(57)【要約】【課題】生体損傷を抑制することができるとともに、反応効率に優れ、水溶性を有し、アミノ酸等の生理活性物質の時空間制御を効率よく行うことができる光応答性のケージド化合物及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  下記式（１）で表されることを特徴とするケージド化合物。【化１】2020050594.tif 000013（式中、Ｒ１及びＲ２は水素原子又は電子供与基であり、同一でも異なっていてもよく、Ｒ３は水素原子、アルキル基又はフェニル基であり、Ｒ４は水素原子、シリル基又はトリ置換シリル基であり、Ｒ５はアルキル基、フェニル基又はアミノ基である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表されることを特徴とするケージド化合物。
【化１】
2020050594.tif 000010
（式中、Ｒ１及びＲ２は水素原子又は電子供与基であり、同一でも異なっていてもよく、Ｒ３は水素原子、アルキル基又はフェニル基であり、Ｒ４は水素原子、シリル基又はトリ置換シリル基であり、Ｒ５はアルキル基、フェニル基又はアミノ基である。）
【請求項２】
上記電子供与基はアルコキシ基、アリールオキシ基又はアミノ基であることを特徴とする請求項１に記載のケージド化合物。
【請求項３】
下記式（２）で表されることを特徴とする請求項１に記載のケージド化合物。
【化２】
2020050594.tif 000011
【請求項４】
アルコール誘導体とカルボン酸のエステル化反応を行うことにより、下記式（３）で表されるケージド化合物を製造することを特徴とするケージド化合物の製造方法。
【化３】
2020050594.tif 000012
（式中、Ｒ１及びＲ２は水素原子又は電子供与基であり、同一でも異なっていてもよく、Ｒ３は水素原子、アルキル基又はフェニル基であり、Ｒ４は水素原子、シリル基又はトリ置換シリル基であり、Ｒ５はアルキル基、フェニル基又はアミノ基である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光応答性のケージド化合物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生理活性に重要な官能基を光解除性保護基で保護（修飾）して不活性化しておき、光を照射することにより、光解除性保護基による保護が解除されて、活性を示す（即ち、生理活性物質を発生する）ケージド化合物（Caged compounds）が知られている。
【０００３】
より具体的には、例えば、ジイソプロピルエチルアミンの存在下で、カルボン酸とアセトキシメチルブロミドとのエステル化反応を行うことにより製造されるケージド化合物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２４１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のケージド化合物は、短波長で励起するベンゾフラン骨格を有するため、照射する光が紫外光（波長：３３０〜３７０ｎｍ）となり、結果として、生体組織への損傷が危惧されるという問題があった。
【０００６】
また、従来のケージド化合物においては、光反応前のケージド化合物と光反応後の脱ケージ生成物（即ち、生理活性物質の光解除性保護基であった部分）が同じ光吸収ユニットを有していた。そのため、反応途中でケージド化合物だけでなく、脱ケージ生成物においても光反応が進行してしまうことによって、複数の副生成物が発生し、反応効率が低くなる（即ち、脱ケージ生成物により、ケージド化合物における光反応が阻害される）という問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、生体損傷を抑制することができるとともに、反応効率に優れ、アミノ酸等の生理活性物質の時空間制御を効率よく行うことができる光応答性のケージド化合物及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のケージド化合物は、下記式（１）で表されることを特徴とする。
【０００９】
【化１】
2020050594.tif 000002
（式中、Ｒ１及びＲ２は水素原子又は電子供与基であり、同一でも異なっていてもよく、Ｒ３は水素原子、アルキル基又はフェニル基であり、Ｒ４は水素原子、シリル基又はトリ置換シリル基であり、Ｒ５はアルキル基、フェニル基又はアミノ基である。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明のケージド化合物によれば、生体損傷を抑制することができるとともに、反応効率に優れ、アミノ酸等の生理活性物質の時空間制御を効率よく行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係るケージド化合物における１ＨＮＭＲスペクトルデータである。
【図２】本発明の実施例１に係るケージド化合物におけるＵＶ−ｖｉｓスペクトルデータである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のケージド化合物は、光刺激により、自在かつ容易にグルタミン酸等のアミノ酸を放出する機能を有し、アルコール誘導体とカルボン酸のエステル化反応により得られ、例えば、下記式（２）で表される光応答性のケージド化合物が挙げられる。
【００１３】
【化２】
2020050594.tif 000003
【００１４】
このケージド化合物は、インデノン骨格を有するπ共役系の一端又は両端に電子供与性の置換基が導入された誘導体化合物である。
