(57)【要約】      （修正有）【課題】生体内で１Ｏ２を生成させるタイミングや部位を制御できる一重項酸素産生剤の提供。【解決手段】下記式右に例示されるＢＯＤＩＰＹ−ＡＰ等、特定の構造を有するボロンジピロメテン誘導体。2019043851.tif 000020【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：
【化１】
2019043851.tif 000016
［式中、Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。
Ｒ７及びＲ８は、同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、及びＲ５とＲ６の少なくとも一つの組み合わせは結合して炭素数５〜８の飽和環又は炭素数５〜８の不飽和環を形成してもよい。
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
ｎは１〜４の整数を示す。
ｍ及びｋは同じか又は異なり、それぞれ１〜４の整数を示す。
ｈ及びｊは同じか又は異なり、それぞれ０〜２の整数を示す。ただし、ｈとｊの合計は２〜４の整数である。］
で表わされる化合物、又はその溶媒和物を含む、一重項酸素産生剤。
【請求項２】
前記一般式（１）において、
Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示し、
Ｒ７及びＲ８は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又はカルボキシ基を示し、
ｎ、ｍ、ｋ、ｈ及びｊは前記に同じである、
請求項１に記載の一重項酸素産生剤。
【請求項３】
前記一般式（１）において、
Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、又は未置換のアリール基を示し、
Ｒ７及びＲ８は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、未置換のアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、未置換のアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、未置換のアリール基、又はカルボキシ基を示し、
ｎ、ｍ、ｋ、ｈ及びｊは前記に同じである、
請求項１に記載の一重項酸素産生剤。
【請求項４】
前記一般式（１）において、
Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ水素原子を示し、
Ｒ７及びＲ８は、それぞれフッ素原子を示し、
Ｒ１２は水素原子、又はメチル基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１１は、それぞれ水素原子を示し、
ｈ及びｊはそれぞれ１である、
請求項１に記載の一重項酸素産生剤。
【請求項５】
生体内で使用される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の一重項酸素産生剤。
【請求項６】
一般式（１）：
【化２】
2019043851.tif 000017
［式中、Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。
Ｒ７及びＲ８は、同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、及びＲ５とＲ６の少なくとも一つの組み合わせは結合して炭素数５〜８の飽和環又は炭素数５〜８の不飽和環を形成してもよい。
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
ｎは１〜４の整数を示す。
ｍ及びｋは同じか又は異なり、それぞれ１〜４の整数を示す。
ｈ及びｊは同じか又は異なり、それぞれ０〜２の整数を示す。ただし、ｈとｊの合計は２〜４の整数である。］
で表わされる化合物、又はその溶媒和物を含む、医薬組成物。
【請求項７】
組織への光照射と併用される、請求項６に記載の医薬組成物。
【請求項８】
腫瘍の治療に用いられる、請求項６又は７に記載の医薬組成物。
【請求項９】
一般式（１）：
【化３】
2019043851.tif 000018
［式中、Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。
Ｒ７及びＲ８は、同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、及びＲ５とＲ６の少なくとも一つの組み合わせは結合して炭素数５〜８の飽和環又は炭素数５〜８の不飽和環を形成してもよい。
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
ｎは１〜４の整数を示す。
ｍ及びｋは同じか又は異なり、それぞれ１〜４の整数を示す。
ｈ及びｊは同じか又は異なり、それぞれ０〜２の整数を示す。ただし、ｈとｊの合計は２〜４の整数である。］
で表わされる化合物、又はその溶媒和物と、
水と、
を生体外で接触させる工程を含む、一重項酸素の産生方法。
【請求項１０】
一般式（１）：
【化４】
2019043851.tif 000019
［式中、Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。
Ｒ７及びＲ８は、同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、及びＲ５とＲ６の少なくとも一つの組み合わせは結合して炭素数５〜８の飽和環又は炭素数５〜８の不飽和環を形成してもよい。
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１２は、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
ｎは１〜４の整数を示す。
ｍ及びｋは同じか又は異なり、それぞれ１〜４の整数を示す。
ｈ及びｊは同じか又は異なり、それぞれ０〜２の整数を示す。ただし、ｈとｊの合計は２〜４の整数である。］
で表わされる化合物、又はその溶媒和物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＯＤＩＰＹ誘導体部分及びアントラセン部分を含む化合物、一重項酸素産生剤及び医薬組成物、並びに一重項酸素の産生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性酸素種（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ）の一種である一重項酸素（１Ｏ２）を検出する分子として、ローダミン骨格と９−フェニルアントラセン骨格とを備える化合物群が特許文献１に記載されている。これらの化合物は、ハロゲンイオン存在下ではＪ−会合体に自己集合して吸収のピーク波長が長波長シフト（赤色シフト）するのに対し、一重項酸素存在下ではＪ−会合体が分解して単量体となり吸収のピーク波長がＪ−会合体よりも短波長シフト（青色シフト）する。
【０００３】
生体内で発生する一重項酸素は、細胞毒性を有し、がんのような有害細胞を死滅させるために利用されている。例えば、光照射によってＲＯＳを生成する薬剤（光増感剤ともいう）を投与し、光照射を行うことによって生体内でＲＯＳを発生させてがん細胞を死滅させる光線力学療法（Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ  ｔｈｅｒａｐｙ、ＰＤＴ）が、その代表例である。
【０００４】
ＰＤＴにおいて、光照射により薬剤から生成される１Ｏ２の総量は、治療程度や効率と直接的な影響を与える（非特許文献１）。多くのＰＤＴ用の薬剤は、重原子効果によって１Ｏ２生成効率を増強させている。
【０００５】
近年、直角に連結された色素二量体（非特許文献２）および色素ダイアドの電荷分離状態（非特許文献３）を用いた重原子フリー型のＰＤＴ薬剤がいくつか報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2017-003333号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】S. Kim, T. Tachikawa, M. Fujitsuka, T. Majima, J. Am. Chem. Soc. 136, 11707-11715 (2014).
【非特許文献２】Y. Cakmak et a1. , Angew. Chem. Int. Ed. 50, 11937-11941 (2011).
