JPS6160698A - イオン感応性物質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、（Ｎ−アルキル）グリシル−プロリルを構成
単位とする環状オクタペプチドからなるイオン感応性物
質に関する。この発明の化合物の産業上の利用分野とし
ては、各種金属イオンの分析・分離・除去用として分析
化学工業、無機・有機化学工業に、イオン選択電極の内
部挿入物質として電気化学、環境化学分野に、医薬・農
薬分野では、合成イオノホアとして生理活性研究用試薬
に、同位体や希土類元素の分離剤として原子カニ業にと
、巾広い分野に好適である。

従来の技術 従来の技術としては、合成りラウン化合物や合成りリプ
タンド化合物が特定のイオンの捕捉物質として知られて
いる（例えば、平岡道夫「クラウン化合物」、（昭５３
．４．１）、講談社、Ｐ７７）。しかしながら、これら
化合物は特定の金属イオンを捕捉して錯体を形成すると
き、はとんど措造変換を起こさないため、イオンに感応
した時の変化量、いいかえれば錯体の生成の程度が、熱
量滴定、電子線スペクトル、電導度測定といった高価で
複雑な分析機器を用いての精密測定に頼らなければわか
らないという欠点を有している。

発明が解決しようとする問題点 本発明者は、特定の金属イオンを捕捉して錯体を形成し
、しかも、そのときに大きな構造変換をおこすため、そ
の錯体生成過程が容易１こ追跡できる化合物を開発する
ために鋭意研究を重ねた結果、本発明により合成された
ある種の環状オクタペプチドがこの目的番ζ適合するこ
とを見い出した。

本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、従
来知られているイオン感応性物質のいずれよりも鋭敏に
、錯体生成時の大きな構造変換をおこすイオン感応性物
質を提供するものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明のイオン感応性物質は、一般式 （式中のＲは１〜６個の炭素原子をもつアルキル基であ
る） で表わされる（Ｎ−アルキル）グリシル−プロリルを構
成単位とする環状オクタペプチドからなるものである。

本発明において用いる（Ｎ−アルキル）グリシル−プロ
リルを構成単位とする環状オクタペプチドは、例えば、
一般式 （式中のＲは前記と同じ意味をもち、Ｒ′は活性エステ
ル基である） で表わされるテトラペプチドを環状二凪化することによ
り製造することができる。

一般式（ＩＩ）のテトラペプチドを製造するには、通常
のペプチド合成において用いられるアミノ保護基とカル
ボキシル保護基を用いて、Ｎ端保護ヘフチドとＣ端保護
ペプチドを製造し、それらペプチドの７ラグメント縮合
法、又は逐次合成法により製造することができる。ペプ
チド結合の形成反応は、ジシクロへキシルカルボジイミ
ド法、活性エステル法、混合酸無水物法、などの従来知
られている方法を用いて行なうことができる。

この場合に用いろＮ−アルキル基としては、メチル基、
エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチ
ル基、ｎ−ヘキシル基などが適している。又、活性エス
テル基Ｒ′としては、　Ｐ−二トロフェニルエステル基
、ヒドロキシコハク酸イミドエステル基を用いることが
できる。

上記のＮ−アルキル基が水素原子であると、それを含む
アミド結合がトランス型に固定されるため、イオンに感
応した時の構造変換が小さく、所期の卓越した効果を得
ることはできない。又、アルキル基の炭素原子が７個以
上もつものは、最終厚状オクタペプチドの収率が非常に
低く、実用上、不適当である。

一般式用）のテトラペプチドの環化反応は、まずテトラ
ペプチド活性エステルを酸塩、倒木ば、Ｉ酸塩や臭化水
素酸塩の形にし、大量の不活性溶媒、例えば、ピリジン
、ジメチルホルムアミドなどの溶媒中で３０〜９０℃の
温度で行うことができる。

このようにして得られる環化反応混合物から目的化合物
を単離する（こは、まず溶媒を減圧除去し、残留物を水
とアルコールの混合溶媒で抽出し、イオン交換樹脂カラ
ムを通して未反応物を除去する。

溶媒を除去したのち、残留物をメタノールのような有機
溶媒１こ溶゛かして、同じ溶媒を溶出液としてゲルろ過
を行い、環状ニル化物を１ひる。必要ならば、再結晶に
より精製して高純度のものを得ることができる。

