WO2003011866A1

WO2003011866A1 - Complexes de porphyrine-metal et infusions d'oxygene contenant ces complexes

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Publication number: WO2003011866A1
Application number: PCT/JP2002/007734
Authority: WO
Inventors: Eishun Tsuchida; Teruyuki Komatsu; Yasuko Matsukawa
Original assignee: Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2004-01-30
Also published as: DE60235092D1; EP1422229A4; EP1422229B1; JP2003040893A; US20040157820A1; EP1422229A1; JP3816767B2; US7125862B2

Description

明細書ポルフィリン金属錯体とそれを含有する酸素輸液技術分野

この出願の発明は、可逆的に酸素を結合解離できる新規ポルフィリン金属錯体と、それを含有し、安定に酸素を輸送できる酸素輸液に関するものである。技術背景

生体内で酸素の輸送や貯蔵の役割を担うヘモグロビンやミオグロビン中に存在するへ厶、すなわちポルフィリン鉄（I I)錯体は、酸素分圧に応答して分子状酸素を可逆的に結合解離できる。このような天然のヘムと類似の酸素吸脱着機能を合成のポルフィリン鉄（I I)錯体で実現しょうとする研究は 1970 年代から数多く報告されてきている。その初期の例としては、 J. P. Col l man, Acc. Chem. Res. , 10, 265 (1977)、 F. Basolo, B. . Hoffman, J. A. Ibers, ibid, 8, 384 (1975) などが挙げられる。特に、室温条件下で安定な酸素錯体を形成できると報告されているポルフィリン鉄（I I)錯体として、 5, 10, 15, 20-テ卜ラキス（な， a , a , a -o -ピバルアミドフエニル）ポルフィリン鉄（I I)錯体（以下、 FeTp i vPP錯体と呼ぶ）（ J. P. Col Iman, et a I. , J. Am. Chem. Soc. , 97, 1427 (1975) ) が知られている。

FeTpivPP錯体は軸塩基、例えば、 1 -アルキルイミダゾール、 1- アルキル- 2-メチルイミダゾールなどを共存させると、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、テ卜ラヒドロフラン、 N， N—ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中、室温で分子状酸素を可逆的に結合解離できる。また、この錯体をリン脂質から成る二分子膜小胞体に包埋させれば、生理条件下（水相系、 pH 7.4、 ≤40 °C) でも同様の酸素吸脱着機能が発揮される（例えば、 E. Tsuchida et al. , J. Chem. Soc. , Dal ton Trans. , 1984， 1147 (1984)など）。

ここで重要なことは、まず FeTpivPP 錯体が酸素を可逆的に結合解離するためには、上述したように過剰モル数の軸塩基分子を外部から添加する必要がある点である。しかし、軸塩基として広く用いられているイミダゾール誘導体には薬理作用を持つものがあり、体内毒性の高い場合が多い。また、リン脂質小胞体を利用する場合、過剰に共存させたイミダゾ一ル誘導体がその形態を不安定化させる要因とも成り得る。この軸塩基の添加量を極限的に少なくする方法は、分子内に共有結合でイミダゾール誘導体を導入することに他ならない。

本発明者らは、ポルフィリン鉄（I I)錯体の分子内に、置換基として、例えばアルキルイミダゾ一ル誘導体を共有結合すれば、軸塩基を外部添加することなく安定な酸素運搬体を供給できるものと考え、既にポルフィリン環の 2位に置換基を有する FeTpivPP 類縁体を合成し、これをリン脂質小胞体中ゃヒ卜血清アルブミンに包接させた系について、可逆的な酸素の吸脱着反応を明らかにしている（例えば、特開昭 59-164791 号、特開昭 59- 162924号、特開平 8-301873号など）。

しかしながら、一般的に水溶液中では有機溶媒中に比べ中心鉄 (I I)の酸化反応が促進されるため、得られる酸素錯体の安定度は著しく低い。換言すると、可逆的な酸素配位活性を発現できるのは、ポルフィリン鉄錯体の中心鉄が 2 価の状態にある時のみで、中心鉄が酸化し、鉄（I I I)錯体になると、その酸素配位活性は完全に失われる（Momentau et al. , Chem. Rev. , 110， 7690 (1994) など参照）。本発明者らが開発したポルフィリン鉄（I I )錯体を水中に分散させる上記の先行技術は、ポルフィリン鉄（I I )錯体を均一に水中へ溶解させるだけだけでなく、酸素配位座近傍に微小な疎水空間を提供することにより、酸素錯体の安定度を延長させる効果がある。しかし、これらのポルフィリン鉄（I I )錯体の水溶液や分散液を人工酸素運搬体として、例えば赤血球の代替物として使用することを考えた場合には、さらに安定度の高い酸素錯体を形成できるポルフィリン分子構造の設計と合成が待たれていたのが現状であった。

そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、酸素輸液として有効に作用するポルフィリン金属錯体を提供することを課題としている。発明の開示

本発明者らは、より安定な酸素錯体を形成できるポルフィリン金属錯体の分子設計と機能発現に鋭意研究を重ねた結果、 2位置へ酸素吸着能を有効に発揮させるために必要な置換基、すなわち塩基性軸配位子であるィミダゾール誘導体を結合させた 5, 1 0, 1 5 , 20 -テ卜ラキス（α， , a , ο: - ο-置換アミドフエ二ル）ポルフィリン金属錯体の酸素配位座近傍置換基として、脂環式炭化水素基を導入することにより、酸素親和性を適当な値に保ちながら、従来系に比べて格段に安定度の高い酸素錯体を形成し得る新しい酸素輸液が提供できると考え、本発明を完成するに至ったつまり、この出願の発明は、第 1 には、第 4または第 5周期の遷移金属イオン Μが、次の一般式 [ I ]

