(57)【要約】  本発明は、一般式（Ｒ’）ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（Ａ）ｎ（ＸＲ）ｍ：式中、Ｌは、二または多官能性有機中性配位子またはその脱プロトン化形態であって、Ｎ、Ｏ、Ｓから選択される少なくとも２個のヘテロ原子を含有しており、ここで、配位子の官能基の少なくとも１個は、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨまたはこれらの脱プロトン化された等価体から選択され；Ａは、無機アニオンであり、Ｘは、酸素または硫黄であり、Ｒ’は、直鎖または分枝状のＣ１−Ｃ１０アルキル、ベンジル、フェニル、シクロヘキシルまたはハロゲンであり、Ｒは、水素、アルキルまたはアリールであり、ｘは、０〜６の数であり、ｙは、１〜１２の数であり、ｚは、１〜１２の数であり、ｎは、０〜６の数であり、ｍは、０〜６の数であり、ここで、同時にｘ≠０、ｎ≠０およびｍ≠０であり、ｎおよびｍ＝０であるときには、ｘ≠ｚである；の化合物に関する。本発明はまた、該化合物の調製方法およびその用途にも関する。【選択図】図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式：
（Ｒ’）ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（Ａ）ｎ（ＸＲ）ｍ
式中
Ｌは、式１、式２、式３、式４、式５、式６、式７、式８、式９、式１０、式１１、式１２または式１３の構造によって表される二または多官能性有機中性配位子またはその脱プロトン化形態であり：
【化１】
2013537517.tif 000016
2013537517.tif 000017
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１は、窒素、硫黄、酸素から選択されるヘテロ原子、水素に結合した炭素原子、場合により置換されている直鎖または分枝状のＣ１〜Ｃ１０アルキル、場合により置換されているフェニル、場合により置換されているベンジル、場合により置換されているエーテル基、場合により置換されているケトン基、ハロゲン、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨ、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＣＯＮＲ−であり；
ここで、配位子は、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨ、およびこれらの脱プロトン化された等価体−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＲ−から選択される少なくとも１個の官能基を含み、
Ａは、Ｏ２−、Ｓ２−、Ｓｅ２−、Ｔｅ２−、ＣＯ３２−、ＳＯ４２−、ＳＯ３２−、ＣＳ２Ｏ２−、ＣＳ３２−、ＢＯ３３−、ＮＯ２−、およびＮＯ３−から選択される無機アニオンであり、
Ｘは、酸素または硫黄であり、
Ｒ’は、直鎖または分枝状のＣ１〜Ｃ１０アルキル、ベンジル、フェニル、シクロヘキシルまたはハロゲンであり、
Ｒは、水素、アルキルまたはアリールであり、
ｘは、０〜６の数であり、
ｙは、１〜１２の数であり、
ｚは、１〜１２の数であり、
ｎは、０〜６の数であり、
ｍは、０〜６の数であり、
ここで、同時にｘ≠０、ｎ≠０およびｍ≠０であり、ｎおよびｍ＝０であるときには、ｘ≠ｚである；
の化合物。
【請求項２】
無機アニオンＡが、Ｏ２−、Ｓ２−、Ｓｅ２−、ＣＯ３２−、ＣＳ２Ｏ２−、ＢＯ３３−、およびＮＯ３−から選択される、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
官能基が、１〜３個の炭素原子の飽和または不飽和炭素鎖によって配位子Ｌから分離される、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
配位子ＬにおけるＲ１が、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨ、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、および−ＣＯＮＲ−から選択される基の１つに結合している、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
配位子ＬにおけるＲ１が、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、および−ＣＯＮＲ−から選択される基の１つに結合している、請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
Ｌが、８−ヒドロキシキノリン、１０−ヒドロキシベンゾキノリンおよび２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールからなる群から選択される、請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
ｘが、１〜６の数である、請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
ｍが、１〜６の数である、請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
Ｌが、式２、式３、式５、式７、式１０または式１２の構造によって表される、請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