【非特許文献３】M. A. Filatov et a1. , J. Am. Chem. Soc. 139, 6282-6285 (2017).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
重原子を有するＰＤＴ剤は、光が照射されなかった正常組織にも副作用（「暗毒性」という）を示すことが知られている。また、色素二量体又は色素ダイアドは、１Ｏ２を生成させるタイミングや部位が制御できないといった薬剤として致命的な欠点を有している。したがって、１Ｏ２を生成させるタイミングや部位が制御可能な新たなＰＤＴ剤の開発が緊急に求められている。
本発明は、生体内で１Ｏ２を生成させるタイミングや部位を制御できる化合物を提供することを一つの課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意研究を重ねたところ、アントリルフェニレン誘導体とＢＯＤＩＰＹ誘導体によって構成される化合物が、水中でアントラセンとＢＯＤＩＰＹ部位の分子関相互作用によって容易に自己集合体を形成することを見出した。また、その自己集合体に、水の存在下で約４５０〜６００ｎｍの光を照射すると１Ｏ２を生成できることを見出した。さらに、前記化合物は、メタノールのような極性有機溶媒の中では自己集合体を形成せず、１Ｏ２発生が抑制された。さらに、がん細胞を用いた細胞実験では、前記化合物の存在下で光照射されたがん細胞のみ細胞死をもたらすことを見出した。
本発明は、当該知見に基づいて完成されたものであり、以下の態様を含む。
項１．一般式（１）：
【化１】
2019043851.tif 000002
［式中、Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。
Ｒ７及びＲ８は、同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、及びＲ５とＲ６の少なくとも一つの組み合わせは結合して炭素数５〜８の飽和環又は炭素数５〜８の不飽和環を形成してもよい。
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
ｎは１〜４の整数を示す。
ｍ及びｋは同じか又は異なり、それぞれ１〜４の整数を示す。
ｈ及びｊは同じか又は異なり、それぞれ０〜２の整数を示す。ただし、ｈとｊの合計は２〜４の整数である。］
で表わされる化合物、又はその溶媒和物。
項２．前記一般式（１）において、
Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示し、
Ｒ７及びＲ８は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜４の直鎖アルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３若しくは４のアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又はカルボキシ基を示し、
ｎ、ｍ、ｋ、ｈ及びｊは前記に同じである、
項１に記載の化合物、又はその溶媒和物。
項３．前記一般式（１）において、
Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、又は未置換のアリール基を示し、
Ｒ７及びＲ８は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、未置換のアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、未置換のアリール基、又はカルボキシ基を示し、
Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、未置換の炭素数１〜４の直鎖アルキル基、未置換の炭素数２〜４の直鎖アルケニル基、未置換の炭素数３若しくは４のアルキニル基、未置換のアリール基、又はカルボキシ基を示し、
ｎ、ｍ、ｋ、ｈ及びｊは前記に同じである、
項１に記載の化合物、又はその溶媒和物。
項４．前記一般式（１）において、
Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ水素原子を示し、
Ｒ７及びＲ８は、それぞれフッ素原子を示し、
Ｒ１２は水素原子、又はメチル基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１１は、それぞれ水素原子を示し、
ｈ及びｊはそれぞれ１である、
項１に記載の化合物、又はその溶媒和物。
項５．項１〜３のいずれか一項に記載の化合物、又はその溶媒和物を含む、一重項酸素産生剤。
項６．生体内で使用される、項５に記載の一重項酸素産生剤。
項７．光照射と併用される、項６に記載の一重項酸素産生剤。
項８．項１〜３のいずれか一項に記載の化合物、又はその溶媒和物を含む、医薬組成物。
項９．組織への光照射と併用される、項８に記載の医薬組成物。
項１０．腫瘍又は加齢性黄斑の治療に用いられる、項８又は９に記載の医薬組成物。
項１１．項１〜３のいずれか一項に記載の化合物、又はその溶媒和物と、水と、を生体外で接触させる工程を含む、一重項酸素の産生方法。
項１２．さらに項１〜３のいずれか一項に記載の化合物、又はその溶媒和物と、水とが接触した状態で、前記化合物、又はその溶媒和物に光を照射する工程を含む、一重項酸素の産生方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の化合物によれば、生体内で１Ｏ２を生成させるタイミングや部位を制御できる１Ｏ２を生成する化合物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】BODIPY-APのノーマライズした各スペクトルを示す。(a)は吸収スペクトルを示す。(b)はノーマライズした発光スペクトルを示す。
【図２】BODIPY-APの濃度を１、２、５、10及び20μMと段階的に変化させた場合の各スペクトルを示す。(a)はBODIPY-APのノーマライズした吸収スペクトルを示す。(b)は、BODIPY-APのノーマライズした発光スペクトルを示す。(c)は、(b)に示された発光スペクトルにおける、５２１nmの発光強度と６５９nmの発光強度の比率を示す。
【図３】溶媒に含まれる水の含有量を０％（容量％）から90％（容量％）まで、10％ずつ増加させた時の各スペクトルを示す。(a)はBODIPY-APのノーマライズした吸収スペクトルを示す。(b)は、BODIPY-APのノーマライズした発光スペクトルを示す。
【図４】BODIPY-APの時間分解フォトルミネッセンスの結果を示す。赤線は赤色発光の変化を、黒線は緑色発光の変化を示す。
【図５】(a)BODIPY-AP水溶液の励起スペクトルを示す。(b)BODIPY-MeAP水溶液の励起スペクトルを示す。
【図６】(a)各種溶媒に溶解したBODIPY-MeAPの発光スペクトルを示す。(b)には、自然光下及び紫外線下でのBODIPY-MeAPの発光色の違いを示す。
【図７】(a)各種溶媒に溶解したBODIPY-APの発光スペクトルを示す。(b)各種溶媒に溶解したBODIPY-MeAPの発光スペクトルを示す。
【図８】各溶媒中のBODIPY-APの量子収量を示す。
【図９】(a) 1O2によるBODIPY-MeAPの酸化反応を示す。(b)光照射の時間経過に伴うBODIPY-MeAPの吸収スペクトルの変化を示す。(c)光照射の時間経過に伴うBODIPY-MeAPの発光スペクトルの変化を示す。(d) 50μMのSi-DMAを使って、BODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体の1O2蛍光アッセイを行った結果を示す。(e) 1,4-ジオキサン中のBODIPY-MeAPに光照射を行った場合の、吸収スペクトルの変化を示す。(f)メタノール中のBODIPY-MeAPに光照射を行った場合の、吸収スペクトルの変化を示す。(g) 1,4-ジオキサンに溶解したBODIPY-MeAPとメタノールに溶解したBODIPY-MeAPの1O2燐光測定の結果を示す。
【図１０】(a)光照射の時間経過に伴うBODIPY-APの吸収スペクトルの変化を示す。(b)光照射の時間経過に伴うBODIPY-APの発光スペクトルの変化を示す。
【図１１】自己酸化試験の結果を示す。(a)は、10％メタノール水溶液中のBODIPY-MeAP自己集合体に光を照射したときの吸収スペクトルを示す。(b)は、その発光スペクトルを示す。
【図１２】(a)に1,4-ジオキサン中のBODIPY-MeAPに光照射を行った場合の発光スペクトルを示す。(b)に1,4-ジオキサン中のBODIPY-MeAPに光照射を行った場合の吸収スペクトルを示す。
【図１３】20μMのSi-DMAを使って、ポルフィリンであるTMPyP4とBODIPY-MeAP自己集合体の1O2蛍光アッセイを行った場合の(a)吸収スペクトルと(b)蛍光スペクトルの変化を示す。(c)照射時間に対してSi-DMAの蛍光増加をノーマライズした結果を示す。
【図１４】メタノール中のBODIPY-MeAPの算出されたHOMOとLUMOのレベルと分布を示す。
【図１５】X線結晶解析結果を示す。(a)はBODIPY-APの結晶構造を示す。(b)はBODIPY-MeAPの結晶構造を示す。Anはアントラセン骨格を、BDはBODIPYl骨格を示す。
【図１６】各種蛍光色素と９−フェニルアントラセン骨格のダイアドの立体構造を示す。(a)は、各化合物の鳥瞰図を示す。(b)は、予測される水溶液中の各化合物の自己集合体の構造を示す。(c)は各化合物の自己集合体の緩和プロセスを示す。J、H、およびTBDは、それぞれJ-およびH-会合体、および三重項励起状態のBODIPY部分を示す。
【図１７】BODIPY-AP又はBODIPY-MeAPをA549細胞に添加したときの細胞の生存率を示す。
