(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な配位性水分子の検出方法、指示薬を提供する。【解決手段】化合物（１）を含む配位性水分子の検出方法と指示薬の提供。式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３は各々独立に、Ｈ、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、Ｈ、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、Ｈ、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。2020134404.tif 000044【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される化合物を含む指示薬を、水を含む組成物と混合し混合物を調製する工程、及び、
前記混合物における配位性水分子を検出する工程を含む
配位性水分子の検出方法。
【化１】
2020134404.tif 000040
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【請求項２】
前記式（１）で表される化合物が、下記式（１Ａ）で表される化合物、又は、下記式（１Ｂ）で表される化合物である請求項１に記載の配位性水分子の検出方法。
【化２】
2020134404.tif 000041
式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３Ａは、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ４及びＲ４Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、ＬＢは、二価の連結基を表し、Ｍ及びＭＢはそれぞれ独立に、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【請求項３】
前記式（１）で表される化合物が、前記式（１Ａ）で表される化合物である請求項２に記載の配位性水分子の検出方法。
【請求項４】
前記式（１）におけるＭが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれる金属原子のイオンである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の配位性水分子の検出方法。
【請求項５】
前記式（１）におけるＭが、Ｚｎイオンである請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の配位性水分子の検出方法。
【請求項６】
下記式（１）で表される化合物を含む
指示薬。
【化３】
2020134404.tif 000042
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【請求項７】
配位性水分子検出用指示薬である請求項６に記載の指示薬。
【請求項８】
前記式（１）で表される化合物の配位二量体を含む請求項６又は請求項７に記載の指示薬。
【請求項９】
前記式（１）で表される化合物が、下記式（１Ａ）で表される化合物、又は、下記式（１Ｂ）で表される化合物である請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の指示薬。
【化４】
2020134404.tif 000043
式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３Ａは、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ４及びＲ４Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、ＬＢは、二価の連結基を表し、Ｍ及びＭＢはそれぞれ独立に、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【請求項１０】
前記式（１）で表される化合物が、前記式（１Ａ）で表される化合物である請求項９に記載の指示薬。
【請求項１１】
前記式（１）におけるＭが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれる金属原子のイオンである請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の指示薬。
【請求項１２】
前記式（１）におけるＭが、Ｚｎイオンである請求項６〜請求項１１のいずれか１項に記載の指示薬。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配位性水分子の検出方法、及び、指示薬に関する。
【背景技術】
【０００２】
水は、種々の物質を溶かす能力に優れており、一般に水溶液等の水を含む組成物中にはいろいろな化学種（イオン、化合物等）が存在する。
また、水は、水素原子２つと、２つの非共有電子対を有する酸素原子１つからなる化合物であり、２つの水素結合供与性部位と２つの水素結合受容性部位とを有し、１つの水分子に対し最大４つの他の水分子が水素結合可能である。
【０００３】
水溶液等の組成物中において、水分子は、互いに水素結合を形成し、クラスター状、ネットワーク状等の水素結合による会合体を形成することが知られている。
また、水溶液等の組成物中において、水分子の水素結合による会合状態は、含まれる化学種によっても大きく変化する。
例えば、酒類等のアルコール飲料、また、お茶等の清涼飲料水中には、水以外に様々な化合物やイオン種、例えば、酸、塩、アミノ酸、糖、フェノール類、エタノール等が含まれており、組成物中における水分子の状態に影響を与えている。
【０００４】
また、水溶性ポルフィリン環化合物としては、共有結合によって固定化された配位性ヘテロ芳香環置換ポルフィリン金属錯体を構成単位とする直鎖型ポルフィリン多量体（特許文献１参照）、及び、ブタジイン構造により架橋された水溶性ビスポルフィリン化合物（非特許文献１）に記載のものが知られている。
更に、水溶性ポルフィリンとしては、スルホ基を有する化合物が知られており、４つのスルホ基を有するテトラフェニルポルフィリンでは酸性水溶液中でＪ−会合体となることが知られている（非特許文献２）。
また更に、水溶性ポルフィリンの置換基として金属イオンを捕捉する部位を導入すると水中の亜鉛イオンをセンシングできることが知られている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３７２７３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Joanne T. Dy, et al., Chem. Eur. J., 2007, 13, 3491-3500
【非特許文献２】Ohno, O. et al., J. Chem. Phys., 1993, 99, 4128-4139
【非特許文献３】Zhang, X.-a. et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104 (26), 10780-10785
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液体状態は、高密度に分子が存在し、複数の分子間相互作用が同時に働き、しかも活発な熱運動を伴っており、従来、気体や固体に比べて液体の微視的構造に関する情報を得るのは極めて困難である。
配位性水分子（配位可能な水分子、例えば、水素結合していない遊離水分子）を検出することについては、十分な方法が未だ見つかっていない。
従来の水分子の会合状態を検出する方法としては、電気化学的測定方法、１Ｈ−ＮＭＲによる測定方法、質量分析法、軟Ｘ線照射により検出する方法等が知られているが、従来の方法では、水系組成物に含まれる成分に大きな制約を受けること、液体状の組成物のまま測定できないこと等、種々の問題があった。
このように、水中の配位性水分子とだけ直接作用し、それを定量する手段はこれまでなかった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、新規な配位性水分子の検出方法を提供することである。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、新規な指示薬を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞  下記式（１）で表される化合物を含む指示薬を、水を含む組成物と混合し混合物を調製する工程、及び、前記混合物における配位性水分子を検出する工程における配位性水分子を検出する工程を含む配位性水分子の検出方法。
【００１０】
【化１】
2020134404.tif 000002
【００１１】
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００１２】
＜２＞  前記式（１）で表される化合物が、下記式（１Ａ）で表される化合物、又は、下記式（１Ｂ）で表される化合物である＜１＞に記載の配位性水分子の検出方法。
