(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式(I)：
【化１】
0004059585.tif 000020
（式中、R11は置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；R12は水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；Qはメチン基又はポリメチン基を示し、該メチン基又はポリメチン基は置換又は無置換のヘテロ環基及び置換又は無置換のアリール基からなる群から選ばれる１又は２個以上の置換基を有しており；V11、V12、V13、V14、V15、及びV16はそれぞれ独立に水素原子又は１価の置換基を示す）で表わされるメチン色素。
【請求項２】
V11、V12、V13、V14、V15、及びV16のうち少なくとも一つが下記一般式(III)：
-A-X-SO3M1  (III)
（式中、A及びXはそれぞれ独立に２価の連結基又は単結合を示し；M1は水素原子又は１価のカチオンを示す）で表わされる基である請求項１に記載のメチン色素。
【請求項３】
Aが少なくとも１個のヘテロ原子を含む２価の連結基又は単結合であり、Xが置換若しくは無置換のC1-C20アルキレン基、置換若しくは無置換のC1-C20ポリエーテル基、又は置換若しくは無置換のC1-C20ポリアミノアルキル基である請求項２に記載のメチン色素。
【請求項４】
下記一般式(II)：
【化２】
0004059585.tif 000021
（式中、L1、L2、及びL3は置換又は無置換のメチン基を示し；R21及びR22はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；R23及びR24はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、V28、V29、V30、V31、及びV32はそれぞれ独立に水素原子又は１価の置換基を示し；nは0から4の整数を示し；(M)pは分子の電荷を中和するのに必要な個数の対イオンを示す）で表わされるメチン色素。
【請求項５】
V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、V28、V29、V30、V31、及びV32のうち少なくとも一つが下記一般式(III)：
-A-X-SO3M1  (III)
（式中、A及びXはそれぞれ独立に２価の連結基又は単結合を示し；M1は水素原子又は１価のカチオンを示す）で表わされる基である請求項４に記載のメチン色素。
【請求項６】
V29、V30、V31、及びV32が水素原子である請求項４又は５に記載のメチン色素。
【請求項７】
Aが少なくとも１個のヘテロ原子を含む２価の連結基又は単結合であり、Xが置換若しくは無置換のC1-C20アルキレン基、置換若しくは無置換のC1-C20ポリエーテル基、又は置換若しくは無置換のC1-C20ポリアミノアルキル基である請求項５又は６に記載のメチン色素。
【請求項８】
下記一般式(IV)：
【化３】
0004059585.tif 000022
（式中、R21及びR22はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；R23及びR24はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、及びV28はそれぞれ独立に水素原子又は１価の置換基を示し；Wは置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のヘテロ環基、又は置換アミノ基を示し；(M)pは分子の電荷を中和するのに必要な個数の対イオンを示す）で表わされるメチン色素。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のメチン色素で蛍光標識された物質。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色剤、光吸収剤、光ディスク用色素、ハロゲン化銀写真や電子写真の分光増感色素、又は診断用マーカー等として有用な新規メチン色素に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可視域の光を吸収する化合物はその吸収した光の波長に応じて様々な色を呈する。これらの化合物は色素又は染料と呼ばれ、各種材料の着色に用いられるほか、より高度な利用方法として高密度情報記録材料である光ディスク材料用色素、画像情報記録材料であるハロゲン化銀写真や電子写真の分光増感色素、又はフィルター色素などに用いられている。また、近年では、近赤外域ないし赤外域の光を吸収する化合物がプラズマディスプレイ用フィルター等に応用されつつある。これらの応用例は、いずれも色素の吸収特性を利用したものであるが、最近では、色素の発光特性(蛍光性又はりん光性)も積極的に利用され始めている。
【０００３】
例えば、抗体、タンパク質、ペプチド、酵素基質、ホルモン、リンフォカイン、代謝産物、レセプター、抗原、ハプテン、レクチン、アビジン、ストレプタビジン、トキシン、炭水化物、多糖類、核酸、デオキシ核酸、誘導核酸、誘導デオキシ核酸、DNAフラグメント、RNAフラグメント、誘導DNAフラグメント、誘導RNAフラグメント、天然薬物、ウイルス粒子、バクテリア粒子、ウイルス成分、イースト成分、血液細胞、血液細胞成分、バクテリア、バクテリア成分、天然又は合成脂質、合成薬物、毒薬、環境汚染物質、重合体、重合体粒子、ガラス粒子、プラスチック粒子、重合体膜等を含む物質上に蛍光性色素を共有結合、イオン結合、水素結合等により結合して標識する医療診断技術が近年重要になってきている。
【０００４】
もっとも、診断用途に適した良好な発光特性を有する色素構造は非常に限定されている。良好な発光特性を有する色素としては、例えば、米国特許第5486616号明細書、特開平2-191674号公報、同5-287209号公報、同5-287266号公報、同8-47400号公報、同9-127115号公報、同7-145148号公報、同6-222059号公報に記載されたシアニン色素、Journal of Fluorescence, 5, 231ページ(1995年)に記載されたバルビツール酸オキソノール、特開平5-194942号公報に記載されたフタロシアニン類等が知られている。しかしながら、これらの色素は未だ充分な蛍光強度を有しておらず、更に蛍光の強い色素が求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び課題を解決するための手段】