【００１５】
本発明のケージド化合物は、生理活性に重要な官能基、例えば、グルタミン酸等のアミノ酸を光解除性保護基で保護（修飾）して不活性化しておき、光を照射することにより、光解除性保護基による保護が解除されて、活性を示すものである。なお、上述のグルタミン酸は神経伝達物質であり、生命活動には欠かせない必須元素である。
【００１６】
本発明のケージド化合物に光照射を行うと、生理活性物質が放出されるとともに、生理活性物質の光解除性保護基であった部分が脱ケージ後の生成物として発生する。この際、本発明においては、脱ケージ生成物が、出発物質であるケージド化合物とは異なる光吸収ユニットを有するため、さらに光反応が進行することがない。よって、光照射のターゲットである目的のケージド化合物においてのみ、光反応を進行させることが可能となり、結果として、脱ケージ生成物における光反応に起因する副生成物を生成させることなく、反応効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明のケージド化合物においては、電子供与性の置換基によって、近赤外光（波長：６８０〜１０５０ｎｍ）の照射による２光子励起（２つの光子が同時に分子に吸収されて励起を起こす現象）が生じる。そして、近赤外光は生体透過性を有するため、紫外光を使用する場合に比し、生体損傷を抑制することが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明のケージド化合物は、置換基としてカルボキシル基を有するため、水溶性に優れる。
【００１９】
このケージド化合物としては、例えば、下記式（３）で示される化合物が挙げられる。
【００２０】
【化３】
2020050594.tif 000004
【００２１】
式（３）で表されるケージド化合物は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４に水素原子を有する。また、Ｒ５としてフェニル基を有し、生理活性物質であるアミノ酸のモデル化合物として安息香酸を不活性化させた誘導体化合物である。
【００２２】
また、他のケージド化合物として、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４に置換基を有していてもよい。例えば、Ｒ１及びＲ２は電子供与基であることが好ましく、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、若しくはブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、又は、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、若しくはジフェニルアミノ基等のアミノ基が挙げられる。Ｒ１及びＲ２に電子供与基を導入することによって、ケージド化合物のπ共役系において電子密度が増大するため、近赤外光の照射による２光子励起がより生じやすくなる。
【００２３】
Ｒ３としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基や、フェニル基（置換基を有していても良い）が挙げられる。
【００２４】
Ｒ４としては、例えば、シリル基や、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基又はトリフェニルシリル基等のトリ置換シリル基が挙げられる。
【００２５】
そして、Ｒ５には、光反応によって放出する脱ケージ化合物として、様々な生理活性物質やそのモデル化合物を導入することが可能であるが、例えば、上記したフェニル基の他には、メチル基やエチル基等のアルキル基、ならびに、アミノ基が挙げられる。
【００２６】
次に、上記式（３）で表されるケージド化合物の製造方法の概略を以下の反応スキ−ム１〜５に示す。
【００２７】
＜反応スキ−ム１＞
【化４】
2020050594.tif 000005
【００２８】
式（３）で表されるケージド化合物を得るには、まず、式（４）に示すクロトン酸と塩化アルミニウムの乾燥ベンゼン溶液を窒素雰囲気下で加熱撹拌する。そして、溶媒を除去した後、得られる反応生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル（体積比）＝１０：１）を使用して精製することにより、式（５）で表される３−メチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−オンを得る。
【００２９】
次に、臭化トリホスホニウムのＤＭＳＯ溶液に、式（５）に示す３−メチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−オンを加えて窒素雰囲気下で加熱撹拌する。そして、溶媒を除去した後、得られる反応混合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル（体積比）＝３０：１）を使用して精製することにより、式（６）で表される２−ブロモ−３−メチル−１Ｈ−インデン−１−オンを得る。
【００３０】
＜反応スキ−ム２＞
【化５】
2020050594.tif 000006
【００３１】
そして、式（７）に示す４−ブロモアニリンのアセトニトリル溶液に、tert−ブチルブロモ酢酸とＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを加え、加熱攪拌する。そして、溶媒を除去した後、得られる反応混合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝１：１）を使用して精製することにより、式（８）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２’−[（４−ブロモフェニル）アザンジイル]ジアセテートを得る。