【図１８】(a)BODIPY-APの細胞内局在を示す。左の図はBODIPY-AP投与直後を示す。右図は、BODIPY-AP投与後30秒後を示す。(b)は、BODIPY-AP存在下で30分光照射を行ったあと、一晩培養した後の細胞の様子を示す。(c)はBODIPY-AP自己集合体又はBODIPY-MeAP自己集合体存在下で光照射を行ってから10分後及び20分後の細胞の生存率を示す。
【図１９】BODIPY-APをA549細胞に添加し、光を照射した際の細胞形態の経時的変化を示す。
【図２０】BODIPY-MeAPの細胞内局在を示す。左の図は、位相差顕微鏡像を示す。中央の図は、BODIPY-MeAP投与直後を示す。右の図は、BODIPY-MeAP投与後30秒後を示す。
【図２１】BODIPY-MeAPをA549細胞に添加し、光を照射した際の細胞形態の経時的変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．化合物
本発明の化合物は、
一般式（１）：
【化２】
2019043851.tif 000003
で表わされる化合物、又はその溶媒和物である。
【００１３】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。本明細書において、「Ｒ１〜Ｒ６」は、「Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６」を示す。
【００１４】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。好ましくはヨウ素原子である。
【００１５】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキル基としては、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、環状アルキル基を挙げることができる。
【００１６】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキル基が直鎖アルキル基の場合、その炭素数は、好ましくは１〜６であり、より好ましくは１〜４であり、さらに好ましくは１〜２である。前記直鎖アルキル基として、具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基等が挙げられる。
【００１７】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキル基が分岐鎖のアルキル基の場合、その炭素数は、好ましくは３〜６であり、より好ましくは３〜４であり、さらに好ましくは３である。前記分岐鎖アルキル基として、具体的にはイソプロピル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、３−メチルペンチル基等が挙げられる。
【００１８】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキル基が、環状アルキル基の場合、炭素数３〜１０（特に３〜７）の環状アルキル基が好ましく、具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。
【００１９】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキル基が有していてもよい置換基は、特に制限されないが、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、アリール基（例えば、置換基を有していてもよいフェニル基、ビフェニル基等であって、前記置換基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等であり、置換基の数は０〜３個）、水酸基等が挙げられる。このような置換基の数は、特に制限されないが、０〜６個が好ましく、０〜３個がより好ましい。
【００２０】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキル基として好ましくは置換基を有さない直鎖アルキル基であり、前記直鎖アルキル基として、好ましくはメチル基又はエチル基である。
【００２１】
前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルケニル基として、直鎖アルケニル基、分岐鎖アルケニル基を挙げることができる。また、アルケニル基の炭素数は、好ましくは２〜６であり、より好ましくは２〜４であり、さらに好ましくは２又は３である。前記アルケニル基として、具体的には、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基等が挙げられる。
【００２２】
前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルケニル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、水酸基等が挙げられる。このような置換基の数は、特に制限されないが、０〜６個が好ましく、０〜３個がより好ましい。
前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルケニル基として、好ましくは置換基を有さない直鎖アルケニル基である。
【００２３】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキニル基としては、炭素数２〜６（好ましくは２〜４、より好ましくは３又は４）のアルキニル基が好ましく、具体的には、エチニル基、プロピニル基、イソプロピニル基等が挙げられる。
【００２４】
前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキニル基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子（塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、水酸基等が挙げられる。このような置換基の数は、特に制限されないが、０〜６個が好ましく、０〜３個がより好ましい。前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアルキニル基として好ましくは置換基を有さないアルキニル基である。
【００２５】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６で示されるアリール基としては、単環アリール基及び縮環アリール基のいずれも採用することができ、例えば、フェニル基、オリゴアリール基（ナフチル基、アントリル基等）、ビフェニル基、ターフェニル基、ピレニル基、フェナンスレニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
【００２６】
前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアリール基が有していてもよい置換基としては、特に制限はなく、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、水酸基等が挙げられる。このような置換基の数は、特に制限されないが、０〜６個が好ましく、０〜３個がより好ましい。前記Ｒ１〜Ｒ６で示されるアリール基として好ましくは、置換基を有さないアリール基である。
【００２７】
前記一般式（１）において、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、及びＲ５とＲ６の少なくとも一つの組み合わせは結合して炭素数５〜８（特に５又は６）の飽和環又は炭素数５〜８（特に５又は６）の不飽和環を形成してもよい。前記飽和環又は不飽和環は、炭素原子の１つ又は２つが窒素原子又は硫黄原子に置き換えられたヘテロ環であってもよい。
【００２８】
ここで、前記一般式（１）において、Ｒ１とＲ４、Ｒ２とＲ５、Ｒ３とＲ６は、同じ原子、又は基であることが自己集合体を形成する上で好ましい。より好ましくは、Ｒ１〜Ｒ６はすべて水素原子である。
【００２９】
前記一般式（１）において、Ｒ７及びＲ８は、同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。
前記一般式（１）において、Ｒ７及びＲ８で示されるハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
【００３０】
前記一般式（１）において、Ｒ７及びＲ８で示されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基は、上記Ｒ１〜Ｒ６で例示されたものが挙げられる。また、前記Ｒ７及びＲ８で示されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基が有していてもよい置換基の種類、数等は、上記Ｒ１〜Ｒ６で例示されたものが挙げられる。
【００３１】
前記一般式（１）において、前記Ｒ７及びＲ８で示される親水性官能基としては、カルボキシ基、又は水酸基を挙げることができる。好ましくは、カルボキシ基である。
前記一般式（１）において、前記Ｒ７及びＲ８は、同じであることが好ましい。より好ましくは、前記Ｒ７及びＲ８は共にフッ素原子である。
【００３２】
前記一般式（１）において、Ｒ９〜Ｒ１１は同じか又は異なり、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。本明細書において、「Ｒ９〜Ｒ１１」は、「Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１」を示す。
【００３３】
前記一般式（１）において、Ｒ９〜Ｒ１１で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。好ましくはヨウ素原子である。
【００３４】
前記一般式（１）において、Ｒ９〜Ｒ１１で示されるアルキル基としては、アルケニル基、アルキニル基及びアリール基としては、上記Ｒ１〜Ｒ６で例示したものが挙げられる。また、Ｒ９〜Ｒ１１で示される親水性官能基としては、上記Ｒ７及びＲ８で例示したものが挙げられる。さらに、前記Ｒ９〜Ｒ１１で示されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基が有していてもよい置換基の種類、数等は、上記Ｒ１〜Ｒ６で例示されたものが挙げられる。
