(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な、支持体の表面上に、長期に渡り安定に固定化することのできる、ジイミン-ジオキシム配位子および触媒錯体の提供。【解決手段】以下の式(II)または(III)で表されるリガンドが、表面上に固定化されている。2011225573.tif 000028【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、以下の一般式(I)で表される少なくとも1種の単位が固定化されていることを特徴とする支持体：
【化１】
2011225573.tif 000021
前記一般式(I)において、
- 同一でも異なっていてもよいR1およびR2は、-H、ハロゲン原子、C1〜C20エーテル基、直鎖または分岐C1〜C20アルキル鎖、またはC5〜C30アリール基から選択される基を表し；
- Xは、「クリック-化学」型、アザ-ウィッティッヒ、ペプチドカップリング反応の生成物または該アザ-ウィッティッヒ反応後に得られる生成物の水添により得られる生成物であり；
- Yは、スペーサアームであり；
- nは、0または1に等しい数であり；および
- Aは、飽和または不飽和で、C2〜C3の炭化水素を基本とする鎖を表し、あるいは、リングに、n=1の場合にはYが、あるいはn=0の場合にはXが結合している、C5〜C6の芳香族またはヘテロ芳香族リングの二重結合C=Cを表す。
【請求項２】
前記同一または異なっていてもよいR1およびR2が、直鎖または分岐C1〜C20アルキル鎖を表す、請求項1記載の支持体。
【請求項３】
前記同一または異なっていてもよいR1およびR2が、1またはそれ以上のヘテロ原子および/または1またはそれ以上のアリール基で遮断されている、直鎖または分岐C1〜C20アルキル鎖を表す、請求項2記載の支持体。
【請求項４】
前記同一または異なっていてもよいR1およびR2が、1またはそれ以上のヘテロ原子を含む、C5〜C30のアリール基を表す、請求項1記載の支持体。
【請求項５】
前記同一または異なっていてもよいR1およびR2が、C1〜C20のエーテル基、直鎖または分岐C1〜C20アルキル鎖、またはC5〜C30のアリール基から選択される基を表し、該エーテル基、該アルキル鎖、および該アリール基が、少なくとも1種の以下の基：-OH、-NH2、-NO2、-COOH、-CONH2、トリアゾールリングまたは-COOZ1で置換されており、ここでZ1はC1〜C5のアルキル基、C1〜C5のアルコキシ基またはハロゲン原子を表す、請求項1記載の支持体。
【請求項６】
前記Xが、以下の式：
【化２】
2011225573.tif 000022
で表され、これら式において、
- *は、n=1の場合には、Yに対する結合を、あるいはn=0の場合には、Aに対する結合を表し；および
- R3およびR4は、-H、C1〜C20アルキル鎖、C1〜C20のエーテル基、C1〜C20のエステル基またはC5〜C30のアリール基から選択される、請求項1記載の支持体。
【請求項７】
前記Xが、以下の式：
【化３】
2011225573.tif 000023
で表される基であり、ここで*は、請求項6において定義した通りである、請求項6記載の支持体。
【請求項８】
前記Yが、直鎖または分岐C1〜C20アルキル鎖、C1〜C20のエーテル基、C1〜C20 のエステル基またはC5〜C30のアリール基から選択される基である、請求項1記載の支持体。
【請求項９】
前記式(I)の単位が、以下の式で表される基：
【化４】
2011225573.tif 000024
の一つを持ち、これらの式において、R1およびR2は請求項1において定義した通りであり、またXは請求項1において定義した通りである、請求項1記載の支持体。
【請求項１０】
前記構造(I)を持つ少なくとも一つの単位が、少なくとも一種の金属と配位結合して、少なくとも一種の金属錯体(C)を生成する、請求項1記載の支持体。
【請求項１１】
前記金属が、元素周期律表の遷移金属の一種である、請求項10記載の支持体。
【請求項１２】
前記金属が、ニッケル(Ni)およびコバルト(Co)から選択される、請求項11記載の支持体。
【請求項１３】
前記式(I)の単位と共に形成される前記金属錯体(C)が、以下の式：
【化５】
2011225573.tif 000025
で表されるものであり、ここで、Zはハロゲン原子を表し、また**は、n=1である場合には、Yを介するXに対する結合を表す、請求項10記載の支持体。
【請求項１４】
前記式(I)で表される単位が、リンカーアームを介して前記支持体に結合されている、請求項1記載の支持体。
【請求項１５】
前記リンカーアームが、1またはそれ以上の前記式(I)で表される単位と結合している、請求項14記載の支持体。
【請求項１６】
前記リンカーアームが、共有結合により、または非-共有的相互作用を介して、前記支持体に結合されている、請求項14記載の支持体。
【請求項１７】
前記支持体が、完全にまたは部分的に、半導性酸化物、または導電性または半導性物質から選択される材料から形成されており；または
該支持体が、1またはそれ以上の興味の対象とする分子からなる、
請求項1記載の支持体。
【請求項１８】
前記支持体が、完全にまたは部分的に、ITO(インジウムスズ酸化物)、単一-壁または多重-壁カーボンナノチューブまたはガラス質炭素から選択される材料から製造されている、請求項17記載の支持体。
【請求項１９】
請求項1記載の支持体を含むことを特徴とする、電極。
【請求項２０】
請求項19記載の電極を含むことを特徴とする、電解デバイス。
【請求項２１】
以下の一般式(II)で表される配位子:
【化６】
2011225573.tif 000026
該一般式(II)において、
- R1、R2、Aおよびnは、請求項1において定義した通りであり、またYは、請求項1において定義した通りであり；および
- Tは、以下に列挙する基：N3、NH2またはN=P(Ar)3の内の一つを表し、ここで、(Ar)3は3個の同一または異なるC6〜C20の芳香族基を表す。
【請求項２２】
前記Tが、N=PPh3を表す、請求項21記載の配位子。
【請求項２３】
以下の一般式(III)で表される配位子:
【化７】
2011225573.tif 000027
該一般式(III)において、
- R1、R2、Aおよびnは、請求項1において定義した通りであり、またYは、請求項1において定義した通りであり、および Xは請求項1において定義した通りであり；
- mは0または1に等しい数値であり；
- Pは、C1〜C20の炭化水素を基本とする鎖、C1〜C20のエーテル基、C1〜C20のエステル基またはC5〜C30のアリール基を表し；および
-゜Fは、共有結合または非-共有結合を生成することのできる反応性官能基を表す。
【請求項２４】
前記式(III)において、
- 同一または異なっていてもよいR1およびR2は、直鎖または分岐したC1〜C20アルキル鎖を表し；
- Aは、飽和または不飽和のC2〜C3の炭化水素を基本とする鎖を表し；あるいはリングにXが結合している、C5〜C6の芳香族またはヘテロ芳香族リングの、二重結合C=Cを表し、
- nは0であり；
- Xは、「クリック-化学」型、アザ-ウィッティッヒ、ペプチドカップリング反応の生成物または該アザ-ウィッティッヒ反応後に得られる生成物の水添により得られる生成物であり；
- mは1であり；
- Pは、C1〜C20のエーテル基を表し；および
- FはCOOHである
請求項23記載の配位子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な配位子および触媒錯体に係り、本発明は、またこのような種によって機能付与された支持体（substrate）にも係る。
