(57)【要約】【課題】球形のアニオン構造を有しクラスター化すると共に、強い触媒作用を有する新規なヘテロポリ酸塩を提供すること。【解決手段】化学式が［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９−で表示されるアニオンの水溶液及び一般式がＡ１９［Ｂ（ＯＨ）３］ｎ［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］・ｍＨ２Ｏ、ただしＡはＮａ，Ｋ，Ｈ，Ｃｓ，Ｃａより成る群から選ばれた少なくとも一種類の元素、ｎは０≦ｎ≦１０の範囲から選ばれた整数、ｍは０≦ｍ≦５０の範囲から選ばれた整数、で表示されるホウ素化合物結晶体。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子式が、
［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９
で表示されるホウ素原子含有ヘテロポリ酸。
【請求項２】
請求項１のホウ素原子含有ヘテロポリ酸イオン［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９−を含む水溶液。
【請求項３】
分子式が、
Ａ１９［Ｂ（ＯＨ）３］ｎ［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］・ｍＨ２Ｏ、ただしＡはＮａ，Ｈ，Ｋ，Ｃｓ，Ｃａからなる群より選ばれた少なくとも１種類の元素、ｎは０≦ｎ≦１０の範囲から選ばれた整数、ｍは０≦ｍ≦５０の範囲から選ばれた整数
で表示されるホウ素化合物。
【請求項４】
前記ＡがＮａ１２Ｈ７であり、ｍが２７である請求項３記載のホウ素化合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘテロポリ酸イオンの１種であるホウ素／バナジウムの酸化物イオンを骨格とする新規な物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属ポリ酸イオンはアニオン〈陰イオン）であり、クラスターを形成して巨大化し、カチオン（陽イオン）と化合して水溶性錯体になるという性質を有している。金属ポリ酸イオンは強力な電子担体であり、強い還元性を呈するため触媒作用に優れた物質といえる。また、構成イオンによってさまざまな分子形状を呈するため、特異な化学性を発揮することが可能である。
このうち、構成イオンが２種類以上に亘るヘテロポリ酸イオンは、その組み合わせによって化学的、物理的特性を異にするため、使用日的による材料の選択性がさらに高まる。
【０００３】
ヘテロポリ酸イオンの骨格は化学的安定性に優れた重金属の酸化物によって構成され、骨格外側或いは内部の構成重金属元素が一部別の元素に置換される。
さまざまな形状のヘテロポリ酸イオンのうち単位分子が球形状を呈するものは空間対象性が高いため、三次元的化学特性により優れていると予測される。実際本発明者らは、Ｋｅｇｇｉｎ型構造と呼ばれるヘテロポリタングステン酸イオンが強い抗ウイルス抗菌作用を示し、医薬品として有望であることを確かめた（たとえば、特許文献１、２、３を参照）。これは、ヘテロポリ酸イオンが、三次元的自由度をもって病原体に結合し、強い酸化還元作用によってその増殖を抑制できるという例である。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７０７２５２号
【特許文献２】
特願平６−２１３９３９号
【特許文献３】
特願平１１−０３０３４２号
【０００５】
ところで、悪性脳腫瘍治療剤の１種にＮａ２Ｂ１２Ｈ１１ＳＨというホウ素化合物がある。この化合物を含む薬剤を生体に注射すると、血液脳関門現象を利用して当該化合物が脳内の悪性腫瘍細胞に集中する。次に、原子炉から放出される中性子を患部に照射すると、化合物構成元素の１０Ｂが中性子を吸収して
１０Ｂ＋ｎ→７Ｌｉ＋α
なる崩壊反応を起し、α線とＬｉ粒子を発生して選択的に悪性細胞を破壊するのである。この治療方法をホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ）と呼んでいる。
