WO2014042087A1 - 水溶性フォトクロミック分子 - Google Patents

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WO2014042087A1
WO2014042087A1 PCT/JP2013/074052 JP2013074052W WO2014042087A1 WO 2014042087 A1 WO2014042087 A1 WO 2014042087A1 JP 2013074052 W JP2013074052 W JP 2013074052W WO 2014042087 A1 WO2014042087 A1 WO 2014042087A1
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compound
group
sugar
mmol
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PCT/JP2013/074052
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広明 常盤
入江　正浩
池田　潔
忠宗 大坪
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学校法人 立教学院
学校法人 常翔学園
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    • C07H15/00—Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
    • C07H15/26—Acyclic or carbocyclic radicals, substituted by hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/26—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D333/38—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/08—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a carbon chain containing alicyclic rings
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    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials

Definitions

  • the present invention relates to a water-soluble photochromic molecule, and more particularly to a water-soluble diarylethene compound.
  • a photochromic molecule is a molecule that is converted into an isomer having a different absorption spectrum without changing its molecular weight by irradiation with light of a specific wavelength.
  • diarylethene compounds are known to have excellent photochromic properties (Non-Patent Document 1).
  • diarylethene has the following structure, and performs ring-closing ring-opening reaction by light irradiation as shown in the following scheme.
  • Non-patent Document 1 photochromic molecules have been actively researched as optical functional elements capable of recording optical information.
  • a device is manufactured by dissolving photochromic molecules in an organic solvent and applying the solution on a substrate.
  • bioimaging in which an image is obtained by binding a fluorescent dye molecule to a biomolecule and observing with a fluorescence microscope has been actively studied.
  • GPC green fluorescent protein
  • Non-patent Document 2 bioimaging using green fluorescent protein (GPC) is known (Non-patent Document 2), but the effect of the large molecule to be labeled on the target biomolecule by the protein-protein interaction is a problem. It has become.
  • the diarylethene compound has a low molecular weight, it is expected as a compound that can achieve highly accurate bioimaging.
  • water-solubilization of the molecule is indispensable.
  • Patent Document 1 Since the diarylethene compound need not be water-solubilized in applications such as optical functional elements that have been mainly studied as described above, Patent Document 1 does not describe any water-soluble diarylethene compound. Regarding water solubilization, Non-Patent Documents 3 and 4 describe diarylethene compounds into which an ionic group or an amphiphilic group is introduced. However, these compounds are considered to be difficult to apply to bioimaging because they are likely to associate in water and the influence on the target molecule becomes excessive due to strong ionic interactions. Under such circumstances, a diarylethene compound having excellent water solubility obtained by other means has been desired.
  • an object of the present invention is to provide a diarylethene compound having excellent water solubility.
  • a method for producing a diarylethene compound according to [1] above (1) derived from a sugar-based compound selected from the group consisting of 6-membered ring sugars, 5-membered ring sugars, cyclitols and oligosaccharides containing them, wherein one hydroxyl group is substituted with a halogen atom, and all other Preparing a halogenated sugar derivative having a hydroxyl group protected by a protecting group; (2) an etherification step of reacting the halogenated sugar derivative with a compound represented by the following formula (a) to produce a compound represented by the following formula (b); and (3) formula (b) A deprotection step for removing the protecting group of the compound represented by:
  • the said manufacturing method including.
  • a diarylethene compound having excellent water solubility can be provided.
  • diarylethene Compound The diarylethene compound of the present invention is represented by the formula (I).
  • sugar residue Sg The compound has a sugar residue Sg.
  • Sugar-based residues are groups derived from sugars and similar compounds.
  • Sg is a monovalent sugar residue obtained by removing a hydroxyl group from a sugar compound selected from the group consisting of 6-membered ring sugars, 5-membered ring sugars, cyclitols and oligosaccharides containing these. However, some hydroxyl groups of the sugar residue may be protected by a protecting group.
  • a sugar compound is also simply referred to as “sugar”, and a sugar residue is also simply referred to as “sugar residue”.
  • a 6-membered sugar is a sugar having a 6-membered ring skeleton.
  • examples thereof include glucopyranose, arabinopyranose, xylopyranose, loxopyranose, allopyranose, altropyranose, mannopyranose, gropyranose, idopyranose, galacto Examples include, but are not limited to, pyranose, talopyranose, and glucuronic acid.
  • a 5-membered sugar is a sugar having a 5-membered ring skeleton, examples of which include, but are not limited to, ribofuranose, arabinofuranose, xylofuranose, erythrofuranose, treofuranose, and lyxofuranose.
  • Cycitol is a cycloalkane polyol (polyhydroxycycloalkane), that is, a cyclic sugar alcohol, and examples thereof include inositol and the like.
  • An oligosaccharide is a compound in which about 2 to 15 compounds of 6-membered ring sugar, 5-membered ring sugar, and cyclitol sugar are bonded to each other by a glycosidic bond.
  • oligosaccharides include, but are not limited to sucrose, raffinose, stachyose, trehalose, lactose and the like. Considering the availability, etc., glucopyranose is preferred as the sugar in the present invention.
  • Sg is a monovalent sugar residue obtained by removing a hydroxyl group from these sugars.
  • the hydroxyl group to be removed is arbitrary, but from the viewpoint of easy synthesis, a hydroxyl group bonded to a carbon atom on the ring is preferable, and a hydroxyl group on the 1-position carbon atom (hemiacetal hydroxyl group) is more preferable.
  • the sugar residue excluding the hemiacetal hydroxyl group of glucopyranose is a glucosyl group and is represented by the following chemical formula.
  • the glucosyl group may be either an ⁇ -glucosyl group or a ⁇ -glucosyl group, but a ⁇ -glucosyl group is preferable from the viewpoint of reducing steric hindrance.
  • a sugar residue may be partially protected.
  • the protecting group will be described in detail later, but an acyl group such as an acetyl group is preferred.
  • the number is preferably 1 to 2 and more preferably 1 per sugar residue.
  • Aromatic group Ar Ar is an aromatic group represented by the following formula (A1) or (A2).
  • X is S, SO 2 , NR 3 (R 3 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), or O, and S or SO 2 is preferable in order to obtain excellent photochromic properties.
  • X is preferably S
  • X is preferably S or SO 2 .
  • R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group includes chain and branched groups. Therefore, the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is specifically a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Independent means that R 1 and R 2 may be the same or different.
  • R 1 is a 4- or 5-position substituent in the 5-membered ring in the formula (A1).
  • a represents the number of R 1 and is 0 or 1. Since photochromic properties when R 1 is present may be reduced, but not R 1 is present (a 0) is preferred, if R 1 is present, since the person not high bulk excellent photochromic properties R 1 Is preferably a methyl group.
  • R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and is a substituent at positions 4 to 7 in the heterocyclic ring in formula (A2).
  • b represents the number of R 2 and is an integer of 0 to 3.
  • R 2 does not exist (b is 0).
  • b is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
  • R 2 is preferably a methyl group for the reasons described above.
  • * means that the 5-membered ring is bonded to the linking group U. From the viewpoint of reducing steric hindrance, the 5-position carbon atom of the 5-membered ring is preferably bonded to U. At this time, when R 1 is present, R 1 is bonded to the 4-position.
  • * means that the benzene ring is bonded to the linking group U. From the viewpoint of reducing steric hindrance, the 6-position carbon atom is preferably bonded to U.
  • Linking group U U is a linking group that connects Sg and Ar, and is — (CH 2 ) n—, —CH 2 —U′—, or —C ( ⁇ O) —.
  • n is an integer of 1 to 5. If n is large, the water-solubility of the resulting diarylethene compound may decrease, so n is preferably 1 to 3, and more preferably 1.
  • U ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms bonded to Ar. When the number of carbon atoms is large, the water solubility of the resulting diarylethene compound may be lowered. Therefore, the number of carbon atoms is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
  • the alkyl group includes linear and branched groups.
  • Ethene skeleton-(CY) m- in formula (I) indicates that the compound has an alicyclic skeleton.
  • Y is a hydrogen atom or a halogen atom.
  • Y is preferably a halogen atom, more preferably a fluorine atom.
  • m is an integer of 5 to 7, and is preferably 5 for the same reason.
  • the diarylethene compound of the present invention is produced by an arbitrary method. Hereinafter, a preferred production method will be described.
  • First production method (1) derived from a sugar-based compound selected from the group consisting of 6-membered ring sugars, 5-membered ring sugars, cyclitols and oligosaccharides containing these, wherein one hydroxyl group is substituted with a halogen atom, and Providing a halogenated sugar derivative in which all other hydroxyl groups are protected by protecting groups; (2) an etherification step for producing a compound represented by the formula (b) by reacting the halogenated sugar derivative with a compound represented by the formula (a); (3) a deprotection step of removing the protecting group of the compound represented by the formula (b).
  • the scheme of the method is shown below.
  • halogenated sugar derivative is an acyl halogenated sugar and a glycosylation reaction is performed in the etherification step will be described as an example.
  • the acyl halogenated saccharide used in the present invention is derived from a saccharide selected from the group consisting of a 6-membered ring saccharide, a 5-membered saccharide, cyclitol and oligosaccharides containing these, wherein one hydroxyl group is substituted with a halogen atom, and All other hydroxyl groups are acyl halogenated sugars protected by protecting groups.
  • the acyl halogenated sugar is indicated as PSg-halo.
  • the hydroxyl group substituted with a halogen atom is preferably an anomeric hydroxyl group.
  • the protecting group is a group for protecting the hydroxyl group so that the hydroxyl group in the sugar does not cause a side reaction.
  • groups usually used for protecting hydroxyl groups can be used. Examples of such protecting groups include acyl groups, acetal groups, and silyl ether groups. Especially, since it is easy to deprotect, an acyl group is preferable and an acetyl group is more preferable.
  • Acyl halogenated sugar can be prepared by a known method. For example, it can be produced by reacting pentaacetylglucopyranose with HOAc-HBr (hydrogen bromide-acetic acid solution). Usually, the hydroxyl group at the anomeric position (the hydroxyl group on the 1-position carbon atom) is halogenated. The above step can be carried out by dissolving the protected sugar in a hydrogen bromide-acetic acid solution, sealing it and allowing it to react overnight.