【背景技術】
【０００２】
金属錯体は、その化学的または物理化学的諸特性に関しては周知であり、また、この点において、該金属錯体は、例えば触媒、磁気学、分子エレクトロニクス、ルミネッセンス、環境科学、造影および治療学を含む、多くの工業分野において利用されている。
一般的に、これらの錯体は、1種またはそれ以上の配位子と配位結合した、1種またはそれ以上の金属を含んでいる。
有力な配位子としては、ジイミン-ジオキシム型の四座配位子が、遷移金属、例えばロジウム(Rh)、鉄(Fe)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)またはコバルト(Co)等との安定な錯体を形成する能力のために、特にその真価が認められている(以下の文献を参照のこと：Collman, J. P., Brauman, J. I., Madonik, A. M., Organometallics, 1986, 5, 310-322, Anderson, O. P., Perkins, C., Brito, K., Inorg. Chem. 1983, 22, 1267-1273, Eltayeb, M. A., Sulfab, Y., Polyhedron, 2007, 26,39-42, Stynes, Dennis V.; Singh, Kowsill; Ng, Betty; Wilshire, Susan; Inorg. Chim. Acta; Vol. 58; 1982, 58, 179-186)。一般的に、ジイミン-ジオキシム型の配位子は、平面または準平面型の立体配座をとることにより、これらの金属原子と配位結合する。従って、これは、赤道面において該金属と配位結合しているといわれる。従って、他の配座位置は、空席のままであって、「アキシアル型配位位置」と呼ばれている。
【０００３】
特に、メチルメタクリレートの重合反応用(Zangrando, E.; Trani, M.; Stabon, E.; Carfagna, C.; Milani, B.; Mestroni, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2003, 2683-2692を参照のこと)あるいは水素の電解的製造用の触媒(Jacques. P.-A.; Artero, V.; Pecaut, J.; Fontecave, M.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009, 116, 20627-20632を参照のこと)として、幾つかのジイミン-ジオキシム錯体を使用することは、公知の実務である。
このような錯体は、また造影においても使用することができ、ここでは、64Cuジイミン-ジオキシム錯体が、陽電子放射断層撮影用の放射線医薬化合物として使用されている(Kiani, S.; Staples, R. J.; Treves, S. T.; Packard, A. B. Polyhedron 2009, 28, 775-781を参照のこと)。
コバルトジイミン-ジオキシム錯体を、ビタミンB12の模倣物質として使用することも、公知の実務である。これらの錯体は、均一開裂を行うことのできるコバルト-炭素結合、またはコバルト-水素化物結合の何れかを安定化することができる(Gerli, A.; Sabat, M.; Marzilli, L. G.; J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 6711-6718を参照のこと)。
【０００４】
表面上への1またはそれ以上の錯体の固定化は、多くの利点を提供する。具体的には、該固定化された化学種が、触媒である場合において、その固定化は、反応性媒体からの該固定化触媒の機械的な分離により、最終製品の生成と該触媒の再循環とを一層容易にする。他の場合において、固定化は、触媒をより安定なものとし、結果としてその寿命およびその性能を高めることができる。電気触媒に関連して、触媒の電極上への固定化は、該電極から該触媒への電子の流れを最適化し、その結果電流密度を改善することも可能である。
他の用途では、更に配位子または錯体と他の分子とを、これら2種の相手の特性を組合せることができるように、カップリングすることが必要となる可能性がある。この点に関連して、例えば多座配位子と蛍光性の種との組合せを挙げることができる。この場合、該配位子の錯化は、該系の蛍光特性を改善し、この改善は、媒体中における金属イオンの存在に関する情報を入手するための、センサを得ることを可能とする(Valeur, B.; Leray, I. Coord. Chem. Rev. 2000, 205, 3-40を参照のこと)。
【０００５】
最も広範に研究されているジイミン-ジオキシム配位子は、複数のイミン官能基の2つの窒素原子間に、2または3個の原子を含む炭素鎖を持つものである。この間隔は、錯化の後に、安定な5-または6-員のメタロサイクルの生成に導く。この型の配位子の例としては、Dey等による刊行物：Synth. React. Inorg. Met.-Org. Chem., 2004, 34, 1615-1634に記載されているものを挙げることができ、これらは場合により保護されたヒドロキシル基を持つ。
これらの配位子を含む錯体は、理論的には、数種の配向、即ちアキシアル配向(即ち、該配位子の面に対して直交する配向)およびエクアトリアル配向(即ち、該配位子の面内の配向)にて、支持体と共有結合的にカップリングし易いものである可能性がある。より詳しくは、このカップリングは、該ジイミン-ジオキシム配位子を介して起こる可能性があり、従ってこれは、エクアトリアル配向(即ち、該配位子の面内の配向)におけるカップリングと呼ばれる。あるいはまた、このカップリングは、アキシアル配位子を介して行われる可能性があり、従ってこれは、アキシアル配向(即ち、該配位子の面に対して直交する配向)におけるカップリングと呼ばれる。
【０００６】
本発明者は、一般的には、該ジイミン-ジオキシム配位子の多座特性が、該金属錯体脱離の確率の低下を可能とすることから、単座配位子を介する該アキシアル位置における固定化と比較して、エクアトリアル配向における固定化モードが、より安定であることを見出した。
しかし、明らかにエクアトリアル配向におけるカップリングに適したものである、該上記ジイミン-ジオキシム配位子のヒドロキシル基が、事実上実際的には、共有結合によるカップリングには不適当であることが立証されている。
具体的には、対応するアルコキシドの製造を要する、ウイリアムソン反応によるエーテルの生成は、該ジイミン-ジオキシム配位子残基が耐えることのできない、極めて高い塩基性条件下で行われる。エステル化によるカップリングも、最終的な構造の安定性に疑問を生ぜしめる鹸化平衡のために、妨げられる。更に、このヒドロキシル基の化学的性質は、該金属錯体の最初の配位球を変更しないように、その一体性を維持する必要がある、該オキシム官能基の持つヒドロキシル基と競合するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、支持体の表面上に、長期に渡り安定に固定化することのできる、ジイミン-ジオキシム配位子または対応する金属錯体に対する要求がある。
また、ジイミン-ジオキシム配位子またはその金属錯体と他の分子とを、共有結合的にカップリングすることによる、分子アセンブリーの製造に対する要求もある。
従って、本発明の目的は、上記要求の全てまたはその一部を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の局面によれば、本発明は、表面に、以下の一般式(I)で表される少なくとも1種の単位が固定化されている支持体に係る：