本発明の化合物は、実測の元素分析値が±０．５％の範
囲内で計算値と一致し、ａｈｈスペクトルでは分子量に
相当する位置に現ピークを与え、赤外線吸収スペクトル
で１６４０〜１６６０ｃｍ”にアミド結合カルボニル基
１ζ由来する特性吸収を示し、ニンヒドリン反応が負で
あり、これらによって生成物を同定することができる。

本発明のイオン感応性物質の使用方法については、特に
制限はな（、そのまま本発明の化合物の粉末を、イオン
を含む試験液に入れたり、又は粉末をカラム１ζつめ、
分離すべきイオンを含む溶液を流出させたりして用いる
ことができる。又、ニトロベンゼンやジフェニルエーテ
ルナトの膜溶媒に溶かしたり、可塑化ポリ塩化ビニルな
′どに含浸させたりして、液膜又は高分子マトリックス
状で用いることができる。

発明の効果 本発明のイオン感応性物質は、すべてのペプチド結合の
窒素原子がアルキル基で置換された特徴を有しているた
め、分子骨格が柔か（なり、と（少量の使用量で低濃度
のイオンを感知し、そのとき、大きな措造変換をおこす
ことができる。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明すする。薄
層クロマトグラフィーのＲｒｒＭとしては、クロロホル
ム／メタノール／酢酸（９５１５／１．６ｆａ比）混合
溶媒を展開溶媒とした時の値ｅＲｆｌ、”−ブタノール
／酢酸／水／ピリジン（１５／’３／１．２／１０、容
積比）混合溶媒を展開溶媒とした時の埴をＲｒ　２とし
た。

参考例　１゜ 囚　第３ブチルオキシカルボニル−し−プロリル−サル
コシル−し−プロリル−サルコシンｐ−ニトロフェニル
エステルの製造 第３ブチルオキシカルボニル−し−プロリル−サルコシ
ン６．４６　（０，０２３モル）とし−プロリル−サル
コシンベンジルエステル’４１Ｇ’２塩７．０６　ｇ（
０，０２３モル）とから、通常のペプチド合成において
用いられる混合酸無水物法により、半固体の第３ブチル
オキシｉＩルボニルーし一プロリルーサルコシルーし一
プロリル−サルコシンベンジルエステル７．０２ｇ（収
率７４％）を得た。

次いで、これをパラジウム／炭素触媒下、水素１こより
接触還元して得た、第３プチルオギシ力ルボニル−Ｌ−
プロリル−サルコシル−Ｌ−プロリル−サルコシン５．
９０ｇＧクロロホルム６Ｑｍｅに溶かし、ｐ−ニトロフ
ェノール１．８１　ｇ　’？加工、そのあと、ジシクロ
へキシルカルボジイミド２，６８ｇをクロロホルムに溶
かした溶液７ｒｘｌを−４“Ｃで加え、０゛Ｃで一夜か
きまぜて反応させた。反応終了後、反応混合；１をろ過
し、ろ液を減圧濃縮し、残留物を酢酸２滴を含むアセト
ンｌ□ｔｌに溶解し、再び不溶物をろ過した。ろ液の溶
媒を除去すると油状物が得られ、これをエーテル／Ω−
へキサンで固化させると、融点６８°Ｃの目的物（収率
８９．５９６）が得られた。このものの物理的性質は次
の通りである。

薄層クロマトグラフィーのＲｆｆ直 Ｒｆｌ＝　０．３９　、Ｒｆ２＝　０．７６元素分析値
（Ｃ２７Ｈ３？　Ｏｓ　Ｎｓ・丁ＨｚＯとして）Ｃｌｉ
　　　　Ｎ 計算　イｉａｅ千ｌｄ　　５５．／１７　　６．５５　
　　１１．９８実測値（ト）５５．４０　６．６７　１
１．７７凹　シクロ−（サルコシル−Ｌ　−プロリル）
４（Ｃ−１）の製造 第３ブチルオキシカルボニル−し−プロリル−サルコシ
ル−し−プロリル−サルコシン　ｐ−二トロフェニルエ
ステル２．１６ｆｆ　（０，００３７モル）を、乾燥塩
化水素ガスを酢酸エチルに溶解して！Ｄ　ＩＴ、　４規
定に調整した溶液で水冷下、１時間処理して、Ｌ−プロ
リル−サルコシル−Ｌ−７’ロリル一サル士シン　ｐ−
ニトロフェニルエステル塩Ａｔ　ｔＩ　１．８０ｇ（収
率９４９６）を得た。

