(57)【要約】  固体支持体を用いて式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（式中、ｎは整数であり、Ｒは水素、ヒドロキシル、ならびに置換または未置換のアルキル、アルコキシ、アリール、アルカリール、アラルキルおよびアルケニル基から選択され、Ｒ' は第１の結合基であり、Ｑ−およびＸはそれぞれ対イオン、および前記固体支持体と反応し得る基である）の直鎖状の二置換ピリジニウム化合物を製造する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
直鎖状の二置換ピリジニウム化合物を製造する方法であって、
（ａ）式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−Ｘ（１）の第１の２位、３位または４位置換ピリジン化合
物を固体支持体に付着させ、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−Ｙ−ＳＵＰＰＯＲＴ（２）の化合物を
形成する工程であって、前記式中、ＳＵＰＰＯＲＴは前記固体支持体を表し、Ｒは水素、ヒドロキシル、ならびに置換または未置換のアルキル、アルコキシ、アリール、アルカリール、アラルキルおよびアルケニル基から選択され、Ｒ'は第１の結合基であり、Ｘは前
記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、Ｙは存在しないか、または第２の結合基である、工程と；
（ｂ）式（１）の第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物から、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−Ｚ（３）の二置換ピリジン化合物を形成する工程であって、第２の２位
、３位または４位置換ピリジン化合物は、第１のピリジン化合物と同一であっても異なっていてもよく、前記式中、Ａは保護基であり、Ｚは脱離基である、工程と；
（ｃ）工程（ａ）で形成された式（２）の化合物を、工程（ｂ）で形成された式（３）の化合物と反応させて、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−］ｎＹ−ＳＵＰＰＯＲＴ（４）の二置換ピリジニウム化合物を形成する工程であって、前記式中、Ｑ−は対イオンであり、ｎ＝１である、工程と；
（ｄ）任意で、式（４）の化合物を得るのに必要な回数だけ工程（ｃ）を繰り返す工程であって、前記式中、ｎは２以上の整数である、工程と；
（ｅ）前記固体支持体から式（４）の化合物を分離し、還元して、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'
−［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−］ｎ−Ｘ（５）の二置換ピリジニウム化合物を形成する工
程であって、前記式中、ｎは整数であり、Ｑ−およびＸは、それぞれ、対イオン、および前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、それぞれ工程（ｃ）および（ａ）で先に定義したＱおよびＸと同一であっても異なっていてもよい、工程とを含む方法。
【請求項２】
各基Ｒが水素である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）において、式（５）においてｎ＝２０〜１００となるように、工程（ｃ）を繰り返す、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
式Ｚ'−Ｒ''−Ｘの化合物であって、式中、基Ｘは必要に応じて保護されており、Ｒ''
は結合基であり、Ｚ'は適切な脱離基である化合物を、ピリジン化合物と反応させること
によって、式（１）の化合物を製造する、請求項１、２および３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
Ｂｒ−Ｒ''−ＯＨをｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＳＣｌ）と反応させて、Ｂｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳを形成し、そのＢｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳを、基Ｘを脱保護した２、３または４−メチルピリジン（２、３または４−ピコリン）と反応させ、ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−ＯＨを形成することによって、式（１）の化合物を製造する、請求項４に記
載の方法。
【請求項６】
結合基Ｒ' が末端炭素原子を有さない、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
各Ｒ' 基が同一または異なっており、かつアルキレン基、アルケニル含有基およびシクロプロパニル含有基から選択される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
各Ｒ' 基が同一または異なっており、−（ＣＨ２）ｍ−基（式中、ｍは２〜１２の整数）、アルケニル基を１個以上含む炭素原子２〜１２個の基、およびシス−またはトランス
−（ＣＨ２）ｐ−シクロプロパニル−（ＣＨ２）ｑ−（式中、ｐおよびｑは同一または異なっており、かつ１〜４の整数である）から選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
Ｒ' が蛍光基を含む基、または蛍光基が結合し得る基である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
