(57)【要約】【課題】  本発明の課題は安価で安定なＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ用マスキャリブレーション標準物質を提供することにある。【解決手段】  上記課題解決のため，Ｏ−保護シクロデキストリンを構成ユニットとし，これにフェノール性水酸基を有する化合物を反応結合させることにより，分子量の明確な一群のシクロデキストリン誘導体を得た。このシクロデキストリン誘導体は安定なＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ用マスキャリブレーション標準物質として機能した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記構造式
【化１】
2008095056.tif 000004
［ただし，式中，ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ独立に１以上の整数，ｅ，ｆ，ｇ，ｈはそれぞれ独立に０以上の整数から選択され，Ｒ１は下記構造式
【化２】
2008095056.tif 000005
（ただし，式中，ｎは５，６，７から選択され，Ｒ２はメチル基，エチル基のごときアルキル基，トリフルオロメチル基のごときペルフルオロアルキル基，ベンジル基，置換されていてもよいベンジル基，あるいはアセチル基，トリフルオロアセチル基のごときアシル基から選択される）］で示される新規シクロデキストリン誘導体。
【請求項２】
下記構造式
【化３】
2008095056.tif 000006
（ただし，式中，ｎは５，６，７から選択され，ｍは１以上の整数から選択され，Ｒ２はメチル基，エチル基のごときアルキル基，トリフルオロメチル基のごときペルフルオロアルキル基，ベンジル基，置換されていてもよいベンジル基，あるいはアセチル基，トリフルオロアセチル基のごときアシル基から選択され，Ｒ３はフェニル基，置換されていてもよいフェニル基，ナフチル基，置換されていてもよいナフチル基，アントラニル基，置換されていてもよいアントラニル基，トリチル基，ｐ−フェニレニル基，ｐ−ビフェニレニル基，イソプロピリデンジフェニル基から選択される）で示される新規シクロデキストリン誘導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は新規シクロデキストリン誘導体に関するもので，マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析計法における標準試料に供するものである。
【背景技術】
【０００２】  質量分析は，有機化学，生化学などの研究者にとって試料の分子量や構造上の特徴を明らかにする重要な分析手段の一つになっている。質量分析の歴史は以外に古く，１９１２年にＴｈｏｍｓｏｎにより最初の質量分析装置が作られ，１９１８年Ａｓｔｏｎはネオンの同位体の測定や元素の精密質量を測定している。その後，電子衝撃イオン化法が開発，実用化され，低分子有機化合物の測定が可能となり，有機化学の分野でも利用されるようになった。電子衝撃イオン化法では，イオン化に先立ち試料を気化することが必要であり，そのため，測定可能な試料が限られていた。近年，イオン化に先立ち試料の気化を必要としない高速粒子衝撃法（ＦＡＢ），マトリックス支援レーザー脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）などの新しいソフトなイオン化法が次々と開発されている。ことにソフトイオン化の決定版と言えるＭＡＬＤＩと飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ−ＭＳ）を組み合わせたＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは，タンパク質，糖鎖などの高分子化合物の質量分析を可能にし，有機化学のみならず，生化学分野の研究者にとっても極めて有用な分析機器となっている。【０００３】  ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳで質の高いスペクトル情報を得るためには分析対象物やレーザーの波長に適したマトリックスを使用する必要がある。マトリックスの選定は質の高いスペクトル情報を得るために極めて重要である。ここで得られるスペクトル情報は飛行時間（ＴＯＦ）と強度の組み合わせである。これを質量（ｍ／ｚ）と強度の情報へ変換させる必要がある。この変換は極めて重要で，マスキャリブレーションと呼ばれている。マスキャリブレーションには［Ｍ＋Ｈ］＋あるいは［Ｍ＋Ｃａｔｉｏｎ］＋の測定が容易で，単一分子種で構成されるものが標準試料として用いられている。低質量の標準試料は数多くの低質量有機化合物が適宜選択され，使用されている。一方，ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは試料の気化を必要としないソフトなイオン化法で，難揮発性高分子量の化合物の質量分析にその威力を発揮する。したがって，多くの場合，ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳのマスキャリブレーションには中質量，あるいは高質量の標準試料が必要となるが，単一分子種から成り，入手の容易な中質量，高質量の有機化合物は数少なく，標準試料としては天然物であるタンパク質が利用されている。例えば，質量５０００から１００００前後ではインシュリン，チトクロームＣなどのタンパク質が標準試料として多用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら，インシュリン，チトクロームＣなどのタンパク質は熱に不安定で冷凍保管が必要であり，その取り扱いには細心の注意を要する。また，インシュリン，チトクロームＣなどを標準試料として使用するためには高度に精製する必要がある。そのため，市販されているインシュリン，チトクロームＣは比較的高価である。安定で取り扱いが容易な単一分子種から成る有機化合物がＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ用標準試料として求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  そこで，発明者は鋭意研究を重ね，本発明を完成するに至った。本発明は新規シクロデキストリン誘導体に関するもので，ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ用標準試料として供するものである。本発明の代表例として下記構造式（１）【０００６】
