JPH06100554A

JPH06100554A - トリオキサン誘導体および化学発光方法

Info

Publication number: JPH06100554A
Application number: JP27484792A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Mitani; 元宏三谷; Yuko Yokoyama; 祐子横山; Hideji Ichikawa; 秀二市川; Takeo Matsumoto; 竹男松本
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1992-09-21
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】光電子倍増管の分光感度に適合するような新
規なトリオキサン誘導体、その製法及び化学発光法を提
供する。【構成】一般式（１）【化１２】（式中Ｒ₁は、ハロゲン原子、アルキル基もしくはアル
コキシ基、カルボキシル基、水酸基、スルホン酸基、シ
アノ基、アミノ基又はニトロ基を示し、Ｒ₂及びＲ₃は
同一または異なって、それぞれアルキル基を示す。ｎは
０〜１１の整数を示す。）で表わされるトリオキサン誘
導体及びその製法並に該誘導体と塩基とによる化学発光
方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規なトリオキサン誘導
体、その製造法及び化学発光方法に関する。本発明の誘
導体は各種診断薬の検出剤、各種発光プローブ、非常用
光源等として利用される。

【０００２】

【従来の技術】化学発光とは、原子ないし分子が、化学
反応によって生ずるエネルギーによって励起されて光を
発する現象を云う。化学発光性化合物として現在までに
種々の骨格を有するものが開発されており、アクリジニ
ウムエステル、シュウ酸エステルなどが知られている
（「生物発光と化学発光」今井一洋編、広川書店出版、
７５〜１５０ページ、１９８９年）。これらの化合物は
診断薬の検出剤として、あるいは非常時用の光源として
利用されている。

【０００３】そして、例えば、血痕の鑑定で有名なルミ
ノール、ルシゲニン〔ビス（Ｎ−メチルアクリジニウム
硝酸塩）〕、ロフィン（２，４，５−トリフェニルイミ
ダゾール）或いは没食子酸による反応などがよく知られ
ている。

【０００４】これらはアルカリ性の下で、過酸化水素と
Ｆｅなどの金属が存在すると発光する。ここで発生した
光を光電子増倍管により検知することにより反応に関与
する原子ないし分子を定量することが出来る。ビタミン
Ｂ₁₂、グルコースなど多くのものが測定されている。

【０００５】更に、別の従来技術としてシュウ酸エステ
ルと過酸化水素とが反応して生ずる活性中間体が蛍光物
質を励起発光させる発光系が知られている。グルコース
オキシターゼの作用によりグルコースから生ずる過酸化
水素を、この従来技術により定量し、もとのグルコース
量を測る方法が確立されている。

【０００６】一方、トリオキサン骨格を有する５−（９
−アントリルアミノ）−３−イソプロピル−６，６−ジ
メチル−１，２，４−トリオキサンにも化学発光能があ
ることが知られている。（Ｊ．Ｃ．Ｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏ
ｍｍ．，１８０，１９７６）

【０００７】しかしながら、かかる従来のトリオキサン
化合物は５５０ｎｍに極大をもつ発光であり、発光検出
器（光電子増倍管）の種類によってはこの波長において
感度を満足しないものがある。このため発光検出器に適
合するような各種の波長を有する化学発光物質が強く求
められているのが現状である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、光電子増倍管の分光感度に適合するような
新規なトリオキサン誘導体を提供することである。ま
た、本発明が解決しようとする別の課題は、光電子増倍
管の分光感度に適合するような新規なトリオキサン誘導
体の製造法を提供することである。更に本発明が解決し
ようとする課題は、本発明の新規なトリオキサン誘導体
に塩基を混合反応させることにより化学発光させること
を特徴とする化学発光方法を提供することである。本発
明が解決しようとする更なる課題は、本発明の新規なト
リオキサン誘導体と塩基との組み合わせより成る、すな
わち、いわゆる「キット製品」を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一般式
（１）

【００１０】

【化７】

【００１１】（式中Ｒ₁は、ハロゲン原子、炭素数１〜
１０のアルキル基もしくはアルコキシ基、カルボキシル
基、水酸基、スルホン酸基、シアノ基、アミノ基又はニ
トロ基を示し、Ｒ₂及びＲ₃は、同一または異なって、
それぞれ炭素数１〜３のアルキル基を示す。ｎは０〜１
１の整数を示す）で表わされるトリオキサン誘導体（以
下トリオキサン１と称す）が提供される。