【０００９】
【化１】
2011225573.tif 000002
【００１０】
該一般式(I)において、
- 同一でも異なっていてもよいR1およびR2は、-H、ハロゲン原子、C1〜C20のエーテル基、場合により1またはそれ以上のヘテロ原子および/または1またはそれ以上のアリール基によって遮断されている、直鎖または分岐したC1〜C20のアルキル鎖、または場合により1またはそれ以上のヘテロ原子を含む、C5〜C30のアリール基から選択される基を表し、該エーテル基、該アルキル鎖および該アリール基は、少なくとも1種の以下の基：-OH、-NH2、-NO2、-COOH、-CONH2、トリアゾールリングまたは-COOZ1で置換されており、ここでZ1はC1〜C5のアルキル基、C1〜C5のアルコキシ基またはハロゲン原子を表し；
- Xは、「クリック-化学(click-chemistry)」型、アザ-ウィッティッヒ、ペプチドカップリング反応の生成物または該アザ-ウィッティッヒ反応後に得られる生成物の水添により得られる生成物であり；
- Yは、スペーサアームであり；
- nは、0または1に等しい数であり；および
- Aは、飽和または不飽和の、C2〜C3の炭化水素を基本とする鎖を表し、あるいは、リングに、n=1の場合にはYが、あるいはn=0の場合にはXが結合している、C5〜C6の芳香族またはヘテロ芳香族リングの二重結合C=Cを表す。
【００１１】
上記「「クリック-化学」型の反応」とは、アルキン官能基とアジド官能基との間のカップリング反応を意味する。
上記用語「ペプチドカップリング型反応」とは、アミン官能基とカルボン酸基、またはその誘導体、例えばアシルハライドまたは活性化されたエステル官能基、例えばヒドロキシフタルイミドエステルとの間のカップリングによって、アミドの生成に導く反応を意味するものと理解すべきである。
上記表現「表面に、一般式(I)で表される少なくとも1種の単位が固定化されている支持体」とは、式(I)で表される単位が、利用可能な形状で、即ち1またはそれ以上の他の分子との可能な相互作用にとって適した形状で、該支持体の表面に存在することを意味するものと理解すべきである。
本明細書の以下の部分から明らかになるように、この固定化は、共有結合または非-共有結合的性質のものであり得る。
【００１２】
本発明の一変形態様によれば、該構造(I)を持つ単位は、有利には少なくとも一つの金属に配位結合されて、少なくとも1種の錯体、例えば触媒活性を示すことのできる錯体を形成する。
本発明の目的にとって、該用語「金属」とは、以下に列挙する元素を表すものとする：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Ga、In、Sn、Tl、Pb、Bi、Po。
本明細書の以下の部分から明らかになるように、本発明に従って考察を行っている該配位子は、有利なことに、一部にはエクアトリアル位置における結合を介して、少なくとも1種の該配位子により形成される該金属錯体を、支持体上に固定化するのに適している。
以下において述べるように、一般的には単座配位子を介するアキシアル位置における固定化と比較して、本発明による利用し易いエクアトリアル配向における該固定化モードは、有利なことに、とりわけジイミン-ジオキシム配位子の多座配位特性のために、高い安定性を持つことが明らかにされており、これは、該金属錯体の脱離の確率を大幅に減じることを可能とする。
本発明のもう一つの局面によれば、本発明は、以下の一般式(II)で表される配位子にも係る：
【００１３】
【化２】
2011225573.tif 000003
【００１４】
該一般式(II)において、
- R1、R2、A、n、XおよびYは、上記定義通りであり；および
- Tは、以下に列挙する基：N3、NH2またはN=P(Ar)3の内の一つを表し、ここで、(Ar)3は3個の同一または異なり、場合により置換されたC6〜C20の芳香族基を表し、N=P(Ar)3は好ましくはN=PPh3である。
更に別の本発明の局面によれば、本発明は、以下の一般式(III)で表される配位子にも係る：
【００１５】
【化３】
2011225573.tif 000004
【００１６】
該一般式(III)において、
- R1、R2、A、n、XおよびYは、上記定義通りであり； 
- mは0または1に等しい数値であり；
- Pは、適当な場合には1またはそれ以上のアリール基により遮断されている、C1〜C20の炭化水素を基本とする鎖、C1〜C20のエーテル基、C1〜C20のエステル基または場合により1またはそれ以上の末端環式ヘテロ原子を含む、C5〜C30のアリール基を表し、Pは、適当な場合には、少なくとも1種の以下の基：-OH、-NH2、-NO2、-COOH、-CONH2または-COOZ2で置換されていてもよく、ここでZ2はC1〜C5のアルキル基、C1〜C5のアルコキシ基またはハロゲン原子を表し；および
- Fは、共有結合または非-共有結合を生成することができ、および特に以下に列挙する基：-COOH、-NH2、-N3、-C≡CH、および以下に列挙するシラン基：トリハロシラン基、トリヒドロゲノシラン基、トリアルコキシシラン基：-Si(OR5)3-を表し、[ここで、R5は、1〜6個の炭素原子を持つ直鎖または分岐したアルキル基、フェニル基、トリアミノアルコキシシラン基：-Si(NR6R7)3を表し(ここで、R6およびR7は、各々独立に、1〜6個の炭素原子を持つ直鎖または分岐した飽和アルキル基、フェニル基または有機金属基を表す)]から選択される、反応性官能基を表す。
【００１７】
本発明の別の局面によれば、本発明は、上で定義したような支持体を含む電極に係る。
本発明の他の局面によれば、本発明は、上で定義したような電極を含む電解用デバイスに関するものである。
本発明の更に他の局面によれば、本発明は、上で定義したような電解用デバイスを使用する、二水素の製造方法に関する。
本発明の他の局面によれば、本発明は、少なくとも以下に列挙する諸工程を含む、方法に関するものである：
- 上で定義したような官能化された支持体および分析すべき金属イオン源を調製する工程；および
-上記単位(I)により該金属イオンを配位させるのに適した条件下で、該支持体と該金属イオン源とを接触させる工程。
この方法は、金属イオンを検出するための方法であり得、該単位(I)による該金属イオンの配位は、結果として、恐らく該支持体の少なくとも一つの特性の改善に導く可能性がある。この配位は、例えば該支持体の光学特性の改善、特にその蛍光スペクトルの改善、または該支持体の電気化学的特性の改善、特に錯化された金属イオンの存在による、ボルタモグラムの改善に導く可能性がある。
【００１８】
この場合、該方法は、また特にコントロール値に対して、該支持体の光学的または電気化学的な挙動を特徴付けするための、連続する工程をも含むことができる。
上記方法は、また金属イオンを抽出する方法であってもよく、また上記錯化の後に、該支持体と該金属イオン溶液との接触を中断して、該錯化されたイオンを抽出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図1は、本発明によるジイミン-ジオキシム配位子の合成経路を示す図である。
【図２】図2は、金属錯体のサイクリックボルタンメトリー分析の結果を示す。
【図３】図3は、金属錯体のサイクリックボルタンメトリー分析の結果を示す。
【図４Ａ】図4Aは、本発明による支持体について記録されたサイクリックボルタモグラムを示す図である。
【図４Ｂ】図4Bは、図4Aに示された結果から導かれたグラフである。
【図５】図5は、本発明による支持体について記録されたサイクリックボルタモグラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
