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JP7738889B2 - Oxygen Imaging Reagents - Google Patents
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JP7738889B2 - Oxygen Imaging Reagents - Google Patents

Oxygen Imaging Reagents

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JP7738889B2
JP7738889B2 JP2021126215A JP2021126215A JP7738889B2 JP 7738889 B2 JP7738889 B2 JP 7738889B2 JP 2021126215 A JP2021126215 A JP 2021126215A JP 2021126215 A JP2021126215 A JP 2021126215A JP 7738889 B2 JP7738889 B2 JP 7738889B2
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Description

本発明は、酸素イメージング試薬、および同試薬に用いることができる化合物等に関する。 The present invention relates to an oxygen imaging reagent and compounds that can be used in the reagent.

酸素は、好気性生物の生命活動の維持に必要不可欠な物質である。また、生体内の低酸素は、がん、虚血性疾患、慢性腎臓病、脂肪肝等に共通に見られる。このため、細胞・組織内の酸素分圧をイメージングすることは、正常臓器の代謝過程の理解に加えて、低酸素病態の診断、治療薬の開発において重要である。組織内の酸素分圧測定は、針電極を用いた電気化学的測定法が用いられているが、侵襲的であり、また、針電極近傍しか計測できない。一方、分子の発光(りん光)を用いたイメージング技術は、高感度・簡便性・リアルタイム計測に加えて、顕微鏡と組み合わせることにより、単一細胞レベルの空間分解能を容易に実現できる。そのため、金属錯体を利用した酸素イメージング試薬が開発され(特許文献1、2)、市販されている。 Oxygen is an essential substance for maintaining the vital activities of aerobic organisms. Hypoxia in the body is commonly observed in cancer, ischemic disease, chronic kidney disease, fatty liver, and other conditions. Therefore, imaging oxygen partial pressure within cells and tissues is important not only for understanding the metabolic processes of normal organs, but also for diagnosing hypoxic pathologies and developing therapeutic drugs. Electrochemical measurement using a needle electrode is currently used to measure oxygen partial pressure within tissues, but this is invasive and can only measure the area near the needle electrode. On the other hand, imaging technology using molecular luminescence (phosphorescence) offers high sensitivity, simplicity, and real-time measurement. When combined with a microscope, it can easily achieve spatial resolution at the single-cell level. For this reason, oxygen imaging reagents using metal complexes have been developed and are commercially available (Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、これまでの酸素イメージング試薬には、例えば、次のような問題点がある。
(1)可視光領域に吸収・りん光を示すため、臓器表面から50 μm程度までしかイメージングできない。
(2)近赤外りん光性金属錯体(非特許文献1のBTPHSA:図12)もあるが、りん光寿命が短いため酸素感受性が低い。近赤外りん光性金属錯体(非特許文献2のPPY-MD((OC-6-13)-[2-[Phenyl(2H-pyrrol-2-ylidene-κN)methyl]-1H-pyrrolato-κN]bis[2-(1H-pyrazol-1-yl-κN2)phenyl-κC]iridium):図12)は、BTPHSAに比べてりん光寿命が改良されているが、吸収・発光は短波長よりであり、りん光輝度が小さいため、深部までのイメージングが困難である。
(3)デンドリマー型近赤外酸素イメージング試薬もあるが、血中酸素分圧計測に限定されている。
However, the oxygen imaging reagents used to date have the following problems, for example:
(1) Because it exhibits absorption and phosphorescence in the visible light region, imaging is only possible up to about 50 μm from the organ surface.
(2) Near-infrared phosphorescent metal complexes (BTPHSA in Non-Patent Document 1: Figure 12) exist, but they have low oxygen sensitivity due to their short phosphorescence lifetime. Near-infrared phosphorescent metal complexes (PPY-MD ((OC-6-13)-[2-[Phenyl(2H-pyrrol-2-ylidene-κN)methyl]-1H-pyrrolato-κN]bis[2-(1H-pyrazol-1-yl-κN 2 )phenyl-κC]iridium in Non-Patent Document 2: Figure 12) have an improved phosphorescence lifetime compared to BTPHSA, but their absorption and emission wavelengths are shorter, and their phosphorescence brightness is low, making deep imaging difficult.
(3) Dendrimer-type near-infrared oxygen imaging reagents are also available, but they are limited to measuring blood oxygen partial pressure.

したがって、近赤外光領域にりん光を示し、りん光寿命がより長い、より深部までのイメージングが可能な、細胞や生体組織等の酸素イメージング試薬が求められている。 Therefore, there is a need for oxygen imaging reagents for cells, biological tissues, etc. that phosphoresce in the near-infrared region, have a longer phosphorescence lifetime, and enable imaging at deeper depths.

特開2010-44059号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-44059 特開2015-101567号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-101567

S. Zhang et al., Cancer Res., 70, 4490-4498, 2010.S. Zhang et al., Cancer Res., 70, 4490-4498, 2010. Hanson,K. et al., Inog. Chem. 2010, 49, 6077-6084.Hanson, K. et al., Inog. Chem. 2010, 49, 6077-6084.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、近赤外光領域にりん光を示し、りん光寿命がより長い、より深部までのイメージングが可能な酸素イメージング試薬を開発することを課題とする。 The present invention was developed in consideration of the above-mentioned problems, and aims to develop an oxygen imaging reagent that exhibits phosphorescence in the near-infrared light region, has a longer phosphorescence lifetime, and enables imaging at deeper locations.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、近赤外光領域にりん光を示し、りん光寿命がより長い、新規化合物を開発した。また、このような化合物を用いて、より深部までの酸素イメージングが可能であることを知見した。このような知見に基づいて、本発明を完成した。 As a result of intensive research aimed at solving the above-mentioned problems, the inventors have developed a novel compound that exhibits phosphorescence in the near-infrared region and has a longer phosphorescence lifetime. They have also discovered that using such a compound, oxygen imaging can be performed at greater depths. Based on these findings, they have completed the present invention.

すなわち、本発明の要旨は以下に関する。
[1] 下記式(I)で示される化合物:
That is, the gist of the present invention relates to the following.
[1] A compound represented by the following formula (I):

式中、
環Rは、単環または多環式の含窒素芳香族環を示し、
は、ヘテロ原子を示し、
Zは、水素、または置換基を有してもよい炭素数1~20の炭化水素基を示し、
Lは、二座配位子を示す。
[2] 前記環Rが、下記式(R-1)、(R-2)、または(R-3)で示されるものである、[1]に記載の化合物:
During the ceremony,
Ring R represents a monocyclic or polycyclic nitrogen-containing aromatic ring;
A 1 represents a heteroatom;
Z represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent;
L represents a bidentate ligand.
[2] The compound according to [1], wherein the ring R is represented by the following formula (R-1), (R-2), or (R-3):

式中、
は、ヘテロ原子を示し、
Xは、水素を示す。
[3] 前記Aが、硫黄、または酸素である、[2]に記載の化合物。
[4] 前記環Rが、式(R-3)で示されるものである、[2]または[3]に記載の化合物。
[5] 前記Aが、硫黄、または酸素である、[1]~[4]のいずれかに記載の化合物。
[6] 前記Zが、置換基を有してもよい炭素数1~20のアルキル基、または置換基を有してもよい炭素数6~20のアリール基である、[1]~[5]のいずれかに記載の化合物。
[7] 前記Lが、下記式(II)で示されるものである、[1]~[6]のいずれかに記載の化合物:
During the ceremony,
A2 represents a heteroatom;
X represents hydrogen.
[3] The compound according to [2], wherein A 2 is sulfur or oxygen.
[4] The compound according to [2] or [3], wherein the ring R is represented by formula (R-3).
[5] The compound according to any one of [1] to [4], wherein A 1 is sulfur or oxygen.
[6] The compound according to any one of [1] to [5], wherein Z is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
[7] The compound according to any one of [1] to [6], wherein L is represented by the following formula (II):

式中、
環Rは、単環または多環式の含窒素芳香族環を示し、
環Rは、単環もしくは多環式の芳香族環、または単環もしくは多環式の含硫黄芳香族環を示し、
環Rおよび環Rは、置換基を有してもよい。
[8] 前記置換基が、下記式(III)で示されるものである、[7]に記載の化合物。
During the ceremony,
Ring R1 represents a monocyclic or polycyclic nitrogen-containing aromatic ring;
Ring R2 represents a monocyclic or polycyclic aromatic ring, or a monocyclic or polycyclic sulfur-containing aromatic ring;
The ring R 1 and the ring R 2 may have a substituent.
[8] The compound according to [7], wherein the substituent is represented by the following formula (III):

式中、
nは、1~5の整数を示し、
は、それぞれ独立に、水素、または炭素数1~6の炭化水素基を示す。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の化合物を含む、酸素イメージング試薬。
During the ceremony,
n represents an integer of 1 to 5,
X3 's each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
[9] An oxygen imaging reagent comprising the compound according to any one of [1] to [8].

本発明により、近赤外光領域にりん光を示し、りん光寿命がより長い、新規化合物が提供される。また、同化合物を用いた、より深部までのイメージングが可能な酸素イメージ
ング試薬が提供される。
The present invention provides a novel compound that exhibits phosphorescence in the near-infrared region and has a longer phosphorescence lifetime, and also provides an oxygen imaging reagent using the compound that enables imaging at deeper depths.

図1は、合成した本発明の酸素イメージング試薬化合物の構造式を示す。FIG. 1 shows the structural formula of the synthesized oxygen imaging reagent compound of the present invention. 図2は、PPY-MD、PPY-BMD、PPY-BBMD、PPYDM-BBMDの吸収・りん光スペクトルを示す。Figure 2 shows the absorption and phosphorescence spectra of PPY-MD, PPY-BMD, PPY-BBMD, and PPYDM-BBMD. 図3は、BTP-MD、BTP-BMD、BTP-BBMD、BTPDM-BBMDの吸収・りん光スペクトルを示す。Figure 3 shows the absorption and phosphorescence spectra of BTP-MD, BTP-BMD, BTP-BBMD, and BTPDM-BBMD. 図4は、PPY-MD、PPYDM-BBMDで染色したAML12細胞のりん光イメージング画像(図面代用写真)を示す。FIG. 4 shows phosphorescence images (photographs) of AML12 cells stained with PPY-MD and PPYDM-BBMD. 図5は、BTP-MD、BTPDM-BBMDで染色したAML12細胞のりん光イメージング画像(図面代用写真)を示す。FIG. 5 shows phosphorescence images (photographs) of AML12 cells stained with BTP-MD and BTPDM-BBMD. 図6は、BTPDM1(比較例)、BTPHSA(比較例)、PPYDM-BBMDで染色したAML12細胞のりん光イメージング画像(図面代用写真)を示す。FIG. 6 shows phosphorescence images (photographs substituting drawings) of AML12 cells stained with BTPDM1 (comparative example), BTPHSA (comparative example), and PPYDM-BBMD. 図7は、PPYDM-BBMDおよび各種色素で染色したAML12細胞の発光イメージング画像(PPYDM-BBMDの細胞内局在)(図面代用写真)を示す。FIG. 7 shows luminescence imaging images of PPYDM-BBMD and AML12 cells stained with various dyes (intracellular localization of PPYDM-BBMD) (photographs as drawing substitutes). 図8は、PPYDM-BBMDの細胞毒性の評価結果を示す。FIG. 8 shows the results of evaluating the cytotoxicity of PPYDM-BBMD. 図9は、PPYDM-BBMDを投与し、様々な酸素分圧下(0 mmHg, 38 mmHg, 76 mmHg, 114 mmHg, 160 mmHg)で培養した細胞のりん光イメージングの結果を示す。(A)AML12細胞、(B)HK-2細胞のりん光寿命イメージング画像(図面代用写真)、(C)Stern-Vomerプロットを示す。Figure 9 shows the results of phosphorescence imaging of cells treated with PPYDM-BBMD and cultured under various oxygen tensions (0 mmHg, 38 mmHg, 76 mmHg, 114 mmHg, and 160 mmHg). (A) Phosphorescence lifetime imaging images (photographs) of AML12 cells and (B) HK-2 cells are shown, and (C) Stern-Vomer plots are shown. 図10は、PPYDM-BBMDを投与したマウス肝臓のイメージングの結果を示す。(A)PPYDM-BBMDを投与したマウス肝臓のりん光寿命イメージング画像(図面代用写真)、(B)CV領域とPV領域の酸素分圧を示す。Figure 10 shows the results of imaging the liver of a mouse administered with PPYDM-BBMD. (A) Phosphorescence lifetime imaging image (photograph substitute for drawing) of the liver of a mouse administered with PPYDM-BBMD, and (B) oxygen partial pressure in the CV and PV regions. 図11は、PPYDM-BBMDを投与したマウス肝臓の各種深度におけるイメージングの結果を示す。(A)PPYDM-BBMDを投与したマウス肝臓のりん光寿命イメージング画像(図面代用写真)、(B)CV領域とPV領域の酸素分圧を示す。Figure 11 shows the results of imaging at various depths in the liver of a mouse administered with PPYDM-BBMD. (A) Phosphorescence lifetime imaging image (photograph substitute for drawing) of the liver of a mouse administered with PPYDM-BBMD, and (B) oxygen partial pressure in the CV and PV regions. 図12は、従来の酸素イメージング試薬化合物の構造式を示す。FIG. 12 shows the structural formula of a conventional oxygen imaging reagent compound.