【００１２】また本発明によれば、前記一般式（２）

【００１３】

【化８】

【００１４】（式中Ｒ₁は一般式１において定義したの
と同一意義を有する）で表わされるアミノペリレン誘導
体（以下ペリレン２と称す）と、一般式（３）

【００１５】

【化９】

【００１６】（式中Ｒ₂及びＲ₃は一般式１において定
義したのと同一意義を有する）で表わされるアルデヒド
（以下アルデヒド３と称す）と酸素とを反応させること
を特徴とするトリオキサン誘導体（トリオキサン１）の
製造方法が提供される。

【００１７】更に本発明によれば、前記一般式（１）で
表わされるトリオキサン誘導体と塩基とを反応させるこ
とを特徴とする化学発光方法が提供される。

【００１８】更にまた、本発明によれば、前記一般式
（１）で表わされるトリオキサン誘導体と塩基との組み
合わせより成るキットが提供される。

【００１９】以下、本発明を更に詳しく説明する。

【００２０】本発明のトリオキサン誘導体は、前記一般
式（１）で表わされるトリオキサン１である。前記トリ
オキサン１においてＲ₁は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ
素等のハロゲン原子、もしくはメチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、ノニル、デシル等の炭素数１〜１０のアルキル基、
もしくはメトキシ、エトキシ、プロポキシ等のアルコキ
シ基、カルボキシル基、水酸基、スルホン酸基、シアノ
基、アミノ基又はニトロ基を示す。Ｒ₂及びＲ₃は、同
一または異なって、それぞれメチル、エチル、プロピル
等の炭素数１〜３のアルキル基を示す。ｎは０〜３の整
数を示す。

【００２１】前記トリオキサン１の具体例としては、例
えば５−（１−ペリレニルアミノ）−６，６−ジメチル
−３−イソプロピル−１，２，４−トリオキサン、５−
（２−ペリレニルアミノ）−６，６−ジメチル−３−イ
ソプロピル−１，２，４−トリオキサン、５−（３−ペ
リレニルアミノ）−６，６−ジメチル−３−イソプロピ
ル−１，２，４−トリオキサン、３−（３−イソプロピ
ル−６，６−ジメチル−２，４，５−トリオキサシクロ
ヘキシル）アミノ−９−クロロペリレン、３−（３−イ
ソプロピル−６，６−ジメチル−２，４，５−トリオキ
サシクロヘキシル）アミノ−９−メチルペリレン、３−
（３−イソプロピル−６，６−ジメチル−２，４，５−
トリオキサシクロヘキシル）アミノ−９−メトキシペリ
レン、３−（３−イソプロピル−６，６−ジメチル−
２，４，５−トリオキサシクロヘキシル）アミノ−９−
カルボキシペリレン、３−（３−イソプロピル−６，６
−ジメチル−２，４，５−トリオキサシクロヘキシル）
アミノ−９−ヒドロキシペリレン、３−（３−イソプロ
ピル−６，６−ジメチル−２，４，５−トリオキサシク
ロヘキシル）アミノ−９−スルホペリレン、３−（３−
イソプロピル−６，６−ジメチル−２，４，５−トリオ
キサシクロヘキシル）アミノ−９−シアノペリレン、３
−（３−イソプロピル−６，６−ジメチル−２，４，５
−トリオキサシクロヘキシル）アミノ−１２−アミノペ
リレン、３−（３−イソプロピル−６，６−ジメチル−
２，４，５−トリオキサシクロヘキシル）アミノ−９−
ニトロペリレン、等を好ましく挙げることができる。

【００２２】本発明のトリオキサン誘導体の製造方法
は、特定のペリレン２と、アルデヒド３と酸素とを反応
させて前記一般式（１）で示されるトリオキサン１を製
造することができる。

【００２３】本発明に用いるアミノペリレン誘導体は、
前記一般式（２）で表わされるペリレン２である。前記
ペリレン２の具体例としては例えば１−アミノペリレ
ン、２−アミノペリレン、３−アミノペリレン、３−ア
ミノ−９−クロロペリレン、３−アミノ−９−メチルペ
リレン、３−アミノ−９−メトキシペリレン、３−アミ
ノ−９−カルボキシペリレン、３−アミノ−９−ヒドロ
キシペリレン、３−アミノ−９−スルホペリレン、３−
アミノ−９−シアノペリレン、３−アミノ−９−アミノ
ペリレン、３−アミノ−９−ニトロペリレン、等を好ま
しく挙げることができる。

