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2022 Fiscal Year Research-status Report

多機能性π拡張型アミノキノリン誘導体の開発

Research Project

Project/Area Number 22K06564
Research InstitutionShowa Pharmaceutical University

Principal Investigator

唐澤 悟  昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (80315100)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梅野 智大  昭和薬科大学, 薬学部, 特任助教 (40879524)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords発光プローブ / 金属イオン検出 / 生体イメージング / 光ラセミ化 / らせん / ピリダジン / ヘリセン / 光異性化
Outline of Annual Research Achievements

我々は電子供与性基と電子求引性基を有するプッシュプル型二環式アミノキノリン誘導体を用いて、様々な刺激に応答する発光現象を見出してきた。今回二環式からπ拡張して得られた3つのプッシュプル型多環式発光分子(①イミダゾナフチリジン、②アンチリジン、③アザペンタヘリセン)について蛍光特性を明らかとし、分析試薬や生体イメージング剤としての可能性について検討を行った。
①:ブレンステッド酸である金属アクア錯体を認識可能なイミダゾナフチリジン骨格を有するTurn-ON型蛍光分子INAの開発を行った。INAは特定のpHでのみ蛍光強度が増大することが明らかとなり、二価と三価の酸性度の違いを利用し、三価のみ検出する発光プローブの開発を目指した。その結果、三価金属イオンのみに特徴的に蛍光強度増大を見出した。また、三価アルミニウムイオンについては、有機溶媒中で錯体が生成し、X線結晶解析によって分子構造を明らかとした。大変興味深いことに、アルミニウムを核とした外圏錯体であった。これらの成果はChemical Communicationsへ投稿し受理された。
②:三環式アンチリジン誘導体は水への溶解性が高く発光することから、生体蛍光イメージングプローブとしての可能性を持つ。アンチリジンの開発を進めていく段階で、溶液中で不安定であることが明らかとなり、分子骨格のチューニングを進めている。
③:アミノキノリン誘導体を二量化して得られるピリダジン含有アザペンタヘリセン誘導体の開発を行っている。ピリダジンは光照射によってラジカルが発生することが知られており、それに伴い蛍光特性が変化することが予想される。現状、このような光異性化を含む現象や特徴的な構造変化に加え、光ラセミ化について成果をまとめた。一般紙への論文投稿を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究は三つのサブテーマで進めている。1年間の研究期間中にサブテーマ①(イミダゾナフチリジンによる金属イオン検出を目指した発光プローブ開発)については、研究成果が論文へ掲載された。また、サブテーマ③(ピリダジン含有アザヘリセンによる光学特性)については、ピリダジンへの光照射に基づく可逆的な三重項ラジカルが確認され、また特徴的な蛍光特性も明らかとなった。さらに光学活性体の光ラセミ化について詳細に検討を行い、これらの成果をまとめたため、論文へ投稿中である。②については進捗が遅れているが、全体的に当初の計画を上回る進展が出来ている。

Strategy for Future Research Activity

②のアンチリジン型発光プローブ開発については、当初の計画よりも遅れている。その原因が電子不足なアンチリジン骨格の不安定性に起因していることから、アンチリジンと同様な三環式でかつピリジンが一つ少ないピリドキノリン骨格で計画の水溶性の高い生体蛍光プローブ開発を進める予定としている。
①については、論文が受理され一つの区切りはついた。目標としていた三価金属イオンのみ選択的に検出可能なプローブが開発できた。次のステップとして、三価金属イオンの中で鉄イオンのみ検出可能なプローブ開発を目指していく予定である。
③についても論文投稿中であり、区切りはついている。さらに本研究を進めていくうえで、新たに分子の電子状態によってラジカル発生の程度が異なることが分かった。したがって次のステップとして、ラジカル発生をキーワードとし、活性酸素種などラジカル種と高い反応性を有するプローブ開発へ展開させたい。

Causes of Carryover

当初購入予定していた蛍光プローブ開発のための試薬が(ナフチリジン型蛍光プローブ)、追加実験なく論文受理されたため使用せずに済んだことによって残金が生じた。
2023年度、進捗遅れている②のテーマ(アンチリジン型蛍光プローブ)開発のための試薬購入費として使用する予定である。

  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (16 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Chelate-free “turn-on”-type fluorescence detection of trivalent metal ions2022

    • Author(s)
      Matsumoto Shota、Umeno Tomohiro、Suzuki Noriko、Usui Kazuteru、Kawahata Masatoshi、Karasawa Satoru
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Pages: 12435~12438

    • DOI

      10.1039/D2CC04815A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Basic Fluorescent Protonation-Type pH Probe Sensitive to Small Δp<i>K</i><sub>a</sub> of Methanol and Ethanol2022

    • Author(s)
      Umeno Tomohiro、Seto Remi、Matsumoto Shota、Fujihara Moeka、Karasawa Satoru
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 94 Pages: 10400~10407

