JP7716735B2 - Phosphonium compounds, and their salts, hydrates and solvates - Google Patents
Phosphonium compounds, and their salts, hydrates and solvatesInfo
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Description
本発明は、ホスホニウム化合物、並びにその塩、水和物及び溶媒和物に関する。 The present invention relates to phosphonium compounds, as well as their salts, hydrates, and solvates.
赤色から近赤外領域に強い発光を示す分子は、細胞に対する光毒性を軽減するだけでなく、生体深部イメージングにおいても非常に有用である。今までにホスファキサンテン骨格を有する赤色から近赤外領域の発光色素が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Molecules that emit strong light in the red to near-infrared region not only reduce phototoxicity to cells, but are also extremely useful for deep biological imaging. To date, dyes that emit light in the red to near-infrared region and have a phosphaxanthene skeleton are known (see, for example, Patent Document 1).
これに対して、より一般的な視点として、蛍光色素の吸収及び発光特性の多様性を高めることは、用途範囲を拡張することにもつながる。 On the other hand, from a more general perspective, increasing the diversity of absorption and emission properties of fluorescent dyes will also lead to an expansion of their range of applications.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、赤色から近赤外領域に強い発光を示す化合物を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a compound that exhibits strong luminescence in the red to near-infrared region.
上記目的を鑑み、鋭意検討した結果、本発明者らは、特定のホスファキサンテン骨格を有するホスホニウム化合物が、赤色から近赤外領域に強い発光を示すことを見出した。このようなホスホニウム化合物のうち、ホスホニウムフルオレセイン化合物は、溶媒の極性が増大するにつれて吸収極大波長及び蛍光極大波長が短波長シフトする負のソルバトクロミック蛍光色素である。本発明は、このような知見に基づきさらに研究を重ね、完成させたものである。すなわち、本発明は以下の構成を包含する。 With the above objective in mind, and as a result of extensive research, the inventors have discovered that phosphonium compounds having a specific phosphaxanthene skeleton exhibit strong emission in the red to near-infrared region. Among such phosphonium compounds, phosphonium fluorescein compounds are negative solvatochromic fluorescent dyes whose absorption and fluorescence maximum wavelengths shift to shorter wavelengths as the polarity of the solvent increases. The present invention was completed through further research based on this finding. Specifically, the present invention encompasses the following configurations:
項1.一般式(1): Item 1. General formula (1):
[式中、Y1は酸素原子又は置換若しくは非置換アミノカチオンを示す。Y2は酸素アニオン又は置換若しくは非置換アミノ基を示す。R1及びR2は同一又は異なって、置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基、又は置換若しくは非置換アルキル基を示す。R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルコキシ基を示す。ただし、R3及びR4の少なくとも1つは置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルコキシ基である。R5は水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、置換若しくは非置換アルキニル基、又は置換若しくは非置換アリール基を示す。R6、R7、R8及びR9は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。R6とY1、R7とY2、R8とY1、及びR9とY2よりなる群から選ばれる少なくとも1種は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成していてもよい。]
で表されるイオンを含有する、ホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
[Wherein, Y1 represents an oxygen atom or a substituted or unsubstituted amino cation. Y2 represents an oxygen anion or a substituted or unsubstituted amino group. R1 and R2 are the same or different and represent a substituted or unsubstituted (hetero)aryl group, or a substituted or unsubstituted alkyl group. R3 and R4 are the same or different and represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted alkoxy group, provided that at least one of R3 and R4 is a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted alkoxy group. R5 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. R6 , R7 , R8 , and R9 are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group. At least one selected from the group consisting of R 6 and Y 1 , R 7 and Y 2 , R 8 and Y 1 , and R 9 and Y 2 may combine to form a substituted or unsubstituted alkylene group.]
A phosphonium compound, or a salt, hydrate or solvate thereof, containing an ion represented by the following formula:
項2.一般式(1A): Item 2. General formula (1A):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6a、R7a、R8a及びR9aは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。R10、R11、R12a及びR13aは同一又は異なって、置換若しくは非置換アルキル基を示す。R6aとR10、R7aとR13a、R8とR11、及びR9aとR12aよりなる群から選ばれる少なくとも1種は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成していてもよい。]
で表されるホスホニウムローダミンカチオンを含有する、項1に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
[Wherein R1 , R2 , R3 , R4 and R5 are the same as defined above. R6a , R7a , R8a and R9a are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group. R10 , R11 , R12a and R13a are the same or different and represent a substituted or unsubstituted alkyl group. At least one selected from the group consisting of R6a and R10 , R7a and R13a , R8 and R11 , and R9a and R12a may be joined together to form a substituted or unsubstituted alkylene group.]
Item 2. The phosphonium compound according to Item 1, or a salt, hydrate or solvate thereof, containing a phosphonium rhodamine cation represented by the following formula:
項3.水中で690~730nmに吸収極大波長を有する、項2に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 Item 3. The phosphonium compound, or a salt, hydrate, or solvate thereof, according to Item 2, having an absorption maximum wavelength in water of 690 to 730 nm.
項4.一般式(1B): Item 4. General formula (1B):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6b、R7b、R8b及びR9bは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。]
で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である、項1に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are the same as defined above. R 6b , R 7b , R 8b and R 9b are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group.]
Item 2. The phosphonium compound according to Item 1, or a salt, hydrate or solvate thereof, which is a phosphonium fluorescein compound represented by the following formula:
項5.水中で630~660nmに吸収極大波長を有する、項4に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 Item 5. The phosphonium compound, or a salt, hydrate, or solvate thereof, according to Item 4, having an absorption maximum wavelength in water of 630 to 660 nm.
項6.一般式(1C): Item 6. General formula (1C):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6c、R7c、R8c及びR9cは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。R12c及びR13cは同一又は異なって、置換若しくは非置換アルキル基を示す。R7cとR13c、及びR9cとR12cよりなる群から選ばれる少なくとも1種は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成していてもよい。]
で表されるホスホニウムロドールカチオンを含有する、項1に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。
[Wherein R1 , R2 , R3 , R4 , and R5 are the same as defined above. R6c , R7c , R8c , and R9c are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group. R12c and R13c are the same or different and represent a substituted or unsubstituted alkyl group. At least one selected from the group consisting of R7c and R13c , and R9c and R12c may together form a substituted or unsubstituted alkylene group.]
Item 2. The phosphonium compound according to Item 1, or a salt, hydrate or solvate thereof, containing a phosphonium rhodol cation represented by the following formula:
項7.水中で660~690nmに吸収極大波長を有する、項6に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 Item 7. The phosphonium compound, or a salt, hydrate, or solvate thereof, according to Item 6, having an absorption maximum wavelength in water of 660 to 690 nm.
項8.前記R5、R6、R7、R8及びR9がいずれも水素原子である、項1~7のいずれか1項に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 Item 8. The phosphonium compound or a salt, hydrate or solvate thereof according to any one of Items 1 to 7, wherein R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are all hydrogen atoms.
項9.R1及びR2は同一又は異なって、置換若しくは非置換アリール基である、項1~8のいずれか1項に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 Item 9. The phosphonium compound or a salt, hydrate, or solvate thereof according to any one of Items 1 to 8, wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represent a substituted or unsubstituted aryl group.
項10.項1~9のいずれか1項に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有する、蛍光色素。 Item 10. A fluorescent dye containing the phosphonium compound or its salt, hydrate, or solvate described in any one of items 1 to 9.
項11.項1~9のいずれか1項に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を含有し、且つ、前記ホスホニウム化合物又はその塩が、一般式(1B): Item 11. A compound comprising the phosphonium compound or its salt, hydrate, or solvate described in any one of items 1 to 9, wherein the phosphonium compound or its salt is represented by general formula (1B):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6b、R7b、R8b及びR9bは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。]
で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である、ソルバトクロミック蛍光色素。
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are the same as defined above. R 6b , R 7b , R 8b and R 9b are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group.]
A solvatochromic fluorescent dye which is a phosphonium fluorescein compound represented by the formula:
項12.負のソルバトクロミック蛍光色素である、項11に記載のソルバトクロミック蛍光色素。 Item 12. The solvatochromic fluorescent dye according to Item 11, which is a negative solvatochromic fluorescent dye.
本発明によれば、赤色から近赤外領域に強い発光を示す化合物を提供することができる。 The present invention provides a compound that exhibits strong luminescence in the red to near-infrared region.
なかでも、ホスホニウムローダミン化合物及びホスホニウムロドール化合物は、カチオン型の化合物であり、細胞内で負電荷を有するミトコンドリア等を選択的に可視化できることが期待される。特に、ホスホニウムローダミン化合物はジカチオン有するこれまでにない構造的な特徴を有する蛍光色素であり、細胞内で負電荷を有するミトコンドリア等を特に選択的に可視化できることが期待される。 Of these, phosphonium rhodamine compounds and phosphonium rhodol compounds are cationic compounds, and are expected to be able to selectively visualize negatively charged mitochondria and other structures within cells. In particular, phosphonium rhodamine compounds are fluorescent dyes with unprecedented structural characteristics, possessing a dication, and are expected to be able to selectively visualize negatively charged mitochondria and other structures within cells.
また、ホスホニウムフルオレセイン化合物は、同一分子内にカチオンとアニオンとを有しており、これまでにない構造的な特徴を有する蛍光色素であり、負のソルバトクロミズムを有する。 In addition, phosphonium fluorescein compounds have a cation and an anion in the same molecule, making them fluorescent dyes with unprecedented structural characteristics and negative solvatochromism.
本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。 In this specification, the term "containing" is a concept that encompasses all of "comprise," "consist essentially of," and "consist only of."
また、本明細書において、数値範囲を「A~B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 In addition, in this specification, when a numerical range is indicated as "A to B," it means A or more and B or less.
本明細書において、「(ヘテロ)アリール基」は、アリール基又はヘテロアリール基を意味する。 As used herein, the term "(hetero)aryl group" refers to an aryl group or a heteroaryl group.