（ａ）［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］；
（ｂ）［（Ｚｎｑ２）２（ＥｔＺｎＯＨ）２］；
（ｃ）［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］；
（ｄ）［（ｉＰｒ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］；
（ｅ）［（Ｅｔ）２Ｚｎ４（ＯＥｔ）２（Ｂｑ）４］；
（ｆ）｛［Ｚｎ（ＢＴＺ）２］（ｔＢｕＺｎＢＴＺ）２｝；
（ｇ）Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４；
からなる群から選択され、
式中：
ｑが、８−ヒドロキシキノリンであり；
Ｍｅｑが、５，７−ジメチル−８−ヒドロキシキノリンであり；
ＢＺＴが、２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールであり；
Ｅｔが、エチルであり；
ｉＰｒが、イソプロピルであり；
ｔＢｕが、ｔ−ブチルである；請求項１に記載の化合物。
【請求項１１】
一般式
（Ｒ’）ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（Ａ）ｎ（ＸＲ）ｍ
式中、Ａ、Ｌ、Ｘ、Ｒ、Ｒ’、ｘ、ｙ、ｚ、ｎ、およびｍは、請求項１に定義されている通りである；
の化合物の調製方法であって、
構造（Ｒ’）ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（ＸｋＲ）ｍ：式中、ｋは１または２である；によって表される前駆体が、溶媒中で：
（ａ）酸素；
（ｂ）水；
（ｃ）硫黄元素；
（ｄ）セレニウム；
（ｅ）テルリウム；
（ｆ）炭酸、硫酸（ＩＶ）、硫酸（ＶＩ）、チオ炭酸、ホウ酸、硝酸（ＩＩＩ）および硝酸（Ｖ）から選択されるオキシ酸；
（ｇ）Ｈ２、Ｈ２Ｓｅ、およびＨ２Ｔｅから選択される二元酸；
（ｇ）ＣＯ２、ＳＯ２、ＣＳ２、Ｂ２Ｏ３、ＮＯ、およびＮＯ２から選択される酸無水物；もしくは
（ｈ）炭酸、硫酸（ＩＶ）、チオ炭酸、ホウ酸、硝酸（ＩＩＩ）、硝酸（Ｖ）、硫化水素酸、セレン化水素酸、およびテルル化水素酸の塩から選択される無機酸塩
のいずれか１種以上との反応に、あるいは熱転移に付される、方法。
【請求項１２】
無水有機溶媒が用いられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
含水有機溶媒が用いられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
水が溶媒として用いられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
有機溶媒が、トルエン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、塩化メチレン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ならびに、前駆体が易溶性であるアルコール、フェノールもしくは酸、またはこれらの化合物の混合物である、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１６】
反応が、−７０℃〜２００℃の温度で実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
反応が、−７０℃〜１００℃の温度で実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前駆体を、ＣＯ２、ＳＯ２、ＣＳ２、Ｂ２Ｏ３、ＮＯ、およびＮＯ２から選択される酸無水物と反応させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前駆体を、炭酸、硫酸（ＩＶ）、チオ炭酸、ホウ酸、硝酸（ＩＩＩ）、硝酸（Ｖ）、硫化水素酸、セレン化水素酸、およびテルル化水素酸の塩から選択される無機酸塩と反応させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前駆体を、炭酸、硫酸（ＩＶ）、硫酸（ＶＩ）、チオ炭酸、ホウ酸、硝酸（ＩＩＩ）、および硝酸（Ｖ）から選択されるオキシ酸と反応させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
前駆体を、Ｈ２、Ｈ２Ｓｅ、およびＨ２Ｔｅから選択される二元酸と反応させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
前駆体を、硫黄元素、セレニウムまたはテルリウムと反応させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２３】
反応が、０．１〜１００ｂａｒの圧力範囲下で実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項２４】
反応が、１〜１００ｂａｒの圧力範囲下で実施される、請求項１１または２３に記載の方法。
【請求項２５】
反応が、１〜２０ｂａｒの圧力範囲下で実施される、請求項１１または２３に記載の方法。
【請求項２６】
前駆体が、６０〜７００℃の温度範囲で熱転移に付される、請求項１１に記載の方法。
【請求項２７】
前駆体が、６０〜４００℃の温度範囲で熱転移に付される、請求項１１または２６に記載の方法。
【請求項２８】
発光層および伝導層の生成における、請求項１に記載の化合物の使用。
【請求項２９】