【００１３】
【化２】
2020134404.tif 000003
【００１４】
式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３Ａは、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ４及びＲ４Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、ＬＢは、二価の連結基を表し、Ｍ及びＭＢはそれぞれ独立に、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００１５】
＜３＞  前記式（１）で表される化合物が、前記式（１Ａ）で表される化合物である＜２＞に記載の配位性水分子の検出方法。
＜４＞  前記式（１）におけるＭが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれる金属原子のイオンである＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の配位性水分子の検出方法。
＜５＞  前記式（１）におけるＭが、Ｚｎイオンである＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の配位性水分子の検出方法。
＜６＞  下記式（１）で表される化合物を含む指示薬。
【００１６】
【化３】
2020134404.tif 000004
【００１７】
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００１８】
＜７＞  配位性水分子検出用指示薬である＜６＞に記載の指示薬。
＜８＞  前記式（１）で表される化合物の配位二量体を含む＜６＞又は＜７＞に記載の指示薬。
＜９＞  前記式（１）で表される化合物が、下記式（１Ａ）で表される化合物、又は、下記式（１Ｂ）で表される化合物である＜６＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の指示薬。
【００１９】
【化４】
2020134404.tif 000005
【００２０】
式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３Ａは、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ４及びＲ４Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、ＬＢは、二価の連結基を表し、Ｍ及びＭＢはそれぞれ独立に、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００２１】
＜１０＞  前記式（１）で表される化合物が、前記式（１Ａ）で表される化合物である＜９＞に記載の指示薬。
＜１１＞  前記式（１）におけるＭが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれる金属原子のイオンである＜６＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の指示薬。
＜１２＞  前記式（１）におけるＭが、Ｚｎイオンである＜６＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の指示薬。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、新規な配位性水分子の検出方法を提供することができる。
また、本発明によれば、配位性水分子を検出する新規な指示薬を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ジメトキシエタン（ＤＭＥ）／Ｈ２Ｏ混合系（体積濃度（vol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図である。
【図２】ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ混合系（モル濃度（mol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図である。
【図３】ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系（体積濃度（vol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図である。
【図４】ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系（モル濃度（mol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図である。
【図５】ＤＭＥ中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰのｍｏｎｏｍｅｒ（単量体）のＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す図である。
【図６】ＤＭＥ中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰのｄｉｍｅｒ（二量体）のＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す図である。
【図７】ＤＭＥ中における前記ｍｏｎｏｍｅｒ（単量体）と前記ｄｉｍｅｒ（二量体）との比［ｍ］／［ｄ］≒１／３となる濃度におけるＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す図である。
【図８】ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ混合系（体積濃度（vol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化と、ＣＨＣｌ３／ＭｅＯＨ混合系（体積濃度（vol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの値との一致を示す図である。
【図９】ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ混合系（モル濃度（mol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化と、ＣＨＣｌ３／ＭｅＯＨ混合系（モル濃度（mol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの値との一致を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本実施形態において、「質量％」と「重量％」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本実施形態において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【００２５】
（配位性水分子の検出方法）
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、下記式（１）で表される化合物を含む指示薬を、水を含む組成物と混合し混合物を調製する工程、及び、前記混合物における配位性水分子を検出する工程における配位性水分子を検出する工程を含む。
【００２６】
【化５】
2020134404.tif 000006
【００２７】
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００２８】
前述したように、配位性水分子（配位可能な水分子、例えば、水素結合していない遊離水分子）を検出することについて、従来の方法では十分でなかった。
本発明者が詳細な検討を行った結果、前記式（１）で表される化合物を用いることにより、水を含む組成物中における配位性水分子の定性及び定量を、下記に示す前記式（１）で表される化合物の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と配位二量体（ｄｉｍｅｒ、本開示において、単に「二量体」ともいう。）との平衡状態を測定することにより行うことができることを見出した。例えば、前記平衡状態は、紫外−可視吸収スペクトルから自己会合定数Ｋａを測定及び算出することにより好適に求められる。
前記式（１）で表される化合物は、クロロホルムなどの非配位性の液体中において、配位二量体を形成することが知られている。
前記式（１）で表される化合物の配位二量体は、クロロホルムなどの非配位性の液体中においてメタノールなどのアルコール類を添加してゆくと、二量体構造が徐々に分解（「解離」ともいう。）し、単量体となることが知られている。
前記式（１）で表される化合物の配位二量体は、メタノールなどの配位性分子が存在すると、金属原子のイオンＭにおける窒素原子が配位している側とは反対側から配位性分子が配位することにより、二量体構造が分解し、単量体となる。