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.2c01415

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oxidation of an Internal‐Edge‐Substituted [5]Helicene‐Derived Phosphine Synchronously Enhances Circularly Polarized Luminescence2022

    • Author(s)
      Usui Kazuteru、Narita Nozomi、Eto Ryosuke、Suzuki Seika、Yokoo Atsushi、Yamamoto Kosuke、Igawa Kazunobu、Iizuka Naoko、Mimura Yuki、Umeno Tomohiro、Matsumoto Shota、Hasegawa Masashi、Tomooka Katsuhiko、Imai Yoshitane、Karasawa Satoru
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 28 Pages: e202203413

    • DOI

      10.1002/chem.202202922

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Reversible Acid-Base Detection Reagents Based on Push-pull Type Aminonaphthyridine and Aminoquinoline Derivatives2022

    • Author(s)
      MATSUMOTO Shota、UMENO Tomohiro、USUI Kazuteru、KARASAWA Satoru
    • Journal Title

      BUNSEKI KAGAKU

      Volume: 71 Pages: 119~131

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.71.119

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Alkynyl Group on Reactivity in Photoaffinity Labeling with 2‐Thienyl‐Substituted α‐Ketoamide2022

    • Author(s)
      Moriyama Takahiro、Mizukami Daiki、Yoritate Makoto、Usui Kazuteru、Takahashi Daisuke、Ota Eisuke、Sodeoka Mikiko、Ueda Tadashi、Karasawa Satoru、Hirai Go
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 28 Pages: e202103925

    • DOI

      10.1002/chem.202103925

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] エナミン型可逆的アミン蛍光誘導体化試薬の開発研究2023

    • Author(s)
      梅野智大、河原朋希、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 塩酸塩型色素を用いたアミノ基検出試薬のペプチド固相合成への適用2023

    • Author(s)
      藤原萌圭、梅野智大、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 水環境下で強く発光するハロゲン化ナフチリジンの開発2023

    • Author(s)
      室井梨沙、梅野智大、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 発光性イミダゾナフチリジン誘導体の自己集合化挙動と物性評価2023

    • Author(s)
      松本祥汰、梅野智大、臼井一晃、濵田浩一、水谷顕洋、唐澤 悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 極性置換基を有するNOラジカルの合成、X線構造と物性評価2023

    • Author(s)
      飯塚直子、白石諒馬、梅野智大、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] らせん性ピリリウム塩の合成と物性評価2023

    • Author(s)
      臼井 一晃、江藤 亮介、有野 陸、松本祥汰、梅野 智大、唐澤 悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] ジヒドロアザ[5]ヘリセン類の合成と物性評価2023

    • Author(s)
      石井 一歩、村瀬 早槻、梅野 智大、臼井 一晃、唐澤 悟
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 秋月 唯花、飯塚 直子、梅野 智大、臼井 一晃、唐澤 悟2023

    • Author(s)
      五員環NOラジカルの水溶液中における自己集合化挙動と物性評価
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 馬場 果奈恵、小山 ときみ、齋藤 大朗、梅野 智大、渕 靖史、臼井 一晃、唐澤 悟2023

    • Author(s)
      強発光性ヘキサアザペンタセン誘導体の水溶液中の自己集合化挙動
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] ペプチド固相合成のための酸塩基反応型アミン検出法の開発2022

    • Author(s)
      梅野智大、藤原萌圭、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      第34回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • [Presentation] pKa値に基づいた三価アクア錯体の新しい検出法の開発2022

    • Author(s)
      松本祥汰、梅野智大、臼井一晃、川幡正俊、唐澤悟
    • Organizer
      バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • [Presentation] 酸塩基反応に基づく三価金属検出プローブの開発?2022

    • Author(s)
      松本祥汰、梅野智大、臼井一晃、川幡正俊、唐澤悟
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] 酸塩基反応型アミン検出試薬の開発とペプチド合成への適用2022

    • Author(s)
      梅野智大、藤原萌圭、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] 高極性置換基を有した有機NOラジカルのMRI造影剤に対する機能性の検討2022

    • Author(s)
      飯塚直子、金子知世、白石諒馬、梅野智大、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      第34回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • [Presentation] NOラジカル型MRI造影剤開発のための基礎研究2022

    • Author(s)
      飯塚直子、金子知世、白石諒馬、梅野智大、臼井一晃、唐澤悟
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] 螺旋構造内部置換型ヘリセンのキラル光学特性2022

    • Author(s)
      臼井 一晃、成田 望実、江藤 亮介、飯塚直 子、梅野 智大、井川 和宣、友岡 克彦、今井 喜胤、唐澤 悟
    • Organizer
      第32回 基礎有機化学討論会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規化合物及び該化合物を含む脂肪滴検出用試薬2022

    • Inventor(s)
      唐澤悟ら
    • Industrial Property Rights Holder
      昭和薬科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      7217460

URL: 

Published: 2023-12-25  

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