【化１】
2008095056.tif 000002
【０００７】で示される新規シクロデキストリン誘導体，５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル）］ポルフィリンを取り上げ，本発明の有用性を明らかにする。本発明に係る５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル）］ポルフィリンは文献未載の新規化合物で，下記反応式に従って合成することができる。【０００８】
【化２】
2008095056.tif 000003
【０００９】  上記反応に示すように５，１０，１５，２０−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ポルフィリンとＯ−ペルメチル−６−Ｏ−ｐ−トルエンスルホニル−α−シクロデキストリンを塩基の存在下反応させることで得られる。この工程で使用しうる溶媒はＤＭＦ，ＤＭＳＯ，塩化メチレン，クロロホルム，トルエン，ピリジンのごとき有機溶媒，あるいはこれらの混合溶媒から選択され，塩基としては炭酸カリウム，炭酸ナトリウム，炭酸水素カリウム，炭酸水素ナトリウム，トリエチルアミンなど無機塩基，有機塩基から適宜選択される。なお，塩基は必ずしも必要としない。反応温度は室温から溶媒の還流温度の間で適宜選択される。反応に要する時間は使用する溶媒，塩基の有無，濃度，反応温度により異なるが，３０分から６４時間の間で適宜選択される。反応終了後，抽出，再結晶，カラム精製などを適宜行うことで高純度の５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンが得られる。以上のように本発明に係る５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル）］ポルフィリンは簡便な操作で，しかも高純度品が容易に得られる。以下に参考例を用いて，更に本発明の有用性を明らかにする。【００１０】参考例１  ５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトル
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ用マトリックス１０ｍｇをメタノール１ｍｌに溶解した溶液に５，１０，１５，２０−テトラキス［Ｏ−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）−４−フェニル］ポルフィリン１ｍｇをメタノール１ｍｌに溶解した溶液を加え，混和させた。この溶液をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳのターゲットプレート上に少量を採取し，風乾し，ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにセットし，質量分析を行った。マトリックスとしては２，５−ジヒドロキシ安息香酸，２，４，６−トリヒドロキシアセトフェノン，３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシけい皮酸，α−シアノ−４−ヒドロキシけい皮酸を用いた。
測定条件
装置：ＳＨＩＭＡＤＺＵ／ＫＲＡＴＯＳ  ＡＸＩＭＡ−ＣＦＲ  Ｐｌｕｓ
減圧度：５．０Ｅ−４Ｐａ
測定モード：ｌｉｎｅａｒ
レーザー：窒素レーザー
その結果，いずれのマトリックスを用いても［Ｍ＋Ｈ］＋の強い強度の分子イオンピークを観測することができた。
【発明の効果】
【００１１】  本発明に係る５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンは極めて安定な化合物であり，室温で長期間保存してもその質量スペクトルは変化しない。以上のようにＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳマスキャリブレーション用標準物質として極めて有用である。また，この代表例，５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンは４つのペルメチル−α−シクロデキストリンとポルフィリンから構成されている。シクロデキストリンはホスト化合物として，その空孔に疎水性のゲスト分子を取り込む。ポルフィリンはカチオンをその空孔に取り込む。したがって，同一分子内に性格の異なるホスト部位を持ち，幅広いゲストと包接する。ことにポルフィリンは４００ｎｍ〜５００ｎｍにソーレー帯と呼ばれる強い吸収を持ち，カチオンを包接することで，この吸収はシフトする。したがって，従来にない新規な機能性ホスト化合物としてその応用が期待される。
【実施例】
【００１２】  以下に本発明の好ましい実施例を示し，本発明の有用性を明らかにする。これは例示のためであって，本発明を限定するものではない。【００１３】実施例１  ５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンの合成
Ｏ−ペルメチル−６−Ｏ−ｐ−トルエンスルホニル−α−シクロデキストリン２００ｍｇ，５，１０，１５，２０−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン２０ｍｇをＤＭＦ１．２ｍｌに溶解させ，この溶液に炭酸カリウム９８ｍｇを加え，８５℃で２０時間撹拌，反応させた。反応混合物を水中に注ぎ，塩化メチレンで抽出した。抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥，減圧濃縮し，得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：エタノール＝６：１）で分離精製し，収率６８％で，目的とする５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンの白色結晶１１０ｍｇを得た。【００１４】実施例２  ５，１０，１５，２０−テトラキス［３，５−ビス（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンの合成