Ｒ' が蛍光基を結合するためのペンダントアルコール基を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
式（１）において、Ｘがヒドロキシル、カルボキシル、チオールおよびアミン基から選択される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
Ｘがヒドロキシル基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
式（１）の化合物が式ＮＣ５Ｒ４−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨの化合物である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記固体支持体材料が、式（１）の化合物の基Ｘと反応し得る官能性を有する有機樹脂を含む、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記固体支持体材料が塩化トリチルまたは官能基化ポリスチレン樹脂を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
式（２）における基Ｙが酸素原子である、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｂ）において、基Ｘを塩化メシル（メタンスルホニル）との反応によってメシル基に変換する、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
Ａが酸素またはＢＨ３−である、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
Ａが酸素であり、工程（ｂ）で用いた式（１）の第２のピリジン化合物の窒素原子を、ピリジン基の窒素原子を過酸と反応させることによって窒素酸化物に変換する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記過酸がｍ−クロロ過安息香酸を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
工程（ｃ）の対イオンＱ−がヨウ素イオンである、請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
式（５）を有するオリゴマーを前記固体支持体から遊離させ、そのオリゴマーを、工程（ｂ）で用いた第２のピリジン化合物の代わりに、またはそれに加えて、試薬として再導入する、請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
工程（ｂ）によって、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の化合物を、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｚ（５ａ）の化合物に変換し、その後工程（ｄ）によって、式（５ａ）の化合物を工程（ａ）または（ｃ）で形成された式（２）の化合物と反応させる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
式（４）の化合物を前記固体支持体から分離し、酸を用いて還元して、式ＮＣ５Ｒ４−
Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の二置換ピリジニウム化合物を形成する、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記酸が塩酸であり、対イオンＱ−が塩化物イオンである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記二置換ピリジニウム化合物が、結合したジアルキルピリジニウム化合物である、請求項１乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
実質的に反応スケジュール１を参照して先に記載のとおり、直鎖状の二置換ピリジニウム化合物を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二置換ピリジニウム化合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジアルキルピリジニウム化合物（Ｄｉ−ＡＰＳ）、特に１，３−ＡＰＳオリゴマーは、海綿、例えばハリクロナ(Haliclona) 、アンピメドン(Amphimedon)およびカリスポンジア(Callyspongia)などのハプロスセリド・ゲネラ(Haploscerid genera)によって産生されることが知られており、潜在的に有用な生物学的特性を有している。種々の１，３−ＡＰＳ組成物において、細胞毒性、神経毒、活動電位の阻害、伝達物質放出の刺激、Ｋ+ コンダクタンスの阻害および抗コリンエステラーゼ活性をはじめとする多種の生物活性が確認されてきた。１，３−ＡＰＳ組成物のこれらの観察された作用の少なくとも幾つかは、これらの化合物の孔形成効果または膜損傷効果に関係し、その特性は、例えば遺伝子材料による細胞のトランスフェクションにおいて有用となり得る。
【０００３】
天然由来の１，３−ＡＰＳ化合物は、異なる１，３−ＡＰＳ化合物の混合物として生成されるが、異なる１，３−ＡＰＳ化合物が同じ基本構造および非常に類似した分子量を有するため、それらから個々の１，３−ＡＰＳ化合物を単離するのは困難である。しかしながら、例えば重合度の影響、ならびに結合鎖の長さおよび強さに関して異なる生物活性を測定するために、異なる個々の１，３−ＡＰＳ化合物を単離できることが望ましい。