1.ホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物
本発明のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、一般式(1):
1. Phosphonium Compound or Salt, Hydrate, or Solvate Thereof The phosphonium compound or salt, hydrate, or solvate thereof of the present invention is a phosphonium compound represented by the general formula (1):
[式中、Y1は酸素原子又は置換若しくは非置換アミノカチオンを示す。Y2は酸素アニオン又は置換若しくは非置換アミノ基を示す。R1及びR2は同一又は異なって、置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基、又は置換若しくは非置換アルキル基を示す。R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルコキシ基を示す。ただし、R3及びR4の少なくとも1つは置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルコキシ基である。R5は水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルケニル基、置換若しくは非置換アルキニル基、又は置換若しくは非置換アリール基を示す。R6、R7、R8及びR9は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。R6とY1、R7とY2、R8とY1、及びR9とY2よりなる群から選ばれる少なくとも1種は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成していてもよい。]
で表されるイオンを含有する。
[Wherein, Y1 represents an oxygen atom or a substituted or unsubstituted amino cation. Y2 represents an oxygen anion or a substituted or unsubstituted amino group. R1 and R2 are the same or different and represent a substituted or unsubstituted (hetero)aryl group, or a substituted or unsubstituted alkyl group. R3 and R4 are the same or different and represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted alkoxy group, provided that at least one of R3 and R4 is a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted alkoxy group. R5 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. R6 , R7 , R8 , and R9 are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group. At least one selected from the group consisting of R 6 and Y 1 , R 7 and Y 2 , R 8 and Y 1 , and R 9 and Y 2 may combine to form a substituted or unsubstituted alkylene group.]
It contains an ion represented by the formula:
一般式(1)において、Y1は酸素原子又は置換若しくは非置換アミノカチオンであり、Y2は酸素アニオン又は置換若しくは非置換アミノ基である。 In the general formula (1), Y1 is an oxygen atom or a substituted or unsubstituted amino cation, and Y2 is an oxygen anion or a substituted or unsubstituted amino group.
このうち、Y1が置換若しくは非置換アミノカチオンでありY2が置換若しくは非置換アミノ基である場合は、一般式(1A): Among these, when Y 1 is a substituted or unsubstituted amino cation and Y 2 is a substituted or unsubstituted amino group, the compound represented by the general formula (1A):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6a、R7a、R8a及びR9aは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。R10、R11、R12a及びR13aは同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。R6aとR10、R7aとR13a、R8とR11、及びR9aとR12aよりなる群から選ばれる少なくとも1種は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成していてもよい。]
で表されるホスホニウムローダミンカチオンを含有するホスホニウムローダミン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物となる。
[Wherein R1 , R2 , R3 , R4 and R5 are the same as defined above. R6a , R7a , R8a and R9a are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group. R10 , R11 , R12a and R13a are the same or different and represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero)aryl group. At least one selected from the group consisting of R6a and R10 , R7a and R13a , R8 and R11 , and R9a and R12a may be joined together to form a substituted or unsubstituted alkylene group.]
or a salt, hydrate or solvate thereof.
また、Y1が酸素原子でありY2が酸素アニオンである場合は、一般式(1B): When Y 1 is an oxygen atom and Y 2 is an oxygen anion, the compound represented by the general formula (1B):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6b、R7b、R8b及びR9bは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。]
で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物となる。
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are the same as defined above. R 6b , R 7b , R 8b and R 9b are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group.]
or a salt, hydrate or solvate thereof.
また、Y1が酸素原子でありY2が置換若しくは非置換アミノ基である場合は、一般式(1C): When Y 1 is an oxygen atom and Y 2 is a substituted or unsubstituted amino group, the compound represented by the general formula (1C):
[式中、R1、R2、R3、R4及びR5は前記に同じである。R6c、R7c、R8c及びR9cは同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又はスルホン酸基を示す。R12c及びR13cは同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換(ヘテロ)アリール基を示す。R7cとR13c、及びR9cとR12cよりなる群から選ばれる少なくとも1種は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成していてもよい。]
で表されるホスホニウムロドールカチオンを含有するホスホニウムロドール化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物となる。
[Wherein R1 , R2 , R3 , R4 , and R5 are the same as defined above. R6c , R7c , R8c , and R9c are the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a sulfonic acid group. R12c and R13c are the same or different and represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted (hetero)aryl group. At least one selected from the group consisting of R7c and R13c , and R9c and R12c may together form a substituted or unsubstituted alkylene group.]
The compound is a phosphonium rhodol compound containing a phosphonium rhodol cation represented by the formula:
つまり、一般式(1)において、Y1で示される置換若しくは非置換アミノカチオンは、=(NR10R11)+を意味し、Y2で示される置換若しくは非置換アミノ基は、-NR12aR13a又は-NR12cR13cを意味する。R10、R11、R12a、NR12c、R13a及びR13cについての詳細は後述する。 That is, in general formula (1), the substituted or unsubstituted amino cation represented by Y1 means =(NR 10 R 11 ) + , and the substituted or unsubstituted amino group represented by Y2 means -NR 12a R 13a or -NR 12c R 13c . Details of R 10 , R 11 , R 12a , NR 12c , R 13a and R 13c will be described later.
このように、本発明のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、Y1及びY2の種類によって、3種類の化合物群を包含している。 Thus, the phosphonium compounds or salts, hydrates or solvates thereof of the present invention include three types of compound groups depending on the types of Y1 and Y2 .
なかでも、ホスホニウムローダミン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物や、ホスホニウムロドール化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の場合は、キサンテン骨格のリン原子上にカチオンを有するカチオン型の化合物であり、細胞内で負電荷を有するミトコンドリア等に集積し選択的に可視化できることが期待される。特に、ホスホニウムローダミン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の場合は、キサンテン骨格のリン原子上と、置換若しくは非置換アミノカチオンを構成する窒素原子上の2箇所にカチオンを有しているジカチオン型の化合物であり、これまでにない構造的な特徴を有する蛍光色素であり、細胞内で負電荷を有するミトコンドリア等に集積しやすく特に選択的に可視化できることが期待される。 In particular, phosphonium rhodamine compounds or their salts, hydrates, or solvates, and phosphonium rhodol compounds or their salts, hydrates, or solvates, are cationic compounds with a cation on the phosphorus atom of the xanthene skeleton, and are expected to accumulate in negatively charged mitochondria and other cells, enabling selective visualization. In particular, phosphonium rhodamine compounds or their salts, hydrates, or solvates are dicationic compounds with cations at two locations: on the phosphorus atom of the xanthene skeleton and on the nitrogen atom that constitutes the substituted or unsubstituted amino cation. These fluorescent dyes have unprecedented structural characteristics, and are expected to easily accumulate in negatively charged mitochondria and other cells, enabling particularly selective visualization.
また、ホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の場合は、キサンテン骨格のリン原子上にカチオンを有し、酸素アニオン上にアニオンを有しており、同一分子内にカチオンとアニオンを有していることから、これまでにない構造的な特徴を有する蛍光色素であり、負のソルバトクロミズムを有する。 In addition, phosphonium fluorescein compounds or their salts, hydrates, or solvates have a cation on the phosphorus atom of the xanthene skeleton and an anion on the oxygen anion, and because they have a cation and anion in the same molecule, they are fluorescent dyes with unprecedented structural characteristics and exhibit negative solvatochromism.
一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R1及びR2で示されるアリール基としては、単環アリール基、縮環アリール基及び多環アリール基のいずれも採用でき、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基等の炭素数6~18のアリール基(特に炭素数6~14のアリール基)が挙げられる。 In general formulas (1), (1A), (1B), and (1C), the aryl group represented by R1 and R2 may be any of a monocyclic aryl group, a fused ring aryl group, and a polycyclic aryl group. Examples thereof include aryl groups having 6 to 18 carbon atoms (particularly aryl groups having 6 to 14 carbon atoms), such as a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthrenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a fluorenyl group, a pyrenyl group, and a triphenylenyl group.
R1及びR2で示されるアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、特に制限はなく、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アリール基、後述のヘテロアリール基、後述のアルキル基、後述のアルコキシ基、後述のアルケニル基、後述のアルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~5個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The aryl groups represented by R1 and R2 may have a substituent. Examples of the substituent include, but are not limited to, a hydroxyl group, a halogen atom described below, the aryl group described above, a heteroaryl group described below, an alkyl group described below, an alkoxy group described below, an alkenyl group described below, and an alkynyl group described below. When an aryl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.
一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R1及びR2で示されるヘテロアリール基としては、単環ヘテロアリール基及び多環ヘテロアリール基のいずれも採用でき、例えば、ピロリジル基、ピロリル基、テトラヒドロチエニル基、チエニル基、オキソラニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピペリジル基、ピリジル基、ピラジル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾイミダゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基等が挙げられる。 In general formulas (1), (1A), (1B), and (1C), the heteroaryl group represented by R1 and R2 may be either a monocyclic heteroaryl group or a polycyclic heteroaryl group, and examples thereof include a pyrrolidyl group, a pyrrolyl group, a tetrahydrothienyl group, a thienyl group, an oxolanyl group, a furanyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, a piperidyl group, a pyridyl group, a pyrazyl group, an indolyl group, an isoindolyl group, a benzimidazolyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group, and a quinoxalyl group.
R1及びR2で示されるヘテロアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、特に制限はなく、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、後述のアルキル基、後述のアルコキシ基、後述のアルケニル基、後述のアルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The heteroaryl groups represented by R1 and R2 may have a substituent. Examples of the substituent include, but are not limited to, a hydroxyl group, a halogen atom described below, the aryl group described above, the heteroaryl group described above, an alkyl group described below, an alkoxy group described below, an alkenyl group described below, and an alkynyl group described below. When the heteroaryl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
上記一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R1及びR2で示されるアルキル基としては、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基のいずれも採用できる。 In the above general formulas (1), (1A), (1B) and (1C), the alkyl groups represented by R 1 and R 2 may be either linear or branched alkyl groups.
直鎖アルキル基としては、炭素数1~6(特に1~4)の直鎖アルキル基が好ましく、具体的には、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-ヘキシル基等が挙げられる。 Straight-chain alkyl groups are preferably those having 1 to 6 carbon atoms (particularly 1 to 4 carbon atoms), and specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, and n-hexyl groups.
分岐鎖アルキル基としては、炭素数3~6(特に3~5)の分岐鎖アルキル基が好ましく、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。 Preferably, the branched-chain alkyl group is one having 3 to 6 carbon atoms (especially 3 to 5 carbon atoms), and specific examples include isopropyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, neopentyl, isohexyl, and 3-methylpentyl groups.
R1及びR2で示されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、後述のアルコキシ基、後述のアルケニル基、後述のアルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The alkyl groups represented by R1 and R2 may have a substituent. The substituent that the alkyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, a halogen atom described below, the aryl group described above, the heteroaryl group described above, an alkoxy group described below, an alkenyl group described below, and an alkynyl group described below. When the alkyl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
なかでも、R1及びR2としては、分子の安定性等の観点から、置換若しくは非置換アリール基、置換若しくは非置換単環アルキル基等が好ましく、置換若しくは非置換アリール基がより好ましい。 Among these, from the viewpoint of molecular stability and the like, R 1 and R 2 are preferably substituted or unsubstituted aryl groups, substituted or unsubstituted monocyclic alkyl groups, etc., and more preferably substituted or unsubstituted aryl groups.
