(57)【要約】【課題】合成が比較的容易で、新規なグリセロールエステル化合物またはグリセロールエーテル化合物、およびそれらを含有する分子集合体を提供する。【解決手段】本発明は、グリセロール２分子が１価および２価のアルコールもしくはカルボン酸とエーテルまたはエステル結合を介して結合し、分子中にフッ素原子または非末端の三重結合もしくはその両者が導入された新規な擬環状脂質化合物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）〜（３）に示す擬環状化合物。
【化１】
2015172011.tif 000010
［式中、Ｒ１は２価の炭素数１以上１００以下の有機基、Ｒ２およびＲ３は１価の炭素数１以上１００以下の有機基を表し、Ｒ１〜Ｒ３のいずれか１以上にフッ素原子を１個以上有する、もしくは非末端かつ非共役の三重結合を１個以上有する、もしくはその両者を有する。また、Ｒ２とＲ３が同一であっても、異なるものであっても良い。Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してメチレン基もしくはカルボニル基、Ｙ１およびＹ２はそれぞれ独立して水素原子、リン酸、ホスホコリン、ホスホセリン、ホスホエタノールアミンもしくはホスホグリセロールを表す。グリセロール部位の立体構造は、（Ｒ、Ｒ）（Ｓ、Ｓ）（Ｒ、Ｓ）（Ｓ、Ｒ）もしくはこれらの混合物で表される。］
【請求項２】
請求項１記載の擬環状化合物から構成される分子集合体、もしくは該擬環状化合物およびそれと異なる１種以上の脂質から構成される分子集合体。
【請求項３】
更にタンパク質を含む、請求項２記載の分子集合体。
【請求項４】
請求項１記載の擬環状化合物を構成成分とするリポソーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な擬環状脂質化合物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１分子のグリセロールと２分子の飽和または不飽和脂肪酸がエステル結合した構造を有する脂質は界面活性性を有し、採鉱、金属加工、表面仕上げ、及び洗浄用などに使用される各種工業用処理剤、家庭用の各種洗浄剤及び各種清浄剤、医薬品、化粧品や食品用の添加剤などとして広く使用されている。これらの用途の中でも、特に乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤およびヒドロトロープ剤等として、有用とされている。
【０００３】
この種の飽和または不飽和脂肪酸のグリセロールエステルの中で、１分子のグリセロールの２個の水酸基に２分子の飽和または不飽和脂肪酸がエステル結合し、残りの水酸基にリン酸基が結合したリン脂質などが生体内に存在し、人為的手段によっても合成されてきた。
【０００４】
上記の用途に応用するためにグリセロールエステル化合物の特性を改善すべく、種々の検討が進められており、分子内に環状部分を有するものも合成されている。こうした化合物は、分子剛性の特性が極めて改善されることから注目を集めたが、合成が困難であること、化合物の剛性が高すぎるなどの問題点があった（非特許文献１〜３）。そこで、柔軟性を補うためメチル分枝鎖を導入した環状型化合物が報告されたが、これも合成は困難であった（非特許文献４）。一方、適度な柔軟性を有し、合成も容易な擬環状型化合物が報告されている（非特許文献３、５〜１５）。
【０００５】
含フッ素化合物は、医薬、農薬等の成分、あるいはそれらの中間体として有用であり、また、その界面活性作用を利用して、たとえば金属加工、採鉱、表面仕上げ、洗浄および清浄、調理の分野で、乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤および湿潤剤として、各種工業用および家庭用の用途に用いることができる。
【０００６】
例えばフッ化アルキル基にスルホ基やカルボキシル基が導入されたペルフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）やペルフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）に代表されるフッ素系界面活性剤はよく知られており、これらは炭化水素系界面活性剤などに比べて表面張力低下能などに優れた特性を有する（非特許文献１６、１７）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Bull. Chem. Soc. Jpn., 70, 2545 (1997)
【非特許文献２】Bull. Chem. Soc. Jpn., 72, 1575 (1999)
【非特許文献３】Langmuir, 16, 10340 (2000)
【非特許文献４】J. Org. Chem., 63, 2689 (1998)
【非特許文献５】J. Am. Chem. Soc., 112, 3188 (1990)
【非特許文献６】Langmuir, 7, 2415 (1991)
【非特許文献７】Langmuir, 8, 637 (1992)
【非特許文献８】J. Org. Chem., 57, 1777 (1992)
【非特許文献９】J. Am. Chem. Soc., 115, 3458 (1993)
【非特許文献１０】J. Biochem, 119, 115 (1996)
【非特許文献１１】J. Org. Chem., 61, 7382 (1996)
【非特許文献１２】Tetrahedron Lett. 41, 2971 (2000)
【非特許文献１３】Langmuir, 16, 128 (2000)
【非特許文献１４】Chem. Eur. J., 8, 585 (2002)
【非特許文献１５】Curr. Opin. Colloid. Interface Sci., 8, 466 (2004)
【非特許文献１６】E. Kissa, “Fluorinated Surfactants and Repellents”, 2nd ed., Marcel Dekker, New York (2001)
【非特許文献１７】Curr. Opin. Colloid Interf. Sci., 8, 227 (2003)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これまで、フッ素原子や非末端に非共有アセチレン基が導入された擬環状型化合物は知られていない。本発明の課題は、分子中にフッ素原子または非末端の三重結合もしくはその両者が導入された、合成が比較的容易で、新規なグリセロールエステル化合物またはグリセロールエーテル化合物、およびそれらを含有する分子集合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題について鋭意研究を重ね、グリセロール２分子が１価および２価のアルコールもしくはカルボン酸とエーテルまたはエステル結合を介して結合した新規擬環状化合物であり、その分子中にフッ素原子または非末端の三重結合もしくはその両者が導入されたものを合成することに成功した。より具体的には、グリセロール誘導体とアルコールもしくはカルボン酸またはその誘導体を反応させることによって、４個のエステルまたはエーテル結合により形成された擬環状型化合物を合成し、分子中にフッ素原子または非末端の三重結合もしくはその両者を導入した。さらに、原料物質として、キラルなグリセロール誘導体を用いることで、新規なキラル擬環状型化合物群を選択的に製造することができることを見出し、それらを含有する分子集合体を創りあげ、本発明を完成させた。
【００１０】
キラルなグリセロール誘導体は、グリセロールの１位または２位若しくは１位と２位の水酸基を保護することにより非反応性の状態としたものであり、光学分割もしくは酵素を用いた分割により得るか、または（Ｓ）−（＋）−２，２―ジメチル−１，３―ジオキソラン−４−メタノールもしくは（Ｒ）−（―）−２，２―ジメチル−１，３―ジオキソラン−４−メタノール、または（Ｒ）−（＋）−３―ベンジロキシ−１，２―プロパンジオールもしくは（Ｓ）−（−）−３―ベンジロキシ−１，２―プロパンジオールなどを用いる反応によって得られるものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、具体的には、以下の発明を提供するものである。
