(57)【要約】【課題】生体直交性のクリック反応に用いることができるスルホニルアジド安息香酸誘導体を提供する。【解決手段】添加剤が不要で、温和な条件下に水溶液でも進行する汎用性の高い生体直交型のクリック反応に使用される化合物として、以下のルホニルアジド安息香酸誘導体を開発した。【化１】2019022097.tif 000014「式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、明細書中の記載どおり」【選択図】  図１
2019022097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
2019022097.tif 000013
「式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基から選ばれる原子又は置換基を意味する。但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が水素原子である場合を除く。」
で表されるスルホニルアジド安息香酸誘導体及びその反応性誘導体。
【請求項２】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、同一又は異なって、水素原子又はハロゲン原子である請求項１の
スルホニルアジド安息香酸誘導体及びその反応性誘導体。
【請求項３】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、同一又は異なって、ハロゲン原子である請求項２のスルホニルアジド安息香酸誘導体及びその反応性誘導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汎用性の高いクリック反応に有用なスルホニルアジド安息香酸誘導体およびその反応性誘導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリック反応は、生体直交性（通常は生体分子の構造中にない官能基の組み合わせで、これらが互いに選択的に反応しかつ、そのことが他の内因性分子には影響を与えない化学的性質）を持つ代表的な反応であり、生体に緩和な条件で新たな化学結合を導入することができるため、細胞表面の生体分子を特異的に蛍光可視化する等の高度な技術に応用されている（非特許文献１）。【０００３】
チオアミドとスルホニルアジドが効率よく結合を形成する新規なクリック型の反応が報告されている（非特許文献２〜４、特許文献１〜２）。
本クリック反応は様々な溶媒中で反応が進行し、水中でも効率よく進行するため、生体応用への展開も期待できる化学反応である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０１４−２１０７５４号公報
【特許文献２】日本国特開２０１６−０７４６４６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Acc. Chem. Res., 44, 666-676 (2011)
【非特許文献２】Chem. Commun., 49, 10242-10244 (2013)
【非特許文献３】Tetrahedron Lett., 57, 1313-1316 (2016)
【非特許文献４】Int. Res. J. Pure Appl. Chem., 14(2), 1-8 (2017)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クリック反応は有機合成の視点からは良い化学反応であるが、生体系へ展開するには汎用性・反応性がともに高い試薬開発が必要であった。
具体的には、別の分子に連結するため（汎用性を高めるため）の官能基と、反応性を高めるための官能基の両方を併せ持つスルホニルアジドの開発が課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは、別の分子に連結するための官能基および反応性を高めるための官能基について、鋭意研究を進めた結果、本発明の安息香酸誘導体見出し、本発明を完成するに至った。
以下に本発明を詳細に説明する。【０００８】
本発明において、ハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を；
反応性誘導体とは、カルボン酸から誘導される、酸クロライドのような酸ハロゲン化物やカルボン酸体にスクシンイミド、マレイイミドなど環状イミドを反応させることで生成する活性化エステルを意味する。【０００９】
本発明のスルホニルアジド安息香酸誘導体は以下の一般式（１）で表される化合物である。
【化１】
2019022097.tif 000003
「式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基から選ばれる原子又は置換基を意味する。但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が水素原子である場合を除く。」
で表されるスルホニルアジド安息香酸誘導体及びその反応性誘導体。【００１０】
一般式（１）のスルホニルアジド安息香酸誘導体及びその反応性誘導体として好ましいものは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、同一又は異なって、水素原子又はハロゲン原子である化合物であり、さらに好ましいものは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、同一又は異なって、ハロゲン原子であるスルホニルアジド安息香酸誘導体及びその反応性誘導体である。