【００３２】
次に、式（８）に示すジ−tert−ブチル  ２，２’−[（４−ブロモフェニル）アザンジイル]ジアセテートのジオキサン溶液にビス（ピナコラト）ジボロンと酢酸カリウムと[１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン]パラジウム（II）ジクロリドを加え、加熱攪拌する。そして、溶媒を除去し、得られた反応混合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（塩化メチレン）を使用して精製することにより、式（９）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２’−{[４−(４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル)フェニル]アザンジイル}ジアセテートを得る。
【００３３】
＜反応スキ−ム３＞
【化６】
2020050594.tif 000007
【００３４】
次に、式（６）に示す２−ブロモ−３−メチル−１Ｈ−インデン−１−オンと式（９）に示すジ−tert−ブチル  ２，２’−{[４−(４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル)フェニル]アザンジイル}ジアセテートのジオキサン−Ｈ２Ｏ溶液にビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）ジクロリドと炭酸カリウムを加え、加熱撹拌する。そして、溶媒を除去し、得られた反応混合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝１０：１）を使用して精製することにより、式（１０）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２’−{[４−（３−メチル−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル）フェニル]アザンジイル}ジアセテートを得る。
【００３５】
次に、式（１０）に示すジ−tert−ブチル  ２，２’−{[４−（３−メチル−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル）フェニル]アザンジイル}ジアセテートのキシレン溶液に二酸化セレンを加え、加熱撹拌する。そして、溶媒を除去し、得られた反応混合物の乾燥ベンゼン溶液に水素化ホウ素ナトリウムと酢酸を加え、加熱撹拌する。そして、溶媒を除去し、得られた反応混合物をシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝４：１）を使用して精製することにより、式（１１）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２’−（{４−[３−（ヒドロキシル）−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル]フェニル}アザンジイル）ジアセテートを得る。
【００３６】
＜反応スキ−ム４＞
【化７】
2020050594.tif 000008
【００３７】
次に、式（１１）に示すジ−tert−ブチル  ２，２’−（{４−[３−(ヒドロキシル)−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル]フェニル}アザンジイル）ジアセテートと安息香酸の乾燥塩化メチレン溶液に４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）を加え、その後、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）を加え、攪拌する。そして、溶媒を除去し、得られた反応混合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝４：１）を使用して精製することにより、式（１２）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２’−[(４−{３−[(ベンゾイルオキシ)メチル]−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル}フェニル)アザンジイル]ジアセテートを得る。
【００３８】
そして、式（１２）に示すジ−tert−ブチル  ２，２’−[(４−{３−[(ベンゾイルオキシ)メチル]−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル}フェニル)アザンジイル]ジアセテートのメタノール溶液に水素化ホウ素ナトリウムを加え、撹拌する。溶媒を除去し、得られた反応混合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝４：１）を使用して精製することにより、式（１３）で示されるケージド化合物が得られる。
【００３９】
＜反応スキ−ム５＞
【化８】
2020050594.tif 000009
【００４０】
