, 1264, 1213,
1094, 757, 701 cm"1 ; MS (FAB) m/z 1150 (M+Na)+ 0
[実施例 12 :分子ワイヤー (S,S)- 1の合成]
Figure imgf000028_0001
(S,S)-17 50 mLの 3つ口フラスコにセプタム、 玉栓、 ジムロート冷却管、 およびマ グネティックスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でヒートガンによりフレー ムドライした。 ヨウ化銅(I) (11.6 mg, 59.1 ^mol) およぴテトラキス(ト リフエニルホスフィン)パラジウム(0) (Pd(PPh3)4: 53.0 mg, 45.9 μιαοΐ) を加え、 アルゴン置換した。 予めアルゴンバプリングにより脱気したモノマ 一ユニッ ト(S, S)_17 (561 mg, 498 μηιοΐ) のジイソプロピルァミン/ /トル ェン (νΖν=7/3, 40.0 mL) 溶液を加え、 油浴で 50 °Cに加熱し、 20時間撹 拌した。 反応終了後、 2 N塩酸を加え、 クロ口ホルムで抽出し、 有機層を飽 和食塩水で洗浄した。 無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 リサイ クル分取 HP L Cにて精製することにより、 分子ワイヤー(S,S)-1 (450 m g) をオレンジ色固体として得た (収率 91%) 。
[比較例 1 :化合物 (S,S)- 19の合成]
Figure imgf000029_0001
30 mL枝付きナスフラスコにセプタム、 ジムロート冷却管、 およびマグネ ティックスターラーを装備し、 化合物 18 (1.50 g, 2.34 mmol) を加えてァ ルゴン置換した。 テトラヒドロフラン (16 mL) を入れ、 二酸化炭素一エタ ノール浴で- 76 °Cまで冷却した。 1.6 M n -プチルリチウム (へキサン溶液) (1.8 mL, 2.88 mmol) を 10分かけて滴下し、 2時間 30分冷却しながら撹拌 した。 反応は HP LCにてモニターした。 室温に戻した後、 飽和塩化アン'モ ニゥム水溶液を加え、 エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄した。 無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲルカラムクロマトグ ラフィー (展開溶媒: n -へキサン) 、 次いでリサイクル分取 HPLCで精製して、 化合物 19 (229 mg, 1.28 mmol) を無色油状物として得た (収率 55%) 。
化合物 19: ¾ NMR (270 MHz, CDC13, 30 °C) δ 7.32 (d, J = 3.0 Hz, 1 H), 6.82 (dd, J = 8.9, 3.0 Hz, 2H), 6.71 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 3.92 (t, J = 6.6 Hz, 2H), 3.87 (t, J = 6.6 Hz, 2H), 1.84—1.68 (m, 4H), 1. 53—1.27 (m, 28H), 0.88 (t, J = 6.9 Hz, 6H) ; 13C NMR (67.9 MHz, CDC13, 30。C) δ 153.69, 152.07, 125.32, 115.36, 113.09, 87.00, 70.24, 68.8 9, 31.99, 31.96, 29.66, 29.63, 29.44, 29.42, 29.38, 26.19, 26.09, 22. 76, 14.190
[比較例 2 :化合物 (S,S)- 20の合成]
Figure imgf000030_0001
(S,S)-13
(S,S)-20 塩化カルシウム管おょぴマグネティックスターラーを装備した 50 mLナス フラスコに、 化合物(S,S)- 13 (539 mg, 641 / mol) 、 テトラヒドロフラン (22 mL) 、 および 1.0 M フッ化テトラプチルアンモニゥム (テトラヒ ドロ フラン溶液) (2.8 mL, 2.80 mmol) を加え、 45分間撹拌した。 反応は TL Cにてモニターした。 1 N塩酸を加えた後、 エーテルで抽出し、 有機層を飽 和食塩水で洗浄した。 無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカ ゲル力ラムクロマトグラフィー (展開溶媒: n-へキサン 酢酸ェチル = 4/1 →3/l)で精製して、 化合物(S,S)- 20 (349 mg, 570 ^mol) を白色固体とし て得た (収率 89%) 。