【０００４】
個々の天然由来Ｄｉ−ＡＰＳ化合物を単離する別のアプローチは、実験室法によってこれらの化合物を合成することである。Ｄｉ−ＡＰＳ化合物は一般に、１ｋＤａ〜２５ｋＤａ超の範囲の分子量を有するとともに、ピリジン単位に結合する脂肪族鎖の長さが様々である高分子量直鎖状オリゴマーとして生成する。しかし天然産物に非常に類似したモデル直鎖状Ｄｉ−ＡＰＳ化合物が、依然として管理可能な様式の実験室法で合成されている。
【０００５】
過去の研究において、直鎖状１，３−ＡＰＳオリゴマーの製造に成功したが、用いた方法により、得られた生成物が直鎖状オリゴマーと環状オリゴマーとの混合物からなり、分子量の範囲が広いことが示された（例えば非特許文献１参照）。これらの研究において用いられたアプローチは、３位置換ピリジンモノマーを合成して、アルキル鎖の末端に良好な脱離基、例えば臭化物を誘導することであった。その後、このモノマーを還流して、重合を開始させた。この方策に基づいた別の方法は、結合鎖内にエーテル結合を組み入れるか（非特許文献２参照）、または環状ダイマー（非特許文献３参照）もしく結合鎖の短いテトラマー（非特許文献４参照）を形成する。
【０００６】
非特許文献５には大環状１，３−ＡＰＳ化合物を製造するための更なる研究が開示されている。その研究は、Ｎ−（２，４−ジニトロベンゼン）ピリジニウム塩（ジンケ（Ｚｉｎｋｅ）塩）の形成およびそれに続く反応によって、直鎖状１，３−ＡＰＳ化合物を得ることを含む。しかしながら、この方法は一定の不都合を有する、つまり比較的複雑で、小さな大環状オリゴマーのための実験しか示されていない。
【非特許文献１】デイビース−コールマン、Ｍ．Ｔ．；フォルクナー、Ｄ．Ｊ．ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー  １９９３年、５８、ｐ５９２５〜５９３０(Davies-Coleman,M.T.;Faulkner,D.J. J. Org. Chem. 1993, 58, 5925-5930)
【非特許文献２】ギル，Ｌ他  テトラヘドロン・レターズ  １９９５年、３６、ｐ２０５９〜２０６２(Gil, L. et al Tetrahedron Lett. 1995, 36, 2059-2062)
【非特許文献３】モリモト，Ｙ．；ヨコエ，Ｃ．テトラヘドロン・レターズ  １９９７年、３８、ｐ８９８１〜８９８４(Morimoto, Y.;Yokoe, C Tetrahedron Lett. 1997, 38, 8981-8984)
【非特許文献４】シノダ，Ｓ．他  ケミカル・コミュニケーション  １９９８年、ｐ１８１(Shinoda, S. et al, Chem. Commun. 1998, 181)
【非特許文献５】カイザー，Ａ．他、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー  １９９８年、１２０、ｐ８０２６〜８０３４(Kaiser, A. et al., J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8026-8034)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、直鎖状の二置換ピリジニウム化合物、例えばＤｉ−ＡＰＳオリゴマーおよびポリマーを合成するための信頼性のある方法が求められている。本発明は、そのような方法を提供し、過去の方法についての前述の不都合を克服しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、直鎖状の二置換ピリジニウム化合物を製造する方法が提供される。該方法は、
（ａ）式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｘ（１）の第１の２位、３位または４位置換ピリジン化合物を固体支持体に付着させ、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｙ−ＳＵＰＰＯＲＴ（２）の化合物を形成する工程であって、前記式中、ＳＵＰＰＯＲＴは前記固体支持体を表し、Ｒは水素、ヒドロキシル、ならびに置換または未置換のアルキル、アルコキシ、アリール、アルカリール、アラルキルおよびアルケニル基から選択され、Ｒ' は第１の結合基であり、Ｘは前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、Ｙは存在しないか、または第２の結合基である、工程と；
（ｂ）式（１）の第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物から、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｚ（３）の二置換ピリジン化合物を形成する工程であって、第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物は第１のピリジン化合物と同一であっても異なっていてもよく、前記式中、Ａは保護基であり、Ｚは脱離基である、工程と；
（ｃ）工程（ａ）で形成された式（２）の化合物を、工程（ｂ）で形成された式（３）の化合物と反応させて、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎＹ−ＳＵＰＰＯＲＴ（４）の二置換ピリジニウム化合物を形成する工程であって、前記式中、Ｑ−は対イオンであり、ｎ＝１である、工程と；
（ｄ）任意に、式（４）の化合物を得るのに必要な回数だけ工程（ｃ）を繰り返す工程であって、前記式中、ｎは２以上の整数である、工程と；
