(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルブミンに包接した高原子価金属ポルフィリン錯体を、電解質水溶液中、一酸化炭素雰囲気下において、その配位子−中心金属間電荷移動吸収帯波長域の光照射により、相当する低原子価金属ポルフィリン錯体へ光還元することを特徴とする高原子価金属ポルフィリンの光還元方法。
【請求項２】
高原子価金属ポルフィリン錯体の中心金属が鉄＋３価またはマンガンの＋３価である請求項１記載の高原子価金属ポルフィリン錯体の光還元方法。
【請求項３】
高原子価金属ポルフィリン錯体の中心金属に結合した対アニオン配位子が、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−のハロゲンイオン、もしくはアルコキシドイオンである請求項１または２の高原子価金属ポルフィリン錯体の光還元方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、高原子価金属ポルフィリン錯体を、水相系で光照射することにより、相当する低原子価金属ポルフィリン錯体へ光還元する方法に関するものである。
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
鉄（ＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）などの低原子価状態の遷移金属を中心金属として有するポルフィリン錯体は、酸素、一酸化炭素、窒素酸化物等の気体を可逆的に吸脱着できることが知られているが、このような気体吸脱着機能を発揮するのはその中心金属が低原子価の状態にある時であって、中心金属が高原子価の状態にある時は、これを低高原子価の状態に還元しなければその機能を発現させることはできない。
この出願の発明者らは、これまで一連の鉄ポルフィリン誘導体を合成し、その低原子価鉄錯体、具体的には鉄（ＩＩ）錯体が、ベンゼン、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中はもとより、水相系でも、リン脂質から成る二分子膜小胞体やミセルに包埋させる方法や、大豆油などのトリグリセリドが構成する油滴小球の乳化剤として利用する方法、水溶性高分子と配位または共有結合させる方法、さらにはアルブミンの疎水微小空間に包接させるといった方法により均一分散させれば、生理条件下（ｐＨ７．４、３７℃）で、可逆的な酸素錯体を形成できることを明らかにしてきている（特開昭５８−２１３７１１号、特開昭５９−１０１４９０号、特開平３−１２８３２１号、特開平６−２７１５７７号、特開平８−３０１８７３号）。さらに、これが人工酸素運搬体の基材となることも確認している。しかし、これらの酸素配位鉄（ＩＩ）ポルフィリン錯体系では、中心鉄（ＩＩ）から配位酸素分子への電子移動（自動酸化）が徐々に生起し、高酸化状態の鉄（ＩＩＩ）錯体が生成するという問題がある。前記のように、これらの鉄（ＩＩＩ）ポルフィリン錯体はもはや酸素配位能を具有しないのである。
このため、このような生成する高原子価金属ポルフィリン錯体を低原子価金属錯体に容易に還元することのできる方法が求められているのであるが、従来、高原子価金属ポルフィリン錯体を相当する低原子価金属錯体に還元する方法としては、無機還元剤、例えば亜二チオン酸ナトリウム、アスコルビン酸、クロム（ＩＩ）錯体、水素／パラジウム、或いはナトリウムボロハイドライド等を使用する方法が知られているにすぎない。この種の無機還元剤は、反応後の還元剤片が溶液中に残存するので、それが金属錯体と結合したり、得られた低原子価金属錯体を酸化劣化させるなど、還元後の金属錯体の利用に種々の不都合な影響を及ぼす欠点があった。そこで、これら従来法に代わって、高原子価金属ポルフィリン錯体を、光照射のような簡便な方法により、相当する低原子価金属錯体へ還元する手法の開発が望まれていた。これを実現すれば、自動酸化した鉄（ＩＩＩ）ポルフィリン錯体を容易に還元することが可能となるので、酸素配位能は半恒久的に維持されることになる。
光照射により中心金属を還元する研究については幾つかの報告がある。例えば、高原子価金属ポルフィリン錯体について、その配位子−中心金属間ＬＭＣＴ吸収帯に相当する波長域の光を照射すると、分子内電子移動に伴う中心金属の一電子還元が生起する。その例としては、Ｋ．  Ｓ．  Ｓｕｓｌｉｃｋ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．，  １０９，１２４３−１２４４（１９８７）、  Ｔ．  Ｉｍａｍｕｒａ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．  ，１９８５，  ８４７−８５０などである。またアルコール／水混合溶液中の例としては、Ｃ．Ｂａｒｔｏｃｃｉ．  ｅｔ  ａｌ．  ，１０２，  ７０６７−７０７２（１９８０）が報告されている。しかし、この還元的電子移動の逆電子移動反応は極めて高速であることから、生成するラジカルを捕捉できる成分が共存しない系では、効率的な鉄（ＩＩ）錯体の蓄積には至らない。また、この光還元系を失活した錯体の機能復活（例えば、鉄（ＩＩＩ）ポルフィリン錯体の酸素配位活性能の復元）に利用しようとする研究は従来例がない。
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は上記のとおりの背景に鑑みて成されたものであって、操作が容易であるばかりでなく、還元反応後において得られた低原子価金属錯体の利用に悪影響を及ぼす恐れのある還元剤片などを残存させない、高原子価金属ポルフィリン錯体の新しい還元方法を提供するものである。
