安定な高酸化状態のジアミンメタロセンおよびそれらの調製用プロセス
新規な高酸化状態のメタロセン化合物、それらの化合物を調製するプロセスおよびそれらの化合物の使用であって、メタロセン化合物は、化学式（１）で表され、Ｍが４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属であり、Ｒａが水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、ｙが１または２の整数であり、Ｒｂが水素、または、化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基であって、Ｒｃが水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ１およびＲ２が選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、Ｒ３およびＲ４が水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、ｎが２若しくは３の整数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なメタロセン化合物に係り、特に、高酸化状態のメタロセン化合物、並びに、これらの化合物を調製するプロセスおよびそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９５０年代初期におけるフェロセンの発見および構造の解明以来、鉄、ニオブ、バナジウム、タングステン、クロム、ニッケル、コバルト、マンガンやルテニウム等の遷移金属のメタロセンは、化学者や材料科学者にとって常に興味をひく題材であった。
【０００３】
メタロセンの１つの従来の応用は、オレフィン重合の触媒としてそれらが使用されることである；例えば、ヨウンキンらにより、２０００年のサイエンス誌、第２８７巻の４６０−４６２頁（Ｙｏｕｎｋｉｎ ｅｔ ａｌ．、Ｓｃｉｅｎｃｅ、（２０００）Ｖｏｌ．２８７、ｐａｇｅｓ ４６０−４６２）に報告されており、彼らは、均一重合の触媒として使用される“初期（ｅａｒｌｙ）”の遷移金属のビスシクロペンタジエニルメタロセンおよびモノシクロペンタジエニルメタロセンの最新の進展も報告している。
【０００４】
より安定で活性なメタロセンを生産する方法が長くにわたって開発されたため、それらの使用は、それらの電気化学が重要な役割を果たす分子スイッチ、金属プローブ、分子磁石、非線形光学を含む電子的応用、および、より一般的には、酵素電極中の媒体等の他の応用領域に広がっている。
【０００５】
また、急速に成長している材料科学の領域における役割が増加しているために、フェロセン等のメタロセンは現在復活（ｒｅｎａｉｓｓａｎｃｅ）している。例えば、フェロセン含有材料は、触媒ばかりではなく、バイオセンシング、サーモトロピック液晶および非線形光学における広汎な応用が見いだされている（１９９８年にニューヨークでワィリィから発行され、エイ、トグニおよびアール、エル、ハルターマン編集による、エイ、オーサーのメタロセンにおいて、合成、反応性、応用、第１巻第１章、第２巻第１１章、参照）（Ａ．Ａｕｔｈｏｒ、ｉｎ Ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅｓ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．１、Ｃｈａｐｔｅｒ １；Ｖｏｌ．２、Ｃｈａｐｔｅｒ １１；Ａ．Ｔｏｇｎｉ ａｎｄ Ｒ．Ｌ Ｈａｌｔｅｒｍａｎ、Ｅｄｓ、Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９８）。
【０００６】
また、鉄（ＩＩＩ）および鉄（ＩＶ）等の高酸化状態における鉄は、生物学的プロセスに含まれることが見いだされている。例えば、広い範囲のヘムおよび非ヘムの鉄含有オキシゲナーゼ酵素が、生物学的システムにおける酸素原子移動の媒介に含まれることが見いだされている。更に、金属酵素やバイオミメティック錯体による二酸素活性化は、生体触媒用モデルとして高価金属錯体における興味を支持している。（１９９６年のケミカル レビュー誌、第９６巻の２６０７−２６２４頁、２６２５−２６５頁、２６５９−２７５６頁、２８４１−２８８７頁、参照）（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９６（１９９６）２６０７−２６２４、１６２５−２６５、２６５９−２７５６、２８４１−２８８７）
【０００７】
しかしながら、それらの安定性のため、フェロセン化合物は、一般的に鉄原子が鉄（ＩＩＩ）として存在するフェロセニウムイオン（Ｆｃ＋）を基礎としているが、鉄が酸化状態（ＩＶ）で存在する（Ｆｃ２＋）種は、Ｆｃ２＋の安定性が著しく低下するため単離されていない。このようなフェロセン誘導体の存在は、厳密な条件下で電気化学的に確認されるのみである（シャープおよびバード（１９８３年の無機化学誌、第２２巻第１９号）（Ｓｈａｒｐ ＆ Ｂａｒｄ；Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．１９、１９８３）やゲールら（１９８０年の有機金属科学ジャーナル誌、第１９９巻のＣ４４−Ｃ４６）（Ｇａｌｅ ｅｔ ａｌ；Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍ．Ｃｈｅｍ．１９９（１９８０）Ｃ４４−Ｃ４６）によれば、−４０℃で液体二酸化硫黄中）。
【０００８】