上記一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R3及びR4で示されるアルキル基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 In the above general formulas (1), (1A), (1B) and (1C), the alkyl groups represented by R3 and R4 can be those described above. The same applies to the type and number of substituents.
上記一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R3及びR4で示されるアルコキシ基としては、特に制限はなく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基等の炭素数1~6(特に1~4)のアルコキシ基が挙げられる。 In the above general formulae (1), (1A), (1B) and (1C), the alkoxy group represented by R3 and R4 is not particularly limited, and examples thereof include alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms (particularly 1 to 4 carbon atoms), such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butyloxy group, an isobutyloxy group, a sec-butyloxy group and a tert-butyloxy group.
R3及びR4で示されるアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、水酸基、後述のハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、上記アルコキシ基、後述のアルケニル基、後述のアルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The alkoxy groups represented by R3 and R4 may have a substituent. The substituent that the alkoxy group may have is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, a halogen atom described below, the aryl group described above, the heteroaryl group described above, the alkoxy group described above, the alkenyl group described below, and the alkynyl group described below. When the alkoxy group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
R3及びR4は、少なくとも1つは置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルコキシ基である。R3及びR4の双方が水素原子である場合は、化合物の安定性に劣る。また、化合物の安定性の観点から、R3及びR4は、いずれも置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルコキシ基であることが好ましい。 At least one of R3 and R4 is a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted alkoxy group. If both R3 and R4 are hydrogen atoms, the stability of the compound is poor. From the viewpoint of compound stability, it is preferable that both R3 and R4 are substituted or unsubstituted alkyl groups, or substituted or unsubstituted alkoxy groups.
上記一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R5で示されるアルキル基及びアリール基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 In the above general formulas (1), (1A), (1B) and (1C), the alkyl group and aryl group represented by R5 can be those described above. The same applies to the type and number of substituents.
一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R5で示されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。 In the general formulae (1), (1A), (1B) and (1C), examples of the halogen atom represented by R 5 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R5で示されるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基等の炭素数2~6(特に2~4)のアルケニル基が挙げられる。 In the general formulae (1), (1A), (1B) and (1C), examples of the alkenyl group represented by R5 include alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms (particularly 2 to 4 carbon atoms), such as a vinyl group, an allyl group, a 1-butenyl group and a 2-butenyl group.
R5で示されるアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、水酸基、上記ハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、上記アルコキシ基、上記アルケニル基、後述のアルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The alkenyl group represented by R5 may have a substituent. The substituent that the alkenyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, the halogen atom described above, the aryl group described above, the heteroaryl group described above, the alkoxy group described above, the alkenyl group described above, and the alkynyl group described below. When the alkenyl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
一般式(1)、(1A)、(1B)及び(1C)において、R5で示されるアルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基等の炭素数2~6(特に2~4)のアルキニル基が挙げられる。 In the general formulae (1), (1A), (1B) and (1C), examples of the alkynyl group represented by R5 include alkynyl groups having 2 to 6 carbon atoms (particularly 2 to 4 carbon atoms), such as an ethynyl group, a 1-propynyl group, a propargyl group, a 1-butynyl group and a 2-butynyl group.
R5で示されるアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、水酸基、上記ハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、上記アルコキシ基、上記アルケニル基、上記アルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The alkynyl group represented by R5 may have a substituent. The substituent that the alkynyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, the halogen atom, the aryl group, the heteroaryl group, the alkoxy group, the alkenyl group, and the alkynyl group. When the alkynyl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
R5は、合成の容易さ等の観点から、水素原子であることが好ましい。 From the viewpoint of ease of synthesis, R5 is preferably a hydrogen atom.
一般式(1)において、R6、R7、R8及びR9で示されるハロゲン原子及びアルキル基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。また、一般式(1A)におけるR6a、R7a、R8a及びR9aで示されるハロゲン原子及びアルキル基、一般式(1B)におけるR6b、R7b、R8b及びR9bで示されるハロゲン原子及びアルキル基、一般式(1C)におけるR6c、R7c、R8c及びR9cで示されるハロゲン原子及びアルキル基も同様である。 In general formula (1), the halogen atoms and alkyl groups represented by R6 , R7 , R8 , and R9 can be those described above. The same applies to the type and number of substituents. The same also applies to the halogen atoms and alkyl groups represented by R6a , R7a , R8a , and R9a in general formula (1A), the halogen atoms and alkyl groups represented by R6b , R7b , R8b , and R9b in general formula (1B), and the halogen atoms and alkyl groups represented by R6c , R7c , R8c , and R9c in general formula (1C).
一般式(1)において、R6、R7、R8及びR9としては、合成の容易さ、吸収極大波長、蛍光極大波長、ソルバトクロミズム等の観点から、水素原子であることが好ましい。なお、光安定性の向上を目的とする場合は、R6、R7、R8及びR9をハロゲン原子とすることもできる。また、一般式(1A)におけるR6a、R7a、R8a及びR9a、一般式(1B)におけるR6b、R7b、R8b及びR9b、一般式(1C)におけるR6c、R7c、R8c及びR9cも同様である。 In general formula (1), R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are preferably hydrogen atoms from the viewpoints of ease of synthesis, maximum absorption wavelength, maximum fluorescence wavelength, solvatochromism, etc. For the purpose of improving photostability, R 6 , R 7 , R 8 and R 9 can also be halogen atoms. The same applies to R 6a , R 7a , R 8a and R 9a in general formula (1A), R 6b , R 7b , R 8b and R 9b in general formula (1B), and R 6c , R 7c , R 8c and R 9c in general formula (1C).
一般式(1)において、Y1で示される置換若しくは非置換アミノカチオンは、一般式(1A)にも記載のとおり、=(NR10R11)+を意味する。 In the general formula (1), the substituted or unsubstituted amino cation represented by Y 1 means =(NR 10 R 11 ) 2 + , as also described in the general formula (1A).
R10及びR11で示されるアルキル基は、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 The alkyl groups represented by R 10 and R 11 can be those described above, as can the types and numbers of the substituents.
R10及びR11は、(ヘテロ)アリール基とする場合は蛍光強度の低下を招き、水素原子とする場合はキノイド型になった際に外れてしまってカチオン性を失う一方、アルキル基とする場合は蛍光強度を損なわない。 When R10 and R11 are (hetero)aryl groups, the fluorescence intensity is reduced, and when they are hydrogen atoms, they are removed when the compound is converted into a quinoid structure, resulting in a loss of cationicity. However, when they are alkyl groups, the fluorescence intensity is not impaired.
なお、一般式(1)において、Y1に関しては、ホスホニウムローダミン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を目的とする場合は置換若しくは非置換アミノカチオンを採用し、ホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物や、ホスホニウムロドール化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を目的とする場合は酸素原子を採用することが好ましい。 In general formula (1), it is preferable to employ a substituted or unsubstituted amino cation as Y1 when a phosphonium rhodamine compound, a salt thereof, a hydrate or a solvate thereof is intended, and it is preferable to employ an oxygen atom when a phosphonium fluorescein compound, a salt thereof, a hydrate or a solvate thereof, or a phosphonium rhodol compound, a salt thereof, a hydrate or a solvate thereof is intended.
一般式(1)において、Y2で示される置換若しくは非置換アミノ基は、一般式(1A)及び(1C)にも記載のとおり、-NR12aR13a又は-NR12cR13cを意味する。 In general formula (1), the substituted or unsubstituted amino group represented by Y 2 means —NR 12a R 13a or —NR 12c R 13c , as also described in general formulae (1A) and (1C).
R12a、R12c、R13a及びR13cで示されるアルキル基は、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 The alkyl groups represented by R 12a , R 12c , R 13a and R 13c can be those described above, as can the types and numbers of the substituents.
R12a、R12c、R13a及びR13cは、(ヘテロ)アリール基とする場合は蛍光強度の低下を招き、水素原子とする場合はキノイド型になった際に外れてしまってカチオン性を失う一方、アルキル基とする場合は蛍光強度を損なわない。 When R 12a , R 12c , R 13a and R 13c are (hetero)aryl groups, the fluorescence intensity is reduced, and when they are hydrogen atoms, they are removed when the compound is converted into a quinoid structure, resulting in a loss of cationicity. However, when they are alkyl groups, the fluorescence intensity is not impaired.
なお、一般式(1)において、Y2に関しては、ホスホニウムローダミン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物や、ホスホニウムロドール化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を目的とする場合は置換若しくは非置換アミノ基を採用し、ホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を目的とする場合は酸素アニオンを採用することが好ましい。 In general formula (1), it is preferable to use a substituted or unsubstituted amino group for Y2 when a phosphonium rhodamine compound, a salt thereof, a hydrate or a solvate thereof, or a phosphonium rhodol compound, a salt thereof, a hydrate or a solvate thereof is the target, and it is preferable to use an oxygen anion when a phosphonium fluorescein compound, a salt thereof, a hydrate or a solvate thereof is the target.
上記一般式(1)において、R6とY1、R7とY2、R8とY1、及びR9とY2は、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成してもよい。また、上記一般式(1A)において、R6aとR10、R7aとR13a、R8とR11、及びR9とR12aは、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成してもよい。また、上記一般式(1C)において、R7cとR13c、及びR9cとR12cは、一緒になって、置換若しくは非置換アルキレン基を構成してもよい。 In the above general formula (1), R6 and Y1 , R7 and Y2 , R8 and Y1 , and R9 and Y2 may together form a substituted or unsubstituted alkylene group. Also, in the above general formula (1A), R6a and R10 , R7a and R13a , R8 and R11 , and R9 and R12a may together form a substituted or unsubstituted alkylene group. Also, in the above general formula (1C), R7c and R13c , and R9c and R12c may together form a substituted or unsubstituted alkylene group.
このようなアルキレン基としては、炭素数1~6(特に炭素数2~4)のアルキレン基が挙げられ、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等が挙げられる。アルキレン基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、特に制限はなく、水酸基、上記ハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 Such alkylene groups include alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms (particularly 2 to 4 carbon atoms), such as methylene, ethylene, trimethylene, and tetramethylene. The alkylene group may have a substituent. Examples of the substituent include, but are not limited to, a hydroxyl group, the halogen atoms described above, the aryl groups described above, and the heteroaryl groups described above. If the alkylene group has a substituent, there is no particular restriction on the number of substituents; 1 to 6 is preferred, and 1 to 3 is more preferred.