以下、本発明について説明する。
≪式(I)で示される化合物≫
本発明の一態様は、下記式(I)で示される化合物(以下、「本発明の化合物」という
ことがある。)に関する:
The present invention will be described below.
<Compound represented by formula (I)>
One aspect of the present invention relates to a compound represented by the following formula (I) (hereinafter, sometimes referred to as the "compound of the present invention"):

式中、
環Rは、単環または多環式の含窒素芳香族環を示し、
は、ヘテロ原子を示し、
Zは、水素、または置換基を有してもよい炭素数1~20の炭化水素基を示し、
Lは、二座配位子を示す。
During the ceremony,
Ring R represents a monocyclic or polycyclic nitrogen-containing aromatic ring;
A 1 represents a heteroatom;
Z represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent;
L represents a bidentate ligand.

本発明の化合物は、中心金属Ir、Irに配位する環Rを含むジピロメテン誘導体構造を有する二座配位子(下記式で示される)、および2つの二座配位子Lを構造として有する錯体である。 The compound of the present invention is a complex having a central metal Ir, a bidentate ligand (shown in the formula below) with a dipyrromethene derivative structure including a ring R coordinated to Ir, and two bidentate ligands L.

以下、式(I)で示される化合物(以下、「錯体(I)」ということがある。)について説明する。 The compound represented by formula (I) (hereinafter sometimes referred to as "Complex (I)") is described below.

が示すヘテロ原子としては、例えば、硫黄、または酸素等が挙げられ、好ましくは硫黄である。 Examples of the heteroatom represented by A 1 include sulfur and oxygen, and sulfur is preferred.

環Rとしては、限定されないが、例えば、下記式(R-1)、(R-2)、または(R-3)で示される構造の含窒素芳香族環が挙げられる。 Ring R is not limited to, but examples include nitrogen-containing aromatic rings having structures represented by the following formulas (R-1), (R-2), or (R-3).

ここで、Xは水素を示す。
は、ヘテロ原子を示し、Aが示すヘテロ原子としては、例えば、硫黄、または酸素等が挙げられ、好ましくは硫黄である。
環骨格を構成する炭素原子のうち、Nの隣の炭素原子から伸びる結合手は、ジピロメテン誘導体構造を形成するもう一方の環に接続する炭素原子に結合している。NはIrに配位している。
Here, X represents hydrogen.
A2 represents a heteroatom, and examples of the heteroatom represented by A2 include sulfur and oxygen, and preferably sulfur.
Among the carbon atoms constituting the ring skeleton, the bond extending from the carbon atom next to N is bonded to the carbon atom connecting to the other ring forming the dipyrromethene derivative structure. N is coordinated to Ir.

環Rとしては、ジピロメテン誘導体構造を形成するもう一方の環、およびZとの組み合わせにおいて、発光が近赤外に近づき、生体内での透過性がよい点で、多環式の含窒素芳香族環が好ましく、前記式(R-2)、または(R-3)で示される構造の含窒素芳香族環がより好ましく、前記式(R-3)で示される構造の含窒素芳香族環がさらに好ましい。 Ring R is preferably a polycyclic nitrogen-containing aromatic ring, in that, in combination with the other ring forming the dipyrromethene derivative structure and Z, it emits light approaching the near-infrared range and has good transmittance in vivo. Nitrogen-containing aromatic rings having a structure represented by formula (R-2) or (R-3) are more preferred, and nitrogen-containing aromatic rings having a structure represented by formula (R-3) are even more preferred.

Zは、水素、または置換基を有してもよい炭素数1~20の炭化水素基を示す。
炭素数1~20の炭化水素基は、直鎖でもよいし分岐鎖でもよいし環状でもよい。また、飽和でもよく不飽和結合を含んでいてもよい。炭素数は、好ましくは1~12であり、より好ましくは1~9であり、さらに好ましくは9である。炭素数1~20の炭化水素基は、例えば、炭素数1~20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、炭素数6~20のアリール基であり、好ましくは、アリール基である。置換基としては、ハロゲン、ハロアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、メルカプト基等が挙げられ、好ましくは炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくはメチル基である。Zは、好ましくは、トリメチルフェニル基である。
Z represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
The hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic. It may be saturated or contain an unsaturated bond. The number of carbon atoms is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 9, and even more preferably 9. The hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is, for example, an alkyl group, alkenyl group, or alkynyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably an aryl group. Examples of the substituent include halogen, haloalkyl group, hydroxy group, carboxy group, amino group, alkylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, and mercapto group. Preferably, it is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methyl group. Z is preferably a trimethylphenyl group.

環Rを含むジピロメテン誘導体構造を有する二座配位子は、シクロメタル化配位子であり、錯体(I)の発光性能に寄与する。 The bidentate ligand having a dipyrromethene derivative structure containing the ring R is a cyclometallated ligand and contributes to the luminescent performance of complex (I).

環RおよびRを有する二座配位子Lは、シクロメタル化配位子であり、りん光寿命を除く発光性能には影響しない。また、Lを有することで、生体親和性が高まり、錯体(I)が生体内に取り込まれやすくなる。 The bidentate ligand L having rings R1 and R2 is a cyclometallated ligand and does not affect the luminescence performance except for the phosphorescence lifetime. Furthermore, the presence of L increases the bioaffinity of the complex (I), making it easier for the complex (I) to be taken up into the body.

二座配位子Lとしては、錯体(I)を構成し、錯体(I)としての光物理活性を示すもの
であれば限定されない。Lとしては、それぞれ独立であってよく、同一または異なる構造を有するものであってよく、好ましくは、Lは同一構造を有するものである。
Lとしては、限定されないが、例えば、下記式(II)で示される構造のものが挙げられる。
The bidentate ligand L is not limited as long as it constitutes the complex (I) and exhibits the photophysical activity of the complex (I). L may be independent and may have the same or different structures, and preferably, L have the same structure.
L is not limited, but examples thereof include those having a structure represented by the following formula (II):

環Rは、単環または多環式の含窒素芳香族環を示す。環Rとしては、限定されないが、例えば、下記式(1-1)、(1-2)、(1-3)、または(1-4)で示される構造の含窒素芳香族環が挙げられる。 Ring R1 represents a monocyclic or polycyclic nitrogen-containing aromatic ring. Ring R1 is not limited to, but examples thereof include nitrogen-containing aromatic rings having a structure represented by the following formula (1-1), (1-2), (1-3), or (1-4).

ここで、Xは水素を示す。
環骨格を構成する炭素原子のうち、Nの隣の炭素原子から伸びる結合手は環Rに結合している。NはIrに配位している。
Here, X1 represents hydrogen.
Among the carbon atoms constituting the ring skeleton, the bond extending from the carbon atom next to N is bonded to the ring R2 . N is coordinated to Ir.

環Rとしては、環Rとの組み合わせにおいて、錯体(I)の好ましい発光性能を維
持する等の点で、前記式(1-1)、または(1-3)で示される構造の含窒素芳香族環が好ましく、前記式(1-1)で示される構造の含窒素芳香族環がより好ましい。
As the ring R 1 , from the viewpoint of maintaining the preferable light-emitting performance of the complex (I) in combination with the ring R 2 , a nitrogen-containing aromatic ring having a structure represented by the formula (1-1) or (1-3) is preferred, and a nitrogen-containing aromatic ring having a structure represented by the formula (1-1) is more preferred.

環Rは、単環もしくは多環式の芳香族環、または単環もしくは多環式の含硫黄芳香族環を示す。環Rとしては、例えば、以下の式(2-1)、(2-2)、(2-3)、または(2-4)で示される構造の含硫黄芳香族環または芳香族環が挙げられる。 Ring R2 is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, or a monocyclic or polycyclic sulfur-containing aromatic ring. Examples of ring R2 include sulfur-containing aromatic rings or aromatic rings having the structures shown in the following formulas (2-1), (2-2), (2-3), and (2-4).

ここで、Xは水素を示す。
環骨格を構成する炭素原子のうち、前記式(2-1)、(2-2)、および(2-3)のSの隣の炭素原子から伸びる結合手は環Rに結合し、この炭素原子の隣の炭素原子はIrに配位している。また、前記式(2-4)の一方の結合手は環Rに結合し、この炭素原子の隣の炭素原子はIrに配位している。
Here, X2 represents hydrogen.
Among the carbon atoms constituting the ring skeleton, a bond extending from the carbon atom adjacent to S in the formulae (2-1), (2-2), and (2-3) is bonded to the ring R1 , and the carbon atom adjacent to this carbon atom is coordinated to Ir. Also, one bond in the formula (2-4) is bonded to the ring R1 , and the carbon atom adjacent to this carbon atom is coordinated to Ir.

環Rとしては、環Rとの組み合わせにおいて、錯体(I)の好ましい発光性能を維
持する等の点で、前記式(2-1)で示される構造の含硫黄芳香族環、または式(2-4)で示される構造の芳香族環が好ましい。
As the ring R2 , a sulfur-containing aromatic ring having a structure represented by the formula (2-1) or an aromatic ring having a structure represented by the formula (2-4) is preferred in terms of maintaining the preferable luminescence performance of the complex (I) in combination with the ring R1.

なお、錯体(I)の性能に影響しない限り、XおよびXは独立して水素以外の置換
基であってもよい。置換基としては、限定されないが、ハロゲン、ハロアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アシル基、メルカプト基、または生体親和性基(環Rおよび/もしくは環Rへの結合基を含んでよい)等が挙げられる。ここで、「生体親和性基」とは、生体物質との親和性が高く、錯体(I)の細胞や生体組織内への導入を促進し得る性質を有する基を意味する。結合基として
、生体親和性基を錯体(I)と結合可能な基であれば限定されないが、例えば、アミド基等が挙げられる。
In addition, X1 and X2 may independently be a substituent other than hydrogen, as long as it does not affect the performance of complex (I). Examples of the substituent include, but are not limited to, halogen, haloalkyl group, hydroxy group, carboxy group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, acyl group, mercapto group, or bioaffinity group (which may include a bonding group to ring R1 and/or ring R2 ). Here, the term "bioaffinity group" refers to a group that has high affinity with biological materials and has the property of promoting the introduction of complex (I) into cells or biological tissues. The bonding group is not limited as long as it is a group that can bond the bioaffinity group to complex (I), and examples thereof include an amide group.