［１］下記一般式（１）〜（３）に示す擬環状化合物。
【化１】
2015172011.tif 000002
［式中、Ｒ１は２価の炭素数１以上１００以下の有機基、Ｒ２およびＲ３は１価の炭素数１以上１００以下の有機基を表し、Ｒ１〜Ｒ３のいずれか１以上にフッ素原子を１個以上有する、もしくは非末端に非共役の三重結合を１個以上有する、もしくはその両者を有する。また、Ｒ２とＲ３は同一であっても、異なるものであっても良い。Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してメチレン基もしくはカルボニル基、Ｙ１およびＹ２はそれぞれ独立して水素原子、リン酸、ホスホコリン、ホスホセリン、ホスホエタノールアミンもしくはホスホグリセロールを表す。グリセロール部位の立体構造は、（Ｒ、Ｒ）（Ｓ、Ｓ）（Ｒ、Ｓ）（Ｓ、Ｒ）もしくはこれらの混合物で表される。］
［２］上記［１］記載の擬環状化合物から構成される分子集合体、もしくは該擬環状化合物およびそれと異なる１種以上の脂質から構成される分子集合体。
［３］更にタンパク質を含む、上記［２］記載の分子集合体。
［４］上記［１］記載の擬環状化合物を構成成分とするリポソーム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、同一分子内に２個のグリセロールと４個のエステルまたはエーテル結合を有する擬環状型化合物が得られる。これらの化合物は、界面活性性であり、工業および家庭における、たとえば金属加工、採鉱、表面仕上げ、洗浄および清浄、化粧品、医薬および食品加工および調理の分野で、殊に乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤およびヒドロトロープ剤として用いることができる。また、擬環状型化合物もしくは異なる化合物とから分子集合体を成し、膜タンパク質再構成膜脂質として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の化合物１３のＣＤスペクトルを示す。
【図２】化合物３６のＣＤスペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の新規な擬環状脂質化合物は、下記一般式（１）から（３）で表すことができる。
【００１５】
【化２】
2015172011.tif 000003
［式中、Ｒ１は２価の炭素数１以上１００以下の有機基であり、Ｒ２およびＲ３は１価の炭素数１以上１００以下の有機基を表し、Ｒ１〜Ｒ３のいずれか１以上にフッ素原子を１個以上有する、もしくは非末端に非共役の三重結合を１個以上有する、もしくは両者を有する。また、Ｒ２とＲ３は同一であっても、異なるものであっても良い。Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してメチレン基もしくはカルボニル基、Ｙ１およびＹ２はそれぞれ独立して水素原子、リン酸、ホスホコリン、ホスホセリン、ホスホエタノールアミンもしくはホスホグリセロールを表す。グリセロール部位の立体構造は、（Ｒ、Ｒ）（Ｓ、Ｓ）（Ｒ、Ｓ）（Ｓ、Ｒ）もしくはこれらの混合物で表される。］
上記の式中の有機基Ｒ１からＲ３に含まれる炭素数は、１以上、好ましくは７以上、さらに好ましくは１２以上であり、１００以下、好ましくは５０以下、さらに好ましくは３６以下である。
【００１６】
前記Ｒ１からＲ３はいずれかにフッ素原子を１個以上有する、もしくは不飽和として非末端に非共役の三重結合を１個以上有する、もしくは両者を有する。好ましくは、Ｒ１からＲ３はいずれかに、炭素数１〜１８個のペルフルオロアルキル基を含む。三重結合は好ましくは１個または２個である。また、Ｒ１からＲ３は、上記に加えて共役した三重結合を含んでいても良い。
【００１７】
前記Ｒ２とＲ３を構成する有機基（１価有機基）には、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が包含される。
【００１８】
脂肪族基には、鎖状及び環状のものが包含され、さらに、飽和及び不飽和のものが包含される。鎖状脂肪族基には、アルキル基及びアルケニル基が包含される。環状脂肪族基には、シクロアルキル基及びシクロアルケニル基が包含される。
【００１９】
アルキル基において、その主鎖を構成する炭素数は、好ましくは１〜５０、より好ましくは１〜３６である。
【００２０】
アルケニル基において、その主鎖を構成する炭素数は、好ましくは２〜５０、より好ましくは２〜３６である。シクロアルキル基及びシクロアルケニル基において、その環数は1つ又は複数（２〜４、好ましくは２〜３）であることができ、その分子中に含まれる全炭素環を構成する炭素数は５〜６０、好ましくは６〜３６である。
【００２１】
前記芳香族基には、単環のもの及び多環のものが包含され、多環のものには、縮合多環のもの及び鎖状多環のものが包含される。より具体的には、芳香族基には、アリール基及びアラルキル基が包含される。
【００２２】
アリール基は、単環または多環構造のものであることができ、その分子中に含まれる全炭素数を構成する炭素数は６〜６０、好ましくは６〜３６である。アラルキル基は、単環または多環構造のものであることができ、その分子中に含まれる全炭素環を構成する炭素数は７〜７０、好ましくは７〜３６である。
【００２３】
複素環基には、脂肪族複素環基及び芳香族複素環基が包含される。複素環基を構成する環構成元素には、１つ又は複数のへテロ元素（酸素、窒素、イオウ、セレン等）が包含される。
【００２４】
複素環基は、単環又は多環構造のものであることができ、その分子中に含まれる全複素環を構成する元素数は５〜５０、好ましくは５〜３６である。
【００２５】
芳香族複素環基としては、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ピリジン環、キノキサリン環、プリン環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、キノリン環、キノキサリン環、プリン環、アクリジン環、フェナントロリン環等の芳香族複素環由来のものを挙げることができる。
【００２６】
脂肪族複素環基としては、ピラゾリン環、ピラリジン環、ピペリジン環、インドリン環、モルホリン環、ピラン環、イミダゾリジン環、チアゾリン環、イミダゾリン環、オキサゾリン環等の脂肪族複素環由来のものを挙げることができる。
【００２７】
前記有機基の具体例としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、ｓeｃ−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、2−メチルブチル、1−メチルブチル、n−へキシル、イソヘキシル、3−メチルペンチル、2−メチルペンチル、1−メチルペンチル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル、シクロペンチル、シクロへキシル、アダマンチル、ビニル、プロペニル、ブテニル、アクリル、メタクリル、オクチニル、ドデセニル、ウンデセニル、シクロヘキセニル、フェニル、トリル、ピレニル、フェナントレニル、ナフチル、ビフェニリル、ターフェニリル、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチルの他、前記した各種複素環由来の複素環基が挙げられる。
【００２８】
前記Ｒ１を構成する２価有機基には、前記Ｒ２とＲ３に関して示した各種の１価有機基からさらに１個の水素原子を除いた有機基が包含される。
【００２９】
前記Ｒ１からＲ３を構成する有機基は、本発明の合成反応に関与しない不活性な置換基を有していてもよい。このような置換基には、置換あるいは未置換アリール基、カルボニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルキルまたはアリールスルホニル基、ニトロ基、ハロゲン（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、よう素原子）等が包含される。