（ｅ）前記固体支持体から式（４）の化合物を分離し、保護基を除去して式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の二置換ピリジニウム化合物を形成する工程であって、前記式中、ｎは整数であり、Ｑ−およびＸはそれぞれ対イオン、および前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、それぞれ工程（ｃ）および（ａ）で先に定義したＱおよびＸと同一であっても異なっていてもよい、工程とを含む。
【０００９】
こうして、本発明の方法の工程（ａ）〜（ｄ）の間において、式（５）の生成化合物になるべき化合物の一端が固体支持体に結合することにより、その化合物を反応平衡から除去して、実質的に環化を排除する。本発明の方法による保護基および脱離基の使用によって、モノマー単位を制御下で付加することができ、溶液中において大環状高分子に形成を生じない。本発明の方法を用いると、二置換ピリジニウム化合物を高変換率および高収率で製造することができる。本発明の方法は、様々な結合基を用いてもよく、異なる官能性、例えば二重結合もしくはシクロプロピル環など、二置換ピリジニウム化合物によって接近可能な配座空間を制限し得る官能性、または蛍光標識の付着を可能にする基を組み込んでいてもよい。蛍光標識の付着により、細胞内および細胞膜内において二置ピリジニウム
化合物の位置を特定することが可能となる。
【００１０】
本明細書における用語「二置換ピリジニウム化合物」は、１，２位、１，３位または１，４位置換のうちいずれか１種のピリジニウム化合物を指すことができる。しかし本発明の方法の好ましい生成物は、１，３位置換のピリジニウム化合物、詳細には結合した１，３−ジアルキルピリジニウム化合物である。
【００１１】
本発明の方法は、広範囲の重合度、つまり広範囲の分子量を潜在的に有し、例えば上記式（５）におけるｎを１〜２０とするオリゴマーおよびポリマーを製造するのに適しているが、重合度がより高い、例えば上記式（５）におけるｎが２０〜１００のオリゴマーを製造するのに特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の方法の工程を順次参照する。工程（ａ）において、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｘ（１）の第１の２位、３位または４位置換、好ましくは３位置換ピリジン化合物を固体支持体に付着させ、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｙ−ＳＵＰＰＯＲＴ（２）の化合物を形成する。前記式中、ＳＵＰＰＯＲＴは前記固体支持体を表し、Ｒは水素、ならびに置換または未置換のアルキル、アリール、アルカリール、アラルキルおよびアルケニル基から選択され、Ｒ' は第１の結合基であり、Ｘは前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、Ｙは存在しないか、または第２の結合基である。各基Ｒは、好ましくは水素原子である。
【００１３】
式（１）の化合物は、市販されているものか、または当該技術分野で周知のとおり合成してもよい。式（１）の化合物は、例えば、式Ｚ' −Ｒ''−Ｘ（式中、基Ｘは必要に応じて保護されており、Ｒ''は結合基であり、Ｚ' は適切な脱離基である）の化合物を適切なピリジン化合物と反応させることによって合成してもよい。式（１）の化合物は、例えば、式Ｂｒ−Ｒ''−ＯＨ（即ちＺ' ＝ＢｒおよびＸ＝ＯＨ）をｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＳＣｌ）と反応させてＢｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳを形成し、そのＢｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳを、基Ｘを脱保護した２−、３−または４−メチルピリジン（２−、３−または４−ピコリン）と反応させ、ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −ＯＨ（式中、Ｒ' は先に定義したとおりで、即ち、Ｒ''＋炭素原子１個と同等の結合基である）を形成することによって製造してもよい。もちろん当業者には明白であろうが、ＴＢＤＭＳＣｌ以外の保護基を用いてもよい。
【００１４】
先に参照したとおり、本発明の方法は、異なる官能性を組み込み得る様々な結合基を用いることできるという点において有利である。好ましいＲ' 基は、末端炭素原子を有さないため、環化を起こす可能性が更に抑制される。
【００１５】
よって、前記式（１）〜（５）において、各基Ｒ' は、同一であっても異なっていてもよく、アルケン基（例えば、−（ＣＨ２）ｍ−基であって、式中、ｍは２〜１２、好ましくは６〜１０の整数である）、アルケニル含有基（例えば、１個以上のアルケニル基を含む炭素原子２〜１２個、好ましく６〜１０個の基、例えばシス−またはトランス−２−ブテニル、３−ヘキセニル、２，５−ヘプテンジイル、および４−オクテニル基）、およびシクロプロパニル含有基（例えばシス−またはトランス−（ＣＨ２）ｐ−シクロプロパニル−（ＣＨ２）ｑ−（式中、ｐおよびｑは同一または異なっており、１〜４、好ましくは１または２の整数である）から選択されてもよい。先に論じたとおり、Ｒ' は、蛍光標識を含む基であってもよく、それによって二置換ピリジニウム化合物を細胞内および細胞膜内で位置特定することができる（例えば結合基Ｒ' は、蛍光基を付着させるためのペンダントアルコール基を有している）。
【００１６】
当該技術分野で周知のとおり、適宜、シスまたはトランス異性体を結合基Ｒ' に導入してもよい（例えばモリモト，Ｙ．；ヨコエ，Ｃ．  テトラヘドロン・レターズ  １９９７年、３８、ｐ８９８１〜８９８４(Morimoto, Y.; Yokoe, C. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 8981-8984) 。カルベン化学を利用して、二重結合をシクロプロピル環に変換してもよい。