生体との親和性向上等の観点から、XおよびXの置換基として、生体親和性基を導入することは好ましく、生体親和性基としては、限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、メルカプト基等の置換基を有する炭素数1~20の炭化水素基、または生体親和性を有する高分子等が挙げられる。 From the viewpoint of improving affinity with living organisms, it is preferable to introduce a biocompatible group as the substituent of X1 and X2 . Examples of the biocompatible group include, but are not limited to, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having a substituent such as a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, an alkylamino group, or a mercapto group, or a polymer having biocompatibility.

炭素数1~20の炭化水素基は、直鎖でもよいし分岐鎖でもよいし環状でもよい。また、飽和でもよく不飽和結合を含んでいてもよい。炭素数は好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、さらに好ましくは1~2である。炭素数1~20の炭化水素基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基であり、好ましくは、アルキル基である。このような生体親和性基として、例えば、アルキルアミノ基で置換された炭化水素基をアミド結合で環Rまたは環Rに結合する下記式(III)で示される基が挙げられる。 The hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic. It may be saturated or contain an unsaturated bond. The number of carbon atoms is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 2. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group, and preferably an alkyl group. Examples of such biocompatible groups include groups represented by the following formula (III), in which a hydrocarbon group substituted with an alkylamino group is bonded to ring R1 or ring R2 via an amide bond:

nは1~5の整数を示し、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1である。
はそれぞれ独立に、水素、または炭素数1~5のアルキル基を示し、好ましくは炭素数1~3であり、より好ましくは炭素数1(メチル基)である。
n represents an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1.
X3 's each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, and more preferably 1 carbon atom (methyl group).

生体親和性を有する高分子としては、限定されないが、例えば、オリゴペプチド、ポリペプチド、ポリアミド、ポリアルキレングリコール、ポリグリセリン、多糖、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、およびポリアクリルアミドの残基等が挙げられる。 Examples of biocompatible polymers include, but are not limited to, residues of oligopeptides, polypeptides, polyamides, polyalkylene glycols, polyglycerols, polysaccharides, polylactic acid, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, and polyacrylamide.

二座配位子Lとしては、例えば、下記式(IIa)、または(IIb)で示される構造の二座配位子が挙げられる。 Examples of the bidentate ligand L include bidentate ligands having the structure shown in formula (IIa) or (IIb) below.

錯体(I)としては、下記式(Ia)、または(Ib)で示される構造の錯体が好まし
い。
Complex (I) is preferably a complex having a structure represented by the following formula (Ia) or (Ib):

Lは、それぞれ前記式(IIa)、または(IIb)で示される構造の二座配位子を示す。 L represents a bidentate ligand having the structure represented by formula (IIa) or (IIb).

本発明の錯体(I)として、例えば、(1)錯体が前記式(Ia)、Lが前記式(II
a)である化合物(BTP-BMD)、(2)錯体が前記式(Ia)、Lが前記式(IIb)である化合物(PPY-BMD)、(3)錯体が前記式(Ib)、Lが前記式(IIb)である化合物(PPY-BBMD)、(4)錯体が前記式(Ib)、Lが前記式(IIb)であり、前記式(I
II)で示される生体親和性基(n=1、X=メチル基)を有する化合物(PPYDM-BBMD)等が挙げられ、発光特性、生体親和性等の観点から(4)が好ましく例示される。
As the complex (I) of the present invention, for example, (1) the complex is represented by the formula (Ia) and L is represented by the formula (II)
a) (BTP-BMD), (2) a compound (PPY-BMD) in which the complex is of the formula (Ia) and L is of the formula (IIb), (3) a compound (PPY-BBMD) in which the complex is of the formula (Ib) and L is of the formula (IIb), (4) a compound (PPY-BBMD) in which the complex is of the formula (Ib) and L is of the formula (IIb) and
II) (PPYDM-BBMD) having a biocompatible group (n=1, X 3 =methyl group), and the like. From the viewpoints of luminescence properties, biocompatible properties, etc., the compound (4) is preferred.

本発明の錯体(I)は、常法の有機合成方法を用いて合成できる。例えば、後記実施例に記載の方法に従って合成できる。原料は、市販品を用いてもよく、公知の方法により合成したものを用いてもよい。 Complex (I) of the present invention can be synthesized using conventional organic synthesis methods. For example, it can be synthesized according to the methods described in the Examples below. Commercially available raw materials may be used, or those synthesized by known methods may be used.

錯体(I)のりん光の光物理特性、例えば、吸収・りん光極大波長、モル吸光係数(ε
)、りん光量子収率(Φp)およびりん光寿命(τp)等は、公知の測定方法によって測定することができる。例えば、吸収・りん光極大波長、モル吸光係数は分光光度計等、りん光量子収率は発光量子収率測定装置等を用い、錯体(I)を溶媒等に溶解させた試料とし
て測定することができる。りん光寿命は、りん光寿命測定装置を用いて、各溶媒中における上記化合物のりん光寿命(τp)を測定することができる。
りん光輝度(εφp)(脱酸素(窒素飽和)条件下)は、化合物の構造、溶媒の種類等
により変更可能であり、特に限定されないが、例えば、3,300以上、3,500以上、5,000以
上、または6,000以上である。
りん光寿命(τp)(脱酸素(窒素飽和)条件下)は、化合物の構造、溶媒の種類等に
より変更可能であり、特に限定されないが、例えば、5.0 μs(マイクロ秒)以上、10.0 μs以上、15.0 μs以上、または18.0 μs以上である。
The photophysical properties of the phosphorescence of complex (I), such as the absorption and phosphorescence maximum wavelengths, the molar extinction coefficient (ε
The absorption/phosphorescence maximum wavelength and molar extinction coefficient can be measured using a spectrophotometer or the like , and the phosphorescence quantum yield can be measured using an emission quantum yield measurement device or the like, with the complex ( I ) being used as a sample dissolved in a solvent or the like. The phosphorescence lifetime (τ p ) of the compound can be measured in each solvent using a phosphorescence lifetime measurement device.
The phosphorescence brightness (εφ p ) (under deoxygenated (nitrogen saturated) conditions) can be changed depending on the structure of the compound, the type of solvent, etc., and is not particularly limited, but is, for example, 3,300 or more, 3,500 or more, 5,000 or more, or 6,000 or more.
The phosphorescence lifetime (τ p ) (under deoxygenated (nitrogen saturated) conditions) can be varied depending on the structure of the compound, the type of solvent, etc., and is not particularly limited, but is, for example, 5.0 μs (microseconds) or more, 10.0 μs or more, 15.0 μs or more, or 18.0 μs or more.

錯体(I)の溶媒中での最大励起波長は、化合物の構造、溶媒の種類等により変更可能
であり、特に限定されないが、例えば、500 nm~580 nmである。また、溶媒中での最大り
ん光波長も適宜設定され得るが、例えば、700 nm~780 nmである。
The maximum excitation wavelength of Complex (I) in a solvent can be varied depending on the structure of the compound, the type of solvent, etc., and is not particularly limited, but is, for example, 500 nm to 580 nm. The maximum phosphorescence wavelength in the solvent can also be appropriately set, but is, for example, 700 nm to 780 nm.

<酸素イメージング試薬>
本発明の一態様は、本発明の化合物を含む、酸素イメージング試薬(以下、「本発明の酸素イメージング試薬」ということがある。)に関する。
<Oxygen imaging reagent>
One aspect of the present invention relates to an oxygen imaging reagent comprising the compound of the present invention (hereinafter, sometimes referred to as "the oxygen imaging reagent of the present invention").

本発明の酸素イメージング試薬は、本発明の化合物である錯体(I)を含むものである
。この構造であることで、りん光における優れた光物理特性(りん光極大波長、りん光寿命、モル吸光係数、りん光輝度等)を有する。錯体(I)は、近赤外光領域にりん光を示
すため、本発明の酸素イメージング試薬は、自家蛍光と区別するこが可能となり、さらに深部の組織の酸素をイメージングすることもできる。さらに、錯体(I)は、りん光寿命
がより長く、りん光輝度も高いため、本発明の酸素イメージング試薬は、高感度のイメージングが可能である。
また、非水溶媒において上記のような優れた光物理特性を有することから、細胞だけでなく、組織や生きた個体における酸素イメージング試薬として有用である。
The oxygen imaging reagent of the present invention contains the compound complex (I) of the present invention. This structure provides excellent photophysical properties in phosphorescence (e.g., phosphorescence maximum wavelength, phosphorescence lifetime, molar extinction coefficient, phosphorescence brightness, etc.). Because complex (I) exhibits phosphorescence in the near-infrared region, the oxygen imaging reagent of the present invention can be distinguished from autofluorescence and can also image oxygen in deeper tissues. Furthermore, because complex (I) has a longer phosphorescence lifetime and higher phosphorescence brightness, the oxygen imaging reagent of the present invention enables highly sensitive imaging.
Furthermore, since it has the above-mentioned excellent photophysical properties in non-aqueous solvents, it is useful as an oxygen imaging reagent not only in cells but also in tissues and living individuals.

本発明の酸素イメージング試薬は、本発明の化合物である錯体(I)のみから構成され
てよい。化合物は、1種または2種以上を組み合わせて使用できる。また、本発明の効果を妨げない限り、溶媒、添加物および酸素イメージング試薬として用いられる本発明の化合物以外の化合物等をさらに含んでもよい。
The oxygen imaging reagent of the present invention may consist solely of the compound of the present invention, Complex (I). The compound may be used alone or in combination with two or more other compounds. Furthermore, the reagent may further contain solvents, additives, and compounds other than the compound of the present invention used as the oxygen imaging reagent, as long as the effects of the present invention are not impaired.

錯体(I)は、細胞や組織等の環境下においたときに、該環境中の酸素分圧が低いとき
により強いりん光を発する。したがって、りん光の強度に基づいて酸素分圧を測定することもできる。すなわち、りん光が強いときに酸素分圧が低いというような判定ができる。また、あらかじめ酸素分圧とりん光強度の関係を求めておくことにより、酸素分圧を定量的に測定することも可能である。
When placed in a cell or tissue environment, complex (I) emits stronger phosphorescence when the oxygen partial pressure in the environment is low. Therefore, the oxygen partial pressure can be measured based on the phosphorescence intensity. That is, when the phosphorescence is strong, it can be determined that the oxygen partial pressure is low. Furthermore, by determining the relationship between the oxygen partial pressure and the phosphorescence intensity in advance, it is possible to quantitatively measure the oxygen partial pressure.

本発明の酸素イメージング試薬は、例えば、生体試料における酸素分圧をイメージングするための試薬として使用することができる。生体試料は、限定されないが、例えば、細胞または単離された組織等である。また、本発明の酸素イメージング試薬は、生体に対しても適用することが可能であり、生体個体中の細胞、組織等における酸素を検出するための酸素イメージング試薬として使用することができる。 The oxygen imaging reagent of the present invention can be used, for example, as a reagent for imaging oxygen partial pressure in a biological sample. Biological samples include, but are not limited to, cells or isolated tissues. The oxygen imaging reagent of the present invention can also be applied to living organisms and can be used as an oxygen imaging reagent for detecting oxygen in cells, tissues, etc. within a living organism.