【００３０】
また、前記有機基Ｒ１からＲ３は、その有機基の主鎖中に、異種原子（へテロ原子）を含有することができる。異種原子には、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、ケイ素原子等が包含される。
【００３１】
さらに、前記有機基Ｒ１からＲ３は、金属原子を含有していてもよい．この場合、金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、ホウ素、アルミニウム、チタン、錫、鉄などの金属原子を挙げることができる。これらの金属原子は、通常、炭素−金属の結合や、イオン結合等の結合形態で有機基に含まれる。
【００３２】
本発明における前記の有機基Ｒ１からＲ３は、糖化合物残基（糖化合物から1つの水素原子を除いた基）であることができる。この場合の糖化合物には、単糖、アミノ糖、オリゴ糖及びそれらの変性物が包含される。
【００３３】
単糖化合物は、下記一般式（４）
Cｎ（H２O）n  （４）
［式中、nは１〜１０の数、好ましくは５〜８の数である。］
で表される化合物である。この単糖化合物には、好ましくはペントース、へキソース、デオキシへキソース、へプトース等が包含される。
【００３４】
単糖化合物の具体例としては、例えば、アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、ラムノース、フコース、ジギトキソース、チマロース、オレアンドロース、ジギタロース、アビオース、ハマメロース、ストレプトース、セドへプチュロース、コリオース等が挙げられる。
【００３５】
アミノ糖化合物（糖のアミノ誘導体）の具体例としては、例えば、グルコサミン、ガラクトサミン、2−デオキシ−2−メチルアミノグルコースなどが例示される。オリゴ糖化合物類には、非還元性オリゴ糖、還元性オリゴ糖が包含される。その具体的には、ショ糖、トレハロース、ゲンチアノース、ラフィノース、乳糖、セルビオース、麦芽糖、ゲンチオビオースなどが例示される。
【００３６】
前記糖化合物は、通常、その糖骨格の末端の1位炭素原子に結合する酸素原子を介して結合する。
【００３７】
本発明における前記有機基Ｒ１からＲ３は、アミン化合物残基であることができる。このアミン化合物において、その炭素数は５０以下、好ましくは３５以下であり、より好ましくは２〜１２である。窒素原子の割合は、炭素原子数［C］に対する窒素原子数［N］の比［N］／［C］で、１／５０〜２／１、好ましくは１／３５〜１である。
このアミン化合物は、通常、その窒素原子を介して結合する。
【００３８】
前記アミン化合物には、第１級〜第３級アミンの他、アミノ酸化合物及びペプチド化合物が包含される。
【００３９】
アミノ酸化合物の具体例としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リジン、オルニチン、アルギニン、ヒスチジン、ヒドロキシリジン、システイン、シスチン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、4−ヒドロキシプロリン、トリコロミン酸、イポテン酸、キスカリン酸、カナバニン、カイニン酸、ドモイ酸、1−アミノシクロプロパンカルボン酸、2−（メチレンシクロプロピル）グリシン、ヒポグリシンA、3−シアノアラニン、アベナ酸、ムギネ酸、ミモシン、レボドパ、β−ヒドロキシ−γ−メチルフルタミン酸、5−ヒドロキシトリプトファン、パントテン酸、ラミニン、ベタシアニンなどが例示される。また、タウリンなどスルホン酸基を有するアミン化合物なども挙げられる。
【００４０】
前記アミン化合物（アミノ酸化合物及びペプチド化合物を含む）は、ハロゲン原子を含有することができる。また、このアミン化合物は、リン酸基とアミノアルコール（コリン、エタノールアミン、セリン等）とが縮合した構造のものでも良い。
【００４１】
本発明における前記有機基Ｒ１からＲ３は、核酸化合物残基であることができる。この核酸化合物において、その炭素数は１５０以下、好ましくは１００以下であり、より好ましくは４〜５０である。
この核酸化合物は、通常、その酸素、窒素又は炭素原子を介して結合する。
【００４２】
核酸化合物には、ヌクレオシド、ヌクレオチド、もしくはヌクレオチド単位のポリマー鎖が包含される。ヌクレオシドとしては、シトシン、チミン、アデニン、グアニンに含まれる塩基と2−デオキシリボースまたはリボースの糖が結合したものを示すことができる。ヌクレオチドとしては、ヌクレオシドの糖にリン酸基が結合したものを示すことができる。チミンとしては、ウラシルを示すことができる。
【００４３】
上記一般式において、Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してメチレン基もしくはカルボニル基を表す。Ｘ１〜Ｘ４がメチレン基の場合、本発明の化合物はグリセロールと有機基Ｒ１〜Ｒ３がエーテル結合をしたものとなり、Ｘ１〜Ｘ４がカルボニル基の場合にはグリセロールと有機基Ｒ１〜Ｒ３がエステル結合をしたものとなる。天然のリン脂質においてはエステル結合を含むものが多く見られるが、エーテル結合を含むものも存在することが知られている。分解酵素に対する耐性の有無を除き、その物理化学的特性は非常に類似したものとなることは当業者に良く知られており、またエーテル型脂質の合成も知られている。本発明の化合物においても、エステル結合型およびエーテル結合型をそれぞれ合成可能であり、同様に使用することが可能である。
【００４４】
上記一般式において、Ｙ１およびＹ２はそれぞれ独立して水素原子、リン酸、ホスホコリン、ホスホセリン、ホスホエタノールアミンもしくはホスホグリセロールを表す。これらの基は天然のリン脂質の親水性部分を構成する基として知られており、本発明の化合物においてもこれらの基を同様に含むことができる。より好適にはＹ１およびＹ２は水素原子、リン酸、ホスホコリンもしくはホスホグリセロール、特に好適なものはリン酸もしくはホスホコリンである。
【００４５】
本発明において、特に好適な化合物として、特に限定するものではないが、例えば実施例で合成例を示した以下の式の化合物１１〜１３、２１および３５が挙げられる。
【００４６】
【化３】
2015172011.tif 000004
【００４７】
化合物１１は、一般式（１）で表される化合物の１つであり、Ｒ１に２個の三重結合を含み、かつＲ２およびＲ３にそれぞれフッ素原子９個（炭素数４個のペルフルオロアルキル基）を含むものである。化合物１１におけるＸ１〜Ｘ４はメチレン基、Ｙ１およびＹ２はいずれも水素原子である。
【００４８】
化合物１２は、化合物１１と同様に一般式（１）で表される化合物の１つであり、Ｒ１に２個の三重結合を含み、かつＲ２およびＲ３にそれぞれフッ素原子９個（炭素数４個のペルフルオロアルキル基）を含むものである。化合物１２におけるＸ１〜Ｘ４はメチレン基、Ｙ１およびＹ２はいずれもホスホコリンである。
【００４９】
化合物１３は、一般式（１）で表される化合物の１つであり、Ｒ２およびＲ３にそれぞれフッ素原子９個（炭素数４個のペルフルオロアルキル基）を含むものである。化合物１３におけるＸ１〜Ｘ４はメチレン基、Ｙ１およびＹ２はいずれもホスホコリンである。
【００５０】
化合物２１は、一般式（２）で表される化合物の１つであり、Ｒ１にフッ素原子１６個（炭素数８個のペルフルオロアルキレン基）を含むものである。化合物２１におけるＸ１〜Ｘ４はメチレン基、Ｙ１およびＹ２はいずれも水素原子である。
【００５１】
化合物３５は、一般式（３）で表される化合物の１つであり、Ｒ１に２個の三重結合を含み、Ｒ２に１７個のフッ素原子（炭素数８個のペルフルオロアルキル基）と１個の三重結合を含み、かつＲ３に１個の三重結合を含むものである。化合物３５におけるＸ１、Ｘ２およびＸ４はメチレン基、Ｘ３はカルボニル基であり、Ｙ１およびＹ２はいずれも水素原子である。
【００５２】