化合物(S,S) - 20:融点 54.5-56.0°C; ¾ NMR (270 MHz, CDC13, 30。C) δ
8.47 (s, 1Η), 7.60 (d, J = 1.3Hz, 1H), 7.44, (d, J = 7.9Hz, 1H), 7. 39-7.27 (m, 13H), 4.76 (s, 4H), 4.67 (dd, J = 8.4, 3.0 Hz, 2H), 3.8 2—3.57 (m, 12H), 3.41 (s, 1H), 3.12 (s, 1H) ; 13C NMR (67.9 MHz, CDC13:
30 °C) δ 156.6, 138.5, 134.9, 133.1, 132.4, 130.7, 128.5, 128.0, 12 6.9, 126.8, 124.9, 124.5, 122.4, 113.5, 94.4, 85.5, 82.7, 82.4, 81.9,
81.4, 79.3, 75.1, 70.6, 70.4, 69.0。
[比較例 3 :化合物 (S,S)-2の合成]
Figure imgf000031_0001
(S,S)-20
、 ' ) (S,S)-2
30 raL枝付きナスフラスコに、 セプタム、 ジムロート冷却管、 およびマグ ネテイツタスターラーを装備し、 窒素雰囲気下でフレームドライした。 そこ にヨウ化銅(I) (17.5 mg, 91.4 / mol) および Pd(PPh3)4 (60.2 mg, 52.1 μ mol) を加えてアルゴン置換した。 予めアルゴンパブリングにより脱気して おいたトリェチルァミン (1 mL) を加えた。 次いで、 予めアルゴンパプリン グにより脱気しておいた化合物 19 (501 mg, 969 ^mol) のトリェチルアミ ン (720 μΐ) 溶液を加え、 さらにトリェチルァミン (1.28 mL) で洗浄した。 さらに、 予めアルゴンパブリングにより脱気しておいた化合物(S,S) - 20 (26 0 mg, 424 μηιοΐ) のトリェチルァミン (3 mL) 溶液を加え、 さらにトリエ チルァミン (4 mL) で洗浄し、 2時間 30分撹拌した。 反応は TLCにてモエタ 一した。 1 N塩酸を加えた後エーテルで抽出し、 有機層を飽和食塩水で洗浄 した。 無水硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮した後、 シリカゲルカラムクロ マトグラフィー (展開溶媒: n-へキサンノ酢酸ェチル = 4/1) 、 次いでリサ イタル分取 HPLCで精製して、 化合物(S,S)- 2 (437 mg, 314 /zmol) を黄白色 固体として得た (収率 74%) 。
化合物(S,S) - 2:融点 39.0-39.5°C; ¾ NMR (400 MHz, CDC13, 30 °C) δ 8.42 (s, 1Η), 7.64 (d, J = 1.5 Hz, 1H), 7. 8 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7. 39-7.26 (m, 13H), 7.04 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 7.00 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 6.86-6.76 (m, 4H), 4.69 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 4.67 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 4.65 (dd, J = 8.9, 2.7 Hz, 2H), 4.03—3.56 (m, 20H), 1.87—1.65 (m, 8H), 1.53—1.21 (m, 56H), 0,90—0.83 (m, 12H) ; 13C NMR (101 MHz, CD Cl3, 30 °C) δ 156.43, 154.13, 152.80, 152.77, 138.56, 134.00, 133.23, 131.53, 130.24, 128.44, 127.95, 126.80, 126.35, 125.44, 124.70, 123.