本発明の酸素イメージング試薬は、細胞内における酸素をイメージングすることができる。細胞内酸素イメージングは、例えば、以下のようにして行うことができる。
本発明の酸素イメージング試薬を、測定対象の細胞に添加する。
その後、本発明の酸素イメージング試薬のりん光シグナルを、in vitro/in vivoイメージング装置や発光寿命測定モード搭載のマイクロプレートリーダー等により観測、画像化することにより、細胞内酸素分圧をイメージングすることができる。
細胞への本発明の酸素イメージング試薬の添加量は、使用する細胞や酸素分圧等によって適宜変更可能であるが、例えば、0.01~1000 μM、好ましくは0.1~100 μMの終濃度で細胞に添加することができる。
培養時間は、使用する細胞や化合物等によって適宜変更可能であるが、例えば、0.5~10時間、好ましくは1~2時間培養することができる。
本発明の酸素イメージング試薬を溶媒に溶解させてから細胞に添加する場合、溶媒としては、限定されないが、例えば、n-ヘキサン、ジブチルエーテル、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒等を用いることができる。
本発明の酸素イメージング試薬を添加する細胞としては、酸素分圧の測定対象となる細胞であれば特に制限はなく、例えば、株化培養細胞、初代培養細胞等が挙げられる。
The oxygen imaging reagent of the present invention is capable of imaging oxygen within cells. Intracellular oxygen imaging can be performed, for example, as follows.
The oxygen imaging reagent of the present invention is added to the cells to be measured.
The phosphorescence signal of the oxygen imaging reagent of the present invention can then be observed and visualized using an in vitro/in vivo imaging device or a microplate reader equipped with a luminescence lifetime measurement mode, thereby imaging the intracellular oxygen partial pressure.
The amount of the oxygen imaging reagent of the present invention added to cells can be varied as appropriate depending on the cells used, oxygen partial pressure, etc., but it can be added to cells at a final concentration of, for example, 0.01 to 1000 μM, preferably 0.1 to 100 μM.
The incubation time can be varied as appropriate depending on the cells and compounds used, but can be, for example, 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 2 hours.
When the oxygen imaging reagent of the present invention is dissolved in a solvent and then added to cells, the solvent may be, but is not limited to, an organic solvent such as n-hexane, dibutyl ether, ethyl acetate, acetonitrile, or dimethyl sulfoxide.
The cells to which the oxygen imaging reagent of the present invention is added are not particularly limited as long as they are cells that are the subject of measurement of oxygen partial pressure, and examples thereof include established cultured cells and primary cultured cells.

本発明の酸素イメージング試薬は、生体個体(生きている生物個体)における組織における酸素もイメージングすることができる。
組織内酸素イメージングは、例えば、以下のようにして行うことができる。
本発明の酸素イメージング試薬を、測定対象の個体に添加する。
その後、本発明の酸素イメージング試薬のりん光シグナルを、in vivoイメージング装
置等により観測、画像化することにより、組織内酸素分圧をイメージングすることができる。
個体への本発明の酸素イメージング試薬の添加量は、使用する個体や酸素分圧等によって適宜変更可能であるが、例えば、0.01~1000 μmol/kg体重、好ましくは0.1~100 μmol/kg体重の範囲で個体に投与することができる。
本発明の酸素イメージング試薬の投与形態としては、例えば、静脈内投与、皮下投与、筋肉内投与が挙げられる。
本発明の酸素イメージング試薬を溶媒に溶解させてから組織に添加する場合、溶媒としては、限定されないが、例えば、n-ヘキサン、ジブチルエーテル、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒等を用いることができる。さらに、生体適合性の液体と組み合わせて投与することもできる。
本発明の酸素イメージング試薬によって検出される組織としては、限定されないが、例えば、皮膚、筋肉、肝臓、心臓、膵臓、腎臓等の臓器等が挙げられる。
投与対象となる生物個体としては、特に限定されず、例えば、哺乳動物(マウス、ヒト、ブタ、イヌ、ウサギ、ヒト等)を含む脊椎動物や無脊椎動物が挙げられる。
The oxygen imaging reagent of the present invention can also image oxygen in tissues of living organisms.
Interstitial oxygen imaging can be performed, for example, as follows.
The oxygen imaging reagent of the present invention is added to an individual to be measured.
Thereafter, the phosphorescent signal of the oxygen imaging reagent of the present invention can be observed and imaged using an in vivo imaging device or the like, thereby imaging the oxygen partial pressure in the tissue.
The amount of the oxygen imaging reagent of the present invention to be added to an individual can be varied as appropriate depending on the individual used, the oxygen partial pressure, etc., but can be administered to an individual in the range of, for example, 0.01 to 1000 μmol/kg body weight, preferably 0.1 to 100 μmol/kg body weight.
The oxygen imaging reagent of the present invention can be administered, for example, intravenously, subcutaneously, or intramuscularly.
When the oxygen imaging reagent of the present invention is dissolved in a solvent and then added to tissue, the solvent may be, but is not limited to, an organic solvent such as n-hexane, dibutyl ether, ethyl acetate, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, etc. Furthermore, the reagent may be administered in combination with a biocompatible liquid.
Tissues that can be detected by the oxygen imaging reagent of the present invention include, but are not limited to, organs such as skin, muscle, liver, heart, pancreas, and kidney.
The individual organisms to be administered are not particularly limited, and examples include vertebrates including mammals (mouse, human, pig, dog, rabbit, human, etc.) and invertebrates.

≪がん診断薬≫
上記のように、本発明の化合物である錯体(I)は、細胞や組織等の環境下においたと
きに、該環境中の酸素分圧が低いときにより強いりん光を発する。したがって、マウスやラット等の実験動物、あるいはヒトに本発明の錯体(I)を投与し、酸素分圧が低下して
いる部位の検出等を行うこともできる。がん組織では酸素供給が不足しているので、酸素分圧が低下している部位の検出を行うことにより、がん組織を特異的に染色し、がんの診断薬として使用することもできる。
例えば、本発明の錯体(I)を検体に投与し、検体に生体外から可視光を照射すること
でりん光を観察することができる。これにより、がん組織を非侵襲的かつ高感度・選択的に可視化できる。また、りん光は画像化できるため、がん検出用のイメージング試薬としても使用できる。
また、本発明の錯体(I)は、実験動物を用いたがんの研究やがん治療薬の評価等にも
使用することができる。
<Cancer diagnostic drugs>
As described above, when placed in a cell or tissue environment, Complex (I) of the present invention emits stronger phosphorescence when the oxygen partial pressure in the environment is low. Therefore, Complex (I) of the present invention can be administered to experimental animals such as mice and rats, or to humans, to detect sites with reduced oxygen partial pressure. Since cancer tissues suffer from a shortage of oxygen, detecting sites with reduced oxygen partial pressure allows specific staining of cancer tissues, which can be used as a cancer diagnostic agent.
For example, phosphorescence can be observed by administering the complex (I) of the present invention to a specimen and irradiating the specimen with visible light ex vivo. This allows non-invasive, highly sensitive, and selective visualization of cancer tissue. Furthermore, since phosphorescence can be visualized, it can also be used as an imaging reagent for cancer detection.
Furthermore, the complex (I) of the present invention can also be used in cancer research using laboratory animals and in the evaluation of cancer therapeutic drugs.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の例示であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples, but these are merely illustrative of the present invention and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<合成例>
実施例に用いた化合物は、以下のとおり、合成した。
<Synthesis Example>
The compounds used in the examples were synthesized as follows.

BODIPY誘導体は文献(Sun, Z.; Guo, M.; Zhao, C. Synthesis and properties of benzothieno[b]-fused BODIPY dyes, J. Org. Chem. 2016, 81, 229-237.)を参考に、いく
つかの変更を加えて合成した。
PPY-MDは文献を参考に合成した(Hanson,K.; Tamayo, A.; Diev,V. V.; Whited, M. T.; Djurovich, P. I.; Thompson, M. E. Efficient dipyrrin-centered phosphorescence at room temperature from bis-cyclometalated iridium(III) dipyrrinato complexes. Inog. Chem. 2010, 49, 6077-6084.)。
The BODIPY derivatives were synthesized with some modifications based on the literature (Sun, Z.; Guo, M.; Zhao, C. Synthesis and properties of benzothieno[b]-fused BODIPY dyes, J. Org. Chem. 2016, 81, 229-237.).
PPY-MD was synthesized with reference to the literature (Hanson, K.; Tamayo, A.; Diev, VV; Whited, MT; Djurovich, PI; Thompson, ME. Efficient dipyrrin-centered phosphorescence at room temperature from bis-cyclometalated iridium(III) dipyrrinato complexes. Inog. Chem. 2010, 49, 6077-6084.).

<BT-DIPY-MESの合成> <Synthesis of BT-DIPY-MES>

(SPh-BODIPY-MES)
2-bromo BODIPY-MES(89 mg, 0.23 mmol), 2-(methylthio)phenylboronic acid(48 mg, 0.29 mmol)およびPd(PPh3)4(61 mg, 0.05 mmol)を超脱水トルエン(10 mL)とK2CO3水溶液(4 mL, 2.0 M)に溶解させ, 窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後, 蒸留水に注ぎ, ジクロロメタンで抽出した。有機層にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 6:4, v/v
)を用いて精製し, 暗赤色固体のSPh-BODIPY-MESが得られた(93 mg, 0.22 mmol, 94%)
(SPh-BODIPY-MES)
2-Bromo BODIPY-MES (89 mg, 0.23 mmol), 2-(methylthio)phenylboronic acid (48 mg, 0.29 mmol), and Pd( PPh3 ) 4 (61 mg, 0.05 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated toluene (10 mL) and aqueous K2CO3 solution (4 mL, 2.0 M) and refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was poured into distilled water and extracted with dichloromethane. The organic layer was dried over Na2SO4 , filtered, and the solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified by silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, developing solvent: n-hexane:chloroform = 6:4, v/v).
) to give SPh-BODIPY-MES as a dark red solid (93 mg, 0.22 mmol, 94%).
.

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ8.23 (s, 1H), 7.91 (s, 1H), 7.26-7.20 (m, 3H), 7.14-7.10 (m, 1H), 6.95 (d, J = 0.5 Hz, 2H), 6.85 (s, 1H), 6.67 (d, J = 4.1 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 4.1, 1.4 Hz, 1H), 2.40 (s, 3H), 2.35 (s, 3H), 2.14 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C25H23BF2N2S [M]+: 432.16; found: 431.1. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.23 (s, 1H), 7.91 (s, 1H), 7.26-7.20 (m, 3H), 7.14-7.10 (m, 1H), 6.95 (d, J = 0.5 Hz, 2H), 6.85 (s, 1H), 6.67 (d, J = 4.1 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 4.1, 1.4 Hz, 1H), 2.40 (s, 3H), 2.35 (s, 3H), 2.14 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 25 H 23 BF 2 N 2 S [M] + : 432.16; found: 431.1.

(SOPh-BODIPY-MES)
SPh-BODIPY-MES(93 mg, 0.22 mmol)を氷酢酸とクロロホルムの混合溶媒(6 mL, 2:1,
v/v)に溶解させ, 溶媒がほぼ凍るまで氷浴で冷却した。凍らせた溶媒にH2O2(30%, 40 μL, 0.5 mmol)をゆっくり加えた。氷浴から外した, 室温で一晩撹拌した。酢酸を減圧
下で留去し, 飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を注ぎ, ジクロロメタンで抽出した。有機層にNa2SO4を加えて乾燥させ,ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリ
カゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 6:4, v/v)を用いて精製し, 赤色固体のSOPh-BODIPY-MESが得られた
(73 mg, 0.16 mmol, 73%)。
(SOPh-BODIPY-MES)
SPh-BODIPY-MES (93 mg, 0.22 mmol) was dissolved in a mixture of glacial acetic acid and chloroform (6 mL, 2:1).
The resulting solution was dissolved in a 200 ml solution of 30% ethanol (v/v) and cooled in an ice bath until the solvent was almost frozen. H 2 O 2 (30%, 40 μL, 0.5 mmol) was slowly added to the frozen solution. The mixture was removed from the ice bath and stirred overnight at room temperature. The acetic acid was removed under reduced pressure, and saturated aqueous sodium bicarbonate was poured into the mixture, followed by extraction with dichloromethane. The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , filtered, and the solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, developing solvent: n-hexane:chloroform = 6:4, v/v) to give SOPh-BODIPY-MES as a red solid (73 mg, 0.16 mmol, 73%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ8.05 (dd, J = 7.9, 1.3 Hz, 1H), 8.01 (s, 1H), 7.96 (s, 1H), 7.56-7.45 (m, 2H), 7.35 (dd, J = 7.6, 1.4 Hz, 1H), 6.98 (s, 1H), 6.94 (s,
1H), 6.79 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 6.75 (s, 1H), 6.55 (d, J= 3.9 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H), 2.36 (s, 3H), 2.15 (s, 3H), 2.09 (s, 3H).
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.05 (dd, J = 7.9, 1.3 Hz, 1H), 8.01 (s, 1H), 7.96 (s, 1H), 7.56-7.45 (m, 2H), 7.35 (dd, J = 7.6, 1.4 Hz, 1H), 6.98 (s, 1H), 6.94 (s,
1H), 6.79 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 6.75 (s, 1H), 6.55 (d, J= 3.9 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H), 2.36 (s, 3H), 2.15 (s, 3H), 2.09 (s, 3H).