式(I)の単位：
R1、R2、AおよびYに関して以下に与えられる実例は、該式(I)の単位に対して、また式(II)および(III)で表される配位子に対しても当てはまるものと理解される。
更に、Xに関して以下に与えられる実例は、該式(I)の単位および式(II)および(III)で表される配位子に対して当てはまる。
好ましくは、該式(I)の単位は、以下に列挙する式の一つを持つものであり得る：
【００２１】
【化４】
2011225573.tif 000005
【００２２】
ここで、R1、R2およびXは、上記定義通りであり得る。
特に好ましい一変形において、該式(I)の単位は、以下の式で表されるものであり得る：
【００２３】
【化５】
2011225573.tif 000006
【００２４】
ここで、R1、R2およびXは、上記定義通りであり得る。
Xの定義：
Xは、好ましくは以下に列挙する式で表されるものであり得る：
【００２５】
【化６】
2011225573.tif 000007
【００２６】
これらの式において、
*はn=1の場合にはYに対する結合を、またn=0の場合にはAに対する結合を表し；
また、R3およびR4は、-H、C1〜C20のアルキル鎖、C1〜C20のエーテル基、C1〜C20のエステル基またはC5〜C30のアリール基から選択され、またR3およびR4は、適当な場合には、少なくとも一つの以下に列挙する基：-OH、-NH2、-COOHまたは-CONH2で置換されている。
Xが式(IIE)で表されるものである場合、該式(I)の単位は、有利には少なくとも1種の金属と配位結合している。
より一層好ましい一変形において、Xは以下の式で表されるものであり得る：
【００２７】
【化７】
2011225573.tif 000008
【００２８】
ここで、：*は上記定義通りである。
Yの定義：
Yは、スペーサアームであり、その機能はnが1である場合にはXをAに結合することにある。
nが1に等しい場合、Yは、例えば1またはそれ以上のヘテロ原子および/または1またはそれ以上のアリール基で場合により遮断されている、直鎖または分岐したC1〜C20のアルキル鎖、C1〜C20のエーテル基、C1〜C20のエステル基または場合により1またはそれ以上のヘテロ原子を含むC5〜C30のアリール基から選択することができ、Yは、適当な場合には、少なくとも1種の以下の基：-OH、-NH2、-NO2、-COOH、-CONH2または-COOZ2 (ここで、Z2はC1〜C5のアルキル基、ハロゲン原子またはC1〜C5のアルコキシ基を表す)で置換されていてもよい。
Aの定義：
この定義の一部について、Aは、好ましくは置換されたC2〜C3の炭化水素を基本とする鎖であり得る。
より一層好ましい変形においては、Aは置換されたC3の炭化水素を基本とする鎖であり得る。
【００２９】
R1およびR2の定義：
2つの基R1は、同一でも異なっていてもよい。同様に、2つの基R2は、同一でも異なっていてもよい。
R1およびR2は、例えば同一でも異なっていてもよく、また-Hまたは場合により少なくとも一つの以下の基：-OH、-NH2、-COOH、-CONH2またはトリアゾールリングで置換されている、C1〜C20のアルキル鎖から選択することができる。
R1およびR2は、例えば同一であり得る。
R1およびR2は、例えば両者共に、場合により置換されたC1〜C20のアルキル鎖から選択することができる。
R1およびR2は、例えば両者共に、場合により置換されたメチル基であり得る。
金属と配位結合していても、また金属と配位結合していなくてもよい該式(I)の単位は、上記支持体に直接結合していてもよい。
この場合、上記固定化方法は、一方では該支持体の反応性末端部の特性に依存し、他方では、該ジイミン-ジオキシム誘導体の特性に依存する。
該支持体の特性に関連して、金属と配位結合していても、また金属と配位結合していなくてもよい該式(I)の単位は、該支持体と共有結合的にまたは非-共有結合的に結合することができる。
一変形として、該式(I)の単位は、Lとして表すこともできる、リンカーアームを介して該支持体と結合することもできる。
【００３０】
リンカーアームの定義：
この場合、該固定化方法は、一方では該支持体の反応性末端部の特性に依存し、他方では、(1または複数の)該ジイミン-ジオキシム誘導体の特性に依存する。
該リンカーアームを、該支持体上に固定化して、該支持体と、場合により金属と配位結合している該式(I)の単位との間の良好な電子伝達を保証することができる。
該リンカーアームは、該支持体と共有結合的にまたは非-共有結合的に結合することができる。
該非-共有結合的相互作用は、好ましくは静電的相互作用またはπ-π相互作用であり得る。
更に、該リンカーアームは、1またはそれ以上の該式(I)の単位と結合させることができる。
金属と配位結合していても、また金属と配位結合していなくてもよい該式(I)の単位は、例えば該リンカーアームと共有結合的に結合していてもよい。
明らかな理由から、該リンカーアームおよびより詳しくはその端部に存在する該単位の選択は、該支持体の特性および同様に固定化すべき該ジイミン-ジオキシム誘導体上に存在する反応性官能基と関連している。
夫々該支持体および該単位(I)上での結合の形成を可能とすべく、該リンカーアームの反応性両端部の化学的特性を調節することは、当業者の実務範囲内にある。
該式(I)の単位が、リンカーアームを介して該支持体と結合している場合、以下の式(I')で表される単位を、該支持体表面上に固定化することができる：
【００３１】
【化８】
2011225573.tif 000009
【００３２】
ここで、R1、R2、A、Y、nおよびXは、上記定義通りであり；
Lはリンカーアームを表し；
***は該支持体に対する結合を表す。
該リンカーアームLの化学的特性は、該単位(I)およびその錯体の諸特性、特に反応性または触媒特性を過度に破壊しない限り、決定的因子ではない。
例示の目的で、該リンカーアームは、例えば以下の式(IV)または(V)で表されるものであり得る：
【００３３】
【化９】
2011225573.tif 000010
【００３４】
ここで、***は上記定義通りであり、また****はXに対する結合を表し；
2011225573.tif 000011
Bは二価の炭化水素を基本とする基であり、これは、場合により単位：-COO-または-CONH-により遮断されていてもよく、またXと結合しているその端部は、2つの反応性官能基、例えばアミド、エステルまたはエーテル単位間のカップリングの結果生じる単位から形成される。
Bは、例えばエーテル単位により特徴付けられる、Xと結合した端部を含むことができる。
該リンカーアームが、上記式(IV)で表されるものである場合、これを、例えば該支持体に共有結合により結合することができる。
該リンカーアームが、上記式(IV)で表されるものである場合、該アームと該支持体との結合は、例えばアリールジアゾニウム塩の還元反応により得ることができる。
該リンカーアームが、上記式(V)で表されるものである場合、これを、例えば静電相互作用によって、該支持体に、非-共有結合的に結合することができる。
本発明による支持体の調製は、当業者の能力の範囲内にあることは明らかである。
一実施例によれば、このような支持体は、少なくとも以下のものからなる工程を含む方法により得ることができる：
a) 該リンカーアームを該支持体に結合する工程；および
b) 該リンカーアームを上記式(I)の単位と結合する工程、ここで該単位(I)は、恐らく金属と配位結合しており；
該工程a)は該工程b)の前または後に行われる。
【００３５】
金属錯体：
上記の如く、構造(I)を持つ該単位は、少なくとも一つの金属錯体を形成するように、少なくとも一つの金属と配位結合することができる。