具体的に、特に好ましいは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、フッ素原子であるスルホニルアジド安息香酸誘導体であり、その反応性誘導体として好ましいものは、該スルホニルアジド安息香酸の酸クロライド及びスクシンイミドエステルである。
【発明の効果】
【００１１】
スルホニルアジド安息香酸誘導体のベンゼン環に電子吸引性の原子又置換基を導入することにより、ベンゼン環が無置換のスルホニルアジド安息香酸誘導体に比して、格段に反応性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスルホニルアジド安息香酸誘導体を使用した反応において、原料の減少と生成物の増加を説明した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のスルホニルアジド安息香酸誘導体の製造方法について説明する
＜製造法１＞
【化２】
2019022097.tif 000004
【００１４】
「式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基から選ばれる原子又は置換基を意味する。但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が水素原子である場合を除く。」【００１５】
一般式（２）の４-チオ安息香酸誘導体をメタノ-ル等の溶媒中、ピリジン等の塩基で、一般式（３）のチオ安息香酸誘導体とした後、次亜塩素酸tertブチル及びアジ化ナトリウム等によりアジドを導入して一般式（１）のチオアミド誘導体を得ることができる。
この反応は、溶媒中で行ってもよく、用いられる溶媒は、特に限定されないが、アセトニトリル等が挙げられる。
反応温度は、使用される溶媒により適宜決めればよいが、２０℃〜８０℃である。【００１６】
一般式（１）のスルホニルアジド安息香酸誘導体に、塩化チオニル、塩化スルフリル等の求電子的ハロゲン化剤を反応させることで、スルホニルアジド安息香酸誘導体の酸ハロゲン化物を得ることができる。【００１７】
一般式（１）のスルホニルアジド安息香酸誘導体に、Ｎ-ヒドロキシスクシンイミド、ペンタフルオロフェノ-ルなどの活性化試薬を反応させることで、スルホニルアジド安息香酸誘導体の活性エステル化物を得ることができる。
以下、本発明を実施例で説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
【化３】
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【００１９】
・4-アジドスルホニル-2,3,5,6-テトラフルオロ安息香酸（1a）
＜１＞2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メルカプト安息香酸(2a)（2.26 g, 10mmol）をメタノ-ル（200mL）とピリジン（5mL）に溶解し、空気をバブリングしながら室温で2日間撹拌した。
溶媒を減圧留去後、残渣を1N塩酸水溶液に溶解し、ジエチルエ-テルで抽出した。
有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去してから真空乾燥して淡黄色固体(3a)（2.24 g, 5mmol）を定量的に得た。
(3a)は、水-アセトニトリルの混合溶媒系で再結晶可能である。【００２０】
化合物（３ａ）の解析データを示す。
19F NMR (470 MHz, CD3OD, CFCl3) δ -132.4, -139.4 ppm; 13C NMR (125 MHz, CD3OD) δ 160.5, 145.7 (dd, 1JC-F = 258 Hz, 2JC-F = 16 Hz), 145.4 (dd, 1JC-F = 260 Hz, 2JC-F = 15.5 Hz), 121.3 (t, 2JC-F = 14.3 Hz), 120.9 ppm (t, 2JC-F = 17.9 Hz).【００２１】
＜２＞化合物(3a)（126mg, 0.28mmol）をアセトニトリル（2mL）に溶解し、60℃に加熱した。
次亜塩素酸 tert-ブチル（228mg, 2.1mmol, 237μL）をゆっくりと滴下しながら加え、その後60℃のまま10分間撹拌した。
次に、反応溶液を氷冷しながら10分間撹拌した後、アジ化ナトリウム（91mg, 1.4mmol）の水溶液（280μL）をゆっくりと加え、そのまま5分間撹拌した。
反応溶液に水を加えて薄めた後、酢酸エチルで抽出した。
有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去してから真空乾燥して白色固体の(1a)（140mg, 84%）を得た。【００２２】
化合物（１ａ）の解析データを示す。
19F NMR（376 MHz, CD3OD, CFCl3）δ -135.5, -137.7 ppm; 13C NMR（100 MHz, CD3OD）δ 160.5, 145.8 (ddt, 1JC- F = 258 Hz, 2JC- F = 13.4 Hz, 3JC- F = 6.7 Hz), 145.4 (dddd, 1JC- F = 257 Hz, 2JC- F = 17.2 Hz, 3JC- F = 4.8 Hz, 4JC- F = 1.9 Hz), 121.3 (t, 2JC- F = 14.4 Hz), 120.9 (t, 2JC- F = 18.1 Hz) ppm; IR（KBr）2157, 1653 cm- 1; MS（HR-ESI, negative ion mode）calcd for C14HF8N6O8S2 ([2M- H+]- ): 596.9170, found: 596.9181.