(BT-DIPY-MES)
氷浴で冷やした濃硫酸(0.5 mL)にSOPh-BODIPY-MES(64 mg, 0.14 mmol)を少量ずつ
加えた。反応溶液を室温で5分間撹拌し, 氷水に注いでから炭酸カリウム水溶液を用いてpHが8になるように調整した。その水溶液にジクロロメタンを加えて抽出した。有機層にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 5:5, v/v)を用いて精製し, 赤紫色固体のBT-DIPY-MESが得られた(17 mg, 46 μmol, 32%)。
(BT-DIPY-MES)
SOPh-BODIPY-MES (64 mg, 0.14 mmol) was added portionwise to concentrated sulfuric acid (0.5 mL) cooled in an ice bath. The reaction solution was stirred at room temperature for 5 minutes, poured into ice water, and then adjusted to pH 8 with aqueous potassium carbonate. The resulting solution was extracted with dichloromethane. The organic layer was dried over Na2SO4 , filtered, and then evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: n-hexane:chloroform = 5:5, v/v) to give BT-DIPY-MES as a reddish-purple solid (17 mg, 46 μmol, 32%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ12.72 (br, 1H), 7.55-7.52 (m, 2H), 7.35 (s, 1H), 7.24-7.18 (m, 2H), 6.96 (s, 2H), 6.68 (s, 1H), 6.26-6.23 (m, 2H), 2.38 (s, 3H), 2.12
(s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C24H21N2S [M+H]+: 369.13; found: 369.2.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ12.72 (br, 1H), 7.55-7.52 (m, 2H), 7.35 (s, 1H), 7.24-7.18 (m, 2H), 6.96 (s, 2H), 6.68 (s, 1H), 6.26-6.23 (m, 2H), 2.38 (s, 3H), 2.12
(s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 24 H 21 N 2 S [M+H] + : 369.13; found: 369.2.

<BBT-DIPY-MESの合成> <Synthesis of BBT-DIPY-MES>

(BSPh-BODIPY-MES)
2,6-dibromo BODIPY-MES(566 mg, 1.21 mmol), 2-(methylthio)phenylboronic acid
(487 mg, 2.90 mmol)およびPd(PPh3)4(289 mg, 0.25 mmol)を超脱水トルエン(40 mL)とK2CO3水溶液(8 mL, 2.0 M)に溶解させ, 窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後, 蒸留水を注ぎ, ジクロロメタンで抽出した。有機層にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 3:7, v/v)を用いて精製し, 紫色固体のBSPh-BODIPY-MESが得られた(455 mg, 0.82 mmol,
68%)。
(BSPh-BODIPY-MES)
2,6-dibromo BODIPY-MES (566 mg, 1.21 mmol), 2-(methylthio)phenylboronic acid
(487 mg, 2.90 mmol) and Pd( PPh3 ) 4 (289 mg, 0.25 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated toluene (40 mL) and aqueous K2CO3 solution (8 mL, 2.0 M) and refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was poured into distilled water and extracted with dichloromethane . The organic layer was dried over Na2SO4 , filtered, and the solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, developing solvent: n-hexane:chloroform = 3:7, v/v) to give BSPh-BODIPY-MES (455 mg, 0.82 mmol) as a purple solid.
68%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ 8.42 (s, 2H), 7.41 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.29-7.28 (m, 4H), 7.16-7.10 (m, 2H), 7.04 (s, 2H), 6.85 (s, 2H), 2.40 (s, 6H), 2.30 (s, 3H), 2.10 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C32H29BF2N2S2[M]+: 554.18; found: 553.1. 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 8.42 (s, 2H), 7.41 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.29-7.28 (m, 4H), 7.16-7.10 (m, 2H), 7.04 (s, 2H), 6.85 (s, 2H), 2.40 (s, 6H), 2.30 (s, 3H), 2.10 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 32 H 29 BF 2 N 2 S 2 [M] + : 554.18; found: 553.1.

(BSOPh-BODIPY-MES)
BSPh-BODIPY-MES(445 mg, 0.80 mmol)を氷酢酸とクロロホルムの混合溶媒(21 mL, 2:1, v/v)に溶解させ, 溶媒がほぼ凍るまで氷浴で冷却した。凍らせた溶媒にH2O2(30%, 204 μL, 2.00 mmol)をゆっくり加えた。氷浴から外した後, 室温で一晩撹拌した。酢酸を減圧下で留去し, 飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を注ぎ, ジクロロメタンで抽出した。有機層にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:酢酸エチル)を用いて精製し, 赤色固体のBSOPh-BODIPY-MESが得られた(426 mg, 0.73 mol, 91%)。
(BSOPh-BODIPY-MES)
BSPh-BODIPY-MES (445 mg, 0.80 mmol) was dissolved in a mixture of glacial acetic acid and chloroform (21 mL, 2:1, v/v) and cooled in an ice bath until the solvent was almost frozen. H2O2 (30%, 204 μL, 2.00 mmol) was slowly added to the frozen solution. After removing from the ice bath, the mixture was stirred overnight at room temperature. The acetic acid was evaporated under reduced pressure, and saturated aqueous sodium bicarbonate was poured into the solution, followed by extraction with dichloromethane. The organic layer was dried over Na2SO4 , filtered, and the solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The crude product was purified by silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: ethyl acetate) to give BSOPh-BODIPY-MES (426 mg, 0.73 mol, 91%) as a red solid.

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ8.08-8.06 (m, 4H), 7.57 (td, J= 1.4, 7.7 Hz, 2H), 7.52-7.48 (m, 2H), 7.36 (dd, J = 7.6, 1.4 Hz, 2H), 6.98 (t, J = 16.5 Hz, 2H), 6.86 (s, 2H), 2.51 (s, 6H), 2.36 (s, 3H), 2.22-2.11 (m, 6H). 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.08-8.06 (m, 4H), 7.57 (td, J= 1.4, 7.7 Hz, 2H), 7.52-7.48 (m, 2H), 7.36 (dd, J = 7.6, 1.4 Hz, 2H), 6.98 (t, J = 16.5 Hz, 2H), 6.86 (s, 2H), 2.51 (s, 6H), 2.36 (s, 3H), 2.22-2.11 (m, 6H).

(SOPhBT-BODIPY-MES)
氷浴で冷やした濃硫酸(0.5 mL)にBSOPh-BODIPY-MES(189 mg, 0.32 mmol)を少量ず
つ加えた。反応溶液を室温で5分間撹拌し, 氷水に注いでから炭酸カリウム水溶液を用い
てpHが8になるように調整した。その水溶液にジクロロメタンを加えて抽出した。有機層
にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。粗生成物を脱水ジクロロメタン(15 mL)に溶解させ, triethylamine (5 mL)を加えた。室温で15分間撹拌した後,
BF3・OEt2(7 mL)を加えて室温で一晩撹拌した。反応溶液に蒸留水を注ぎ, ジクロロメタンで抽出した。有機層にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒: n-ヘキサン:酢酸エチル = 2.5:7.5, v/v)を用いて精製し, 紫色固体のSOPhBT-BODIPY-MESが得られた(118 mg, 0.21 mol, 66%)。
(SOPhBT-BODIPY-MES)
BSOPh-BODIPY-MES (189 mg, 0.32 mmol) was added portionwise to concentrated sulfuric acid (0.5 mL) cooled in an ice bath. The reaction solution was stirred at room temperature for 5 minutes, poured into ice water, and adjusted to pH 8 with aqueous potassium carbonate. Dichloromethane was added to the aqueous solution and extracted. The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , filtered, and the solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The crude product was dissolved in anhydrous dichloromethane (15 mL), and triethylamine (5 mL) was added. After stirring at room temperature for 15 minutes,
BF3 · OEt2 (7 mL) was added and the mixture was stirred overnight at room temperature. Distilled water was poured into the reaction solution and extracted with dichloromethane. The organic layer was dried over Na2SO4 , filtered, and the solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, developing solvent: n-hexane:ethyl acetate = 2.5:7.5, v/v) to give SOPhBT-BODIPY-MES as a purple solid (118 mg, 0.21 mol, 66%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ8.05 (dd, J = 8.0, 1.6 Hz, 1H), 7.89 (s, 1H), 7.71-7.63 (m, 2H), 7.55-7.51 (m, 1H), 7.47 (td, J = 7.4, 1.5 Hz, 1H), 7.38-7.31 (m, 3H), 7.02 (s, 1H), 6.98 (s, 1H), 6.91 (s, 1H), 6.67 (s,1H), 2.50 (s, 3H), 2.39 (s, 3H), 2.21 (s, 3H), 2.16 (s, 3H). 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.05 (dd, J = 8.0, 1.6 Hz, 1H), 7.89 (s, 1H), 7.71-7.63 (m, 2H), 7.55-7.51 (m, 1H), 7.47 (td, J = 7.4, 1.5 Hz, 1H), 7.38-7.31 (m, 3H), 7.02 (s, 1H), 6.98 (s, 1H), 6.91 (s, 1H), 6.67 (s,1H), 2.50 (s, 3H), 2.39 (s, 3H), 2.21 (s, 3H), 2.16 (s, 3H).

(BBT-DIPY-MES)
氷浴で冷やした濃硫酸(1.0 mL)にSOPhBT-BODIPY-MES(243 mg, 0.44 mmol)を少量ずつ加えた。反応溶液を室温で5分間撹拌し, 氷水に注いでから炭酸カリウム水溶液を用い
てpHが8になるように調整した。その水溶液にジクロロメタンを加えて抽出した。有機層
にNa2SO4を加えて乾燥させ, ろ過した後に溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒: n-ヘキ
サン:クロロホルム = 5:5, v/v)を用いて精製し, 紫色固体のBBT-DIPY-MESが得られた
(93 mg, 0.20 mol, 45%)。
(BBT-DIPY-MES)
SOPhBT-BODIPY-MES (243 mg, 0.44 mmol) was added portionwise to concentrated sulfuric acid (1.0 mL) cooled in an ice bath. The reaction solution was stirred at room temperature for 5 minutes, poured into ice water, and then adjusted to pH 8 with aqueous potassium carbonate. The resulting solution was extracted with dichloromethane. The organic layer was dried over Na2SO4 , filtered, and then evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: n-hexane:chloroform = 5:5, v/v) to give BBT-DIPY-MES as a purple solid (93 mg, 0.20 mol, 45%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 14.16-11.73 (br, 1H), 7.71-7.51 (m, 5H), 7.24-7.21 (m, 3H), 7.01 (s, 2H), 6.57 (s, 2H), 2.42 (s, 3H), 2.19 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C30H23N2S2[M+H]+: 475.12; found: 475.1. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 14.16-11.73 (br, 1H), 7.71-7.51 (m, 5H), 7.24-7.21 (m, 3H), 7.01 (s, 2H), 6.57 (s, 2H), 2.42 (s, 3H), 2.19 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 30 H 23 N 2 S 2 [M+H] + : 475.12; found: 475.1.