当業者であれば、本願明細書の記載、および化学合成の分野における技術常識に基づいて、本願発明の化合物を必要に応じて適宜得ることが可能であり、本願発明は、実施例記載の化合物に限定されるものではないことは理解されるであろう。
【００５３】
一般式（１）から（３）で表すことができる本発明の擬環状脂質化合物は、単独で、その界面活性性を利用して種々の用途に用いることができる。また、特に再構成脂質膜の構成成分として膜の特性向上に寄与し得る。本発明の化合物の特性は、炭素鎖長の他、フッ素や三重結合の有無、各官能基の性質等によって変動するため、厳密に規定することは困難であるが、例えば、炭素数１１以下の鎖長を有するものは界面活性剤として好適であり、一方炭素数１２以上の鎖長を有するものは膜構成成分として好適であり得る。
【００５４】
また、本発明は、本発明の擬環状脂質化合物から成る分子集合体、もしくは１種以上の擬環状脂質化合物、および１種以上の異なる脂質から成る分子集合体を創成することができる。また、これら分子集合体に更にタンパク質を含めることもできる。
【００５５】
本明細書において、「分子集合体」とは、両親媒性を有する分子が非共有結合性相互作用により多数集合したメゾスケールの構造体のことをいい、球殻状やディスク状のバイセル、リボン状等の分子集合体が形成される可能性がある。ミセルやリポソーム等も本発明でいう分子集合体に含まれる。
【００５６】
本発明の擬環状脂質化合物から成る分子集合体は、化合物を擬環状化することでその膜安定性が向上し、さらにフッ素化することでより膜安定性が向上する。また、天然脂質において、不飽和結合の存在が融点を降下させ、ハンドリングを容易にするものであることと同様に、擬環状脂質化合物への不飽和結合の導入はハンドリング面を向上させることができる。
【００５７】
擬環状脂質化合物は、それに対応する二本鎖型脂質からなら二分子膜に比較して、はるかに高いゲル-液晶相転移温度を有する。このことは、擬環状脂質化合物が極めて安定な脂質膜を形成することを示す。さらに一定量のフッ素化により、安定なゲル-液晶相転移温度の向上が期待される。
【００５８】
また、二重結合が一旦三重結合を経由して合成されるのと比較して、三重結合は合成が容易であり、また二重結合（オレイン酸など）で問題となる酸化反応を受け難いといった利点を有する。尚、三重結合は炭素４個分が直線構造を取ることで構造の剛直性を示すため、ベシクルなどの適度な柔軟性が要求される脂質への利用は少ない（J.Fluorine Chem., 128, 133-138 (2007))。
【００５９】
本発明の擬環状脂質化合物は、単独で脂質膜（分子集合体）の構成成分となり得る。また、一実施形態として、本発明の擬環状脂質化合物を脂質膜の構成成分として用いる場合に、天然または合成の他の脂質と共に、例えばリポソーム等の分子集合体として調製することが可能である。
【００６０】
本明細書において、「脂質」とは、脂肪酸とアルコールの両要素にリン酸、糖、アミノアルコールなどが加わった複合脂質を表すことがある。
【００６１】
複合脂質としては、炭素数３〜５０個、好ましくは、炭素数３〜３６個からなる脂質を表し、酸素、窒素、リン、硫黄を含んでも良い。例えば、グリセロリン脂質としてレシチン、ケファリン、フォスファチジルセリン、フォスファチジルイノシトール、プラスマロゲン、ジミリストイルホスファチジルコリンなど、アルキルエーテルグリセロリン脂質など、スフィンゴリン脂質としてスフィンゴシン、スフィンゴミエリンなど、グリセロ糖脂質として、ジガラクトシルジグリセリド、６−スルホキノボシルジグリセリドなど、スフィンゴ糖脂質として、ガラクトシルセラミド、ラクトシルセラミド、ヘマトシド、フィトスフィンゴシンなどが挙げられる。
【００６２】
また、本発明の化合物は、上記のリン脂質等の他、コレステロール等の他の脂質、天然または合成の膜タンパク質等と共に脂質膜を構成し得る。
【００６３】
脂質膜における本発明の化合物と他の脂質との好適な割合は、用いる本発明の化合物および他の脂質の種類等に応じて変動するが、一般的に1：９９〜１００：０、好ましくは１０：９０〜９０：１０（モル比）の範囲が好適である。この範囲内において、リポソームにおける脂質二重層等の特性が維持できると共に、水性あるいは脂溶性化合物群を含有する脂質球を構成できる等の効果が得られる。
【００６４】
膜タンパク質は、天然において生体膜に付着しているタンパク質であればいずれでも良く、脂質膜に結合、部分的に貫入するもの、もしくは膜貫通型のタンパク質でも良い。例えば、GPCR（Gタンパク質共役型受容体）などの受容体、加水分解酵素などの酵素、光合成膜タンパク質や光駆動イオン輸送タンパク質等が挙げられ、後の実施例に記載したバクテリオロドプシンも膜タンパク質の1種である。
【００６５】
本発明の化合物の膜安定化効果は、例えば本発明の化合物を含む分子集合体、例えばリポソームをバクテリオロドプシンを含めて調製し、そのＣＤスペクトルを測定して、バクテリオロドプシンの三量体構造が安定に保持されているかどうかを確認することによって行うことができる。
【００６６】
本発明の化合物の合成方法
本発明の化合物は、本明細書の記載および当技術分野において知られる有機化学合成の知識に基づいて、当業者には容易に合成することが可能である。
【００６７】
具体的には、本発明の化合物は、以下のような工程を経て合成することができる。
キラルな化合物の調製
キラルなグリセロール誘導体は、例えば（Ｓ）−（＋）−２，２―ジメチル−１，３―ジオキソラン−４−メタノールもしくは（Ｒ）−（―）−２，２―ジメチル−１，３―ジオキソラン−４−メタノール、または（Ｒ）−（＋）−３―ベンジロキシ−１，２―プロパンジオールもしくは（Ｓ）−（−）−３―ベンジロキシ−１，２―プロパンジオールを出発物質として使用することによって合成することが可能である。あるいはまた、ラセミ混合物の光学分割もしくは酵素を用いた分割により得ることもできる。
【００６８】
本願発明は、一実施形態において、生体由来材料である膜タンパク質を用いるものであり、その場合には化合物がキラルであることが好ましいと考えられる。キラルな化合物でなくても良い場合には、2種のキラルな試薬が混合されたものが市販されており、同様にして合成することができる。
【００６９】
脂肪族基の導入
脂肪族基の導入は、目的とする鎖長の炭素鎖を有するアルコールやハロゲン化アルキルやカルボン酸、例えば９−デセン−１−オールや１−ブロモテトラデカンや１４−テトラデシン酸等と反応させることで行うことができる。環状の脂肪族基の導入には、環状脂肪族アルコールやハロゲン化体やカルボン酸等、例えばシクロペンテノールやブロモシクロオクタン、シクロヘキシルカルボン酸等と反応させることで行うことができる。
【００７０】
芳香族基の導入
芳香族基の導入は、目的とする炭素鎖を有する芳香族アルコールやハロゲン化体やカルボン酸等、例えばビスフェノール化合物やブロモフェノールや安息香酸等と反応させることで行う事ができる。
【００７１】
複素環基の導入
複素環基の導入は、目的とする炭素鎖を有する複素環を有するアルコール体やカルボン酸等、例えば５−ヒドロキシインドールや6-クロロ-2,3-ジヒドロ-3-オキソ-4H-1,4-ベンゾオキサジン-4-プロピオン酸等と反応させることで行う事ができる。
【００７２】
糖の導入
糖の導入は、目的とする炭素鎖を有する糖、例えばグルコースやグルコサミンやショ糖等の糖骨格の末端の1位炭素原子に結合する酸素原子を介して導入することが出来る。
【００７３】
アミン化合物の導入
アミン化合物の導入は、目的とする炭素鎖を有するアミノ酸やペプチド化合物等、例えばセリンやアスパルテームやコラーゲン等のC末端をエステル結合、N末端を炭酸N,N’-ジスクシンイミジル等を介してエステル結合することで行う事ができる。
【００７４】
核酸の導入
核酸の導入は、核酸や糖とリン酸基を有するヌクレオチドやデオキシヌクレオチドのアミノ基を炭酸N,N’-ジスクシンイミジル等やリン酸基をリン酸エステル結合することで行うことが出来る。
【００７５】
活性基の保護および脱保護