発光層および伝導層が、発光団を利用した電子発光ダイオードおよびデバイスの製造に用いられる、請求項２８に記載の使用。
【請求項３０】
細胞および組織の画像化における蛍光タグとしての、請求項１に記載の化合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子工学、生物学および医学において、特に、有機発光ダイオードの設計において潜在用途を有する、有機配位子と亜鉛との錯体をベースとする発光化合物に関する。本発明はまた、該化合物の調製方法およびその用途にも関する。
【背景技術】
【０００２】
タイプＭｑｎ（Ｍは金属である）の８−ヒドロキシキノリン（Ｈｑ）キレートは、分析化学において広く用いられている。１９８０年代以降、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造において、発光層および伝導層の設計におけるＨｑキレートおよびその誘導体の有用性に関して幅広い研究が開始された。最初に安定な電子発光ダイオードの調製にもたらした材料化学において実に画期的であったのは、８−Ｈｑとアルミニウムとのトリキレート錯体（Ａｌｑ３）を用いたことであった。［Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ、１９８７、５１、９１３ならびに特許番号ＵＳ１９８５／４５３９５０７およびＵＳ１９８８／４７２０４３２］。近年、亜鉛のビスキレート８−Ｈｑ錯体（Ｚｎｑ２）の電子発光特性に関しても幅広い研究が行われた［Ｌ．Ｓ．Ｓａｐｏｃｈａｋ、Ｆ．Ｅ．Ｂｅｎｉｎｃａｓａ、Ｒ．Ｓ．Ｓｃｈｏｆｉｅｌｄ、Ｊ．Ｌ．Ｂａｋｅｒ、Ｋ．Ｋ．Ｃ．Ｒｉｃｃｉｏ、Ｄ．Ｆｏｇａｒｔｙ、Ｈ．Ｋｏｈｌｍａｎｎ、Ｋ．Ｆ．Ｆｅｒｒｉ、Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｗｓ  Ｊ  Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ、２００２、１２４、６１１９］。
【０００３】
Ａｌｑ３の構造において、アルミニウム原子は、３個の脱プロトン化ヒドロキシキノリン配位子に結合している。Ａｌｑ３の熱安定性により、３５０℃での真空めっきによって、分解することなく薄層に化合物を堆積することが可能になる。溶液中のＡｌｑ３の量子収率は、５３２ｎｍにおける最大蛍光で１１％である。Ｚｎｑ２は、同等の量子収率を特徴とする。［Ｔ．Ａ．Ｈｏｐｋｉｎ、Ｋ．Ｍｅｅｒｈｏｌｚ、Ｓ．Ｓｈａｈｅｅｎ、Ｍ．Ｌ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ、Ａ．Ｓｃｈｍｉｄｔ、Ｂ．Ｋｉｐｐｅｌｅｎ、Ａ．Ｂ．Ｐａｄｉａ、Ｈ．Ｋ．Ｈａｌｌ、Ｊｒ．、Ｎ．Ｐｅｙｇｈａｍｂａｒｉａｎ、Ｎ．Ｒ．Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ  Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．、１９９６、８、３４４］
【０００４】
所定の色の放射光を有する材料を得るために種々の試みがなされている。これは、例えばＴＶパネルにおいて潜在用途を有するＯＬＥＤの設計において特に重要である。現在、広範な色を有する蛍光系を得るために幅広い研究が行われており、青色および白色発光体が恐らく最も魅力的である。
【０００５】
また、生物学および医学における画像化および物理化学検査において広範に用いられる蛍光タグ化の新しい可能性に関して調査することも必要とされている。蛍光タグの利用可能な領域は、非常に広範かつ様々である。蛍光タグは、セル成分：膜、細胞骨格タンパク質、オルガネラ：核、ミトコンドリア、リポソーム、小胞体、ゴルジ装置の研究および画像化において用いられ；タグは、抗体および酵素、ペプチド、オリゴヌクレオチドならびに核酸を染色することを含めた種々の目的でタンパク質を染色するのに用いられ；好適な設計の蛍光タグは、Ｏ２、Ｋ＋、Ｈ＋などの重要な細胞内物質の濃度の測定のための、および細胞膜の電位の測定のための化学センサーとして用いられ；タグ化された物質は、インビトロおよびインビボの両方の研究において、ならびに固定された材料および生体モデルの両方において用いられる。タグ化された物質は、遺伝学、生化学、例えば、酵素活性の研究、免疫学、病理学、神経学、医療診断などにおけるものなど含めた生物学および医学の多くの分野において用いられる。細胞機能の研究において、タグ化は、細胞生存性、細胞サイクル、接着、アポトーシス、物質の細胞毒性試験などを研究するのに用いられる。上記分野において広範に用いられる多数の現代の研究技法および技術は、蛍光タグを含有する化合物を利用しており、これらの技法の開発における進歩は、タグの開発、特にタグの感度および安定性の進歩によって決定される。これらの技法として：フローサイトメトリー；バイオチップ；ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）によるＤＮＡ配列決定または核酸合成；生体分子間相互作用を含めたモジュール間相互作用の研究に用いられる蛍光相関分光法（ＦＣＳ）（高強度励起放射も用いられ、タグの発光の強度が個々の光子の捕捉に従う）；蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）をベースとした生物学的センサー、該センサーは、シグナル伝達経路を研究するために、かつ共焦点蛍光寿命イメージング顕微鏡（ＦＬＩＭ）（タンパク質−タンパク質相互作用を研究するのに用いられ、現在用いられている蛍光体の低い量子収率によって制限される蛍光の寿命の差異を測定することをベースとした画像化技法である）を用いた生物学的プロセスの画像化のために、細胞生物学において広範に用いられる；または、タンパク質の細胞内位置を研究するために用いられる超分解能誘導放出制御（ＳＴＥＤ）顕微鏡（およそ７０ｎｍの分解能）が挙げられる。