【００１７】
式（１）の化合物において、Ｘは、固体支持体と反応して、式（１）の化合物を支持体に付着させ得る基である。よって式（１）の具体的な化合物において用いられる具体的な基Ｘは、用いられる具体的な固体支持体に依存する。適切な基Ｘとしては、ヒドロキシル、カルボキシル、チオールおよびアミン基が挙げられる。しかしながら、Ｘは、好ましくはヒドロキシル基であり、式（１）の特に好ましい化合物は、ヒドロキシアルキル基によって３位置換されたピリジン、すなわち式ＮＣ５Ｒ４−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨの化合物であり、前期式中、ｎは先に定義したとおりである。
【００１８】
本発明で用いられる固体支持体は、式（１）の化合物を付着させ得る任意の適切な固体支持体あり得る。好ましい固体支持体材料は、前記の式（１）の化合物の基Ｘと反応し得る官能性を有する有機樹脂である。特に好ましい固体支持体材料は、塩化トリチルおよび官能基化ポリスチレン樹脂（例えばメリフィールド樹脂(Merryfield resins) 、即ちクロロメチルスチレンジビニルベンゼン樹脂）である。
【００１９】
式（２）における基Ｙは、存在しないか、または第２の結合基であり、それは式（１）の化合物と固体支持体との間で起こり式（２）の化合物を形成する具体的な反応に依存する。よって、式（１）における基Ｘは、排除されてもよく、または例えばＸがヒドロキシル基である式（１）の化合物の場合、式（２）の化合物は、より特定の式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｏ−ＳＵＰＰＯＲＴを有してもよく、即ちＹは、酸素原子であり得る。
【００２０】
本発明の方法の工程（ｂ）において、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｚ（３）の二置換ピリジン化合物は、式（１）の第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物から形成される。第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物は、第１のピリジン化合物と同一であっても異なっていてもよい。前記式中、Ａは保護基であり、Ｚは脱離基である。工程（ｂ）は、工程（ａ）と独立しており、したがって工程（ａ）の前、後、または工程（ａ）と同時に実施され得る。
【００２１】
つまり工程（ｂ）自身は、２つの工程、即ち基Ｘを脱離基Ｚに変換させて、式（２）の化合物のピリジン基の窒素原子と反応させる第１の工程と；第２のピリジン化合物の窒素原子を保護基Ａで保護する第２の工程とを有する。
【００２２】
工程（ｂ）において、当該技術分野で周知のとおり、基Ｘを適切な脱離基Ｚに変換してもよい。例えばＸがヒドロキシル基である場合には、塩化メシル（メタンスルホニル）と反応させることによって、Ｘをメシル基に変換してもよい。他の適切な脱離基は、当業者には明白であろう。
【００２３】
当該技術分野で周知のとおり、例えばピリジン基の窒素原子を過酸、例えばｍ−クロロ過安息香酸と反応させて窒素酸化物に変換することによって（即ち保護基Ａは、酸素である）、工程（ｂ）で用いられる式（１）の第２のピリジン化合物の窒素原子を保護してもよい。あるいはボランを形成することによって、窒素原子を保護してもよい（即ちＡは、ＢＨ３−である）。
【００２４】
本発明の方法の工程（ｃ）において、工程（ａ）で形成された式（２）の化合物を、工程（ｂ）で形成された式（３）の化合物と反応させて、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［
−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎＹ−ＳＵＰＰＯＲＴ（４）の二置換ピリジニウム化合物を形成する。前記式中、Ｑ−は対イオンであり、ｎ＝１である。こうして工程（ｃ）では、２種のピリジン含有モノマー単位を結合させてダイマーの二置換ピリジニウム化合物を形成し、式（３）の化合物の脱離基Ｚを式（２）の化合物のピリジン基の窒素原子と反応させる。その反応は、適切な対イオンＱ−、例えば塩化物イオン、ヨウ化物イオンまたは他の適切な対イオンの存在下で加熱しながら行われ得る。
【００２５】
本発明の方法の工程（ｄ）において、任意で、式（４）の化合物を得るのに必要な回数だけ工程（ｃ）を繰り返す。前記式（４）において、ｎは２以上の整数である。所望の二置換ピリジニウム化合物最終生成物が、ダイマー（即ちｎ＝１である式（５）の化合物）である場合には、工程（ｃ）を繰り返す必要はない。しかし先に論じたとおり、本発明の方法は、重合度のより高い、例えば前記式（５）におけるｎが２０〜１００のオリゴマーを製造するのに特に有用であり、もちろんそれには工程（ｃ）を適切な回数だけ繰り返す必要がある。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態において、重合度がより高いオリゴマーを生成するために、固体支持体から重合度がより低いオリゴマーを式（５）の化合物として遊離し、工程（ｂ）で用いた第２のピリジン化合物に代わって、またはそれに加えて、試薬としてそれらを再導入することによって、鎖の伸長を促進してもよい。こうしてこれらの好ましい実施形態において、工程（ｂ）によって、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の化合物を式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｚ（５ａ）の化合物に変換し、その後工程（ｄ）によって、式（５ａ）の化合物を工程（ａ）または（ｃ）で形成された式（２）の化合物と反応させ得る。