同様の不安定さは他の高酸化状態メタロセンについてより早く報告された。例えば、ウィルソンらは、アセトニトリル溶液中でのサイクリックボルタンメトリィを用いてニッケロセン（ｎｉｃｋｅｌｏｃｅｎｅ）における酸化状態（ＩＩＩ）から（ＩＶ）のニッケルの可逆酸化を達成している（１９６９年のＪＡＣＳ誌、第９１巻の７５８頁）（Ｗｉｌｓｏｎ ｅｔ ａｌ．；ＪＡＣＳ ９１、７５８、（１９６９））。しかしながら、ニッケル（ＩＶ）種が急速に分解することを避けるために、−４０℃のプロセス温度を使用することが必要である。同様に、クワナらは、ルテノセン（ｒｕｔｈｅｎｏｃｅｎｅ）のワンステップでの２電子酸化を報告している（１９６０年のＪＡＣＳ誌、第８２巻の５８１１頁）（Ｋｕｗａｎａ ｅｔ ａｌ．；ＪＡＣＳ、８２、５８１１、（１９６０））。不活性媒体中で通常の温度下では、得られたルテノセンの２価の正イオンが約１０時間以上で分解する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、上述した生体触媒やバイオセンシング等の領域では、モデル化合物として、または、直接的な実際の応用のいずれかに使用可能で安定な金属錯体の必要性が残されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１態様は、下記化学式（Ｉ）で表される化合物を提供する。
【００１１】
【化１５】
【００１２】
化学式（Ｉ）において、Ｍは４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択される遷移金属を表し、Ｒａは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、ｙは１または２の整数を表し、Ｒｂは水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基を表す。
【００１３】
【化１６】
【００１４】
【化１７】
【００１５】
【化１８】
【００１６】
化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）、化学式（ＩＩＢ）において、Ｒｃは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、Ｒ１およびＲ２は選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、Ｒ３およびＲ４は水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、ｎは２または３の整数を表す。
【００１７】
本発明の別の態様は、有機金属化合物を調製するプロセスであって、下記化学式（ＩＩＩ）で表される化合物を、下記化学式（ＩＶ）で表される化合物と反応させる。
【００１８】
【化１９】
【００１９】
【化２０】
【００２０】
化学式（ＩＩＩ）、化学式（ＩＶ）において、Ｍは４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属を表し、Ｒａは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、ｙは１または２の整数を表し、Ｒｂは水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基を表す。
【００２１】
【化２１】
【００２２】
【化２２】
【００２３】
【化２３】
【００２４】
化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）、化学式（ＩＩＢ）において、Ｒｃは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、Ｒ１およびＲ２は別々に選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、Ｒ３およびＲ４は別々に水素または選択的に置換されたメチル基を表し、ｎは２または３の整数を表し、反応が酸化エージェントの存在下で行われる。
【００２５】
本発明の別の態様は、本発明の化合物の種々の使用であり、例えば、核酸挿入（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｎｇ）剤またはアミンの酸化用触媒としての使用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を、非制限的な実施例および図面と共に、詳細な説明に関して一層詳細に説明する。
【００２７】
１態様では、本発明は、酸化エージェントの存在下でメタロセンを第３級アミンと反応させることで最初に安定な高酸化状態のメタロセン化合物を得ることができる、という意外な知見に基づいている。従来、安定性の問題のため、高酸化状態のメタロセン化合物はほとんど得られていなかった。このため、本発明は、通常の環境条件でも実行し、保管し、および、使用することが可能な安定な高酸化状態のメタロセンを得るための方法を提供する。また、本発明は、多くの応用に活用できる有用な性質を備えた新しいメタロセン化合物を提供する。
【００２８】
化学式（Ｉ）に示すように、本発明の化合物は、メタロセン部分およびジアミン部分を含む錯体である。
【００２９】
メタロセン部分では、Ｍは４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）のいずれかの適正な遷移金属である。Ｍは、化合物中に帯電したカチオンまたは非帯電の種のいずれかとして存在している。好適な遷移金属は、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、ジルコニウム、チタン、バナジウム、オスミウムおよびルテニウムから選択される。従って、化学式（Ｉ）の化合物のメタロセン部分は、例えば、フェロセン、コバルトセン、ニッケロセン、マンガノセン、クロモセン、ジルコノセン、チタノセン、バナドセン、オスモセンおよびルテノセンから誘導される。これらの金属における部分的に満たされたｄ殻またはｆ殻は、メタロセンについて可逆的な酸化状態に達することを可能にし、このため適正なリガンドと配位結合を形成することを可能にする。特に好適な遷移金属は、適正なリガンドと配位結合を形成するために、＋１、＋２、＋３、＋４または＋５の酸化状態をとることが可能な金属である。