前記式（１）で表される化合物の配位二量体は、配位性水分子が存在すると、メタノールの時と同様に配位性水分子が配位することにより、二量体構造が分解し、単量体となると推定される。
すなわち、水を含む組成物中において、前記式（１）で表される化合物の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と配位二量体（ｄｉｍｅｒ）との平衡状態である自己会合定数Ｋａを測定及び算出することにより、水を含む組成物中における配位性水分子の定性及び定量が可能である。
また、前述の方法で求めた水を含む組成物中の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と配位二量体（ｄｉｍｅｒ）との平衡状態を、クロロホルム及びメタノールのような、非配位性の液体と配位性分子の組み合わせで別途再現することによって、水を含む組成物中における配位性水分子の量をクロロホルム中のメタノールのような、水素結合をしていない配位性分子の量として換算できる。
このような本開示に係る配位性水分子の検出方法は、従来にない新規な配位性水分子の検出方法である。
前記式（１）で表される化合物の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と配位二量体（ｄｉｍｅｒ）との平衡状態を、後述する実施例で使用したｍＰＥＧ８ＦＺｎＰを用いた場合の例を示す。
【００２９】
【化６】
2020134404.tif 000007
【００３０】
＜式（１）で表される化合物＞
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、前記式（１）で表される化合物を含む指示薬を用いる。
なお、本開示における前記式（１）で表される化合物は、形式上ポリフィリン環におけるエチレン性不飽和結合の位置が異なる下記式（１’）で表される化合物であってもよいことは言うまでもない。また、前記式（１）で表される化合物と下記式（１’）で表される化合物とは、同じ化合物であることも言うまでもない。
【００３１】
【化７】
2020134404.tif 000008
【００３２】
式（１）におけるＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、アルキル基であることが好ましく、水素原子、ハロゲン原子、又は、メチル基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
式（１）におけるＲ１及びＲ２はそれぞれ独立に、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、一価の有機基であることが好ましく、アルキル基、又は、ポリアルキレンオキシ鎖を有する基であることがより好ましく、アルキル基、又は、アルコキシポリアルキレンオキシアルキル基であることが更に好ましく、アルコキシポリアルキレンオキシアルキル基であることが特に好ましい。
また、式（１）におけるＲ１及びＲ２の炭素数はそれぞれ独立に、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、１〜４０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましく、８〜２０であることが特に好ましい。
更に、式（１）におけるＲ１及びＲ２はそれぞれ独立に、式（１）におけるポルフィリン環構造と炭素原子により結合していることが好ましい。
【００３３】
式（１）におけるＲ３は、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、水素原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基であることが好ましく、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基であることがより好ましく、一価の有機基であることが更に好ましい。なお、Ｒ３における前記一価の有機基は、ポルフィリン金属錯体構造を有しない。
Ｒ３における前記一価の有機基としては、アルキル基、ポリアルキレンオキシ鎖を有する基、又は、イミド構造を有する基であることが好ましく、アルキル基、又は、イミド構造を有する基であることがより好ましく、イミド構造を有する基であることが更に好ましい。また、前記イミド構造は、環状イミド構造であることが好ましい。
また、Ｒ３における前記一価の有機基としては、アミノ基又はアミノ基を保護した基を有することが好ましい。前記アミノ基を保護した基における保護基としては、特に制限はなく、公知のアミノ基の保護基を用いることができる。アミノ基の保護基としては、（例えば、Ｂｏｃ基、Ｚ基（ベンジルオキシカルボニル基）、Ｆｍｏｃ基（９−フルオレニルニルメチルオキシカルボニル基）、Ｔｒｏｃ基（２，２，２−トリクロロエチレンカルボニル基）Ａｌｌｏｃ基（アリルオキシカルボニル基）、マレイミド基、Ｔｓ基（トシル基）、Ｎｓ基（２−ニトロベンゼンスルホニル基）等が挙げられる。
Ｒ３における前記ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基としては、式（１）におけるポルフィリン環構造とＲ３における前記ポルフィリン金属錯体構造とが連結基を介して結合している一価の基であることが好ましく、式（１）におけるポルフィリン環構造とＲ３における前記ポルフィリン金属錯体構造とが１，４−ブタジインジイル基を介して結合している一価の基であることがより好ましい。
また、Ｒ３が前記ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基である場合、式（１）で表される化合物は、式（１）で表される化合物におけるＲ３を除いた部分が連結基を介して二量化した化合物であることが好ましい。
また、式（１）におけるＲ３の炭素数は、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、１〜２００であることが好ましく、５〜１５０であることがより好ましく、８〜１００であることが特に好ましい。
更に、式（１）におけるＲ３は、式（１）におけるポルフィリン環構造と炭素原子により結合していることが好ましい。
【００３４】
式（１）におけるＲ４は、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、一価の有機基であることが好ましく、アルキル基、又は、複素芳香環構造及び／若しくはポリアルキレンオキシ構造を有する基であることがより好ましく、メチル基、又は、複素芳香環構造及びポリアルキレンオキシ構造を有する基であることが特に好ましい。
また、式（１）におけるＲ４の炭素数は、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、１〜１００であることが好ましく、１〜６０であることがより好ましく、１〜４０であることが特に好ましい。
式（１）におけるＲ５は、水素原子、又は、アルキル基であることが好ましく、水素原子、又は、メチル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
【００３５】
式（１）のＭにおける典型金属としては、周期表において、１族、２族、１２族〜１７族の金属をいい、具体的には、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等を挙げることができる。なお、本開示における典型金属には、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ等の半金属も含むものとする。
式（１）のＭにおける遷移金属とは、３族〜１１族の金属をいい、具体的には、Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等を挙げることができる。
式（１）のＭにおける金属の価数は、ポリフィリン金属錯体の中心金属となり得るものであれば特に制限はないが、二価又は三価の金属カチオンであることが好ましく、二価の金属カチオンであることがより好ましい。
また、式（１）におけるＭは、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれる金属原子のイオンであることが好ましく、Ｚｎイオンであることがより好ましい。
【００３６】
また、式（１）で表される化合物は、生体分子への導入容易性、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、アルキニル基、アミノ基、保護されたアミノ基、フタルイミド基、及び、保護されたフタルイミド基よりなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有することが好ましく、アルキニル基とアミノ基又は保護されたアミノ基とを有するか、アルキニル基とフタルイミド基又は保護されたフタルイミド基とを有するか、又は、アミノ基又は保護されたアミノ基とフタルイミド基又は保護されたフタルイミド基とを有することがより好ましく、アルキニル基とアミノ基又は保護されたアミノ基とフタルイミド基又は保護されたフタルイミド基とを有することが特に好ましい。