当分野で周知の通り、各工程において目的の反応のみが生じるようにするために、他の反応基を予め保護する。例えば、ｐ−メトキシベンジルクロリドやトリチルクロライド等を用い、反応させることを意図しない水酸基を予め保護しておき、後の工程で脱保護する。
【００７６】
フッ素の導入
フッ素基の導入は、例えばペルフルオロアルキル基を導入するために、例えばペルフルオロブチルヨージドと反応させることによって行う。分子の途中にフッ素基を導入する場合には、更にアルキル基等の他の基を結合させるか、あるいは下記の二量体化の際に、例えばヘキサデカフルオロ−１，８−ジヨードオクタンと反応させることで、フッ素の導入と二量体化とを同時に行うことができる。導入するペルフルオロ基の長さは、反応させる試薬を選択することで適宜変更することができ、こうした試薬は市販されているか、合成によって得ることが可能である。当業者であれば、フッ素の導入のための反応条件は容易に決定することができる。ペルフルオロ基の長さによって、得られる化合物の膜安定性などが変動することは当業者には理解される。
【００７７】
三重結合の導入
三重結合の導入は、例えば７−ヘキサデシン−１−オールなど三重結合を有する市販試薬もしくはアセチレン導入反応により得た化合物などを反応させることによって達成することができる。三重結合は、Ｒ１〜Ｒ３のいずれか１以上に、それぞれ１または２個含まれ得る。
【００７８】
二量体化
本発明の化合物の製造方法は、特に限定するものではないが、同一または異なるグリセロール誘導体を結合することによって擬環状化することができる。これは、例えばジアセチレンカップリング反応、エステル化反応、エーテル化反応等によって行うことができる。
【００７９】
リン酸化・コリン化
リン酸化は、リン酸エステルを表し、リン酸とアルコール化合物の脱水縮合からエステル結合を容易に合成できる。また、コリン化は、リン酸の水酸基１個をコリン基で置換することで容易に合成できる。同様にして、リン酸の水酸基１個をセリン基、エタノールアミン基、グリセリンと置換することができる。
【００８０】
精製
本発明の化合物の精製は、例えばシリカゲルカラムクロマトグラフィーで簡便に行うことができる。当業者であれば、用いるゲルの種類、溶媒、溶出条件等を適宜選択することができる。
【００８１】
化合物の同定
化合物の同定は、例えばＮＭＲで行うことができる。フッ素を含む化合物の場合には、ＮＭＲは、１Ｈ−ＮＭＲに加え、１９Ｆ−ＮＭＲを行うことができる。
【００８２】
以下、本発明につき実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されることを意図するものではない。
【００８３】
［実施例１］
【化４】
2015172011.tif 000005
【００８４】
実験１
窒素雰囲気下、水冷下、（Ｓ）−（＋）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール（１当量）のジメチルスルホキシド溶液に水酸化カリウム（１０当量）、ｐ−メトキシベンジルクロリド（１．１〜１．２当量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。反応溶液を氷水に注ぎ、ジエチルエーテルで抽出した。ジエチルエーテル抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し得た化合物のメタノール溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温にて１〜２日間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（５０〜１００％酢酸エチル／ヘキサン） に通して精製し、化合物１（７４〜９４％、２ｓｔｅｐｓ）を得た。
【００８５】
実験２
窒素雰囲気下、化合物１（１当量）の無水ジクロロメタン溶液にトリチルクロライド（１．１当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜５０％酢酸エチル／ヘキサン） に通して精製し、化合物２（８６％）を得た。
【００８６】
実験３
窒素雰囲気下、９−デセン−１−オール（１当量）の無水ジクロロメタン溶液に塩化メタンスルホニル（１．５当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて３時間攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３（９５％以上）を得た。
【００８７】
実験４
窒素雰囲気下、化合物２（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加、１．５当量）を加え、１０分後、室温にて３０分攪拌した。氷冷下、化合物３（１．５当量）の無水ＤＭＦ溶液を滴下した。テトラブチルアンモニウムヨージド（触媒量）を加え、室温で１８時間撹拌させた後、氷水を加えた後、ジエチルエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物４（６６〜７６％）を得た。
【００８８】
実験５
窒素雰囲気下、化合物４（１当量）のクロロホルム−メタノール溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物５（８５〜９５％）を得た。
【００８９】
実験６
窒素雰囲気下、化合物５（１当量）のアセトニトリル−水溶液にペルフルオロブチルヨージド（１．２当量）、炭酸水素ナトリウム（０．５当量）、次亜硫酸ナトリウム（０．５当量）を加え、室温にて４時間攪拌した。水で希釈後、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（３０〜５０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物６（８３〜９３％）を得た。
【００９０】
実験７
亜鉛（２当量）のテトラヒドロフラン溶液に塩化ニッケル水和物（０．１当量）、水数滴を加え、室温にて１０分間攪拌、引き続き化合物６（１当量）のテトラヒドロフラン溶液を加え、室温にて３時間攪拌した。飽和炭酸水素ナトリウムを加え、濾過後、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（５０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物７（８３〜９３％）を得た。
【００９１】
実験８
窒素雰囲気下、１３−テトラデシン−１−オール（１当量）の無水ジクロロメタン溶液に塩化メタンスルホニル（１．５当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて３時間攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物８（９５％以上）を得た。
【００９２】
実験９
窒素雰囲気下、化合物７（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加）を加え、１０分後、室温にて３０分攪拌した。氷冷下、化合物８（１．５当量）の無水ＤＭＦ溶液を滴下した。テトラブチルアンモニウムヨージド（触媒量）を加え、室温で１８時間撹拌させた後、氷水を加えた後、ジエチルエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物９（３６〜％）を得た。
【００９３】
実験１０
化合物９（１当量）のジクロロメタン−リン酸緩衝液（ｐＨ７）の混液に氷冷下、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（２当量）を添加し、２時間攪拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水を加えた後、ジクロロメタンで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１０（９６％）を得た。
【００９４】
実験１１