ただし、水溶性をより向上させ、イメージングの際の非特異吸着をより抑制する観点からは、R6とY1、R7とY2、R8とY1、及びR9とY2のいずれも、互いに結合して置換若しくは非置換アルキレン基を構成しないことが好ましい。 However, from the viewpoint of further improving water solubility and further suppressing nonspecific adsorption during imaging, it is preferable that none of R6 and Y1 , R7 and Y2 , R8 and Y1 , and R9 and Y2 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted alkylene group.
このような条件を満たす本発明のホスホニウム化合物としては、例えば、 Examples of the phosphonium compounds of the present invention that satisfy these conditions include:
[式中、Phはフェニル基を示す。]
等で表されるホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物が好ましい。
[In the formula, Ph represents a phenyl group.]
or a salt, hydrate or solvate thereof.
本発明のホスホニウム化合物は、塩の状態で存在することもできる。一般式(1B)で示されるホスホニウムフルオレセイン化合物の場合は、分子内にカチオンとアニオンとを有しているため、分子内塩(双性イオン)となり得る。一方、一般式(1A)で表されるホスホニウムローダミン化合物や、一般式(1C)で表されるホスホニウムロドール化合物の場合は、酸付加塩として、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の鉱酸塩;p-トルエンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、マレイン酸塩、シュウ酸塩等の有機酸塩等を挙げることができる。これらのほか、グリシン等のアミノ酸との塩を形成する場合もある。 The phosphonium compounds of the present invention can also exist in the form of salts. In the case of phosphonium fluorescein compounds represented by general formula (1B), since they contain a cation and an anion within the molecule, they can form intramolecular salts (zwitterions). On the other hand, in the case of phosphonium rhodamine compounds represented by general formula (1A) and phosphonium rhodol compounds represented by general formula (1C), examples of acid addition salts include mineral acid salts such as hydrochloride, sulfate, and nitrate; and organic acid salts such as p-toluenesulfonate, methanesulfonate, maleate, and oxalate. In addition, salts with amino acids such as glycine may also be formed.
また、本発明のホスホニウム化合物は、水和物又は溶媒和物として存在する場合もあるが、これらの物質はいずれも本発明の範囲に包含される。 The phosphonium compounds of the present invention may also exist as hydrates or solvates, and all of these substances are included within the scope of the present invention.
このような本発明のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、例えば、一般式(1A)で表されるホスホニウムローダミン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の場合は、水中では、吸収極大波長が690~730nm、特に695~725nmであり、蛍光極大波長が730~770nm、特に735~765nmであることが好ましい。また、一般式(1B)で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の場合は、水中では、吸収極大波長が630~660nm、特に635~655nmであり、蛍光極大波長が670~700nm、特に675~695nmであることが好ましい。また、一般式(1C)で表されるホスホニウムロドール化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の場合は、水中では、吸収極大波長が660~690nm、特に665~685nmであり、蛍光極大波長が700~730nm、特に695~725nmであることが好ましい。 Such phosphonium compounds or salts, hydrates, or solvates of the present invention, for example, phosphonium rhodamine compounds represented by general formula (1A) or salts, hydrates, or solvates thereof, preferably have an absorption maximum wavelength of 690 to 730 nm, particularly 695 to 725 nm, and a fluorescence maximum wavelength of 730 to 770 nm, particularly 735 to 765 nm, in water. Furthermore, phosphonium fluorescein compounds represented by general formula (1B) or salts, hydrates, or solvates thereof preferably have an absorption maximum wavelength of 630 to 660 nm, particularly 635 to 655 nm, and a fluorescence maximum wavelength of 670 to 700 nm, particularly 675 to 695 nm, in water. Furthermore, in the case of a phosphonium rhodol compound represented by general formula (1C) or a salt, hydrate, or solvate thereof, it is preferable that in water the absorption maximum wavelength is 660 to 690 nm, particularly 665 to 685 nm, and the fluorescence maximum wavelength is 700 to 730 nm, particularly 695 to 725 nm.
本発明のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物(本発明の蛍光色素)がホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である場合は、溶媒の極性によって吸収極大波長及び蛍光極大波長が変化する化合物群(ソルバトクロミック蛍光色素)である。例えば、溶媒の極性が非常に小さいトルエン等の非極性溶媒中では、吸収極大波長が670~700nm、特に675~695nmであり、蛍光極大波長が720~750nm、特に725~745nmであることが好ましい。 When the phosphonium compound or its salt, hydrate, or solvate (fluorescent dye of the present invention) of the present invention is a phosphonium fluorescein compound or its salt, hydrate, or solvate, it is a group of compounds (solvatochromic fluorescent dyes) whose maximum absorption wavelength and maximum fluorescence wavelength change depending on the polarity of the solvent. For example, in a nonpolar solvent such as toluene, which has very little solvent polarity, the maximum absorption wavelength is preferably 670 to 700 nm, particularly 675 to 695 nm, and the maximum fluorescence wavelength is preferably 720 to 750 nm, particularly 725 to 745 nm.
用途範囲を拡張するための蛍光色素として、ソルバトクロミック蛍光色素が期待されている。ソルバトクロミック蛍光色素は、周辺環境の極性を区別することができるため、蛍光プローブに広く利用されている。しかしながら、従来から使用されているソルバトクロミック蛍光色素は、溶媒の極性の大小により吸収極大波長及び蛍光極大波長が変化する蛍光色素であるが、水等の極性が非常に大きな溶媒中では蛍光量子収率が著しく小さい問題がある。 Solvatochromic fluorescent dyes are expected to expand the range of applications. Solvatochromic fluorescent dyes are widely used in fluorescent probes because they can distinguish between the polarity of the surrounding environment. However, while traditionally used solvatochromic fluorescent dyes have wavelengths whose maximum absorption and fluorescence wavelengths change depending on the polarity of the solvent, they have the problem of having extremely low fluorescence quantum yields in highly polar solvents such as water.
ソルバトクロミック蛍光色素は、正の溶媒効果を有する蛍光色素と、負の溶媒効果を有する蛍光色素とに分けられる。大部分のソルバトクロミック蛍光色素は、正の溶媒効果を有しており、図1左図のように、溶媒の極性が増大するにつれて吸収極大波長及び蛍光極大波長が長波長シフトする。逆に、負の溶媒効果を有するソルバトクロミック蛍光色素は、典型的には、図1右図のように、溶媒の極性が増大するにつれて吸収極大波長及び蛍光極大波長が短波長シフトする。細胞イメージングのためには、水等の極性が非常に大きな溶媒中において蛍光量子収率が大きいことが求められるため、本発明のように、負の溶媒効果を有する負のソルバトクロミック蛍光色素は有用である。 Solvatochromic fluorescent dyes are divided into those with a positive solvent effect and those with a negative solvent effect. Most solvatochromic fluorescent dyes have a positive solvent effect, and as shown in the left diagram of Figure 1, the absorption and fluorescence maximum wavelengths shift toward longer wavelengths as the polarity of the solvent increases. Conversely, solvatochromic fluorescent dyes with a negative solvent effect typically have their absorption and fluorescence maximum wavelengths shift toward shorter wavelengths as the polarity of the solvent increases, as shown in the right diagram of Figure 1. Cell imaging requires a high fluorescence quantum yield in highly polar solvents such as water, so negative solvatochromic fluorescent dyes with a negative solvent effect, as in the present invention, are useful.
以上から、吸収極大波長及び蛍光極大波長をより長波長化するとともに、吸収極大波長及び蛍光極大波長の溶媒依存性をより高めることが可能である。なお、ホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である場合は、溶媒が水やPBS緩衝液等のような水溶液である場合には、吸収極大波長及び蛍光極大波長を特に大きくすることができる。つまり、本発明の蛍光色素のうち、ホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である場合は、溶媒の極性が増大するほど吸収極大波長及び蛍光極大波長が短波長化する、負のソルバトクロミック蛍光色素とも表記することができる。 From the above, it is possible to shift the maximum absorption wavelength and maximum fluorescence wavelength to longer wavelengths, and to further increase the solvent dependence of the maximum absorption wavelength and maximum fluorescence wavelength. Furthermore, in the case of a phosphonium fluorescein compound or a salt, hydrate, or solvate thereof, the maximum absorption wavelength and maximum fluorescence wavelength can be particularly increased when the solvent is an aqueous solution such as water or PBS buffer solution. In other words, among the fluorescent dyes of the present invention, a phosphonium fluorescein compound or a salt, hydrate, or solvate thereof can also be described as a negative solvatochromic fluorescent dye, in which the maximum absorption wavelength and maximum fluorescence wavelength become shorter as the polarity of the solvent increases.
このように、本発明のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、各種染色剤、蛍光色素等の学術研究用試薬の他、装置仕様に適合する特定の励起及び蛍光波長を有する蛍光色素等の診断装置用検出試薬等としても有用である。 As such, the phosphonium compounds or salts, hydrates, or solvates thereof of the present invention are useful not only as academic research reagents such as various stains and fluorescent dyes, but also as detection reagents for diagnostic devices, such as fluorescent dyes with specific excitation and fluorescence wavelengths that match the device specifications.
2.ホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物の製造方法
本発明のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物は、特に制限されず、例えば、一般式(B)で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物を例に取ると、以下の反応式1:
2. Method for Producing a Phosphonium Compound, or a Salt, Hydrate, or Solvate Thereof The phosphonium compound, or a salt, hydrate, or solvate thereof of the present invention is not particularly limited. For example, taking a phosphonium fluorescein compound represented by general formula (B) as an example, it can be produced by the following reaction scheme 1:
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6b、R7b、R8b、R9bは前記に同じである。R14及びR15は同一又は異なって、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アシル基、又は置換若しくは非置換アルコキシカルボニル基を示す。X-はカウンターイオンを示す。]
にしたがって、合成することができる。
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6b , R 7b , R 8b , and R 9b are the same as defined above. R 14 and R 15 may be the same or different and represent a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted acyl group, or a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group. X − represents a counter ion.]
can be synthesized according to the following:
反応式1において、R14及びR15で示されるアルキル基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。 In Reaction Scheme 1, the alkyl groups represented by R 14 and R 15 can be those mentioned above. The same applies to the type and number of substituents.
反応式1において、R14及びR15で示されるアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基等の炭素数1~6のアルカノイル基等が挙げられる。 In Reaction Scheme 1, examples of the acyl group represented by R 14 and R 15 include alkanoyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as formyl, acetyl, and propionyl.