【００２７】
本発明の方法の工程（ｅ）において、固体支持体から式（４）の化合物を分離し、その化合物を還元して、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の二置換ピリジニウム化合物を形成する。前記式中、ｎは整数であり、Ｑ−およびＸはそれぞれ対イオン、および前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基である。工程（ｅ）のＱ−およびＸは、それぞれ工程（ｃ）および（ａ）で先に定義したＱ−およびＸと同一であっても異なっていてもよい。式（４）の化合物は、用いられる具体的な固体支持体に従って、固体支持体から分離され得る。官能基化塩化トリチル樹脂固体支持体の場合、強酸を用いて式（４）の化合物を分離することができる。例えば、式（４）を固体支持体から分離するために用いる強酸が塩酸である場合、対イオンＱ−は塩素イオンである。当該技術分野で周知のとおり、例えば窒素酸化物を還元して窒素原子にすること（この場合、式（４）におけるＡは、酸素である）によって、保護基Ａを除去してもよい。
【００２８】
本発明の実施形態をここに詳細に記載する。
以下の反応スキーム１は、本発明の好ましい直鎖状１，３−アルキルピリジニウム化合物を製造するための好ましい方法を記載している。
【００２９】
【表１】
2007527374.tif 000002
上記スキームにおいて、
Ｍｓ＝メタンスルホニル（メシル）
Ｅｔ＝エチル
ＭＣＰＢＡ＝ｍ−クロロ過安息香酸
である。
【００３０】
スキーム１を参照する。まず、Ｂｒ−Ｒ''−ＯＨをｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＳＣｌ）と反応させてＢｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳ（式中、Ｒ''は上述した適切な結合基である）を形成することによって、１，３位置換ピリジン化合物（１）を形成する。その後、Ｂｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳを、基Ｘを脱保護した３−メチルピリジン（３−ピコリン）と反応させ、ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −ＯＨ（３位置換ピリジン化合物）を形成する。前記式中、Ｒ' はＲ''＋炭素原子１個と同等の結合基である。
【００３１】
その後、３位置換ピリジン化合物（１）の第１の分子を、塩化トリチル樹脂固体支持体に付着させて、化合物（２）を形成する。
化合物（２）を形成する前、後、またはそれと同時に、３位置換ピリジン化合物（１）の第２の分子を最初に塩化メシル、次にｍ−クロロ過安息香酸と反応させて、式−Ｏ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｏ−Ｍｓの化合物（３）を形成する。前記式中、Ｍｓはメシル基である。
【００３２】
次に化合物（２）を１当量の化合物（３）と反応させて、式−Ｏ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −−Ｉ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｏ−ＳＵＰＰＯＲＴを有する１，３−アルキルピリジニウム化合物（４ａ）を形成する。即ち２種のピリジン含有モノマー単位を結合させて、ダイマー１，３−アルキルピリジニウム化合物を形成し、化合物（３）の−Ｍｓ脱離基を化合物（２）のピリジン基の窒素原子と反応させる。この工程を適切な回数だけ繰り返して、所望の重合度を有する１，３−アルキルピリジニウム化合物最終生成物を得る、即ち化合物（２）を１，３−アルキルピリジニウム化合物（４ａ）と反応させて、式−Ｏ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｉ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎＯ−ＳＵＰＰＯＲＴ（式中、ｎは好ましくは２０〜１００）の化合物（４ｂ）を生成する。
【００３３】
先に論じたとおり、本発明の好ましい実施形態において、重合度がより高いオリゴマーを製造するために、式（５）の化合物として固体支持体から重合度のより低いオリゴマーを遊離し、工程（ｂ）で用いた第２のピリジン化合物の代わりに、またはそれに加えて、試薬としてそれらを再導入することによって、鎖の伸長を促進してもよい。これらの好ましい実施形態において、工程（ｂ）によって、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の化合物を式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｚ（５ａ）の化合物に変換し、その後工程（ｄ）によって、式（５ａ）の化合物を工程（ａ）または（ｃ）で形成された式（２）の化合物と反応させてもよい。
【００３４】
最後にスキーム１において、図示したとおり、化合物（４ｂ）を固体支持体から分離し、塩酸を用いて還元して、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｃｌ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−ＯＨの１，３−アルキルピリジニウム化合物（５）を形成する。よって最終生成物（５）内の対イオンは、塩素イオンである。
【００３５】
先に参照したとおり、本発明の方法は、異なる官能性を組み込み得る様々な結合基を用いることができる点において有利である。