化合物１０（１当量）のピペリジン溶液に塩化銅を加え、１４０度で３０分攪拌した。氷水を加えた後、クロロホルムで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（４０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１１（９４％）を得た。以下のＮＭＲ測定値から、生成物が化合物１１であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、ＴＭＳ）：３．３８−３．７７（ｍ、１８Ｈ）、２．３４（ｂｒｓ、２Ｈ）、２．２４（ｔ、Ｊ＝６．９８Ｈｚ、４Ｈ）、２．０５（ｍ、４Ｈ）、１．４６−１．６８（ｍ、１６Ｈ）、１．１９−１．４５（ｍ、５６Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ＣＦＣｌ３）：−８１．６３（ｍ、６Ｆ）、−１１５．１２（ｍ、４Ｆ）、１２５．０１（ｍ、４Ｆ）、−１２６．５８（ｍ、４Ｆ）。
【００９５】
実験１２
化合物１１（１当量）のベンゼン溶液にトリエチルアミン（２．５当量）、２−ブロモエチルホスホロジクロリデート（bromoethylphosphorodichloridate）（１．５当量）を入れ、室温にて１８時間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、水を加え、室温にて４時間攪拌した。クロロホルムで抽出後、減圧下溶媒を留去し、残渣に２−プロパノール−アセトニトリル−クロロホルム混液、３０％トリメチルアミン水溶液を加え、６０度で１８時間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／メタノール／水）、ＯＤＳカラム（クロロホルム／メタノール）に通して精製し、化合物１２（８５％）を得た。以下のＮＭＲ測定値から、生成物が化合物１２であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、ＴＭＳ）：４．２７（ｂｒｓ、４Ｈ）、３．９０（ｍ、４Ｈ）、３．５５−３．７０（ｍ、１２Ｈ）、３．４３−３．５３（ｍ、６Ｈ）、３．３２（ｓ、１８Ｈ）、２．２４（ｔ、Ｊ＝６．８９Ｈｚ、４Ｈ）、２．０８（ｍ、４Ｈ）、１．４６−１．７０（ｍ、１６Ｈ）、１．２３−１．４６（ｍ、５６Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ＣＦＣｌ３）：−８１．３４（ｍ、６Ｆ）、−１１５．５３（ｍ、４Ｆ）、１２４．４３（ｂｒｓ、４Ｆ）、−１２６．１１（ｍ、４Ｆ）。
【００９６】
実験１３
化合物１２（１当量）のメタノール溶液に１０％Ｐｄ／Ｃ（触媒量）を加えた。水素雰囲気下、室温で18時間攪拌後、濾過した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／メタノール／水）とＯＤＳカラム（クロロホルム／メタノール）ＯＤＳカラム（クロロホルム／メタノール）に通じて精製し、化合物１３（５４％）を得た。以下のＮＭＲ測定値から、生成物が化合物１３であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、ＴＭＳ）：４．２８（ｂｒｓ、４Ｈ）、３．８９（ｔ、Ｊ＝５．５４Ｈｚ、４Ｈ）、３．５１−３．６７（ｍ、１２Ｈ）、３．３９−３．５０（ｍ、６Ｈ）、３．２０（ｓ、１８Ｈ）、２．１０（ｍ、４Ｈ）、１．５０−１．６７（ｍ、１２Ｈ）、１．２０−１．４７（ｍ、７２Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ＣＦＣｌ３）：−８１．１３（ｍ、６Ｆ）、−１１４．２５（ｍ、４Ｆ）、１２４．１１（ｍ、４Ｆ）、−１２５．８４（ｍ、４Ｆ）。
【００９７】
［実施例２］
【化５】
2015172011.tif 000006
【００９８】
実験１４
窒素雰囲気下、水冷下、（Ｒ）−（−）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール（１当量）のジメチルスルホキシド溶液に水酸化カリウム（１０当量）、ｐ−メトキシベンジルクロリド（１．１〜１．２当量）を加え、室温にて一昼夜攪拌した。反応溶液を氷水に注ぎ、ジエチルエーテルで抽出した。ジエチルエーテル抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し得た化合物のメタノール溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温〜９０度にて３時間〜２日間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（５０〜１００％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１４（５８〜７８％、２ｓｔｅｐｓ）を得た。
【００９９】
実験１５
窒素雰囲気下、化合物１４（１当量）の無水ジクロロメタン溶液にトリチルクロライド（１．１当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて一昼夜攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１５（７４〜９９％）を得た。
【０１００】
実験１６
窒素雰囲気下、化合物１５（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加、１．５当量）を加え、１０分後、室温にて３０分攪拌した。氷冷下、化合物３（１．５当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液を滴下した。テトラブチルアンモニウムヨージド（触媒量）を加え、室温で一昼夜撹拌させた後、氷水を加えた後、ジエチルエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１６（９３％）を得た。
【０１０１】
実験１７
窒素雰囲気下、化合物１６（１当量）のジクロロメタン−リン酸緩衝液（ｐＨ７）の混液に氷冷下、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（２当量）を添加した。氷冷〜室温で２時間から一昼夜攪拌した。氷水を加えた後、ジクロロメタンで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１７（７８〜８８％）を得た。
【０１０２】
実験１８
窒素雰囲気下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加、１．５〜５．０当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、化合物１７（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液を加え、氷冷〜室温にて１０〜３０分間攪拌後、氷冷下、１−ブロモテトラデカン（１．５当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液を加え、室温にて１８時間攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジエチルエーテルで抽出した。ジエチルエーテル抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１８（４８〜６８％）を得た。
【０１０３】
実験１９
化合物４（１当量）のクロロホルム−メタノール溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物１９（８６％）を得た。
【０１０４】
実験２０