すなわち、この出願の発明は、中心金属として高原子価状態の遷移金属を有するポルフィリン錯体をアルブミンに包接させ、電解質水溶液中、一酸化炭素の雰囲気下において、配位子−中心金属間電荷移動（以下、Ｌｉｇａｎｄ  ｔｏ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＬＭＣＴと呼ぶ）吸収帯波長域の光照射により、相当する低原子価の金属錯体へ光還元することを特徴とする。
以上のようなこの出願の発明は、発明者による鋭意検討の結果として、はじめて導かれたものである。すなわち、この出願の発明者は、光照射するだけで効率高く、しかも簡単に高原子価金属ポルフィリン錯体の中心金属を還元する方法について検討を重ねた。その結果、アルブミンに包接させた高原子価金属ポルフィリン錯体の電解質水溶液について、その中心金属一対アニオン間のＬＭＣＴ遷移に基づく吸収帯域の光を照射すると、対アニオンから高原子価状態にある中心金属へ還元的分子内電子移動が生起し、捕捉剤を用いることなくこの時生成するラジカル（例えば、Ｃｌ・）による逆電子移動反応が抑止され、高原子価金属錯体の非可逆的還元反応が進行することを見出し、この発明を完成するに至った。
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、上記のとおりの特徴と背景を有するものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
この発明の方法によって光還元されるべき高原子価金属ポルフィリン錯体は、その中心金属が高原子価状態の遷移金属、中でも鉄およびマンガンが好ましい。＋３価の中心鉄あるいは＋３価の中心マンガンと、ポルフィリン骨格を含む広い環状平面配位子を有するものであれば、各種のものであってもよい。この発明の光還元方法は、各種の合成高原子価金属ポルフィリン錯体の還元に汎用性がある。高原子価金属ポルフィリン錯体の例としては、プロトポルフィリンＩＸ、ジューテロポルフィリンＩＸ、メソポルフィリンＩＸ、ヘマトポルフィリンＩＸ、テトラフェニルポルフィリン、テトラナフチルポルフィリン、クロロフィリン、フタロシアニンのようなポルフィリン骨格を有する一連の疎水性、水溶性あるいは両親媒性誘導体の各種のものが挙げられる。高原子価金属ポルフィリン錯体の中心金属に結合した対アニオンとしては、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−のハロゲンイオン、もしくはアルコキシドイオンが好ましい。
さらに、得られた低原子価金属ポルフィリン錯体の中心金属の第５または第６配位座に塩基性軸配位子が配位した錯体は、酸素の通気により酸素錯体を形成できる。上記金属錯体の軸配位子としては、ピリジン、イミダゾール、ヒスチジン等の芳香族アミン、エチルアミン、ブチルアミン等の脂肪族アミン、部分４級化ポリ（４−ビニルイミダゾール）、ポリ（Ｌ−リジン）等の高分子アミン等が好ましい。このようなアミン類は、共成分として系内に存在しても良いし、分子内に軸配位可能な塩基として共有結合されていても良い。
また、ポルフィリンをアルブミンに包接させる方法は、例えば、特開平８−３０１８７３号に記載の公知の方法により行うことができる。
このようにアルブミンに包接された高原子価金属ポルフィリン錯体の光還元は、たとえば生理食塩水中で行うことができる。鉄錯体の場合、Ｆｅ３＋−Ｃｌ−に基づくＬＭＣＴ吸収帯がλｍａｘ  ：３６２ｎｍに現れる。そこでこの鉄錯体の場合等において、窒素雰囲気下で系内に糖類を添加するか、或いは−酸化炭素雰囲気下、この吸収域に相当する光（例えば、高圧水銀ランプの輝線（３６５ｎｍ）や、Ｎｄ−ＹＡＧレーザーの第３高調波（３５５ｎｍ）など）を照射する方法で還元を実施する。照射する光源はＣＷ光であってもパルス光であってもよい。
この発明の方法を実施する好ましい態様について例示すると、まず高原子価金属ポルフィリン錯体の生理食塩水溶液もしくは分散液（ｐＨ７．４、食塩濃度：１５０ｍｍｏｌ  Ｌ−１）に軸配位子となるアミンを添加し、高原子価金属ポルフィリン錯体水溶液を調製する。次いで、窒素により十分脱気置換した後、あるいは一酸化炭素にて十分脱気置換した後、ＬＭＣＴ吸収帯波長域の光を照射する。これによって、目的とする低原子価金属ポルフィリン錯体が得られる。もちろん各水溶液の混合順序は必ずしも上記の通りでなくともよい。
以下、この発明を実施例により詳細に説明する。なお、以下の実施例により発明が限定されることはない。
【実施例】
（実施例１）
特開平６−２７１５７７号に従い合成した２−〔８−（２−メチルイミダゾール−１−イル）〕オクタノイルオキシメチル）−５，１０，１５，２０−テトラキス〔α，α，α，α−ο−ピパルアミドフェニル）ポルフィリン鉄（ＩＩＩ）錯体を特開平８−３０１８７３号に従い調製したポルフィリン鉄（ＩＩＩ）錯体包接アルブミンの生理食塩水溶液について、一酸化炭素で十分脱気置換（３０分以上）して２時間ほど静置した後、超高圧水銀灯（２５０Ｗ、ｃｕｔ−ｏｆｆフィルターにて３６５ｎｍ以下を遮光）にてそのＬＭＣＴ吸収帯を光照射したところ、その紫外可視吸収スペクトルは時間の経過と共に変化し、約１時間後に、軸塩基配位子および一酸化炭素が各々第５、第６配位座に配位した鉄（ＩＩ）６配位型スペクトル（λｍａｘ  ：４２５、５４２ｎｍ）へ完全に移行した。
【発明の効果】
この出願の発明における高原子価金属ポルフィリン錯体の還元方法は、光照射するだけの簡便法であるばかりでなく、広い範囲の電解質水溶液中での利用が可能である。これにより、相当する低原子価金属錯体へ還元する方法が提供されるので、例えば酸素配位活性能を有する低原子価金属ポルフィリン錯体の簡便な調製が可能となる。