前に述べたように、該金属は、以下に列挙するものから選択することができる：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Ga、In、Sn、Tl、Pb、BiまたはPo。
該金属は、好ましくは元素周期律表の遷移金属であり得る。
特に好ましい一変形において、該金属は、ニッケル(Ni)およびコバルト(Co)から選択される。
特に好ましい一変形において、該式(I)の単位と共に形成される該金属錯体は、以下に示す式の一つを持つことができる：
【００３６】
【化１０】
2011225573.tif 000012
【００３７】
ここで、Zはハロゲン原子、好ましくは塩素または臭素原子を表し、また**は、n=1の場合にはYを介する、Xに対する結合を表す。
支持体：
本発明の目的にとって、該支持体は、例えばある材料からなるか、あるいは1またはそれ以上の対象とする分子からなるものであり得る。
該支持体がある材料を含むか、あるいは更には該材料からなるものである場合、この材料は、高い比表面積を持つ導電性または半導性材料を含むことができる。
該高い比表面積を持つ導電性または半導性材料を、導電性支持体上に堆積させて、高い比表面積を持つ電極を製造することができる。
該導電性支持体は、例えばITO(インジウムスス酸化物)、または他の導電性透明酸化物、例えばF:SnO2(フッ素スズ酸化物)またはAl:ZnO(アルミニウム-ドープトZnO)、ステンレススチール、鉄、銅、ニッケル、コバルト、アルミニウム、金、ドープトダイアモンド、チタン、真鍮または炭素、例えばグラファイトを含むことができ、例えばこれらから形成されたものであり得る。該導電性支持体は、好ましくはITOまたはグラファイトを含むことができ、例えばこれから形成されたものであり得る。
該支持体がある材料を含み、あるいは更には該材料からなる場合、該材料は、以下に列挙するものから選択することができる：
【００３８】
- 半導性酸化物、例えばITO(インジウムスス酸化物)、FSnO2(フッ素スズ酸化物)、ZnO、Al:ZnO(アルミニウム-ドープトZnO)、Na:ZnO(ナトリウム-ドープトZnO)、NiOまたはTiO2；または
- 導電性または半導性材料、例えば以下に列挙するもの：
- 金属、例えば場合によりドープされたケイ素、真鍮、ステンレススチール、鉄、銅、ニッケル、コバルト、アルミニウム、銀、金、チタン；
- 金属酸化物；または
- 炭素を主成分とする材料、例えば単一-壁または多重-カーボンナノチューブ、カーボンブラック、フラーレンナノ粒子、グラファイト、ガラス質炭素、グラフェン(graphene)またはドープトダイアモンド。
少なくとも部分的に該支持体を構成する該材料は、固体または半-固体であり得る。
少なくとも部分的に該支持体を構成する該材料は、ナノ構造を持つものであっても、該構造を持たないものであってもよい。
該用語「ナノ構造を持つ材料」とは、該材料が実質的に表面粗さを持ちおよび/または高い比表面積を持つものであるか、あるいは該材料が、完全にまたは部分的に、例えば2nm〜10μmなる範囲、および特に5nm〜300nmなる範囲の径を持つ粒子から形成されたものを意味するものと理解すべきである。
【００３９】
上に述べたように、該支持体は、その一変形として、1またはそれ以上の対象とする分子、特に1またはそれ以上の生体分子であり得、これは例えば以下に列挙するものから選択される：マーカー、染料、フルオロフォア(例えば、クマリン、フルオレセイン、変性フルオレセイン、ロダニン、イグアニン(iguanins)、ボロン-ジピノメテン(boron-dipynomethene)、オキサジン等)、放射性標識分子、造影剤(X-線、MRI)、毒素(細胞毒素を含む)、リンカー、治療薬、化粧料または植物保護-活性剤、特別な結合対の構成員、ペプチド、アミノ酸およびアミノ酸残基、ポリペプチド(ペプチドおよびタンパク質を含む)、糖および糖残基、オリゴヌクレオチド、DNAまたはRNAストランド、抗体、抗原、cis-異性体および/またはtrans-異性体を持つ化合物、例えばジアリールエチレン誘導体、スピロピラン、スピロロキサジン、フルギドまたはアゾベンゼン(表面におけるその存在は、光-制御分子スイッチの製造にとって特に有用である)。
該対象とする分子は、好ましくはフルオロフォアであり得る。
好ましい一変形によれば、該対象とする分子は、生体分子である。
興味ある該生体分子は、天然産のもの、あるいは合成により製造したもの、あるいは組換えにより製造したものであり得、また単離し、精製することができる。
該対象とする分子がポリペプチドであり場合、該ポリペプチドは、DまたはLアミノ酸またはこれら両者で構成されたものであり得、また天然産であれ、合成したものであれ、組換えにより製造したものであれ、変性して、その中に他の基を含めることもできる。例えば、ターゲットポリペプチドは、リポタンパク質、糖タンパク質、または任意の他の変性タンパク質であり得る。
もう一つの変形態様によれば、該対象とする分子は、造影剤であり得る。
【実施例】
【００４０】
以下の実施例において記載されるNMRスペクトルは、ブルッカー(Bruker) AC 300分光光度計において、径5mmのチューブ内で、室温にて記録された。完全に重水素化されなかった溶媒の残留ピークを、内部標準として使用した。
以下の実施例において記載されるマススペクトル(エレクトロスプレイイオン化法)は、「イオン-トラップ」型のフィニガン(Finnigan) LCQサーモクエスト(thermoquest)装置により測定した。
以下の実施例において記載される電気化学的測定値は、3-電極アセンブリーおよびEG&Gポテンシオスタット、モデル273Aを用いる、公知の方法で得た。その補助電極は、白金ワイヤであり、また基準電極は、Ag/AgCl、3M KCl電極である。その作動電極は、ガラス質炭素電極または官能化されたITOブレード、またはLe Goff等, M. Science 2009, 326, 1384-1387に記載されているカーボンナノチューブを基本とする電極である。また、電位は、時折フェリシニウム/フェロセンカップル(Fc+/Fc)に対して与えられ、後者は、操作の終了時点において、該電解液にフェロセンを添加することにより再度測定された。該電解液は、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの0.1Mアセトニトリル溶液である。
【００４１】
実施例1：アジド型の結合官能基Tを持つ、上記式(II)の配位子の合成
図1は、アジド官能基T、飽和の炭化水素を基本とする鎖型の基Aを含み、置換基R1 = MeおよびR2 = Meである、ジイミン-ジオキシム配位子6を得るのに使用する、合成経路をまとめたものである。
N,N'-ジ-t-boc-2-ヒドロキシ-1,3-ジアミノプロパン(1)の合成：
100mLのMeCN/H2O混合物(5/5)中に、2-ヒドロキシ-1,3-ジアミノプロパン(5g、55mM)を溶解して得た溶液に、0℃にて、MeCN中にジ-t-ブチルカーボネート(26mL、113mM)を溶解して得た溶液を添加した。次いで、この混合物の温度を、室温まで高め、該混合物を18時間に渡り攪拌状態に維持した。次に、この溶液を、CH2Cl2(200mL)で抽出し、得られた有機相を、飽和NaHCO3水性溶液で洗浄(3x50mL)し、MgSO4上で乾燥し、次いで減圧下で濃縮した。生成した白色固体(14.7g、51mM)を集めた。
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm)：5.34 (s, 2H, NH); 4.00 (bs, 1H, OH), 3.72 (m, 1H, C(OH)H); 3.16 (m, 4H, CH2), 1.40 (s, 18H, tBoc)