【００３０】
メタロセンのＭに配位的に結合する２つのリガンドは、それぞれシクロペンタジエニル（以下、Ｃｐと略記する。）環である（基づいている）。各Ｃｐ環は置換基ＲａおよびＲｂを含んでいる。
【００３１】
化学式（Ｉ）に示すように、Ｒａは、水素原子（すなわち、Ｒａが付加する環構成炭素原子は未置換である。）または主鎖炭素原子１〜６を含むアルキル基である。Ｒａは直鎖または分岐鎖でもよく、各Ｒａが選択的に置換されていてもよい。Ｒａの置換基の例は、フェニル基、ベンジル基等の芳香族置換基、ニトロ基（−ＮＯ２）、アミノ基（−ＮＨ２）、Ｒがアルキル基を示すイミノ基（−ＮＨＲ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、シアノ基（−ＣＮ）、水酸基（−ＯＨ）、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）またはハロゲンである。各Ｃｐ環は、Ｃｐ環上の環構成炭素原子のいずれかに結合した１つまたは２つのＲａ置換基を有してもよい。例えば、各Ｃｐ環に１つのＲａ置換基が存在する場合、置換基Ｒｂについては、α位またはβ位のいずれに存在してもよい。１実施形態では、Ｒａがα位に存在し、このＣｐ環は１，２位が２置換された環である。本実施形態では、本発明の化合物が下記化学式（ＩＡ）の構造を有している：化学式（ＩＡ）において、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、上述したのと同じである。
【００３２】
【化２４】
【００３３】
各Ｃｐ環に１つのＲａ置換基が存在する別の実施形態では、Ｒａがβ位に存在し、各Ｃｐ環は１，３位が２置換された環である。本実施形態では、本発明の化合物が下記化学式（ＩＢ）の構造を有している：化学式（ＩＢ）において、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、上述したのと同じである。
【００３４】
【化２５】
【００３５】
２つのＲａ置換基が存在する場合、各Ｒａ置換基は、置換基Ｒｂについて、α位に存在してもよく、結果として１，２，５位が３置換されたＣｐ環となる。これに代えて、置換基Ｒｂについて、一方のＲａ置換基がα位に位置し、他方のＲａ置換基がβ位に位置してもよく、結果として１，２，４位が３置換されたＣｐ環となる。また、１，２，３位が３置換されたＣｐ環および１，３，４位が３置換されたＣｐ環の一部を、本発明の化合物に使用してもよい。
【００３６】
置換基Ｒｂは、水素原子または下記化学式（ＩＩ）で表されるビニル側鎖である。
【００３７】
【化２６】
【００３８】
このビニルラジカルは、側鎖Ｒｃが置換されてもよく未置換でもよい。メタロセンおよびＲｃの一部について、ビニル基のシス型およびトランス型の両方の異性体が化学式（Ｉ）の化合物には存在している。これに代えて、Ｒｂが下記化学式（ＩＩＡ）または化学式（ＩＩＢ）の構造を有してもよい：化学式（ＩＩＡ）、化学式（ＩＩＢ）において、Ｒｃは、水素原子またはＣ１〜６アルキル基のいずれでもよく、それらのそれぞれが選択的に置換されていてもよい。
【００３９】
【化２７】
【００４０】
【化２８】
【００４１】
１実施形態では、化学式（Ｉ）に示す一部のＲａおよびＲｃは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ−プロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソ−ヘキシル基で構成するグループからそれぞれ別々に選択される。アルキル基の各炭素原子の水素原子は、選択的に置換されていてもよい。これらの各アルキル置換基は、直鎖または分岐鎖構造を含むいずれの適正な構造であってもよい。
【００４２】
化学式（Ｉ）の化合物に存在する各Ｒａは、別々に選択される。このことは、化合物におけるＣｐ環が、例えば、２つの異なるＲａを有していてもよいことを示している。更に、各環のＲｂも別々に選択される。このことは、化学式（Ｉ）における一方の環のＲａおよびＲｂが他方の環のＲａおよびＲｂと同じでもよく、または、異なっていてもよいことを示している。一方の環の置換基が他方の環の置換基と異なる場合、例えば、一方の環をビニルシクロペンタジエンとし、他方の環を未置換のシクロペンタジエンとすれば、例として、非対称化合物の１−ビニル−メタロセンとなる。両方の環が同じ置換基を有する場合、例えば、両方の環をビニルシクロペンタジエンとすれば、化合物は対称となり、例として、１，１’−ビス−ビニルフェロセンとなる。
【００４３】
本発明に関連して、選択的に置換された炭素原子は、結合した水素原子が、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の芳香族残基に限らず、ニトロ基（−ＮＯ２）、アミノ基（−ＮＨ２）、Ｒがアルキル基を示すイミノ基（−ＮＨＲ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、シアノ基（−ＣＮ）、水酸基（−ＯＨ）、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）またはハロゲン等の１またはそれ以上のラジカルに置き換えられた炭素原子に関連する。ここで用いられるハロゲンは、塩素、臭素、フッ素およびヨウ素である。
【００４４】
本発明の化合物を生産するために使用されるメタロセンの特徴的な例では、制限されるものではないが、次のものを含む：
メチルフェロセン、エチルフェロセン、プロピルフェロセン、ブチルフェロセン、ｔ−ブチルフェロセン、１，１’−ジメチルフェロセン、１，１’−ジエチルフェロセン、１，１’−ジプロピルフェロセン、ビニルフェロセン、３−メチルビニルフェロセン、３−エチルビニルフェロセン、３，３’−ジメチル−ビニルフェロセン、３，３’−ジエチル−ビニルフェロセンまたは１，１’−ビス−ビニルフェロセン等のフェロセンまたはフェロセン誘導体；