本発明の課題は、診断用途に適した優れた蛍光強度を有する蛍光色素を提供することにある。本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を行い、下記の一般式で表されるメチン色素が優れた蛍光強度を有することを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、下記一般式(I)：
【化４】
0004059585.tif 000002
（式中、R11は置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；R12は水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；Qはメチン基又はポリメチン基を示し、該メチン基又はポリメチン基は置換又は無置換のヘテロ環基及び置換又は無置換のアリール基からなる群から選ばれる１又は２個以上の置換基を有しており；V11、V12、V13、V14、V15、及びV16はそれぞれ独立に水素原子又は１価の置換基を示す）で表わされるメチン色素を提供するものである。
【０００７】
別の観点からは、本発明により、下記一般式(II)：
【化５】
0004059585.tif 000003
（式中、L1、L2、及びL3は置換又は無置換のメチン基を示し；R21及びR22はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；R23及びR24はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、V28、V29、V30、V31、及びV32はそれぞれ独立に水素原子又は１価の置換基を示し；nは0から4の整数を示し；(M)pは分子の電荷を中和するのに必要な個数の対イオンを示す）で表わされるメチン色素が提供される。
【０００８】
上記式(I)で表わされるメチン色素の好ましい態様として、上記V11、V12、V13、V14、V15、及びV16のうちの少なくとも一つが下記一般式(III)で表わされる基であるメチン色素が提供される。また、上記式(II)で表わされるメチン色素の好ましい態様として、V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、V28、V29、V30、V31、及びV32のうち少なくとも一つが下記一般式(III)で表わされる基であるメチン色素が提供される。
-A-X-SO3M1  (III)
（式中、A及びXはそれぞれ独立に２価の連結基又は単結合を示し；M1は水素原子又は１価のカチオンを示す）
【０００９】
これらのうち、Aが少なくとも１個のヘテロ原子を含む２価の連結基又は単結合であり、Xが置換若しくは無置換のC1-C20アルキレン基、置換若しくは無置換のC1-C20ポリエーテル基、又は置換若しくは無置換のC1-C20ポリアミノアルキル基である式(I)又は式(II)のメチン色素はさらに好ましい態様である。また、式(II)で表わされるメチン色素において、V29、V30、V31、及びV32が水素原子である上記メチン色素も好ましい態様である。
【００１０】
上記式(II)で表わされるメチン色素の別の好ましい態様として、下記一般式(IV)：
【化６】
0004059585.tif 000004
（式中、R21及びR22はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；R23及びR24はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示し；V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、及びV28はそれぞれ独立に水素原子又は１価の置換基を示し；Wは置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のヘテロ環基、又は置換アミノ基を示し；(M)pは分子の電荷を中和するのに必要な個数の対イオンを示す）で表わされるメチン色素も提供される。
【００１１】
さらに別の観点からは、上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素の製造方法；上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素を含む蛍光標識試薬；上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素を有効成分として含む診断用医薬；蛍光標識試薬の製造のための上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素の使用；物質を蛍光標識する方法であって、上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素と標識すべき物質とを反応させる工程を含む方法；上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素で標識された物質；上記式(I)、式(II)、又は式(IV)で表わされるメチン色素で標識された物質を蛍光分析する方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
式(I)、式(II)、及び式(IV)で表わされる本発明のメチン色素は、オキサゾロカルバゾール骨格を有することを特徴としている。上記式(I)、式(II)、及び式(IV)における置換基の意味、及び本明細書で用いられる用語の意味は以下のとおりである。
【００１３】
アルキル基及びアルキル部分を含む置換基（例えばアルコキシ基など）におけるアルキル部分としては、C1-C20アルキル基、好ましくはC1-C12アルキル基、より好ましくはC1-C8アルキル基、さらに好ましくはC1-C6アルキル基、特に好ましくはC1-C4アルキル基を用いることができる。C1-C6アルキル基としては、例えば、直鎖状、分枝鎖状、環状、又はそれらの組み合わせのいずれでもよい。例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。
【００１４】
アリール基としては、単環式又は縮合多環式の芳香族基を用いることができ、例えば、単環式ないし４環式の芳香族基、好ましくは単環式ないし３環式の芳香族基、より好ましくは単環式又は２環式の芳香族基を用いることができる。アリール基の炭素数は6〜20個、好ましくは6〜16個、より好ましくは6〜12個、さらに好ましくは6〜10個である。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基などが好ましい。アリール基は環上の任意の位置で結合することができる。