【００２４】本発明に用いるアルデヒドは、前記一般式
（３）で表わされるアルデヒド３である。前記アルデヒ
ド３の具体例としては、２−メチルプロパナール、２−
メチルブタナール、２−メチルペンタナール、２−エチ
ルプロパナール、２−エチルブタナール、２−エチルペ
ンタナール、２−プロピルプロパナール、２−プロピル
ブタナール、２−プロピルペンタナール等を好ましく挙
げることができる。

【００２５】本発明において、前記一般式（２）で表わ
されるペリレン２と前記一般式（３）で表わされるアル
デヒド３とを反応させるにあたり、前記ペリレン２と前
記アルデヒド３との仕込みモル比は、１：２〜１：１０
００が好ましく、特には１：３〜１：１００であること
が望ましい。前記モル比が２未満では生成するトリオキ
サン誘導体の収率が低下する傾向にあり、また１０００
を超えると反応終了後の未反応のアルデヒドが残存し、
目的となる生成物の単離が困難となるので好ましくな
い。また、本反応は常圧で行なうことが可能であり、か
つ反応温度は通常−２０〜１５０℃、好ましくは−１０
〜１００℃の範囲であることが好ましい。前記反応温度
が−２０℃未満では反応時間が長くなる傾向にあり、逆
に１５０℃を超えると反応操作が困難であるので好まし
くない。

【００２６】本発明の製造方法では、前記種々の反応条
件下において、前記ペリレン２と前記アルデヒド３と酸
素とを反応させることにより、目的のトリオキサン１を
得ることができるが、前記反応を一層円滑に行なうため
に溶媒を用いることが望ましい。前記溶媒としては、反
応条件下で不活性で且つ生成されたトリオキサン誘導体
からの分離が容易であるならば種々の溶媒が使用され
る。特にペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ジエチルエー
テル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、四塩化炭素またはそれらの混
合溶媒が適当である。使用される溶媒の量は特に限定さ
れないが、出発物質の総重量当り０．５倍〜１００倍で
あることが望ましい。

【００２７】本発明の製造方法では前記ペリレン２と前
記アルデヒド３と酸素とを反応させることにより目的の
トリオキサン１を得ることができるが、前記酸素濃度と
しては、５〜１００％であることが望ましい。本反応
は、トリオキサン１が製造されるのに十分な時間に亘っ
て実施される。反応時間は、反応温度、反応圧力、出発
物質の量比等の条件によって決定されるが、通常１時間
〜１４日間の範囲で行なうことができるが、実用的には
１０時間〜７日間になるように条件を設定することが望
ましい。

【００２８】本発明の製造方法により得られる反応生成
物は公知の方法で精製することが可能である。

【００２９】本発明の化学発光方法はトリオキサン１と
塩基とを混合させることにより化学発光をさせることが
できる。前記塩基は例えば、ナトリウムメトキシド、カ
リウムｔ−ブトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリ
ウム、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等を好ま
しく挙げることができる。

【００３０】本発明の化学発光方法ではトリオキサン１
と塩基とを混合させることにより化学発光をさせること
ができるが、さらに他の有機溶媒を混合することによっ
ても化学発光させることができる。前記有機溶媒は、極
性溶媒が好ましく例えば、ジメチルスルホキシド、ジメ
チルホルムアミド、ＨＭＰＡ、ジオキサン、アセトニト
リル、メタノール、エタノール、ｔ−ブタノールまたは
ニトロメタン等を好ましく挙げることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のトリオキサン１は、光電子増倍
管の分光感度に適合するような新規なトリオキサン誘導
体であり、高い発光量を有する化学発光物質として、各
種診断薬の検出剤、各種発光プローブ、非常用光源等と
して利用することができる。また本発明の製造方法によ
りトリオキサン１を短時間で収率良くかつ容易に製造す
ることができる。さらに本発明の化学発光法により、前
記種々の用途に適用することが可能である。

【００３２】

【実施例】本発明を実施例及び比較例によりさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００３３】実施例１６−アミノペリレン0.１３ｇ（0.６０ｍｍｏｌ）をベン
ゼン２０ｍｌに溶解させた。次にイソブチルアルデヒド
0.２４ｇ（3.２８ｍｍｏｌ）を加えて室温、空気中で２
日間反応させた。反応溶媒を減圧下で留去後、残渣をシ
リカゲルクロマトグラフィーによって精製した。その結
果、５−（３−ペリレニルアミノ）−６，６−ジメチル
−３−イソプロピル−１，２，４−トリオキサン