また、前記保護されたフタルイミド基における保護基としては、特に制限はなく、公知の保護基を用いることができる。
【００３７】
式（１）で表される化合物の分子量は、特に制限はないが、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、４５０〜５，０００であることが好ましく、４５０〜３，０００であることがより好ましく、５００〜２，０００であることが特に好ましい。
【００３８】
式（１）で表される化合物は、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、下記式（１Ａ）で表される化合物、又は、下記式（１Ｂ）で表される化合物であることが好ましく、下記式（１Ａ）で表される化合物であることがより好ましい。
【００３９】
【化８】
2020134404.tif 000009
【００４０】
式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３Ａは、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ４及びＲ４Ｂはそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、ＬＢは、二価の連結基を表し、Ｍ及びＭＢはそれぞれ独立に、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００４１】
式（１Ａ）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＭは、式（１）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＭと同義であり、好ましい態様も同様である。
式（１Ａ）におけるＲ３Ａは、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、水素原子、又は、一価の有機基であることが好ましく、一価の有機基であることがより好ましい。
Ｒ３Ａにおける前記一価の有機基としては、アルキル基、ポリアルキレンオキシ鎖を有する基、又は、イミド構造を有する基であることが好ましく、アルキル基、又は、イミド構造を有する基であることがより好ましく、イミド構造を有する基であることが更に好ましい。また、前記イミド構造は、環状イミド構造であることが好ましい。
また、式（１Ａ）におけるＲ３の炭素数は、配位性水分子の検出性、水溶性、及び、二量体の形成性の観点から、１〜２００であることが好ましく、５〜１００であることがより好ましく、８〜４０であることが特に好ましい。
更に、式（１Ａ）におけるＲ３Ａは、式（１）におけるポルフィリン環構造と炭素原子により結合していることが好ましい。
【００４２】
式（１Ｂ）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＭは、式（１）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＭと同義であり、好ましい態様も同様である。
また、式（１Ｂ）におけるＲ１Ｂ、Ｒ２Ｂ、Ｒ４Ｂ及びＭＢは、式（１）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＭと同義であり、好ましい態様も同様である。
式（１Ｂ）におけるＬＢは、不飽和結合を含む二価の連結基であることが好ましく、炭素−炭素三重結合を含む二価の連結基であることがより好ましく、１，４−ブタジインジイル基であることが特に好ましい。
また、式（１Ｂ）におけるＬＢの炭素数は、２〜２０であることが好ましく、２〜１０であることがより好ましく、４〜６であることが特に好ましい。
【００４３】
式（１）で表される化合物として、具体的には、以下に示す化合物が好ましく挙げられるが、これらに限定されないことは言うまでもない。なお、Ｂｏｃはｔ−ブトキシカルボニル基を表し、Ｒｐはアミノ基の保護基（例えば、Ｂｏｃ基、Ｚ基（ベンジルオキシカルボニル基）、Ｆｍｏｃ基（９−フルオレニルニルメチルオキシカルボニル基）、Ｔｒｏｃ基（２，２，２−トリクロロエチレンカルボニル基）Ａｌｌｏｃ基（アリルオキシカルボニル基）、Ｔｓ基（トシル基）、Ｎｓ基（２−ニトロベンゼンスルホニル基）等）を表す。
【００４４】
【化９】
2020134404.tif 000010
【００４５】
【化１０】
2020134404.tif 000011
【００４６】
【化１１】
2020134404.tif 000012
【００４７】
【化１２】
2020134404.tif 000013
【００４８】
【化１３】
2020134404.tif 000014
【００４９】
【化１４】
2020134404.tif 000015
【００５０】
【化１５】
2020134404.tif 000016
【００５１】
【化１６】
2020134404.tif 000017
【００５２】
【化１７】
2020134404.tif 000018
【００５３】
【化１８】
2020134404.tif 000019
【００５４】
【化１９】
2020134404.tif 000020
【００５５】
【化２０】
2020134404.tif 000021
【００５６】
【化２１】
2020134404.tif 000022
【００５７】
【化２２】
2020134404.tif 000023
【００５８】
前記式（１）で表される化合物の合成方法としては、特に制限はなく、Joanne T. Dy, et al., Chem. Eur. J., 2007, 13, 3491-3500、Tetrahedron Letters, 51, 2979-2982 (2010)、特開２００４−１３７２７３号公報等を参照し、合成することができる。また、公知の置換基導入方法、及び、置換基又は官能基変換方法を参照し、合成することもできる。
【００５９】
＜指示薬＞
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、前記式（１）で表される化合物を含む指示薬を用いる。
前記指示薬は、前記式（１）で表される化合物を、単量体の状態で含んでいても、二量体の状態で含んでいても、単量体と二量体との混合物であってもよい。中でも、配位性水分子の検出性の観点から、前記指示薬は、前記式（１）で表される化合物の二量体を含むことが好ましい。
前記指示薬は、固体であっても、液体であっても、ペースト状であってもよい。
また、前記指示薬は、添加剤、溶剤、水等を含んでいてもよいが、水の含有量が少ない組成物を用いる場合は、検出方法の正確性の観点から、前記指示薬は、水を含まないことが好ましい。
前記添加剤及び前記溶剤としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。
【００６０】
また、前記指示薬においては、前記式（１）で表される化合物を、純化合物（例えば、アモルファス状固体）として、あるいは化合物を測定に影響を与えないものに均一に分散した固体（顆粒）、ゼリー状物質等の形態としてもよい。更に、このような形態の指示薬を適当な溶剤に溶かし、液状の指示薬として使用する態様も好適に挙げられる。
溶剤としては、前記式（１）で表される化合物に対し、低配位性、好ましくは非配位性であり、かつ水と混和するものが好ましい。このような溶剤として具体的には、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、アセトニトリル、水、又は、これらの混合溶剤が特に好ましく挙げられる。
【００６１】
前記指示薬における前記式（１）で表される化合物の含有量は、特に制限はなく、指示薬の全質量に対し、０．０００００１質量％〜１００質量％であることが好ましい。
例えば、固体状又はペースト状の指示薬である場合、前記指示薬における前記式（１）で表される化合物の含有量は、特に制限はないが、指示薬の全質量に対し、１質量％〜１００質量％であることが好ましい。
また、液体状の指示薬である場合、前記指示薬における前記式（１）で表される化合物の含有量は、特に制限はないが、指示薬の全質量に対し、０．０００００１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．００１質量％〜５０質量％であることがより好ましい。
【００６２】
＜混合物を調製する工程＞
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、前記式（１）で表される化合物を含む指示薬を、水を含む組成物と混合し混合物を調製する工程を含む。
前記混合物を調製する工程における混合方法としては、特に制限はなく、公知の方法により混合すればよい。
前記混合物を調製する工程における前記式（１）で表される化合物、及び、前記指示薬の好ましい態様は、前述したものと同様である。
前記混合物を調製する工程における水を含む組成物は、液体状であることが好ましい。
前記水を含む組成物における水の含有量は、特に制限はなく、０．００１質量％〜１００質量％であることが好ましく、０．１質量％〜１００質量％であることがより好ましい。