さらに、式（１３）で示されるケージド化合物は、塩化メチレン溶液中でトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を加えて撹拌し、エバポレータによって溶媒とトリフルオロ酢酸を除去することによって、脱保護を行うことが可能であり、上記式（３）で示されるケージド化合物を得ることができる。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００４２】
（ケージド化合物の合成）
上記式（３）で示されるケージド化合物を合成した。より具体的には、まず、式（４）に示すクロトン酸（和光純薬工業（株）製、２．０３ｇ、２３．６ｍｍｏｌ）と塩化アルミニウム（東京化成工業（株）製、９．４２ｇ、７０．８ｍｍｏｌ）の乾燥ベンゼン溶液１５ｍＬを窒素雰囲気下、８０℃で４時間、加熱攪拌した。その後、室温まで冷却し、氷水に加えて塩化メチレンで抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル（体積比）＝１０：１）を使用して精製することにより、式（５）で表される３−メチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−オン（３．２６ｇ、収率：９５％）を得た。
【００４３】
次に、臭化トリホスホニウム(和光純薬工業（株）製、２．５３ｇ、７．３８ｍｍｏｌ)のＤＭＳＯ溶液２２ｍＬに式（５）に示す３−メチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−オン（０．５ｍＬ、３．６８ｍｍｏｌ）を加えて、窒素雰囲気下、５０℃で２３時間、加熱攪拌した。その後、室温まで冷却し、飽和塩化アンモニウム水溶液に加えて酢酸エチルで抽出し、有機層を炭酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル（体積比）＝３０：１）を使用して精製することにより、式（６）で表される２−ブロモ−３−メチル−１Ｈ−インデン−１−オン（５９９ｍｇ、収率：７３％）を得た。
【００４４】
次に、式（７）で示される４−ブロモアニリン(東京化成工業（株）製、２．００ｇ、１１．６ｍｍｏｌ)のアセトニトリル溶液９２ｍＬにtert−ブチルブロモ酢酸(和光純薬工業（株）製、８．１４ｍＬ、７０．３ｍｍｏｌ)とＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン(東京化成工業（株）製、１２．０ｍＬ、７０．１ｍｍｏｌ)を加えて、窒素雰囲気下、６０℃で９６時間、加熱攪拌した。その後、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝１：１）を使用して精製することにより、式（８）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２−[（４−ブロモフェニル）アザンジイル]ジアセテート（２．０３ｇ、収率：４４％）を得た。
【００４５】
次に、式（８）に示されるジ−tert−ブチル  ２，２−[（４−ブロモフェニル）アザンジイル]ジアセテート(１．９２ｇ、４．８０ｍｍｏｌ)のジオキサン溶液４０ｍＬにビス(ピナコラト)ジボロン(和光純薬工業（株）製、１．８３ｇ、７．２０ｍｍｏｌ)と酢酸カリウム(和光純薬工業（株）製、１．４１ｇ、１４．４ｍｍｏｌ)と[１,１’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド(アルドリッチ製、１０８ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ)を加えて、窒素雰囲気下、８０℃で２４時間、加熱攪拌した。その後、セライトろ過を行い、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（塩化メチレン）を使用して精製することにより、式（９）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２−{[４−(４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル)フェニル]アザンジイル}ジアセテート（１．７６ｇ、収率：８２％）を得た。
【００４６】
次に、式（６）に示される２−ブロモ−３−メチル−１Ｈ−インデン−１−オン (１．６８ｇ、７．５７ｍｍｏｌ)と式（９）に示されるジ−tert−ブチル  ２，２−{[４−(４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル)フェニル]アザンジイル}ジアセテート(３．７６ｇ、８．４１ｍｍｏｌ)のジオキサン−Ｈ2Ｏ(１００ｍＬ−２０ｍＬ)溶液にビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(和光純薬工業（株）製、３１４ｍｇ、０．４８ｍｍｏｌ)と炭酸カリウム(和光純薬工業（株）製、３．２６ｇ、３３．３ｍｍｏｌ)を加えて、窒素雰囲気下、７０℃で２４時間、加熱攪拌した。その後、水に加えて塩化メチレンで抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝１０：１）を使用して精製することにより、式（１０）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２−{[４−（３−メチル−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル）フェニル]アザンジイル}ジアセテート（１．６３ｇ、収率：４６％）を得た。
【００４７】