<PPY-MDの合成> <Synthesis of PPY-MD>

(PPY-MD)
5-mesityl-dipyrromethane(57 mg, 0.22 mmol)と2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone(DDQ, 48 mg, 0.21 mmol)を超脱水テトラヒドロフラン(10 mL)に溶解させ,
室温で1時間撹拌した。反応溶液にK2CO3(415 mg, 3.00 mmol)を加えて室温で15分間撹拌した後、PPY塩素架橋二核錯体(110 mg, 0.10 mmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 5:5, v/v)を用いて精製し、赤色固体のPPY-MDが得られた(108 mg, 0.14 mmol, 66%)。
(PPY-MD)
5-mesityl-dipyrromethane (57 mg, 0.22 mmol) and 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone (DDQ, 48 mg, 0.21 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated tetrahydrofuran (10 mL).
The mixture was stirred at room temperature for 1 hour. K2CO3 (415 mg, 3.00 mmol) was added to the reaction solution, which was then stirred at room temperature for 15 minutes. Then, PPY chlorine-bridged binuclear complex (110 mg, 0.10 mmol) was added and the mixture was refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the mixture was evaporated to dryness under reduced pressure. The crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: n-hexane:chloroform = 5:5, v/v) to give PPY-MD as a red solid (108 mg, 0.14 mmol, 66%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ7.89 (d, J = 6.0 Hz, 2H), 7.81 (d, J = 48.2 Hz, 2H), 7.61-7.57 (m, 4H), 6.92 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 6.89 (s, 2H), 6.86 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 6.84-6.79 (m, 2H), 6.71 (d, J= 0.9 Hz, 2H), 6.42 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 6.37 (d, J = 4.4 Hz, 2H), 6.14 (d, J = 4.1 Hz, 2H), 2.34 (s, 3H), 2.03 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C40H33IrN4[M]+: 762.23; found: 762.2. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ7.89 (d, J = 6.0 Hz, 2H), 7.81 (d, J = 48.2 Hz, 2H), 7.61-7.57 (m, 4H), 6.92 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 6.89 (s, 2H), 6.86 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 6.84-6.79 (m, 2H), 6.71 (d, J= 0.9 Hz, 2H), 6.42 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 6.37 (d, J = 4.4 Hz, 2H), 6.14 (d, J = 4.1 Hz, 2H), 2.34 (s, 3H), 2.03 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 40 H 33 IrN 4 [M] + : 762.23; found: 762.2.

<PPY-BMDの合成> <Synthesis of PPY-BMD>

(PPY-BMD)
BT-DIPY-MES (17 mg, 46 μmol)とK2CO3 (97 mg, 0.70 mmol)を超脱水テトラヒドロフ
ラン(10 mL)に溶解させ、室温で15分間撹拌した。PPY塩素架橋二核錯体(35 mg, 32 μmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧乾固
した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra,
Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 6:4, v/v)を用いて精製し、暗赤色
固体のPPY-BMDが得られた(20 mg, 23 μmol, 50%)。
(PPY-BMD)
BT-DIPY-MES (17 mg, 46 μmol) and K 2 CO 3 (97 mg, 0.70 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated tetrahydrofuran (10 mL) and stirred at room temperature for 15 minutes. PPY chlorine-bridged binuclear complex (35 mg, 32 μmol) was added and refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified by silica gel flash chromatography (Isolera Spektra,
The product was purified using Biotage (developing solvent: n-hexane:chloroform = 6:4, v/v) to obtain PPY-BMD as a dark red solid (20 mg, 23 μmol, 50%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.11 (dd, J = 5.7, 0.9 Hz, 1H), 7.90 (dd, J = 5.8, 0.8 Hz, 1H), 7.81 (m, 2H), 7.63-7.55 (m, 5H), 7.46-7.44 (m, 1H), 7.08-6.98 (m, 3H), 6.95-6.90 (m, 3H), 6.87-6.78 (m, 4H), 6.66 (t, J = 1.4 Hz, 1H), 6.64 (s, 1H),
6.46 (dd, J = 7.6, 0.7 Hz, 1H), 6.36-6.32 (m, 2H), 6.15 (dd, J= 4.4, 1.4 Hz, 1H), 2.39 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.06 (s, 3H). ESI-MS (positive): calcd. for C46H35IrN4S [M]+: 868.22; found: 868.1.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 8.11 (dd, J = 5.7, 0.9 Hz, 1H), 7.90 (dd, J = 5.8, 0.8 Hz, 1H), 7.81 (m, 2H), 7.63-7.55 (m, 5H), 7.46-7.44 (m, 1H), 7.08-6.98 (m, 3H), 6.95-6.90 (m, 3H), 6.87-6.78 (m, 4H), 6.66 (t, J = 1.4 Hz, 1H), 6.64 (s, 1H),
6.46 (dd, J = 7.6, 0.7 Hz, 1H), 6.36-6.32 (m, 2H), 6.15 (dd, J= 4.4, 1.4 Hz, 1H), 2.39 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.06 (s, 3H). ESI-MS (positive): calcd. for C 46 H 35 IrN 4 S [M] + : 868.22; found: 868.1.

<PPY-BBMDの合成> <Synthesis of PPY-BBMD>

(PPY-BBMD)
BBT-DIPY-MES(30 mg, 63 μmol)とK2CO3(108 mg, 0.78 mmol)を超脱水テトラヒド
ロフラン(10 mL)に溶解させ、室温で15分間撹拌した。PPY塩素架橋二核錯体(47 mg, 44 μmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧
乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 5:5, v/v)を用いて精製し、紫
色固体のPPY-BBMDが得られた(50 mg, 51 μmol, 81%)。
(PPY-BBMD)
BBT-DIPY-MES (30 mg, 63 μmol) and K 2 CO 3 (108 mg, 0.78 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated tetrahydrofuran (10 mL) and stirred at room temperature for 15 minutes. PPY chlorine-bridged dinuclear complex (47 mg, 44 μmol) was added and the mixture was refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: n-hexane:chloroform = 5:5, v/v) to give PPY-BBMD as a purple solid (50 mg, 51 μmol, 81%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.12 (d, J = 5.8 Hz, 2H), 7.80 (d, J= 8.0 Hz, 2H), 7.62 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.55 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.46 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.09-6.99 (m, 10H), 6.83-6.79 (m, 4H), 6.62 (s, 2H), 6.39 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 2.44
(s, 3H), 2.15 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C52H37IrN4S [M]+: 974.21; found: 974.0.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 8.12 (d, J = 5.8 Hz, 2H), 7.80 (d, J= 8.0 Hz, 2H), 7.62 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.55 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.46 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.09-6.99 (m, 10H), 6.83-6.79 (m, 4H), 6.62 (s, 2H), 6.39 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 2.44
(s, 3H), 2.15 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 52 H 37 IrN 4 S [M] + : 974.21; found: 974.0.

<PPYDM-BBMDの合成> <Synthesis of PPYDM-BBMD>

(PPYCOOH-BBMD)
BBT-DIPY-MES(70 mg, 0.15 mmol)とK2CO3(250 mg, 1.81 mmol)を2-メトキシエタノール(20 mL)に溶解させ、室温で15分間撹拌した。PPYCOOEt塩素架橋二核錯体(115 mg,
81 μmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減
圧乾固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:クロロホルム:メタノール= 9:1, v/v)を用いて精製し、紫色固体のPPYCOOH-BBMDが得られた(41 mg, 38 μmol, 25%)。
(PPYCOOH-BBMD)
BBT-DIPY-MES (70 mg, 0.15 mmol) and K2CO3 (250 mg, 1.81 mmol) were dissolved in 2- methoxyethanol (20 mL) and stirred at room temperature for 15 min. PPYCOOEt chlorine-bridged dinuclear complex (115 mg,
The reaction mixture was refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the mixture was evaporated to dryness under reduced pressure. The crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: chloroform:methanol = 9:1, v/v) to give PPYCOOH-BBMD (41 mg, 38 μmol, 25%) as a purple solid.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ 13.03-11.72 (br, 2H), 8.07 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.88 (s, 2H), 7.76-7.68 (m, 4H), 7.57 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 7.21-7.18 (m, 2H), 7.08-6.96 (m, 10H), 6.74 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 6.56 (s, 2H), 6.22 (d, J = 6.7 Hz, 2H), 3.46 (s, 2H), 2.36 (s, 3H), 2.06 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C56H41IrN4O4S2[M]+: 1090.22; found: 1090.3. 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 13.03-11.72 (br, 2H), 8.07 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.88 (s, 2H), 7.76-7.68 (m, 4H), 7.57 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 7.21-7.18 (m, 2H), 7.08-6.96 (m, 10H), 6.74 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 6.56 (s, 2H), 6.22 (d, J = 6.7 Hz, 2H), 3.46 (s, 2H), 2.36 (s, 3H), 2.06 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 56 H 41 IrN 4 O 4 S 2 [M] + : 1090.22; found: 1090.3.

(PPYDM-BBMD)
PPYCOOH-BBMD(54 mg, 50 μmol), N, N-dimethylenediamine(22 μL, 0.20 mmol),
o-(7-azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N’,N’-tetramethyluronium hexafluorophosphate(HATU, 83 mg, 0.22 mmol)とtriethylamine(69 μL)を超脱水ジクロロメタンに溶解さ
せ、窒素雰囲気下、室温で24時間撹拌した。反応溶液を減圧乾固し、得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:クロロホルム:メタノール= 9:1, v/v)を用いて精製し、紫色固体のPPYDM-BBMDが得られた(20 mg, 16 μmol, 33%)。
(PPYDM-BBMD)
PPYCOOH-BBMD (54 mg, 50 μmol), N, N-dimethylenediamine (22 μL, 0.20 mmol),
o-(7-azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HATU, 83 mg, 0.22 mmol) and triethylamine (69 μL) were dissolved in ultra-dehydrated dichloromethane and stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere for 24 hours. The reaction solution was evaporated to dryness under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: chloroform:methanol = 9:1, v/v) to give PPYDM-BBMD as a purple solid (20 mg, 16 μmol, 33%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 7.94 (d, J = 1.4 Hz, 2H), 7.78 (d, J= 8.5 Hz, 2H), 7.71-7.66 (m, 3H), 7.61 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.45 (d, J= 6.9 Hz, 2H), 7.22 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.11-6.98 (m, 9H), 6.82-6.78 (m, 2H), 6.62 (s, 2H), 6.38 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 3.63 (s, 4H), 3.26 (d, J = 14.2 Hz, 4H), 3.12 (q, J = 5.6 Hz, 4H), 2.45 (s, 3H), 2.17 (s, 6H), 2.06 (s, 12H). ESI-MS (positive): calcd. for C64H61IrN8O2S2[M]+: 1230.4; found: 1231.3. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 7.94 (d, J = 1.4 Hz, 2H), 7.78 (d, J= 8.5 Hz, 2H), 7.71-7.66 (m, 3H), 7.61 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.45 (d, J= 6.9 Hz, 2H), 7.22 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.11-6.98 (m, 9H), 6.82-6.78 (m, 2H), 6.62 (s, 2H), 6.38 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 3.63 (s, 4H), 3.26 (d, J = 14.2 Hz, 4H), 3.12 (q, J = 5.6 Hz, 4H), 2.45 (s, 3H), 2.17 (s, 6H), 2.06 (s, 12H). ESI-MS (positive): calcd. for C 64 H 61 IrN 8 O 2 S 2 [M] + : 1230.4; found: 1231.3.