(ここで、 R ¹は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、 R ²はアルキレン基、 R ³ はイミダゾリル基の Mへの配位を阻害しない基である）で示されるポルフィリン誘導体に配位してなるボルフィリン金属錯体を提供する。

また、第 2 には、この出願の発明は、次の一般式 [ I I]

(ここで、 Mは第 4 または第 5周期の遷移金属イオンを示し、 R ¹は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、 R ²はアルキレン基、 R ³はイミダゾリル基の Mへの配位を阻害しない基、 X—は八ロゲンイオンを示し、 n は X—の個数を表す Mの価数から 2を差し引いた数である）で示されるポルフィリン金属錯体を提供する < この出願の発明は、第 3 には、 R ¹ が 1 位に置換基を有する脂環式炭化水素基であるポルフィリン金属錯体を、第 4 には、 R ² がじ，〜じ ^のアルキレン基であるポルフィリン金属錯体を、また. 第 5 には、 R ³が水素原子またはメチル基、ェチル基、プロピル基のいずれかの置換基から選択されるポルフィリン金属錯体を提供する。

さらに、この出願の発明は、第 6 には、 Mが F eまたは C 0であるポルフィリン金属錯体を、第 7 には、 Mが + 2価または + 3 価の F eであるポルフィリン金属錯体を、第 8 には、 Mが + 2価 < C 0であるポルフィリン金属錯体を提供する。

この出願の発明は、第 9 には、少なくとも前記いずれかのポルフィリン金属錯体を含有する酸素輸液を、第 1 0 には、少なくとも前記いずれかのポルフィリン金属錯体をリン脂質小胞体、脂肪油滴小球、アルブミン、アルブミン多量体のいずれかの内部に包接させて調製される酸素輸液を、そして、第 1 1 には、少なくとも前記いずれかのポルフィリン金属錯体をヒ卜血清アルブミン、組み換えヒ卜血清アルブミン、ヒ卜血清アルブミン二量体、組み換えヒ卜血清アルブミン二量体のいずれかの内部に包接させて調製される酸素輸液をも提供する。発明を実施するための最良の形態

この出願の発明のポルフィリン金属錯体は、第 4または第 5周期の遷移金属イオン Mが、次の一般式 [ I ]

は〗

(ここで、 R ¹は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、 R ²はアルキレン基、 R ³ はイミダゾリル基の Mへの配位を阻害しない基である）で示されるポルフィリン誘導体に配位してなるものである。すなわち、このようなポルフィリン金属錯体は、次の一般式 [ I门

[II ]

ヽ R²一' nX"

(ここで、 Μは第 4 または第 5周期の遷移金属イオンを示し、 R ¹は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、 R ²はアルキレン基、 R ³はイミダゾリル基の Μへの配位を阻害しない基、 Χ Ίまハロゲンイオンを示し、 η は X—の個数を表す Μの価数から 2を差し引いた数である）で示されるものである。

この時、一般式 [ I ] において、 Μが F e ( I I )、 C 0 ( I I )などの第 4または 5周期の遷移金属イオンである場合に、このボルフィリン金属錯体は、分子内に結合されたィミダゾリル基が Mに 1 つ配位した状態となり、当該分子のみで酸素結合能を発揮できるものとなる。

また、この出願の発明のポルフィリン金属錯体では、酸素配位座近傍置換基として、より疎水性の高い脂環式炭化水素基を有しているため、本発明者らがこれまでに報告している t -ブチル基を結合したポルフィリン誘導体に比べ、水中でのプロトンによる中心金属の酸化過程が抑制される。したがって、結果として、より安定度の高い酸素配位錯体が得られる。また、このようなポルフィリン金属錯体は、置換基が環状炭化水素基であるために、分子容が同炭素数の長鎖アルキル基に比べて小さく抑えられるという特徴を有する。このような小さな分子容はアルブミン内部等の微視的な疎水環境にポルフィリン金属錯体を包接させる場合に有利である。

以上のとおりのこの出願の発明のポルフィリン金属錯体において、 R ¹、 R ²、および R ³は、前記のとおりのものであり、その種類はとくに限定されない。

R ¹ としては、 1 一位にメチル基、アルキルアミド基、アルキルエーテル基等の置換基を有する 1 —置換シクロプロピル基、 1 一置換シクロペンチル基、 1 一置換シクロへキシル基、 1 ーメチルー 2 —シクロへキセニル基、 1 一置換ノルボルニル基、 1 —ァダマンチル基等の 1 位に置換基を有する脂環式炭化水素が好ましく例示される。もちろん、これら以外にも、 2 —置換ノルボルニル基等であってもよい。

R ² は、分子容をあまり大きくせずに、イミダゾリル基の Mへの配位を阻害しないものとするために、。，〜じ ,。のアルキレン基とすることが好ましい。

R ³ は、前記のとおり、イミダゾリル基の Mへの配位を阻害しなければどのような置換基であってもよいが、好ましくは、水素原子、またはメチル基、ェチル基、プロピル基が挙げられる。

さらに、この出願の発明のポルフィリン金属錯体では、中心遷移金属 Mは、第 4〜第 5周期の遷移金属であればよく、特に限定されないが、 F eまたは C oの場合、とくに酸素結合解離能が高いポルフィリン金属錯体が得られ、好ましい。中でも、 Mが F e の場合には、 + 2価または + 3価の F e 、 Mが C 0の場合には、 + 2価の C o とすることが好ましい。