【００１５】
ヘテロ環基としては、窒素原子、酸素原子、イオウ原子などのヘテロ原子を1個又は2個以上含む単環式ないし４環式のヘテロ環基、好ましくは単環式ないし３環式のヘテロ環基、より好ましくは単環式又は２環式のヘテロ環基を用いることができる。2個以上のヘテロ原子を含む場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。ヘテロ環は飽和、部分飽和、又は芳香環であってもよい。ヘテロ環基は環上の任意の位置で結合することができる。
【００１６】
ヘテロ環基として、例えば、チエニル基、チアンスレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチニル基、2H-ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、イソチアゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H-インドリル基、インドリル基、1H-インダゾリル基、プリニル基、キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル貴意、4aH-カルバゾリル基、カルバゾリル基、β-カルボリニル基、フェナンスリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナンスロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、フェノチアジニル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。
【００１７】
本明細書において、ある官能基について「置換又は無置換」という場合には、その官能基が１又は２個以上の置換基を有していてもよいことを意味する。２個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。置換基の存在位置は限定されず、置換可能な任意の部位に存在することができる。置換基の種類は特に限定されないが、例えば、C1-C20アルキル基、C2-C20アルケニル基、C2-C20アルキニル基、C6-C20アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子(本明細書においてハロゲン原子という場合には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでもよい)、ヒドロキシ基、オキソ基、アミノ基、アンモニウム基、イミノ基、メルカプト基、チオキソ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドラジノ基、C1-C15ウレイド基、C1-C15イミド基、イソチオシアナート基、イソシアナート基、C1-C20アルコキシ基、C1-C20アルキルチオ基、C6-C20アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、C6-C20アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、C7-C20アラルキル基、ヘテロ環アルキル基、C7-C20アラルキルオキシ基、ヘテロ環アルキルオキシ基、C1-C20アルコキシカルボニル基、C6-C20アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、C2-C10アルキルカルボニル基、C6-C20アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基、C2-C10アルキルカルボニルオキシ基、C6-C20アリールカルボニルオキシ基、ヘテロ環カルボニルオキシ基、C2-C8アルキルカルボニルアミノ基、C1-C8スルホニル基、C1-C20スルフィニル基、C1-C8スルホニルアミノ基、C1-C10カルバモイル基、又はC2-C10スルファモイル基などを挙げることができる。
【００１８】
さらに、上記に例示した置換基は、さらに１又は２個以上の他の置換基で置換されていてもよい。このような例として、例えば、ヒドロキシC1-C20アルキル基、ハロゲン化C1-C20アルキル基、モノ若しくはジC1-C20アルキルアミノ基、ハロゲン化C1-C20アルキルカルボニル基、ハロゲン化C6-C20アリール基、ヒドロキシC6-C20アリール基、モノ又はジC1-C20アルキルカルバモイル基などを挙げることができる。もっとも、上記に説明した置換基は例示のためのものであり、これらに限定されることはない。
【００１９】
上記式(I)において、Qはメチン基又はポリメチン基を示し、該メチン基又は該ポリメチン基は置換又は無置換のヘテロ環基及び置換又は無置換のアリール基からなる群から選ばれる１又は２個以上の置換基を有する。好ましくは、Qはメチン色素の部分構造からなるメチン基又はポリメチン基を示す。例えば、シアニン色素を例に挙げれば、好ましいQは、シアニン色素のメチン構造の一部又は全部と一方の環構造とを含む部分構造からなる。
【００２０】
メチン色素としては、好ましくは、シアニン色素、メロシアニン色素、ロダシアニン色素、三核メロシアニン色素、アロポーラー色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素などを挙げることができる。これらの色素の詳細についてはエフ・エム・ハーマー(F. M. Harmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−シアニンダイズ・アンド・リレイテイド・コンパウンズ(Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compounds)」、ジョン・ウイリー・アンド・サンズ(John Wiley and Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、1964年刊、ディー・エム・スターマー(D. M. Sturmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−スペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー(Heterocyclic Compounds-Special Topics in Heterocyclic Chemistry)」、第18章、第14節、482-515頁、ジョン・ウイリー・アンド・サンズ(John Wiley and Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、1977年刊等に記載されている。また、シアニン色素、メロシアニン色素、ロダシアニン色素としては、米国特許第5,340,694号明細書の第21及び22頁に記載された式(XI)、式(XII)、及び式(XIII)で表わされる色素が好ましい。
