JPH06100559A - トリオキサン誘導体および化学発光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 黄色以外の発光色を有する新規なトリオキサ
ン誘導体、その製造法及び化学発光方法を提供する。 【構成】 一般式（１） 【化１５】 （式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一または異なって、それ
ぞれ低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原子、ハロ
ゲン原子又は低級アルキル基を示す）で表わされるトリ
オキサン誘導体及びその製造法並び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、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
オキシダ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】然しながら、かかる従来のトリオキサン化
合物の最大発光波長は５６０ｎｍであるため人間の視覚
には黄色と識別される。したがって、青色のような他の
色の発光をするトリオキサン誘導体の開発が強く望まれ
ているのが実情である。

【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、黄色以外の発光色を有する新規なトリオキ
サン誘導体を提供することである。

【０００９】本発明が解決しようとする別の課題は、黄
色以外の発光色を有する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。

【００１０】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
法を提供することである。

【００１１】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
わせより成るキット、すなわち、いわゆる「キット製
品」を提供することである。本発明のキット製品によれ
ば、新規トリオキサン誘導体と、塩基とを、その場で
（ｉn situ）混合することにより、化学発光させること
ができる。

【００１２】本発明が解決しようとする更に別の課題
は、本発明の新規なトリオキサン誘導体による化学発光
反応を利用して反応に関与する原子ないし分子を定量す
る方法を確立し、以ってトリオキサン誘導体の用途を拡
大することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】課題を解決するための一
つの手段は、一般式（１）

【００１４】

【化７】

【００１５】（式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一又は異な
ってそれぞれ低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原
子、ハロゲン原子又は低級アルキル基を示す）で表わさ
れるトリオキサン誘導体を提供することである。

【００１６】課題を解決するための別の手段は、一般式
（２）

【００１７】

【化８】

【００１８】（式中Ｒ₃ は低級アルキル基を示し、そし
てＸは水素原子、ハロゲン原子又は低級アルキル基を示
す）で表わされるクマリルアミン誘導体と、一般式
（３）

【００１９】

【化９】

【００２０】（式中Ｒ₁ 及びＲ₂ は同一又は異なってそ
れぞれ低級アルキル基を示す）で表わされるアルデヒド
誘導体と、酸素とを反応させることから成る、一般式
（１）

【００２１】

【化１０】

【００２２】（式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 及びＸ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
誘導体の製造法を提供することである。

【００２３】課題を解決するための更なる手段は、一般
式（１）

【００２４】

【化１１】

【００２５】（式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一又は異な
ってそれぞれ低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原
子、ハロゲン原子又は低級アルキル基を示す）で表わさ
れるトリオキサン誘導体と、塩基とを適当な比率で混合
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
光方法を提供することである。

【００２６】課題を解決するための別の手段は、一般式
（１）

【００２７】

【化１２】

【００２８】（式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一又は異な
ってそれぞれ低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原
子、ハロゲン原子又は低級アルキル基を示す）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
る化学発光キットを提供することである。

【００２９】以下、本発明を更に詳しく説明する。

【００３０】本発明の一般式（１）に示される新規なト
リオキサン誘導体としては、例えば５−（４−メチル−
７−クマリルアミノ）−３−イソプロピル−6,６−ジメ
チル−１，２，４−トリオキサン、５−（4,５−ジメチ
ル−７−クマリルアミノ）−３−イソプロピル−6,６−
ジメチル−１，２，４−トリオキサン、５−（８−フル
オロ−４−メチル−７−クマリルアミノ）−３−（１−
プロピルブチル）−6,６−ジプロピル−１，２，４−ト
リオキサン等を列挙することができる。

【００３１】また、一般式（１）において、Ｒ₁ 、Ｒ₂
及びＲ₃ は同一又は異なってそれぞれメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基を示す。

【００３２】また、一般式（１）において、Ｘは、水素
原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素、メチ
ル基、エチル基、プロピル基等を挙げることができる。

【００３３】一般式（２）で示される最も好ましいクマ
リルアミン誘導体は、Ｘが水素原子で表わされる場合の
７−クマリルアミンである。

【００３４】一般式（３）で示されるアルデヒドとして
は、例えば、イソブチルアルデヒド、ジプロピルアセト
アルデヒド、ジペンチルアセトアルデヒドなどを列挙す
ることができる。