ＢＮＣＴは、上記した悪性脳腫瘍だけでなく、悪性皮膚臆瘍や乳がんなどの治療に効果をあげつつある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した抗腫瘍性ホウ素化合物のアニオン分子は、非球形状であり、空間対象性が低い。また、この化合物は、特に強い触媒性を示すこともない。ＢＮＣＴにおいてさらに高い治癒率を上げるためには、腫瘍部位へのホウ素化合物の集中率の向上と中性子線の平均分布の向上が求められる。
【０００７】
本発明の日的は、球形分子構造と強い触媒作用を有する新規なホウ素化合物、及びそのアニオンを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、分子式［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９で表示されるホウ素化合物、及びそのイオンであるアニオン［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９−を含む水溶液を開示する。
さらに本発明では、分子式がＡ１９［Ｂ（ＯＨ）３］ｎ［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］・ｍＨ２Ｏ、ただしＡはＮａ，Ｋ，Ｈ，Ｃｓ，Ｃａより成る群から選ばれた少なくとも１種類の元素、ｎは０≦ｎ≦１０の範囲から選ばれた整数、ｍは０≦ｍ≦５０の範囲から選ばれた整数で表示されるホウ素化合物を開示する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のホウ素化合物は、結晶であって通常アルカリ水溶液から晶出させて作成する。
（合成）
Ｎａ３ＶＯ４水溶液（水１７ｍｌにＮａ３ＶＯ４１ｇ溶解）にＮａＣｌを０．１３４６ｇ加え、ｐＨ９．８になるまでＨ３ＢＯ３を加えて撹拌する。この溶液に電子供与剤としてＣＨ３ＯＨを３ｍｌ加えた後、硬質ガラス製試験管に入れ５００Ｗの水銀灯で３・４日間紫外線照射すると、バナジウムが還元されてタール状のＶ１４Ｏ８沈殿液中にＶ１４Ｏ８結晶が生成する（結晶重量Ｏ．５８ｇ、収率約６１％）。
一方、タール状のＶ１４Ｏ８が析出し始めたときに試験管下部の茶色に着色した溶液部位のみをビーカーに移し、沸騰しない程度に加熱して溶媒量が約１／３になったときビーカーを冷蔵庫に移して冷却すると、ビーカー底に結晶が生成する。この結晶が茶色に着色した［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９−のナトリウム塩であることは、以下の同定によって確認された。
【００１０】
（結晶の同定）
不凍液（ＰＡＲＡＴＯＮＥ−Ｎ）中で溶媒を分離、ＣＲＹＯＬＯＯＰで固定後、前期茶色の結晶をＸ線解析し、格子定数を測定した。構造解析はｔｅＸｓａｎの直接法ｓｈｅｌｘＳ９７を用いて原子位置を決定し、最小二乗法により精密化した。また、ＫＢｒペレット法によってＩＲ測定（４０００〜４００ｃｍ−１）を行った。さらに、５１Ｖ，１１Ｂ，１Ｈ，２３ＮａについてはＮＭＲ測定を行った。用いた溶媒は、１Ｈの場合Ｄ２Ｏのみ、それ以外の元素の場合はＨ２Ｏ，Ｄ２Ｏの混合液であった。バナジウムの価数は、セリウムＣｅ（ＳＯ４）２・２（ＮＨ４）２ＳＯ４・４Ｈ２ＯとモールＦｅ（ＮＨ４）２（ＳＯ４）２・６Ｈ２Ｏを用いた電位差滴定で調べた。結晶水数は、マルチ熱分析システム（真空理工ＭＴＳ−９０００，ＴＧＤ９６００）を用いて温度上昇による重量変化から決定した。
Ｂの定量は、ＩＣＰ発光分光分析で、Ｎａの定量はイオンメーターで、またＶの定量は滴定値を用いて行った。
サイクリックボルタメトリー（ＣＶ）測定によって荷電量を求めた。サンプル濃度は１ｍＭ，電解質としてＮａＣｌ（１００ｍＭ）を用いた。作用電極はグラッシーカーボン電極、参照電極はＡｇ−ＡｇＣｌ（ＭＲ−０３），対電極にＰｔ線を用い、測定前に窒素パージを行った。