R14及びR15で示されるアシル基は、置換基を有していてもよい。アシル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、水酸基、上記ハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、上記アルコキシ基、上記アルケニル基、上記アルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The acyl group represented by R 14 and R 15 may have a substituent. The substituent that the acyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, the halogen atom, the aryl group, the heteroaryl group, the alkoxy group, the alkenyl group, and the alkynyl group. When the acyl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
反応式1において、R14及びR15で示されるアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基等の炭素数1~6のアルコキシカルボニル基等が挙げられる。 In Reaction Scheme 1, examples of the alkoxycarbonyl group represented by R 14 and R 15 include alkoxycarbonyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, and an isopropoxycarbonyl group.
R14及びR15で示されるアルコキシカルボニル基は、置換基を有していてもよい。アルコキシカルボニル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、水酸基、上記ハロゲン原子、上記アリール基、上記ヘテロアリール基、上記アルコキシ基、上記アルケニル基、上記アルキニル基等が挙げられる。置換基を有する場合の置換基の数は、特に制限されず、1~6個が好ましく、1~3個がより好ましい。 The alkoxycarbonyl group represented by R 14 and R 15 may have a substituent. The substituent that the alkoxycarbonyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, the halogen atom, the aryl group, the heteroaryl group, the alkoxy group, the alkenyl group, and the alkynyl group. When the alkoxycarbonyl group has a substituent, the number of the substituents is not particularly limited, and is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
反応式1において、X-で示されるカウンターイオンとしては、塩化物イオン(Cl-)、臭化物イオン(Br-)、ヨウ化物イオン(I-)、硝酸イオン(NO3 -)、トリフルオロメチル酢酸イオン(CF3COO-)、メタンスルホナートイオン、トルエンスルホナートイオン、トリフルオロメタンスルホナートイオン、四フッ化ボラートイオン、ヘキサフルオロホスファートイオン等が挙げられる。 In Reaction Scheme 1, examples of the counter ion represented by X − include chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodide ion (I − ), nitrate ion (NO 3 − ), trifluoromethylacetate ion (CF 3 COO − ), methanesulfonate ion, toluenesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, tetrafluoroborate ion, and hexafluorophosphate ion.
原料として使用する一般式(2)で表される化合物は、公知又は市販品を使用することができる。一般式(2)で表される化合物を合成する場合は、例えば、Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2017 Aug 28; 375 (2101): 20170007.に記載の方法にしたがって合成することができる。 The compound represented by general formula (2) used as a raw material can be a known or commercially available product. The compound represented by general formula (2) can be synthesized, for example, according to the method described in Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2017 Aug 28; 375 (2101): 20170007.
なお、ホスホニウムロドール化合物及びホスホニウムローダミン化合物も、基質である一般式(2)で表される化合物(2)の代わりに、適切な基質を選択することで、同様に合成することができる。 Note that phosphonium rhodol compounds and phosphonium rhodamine compounds can also be synthesized in a similar manner by selecting an appropriate substrate instead of the substrate compound (2) represented by general formula (2).
化合物(2)→化合物(3)
リチウム化合物としては、特に制限はなく、公知のものが採用でき、例えば、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、n-ペンチルリチウム、n-ヘキシルリチウム等のアルキルリチウム;シクロヘキシルリチウム等のシクロアルキルリチウム;フェニルリチウム等のアリールリチウム等が挙げられる。これらのうち、本工程では、収率、合成の容易さの観点から、アルキルリチウムが好ましく、n-ブチルリチウムがより好ましい。これらリチウム化合物は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
Compound (2) → Compound (3)
The lithium compound is not particularly limited, and known compounds can be used, including, for example, alkyllithiums such as ethyllithium, n-propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-pentyllithium, and n-hexyllithium; cycloalkyllithiums such as cyclohexyllithium; and aryllithiums such as phenyllithium. Of these, in this step, from the viewpoints of yield and ease of synthesis, alkyllithiums are preferred, and n-butyllithium is more preferred. These lithium compounds can be used alone or in combination of two or more.
上記リチウム化合物の使用量は、特に制限はなく、収率、合成の容易さ等の観点から、化合物(2)1モルに対して、0.8~5.0モルが好ましく、1.0~3.0モルが好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of the lithium compound used, but from the standpoint of yield, ease of synthesis, etc., it is preferably 0.8 to 5.0 moles, and more preferably 1.0 to 3.0 moles, per mole of compound (2).
亜鉛化合物としては、特に制限はなく、収率、合成の容易さ等の観点から、塩化亜鉛、臭化亜鉛等のハロゲン化亜鉛が好ましい。 There are no particular restrictions on the zinc compound, but zinc halides such as zinc chloride and zinc bromide are preferred from the standpoints of yield, ease of synthesis, etc.
上記亜鉛化合物の使用量は、特に制限はなく、収率、合成の容易さ等の観点から、化合物(2)1モルに対して、0.1~5モルが好ましく、0.5~2モルがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of the zinc compound used, but from the standpoints of yield, ease of synthesis, etc., it is preferably 0.1 to 5 moles, and more preferably 0.5 to 2 moles, per mole of compound (2).
亜鉛化合物は、配位子を使用して錯体を形成することもできる。この場合、配位子化合物を投入して系中で錯体を形成することもできるし、錯体を形成してから系中に投入することもできる。 Zinc compounds can also form complexes using ligands. In this case, the ligand compound can be added and the complex can be formed in the system, or the complex can be formed and then added to the system.
このような配位子としては、例えば、2,2’-ビピリジル、4,4’-(tert-ブチル)ビピリジル、4,4’-ビス(トリフルオロメチル)-2,2’-ビピリジル、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-2,2’-ビピリジル、6,6’-ビス(トリフルオロメチル)-2,2’-ビピリジル、4,4’-ビス(メトキシカルボニル)-2,2’-ビピリジル、4,4’-ジメチル-2,2’-ビピリジル、5,5’-ジメチル-2,2’-ビピリジル、4,4’-ジメトキシ-2,2’-ビピリジル、4,4’-ジシアノ-2,2’-ビピリジル、フェナントロリン、2,2’-ビピリミジル、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、ジフェニルホスフィノメタン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン、1,2-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1,3-(ジシクロヘキシルホスフィノ)プロパン、1,2-ビス(ジ-tert-ブチルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジ-tert-ブチルホスフィノ)プロパン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン等が挙げられる。これらの配位子は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 Examples of such ligands include 2,2'-bipyridyl, 4,4'-(tert-butyl)bipyridyl, 4,4'-bis(trifluoromethyl)-2,2'-bipyridyl, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-2,2'-bipyridyl, 6,6'-bis(trifluoromethyl)-2,2'-bipyridyl, 4,4'-bis(methoxycarbonyl)-2,2'-bipyridyl, 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridyl, 5,5'-dimethyl-2,2'-bipyridyl, 4,4'-dimethoxy-2,2'-bipyridyl, 4,4'-dicyano-2,2'-bipyridyl, phenanthroline, 2,2'-bipyrimidyl, 1,4-di Examples include azabicyclo[2.2.2]octane, tetramethylethylenediamine (TMEDA), 1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene, diphenylphosphinomethane, 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane, 1,3-bis(diphenylphosphino)propane, 1,5-bis(diphenylphosphino)pentane, 1,2-bis(dicyclohexylphosphino)ethane, 1,3-(dicyclohexylphosphino)propane, 1,2-bis(di-tert-butylphosphino)ethane, 1,3-bis(di-tert-butylphosphino)propane, and 1,2-bis(diphenylphosphino)benzene. These ligands can be used alone or in combination of two or more.
上記配位子の使用量は、特に制限はなく、収率、合成の容易さ等の観点から、亜鉛化合物1モルに対して、0.1~5モルが好ましく、0.5~2モルがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of the ligand used, but from the standpoint of yield, ease of synthesis, etc., 0.1 to 5 moles per mole of zinc compound is preferred, and 0.5 to 2 moles is more preferred.
本工程において使用され得る有機溶媒としては、特に制限されず、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物が好ましい。 The organic solvent that can be used in this step is not particularly limited, but preferred examples include cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane.
反応条件は、反応が十分に進行する程度が好ましく、例えば、反応雰囲気は酸化性雰囲気(例えば、酸素ガス雰囲気、空気中等)が好ましく、反応温度は室温(20~30℃程度)が好ましく、反応時間は5分~96時間、特に10分~72時間が好ましい。 Reaction conditions are preferably such that the reaction proceeds sufficiently. For example, the reaction atmosphere is preferably an oxidizing atmosphere (e.g., an oxygen gas atmosphere, air, etc.), the reaction temperature is preferably room temperature (approximately 20 to 30°C), and the reaction time is preferably 5 minutes to 96 hours, particularly 10 minutes to 72 hours.
反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理を行うこともでき、次の工程を行うことができる。 After the reaction is complete, purification can be performed according to standard methods if necessary, and the next step can then be carried out.
化合物(3)→化合物(1B)
ルイス酸としては、例えば、三臭化ホウ素、三臭化アルミニウム、三塩化ホウ素、三塩化アルミニウム、ヨードトリメチルシラン等が挙げられる。これらのルイス酸は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
Compound (3) → Compound (1B)
Examples of Lewis acids include boron tribromide, aluminum tribromide, boron trichloride, aluminum trichloride, iodotrimethylsilane, etc. These Lewis acids can be used alone or in combination of two or more.
なお、通常、ルイス酸は化合物(3)に対して過剰量を使用することが好ましく、ルイス酸の使用量は、化合物(3)1モルに対して、2~10モルが好ましく、3~8モルがより好ましい。 It is generally preferable to use an excess amount of Lewis acid relative to compound (3), and the amount of Lewis acid used is preferably 2 to 10 moles, and more preferably 3 to 8 moles, per mole of compound (3).
反応は通常反応溶媒の存在下で行うことができる。使用できる反応溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等の脂肪族ハロゲン化炭化水素;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の炭化水素等が挙げられ、合成の容易さ、収率等の観点から、脂肪族ハロゲン化炭化水素が好ましく、ジクロロメタンがより好ましい。これらの反応溶媒は単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The reaction can usually be carried out in the presence of a reaction solvent. Usable reaction solvents include, for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; aliphatic halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride; and hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and cyclohexane. From the standpoints of ease of synthesis and yield, aliphatic halogenated hydrocarbons are preferred, and dichloromethane is more preferred. These reaction solvents can be used alone or in combination of two or more.
反応雰囲気は、通常、不活性ガス雰囲気(アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等)を採用し得る。反応温度は、加熱下、常温下及び冷却下のいずれでも行うことができ、通常、-50~100℃が好ましく、0~50℃がより好ましい。反応時間は特に制限されず、反応が十分に進行する時間とすることが好ましい。 The reaction atmosphere is typically an inert gas atmosphere (argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere, etc.). The reaction can be carried out under heating, at room temperature, or under cooling, and is typically carried out at a temperature between -50 and 100°C, and more preferably between 0 and 50°C. There are no particular restrictions on the reaction time, but it is preferably set to a time that allows the reaction to proceed sufficiently.