前記混合物を調製する工程における前記指示薬の添加量は、前記式（１）で表される化合物の組成物中の濃度に応じ、適宜選択すればよいが、前記指示薬添加後における組成物中の前記式（１）で表される化合物の濃度（含有量）が、１×１０−９ｍｏｌ／Ｌ〜１×１０−５ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
また、前記混合物を調製する工程に用いる組成物の量は、特に制限はなく、後述する検出する工程において、紫外−可視吸収スペクトル等の測定が可能な量であればよく、１ｍＬ程度の少量であってもよい。
【００６３】
＜検出する工程＞
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、前記混合物における配位性水分子を検出する工程を含む。
前記検出する工程における検出手段としては、前記式（１）で表される化合物の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と二量体（ｄｉｍｅｒ）との自己会合定数Ｋａを測定及び算出する手段であることが好ましく、紫外線〜赤外線の波長範囲の光の吸収スペクトルを測定し、前記式（１）で表される化合物の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と二量体（ｄｉｍｅｒ）との自己会合定数Ｋａを測定及び算出する手段であることがより好ましく、紫外−可視（ＵＶ−ｖｉｓ）吸収スペクトルを測定し、前記式（１）で表される化合物の単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）と二量体（ｄｉｍｅｒ）との自己会合定数Ｋａを測定及び算出する手段であることが特に好ましい。
上記ＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルの波長範囲は、前記式（１）で表される化合物の単量体及び二量体の吸収ピークを測定可能な波長範囲であればよいが、少なくとも、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲を測定することが好ましい。
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、前記式（１）で表される化合物を用いることにより、ＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルの測定という簡便かつ前記混合物のままの状態で配位性水分子を検出することができる、優れた方法である。
【００６４】
前記検出する工程における検出（測定）温度は、特に制限はなく、水が前記混合物中において液体で存在する温度であればよい。例えば、１０℃〜３５℃の常温であっても、６０℃〜１００℃の高温であっても、０℃〜４℃の低温であってもよい。また、加圧下であってもよく、減圧下であってもよく、過冷却状態であってもよい。
【００６５】
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、その他の工程を含んでいてもよい。
本開示に係る配位性水分子の検出方法は、例えば、前記式（１）で表される化合物を含む指示薬を準備する工程を含んでいてもよい。前記指示薬は、事前に調製されたものを使用してもよいし、前記混合物を調製する工程の前に調製してもよい。
また、本開示に係る配位性水分子の検出方法は、前記混合物を調製する工程において、水を含む組成物の温度変化を抑制したい場合は、前記指示薬の温度を調整する工程を含んでいてもよい。
【００６６】
（指示薬）
本開示に係る指示薬は、下記式（１）で表される化合物を含む。
【００６７】
【化２３】
2020134404.tif 000024
【００６８】
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ６〜Ｒ１３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、一価の有機基を表し、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、一価の有機基、又は、ポルフィリン金属錯体構造を有する一価の基を表し、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立に、水素原子、又は、一価の有機基を表し、Ｍは、典型金属及び遷移金属よりなる群から選ばれる金属原子のイオンを表す。
【００６９】
本開示に係る指示薬における指示薬の好ましい態様、及び、前記式（１）で表される化合物の好ましい態様は、前述した本開示に係る配位性水分子の検出方法における指示薬の好ましい態様、及び、前記式（１）で表される化合物の好ましい態様とそれぞれ同様である。
【００７０】
また、本開示に係る指示薬は、配位性水分子検出用指示薬として好適に用いることができ、アルコール飲料、清涼飲料水又は飲料水における配位性水分子検出用指示薬としてより好適に用いることができる。
更に、本開示に係る指示薬は、前記式（１）で表される化合物の配位二量体を含むことが好ましい。
【実施例】
【００７１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【００７２】
＜1-(4,4-dimethoxybutyl)-1H-pyrrole-2,5-dione（化合物４）の合成＞
【００７３】
【化２４】
2020134404.tif 000025
【００７４】
２００ｍＬ三口フラスコにマレイン酸無水物（maleic anhydride）(化合物１)（１１．８ｇ、１２０ｍｍｏｌ、１．５モル当量）を入れ、６０ｍＬの酢酸エチル（ＡｃＯＥｔ、ethyl acetate）に溶解させた。これに、４．０ｍＬのethyl acetateに溶解させた４−アミノブチルアルデヒドジメチルアセタール（4-aminobutylaldehyde dimethyl acetal）(化合物２)（１１．２ｍＬ、８０ｍｍｏｌ、１モル当量）を氷浴下で滴下して加え１４ｍＬのethyl acetateで洗い込み、Ａｒ雰囲気下にして室温に戻して撹拌した。６時間後、溶媒留去、真空乾燥を行い透明な黄色油状物（化合物３）を得た。次に、１，０００ｍＬナスフラスコに化合物３、無水酢酸（Ａｃ２Ｏ、acetic anhydride）（３７８ｍＬ、４，０００ｍｍｏｌ、５０モル当量）、酢酸ナトリウム（ＮａＯＡｃ、sodium acetate）（３．２８ｇ、４０ｍｍｏｌ、０．５モル当量）を入れて、Ａｒ雰囲気下、１００℃で還流しながら撹拌した。２．５時間後、溶媒留去を行った。続いて蒸留水を１００ｍＬ入れ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（sat.NaHCO3aq.）でｐＨを９に調整しＣＨＣｌ３で抽出した。有機層を飽和食塩水（brine）洗浄、無水硫酸ナトリウム（dry Na2SO4）で脱水、重力ろ過、溶媒留去、真空乾燥を行い、黒色油状物を得た。得られた油状物をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ethyl acetate／ヘキサン（hexane）＝３／１０→１／２（体積比）、口径５ｃｍ、高さ１０ｃｍ）で精製し、透明な黄色油状物（化合物４）（７．７ｇ、収率４０％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 8 scans)δ(ppm)= 6.69 (s, 2H), 4.37 (t, 1H, J =5.6 Hz), 3.54 (t, 2H, J = 7.2 Hz), 3.31 (s, 6H), 1.68-1.56 (m, 4H)
【００７５】
＜2-(4,4-dimethoxybutyl)-3a,4,7,7a-tetrahydro-1H-4,7-epoxyisoindole-1,3(2H)-dione（化合物６）の合成＞
【００７６】
【化２５】
2020134404.tif 000026
【００７７】
ねじ口試験管に1-(4,4-dimethoxybutyl)-1H-pyrrole-2,5-dione（化合物４）(１．０ｇ、４．７ｍｍｏｌ、１モル当量）、フラン（furan）（化合物５）（１．７ｍＬ、２４ｍｍｏｌ、５モル当量）を入れ、Ａｒ封入をして６０℃にして撹拌した。５日後、溶媒留去、真空乾燥を行い薄い黄色油状物を得た。得られた油状物をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー（口径３ｃｍ、高さ１０ｃｍ、ethyl acetate／hexane＝１／２（体積比）→ethyl acetate）により精製し、薄い黄色油状物（化合物６）（１．１ｇ、収率８２％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 8 scans)δ(ppm)= 6.51 (s, 2H), 5.26 (s, 2H), 4.35 (t, 1H, J = 5.2 Hz), 3.50 (t, 2H, 6.8 Hz), 3.30 (s, 6H), 2.83 (s, 2H), 1.66-1.57 (m, 4H)
【００７８】
＜4-(1,3-dioxo-1,3,3a,4,7,7a-hexahydro-2H-4,7-epoxyisoindol-2-yl)butanal（化合物７）の合成＞