【００２１】
V11、V12、V13、V14、V15、及びV16が示す１価の置換基の種類は特に限定されず、これらは同一でも異なっていてもよい。１価の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基、イソチオシアナート基、イソシアナート基、C1-C8アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基など)、C6-C20アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基など)、C2-C10アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基など)、C6-C20アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基など)、C2-C10アルキルカルボニル基(例えば、アセチル基、ピバロイル基など)、C2-C8アルキルカルボニルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基など)、C6-C10アリールカルボニルオキシ基(ベンゾイルオキシ基など)、C2-C8アルキルカルボニルアミノ基(例えば、アセチルアミノ基など)、C1-C8スルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基など)、C1-C20スルフィニル基(例えば、メタンスルフィニル基、エタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基など) C1-C8スルホニルアミノ基(例えば、メタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基など)、C1-C10カルバモイル基(例えば、カルバモイル基、メチルカルバモイル基、モリホリノカルバモイル基など)、C1-C20アミノ基(例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、アニリノ基、ジフェニルアミノ基など)、C2-C10スルファモイル基(例えば、メチルスルファモイル基、エチルスルファモイル基、ピペリジノスルファモイル基など)、アンモニウム基、C1-C15アンモニウム基(例えば、トリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基など)、ヒドラジノ基、C1-C15ヒドラジノ基(例えば、トリメチルヒドラジノ基など)、C1-C15ウレイド基(例えば、ウレイド基、N,N-ジメチルウレイド基など)、C1-C15イミド基(例えば、スクシンイミド基など)、C1-C20アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基)、C6-C20アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基など)、ヘテロ環チオ基（例えば、2-ピリジルチオ基など）、C1-C20ヘテロ環基(例えば、ピリジル基、チエニル基、フリル基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、2-ピラジル基など)、C2-C18不飽和炭化水素基(例えば、ビニル基、エチニル基、1-シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基など) 、C6-C20アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、C1-C20アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基など)などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。
【００２２】
また、上記に説明したV11、V12、V13、V14、V15、及びV16が示す１価の置換基は、さらに上記に例示した置換基群から選ばれる置換基を１個又は２個以上有していてもよい。このような置換基として、例えば、p-メチルフェニルチオ基、p-クロロフェニルチオ基、5-メチルピリジル基、4-スルホフェニル基、2,5-ジスルホフェニル基、4-カルボキシフェニル基、スルホプロピル基、スルホブチルオキシ基、カルボキシブチルオキシカルボニル基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。
【００２３】
V11、V12、V13、V14、V15、及びV16は、上述の置換基のほか、式(I)で表わされるメチン色素をタンパク質、核酸、DNA、薬物、トキシン、血液細胞、微生物物質、粒子、プラスチック、ガラス表面材、重合体膜などの物質上に共有結合、イオン結合、水素結合等の手段により結合するための反応性置換基であってもよい。このような反応性置換基として、例えば、サクシンイミジルエステル基、ハロゲン置換トリアジニル基、ハロゲン置換ピリミジニル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、マレイミジル基、アジリジニル基等を挙げることができる。このような反応性置換基を用いることにより、上記の物質を式(I)で表わされるメチン色素で標識することができる。したがって、式(I)で表わされるメチン色素を蛍光標識として用いる場合には、V11、V12、V13、V14、V15、及びV16のうちの少なくとも一つが上記反応性置換基であることが好ましい。
【００２４】
V11、V12、V13、V14、V15、及びV16としては、リン酸基、カルボキシル基、スルホ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、イソチオシアナート基、イソシアナート基、サクシンイミジルエステル基、ハロゲン置換トリアジニル基、ハロゲン置換ピリミジニル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、マレイミジル基、アジリジニル基が好ましく、さらに好ましくはスルホ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、イソチオシアナート基、サクシンイミジルエステル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、マレイミジル基である。