次に、式（１０）に示されるジ−tert−ブチル  ２，２−{[４−（３−メチル−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル）フェニル]アザンジイル}ジアセテート(１．６３ｇ、７．５７ｍｍｏｌ)と二酸化セレン(和光純薬工業（株）製、５８８ｍｇ、５．３０ｍｍｏｌ)のキシレン溶液１００ｍＬを、窒素雰囲気下、１３０℃で４５時間、加熱攪拌した。その後、温かいままセライトろ過を行い、溶媒留去した。得られた反応混合物の乾燥ベンゼン溶液（２５ｍＬ）に水素化ホウ素ナトリウム（和光純薬工業（株）製、１．００ｇ、２６．３ｍｍｏｌ)と酢酸（和光純薬工業（株）製、７．４ｍＬ、１２９ｍｍｏｌ）を乾燥ベンゼン溶液（１０５ｍＬ）で窒素雰囲気下、８０℃で０．５時間加熱撹拌したものを加えて、窒素雰囲気下、８０℃で３時間、加熱撹拌した。その後、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝４：１）を使用して精製することにより、式（１１）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２−（{４−[３−(ヒドロキシル)−1−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル]フェニル}アザンジイル)ジアセテート（７２５ｍｇ、収率：４３％）を得た。
【００４８】
次に、式（１１）に示されるジ−tert−ブチル  ２，２−（{４−[３−(ヒドロキシル)−1−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル]フェニル}アザンジイル)ジアセテート(３３．８ｍｇ、０．０７０ｍｍｏｌ)と安息香酸（片山化学工業（株）製、１１．８ｍｇ、０．０９６ｍｍｏｌ)の乾燥塩化メチレン溶液７．０ｍＬに４−ジメチルアミノピリジン(東京化成工業（株）製、３．１ｍｇ、０．０２５ｍｍｏｌ)を加え、その後、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(和光純薬工業（株）製、１８．１ｍｇ、０．０８８ｍｍｏｌ)を加えて、窒素雰囲気下、 室温で２４時間、攪拌した。次に、反応溶液に、水を加えて塩化メチレンで抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝４：１）を使用して精製することにより、式（１２）で表されるジ−tert−ブチル  ２，２’−[(４−{３−[(ベンゾイルオキシ)メチル]−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル}フェニル)アザンジイル]ジアセテート（２８．２ｍｇ、収率：６９％）を得た。
【００４９】
次に、式（１２）に示されるジ−tert−ブチル  ２，２’−[(４−{３−[(ベンゾイルオキシ)メチル]−１−オキソ−１Ｈ−インデン−２−イル}フェニル)アザンジイル]ジアセテート（８０．５ｍｇ、０．１４ｍｍｏｌ）のメタノール溶液３ｍＬに水素化ホウ素ナトリウム(和光純薬工業（株）製、３１．９ｍｇ、０．８４ｍｍｏｌ)を加え、０℃で２時間撹拌した。次に、反応溶液に、１Ｍ塩酸を加えて酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗い、硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過、溶媒留去した。そして、粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：塩化メチレン（体積比）＝４：１）を使用して精製することにより、式（１３）で表されるケージド化合物を得た。
【００５０】
より具体的には、高純度シリカゲルが充填されたカラム（和光純薬工業（株）製、商品名：Ｃ３００）を使用して、ゲル浸透クロマトグラフィーにより精製した。
【００５１】
なお、移動相として、ヘキサン（和光純薬工業（株）製）と酢酸エチル（和光純薬工業（株）製）の混合溶媒を使用した。また、ヘキサン／酢酸エチルの混合比率（体積比率）をヘキサン：酢酸エチル＝４：１に設定した。また、精製条件を流速１０ｍｌ／ｍｉｎ、２５℃とし、カラム保持時間は３０分間とした。
【００５２】
得られたケ−ジド化合物の収量は７０ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、収率は８８％であった。
【００５３】
式（３）に示される目的のケージド化合物は、式（１３）に示されるケージド化合物を、脱保護することにより得られた。具体的には、式（１３）で示されるケージド化合物の塩化メチレン溶液中に、１０当量以上のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を加えて室温下で４時間撹拌し、エバポレータによって溶媒とトリフルオロ酢酸を除去することによって、上記式（３）で示される目的のケージド化合物を得た。
【００５４】
上述のごとく、式（３）に示されるケージド化合物は、置換基としてカルボキシル基を有するため、水溶性を有し、生理活性物質の生体内での働きを評価するために有効である。なお、後述する脱ケージ評価は、有機溶媒に溶解させて評価を行うため、式（１３）に示されるケージド化合物を用いて行った。
【００５５】
（光照射）
式（１３）に示されるケージド化合物（１．０ｍｇ）を０．５ｍＬのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶液に加えて、波長が３５０ｎｍの光に対する吸光度が７０になるように調整した。