１，１’−ジメチルコバルトセン、１，１’−ジエチルコバルトセン、１，１’−ビス（１−メチルプロピル）コバルトセン、１，１’−ビス（１−メチルエチル）コバルトセン、ビニルコバルトセンまたは３−メチルビニルコバルトセン等のコバルトセンまたはコバルトセン誘導体；
メチルニッケロセン、エチルニッケロセン、プロピルニッケロセン、１，１’−ジメチルニッケロセン、ビニルニッケロセンまたは３−メチルビニルニッケロセン等のニッケロセンまたはニッケロセン誘導体；
１，１’−ジブチルクロモセン、１，１’−ビス（１，１’−ジメチルエチル）クロモセン、１，１’−ジエチルクロモセン、ビニルクロモセンまたは３−メチル−ビニルクロモセン等のクロモセンまたはクロモセン誘導体；
メチルジルコノセン、１，１’−ジエチルジルコノセン、ビニルジルコノセンまたは３−メチル−ビニルクロモセン等のジルコノセンまたはジルコノセン誘導体；
メチルチタノセン、１，１’−ジメチルチタノセン、ジブチル−チタノセン、ビニルチタノセンまたは３−メチルチタノセン等のチタノセンまたはチタノセン誘導体；
１，１’−ジメチルバナドセン、１，１’−ジエチルバナドセン、１，１’−ジブチルバナドセン、ビニルバナドセンまたは３−メチルビニルバナドセン等のバナドセンまたはバナドセン誘導体；
１，１’−ジメチルオスモセン、ビニルオスモセンまたは３−メチルビニルオスモセン等のオスモセンまたはオスモセン誘導体；または
１，１’−ジメチルルテノセン、ビニルルテノセンまたは３−メチルビニルルテノセン等のルテノセンまたはルテノセン誘導体である。
【００４５】
本発明の化合物は、いかなる３次元構造をとることもできる。まず、Ｃｐリガンドにより形成される錯体には種々の回転配向が考えられることに注意する。例えば、これらの環はねじれ配置または重なり配置に整理することができる。重なり配置では、一方の環の各炭素原子は、他方の環のそれぞれの炭素原子と同じ軸上に存在する。ねじれ配置では、一方の環のそれぞれの炭素原子は、他方の環の炭素原子と異なる軸上に存在する。化合物の回転配置の一方または両方は、化合物のいかなる試料（ｓａｍｐｌｅ）に存在してもよい。更に、本発明の化合物は、まっすぐな、または、曲がったメタロセン部分を有していてもよい。２つのリガンドとＭとの間に形成される角度が約１８０度のとき、メタロセン部分はまっすぐになる。また、１８０度より小さい角度も可能であり、曲がった配置が得られる。いずれの配置が本発明の化合物のいかなる試料に存在してもよい。しかしながら、各配置の量は、異なるジアミン部分により引き起こされる立体障害効果等の因子に依存して変化する。
【００４６】
化学式（Ｉ）に示すように、Ｍはジアミン部分に配位的に結合しており、その結合を矢印で示している。ジアミン部分は、下記化学式（ＩＶ）で表される構造を有している：化学式（ＩＶ）において、ｎは２または３の整数を示す。
【００４７】
【化２９】
【００４８】
ジアミン部分は、それゆえ、２つの末端の第３級アミノ基を有している。化学式（ＩＶ）のジアミンにおけるＲ１およびＲ２はそれぞれ、別々に、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基である。アルキル基の各炭素は選択的に置換されていてもよく、アルキル基が直鎖または分岐鎖であってもよい。好適な本実施形態では、Ｒ１およびＲ２は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソ−プロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソ−ヘキシル基で構成するグループからそれぞれ別々に選択される。
【００４９】
本発明の化合物では、ｎは２または３の整数であり、化学式（ＩＶ）のジアミンにおける炭素鎖が２炭素の鎖または３炭素の鎖のいずれかであることを示している。置換基Ｒ３およびＲ４は、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキル基からそれぞれ別々に選択される。Ｒ３およびＲ４がアルキル基の場合、それらは上述した１またはそれ以上の残基で選択的に置換されてもよい。それらが直鎖または分岐鎖であってもよい。他の好適な実施形態では、Ｒ３およびＲ４は、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ−プロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソ−ヘキシル基からそれぞれ別々に選択される。
【００５０】
化学式（Ｉ）におけるジアミン部分として適正なジアミンの特徴的な例は、制限されるものではないが：テトラメチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラエチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラプロピル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジプロピルエチレンジアミン、テトラメチル−プロピレンジアミン、テトラエチル−２−エチル−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−プロピレンジアミン、および、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，３−プロパンジアミンを含む。
【００５１】
理論に拘束されることなく、下記化学式（Ｖ）に（明瞭にするためにＣｐの一部の置換基を示していない）一例として示すように、Ｍに結合したジアミンは、Ｍとの配位結合を形成するために窒素原子の１つだけが一対の不対電子を供与する一座配位として挙動することが考えられている。
【００５２】
【化３０】
【００５３】