  • a preferred acyl halogenated sugar is represented by the following formula (s1).
  • U, Ar, Y, and m are defined as described above. However, in this production method, U is preferably — (CH 2 ) n— or —CH 2 —U′—.
  • the diol body can be prepared by a known method. For example, as shown in the following scheme, a -U-OH group may be introduced into the aromatic group Ar of the diarylethene compound of the formula (j).
  • diarylethene compound of the formula (j) and dichloromethyl methyl ether are reacted in the presence of AlCl 3 or the like to introduce a formyl group into an Ar group, and the formyl group is further reduced, —U—OH A diol body in which —CH 2 —OH is introduced as a group is obtained.
  • the diarylethene compound of the formula (j) in which Ar is a thiophene skeleton can be synthesized by the methods described in Non-Patent Documents 5 and 6. Further, when S of a compound in which Ar is a thiophene skeleton is oxidized, a compound in which Ar is a thiophene sulfone skeleton is obtained.
  • PSg is a sugar residue in which all hydroxyl groups of the Sg are protected. Since this reaction occurs when the hydrogen atom of the compound of formula (a) and the halogen at the anomeric position of the acyl halogenated sugar are eliminated, the reaction is carried out in the presence of a reaction accelerator that promotes the elimination of the hydrogen atom and the halogen. It is preferable to do.
  • the reaction accelerator include silver oxides such as Ag 2 O and mercury salts such as HgBr 2 and Hg (CN) 2 . In the present invention, it is preferable to use Ag 2 O because it is easier to promote the reaction.
  • the amount of Ag 2 O used is preferably 5 to 10 mol with respect to 1 mol of the compound of the formula (a).
  • the reaction can be further promoted by using a dehydrating agent in combination.
  • a known dehydrating agent can be used, but a dehydrating agent such as molecular sieve that can be easily removed is preferable.
  • the amount of molecular sieve 4 ⁇ used is preferably about 0.10 g / solvent 2 mL.
  • the solvent used at this process is not limited, Since reaction will be accelerated
  • preferred solvents include chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and aromatic hydrocarbons such as toluene. Of these, chlorinated hydrocarbons are more preferred.
  • the reaction temperature is appropriately determined from the viewpoint of promoting the reaction and suppressing side reactions. In the present invention, 10 to 40 ° C. is preferable.
  • an acyl halogenated sugar in which the hydroxyl group on the 1-position carbon atom is halogenated and the other hydroxyl group is protected for reasons such as easy synthesis.
  • the halogenated sugar has ⁇ and ⁇ isomers.
  • the acyl halogenated sugar is preferentially provided with a ⁇ -glycosyl derivative due to the participation of the adjacent group because the adjacent hydroxyl group at the 2-position is protected with an acyl group.
  • the PSg group in the resulting compound of formula (a) is a group derived from a ⁇ -glycosyl group.
  • the intermediate protecting group represented by formula (b) is removed.
  • the protecting group can be removed by a known method.
  • an alkali such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, or potassium carbonate.
  • lithium hydroxide is preferably used, and the usage fee is more preferably 5 to 10 mol with respect to 1 mol of the intermediate represented by the formula (b).
  • the solvent used for this reaction is not limited, alcohols such as methanol are preferred.
  • the reaction temperature is not limited, but is preferably 10 to 30 ° C.
  • Second production method (1) selected from the group consisting of 6-membered ring sugars, 5-membered ring sugars, cyclitols and oligosaccharides containing them, and all other hydroxyl groups except one hydroxyl group were protected by protecting groups Preparing a protected sugar compound; (2) an esterification step of producing a compound represented by the formula (q) by reacting the protected sugar compound with a compound represented by the formula (p); (3) a deprotection step of removing the protecting group of the compound represented by formula (p).
  • the protected sugar compound is hereinafter also simply referred to as “protected sugar”. The scheme of the method is shown below.
  • a protected sugar is a sugar in which all other hydroxyl groups except one hydroxyl group are protected with a protecting group.
  • the protecting group those described above can be used, but in this production method, an acetal group is preferable, and a methoxymethyl group is more preferable.
  • the protected sugar can be prepared by a known method. For example, it can be produced by introducing a protecting group into a sugar such as furanose. It is preferred that all hydroxyl groups other than the anomeric hydroxyl group (the hydroxyl group on the 1-position carbon atom) are protected.
  • Preferable protected sugar used in the present invention includes a compound represented by the following formula (s2).
  • R ′ is a methyl group or an ethyl group, but is preferably a methyl group because it can be easily deprotected.
  • Dicarboxylic acid body represented by formula (p) In this step, the protected sugar is reacted with the dicarboxylic acid body represented by formula (p).
  • Ar, Y, and m are defined as described above.
  • the dicarboxylic acid form of the formula (p) can be prepared by a known method. For example, as described in the first production method, a diformyl body in which a formyl group is introduced into the aromatic group Ar of the diarylethene compound of the formula (j) is obtained, and the formyl group is oxidized to obtain the formula (p)
  • the dicarboxylic acid body can be produced.
  • the intermediate represented by formula (q) is produced by the reaction of the dicarboxylic acid form of formula (p) and the protected sugar.
  • Ar, Y, m, and PSg are defined as described above. Since this reaction is an esterification reaction, it is preferably carried out in the presence of a known reaction accelerator.
  • the reaction accelerator include a dehydrating agent such as DCC.
  • the amount of DCC used is preferably 2 to 5 mol with respect to 1 mol of the compound of the formula (p).
  • the solvent used at this process is not limited, Since reaction will be accelerated
  • the reaction temperature is appropriately determined from the viewpoint of promoting the reaction and suppressing side reactions. In the present invention, 10 to 40 ° C. is preferable.
  • the protective group of the intermediate of formula (q) is removed.
  • the protecting group can be removed by a known method.
  • the protecting group is an acetal group, it can be deprotected with an excess of acid such as hydrochloric acid.
  • the solvent used for this reaction is not limited, alcohols such as methanol are preferred.
  • the reaction temperature is not limited, but is preferably 10 to 30 ° C. As a result, the target compound can be obtained.
  • the compound is a compound represented by the formula (I) and the linking group U is —C ( ⁇ O) —.
  • the diarylethene compound of the present invention is soluble in water or an aqueous solvent. That is, in the present invention, it is water-soluble to dissolve in water or a water / organic solvent (mixed solvent) having a water concentration of 70 wt% or more, preferably 80 wt% or more, more preferably 90 wt% or more. That's it.
  • the diarylethene compound of the present invention has a sugar residue, it is possible to further modify the sugar residue to enhance the labeling property and biocompatibility. Therefore, the diarylethene compound of the present invention can be easily introduced into a biological sample, and highly accurate bioimaging can be achieved.
  • the diarylethene compound of the present invention can achieve more accurate bioimaging in combination with a super-resolution microscope (PALM / STORM). Specifically, with respect to a biological sample into which a diarylethene compound has been introduced, the ON state (ring-opened) molecule is turned OFF (closed) by another light, and the observation is performed again with only a small number of molecules being turned on. Thus, the position of each molecule can be grasped and a more precise image can be acquired.
  • PAM / STORM super-resolution microscope
  • acyl halogenated sugar A compound (bromotetraacetoglucose) in which the hydroxyl group on the 1st carbon atom of glucopyranose is substituted with Br as an acyl halogenated sugar and all other hydroxyl groups are protected with acetyl groups.
  • diol compound of formula (a1) The compound is a diol compound in which a linking group U (methylene group) is bonded to the 5-position of the thiophene ring.
  • the diol body was prepared by the following reaction.
  • Example 1-2 Synthesis of thiophene-type compound Example 1 except that lithium hydroxide (5 molar equivalents relative to 1 mole of diarylethene) was used in place of potassium carbonate (0.3 mmol) in the deprotection step.
  • the compound of formula (I-1) was produced in the same manner as -1.
  • a compound of the formula (I-1) in which two hydroxyl groups were protected with an acetyl group was obtained.
  • a compound containing two acetyl groups was obtained.
  • the yield in the deprotection reaction was 56%.
  • diol compound of formula (a2) The compound is a diol compound in which a linking group U (methylene group) is bonded to the 6-position of the benzothiophene ring.
  • the diol body was prepared by the following reaction.
  • the compound of formula (j2) prepared by the method described in Non-Patent Document 6 was formylated to obtain a diformyl isomer of formula (k2).
  • a THF-MeOH (3 mL / 3 mL) solution of the diformyl form 350 mg, 667 ⁇ mol
  • NaBH 4 51 mg, 2 eq.
  • the reaction solution was diluted with ethyl acetate, and the organic layer was washed successively with water (3 times) and saturated brine (1 time), and dried over sodium sulfate.
  • the mass spectrometry result of the compound was as follows.
  • Acetic acid (2.5 mL) was added to the diol form of a2 (50 mg, 95 ⁇ mol), and dissolved by heating.
  • Hydrogen peroxide water (35%, 370 ⁇ L) was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 2 hours. After allowing to cool, the reaction mixture was diluted with ethyl acetate, and the organic layer was washed successively with dilute aqueous sodium bicarbonate (3 times) and saturated brine (1 time), and dried over sodium sulfate.
  • the mass spectrometry result of the diol body of the formula (a3) is as follows.
  • Example 5 Evaluation of water solubility The water solubility of the compound of formula (I-2) was evaluated in the same manner as in Example 1, and it was confirmed that it was water soluble. Specifically, the compound (I-2) was dissolved in a small amount of methanol (0.2 mL), and distilled water (4 mL) was added to prepare a 95% aqueous solution. The absorption spectrum of FIG. U-4100 was used). A spectrum of the ring-opened product indicated by the broken line 10 was obtained. When irradiated with ultraviolet light (313 nm), the solution was colored yellow, and a spectrum indicated by a solid line 20 was obtained. Further, the compound showed fluorescence upon irradiation with ultraviolet light, and a spectrum indicated by a solid line 30 was obtained.