反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理をすることにより、本発明のホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物を得ることができる。 After the reaction is complete, the phosphonium fluorescein compound of the present invention or its salt, hydrate, or solvate can be obtained by purifying the reaction mixture according to conventional methods, if necessary.
実施例に基づいて、本発明を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。 The present invention will be specifically explained based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
合成例1:4-ブロモ-3-(ジフェニルホスフィノ)アニソールSynthesis Example 1: 4-bromo-3-(diphenylphosphino)anisole
式中、Meはメチル基を示す。iPrはイソプロピル基を示す。Phはフェニル基を示す。THFはテトラヒドロフランを示す。 In the formula, Me represents a methyl group, iPr represents an isopropyl group, Ph represents a phenyl group, and THF represents tetrahydrofuran.
無水テトラヒドロフラン(THF)中の4-ブロモ-3-ヨードアニソールの溶液に、臭化イソプロピルマグネシウムを-20℃で滴下した。-20℃で1時間撹拌した後、ジフェニルホスフィンクロリドを加え、得られた混合物を-20℃で1時間撹拌した。混合物を室温に温め、一晩撹拌した。塩化アンモニウムの飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相を酢酸エチル(EtOAc)で3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル(EtOAc)=10:1~5:1)に供し、続いて室温でヘキサン/ジクロロメタン溶媒系からの再結晶により精製し、4-ブロモ-3-(ジフェニルホスフィノ)アニソール(4.40g,11.9mmol,59%)を白色固体として得た。 Isopropylmagnesium bromide was added dropwise to a solution of 4-bromo-3-iodoanisole in anhydrous tetrahydrofuran (THF) at -20°C. After stirring at -20°C for 1 hour, diphenylphosphine chloride was added, and the resulting mixture was stirred at -20°C for 1 hour. The mixture was warmed to room temperature and stirred overnight. The reaction was quenched by adding a saturated aqueous solution of ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate (EtOAc). The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was subjected to silica gel column chromatography (hexane/ethyl acetate (EtOAc) = 10:1 to 5:1 as eluent) followed by purification by recrystallization from a hexane/dichloromethane solvent system at room temperature to obtain 4-bromo-3-(diphenylphosphino)anisole (4.40 g, 11.9 mmol, 59%) as a white solid.
合成例2Synthesis Example 2
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。nBuはn-ブチル基を示す。THFはテトラヒドロフランを示す。 In the formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, nBu represents an n-butyl group, and THF represents tetrahydrofuran.
無水テトラヒドロフラン(THF;25mL)中の合成例1で得た4-ブロモ-3-(ジフェニルホスフィノ)アニソール(3.71g,10mmol)の溶液に、-78℃でn-ブチルリチウム(nBuLi;7mL,11mmol)の1.58Mヘキサン溶液をゆっくりと加え、得られた混合物を同じ温度で1時間撹拌した。テトラヒドロフラン(THF;8mL)中の4-メトキシ安息香酸のワインレブアミド(1.95g,10mmol)の溶液をゆっくりと加えた。反応混合物を室温まで温めて一晩攪拌した。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相を酢酸エチル(EtOAc)で3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル(EtOAc)=5:1~3:1)に供して精製し、ジアリールケトン化合物(2.27g,5.3mmol,53%)を黄色がかった固体として得た。 To a solution of 4-bromo-3-(diphenylphosphino)anisole (3.71 g, 10 mmol) obtained in Synthesis Example 1 in anhydrous tetrahydrofuran (THF; 25 mL) was slowly added a 1.58 M hexane solution of n-butyllithium ( nBuLi ; 7 mL, 11 mmol) at −78°C, and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. A solution of Weinreb amide of 4-methoxybenzoic acid (1.95 g, 10 mmol) in tetrahydrofuran (THF; 8 mL) was slowly added. The reaction mixture was allowed to warm to room temperature and stirred overnight. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride solution, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate (EtOAc). The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: hexane/ethyl acetate (EtOAc) = 5:1 to 3:1) to give the diaryl ketone compound (2.27 g, 5.3 mmol, 53%) as a yellowish solid.
合成例3Synthesis Example 3
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。THFはテトラヒドロフランを示す。 In the formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and THF represents tetrahydrofuran.
2,6-キシリルマグネシウムブロミド/塩化リチウム溶液(1M、10mL)に、25mLの無水テトラヒドロフラン(THF)に溶解した合成例2のジアリールケトン化合物(2.13g,5mmol)の溶液を加えた。冷却浴を除去し、反応混合物を室温で2時間及び70℃で2日間撹拌した。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相を酢酸エチル(EtOAc)で3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル(EtOAc)=10:1~5:1)に供して精製し、トリアリールアルコール化合物(1.08g,2mmol,38%)を白色固体として得た。 A solution of the diaryl ketone compound (2.13 g, 5 mmol) from Synthesis Example 2 dissolved in 25 mL of anhydrous tetrahydrofuran (THF) was added to a 2,6-xylylmagnesium bromide/lithium chloride solution (1 M, 10 mL). The cooling bath was removed, and the reaction mixture was stirred at room temperature for 2 hours and at 70°C for 2 days. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate (EtOAc). The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/ethyl acetate (EtOAc) = 10:1 to 5:1 as eluent) to obtain the triaryl alcohol compound (1.08 g, 2 mmol, 38%) as a white solid.
合成例4Synthesis Example 4
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。Acはアセチル基を示す。TFAはトリフルオロ酢酸を示す。X-はカウンターイオンを示す。 In the formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, Ac represents an acetyl group, TFA represents trifluoroacetic acid, and X - represents a counter ion.
無水酢酸(8mL)中の合成例3で得たトリアリールアルコール化合物(1.08g,2mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(TFA;0.5mL,6mmol)を室温でゆっくりと加え、得られた混合物を同じ温度で1時間撹拌した。次に水を加え、水相をジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール(MeOH)=5:1)に供して精製し、対応するホスホニウム塩(1.26g,2mmol,99%)を白色固体として得た。 To a solution of the triaryl alcohol compound (1.08 g, 2 mmol) obtained in Synthesis Example 3 in acetic anhydride (8 mL) was slowly added trifluoroacetic acid (TFA; 0.5 mL, 6 mmol) at room temperature, and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. Water was then added, and the aqueous phase was extracted three times with dichloromethane. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform/methanol (MeOH) = 5:1 as eluent) to obtain the corresponding phosphonium salt (1.26 g, 2 mmol, 99%) as a white solid.
合成例5Synthesis Example 5
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。nBuLiはn-ブチルリチウムを示す。TMEDAはテトラメチルエチレンジアミンを示す。X-はカウンターイオンを示す。 In the formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, nBuLi represents n-butyllithium, TMEDA represents tetramethylethylenediamine, and X - represents a counter ion.
無水テトラヒドロフラン(THF;10mL)中の合成例4で得たホスホニウム塩(0.83g,2.1mmol)の溶液に、-78℃で1.58Mのn-ブチルリチウム(nBuLi;1.58mL,2.5mmol)及び塩化亜鉛/テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)錯体(0.53g,2.1mmol)をゆっくりと加え、得られた混合物をアルゴン雰囲気下で1時間撹拌した。アルゴンを酸素に置換した後、攪拌を維持した。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相をジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール(MeOH)=10:1~5:1)に供して精製し、ホスホニウムアルコール化合物(0.81g,1.3mmol,60%)を白色固体として得た。 To a solution of the phosphonium salt (0.83 g, 2.1 mmol) obtained in Synthesis Example 4 in anhydrous tetrahydrofuran (THF; 10 mL) was slowly added 1.58 M n-butyllithium ( nBuLi ; 1.58 mL, 2.5 mmol) and zinc chloride/tetramethylethylenediamine (TMEDA) complex (0.53 g, 2.1 mmol) at −78°C, and the resulting mixture was stirred for 1 hour under an argon atmosphere. After replacing the argon with oxygen, stirring was maintained. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with dichloromethane. The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform/methanol (MeOH) = 10:1 to 5:1 as eluent) to obtain the phosphonium alcohol compound (0.81 g, 1.3 mmol, 60%) as a white solid.
実施例1:ホスホニウムフルオレセインExample 1: Phosphonium Fluorescein
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。 In the formula, Me represents a methyl group. Ph represents a phenyl group.
無水ジクロロメタン(CH2Cl2;2mL)中の実施例1で得たホスホニウムアルコール化合物(0.1g,0.15mmol)の溶液に、三臭化ホウ素(BBr3;0.8mL,0.8mmol)の1.0Mのジクロロメタン溶液を-78℃でゆっくりと加え、得られた混合物を同じ温度で30分間撹拌した。混合物を室温まで温め、24時間撹拌した。水を加えることにより反応を停止し、水相をジクロロメタンで4回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール(MeOH)=10:1)に供して精製し、ホスホニウムフルオレセイン化合物(0.03g,0.06mmol,41%)を赤色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.88-7.80 (2H, m), 7.74-7.66 (8H, m), 7.29 (1H, t, J = 7.6 Hz), 7.14 (2H, d, J = 7.6 Hz), 6.86 (2H, dd, J = 10.0, 8.0 Hz), 6.79 (2H, dd, J = 19.2, 2.4 Hz), 6.49 (2H, dd, J = 10.0, 2.4 Hz), 1.93 (6H, s)。
To a solution of the phosphonium alcohol compound obtained in Example 1 (0.1 g, 0.15 mmol) in anhydrous dichloromethane (CH 2 Cl 2 ; 2 mL), a 1.0 M dichloromethane solution of boron tribromide (BBr 3 ; 0.8 mL, 0.8 mmol) was slowly added at −78° C., and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 30 minutes. The mixture was warmed to room temperature and stirred for 24 hours. The reaction was quenched by adding water, and the aqueous phase was extracted four times with dichloromethane. The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform/methanol (MeOH) = 10:1 as eluent) to obtain the phosphonium fluorescein compound (0.03 g, 0.06 mmol, 41%) as a red solid.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 7.88-7.80 (2H, m), 7.74-7.66 (8H, m), 7.29 (1H, t, J = 7.6 Hz), 7.14 (2H, d, J = 7.6 Hz), 6.86 (2H, dd, J = 10.0, 8.0 Hz), 6.79 (2H, dd, J = 19.2, 2.4 Hz), 6.49 (2H, dd, J = 10.0, 2.4 Hz), 1.93 (6H, s).