これに代えて、例えば、本発明の化合物の優れた核酸挿入特性から、以下に示すように、このジアミノ基の一部が二座配位リガンドとしてＭに結合する可能性も意図している。二座配位リガンドとして挙動するとき、下記化学式（ＶＩ）に（明瞭にするためにＣｐの一部の置換基を示していない）一例として示すように、２つの末端のアミノ基の両方の窒素原子が、２つの配位結合を確立するためにＭに電子対をそれぞれ供与する：
【００５４】
【化３１】
【００５５】
それゆえ、化学式（Ｉ）においてジアミン化合物の配位を示すために用いた矢印は、特異的な配位や立体化学に限定されるものではなく、単に、アミンが金属Ｍに非共有的に結合していることを示すものである。
【００５６】
１実施形態では、化学式（Ｉ）の化合物の全体の電荷は正である。Ｍの酸化状態に依存して、Ｍは無帯電または正に帯電する。Ｍの酸化状態が付加したリガンドの数と釣り合う場合、Ｍは無帯電となる。しかしながら、例えば、用いた調製プロセスにおけるｐＨ、温度や酸化電位差（ｏｘｉｄｉｓｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）の存在を変えることにより、付加したリガンドの数より遥かに大きなより高い酸化状態にＭを酸化することが可能である。この場合、Ｍは正に帯電する。中性（ｎｅｕｔｒａｌ）な化合物を得るために、負に帯電した対イオンの存在により正電荷を中性化することができる。対イオンは、化合物の合成中に提供され、結果として化学式（Ｉ）の化合物の塩が形成される。本発明で適正な対イオンの例では、ＳＯ４２−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、ＮＯ３−、Ｈ２ＰＯ４−、ＨＳＯ４−、ＰＦ６−、ＣｌＯ４−、ＢＦ４−、Ｆ−、Ｉ−、ＣＯ３２−、ＨＣＯ３−、ＮＯ２−、ＢｒＯ３−、ＣｌＯ３−、ＳｉＯ３２−、ＣｒＯ４２−、ＩＯ４−、ＳＯ３２−、ＨＳＯ３−およびＡｓＯ３２−を含む。
【００５７】
化学式（Ｉ）に示した４族〜１０族のいかなる遷移金属を本発明の化合物のメタロセン部分における遷移金属として用いてもよいが、上述したように、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、ジルコニウム、チタン、バナジウム、オスミウムおよびルテニウムが好ましい。これらの金属は一般に用いられ、詳細に研究されており、このため十分に特徴付けされている。本発明の好適な実施形態では、メタロセン部分は、フェロセン、ニッケロセンまたはコバルトセンを含む。別の実施形態では、フェロセン、ニッケロセンまたはコバルトセンにおけるＣｐ環の炭素原子は、ビニル基で置換されており、メタロセン部分がそれぞれビニルフェロセン、ビニルニッケロセンまたはビニルコバルトセンとなる。
【００５８】
好適な１実施形態では、本発明の化合物は下記化学式（ＶＩＩ）で表される構造を有している：化学式（ＶＩＩ）に示すように、この実施形態はビニルフェロセン部分およびテトラメチルエチレンジアミン部分を含んでいる。
【００５９】
【化３２】
【００６０】
別の好適な実施形態では、本発明の化合物は下記化学式（ＶＩＩＩ）で表される構造を有している：化学式（ＶＩＩＩ）に示すように、この実施形態はビニルフェロセン部分およびテトラメチルプロピレンジアミン部分を含んでいる。
【００６１】
【化３３】
【００６２】
本発明の別の態様は、化学式（Ｉ）で表される化合物を調製するプロセスである。このプロセスは、化学式（ＩＩＩ）で表される所望の化合物のメタロセン部分の構造に相当するメタロセンを、化学式（ＩＶ）で表される化合物の所望のジアミン部分に相当する構造を有するジアミンと反応させることを含む。本発明では、この反応を、通常、酸化エージェントの存在下で行う。
【００６３】
以下に説明する化学的合成または電気化学的合成である本発明のプロセスの１つの利点は、例えば、低温条件を要求する従来知られたプロセスと違って、室温および大気圧の環境下（すなわち、標準条件）で効果的に行うことができることである。一方、用いた厳密な反応スキームに依存して、反応をスピードアップするために、反応を上昇した温度、例えば、化学的合成を用いるなら還流下で行うことも可能である。反応完了後、適正な手段で生成物を反応混合物から分離する、例えば、極性有機溶媒の存在下で沈殿させ、続いて濾過し、乾燥させる。
【００６４】
本発明で用いるメタロセン化合物は、市販のものでもよく、合成したものでもよい。１つの可能な化学的合成ルートは、開始材料として適正なシクロペンタジエニドまたはシクロペンタジエニド誘導体の使用を含む。シクロペンタジエニドナトリウムを形成するために、ナトリウムをシクロペンタジエニドと反応させる。続いて、遷移金属Ｍを含む溶液、例えば、遷移金属のハロゲン化塩の溶液が、シクロペンタジエニドナトリウムに添加される。シクロペンタジエニドが金属と反応して所望のメタロセンを生成する。（マーチの高等有機化学、第５版、８０３頁、参照）（Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、ｐａｇｅ ８０３）。例えば、２つの異なるシクロペンタジエニドを等モル量で反応させることで、２つの異なるＣｐリガンドを有するメタロセンを意味する、非対称の置換されたメタロセンが代わりに得られる。そのような非対称のメタロセンを得る別の可能性は、開始材料として未置換のメタロセンを用いることである。未置換のメタロセンは、生成混合物中にモノアルキル置換またはＮ，Ｎ’−ジアルキル置換されたメタロセンの両者を得るために、（リン酸等のブレンステッド（Ｂｒｏｎｓｔｅｄ）の酸の存在を要求する）フリーデルクラフツアルキル化（Ｆｒｉｅｄｅｌ Ｃｒａｆｔｓ ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ）を経て適正なアルキルハロゲン化物と反応し、前者が非対称メタロセンである。各メタロセンは、蒸留やフラッシュクロマトグラフィ等のいずれかの分離技術を経て分離される。また、本発明に適正なメタロセンは、例えば、英国特許第７６７，２９８号公報（ＧＢ７６７，２９８）および英国特許第８９６，３９１号公報（ＧＢ８９６，３９１）に記載されたように得ることができる。