【０００６】
蛍光タグの市場は、蛍光タンパク質、小さな有機分子および量子ドットから構成されており、これらは近年導入されたものであり、依然として実行段階にある［１、２、４、５］。加えて、文献には、リン光ランタニド錯体［１０］、カーボンナノ粒子［９］および重金属の錯体［１１］をベースとしたタグを調製する試みに関する報告が含まれている。主要かつ最も汎用的なグループは、小さな有機分子である。これらは、種々な化合物分類に属し、その分子量は、通常１０００Ｄａを超えず、そのサイズは、これら分子を直径１〜１．５ｎｍの球体内に封入することを可能にする。量子ドット（ＱＤ）、または半導体ベースのナノ粒子は、フォトルミネセンス特性を有しており、その直径は、通常１０ｎｍを超えない。ＱＤの例は、硫化亜鉛層にコーティングされたセレン化カドミウムのナノ粒子：ＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤである。有機タグは小さいが、光退色に耐性を有さない。量子ドットは光学的に安定であるが、多くの用途に関して大き過ぎる。
【０００７】
Ｈｑおよびその誘導体をベースとする錯体の場合には、改変された電子特性を有する配位子の導入、金属中心または錯体配位領域の幾何学的構造の変化によって、最大蛍光放射のシフトを達成することができる。例えば、Ａｌｑ’３（すなわち、Ｃ−４において−ＣＨ３で置換された８−ヒドロキシキノリンのモノアニオンからなる錯体）の最大蛍光は５１５ｎｍであり、Ａｌｑ３と比較して１７ｎｍだけ浅色にシフトする。
【化１】
2013537517.tif 000002
【０００８】
一方で、Ｃ−２において−ＣＨ３で置換された８−ヒドロキシキノリンを用いると、４９０ｎｍにおいて最大発光を有するタイプ［（ｑ”Ａｌ）２Ｏ］の安定性に欠くオキソアルミニウム錯体の形成をもたらした。プロ配位子Ｈｑ’’’を用いたときには、４４０ｎｍに蛍光スペクトルピークを有する化合物Ａｌ（ｑ’’’）３が得られた。［Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎ、Ｊ．Ｓｈｉ  Ｃｏｏｒｄｉｎ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．、１９９８、１７１、１６１］
【０００９】
タイプＭｑｎの錯体の蛍光特性はまた、中心イオンの性質にも依存し：
ｉ）常磁性金属イオンを有するキレート錯体は、いずれの蛍光も示さず（例えば、Ｃｒ、Ｎｉ錯体）；
ｉｉ）量子収率の低下は、金属イオンの原子数の増加に伴って通常観察され；
ｉｉｉ）蛍光の最大は、金属−配位子結合の共有結合性が増加するに伴ってより長い波長にシフトし；例えば、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎキレートは、それぞれ、５３２、５４５、５５８ｎｍにおいて発光する一方で、Ｍｇｑ２は、亜鉛アナログＺｎｑ２（５５７ｎｍ）の波長と比較してより短い波長（５００ｎｍ）の光を発する。
［Ｄ．Ｃ．Ｂｈａｔｎａｇａｒ、Ｌ．Ｓ．Ｆｏｒｓｔｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ、１９６５、２１、１８０３；Ｒ．Ｂａｌｌａｒｄｉｎｉ、Ｇ．Ｖａｒａｎｉ、Ｍ．Ｙ．Ｉｎｄｅｌｌｉ、Ｆ．Ｓｃａｎｄｏｌａ  Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、１９８６、２５、３８５８］
【００１０】
発光バンドにおけるシフトはまた、分子の幾何学的構造、ならびに結晶格子における分子の相対位置および分子間相互作用にも依存する。例えば、分光学的特性の差異は、Ａｌｑ３の種々の多型変異体において観察される。［Ｍ．Ｃｏｅｌｌｅ、Ｒ．Ｅ．Ｄｉｎｎｅｂｉｅｒ、Ｗ．Ｂｒｕｅｔｔｉｎｇ  Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．、２００２、２９０８］
【００１１】
記載した例は、大部分が、１種類の配位子を含有する単核キレート化合物に関するものであり、これは、分子の幾何学的構造および結晶充填において、したがって分子の分光学的特性において多様性を少なくする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、現代の蛍光系の設計の可能性を拡大する新規分類の蛍光材料を得ることであった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の主題は、一般式（Ｒ’）ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（Ａ）ｎ（ＸＲ）ｍ：式中、Ｌは、二または多官能性有機中性配位子またはその脱プロトン化形態であって、Ｎ、Ｏ、Ｓから選択される少なくとも２個のヘテロ原子を含有しており、ここで、配位子の官能基の少なくとも１個は、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨまたはこれらの脱プロトン化された等価体から選択され；Ａは、無機アニオンであり、Ｒ’は、直鎖もしくは分枝状のＣ１〜Ｃ１０アルキル、ベンジル、フェニル、シクロヘキシルまたはハロゲンであり、Ｘは、酸素または硫黄であり、Ｒは、水素、アルキルまたはアリールであり、ｘは、０〜６の数であり、ｙは、１〜１２の数であり、ｚは、１〜１２の数であり、ｎは、０〜６の数であり、ｍは、０〜６の数であり、ここで、同時にｘ≠０、ｎ≠０およびｍ≠０であり、ｎおよびｍ＝０であるときには、ｘ≠ｚである；の新規化合物である。