実施例2:ホスホニウムフルオレセインExample 2: Phosphonium Fluorescein
式中、Phはフェニル基を示す。 In the formula, Ph represents a phenyl group.
合成例3で使用した2,6-キシリルマグネシウムブロミド/塩化リチウム溶液を、2-トリルマグネシウムブロミド/塩化リチウム溶液に変えて、合成例3~5及び実施例1の手順に従って合成した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.88-7.79 (2H, m), 7.75-7.62 (8H, m), 7.39 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.31 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.30 (1H, d, J = 7.0 Hz), 7.07 (1H, d, J = 7.0 Hz), 6.87 (2H, dd, J = 9.8, 8.0 Hz), 6.80 (2H, dd, J = 18.4, 2.4 Hz), 6.47 (2H, dd, J = 9.8, 2.4 Hz), 1.95 (3H, s)。
Synthesis was carried out according to the procedures of Synthesis Examples 3 to 5 and Example 1, except that the 2,6-xylylmagnesium bromide/lithium chloride solution used in Synthesis Example 3 was replaced with a 2-tolylmagnesium bromide/lithium chloride solution.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 7.88-7.79 (2H, m), 7.75-7.62 (8H, m), 7.39 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.31 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.30 (1H, d, J = 7.0 Hz), 7.07 (1H, d, J = 7.0 Hz), 6.87 (2H, dd, J = 9.8, 8.0 Hz), 6.80 (2H, dd, J = 18.4, 2.4 Hz), 6.47 (2H, dd, J = 9.8, 2.4 Hz), 1.95 (3H, s).
合成例6Synthesis Example 6
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。 In the formula, Me represents a methyl group. Ph represents a phenyl group.
無水テトラヒドロフラン(THF;11mL)中の合成例1で得た4-ブロモ-3-(ジフェニルホスフィノ)アニソール(1.23g,3.3mmоl)の溶液に、-78℃でn-ブチルリチウム(nBuLi;7mL,3.6mmоl)の1.58Mヘキサン溶液をゆっくりと加え、得られた混合物を同じ温度で一時間撹拌した。テトラヒドロフラン(THF;3mL)中の4-ジメチルアミノ安息香酸のワインレブアミド(0.63g,3mmоl)の溶液をゆっくり加えた。混合物を一晩室温まで温めた。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相を酢酸エチルで三回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濾過、濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル=5:1~1:1)に供して精製し、対応するジアリールケトン化合物(0.51g,1.16mmоl,39%)を黄色がかった固体として得た。 To a solution of 4-bromo-3-(diphenylphosphino)anisole (1.23 g, 3.3 mmol) obtained in Synthesis Example 1 in anhydrous tetrahydrofuran (THF; 11 mL) was slowly added a 1.58 M hexane solution of n-butyllithium ( nBuLi ; 7 mL, 3.6 mmol) at −78°C, and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. A solution of the Weinreb amide of 4-dimethylaminobenzoic acid (0.63 g, 3 mmol) in tetrahydrofuran (THF; 3 mL) was slowly added. The mixture was allowed to warm to room temperature overnight. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride solution, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. Purification by silica gel chromatography (eluent: hexane/ethyl acetate = 5:1 to 1:1) gave the corresponding diaryl ketone compound (0.51 g, 1.16 mmol, 39%) as a yellowish solid.
合成例7Synthesis Example 7
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。 In the formula, Me represents a methyl group. Ph represents a phenyl group.
2-トリルマグネシウムブロミド/塩化リチウム溶液(0.3M、12mL)に、24mLの無水テトラヒドロフラン(THF)に溶解した合成例6で得たジアリールケトン化合物(0.51g,1.16mmol)の溶液を0℃で加えた。反応混合物を室温で2時間及び70℃で一晩撹拌した。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相を酢酸エチル3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、濾過、濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル=5:1~1:1)に供して精製し、対応するトリアリールメタノール化合物(0.11g,0.21mmоl,18%)を白色固体として得た。 A solution of the diaryl ketone compound (0.51 g, 1.16 mmol) obtained in Synthesis Example 6 dissolved in 24 mL of anhydrous tetrahydrofuran (THF) was added to a 2-tolylmagnesium bromide/lithium chloride solution (0.3 M, 12 mL) at 0°C. The reaction mixture was stirred at room temperature for 2 hours and at 70°C overnight. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The product was purified by silica gel chromatography (hexane/ethyl acetate = 5:1 to 1:1 as eluent) to obtain the corresponding triarylmethanol compound (0.11 g, 0.21 mmol, 18%) as a white solid.
合成例8Synthesis Example 8
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。Acはアセチル基を示す。TFAはトリフルオロ酢酸を示す。 In the formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, Ac represents an acetyl group, and TFA represents trifluoroacetic acid.
無水酢酸(Ac2O;1mL)中の合成例7で得たトリアリールメタノール化合物(0.11g,0.21mmоl)の溶液に、トリフルオロ酢酸(TFA;0.1mL,1mmоl)を室温でゆっくり加え、得られた混合物を同じ温度で2時間撹拌した。次に水を加え、水相をジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、濾過、濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール=10:1~5:1)に供して精製し、対応するホスホニウム塩(0.1g,0.2mmоl,95%)を白色固体として得た。 To a solution of the triarylmethanol compound (0.11 g, 0.21 mmol) obtained in Synthesis Example 7 in acetic anhydride (Ac 2 O; 1 mL), trifluoroacetic acid (TFA; 0.1 mL, 1 mmol) was slowly added at room temperature, and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 2 hours. Water was then added, and the aqueous phase was extracted three times with dichloromethane. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The product was purified by silica gel chromatography (chloroform/methanol = 10:1 to 5:1 as eluent) to obtain the corresponding phosphonium salt (0.1 g, 0.2 mmol, 95%) as a white solid.
合成例9Synthesis Example 9
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。nBuLiはn-ブチルリチウムを示す。TMEDAはテトラメチルエチレンジアミンを示す。THFはテトラヒドロフランを示す。 In the formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, nBuLi represents n-butyllithium, TMEDA represents tetramethylethylenediamine, and THF represents tetrahydrofuran.
無水テトラヒドロフラン(THF;2mL)中の合成例8で得たホスホニウム塩(0.10g,0.20mmol)の溶液に、-78℃で1.58Mのn-ブチルリチウム(nBuLi;1.58mL,0.24mmol)及び塩化亜鉛/テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)錯体(0.05g,0.2mmol)をゆっくりと加え、得られた混合物をアルゴン雰囲気下で1時間撹拌した。アルゴンを酸素に置換した後、攪拌を維持した。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相をジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール(MeOH)=10:1~5:1)に供して精製し、対応するホスホニウムアルコール化合物(0.07g,0.13mmol,65%)を得た。 To a solution of the phosphonium salt (0.10 g, 0.20 mmol) obtained in Synthesis Example 8 in anhydrous tetrahydrofuran (THF; 2 mL) was slowly added 1.58 M n-butyllithium ( nBuLi ; 1.58 mL, 0.24 mmol) and zinc chloride/tetramethylethylenediamine (TMEDA) complex (0.05 g, 0.2 mmol) at −78°C, and the resulting mixture was stirred for 1 hour under an argon atmosphere. After replacing the argon with oxygen, stirring was maintained. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with dichloromethane. The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform/methanol (MeOH) = 10:1 to 5:1 as eluent) to obtain the corresponding phosphonium alcohol compound (0.07 g, 0.13 mmol, 65%).
実施例3:ホスホニウムロドールExample 3: Phosphonium rhodol
式中、Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。 In the formula, Me represents a methyl group. Ph represents a phenyl group.
無水ジクロロメタン(CH2Cl2;1.3mL)中の合成例9で得たホスホニウムアルコール(0.07g,0.13mmol)の溶液に、三臭化ホウ素(BBr3;0.67mL,0.67mmol)の1.0Mのジクロロメタン溶液を-78℃でゆっくりと加え、得られた混合物を同じ温度で30分間撹拌した。混合物を室温まで温め、24時間撹拌した。水を加えることにより反応を停止し、水相をジクロロメタンで4回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、そして濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール(MeOH)=10:1)に供して精製し、対応するホスホニウムロドール(0.06g,0.1mmol,75%)を青色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CD3OD) δ 7.99-7.67 (10H, m), 7.46-7.37 (3H, m), 7.22 (1H, d, J = 7.6 Hz), 7.19-6.93 (7H, m), 6.77 (1H, dd, J = 16.0, 2.4 Hz), 2.90 (6H, s), 1.60 (3H, s)。
To a solution of the phosphonium alcohol (0.07 g, 0.13 mmol) obtained in Synthesis Example 9 in anhydrous dichloromethane (CH 2 Cl 2 ; 1.3 mL), a 1.0 M solution of boron tribromide (BBr 3 ; 0.67 mL, 0.67 mmol) in dichloromethane was slowly added at −78° C., and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 30 minutes. The mixture was warmed to room temperature and stirred for 24 hours. The reaction was quenched by adding water, and the aqueous phase was extracted four times with dichloromethane. The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform/methanol (MeOH) = 10:1 as eluent) to obtain the corresponding phosphonium rhodol (0.06 g, 0.1 mmol, 75%) as a blue solid.
1 H NMR (400 MHz, CD 3 OD) δ 7.99-7.67 (10H, m), 7.46-7.37 (3H, m), 7.22 (1H, d, J = 7.6 Hz), 7.19-6.93 (7H, m), 6.77 (1H, dd, J = 16.0, 2.4 Hz), 2.90 (6H, s), 1.60 (3H, s).
合成例10Synthesis Example 10
式中、Bocはtert-ブチルオキシカルボニル基を示す。Meはメチル基を示す。Phはフェニル基を示す。 In the formula, Boc represents a tert-butyloxycarbonyl group, Me represents a methyl group, and Ph represents a phenyl group.
無水テトラヒドロフラン(THF;7mL)中のN-Boc-N-メチル-4-ブロモ-3-(ジフェニルホスフィノ)アニリン(1.03g,2.2mmоl)の溶液に、-78℃でn-ブチルリチウム(nBuLi;1.41mL,2.2mmоl)の1.56Mヘキサン溶液をゆっくりと加え、得られた混合物を同じ温度で一時間撹拌した。テトラヒドロフラン(THF;3mL)中のN-Boc-N-メチルアミノ安息香酸のワインレブアミド(0.64g,2.2mmоl)の溶液をゆっくり加えた。混合物を一晩室温まで温めた。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより反応を停止し、水相を酢酸エチルで三回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ濾過し、そして濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル=3:1~1:1)に供して精製し、対応するジアリールケトン化合物(0.78g,1.25mmоl,57%)を黄色固体として得た。 To a solution of N-Boc-N-methyl-4-bromo-3-(diphenylphosphino)aniline (1.03 g, 2.2 mmol) in anhydrous tetrahydrofuran (THF; 7 mL) was slowly added a 1.56 M hexane solution of n-butyllithium ( nBuLi ; 1.41 mL, 2.2 mmol) at −78°C, and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. A solution of N-Boc-N-methylaminobenzoic acid Weinreb amide (0.64 g, 2.2 mmol) in tetrahydrofuran (THF; 3 mL) was slowly added. The mixture was allowed to warm to room temperature overnight. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by silica gel chromatography (eluent: hexane/ethyl acetate = 3:1 to 1:1) to give the corresponding diaryl ketone compound (0.78 g, 1.25 mmol, 57%) as a yellow solid.