【００６５】
Ｃｐ環の一方または両方に２つまたは３つの置換基を含むメタロセンを得ることを望むなら、文献等で知られた標準的な化学的合成手法は以下の通りである。例えば、Ｒｂをビニル基とし、置換基ＲａがＲｂについてα位に位置するメタロセン、すなわち、化学式（ＩＩＡ）に示すように１，２−置換されたＣｐ環を有するメタロセンを得ることを望むなら、例えば、２００２年のオーガニックレター誌、第４巻の７０７頁（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ ４（２００２）７０７）、１９９２年のテトラへドロン：アシメトリィ、第３巻の７５３−７５８頁（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ ３（１９９２）７５３−７５８）またはそれぞれに記載された参照文献に記載された合成ルートに従い得ることができる。これら２つの文献に記載されたようにカルボニル置換基を含むメタロセン誘導体から開始し、カルボニルの機能性を従来知られた方法でＣ＝Ｃ二重結合に変換することで本発明の化合物を得ることができる。例えば、ウィッティッヒ反応（Ｗｉｔｔｉｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を経てビニル基を形成するために、アルデヒドやケトンをホスホランやアルキルハロゲン化物と反応させ、これによりビニルメタロセンを得ることができる。置換基ＲａがＲｂについてβ位に位置するメタロセン、すなわち、化学式ＩＩＢに示すように１，３−置換されたＣｐ環を有するメタロセンを得ることを望むなら、例えば、２０００年のオルガノメタリクス誌、第１９巻の３８７４−３８７８頁（Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ １９（２０００）３８７４−３８７８）、２０００年のオルガノメタリック化学誌、第５９８巻の３６５−３７３頁（Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍ．Ｃｈｅｍ．５９８（２０００）３６５−３７３）またはそれぞれに記載された参照文献に記載された合成ルートに従い得ることができる。これに代えて、１つまたは２つの１，３−置換されたＣｐ環を有する本発明の化合物の生成用に、市販されているビニル−フェロセンを開始材料として使用することも可能である。ビニルフェロセンは、例えば、適正なアルキルハロゲン化物を使用することでフリーデル−クラフツアルキル化を経てアルキル化してもよい。このように生産された所望のメタロセンは、蒸留やクロマトグラフィ等の適正な分離技術で、他の一緒に生成した副生成物から分離される。
【００６６】
このプロセスでの使用に適正なジアミンは、市販のものでもよく、公知の化学的合成ルートで合成したものでもよい。例えば、ジアミノ化およびアルキル化で構成する２段階プロセスを用いてもよい。公知のジアミノ化ルートの１例は、第１級ジアミンを形成するために、酢酸中でのアジ化ナトリウム（ＮａＮ３）およびヨードソベンゼン（ＰｈＩＯ）の処理による二重結合に対する２つのアジド基の付加である。ジアミノ化ルートの別の例は、第２級１，２−ジアミンを得るためのイミンの２量体化である。第１級または第２級ジアミンが一度形成されると、アルキルハロゲン化物とのアルキル化を経て化学式（ＩＶ）で表される構造を有する所望の第３級ジアミンに変換することができる（マーチの高等有機化学、第５版、１０５６−１０５７頁、参照）（Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、ｐａｇｅ １０５６−１０５７）。
【００６７】
好適な１実施形態では、極性有機溶媒の存在が反応を促進することを見いだしたため、合成を極性有機溶媒の存在下で行う。用いることができる適正な極性有機溶媒の例は、短鎖または長鎖、分岐または未分岐、直鎖状または環状、脂肪族または芳香族のアルコール（エタノール、プロパノール、イソ−プロパノール、ブタノール、ペンタノール、シクロペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール等）、ケトン（アセトン、シクロヘキサノン、２，３−ブタンジオン、１，３−ヘキサンジオン、４−ヘプタノン等）、アルデヒド（ブタルアルデヒド、２−エチルヘキサナール、イソブチルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ペンタナール、フェニルアセトアルデヒド、ｐ−トルアルデヒド等）、カルボン酸、エーテル、およびアミンを含む。
【００６８】
本発明の化合物は、化学的酸化エージェント（化学的酸化剤）が用いられるか、または、電源から供給される電気化学的酸化ポテンシャル（電気化学的電位差）が用いられるかにより、化学的または電気化学的に合成してもよい。
【００６９】
理論的には、化学的酸化エージェントが適正な酸化ポテンシャルを提供する限り、いかなる公知の化学的酸化エージェント（分子または化合物）を化学式（Ｉ）の化合物の化学的合成に用いてもよい。このような酸化エージェントの例は、限定されるものではないが、クロム酸（Ｈ２ＣｒＯ４）、酸化クロム（ＣｒＯ３）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、ペルオキソ二硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８）、塩素（Ｃｌ２）、臭素（Ｂｒ２）、ヨウ素（Ｉ２）、硝酸（ＨＮＯ３）、亜硝酸（ＨＮＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、四酸化オスミウム（ＯｓＯ４）、過ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ４）、過臭素酸ナトリウム（ＮａＢｒＯ４）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）、および酸化銀（ＡｇＯ２）を含む。フェロセン化合物の合成の場合、好適な酸化エージェントは、反応を行うために適正な酸化能を提供する過硫酸塩を含む。過硫酸塩の例は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムおよび過硫酸ナトリウムを含む。