【００２５】
また、V11、V12、V13、V14、V15、及びV16のうち少なくとも一つが上記式(III)： -A-X-SO3M1 で表わされる基又はスルホン酸基であることも好ましい。A及びXはそれぞれ独立に２価の連結基又は単結合を示すが、Aとしては、例えば、メチレン基、酸素原子、硫黄原子、-NR'-、-CO-、-COO-、-CONR'-、-CONR'CO-、-NR'CO-、-NR'SO2-、-NR'CONR''-、-NR'COO-、-NR'CSNR''-、-NR'CSO-、-OCO-、-OSO2-、-OSO2O-、-SO2-、-SO2NR'-、又は-SO-（R'及びR''はそれぞれ独立に置換若しくは無置換C1-C20アルキル基又は置換若しくは無置換C2-C20アリール基を示す）が好ましく、さらに好ましくは酸素原子、-NR'-、-CO-、-COO-、-CONR'-、-NR'CO-、-NR'SO2-、-NR'CSNR''-、-NR'CSO-、-OCO-、-OSO2-であり、特に好ましくは酸素原子、-NR'-、-CO-、-NR'CO-、-OCO-、-OSO2-である。R'及びR''としてはC1-C15アルキル基が好ましく、C1-C6アルキル基がより好ましい。Xはスルホン酸基又はその塩とAとを結合する単結合又は２価の連結基であり、例えば、置換若しくは無置換のC1-C20アルキレン基、置換若しくは無置換のC1-C20ポリエーテル基、又は置換若しくは無置換のC1-C20ポリアミノアルキル基などが好ましい。A又はXには、上記V11からV16で例示した置換基が１個又は2個以上置換していてもよい。M1は水素原子又は１価のカチオンを示す。カチオンとしては、下記に説明する(M)pにおけるカチオンを用いることができる。
【００２６】
一般式(I)中、R11又はR12が示すアルキル基としてはC1-C20アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル、シクロヘキシルなどを好適に用いることができる。アルキル基は任意の位置にV11、V12、V13、V14、V15及びV16で例示した置換基を１個又は２個以上有していてもよい。R11又はR12が示すアリール基としてはC6-C20のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基などを好適に用いることができる。アリール基は環上の任意の位置にV11、V12、V13、V14、V15及びV16で例示した置換基を有していてもよい。
【００２７】
R11又はR12としては、スルホ基、リン酸基、カルボキシル基、イソチオシアナート基、サクシンイミジルエステル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、及びマレイミジル基からなる群から選ばれる置換基が１個又は２個以上置換したC2-C10アルキル基、又はスルホ基、リン酸基、カルボキシル基、イソチオシアナート基、サクシンイミジルエステル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、及びマレイミジル基からなる群から選ばれる置換基が１個又は２個以上置換したC6-C20アリール基が好ましく、さらに好ましくはスルホ基、カルボキシル基、イソチオシアナート基、及びサクシンイミジルエステル基からなる群から選ばれる置換基が１個又は２個以上、好ましくは１個置換したC2-C6アルキル基、又はスルホ基、カルボキシル基、イソチオシアナート基、サクシンイミジルエステル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、及びマレイミジル基からなる群から選ばれる置換基が１個又は２個以上、好ましくは１個置換したC6-C20アリール基である。
【００２８】
一般式(II)において、L1、L2、及びL3はそれぞれ独立に置換又は無置換のメチン基を表わす。置換基としては、例えば、置換若しくは無置換のC1-C15アルキル基、好ましくはC1-C10アルキル基、特に好ましくはC1-C5アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、カルボキシエチル基など)、置換若しくは無置換のC6-C30アリール基（置換基の炭素原子数を含む）、好ましくはC6-C20アリール基、さらに好ましくはC6-C15アリール基(例えば、フェニル基、o-カルボキシフェニル基など)、置換若しくは無置換のC3-C20ヘテロ環基（置換基の炭素原子数を含む）、好ましくはC4-C15ヘテロ環基、さらに好ましくはC6-C10ヘテロ環基(例えば、N,N-ジメチルバルビツール酸基など)、ハロゲン原子、C1-C20アルコキシ基、好ましくはC1-C15アルコキシ基、さらに好ましくはC1-C10アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基など)、アミノ基、C1-C20置換アミノ基、好ましくはC2-C15置換アミノ基、さらに好ましくはC4-C15置換アミノ基 (例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、N-メチル-N-フェニルアミノ基、N-メチルピペラジノ基)、置換若しくは無置換のC1-C15アルキルチオ基、好ましくはC1-C10アルキルチオ基、さらに好ましくはC1-C8アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基など)、置換若しくは無置換のC6-C20アリールチオ基、好ましくはC6-C18アリールチオ基、さらに好ましくはC6-C15アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、p-メチルフェニルチオ基)等を挙げることができる。
【００２９】
本発明のメチン色素を診断用途に用いる場合には、上述の置換基にさらにサクシンイミジルエステル基、ハロゲン置換トリアジニル基、ハロゲン置換ピリミジニル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、マレイミジル基、又はアジリジニル基等の反応性基が１個又は２個以上、好ましくは１個置換していることが好ましい。式(II)において、nは0から4の整数を表わす。nが0である場合には、-L2＝L3-で表わされる連結基が存在しないことを意味する。好ましくはnは1又は2である。一般式(II)のメチン色素において、nが2の場合には安価なヘリウム−ネオンレーザー励起(励起波長633 nm)における励起効率が非常に高くなるので、nが2の場合が最も好ましい。一般式(II)におけるR21及びR22としては一般式(I)におけるR1で説明した基を用いることができ、R23及びR24としては、一般式(I)におけるR2で説明した基を用いることができる。
