JPH0354671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般式 （ここでｎは１〜20の整数）で表わされるホスホ
リルコリン基を１つ有する鉄−５，10，15，20−
〔α，α，α，α−ｏ−（置換アミド）フエニル〕
ポルフイン錯体に関する。 有機溶媒中室温で酸素錯体を生成できる鉄−ポ
ルフイリン錯体は従来多く報告されている。特に
J.P.Collman他、Journal of the American
Chemical Society，97，1427（1975）に報告され
ている鉄（）−５，10，15，20−テトラ〔α，
α，α，α−ｏ−（ピバラミド）フエニル〕ポル
フイン錯体は無水非プロトン性溶媒中では非常に
安定の酸素錯体を生成する点で有用であるが、少
量でも水が存在すると直ちに酸化してしまう欠点
がある。有用な酸素吸脱着剤として、特に生体へ
の応用を考えた場合には、水中室温もしくは37℃
で有効に酸素を吸脱着する鉄−ポルフイリン錯体
が望まれる。E.Hase−gawa他、Biochemical
and Biophysical Research Communications，
105、1416（1982）に報告されたリン脂質から成る
リポソームへ鉄（）−５，10，15，20−テトラ
〔α，α，α，α−ｏ−（ピバラミド）フエニル〕
ポルフイン錯体を包埋させる方法により、水系媒
質中室温で酸素錯体の生成が可能となつた。ただ
しこの鉄−ポルフイリン錯体は４つのピバラミド
基による酸素錯体の安定化の効果は大きいもの
の、その構造からリポソームへの包埋量の点で難
点がある。 本発明の目的は鉄−５，10，15，20−テトラ
〔α，α，α，α−ｏ−（ピバラミド）フエニル〕
ポルフイン錯体をその酸素吸脱着機能を残したま
まで、より容易にリン脂質から成るリポソーム中
へ包埋できうる鉄−ポルフイン錯体を提供するこ
とにある。安定な酸素錯体を得るのに必要なピバ
ラミド基の部分構造を持ち、しかも天然あるいは
合成のリン脂質、特にホスフアチジルコリンの親
水部に類似するホスホリルコリン基をその末端に
親水部分として持つ一般式で示される新規な化
合物により目的が達成できる。本発明の化合物は
３つのピバラミド基を含むテトラフエニルポルフ
イン核部分が疎水部、末端のホスホリルコリン部
分が親水部となり、ホスフアチジルコリン等のリ
ン脂質から成るリポソーム膜のアルキル鎖の疎水
部、ホスホリルコリン部分等の親水部との類似に
より包埋が容易となる。しかも酸素錯体の安定性
には何ら影響がない点でも非常に有用な化合物で
ある。 一般式で示される新規な鉄−テトラフエニル
ポルフイン錯体は、本発明によれば式 （ここでｎは１〜20の整数）で示されるカルボン
酸クロリド１当量を公知の５，10，15，20−テト
ラ〔α，α，α，α−ｏ−アミノフエニル〕ポル
フイン（以下H₂TamPPと省略する。）１当量と
反応させ、さらにピバロイルクロリド３当量を反
応させて得られる式 （ここでｎは先に定義したと同様である。）で示
される化合物をアニソール存在下、無水塩化アル
ミニウムと反応させ、得られる式 （ここでｎは先に定義したと同様である。）で示
される化合物をピリジン存在下臭化第一鉄と反応
させ得られる、式 （ここでｎは先に定義したと同様である。）で示
される化合物を２−クロロ−２−オキソ−１，
３，２−ジオキサホスホランと反応させ、さらに
過剰のトリメチルアミンと反応させることにより
製造できる。 一般式の出発原料は新規化合物であるが以下
の方法で合成した。ω−ベンジルオキシアルキル
ハライドをGeorge R.NewKome他、Synthesis、
1975、517.の報告に従つて生成させた２−メチル
プロピオン酸のジリチウムアニオンと初め低温
（−70℃〜−20℃）でそののち昇温して30〜45℃
で反応させた。次に反応混合物を冷希塩酸で分解
し、溶媒で抽出した粗生成物を非極性溶媒、例え
ば石油エーテル、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン中
で再結晶してω−ベンジルオキシ−２，２−ジメ
チルアルカン酸を無色結晶として得た。これを非
極性溶媒、好ましくはベンゼンまたは四塩化炭素
中あるいは無溶媒で過剰量の塩化チオニルと反応
させたのち減圧濃縮して一般式で示されるω−
ベンジルオキシ−２，２−ジメチルアルカン酸ク
ロリドを得た。原料の式 （ここでｎは先に定義したと同義であり、X′は
塩素または臭素を表わす。）で示されるω−ベン
ジルオキシアルキルハライドは、ｎ＝1X′＝Clの
場合はA.J.Hll他、Journal of the American
Chemical Society、48、257（1926）、の報告によ
つて、ｎ＝２、X′＝Brの場合はS.Cremer他、
Journal of the American Chemical Soeiety、