【実施例２】
【００２３】
【化４】
2019022097.tif 000006
【００２４】
＜１＞化合物(1a)（299mg, 1mmol）にテトラヒドロフラン３mL、ジメチルホルムアミド２滴を加え、氷冷にて１０分撹拌したのち、オキサリルクロリド 257μL（3mmol）を氷冷下で加えた。
反応溶液を室温に戻しつつ１００分撹拌した後、溶媒を減圧留去、真空乾燥して、淡黄色個体の(1b)を定量的に得た。
得られた(1b)をそのまま次の反応に用いた。【００２５】
＜２＞化合物(1b)（317mg, 1mmol）に、アルゴンガス雰囲気下、脱水ジクロロメタン2mLと脱水ピリジン161μL（2mmol）を加え、氷冷にて１０分撹拌した。
この溶液に、化合物(4)（176μL, 1.1mmol）の脱水ジクロロメタン1.5mL溶液を、氷冷下で滴下しつつ加えた後、室温に戻しつつ２時間撹拌した。
溶媒を減圧留去した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-（酢酸エチル：クロロホルム=1：10）で精製し、196mgの無色個体として化合物(5)を得た。【００２６】
化合物（５）の解析データを示す。
1H NMR（300 MHz, CD3COCD3, TMS）δ 8.19 (brs, 1 H), 6.18 (brs, 1 H), 3.55 (dd, J = 6.0, 12.0 Hz), 3.32 (dd, J = 6.0, 12.3 Hz), 1.38 (s, 9 H) ppm; 19F NMR（376 MHz, CD3COCD3, CFCl3）δ -135.7, -139.1 ppm; IR（KBr）3352, 2157, 1683 cm- 1; MS（HR-ESI, positive ion mode）calcd for C14H15F4N5O5SNa ([M+Na+]+): 464.0628, found: 464.0601.【００２７】
＜３＞化合物(5)（36mg, 82μmol）にジクロロメタン1.5mLとトリフルオロ酢酸1.5mLを加え、室温で２時間撹拌した。
溶媒を減圧留去した後、真空乾燥し、47mgの淡黄色油状物質として化合物(6)（2TFA塩）を得た。【００２８】
化合物（６）の解析データを示す。
1H NMR（400 MHz, CD3OD, TMS）δ 3.69 (t, J = 6.7 Hz), 3.18 (t, J = 6.7 Hz) ppm; 19F NMR（376 MHz, CD3OD, CFCl3）δ -75.7 (TFA), -135.0, -138.5 ppm; 13C NMR（100 MHz, CD3OD）δ 159.6, 143.8- 146,8 (multiplet of two overlapped carbons, 1JC- F = 256 Hz), 123.0 (t, 2JC- F = 20.1 Hz), 121.2 (t, 2JC- F = 14.3 Hz), 40.0, 38.8 ppm; IR（KBr）3310, 2154, 1702 cm- 1; MS（HR-ESI, positive ion mode）calcd for C9H8F4N5O3S ([M+H+]+): 342.0284, found: 342.0280.
【実施例３】
【００２９】
【化５】
2019022097.tif 000007
【００３０】
＜１＞化合物(1a)（150mg, 0.5mmol）にテトラヒドロフラン２mL、ジメチルホルムアミド２滴を加え、氷冷にて１０分撹拌したのち、オキサリルクロリド 130μL（1.5mmol）を氷冷下で加えた。
反応溶液を室温に戻しつつ１００分撹拌した後、溶媒を減圧留去、真空乾燥して、淡黄色個体の(1b)を定量的に得た。
得られた(1b)をそのまま次の反応に用いた。【００３１】
＜２＞化合物(1b)（158mg, 0.5mmol）に、アルゴンガス雰囲気下、脱水メタノ-ル2mLを加え、室温にて１０分撹拌した。
溶媒を減圧留去した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-（ヘキサン：クロロホルム=1：2）で精製し、150mgの無色個体として化合物(7)を得た。【００３２】
化合物（７）の解析データを示す。
1H NMR（500 MHz, CDCl3, TMS）δ 4.04 (s, 3 H) ppm; 19F NMR（470 MHz, CDCl3, CFCl3）δ -134.3, -135.5 ppm; 13C NMR（125 MHz, CDCl3）δ 158.3, 144.7 (ddt, 1JC- F = 259 Hz, 2JC- F = 14.9 Hz, 3JC- F = 4.8 Hz), 144.0 (dddd, 1JC- F = 262 Hz, 2JC- F = 14.3 Hz, 3JC- F = 4.8 Hz, 4JC- F = 2.5 Hz), 121.0 (t, 2JC- F = 14.3 Hz), 118.3 (t, 2JC- F = 16.8 Hz), 54.0 ppm; IR（KBr）2149, 1748 cm- 1.
【実施例４】
【００３３】
【化６】
2019022097.tif 000008
【００３４】
＜１＞化合物(1a)（150mg, 0.5mmol）に塩化チオニル25mL を加え、70℃で終夜撹拌した。
溶媒を減圧留去後、真空乾燥して、淡黄色個体の(1b)を定量的に得た。
得られた(1b)をそのまま次の反応に用いた。【００３５】
＜２＞化合物(1b)（159mg, 0.5mmol）にジクロロメタン15mLを加えて溶解して溶液Aとした。
別途、化合物(8)（147mg, 0.5mmol）にジクロロメタン10mL、トリエチルアミン2.5mLを加えて溶液Bとし、これを溶液Aに室温でゆっくりと加えた。
反応溶液をそのまま室温で 2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去した。
残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-（酢酸エチル：ヘキサン=1：3）で精製し、45mgの黄色個体として化合物(9)を得た。【００３６】
化合物（９）の解析データを示す。
1H NMR (400 MHz, CDCL3, TMS) δ 8.57 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.26 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.60 (t, J = 8.4 Hz, 1H), 7.54 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 5.49 (brs, 1H), 4.97 (t, J = 6.0 Hz, 1H), 3.31 (t, J = 6.0 Hz, 2H), 3.06 (dd, J = 12.0, 6.0 Hz, 2H), 2.90 ppm (s, 6H); 19F NMR (376 MHz, CDCL3, CFCl3) δ -135.9, -138.5 ppm; IR (KBr) 2110 cm-1.