  • Myo-inositol manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 11.0 g, 61.1 mmol
  • triethylorthoacetate (16.5 mL, 90.5 mmol) were added to dry DMF (80 mL).
  • p-toluenesulfonic acid monohydrade Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 1.14 g, 5.99 mmol
  • dry DMF 10 mL
  • dicarboxylic acid of formula (p1) (320 mg, 0.701 mmol), N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (0.415 mg, 2.01 mmol), 4-dimethylaminopyridine (30 mg, 0.246 mmol) was dissolved in dry CH 2 Cl 2 (6 mL) and stirred at room temperature for 30 min.
  • the protected sugar of formula (s3) (480 mg, 1.64 mmol) was dissolved in dry CH 2 Cl 2 (2 mL), and the mixture was stirred at room temperature overnight. The resulting solid was filtered off with suction and washed with CH 2 Cl 2 .
  • FIG. 3 shows the absorption spectrum of the aqueous solution thus obtained (U-4100, manufactured by Hitachi, Ltd.).
  • Curve 10 is the spectrum of the compound of formula (I-3) (ring-opened product), and the maximum absorption wavelength was 254 nm.
  • an aqueous solution of the compound of formula (I-3) was irradiated with light at 254 nm to obtain a photosteady state (PSS) in which no further ring-closure reaction proceeded.
  • PSD photosteady state
  • the spectrum in this state is shown as a curve 20.
  • the maximum absorption wavelength of the closed ring was 595 nm. Since the original spectrum was restored by irradiation with visible light of 600 nm or more, reversible photochromism (the following scheme) was confirmed.
  • the compound of the formula (j3) was synthesized according to Non-Patent Document 6.
  • the compound of the formula (j4) was synthesized according to the synthesis method described in 2) of Example 2.
  • the compound of formula (j5) was synthesized by introducing iodine into the compound of formula (j4) by a conventional method using iodine and H 5 IO 6 .
  • the compound of formula (j5) (450 mg, 0.450 mmol) and 4-formylphenylboronic acid (199 mg, 1.33 mmol) were dissolved in THF (10 mL). To this was added tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (95 mg, 0.104 mmol), aqueous potassium carbonate solution (10 mL), 18% toluene solution of tricyclohexylphone fin (0.1 mL), and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes. did. The reaction product was treated with hydrochloric acid and extracted with chloroform.
  • the closed ring showed yellowish green fluorescence (curve 30), the emission maximum was 520 nm, and the fluorescence quantum yield was 0.71. In addition, the fluorescence was quenched when returned to the ring-opened form. From the above, it was revealed that the compound of the formula (I-4) exhibits reversible photochromism and fluorescence switching in methanol.
  • the maximum absorption wavelength of the closed ring was 458 nm, and the molar extinction coefficient was 36000. This absorption disappeared by irradiation with visible light and returned to the original colorless solution.
  • the closed ring showed yellow fluorescence (curve 30), the emission maximum was 540 nm, and the fluorescence quantum yield was 0.44. In addition, the fluorescence was quenched when returned to the ring-opened form. From the above, it was revealed that the compound of the formula (I-4) exhibits the following reversible photochromism and fluorescence switching even in a water / methanol (90/10 weight ratio) mixed solvent.
  • Example 5 About 0.5 mg of the diarylethene of the formula (I-4) was dissolved in 0.5 mL of methanol, and water was added thereto to prepare a water / methanol (5/1 weight ratio) mixed solution. This solution was injected into Xenopus 4 cell stage embryos. A state immediately after the injection is shown in FIG. The black spot in the upper left blastomere is the injection site. After the injection, the cells were allowed to divide for about 1 hour (32 cell stage). The cells were irradiated with UV at a wavelength of 470-495 nm. Then, when the presence or absence of fluorescence was examined, fluorescence was confirmed around the injection site (FIG. 6B).
  • Example 6 The solution prepared in Example 5 was placed on the head of Xenopus caudalis sliced to 10 ⁇ m and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the tail bud embryo head was washed with a 10% aqueous methanol solution and irradiated with a wavelength of 470 to 495 nm.
  • FIG. 7A shows the bright field. At this time, when a wavelength of 515 to 550 nm was detected in the dark field, almost no light emission was observed as shown in FIG. 7B. Subsequently, UV light having a wavelength of 360 to 370 nm was irradiated for 30 seconds, and then a wavelength of 515 to 550 nm was detected again (FIG. 7 (c)). As shown in FIG. 7 (c), the fluorescence signal was observed especially in the outer layer of the epidermis of the embryo.

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Abstract

水溶性に優れるジアリールエテン化合物を提供する。 式（Ｉ）：［式（Ｉ）中、Ｓｇは、６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖系化合物から水酸基を除いた１価の糖系残基であり；Ａｒは、下記式（Ａ１）または（Ａ２）で表される基であり（式（Ａ１）および（Ａ２）中、ＸはＳ、ＳＯ２、ＮＲ３、またはＯであり）；Ｙは、水素原子またはハロゲン原子である］で表される、ジアリールエテン化合物。

Description

水溶性フォトクロミック分子
　本発明は水溶性フォトクロミック分子に関し、より詳しくは水溶性ジアリールエテン化合物に関する。
　フォトクロミック分子とは、特定の波長の光照射により、その分子量を変化させることなく吸収スペクトルの異なる異性体へ変換される分子である。中でもジアリールエテン化合物は、優れたフォトクロミック特性を有することが知られている（非特許文献１）。例えばジアリールエテンは下記の構造を有しており、下記スキームに示すように光照射により閉環開環反応を行なう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　従来、フォトクロミック分子は光学的情報記録が可能な光機能素子等としての研究が盛んに行なわれてきた（特許文献１等）。このような用途では、フォトクロミック分子を有機溶剤に溶解し基材の上に塗布すること等により素子を製造する。
　ところで、近年、生体分子に蛍光色素分子を結合させて蛍光顕微鏡で観察することで像を得るバイオイメージングが盛んに研究されている。従来、緑色蛍光たんぱく（ＧＰＣ）を用いたバイオイメージングが知られているが（非特許文献２）、標識となる分子が大きくタンパク質－タンパク質間の相互作用によりターゲットとしている生体分子に与える影響が問題となっている。ジアリールエテン化合物は低分子量であるため、高精度のバイオイメージングを達成できる化合物として期待される。しかしながら、当該化合物を生体試料へ導入するためには当該分子の水溶化が必要不可欠である。