【００７０】
この化合物は、以下に示す一般的な手法で化学的に合成することができる。必要なメタロセンの化学量論的量を最初に極性有機溶媒や有機溶媒を含む混合液等の適正な溶媒に溶解させる。次に、化学式（ＩＶ）で表されるジアミンを得られた溶液に添加する。これに代えて、必要なメタロセンやその誘導体を添加する前に溶媒にジアミンを最初に溶解させることも可能である。そして、メタロセンの酸化を開始するために酸化エージェントを添加し、これにより本発明の化合物を形成させる。
【００７１】
反応を行うのに要する時間の長さは、温度、反応混合物に添加した反応物の量等のいくつかの因子に依存する。一般に、反応は１〜３０時間行うが、反応時間を延長または短縮してもよい。
【００７２】
化学的合成法に加えて、電気化学的ルートを経て本発明の化合物を合成することも可能である。１実施形態では、反応を支持電解質の存在下で行う。この場合、酸化エージェントは電源で供給される電位差である。電気化学法では、供給可能な電位差は、反応混合物を直流電源の正極に接続された電極と接触させることによる等の種々の方法で供給される。塩酸（ＨＣｌ）、過臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ４）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）等の適正な支持電解質のいずれのタイプを使用してもよい。本発明の好適な支持電解質はテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェートである。
【００７３】
１実施形態では、本発明の化合物が一度形成されると、沈殿剤中で沈殿させてもよい。沈殿剤は、アセトンやアセトアルデヒド等の上述したような適正な極性有機溶媒のいずれでもよい。沈殿剤は、生成物を沈殿させるために反応混合物に直接添加してもよい。これに代えて、反応混合物を沈殿剤に滴下することも可能である。
【００７４】
本発明の別の態様は、化学式（Ｉ）の化合物の使用である。本発明の化合物は、バイオセンシングやメディカルケアデバイスとして、公害コントロールや有機材料の酸化合成における触媒として、分子生物学研究、ガンや種々の腫瘍等の疾患の診断や処置におけるツールとして等の広汎な種々の応用に使用することができることが見いだされている。
【００７５】
本発明の種々の化合物の中では、フェロセン誘導体が、生化学および触媒の応用での使用に活用することができる特に有用な特性を有している。フェロセン誘導体をこれらの応用に適正な有用な性質は、水溶性、カチオン性、通常の環境条件下における安定性、および銀／塩化銀電極に対するそれぞれ２００〜６００ｍＶの酸化還元電位を含む。メタロセンは、エレクトロニクス、薬学、接着剤やテープ等の異なった応用における重要な応用を有している。フェロセン、ニッケロセンおよびコバルトセンは、例えば、ポリオレフィン触媒、バイオセンシング、サーモトロピック液晶や非線形光学、ダイオード、薄膜トランジスタおよびマラリア医薬等の応用にも含まれる。
【００７６】
好適な１実施形態では、本発明は、核酸挿入剤としての化学式（Ｉ）のメタロセン化合物の使用である。以下の実施例に示すように、このようなメタロセンは、核酸二重らせんに対する優れた挿入能を示す。ＶＦｃＴＭＥＤＡがＤＮＡ二重らせんに挿入され、その上側および下側の塩基対がねじれたＤＮＡらせんを引き起こすために構造を‘ねじれ（ｂｕｃｋｌｅ）’させ、それによりＤＮＡヘリカーゼ（ｈｅｌｉｃａｓｅ）、ＤＮＡトポイソメラーゼや、ＲＮＡ合成やタンパク形成のためにＤＮＡ複製を開始する酵素のポリメラーゼファミリィ等の酵素との結合を妨げ、そして細胞の再生を停止する、ことが可能である。腫瘍処置の目的のため、本発明のフェロセン化合物は、例えば、経口、静脈内、または、皮下のいずれか適正なルートで投与される。一般に、フェロセン化合物の抗腫瘍活性は、例えば、２００４年のポリへドロン、第２３巻の８２３−８２９頁（Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ ２３（２００４）８２３−８２９）、エフエーエスイービージャーナルエクスプレスアーティクル（ＦＡＳＥＢ Ｊｏｕｒｎａｌ ｅｘｐｒｅｓｓ ａｒｔｉｃｌｅ）の１０．１０９６／ｆｊ．０２−０５５８ｆｊｅ、２００２年のジャーナル オブ メディカル ケミストリィ誌、第４５巻の５７８６−５７９６頁（Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．２００２，４５，５７８６−５７９６）、２０００年のインオーガニカ ヒミカ アクタ誌、第３０６巻の４２−４８頁（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ ３０６（２０００）４２−４８）、および、１９９１年のオルガノメタリック化学誌、第４１８巻の１０７−１１２頁（Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍ．Ｃｈｅｍ．４１８（１９９１）１０７−１１２）に報告されている。従って、本発明は、化学式（Ｉ）の化合物を含む製薬成分でもあり、同様にそのような化合物の治療上の使用でもある。
【００７７】