化合物１９（２．２当量）のアセトニトリル−水溶液にヘキサデカフルオロ−１，８−ジヨードオクタン（１当量）、炭酸水素ナトリウム（０．５当量）、次亜硫酸ナトリウム（０．５当量）を加え、５０℃にて４時間攪拌した。水で希釈後、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン／クロロホルム）に通して精製し、化合物２０（５８％）を得た。以下のＮＭＲ測定値から、生成物が化合物２０であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、ＴＭＳ）：４．３３（ｍ、２Ｈ）、３．４０−３．７６（ｍ、１８Ｈ）、２．６７−３．０２（ｍ、４Ｈ）、２．３７（ｂｒｓ、２Ｈ）、１．７０−１．８９（ｍ、４Ｈ）１．４８−１．６６（ｍ、８Ｈ）、１．１７−１．４８（ｍ，６４Ｈ）０．８８（ｔ、Ｊ＝６．６８Ｈｚ、６Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ＣＦＣｌ３）：−１１２．２３（ｄｍ、J = ２７０．４２ Ｈｚ、２Ｆ）、−１１５．１０（ｄｍ、J = ２７０．４２ Ｈｚ、２Ｆ）、１２２．０６（ｂｒ ｓ、４Ｆ）、−１２２．３６（ｂｒ ｓ、４Ｆ）、−１２４．１３（ｂｒ ｓ、４Ｆ）。
【０１０５】
実験２１
化合物２０（１当量）のメタノール−クロロホルム溶液に炭酸水素ナトリウム、１０％Ｐｄ／Ｃ（触媒量）を加えた。水素雰囲気下、室温で２４時間１攪拌後、濾過した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン／クロロホルム） に通して精製し、化合物２１（６５％）を得た。以下のＮＭＲ測定値から、生成物が化合物２１であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、ＴＭＳ）：３．４０−３．７７（ｍ、１８Ｈ）、２．３１（ｂｒｓ、２Ｈ）、２．４３（ｍ、４Ｈ）、１．５０−１．６５（ｍ、１２Ｈ）、１．２７−１．４８（ｍ、６８Ｈ）、０．８８（ｔ、Ｊ＝６．８０Ｈｚ、６Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ＣＦＣｌ３）：−１１４．９１（ｑｕｉｎ、Ｊ＝１４．２９Ｈｚ、４Ｆ）、−１２２．２６（ｂｒｓ、４Ｆ）、−１２２．４４（ｂｒｓ、４Ｆ）、−１２４．１０（ｂｒｓ、４Ｆ）。
【０１０６】
［実施例３］
【化６】
2015172011.tif 000007
【０１０７】
実験２２
窒素雰囲気下、１５−ヘキサデシン−１−オール（１当量）の無水ジクロロメタン溶液に塩化メタンスルホニル（１．５当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて３時間攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物２２（９４％以上）を得た。
【０１０８】
実験２３
窒素雰囲気下、（Ｒ）−（−）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加、１．５当量）を加え、１０分後、室温にて３０分攪拌した。氷冷下、化合物２２（１．５当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液を滴下した。テトラブチルアンモニウムヨージド（触媒量）を加え、室温で８〜２４時間撹拌させた後、氷水を加えた後、ジエチルエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０〜２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物２３（８３％）を得た。
【０１０９】
実験２４
化合物２３のメタノール溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温〜９０度にて３時間〜３日間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（５０〜１００％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物２４（７３〜９２％）を得た。
【０１１０】
実験２５
窒素雰囲気下、化合物２４（１当量）の無水ジクロロメタン溶液にトリチルクロライド（１．１当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて一昼夜攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０〜２０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物２５（９０〜９４％）を得た。
【０１１１】
実験２６
化合物２６（11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,18-ヘプタデカフルオロ-9-オクタデカン酸(heptadecafluorooctadec-9-ynoic acid)）は、文献（K. Takai, T. Takagi, T. Baba, T. Kanamori, J. Fluorine Chem., 124, 1959 (2004)）を参照に合成した。
【０１１２】
実験２７
化合物２５（１当量）の無水ジクロロメタン溶液に化合物２６（１．５〜２当量）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（１．２当量）、４−ジメチルアミノピリジン（１．２当量）を加え、室温にて一昼夜攪拌した。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物２７（ｃｒｕｄｅ）を得た。
【０１１３】
実験２８
化合物２７のメタノール−クロロホルム溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温にて一昼夜攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物２８（４８〜５８％、２ｓｔｅｐｓ）を得た。
【０１１４】
実験２９
窒素雰囲気下、実施例２で用いた化合物１５（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加、１．５当量）を加え、１０分後、室温にて３０分攪拌した。氷冷下、化合物２２（１．５当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液を滴下した。テトラブチルアンモニウムヨージド（触媒量）を加え、室温で数時間〜３日間撹拌させた後、氷水を加えた後、ジエチルエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン） に通して精製し、化合物２９（７０〜８０％）を得た。
【０１１５】
実験３０
化合物２９のメタノール−クロロホルム溶液にｐ−トルエンスルホン酸水和物（触媒量）を加え、室温にて１〜３日間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（３０〜４０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３０（４６〜５６％）を得た。
【０１１６】
実験３１
窒素雰囲気下、７−ヘキサデシン−１−オール（１当量）の無水ジクロロメタン溶液に塩化メタンスルホニル（１．５当量）を加え、氷冷下、トリエチルアミン（２当量）を加え、室温にて３時間攪拌した。反応溶液を氷冷した１０％塩酸水溶液に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液は、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３１（８８％）を得た。
【０１１７】
実験３２
窒素雰囲気下、化合物３０（１当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液に氷冷下、水素化ナトリウム（ミネラルオイル４０％添加、１．５当量）を加え、１０分後、室温にて３０分攪拌した。氷冷下、化合物３１（１．５当量）の無水Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液を滴下した。テトラブチルアンモニウムヨージド（触媒量）を加え、室温で一昼夜撹拌させた後、氷水を加えた後、ジエチルエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（１０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３２（５５〜６５％）を得た。