以下の反応スキーム２は、本発明の工程（ａ）で用いられる出発原料ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｘを順次製造し得る化合物を製造する方法を記載している。前記式中、Ｒ' はシスまたはトランス異性体のいずれかを有するアルケニル含有結合基である。
【００３６】
【表２】
2007527374.tif 000003
上記スキーム２において、
ＴＢＤＭＳ＝ｔ−ブチルジメチルシリル
ＤＭＡＰ＝４−ジメチルアミノピリジン
ＴＨＦ＝テトラヒドロフラン
ＬＤＡ＝リチウムジイソプロピルアミン
ＴＢＡＦ＝フッ化ｔ−ブチルアンモニウム
である。
【００３７】
以下の反応スキーム３は、本発明の工程（ａ）で用いられる式（１）の出発原料ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｘを順次製造し得る化合物を製造する方法を記載している。前記式中、Ｒ' は蛍光基を付着していてもよいペンダントアルコール基を有するアルキレン結合基である。
【００３８】
【表３】
2007527374.tif 000004
上記スキーム３において、
Ｐｈ＝フェニル
Ｐｙ＝ピリジン
Ｔｒ＝トリチル
Ｂｎ＝ベンジル
である。
【００３９】
スキーム３に示すとおり、トリオール（６）を特異的に保護してアルコール（７）を形成し、次にアルコール（７）を臭化物（８）に変換し、その後、臭化物（８）を用いて、本発明の工程（ａ）で用いられる式（１）の出発原料ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −Ｘを形成することができる。
【００４０】
必要となる反応条件に応じて、市販の蛍光標識をモノマーまたはオリゴマーと反応させてもよい。細胞障害を避けるために、蛍光標識の励起波長を好ましくは３５０ｎｍより高くし、レシオ測定を可能にするために、発光波長を好ましくは８０ｎｍより高くしなければならない。適切な蛍光標識としては、フルオレセイン、リサミン、およびローダミンベースの化合物が挙げられるが、条件により他の蛍光材料を用いてもよい。蛍光基を有するそのような結合基を、１，３−ＡＰＳ化合物最終生成物に１回または２回だけ取り込ませることが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月22日(2006.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直鎖状の二置換ピリジニウム化合物を製造する方法であって、
（ａ）式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−Ｘ（１）の第１の２位、３位または４位置換ピリジン化合物を固体支持体に付着させ、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−Ｙ−ＳＵＰＰＯＲＴ（２）の化合物を形成する工程であって、前記式中、ＳＵＰＰＯＲＴは前記固体支持体を表し、Ｒは水素、ヒドロキシル、ならびに置換または未置換のアルキル、アルコキシ、アリール、アルカリール、アラルキルおよびアルケニル基から選択され、Ｒ'は第１の結合基であり、Ｘは前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、Ｙは存在しないか、または第２の結合基である、工程と；
（ｂ）式（１）の第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物から、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−Ｚ（３）の二置換ピリジン化合物を形成する工程であって、第２の２位、３位または４位置換ピリジン化合物は、第１のピリジン化合物と同一であっても異なっていてもよく、前記式中、Ａは保護基であり、Ｚは脱離基である、工程と；
（ｃ）工程（ａ）で形成された式（２）の化合物を、工程（ｂ）で形成された式（３）の化合物と反応させて、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−］ｎＹ−ＳＵＰＰＯＲＴ（４）の二置換ピリジニウム化合物を形成する工程であって、前記式中、Ｑ−は対イオンであり、ｎ＝１である、工程と；
（ｄ）任意で、式（４）の化合物を得るのに必要な回数だけ工程（ｃ）を繰り返す工程であって、前記式中、ｎは２以上の整数である、工程と；
（ｅ）前記固体支持体から式（４）の化合物を分離し、還元して、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−］ｎ−Ｘ（５）の二置換ピリジニウム化合物を形成する工程であって、前記式中、ｎは整数であり、Ｑ−およびＸは、それぞれ、対イオン、および前記固体支持体と反応して第１のピリジン化合物を前記支持体に付着させ得る基であり、それぞれ工程（ｃ）および（ａ）で先に定義したＱおよびＸと同一であっても異なっていてもよい、工程とを含む方法。
【請求項２】
各基Ｒが水素である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）において、式（５）においてｎ＝２０〜１００となるように、工程（ｃ）を繰り返す、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
式Ｚ'−Ｒ''−Ｘの化合物であって、式中、基Ｘは必要に応じて保護されており、Ｒ''は結合基であり、Ｚ'は適切な脱離基である化合物を、ピリジン化合物と反応させることによって、式（１）の化合物を製造する、請求項１、２および３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
