WO2008056433A1

WO2008056433A1 - Dérivé de phtalocyanine polyamidoamine dendritique

Info

Publication number: WO2008056433A1
Application number: PCT/JP2007/001001
Authority: WO
Inventors: Keiichi Sakamoto; Seiko Kanazawa
Original assignee: Nihon University
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2008-05-15
Also published as: JP5176241B2; US20100075940A1; JPWO2008056433A1; US8030342B2

Description

明細書

デンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体

技術分野

[0001 ] 本発明は、蛍光材料及び光力学的癌治療薬等として有用なデンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体に関する。

背景技術

[0002] フタロシアニンは、その中心に金属を配位し得る化合物であり、青から緑色を呈し、 6 0 0 n m〜7 0 0 n mの可視光線を選択的に吸収する等の光学的特性を有し、発光材料、蛍光材料、光力学癌治療薬等幅広い分野で応用が期待され、その誘導体が数多く合成されている（非特許文献 1、 2 ) 。

[0003] 一方、デンドリマーは、繰り返し単位による枝分かれ構造を有する樹状分子であり、中心核となる化合物に結合させた場合、その分子全体が球状分子となる。可溶性、低粘性、非晶性等の特性を有することから、光エレクトロニクス材料等として期待されている（非特許文献 3、 4 ) 。

[0004] そしてデンドリマ一の中心核としてフタロシアニン誘導体が光増感剤として使用できることが報告されている（特許文献 1 ) 。し力、し、このフタロシァニンデンドリマ一は芳香族エーテルデンドロンュニットを有するため、分子全体が球状となり、フタロシアニン構造に由来する光学的特性が失われてしまっている。

特許文献 1 ：特開 2 0 0 5 _ 1 2 0 0 6 8号公報

非特許文献 1 ：廣橋亮、坂本恵一、奥村映子 "機能性色素としてのフタロシアニン" アイビ一シ一、 2 0 0 4

非特許文献 2 : 白井汪芳、小林長男 "フタロシアニン一化学と機能一" アイビ —シ一、 1 9 9 7

非特許文献 3：青井啓悟、柿本雅明 "デンドリック高分子多分岐構造が広げる高機能化の世界" ェヌティエス、 2 0 0 5

非特許文献 4 : 岡田しょう彦 "デンドリマーの化学と機能" アイビ一シ一 2 0 0 0

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 本発明の目的は、中心核であるフタロシアニンの光学的特性を維持し、かっデンドリマーとしての特性を有する新規化合物を提供することにある。課題を解決するための手段

[0006] そこで本発明者は、フタロシアニン骨格にデンドロンを導入すべく種々検討してきたところ、フタロシアニン骨格のインド一ル構造のベンゼン環上に、芳香族基含有デンドロンではなく 1〜 4世代のポリアミドアミンデンドロンを結合させれば、デンドリマ一でありながらフタロシアニンとしての光学的特性を有する化合物が得られ、これらは蛍光材料や光力学的癌治療薬として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。

[0007] すなわち、本発明は、次の一般式（1 )

[0008] [化 1 ]

[0010] [化 2]

[0011] (ここで、 pは"！〜 4の数を示し、 R⁹は _N H (CH₂) _t N H₂又は OR¹⁰

(R¹。はアルキル基を示す）を示し、 I、 m、 n、 q及び tはそれぞれ 1〜 8の数を示す）

[0012] で表されるポリアミドアミンデンドロンを示し、残余は水素原子を示し； M は 2価以上の金属原子を示し、（N) を有する環はベンゼン環、ピリジン環又はピラジン環であることを示す）で表されるデンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体を提供するものである。

[0013] また本発明は、当該デンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体を含有する蛍光材料及び光力学的癌治療薬を提供するものである。

また、本発明は、当該デンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体及び薬学的に許容される担体を含有する医薬組成物を提供するものであるまた、本発明は、当該デンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体の、光力学的治療薬製造のための使用を提供するものである。

さらに、本発明は、当該デンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体の有効量を投与することを特徴とする光力学的治療法を提供するものであ。