【００１４】
好ましくは、無機アニオンＡは、オキシ酸、二元酸、酸無水物、酸素、硫黄、セレニウム、またはテルリウムに由来するアニオンである。
【００１５】
より好ましくは、無機アニオンＡは、Ｏ２−、Ｓ２−、Ｓｅ２−、Ｔｅ２−、ＣＯ３２−、ＳＯ４２−、ＳＯ３２−、ＣＳ２Ｏ２−、ＣＳ３２−、ＢＯ３３−、ＮＯ２−、ＮＯ３−である。
【００１６】
最も好ましくは、無機アニオンＡは、Ｏ２−、Ｓ２−、Ｓｅ２−、ＣＯ３２−、ＣＳ２Ｏ２−、ＢＯ３３−、ＮＯ３−である。
【００１７】
好ましくは、多官能性配位子Ｌは、少なくとも１個のルイス塩基中心と、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨまたはこれらの脱プロトン化された等価体から選択される少なくとも１個の官能基とを含有する中性有機化合物またはその脱プロトン化された等価体からなる。
【００１８】
より好ましくは、多官能性配位子Ｌは、少なくとも１個のルイス塩基中心と、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＲ−から選択される少なくとも１個の官能基とを含有する有機化合物からなる。
【００１９】
好ましくは、多官能性配位子Ｌは、ルイス塩基中心が、１〜３個の炭素原子の飽和または不飽和炭素鎖によって−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨ基から分離されている有機化合物からなる。
【００２０】
より好ましくは、多官能性配位子Ｌは、ルイス塩基中心が、１〜３個の炭素原子の飽和または不飽和炭素鎖によって−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＲ−基から分離されている有機化合物からなる。
【００２１】
好ましくは、配位子Ｌは、式１、式２、式３、式４、式５、式６、式７、式８、式９、式１０、式１１、式１２または式１３の有機化合物である：
【化２】
2013537517.tif 000003
2013537517.tif 000004
2013537517.tif 000005
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１は、窒素、硫黄、酸素から選択されるヘテロ原子、または水素に結合した炭素原子、直鎖または分枝状のＣ１〜Ｃ１０アルキル（場合により置換されている）、フェニル（場合により置換されている）、ベンジル（場合により置換されている）、エーテル基（場合により置換されている）、ケトン基（場合により置換されている）、ハロゲン、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨ、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＲ−であり、ここで、Ｒ１は、好ましくは、基：−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨの１つに結合した炭素原子、より好ましくは基：−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＲ−の１つに結合した炭素原子である。
【００２２】
本発明はまた、一般式（Ｒ’）ｘＺｎＹ（Ｌ）ｚ（Ａ）ｎ（ＸＲ）ｍの化合物の調製のための方法であって、前駆体Ｒ’ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（ＸｋＲ）ｍ：式中、Ｌは、二または多官能性有機中性配位子またはその脱プロトン化形態であって、Ｎ、Ｏ、Ｓから選択される少なくとも２個のヘテロ原子を含有しており、ここで、配位子の官能基の少なくとも１個は、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＲＨまたはこれらの脱プロトン化された等価体から選択され；Ｘは、酸素または硫黄であり、Ｒ’は、直鎖もしくは分枝状のＣ１〜Ｃ１０アルキル、ベンジル、フェニル、シクロヘキシルまたはハロゲンであり、Ｒは、水素、アルキルまたはアリールであり、ｘは、０〜６の数であり、ｙは、１〜１２の数であり、ｚは、１〜１２の数であり、ｍは、０〜６の数であり、ｋは１または２である；が、溶媒中で、酸素、水、硫黄元素、セレニウム、テルリウム、オキシ酸、二元酸、酸無水物および／または無機酸塩との反応に、あるいは熱転移に付される、方法にも関する。
【００２３】
本発明の方法は、無水有機溶媒、水を含有する有機溶媒、ならびに無機溶媒、好ましくは水を用いることを可能にする。
【００２４】
好ましくは、有機溶媒は、トルエン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、塩化メチレン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ならびに、前駆体が易溶性であるアルコール、フェノールもしくは酸、またはこれらの化合物の混合物である。
【００２５】
酸素による反応は、酸化剤としての酸素、大気中の空気、または両方の混合物によって行われてよい。
【００２６】
好ましくは、反応において、酸無水物が用いられる。
【００２７】
好ましくは、用いられる酸無水物として、ＣＯ２、ＳＯ２、ＣＳ２、Ｂ２Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２が挙げられる。
【００２８】
好ましくは、反応において、無機酸塩が用いられる。