【００７９】
【化２６】
2020134404.tif 000027
【００８０】
２５ｍＬナスフラスコに2-(4,4-dimethoxybutyl)-3a,4,7,7a-tetrahydro-1H-4,7-epoxyisoindole-1,3(2H)-dione（化合物６）（４００ｍｇ、１．４ｍｍｏｌ、１モル当量）を入れ、１５ｍＬのジエチルエーテル（Ｅｔ２Ｏ、diethyl ether）で溶解させ、１５ｍＬの１．５Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）ＨＣｌ水溶液を入れてＡｒ雰囲気下にして撹拌した。３日後、sat.NaHCO3aq.を入れてｐＨを９に調整しＣＨＣｌ３で抽出した。有機層をbrine洗浄、dry Na2SO4脱水、重力ろ過、溶媒留去、真空乾燥し、薄い黄色油状物（化合物７）（３２０ｍｇ、収率９５％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 8 scans)δ(ppm)= 9.74 (s, 2H), 6.52 (s, 2H), 5.27 (s, 2H), 3.54 (t, 2H, 6.8 Hz), 2.85 (s, 2H), 2.46 (t, 2H, 7.2 Hz), 1.91 (m, 2H)
【００８１】
＜1-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-2-carbaldehyde（化合物１０）の合成＞
【００８２】
【化２７】
2020134404.tif 000028
【００８３】
３０ｍＬ枝付きフラスコに、1H-imidazole-2-carbaldehyde（化合物８）（３００ｍｇ、３．１ｍｍｏｌ、１モル当量）、炭酸カリウム（K2CO3）（４４０ｍｇ、３．１ｍｍｏｌ、１モル当量）を入れＡｒ雰囲気下にして撹拌した。続いて、２ｍＬの乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（dry DMF）を入れ溶解させた後、プロパルギルブロミド（propargyl bromide）（化合物９）（０．２８ｍＬ、３．７ｍｍｏｌ、１．２モル当量）を入れた。１８時間後、蒸留水を加え、クロロホルムで抽出を行った。有機層をdry Na2SO4で脱水、重力ろ過、溶媒留去、真空乾燥をして透明な黄色液体（化合物１０）（０．３２ｇ、収率７７％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz, 8 scans)δ(ppm)= 9.82 ppm (s, 1H), 7.48 ppm (s, 1H), 7.32 ppm (s, 1H), 5.27 ppm (d, 2H, J = 1.8 Hz), 2.53 ppm (t, 1H, J = 1.8 Hz)
【００８４】
＜2,5,8,11-tetraoxapentadecan-15-al（化合物１２）の合成＞
【００８５】
【化２８】
2020134404.tif 000029
【００８６】
反応に用いるＣＨＣｌ３をアルミナに通した。３００ｍＬ三口フラスコにクロロクロム酸ピリジニウム（ＰＣＣ）（５．５ｇ、２５ｍｍｏｌ、１．２モル当量）、セライト（Ｃｅｌｉｔｅ）（６．５ｇ）を入れＡｒ雰囲気下にし、２２ｍＬのＣＨＣｌ３入れて溶解させた。次に、２０ｍＬのＣＨＣｌ３に溶かした2,5,8,11-tetraoxapentadecan-15-ol（化合物１１）（５．０ｇ、２１ｍｍｏｌ、１モル当量）を入れ、２ｍＬのＣＨＣｌ３で洗い込み撹拌した。４時間後、得られた黒色タール状物の上澄みと、タールにＥｔ２Ｏを加えソニックをかけた上澄みをカラム（下：シリカゲル５ｃｍ、上：フロリジル（粒状ケイ酸マグネシウム）８ｃｍ、展開溶媒：ＡｃＯＥｔ）にチャージして精製を行い、薄黄色の油状物（化合物１２）（３．１ｇ、収率６４％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz, 8 scans)δ(ppm)= 9.78 ppm (s, 1H), 3.66-3.48 (m, 14H), 3.38 ppm (s, 3H), 2.54 ppm (td, 2H, J = 6.9, 1.8 Hz), 1.92 ppm (quin, 2H, J = 6.3 Hz)
【００８７】
＜2,2'-(2,5,8,11-tetraoxapentadecane-15,15-diyl)bis(1H-pyrrole)（化合物１３）の合成＞
【００８８】
【化２９】
2020134404.tif 000030
【００８９】
３００ｍＬ三口フラスコに2,5,8,11-tetraoxapentadecan-15-al（化合物１２）（３．１ｇ、１３ｍｍｏｌ、１モル当量）とピロール（Pyrrole）（９１ｍＬ、１，３００ｍｍｏｌ、１００モル当量）を入れ３０分間アルゴン（Ａｒ）バブリングを行った後、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）（０．１ｍＬ、１．３ｍｍｏｌ、０．１モル当量）を入れて撹拌した。３０分後、sat.NaHCO3aq.を入れてクエンチしＣＨＣｌ３で抽出を行った。有機層をbrine洗浄、dry MgSO4脱水、重力ろ過を行った。続いて、エバポレーターでＣＨＣｌ３を留去し減圧蒸留でPyrroleを回収した。得られた残渣を真空乾燥し黒色油状物を得た。得られた油状物をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー（口径３ｃｍ、高さ１５ｃｍ、展開溶媒Hexane／AcOEt＝１／１（体積比））により精製し、薄黄色の油状物（化合物１３）（２．６ｇ、収率５７％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz, 8 scans)δ(ppm)= 8.34 ppm (br s, 2H), 6.64 ppm (dd, 2H, J = 1.8 Hz), 6.12 ppm (dd, 2H, J = 2.1 Hz), 6.01 ppm (m, 2H), 4.14 ppm (t, 1H, J = 6.0 Hz), 3.67-3.45 ppm (m, 14H), 3.32 ppm (s, 3H), 2.06 ppm (dt, 2H, J = 5.4 Hz), 1.60 ppm (quin, 2H, J = 5.1 Hz)
【００９０】
＜ＴＥＧＭｅＦＰの合成＞
【００９１】
【化３０】
2020134404.tif 000031
【００９２】
１００ｍＬ三口フラスコに4-(1,3-dioxo-1,3,3a,4,7,7a-hexahydro-2H-4,7-epoxyisoindol-2-yl)butanal（化合物７）（１８ｍｇ、０．０７８ｍｍｏｌ、１モル当量）、1-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-2-carbaldehyde（化合物１０）（１０ｍｇ、０．０７８ｍｍｏｌ、１モル当量）、2,2'-(2,5,8,11-tetraoxapentadecane-15,15-diyl)bis(1H-pyrrole)（化合物１３）（５５ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ、２モル当量）を入れ、１４ｍＬのＣＨＣｌ３に溶解させ１５分間Ａｒバブリングを行った。続いて２ｍＬのＣＨＣｌ３で薄めたＴＦＡ（１２μＬ、０．１６ｍｍｏｌ、２モル当量）を少しずつ入れ、Ａｒ雰囲気下で遮光して撹拌した。４時間後、トリエチルアミン（Et3N）（２２μＬ、０．１６ｍｍｏｌ、２モル当量）、クロラニル（chloranil）（５８ｍｇ、０．２３ｍｍｏｌ、３モル当量）を入れた。１２時間後、溶媒留去を行い、黒色固体を得た。得られた黒色固体をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー（口径３ｃｍ、高さ７ｃｍ、展開溶媒CHCl3／メタノール（MeOH）＝８０／１→５０／１→２０／１（体積比））と逆相フラッシュカラムクロマトグラフィー（Ｃｏｓｍｏｓｉｌ  ４０Ｃ１８ＰＲＥＰ（ナカライテスク（株）製）、口径１．５ｃｍ、高さ１０ｃｍ、展開溶媒H2O／MeOH＝３／７→２／８（体積比））による精製を行い、紫色光沢固体ＴＥＧＭｅＦＰ（７．４ｍｇ、収率９．３％）を得た。
ＴＥＧＭｅＦＰの構造は、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ分析）により確認した。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 16 scans)δ(ppm)= 9.57-9.49 ppm (m, 6H), 8.73 ppm (d, 2H, J = 6.4 Hz), 7.71 ppm (dd, 2H, J = 1.6, 2.4 Hz), 6.62 ppm (s, 2H), 5.52 ppm (s, 2H), 5.06 ppm (m, 6H), 4.35 ppm (d, 2H, J = 3.6 Hz), 4.07 ppm (t, 2H, J = 8.8 Hz), 3.84-3.51 ppm (m, 28H), 3.33 ppm (s, 6H), 2.99 ppm (s, 2H), 2.77 ppm (m, 6H), 2.25 ppm (t, 1H, J = 3.6 Hz), -2.69 ppm (s, 2H)