【００３０】
式(II)及び式(III)において、(M)pは分子の電荷を中和するのに必要な個数の対イオンを示す。分子が中性の場合には、(M)pで表わされる対イオンが存在しない場合もある。例えば、式(II)で表わされるメチン色素がそれぞれ同数の塩基性基及び酸性基を有する場合には、これらの基により分子内対イオンが形成され、分子が全体として中性になる場合がある。このような場合には、(M)pで表わされる対イオンは存在しなくともよい。Mは陽イオンでも陰イオンでもよく、一価イオン又は多価イオンのいずれでもよい。陽イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオンなどの有機イオンが挙げられる。陰イオンは無機陰イオン又は有機陰イオンのいずれであってもよい。陰イオンとしては、例えば、ハロゲン陰イオン(例えば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなど)、置換アリールスルホン酸イオン(例えば、p-トルエンスルホン酸イオン、p-クロルベンゼンスルホン酸イオンなど)、アリールジスルホン酸イオン(例えば、1,3-ベンゼンジスルホン酸イオン、1,5-ナフタレンジスルホン酸イオンなど)、アルキル硫酸イオン(例えば、メチル硫酸イオンなど)、硫酸イオン、チオシアン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ピクリン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンなどが挙げられる。また、Mは水素イオンでもよい。カチオンとしては、好ましくはアンモニウムイオン、アルカリ金属イオン、ハロゲン陰イオン、置換アリールスルホン酸イオンを挙げることができ、さらに好ましくはアルカリ金属イオン、ハロゲン陰イオン、置換アリールスルホン酸イオンである。
【００３１】
一般式(II)におけるV21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、V28、V29、V30、V31、及びV32としては、一般式(I)のV11、V12、V13、V14、V15、及びV16で説明した基を用いることができるが、これらのうち少なくとも一つが一般式(III)で表わされる基又はスルホン酸基であることが好ましい。
【００３２】
式(IV)における中のR21、R22、R23、R24、V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、及びV28は、一般式(II)の基とそれぞれ同義である。一般式(IV)におけるWは、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロ環基、又は置換アミノ基を示す。Wで表わされるアリール基としては、C6-C20アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)を用いることができ、アリール基は環上の任意の位置に、例えばV11、V12、V13、V14、V15及びV16で説明した置換基を１個又は２個以上有していてもよい。置換アリール基としては、例えば、4-スルホフェニル基、2,5-ジスルホフェニル基、4-カルボキシフェニル基などを挙げることができる。
【００３３】
Wで表わされるヘテロ環基としてはC1-C20ヘテロ環基(例、2-ピリジル、4-ピリジル、2-チエニル、2-フリル、2-ピラジル)を用いることができ、ヘテロ環基は環上の任意の位置に、例えばV11、V12、V13、V14、V15及びV16で説明した置換基を１個又は２個以上有していてもよい。式(IV)で表わされるメチン色素を診断用途に用いる場合は、アリール基又はヘテロ環基の環上の任意の位置又はアリール基若しくはヘテロ環基の置換基上の任意の位置に、サクシンイミジルエステル基、ハロゲン置換トリアジニル基、ハロゲン置換ピリミジニル基、スルホニルハライド基、α-ハロアセチル基、マレイミジル基、アジリジニル基等の反応性基が１個又は２個以上、好ましくは１個置換されていることが好ましい。
【００３４】
以下に本発明の色素の具体例を示すが、本発明の範囲はこれらの具体的化合物に限定されるものではない。
【００３５】
【化７】
0004059585.tif 000005
【００３６】
【化８】
0004059585.tif 000006
【００３７】
【化９】
0004059585.tif 000007
【００３８】
【化１０】
0004059585.tif 000008
【００３９】
【化１１】
0004059585.tif 000009
【００４０】
【化１２】
0004059585.tif 000010
【００４１】
【化１３】
0004059585.tif 000011
【００４２】
【化１４】
0004059585.tif 000012
【００４３】
本発明のメチン色素は置換基の種類に応じて１個又は２個以上の不斉炭素を有する場合があるが、１個又は２個以上の不斉炭素に基づく光学活性体、２個以上の不斉炭素に基づくジアステレオ異性体などの立体異性体はすべて本発明の範囲に包含される。また、純粋な形態の立体異性体、立体異性体の任意の混合物、ラセミ体なども本発明の範囲に包含される。さらに、本発明のメチン色素は、水和物又は溶媒和物として存在する場合もあるが、任意の水和物又は溶媒和物も本発明の範囲に包含される。
【００４４】
本発明のメチン色素の製造方法は特に限定されないが、本明細書の実施例には、代表的な化合物についての製造方法が具体的かつ詳細に説明されている。実施例の説明を基にして、原料化合物、反応試薬、反応条件などを適宜選択することにより、また必要に応じて実施例に開示された方法に適宜の修飾ないし改変を加えることにより、当業者は本発明の範囲に包含されるメチン色素をいずれも製造することができる。
【００４５】