以上のとぉリのこの出願の発明のポルフィリン金属錯体は、酸素と可逆的な結合解離能を示すことから、このポルフィリン金属錯体を酸素運搬体として用いれば酸素輸液が得られる。このような酸素輸液の組成等はとくに限定されず、この出願の発明のポルフィリン金属錯体を含有していればよい。具体的には、以上のとおりのポルフィリン金属錯体をリン脂質小胞体、脂肪油滴小球、アルブミン、およびアルブミン多量体等の内部に包接させることにより調製される酸素輸液や、以上のとおりのポルフィリン金属錯体をヒ卜血清アルブミン、組み換えヒ卜血清アルブミン、ヒ卜血清アルブミン二量体、組み換えヒ卜血清アルブミン二量体等の内部に包接させることにより調製されるものが挙げられる。もちろん、このような酸素輸液は、ポルフィリン金属錯体以外にも、水、脂質、リン脂質、 p H調整剤、安定剤、界面活性剤、血清夕ンパク質等を任意の配合で含有していてもよい。

酸素輸液は、出血ショックの蘇生液、すなわち、輸血用血液の代替物のほか、術前血液希釈液、人工心肺など体外循環回路の補填液、移植臓器の灌流液、虚血部位への酸素供給液（心筋梗塞、脳梗塞、呼吸不全など）、慢性貧血治療剤、液体換気の環流液、癌治療用増感剤、再生組織細胞の培養液、さらに、稀少血液型患者への利用、宗教上の理由による輸血拒否患者への対応、動物医療への応用等が期待される。

さらに、第 4〜 5周期の遷移金属イオンを有するポルフィリン錯体は、酸化還元反応、酸素酸化反応または酸素添加反応の触媒としての付加価値も高いことから、本発明のポルフィリン金属錯体は、このような酸素輸液のみならず、ガス吸着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応触媒、あるいは酸素添加反応触媒としても利用できる。

以上のとおりの当該ポルフィリン金属錯体は、どのような方法で合成されても良いが、例えば、次の一般式 [ I I I]

で示される 5， 10, 15， 20-テ卜ラキス（ α， , a , α -ο-アミノフェニル）ポルフィリンを出発物質として合成できる。

具体的には、 Col lman et a I. , J. Am. Chem. Soc. , 97, 1427 (1975)に記載の方法に従って合成された、 5， 10, 15, 20-テ卜ラキス（a， , a , a -o-ァミノフエ二ル）ポルフィリンを適当な乾燥有機溶剤、例えば乾燥テ卜ラヒドロフランに溶解し、塩基（例えばピリジン、卜リエチルァミン、 4-ジメチルァミノピリジンなど）と 1-メチルシクロアルカン酸クロライドを加えて、暗所、氷冷するか、または室温で撹拌する。その後、溶媒を減圧除去し、これをクロ口ホルムなどの有機溶媒で抽出し、水で洗浄、濾過後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画精製する。こうして 5, 10, 15, 20-テ卜ラキス（a， , a , οκ -ο-置換アミドフエ二ル）ポルフィリンを得る。

^に、十分に脱気したジメチルホルムアミドを氷水で冷却し、才キシ塩化リンを加え、室温で 1〜2時間撹拌、 Vi Ismeier試薬を調製する。ここへ乾燥ジクロロメタン、あるいはクロ口ホルムに溶解した 5， 10, 15， 20-テ卜ラキス（a， a , a , at -ο-置換アミドフエニル）ポルフィリンを室温で滴下する。このとき、反応溶液は瞬時に紫色からジカチオンの緑色に変化する。これを 12~24 時間沸点還流させる。放冷後、飽和酢酸ナ卜リウ厶水溶液を反応溶液に加えると、緑色から紫色に変化するので、更に 20〜40°Cで 20〜120分間撹拌を続ける。これを適当な有機溶剤で抽出し、水で洗浄、乾燥、濾過後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画精製する。こうして 2-ホルミル- 5， 10, 15, 20-テトラキス（α， , a , α -ο-置換アミドフエ二ル）ポルフィリンを得る。

この 2-ホルミル- 5， 10， 15， 20-テ卜ラキス（α， , a , a -o- 置換アミドフエニル）ポルフィリンを適当な有機溶剤（例えば、ジクロロメタン、クロ口ホルム、ベンゼンなど）に溶解し、メタノールを加えて窒素で十分に脱気する。氷冷下、水素化ホウ素ナトリウムを加え 5〜 15分間撹拌した後、水を加えて反応を停止させる。これをクロ口ホルムなどの有機溶媒で抽出し、水で洗浄、乾燥、濾過後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画精製する。こうして 2-ヒドロキシメチル -5, 10， 15， 20-テトラキス（α， a , a , -ο -置換アミドフエニル）ポルフィリンを得る。

このようにして得た 2-ヒドロキシメチル -5， 10, 15， 20-テトラキス（a , a , a , α -ο-置換アミドフエニル）ポルフィリンの 2- ヒドロキシェチル基へのイミダゾリルアルカン酸の導入は、発明者らの従来技術（特開平 06- 271577) に記載の方法により実施できる。

さらに、得られたポルフィリン誘導体への中心金属の導入は、例えば D. Dolphin 編、 The Porphyrin, 1978年、アカデミック ■ プレス社などに記載の一般法により達成され、相当のポルフィリン金属錯体として得られる。一般に、鉄錯体の場合にはポルフィリン鉄（ 11 I )錯体が、コバルト錯体の場合にはボルフイリンコバル卜（ I I )錯体が得られる。

なお、上記ポルフィリン金属錯体の内、鉄（I I I)錯体の形を有する場合は、適当な還元剤（亜二チ才ン酸ナトリウム、ァスコルビン酸など）を用い、常法により中心金属を 3価から 2価へ還元すれば、酸素結合活性が付与できる。

このようなポルフィリン鉄（I I)錯体をリン脂質分子から成る二分子膜小胞体に包埋した系、リン脂質被覆脂肪乳剤中へ内包した系、さらには七卜血清アルブミンに包接した系、組換えヒ卜血清アルブミンに包接した系、アルブミン多量体に包接した系、いずれの場合も酸素と接触すると速やかに安定な酸素錯体を生成する。また、これらの錯体は酸素分圧に応じて酸素を吸脱着できる。この酸素結合解離は可逆的に繰り返し行うことができ、酸素吸脱着剤、酸素運搬体として作用する。