【０１１８】
実験３３
窒素雰囲気下、化合物３２（１当量）のジクロロメタン−リン酸緩衝液（ｐＨ７）の混液に氷冷下、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（２当量）を添加した。氷冷で４時間攪拌した。氷水を加えた後、ジクロロメタンで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３３（９３％）を得た。
【０１１９】
実験３４
窒素雰囲気下、モルホリン（６当量）のベンゼン溶液にヨウ素（２当量）を加え、室温に３０分間攪拌した。化合物３３（１当量）のベンゼン溶液を加え、４５度で一昼夜攪拌した。チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた後、クロロホルムで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３４（７１％）を得た。
【０１２０】
実験３５
窒素雰囲気下、化合物２８、化合物３４のピロリジン溶液にヨウ化銅（Ｉ）（触媒量）加え、室温にて３０分間攪拌した。塩化アンモニウム水溶液を加えた後、エーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２０〜３０％酢酸エチル／ヘキサン）に通して精製し、化合物３５（６３％）を得た。以下のＮＭＲ測定値から、生成物が化合物３５であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、ＴＭＳ）：４．１６（ｔｄ、Ｊ＝１１．５２、４．３４Ｈｚ、１Ｈ）、４．１３（ｔｄ、Ｊ＝１１．５２、６．２０Ｈｚ、１Ｈ）、４．００（ｍ、１Ｈ）、３．３８−３．７７（ｍ、１３Ｈ）、２．５６（ｄ、Ｊ＝４．２８Ｈｚ、１Ｈ）、２．３０−２．４３（ｍ、４Ｈ）、２．１９−２．２８（ｍ、５Ｈ）、２．０９−２．１８（ｍ、４Ｈ）、１．１７−１．７０（ｍ、７８Ｈ）、０．８８（ｔ、Ｊ＝６．８６Ｈｚ、３Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ＣＦＣｌ３）：−８１．２５（ｔｍ、J＝９．６３Ｈｚ、３F）、−９６．６８（ｍ、２Ｆ）、−１２１．５９（ｍ、２Ｆ）、−１２２．２１〜―１２２．６３（ｍ、４Ｆ）、−１２３．０４（ｍ、２Ｆ）、−１２３．２２（ｍ、２Ｆ）、−１２６．６０（ｍ、２Ｆ）。
【０１２１】
［実施例４］
実施例１で得られた擬環状脂質化合物である化合物１３、および化合物１３におけるフッ素の代わりに炭素を含む化合物３６を用い、これらの化合物および膜タンパク質を含む複合体を創成し、膜安定化評価を行った。化合物１３および３６の構造を下記に示す。尚、化合物３６は、Langmuir 7(11) 2415 (1991)；Langmuir 8(2) 637 (1992)；Bull. Chem. Soc. Jpn., 70, 2545 (1997)等に記載された合成法、および化合物13までの合成法を参考に合成した（文献では炭素鎖長が32と16）。
【０１２２】
【化７】
2015172011.tif 000008
【０１２３】
化合物１３および３６についてDSC測定（セイコーインスツルメント  EXSTAR DSC6100）を行い、化合物３６を二量体とした場合の単量体に相当する1,2-ジテトラデシル-グリセロ-3-ホスホコリン（DTPC）と比較した。これらの転移温度を以下の表１に示す。表１の結果からわかるように、化合物３６は、DTPCと比較して転移温度が2倍程度上昇しているが、本発明の化合物１３は、ペルフルオロ基の導入によって、転移温度が生理的温度に近いものとなり、適度な柔軟性を有する膜を構成可能であることが示唆された。
【０１２４】
【表１】
2015172011.tif 000009
【０１２５】
I. 脂質懸濁液の作製
１．低温保存の脂質化合物（化合物１３または３６）を室温に戻す。
２．アルミホイル上に脂質化合物を秤量する(7.5μmol)。
３．化合物をクロロホルム溶媒に溶解し、ナスフラスコに移す。
４．窒素雰囲気下、クロロホルムを留去（水浴40℃）し、フラスコ内壁にフィルム状に脂質を付着させる。
５．減圧下で脂質フィルムを乾燥（約3時間）させる。
６．ガラスビーズを数個、100 mMリン酸緩衝液を10 ml加え密封する。
７．25℃にセットした恒温槽で約20分振とうする。
８．バス型ソニケーターで超音波処理(30〜60℃、1〜数時間)を行い、0.75 mM脂質懸濁液（リポソーム）とする。
【０１２６】
II. 可溶化バクテリオロドプシン（ｂＲ）の調製
１．40μMの天然紫膜（高度好塩菌H.salinarumを培養後、既報に従って精製して得られたもの）5 mlと20 mM TritonX-100溶液(両方とも溶媒には100 mMリン酸緩衝液を使用)を混合し、25℃で15時間振とうする。
２．遠心分離（4℃、15,000〜100,000g、1時間）後、回収した上澄みを可溶化ｂＲとする。
【０１２７】
III. リポソームへのbRの再構成
１．20μM可溶化bRと0.75mM脂質懸濁液を混合し、25℃で5時間振とうする。
２．Bio-Beads（Bio-rad社製）を0.6 g加え、25〜30℃で5時間撹拌する。
３．さらにBio-Beadsを0.6 g加え、28℃で15時間、スターラーで撹拌する。
４．シリンジ(内径1mm)を用いて上澄みを回収し、再構成試料とする。
【０１２８】
IV. 再構成試料のUVスペクトル測定
化合物１３の再構成試料を用いたUV測定結果から、再構成試料の収率は70〜80％であることがわかった。
【０１２９】
V. CDスペクトル測定
V-1. 試料調製
１．再構成試料をVortexにかけた後、25℃で20分間振蕩する。
２．１の試料から2mlを分取し、ソニケーターにより超音波処理（30℃、1時間）を行う。
３．２の試料を二面透過セルに入れ、ＵＶスペクトルを測定し、測定試料濃度を求める（このときの吸光度から、化合物１３および化合物３６の再構成試料の測定試料濃度はそれぞれ7.0および3.0μMと求めた）。
【０１３０】
V-2. 測定方法
１．V-1の３の試料をＣＤ測定機器（日本分光J-820）にセットする。
２．ＣＤ測定機器に窒素を流入させ、測定室内部を窒素置換する。
３．ペルチェ式恒温槽により、試料の温度をコントロールする。試料全体を測定温度で
均一にするために、スターラーにより攪拌する。また測定温度に達してから5分程度待機して測定を開始した。
４．低温側(10℃)から測定開始し、高温側(80℃)まで全て同じ試料でおこなった。
【０１３１】
V-3. 結果
結果を図１および２に示す。化合物１３の再構成試料のＣＤスペクトルでは、70℃付近まで負のピークを観測した。この結果から、化合物１３の脂質膜（リポソーム）中に再構成されたｂＲは70℃まで三量体を保持していることが分かる。一方、化合物３６の再構成試料のＣＤスペクトルでは負のピークが確認されたのは40℃〜45℃までであった。
【０１３２】
この結果から、ペルフルオロ基の導入によって、ｂＲ再構成膜の熱的安定性が向上していることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明によれば、同一分子内に２個のグリセロールが二価の有機基１個と一価の有機基２個と４個のエステルまたはエーテル結合を介して形成された擬環状型化合物が提供される。
【０１３４】
本発明化合物は、界面活性性であり、工業および家庭における、たとえば金属加工、採鉱、表面仕上げ、洗浄および清浄、化粧品、医薬および食品加工および調理の分野で、殊に乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤およびヒドロトロープ剤などに幅広く用いられる。
【図１】
2015172011.tif 000011
【図２】
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