発明の効果

[0014] 本発明のデンドリマーは、中心核化合物であるフタロシアニンの光学的特性を有し、かつデンドリマーとしての特性も有する。従って、本発明のデンドリマーは、蛍光材料等の光学材料、光力学的癌治療薬に代表される光増感剤として有用である。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]G 1. 0デンドリック P Cの蛍光スペクトルを示す図である。

[図 2]デンドリック PC ( t y p e 1 -G 1. 0モノアミドアミン）を取り込んだ I U_ 002細胞の死細胞数（％) を示す図である。

[図 3]デンドリック P C ( t y p e 1 -G 1. 0テトラアミドアミン）を取り込んだ I U_ 002細胞の死細胞数（％) を示す図である。

[図 4]デンドリック P C ( t y p e 2-G 1. 0ォクタアミドアミン）を取り込んだ I U_ 002細胞の死細胞数（％) を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 本発明のデンドリマ一は、一般式（1 ) で表され、フタロシアニン骨格上の R¹〜R⁸のうちの 1〜8個が前記式（a) で表されるポリアミドアミンデンドロンであり、残余が水素原子である構造を有する。式（a) 中、 pは 1 〜 4の数を示し、この数によりデンドロンの世代が決定する。デンドロンの世代数（p) は、フタロシアニンの光学的特性を失わない点から、 1〜4であるが、特に 1〜 3が好ましい。 pの数が 4を超えるとデンドロンの枝分かれ構造が大きくなり、中心核のフタ口シァニンの光学的特性が失われる傾向にある。

[0017] 式（a) 中のアルキレン鎖である I、 m、 n、 q及び tはそれぞれ 1〜 8 であるが、 1〜6、さらに 2〜6、特に 2〜4が好ましい。また、 R¹⁰はァルキル基を示し、このうち炭素数 1〜 8の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、例えばメチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 t e r t—ブチル基等が好ましい。 R⁹としては、末端がアミノ基である構造、すなわち一 N H (CH₂) _tN H₂がより好ましい。

[0018] また、式（a) のデンドロンは R¹〜R⁸のうちの 1〜8個であるが、 4〜 8個が特に好ましい。このうち、式（a) のデンドロンは、さらに、 R¹又は R²、 R³又は R⁴、 R⁵又は R⁶及び R 7又は R 8の 4個である場合、あるいは R¹〜_R 8の 8個である場合が特に好ましい。 [0019] Mは 2価以上の金属原子であればよいが、蛍光を発する点から、 Z n、 M g、 Mnなどが好ましく、特に一重項酸素生成性、光励起状態でのエネルギ一の高さの点から Z nが好ましい。

[0020] (N) を有する環は、ベンゼン環、ピリジン環又はピラジン環のいずれでもよいが、ベンゼン環が好ましい。

[0021] 本発明のデンドリマー（1 ) は、例えば次の反応式に従って製造することができる。

[0022] [化 3]

q及び R ⁹は前記と同じ）

すなわち、 1〜8個の力ルポキシル基を有するフタロシアニン類（2) ポリアミドアミンデンドロン（3 ) とを縮合させることにより一般式（1 ) で表されるデンドリマ一（1 ) を製造することができる。

[0025] ここで、力ルポキシル基を有するフタロシアニン類（2 ) は、例えば無水トリメリット酸、ピロメリット酸ニ無水物又は無水トリメリット酸と無水フタル酸の混合物と、尿素とを金属塩の存在下に加熱することにより得られる

[0026] 一方、式（3 ) のデンドロンは、例えば次の反応式に従って製造できる。

[0027] [化 4]

Y— X

NH((CH2),CN)₂ HN((CH2)jCOOH)₂ ^ Y— Nf CH^COOH^

⁽⁴⁾ (5) (6)

H₂N(CH₂)_mNH₂

CH₂=CH(CH2)q一 ₂COOR¹⁰

(9)

(CH2)jCONH(CH₂)_mNH₂

(8)

10

(CH2)_qCOOR

/

(CH2),CONH(CH₂)_mN

10 H₂N(CH2)_tNH₂

(CH₂)_qCOOR

Y— N (10)

10

(CH₂)_qCOOR

/

(C )】CONH(CH2)_mN、

(CH^qCOOR 10

(al:l. 5世代デンドロン（G - 1. 5) )