酸素以外にも金属配位性を有する気体の場合、相当する配位錯体を形成できる（例えば、一酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素など）。これらの理由から、本発明のポルフィリン金属錯体は、特に鉄（I I)またはコバルト（I I)錯体の場合、有効な酸素輸液として機能することはもちろん、均一系、不均一系での酸化還元反応触媒、さらには、ガス吸着剤としての応用が可能となる。

以下、この発明を実施例により詳細に説明する。なお、本発明が実施例のものに限定されないことは、言うまでもない。実施例

ぐ実施例 1 >

5， 10, 15, 20-テ卜ラキス（α， , a , α -ο-ァミノフエ二ル）ポルフィリン 0. 4g (0· 59 mmol) をテ卜ラヒドロフラン 55 mL に溶解し、ピリジン 1. 7 mL (20. 7 關 ol) と 1 -メチルシクロへキサン酸クロライド 2. 11 g (14.8 mmol) を加えて、室温、暗所で 2時間撹拌した。その後、溶媒を減圧除去し、これをクロ口ホルムで抽出し、 5%アンモニア水で洗浄した後、純水で数回洗浄した。クロロホルム層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロ口ホルムに溶解させ、シリカゲルカラム（クロ口ホルム Z酢酸ェチル： 10 1 (容量//容量））で分画精製し、目的物を集めて真空乾燥した。こうして、紫色の 5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（α，な， , α - o- (1 -メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンを収量 0. 56 g (収率 82 % ) で得た。

この 5, 10， 15， 20-テトラキス（ α， α , , α -ο- (1-メチルシク口へキシルアミド）フエニル）ポルフィリンの分析結果は、表 1 に示した。

L

薄層クロマトグラフィー（クロ口ホルム/ ft酸ェチル： 10/1 (容量ノ容驚 > ： Rf ： 0.50 (モノスポット））。赤外吸収スぺクトル（cm ') ： 1691

ミド ) ) 、 3428 ( V NH) 紫外可視吸収スペクトル（CHCI₃、 λ ,_1χ： 423, 516, 549, 590, 647 nm) 。 FAB-MSスペクトル（m/z) ： 1172 【M]+。 'H-NMRスペクトル（CDCI₃ . TMS 基準、 δ (ρριη) ) ： -2.6 (s, 2H, innerH) . 0.1 (s, 12H, 1 -methyl) ， 0.3-1.0 (m, 40H, cyclo exyl ) , 7.5 ( t, 4H, phenyl-4) , 7.6 (s、 4H, aniide-H) ， 7.8 (t, 4H, phenyl-5) 、 7.9 (d、 4H、 ohenyl-3) ， 8.8 (d. 4H, phenyl-6) , 8.9 (s, 8H, pyrrole-^ H) 。

<実施例 2 >

実施例 1 で合成した 5， 10， 15， 20-テトラキス（α， , a , -o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン 0.54g (0.461 mmol) をクロ口ホルム 10 mL に溶解し、塩化銅二水和物 177 mg(1. 15 mmol)と卜リエチルァミン 233 mg(2.31 mmol) のメタノール溶液（2 itiL)を加え、 65°Cで 1 時間、沸点環流した。反応溶液の可視吸収スぺクトルで、銅イオンがポルフィリンに挿入されたことを確認した後、溶媒を減圧除去し、これをクロ口ホルムで抽出し、純水で数回洗浄した。クロ口ホルム層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロ口ホルムに溶解させ、シリカゲルカラム（クロ口ホルム /酢酸ェチル： 5/1 (容量/容量））で分画精製し、目的物を集め、真空乾燥した。

こうして、紫色の 5, 10, 15, 20-テトラキス（α， a , a , a -o- (1- メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン銅（ I I )を収量 0.45 g (収率 79 %) で得た。

得られた 5, 10, 15， 20-テトラキス（α， , a , α - ο- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン銅（ I I )の分析結果を表 2 に示した。

2_ 薄 βクロマ卜グラフィー（クロ口ホルム/ St酸ェチル： 10/Ί (容量ノ容量 1 ： Rf ： 0.74 (モノスポット））。赤外吸収スぺクトル（cm ¹) ： 1687 ( vOO (アミド )) 、 3434 (i/ NH) ₀ 紫外可視吸収スペクトル（CHCI λ ： 423, 541, 576 nm ) 。 FAB-MSスぺクトル（m/z) ： 1233 [M]⁺。

<実施例 3 >

十分に窒素で脱気した蒸留ジメチルホルムアミド 6.3 mL を氷水で冷却し、才キシ塩化リン 7.4 mL を加え、室温で 1 時間撹拌させ、赤橙色の Vi Ismeier試薬を得た。そこへ、実施例 2で合成した 5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（<¾， , a , a - o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン銅（I I) 0.45 g ( 0.36 mmol) のジクロロメタン溶液 14 mLを室温で滴下した。反応の進行に伴い、溶液の色は紫色から濃緑色に変化し、イミニゥ厶塩の生成が確認できた。これを 18 時間沸点還流させた後、放冷し、飽和酢酸ナトリウム水溶液 300 mL を加えることにより、中和させたところ、反応溶液の色は緑色から紫色に変化した。

さらに 40°Cで 3時間撹拌を続け、これをクロ口ホルムで抽出し、純水で数回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過後、溶媒を減圧除去した。シリカゲルカラム（クロ口ホルム酢酸ェチル： 5/1 (容量/容量））で分画精製、目的物を集め、真空乾燥する。こうして、紫色の 2-ホルミル- 5, 10, 15, 20-テトラキス（a， , a , α -ο- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ボルフイリン銅（I I)を収量 0.22 g (収率 50 %) で得た。