【００３５】本発明に従って本発明の新規なトリオキサ
ン誘導体を製造する手段及び条件等は、広範に変化され
得る。一般式（２）及び一般式（３）で表わされる本発
明の出発物質の量は、一般式（２）で表わされるクマリ
ルアミン対一般式（３）で表わされるアルデヒド誘導体
のモル比で約１：２〜約１：１０００、好ましくは約
１：３〜約１：１００の範囲で変化され得る。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誘導体が残存し、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。

【００３６】本発明で採用される反応温度は、通常、室
温でよいが、場合により、数時間加熱還流した後、室温
で反応させることにより短時間で目的物質を好収率で収
得することができる。

【００３７】本発明の反応は不活性溶媒中で実施され
る。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。特にエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒド
ロフラン、ヘキサン、ベンゼン、トルエンまたはそれら
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約0.５倍〜約１
００倍の範囲で変化され得る。

【００３８】本発明に係る一般式（２）で表わされるク
マリルアミン誘導体と、一般式（３）で表わされるアル
デヒド誘導体と酸素との反応は、通常大気圧下で実施さ
れるが、他の反応条件、使用される材料、希望する反応
速度等に依存して過圧下でも実施される。また、酸素は
不活性ガス例えば窒素、アルゴンとの混合ガスの状態で
用いても良く、好ましくは水分を除いた空気が望まし
い。

【００３９】本発明の反応は、トリオキサン誘導体の粗
生成物が製造されるのに十分な時間に亘って実施され
る。正確な反応は反応温度、反応圧力、出発物質の量比
等の要件に応じて決定されるが、通常約１時間〜約１４
日間、好ましくは約１０時間〜約７日間の範囲である。

【００４０】製造されたトリオキサン誘導体の粗生成物
はアセトン、ジクロロメタン等適当な溶媒またはそれら
の混合溶媒に溶解させた後、常法により結晶として析出
させるか、またはカラムクロマトグラフィー法により精
製することができる。

【００４１】本発明の化学発光方法は、有機溶媒のみな
らず、水を存在させた系でも化学発光現象が誘起され
る。塩基としては例えば、ｔ−ブトキシカリウム、メト
キシナトリウム、エトキシカリウム、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
キシド等である。

【００４２】本発明の化学発光方法に用いる有機溶媒と
しては極性溶媒が良く、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
メタンなどが適切である。

【００４３】

【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、本発明はこれらのみに限定されるもの
ではない。尚、実施例１では、目的とするトリオキサン
誘導体を同定するデータとして日本分光社製ＩＲ−８１
０による赤外吸収スペクトルデータ及び日本電子社製Ｄ
Ｘ−３０３による質量分析データをこの順序で記載し、
実施例２及び比較例１ではアロカ社製ＢＬＸ−２０１を
用いた化学発光量測定カウント数を記載した。

【００４４】実施例１ 構造式（４）で表わされる５−（４−メチル−７−クマ
リルアミノ）−３−イソプロピル−６,6−ジメチル−
１，２，４−トリオキサンの合成

【００４５】

【化１３】

【００４６】水分を除去した空気雰囲気下、４−メチル
−７−アミノクマリン２５６ｍｇ（１.4６ｍｍｏｌ）
を、イソブチルアルデヒド１ｍｌ（１１.0ｍｍｏｌ）の
ジメトキシエタン−ヘキサン（２：１）１５ｍｌ混合溶
液に加え、室温で暗室下１週間攪拌した。その反応液を
減圧濃縮し、得られる残渣をシリカゲルカラムクロマト
グラフィーに付した。溶離液としてヘキサン−ジメトキ
シエタン（１００：１）で展開することにより、５−
（４−メチル−７−クマリルアミノ）−３−イソプロピ
ル−６,6−ジメチル−１，２，４−トリオキサン４０９
ｍｇ（１.2３ｍｍｏｌ）を得た。

【００４７】ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ^-1３４４０（Ｈ−
Ｎ）、１７２０（Ｃ＝Ｏ）、１６２０（Ｃ＝Ｃ） ＭＳ ｍ／ｚ ３３３（Ｍ⁺) 元素分析 （Ｃ₁₈Ｈ₂₃ＮＯ₅） Ｃ Ｈ Ｎ 計算値（％）： ６4.８5 6.９５ 4.２０ 測定値（％）： ６4.８5 6.９８ 4.１８