【実施例５】
【００３７】
【化７】
2019022097.tif 000009
【化８】
2019022097.tif 000010
【００３８】
4-アジドスルホニル安息香酸及び4-アジドスルホニル-2,3,5,6-テトラフルオロ安息香酸のそれぞれに、重メタノ-ル中、30℃で、Ｎ-(3-ニトロフェニル)エタンチオアミドを反応させ、原料の低下と生成物［無置換型の(10a)とフッ素置換型の(10b)］の増加について調べた。
その結果を図１のグラフに示した。【００３９】
＜方法＞
積分値の基準物質としてtert-ブタノ-ル（4.3μL, 0.045mmol）とベンゼン（2.26μL, 0.030mmol）を重メタノ-ル15mL に加えて、これを反応溶媒とした。
4-スルホニルアジド安息香酸（90.8mg, 0.4 mmol）とN-(3-ニトロフェニル)エタンチオアミド（39.2mg, 0.2mmol）に、前述の反応溶媒2mLを加え、30℃で撹拌した。
45分、90分、180分、240分、360分、24時間、48時間でそれぞれ反応溶液 (100μL) を分取し、反応溶媒 (900μL) で希釈して反応の進行をほぼ停止させた。
反応で生成した硫黄不溶物をメンブレンフィルタ-で濾過し、ろ液の 1H NMR 測定を行った。
N-(3-ニトロフェニル)エタンチオアミドのメチル基プロトンおよび 3-ニトロフェニル基の 2 位のプロトンに着目し、積分値の基準物質も参考にしながら、経時変化に伴う原料の減少と、生成物の増加を追跡した（図１）。
得られたグラフから、反応が半分進行した時間 t1/2 を求めた。
次に、4-スルホニルアジド安息香酸を4-アジドスルホニル-2,3,5,6-テトラフルオロ安息香酸に変えて反応を追跡した。
4-アジドスルホニル-2,3,5,6-テトラフルオロ安息香酸の場合は反応速度が速かったため、反応溶液の分取時間を15分、30分、45分、60分、90分、120分、180分、240分に変更し、他の操作は4-スルホニルアジド安息香酸の場合と同様に行った。
【実施例６】
【００４０】
【化９】
2019022097.tif 000011
【００４１】
化合物(1a)（15mg, 50μmol）とチオアセトアミド（15mg, 200μmol）を Milli-Q水2mLに溶解し、室温で終夜撹拌した。
生じた淡黄色沈殿を濾別した後メタノ-ルで洗浄し、濾液の溶媒を減圧留去、真空乾燥した。
残渣を分取薄層クロマトグラフィ-（シリカゲル、メタノ-ル：クロロホルム＝1：3）で精製し、12mgの無色固体として化合物(11)を得た。【００４２】
化合物（１１）の解析データを示す。
1H NMR（400 MHz, CD3OD, TMS）δ 2.17 (s, 3 H) ppm; 19F NMR（376 MHz, CD3OD, CFCl3）δ -138.3, -142.5 ppm; MS（HR-ESI, positive ion mode）calcd for C9H7F4N2O4S ([M+H+]+): 315.0063, found: 315.0058.
【実施例７】
【００４３】
【化１０】
2019022097.tif 000012
【００４４】
化合物(1a)（60mg, 200μmol）と2-チオピペリドン（46mg, 400μmol）を 100mMリン酸緩衝液（pH 7.8）4mLに溶解し、室温で２４時間撹拌した。
生じた淡黄色沈殿を濾別した後メタノ-ルで洗浄し、濾液の溶媒を減圧留去、真空乾燥した。
残渣を分取薄層クロマトグラフィ-（シリカゲル、メタノ-ル：クロロホルム＝1：3）で精製し、60mgの無色固体として化合物(12)を得た。【００４５】
化合物（１２）の解析データを示す。
1H NMR（400 MHz, CD3OD, TMS）δ 3.39 (brs, 2H), 2.63 (brs, 2 H), 1.77-1.81 (m, 4 H) ppm; 19F NMR（376 MHz, CD3OD, CFCl3）δ -138.5, -142.5 ppm; MS（HR-ESI, positive ion mode）calcd for C12H10F4N2O4SNa ([M+Na+]+): 377.0195, found: 377.0190.
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のスルホニルアジド安息香酸誘導体は、水溶液中室温で容易に反応が進行するため、生体系、特にバイオ分野で使用する試薬として有用である。
【図１】
2019022097.tif 000015
【国際調査報告】
2019022097.tif 000016
2019022097.tif 000017
2019022097.tif 000018