得られた 2-ホルミル- 5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（α， , a , a -o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン銅 (I I)の分析結果を表 3 に示した。

3_ 薄層クロマトグラフィー（クロ口ホルム/酌酸ェチル： 5Z1 (容量/容量）： Rf ： 0.53 (モノスポット））。赤外吸収スペクトル（cm—¹) ： 1672 ( vC=(Hホルミル ) ) 、 1692 (vC=0(アミド Π 、 3428 (v H) o 紫外可視吸収スぺクトル（CHCI₃、 λ _11Χ： 430, 552, 593 nm) 。 FAB-MSスペクトル Irn/z) ： 1261 [M]⁺。

<実施例 4 >

実施例 3で合成した 2-ホルミル -5， 10, 15, 20-テトラキス（な， a , a , α -ο-ァミノフエニル）ポルフィリン銅（I I) 0· 22 g (0. 175 mmol) をジクロロメタン 8 mL に溶解し、そこへ濃硫酸 2 mLを加え、室温で 10 分間激しく攪拌させたところ、溶液の色は緑色に変化した。この溶液を、クロ口ホルムと氷水の二層溶液中へ滴下し、炭酸ナトリウムで中和したところ、クロ口ホルム層は、紫色に戻った。クロ口ホルム層を純水で数回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロ口ホルムに溶解させ、シリカゲルカラム（クロ口ホルム /酢酸ェチル： 5/2 (容量/容量））で分画精製し、目的物を集め、真空乾燥した。

こうして、紫色の 2-ホルミル- 5， 10, 15, 20-テトラキス（α， α， , a -0- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンを収量 0. 18 g (収率 84 % ) で得た。

得られた 2-ホルミル- 5， 10， 15, 20-テトラキス（a， a , a , a -o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンの分析結果を表 4 に示した。

4. 薄層クロマトグラフィー（クロ口ホルム/酢酸ェチル： 5/2(容量ノ容 S) ： f ： 0.60 (モノスポット〉）。赤外吸収スぺクトル（cm ： 1672 ( i C-0{ホルミル ) ) 、 1691 ( y C=0(アミド））、 3429 NH)。紫外可視吸収スペクトル（CHCI₃、 λ,„ : 432, 527, 555. 597, 662 nm) 。 FAB-MS スペクトル（m/z) ： 1200 [M]+。，H - NMR スペクトル（CDCI₃, TMS 基準、 δ (ppm) ) ： -2.3 (s, 2H, innerH), 0.1-0.2 (d, 12H, 1 -methyl ) , 0.3-1.0 , 40H, cyclohexyl ) , 7.4-7.6 (m, 8H, amide-H , phenyl-4) ， 7.8-7.9 (m. 8H、 phenyl-3, 5) , 8.7-8.9 ( m, 10H, pyrrole- /3 H, phenyl-6) , 9.4 is, 1H, pyrrole— H)， 9.6 (s, 1H, formyl)。

<実施例 5 >

実施例 4で合成した 2-ホルミル- 5， 10， 15, 20-テトラキス（ α， , a , α -ο- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ボルフィリン 177 mg (0· 147 mmol) をジクロロメタン 2.5 mL に溶解し、メタノール 7 mL を加えて窒素で十分に脱気した。氷冷下、水素化ホウ素ナトリウム 53· 6 mg (1.47 mmol) を加え 10分間撹拌し、水を加えて反応を停止した。これをクロ口ホルムで抽出し、純水で数回洗淨した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロ口ホルムに溶解させ、シリカゲルカラム (クロ口ホルムメタノール： 30/1 (容量/容量））で分画精製し、目的物を集め、真空乾燥した。こうして、紫色の 2-ヒドロキシメチル -5， 10， 15， 20-テ卜ラキス（α ， , , a -o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンを収量 89.3 mg (収率 50 %) で得た。

前記した 2-ヒドロキシメチル -5， 10, 15, 20-テトラキス（α , α， a , α -ο- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンの分析結果を表 5 に示した。表 5 薄層クロマトグラフィー（クロ口ホルムメタノール： 30/Ί (容量/容量 } ： Rf ： 0.29 (モノスポット））。赤外吸収スぺクトル（cm') ： 1690 (vC=0iァミド））、 3427 ίι/ΝΗ)。紫外可視吸収スペクトル（CHCI₃、 λ ： 423, 517, 548, 591, 645 nm) 。 FAB-MSスぺクトル（m/z> ：〗202[Μ]'。 Ή-N Rスぺクトル（ CDCI₃、 TMS 基準、 <5 ({>pml) ： —2.6 (s， 2H, innerH), 0.1 (πι, 12Η, 1-methyl ) ， 0.3-1.0 Cm, 40H, cyclohexyl) , 4.9 (q, 2H, -CH_z0H) . 7.4-7.6 (π, 8H, amide-H · phenyl-4) , 7.7-7.8 (m, 8H, p enyl-3, 5) . 8.6-8.8 (m, 10H, pyrrole- i3 H, phenyl-6), 9.0 (s, 1H, pyrrole-H)„