26, 118.59, 118.40, 116.89, 116.70, 114.51, 114.20, 113.93, 113.88, 113.38, 94.25, 92.38, 92.12, 91.68, 88.12, 86.50, 81.39, 75.05, 70.5 7, 70.44, 70.11, 69.91, 69.00, 68.78, 68.67, 31.96, 31.94, 29.70, 29. 66, 29.63, 29.61, 29.48, 29.44, 29.41, 29.38, 26.15, 26.11, 26.09, 2 2.75, 22.73, 14.19, 14.17。
[実施例 1 8 :錯形成能および蛍光消光能の評価]
蛍光性分子ワイヤー(S, S) _1および比較化合物 (S, S) -2の塩化メチレン中に おける、 紫外可視吸収スペク トルを測定した (図 1 ) 。 (S,S)- 1においては、 319 nmのピークがフエノール部分、 および 431 nmのピークがポリ (フエユレ ンェチ二レン) 主鎖の吸収である。 また、 (S, S)- 2は、 305 nmおよび 357 nm に、 それぞれフエノール部およびビス (フエ-ルェチニル) ベンゼン部の吸 収を示す。
次いで、 (S,S)- 1および(S, S)_2の塩化メチレン中における蛍光スぺク トル を測定した (図 2) 。 蛍光極大波長は、 (S,S)- 1では 4δ3 nm、 そして(S,S) - 2 では 432 nmであった。
次に、 蛍光性分子ワイヤー(S,S)- 1について、 第一級ァミンとの錯形成に よる蛍光消光挙動について調べた。 (5,3)-1の塩化メチレン溶液 (2.0Χ10"6Μ (モノマー換算) ) に、 種々の濃度の R体の 2-ァミノ- 1-プロパノールを加 え、 蛍光スペクトルを測定した (図 3) 。 図 3に示すように、 加えるァミン の濃度が高くなると、 蛍光の消光の程度が大きくなつた。
そこで、 蛍光性分子ワイヤー(S, S) - 1およぴモノマーモデル (S, S) -2に R体 または S体の 2 -ァミノ- 1-プロパノールを添カ卩した場合の、 25 °Cでの 463 nm における蛍光強度の変化についてグラフ上にプロットし、 両者の検出感度な らびに不斉認識能について検討した (図 4.) 。 図 4のグラフの縦軸は蛍光強 度の変化を表す I。ノ1であり、 そして横軸は添加したァミンの濃度 (X10一3 mol/L) である。 図 4において、 秦は(S,S)- 1を、 酾は(S, S)- 2を示す。 ダラ フの傾きが大きいほど消光の程度が大きいことを示す。
図 4に示すように、 蛍光斉分子ワイヤー(S,S)- 1は、 モノマーモデル(S, S) - 2と比較して、 消光の程度が著しく大きかった。 R体おょぴ S体との錯体 についてのそれぞれの消光定数 Ksva および Ksv(s)を求めるため、 得られ たプロットに対して Stern- Volmerの式に従って直線近似を行った。 計算より 求めた消光定数は、 それぞれ KSV(R) = 2.2X103M— 1および Ksv ) =2.2X102 M_1であった。
モノマーモデル (S, S) -2の消光定数の値は、 それぞれ SV(R) = 1.4X 102M一1 および Ksv(s) = 3.7X10M— 1であり、 これは紫外可視吸収スペクトルを用い て行つた滴定実験から得られた錯形成定数 (それぞれ K (R) = 1.2X 102M— 1お よび K ) =3.0X10M—り とよく似た値を示した。 したがって、 モノマーモデ ル (S,S)- 2の消光は、 錯形成によって、 錯形成していない(S,S)- 2の濃度が低 下することによって生じるスタティックな消光であり、 そしてその消光のシ グナルは錯形成に対して 1:1で読み出されていることがわかる。 一方、 蛍光 性分子ワイヤー(S, S)-lの消光定数の値は、 (S, S)- 2に比べて約 5〜10倍大き い。 この感度の向上は、 分子ワイヤー法によるシグナル変換効率の増幅効果 によるものである。 また、
Figure imgf000034_0001