Ｂｒ−Ｒ''−ＯＨをｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＳＣｌ）と反応させて、Ｂｒ−Ｒ''−ＯＴＢＤＭＳを形成し、そのＢｒ−Ｒ' '−ＯＴＢＤＭＳを、基Ｘを脱保護した２、３または４−メチルピリジン（２、３または４−ピコリン）と反応させ、ＮＣ５Ｒ４−Ｒ'−ＯＨを形成することによって、式（１）の化合物を製造する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
結合基Ｒ' が末端炭素原子を有さない、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
各Ｒ' 基が同一または異なっており、かつアルキレン基、アルケニル含有基およびシクロプロパニル含有基から選択される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
各Ｒ' 基が同一または異なっており、−（ＣＨ２）ｍ−基（式中、ｍは２〜１２の整数）、アルケニル基を１個以上含む炭素原子２〜１２個の基、およびシス−またはトランス−（ＣＨ２）ｐ−シクロプロパニル−（ＣＨ２）ｑ−（式中、ｐおよびｑは同一または異なっており、かつ１〜４の整数である）から選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
Ｒ' が蛍光基を含む基、または蛍光基が結合し得る基である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
Ｒ' が蛍光基を結合するためのペンダントアルコール基を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
式（１）において、Ｘがヒドロキシル、カルボキシル、チオールおよびアミン基から選択される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
Ｘがヒドロキシル基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
式（１）の化合物が式ＮＣ５Ｒ４−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨの化合物である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記固体支持体材料が、式（１）の化合物の基Ｘと反応し得る官能性を有する有機樹脂を含む、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記固体支持体材料が塩化トリチルまたは官能基化ポリスチレン樹脂を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
式（２）における基Ｙが酸素原子である、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｂ）において、基Ｘを塩化メシル（メタンスルホニル）との反応によってメシル基に変換する、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
Ａが酸素またはＢＨ３−である、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
Ａが酸素であり、工程（ｂ）で用いた式（１）の第２のピリジン化合物の窒素原子を、ピリジン基の窒素原子を過酸と反応させることによって窒素酸化物に変換する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記過酸がｍ−クロロ過安息香酸を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
工程（ｃ）の対イオンＱ−がヨウ素イオンである、請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
式（５）を有するオリゴマーを前記固体支持体から遊離させ、そのオリゴマーを、工程（ｂ）で用いた第２のピリジン化合物の代わりに、またはそれに加えて、試薬として再導入する、請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
工程（ｂ）によって、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の化合物を、式−Ａ−＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｚ（５ａ）の化合物に変換し、その後工程（ｄ）によって、式（５ａ）の化合物を工程（ａ）または（ｃ）で形成された式（２）の化合物と反応させる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
式（４）の化合物を前記固体支持体から分離し、酸を用いて還元して、式ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −［−Ｑ＋ＮＣ５Ｒ４−Ｒ' −］ｎ−Ｘ（５）の二置換ピリジニウム化合物を形成する、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記酸が塩酸であり、対イオンＱ−が塩化物イオンである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記二置換ピリジニウム化合物が、結合したジアルキルピリジニウム化合物である、請求項１乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2007527374.tif 000005
2007527374.tif 000006
2007527374.tif 000007