　前述のように主として研究されていた光機能素子等の用途においてはジアリールエテン化合物を水溶化するという必要がなかったため、特許文献１には水溶化ジアリールエテン化合物に関する記載は一切ない。水溶化に関し、非特許文献３、４にはイオン性基や両親媒性基を導入したジアリールエテン化合物が記載されている。しかし、これらの化合物は、水中で会合しやすいことや、強いイオン性相互作用のためにターゲット分子への影響が過大になること等から、バイオイメージングへの適用は困難と考えられる。このような状況から、他の手段により得られる優れた水溶性を有するジアリールエテン化合物が望まれていた。
特開２００５－３２５０８７号公報
M. Irie et al., Nature, 420, 759 (2002) K. H. Jones and J. A. Senft, J. Histochem. Cytochem. , 33, 77 (1985) M. Takeshita, et al., J.Org. Chem., 63, 9306 (1998) M. Matsuda, et al., Chem. Lett. 32, 1178 (2003) S. Kobatake, et al., J. Am. Chem. Soc. 121, 2380 (1999) T. Yamaguchi, et al., J. Photochem. Photobio. A, 178, 162 (2006)
　上記事情を鑑み、本発明は水溶性に優れるジアリールエテン化合物を提供することを課題とする。
　発明者らは、糖骨格を有するジアリールエテン化合物が水溶性に優れることを見出し、本発明を完成した。すなわち、前記課題は以下の本発明により解決される。
［１］下記式（Ｉ）で表されるジアリールエテン化合物。
［２］前記［１］に記載のジアリールエテン化合物の製造方法であって、
　（１）６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖系化合物から誘導され、１つの水酸基がハロゲン原子に置換され、かつ他の総ての水酸基が保護基によって保護されたハロゲン化糖誘導体を準備する工程、
　（２）前記ハロゲン化糖誘導体と下記式（ａ）で表される化合物とを反応させて、下記式（ｂ）で表される化合物を生成するエーテル化工程、ならびに
　（３）式（ｂ）で表される化合物の保護基を除去する脱保護工程、
を含む、前記製造方法。
　本発明により水溶性に優れるジアリールエテン化合物を提供できる。
実施例１で得た化合物の水溶液のフォトクロミック特性を示す図 実施例２で得た化合物の水溶液のフォトクロミック特性を示す図 実施例３で得た化合物の水溶液のフォトクロミック特性を示す図 実施例４で得た化合物の水溶液のフォトクロミック特性を示す図 実施例４で得た化合物の水溶液のフォトクロミック特性を示す図 生体組織の蛍光標識特性を示す図 生体組織の蛍光標識特性を示す図
　１．ジアリールエテン化合物
　本発明のジアリールエテン化合物は式（Ｉ）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　（１）糖系残基Ｓｇ
　当該化合物は糖系残基Ｓｇを有する。糖系残基とは、糖およびこれに類似する化合物に由来する基である。Ｓｇは６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖系化合物から水酸基を除いた１価の糖系残基である。ただし糖系残基は、一部の水酸基が保護基により保護されていてもよい。以下、便宜上、糖系化合物を単に「糖」と、糖系残基を単に「糖残基」とも称する。
　６員環糖は６員環骨格を有する糖であり、その例にはグルコピラノース、アラビノピラノース、キシロピラノース、リキソピラノース、アロピラノース、アルトロピラノース、マンノピラノース、グロピラノース、イドピラノース、ガラクトピラノース、タロピラノース、およびグルクロン酸等が含まれるが、これらに限定されない。
　５員環糖は５員環骨格を有する糖であり、その例にはリボフラノース、アラビノフラノース、キシロフラノース、エリトロフラノース、トレオフラノース、およびリキソフラノースが含まれるが、これらに限定されない。
　シクリトールとはシクロアルカンポリオール（ポリヒドロキシシクロアルカン）すなわち環状糖アルコールであり、その例にはイノシトール等が含まれる。
　オリゴ糖とは６員環糖、５員環糖、およびシクリトール糖の化合物同士がグリコシド結合等によって２～１５個程度結合した化合物である。オリゴ糖の例には、スクロース、ラフィノース、スタキオース、トレハロース、ラクトース等が含まれるが、これらに限定されない。
　入手が容易であること等を考慮すると、本発明における糖としてはグルコピラノースが好ましい。
　Ｓｇはこれらの糖から水酸基を除いた１価の糖残基である。除かれる水酸基は任意であるが、合成が容易である等の観点から、環上の炭素原子に結合している水酸基が好ましく、１位炭素原子上の水酸基（ヘミアセタール水酸基）であることがより好ましい。例えばグルコピラノースのヘミアセタール水酸基を除いた糖残基は、グルコシル基であり、以下の化学式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　グルコシル基は、α－グルコシル基、β－グルコシル基のいずれであってもよいが、立体障害を低減させる観点からβ－グルコシル基が好ましい。
　また前述のとおり、糖残基は水酸基の一部が保護されていてもよい。保護基については後で詳しく説明するが、アセチル基等のアシル基が好ましい。保護基が存在する場合、その数は糖残基１個当たり、１～２個が好ましく、１個がより好ましい。
　（２）芳香族基Ａｒ
　Ａｒは、下記式（Ａ１）または（Ａ２）で表される芳香族基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　ＸはＳ、ＳＯ２、ＮＲ３（Ｒ３は炭素数１～３のアルキル基）、またはＯであるが、優れたフォトクロミック特性を得るために、ＳまたはＳＯ２が好ましい。特に、式（Ａ１）においてＸはＳが好ましく、式（Ａ２）においてＸはＳまたはＳＯ２が好ましい。
　Ｒは炭素数１～４のアルキル基である。本発明おいて、アルキル基とは鎖状および分岐状の基を含む。よって、炭素数１～４のアルキル基は、具体的にメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基、およびｔ－ブチル基である。
　Ｒ１、Ｒ２は独立に炭素数１～３のアルキル基である。独立にとは、Ｒ１、Ｒ２は同じであってもよいし、異なっていてもよいことを意味する。Ｒ１は式（Ａ１）中の５員環における４位または５位の置換基である。ａはＲ１の数を示し０または１である。Ｒ１が存在するとフォトクロミック特性が低下することがあるので、Ｒ１は存在しないこと（ａが０）が好ましいが、Ｒ１が存在する場合は、嵩高くない方がフォトクロミック特性に優れるのでＲ１はメチル基が好ましい。
　Ｒ２は炭素数１～３のアルキル基であり、式（Ａ２）中の複素環における４～７位の置換基である。ｂはＲ２の数を示し０～３の整数である。Ｒ２が存在するとフォトクロミック特性が低下することがあるので、Ｒ２は存在しないこと（ｂが０）が好ましいが、存在する場合、ｂは１または２が好ましく、１がより好ましい。Ｒ２が存在する場合、前述の理由からＲ２はメチル基が好ましい。
　式（Ａ１）において＊は５員環が連結基Ｕと結合することを意味する。立体障害を低減させる観点から、５員環の５位の炭素原子がＵと結合することが好ましい。このときＲ１が存在する場合は、Ｒ１は４位に結合する。同様に式（Ａ２）において＊はベンゼン環が連結基Ｕと結合することを意味する。立体障害を低減させる観点から、６位の炭素原子がＵと結合することが好ましい。
　（３）連結基Ｕ
　ＵはＳｇとＡｒをつなぐ連結基であり、－（ＣＨ２）ｎ－、－ＣＨ２－Ｕ’－、または－Ｃ（＝Ｏ）－である。ｎは１～５の整数である。ｎが大きいと得られるジアリールエテン化合物の水溶性が低下する場合があるので、ｎは１～３が好ましく１がより好ましい。
　Ｕ’はＡｒと結合する炭素数１～１０のアルキル基である。炭素数が多いと得られるジアリールエテン化合物の水溶性が低下する場合があるので、炭素数は１または２が好ましく１がより好ましい。前述のとおりアルキル基は直鎖状および分岐状の基を含む。
　（４）エテン骨格
　式（Ｉ）における－（ＣＹ）ｍ－は、当該化合物が脂環骨格を有することを示す。Ｙは水素原子またはハロゲン原子である。優れたフォトクロミック特性を得るために、Ｙはハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。ｍは５～７の整数であるが、同様の理由から５であることが好ましい。
　２．製造方法
　本発明のジアリールエテン化合物は任意の方法で製造されるが、以下、好ましい製造方法を説明する。
　２－１．第一の製造方法
（１）６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖系化合物から誘導され、１つの水酸基がハロゲン原子に置換され、かつ他の総ての水酸基が保護基によって保護されたハロゲン化糖誘導体を準備する工程、
（２）前記ハロゲン化糖誘導体と式（ａ）で表される化合物とを反応させて、式（ｂ）で表される化合物を製造するエーテル化工程、
（３）式（ｂ）で表される化合物の保護基を除去する脱保護工程、を含む。
当該方法のスキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　以下に詳細を説明するが、説明を簡便にするため、ハロゲン化糖誘導体がアシルハロゲン化糖であり、エーテル化工程にてグリコシル化反応を行なう場合を例にして説明する。
　（１）アシルハロゲン化糖の準備工程（ハロゲン化糖誘導体の準備工程）
　本発明で用いるアシルハロゲン化糖は、６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖から誘導され、一つの水酸基がハロゲン原子に置換され、かつ他の総ての水酸基が保護基によって保護されたアシルハロゲン化糖である。上記スキームにおいて、アシルハロゲン化糖はＰＳｇ－ｈａｌｏと示されている。ハロゲン原子に置換される水酸基はアノマー位の水酸基が好ましい。
　保護基とは糖中の水酸基が副反応を起こさないように、水酸基を保護するための基である。本発明においては、水酸基の保護に通常使用される基を用いることができる。このような保護基の例には、アシル基、アセタール基、およびシリルエーテル基が含まれる。中でも、脱保護しやすいため、アシル基が好ましく、アセチル基がより好ましい。
　アシルハロゲン化糖は公知の方法で調製できる。例えば、ペンタアセチルグルコピラノースをＨＯＡｃ－ＨＢｒ（臭化水素－酢酸溶液）と反応させることで製造できる。通常はアノマー位の水酸基（１位炭素原子上の水酸基）がハロゲン化される。前記の工程は保護された糖を臭化水素－酢酸溶液に溶解させ、密栓して一昼夜反応させることで実施できる。好ましいアシルハロゲン化糖は下記式（ｓ１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　（２）グリコシル化工程（エーテル化工程）
　１）式（ａ）で表されるジオール体
　本工程ではアシルハロゲン化糖と式（ａ）で表されるジオール体とを反応させる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　式（ａ）中、Ｕ、Ａｒ、Ｙ、およびｍは前記のとおり定義される。しかしながら、本製造方法においてＵは、－（ＣＨ２）ｎ－または－ＣＨ２－Ｕ’－が好ましい。
　当該ジオール体は公知の方法で調製できる。例えば、下記スキームに示すように、式（ｊ）のジアリールエテン化合物の芳香族基Ａｒに－Ｕ－ＯＨ基を導入すればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　具体的には式（ｊ）のジアリールエテン化合物とジクロロメチルメチルエーテルとをＡｌＣｌ３等の存在下で反応してＡｒ基にホルミル基を導入し、さらに当該ホルミル基を還元すれば、－Ｕ－ＯＨ基として－ＣＨ２－ＯＨが導入されたジオール体が得られる。
　式（ｊ）のジアリールエテン化合物であって、Ａｒがチオフェン骨格である化合物は、非特許文献５、６に記載の方法で合成できる。また、Ａｒがチオフェン骨格である化合物のＳを酸化すると、Ａｒがチオフェンスルホン骨格である化合物が得られる。
　２）式（ｂ）で表される中間体
　式（ａ）のジオール体とアシルハロゲン化糖を反応させることでグリコシル化反応が生じ、式（ｂ）で表される中間体が生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　式（ｂ）中、Ｕ、Ａｒ、Ｙ、およびｍは前記のとおり定義される。ＰＳｇは、前記Ｓｇの総ての水酸基が保護されている糖残基である。