【００２９】
好ましくは、用いられる無機塩として、炭酸、硫酸（ＩＶ）、硫酸（ＶＩ）、チオ炭酸、ホウ酸、硝酸（ＩＩＩ）、硝酸（Ｖ）、硫化水素酸、セレン化水素酸、テルル化水素酸の塩が挙げられる。
【００３０】
好ましくは、用いられるオキシ酸として、炭酸、硫酸（ＩＶ）、硫酸（ＶＩ）、チオ炭酸、ホウ酸、硝酸（ＩＩＩ）、硝酸（Ｖ）が挙げられる。
【００３１】
好ましくは、用いられる二元酸として、Ｈ２、Ｈ２Ｓｅ、Ｈ２Ｔｅが挙げられる。
【００３２】
好ましくは、反応において、硫黄元素、セレニウムまたはテルリウムが用いられる。
【００３３】
好ましくは、反応は、−７０〜２００℃、より好ましくは−７０〜１００℃の温度範囲、０．１〜１００ｂａｒ、より好ましくは１〜１００ｂａｒ、最も好ましくは１〜２０ｂａｒの圧力範囲において行われる。
【００３４】
好ましくは、熱転移は、６０〜７００℃、より好ましくは６０〜４００℃の温度範囲において行われる。
【００３５】
本発明はまた、有機電子発光ダイオード生産技術におけるおよび発光団を利用した他のデバイスにおける使用のための発光層および伝導層の製造のための、一般式（Ｒ’）ｘＺｎｙ（Ｌ）ｚ（Ａ）ｎ（Ｘ）ｍの化合物の使用にも関する。
【００３６】
本発明の化合物は、細胞および組織の画像化における蛍光タグとしても用いられ得る。
【００３７】
本発明の方法は、少なくとも２種の配位子の存在、種々の核性および種々の定量的な金属−配位子比を特徴とする新規分類の蛍光材料の好都合な調製を可能にし、ひいては、配位子の相対位置と、錯体の幾何学的構造と、したがって結晶格子における分子の充填とに影響する。かかる変化は、得られる材料のより望ましい分光学的特性に向けた有意な変化をもたらし、新規蛍光系の合理的な設計を可能にする。例えば、Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４錯体のピークの蛍光は、４９０ｎｍにあり、アルミニウムおよび亜鉛の常套的なキレートと比較して６０ｎｍだけブルーシフトする。加えて、常套的な化合物と比較して、Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４では、量子収率の６倍の増加（１１％〜６４％）が観察される。新しい方法は、所定の結晶学的構造および特有の分光学的特性を有する蛍光化合物を調製する可能性を拡大する。
【００３８】
本発明による化合物は、生物学および医学における細胞および組織の画像化において、特に蛍光タグとしての使用を見出す。この用途は、非常に強い強度を有する光の放出を、ときには単一放出光子に至るまで記録する性能を利用する。かかるレベルの感度は、光吸収に基づく分光技法の場合には達成できない。蛍光タグとして用いられる本発明の化合物は、量子ドットよりも有意に小さく、同時に、有機染料よりもはるかに高い耐光退色性を有する。
【００３９】
細胞および組織の画像化に用いられる本発明の化合物は、使用前または使用の際に、細胞由来の分子、その合成コピーもしくはアナログ、特に、タンパク質、ペプチド、核酸、ヌクレオシド、ヌクレオチド、多糖類、ホルモン、アミノ酸に共有結合的に、または他の分子、特に、薬剤もしくは毒素との物理的相互作用によってのいずれかで拘束され、かかる本発明の化合物の拘束は、該化合物と、上記分子、すなわち、細胞由来の分子、その合成コピーまたはアナログ、特に、タンパク質、ペプチド、核酸、ヌクレオシド、ヌクレオチド、多糖類、ホルモン、アミノ酸のいずれかとの証明されたまたは疑似的な相互作用を目的として実施される。これらの用途の一部として、本発明の化合物は、生体モデルまたは固定された材料のいずれかにおいて、インビトロまたはインビボで実施される組織または細胞中の化学物質の定性的または定量的分析においても用いられる。最終的には、本発明の化合物は、組織、細胞または細胞片に蓄積する能力に起因して用いられる。
【００４０】
表１に列挙されている、式［Ｚｎ（ＣＯ３）］４［Ｚｎｑ２］６の本発明による化合物の既知のパラメータ、例えばそのサイズ、量子収率、ストークシフト、および光学安定性と、現在市販されている蛍光タグのパラメータとの比較は、本発明による化合物が、現在の技術のタグよりも有意な利点を有すること、および蛍光タグの利用可能な分野を有意に拡大することができることを示唆する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例９〜１１によって得られたＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の分光学的特性を示す。二酸化炭素の存在下に、［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］前駆体の変換の過程で測定した蛍光強度の増加を示す。
【図２】トルエン中での、Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４（実線）、および参照化合物としての硫酸キニーネ（破線）の蛍光スペクトルを示す。
【図３】二重および三重ブロックポリマーを用いて水に可溶化させた、Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４で染色した線維芽細胞の蛍光顕微鏡画像を示す。
【図４】ポリマーのみによって処理されたヒト線維芽細胞株の対照サンプルの蛍光顕微鏡画像を示す。
【図５】［ＲＺｎ（ｑ）］３（１３：ドット）、［（Ｒ）３Ｚｎ５（μ４−Ｏ）（ｑ）５］（２：三角）および［Ｚｎ（ｑ）２］２［ＲＺｎ（ＯＨ）］２（３：四角）の薄層の分光学的特性を示す。最大発光バンドは、４７０ｎｍ〜５５５ｎｍをカバーする。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の主題を以下の実施例により詳細に提示する。