この結果、前記茶色の結晶はＮａ１２Ｈ７［Ｂ（ＯＨ）３］［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］・２７Ｈ２Ｏであると同定された。
バナジウム酸化物とホウ素酸化物を骨格とするアニオン［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９−の立体構造図を図１に、またその錯体結晶である
Ｎａ１２Ｈ７［Ｂ（ＯＨ）３］［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］・２７Ｈ２Ｏの立体構造図を図２に示した。図１から、ホウ素のヘテロポリ酸アニオンが球状構造を持っていることがわかる。
【００１１】
このアニオンは、帯状に連なるバナジウム原子群Ｖ（５）−Ｖ（６）−Ｖ（７）−Ｖ（８）−Ｖ（９）−Ｖ（１０）−Ｖ（１１）−Ｖ（１２）の構成する酸化物Ｖ８Ｏ２４に対し、２組のバナジウム鎖Ｖ（１３）−Ｖ（１４）−Ｖ（１），Ｖ（４）−Ｖ（３）−Ｖ（２）から成る酸化物群Ｖ３Ｏ７が上下を架橋し、このＶ８Ｏ２４とＶ３Ｏ７の組み合わせによって生ずる４個所の隙間を埋めるためにそれぞれの個所にＢ２Ｏ７４配位ホウ素酸化物が入る形となっており、またアニオン骨格内にはＨ２Ｏ（無秩序）が１分子カプセル化されている。
アニオンはほぼ球状であるが、帯状のバナジウムＶ８Ｏ２４の直径が約８．１Ａ（オングストローム）であるのに対し、ほぼ直交するＶ（１４）−Ｖ（３）間の距離は約７．１Ａであり、Ｖ８Ｏ２４よりやや短くなっている。隣接するＶ−Ｖ間距離は約３Ａである。
図３にアニオン構成の各バナジウム原子間距離をまとめた。
前記同定したホウ素化合物は、容易に水に溶けてホウ素原子を含むアニオンとアルカリイオンに分離する。図１で示したヘテロポリ酸イオンは、水溶液中でクラスター化することが確かめられた。
【００１２】
（アニオンクラスターの稠密配置）
上記のように本発明のホウ素化合物アニオン［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］１９−は、水溶液中でクラスター化し連なる。その稠密配置図（ｐａｃｋｉｎｇｄｉａｇｒａｍ）を図４に示した。
以上に述べた本発明のホウ素化合物アニオン及びその錯体結晶の合成実施例は、バナジン酸ソーダ水溶液中から合成した場合である。化学合成では周知の如く、アルカリ水溶液の組成を変えることによって、カチオンの種類を代えた錯体結晶を容易に作成することが出来る。その結果、一般式が
Ａ１９［Ｂ（ＯＨ）３］ｎ［Ｖ１４Ｂ８Ｏ５０（Ｈ２Ｏ）］・ｍＨ２Ｏ、ただしＡはＮａ，Ｋ，Ｈ，Ｃｓ，Ｃａからなる群より選ばれた少なくとも１種類の元素、ｎは０≦ｎ≦１０の範囲から選ばれた整数、ｍは０≦ｍ≦５０の範囲で選択された整数
で表される結晶が合成された。バナジウム酸化物の骨格格子の隙間にとりこまれるホウ酸の数ｎ及び又は結晶水数ｍは、Ａの組み合わせによって変化する。溶媒の種類や析出条件によってｎ及び又はｍは０になることもある。球状性や触媒性からｎ、ｍを決定できる。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のホウ素ヘテロポリ酸イオンは球状のアニオンであり、水溶液中でクラスター化して比表面積の大きな三次元的分布を示すため、ホウ素中性子補足療法用の薬剤に用いられた場合従来の薬剤より大きな中性子補足性を示すと期待される。また、この化合物イオンは前記した本発明らによる先願特許や出願内容からも明らかなようにヘテロポリ酸の一般的特徴として触媒作用が強く（大きな負電荷を有する）、従来の薬剤より細胞への集中性が高くなると期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物質のアニオン構造を示す図である。
【図２】本発明の物質の結晶構造を示す図である。
【図３】バナジウム原子間距離例を示す図である。
【図４】本発明のアニオンの稠密配置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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