　この反応は、式（ａ）の化合物の水素原子とアシルハロゲン化糖のアノマー位のハロゲンが脱離することで生じるため、水素原子とハロゲンの脱離を促進する反応促進剤の存在下で実施することが好ましい。当該反応促進剤の例には、Ａｇ２Ｏ等の酸化銀、およびＨｇＢｒ２、Ｈｇ（ＣＮ）２等の水銀塩が含まれる。本発明においては反応をより促進しやすいという理由からＡｇ２Ｏを用いることが好ましい。Ａｇ２Ｏの使用量は、式（ａ）の化合物1ｍｏｌに対して５～１０ｍｏｌが好ましい。
　さらに、脱水剤を併用することでより反応を促進できる。公知の脱水剤を使用できるが、除去が容易なモレキュラーシーブ等の脱水剤が好ましい。モレキュラーシーブ４Åの使用量は、０．１０ｇ／溶媒２ｍＬ程度が好ましい。
　本工程で使用する溶媒は限定されないが、前述のとおり系中から水を除去すると反応がより促進されるので、水の溶解度が低い溶媒が好ましい。好ましい溶媒の例には、塩化メチレン等の塩素系炭化水素およびトルエン等の芳香族炭化水素等が含まれる。中でも塩素系炭化水素がより好ましい。
　反応温度は、反応促進と副反応抑制の観点から適宜決定される。本発明においては１０～４０℃が好ましい。
　合成が容易である等の理由から、１位炭素原子上の水酸基がハロゲン化され、かつ他の水酸基が保護されたアシルハロゲン化糖を用いることが好ましいことは既に述べたが、このようなアシルハロゲン化糖には、α体およびβ体の異性体が存在する。当該アシルハロゲン化糖は隣接する２位の水酸基がアシル基で保護されているため隣接基関与により、β－グリコシル体を優先的に与える。よって、例えば、前述の式（ｓ１）のアシルハロゲン化糖を用いた場合、得られる式（ａ）の化合物におけるＰＳｇ基は、β－グリコシル基に由来する基である。
　（３）脱保護工程
　本工程では式（ｂ）で表される中間体の保護基を除去する。保護基の除去は公知の方法で行なうことができる。例えば、アセチル基等のアシル基で水酸基が保護されている場合は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリと反応させることで容易に保護基を除去できる。本発明においては水酸化リチウムを使用することが好ましく、その使用料は式（ｂ）で表される中間体１ｍｏｌに対して５～１０ｍｏｌがより好ましい。
　本反応に使用する溶媒も限定されないがメタノール等のアルコールが好ましい。反応温度も限定されないが、１０～３０℃が好ましい。
　２－２．第二の製造方法
（１）６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択され、１つの水酸基を除く他の総ての水酸基が保護基によって保護された保護化糖化合物を準備する工程、
（２）前記保護化糖化合物と式（ｐ）で表される化合物とを反応させて、式（ｑ）で表される化合物を製造するエステル化工程、
（３）式（ｐ）で表される化合物の保護基を除去する脱保護工程、を含む。
　前述の理由から、以下、保護化糖化合物を単に「保護化糖」とも称する。当該方法のスキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　（１）保護化糖の準備工程
　保護化糖は、スキームにおいてＰＳｇ－ＯＨと示してある。保護化糖は、１つの水酸基を除いた他の総ての水酸基が保護基で保護されている糖である。保護基としては前述のものを使用できるが、本製造方法においてはアセタール基が好ましく、メトキシメチル基がより好ましい。
　保護化糖は公知の方法で調製できる。例えば、フラノース等の糖に保護基を導入することで製造できる。アノマー位の水酸基（１位炭素原子上の水酸基）以外の総ての水酸基が保護されることが好ましい。
　本発明で用いる好ましい保護化糖としては下記式（ｓ２）で表される化合物が挙げられる。式（ｓ２）において、Ｒ’はメチル基またはエチル基であるが、脱保護しやすいためメチル基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　（２）エステル化工程
　１）式（ｐ）で表されるジカルボン酸体
　本工程では保護化糖と式（ｐ）で表されるジカルボン酸体とを反応させる。式（ｐ）中、Ａｒ、Ｙ、およびｍは前記のとおり定義される。式（ｐ）のジカルボン酸体は公知の方法で調製できる。例えば、第一の製造方法で述べたように、式（ｊ）のジアリールエテン化合物の芳香族基Ａｒにホルミル基を導入したジホルミル体を得て、当該ホルミル基を酸化することで、式（ｐ）のジカルボン酸体を製造できる。
　２）式（ｑ）で表される中間体
　式（ｐ）のジカルボン酸体と保護化糖との反応により式（ｑ）で表される中間体が生成する。式（ｑ）中、Ａｒ、Ｙ、ｍ、およびＰＳｇは前記のとおり定義される。この反応は、エステル化反応であるので、公知の反応促進剤の存在下で実施することが好ましい。当該反応促進剤の例には、ＤＣＣ等の脱水剤が挙げられる。ＤＣＣの使用量は、式（ｐ）の化合物１ｍｏｌに対して２～５ｍｏｌが好ましい。
　本工程で使用する溶媒は限定されないが、前述のとおり系中から水を除去すると反応がより促進されるので、水の溶解度が低い溶媒が好ましい。好ましい溶媒は既に述べたとおりである。
　反応温度は、反応促進と副反応抑制の観点から適宜決定される。本発明においては１０～４０℃が好ましい。
　（３）脱保護工程
　本工程では式（ｑ）の中間体の保護基を除去する。保護基の除去は公知の方法で行なうことができる。例えば、保護基がアセタール基である場合は、過剰量の塩酸等の酸により脱保護することができる。本反応に使用する溶媒も限定されないがメタノール等のアルコールが好ましい。反応温度も限定されないが、１０～３０℃が好ましい。
　この結果、目的化合物を得ることができる。当該化合物は式（Ｉ）で表され、かつ連結基Ｕが－Ｃ（＝Ｏ）－である化合物である。
　３．用途等
　本発明のジアリールエテン化合物は水または水系溶媒に可溶である。すなわち、本発明では、水、または水の濃度が７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上の水／有機溶媒（混合溶媒）に溶解することを水溶性であるという。
　また、本発明のジアリールエテン化合物は糖残基を有するので、糖残基をさらに修飾して標識性や生体親和性を高めることも可能である。よって本発明のジアリールエテン化合物は生体試料に容易に導入が可能であり、高精度のバイオイメージングを達成しうる。
　さらに本発明のジアリールエテン化合物は、超解像顕微鏡（ＰＡＬＭ／ＳＴＯＲＭ）との組合せにおいてより高精度のバイオイメージングを達成しうる。具体的には、ジアリールエテン化合物を導入した生体試料について、ＯＮ状態（開環）の分子を別の光によりＯＦＦ状態（閉環）にし、再び、少数の分子のみをＯＮ状態として観察を行なうことを繰り返すことで、個々の分子の位置を把握でき、より精密な像を取得できる。
　［実施例１－１］チオフェン型化合物の合成
　反応スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
　１）アシルハロゲン化糖の合成
　アシルハロゲン化糖としてグルコピラノースの１位の炭素原子上の水酸基をＢｒに置換し、他の総ての水酸基をアセチル基で保護した化合物（ブロモテトラアセトグルコース）を準備した。具体的に、当該化合物は次のようにして合成した。ペンタアセチルグルコピラノース（ＴＣＩ社製）を過剰量の臭化水素－酢酸溶液（臭化水素：酢酸＝１：１（ｍｏｌ比））に溶解し、密栓して室温にて一昼夜反応させることにより定量的にブロモテトラアセトグルコースを得た。
　２）式（ａ１）のジオール体の合成
　当該化合物はチオフェン環の５位に連結基Ｕ（メチレン基）が結合しているジオール体である。当該ジオール体は以下の反応により調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 　非特許文献５に記載の方法で準備した式（ｊ１）の化合物から、式（ｋ１）のジホルミル体を得た。当該ジホルミル体（６６７μｍｏｌ）のＴＨＦ－ＭｅＯＨ（３ｍＬ／３ｍＬ）溶液に、０℃でＮａＢＨ４（５１ｍｇ、２ｅｑ．）を２回に分けて加え、０℃で４時間撹拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層を水（３回）、飽和食塩水（１回）で順次洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ別して溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２：１）で精製し、式（ａ１）のジオール体を得た。
　３）式（ｂ１）で表される中間体の合成
　式（ａ１）のジオール体（６９ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ）とブロモテトラアセトグルコース（１９７ｍｇ、０．４８ｍｍｏｌ）をＣＨ２Ｃｌ２（３ｍＬ）に溶かし、さらにモレキュラーシーブス４Å（ナカライテスク株式会社製）０．２ｇを加えて室温で１時間撹拌した。さらにアルゴン気流下、室温で遮光してＡｇ２Ｏ（１１１ｍｇ、０．４８ｍｍｏｌ）を加え２４時間撹拌した。反応終了後、不溶物を吸引ろ過して除き、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２：１～１：１）で分離精製し、式（ｂ１）で表される中間体（９６ｍｇ、収率５２％）を得た。
　当該中間体を、質量分析装置（型番ＪＭＳ－Ｔ１００ＬＣ、日本電子社製）を用いて分析したところ［Ｍ＋Ｎａ］＋＝１１１１というピークを得た。当該分析はＥＳＩポジティブモードで測定したため、目的物に溶媒またはガラス由来のＮａ（原子量２３）付加物として得られる。よって、このピークは目的物の質量１０８８に起因するので、得られた化合物が式（ｂ１）の化合物であることを確認した。
ESI-MS m/z: 1111 [M + Na]+.
HR-ESI-MS m/z: 1111.21787 [M + Na]+ (Calcd for C45H50F6NaO20S2, 1111.21387).
　４）式（Ｉ－１）の化合物（目的化合物）の合成
　三つ口フラスコに、３８ｍｇ（０．０３ｍｍｏｌ）の式（ｂ１）で表される化合物、および２ｍＬのメタノールを装入し撹拌して均一な溶液とした。フラスコ内に１３ｍｇの炭酸カリウム（０．３ｍｍｏｌ）を装入し、室温で１５時間反応を行なった。反応混合物をＢｉｏ－Ｇｅｌ　Ｐ－２　Ｇｅｌ（Ｂｉｏ－Ｒａｄ社製）でゲル濾過精製し、式（Ｉ－１）の化合物であって、２つの水酸基がアセチル基で保護された化合物を得た。脱保護反応における収率は５６％であった。
　５）水溶性の評価
　少量（５０μＬ）のメタノールを混合した水溶液を準備し、当該溶液に２．５ｍｇの式（Ｉ－１）の化合物を加えたところ、赤紫色の溶液が得られ、溶解することを確認した。同様にして、メタノールを含まない水に式（Ｉ－１）の化合物を溶解したところ、赤紫色の溶液が得られ、溶解することを確認した。さらに、メタノール少量（０．２ｍＬ）に化合物（Ｉ－１）を溶解し、蒸留水（４ｍＬ）を加えて９５％水溶液を調製し、図１の吸収スペクトル（株式会社日立製作所製、Ｕ－４１００を使用）を得た。開環体のスペクトルを破線１０で示した。紫外光（３１３ｎｍ）を照射すると溶液は紫色に着色し、実線２０で表わされるスペクトルを観察した。
　［実施例１－２］チオフェン型化合物の合成
　脱保護工程において、炭酸カリウム（０．３ｍｍｏｌ）の代わりに水酸化リチウム（ジアリールエテン１モルに対して５モル当量）を使用した以外は、実施例１－１と同様にして式（Ｉ－１）の化合物を製造した。その結果、式（Ｉ－１）の化合物であって、２つの水酸基がアセチル基で保護された化合物を得た。２つのアセチル基を含む化合物を得た。脱保護反応における収率は５６％であった。
　［実施例２］ベンゾチオフェンスルホン型化合物の合成
　反応スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　１）式（ａ２）のジオール体の合成
　当該化合物はベンゾチオフェン環の６位に連結基Ｕ（メチレン基）が結合しているジオール体である。当該ジオール体は以下の反応により調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　非特許文献６に記載の方法で準備した式（ｊ２）の化合物をホルミル化して式（ｋ２）のジホルミル体を得た。
　当該ジホルミル体（３５０ｍｇ、６６７μｍｏｌ）のＴＨＦ－ＭｅＯＨ（３ｍＬ／３ｍＬ）溶液に、０℃でＮａＢＨ４（５１ｍｇ、２ｅｑ．）を２回に分けて加え、０℃で４時間撹拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層を水（３回）、飽和食塩水（１回）で順次洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ別して溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２：１）で精製し、式（ａ２）のジオール体（２２０ｍｇ、６２％収率）を淡赤色アモルファスとして得た。当該化合物の質量分析結果は次のとおりであった。
ESI-MS m/z: 551 [M + Na]+.