<実施例 6 >

8- (2-メチル - 1-イミダゾリル）オクタン酸塩酸塩 74. 0 mg (0.287 mmol)の乾燥ジメチルホルムアミド（2 mL)溶液に卜リエチルァミン 0. 14 mL (1. 15 匪 0 I )を添加したところ、ただちに白色塩酸塩が析出した。 10分間攪拌後、過剰の卜リエチルァミンを真空ポンプで減圧除去した。実施例 5で合成した 2-ヒドロキシメチル -5， 10, 15， 20-テ卜ラキス（， , a , α - ο- (1 -メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン（35 mg, 28. 7μ mol) , 4 - ジメチルァミノピリジン 3.5 mg (0. 0287 mmol)、ジシクロへキシルカルボジイミド 100.7 tng (0.488 mmol)を加え、室温、遮光下で 4 日間攪拌したところ、白色塩の DCUrea が析出した。溶媒を減圧除去後、少量のクロ口ホルムに溶解させ、ベンゼン中へ最沈殿させることにより、生成物を精製した。濾物を少量のクロロホル厶に溶解させ、シリカゲルカラム（クロ口ホルム/メタノール： 10/1 (容量/容量））で分画精製し、目的物を集め、真空乾燥した。こうして、紫色の 2- 8- (2-メチル -1-イミダゾリル）才クタノィル才キシメチル- 5, 10， 15， 20-テトラキス（ α， a , a , a - o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンを収量 3 9 mg (収率 76 %) で得た。

この 2-8- (2-メチル -1 -ィミダゾリル）才クタノィル才キシメチル -5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（α， a , a , α - ο- (1 -メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリンの分析結果を表 6 に示した。

6_

»層クロマトグラフィー（クロ口ホルム/メタノール： 10 1 {容¾/容重）： Rf ： 0.60 (モノスポット）），赤外吸収スペクトル（cm— ') ： 1734 ( レ C=0(エステル 1〉、 1685 ( vC=0(アミド））， 3427 (レ NH)。紫外可視吸収スぺクトル（ CHCI₃、 λ ,₁ ： 423, 517, 547, 591， 645 nm) 。 FAB-MS スペクトル（m/z) ： 1408 [M]⁺。 'H-NMRスペクトル（CDCI₃、 TMS基準、 δ {ppm) ) ： -2.6 (s, 2H， innerH), 0.1 (m, 12H, 1 -methyl), 0.3-1.2 ita, 40H, cyclohexyl), 1.3-1.4 fm, 10H, - (CHa) s-1 , 1.6 {ID, 2H, -OC (=0) CH .) , 2.4 (s, 3H, 2-Meln), 3.8 (t, 2H, - CH₂lm) , 5.3 (s, 2H, Por-CH₂0C (=0) -), 6.8, 6.9 (s, 2H, imidazole) , 7.4- 7.5 (in, 8H, amide, phenyl-4), 7.6-7.8 (m, 8H， phen l -3, 5), 8.7-8.8 (m, 11H, phenyl-6, pyrrole 0— H) 。 <実施例 7 >

ポルフィリンへの鉄導入反応は、 D. Dolphin 編、 The Porphyr i n、 1978年、アカデミック ·プレス社などに記載の一般法により行つた。

三つ口フラスコに臭化水素酸水溶液（1.62 mL)を入れ、窒素を 30分間通気して、完全に脱酸素した。素早く電解鉄 107.8 mg (1.93 mmol)を加え、 80°Cまで昇温し 1 時間攪拌した。電解鉄が溶解し、透明薄緑色の溶液となったところで、 130°Cまで昇温し、臭化水素酸及び水を蒸発除去した。

得られた薄白色固体の FeBr₂へ、実施例 6で合成した 2- 8- (2- メチル -1-イミダゾリル）才クタノィル才キシメチル — 5, 10， 15， 20 テ卜ラキス（ α , , a , α— o— (1 メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン 23.5 mg (16.1 At mo I)と 2, 6-ルチジン 21.3 mL (0. 193 mmo I )の乾燥テ卜ラヒドロフラン溶液（5 mL)を窒素雰囲気下で滴下し、 12時間沸点還流を行った。反応が終了したところで、溶媒を減圧除去し、これをクロ口ホルムで抽出し、純水で数回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧除去した。残渣を少量のクロ口ホルムに溶解させ、分画精製（クロ口ホルム/メタノール =10/1 (v/v))をし、 2-8- (2-メチル -1 -イミダゾリル）才クタノィル才キシメチル — 5， 10, 15， 20 テ卜ラキス（ a;，な， a , α -o— (1 メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（I I I)錯体 · 臭化物を収量 17· 6 mg (74%)で得た。

得られた 2-8- (2-メチル -1-ィミダゾリノレ）才クタノィル才キシメチル -5, 10, 15， 20 -テ卜ラキス（α， , a , α - ο- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（I I I)錯体 · 臭化物の分析結果を表 7 に示した。薄層クロマトグラフィー（クロ口ホルム Zメタノール： 10ノ 1 (容至/容量）： Rf ： 0.34 (モノスポット》）。赤外吸収スぺクトル（cm ¹) ： 1740 (wC=0{エステル））、 1685 (

アミド））。紫外可視吸収スペクトル（CHCI₃, λ ,_a,： 420, 504, 580, 648, 682 nm) 。 FAB - MSスペクトル（n/z) ： 1462 [M-Br]%

<実施例 8 >

実施例 1 において 1-メチルシクロへキサン酸クロライドの代わりに、 1-メチルシクロペンタン酸クロライドを用い、さらに実施例 6 において 8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）オクタン酸 ' 塩酸塩の代わりに 8- (1-イミダゾリゾレ）オクタン酸 ·塩酸塩を用いる以外は実施例 1 〜 7 と全く同様な方法に従って、 2- 8- (1-ィミダゾリル）才クタノィル才キシメチル- 5， 10, 15, 20-テトラキス（a , a , ， α -o- (1-メチルシクロペンチルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（I I I)錯体 · 臭化物を定量的に合成した。

この 2-8- (1-イミダゾリル）才クタノィル才キシメチル -5， 10， 15， 20-テ卜ラキス（ α ， , a , α - ο- (1 -メチルシクロべンチルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（I I I)錯体 · 臭化物の分析結果を表 8 に示した。