本発明の化合物の製造に用いられる原料及び製造中間体は、例えば、エフ・エム・ハーマー(F. M. Harmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−シアニンダイズ・アンド・リレイテイド・コンパウンズ(Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compounds)」、ジョン・ウイリー・アンド・サンズ(John Wiley and Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、1964年刊、デー・エム・スターマー(D. M. Sturmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−スペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー(Heterocyclic Compounds-Special Topics in Heterocyclic Chemistry)」、第18章、第14節、482から515頁、ジョン・ウイリー・アンド・サンズ社、1977年刊、「ロッズ・ケミストリー・オブ・カーボン・コンパウンズ（Rodd's Chemistry of Carbon Compounds）」第２版、ボリュームIV、パートＢ、第15章、369から422頁、エルセビア・サイエンス・パブリック・カンパニー・インク（Elsevier Science Publishing Company Inc.）社−ニューヨーク、1977年刊などに記載の方法を参考にして合成することができる。
【００４６】
本発明のメチン色素の用途は特に限定されないが、例えば、着色剤、光吸収剤、光ディスク用色素、ハロゲン化銀写真や電子写真の分光増感色素、又は診断用マーカー等として有用である。例えば、安価なヘリウム−ネオンレーザー光源（633 nm）を用いて容易に励起することができ、蛍光強度が従来の色素よりも強いので、各種の物質の標識に極めて有用である。本発明のメチン色素で標識可能な物質は特に限定されないが、例えば、抗体、タンパク質、ペプチド、酵素基質、ホルモン、リンフォカイン、代謝産物、レセプター、抗原、ハプテン、レクチン、アビジン、ストレプタビジン、トキシン、炭水化物、多糖類、核酸、デオキシ核酸、誘導核酸、誘導デオキシ核酸、DNAフラグメント、RNAフラグメント、誘導DNAフラグメント、誘導RNAフラグメント、天然薬物、ウイルス粒子、バクテリア粒子、ウイルス成分、イースト成分、血液細胞、血液細胞成分、バクテリア、バクテリア成分、天然又は合成脂質、合成薬物、毒薬、環境汚染物質、重合体、重合体粒子、ガラス粒子、プラスチック粒子、重合体膜などを挙げることができる。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。なお、実施例中の色素番号は、上記に好ましい色素として例示した色素の番号に対応している。
例１：オキサゾロカルバゾール誘導体の合成
下記に示すオキサゾロカルバゾール誘導体(Ia)〜(If)を、ジャーナル・オブ・オーガニックケミストリー、第41巻、1118頁(1976年)に記載の合成法に準じて合成した。オキサゾロカルバゾール骨格のベンゼン環部分への置換導入法として、(1)無置換オキサゾロカルバゾールへの通常のニトロ化、還元によるアミノ基導入とアミノ基のアルキル化又はアシル化；(2)濃硫酸によるスルホ化；(3)フリーデル・クラフツ法によるアシル化を用いた：。
【００４８】
【化１５】
0004059585.tif 000013
【００４９】
例２：オキサゾロカルバゾール誘導体の４級塩化
例１で合成したオキサゾロカルバゾール誘導体を下記(2a)〜(2i)に示す4級塩化合物に変換した。
【００５０】
【化１６】
0004059585.tif 000014
【００５１】
（化合物2aの合成）
化合物1a、2.4 g (10 mmol)にp-トルエンスルホン酸メチル 2.8 g (15 mmol)とアニソール 5 mlを添加し、140℃にて1時間加熱攪拌した。反応液を室温に下げ、酢酸エチルを添加して生じた結晶を濾過して化合物2aを得た。
収量：4.2 g、収率：定量的
Mass(posi); 251
【００５２】
(化合物2bの合成)
化合物1b、2.2 g (10 mmol)と6-ブロモヘキサン酸 2.2 g (11 mmol)をジメチルアセトアミド 2 mlに溶解し、145℃で1時間、155℃で3時間加熱した。反応液に酢酸エチルを添加して析出した結晶を濾過して化合物2bを得た。
収量：2.3 g、収率：55%
Mass(nega); 337
【００５３】
(化合物2cの合成)
化合物1c、3.4 g (10 mmol)と6-ブロモヘキサン酸 2.2 g (11 mmol)をジメチルアセトアミド 10 mlに溶解し、155℃で6時間加熱した。反応液にアセトンを添加して析出した結晶を濾過して化合物2bを得た。
収量：2.7 g、収率：60%
Mass(nega); 458
(化合物2d、2e、2fの合成)
化合物2cと同じ方法で合成した。
【００５４】
例３
例２で例示したオキサゾロカルバゾール誘導体の４級塩を下記の化合物とカップリングさせて本発明のメチン色素を製造した。3aは市販のものを使用した。
【化１７】
0004059585.tif 000015
【００５５】
化合物3bは以下のスキームに従い合成した。
【化１８】
0004059585.tif 000016
【００５６】
(化合物3baの合成)
4-ヒドロキシフェニル酢酸 10.0 g (66 mmol)を10%水酸化ナトリウム水溶液 80 mlに溶解させ、クロロ酢酸 6.4 g (66 mmol)を添加して3時間加熱還流を行った。反応液を氷冷し濃塩酸で酸性にすると3baの結晶が析出するので濾過により取り出した。
収量：12.4 g、収率：90%
H-NMR(DMSO-d6)、δ；7.17 (d, 2H), 6.82 (d, 2H), 4.63 (s, 2H), 3.52 (s, 2H)
Mass(posi): 211(M+H)
【００５７】
(化合物3bbの合成)
ジメチルホルムアミド 20 mlに氷冷下オキシ塩化リン 5.6 ml (60 mmol)を内部温度が10℃を超えないように添加した後、室温に戻して20分間攪拌した。該反応液に化合物3ba、4.2 g (20 mmol)を添加して室温で30分間、70℃で2時間、85℃で2時間反応させた。反応液を60 gの氷に注ぎ、水酸化ナトリウム 7.2 gを添加して液が均一になるまで攪拌した。さらに10Mの水酸化ナトリウム水溶液 40 mlを内部温度が30℃を超えないように添加し、室温で2時間攪拌した。続いて反応液を氷冷しながら濃塩酸をpH２になるまで添加すると3bbの結晶が析出した。
収量：4.9 g、収率：定量的