【００４８】実施例２ 測定化合物として実施例１において合成を行なった５−
（４−メチル−７−クマリルアミノ）−３−イソプロピ
ル−６，６−ジメチル−１，２，４−トリオキサンを、
１０^-7Ｍ含むジメチルスルホキシド１００μｌ溶液を、
化学発光測定装置中の塩基を含む溶媒９００μｌの入っ
たセルにインジェクションし、直後１０秒間の発光量を
測定した。その際の塩基を含む有機系溶媒としてｔ−ブ
トキシカリウムの１０ｍＭジメチルスルホキシド溶液を
用いた。その測定結果を表１に示した。なお、表１中の
測定カウント数は、「単位なし」の相対値である。

【００４９】実施例３ 実施例１と同様にして、５−（４,5−ジメチル−７−ク
マリルアミノ）−３−イソプロピル−６,6−ジメチル−
１，２，４−トリオキサン及び５−（８−フルオロ−４
−メチル−７−クマリルアミノ）−３−（１−プロピル
ブチル）−６,6−ジプロピル−１，２，４−トリオキサ
ンを製造した。それらの同定データを総括して次に示
す。

【００５０】５−（４,5−ジメチル−７−クマリルアミ
ノ）−３−イソプロピル−６,6−ジメチル−１，２，４
−トリオキサン

【００５１】ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ^-1 ３４４０（Ｈ−
Ｎ）、１７２０（Ｃ＝Ｏ）、１６２０（Ｃ＝Ｃ） ＭＳ ｍ／ｚ ３４７ 元素分析 （Ｃ₁₉Ｈ₂₅ＮＯ₅ ） Ｃ Ｈ Ｎ 計算値（％）： ６5.６９ 7.２５ 4.０３ 測定値（％）： ６5.７０ 7.２３ 4.０５

【００５２】５−（８−フルオロ−４−メチル−７−ク
マリルアミノ）−３−（１−プロピルブチル）−６,6−
ジプロピル−１，２，４−トリオキサン

【００５３】ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ^-1 ３４６０（Ｈ−
Ｎ）、１７２５（Ｃ＝Ｏ）、１６３０（Ｃ＝Ｃ） ＭＳ ｍ／ｚ ４６３ 元素分析 （Ｃ₂₆Ｈ₃₈ＮＦＯ₅ ） Ｃ Ｈ Ｎ 計算値（％）： ６7.３６ 8.２６ 3.０２ 測定値（％）： ６7.３５ 8.２８ 3.０３

【００５４】比較例１ 実施例２の５−（４−メチル−７−クマリルアミノ）−
３−イソプロピル−６，６−ジメチル−１，２，４−ト
リオキサンの代わりに、構造式（５）

【００５５】

【化１４】

【００５６】で表わされる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−トリオキサンを用いて、実施例２と同様の測定実験
を行なった。その結果を表１に併せて示した。尚、表１
の測定カウント数は、「単位なし」の相対値である。

【００５７】

【表１】 表１ 化合物 発光量（測定カウント数） 最大発光波長（ｎｍ） 実施例 ２ 3.８７×１０⁶ ４７０ 比較例 １ 4.０６×１０⁶ ５６０

【００５８】

【発明の効果】本発明の新規なトリオキサン誘導体は最
大発光波長が４７０ｎｍの青色発光をするので化学発光
体としてのトリオキサン誘導体の用途が拡大されるとい
う効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｄ 323:00）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（１） 【化１】 （式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一又は異なってそれぞれ
   低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原子、ハロゲン
   原子又は低級アルキル基を示す）で表わされるトリオキ
   サン誘導体。
2. 【請求項２】 一般式（２） 【化２】 （式中Ｒ₃ は低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原
   子、ハロゲン原子又は低級アルキル基を示す）で表わさ
   れるクマリルアミン誘導体と、一般式（３） 【化３】 （式中Ｒ₁ 及びＲ₂ は同一又は異なってそれぞれ低級ア
   ルキル基を示す）で表わされるアルデヒド誘導体と、酸
   素とを反応させることから成る、一般式（１） 【化４】 （式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 及びＸ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
   法。
3. 【請求項３】 一般式（１） 【化５】 （式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一又は異なってそれぞれ
   低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原子、ハロゲン
   原子又は低級アルキル基を示す）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。
4. 【請求項４】 一般式（１） 【化６】 （式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は同一又は異なってそれぞれ
   低級アルキル基を示し、そしてＸは水素原子、ハロゲン
   原子又は低級アルキル基を示す）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。