86、4197（1964）の報告に従つて合成できる。ま
たｎ＝３〜20、X′＝Brについてはα、ω−ジブ
ロモアルカンを１当量のナトリウムベンジルオキ
シドとベンゼン中還流反応することで得られる。 一般式のカルボル酸クロリド１当量を公知の
H₂TamPP（J.P.Collman他、Journal of the
American Chemical Society、97、1427（1975）
参照）１当量を含む無水非プロトン性溶媒中、好
ましくはテトラヒドロフラン、クロロホルム、ジ
クロルメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドま
たはアセトン中で過剰の塩基、好ましくはピリジ
ン、トリエチルアミン、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）ピリジンの存在下に１時間ないし24時
間、０℃ないし室温で反応させたのち、ついで３
当量以上のピバロイルクロリドを加えて室温で１
ないし24時間反応させた。反応溶液に水に注ぎエ
ーテル、クロロホルムまたはジクロルメタンで抽
出し、水洗ののち分離した有機溶媒を芒硝で乾燥
し蒸発乾固させて得た残渣をシリカゲルクロマト
グラフイーにより精製することで一般式で表わ
される化合物が得られた。 この化合物のベンジル保護基を除去するため
に、ジクロルメタン：ニトロメタンの混合溶媒中
で過剰量のアニソール存在下、過剰の無水塩化ア
ルミニウムと−５℃ないし30℃、好ましくは15℃
ないし25℃で２時間ないし12時間反応させた。反
応混合物を氷水中に注ぎクロロホルムで抽出し、
抽出液を水洗ついで４％炭酸水素ナトリウム水溶
液で洗滌後、分離した有機溶媒層を芒硝で乾燥
し、クロロホルムを蒸発させて得た残渣をシリカ
ゲルクロマトグラフイーで精製するか、または適
当な溶媒、例えばベンゼン、石油エーテル、エー
テル、メタノールあるいはそれら混合溶媒から再
結晶することで、一般式で示されるアルコール
体を得た。 得られた一般式の化合物を導入するには、J.
P.Collman他、Journal of the American
Chemical Society、97、1427（1975）、の報告の
方法に従い、窒素ガス雰囲気下で還流した無水テ
トラヒドロフラン中ピリジンの存在下で過剰の臭
化第一鉄と反応させた。得られた一般式の化合
物は中心鉄３価の状態で対イオンとして１個の臭
素イオンを持つ。 一般式の化合物のホスホリルコリン化はN.
S.Chandrakumar他、Tetrahedron Letters、
23、1043（1982）、の報告にあるアルコールのホス
ホリルコリン化の反応を改良した。一般式の化
合物を無水の非プロトン性溶媒、例えばジクロル
メタン、クロロホルムまたはベンゼン中で、アル
コール基に対し１ないし２当量のピリジン存在下
２−クロロ−２−オキソ−１，３，２−ジオキサ
ホスホランの１ないし２当量を０℃ないし室温で
滴下し、その後室温で６ないし24時間反応させ
た。反応溶液を減圧留去して得られた残渣をアセ
トニトリルまたはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド
に溶解し、トリメチルアミンを加えステンレス製
封管容器中で50℃ないし65℃で12時間ないし24時
間反応させた。反応溶液を減圧下濃縮して得られ
た残渣をアセトン、メタノール、アセトニトリ
ル、クロロホルムまたはジクロルメタンなどの溶
媒に溶解し、不溶部を過して除いた溶液をセフ
アデツクスLH−20、セフアデツクスLH−60（以
上フアルマシア社製）またはトヨパールHW−40
（東洋曹達(株)製）などの適当なゲルを用いてカラ
ムクロマトグラフイーすることで精製して所望の
一般式（）で示される化合物を得た。 この化合物１当量に対し、置換イミダゾール配
位子例えば１−ｎ−ラウリルイミダゾール、１−
ｎ−ステアリルイミダゾール、１−フエネチルイ
ミダゾール、１−トリチルイミダゾールなどの１
〜300当量、好ましくは５〜150当量とリン脂質例
えば卵黄レシチン、大豆レシチン、卵黄ホスフア
チジルエタノールアミン、スフインゴミエリン、
ジパルミトイルホスフアチジルコリン、ジステア
ロイルホスフアチジルコリン、ジミリストイルホ
スフアチジルコリンなどの単一または混合物質30
〜1000当量の有機溶媒溶液を減圧下容器器壁に薄
膜となる様に乾固した。これに水系媒質例えば純
水、緩衝水溶液（PH５〜９）、生理食塩水などを
リン脂質が25％（ｗ／ｖ）濃度以下となる様に加
え、振とうして膜をはがしさらに超音波処理して
一般式で示される鉄（）ポルフイン錯体を含
むリポソーム分散水溶液とした。中心鉄を３価か
ら２価へ還元するには、当量ないし少過剰量の亜
二チオン酸ナトリウムかまたは水素化ホウ素ナト
リウムもしくはアスコルビン酸を、窒素ガスをし
ばらく吹き込んで窒素雰囲気としたこのリポソー
ム分散溶液に加えれば良い。もしくは還元にはE.