【００４２】
N,N'-ジ-t-boc-2-メタンスルホニル-1,3-ジアミノプロパン(2)の合成：
0℃まで冷却した、Et3N(2.9mL、20mM)を含むAr雰囲気下にある、上記化合物1(4g、14mM)のCH2Cl2(100mL)溶液に、メタンスルホニルクロリド(2.15mL、28mM)を滴添した。次いで、この混合物の温度を、室温まで高め、該混合物を2時間に渡り攪拌状態に維持した。次に、更に2当量のメタンスルホニルクロリド(2.15mL、28mM)を、0℃に予備冷却された上記混合物に添加した。この混合物を室温にて18時間攪拌し、次いで飽和NaHCO3水性溶液(5x50mL)で洗浄し、得られる有機相をMgSO4上で乾燥し、次いで減圧下で濃縮した。生成した白色固体(4.8g、13mM)を集めた。
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm)：5.18 (bs, 2H, NH); 4.68 (m, 1H, C(OMs)H); 3.49 (m, 2H, CH2); 3.33 (m, 2H, CH2); 3.11 (s, 3H, OMs); 1.46 (s, 18H, tBoc)
N,N'-ジ-t-boc-2-ブロモ-1,3-ジアミノプロパン(3)の合成：
0℃まで冷却した、PPh3(2.93g、1.1mM)を含む、上記化合物1(2.9g、9.3mM)のCH2Cl2 (30mL)溶液に、CH2Cl2(20mL)中にCBr4(3.7g、11.1mM)を溶解した溶液を添加した。この溶液を0℃にて2時間、次いで室温にて3時間攪拌した。該溶媒を、減圧下で蒸発させ、得られた生成物を、シリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製した。ペンタンによる最初の洗浄によって、不純物を除去し、次に得られた生成物を、7/3なる割合のペンタン/EtOAc混合物で溶出させた。生成した白色固体(2.2g、6.3mM)を集めた。
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm)：5.32 (bs, 2H, NH); 4.11 (m, 1H, CHBr), 3.74 (m, 2H, CH2); 3.27 (m, 2H, CH2); 1.47 (s, 18H, tBoc)
【００４３】
N,N'-ジ-t-boc-2-アジド-1,3-ジアミノプロパン(4)の合成：
無水DMF(20mL)中に上記化合物2(5g、14mM)を溶解して得た溶液に、無水DMF(10mL)中にNaN3(3.54g、54mM)を分散させた懸濁液を添加した。この混合物を80℃にて18時間加熱した。次いで、水(100mL)およびCH2Cl2(100mL)を該混合物に添加し、次に得られた有機相を、水で洗浄(3x50mL)した。該有機相を、MgSO4上で乾燥し、真空下で濃縮した。黄色のオイル(3.2g、10mM)を集めた。
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm)：5.07 (bs, 2H, NH); 3.66 (m, 1H, CHN3); 3.38 (m, 2H, CH2); 3.16 (m, 2H, CH2); 1.47 (s, 18H, tBoc)
同様なプロトコールを、出発物質として上記化合物2の代わりに、上記化合物3を用いて実施することができる。
2-アジド-1,3-ジアミノプロパン塩酸塩(5)の合成：
HClガスを、0℃にて2時間に渡り、CH2Cl2中に上記化合物4(2g、6.3mM)を溶解した溶液に吹込んだ。次いで、生成した白色沈殿を濾別し、Et2Oで洗浄し、次に真空下で乾燥させた(1.13g、6.0mM)。
1H NMR (300 MHz, D2O): δ (ppm)：4.16 (m, 1H, CHN3), 3.27 (m, 2H, CH2); 3.04 (m, 2H, CH2)
【００４４】
N2,N2’-2-アジドプロパンジイルビス(2,3-ブタジオン-2-イミン-3-オキシム)(6)の合成：
水(5mL)およびiPr2O(20mL)の二相混合物中に、上記化合物5(200mg、1.1mM)、2,3-ブタジオン(butadione)モノオキシム(216mg、2.2mM)およびNaHCO3(180mg、2.2mM)を溶解した溶液を、ディーン-スターク(Dean-Stark)装置を用いて、18時間還流した。次いで、この混合物を、熱時濾過し、また生成した沈殿をCH2Cl2で洗浄した。該溶媒を蒸発させ、また生成した固体を、最小量のEtOAc中に溶解し、ペンタンを添加することにより沈殿させ、濾別し、真空下にて乾燥させた。
1H NMR (300 MHz, DMSO): δ (ppm)：11.54 (s, 2H, NOH); 4.02 (m, 1H, CHN3); 3.62 (m, 4H, CH2); 2.02 (s, 3H, CH3); 1.94 (s, 3H, CH3). 
この反応が不完全であった場合には、上記全材料を、蒸留したEtOH中に溶解させ、o-蟻酸エチルを該混合物に添加した。この混合物を、次に8時間に渡り還流した。次いで、該溶媒を蒸発させ、生成物をペンタンから析出させた。
実施例2：
本実施例は、以下の式で表される錯体の製造に関するものである：
【００４５】
【化１１】
2011225573.tif 000013
【００４６】
遷移金属、例えばコバルトまたはニッケルは、実施例1において得た、官能化された四座配位子と配位結合することができる。
錯体：[Co(DO)(DOH)N3pnCl2] (7)の合成：
上記化合物6(50mg、0.18mM)を、アセトン(20mL)に溶解した溶液に、CoCl2・6H2O (42.5mg、0.18mM)をアセトン(5mL)に溶解した溶液を添加した。空気を分散させると、該褐色の混合物は、緑色に変化した。30分経過後に、該溶媒を蒸発させ、緑色の固体を集めた。これを、先ずアセトン中に、次いでジクロロメタン中に溶解し、標記化合物7(92 mg、0.18mM)を得た。
1H NMR (300 MHz, アセトン d6): δ (ppm)：19.39 (s, 1H, OHO); 4.56 (m, 3H, CH2, CHN3); 3.90 (t, 13.2 Hz, 2H, CH2); 2.77 (s, 6H, CH3); 2.55 (s, 6H, CH3)
錯体：[Co(DO)(DOH)N3pnBr2] (8)の合成：
CoBr2・6H2Oを用いて、上記化合物7の合成と同様な手順を利用した。
1H NMR (300 MHz, アセトン d6): δ (ppm)：19.45 (s, 1H, OHO); 4.70 (m, 3H, CH2, CHN3); 3.89 (m, 2H, CH2); 2.80 (s, 6H, CH3); 2.57 (s, 6H, CH3)
【００４７】
錯体：[Ni(DO)(DOH)N3pn]ClO4 (9)の合成：
上記化合物6(50mg、0.18mM)をMeOH(20mL)に溶解して得た溶液に、MeOH(5mL)中に溶解した過剰量のNiCl2(60mg、0.25mM)を添加した。30分経過後に、該混合物を濾過し、得られた濾液を減圧下に濃縮し、得られた残渣を水に溶解した。このNi錯体を、NaClO4溶液の添加により析出させた。この橙色の固体を、濾過により回収した(35mg、0.08mM)。
1H NMR (300 MHz, アセトン d6): δ (ppm)：18.28 (s, 1H, OHO); 4.63 (m, 1H, CHN3); 3.90 (m, 2H, CH2); 3.70 (d, J: 15.9 Hz, 2H, CH2); 2.47 (s, 6H, CH3); 2.21 (s, 6H, CH3). 13CH NMR (75 MHz, アセトン d6): 179.3 (CNOH); 156.2 (CN); 58.6 (CH); 50.6 (CH2); 16.5 (CH3); 11.5 (CH3)