【００３５】
ｎは１〜４の整数を示す。好ましくは、ｎは２又は４である。この場合、Ｒ９は、全てが同じ原子又は基であることが好ましく、さらには、フェニレン基の２つの結合手を通る線分を軸として左右対称となることが好ましい。さらにｎは４であり、Ｒ９は全てが水素原子であることが好ましい。
【００３６】
ｍ及びｋは同じか又は異なり、それぞれ１〜４の整数を示す。好ましくは、ｍは２又は４である。この場合、Ｒ１０は全てが同じ原子又は基であることが好ましい。また、好ましくは、ｋは２又は４である。この場合、Ｒ１１は全てが同じ原子又は基であることが好ましい。さらに、Ｒ１０とＲ１１は同じ原子又は基であることがより好ましく、フェニレン基の２つの結合手を通る線分を軸として、左右対称となることが好ましい。
さらにｍは４であり、Ｒ１０は全てが水素原子であり、ｋは４であり、Ｒ１１は全てが水素原子であることが好ましい。
【００３７】
前記一般式（１）において、Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は親水性官能基を示す。好ましくは、Ｒ１２が水素原子である化合物を除く。
【００３８】
前記一般式（１）において、Ｒ１２で示されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基及びアリール基としては、上記Ｒ１〜Ｒ６で例示したものが挙げられる。また、Ｒ１２で示される親水性官能基としては、上記Ｒ７及びＲ８で例示したものが挙げられる。さらに、前記Ｒ１２で示されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基が有していてもよい置換基の種類、数等は、上記Ｒ１〜Ｒ６で例示されたものが挙げられる。
前記一般式（１）において、Ｒ１２はメチル基、又はエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが最も好ましい。
【００３９】
前記一般式（１）において、ｈ及びｊは同じか又は異なり、それぞれ０〜２の整数を示す。ただし、ｈとｊの合計は２〜４の整数である。好ましくは、ｈ及びｊはともに１である。
【００４０】
前記一般式（１）で表される化合物として、好ましくは、
ＢＯＤＩＰＹ−ＡＰ：
【化３】
2019043851.tif 000004
及び
【００４１】
ＢＯＤＩＰＹ−ＭｅＡＰ：
【化４】
2019043851.tif 000005
である。また、前記一般式（１）で表される化合物として、特に好ましくは、ＢＯＤＩＰＹ−ＭｅＡＰである。
【００４２】
上記一般式（１）で表される化合物は、溶媒和物を形成していてもよい。上記一般式（１）で表される化合物は、水中、及び溶媒極性パラメータが例えば０．０１４（トルエン）から０．０２５（１，４−ジオキサン）の溶媒中では、６００ｎｍ〜７００ｎｍの間にピークを有する赤色の蛍光を発し、一重項酸素を発生する。これに対して、極性の高い溶媒（ジメチルスルホキシド、メタノール及びエタノール等）及び非極性溶媒（シクロヘキサン等）中では単量体で存在し、５００ｎｍ〜５５０ｎｍの間にピークを有する緑の蛍光を発し、一重項酸素は発生しない。このため、前記一般式（１）で表される化合物の溶媒和物は、当該化合物が単量体で存在できる溶媒との親和物であることが好ましい。
【００４３】
２．一般式（１）で表される化合物の製造方法
上記一般式（１）で表される化合物の製造方法は、制限されないが、例えば、
【００４４】
一般式（２）：
【化５】
2019043851.tif 000006
［式中、Ｒ１〜Ｒ８は、上記に同じ、Ｘは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を示す。］
と、
【００４５】
一般式（３）：
【化６】
2019043851.tif 000007
［式中、Ｒ９〜Ｒ１２、ｎ、ｍ、ｋ、ｈ、ｊは上記に同じ。Yはボロン酸又はボロン酸エステル基を示す。］
を反応させることにより製造することができる。
【００４６】
一般式（２）で表わされる化合物としては、例えば、
【化７】
2019043851.tif 000008
で表される化合物（メソ塩素化BODIPY）を挙げることができる。
【００４７】
このような化合物は、例えば、V. Leen, P. Yuan, L. Wang, N. Boens and W. Dehaen, Org. Lett., 2012, 14, 6150-6153.で既報である。
【００４８】
また、一般式（３）で表される化合物としては、例えば、
【化８】
2019043851.tif 000009
を挙げることができる。
【００４９】
前記化合物（9-（4-ブロモフェニル）アントラセニルボロン酸は、J. Huang, J.-H. Su, X. Li, M.-K. Lam, K.-M. Fung, H.-H. Fan, K.-W. Cheah, C. H. Chen and H. Tian, J. Mater. Chem., 2011, 21, 2957-2964.で既報である。
【００５０】
また、一般式（３）で表される化合物として、
【化９】
2019043851.tif 000010
を挙げることができる。
【００５１】
このような化合物は、 例えば、既報のL. Zhu et al. Cryst. Growth Des., 2011, 11,  4975-4983及びJ. Huang, J.-H. Su, X. Li, M.-K. Lam, K.-M. Fung, H.-H. Fan, K.-W. Cheah, C. H. Chen and H. Tian, J. Mater. Chem., 2011, 21, 2957-2964にしたがって合成することができる。
【００５２】
一般式（２）で表される化合物と一般式（３）で表される化合物を、モル比で等量程度となるように、有機溶媒又は有機溶媒と水との混合液、好ましくはテトラヒドロフラン又はトルエンと水の混合液に溶解し、例えば炭酸カルシウムと、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）の存在下で反応させる。前記反応液は、例えばアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で、１２時間〜２４時間、加熱環流する。
反応終了後は、通常の単離及び精製工程を経て、一般式（１）で表される化合物を得ることができる。
【００５３】
３．一重項酸素産生剤
本発明の一実施態様における、一重項酸素産生剤は、前記一般式（１）で表される化合物、又はその溶媒和物を含む限り制限されない。好ましくは、一重項酸素産生剤はＢＯＤＩＰＹ−ＡＰ、及び／又はＢＯＤＩＰＹ−ＭｅＡＰを含む。前記一般式（１）で表される化合物は、粉末状で一重項酸素産生剤として提供されてもよいが、操作性の点から溶媒に溶解して提供されることが好ましい。前記一般式（１）で表される化合物は、水中、及び水と混合可能な有機溶媒（例えば１，４−ジオキサン、又は、メタノール及びエタノール等のアルコール）の水溶液中では、自己集合体を形成し、一重項酸素を発生する。このため、一重項酸素産生剤を使用するまでは、このような反応が起こらない条件下におくことが好ましい。
【００５４】
したがって、一重項酸素産生剤に含まれる溶媒としては、水と混合可能な溶媒（ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、メタノール及びエタノール等）を挙げることができる。
【００５５】
前記一般式（１）で表される化合物を溶媒に溶解する際には、０．０１μｍｏｌ／Ｌ〜５００μｍｏｌ／Ｌ程度が好ましく、１μｍｏｌ／Ｌ〜２００μｍｏｌ／Ｌ程度がより好ましい。
【００５６】
また、本発明の一重項酸素産生剤は生きた個体の体内（生体内）で使用することができる。生体内で使用するための一重項酸素産生剤は、毒性の点から溶媒としてエタノールを使用することが好ましい。
【００５７】
前記個体としては、制限されず、ヒト、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウサギ、ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、ブタ等の哺乳動物、ニワトリ等の鳥類等が挙げられる。好ましくはヒト、マウス、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ等の哺乳動物であり、より好ましくはヒト、マウス、イヌ、又はネコ等であり、さらに好ましくはヒト又はマウスであり、最も好ましくはヒトである。
【００５８】
４．医薬組成物
本発明の一実施態様における、医薬組成物は、前記一般式（１）で表される化合物（好ましくは、ＢＯＤＩＰＹ−ＡＰ、及び／又はＢＯＤＩＰＹ−ＭｅＡＰ）、又はその溶媒和物を含む限り制限されない。本態様の医薬組成物は、上記３．で述べた個体に全身性に、又は局所的に投与することができる。また、本態様の医薬組成物の投与対象疾患は、特に制限されないが、加齢性黄斑、腫瘍（良性上皮性腫瘍、良性非上皮性腫瘍、悪性上皮性腫瘍、悪性非上皮性腫瘍）等を挙げることができる。腫瘍は良性であっても悪性であってもよいが、好ましくは悪性腫瘍である。腫瘍の原発組織としては、肺、胃、十二指腸、結腸、直腸、肝臓、膵臓、甲状腺、乳腺、子宮、前立腺、膀胱、脳等を挙げることができる。好ましくは肺、脳である。
【００５９】
前記一般式（１）で表される化合物、又はその溶媒和物は、粉末状で医薬組成物として提供されてもよいが、操作性の点から溶媒に溶解して提供されることが好ましい。この場合、溶媒としては、毒性の点から、エタノールを使用することが好ましい。
【００６０】