Hasegawa他、Biochemical and Bio−physical
Research Communications、104、793（1982）
に報告された酵素系による還元方法も使用でき
る。こうして得られた鉄（）−ポルフイン錯体
のリポソーム分散溶液に、室温で酸素を吹き込む
と酸素錯体となり、これに窒素を吹き込むと元の
鉄（）錯体へと可逆的に可視吸収スペクトルが
変化することより、酸素の吸脱着剤として作用す
ることが確認された。特に一般式で示される化
合物とリン脂質のモル比が１対75ないし１対40で
も容易にリポソーム溶液を生成できる点が、従来
の鉄−５，10，15，20−テトラ〔α，α，α，α
−ｏ−（ピバラミド）フエニル〕ポルフイン錯体
とリン脂質の場合少なくとも１対100、好ましく
は１対150以上がリポソーム分散溶液とするのに
必要である点に比べ大きな改善点である。 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明
するがこれは本発明を限定するものではない。 参考例 １ 10−ベンジルオキシデカニルブロミドは１，10
−ジブロモデカン100ｇと当量のナトリウムベン
ジルオキシドをテトラヒドロフラン中で還流反応
させ、沈澱を過し濃縮後減圧蒸留した。収量46
ｇ、沸点185〜189℃／３mmHg。 George R.Newkome他、Synthesis、1975、
517，の報告に従つて、窒素雰囲気下、テトラフ
ラン中でリチウムジイソプロピルアミドにより２
−メチルプロピオン酸のリチウムジアニオンを発
生させ、−20℃で10−ベンジルオキシデカニルブ
ロミド18ｇを滴下後、45℃で２時間反応させた。
冷希塩酸中に反応混合物を加え、エーテルで抽出
し、分離したエーテル層を希塩酸、次いで水で洗
い、分離して芒硝で乾燥させた。蒸発乾固して得
た粗油状物を石油エーテルから再結晶させ、無色
結晶の12−ベンジルオキシ−２，２−ジメチルド
デカン酸を収量8.4ｇ、収率46％で得た。融点53
〜55℃、元素分析：C₂₁H₃₄O₃として計算値
（％）；C75.4、H10.25、分析値（％）；C75.64、
H10.09。プロトン核磁気共鳴スペクトル
（CDCl₃）δppm：1.18（6H，ｓ，−CH₃）、1.26
（16H，Ｓ，−CH₂）、3.46（2H，ｔ，
PhCH₂OCH₂CH₂−）、4.51（2H，ｓ，PhCH₂O
−）、7.33（5H，ｓ，フエニルプロトン）。 得られたこのカルボン酸3.34ｇを無水ベンゼン
５mlに溶解し塩化チオニル1.2mlを加え室温で12
時間反応させ、減圧下乾固して無色オイルの12−
ベンジルオキシ−２，２−ジメチルドデカン酸ク
ロリドを収量3.53ｇで得た。赤外吸収スペクトル
（CCl₄）ν1790cm^-1【式】。プロトン核磁気共 鳴スペクトル（CDCl₃）δppm：1.28（22H，Ｓ，−
CH₃及び−CH₂−）、3.46（2H，ｔ，PhCH₂OCH₂
CH₂−）、4.50（2H，ｓ，PhCH₂ Ｏ−）、7.32（5H，
ｓ，フエニルプロトン）。 実施例 １ ５，10，15，20−テトラ〔α，α，α，α−ｏ
−（アミノフエニル）ポルフイン（以下
H₂TamPPと省略する。）2.1ｇをジクロルメタン
（300ml）溶液としピリジン１mlを加え、ついで12
−ベンジルオキシ−２，２−ジメチルドデカン酸
クロリド1.09ｇを滴下し室温で３時間反応後ピバ
ロイルクロリド５ml（大過剰）とピリジン５mlを
それぞれ滴下しさらに２時間反応をさせたのち、
飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（200ml）を加え
て、分離した有機層を４％炭酸水素ナトリウム水
溶液（200ml）、水（200ml）で２回洗滌し、芒硝
で乾燥した。減圧乾固して得た残渣を溶媒として
ベンゼン／エーテル＝７／１（ｖ／ｖ）を用いて