以下の表1は、このようにして得た錯体(7)および(9)の結晶学的パラメータを示すものである。
【００４８】
【表１】
2011225573.tif 000014
【００４９】
図2および3は、ガラス質炭素電極上で、アセトニトリル中にて、100mV.s-1において記録された、上記化合物7および9(アセトニトリル中1mMにおける、およびテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート0.1Mにおける錯体溶液)のサイクリックボルタモグラムを示す図である。
該電気化学電位は、フェロセン-フェリシニウムカップルに対する値として与えられている。
実施例3：-N=PPh3型の基Tを持つ式(II)の配位子を用いた、金属錯体の合成：
THF中での、上記錯体9とトリフェニルホスフィンとの反応は、ホスフィン-イミン化合物10aの生成へと導き、該化合物を、1Ｈ NMRおよびマススペクトル分析によって特徴付けした。
【００５０】
【化１２】
2011225573.tif 000015
【００５１】
該錯体：Ni(DO)(DOH)(CH2CH(-N=PPh3)CH2)]ClO410aを合成するためのプロトコールは、以下の通りである。丸底フラスコ中で、35mgの該ニッケル錯体 9および21mgのトリフェニルホスフィンを、10mLのTHF(蒸留されていない)に溶解した。この溶液を24時間攪拌した後、該THFを留去し、得られた残渣を、水で洗浄し、次いで風乾した。
1H NMR (300 MHz, アセトン d6): δ (ppm)：2.1 (s, 6H); 2.8 (s, 6H); 3.55-3.65 (m, 4H); 4.21 (m, 1H), 7.71-7.94 (m, 15H); 18.33 (s, 1H)
ESI-MS: m/z: 572.3
実施例4：-NH2型の基Tを含む式(II)の配位子を用いた、金属錯体の合成：
【００５２】
【化１３】
2011225573.tif 000016
【００５３】
THF/水混合物中での長期間の放置による該化合物10aの加水分解は、対応するアミノ誘導体10bに導いた。
該錯体：Ni(DO)(DOH)(CH2CH(-NH2)CH2)]ClO4 10bを合成するためのプロトコールは、以下の通りである：丸底フラスコ内で、40mgの上記ニッケル錯体10aを、10mLのTHF (蒸留されていない)および4mLの脱イオン水中に溶解した。この溶液を24時間に渡り攪拌した後、該THFを留去し、得られた残渣を水洗し、次いで風乾した。
実施例5：式(III)の配位子を用いた金属錯体の合成：
この実施例に対応する合成経路を、以下に与える：
【００５４】
【化１４】
2011225573.tif 000017
【００５５】
該シクロオクチン14を、刊行物：Agard, N. J.; Baskin, J. M.; Prescher, J. A.; Lo, A.; Bertozzi, C. R.; アジドを用いたバイオオルソゴナル反応の比較研究(A comparative study of bioorthogonal reactions with azides), Acs Chemical Biology 2006, 1, (10), 644-648および特許出願US 2006/0110782に記載の手順に従って合成した。
この方法においては、該反応中に2つの異性体が生成された。上記反応経路は、錯体7、 8および9とシクロオクチン14との間の反応生成物を示す。
上部の反応経路に対応するプロトコールは、以下の通りである：12mg(6.6x10-5M; 1eq.)のシクロオクト-1-イン-3-グリコール酸14のTHF溶液に、27mg(6.6x10-5M；1eq.)のコバルト錯体7のエタノール溶液を添加した。この反応混合物を、室温にて18時間攪拌した。次いで、該有機溶媒を減圧下にて留去した。得られた生成物を、セファデックス(Sephadex)サイズ排除カラム上で精製した。
下部の反応経路に対応するプロトコールは、以下の通りである：12mg(6.6x10-5M; 1 eq.)のシクロオクト-1-イン-3-グリコール酸14のTHF溶液に、アセトン中に溶解した29mg(6.6x10-5M; 1 eq.)のニッケル錯体9の溶液を添加した。この反応混合物を、室温にて18時間攪拌した。該反応媒体を、減圧下で濃縮し、次いで風乾した。得られた生成物を、セファデックス(Sephadex)サイズ排除カラム上で精製した。
実施例6：配位錯体のITO表面上での、ヒュスゲン(Huisgen)の環化付加による固定化：
【００５６】
【化１５】
2011225573.tif 000018
【００５７】
このヒュスゲン(Huisgen)カップリングは、シクロオクチン官能基により予め官能化されたITO表面上で行われる。
使用する該ITOブレードは、導電性薄層に関する公知の方法において定義されているように、≦5ohms/sqなる抵抗率を持ち、参照名CEC005Sの、ドイツ国のプレジションズグラス＆オプティックGmbH(Prazisions Glas & Optik GmbH)から得たものである。該ITOは、厚み1.1mmを持ち、SiO2の薄層により不動態化されたガラス支持体上に堆積されている。
該ITOブレード表面の調製：
該ブレードを、アセトン中で5分間に渡り、超音波によって洗浄し、次いでエタノール/水混合物(43/57)中の、NaOH溶液(0.1M)内で、30分間超音波処理することによって活性化させた。
次いで、該ブレードを、脱イオン水で洗浄し、かつアルゴン気流下で乾燥した。
その直後に、該ブレードを、酸素プラズマ処理に掛けた。該プラズマ処理装置は、0.5 Torrにて60Wの出力を6分間に渡り生じるように設定された。
【００５８】
シクロオクチン14による該ITOブレードの官能化：
上記の表面処理に付された、該ITOブレードを、トルエン15mLに20mgのシクロオクチン14を分散させた溶液中に浸漬し、閉鎖系状態にあるオーブン内で、100℃にて20時間維持した。次いで、これらを、脱イオン水および次にアセトンで洗浄し、アルゴン雰囲気下で乾燥した。
次いで、該分子14の該ITO表面への固定化を、該分子14のカルボキシレート単位の酸素原子と、ヒドロキシル官能基および/または表面金属カチオンとの間に、静電的相互作用を生ぜしめることにより行った。
錯体7のカップリング：
このようにして官能化した該ITOブレードを、次に4mLの蒸留水/メタノール(1/1)混合物中に溶解した、6mgの錯体7の溶液中に浸漬した(反応経路を参照のこと)。該溶液を12時間に渡り攪拌した。次いで、該ブレードを、蒸留水で、および次にアセトンで洗浄した。
かくして得た該表面の光電子分光(XPS)分析は、錯体7との反応前に該表面を分析した際には存在しなかった、コバルトの存在を明らかにした。この官能化は、蒸留水による洗浄および超音波処理に対して耐性であった。
実施例7：カーボンナノチューブのローン上への配位錯体の固定化：
以下の反応経路は、本実施例に関連して実施された反応を例示するものである：
【００５９】
【化１６】
2011225573.tif 000019
【００６０】
該官能化手順は、先ず微孔質導電性被膜(ガス拡散層)で被覆された、炭素繊維電極上にカーボンナノチューブを固定化することにより進められた。次いで、該カーボンナノチューブを、アミン官能基で修飾した。
最終的に、該コバルト錯体7を、該修飾されたカーボンナノチューブのローン上に固定化し、かつ該ガス拡散層上に堆積させた。