本態様の医薬組成物としては、注射剤（あるいは注入剤）又は点滴剤を例示することができる。本態様の医薬組成物は、エタノール、あるいはエタノールと水の混合液等の溶媒に溶解して注射器、カテーテル、点滴により体内に投与することができる。腫瘍等の治療に本態様の医薬組成物を使用する場合には、本態様の医薬組成物を静注する方法、腫瘍内に注射器で注入投与、内視鏡による投与又はカテーテルを使って経血管投与あるいは経胆管投与等を行うことが好ましい。
【００６１】
体内に投与する際の医薬組成物の量は、静注する場合には、前記一般式（１）で表される化合物に換算して、０．１ｍｇ〜１００ｍｇ／ｋｇとなるように投与することが好ましい。また、腫瘍内に局所投与する場合には、投与量は腫瘍体積により適宜設定することができる。例えば、０．００１ｍｇ〜１ｍｇ／ｃｍ３となるように投与することができる。
【００６２】
本態様の医薬組成物は、光照射と併用することが好ましい。例えば、前記医薬組成物を投与してから、３時間〜７２時間後に、患部に光を照射することができる。光源としては、組織に浸透し、前記一般式（１）で表される化合物を励起できる光を発生する限り制限されない。例えば光源として、３５０ｎｍ〜７００ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ〜５５０ｎｍの間にピーク波長を有する光を発生する光源を挙げることができる。具体的には、白色光源（キセノン、ハロゲン等）、Ｑ−ＹＡＧ５３２レーザー、ｌｏｎｇ−ｐｕｌｓｅＹＡＧ５３２レーザー、エキシマ・ダイレーザー、ＹＡＧ−ＯＰＯレーザー、ＰＤレーザー等を挙げることができる。光照射は、例えば１０ｍＷ／ｃｍ２〜２００ｍＷ／ｃｍ２、１０Ｊ／ｃｍ２〜２００Ｊ／ｃｍ２で行うことができる。
【００６３】
５．一重項酸素の産生方法
本発明の別の実施態様は、一重項酸素の産生方法に関する。本態様は、前記一般式（１）で表される化合物（好ましくは、ＢＯＤＩＰＹ−ＡＰ、及び／又はＢＯＤＩＰＹ−ＭｅＡＰ）、又はその溶媒和物と、水とを生体外（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）で接触させる工程を含む。この場合、前記一般式（１）で表される化合物、又はその溶媒和物は、一般式（１）で表される化合物に換算して、終濃度で１μＭ〜１，０００μＭとなるように、液体に添加することができる。液体に含まれる水は、５０％（ｖ／ｖ）以上、好ましくは６０％（ｖ／ｖ）、より好ましくは８０％（ｖ／ｖ）以上とすることができる。
【００６４】
さらに、本態様は、前記一般式（１）で表される化合物、又はその溶媒和物と、水とが接触した状態で、前記化合物、又はその溶媒和物に光を照射する工程を含む。
【００６５】
光照射は、前記一般式（１）で表される化合物を励起できる限り制限されない。例えば光源として、３５０ｎｍ〜７００ｎｍの間に、好ましくは４００ｎｍ〜５５０ｎｍの間にピーク波長を有する光を発生する光源を挙げることができる。光源照射は、例えば、１ｍＷ／ｃｍ２〜２００ｍＷ／ｃｍ２、好ましくは２０ｍＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２、１０分〜２４時間を挙げることができる。
本態様の方法は、活性酸素を必要とする、滅菌又は殺菌、化学合成、汚水又は汚泥処理等に使用することができる。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に記載する具体例に限定して解釈されるものではない。
【００６７】
１．材料及び測定方法
１−１．
実施例において使用される全ての化学試薬及び溶媒は、Sigma-Aldrich Chemical社、東京化成工業（株）、ナカライテスク（株）及び和光純薬工業（株）から購入し、精製することなく使用した。BODIPY-AP、及びBODIPY-MeAPは、後述する方法により合成し、ジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、-20℃の暗所で保管した。
溶媒として、分光グレードの有機溶媒とMilliQ水を使用した。
吸収スペクトルとフォトルミネッセンススペクトルは、Shimadzu UV-3100及びHoriba FluoroMax-4を用いて測定した。
【００６８】
サンプルへの連測光照射は、キセノン光源(HAL-320, Asahi Spectra)と波長フィルタ(Brightline（登録商標） 531/40, 488 nm EdgeBasic（登録商標）, Semrock)を使用し、マグネチックスターラーで撹拌しながら行った。
１−２．NMR及び高分解能質量スペクトル
【００６９】
1H NMR及び13C NMRスペクトルと、高分解能質量スペクトル（HRMS）は、JEOL ESC400（400 MHz）、JEOL ESA 600（150 MHz）、Bruker Avance III700（175 MHz）、及び電子スプレーイオン化（ESI）したLTQ Orbitrap XL Hybrid Ion Trap-Orbitrap Mass Spectrometerを用いて測定した。NMR化学シフト、J値及び積分値は、Delta Ver. 5 software（JEOL）を用いて算出した。
【００７０】
１−３．単結晶Ｘ線回折
BODIPY-APとBODIPY-MeAPの結晶構造の回折は、薄層ミラー単色化Cu-Kα線（λ=1.54187オングストローム）を用いたRigaku XtaLAB PRO回折計に装備された二次元X線検出器（PILATUS 200K/R）を用いて行った。セルリファインメントはCrysAlisPro 1.171.39.5a softwareで行った。結晶の構造解析は、SHELXTの直接法で行った。リファインメントを除く、全ての計算は、CrystalStructure crystallographic software packageを使用して、observed reflections [I>2σ(I)]で行った。リファインメントはSHELXLで行った。全ての非水素原子は異方性置換パラメータを用いてリファインし、水素原子はriding modelを使ってリファインした。CIF files (CCDC-1544165, 1544166)はthe Cambridge Crystallographic Data Centre (http://www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif)から入手可能である。
【００７１】
１−４．蛍光量子収量の測定
単量体のBODIPY-AP、及びBODIPY-MeAPの蛍光量子収量(Фfl)は、rhodamine 123 (Φfl = 0.900)とcoumarin 1 (Φfl = 0.730)をリファレンスとして求めた。誤差を減少させ、また分子内相互作用を防ぐため、化合物は、1.0×1.0×4.0 cm3キュベット内での470 nmにおける吸光度値が約0.005, 0.01, 及び 0.015となるようにした。次に化合物の蛍光スペクトルの積分面積を求め、積分面積を反応吸光度に対して直線的にプロットした。最後にリファレンスの直線プロットの傾きと比較して、各化合物のФflを決定した。
【００７２】
BODIPY-AP、及びBODIPY-MeAP自己集合体の蛍光量子収量(Фfl)を測定するため、0.2×1.0×4.0cm3のキュベット内で0.01〜0.05の吸光度レベルを有する3つの化合物の水溶液を調製した。Фflは、上記と同じ方法で求めた。また、リファレンスとしてФflは、メタノール中で測定した。
１−５．時間分解フォトルミネッセンス
【００７３】
時間分解フォトルミネッセンス減衰は、ポリクロメーター(Acton Research, SpectraPro150)に装備されたストリークスコープ(Hamamatsu Photonics, C4334-01)使用した単一光子係数法で測定した。ダイオード励起固体レーザ(Spectra-Physics、Millennia VIIIs)でポンピングされたTi：サファイアレーザ(Spectra-Physics、Tsunami 3941-M1BB; FWHM 80fs; 900 nm)を用いて超短レーザパルスを発生させた。0.2×1.0×4.0 cm3キュベット内の化合物の励起のため、高調波発生器（Spectra-Physics、GWU-23FL）を用いてTi：サファイアレーザの出力を第2高調波発振（450 nm）に変換した。
【００７４】
１−６．一重項酸素蛍光アッセイ
Si-DMA（N- [10-（9,10-ジメチルアントラセン-2-イル）-7-（ジメチルアミノ）-5,5-ジメチルジベンゾ[b、e]シリレン-3（5H）-イリデン]-N-メチルメタンアミニウム塩化物：国際公開第2015/194606号）を使用した。一重項酸素蛍光アッセイは、T. Majima et al. JACS (2014) 136, 11707）準じて行った。具体的には、各色素(0.1 mM)及びSi-DMA (50 μM)を含んだ水溶液（10容量%メタノール及び10容量% DMSO含む）をガラス瓶に入れ磁石攪拌しながら光を70分間照射した（キセノンランプ（朝日分光、HAL-320）、オリンパスBA510/550フィルタ使用、280 mW/cm2）。
また、BODIPY-MeAP(0.1 mM)もしくはTMPyP4 (18 μM)とSi-DMA (50 μM)を含んだ水溶液（10容量%メタノール）をガラス瓶内で磁石攪拌しながら7〜10分間照射した（キセノンランプ（朝日分光、HAL-320）、オリンパスBA510/550フィルタ使用、255 mW/cm2）。
【００７５】
１−７．一重項酸素燐光測定
一重項酸素(1O2)燐光測定により、BODIPY-AP及びBODIPY-MeAPの一重項酸素産生能を評価した。BODIPY-AP又はBODIPY-MeAPを空気飽和1,4-ジオキサンおよびメタノールに50μMとなるように1×1×4 cm 3石英セル中で溶解した。QスイッチNd：YAGレーザ(Continuum、Surelite II-10)からの第3高調波発振（355 nm、4 ns fwhm、1.8 mJ/cm2・パルス）を励起光として使用した。サンプルが入った石英セルからの光誘起発光を石英レンズで集め、モノクロメーターを通過させた後、近赤外光電子増倍管モジュール（Hamamatsu Photonics、H10330A-75）に導入した。導入した光を350 MHz増幅ユニット（Stanford Research、SR445A）で増幅した後、光電子増倍管から出力し、GPIBインタフェースを介したPCからの直接制御下でゲート光子計数器（Stanford Research、SR400）に送った。1O2の燐光スペクトルを得るために、40μsのゲート幅で0.1μsの遅延時間で信号を蓄積した（20回の繰り返し）。