は、 (S,S)- 1で は 10であり、 (S,S)- 2では 3. 6であった。 このように、 KSV(R)/KSV(S) についても、 (S, S) - 1は (S, S) - 2より優れた不斉認識能であることがわかる。 この原因は不明であるが、 励起分子とァミンとの錯形成によるダイナミック な消光、 あるいは(S, S)- 1におけるポリマー主鎖の不斉誘起などが関係して いると考えられる。 産業上の利用可能性
本発明のキラルセンサーは、 第一級ァミンの不斉認識能が高くかつ高感度 であるため、 医薬品や農薬などの光学分割や分析に利用できる。 特に、 アミ ン、 アミノ酸およびァミノアルコール類に対しては、 生理活性との関係から 分離やセンシング、 麻薬検出、 産地特定のためのセンシングなどにおいて有 用である。 また、 液晶などの材料分野においても有用であり得る。

Claims

請求の範囲
1. 以下の式 (I)
Figure imgf000035_0001
(式中、 R1は、 水素原子または炭素数 1〜10のアルキル基を示し; R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 および R9は、 それぞれ独立して、 水素原 子、 置換基を有していてもよい炭素数 1〜30の直鎖アルキル基、 置換基を 有していてもよい炭素数 2〜30の分岐鎖アルキル基、 置換基を有していて もよい炭素数 3〜 30の環状アルキル基、 置換基を有していてもよい炭素数 6〜30のァリール基、 あるいは置換基を有していてもよい炭素数 7〜 30 のァラルキル基を示すが、 R3と R 4および R7と R8はそれぞれ結合して、 置換基を有していてもよい炭素数 2〜 60のアルキレン基を形成してもよ く ;そして R1Qおよび R11は、 それぞれ独立して、 水素原子、 またはへテ 口原子を有していてもよい炭素数 1〜15のアルキル基を示すが、 R1()と R 11が結合してヘテロ原子を有していてもよい炭素数 2〜 30のアルキレン基 を形成していてもよい)
で表される光学活性な置換基が共役可能に連結された蛍光性ポリマー主鎖か ら構成される、 蛍光性分子ワイヤー。
2. 前記ポリマー主鎖が、 ポリアリーレン構造、 ポリ (ァリーレンェチニレ ン) 構造、 ポリ (ァリーレンビニレン) 構造、 好ましくは、 ポリフエ二レン 構造、 ポリチォフェン構造、 ポリ (フエ二レンチオフェニレン) 構造、 ポリ
(フエ二レンェチニレン) 構造、 ポリ (チォフエ二レンェチニレン) 構造、 またはポリ(フユ二レンビニレン)構造である、 請求項 1に記載の蛍光性分子 ワイヤー。
3. 前記光学活性な置換基が、 モノまたは複数のァリーレン、 モノまたは複 数のアルキレン、 モノまたは複数のビニレン、 またはこれらの組み合わせを 介して前記ポリマー主鎖にカップリングされている、 請求項 1または 2に記 載の蛍光性分子ワイヤー。
4. 前記光学活性な置換基が、 以下の式 (I I)
Figure imgf000036_0001
(式中、 R1は、 水素原子または炭素数 1〜10のアルキル基を示し;そし て R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 および R9は、 それぞれ独立して 水素原子、 置換基を有していてもよい炭素数 1〜30の直鎖アルキル基、 置 換基を有していてもよい炭素数 2〜 30の分岐鎖アルキル基、 置換基を有し ていてもよい炭素数 3〜30の環状アルキル基、 置換基を有していてもよい 炭素数 6〜 30のァリール基、 あるいは置換基を有していてもよい炭素数 7 〜30のァラルキル基を示すが、 R3と R4および R 7と R8はそれぞれ結合 して、 置換基を有していてもよい炭素数 2〜 60のアルキレン基を形成して もよい)
である、 請求項 1から 3のいずれかの項に記載の蛍光性分子ワイヤー。
5. 以下の式 (I I I)
Figure imgf000037_0001
(式中、 R12および R13は、 それぞれ独立して、 水素原子、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 アルコキシ基、 ジまたはモノアルキルアミ ド基、 またはァ ルキルエステル基を示し;そして nほ 5以上の整数である)
で表される、 請求項 4に記載の蛍光性分子ワイヤー。
6. 請求項 1から 5のいずれかの項に記載の蛍光性分子ワイヤーからなる、 キラノレセンサー。
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