(a2:2世代デンドロン（G-2. 0) ) [0028] (式中、 Y_Xはァミノ基の保護基の導入試薬を示し、 I、 m、 n、 q、 t 及び Yは前記と同じ）

[0029] ここで、 Υとしては t—ブトキシカルポニル基（ t _Bo c) 、ベンジルォキシカルポニル基、 9 _フルォレニルメトキシカルポニル基等が用いられる。 Y— Xとしては、 Yが t _Bo cの場合、（ t _Bo c) 無水物等を用いることができる。

[0030] イミジノジァルカノニトリル（ 4 ) を濃塩酸等で加水分解すれば、ゥミジノジアルカン酸（5) が得られる。次いで、得られた化合物（5) のァミノ基を保護して化合物（6) とし、さらにこれにジァミン（7) を反応させれば、化合物（8) が得られる。当該化合物（8) に不飽和カルボン酸エステル（9) を反応させれば、エステルタイプのデンドロン（a 1 ) が得られる。これにジァミン（1 0) を反応させれば、末端がアミノ基であるデンドロン（a 2) が得られる。また、このデンドロン（a 2) に、さらに不飽和力ルボン酸エステル（9) 、ジァミン（1 0) を反応させれば、第 3世代のデンドロンが得られる。

[0031] 力ルポキシル基を有するフタロシアニン類（2) とデンドロン（3) との縮合反応は、例えば酸の存在下に行うことができる。酸としては塩酸、 N_ ェチル一， N' _3—ジメチルァミノカルポジイミド塩酸塩、ベンゾトリアゾ一ル _ 1 _ィル一トリス（ジメチルァミノ）ホスホニゥムなどが用いられる。反応は室温〜 1 00°Cで、 5〜72時間行えばよい。

[0032] 得られた本発明のデンドリマ一（ 1 ) は、デンドリマーの世代が 1〜 4世代であること、及びデンドロンが比較的リニア一であるポリアミドアミンデンドロンであるため、中心核のフタロシアニンが立体的に障害を受けずに、フタロシアニンの光学的特性を有している。さらに、デンドリマ一としての特性である、生体親和性、可視光捕集特性、赤外光捕集機能、電子移動媒体としての機能、電子供与体としての機能、分子認識機能、バイオセンサー機能、 DN Aベクタ一バイオインタ一フヱ一ス機能、ドラッグデリバリ一機能なども有する。 [0033] 従って本発明のデンドリマー（1 ) は、生体親和性が高く、光力学的治療薬、 D N Aベクタ一等として有用である。フタロシアニン自体が光力学的癌治療薬として有用であることから、癌への指向性が高く、光力学的癌治療薬として有用である。

また、フタロシアニンの蛍光特性及びポリアミドアミン構造に基づく蛍光特性も有し、光学材料、特に蛍光材料として有用である。

[0034] 本発明のデンドリマ一（1 ) を医薬として用いる場合には、薬学的に許容される担体とともに種々の製剤（医薬組成物）とすることができる。ここで、薬学的に許容される担体としては、生理食塩水、緩衝剤等の注射用担体、賦形剤、崩壊剤、滑沢剤等の経口投与用添加物等が挙げられる。投与形態としては、静脈投与、筋肉内投与、皮下投与、局所投与、経口投与、直腸内投与、経皮投与等が挙げられる。

[0035] 本発明のデンドリマー（1 ) 又はこれを含有する医薬組成物を光力学的治療に用いる場合、常法に従いデンドリマー（1 ) 又はこれを含有する医薬組成物を必要な患者に投与し、次いで光照準することにより行われる。

[0036] 光学材料として用いる場合には、スピンコート法、真空蒸着、フォトレジスト、フォトエッチング等によって固体状態で用いる場合と溶液に分散させた液体状態で使用できる。

実施例

[0037] 次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。

[0038] 実施例 1

( i ) 3 , 3 ' —イミノジプロピオン酸の合成

3 , 3 ' —イミノジプロピオン酸の合成は、濃塩酸 5 O m Lに 3 , 3 ' - イミノジプロピオ二トリル 1 2 gを加え、 4 8時間還流した。生成物は、ァセトン 3 0 0 m Lを加え、ろ過後、乾燥した。粗生成物は、熱湯により再結曰曰し/二