13C-NMR (CDCl3, 100 MHz, 1024 scans)δ(ppm)= 176.6 ppm (C=O), 148.4 ppm (Im-2), 136.6 ppm (-CO-CH=), 130.41-128.74 ppm (β), 128.90 ppm (Im-4), 119.74 ppm (Im-5), 119.15, 102.65 ppm (meso), 81.29 ppm (-CO-CH=), 77.42 ppm (CH≡C-), 74.40 ppm (CH≡C-), 72.05 ppm, 70.91-70.15 ppm (-OCH2-CH2), 59.12 ppm (-OCH3), 47.62 ppm (N-CO-CH), 39.57, 37.79, 37.13, 36.26, 33.34 ppm, 31.42 ppm (-OCH2-CH2-CH2-)
【００９３】
＜ＴＥＧＭｅＦＺｎＰの合成＞
【００９４】
【化３１】
2020134404.tif 000032
【００９５】
２５ｍＬナスフラスコにＴＥＧＭｅＦＰ（５７ｍｇ、０．０５５ｍｍｏｌ、１モル当量）を入れ、８ｍＬのＣＨＣｌ３で溶かした。そこに、少量のＭｅＯＨで飽和溶液にした酢酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡｃ）２）（３９ｍｇ、３９ｍｍｏｌ、４モル当量）を入れて撹拌した。１８時間後、蒸留水で４回洗浄、液相分液ろ紙による脱水、溶媒留去、真空乾燥を行い、紫色光沢固体ＴＥＧＭｅＦＺｎＰ（クルード収量６８ｍｇ（理論収量６０ｍｇ）、定量的）を得た。
ＴＥＧＭｅＦＺｎＰの構造は、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ分析）により確認した。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 16 scans)δ(ppm)= 9.7 ppm (dd, 4H, J = 4.4, 3.6 Hz), 8.88 ppm (d, 2H, J = 4.4 Hz), 6.56 ppm (s, 2H), 5.82 ppm (d, 1H, J = 2.0 Hz), 5.52 ppm (s, 2H), 5.37 ppm (d, 2H, J = 4.8 Hz), 5.27 ppm (t, 2H, J = 7.6 Hz), 5.18 ppm (t, 4H, J = 7.2 Hz), 4.20 ppm (t, 2H, J = 6.8 Hz), 3.94-3.51 ppm (m, 28H), 3.33 ppm (s, 6H), 3.10-2.99 ppm (m, 6H), 2.91 ppm (s, 2H), 2.57 ppm (d, 2H, J = 2.0 Hz), 2.05 ppm (d, 1H, J = 2.0 Hz), 1.59 ppm (t, 1H, J = 2.8 Hz)
13C-NMR (CDCl3, 100 MHz, 1024 scans)δ(ppm)= 176.64 ppm (C=O), 150.81, 149.70, 149.02, 148.27 ppm (α), 145.63 ppm (Im-2), 136.67 ppm, 129.43, 129.10, 128.87, 127.01 ppm (β), 122.29 ppm (Im-4), 119.98, 118.89 ppm (meso), 116.29 ppm (Im-5), 94.53 ppm (meso), 81.24 ppm(-CO-CH=), 77.40 ppm (CH≡C-), 75.56 ppm (CH≡C-), 73.71 ppm, 72.02-70.53 ppm (-OCH2-CH2), 59.09 (-OCH3), 47.64 ppm (N-CO-CH), 39.94, 38.47, 36.59, 35.29, 33.54 ppm, 32.03 ppm (-OCH2-CH2-CH2-)
【００９６】
＜ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの合成＞
【００９７】
【化３２】
2020134404.tif 000033
【００９８】
２０ｍＬナスフラスコにＴＥＧＭｅＺｎＰ（９．２ｍｇ、８．４μｍｏｌ、１モル当量）、ｍＰＥＧ８Ｎ３（Ｈ３Ｃ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）８−Ｎ３、３．４ｍｇ、８．４μｍｏｌ、１モル当量）、１．５ｍＬのＣＨＣｌ３に溶解させた。そこに、３滴の２，６−ルチジン（2,6-lutidine）に溶かした少量のＣｕＩを入れ遮光し、Ａｒ雰囲気下で撹拌した。１８時間後、ｍＰＥＧ８Ｎ３（３．４ｍｇ、８．４μｍｏｌ、１モル当量）を追加した。６４時間後、ｐＨ８に調製した０．５Ｍエチレンジアミン四酢酸水溶液（EDTAaq.）にて１．５時間洗浄、蒸留水洗浄をし、ＣＨＣｌ３で抽出した。有機層をWhatman社製液相分液ろ紙を通して脱水後、溶媒留去を行い、紫色光沢固体を得た。得られた固体を逆相フラッシュカラムクロマトグラフィー（ＣＯＳＭＯＳＩＬ  ４０Ｃ１８−ＰＲＥＰ、口径２ｃｍ、高さ１０ｃｍ、展開溶媒アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）／０．１質量％ＴＦＡａｑ．＝３／７→５／５（体積比））により精製した。目的物の存在するフラクションにsat.NaHCO3aq.を入れて中和し、ＣＨＣｌ３抽出、蒸留水洗浄、brine洗浄、液相分液ろ紙による脱水、溶媒留去を行い、紫色光沢固体を得た。次に、２００ｍＬナスフラスコに得られた固体を入れ、２ｍＬのＣＨＣｌ３に溶解させた。そこに、８０ｍＬのhexaneを入れ激しく撹拌した。２時間後、沈殿した固体を吸引ろ過により集め、紫色光沢固体ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰ（６．２ｍｇ、収率５０％）を得た。
ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの構造及び純度は、１Ｈ−ＮＭＲ、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ分析、及び、フォトダイオードアレイ検出器付き高速液体クロマトグラフィ分析（ＨＰＬＣ−ＰＤＡ分析）により確認した。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 64 scans)δ(ppm)= 9.67 ppm (dd, 4H, J = 4.8 Hz), 8.77 ppm (d, 2H, J = Hz), 6.66 ppm (s, 2H), 5.85 ppm (d, 1H, J = Hz), 5.56 ppm ( s, 2H), 5.25 ppm (t, 2H, J = Hz), 5.20 ppm (d, 2H, J = Hz), 5.13 ppm (m, 4H), 4.22 ppm (t, 2H, J = Hz), 3.07 ppm (s, 2H), 1.98 ppm (d, 1H, J = Hz)
【００９９】
＜ｍＰＥＧ８ＺｎＰの合成＞
【０１００】
【化３３】
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【０１０１】
ねじ口試験管にｍＰＥＧ８ＦＺｎＰ（３．９ｍｇ、３．７μｍｏｌ）を入れ、３ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させた。遮光、Ａｒ封入をして口を閉め、１２０℃で撹拌した。３時間後、口を開けてなるべく高温を維持したまま溶媒留去を行い、紫色光沢固体ｍＰＥＧ８ＺｎＰ（３．５ｍｇ、収率９５％）を得た。
ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの構造及び純度は、１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＨＰＬＣ−ＰＤＡ分析により確認した。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz, 64 scans)δ(ppm)= 9.69 ppm (d, 2H, J = Hz), 9.64 ppm (d, 2H, J = Hz), 6.89 ppm (s, 2H), 5.86 ppm (d, 1H, J = Hz), 5.28 ppm (t, 2H, J = Hz), 5.21 ppm (d, 2H, J = Hz), 5.13 ppm (m, 4H), 4.25 ppm (t, 2H, J = Hz), 1.99 ppm (d, 1H, J = Hz)
【０１０２】
＜ｍＰＥＧ８ＧＳＺｎＰの合成＞
【０１０３】
【化３４】
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【０１０４】