【００５６】
次に、この溶液をＮＭＲチューブに入れ、キセノンランプ（分光計器（株）製、商品名：ＢＰＳ-Ｘ５００Ｂ）を使用して、光照射（波長：３５０±１０ｎｍ）を行った。
【００５７】
（１ＨＮＭＲスペクトルによる脱ケージ評価）
上述の光照射により、合成したケージド化合物から安息香酸（アミノ酸の上位概念であるカルボン酸の１種）が発生し、脱ゲ−ジ化反応が生じていることを、１ＨＮＭＲスペクトルデータ（図１参照）により確認した。
【００５８】
より具体的には、本実施例における１ＨＮＭＲスペクトルの測定は、核磁気共鳴測定装置（ＢＲＵＫＥＲ製、商品名：ＡｓｃｅｎｄＴＭ  ４００）を用い、内部基準としてＤＭＳＯ−ｄ６を使用するとともに、周波数を４００ＭＨｚに設定して行った。また、測定温度は２９７．３Ｋに設定し、光照射から２時間後、３時間後、及び４時間後に測定を行った。
【００５９】
そして、図１に示すように、安息香酸由来のシグナルが、７．９５、７．６２、７．５０ｐｐｍ付近に観測されたが、原料由来のシグナル（７．６５、７．５２、７．４０、７．１９ｐｐｍ付近）が、時間の経過と共に観測されなくなった。このことは、ケージド化合物からほぼ定量的に安息香酸が発生し、脱ケージ化反応が効率的に行われていることを示していると言える。
【００６０】
（光照射）
次に、合成した式（１３）で表されるケージド化合物（１．８ｍｇ）を１０ｍｌのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶液に加え、さらにその溶液を10倍に希釈し、波長が３５０ｎｍの光に対する吸光度が０．７になるように調製した。
【００６１】
そして、この溶液３ｍＬを、スターラーと共にセルに入れ、キセノンランプ（分光計器(株)製、商品名：ＢＰＳ-Ｘ５００Ｂ）を使用して、光照射（波長：３５０±１０ｎｍ、６０分）を行った。
【００６２】
（ＵＶ−ｖｉｓスペクトルによる脱ケージ評価）
図２に示すように、上述の光照射により、合成したケージド化合物由来の３４２ｎｍの吸収が減少し、２８６ｎｍ及び４７５ｎｍに脱ケージ後の生成物由来の新たな吸収が確認された。このように、光照射の前後でスペクトル吸収に大きな変化が生じており、光反応の励起光によってケージド化合物は励起されるが、脱ケージ後の生成物については励起され難いことが示された。これによって、脱ケージ後の生成物はさらに光反応を進行させることはなく、ケージド化合物の光反応が効率良く行われていることが確認された。
【００６３】
（量子収率の算出）
次に、合成した式（１３）で表されるケージド化合物の量子収率を算出した。より具体的には、まず、合成した式（１３）で表されるケージド化合物(１．４ｍｇ)を１０ｍＬのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶液に加えて調製した光照射前の溶液（以下、「原料溶液」という。）１０μＬと、光照射後の溶液（「以下、「反応溶液」という。」）１０μＬを使用し、高速液体クロマトグラフィー（日本分光工業(株)製、商品名：８８０−ＰＵ）を使用して、原料溶液１０μＬを注入した場合の積分値と、反応溶液１０μＬを注入した場合の積分値を算出し、以下の数式（１）を用いて、反応率を算出した。その結果、１分間光照射を行なった際の反応率は１．４６％であった。
【００６４】
（数１）
反応率（％）＝（原料溶液１０μＬを注入した場合の積分値−反応溶液を１０μＬ注入した場合の積分値）÷原料溶液を１０μＬ注入したときの積分値×１００        （１）
【００６５】
なお、カラムには、Ｉｎｅｒｔｓｉｌ  ＯＤＳ−３を使用し、溶媒（アセトニトリル：水（体積比）＝９：１）を移動相として使用した。
【００６６】
次に、光照射の際に使用した光源であるキセノンランプの光量Ｉ（４．３７×１０−９ｍｏｌ／ｓ）を用いて、以下の数式（２）から量子収率を算出した。なお、１分間の照射により反応した式（１３）で表されるケージド化合物の分子数（ｍｏｌ）は、高速液体クロマトグラフィーにより測定し、１分間の照射により式（１３）で表されるケージド化合物が吸収した光量（ｍｏｌ）は、高速液体クロマトグラフィーにより測定した。その結果、１分照射により反応した式（１３）で表されるケージド化合物の分子数（ｍｏｌ）は０．３４９×１０-７（ｍｏｌ）であり、１分間の照射により式（１３）で表されるケージド化合物が吸収した光量（ｍｏｌ）は０．２６２×１０−６（ｍｏｌ）であり、量子収率は、０．１３３であった。
【００６７】
（数２）
量子収率＝１分照射により反応した式（１３）で表されるケージド化合物の分子数（ｍｏｌ）÷１分照射により式（１３）で表されるケージド化合物が吸収した光量（ｍｏｌ）  （２）
【００６８】
以上より、実施例１のケージド化合物によれば、反応効率が飛躍的に向上し、アミノ酸等の生理活性物質の時空間制御を効率よく行うことが可能になることが分かる。また、生体透過性を有する近赤外光を使用できるため、紫外光を使用する場合に比し、生体損傷を抑制することが可能である。また、カルボキシル基を有するため、水溶性に優れ、薬剤としての実用性に優れたケージド化合物を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の活用例としては、光応答性のケージド化合物及びその製造方法が挙げられ、生体深部における生理活性物質の機能発現機構の解明に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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