【００３４】

【化１０】

【００３５】が0.０２５ｇ（0.０６ｍｍｏｌ）得られ
た。この収得化合物のスペクトルデータを以下に示す。

【００３６】¹ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）；δ＝1.01
（ｄ，６Ｈ，Ｊ＝ 4.6Ｈｚ），1.30（ｓ，３Ｈ），1.67
（ｓ，３Ｈ），1.92（ｍ，１Ｈ），4.52（ｄ，１Ｈ，Ｊ
＝11.0Ｈｚ），5.09（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝11.0Ｈｚ），5.23
（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝ 5.3Ｈｚ），7.00−8.23（ｍ，１１
Ｈ）ＩＲ（ＫＢｒ, ｃｍ^-1）；３４４４，２８７５，１５０
４，１３９０，１０６２ＭＳ；４２５（Ｍ⁺）元素分析ＣＨＮ計算値（％）：７９．０３６．４０３．２９測定値（％）：７８．９４６．５６３．１５

【００３７】実施例２実施例１で得られた５−（３−ペリレニルアミノ）−
６，６−ジメチル−３−イソプロピル−１，２，４−ト
リオキサンのジメチルスルホキシド溶液５０μｌに１０
μｍｏｌ／ｍｌのｔ−ブトキシカリウム−ジメチルスル
ホキシド溶液４５０μｌを加えて化学発光させた。この
ときの発光を化学発光検出器ＣＬＤ−１００（東北電子
産業（株）社製）を用いて検出を行った。その発光量と
発光極大波長とを表１に示す。

【００３８】比較例１５−（９−アントリルアミノ）−６，６−ジメチル−３
−イソプロピル−１，２，４−トリオキサン

【００３９】

【化１１】

【００４０】のジメチルスルホキシド溶液に１０μｍｏ
ｌ／ｍｌのｔ−ブトキシカリウム−ジメチルスルホキシ
ド溶液を加えて化学発光させた。その発光量と発光極大
波長とを表１に併せて示す。

【００４１】

【表１】表１濃度発光量発光極大波長化合物（mol/ml) （カウント数）（ｎｍ）実施例１ 10^-13 1.0×10⁵ ６４０比較例１ 10^-13 6.0×10⁵ ５５０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（１）【化１】（式中Ｒ₁は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキ
ル基もしくはアルコキシ基、カルボキシル基、水酸基、
スルホン酸基、シアノ基、アミノ基又はニトロ基を示
し、Ｒ₂及びＲ₃は同一または異なって、それぞれ炭素
数１〜３のアルキル基を示す。ｎは０〜１１の整数を示
す）で表わされるトリオキサン誘導体。
【請求項２】一般式（２）【化２】（式中Ｒ₁は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキ
ル基もしくはアルコキシ基、カルボキシル基、水酸基、
スルホン酸基、シアノ基、アミノ基又はニトロ基を示
す。ｎは０〜１１の整数を示す）で表わされるアミノペ
リレン誘導体と、一般式（３）【化３】（Ｒ₂及びＲ₃は同一または異なって、それぞれ炭素数
１〜３のアルキル基を示す）で表わされるアルデヒドと
酸素とを反応させることを特徴とする一般式（１）【化４】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びｎは先に定義したのと同
一意義を有する）で表わされるトリオキサン誘導体の製
造方法。
【請求項３】一般式（１）【化５】（式中Ｒ₁は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキ
ル基もしくはアルコキシ基、カルボキシル基、水酸基、
スルホン酸基、シアノ基、アミノ基又はニトロ基を示
し、Ｒ₂及びＲ₃は同一または異なって、それぞれ炭素
数１〜３のアルキル基を示す。ｎは０〜１１の整数を示
す）で表わされるトリオキサン誘導体と塩基とを混合す
ることにより化学発光させることを特徴とする化学発光
方法。
【請求項４】一般式（１）【化６】（式中Ｒ₁は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキ
ル基もしくはアルコキシ基、カルボキシル基、水酸基、
スルホン酸基、シアノ基、アミノ基又はニトロ基を示
し、Ｒ₂及びＲ₃は同一または異なって、それぞれ炭素
数１〜３のアルキル基を示す。ｎは０〜１１の整数を示
す）で表わされるトリオキサン誘導体と塩基との組み合
わせより成る化学発光キット。