これをジメチルホルムアミド１８ｍｄに溶かし、得られ
た溶液を９０°Ｃで、ピリジン１２００１ｉ＋ｄの中に
５時間かけて滴下し、次いで４８時間、室温でかきまぜ
て反応させた。反応終了後、溶媒を除去し、残留物を水
とメタノールの１：１混合溶媒に溶かし、同じ溶媒で洗
ったＨ＋型と○Ｉ−Ｔ−型のイオン交換樹脂カラムの中
を通し、未反応物を除去した。次いで溶媒を除去し、残
留物をメタノール番こ溶かし、セファデックスＬＨ−２
０（登録商４名、ファルマシアファインケミカルズ社）
を充てんしたカラムを通してゲルろ過を行い、環状オク
タペプチドを含むフラクションを集めて溶媒を除去し、
残留物をメタノール−ジエチルエーテルかう再結晶する
と、融点２３７〜２４０℃の目的物（Ｃ−１）、９５ダ
（収率１１％）が得られた。

この化合物は、ニンヒドリン反応が負であり、赤外線吸
収スペクトルで シ、、、、　−２９５０，１６４０，１４４０、１２２
０ｃｍ−’に吸収があり、質量スペクトルはＭ”＝６７
２　であった。

′４ｒｔＩＪクロマトグラフィーのＲｆ値Ｒ［１−０，
Ｒ（２＝０．１７ 元素分析値（Ｃ３２Ｈ４！１０１１　Ｎｇ　・、　Ｈｚ
　Ｏとして）ＨＮ 計算値−５３，１４７，４７１５，５０実測値（ト）　
　５３．０３　７．９４　１５．８２この例における第
３ブチルオキシカルボニル−し−プロリル−サルコシル
−し−プロリル−サルコシン　６−ニトロフェニルエス
テルの代ワリに、参考例囚とまった（同様な操作によっ
て得られた、第３ブチルオキシカルボニル−し−プロリ
ル−（Ｎ−エチル）グリシル−し−プロリル−（Ｎ−エ
チル）グリシン　ｐ−ニトロフェニルエステル、第３ブ
チルオキシカルボニル−し−プロリル−（Ｎ−ｎ−７’
ロピル）クリシル−Ｌ−７’ロリルー（Ｎ−ｎ−プロピ
ル）グリシン　ｐ−二トロフェニルエステル、第３ブチ
ルオキシカルボニル−Ｌ−プロリル−（Ｎ−ｎ−ブチル
）グリシル−し−プロリル−（Ｎ−ｎ−ブチル）グリシ
ン　ｐ−ニトロフェニルエステル、第３ブチルオキシカ
ルボニル−Ｌ−７’ロリルー（Ｎ−ｎ−ペンチル）グリ
シル−Ｌ−７’ロリル−（Ｎ−ｎ−ペンチル）グリシン
ｐ−ニトロフェニルエステル、第３ブチルオキシカルボ
ニル−し−プロリル−（Ｎ−ｎ−ヘキシル）クリシル−
し−プロリル−（Ｎ−ｎ−ヘキシル）グリシン　ｐ−ニ
トロフエニルエステルヲ０．００３７モル量用い、参考
例（Ｂ）とまったく同様に操作して。