【００４３】
実施例１
式［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］の蛍光化合物の調製
１０μＬの水（０．５６ｍｍｏｌのＨ２Ｏ）を、０．１５ｇ（０．５６ｍｍｏｌ）のｔｅｒｔ−ブチル亜鉛誘導体（（ｔＢｕＺｎｑ）３）を含有する５ｍＬのテトラヒドロフラン溶液に添加した。反応を室温で１２時間行った。結晶化により、Ｘ線構造研究に好適な単結晶を得た。Ｘ線構造研究は、反応の生成物が、以下に提示する構造式の［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］付加物であることを示した。
【化３】
2013537517.tif 000006
【００４４】
実施例２
式［（Ｚｎｑ２）２（ＥｔＺｎＯＨ）２］の蛍光化合物の調製
１０μＬの水（０．５６ｍｍｏｌのＨ２Ｏ）を、０．１３５ｇ（０．５６ｍｍｏｌ）のエチル亜鉛誘導体（（ＥｔＺｎｑ）２）を含有する５ｍＬのテトラヒドロフラン溶液に添加した。反応を室温で４時間行った。Ｘ線構造およびスペクトル研究は、反応の生成物が、以下に提示する構造式の［（Ｚｎｑ２）２（ＥｔＺｎＯＨ）２］付加物であることを示した。
【化４】
2013537517.tif 000007
【００４５】
実施例３
式［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］の蛍光化合物の調製
０．１ｍＬの、０．５Ｍの水のＴＨＦ溶液（０．０５ｍｍｏｌのＨ２Ｏ）を、０．１５０ｇ（０．５ｍｍｏｌ）の、５，７−ジメチル−８−ヒドロキシキノリンのｔｅｒｔ−ブチル亜鉛誘導体（［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］）を含有する、５ｍＬのテトラヒドロフラン溶液に添加した。反応を室温で４時間行った。結晶化により、Ｘ線構造研究に好適な単結晶を得た。Ｘ線構造研究は、反応の生成物が、以下に提示する構造式の［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］付加物であることを示した。
【化５】
2013537517.tif 000008
【００４６】
実施例４
式［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］の蛍光化合物の調製
［（ＺｎＭｅｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］付加物の単結晶を２００℃で６０分間加熱した。その後、結晶粉末を得、Ｘ線粉末回折計を用いて特性決定した。試験した化合物のスペクトルは、実施例３で提示した構造式の［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］付加物の参照スペクトルに相当する。
【００４７】
実施例５
式［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］の蛍光化合物の調製
［（ＺｎＭｅｑ２）２（ｔＢｕＯＯＺｎＭｅｑ）２］付加物の単結晶を２００℃で３０分間加熱した。その後、結晶粉末を得、Ｘ線粉末回折計を用いて特性決定した。試験した化合物のスペクトルは、実施例３で提示した構造式の［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］付加物の参照スペクトルに相当する。
【００４８】
実施例６
式［（ｉＰｒ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］の蛍光化合物の調製
０．１ｍＬの、０．５Ｍの水のＴＨＦ溶液（０．０５ｍｍｏｌのＨ２Ｏ）を、０．１３５ｇ（０．５ｍｍｏｌ）の、５，７−ジメチル−８−ヒドロキシキノリンのイソプロピル誘導体（ｉＰｒＺｎＭｅｑ）３を含有する、５ｍＬのテトラヒドロフラン溶液に添加した。反応を室温で４時間行った。Ｘ線構造およびスペクトル研究は、反応の生成物が、以下に提示する構造式の［（ｉＰｒ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］付加物であることを示した。
【化６】
2013537517.tif 000009
【００４９】
実施例７
［（Ｅｔ）２Ｚｎ４（ＯＥｔ）２（Ｂｑ）４］の蛍光化合物の調製
０．１ｇの１０−ヒドロキシベンゾキノリンのエチル亜鉛誘導体（ｔＢｕＺｎＢｑ）３を含有する２ｍＬのテトラヒドロフラン溶液を、−７０℃で５分間、酸素との反応に付した。結晶化により、Ｘ線構造研究に好適な単結晶を得た。Ｘ線構造研究は、酸化生成物が、以下に提示する構造式の［（Ｅｔ）２Ｚｎ４（ＯＥｔ）２（Ｂｑ）４］付加物であることを示した。
【化７】
2013537517.tif 000010
【００５０】
実施例８
式｛［Ｚｎ（ＢＴＺ）２］（ｔＢｕＺｎＢＴＺ）２｝の蛍光化合物の調製
等モル量の水を、−７８℃において、０．１ｇの２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール（ＢＴＺ）のｔｅｒｔ−ブチル亜鉛誘導体を含有する５ｍＬのトルエン溶液に添加した。反応混合物を放置して室温にし、その後、反応を４時間行った。結晶化により、Ｘ線構造研究に好適な単結晶を得た。Ｘ線構造研究は、反応の生成物が、以下に提示する構造式の｛［Ｚｎ（ＢＴＺ）２］（ｔＢｕＺｎＢＴＺ）２｝付加物であることを示した。
【化８】
2013537517.tif 000011
【００５１】