HR-ESI-MS m/z: 551.05427 [M + Na]+ (Calcd for C25H18F6NaO2S2, 551.05501).
２）式（ａ３）のジオール体の合成
　当該化合物は以下の反応により調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　ａ２のジオール体（５０ｍｇ、９５μｍｏｌ）に酢酸（２．５ｍＬ）を加え、加温して溶解させた。反応溶液に過酸化水素水（３５％、３７０μＬ）を加え、９０℃で２時間撹拌した。放冷後、反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層を希重曹水（３回）、飽和食塩水（１回）で順次洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ別して溶媒を減圧留去し、残渣をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２：１～１：１）で精製し、式（ａ３）のジオール体（３９ｍｇ、７０％収率）とモノアセチル体（６．９ｍｇ、１２％収率）をそれぞれ淡黄色アモルファスとして得た。式（ａ３）のジオール体の質量分析結果は以下のとおりである。
ESI-MS m/z: 615 [M + Na]+.
HR-ESI-MS m/z: 615.03291 [M + Na]+ (Calcd for C25H18F6NaO6S2, 615.03467).
　３）式（ｂ３）で表される中間体の合成
　式（ａ３）のジオール体（１４ｍｇ、０．０２４ｍｍｏｌ）とブロモテトラアセトグルコース（９７ｍｇ、０．２４ｍｍｏｌ）をＣＨ２Ｃｌ２（２ｍＬ）に溶かし、さらにモレキュラーシーブス４Å（０．１ｇ）を加えて室温で１時間撹拌した。さらにアルゴン気流下、室温で遮光してＡｇ２Ｏ（５６ｍｇ、０．２４ｍｍｏｌ）を加え２４時間撹拌した。反応終了後、不溶物を吸引ろ過して除き、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２：１～１：１）で分離精製し、淡緑色アモルファスとして式（ｂ３）で表される中間体（１６ｍｇ、６４％収率）を得た。
　当該化合物について実施例１と同様にして質量分析したところ［Ｍ＋Ｎａ］＋＝１２７５というピークを得た。このピークは目的物の質量１２５２に由来するので、得られた化合物が式（ｂ３）で表される中間体であることを確認した。
ESI-MS m/z: 1275 [M + Na] +.
HR-ESI-MS m/z: 1275.22742 [M + Na]+ (Calcd for C25H18F6NaO6S2, 1275.22483).
　４）式（Ｉ－２）の化合物（目的化合物）の合成
　式（ｂ３）で表される中間体（１０ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）をメタノール（２ｍＬ）に溶かし、室温で水酸化リチウム（３ｍｇ、０．０８ｍｍｏｌ）を加え２４時間撹拌した。反応終了後、反応液を減圧濃縮し、残渣をＢｉｏ－Ｇｅｌ　Ｐ－２　（Ｈ２Ｏ）で分離精製し、反応混合物を得た。反応混合物を質量分析したところ、９１７というピークを得た。このピークは目的化合物の質量９１６に由来するので、得られた化合物が式（Ｉ－２）の化合物であることを確認した。
ESI-MS m/z: 917 [M + H] +.
　５）水溶性の評価
　実施例１と同様にして式（Ｉ－２）の化合物の水溶性を評価し、水溶性であることを確認した。具体的に、メタノール少量（０．２ｍＬ）に（Ｉ－２）の化合物を溶解し、蒸留水（４ｍＬ）を加えて９５％水溶液を調製し、図２の吸収スペクトル（株式会社日立製作所製、Ｕ－４１００を使用）を得た。破線１０で示す開環体のスペクトルが得られた。紫外光（３１３ｎｍ）を照射すると溶液は黄色に着色し、実線２０で示すスペクトルが得られた。また、当該化合物は紫外光の照射で蛍光を示し、実線３０で示すスペクトルが得られた。
　［実施例３］ベンゾチオフェン型化合物（第二の製造方法）
　反応スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　１）保護化糖の合成
　２，４，６－トリ－Ｏ－ベンゾイル－ミオイノシトール１，３，５－オルトアセテート（2,4,6-Tri-O-benzoyl-myo-inositol 1,3,5-orthoacetate）（ｒ１）の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　ミオイノシトール（東京化成工業株式会社製、１１．０ｇ、６１．１ｍｍｏｌ）、トリエチルオルトアセテート（１６．５ｍＬ、９０．５ｍｍｏｌ）を乾燥ＤＭＦ（８０ｍＬ）に加えた。１００℃で３０分還流した後、ｐ－トルエンスルホン酸モノハイドレード（p-toluenesulfonic acid monohydrade）（東京化成工業株式会社製、１．１４ｇ、５．９９ｍｍｏｌ）を乾燥ＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶かしてから加えた。そのまま内容物を１００℃で７．５時間還流した。内容物の温度を室温に戻し、トリメチルアミン（東京化成工業株式会社製、４．０ｍＬ、２８．９ｍｍｏｌ）を加えて３０分撹拌した。さらにベンゼン（１０×２ｍＬ）を加え、溶媒を減圧除去した。そこにピリジン（６０ｍＬ）を加えた。内容物を０℃に冷却し、そこにベンゾイルクロライド（東京化成工業株式会社製、２４．２ｍＬ、２１０ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下した。内容物の温度を室温に戻し、１６時間撹拌した。メタノールで再結晶させて白色固体として化合物ｒ１（２１．２ｇ、４１．０ｍｍｏｌ、６７．１％）を得た。当該化合物のＮＭＲ（日本電子株式会社製、ＧＳＸ４００）および質量分析（株式会社島津製作所製ＧＣＭＳ－ＱＰ２０１０）の結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ1.63 (s,3H), 4.68-4.70 (m, 2H), 4.91-4.94 (m, 1H), 5.65 (m. 1H), 5.81 (m, 4H), 7.17-7.21 (m, 1H), 7.46-7.51 (m, 4H), 7.60-7.64 (m, 1H), 7.85-7.87 (m, 4H), 8.16-8.19 (m, 2H)
MS (FAB) m/z = 516 [M]+
　ミオイノシトール－１，３，５－オルトアセテート（myo-Inositol-1,3,5-orthoacetate）（ｒ２）の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
　窒素雰囲気下で式（ｒ１）の化合物（１８．０ｇ、３４．８ｍｍｏｌ）、イソブチルアミン（東京化成工業株式会社製、１４．０ｍＬ、４９．９ｍｍｏｌ）を、フラスコ内の乾燥ＭｅＯＨ（６０ｍＬ）に加えた。内容物を６５℃で２４時間還流した。溶媒を減圧除去し、ジエチルエーテルを加え、氷浴で冷却した。生じた沈殿を吸引ろ過し、白色粉末として化合物ｒ２（６．１６ｇ、３０．２ｍｍｏｌ；８６．７％）を得た。分析結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CD3OD): δ1.36 (s, 3H), 4.07-4.09 (m, 4H), 4.36-4.38 (m, 2H)
MS (FAB) m/z = 204 [M+]
　２－Ｏ－ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル－ミオイノシトール－１，３，５－オルトアセテート（2-O-tert-Butyldimethylsilyl-myo-inositol-1,3,5-orthoacetate）（ｒ３）の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　窒素雰囲気下で式（ｒ２）の化合物（３．２６ｇ、１６．０ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルクロロシラン（東京化成工業株式会社製、２．３９ｇ、１５．９ｍｍｏｌ）、２，６－ルチジン（東京化成工業株式会社製、５．０ｍＬ、４２．９ｍｍｏｌ）をフラスコ内の乾燥ＤＭＦ（３０ｍＬ）に溶かした。内容物を３６時間室温で撹拌した。溶媒を減圧除去し、水（３０ｍＬ）を加えた。氷水で冷却し、生じた沈殿をろ過し、化合物ｒ３（２．９２ｇ、９．１７ｍｍｏｌ、５７．８％）を得た。分析結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CDCl3); δ 0.15 (s, 6H), 0.95 (s, 9H), 1.45 (s, 3H), 4.14-4.16 (m, 2H), 4.18-4.20 (m,1H), 4.21-4.23 (m, 1H), 4.52-4.54 (m, 2H)
MS (FAB) m/z = 319 [M+1]+
　２－Ｏ－ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル－４，６－ビス（Ｏ－メトキシメチル）－ミオイノシトール－１，３，５－オルトアセテート（2-O-tert-Butyldimethylsilyl-4,6-bis(O-methoxymethyl)-myo-inositol-1,3,5-orthoacetatｅ）（ｒ４）の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　窒素雰囲気下で式（ｒ３）の化合物（１．７７ｇ、５．５６ｍｍｏｌ）をフラスコ中の乾燥ＤＭＦ（３０ｍＬ）に溶かした。そこにＮ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン（東京化成工業株式会社製、４．０ｍＬ、４０．７ｍｍｏｌ）を加え、メトキシメチルクロライド（東京化成工業株式会社製、２．５ｍＬ、３３．２ｍｍｏｌ）を滴下した。内容物を６５℃で３６時間還流した。溶媒を減圧除去し、酢酸エチルで抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥させた後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：メタノール＝８：１）で精製し、化合物ｒ４（１．６９ｇ、４．１６ｍｍｏｌ、７４．８％）を得た。分析結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CDCl3); δ0.13 (s, 6H), 0.94 (s, 9H), 1.45 (s, 3H), 3.34 (s, 6H), 4.11-4.13 (m, 2H), 4.16-4.17 (t, J = 2.0 Hz, 1H), 4.27-4.29 (m, 1H), 4.35-4.37 (m, 2H), 4.40-4.42 (m, 4H)
MS (FAB) m/z = 407 [M+1]+
　４，６－ビス（Ｏ－メトキシメチル）－ミオイノシトール－１，３，５－オルトアセテート（4,6-Bis(O-Mehoxymethyl)-myo-inositol-1,3,5-orthoacetate）（ｓ３）の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　式（ｒ４）の化合物（１．５９ｇ、３．９１ｍｍｏｌ）をフラスコ中のＴＨＦ（１５ｍＬ）に溶かした。そこに１．０ｍｏｌ／Ｌのテトラブチルアンモニウムフロライド（東京化成工業株式会社製）－ＴＨＦ溶液（５．１ｍＬ、５．１ｍｍｏｌ）を加え、１６時間撹拌した。水（１０ｍＬ）で反応を止め、ジエチルエーテルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン：酢酸エチル＝６：１～４：１）により精製し、化合物ｓ３（０．８２ｇ、２．８１ｍｍｏｌ、７１．８％）を得た。分析結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CDCl3); δ 1.45 (s, 3H), 2.99 (d, J = 12 Hz, 1H), 3.39 (s, 6H), 4.01-4.05 (m, 1H), 4.21-4.23 (m, 2H), 4.26-4.29 (m, 1H), 4.43 (t, J = 3.8 Hz, 2H), 4.67-4.74 (m, 4H)