合成例11Synthesis Example 11
式中、Bocはtert-ブチルオキシカルボニル基を示す。Phはフェニル基を示す。 In the formula, Boc represents a tert-butyloxycarbonyl group. Ph represents a phenyl group.
2,6-キシリルマグネシウムブロミド/塩化リチウム溶液(0.2M、12mL)に、24mLの無水テトラヒドロフラン(THF)に溶解した合成例10で得たジアリールケトン化合物(0.78g,1.25mmol)の溶液を0℃で加えた。反応混合物を室温で2時間及び70℃で一晩撹拌した。塩化アンモニウム飽和水溶液を加えることにより、反応を停止し、水相を酢酸エチル3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過し、そして濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル=5:1~1:1)に供して精製し、対応するトリアリールメタノール化合物(0.41g,0.55mmol,44%)を白色固体として得た。 A solution of the diaryl ketone compound (0.78 g, 1.25 mmol) obtained in Synthesis Example 10 dissolved in 24 mL of anhydrous tetrahydrofuran (THF) was added to a 2,6-xylylmagnesium bromide/lithium chloride solution (0.2 M, 12 mL) at 0°C. The reaction mixture was stirred at room temperature for 2 hours and at 70°C overnight. The reaction was quenched by adding saturated aqueous ammonium chloride, and the aqueous phase was extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. The product was purified by silica gel chromatography (hexane/ethyl acetate = 5:1 to 1:1 as eluent) to obtain the corresponding triarylmethanol compound (0.41 g, 0.55 mmol, 44%) as a white solid.
合成例12Synthesis Example 12
式中、Bocはtert-ブチルオキシカルボニル基を示す。Phはフェニル基を示す。TFAはトリフルオロ酢酸を示す。 In the formula, Boc represents a tert-butyloxycarbonyl group, Ph represents a phenyl group, and TFA represents trifluoroacetic acid.
無水ジクロロメタン(2mL)中の合成例10のトリアリールメタノール化合物(0.4g,0.55mmol)の溶液に、トリフルオロ酢酸(TFA;0.21mL,2.8mmol)を室温でゆっくり加え、得られた混合物を同じ温度で3日間撹拌した。次に水を加え、水相をジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過し、そして濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液としてクロロホルム/メタノール=10:1~5:1)に供して精製し、対応するホスホニウム塩(0.31g,0.5mmol,90%)を緑色固体として得た。 To a solution of the triarylmethanol compound (0.4 g, 0.55 mmol) from Synthesis Example 10 in anhydrous dichloromethane (2 mL), trifluoroacetic acid (TFA; 0.21 mL, 2.8 mmol) was slowly added at room temperature, and the resulting mixture was stirred at the same temperature for 3 days. Water was then added, and the aqueous phase was extracted three times with dichloromethane. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. Purification was performed by silica gel chromatography (chloroform/methanol = 10:1 to 5:1 as eluent) to obtain the corresponding phosphonium salt (0.31 g, 0.5 mmol, 90%) as a green solid.
実施例4:ホスホニウムローダミンExample 4: Phosphonium rhodamine
式中、Phはフェニル基を示す。Meはメチル基を示す。DMFはジメチルホルムアミドを示す。 In the formula, Ph represents a phenyl group, Me represents a methyl group, and DMF represents dimethylformamide.
無水ジメチルホルムアミド(DMF;0.5mL)中の合成例12で得たホスホニウム塩(0.07g,0.11mmol)の溶液に炭酸カリウム(0.05g,0.33mmol)とヨードメタン(15μL,0.24mmol)を室温でゆっくり加え、得られた混合物を80℃で3日間撹拌した。1日おきに同量のヨードメタンを追加で加えた。次に水を加え、水相を酢酸エチルで5回洗浄した。次に四フッ化ホウ酸ナトリウムの2M水溶液を加え、ジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過し、そして濃縮した。ジクロロメタン/ジエチルエーテルで再結晶し、対応するホスホニウムローダミン化合物(10mg,0.01mmоl,12%)を緑色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CD3OD) δ 8.05-7.95 (6H, m), 7.89-7.82 (4H, m), 7.45-7.36 (3H, m), 7.29-7.22 (4H, m), 7.14 (2H, dd, J = 9.8, 2.6 Hz), 3.37 (12H, s), 1.90 (6H, s)。
To a solution of the phosphonium salt (0.07 g, 0.11 mmol) obtained in Synthesis Example 12 in anhydrous dimethylformamide (DMF; 0.5 mL) was slowly added potassium carbonate (0.05 g, 0.33 mmol) and iodomethane (15 μL, 0.24 mmol) at room temperature, and the resulting mixture was stirred at 80 °C for 3 days. An equal amount of iodomethane was added every other day. Water was then added, and the aqueous phase was washed five times with ethyl acetate. A 2M aqueous solution of sodium tetrafluoroborate was then added, and the mixture was extracted three times with dichloromethane. The combined organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and concentrated. Recrystallization from dichloromethane/diethyl ether afforded the corresponding phosphonium rhodamine compound (10 mg, 0.01 mmol, 12%) as a green solid.
1 H NMR (400 MHz, CD 3 OD) δ 8.05-7.95 (6H, m), 7.89-7.82 (4H, m), 7.45-7.36 (3H, m), 7.29-7.22 (4H, m), 7.14 (2H, dd, J = 9.8, 2.6 Hz), 3.37 (12H, s), 1.90 (6H, s).
試験例1:光物理特性
ホスホニウムフルオレセイン化合物(実施例1)、ホスホニウムロドール化合物(実施例3)及びホスホニウムローダミン化合物(実施例4)の吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定した。ホスホニウムフルオレセイン化合物(実施例1)の測定には、水(pH7.1)にホスホニウムフルオレセイン化合物(実施例1)を5.0×10-5M溶解させた試料溶液を用いた。ホスホニウムロドール化合物(実施例3)の測定には、10質量%のジメチルスルホキシド(DMSO)を含有する水(pH7.0)にホスホニウムロドール化合物(実施例3)を5.0×10-5M溶解させた試料溶液を用いた。ホスホニウムローダミン化合物(実施例4)の測定には、水(pH5.3)にホスホニウムローダミン化合物(実施例4)を1.0×10-5M溶解させた試料溶液を用いた。各試料溶液を用いて、Shimadzu UV-3150 spectrometerにより測定した。また、蛍光スペクトルは、HITACHI F-4500 spectrometerで、各試料溶液を用いて測定した。結果を図2~4に示す。図2~4において、左側が吸収スペクトル、右側が蛍光スペクトルである。
Test Example 1: Photophysical Properties The absorption and fluorescence spectra of a phosphonium fluorescein compound (Example 1), a phosphonium rhodol compound (Example 3), and a phosphonium rhodamine compound (Example 4) were measured. For the measurement of the phosphonium fluorescein compound (Example 1), a sample solution prepared by dissolving 5.0 × 10 −5 M of the phosphonium fluorescein compound (Example 1) in water (pH 7.1) was used. For the measurement of the phosphonium rhodol compound (Example 3), a sample solution prepared by dissolving 5.0 × 10 −5 M of the phosphonium rhodol compound (Example 3) in water (pH 7.0) containing 10% by mass of dimethyl sulfoxide (DMSO) was used. For the measurement of the phosphonium rhodamine compound (Example 4), a sample solution prepared by dissolving 1.0 × 10 −5 M of the phosphonium rhodamine compound (Example 4) in water (pH 5.3) was used. Measurements were performed using a Shimadzu UV-3150 spectrometer. Fluorescence spectra were measured using each sample solution with a Hitachi F-4500 spectrometer. The results are shown in Figures 2 to 4. In Figures 2 to 4, the left side shows the absorption spectrum and the right side shows the fluorescence spectrum.
試験例2:蛍光の溶媒依存性の評価
ホスホニウムフルオレセイン化合物(実施例1)の吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを、様々な溶媒中で測定した。溶媒としては、メタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジクロロメタン、トルエンを用い、ホスホニウムフルオレセイン化合物(実施例1)の濃度を5.0×10-5Mとして、上記試験例1と同様に吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定した。結果を図5及び表1に示す。
Test Example 2: Evaluation of solvent dependence of fluorescence The absorption spectrum and fluorescence spectrum of the phosphonium fluorescein compound (Example 1) were measured in various solvents. Methanol, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dichloromethane, and toluene were used as solvents, and the concentration of the phosphonium fluorescein compound (Example 1) was set to 5.0 × 10 -5 M. The absorption spectrum and fluorescence spectrum were measured in the same manner as in Test Example 1 above. The results are shown in Figure 5 and Table 1.
Claims (12)
で表されるイオンを含有する、ホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 General formula (1):
A phosphonium compound, or a salt, hydrate or solvate thereof, containing an ion represented by the following formula:
で表されるホスホニウムローダミンカチオンを含有する、請求項1に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 General formula (1A):
The phosphonium compound according to claim 1, or a salt, hydrate or solvate thereof, containing a phosphonium rhodamine cation represented by the following formula:
で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である、請求項1に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 General formula (1B):
The phosphonium compound or a salt, hydrate or solvate thereof according to claim 1, which is a phosphonium fluorescein compound represented by the formula:
で表されるホスホニウムロドールカチオンを含有する、請求項1に記載のホスホニウム化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物。 General formula (1C):
The phosphonium compound according to claim 1, or a salt, hydrate or solvate thereof, containing a phosphonium rhodol cation represented by the following formula:
で表されるホスホニウムフルオレセイン化合物又はその塩、水和物若しくは溶媒和物である、ソルバトクロミック蛍光色素。 The present invention relates to a phosphonium compound or a salt, hydrate, or solvate thereof according to any one of claims 1 to 9, wherein the phosphonium compound or the salt thereof is represented by general formula (1B):
A solvatochromic fluorescent dye which is a phosphonium fluorescein compound represented by the formula:
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