実施例９
式Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の蛍光化合物の調製
０．１ｇの前駆体［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］を含有する５ｍＬのテトラヒドロフラン溶液を、１ａｔｍ下、０℃において、二酸化炭素との反応に付した。結晶化により、Ｘ線構造研究に好適な単結晶を得た。Ｘ線構造研究は、反応の生成物が、以下に提示する構造式のＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４付加物であることを示した。
【化９】
2013537517.tif 000012
【００５２】
実施例１０
式Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の蛍光化合物の調製
０．１ｇの前駆体［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］を含有する５ｍＬのテトラヒドロフラン溶液を、７０ａｔｍ下、２５℃において２時間、二酸化炭素との反応に付した。生成物を結晶粉末として得、Ｘ線粉末回折計を用いて特性決定した。Ｘ線回折研究は、反応の生成物が、実施例９に提示した構造式のＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４付加物であることを示した。
【００５３】
実施例１１
式Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の蛍光化合物の調製
０．０４２ｇ（０．４ｍｍｏｌ）のＮａ２ＣＯ３を、０．３５５ｇ（１ｍｍｏｌ）のＺｎｑ２前駆体を含有する５ｍＬのトルエン溶液に添加した。反応を２５℃で２４時間行った。結晶化により、Ｘ線構造研究に好適な単結晶を得た。Ｘ線回折研究は、反応の生成物が、実施例９に提示した構造式のＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４付加物であることを示した。
【００５４】
実施例９、１０および１１によって得られたＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の分光学的特性を図１および図２に提示する。図１は、二酸化炭素の存在下に、［（Ｚｎｑ２）２（ｔＢｕＺｎＯＨ）２］前駆体の変換の過程で測定した蛍光強度の増加を示す一方で、図２は、トルエン中での、Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４（実線）、および参照化合物としての硫酸キニーネ（破線）の蛍光スペクトルを示す。Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の量子収率は６４％である（実施例９、１０および１１）。
【００５５】
表２は、［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］、［（ｔＢｕ）２Ｚｎ４（μ４−Ｏ）（Ｍｅｑ）４］、［（Ｅｔ）２Ｚｎ４（ＯＥｔ）２（Ｂｑ）４］、｛［Ｚｎ（ＢＴＺ）２］（ｔＢｕＺｎＢＴＺ）２｝およびＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４の結晶学的データを提示する。
【００５６】
実施例１２
細胞染色
ポリエチレン−ポリプロピレングリコールおよびポロキサマなどの適切な二重および三重ブロックポリマーを用いて水に可溶化させたＺｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４を、ヒト線維芽細胞株の染色に用いた。顕微鏡試料を調製し、続いて、Ｚｎ１０ｑ１２（ＣＯ３）４を含有するリン酸緩衝溶液中で細胞を３時間インキュベーションした。顕微鏡分析により、蛍光体が細胞質内に十分に移動して、細胞染色が生じたことが明らかになった。励起波長による照射の間、蛍光強度の経時的な低下は観察されなかった。水に溶解した、ポリマーコーティングした分子は、およそ５ｎｍの平均サイズを有した。図３は、染色した線維芽細胞の蛍光顕微鏡画像を示し、一方で、図４は、対照サンプル、すなわち、ポリマーのみによって処理された細胞の画像を示す。
【００５７】
実施例１３
［ＲＺｎ（ｑ）］３（１３）、［（Ｒ）３Ｚｎ５（μ４−Ｏ）（ｑ）５］（２）および［Ｚｎ（ｑ）２］２［ＲＺｎ（ＯＨ）］２（３）の薄層を得た。これらの化合物は、異なる分光学的特性を有する。最大発光バンドは、４７０ｎｍ〜５５５ｎｍの広範囲をカバーし（図５）、これにより、青、緑、または黄色の光を発する発光層を得ることが可能となる。
【表１】
2013537517.tif 000013
【表２】
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【図１】
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【図２】
2013537517.tif 000019
【図３】
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【図４】
2013537517.tif 000021
【図５】
2013537517.tif 000022
【国際調査報告】
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2013537517.tif 000024
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