¾ 8_ 薄履クロマトグラフィー（クロ口ホルム zメタノール： 10/1 (容量/容鼉）： R 0.42 (モノスポット））。赤外吸収スペクトル（cm—¹) ： 1740 (vC=0(ェステル））、 1685 (vC=0iアミド））。紫外可視吸収スペクトル（CHCI₃、 λ ： 421, 503. 579, 648, 680 nm) 。 FAB- MSスペクトル（m/z) ： 1392 [M-Br]⁺„

<実施例 9 >

実施例 1 において 1-メチルシクロへキサン酸クロライドの代わりに、 1-ァダマンタン酸クロライドを用い、さらに実施例 6 において 8- (2-メチル -1-イミダゾリル）オクタン酸 · 塩酸塩の代わりに 8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）ゥンデカン酸 ■ 塩酸を用いる以外は実施例 1 ~ 7 と全く同様な方法に従って、 2-8- (2-メチル -1-イミダゾリル）ゥンデカノィル才キシメチル- 5, 10, 15, 20 -テトラキス（α， α ， , ot - ο- (1 -ァダマンタンアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（I I I)錯体 · 臭化物を定量的に合成した。

この 2-8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）ゥンデカノィル才キシメチル- 5, 10, 15, 20-テ卜ラキス（ α， , a , a - ο- (1 -ァダマンタンアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（I I I)錯体 · 臭化物の分析結果は、表 9 に示したとおりである。

¾ 9_ 薄層クロマトグラフィー（クロ口ホルム /メタノール： 10/1 (容量/容量 1 ： Rf ： 0.25 (モノスポット）〉。赤外吸収スペクトル（cm—¹) ： 1739 (

テル））、 1687 ( v C=0(アミド））。紫外可視吸収スペクトル（CHCI₃、 λ _<1χ： 420, 504, 578. 648. 680 nm) 。 FAB- MSスペクトル（m/z! ： 1646 [Μ-ΒΓ] ⁺ ₀

<実施例 1 0 >

実施例 1 において 1 -メチルシクロへキサン酸クロライドの代わりに、 1-メチルアミドノルポルナン酸クロライドを用い、さらに実施例 7 において 2, 6-ルチジンを含む乾燥テ卜ラヒドロフラン中で、塩化コバルトと反応させる方法で、ポルフィリン中心へコバルトを導入する以外は実施例 1 ~ 7 と全く同様な方法に従つて、 2-8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）才クタノィル才キシメチル- 5， 10， 15, 20-テ卜ラキス（α， , a , α - ο- (1 -メチルアミドノルボルナンアミド）フエニル）ポルフィリンコバルト（ I I )錯体を定量的に合成した。得られた 2-8- (2-メチル -1 -イミダゾリル）才クタノィル才キシメチル—5， 10, 15， 20 テ卜ラキス（α， a , a , α— ο- (1-メチルァミドノルポルナンアミド）フエニル）ポルフィリンコバルト（I I) 錯体の分析結果は、表 1 0 に示したとおりである。

表 1 0 薄クロマトグラフィー（クロ口ホルムノメタノール： 10/1 (容量/容量）： Rf ： 0, 35 (モノスポット）〉。赤外吸収スペクトル（cur¹) ： 1742

ステル））， 1688 (vC=0(アミド> ) 。紫外可視吸収スぺクトル（CHCI₃、 A _aix： 403, 521, 553 ηπ) 。 FAB-MSスぺクトル（ro/z) ： 1745 EM] ⁺ ₀

<実施例 1 1 >

実施例 7で合成した 2-8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）才クタノィルォキシメチル -5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（α， , a , a -o- (1-メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄 (I I I)錯体 · 臭化物 46, 2 I g ( 0.03 x mol) を〗 0 mLの無水卜ルェン溶液とし、窒素置換後、亜ニチオン酸水溶液と不均一系で約 2時間混合攪拌し、鉄（ I I) へ還元した。窒素雰囲気下、卜ルェン層だけを抽出、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥後、濾別し、得られたトルエン溶液を測定セルに移し密閉した。こうして、 2-8- (2-メチル -1-イミダゾリル）才クタノイリレオキシメチル - 5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（ α， α , , α - ο- (1 メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（ I I )錯体のトルエン溶液を得た。この溶液の可視吸収スペクトルは λ max ： 441、 539、 558 nmで、当該錯体はイミダゾ一ルが 1 つ配位した 5配位デ才キシ型に相当するものであることが確認された。

この溶液に、酸素ガスを吹き込むと直ちにスぺクトルが変化し λ max： 424、 552 nmのスぺクトルが得られた。これより酸素化錯体の形成が確認された。

この酸素化錯体溶液に窒素ガスを 1 分間吹き込むことにより、可視吸収スぺクトルが酸素化型スぺクトルからデォキシ型スぺクトルへ可逆的に変化したことから、酸素の吸脱着が可逆的に生起することが確認された。

なお、酸素を吹き込み、次に窒素を吹き込む操作を繰り返すことにより、酸素吸脱着を連続して行うことができた。酸素親和度の指標となる酸素親和性（全体のポルフィリン鉄の 50%が酸素化する際の酸素分圧（=P_1/2))は、 20 Torr (25°C)であった。また、この酸素配位錯体はトルエン中に含まれる微量の水により徐々に酸化劣化していったが、その半減期は約 24~48 時間（25°C)であることが確認された。

<実施例 1 2 >

実施例 7で合成した 2-8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）ォクタノィル才キシメチル- 5, 10， 15, 20-テ卜ラキス（α， a , a , a -o- (1- メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄（ I I I )錯体 ' 臭化物 46.2μ g (0.03μιηοΙ)、およびジパルミトイルフォスファチジルコリン 2.2 mg ( 3.0 μ mo I ) を 15 ^ Lのメタノール溶液とし、窒素置換後、一酸化炭素を通気し、ァスコルビン酸水溶液を加えて還元し、一酸化炭素錯体とした。これを 3 mL の水 (70°C) に注入することにより、一酸化炭素化錯体の小胞体分散液が得られた（ A _max : 427、 543 nm)。さらに、窒素雰囲気下にて光照射し COを脱離させたところ、可視吸収スペクトルは、 A _max： 441、 547、 565 nmに移行し、イミダゾールの 1 つ配位した 5配位デ才キシ型となった。