<BTP-BMDの合成> <Synthesis of BTP-BMD>

(BTP-MD)
5-mesityl-dipyrromethane(132 mg, 0.50 mmol)と2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone(DDQ, 115 mg, 0.51 mmol)を超脱水テトラヒドロフラン(20 mL)に溶解さ
せ、室温で1時間撹拌した。反応溶液にK2CO3(1.00 g, 7.24 mmol)を加えて室温で15分
間撹拌した後、BTP塩素架橋二核錯体(326 mg, 0.25 mmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧乾固した。得られた粗生成物からシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)を用いて原料を除去した後、リサイクル分取HPLC(LC-9225 NEXT, Japan Analysis Industry)で精製し、赤色固体のBTP-MDが得られた(137 mg, 0.16 mmol, 31%)。
(BTP-MD)
5-Mesityl-dipyrromethane (132 mg, 0.50 mmol) and 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone (DDQ, 115 mg, 0.51 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated tetrahydrofuran (20 mL) and stirred at room temperature for 1 h. K2CO3 (1.00 g, 7.24 mmol) was added to the reaction solution, which was then stirred at room temperature for 15 min. Then, BTP chlorine-bridged dinuclear complex (326 mg, 0.25 mmol) was added and the mixture was refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction mixture was evaporated to dryness under reduced pressure. The crude product was purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform) to remove starting materials, followed by purification by recycling preparative HPLC (LC-9225 NEXT, Japan Analysis Industry) to yield BTP-MD as a red solid (137 mg, 0.16 mmol, 31%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 7.81 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 7.72 (d, J= 8.0 Hz, 2H), 7.65-7.56 (m, 4H), 7.13-7.09 (m, 2H), 6.90 (s, 2H), 6.83 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 6.78-6.74 (m, 2H), 6.61 (s, 2H), 6.38 (dd, J = 4.2, 1.3 Hz, 2H), 6.23 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.12 (dd, J = 4.2, 1.3 Hz, 2H), 2.34 (s, 3H), 2.03 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C44H33IrN4S2[M]+: 874.18; found: 874.2. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 7.81 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 7.72 (d, J= 8.0 Hz, 2H), 7.65-7.56 (m, 4H), 7.13-7.09 (m, 2H), 6.90 (s, 2H), 6.83 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 6.78-6.74 (m, 2H), 6.61 (s, 2H), 6.38 (dd, J = 4.2, 1.3 Hz, 2H), 6.23 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.12 (dd, J = 4.2, 1.3 Hz, 2H), 2.34 (s, 3H), 2.03 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C 44 H 33 IrN 4 S 2 [M] + : 874.18; found: 874.2.

<BTP-BMDの合成スキーム> <BTP-BMD synthesis scheme>

(BTP-BMD)
BT-DIPY-MES (16 mg, 43 μmol)とK2CO3 (69 mg, 0.50 mmol)を超脱水テトラヒドロフ
ラン(10 mL)に溶解させ、室温で15分間撹拌した。BTP塩素架橋二核錯体(31 mg, 24 μmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧乾固
した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra,
Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 5:5, v/v)を用いて精製し、赤色固
体のBTP-BMDが得られた(25 mg, 26 μmol, 59%)。
(BTP-BMD)
BT-DIPY-MES (16 mg, 43 μmol) and K 2 CO 3 (69 mg, 0.50 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated tetrahydrofuran (10 mL) and stirred at room temperature for 15 minutes. BTP chlorine-bridged dinuclear complex (31 mg, 24 μmol) was added and refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified by silica gel flash chromatography (Isolera Spektra,
The product was purified using Biotage (developing solvent: n-hexane:chloroform = 5:5, v/v) to obtain BTP-BMD as a red solid (25 mg, 26 μmol, 59%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.05 (d, J = 5.7Hz, 1H), 7.86 (d, J= 5.5 Hz, 1H), 7.73 (d, J = 18.7, 7.9 Hz, 2H), 7.64-7.53 (m, 4H), 7.43 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.15-6.96 (m, 7H), 6.84-6.72 (m, 4H), 6.67 (s, 1H), 6.56 (s, 1H), 6.36 (dd, J= 4.2, 1.3 Hz, 1H), 6.18 (dd, J= 7.9, 2.4 Hz, 2H), 6.12 (dd, J= 4.2, 1.3 Hz, 1H), 2.40 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.08 (s, 3H). ESI-MS (positive): calcd. for C50H35IrN4S3[M]+: 980.17; found: 980.2. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 8.05 (d, J = 5.7Hz, 1H), 7.86 (d, J= 5.5 Hz, 1H), 7.73 (d, J = 18.7, 7.9 Hz, 2H), 7.64-7.53 (m, 4H), 7.43 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.15-6.96 (m, 7H), 6.84-6.72 (m, 4H), 6.67 (s, 1H), 6.56 (s, 1H), 6.36 (dd, J= 4.2, 1.3 Hz, 1H), 6.18 (dd, J= 7.9, 2.4 Hz, 2H), 6.12 (dd, J= 4.2, 1.3 Hz, 1H), 2.40 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.08 (s, 3H). ESI-MS (positive): calcd. for C 50 H 35 IrN 4 S 3 [M] + : 980.17; found: 980.2.

<BTP-BBMDの合成> <Synthesis of BTP-BBMD>

(BTP-BBMD)
BBT-DIPY-MES(21 mg, 44 μmol)とK2CO3(74 mg, 0.54 mmol)を超脱水テトラヒドロフラン(10 mL)に溶解させ、室温で15分間撹拌した。BTP塩素架橋二核錯体(41 mg, 32 μmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧乾
固した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra, Biotage, 展開溶媒:n-ヘキサン:クロロホルム = 7:3, v/v)を用いて精製し、紫色
固体のBTP-BBMDが得られた(40 mg, 37 μmol, 83%)。
(BTP-BBMD)
BBT-DIPY-MES (21 mg, 44 μmol) and K2CO3 (74 mg, 0.54 mmol) were dissolved in ultra-dehydrated tetrahydrofuran (10 mL) and stirred at room temperature for 15 min . BTP chlorine-bridged dinuclear complex (41 mg, 32 μmol) was added and the mixture was refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified using silica gel flash chromatography (Isolera Spektra, Biotage, eluent: n-hexane:chloroform = 7:3, v/v) to give BTP-BBMD as a purple solid (40 mg, 37 μmol, 83%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.13-8.11 (m, 2H), 7.71 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.63-7.51 (m, 4H), 7.44 (dd, J = 7.6, 0.7 Hz, 2H), 7.13-6.95 (m, 10H), 6.82-6.73 (m, 4H), 6.64 (s, 2H), 6.17 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 2.45 (s, 3H), 2.17 (s, 6H). ESI-MS (positive): calcd. for C56H37IrN4S4[M]+: 1086.15; found: 1086.2. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 8.13-8.11 (m, 2H), 7.71 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.63-7.51 (m, 4H), 7.44 (dd, J = 7.6, 0.7 Hz, 2H), 7.13-6.95 ESI-MS (positive): calcd. for C 56 H 37 IrN 4 S 4 [M] + : 1086.15; found: 1086.2.

<BTPDM-BBMDの合成> <Synthesis of BTPDM-BBMD>

(BTPDM-BBMD)
BBT-DIPY-MES(14 mg, 29 μmol)とK2CO3(50 mg, 0.36 mmol)を2-メトキシエタノール(10 mL)に溶解させ、室温で15分間撹拌した。BTPDM塩素架橋二核錯体(41 mg, 23 μmol)を加えて窒素雰囲気下で一晩還流した。反応溶液を室温に冷却後、溶液を減圧乾固
した。得られた粗生成物をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(Isolera Spektra,
Biotage, 展開溶媒:クロロホルム:メタノール= 9:1, v/v)を用いて精製し、紫色固体のBTPDM-BBMDが得られた(19 mg, 14 μmol, 49%)。
(BTPDM-BBMD)
BBT-DIPY-MES (14 mg, 29 μmol) and K 2 CO 3 (50 mg, 0.36 mmol) were dissolved in 2-methoxyethanol (10 mL) and stirred at room temperature for 15 minutes. BTPDM chlorine-bridged binuclear complex (41 mg, 23 μmol) was added and the mixture was refluxed overnight under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solution was evaporated to dryness under reduced pressure. The resulting crude product was purified by silica gel flash chromatography (Isolera Spektra,
Purification using Biotage (developing solvent: chloroform:methanol = 9:1, v/v) gave BTPDM-BBMD as a purple solid (19 mg, 14 μmol, 49%).

1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 7.97 (s, 2H), 7.71 (d, J = 7.6 Hz, 4H), 7.56-7.51 (m, 2H), 7.44 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.11-6.95 (m, 12H), 6.84 (t, J= 7.0 Hz, 2H), 6.66 (s, 2H), 6.14 (d, J= 7.8 Hz, 2H), 3.32-3.24 (m, 4H), 3.10 (s, 4H), 2.45 (s, 4H), 2.20 (s, 12H), 2.03 (s, 9H). ESI-MS (positive): calcd. for C70H61IrN6O2S4[M]+: 1342.34; found: 1343.5. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 7.97 (s, 2H), 7.71 (d, J = 7.6 Hz, 4H), 7.56-7.51 (m, 2H), 7.44 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.11-6.95 (m, 12H), 6.84 (t, J= 7.0 Hz, 2H), 6.66 (s, 2H), 6.14 (d, J= 7.8 Hz, 2H), 3.32-3.24 (m, 4H), 3.10 (s, 4H), 2.45 (s, 4H), 2.20 (s, 12H), 2.03 (s, 9H). ESI-MS (positive): calcd. for C 70 H 61 IrN 6 O 2 S 4 [M] + : 1342.34; found: 1343.5.

<測定方法>
化合物の光物理特性、化合物を用いた発光顕微画像、発光強度、発光寿命を以下の装置を用いて測定した。
吸収スペクトル、モル吸光係数:紫外可視分光光度計,Ubest-550;日本分光製
りん光スペクトル:マルチチャンネル分光器,PMA-12;浜松ホトニクス製
りん光量子収率:発光量子収率測定装置,C9920-01;浜松ホトニクス製
りん光寿命:マルチチャンネルスケラー,MSA-300;Becker & Hickl製
発光顕微画像:リサーチ型倒立顕微鏡,IX-71;オリンパス製
りん光寿命イメージング画像:共焦点スキャナー(DCS-120;Becker&Hickl)を搭載したリサーチ型倒立顕微鏡(IX-71;オリンパス製)
<Measurement method>
The photophysical properties of the compounds, luminescence microscopic images using the compounds, luminescence intensity, and luminescence lifetime were measured using the following equipment.
Absorption spectrum, molar extinction coefficient: UV-visible spectrophotometer, Ubest-550; JASCO Corporation. Phosphorescence spectrum: Multichannel spectrometer, PMA-12; Hamamatsu Photonics. Phosphorescence quantum yield: Luminescence quantum yield measurement device, C9920-01; Hamamatsu Photonics. Phosphorescence lifetime: Multichannel scaler, MSA-300; Becker & Hickl. Emission microscopy image: Research inverted microscope, IX-71; Olympus Corporation. Phosphorescence lifetime imaging image: Research inverted microscope (IX-71; Olympus) equipped with a confocal scanner (DCS-120; Becker & Hickl).

<実施例1>
本発明の化合物として合成したイリジウム錯体を図1に示す。
図2にPPY-MD(比較例)、PPY-BMD、PPY-BBMD、PPYDM-BBMDの室温、アセトニトリル中における吸収・りん光スペクトルを示す。図3にBTP-MD(比較例)、BTP -BMD、BTP -BBMD、BTPDM-BBMDの室温、アセトニトリル中における吸収・りん光スペクトルを示す。また、表1にBTPHSA(比較例)、PPY-MD(比較例)、PPY-BMD、BTP-BMD、PPY-BBMD、PPYDM-BBMDの
室温、アセトニトリル中における光物理特性を示す。
Example 1
The iridium complex synthesized as the compound of the present invention is shown in FIG.
Figure 2 shows the absorption and phosphorescence spectra of PPY-MD (comparative example), PPY-BMD, PPY-BBMD, and PPYDM-BBMD in acetonitrile at room temperature. Figure 3 shows the absorption and phosphorescence spectra of BTP-MD (comparative example), BTP-BMD, BTP-BBMD, and BTPDM-BBMD in acetonitrile at room temperature. Table 1 shows the photophysical properties of BTPHSA (comparative example), PPY-MD (comparative example), PPY-BMD, BTP-BMD, PPY-BBMD, and PPYDM-BBMD in acetonitrile at room temperature.