シリカゲルカラムクロマトグラフイーにより精製
して、さらにエーテル−メタノール混合溶媒から
再結晶することにより、赤褐色結晶の５，10，
15，20−〔トリ（α，α，α−ｏ−ピバラミドフ
エニル）−α−ｏ−（12−ベンジルオキシ−２，２
−ジメチルドデカンアミド）フエニル〕ポルフイ
ンを収量1.26ｇ、収率33％で得た。融点87.5〜89
℃。磁場脱離マススペクトルM⁺1242
（C₈₀H₉₀N₈O₅＝1242）。赤外吸収スペクトル
（KBr）ν：3440、3330、2960、2940、2860、
1690、1580、1510、1450、1300、1160、970、
810、760、740cm^-1プロトン核磁気共鳴スペクト
ル（CDCl₃）δppm：−2.60（4H，Ｓ，ポルフイン
環内ＮＨ）、−0.21（6H，Ｓ，−CH₂C（CH₃ ）
₂CONH−）0.05，0.09（27H，eachs，（ＣH₃ ）₃C
−CONH−）、3.46（2H，ｔ，Ｊ＝6.4Hz，
PhCH₂OCH₂ CH₂−）、4.50（2H，ｓ，PhCH₂ Ｏ
−）7.85（5H，ｓ，ベンジル基フエニルプロト
ン）。元素分析：C₈₀H₉₀N₈O₅として計算値
（％）；C77.26，H7.30，N9.01、分析値（％）；
C76.89，H7.31，N8.88 実施例 ２ 実施例１で得られたベンジルエーテル体0.65ｇ
をジクロルメタン（15ml）−ニトロメタン（15ml）
の混合溶媒溶液としアニソール１ml、無水塩化ア
ルミニウム２ｇを加え室温で３時間反応させた。
氷水（200ml）中に注ぎクロロホルム50mlで抽出
し、分離したクロロホルム層を水（100ml）、４％
炭酸水素ナトリウム水溶液（２回×100ml）で洗
い、芒硝で乾燥した。減圧乾固して得られた残渣
をクロロホルム／エーテル＝10／１の混合溶媒で
シリカゲルカラムクロマトグラフイーにより精製
し、さらにベンゼン−ｎ−ヘキサン混合溶媒から
再結晶することで、赤紫色結晶の５，10，15，20
−〔トリ（α，α，α−ｏ−ピバラミドフエニル）
−α−ｏ−（12−ヒドロキシ−２，２−ジメチル
ドデカンアミド）フエニル〕ポルフインを収量
0.43ｇ、収率72％で得た。融点220〜221℃。赤外
吸収スペクトル（KBr）ν＝3650〜3200
（broad）、3440、3330、2960、2930、2860、
1690、1580、1510、1445、1300、1160、970、
805、750、740cm^-1。プロトン核磁気共鳴スペク
トル（CDCl₃）δppm：−2.60（2H，Ｓ，ポルフイ
ン環内NH）、−0.19（6H，ｓ，−CH₂CH₂C
（CH₃ ）₂−CONH−）0.10，0.06（27H，eachs，
（CH₃ ）₃CCONH−）、3.79（2H，ｔ，Ｊ＝6.5Hz，
HOCH₂CH₂−）、8.82（8H，ｓ，ポルフイン環β
−位プロトン）。元素分析：C₇₃H₈₄N₈O₅として計
算値（％）；C76.01，H7.34，N9.72，分析値；
C76.17，H7.46，N9.43。 実施例 ３ 実施例２で得られたポルフイン0.575ｇをピリ
ジン0.3mlとテトラヒドロフラン40mlに溶解し、
窒素ガス雰囲気下で臭化第一鉄、４水和物0.6ｇ
を加え還流条件で４時間反応させた。減圧乾固し
て得た残渣をクロロホルム／メタノール＝50／１
の混合溶媒を用いてアルミナカラムクロマトグラ
フイーで精製し、溶出溶液に48％臭化水素酸１ml
を加え撹拌ののち芒硝で乾燥した。減圧乾固した
のち、残渣をメタノール／ジクロルメタン混合溶
媒から再結晶して黒紫色結晶のブロモ｛５，10，
15，20−〔トリ（α，α，α−ｏ−ピバラミドフ
エニル）−α−ｏ−（12−ヒドロキシ−２，２−ジ
メチルドデカンアミド）フエニル〕ポルフイナ
ト｝鉄（）を収量0.56ｇ、収率87％で得た。融
点235〜237℃。磁場脱離マススペクトル（Ｍ＋