この分散液の電子顕微鏡観察から、粒径 100〜200 nmの均一な二分子膜小胞体の形成が確認できた。

この溶液に、酸素ガスを吹き込むと直ちにスぺクトルが変化し、

A _max : 426、 554 nmのスペトルが得られた。これより、明らかな酸素化錯体の形成が示された。この酸素化錯体溶液に窒素ガスを 1 分間吹き込むことにより、可視吸収スぺク小ルは酸素化型スぺクトルからデ才キシ型スぺクトルへ可逆的に変化し、酸素の吸脱着が可逆的に生起することが確認された。

また、酸素を吹き込み、次に窒素を吹き込む操作を繰り返すことにより、酸素吸脱着を連続して行えることが確認できた。

<実施例 1 3 >

実施例 7 に従い合成した 2-8- (2-メチル -1-ィミダゾリル）才クタノィル才キシメチル- 5， 10, 15, 20-テトラキス（ α， a , a , a -o -（1 -メチルシクロへキシルアミド）フエニル）ポルフィリン鉄 ( I I I )錯体 · 臭化物（20 Ι Μ)を特開平 8-301873 号公報記載の手法に従ってヒ卜血清アルブミン（2.5 X Μ) に包接して調製したアルブミン一へ厶複合体（ポルフィリン/アルブミン： 8 (mol/mol))のリン酸緩衝水溶液（pH7.4、 1/30mM) 3 mLを石英製分光測定用セルに移し、窒素雰囲気下で密封した。その可視吸収スペクトルは λ _maxが 445、 543、 567 nmであり、包接されているポルフィリン鉄 (I I)錯体は分子内軸塩基が 1つ配位した Fe (I I)高スピン 5配位錯体を形成していることが明らかになった。

この分散液に酸素を通気したところ、その可視吸収スぺクトルの A _maxが 428、 555 nmへ移行したことから、明らかな酸素化錯体の形成が示された。この酸素化錯体溶液に窒素ガスを 1 分間吹き込むことにより、可視吸収スぺクトルは酸素化型スぺクトルからデォキシ型スぺクトルへ可逆的に変化し、酸素の吸脱着が可逆的に生起することが確認された。

なお、酸素を吹き込み、次に窒素を吹き込む操作を繰り返し、酸素吸脱着を連続して行うことができた。酸素親和度の指標となる酸素親和性（全体のポルフィリン鉄の 50 が酸素化する際の酸素分圧（= P_{1 / 2}) )は、 35 To r r (37°C )であった。また、この酸素配位錯体は徐々に酸化劣化していったが、その半減期は約 9〜24時間 (37°C )であり、従来系に比べて格段に長いものとなった。産業上の利用可能性

以上詳しく説明したとおり、この出願の発明により、酸素親和性を適当な値に保ちながら、安定度の高い酸素錯体を形成することができるポルフィリン金属錯体が提供される。このボルフイリン金属錯体は、酸素親和性を赤血球の値近くに保持したまま、酸素錯体の安定度を延長できるものである。そして、このようなポルフィリン金属錯体を含有する新しい酸素輸液は、実用に耐える安定度の高い製剤として作用する。さらに、この出願の発明のポルフィリン金属錯体は、酸素輸液のほかにも、ガス吸着剤、酸素吸脱着剤、酸化還元触媒、酸素酸化反応触媒などとして利用可能な有用なものである。

Claims

請求の範囲第 4 または第 5 周期の遷移金属イオン Mが、次の一般式 [ I 1

(ここで、 R ¹は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、 R ²はアルキレン基、 R ³ はイミダゾリル基の Mへの配位を阻害しない基である）で示されるポルフィリン誘導体に配位してなるボルフィリン金属錯体。

2 . 次の一般式 [ I门

(ここで、 Mは第 4 または第 5周期の遷移金属イオンを示し、 R ¹は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基、 R ²はアルキレン基、 R ³はイミダゾリル基の Mへの配位を阻害しない基、 X—はハロゲンイオンを示し、 n は X—の個数を表す Mの価数から 2を差し引いた数である）で示されるポルフィリン金属錯体。

3 . R ¹ は、 1 位に置換基を有する脂環式炭化水素基である請求項 1 または 2のいずれかのポルフィリン金属錯体。

4 . R ²は、のアルキレン基である請求項 1 ないし 3 のいずれかのポルフィリン金属錯体。

5 . R ³ は、水素原子またはメチル基、ェチル基、プロピル基のいずれかの置換基から選択される請求項 1 ないし 4のいずれかのポルフィリン金属錯体。

6 . Mは、 F e または C 0である請求項 1 ないし 5のいずれかのポルフィリン金属錯体。

7 . Mは、 + 2価または + 3価の F eである請求項 6のポルフイリン金属錯体。

8 . Mは、 + 2価の C oである請求項 6のポルフィリン金属錯体。

9 . 少なくとも請求項 1 ないし 8のいずれかのポルフィリン金属錯体を含有する酸素輸液。

1 0 . 少なくとも請求項 1 ないし 8のいずれかのポルフィリン金属錯体をリン脂質小胞体、脂肪油滴小球、アルブミン、アルブミン多量体のいずれかの内部に包接させることにより調製される酸素輸液。

1 1 . 少なくとも請求項 1 ないし 8のいずれかのポルフィリン金属錯体をヒ卜血清アルブミン、組み換えヒ卜血清アルブミン、ヒ卜血清アルブミン二量体、組み換えヒ卜血清アルブミン二量体のいずれかの内部に包接させることにより調製される酸素輸液。