本発明の化合物は、吸収極大波長(λabs)は500nm以上に観測され、発光極大波長(λphos)は700nm以上に観測され、これまで報告されているイリジウム錯体と比較して大き
く長波長シフトした。脱酸素(窒素飽和)条件下と比較して、空気飽和下では、発光強度は著しく減少したことから、観測された発光がりん光であることがわかる。脱酸素下におけるりん光量子収率(φp 0)は、0.049以上である。また、λabsでのモル吸光係数(ε)が大きく増加した。このことから、脱酸素下におけるりん光輝度(εφp 0)は、これまで報告されているイリジウム錯体と比較して高いりん光輝度を有している。また、また、脱酸素下でのりん光寿命(τp 0)が大きく増加していることから、酸素感受性(τp 0p)も顕著に増加している。
The compounds of the present invention exhibited absorption maxima (λ abs ) at wavelengths greater than 500 nm and emission maxima (λ phos ) at wavelengths greater than 700 nm, significantly longer than previously reported iridium complexes. The emission intensity significantly decreased under air-saturated conditions compared to deoxygenated (nitrogen-saturated) conditions, indicating that the observed emission was phosphorescence. The phosphorescence quantum yield (φ p 0 ) under deoxygenated conditions was greater than 0.049. Furthermore, the molar extinction coefficient (ε) at λ abs significantly increased. Therefore, the phosphorescence brightness under deoxygenated conditions (εφ p 0 ) was higher than that of previously reported iridium complexes. Furthermore, the phosphorescence lifetime (τ p 0 ) under deoxygenated conditions significantly increased, resulting in a significant increase in oxygen sensitivity (τ p 0p ).

<実施例2>
PPY-MD(比較例)、PPYDM-BBMD(図4)およびBTP-MD、BTPDM-BBMD(図5)について、細胞内の酸素応答性を評価した。各イリジウム錯体を最終濃度500nMになるように添加し、2時間培養後、21%酸素分圧下および2.5%酸素分圧下で測定したAML12細胞のりん光イメージング画像(λex:545-580 nm λem:>610 nm)を示す。PPYDM-BBMDおよびBTPDM-BBMDでは、2.5%酸素分圧下において、りん光強度が著しく増加していることから、細胞内で酸素応答性を示すことがわかった。また、従来の試薬(BTPDM1、BTPHSA)と、本発明の試薬PPYDM-BBMDによる酸素イメージング性能を評価した(図6)。PPYDM-BBMDで染色したものでは
、より鮮明なイメージング画像が得られることが分かった。
Example 2
The intracellular oxygen responsiveness of PPY-MD (comparison), PPYDM-BBMD (Figure 4), and BTP-MD and BTPDM-BBMD (Figure 5) was evaluated. Each iridium complex was added to a final concentration of 500 nM. After 2 hours of incubation, phosphorescence images (λ ex : 545-580 nm, λ em : >610 nm) of AML12 cells were measured under 21% and 2.5% oxygen tension. PPYDM-BBMD and BTPDM-BBMD exhibited a significant increase in phosphorescence intensity under 2.5% oxygen tension, demonstrating their intracellular oxygen responsiveness. Furthermore, the oxygen imaging performance of conventional reagents (BTPDM1, BTPHSA) and the present reagent, PPYDM-BBMD, was evaluated (Figure 6). It was found that cells stained with PPYDM-BBMD exhibited clearer images.

<実施例3>
図7に、21%酸素分圧におけるAML12細胞を、PPYDM-BBMDおよび各種色素で染色した倒立型顕微鏡像を示す。Merge画像よりPPYDM-BBMDは、主に小胞体に分布していることがわか
った。
Example 3
Figure 7 shows inverted microscope images of AML12 cells stained with PPYDM-BBMD and various dyes at 21% oxygen tension. The merged images revealed that PPYDM-BBMD was primarily distributed in the endoplasmic reticulum.

<実施例4>
次に細胞毒性に関して評価した。PPYDM-BBMDを添加して2時間後の細胞生存率は、4μM
以下で高い値を示すことがわかった(図8)。本実施例の酸素イメージングの細胞実験は500nMで実施しており、細胞毒性はほぼ無視できることが分かった。
Example 4
Next, cytotoxicity was evaluated. The cell viability after 2 hours of addition of PPYDM-BBMD was 4 μM.
It was found that high values were observed at or below 500 nM (Figure 8). The cell experiments for oxygen imaging in this example were carried out at 500 nM, and it was found that cytotoxicity was almost negligible.

<実施例5>
りん光寿命イメージング顕微鏡を用いて、細胞内の酸素濃度変化を追跡した。35mmシャーレにAML12細胞(A)、HK-2細胞(B)を播種し、48時間培養後、PPYDM-BBMDを最終濃度500nMになるように添加し、2時間培養した。培養器内の酸素分圧を160、114、76、38、0mmHgに変化させて、各酸素分圧におけるりん光寿命イメージング画像を取得した。画像の平均寿命を求め、酸素分圧に対してりん光寿命比(0mmHgのりん光寿命/各酸素分圧のりん光寿命)をプロット(C)し、りん光寿命から酸素分圧を得るための検量線を作成した(図9)。
Example 5
Changes in intracellular oxygen concentration were tracked using phosphorescence lifetime imaging microscopy. AML12 cells (A) and HK-2 cells (B) were seeded in 35-mm Petri dishes and cultured for 48 hours. PPYDM-BBMD was added to a final concentration of 500 nM and cultured for 2 hours. The oxygen partial pressure in the incubator was varied to 160, 114, 76, 38, and 0 mmHg, and phosphorescence lifetime images were acquired at each oxygen partial pressure. The average lifetime of the images was calculated, and the phosphorescence lifetime ratio (phosphorescence lifetime at 0 mmHg/phosphorescence lifetime at each oxygen partial pressure) was plotted against the oxygen partial pressure (C). A calibration curve was created to derive oxygen partial pressure from the phosphorescence lifetime (Figure 9).

<実施例6>
次にin vivo動態に関して評価した。本実験では、りん光強度画像に加えてりん光寿命
画像を取得できる顕微鏡(PLIM:phosphorescence lifetime imaging microscope)を用
いた。麻酔下にあるマウスの尾静脈に、PPYDM-BBMD 200nmol)を投与して、りん光寿命イメージング実験を行った(励起波長:580nm、観測波長:> 647nm)。図10のAに、PPYDM-BBMDを投与したマウスの肝臓の寿命イメージング画像を示す。表面から20 μm内部におい
て肝臓の機能単位である肝小葉が鮮明にイメージングできており、門脈領域(PV)から中心静脈域(CV)にかけてりん光寿命が増加していることから、酸素分圧勾配があることが分かる。PVとCVの酸素分圧に有意差が認められた(図10のB)。また、表面から180 μm内部においても同様なイメージング画像が得られた(図11のA)。PV(2か所)とCVの酸素分圧は、表面から180 μm内部まで、ほぼ同様の傾向を示した(図11のB)。よって、PPYDM-BBMDを酸素プローブとすることで150 μmより深部の酸素分圧に関する知見を得ることが
可能であることが示された。
Example 6
Next, we evaluated in vivo dynamics. In this experiment, we used a PLIM (phosphorescence lifetime imaging microscope) capable of acquiring phosphorescence lifetime images in addition to phosphorescence intensity images. PPYDM-BBMD (200 nmol) was administered via the tail vein of anesthetized mice, and phosphorescence lifetime imaging experiments were performed (excitation wavelength: 580 nm, observation wavelength: >647 nm). Figure 10A shows a lifetime imaging image of the liver of a PPYDM-BBMD-administered mouse. The hepatic lobule, the functional unit of the liver, was clearly imaged within 20 μm from the surface. The increase in phosphorescence lifetime from the portal venous area (PV) to the central venous area (CV) indicates an oxygen partial pressure gradient. A significant difference in oxygen partial pressure between the PV and CV was observed (Figure 10B). Similar images were also obtained within 180 μm from the surface (Figure 11A). The oxygen partial pressures in the PV (two locations) and CV showed similar trends from the surface to a depth of 180 μm (Fig. 11B). This indicates that using PPYDM-BBMD as an oxygen probe can provide insight into the oxygen partial pressure at depths greater than 150 μm.

以上の結果より、本発明の一般式(I)で表されるイリジウム錯体化合物は、細胞内お
よび個体内の酸素濃度の測定、酸素濃度に基づくイメージングが可能な新しい試薬であることが分かった。
From the above results, it was found that the iridium complex compound represented by general formula (I) of the present invention is a new reagent that can measure oxygen concentrations in cells and individuals and perform imaging based on oxygen concentrations.

本発明は、医療診断、製薬開発、基礎医学等の分野で利用できる。 This invention can be used in fields such as medical diagnosis, pharmaceutical development, and basic medicine.

Claims (9)

下記式(I)で示される化合物:
式中、
環Rは、単環または多環式の含窒素芳香族環を示し、
は、ヘテロ原子を示し、
Zは、水素、または置換基を有してもよい炭素数1~20の炭化水素基を示し、
Lは、二座配位子を示す。
A compound represented by the following formula (I):
During the ceremony,
Ring R represents a monocyclic or polycyclic nitrogen-containing aromatic ring;
A 1 represents a heteroatom;
Z represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent;
L represents a bidentate ligand.
前記環Rが、下記式(R-1)、(R-2)、または(R-3)で示されるものである、請求項1に記載の化合物:
式中、
は、ヘテロ原子を示し、
Xは、水素を示す。
The compound according to claim 1, wherein the ring R is represented by the following formula (R-1), (R-2), or (R-3):
During the ceremony,
A2 represents a heteroatom;
X represents hydrogen.
前記Aが、硫黄、または酸素である、請求項2に記載の化合物。 The compound of claim 2, wherein A2 is sulfur or oxygen. 前記環Rが、式(R-3)で示されるものである、請求項2または3に記載の化合物。 The compound according to claim 2 or 3, wherein the ring R is represented by formula (R-3). 前記Aが、硫黄、または酸素である、請求項1~4のいずれか1項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 4, wherein A 1 is sulfur or oxygen. 前記Zが、置換基を有してもよい炭素数1~20のアルキル基、または置換基を有してもよい炭素数6~20のアリール基である、請求項1~5のいずれか1項に記載の化合物
The compound according to any one of claims 1 to 5, wherein Z is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
前記Lが、下記式(II)で示されるものである、請求項1~6のいずれか1項に記載
の化合物:
式中、
環Rは、単環または多環式の含窒素芳香族環を示し、
環Rは、単環もしくは多環式の芳香族環、または単環もしくは多環式の含硫黄芳香族環を示し、
環Rおよび環Rは、置換基を有してもよい。
The compound according to any one of claims 1 to 6, wherein L is represented by the following formula (II):
During the ceremony,
Ring R1 represents a monocyclic or polycyclic nitrogen-containing aromatic ring;
Ring R2 represents a monocyclic or polycyclic aromatic ring, or a monocyclic or polycyclic sulfur-containing aromatic ring;
The ring R 1 and the ring R 2 may have a substituent.
環R および環R に結合する前記置換基が、下記式(III)で示されるものである、請求項7に記載の化合物。
式中、
*を付した炭素が環R および環R との結合位置であり、
nは、1~5の整数を示し、
は、それぞれ独立に、水素、または炭素数1~6の炭化水素基を示す。
The compound according to claim 7, wherein the substituents bonded to ring R 1 and ring R 2 are represented by the following formula (III):
During the ceremony,
The carbons marked with * are the bonding positions to the rings R1 and R2 ,
n represents an integer of 1 to 5,
X3 's each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
請求項1~8のいずれか1項に記載の化合物を含む、酸素イメージング試薬。 An oxygen imaging reagent comprising the compound of any one of claims 1 to 8.
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