【００７６】
１−８．細胞実験と顕微鏡観察
細胞実験には、ヒト肺がん細胞株であるA549（RBRC-RCB0098: A549、理研バイオリソースセンターより提供された）を使用した。細胞は、10% fatal bovine serum加Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM, Nacalai tesque) で37°C、5% CO2濃度で培養した。1 mM BODIPY-AP又はBODIPY-MeAP溶液はDMSOで調製し、DMEMで1から20 μMに希釈した。A549細胞を1×105 cells/wellで24well plateに播種し1日培養した。A549細胞に各濃度のBODIPY-AP又はBODIPY-MeAPを添加し、3時間インキュベーションした。インキュベーション終了後、PBSで細胞を洗浄し、化合物を除去した。そしてフェノールレッドが入っていないDMEM(Nacalai tesque)を添加した。各化合物の細胞内での局在を観察するため、水銀ランプUSH-103OL（Olympus）及びEMCCDカメラZyla-4.2（Andor）を備えたオリンパスIX83倒立蛍光顕微鏡を使用した。 A549細胞を、二色性ビームスプリッタ（ff552-di02、Semrock）と、励起光フィルタ並びに発光フィルタ（それぞれBrightline（登録商標）531/40、EdgeBasic（商標）561、Semrock）を備える波長フィルターキューブを通して緑色の連続光によって励起した。２つの対物レンズ（オリンパス、4倍および40倍）を、細胞への長期の光照射及び拡大蛍光像のためにそれぞれ使用した。明視野および蛍光画像をCell Sens（Olympus）及びImageJによって取得した。
【００７７】
１−９．細胞生存率試験
各化合物の細胞毒性を観察するために、トリパンブルーアッセイを行い、Countess IITM自動化細胞カウンター（ThermoFisher Scientific）によって生存／死滅細胞の数を数えた。光細胞毒性試験は、A549細胞を96ウェルプレートで培養して、ウェル上の全ての細胞に緑色の連続光（ビーム直径：約0.8cm、４×対物レンズ、約42mW/cm2）を照射して観察した。0分、10分又は20分の光照射後、一晩インキュベートし、Cell Counting Kit-8（DOJINDO）及びSynergy HTXマルチモードプレートリーダー（BioTek）を用いて細胞生存率を測定した。測定した値は、未処理細胞でノーマライズした（OD450〜OD620）。
【００７８】
１−１０．論理計算
実施例における化合物の最適化された構造および特性は、Gaussian 09パッケージを用いたB3LYP / 6-31G(d、p)レベルで密度汎関数理論（DFT）を用いて推定した。
【００７９】
２．化合物の合成
２−１．実施例１：BODIPY-APの合成
下記スキームにしたがって、BODIPY-APを合成した。
【化１０】
2019043851.tif 000011
【００８０】
化合物A（メソ塩素化BODIPY）は、既報（V. Leen, P. Yuan, L. Wang, N. Boens and W. Dehaen, Org. Lett., 2012, 14, 6150-6153.）である。また、化合物B（9-（4-ブロモフェニル）アントラセニルボロン酸）も、既報（J. Huang, J.-H. Su, X. Li, M.-K. Lam, K.-M. Fung, H.-H. Fan, K.-W. Cheah, C. H. Chen and H. Tian, J. Mater. Chem., 2011, 21, 2957-2964.）である。
【００８１】
アルゴンを流したフラスコ内で、化合物B（1.0 mmol）と化合物A（1.0 mmol、226 mg）をTHF（20 mL）を溶媒として混合した。そこに炭酸カルシウム（2.0 M、 20 mL）を添加し、 マグネチックスターラーで撹拌した。続いて、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム(0)（0.015 mmol、20 mg）を添加した。反応液をアルゴン下で一晩加熱還流した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒をジクロロメタンで3回抽出した。有機層をブラインで洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶液を濃縮し、固体残渣を溶出剤としてジクロロメタン：n-ヘキサン（8：1から2：1）を使用したカラムクロマトグラフィー（シリカ、60−210メッシュ; 関東化学、東京、日本、 以下、同じ）により精製して橙色固体を得た。
【００８２】
BODIPY-AP:暗橙色固体（収率６％）、1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.57 (s, 1H), 8.10 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 8.02 (s, 2H), 7.82 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.66 (dd, J = 19.2, 8.2 Hz, 4H), 7.55-7.40 (m, 4H), 7.19 (d, J = 4.1 Hz, 2H), 6.64 (d, J = 4.1 Hz, 2H). 13C-NMR (151 MHz, CDCl3) δ 147.17, 144.26, 141.92, 135.29, 134.99, 133.05, 131.75, 131.48, 131.33, 130.66, 129.99, 128.58, 127.33, 126.25, 125.86, 125.29, 118.68. HRMS (ESI) = calculated for C29H19BF2N2, m/z 444.1609; found, 444.1606.
【００８３】
２−２．実施例２：BODIPY-MeAPの合成
下記スキームにしたがって、初めに化合物D（9-(4-phenyl)-10-methylanthracenyl boronic acid）を合成し、化合物Aと化合物EからBODIPY-MeAPを合成した。
【化１１】
2019043851.tif 000012
化合物Dは、既報のL. Zhu et al. Cryst. Growth Des., 2011, 11, 4975-4983.にしたがって合成することができる。化合物Dから化合物Eの合成は、既報のJ. Huang et al. J. Mater. Chem., 2011, 21, 2957-2964.にしたがって行うことができる。
【００８４】
【化１２】
2019043851.tif 000013
【００８５】
アルゴンを流したフラスコ内で、化合物E（1.0 mmol）と化合物A（1.0 mmol、226 mg）をトルエン：水＝１：５（45 mL）を溶媒として混合した。そこに炭酸カルシウム（2.0 M、 20 mL）を添加し、 マグネチックスターラーで撹拌した。続いて、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム(0)（0.015 mmol、20 mg）を添加した。反応液をアルゴン下で一晩加熱還流した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒をジクロロメタンで3回抽出した。有機層をブラインで洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶液を濃縮し、固体残渣を溶出剤としてジクロロメタン：n-ヘキサン（8：1から2：1）を使用したカラムクロマトグラフィー（シリカ、60−210メッシュ; 関東化学、東京、日本、 以下、同じ）により精製して橙色固体を得た。
【００８６】
BODIPY-MeAP: 橙色固体（収率48%）、 1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ 8.41 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 8.02 (s, 2H), 7.80 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.67 (d, J= 8.2 Hz, 2H), 7.60 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.56 (t, J = 8.2 Hz, 2H), 7.43 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 7.19 (d, J = 4.1 Hz, 2H), 6.64 (d, J = 4.1 Hz, 2H), 3.21 (s, 3H). 13C-NMR (151 MHz, CDCl3) δ 144.31, 142.62, 135.19, 134.10, 133.01, 131.77, 130.54, 129.82, 128.21, 127.75, 127.58, 127.17, 125.27, 124.84, 123.10, 121.11, 118.73, 14.43. HRMS (ESI) = calculated for C30H21BF2N2, m/z 458.1766; found 458.1764.