１）⁺1287、〔（Ｍ＋１）−Br〕⁺1207（C₇₃H₈₂O₅、
FeBr＝1286、Fe＝57、Br＝79として）。赤外吸
収スペクトル（KBr）ν：3440、2970、2940、
2860、1690、1585、1510、1445、1300、1260、
1000、810、760cm^-1。元素分析：C₇₃H₈₂N₈O₅、
FeBrとして計算値（％）；C68.11，H6.42，
N8.70、分析値（％）；C67.84，H6.46，N8.58。 実施例 ４ 実施例３で得られた化合物0.345ｇとトリエチ
ルアミン0.15ｇのジクロルメタン（20ml）溶液
に、２−クロロ−２−オキソ−１，３，２−ジオ
キサスホラン0.2ｇを加え室温で12時間反応させ
たのち、減圧乾固した。残渣をアセトニトリル
（20ml）に溶解し、トリメチルアミン10mlを加え
封管して60℃で15時間反応させたのち、溶媒を減
圧下留去した。得られた残固体をクロロホルム
（100ml）に溶解し水洗ののち、クロロホルム層を
分離して芒硝で乾燥して減圧乾固した。ついでメ
タノールに溶解しトヨパールゲルHW−40s（東洋
曹(株)製）によりメタノールを溶媒としてカラムク
ロマトグラフイーして精製した。こうして鉄
（）−５，10，15，20−｛トリ（α，α，α−ｏ
−ピバラミドフエニル）−α−ｏ−〔12−（2′−ト
リメチルアミノエチル）ホスホリルオキシ−２，
２−ジメチルデカンアミド〕フエニル｝ポルフイ
ン錯体（以下Fe（piv3.dodop）と省略する）を収
量0.086ｇ、収率23％で得た。融点178〜180℃。
赤外吸収スペクトル（KBr）ν：3600〜3200
（broad）、3440、2960、2940、2860、1690、
1582、1510、1445、1300、1070、1000、810、760
cm^-1。元素分析：C₇₈H₉₄N₉O₈P・Fe・3H₂Oとし
て計算値（％）；C65.67，H7.07，N8.83，分析値
（％）；C65.34，H7.48，N8.80 酸素吸着試験 実施例４で合成した鉄（）−ポルフイン錯体
1.24mg、Ｎ−ラウリルイミダゾール1.06mg（鉄
（）錯体に対し５倍当量）および卵黄ホスフア
チジルコリン66mg（鉄（）錯体に対し約50倍当
量）のクロロホルム−メタノール混合溶液を、減
圧下容器壁に薄膜として乾固した。0.1M−リン
酸緩衝溶液10mlを加えて振とうして乳濁溶液と
し、さらに窒素雰囲気下にて超音波撹拌処理（30
分間）して、鉄（）錯体を含むリポソーム分散
均一水溶液を得た。この溶液に窒素ガスを20分間
吹き込んで脱酸素化したのち、還元酵素類として
NADP⁺１mg、グルコース−６−リン酸10mg、フ
エレドキシン0.02mg、フエレドキシン−NADP⁺
リダクターゼ0.1mg、カタラーゼ0.05mgおよびグ
ルコース−６−リン酸デヒドロゲナーゼ0.08mgを
加えて室温で６時間静置して還元し、鉄（）−
ポルフイン錯体リポリーム溶液を得た。可視吸収
スペクトルを測定し、この溶液の吸収極大波長が
427、533、560nｍを示す還元型であることを確
認し、ついで酸素ガスを30秒吹き込んだ。直ちに
スペクトルが変化し、吸収極大波長が424、538n
ｍを示す酸素錯体となることを確認した。再度窒
素ガスを２分間吹き込んで窒素雰囲気とすると元
の還元型のスペクトル（427、533、560nｍ）に
戻ることから、酸素の吸脱着は可逆的に生起でき
ると結論された。さらに生成した酸素錯体の経時
変化の追跡結果から求めた半寿命は約２時間であ
つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 式 （ここでｎは１〜20の整数）で示されるホスホリ
   ルコリン基を１つ有する鉄−５，10，15，20−
   〔α，α，α，α−ｏ−（置換アミド）フエニル〕
   ポルフイン錯体。