Ｏ−ペルメチル−６−Ｏ−ｐ−トルエンスルホニル−α−シクロデキストリン２００ｍｇ，５，１０，１５，２０−テトラキス（３，５−ジヒドロキシフェニル）ポルフィリン１１ｍｇをＤＭＦ１．２ｍｌに溶解させ，この溶液に炭酸カリウム９８ｍｇを加え，８５℃で４０時間撹拌，反応させた。反応混合物を水中に注ぎ，塩化メチレンで抽出した。抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥，減圧濃縮し，得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：エタノール＝９：１）で分離精製し，収率３３％で，目的とする５，１０，１５，２０−テトラキス［３，５−ビス（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］ポルフィリンの紫色結晶５０ｍｇを得た。【００１５】実施例３  １，１，１−トリス［４−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］エタンの合成
Ｏ−ペルメチル−６−Ｏ−ｐ−トルエンスルホニル−α−シクロデキストリン２００ｍｇ，１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン１２ｍｇをＤＭＦ１．２ｍｌに溶解させ，この溶液に炭酸カリウム９８ｍｇを加え，８５℃で１７時間撹拌，反応させた。反応混合物を水中に注ぎ，塩化メチレンで抽出した。抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥，減圧濃縮し，得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：エタノール＝１２：１）で分離精製し，収率９８％で，目的とする１，１，１−トリス［４−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］エタンの白色結晶１５０ｍｇを得た。【００１６】実施例４  ２，２−ビス［４−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］プロパンの合成
Ｏ−ペルメチル−６−Ｏ−ｐ−トルエンスルホニル−α−シクロデキストリン８００ｍｇ，ビスフェノールＡ５４ｍｇをＤＭＦ４．８ｍｌに溶解させ，この溶液に炭酸カリウム１９６ｍｇを加え，８５℃で２０時間撹拌，反応させた。反応混合物を水中に注ぎ，塩化メチレンで抽出した。抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥，減圧濃縮し，得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：エタノール＝２０：１）で分離精製し，収率３１％で，目的とする２，２−ビス［４−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル］プロパンの白色結晶１９０ｍｇを得た。【００１７】実施例５  ２−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）ナフタレンの合成
Ｏ−ペルメチル−６−Ｏ−ｐ−トルエンスルホニル−α−シクロデキストリン３００ｍｇ，２−ナフトール２６ｍｇをＤＭＦ１．８ｍｌに溶解させ，この溶液に炭酸カリウム７３ｍｇを加え，８５℃で１５時間撹拌，反応させた。反応混合物を水中に注ぎ，塩化メチレンで抽出した。抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥，減圧濃縮し，得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（塩化メチレン：メタノール＝２０：１）で分離精製し，収率５９％で，目的とする２−（ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）ナフタレンの白色結晶１９０ｍｇを得た。
【産業上の利用可能性】
【００１８】  以上のように本発明に係る化合物は複数のＯ−保護シクロデキストリンを構成要素とし，フェノール性水酸基と反応結合した新規シクロデキストリン誘導体である。本発明に係る一群の新規シクロデキストリン誘導体は構成要素であるＯ−保護シクロデキストリンの数の違いにより，その質量は大きく異なり，幅広く分布している。本発明に係る任意の２つの新規シクロデキストリン誘導体を選択し，これをＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ用マスキャリブレーション標準物質として用いることで，的確なマスキャリブレーションが行えた。また，本発明に係る新規シクロデキストリン誘導体はホスト化合物として強い疎水認識能を有し，機能性ホスト化合物として分離分析の分野での利用が期待される。ことにポルフィリンを有する本発明に係る新規シクロデキストリン誘導体は，ポルフィリンの有するカチオン認識能とシクロデキストリン部位の有する疎水認識能を有する。なおかつ，ポルフィリンは４００ｎｍ〜５００ｎｍにソーレー帯と呼ばれる強い吸収を持ち，カチオンを包接することで，この吸収はシフトする。したがって，従来にない新規な機能性ホスト化合物としてその応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】５，１０，１５，２０−テトラキス［４−（Ｏ−ペルメチル−α−シクロデキストリン−６−イル）フェニル）］ポルフィリンのＭＳスペクトル
【図１】
2008095056.tif 000007