1) 該カーボンナノチューブの官能化：
該ガス拡散層(バスフ(BASF) LT1200W)は、バスフ社により提供されたものであった。
該C100多重壁カーボンナノチューブ(>95%)は、アルケマ(Arkema)社から購入したものであり、これを付随的な精製処理を経ることなくそのまま使用した。
カーボンナノチューブにより被覆(NTCs/GDL 15cm2; 0.1mgNTCs.cm2)された電極を、ガス拡散層(バスフ(BASF)社製)から調製し、ジアゾニウム塩(4-(2-アミノエチル)ベンゼンジアゾニウムテトラフルオロボレート)の電解還元により官能化した。
該カーボンナノチューブで被覆された電極を、4-(2-アミノエチル)ベンゼンジアゾニウムテトラフルオロボレート(1mM/L)の存在下で、3-電極セルにおける作動電極として使用した。Fc/Fc+に対して、20mV/sおよび0.4V〜-0.4Vなる範囲の電圧にて行われる、3-サイクルのサイクリックボルタンメトリーは、Fc/Fc+に対して、-0.26Vなる電位において、0.01M/Lなる該ジアゾニウム塩の還元の観測を可能とし、この還元は、該電極のアミン官能基による修飾をもたらした。
【００６１】
次いで、該電極を、30分間アセトニトリルに浸漬することにより濯ぎ、次に使用に先立って数時間風乾した。
2) 該配位錯体の該ナノチューブ上への固定化：
第二段階においては、トリエチルアミン(上記反応式参照)の存在下で、前に得た該アミノ官能基と、活性化されたエステル官能基で官能化されたシクロオクチン15とを反応させた。次に、該コバルト錯体7を、ヒュスゲン(Huisgen)カップリングにより固定化し、次いでこれが、プロトンの二水素への還元に関して活性であることを立証した。
1,3-ジオキソイソインドリン-2-イル-2-(シクロオクト-2-イニルオキシ)アセトン15を、以下のプロトコールに従って合成した：15mLの酢酸エチルに84mg(1eq.)のシクロオクト-1-イン-3-グリコール酸14を溶解して得た溶液に、80mg(1eq.)のN-ヒドロキシフタルイミドおよび101mg(1eq.)のN,N-ジシクロヘキシルカルボジイミドを添加した。この混合物を室温にて12時間攪拌した後、濾過し、濃縮した後に、カラムクロマトグラフィー(90/10のシクロヘキサン/酢酸エチル)により精製した。143mgの生成物を、白色固体として回収した。
1H NMR (300 MHz, CDCl3): 1.3-2.3 (m, 10H); 4.48 (m, 1H); 4.57 
(d, j=17 Hz, 2H); 7.85 (m, 4H)
13C NMR (75 MHz, CDCl3): 20.71; 26.09; 29.58; 34.23; 42.17; 55.74; 63.98; 90.78; 102.39; 124.04; 128.83; 134.87; 161.58; 166.77
【００６２】
次いで、該アミン官能基で官能化されたカーボンナノチューブによって覆われた該ガス拡散層を、CH2Cl2(25mL)に上記化合物15(10mg)およびEt3N(10μL、3mM)を溶解して得た溶液中に、2日間に渡り浸漬した。次に、該電極を、CH2Cl2の溶液中に浸すことにより洗浄し、かつ風乾した。
次いで、該電極を、エタノール(25mL)中に上記化合物7(5mg)を溶解して得た溶液中に、1週間に渡り浸漬し、更にエタノール中に連続的に3回(30分間、25mL)浸すことにより洗浄した。このようにして得た該電極を、最終的に風乾した。
上記コバルトジイミン-ジオキシム錯体で官能化した、カーボンナノチューブの電極に関する、アセトニトリル中で測定したサイクリックボルタモグラムを、図4Aとして与える。Ag/AgClに対して、-600mVにおける可逆的電気化学波の存在が、該コバルトジイミン-ジオキシム錯体の特徴である。ピーク電流における変化は、走査速度に比例しており(図4B参照)、このことは、該作動電極表面に固定化された(しかし、吸着しているわけではない)電気的に活性な単位の存在に関する指標である。
【００６３】
図5に示したボルタモグラムは、アニリニウムテトラフルオロボレートが、溶液として添加された際の、このボルタモグラムの変化を示す。この酸は、プロトン源として使用された。該電気化学波が、正の電位方向にシフトしており、また該酸の量が増大した場合には、該波の強度が増大することに注目すべきである。曲線a、b、c、dおよびeは、夫々0、1.8、2.8、4.0および5.2mM.L-1に等しいアニリニウム濃度に相当する。これは二水素の製造における、電極触媒挙動における典型的なものである。
実施例8：金属の錯化のための、ITO上への配位子6の固定化の例：
【００６４】
【化１７】
2011225573.tif 000020
【００６５】
錯化されていない配位子6は、実施例7において与えられたものに類似する方法に従ってグラフとすることができる。次いで、得られた材料を、溶液中に存在する金属原子(銅、コバルト、ニッケル等)の錯化を可能とする。これらの応用は、上記支持体が導電性である場合には、電気化学的な金属掃去剤の製造、排水の汚染物除去用材料等に関連するものであり得る。
上で使用されている用語「1種を含む(comprising one)」とは、「少なくとも1種を含む(comprising at least one)」ことを意味するものと理解すべきである。
【図１】
2011225573.tif 000029
【図２】
2011225573.tif 000030
【図３】
2011225573.tif 000031
【図４Ａ】
2011225573.tif 000032
【図４Ｂ】
2011225573.tif 000033
【図５】
2011225573.tif 000034
【外国語明細書】
2011225573.tif 000035
2011225573.tif 000036
2011225573.tif 000037
2011225573.tif 000038
2011225573.tif 000039
2011225573.tif 000040
2011225573.tif 000041
2011225573.tif 000042
2011225573.tif 000043
2011225573.tif 000044
2011225573.tif 000045
2011225573.tif 000046
2011225573.tif 000047
2011225573.tif 000048
2011225573.tif 000049
2011225573.tif 000050
2011225573.tif 000051
2011225573.tif 000052
2011225573.tif 000053
2011225573.tif 000054
2011225573.tif 000055
2011225573.tif 000056
2011225573.tif 000057
2011225573.tif 000058
2011225573.tif 000059
2011225573.tif 000060
2011225573.tif 000061
2011225573.tif 000062
2011225573.tif 000063
2011225573.tif 000064
2011225573.tif 000065
2011225573.tif 000066
2011225573.tif 000067
2011225573.tif 000068
2011225573.tif 000069
2011225573.tif 000070
2011225573.tif 000071
2011225573.tif 000072
2011225573.tif 000073
2011225573.tif 000074