MS (FAB) m/z = 293 [M+1]+
　２）式（ｐ１）のジカルボン酸体の合成
　式（ｋ１）のジホルミル体より、以下の手順にて式（ｐ１）のジカルボン酸体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　ＣｒＯ３（３．１９ｇ、３１．９ｍｍｏｌ）を水（４．５ｍＬ）に溶かし、氷浴で冷却しながら濃硫酸（３．０ｍＬ）と水（９．０ｍＬ）を加えＪｏｎｅｓ試薬を調製した。次に式（ｋ１）の化合物（３．２２ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）をフラスコ中のアセトン（８０ｍＬ）に溶かした。前記Ｊｏｎｅｓ試薬をフラスコ内にゆっくり滴下し、内容物を１７時間撹拌した。２－プロパノール（２０ｍＬ）で反応を止めた。ジエチルエーテルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を減圧除去し、酢酸エチル／ヘキサンからの再結晶し、白色粉末としてｐ１（３．０７ｇ、６．７３ｍｍｏｌ、８６．７％）を得た。分析結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CD3OD): 1.99 (s, 3H, Me), 7.72 (s, 1H, thienyl)
MS (EI) m/z = 456 [M]+
　３）式（ｑ１）で表される中間体の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
　窒素雰囲気下で、式（ｐ１）のジカルボン酸体（３２０ｍｇ、０．７０１ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシルカルボジイミド（０．４１５ｍｇ、２．０１ｍｍｏｌ）、４－ジメチルアミノピリジン（３０ｍｇ、０．２４６ｍｍｏｌ）を乾燥ＣＨ２Ｃｌ２（６ｍＬ）に溶かし、室温で３０分撹拌した。
　そこに式（ｓ３）の保護化糖（４８０ｍｇ、１．６４ｍｍｏｌ）を乾燥ＣＨ２Ｃｌ２（２ｍＬ）に溶かして加え、室温にて終夜撹拌した。生じた固体を吸引ろ過し、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄した。溶媒を減圧除去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ジクロロメタン：酢酸エチル＝４：１）で精製し、式（ｑ１）の中間体（４０５ｍｇ、０．４０３ｍｍｏｌ、５８％収率）を淡黄色粉末として得た。ＮＭＲ（日本電子株式会社製、ＧＳＸ４００）および質量分析（株式会社島津製作所製ＧＣＭＳ－ＱＰ２０１０）の結果は以下のとおりであった。分析結果は以下のとおりであった。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3): d 1.48 (s, 3H), 2.01 (s, 3H), 3.43 (s, 6H), 4.33 (sep, J= 1.6 Hz, 1H), 4.42-4.43 (m, 2H), 4.46 (t, J = 3.8 Hz, 2H), 4.71-4.78 (m, 4H), 5.43 (t, J= 1.8 Hz, 1H), 7.83 (s, 1H)
MS (FAB) m/z = 1004 [M+]
　４）式（Ｉ－３）の化合物（目的化合物）の合成
　式（ｑ１）で表される中間体（２９０ｍｇ、０．２８９ｍｍｏｌ）をメタノール（５ｍＬ）に溶解した。そこに６ｍｏｌ／Ｌの塩酸（２５ｍＬ）を加え、５５℃で６時間還流した。その後、炭酸ナトリウムで塩化水素をトラップしながら溶媒を減圧除去した。逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；メタノール：水＝４：１）で精製し目的とする式（Ｉ－３）の化合物（２１０ｍｇ、０．２６９ｍｍｏｌ、９３％収率）を得た。分析結果は以下のとおりであった。
1H NMR (400 MHz, CD3OD): d 2.07 (s, 3H), 3.60-3.62 (m, 5H), 5.56 (s, 1H), 7.73 (s, 1H)
MS (FAB) m/z = 780[M]+
　５）水溶性の評価
　実施例１と同様にして式（Ｉ－３）の化合物の水溶性を評価し、水溶性であることを確認した。
　このようにして得た水溶液の吸収スペクトル（株式会社日立製作所製、Ｕ－４１００を使用）を図３に示す。曲線１０は式（Ｉ－３）の化合物（開環体）のスペクトルであり、極大吸収波長は２５４ｎｍであった。次いで、式（Ｉ－３）の化合物の水溶液に２５４ｎｍの光を照射し、それ以上閉環反応が進行しない状態の光定常状態（ＰＳＳ）とした。この状態でのスペクトルを曲線２０として示す。閉環体の極大吸収波長は５９５ｎｍであった。６００ｎｍ以上の可視光を照射することにより元のスペクトルに戻ったことから、可逆的なフォトクロミズム（下記スキーム）を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
　［実施例４］ベンゾチオフェンスルホン型化合物
　反応スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
　１）式（ｐ２）のジカルボン酸体の合成
　反応スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
　式（ｊ３）の化合物は、非特許文献６に準じて合成した。式（ｊ４）の化合物は、実施例２の２）に記載の合成方法に準じて合成した。式（ｊ５）の化合物は、ヨウ素とＨ５ＩＯ６を用いて定法により式（ｊ４）の化合物にヨウ素を導入して合成した。
　式（ｊ５）の化合物（４５０ｍｇ、０．４５０ｍｍｏｌ）と４?ホルミルフェニルボロン酸（１９９ｍｇ、１．３３ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（１０ｍＬ）に溶かした。これにトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（９５ｍｇ、０．１０４ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム水溶液（１０ｍＬ）、トリシクロヘキシルホンフィンの１８％トルエン溶液（０．１ｍＬ）を加え、室温で２０分撹拌した。反応生成物を塩酸で処理した後、クロロホルムで抽出した。抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を除去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝４／１、２／１）で精製し、式（ｋ３）の化合物を得た。収量は３５３ｍｇ（０．４５９ｍｍｏｌ）、収率は８２．９％であった。分析結果は以下のとおりであった。
　MS (EI) m/z = 768 [M+]
　式（ｋ３）の化合物（２００ｍｇ、０．２６０ｍｍｏｌ）をアセトン（１０ｍＬ）に溶かし、調整したＪｏｎｅｓ試薬（０．６ｍＬ、１．１７ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、一晩撹拌した。２?プロパノール（２ｍＬ）で反応を止め、溶媒を減圧除去した。反応生成物を酢酸エチルで抽出し、抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去した。酢酸エチルとヘキサンにより再結晶を行い、式（ｐ２）の化合物を得た。収量は１２２ｍｇ（０．１５２ｍｍｏｌ）、収率は７３．３％であった。分析結果は以下のとおりであった。
　MS (ESI) m/z = 823.0865 [M+Na]+
　２）式（ｑ２）の中間体の合成
　式（ｐ２）の化合物（３６６ｍｇ、０．４５７ｍｍｏｌ），Ｎ，Ｎ－ジシクロヘキシルカルボジイミド（２８３ｍｇ、１．３７ｍｍｏｌ）、４－ジメチルアミノピリジン（１９ｍｇ、０．１５２ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下にし、乾燥ジクロロメタン（ＤＣＭ）（１２ｍＬ）に溶かし、室温で３０分撹拌した。前述のとおりに準備した式（ｓ３）の化合物（４０１ｍｇ、１．３７ｍｍｏｌ）を乾燥ジクロロメタン（１ｍＬ）に溶かした溶液を調製し、前記式（ｐ２）の化合物を含む混合物に添加し、一晩撹拌した。沈殿を吸引ろ過で取り除き、溶媒を減圧除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン：酢酸エチル＝４：１）で精製し、式（ｑ２）の化合物を得た。収量は６５ｍｇ（０．０４８ｍｍｏｌ）、収率は１１％であった。分析結果は以下のとおりであった。
　MS (ESI) m/z = 1371.2971 [M+Na]+
　３）式（Ｉ－４）の化合物（目的化合物）の合成
　式（ｑ２）の化合物（５０ｍｇ、０．０３７ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（１ｍＬ）に溶かし、メタノール（１ｍＬ）、６ＭのＨＣｌ（５ｍＬ）を加えた。６０℃で６時間還流し、トルエン（１０ｍＬ）を加え、溶媒を減圧除去した。逆相カラムクロマトグラフィー（メタノール：水＝４：１）で精製し、目的化合物を得た。分析結果は以下のとおりであった。
　MS (ESI) m/z = 1147.1922 [M+Na]+
　４）評価
　この化合物約０．５ｍｇを、０．５ｍＬの水／メタノール（９０／１０重量比）、および０．５ｍＬのメタノール単独に溶解し溶液を調製した。便宜上、前者を水溶液、後者をメタノール溶液とも称する。溶液の吸収スペクトルを図４、５に示す。曲線１０は式（Ｉ－４）の化合物（開環体）のスペクトルである。メタノール溶液では、極大吸収波長は４５０ｎｍで、モル吸光係数は３９０００であった。この吸収は可視光照射により消失し、元の無色の溶液に戻った。曲線２０は閉環体のスペクトルである。閉環体は黄緑色の蛍光（曲線３０）を示し、発光極大は５２０ｎｍ、蛍光量子収率は０．７１であった。また、開環体に戻すと蛍光は消光した。以上より式（Ｉ－４）の化合物は、メタノール中で可逆的なフォトクロミズムと蛍光のスイッチングを示すことが明らかとなった。
　水溶液では、閉環体の極大吸収波長は４５８ｎｍで、モル吸光係数は３６０００であった。この吸収は可視光照射により消失し、元の無色の溶液に戻った。閉環体では黄色の蛍光（曲線３０）を示し、発光極大は５４０ｎｍ、蛍光量子収率は０．４４であった。また、開環体に戻すと蛍光は消光した。以上より式（Ｉ－４）の化合物は、水／メタノール（９０／１０重量比）混合溶媒中においても以下に示す可逆的なフォトクロミズムと蛍光のスイッチングを示すことが明らかとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
　［実施例５］
　式（Ｉ－４）のジアリールエテン約０．５ｍｇを、０．５ｍＬのメタノールに溶解し、それに水を加えて水/メタノール（５／１重量比）混合液を調製した。この溶液をアフリカツメガエルの４細胞期胚に注入した。注入直後の様子を図６（ａ）に示す。左上の割球の黒い点が注入部位である。注入後、約１時間放置して細胞分裂させた（３２細胞期）。当該細胞に４７０～４９５ｎｍの波長のＵＶを照射した。その後、蛍光の有無を調べたところ、注入部位周辺に蛍光が確認された（図６（ｂ））。