次に示した化合物を得た。

シクロ−（（Ｎ−エチル）グリシル−Ｌ−７’ロリル〕
４（Ｃ−２） 実施例　１゜ 種々の金属イオンをメタノール／水（４／１、容積比）
混合溶媒に溶かして、濃度を１．２７刈０−ｇＭ　１ｃ
ｉｌｌ１節し、これに本発明の化合物、シクロ−（サル
コシル−プロリル）４（Ｃ１）を１．２７８ＩＯ−’Ｍ
の濃度になるよう、そのまま加え、その時の溶液の円偏
光二色性スペクトルの分子楕円率の変化量（金属イオン
が存在しない時に対する）を求め、原料化合物である線
状テトラペプチドの第３ブチルオキシカルボニルサルコ
シル−Ｌ−プロリル−サルコシル−し−プロリン（Ｌ−
１）と比較した。その結果を第１表に示す。このｆ＋ｆ
ｆは【ｌ！接、構造変化の大きさの程度、いいかえれば
、イオン感応性を示すものである。表から明らかなよう
１ζ、対照化合物の線状テトラペプチドが各イオンにほ
とんど感応性を示さないのに対し、本発明の化合物は各
イオンと錯体を形成することによって大きな構造変換を
おこし、すぐれたイオン感応性を示す。

第　　　１　　　表 実施例　　２゜ 本発明の化合物のカルシウムイオンに対する錯体生成定
数を求め、アミド基が線状に並んだポリアクリルアミド
、天然のイオン感応性物質であるアンタマニドとエンニ
アチン−Ｂ、合成りラウン化合物である１８−クラウン
−６などの対照１８合物のそれと比較した。その結果を
第２表に示す。

第　　　２　　　表 表から明らかなよう１こ、本発明の化合物は、カルシウ
ムイオンを従来知られているイオン感応性物質の数百倍
から数千倍強（捕捉して錯体を形成し、大きなイオン感
応性を示す。

実施例　３゜ 本発明の化合物、シクロ−〔（Ｎ−ｎ−ヘキシル）グリ
シル−し−プロリル）＜（Ｃ６）の粉末Ｉｇを、内径５
　ｍｍ、長さ７０　ｎｕｎのカラム１こ詰め、カラムの
上から１００＃Ｉりのプルトニウム（３価）硝酸塩（６
水塩）と１００＃’１９のＢ　−ａビウム（３ｆ１１ｉ
）硝酸塩（５水塩）を含むア七トン溶液２１１Ｉｔをア
セトンを溶出液としてごく低速で流した。流出してくる
溶液をｌ　ｔｎｌずつ試験管に集め、可視スペクトルで
各フラクションのヨーロビウム（３価）イオンとプルト
ニウム（３（ｊｌｉ）イオンの存在比を求め、原料化合
物である線状テトラペプチドの第３ブチルオキシカルボ
ニルサルコシル−し−ゾロリルーサルコシルーし一プロ
リン（Ｌ−１）のそれと比較した。その結果を第３表に
示す。

第　　　３　　　表 この表から明らかなように、線状化合物（Ｌ−１）はヨ
ーロビウム（３価）イオンとプルトニウム（３価）イオ
ンを分離できないのに対し、この発明の化合物は、ヨー
ロビウム（３価）イオン成分が多い溶出液を初期のフラ
クションに、プルトニウム（３価）イオン成分が多い溶
出液を後期のフラクションに効率よ（分離できる。

実施例　４゜ 本発明の化合物１０〜を、ジフェニルエーテル１ｄの中
に加え、これを、ポリ塩化ビニル０３ｇをシクロヘキサ
ノンに溶かした溶液１０ｒｌの中にｔｉｌＪえ、ベトリ
皿上でシクロヘキサノンをゆっくり気化させ、環状オク
タペプチドが含浸したポリ塩化ビニル膜を得た。これを
用いて、白金１ポリ塩化ビニル膜１試料液１０．１Ｍ硝
酸アンモニウム水溶液１飽和塩化カリウム水溶液、塩化
第−水銀、ｒｆｃ　ｊτ１の！＋’＋ｆ成で、ポリ塩化
ビニル膜７ｒＬ極を作製した。金属イオンを１０−３〜
１０−”Ｍの６度で溶かした試料液に、この電極を浸し
、その電極電位から、ナト’Ｊウムイオン、カリウムイ
オン、マグネシウムイオンに対スるカル７ウム・イオン
の選択性を求めた。その結果を第４表に示す。

この表から明らかなように、本発明の化合′吻を含浸さ
せたポリ塩化ビニル膜電極は、カルシウムイオンを他の
イオン、特に１価金属イオンと区７］１して選択はよく
感応し、本発明の化合物がイオン感応性物質として有効
であることが認められる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のＲは１〜６個の炭素原子をもつアルキル基であ
   る） で表わされる環状オクタペプチドからなるイオン感応性
   物質。