【００８７】
表１に示すように、溶媒によって、吸収波長のピーク及び発光波長のピークに変化が生じた。このことから、各化合物が、水やバッファー等の中では自己集合体を形成していると考えられた。
【００８８】
【表１】
2019043851.tif 000014
【００８９】
次に、水溶液中での各化合物の自己集合体の光学特性を観察した。バッファー、又は水中でのBODIPY-AP、及びBODIPY-MeAPのノーマライズした吸収スペクトル（図１(a)）及び発光スペクトル（図１(b)）を示す。各色素の濃度は10μMに調整し、470 nmで励起した。
【００９０】
BODIPY-AP自己集合体の吸収ピークは、BODIPY-AP単量体と比較して23 nm長波長側（赤色側）にシフトした。また、BODIPY-AP自己集合体は、470 nmで励起させた際、521 nmと662 nm２つの発光ピークを示した。緑色の発光である521 nmは、BODIPYの局部励起（LE）状態、すなわちBODIPYの最低一重項励起状態と考えられる。赤色側にシフトした662 nmの発光は、多くの場合、エキシマー状態または電荷移動状態（Charge-Transfer （CT）状態）のいずれかの形成を意味すると考えられる。
【００９１】
前記赤色側の発光の由来を明らかにするため、BODIPY-APの濃度による吸収スペクトルと発光スペクトルの変化を観察した。図２(a)は、BODIPY-APの濃度を１、２、５、10及び20μMと段階的に変化させた水溶液（10容量%メタノール）場合のノーマライズした吸収スペクトルの変化を示す。BODIPY-APの濃度が増えるにつれ、521 nm付近の吸収が増加した。図２(b)に、前記段階的に濃度調整されたBODIPY-APのλex = 470 nmのノーマライズした発光スペクトルを示す。図２(c)は、図２(b)に示された発光スペクトルにおける、521 nmの発光強度と659 nmの発光強度の比率を示す。いずれも、BODIPY-APの濃度が高くなるにつれて、521 nmの発光も強くなるが、659 nmの発光はさらに強くなった。
【００９２】
また、溶媒に含まれる水の含有量によるBODIPY-APの前記赤色側の発光の変化を観察した（図３）。基本となる溶媒は、メタノールとした。また、λex = 470 nmとした。溶媒に含まれる水の含有量を０容量％から90％容量％まで、10％ずつ増加させてノーマライズした吸収スペクトル（図３(a)）と発光スペクトル（図３(b)）の変化を観察した。その結果、水の含有量が増えるにつれて521 nm付近の吸収が増加した。また、図３(b)に示すように、水の含有量が増えるにつれて521 nm付近の発光が著しくに低くなり、659 nmの発光は強くなった。
【００９３】
BODIPY-APの時間分解フォトルミネッセンスの結果を図４に示す。BODIPY-APの2μMのBODIPY-APのMilliQ水溶液をλex = 450 nmで励起し、緑色の光（510 nm to 550 nm）と赤色の光（645-675 nm）をモニタリングした。その結果、BODIPY-APの赤色発光は、励起後に瞬時に起ることが明らかとなった（時間分解：約30 ps）。
これらの結果は、明らかに、水溶液中での分子内CT及び拡散誘発エキシマー（又は励起錯体）形成の可能性を排除していると考えられた。
【００９４】
図５に、BODIPY-AP水溶液(a)とBODIPY-MeAP水溶液(b)のλem = 650 nmにおける励起スペクトルを示す。励起スペクトルから、赤色発光がアントラセンとBODIPY部分に由来することが明らかとなった。したがって、BODIPY-AP自己集合体は基底状態でアントラセンとBODIPY部分上に非局在化した分子間CT特性を示すと考えられた。
【００９５】
表１及び図１に示したようにBODIPY-AP水溶液は、LE状態と分子内CT状態を示す２つの発光ピークを有する。一方で、発光スペクトルでは、BODIPY-MeAP水溶液は、BODIPY-APとほぼ同じ波長の赤色の発光のみを示した（図１(b)）。したがって、BODIPY-MeAPは、BODIPY-APよりもより容易に分子内CT状態を形成することができると考えられた。図６(a)及び図７に、様々な溶媒（cHex：シクロヘキサン; Tol：トルエン; THF：テトラヒドロフラン; DiOx：1,4-ジオキサン; DCM：ジクロロメタン; MeOH：メタノール; DMSO：ジメチルスルホキシド; MQ：MilliQ水）に溶解したBODIPY-APと、BODIPY-MeAPの吸収スペクトルを示す。これらの溶媒中における吸収スペクトルについて、BODIPY-APとBODIPY-MeAPには溶媒に依存する差は認められない。しかしながら、図６(a)に示すように、BODIPY-MeAPの発光スペクトルは、溶媒の極性に依存した大きな違いが認められた。溶媒極性パラメータが0.014（トルエン）から0.025（1,4-ジオキサン）に増加するにつれてCT放出の段階的な赤光シフトが認められた。しかしながら、非極性（シクロヘキサン）及び極性の高い溶媒（ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド及びメタノール）では、CT放出は無視できる程度になった。図６(b)には、自然光下及び紫外線下でのBODIPY-MeAPの発光色の違いを示す。図８に各溶媒（1,4-ジオキサン (ε = 2.218)、メタノール (ε = 33.663)、90% 1,4-ジオキサン／10%メタノール混合液、80% 1,4-ジオキサン／20%メタノール混合液、40% 1,4-ジオキサン／60%メタノール混合液）中のBODIPY-APの量子収量を示す。Benniston et al.（A. C. Benniston, A. Harriman, V. L. Whittle, M. Zelzer, R. W. Harrington and W. Clegg, Photochem. Photobiol. Sci., 2010, 9, 1009）は、BODIPYとアントラセンの二量体に、分子内CT状態に由来する励起錯体様発光が存在することを報告した。しかし、彼らの報告では、BODIPYとフェニレン環の間の回転が制限されているため、1,3,5,7-テトラメチルBODIPYではCT発光は観測されなかった（H. Sunahara, Y. Urano, H. Kojima and T. Nagano, J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5597）。これに対して、BODIPY-APと、BODIPY-MeAPは、フェニレン環の周りがある程度回転するため、トルエンや1,4-ジオキサンに溶解した際に、BODIPYとアントラセン上に非局在化したねじれ分子内CT（TICT）状態に起因する赤色発光が観察されたと考えられる。一方で、非極性溶媒では、極性TICTが周囲の溶媒分子によって緩和できないため、LE状態からTICT状態への減衰は起こりにくい。したがって、溶媒の極性が上がれば溶媒和TICT状態が形成される。極性の低い溶媒の中では、BODIPY-MeAPのTICTは赤色発光によって脱活性化される。さらに、溶媒の極性を上げると、TICTの無放射緩和が誘導され、CT発光の症候が起こる。TICTの形成により、メタノール内のBODIPY-APでは、160倍の蛍光消失が起こった。
【００９６】
４．BODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体からの1O2の発生の証明
CT状態を緩和させる経路としては、３つの可能性がある。すなわち、発光、無放射緩和、又は項間交差（intersystem crossing, ISC）である。ISC経路を促進するためには、Aの三重項エネルギー準位はCTエネルギー準位より低くなければならず、分子軌道の直交配向と、DとAとの強い電子結合が望ましい。2つの部分の間の二面角が完全に90°でなくても、電子的に分離されたDおよびAと励起錯体を有する分子内CT状態において効率的にISCが起こることが報告されている。発明者等は、前記検討を踏まえ、BODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体の分子内CT状態は、ISCを介して、三重項励起状態になると仮定した。そして、このことを証明するため、BODIPY-MeAPの単量体と自己集合体による1O2産生を、自己酸化反応、1O2蛍光アッセイ、1O2燐光測定により評価した。
【００９７】
1O2は分子酸素の最低一重項励起状態であり、分子酸素と三重項励起状態にある光増感剤との間の分子間三重項−三重項エネルギー転移によって生成される。図９(a)に示すように、BODIPY-MeAPのアントラセンの中央環の選択的酸化反応により、1O2が検出される。図９(b)及び(c)は、10％メタノール水溶液中に50μMで溶解したBODIPY-MeAP自己集合体に511〜551 nmで32 mW cm−2の連続光照射（緑色の網掛け部分）を行ったときの吸収スペクトル及び蛍光スペクトルの変化を示す。グラフ内に記載した時間は、照射時間を示す。図９(b)において、黒い矢印で示した部位は、BODIPY-MeAPのアントラセン部位のエンドペルオキシ化に起因する吸収の変化を示す。図９(c)において、黒矢印は、分子内CT複合体からの発光が徐々に消失し、幅広い発光スペクトルが得られていることを示す。この発光は、疎水性相互作用によるBODIPY-MeAPの非特異的な会合から生じる。同様の実験をBODIPY-AP自己集合体について行った結果を図１０に示す。BODIPY-AP自己集合体においても、BODIPY-MeAP自己集合体と同様の変化が見られた。