[0039] ( i i ) N— （ t 一 B o c ) イミノジプロピオン酸の合成 N- ( t -B o c) イミノジプロピオン酸の合成は、 3, 3' —イミノジプロピオン酸 80 gを純水 5 Om Lに溶解し、 1 , 4 _ジォキサン 1 00m L、炭酸ナトリウム水溶液（50mmo I /5 Om L) およびトリェチルァミン 1 5m Lを加え氷浴にて 1時間攪拌し、さらに、室温にて（ t _Bo c ) ₂無水物 1 3 gを徐々に加え 48時間攪拌した。混合物は、飽和クェン酸水溶液を用いて p H 3程度にし、酢酸ェチルを用いて抽出した。有機層は、洗浄、脱水、エバポレーターを用いて濃縮した。粗生成物は、酢酸ェチル：へキサン（v/v 1 ) 溶液を用いて再結晶した。

[0040] ( i i i ) 1. 5世代デンドロンの合成

1. 5世代デンドロン（G— 1. 5) の合成は、メタノール 2 OmLに溶解した N_ ( t _Bo c) イミノジプロピオン酸 2. 6 g及びメタノール 1 0 OmLに溶解したエチレンジァミン 30 gを加え氷浴にて 1時間攪拌し、さらに室温にて 96時間攪拌して行った。混合物はエバポレーターにてメタノ一ルを留去した後、減圧蒸留によってェチレンジァミンを留去した。

[0041] ( i v) 2世代デンドロンの合成

2世代デンドロン（G— 2) の合成は、得られた G— 0. 5をメタノール 20 OmLに溶解し、さらにアクリル酸メチル 8. 6 gを加え氷浴にて 1時間撹拌し、さらに室温にて 48時間撹拌した。混合物は減圧蒸留によってメタノ一ルおよびァクリル酸メチルを留去することによつた。

[0042] (V) 亜鉛テトラカルポン酸フタロシアニン（以下、フタロシアニンを P Cと記載することがある）の合成

亜鉛テトラカルボン酸 P Cの合成は、無水トリメリット酸 2. 2 g、尿素 1 3 g、塩化亜鉛 3 g及び 1 , 8—ジァザビシクロ [5. 4. 0] ゥンデセン（DBU) を 1 , 2, 4—トリクロ口ベンゼン 5 Om Lに加え 250°Cにて 4時間加熱して行った。混合物は、 6M塩酸、純水及びアセトンで洗浄し、ろ過した。乾燥後、固体は水酸化カリウム 30 gとともに純水 9 OmLに加え、 1 00°Cにて 8時間加水分解した。混合物は純水 20 Om Lを加え、塩酸にて p H 2に調製した後、遠心分離にて固体を得た。固体は純水及びァセトンにて洗浄し、乾燥した。この化合物を原料としたデンドリマ一を t y p e 1 という。

また、無水トリメリット酸と無水フタル酸混合物 1 ： 3を用いて、同様にして亜鉛モノカルボン酸フタロシアニンを合成した。

[0043] ( V i ) 亜鉛ォクタカルボン酸フタロシアニン（PC) の合成

亜鉛ォクタカルポン酸 P Cの合成は、ピロメリット酸二無水物 2. 5 g、尿素 1 3 g、塩化亜鉛 3 g及び D B Uを 1 , 2, 4_トリクロ口ベンゼン 5 Om Lに加え 250°Cにて 4時間加熱して行った。その後の処理は、亜鉛テトラカルボン酸 PCの合成と同様に行った。この化合物を原料としたデンドリマ一を t y p e 2という。

[0044] ( v i i ) デンドリックフタロシアニン（PC) の合成

デンドリック P Cの合成は、 6. 79 gの G— 2をメタノール 3 OmLに溶解し、塩酸 1 OmLを加え 1時間攪拌し、さらに亜鉛ォクタカルボン酸 P C 0. 94 gを加え、 48時間攪拌した。生成物はろ過後、純水で洗浄し、乾燥した。デンドロン及び力ルポキシ化 P Cを代えて、同様にして、次のデンドリマ一を合成した。次の式中、 t y p e 1及び t y p e 2は前記のようにフタロシアニン化合物を意味する。 G 1. 0、 G 1. 5、 G 2等はデンドリマーの世代数を意味する。