H-NMR(DMSO-d6)、δ；8.90 (s, 1H), 7.15 (s, 1H), 6.95 (d, 2H), 6.82 (d, 2H), 4.62 (s, 2H), 3.50-2.50 (m, 6H)
Mass(posi): 250(M+H)
【００５８】
(化合物3bの合成)
化合物3bb、2.5g (10 mmol)にエタノール 15 mlと 25%水酸化ナトリウム水溶液 20 mlを加え、3時間加熱還流を行った。反応液を減圧濃縮してエタノールを留去した後、濃塩酸で中和すると化合物3bが析出する。
収量：1.6 g、収率：73%
H-NMR(DMSO-d6)、δ；12.5 (bs, 1H), 8.40 (bs, 2H), 7.40 (d, 2H), 6.86 (d, 2H), 4.65 (s, 2H)
Mass(posi): 223(M+H)
【００５９】
化合物3cは以下のスキームに従い合成した。
【化１９】
0004059585.tif 000017
【００６０】
(化合物3caの合成)
4-アミノフェニル酢酸 15.1 g (0.1 mol)をトルエン 120 mlとジメチルホルムアミド 100 mlの混合溶媒に溶解し、プロパンサルトン 9 mlを添加して80℃にて3時間反応させた。反応系に析出した結晶を濾過して化合物3caを得た。
収量：19 g、収率：70%
Mass(nega):272(M-H)
【００６１】
(化合物3cbの合成)
化合物3ca、27 g (0.1 mol)をジメチルアセトアミド 100 mlに溶解し、炭酸カリウム 40 gと6-ブロモヘキサン酸エチルエステル 21 ml (0.12 mol)を添加して120℃で4時間反応させた。反応液を氷水に添加し濃塩酸で中和した後クロロホルムで抽出した。クロロホルム層を減圧濃縮して化合物3cbを得た。
収量：29 g、収率：70%
Mass(nega):414(M-H)
【００６２】
(化合物3cの合成)
化合物3bb,3bと同じ方法で化合物3cを得た。
Mass(nega):398(M-H)
【００６３】
例４：メチン色素の合成
（色素１の合成)
化合物2a、4.2 g (10 mmol)と3a、1.1 g (5 mmol)をジメチルホルムアミド 180 mlに溶解させ、トリエチルアミン 1.4 ml (10 mmol)と無水酢酸 0.95 ml (10 mmol)を添加して60℃で1時間反応を行った。反応液を水冷して析出する結晶を濾過し、得られた粗結晶をクロロホルムとメタノールの混合溶媒から再結晶すると色素１が得られた。
収量：1.2 g、収率：34%
Mass(posi); 538
【００６４】
(色素２の合成)
化合物2c、0.46 g (1 mmol)と3a、0.11 g (0.5 mmol)をジメチルホルムアミド 5 mlに溶解させ、トリエチルアミン 0.14 ml (1 mmol)と無水酢酸 0.1 ml (1 mmol)を添加して60℃で1時間反応を行った。反応液を水冷して析出する結晶を濾過し、得られた粗結晶をSephadex LH-20(Pharmacia Biotech社製)を充填したカラムにより精製して色素２のカルボキシル体のトリエチルアミン塩を得た。該トリエチルアミン塩をメタノールに溶解し、酢酸カリウムを添加するとカルボキシル体のカリウム塩が析出する。該カルボキシル体カリウム塩をジメチルホルムアミド 1.5 mlとピリジン 0.1 mlに溶解し、N,N'-ジサクシンイミジルカーボネート 0.4 g (1.5 mmol)を加えて45℃で3時間反応させた。反応液にアセトンを添加して析出した結晶を濾過して色素２を得た。
収量：0.19 g、収率：32%
Mass(nega); 1146(M-K)
【００６５】
(色素３の合成)
化合物2dと化合物3aを用い、色素２と同じ方法で色素３を得た。
収量：0.11 g、収率：20%
Mass(nega); 1061(M-K)
【００６６】
(色素４の合成)
化合物2e、4.8 g (10 mmol)と3a、1.1 g (5 mmol)をジメチルホルムアミド 180 mlに溶解させ、トリエチルアミン 1.4 ml (10 mmol)と無水酢酸 0.95 ml (10 mmol)を添加して60℃で1時間反応を行った。反応液を水冷して析出する結晶を濾過し、得られた粗結晶をクロロホルムとメタノールの混合溶媒から再結晶すると色素４のカルボキシル体が得られた。該カルボキシル体をジメチルホルムアミド 15 mlとピリジン 3 mlに溶解し、N,N'-ジサクシンイミジルカーボネート 4.0 g (1.5 mmol)を加えて45℃で3時間反応させた。反応液にアセトンを添加して析出した結晶を濾過して色素４を得た。
収量：2.3 g、収率：42%
Mass(posi); 1045(M-Br)
【００６７】
(色素５の合成)
化合物2fと化合物3aを用い、色素２と同じ方法で色素５を得た。
収量：0.25 g、収率：33%
Mass(nega); 1499(M-K)
【００６８】
(色素６の合成)
化合物2h、0.3 g (1 mmol)と化合物3b、0.1 g (0.5 mmol)をブタノール 15 mlとトルエン 6 mlの混合溶媒に添加しトリエチルアミン 0.14 mlを添加して1時間加熱還流を行った。反応液にアセトンを添加して析出する結晶を濾過し、得られた粗結晶をSephadex LH-20(Pharmacia Biotech社製)を充填したカラムにより精製して色素６のカルボキシル体のトリエチルアミン塩を得た。該カルボキシル体トリエチルアミン塩をメタノールに溶解させ、酢酸カリウムを添加するとカルボキシル体カリウム塩が析出した。該カルボキシル体カリウム塩をジメチルホルムアミド 1.5 mlとピリジン 0.1 mlに溶解し、N,N'-ジサクシンイミジルカーボネート 0.4 g (1.5 mmol)を加えて45℃で3時間反応させた。反応液にアセトンを添加して析出した結晶を濾過して色素６を得た。
収量：0.26 g、収率：51%
Mass(nega); 998(M-K)
【００６９】
(色素７の合成)
化合物2iと化合物3cを用い、色素６と同じ方法で色素７を得た。
収量：0.19 g、収率：25%
Mass(nega); 1466(M-2K)
【００７０】
例５：蛍光強度の比較
本発明の色素の励起波長と蛍光強度を従来の色素と比較した。従来色素として下記のものを使用した。結果を表１に示す。
【化２０】
0004059585.tif 000018
【００７１】
【表１】
0004059585.tif 000019
【００７２】
表１から明らかなように、本発明の色素は安価なヘリウム−ネオンレーザー光源を用いた励起 (633 nm)に最適であり、かつ蛍光強度が従来の色素よりも強いことがわかる。