【００９８】
次に、アントラセンの酸化を無視できる窒素飽和溶液中で自己酸化試験を行った。その結果を図１１に示す。図１１(a)は、10％メタノール水溶液中に50μMで溶解したBODIPY-MeAP自己集合体に511〜551 nmで32 mW cm−2の連続光照射を行ったときの吸収スペクトルであり、図１１(b)は、発光スペクトルである。酸素存在下で30分間光照射を行った時の各スペクトルは、図１１の青線に示す、30分間光照射を行った場合と同様のスペクトルを示したが、窒素置換下で30分間光照射を行った時には各スペクトルは、図９(b)又は(c)に示す短時間の光照射を行った場合と同様のスペクトルを示した。このことから、窒素置換下では、BODIPY-MeAP中のアントラセンの酸化が抑制されたことが示唆された。
【００９９】
次に、50μMのSi-DMAを使って、BODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体の1O2蛍光アッセイを行った。コントロールとしてBODIPY二量体を使用した。その結果を図９(d)に示す。Si-DMAは、1O2と反応して、Si-DMEPとなり遠赤色蛍光の強度が増加する。BODIPY-AP自己集合体又はBODIPY-MeAP自己集合体の水溶液中にSi-DMAを添加して、連続光照射を行ったときの677 nmでの蛍光強度比(F.I./F.I.0)をプロットした。その結果、BODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体と混合されたSi-DMAは、光照射により時間依存的にF.I./F.I.0の値が増加した。これに対して、BODIPY二量体では、F.I./F.I.0の値に変化は認められなかった。このことから、BODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体が水溶液中での光照射により、1O2を発生していることが示された。
【０１００】
さらに、1O2の発生が溶媒の極性に依存していることを証明するため、1,4-ジオキサンに50μMで溶解したBODIPY-MeAPと、メタノールに50μMで溶解したBODIPY-MeAPに488 nmより長波長の光を（図９(e)及び(f)の緑色の網掛け部分）540 mW cm−2で連続光照射した。吸収スペクトルの変化を図９(e)及び(f)に示す。1,4-ジオキサンに溶解したBODIPY-MeAPと光照射の時間経過と共に、水溶液中のBODIPY-MeAPと同様の吸収スペクトルの変化が認められたが、メタノールに溶解したBODIPY-MeAPでは、変化が認められなかった。さらに、1,4-ジオキサンに溶解したBODIPY-MeAPとメタノールに溶解したBODIPY-MeAPの1O2燐光測定を行った。その結果を図９(g)に示す。355 nmで励起したところ、1,4-ジオキサンに溶解したBODIPY-MeAPは強い燐光が検出されたが、メタノールに溶解したBODIPY-MeAPでは燐光はほぼ認められなかった。さらに、図１２(a)に1,4-ジオキサンに溶解したBODIPY-MeAPの発光スペクトルを示す。また、図１２(b)にシクロヘキサンに溶解したBODIPY-MeAPに488 nmより長波長の光を（図１２(b)の緑色の網掛け部分）540 mW/cm2で連続光照射した際の吸収スペクトルを示す。シクロヘキサンに溶解したBODIPY-MeAPに光照射を行っても吸収スペクトルの変化は認められなかった。これらの結果から、BODIPY-MeAPの1O2の発生には、溶媒の極性が関与していることが示唆された。
【０１０１】
また、BODIPY-MeAP自己集合体とTMPyP4（PDTで一般的に使用されているポルフィリン剤である）による1O2生成量をと比較した（図１３）。その結果、100μM BODIPY-MeAP自己集合体からの1O2生成量が18μM TMPyP4より約2-3倍多かった。つまり、自己集合体の初期量によって、1O2生成量が制御できると考えられる。
【０１０２】
次に、密度汎関数理論（DFT）計算（B3LYP/6-31G（d、p）レベル;溶媒：メタノール）により、各化合物の電子状態を評価した。表２は、DFT計算によって得られた各化合物の最高占有分子軌道（HOMO）および最低非占有分子軌道（LUMO）エネルギーレベルを示す。図１４は、メタノール中のBODIPY-MeAPの算出されたHOMOとLUMOのレベルと分布を示す。
【０１０３】
【表２】
2019043851.tif 000015
【０１０４】
５．BODIPY-AP及びBODIPY-MeAPのX線結晶解析
BODIPY-APは、ヘキサンとクロロホルムとの間の溶媒−蒸気交換で結晶化させた。BODIPY-APは、斜方晶系空間群P212121で結晶化した。BODIPY-MeAPは、メタノール溶液を濃縮することにより結晶化し、三斜晶系空間群P-1において結晶化した。BODIPY-AP及びBODIPY-MeAPの結晶構造を図１５に示す。
【０１０５】
６．他のアントラセン含有化合物との構造比較
図１６にSiR-AP（特開2017-003333）と、F1-AP（フルオレセンとアントリルフェニレン誘導体のダイアド）と、BODIPY-MeAPとの構造比較を示す。図１６(a)は各化合物の鳥瞰図である。図１６(b)は、予測される水溶液中の各化合物の自己集合体の構造である。図１６(c)は、各化合物の自己集合体の緩和プロセスを示す。
【０１０６】
水溶液中で、SiR-APはJ-会合体を、F1-APはH-会合体を形成し、光照射により励起されるがCT状態にならずに基底状態に戻る。これに対して、BODIPY-MeAPは、励起後CT状態となり、三重励起状態となった後に周辺の酸素分子との反応によって1O2を生成し、基底状態に戻ると考えられる。
【０１０７】
７．BODIPY-AP及びBODIPY-MeAPの光細胞毒性
光線力学的療法（PDT）剤としてのBODIPY-AP及びBODIPY-MeAPが使用できるか否かを検証するため、細胞透過性、暗色毒性、およびがん細胞に対する光誘発細胞傷害性を評価した。
【０１０８】
BODIPY-AP又はBODIPY-MeAPを０、５、10、15、20μMとなるようにA549細胞に添加し、3時間後の細胞毒性を観察したが、BODIPY-AP又はBODIPY-MeAPは3時間のインキュベーションでA549細胞の内部に十分に内在化し、生存率に差は認められなかった（図１７）。
【０１０９】
次に、各色素の細胞内局在を蛍光顕微鏡下でモニタリングした。終濃度で20μMとなるように、30秒間511〜551 nm、42 mW/cm2で光を照射した。その結果、小胞構造から細胞質への迅速な移行が観察された（図１８(a)）。この結果から、BODIPY-AP又はBODIPY-MeAPの自己集合体は、中程度の細胞透過性を示し、エンドサイトーシス経路によって細胞内に取り込まれることが示唆された。
【０１１０】
次に光照射によりBODIPY-AP又はBODIPY-MeAPの自己集合体の細胞毒性が誘導されるか観察した。終濃度で20μMとなるようにBODIPY-APをA549細胞に添加し、ビーム直径0.8 cm、511〜551 nm、42 mW/cm2で光を照射し、経時的に細胞の形態を観察したところ、20分後から形態に変化が現れた（図１９）。具体的には。ほとんどの細胞表面に泡状の細胞膜変性が起こり、細胞が収縮した。BODIPY-MeAPでも同様の変化が認められた（図２０及び２１）。光を上記条件で30分照射し、その後細胞を一晩培養すると、光を照射された部位（図１８(b)の “hv”； BODIPY-AP自己集合体（左）；BODIPY-MeAP自己集合体（右））のみ、細胞が剥離していた。このことから、光照射によりBODIPY-AP自己集合体及びBODIPY-MeAP自己集合体の細胞毒性が誘導されと考えられた。さらに、光照射を行ってから10分後及び20分後の細胞の生存率を図１８(c)に示す。光照射を行ってから10分後には細胞の生存率は約25％ととなり、20分後には生存率は2％程度となった。
以上の結果から、本願発明の化合物は、PDT剤として使用できることが示された。
【図１】
2019043851.tif 000021
【図２】
2019043851.tif 000022
【図３】
2019043851.tif 000023
【図４】
2019043851.tif 000024
【図５】
2019043851.tif 000025
【図６】
2019043851.tif 000026
【図７】
2019043851.tif 000027
【図８】
2019043851.tif 000028
【図９】
2019043851.tif 000029
【図１０】
2019043851.tif 000030
【図１１】
2019043851.tif 000031
【図１２】
2019043851.tif 000032
【図１３】
2019043851.tif 000033
【図１４】
2019043851.tif 000034
【図１５】
2019043851.tif 000035
【図１６】
2019043851.tif 000036
【図１７】
2019043851.tif 000037
【図１８】
2019043851.tif 000038
【図１９】
2019043851.tif 000039
【図２０】
2019043851.tif 000040
【図２１】
2019043851.tif 000041