　［実施例６］
　実施例５で調製した溶液を、１０μｍにスライスしたアフリカツメガエルの尾芽胚頭部載せ、室温で３０分間放置した。その後、尾芽胚頭部を１０％メタノール水溶液で洗浄し、４７０～４９５ｎｍの波長を照射した。明視野下を図７（ａ）に示す。このとき、暗視野下にて、５１５～５５０ｎｍの波長を検出したところ図７（ｂ）のようにほとんど発光はみられなかった。続いて３６０～３７０ｎｍの波長のUVを３０秒間照射した後、再度５１５～５５０ｎｍの波長を検出した（図７（ｃ））。図７（ｃ）に示すとおり、蛍光シグナルは特に胚の表皮の外層に観察された。
　１０　開環体のスペクトル
　２０　閉環体のスペクトル
　３０　蛍光スペクトル

Claims (9)

  1. 　式（Ｉ）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　［式（Ｉ）中、
    　Ｓｇは、６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖系化合物（ただし一部の水酸基が保護されていてもよい）から水酸基を除いた１価の糖系残基であり；
    　Ｕは、－（ＣＨ２）ｎ－、－ＣＨ２－Ｕ’－、または－Ｃ（＝Ｏ）－であり（ただし、ｎは１～５の整数であり、Ｕ’はＡｒと結合する炭素数１～１０のアルキル基である）；
    　Ａｒは、下記式（Ａ１）または（Ａ２）で表される基であり
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　（式（Ａ１）および（Ａ２）中、
    　　ＸはＳ、ＳＯ２、ＮＲ３（Ｒ３は炭素数１～３のアルキル基）、またはＯであり、
    　　Ｒは炭素数１～４のアルキル基であり、
    　　Ｒ１およびＲ２は、独立に炭素数１～３のアルキル基であり、
    　　ａは０または１、ｂは０～３の整数であり、
    　　＊はＵと結合していることを示す）；
    　Ｙは水素原子またはハロゲン原子であり；
    　ｍは５～７の整数である］
    で表される、ジアリールエテン化合物。
  2. 　前記Ｓｇがピラノースの水酸基を除いた１価の糖系残基である、請求項１に記載の化合物。
  3. 　前記Ｓｇがピラノースの１位炭素原子上の水酸基を除いた１価の糖系残基である、請求項１または２に記載の化合物。
  4. 　前記Ｓｇがシクリトールの水酸基を除いた１価の糖系残基である、請求項１または２に記載の化合物。
  5. 　前記ＸがＳまたはＳＯ２である、請求項１～４のいずれかに記載の化合物。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載のジアリールエテン化合物の製造方法であって、
    　（１）６員環糖、５員環糖、シクリトールおよびこれらを含むオリゴ糖からなる群より選択される糖系化合物から誘導され、１つの水酸基がハロゲン原子に置換され、かつ他の総ての水酸基が保護基によって保護されたハロゲン化糖誘導体を準備する工程、
    　（２）前記ハロゲン化糖誘導体と式（ａ）で表される化合物とを反応させて、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     　［式（ａ）中、Ｕ、Ａｒ、Ｙ、およびｍは前記のとおり定義される］
    式（ｂ）で表される化合物を生成するエーテル化工程、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     　［式（ｂ）中、Ｕ、Ａｒ、Ｙ、およびｍは前記のとおり定義され、ＰＳｇは、前記Ｓｇの総ての水酸基が保護されている基を示す］、ならびに
    　（３）前記式（ｂ）で表される化合物の保護基を除去する脱保護工程、
    を含む、前記製造方法。
  7. 　前記工程（１）を、Ａｇ２Ｏ存在下で実施する、請求項６に記載の製造方法。
  8. 　前記ハロゲン化糖誘導体におけるハロゲン原子が臭素原子である、請求項６または７に記載の製造方法。
  9. 　前記ハロゲン化糖誘導体における保護基がアシル基である、請求項６～８のいずれかに記載の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107011318A (zh) * 2017-03-13 2017-08-04 华南理工大学 齐聚噻吩衍生物电致变色材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082507A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Mitsubishi Chemicals Corp ジアリールエテン化合物、フォトクロミック材料、カラー線量計および光メモリ素子
JP2005325087A (ja) 2004-05-17 2005-11-24 Mitsubishi Chemicals Corp ジアリールエテン系化合物、フォトクロミック材料および光機能素子
US20060079653A1 (en) * 2004-09-24 2006-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Photochromic monomers, photochromic polymers based on the same, photochromic recording media comprising the photochromic polymers, and 3D read/write optical memory comprising the recording media

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7101497B2 (en) * 2001-06-15 2006-09-05 Masahiro Irie Photochromic material and color dose meter using the same
CN103130846A (zh) * 2012-11-27 2013-06-05 江西科技师范大学 光致变色噻吩联六元糖水溶性对称全氟环戊烯化合物及制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082507A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Mitsubishi Chemicals Corp ジアリールエテン化合物、フォトクロミック材料、カラー線量計および光メモリ素子
JP2005325087A (ja) 2004-05-17 2005-11-24 Mitsubishi Chemicals Corp ジアリールエテン系化合物、フォトクロミック材料および光機能素子
US20060079653A1 (en) * 2004-09-24 2006-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Photochromic monomers, photochromic polymers based on the same, photochromic recording media comprising the photochromic polymers, and 3D read/write optical memory comprising the recording media
KR20060051627A (ko) * 2004-09-24 2006-05-19 삼성전자주식회사 광변색성 모노머, 이에 기초하는 광변색성 고분자, 이광변색성 고분자를 포함하는 광변색성 기록매체 및 이기록매체를 포함하는 3차원 리드/라이트 광학 메모리
WO2006080647A1 (en) * 2004-09-24 2006-08-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Photochromic monomers, photochromic polymers based on the same, photochromic recording media comprising the photochromic polymers, and 3d read/write optical memory comprising the recording media
CN101027308A (zh) * 2004-09-24 2007-08-29 三星电子株式会社 光致变色单体、基于该单体的光致变色聚合物、包含该光致变色聚合物的光致变色记录介质以及包含该记录介质的3 d读 /写光学存储器

Non-Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AYT, A. ET AL.: "Masking photochromic films for nanolithography technology", PHYS STATUS SOLIDI C., vol. 8, 2011, pages 2866 - 2869, XP055238914 *
COHEN, N. ET AL.: "Synthesis and characterization of light-driven dithienylcyclopentene switches with axial chirality", J ORG CHEM., vol. 76, 2011, pages 7148 - 7156, XP055238917 *
K. H. JONES; J. A. SENFT, J. HISTOCHEM. CYTOCHEM., vol. 33, 1985, pages 77
KAWAI, S. H.: "Photochromic bis(monoaza-crown ether)s. Alkali-metal cation complexing properties of novel diarylethenes", TETRAHEDRON LETT., vol. 39, 1998, pages 4445 - 4448, XP004120709 *
M. IRIE ET AL., NATURE, vol. 420, 2002, pages 759
M. MATSUDA ET AL., CHEM. LETT., vol. 32, 2003, pages 1178
M. TAKESHITA ET AL., J.ORG. CHEM., vol. 63, 1998, pages 9306
POLYAKOVA, S. M. ET AL.: "Synthesis of photochromic compounds for aqueous solutions and focusable light", EUR J ORG CHEM., vol. 2011, 2011, pages 3301 - 3312, XP055238913 *
S. KOBATAKE ET AL., J. AM. CHEM. SOC., vol. 121, 1999, pages 2380
T. YAMAGUCHI ET AL., J. PHOTOCHEM. PHOTOBIO. A, vol. 178, 2006, pages 162

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107011318A (zh) * 2017-03-13 2017-08-04 华南理工大学 齐聚噻吩衍生物电致变色材料及其制备方法

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