なお、実施例 2で使用した t y p e 1 _ G 1. 0モノアミドアミンは、原料として亜鉛モノカルボン酸 PCを用いて得られた 1世代デンドリマ一である。

[0045] [化 5]

収率 55% 濃緑色粉末固体

[化 7]

[0049] 原料化合物と本発明化合物の UV_V i s、蛍光及び ES Rスぺクトル亍一タを表 1に示す。

[0050] [表 1]

[0051] 得られた G 1. 0デンドリック P Cの蛍光スペクトルを図 1に示す。

[0052] 表 1から、各部位、本発明デンドリック PCともに吸収極大波長が 650 nmよりも長波長側に存在し、光線力学療法に適している。また、光学材料として近赤外域までの光機能を有している。また、本発明デンドリック PC は蛍光を発することから、光線力学療法の特性を発揮し、 g値からラジカル発生をも裏付けられていることがわかる。

[0053] 図 1から、本発明デンドリック P Cはデンドリック部位を有しても短いストークスシフトにて蛍光を発することから、光線力学療法の特性を発揮することがわかる。

[0054] 実施例 2

ァカゲザル由来の癌細胞である I U_002細胞への本発明のデンドリック PCの作用を検討した。

I U-002細胞を種々の濃度のデンドリック P Cの存在下 37°Cでインキュべ一卜した。 3時間インキュベートした後、 I U—002細胞中のデンドリック P C濃度を測定した。デンドリック P Cの濃度の増加とともに細胞への取り込みも増加した。

一般のフタ口シァニン類は凝集しゃすく、凝集したフタ口シァニン類は光增感剤として作用しない（ P j y s. C h em. , 96 (1 992) , 8832-8839) 。また、凝集したフタロシアニン類は、蛍光を生じない。

これに対し、本発明のデンドリック PCは、 I U— 002細胞中で蛍光を生じた。

[0055] 本発明のデンドリック P Cを取り込んだ I U_002細胞にハロゲン光を

1 0分間照射した。その結果、デンドリック PC濃度に依存して I U— 00 2細胞の死が増加した（図 2〜4) 。一方、光照射しなかった細胞の死は增加しなかった。

この結果から、本発明のデンドリック PCは、光力学的癌治療薬として有用であることが判明した。

Claims

請求の範囲

次の一般式（ 1 )

(式中 R¹ R ⁸のうち 1〜 8個は次式（a) )

[化 2]

(ここで、 pは"！〜 4の数を示し、 R⁹は _N H (CH₂) _tN H₂又は OR¹⁰ (R¹。はアルキル基を示す）を示し、 I、 m、 n、 q及び tはそれぞれ 1〜 8の数を示す）

で表されるポリアミドアミンデンドロンを示し、残余は水素原子を示し； M は 2価以上の金属原子を示し、（N) を有する環はベンゼン環、ピリジン環又はピラジン環であることを示す）で表されるデンドリックポリアミドアミンフタロシアニン誘導体。

[2] 式（a) で表される（ポリアミド）ァミンデンドロンが、 R¹〜R⁸のうち 4又は 8個結合しているものである請求項 1記載のフタロシアニン誘導体。

[3] pが 1〜3の数である請求項 1又は 2記載のフタロシアニン誘導体。

[4] 請求項 1〜 3のいずれか 1項記載のフタロシアニン誘導体を含有する蛍光材料。

[5] 請求項 1〜 3のいずれか 1項記載のフタロシアニン誘導体を含有する光力学的癌治療薬。

[6] 請求項 1〜 3のいずれか 1項記載のフタ口シァニン誘導体及び薬学的に許容される担体を含有する医薬組成物。

[7] 請求項 1〜3のいずれか 1項記載のフタロシアニン誘導体の、光力学的癌治療薬製造のための使用。

[8] 請求項 1〜 3のいずれか 1項記載のフタ口シァニン誘導体の有効量を投与することを特徴とする光力学的癌治療法。