２０ｍＬナスフラスコにｍＰＥＧ８ＺｎＰ（０．８８ｍｇ、０．６１４μｍｏｌ、１モル当量）、グルタチオン（glutathione、前記トリペプチド）（０．１８８ｍｇ、０．６１４μｍｏｌ、１モル当量）を入れ、５分間Ａｒバブリングを行った蒸留水／ＣＨ３ＣＮ＝１／１（体積比）混合溶液で溶解させ、Ａｒ雰囲気下、遮光して撹拌した。２日後、ＨＰＬＣより反応の進行を確認し、溶媒を留去してｍＰＥＧ８ＧＳＺｎＰを得た。
ｍＰＥＧ８ＧＳＺｎＰの構造及び純度は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ分析、及び、フォトダイオードアレイ検出器付き高速液体クロマトグラフィ分析（ＨＰＬＣ−ＰＤＡ分析）により確認した。
【０１０５】
（実施例１及び２）
＜ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ、又は、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの算出＞
【０１０６】
【化３５】
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【０１０７】
ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰのＣＨ３ＣＮ溶液を用意し、これを母液とした。ＣＨＣｌ３中での紫外−可視（ＵＶ−ｖｉｓ）吸収スペクトル測定を行い、モル吸光係数より母液の濃度は２．７×１０−４Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）であると分かった。次に、母液を溶媒の入った蓋付きセルに滴下して、ｍｏｎｏｍｅｒ（単量体）とｄｉｍｅｒ（二量体）との比［ｍ］／［ｄ］≒１／３となる濃度を求め、そこからＫａを求めた。溶媒にはジメトキシエタン（ＤＭＥ）／Ｈ２Ｏ（ｖ／ｖ）、又は、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ（ｖ／ｖ）＝１００／０，９８／２，９７／３，９０／１０，８０／２０，７０／３０，６０／４０，５０／５０，４０／６０，３０／７０，２０／８０，１０／９０，０／１００を用いた。
【０１０８】
各溶媒組成中におけるＫａを表１及び表２、並びに、図１〜図４に示す。
図１は、ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ混合系（体積濃度（vol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図であり、
図２は、ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ混合系（モル濃度（mol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図であり、
図３は、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系（体積濃度（vol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図であり、また、
図４は、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系（モル濃度（mol％））中におけるｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化を示す図である。
なお、図１〜図４において、縦軸は、ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの対数であるｌｏｇＫａを表し、横軸は、Ｈ２Ｏの体積濃度（単位：vol％）又はモル濃度（単位：mol％）を表す。
【０１０９】
更に、ＤＭＥ中におけるｍｏｎｏｍｅｒ（単量体）のＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを図５に、ｄｉｍｅｒ（二量体）のＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを図６に、前記ｍｏｎｏｍｅｒ（単量体）と前記ｄｉｍｅｒ（二量体）との比［ｍ］／［ｄ］≒１／３となる濃度におけるＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを図７に示す。
なお、図５〜図７において、縦軸は、吸光度（Ａｂｓ．）を表し、横軸は、波長（単位：ｎｍ）を表す。
【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
【表２】
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【０１１２】
なお、表１及び表２中における「Ｅ＋０７」は「×１０７」を表し、「Ｅ＋０８」は「×１０８」を表し、「Ｅ＋０９」は「×１０９」を表す。例えば、表１のＤＭＥのみの場合における「８．８０Ｅ＋０８」は、「８．８０×１０８」を表す。表３においても同様である。
また、表２のＣＨ３ＣＮのみの場合は、希釈法ではＫａを算出できなかった。
更に、別途、ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ、又は、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系中における図７に示すようなＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルのｍｏｎｏｍｅｒとｄｉｍｅｒとのスペクトルのシフト、及び、ｍｏｎｏｍｅｒとｄｉｍｅｒとのモル吸光係数の比は大きく変わらないこと確認した。
【０１１３】
また、ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰのＣＨＣｌ３溶液を用意し、これを母液とした。ＣＨＣｌ３中での紫外−可視（ＵＶ−ｖｉｓ）吸収スペクトル測定を行い、モル吸光係数より母液の濃度は１．４×１０−４Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）であると分かった。次に、母液をＣＨＣｌ３／メタノール（ｖ／ｖ）＝９９／１，９８／２の溶媒の入った蓋付きセルに滴下して、ｍｏｎｏｍｅｒ（単量体）とｄｉｍｅｒ（二量体）との比［ｍ］／［ｄ］≒１／３となる濃度を求め、そこからＫａを求めた。
【０１１４】
【表３】
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【０１１５】
表１及び表２に示すように、水素結合による水分子の会合状態が変化し、水素結合を形成していない遊離水分子の量が混合割合により変化する様子をＤＭＥ／Ｈ２Ｏ、又は、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ混合系において観測できた。また、前記遊離水分子の増減をｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの変化により検出することができた。
【０１１６】
また、表３及び図８に示すように、ＣＨＣｌ３／メタノール（ｖ／ｖ：体積比）＝９９／１、９８／２溶液を用いて、ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ混合系中における水素結合を形成していない遊離水分子の量をクロロホルム中のメタノールの量として換算することができた。その結果、ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ＝８０／２０、４０／６０混合系中における前記遊離水分子の量は、それぞれＣＨＣｌ３／メタノール（ｖ／ｖ）＝９８／２、９９／１溶液中のメタノールの量に相当することがわかった。
また、同様に、表３及び図９に示すように、モル濃度換算した値であっても、ＤＭＥ／Ｈ２Ｏ＝混合系中における前記遊離水分子の量は、それぞれＣＨＣｌ３／メタノール（mol／mol）＝９６／４、９８／２溶液中のメタノールの量に相当することがわかった。
以上の結果から、前述の指示薬は水を含む組成物中の、水素結合を形成していない遊離水分子の量を定量できることがわかった。
なお、図８において、縦軸は、ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの対数であるｌｏｇＫａを表し、横軸は、Ｈ２Ｏ（下軸）の体積濃度（単位：vol％）（下軸）、又は、ＣＨＣｌ３／メタノールの体積比（上軸）を表す。
また、図９において、縦軸は、ｍＰＥＧ８ＦＺｎＰの自己会合定数Ｋａの対数であるｌｏｇＫａを表し、横軸は、Ｈ２Ｏ（下軸）のモル濃度（単位：mol％）（下軸）、又は、ＣＨＣｌ３／メタノールのモル比（上軸）を表す。
【０１１７】
また、実施例１におけるＨ２Ｏ１００ｖｏｌ％の場合と同様にして、リン酸緩衝食塩水中におけるＫａの値を測定したところ、リン酸緩衝食塩水中におけるＫａの値は、Ｈ２Ｏ１００ｖｏｌ％の値と同じであった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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