上述した生化学的応用と別に、本発明のフェロセン化合物は、触媒としての使用も可能である。好適な使用はアミンの触媒的酸化である。アミンの触媒的酸化は、廃水処理および産業排気ガス流からの揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）、有害大気汚染物（ＨＡＰｓ）や悪臭の除去において広く行われている。いずれの応用も多くの産業で要望されている。本発明のフェロセン化合物は、第１級アミン、第２級アミンまたは第３級アミンの酸化に対し触媒的活性を示す。ＶＯＣ処理の場合、本発明のフェロセン化合物は、従来の２段階または３段階の悪臭浄化プロセスに使用することができる。例えば、本発明のフェロセン誘導体は、アンモニアおよび種々のアミンを除去するための第１段階浄化プロセスで使用される浄化液（一般的には希硫酸で構成される）に直接含有させてもよい。廃水処理に使用するときは、フェロセン化合物は、第１、第２および中間処理プラントに直接混合され、続いて、沈殿や濾過を経て沈殿され除去され、そして、リサイクルされる。
【実施例】
【００７８】
以下の合成例では、汎用電気化学システム（ＧＰＥＳ）マネージャ バージョン４．９で作動するオートラボ ポテンショスタット／ガルバノスタット（Ａｕｔｏｌａｂ ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔ／ｇａｌｖａｎｏｓｔａｔ）で電気化学的テストを行った。銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）の参照（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）電極、白金線の対（ｃｏｕｎｔｅｒ）電極およびガラス状炭素の作用（ｗｏｒｋｉｎｇ）電極（表面積７．９ｍｍ２）で構成する従来の３電極セルをボルタンメトリィの実験に使用した。コントロールしたポテンシャルクーロメトリィおよび予備コントロールしたポテンシャル電解を２槽（ｔｗｏ−ｃｈａｍｂｅｒ）電気化学セルで行った。電解に使用する作用電極は、３つの金コートされた１．５×２．０ｃｍ２のシリコンウェハで構成するアッセンブリである。密閉型（ｎｏｎ−ｌｅａｋ）の銀／塩化銀電極を参照電極（カンザス州ローレンスのサイプレス システムズ社）（Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｌａｗｒｅｎｃｅ、ＫＳ）として使用した。作用電極および参照電極は一方の槽に取り付け、対電極は他方の槽に取り付けた。
【００７９】
（実施例１：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃＴＭＥＤＡの電気化学的合成）
過硫酸ナトリウム塩およびビニルフェロセンはシグマ−アルドリッチ社（米国、ミズーリ州セントルイス）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｕｉｓ、ＭＯ、ＵＳＡ）から購入した。テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）はアボカド リサーチ ケミカルス社（英国、ランカシャー、ＬＡ３ ２ＸＹ、ヘイシャム）（Ａｖｏｃａｄｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｈｅｙｓｈａｍ、Ｌａｎｃａｓｈｉｒｅ、ＬＡ３ ２ＸＹ ＵＫ）から入手した。カラムクロマトグラフの分離に使用する弱酸イオン交換樹脂はアンバーライト（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ）（登録商標）ＩＲＣ−５０（１６−５０メッシュ、シグマ−アルドリッチ社）である。使用した他の全ての試薬は分析グレードが保証されたものであり、全ての溶液は脱イオン水で調製した。
【００８０】
通常の方法では、支持電解質として０．１０ＭのＴＢＡＰＦ６を含むアセトン中に０．１０ＭのＶＦｃおよび０．５０ＭのＴＭＥＤＡを含む２０ｍｌを０．４０Ｖで電解した。勢いよく窒素をパージしながらの（Ｎ２ ｐｕｒｇｉｎｇ）電解の全期間で急速な質量移動を確認した。電極表面上に生成物がその低溶解性のために堆積し電極の汚染や皮膜に通じることを回避するために、セルを超音波槽に入れた。電流が初期値の２％未満に低下した後、電解が完了したと判断した。電解された溶液の溶媒を減圧下でエバポレートした。固化した残渣にアリコート（ａｌｉｑｕｏｔ）の５．０ｍｌの水を加えた。不溶性物質を濾別した。化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した５０ｍｌのアセトン中に溶質（ｓｏｌｕｔｅ）を添加した。水に溶解−アセトンで沈殿のサイクルを繰り返すことで、最初の精製を行った。溶離液として５．０ｍＭの塩酸を使用して弱酸イオン交換樹脂のアンバーライトＩＲＣ−５０でのカラムクロマトグラフィにより化合物を更に精製した。溶離プロセスを電気化学的にモニタし、ボルタンメトリィのテストが０．５５Ｖで酸化還元活性を示したときに溶離液の回収を開始し、ボルタンメトリィのピーク電流が最高値と比較して８０％以上低下したときに溶離プロセスが完了したと判断した。溶離液を５．０％アンモニア溶液で中和し、ほぼ乾燥するまで減圧下でエバポレートした。アセトン／水の混合液で繰り返し洗浄することで塩化アンモニウムを除去した。得られた精製した固形分を５．０ｍｌの水に溶解させ、攪拌しながら３０ｍｌのアセトンをゆっくり添加することで沈殿させた。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。
【００８１】
（実施例２：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃＴＭＥＤＡの化学的合成）
ＶＦｃＴＭＥＤＡ化合物を以下のように化学的に合成してもよい。実験用試薬は実施例１で説明したように入手し、テストも同様の実験装置で行った。
【００８２】
０．２０ｇのビニルフェロセンおよび０．６０ｇのＴＢＡＰＦ６を１０ｍｌのアセトン／水（３／１）混合液に溶解させた。１．００−２．００ｍｌのＴＭＥＤＡを添加した。脱酸素化を１０分間した後、ビニルフェロセンの酸化を開始するために、１．０ｍｌのアリコートの酸素フリーな０．５０ｇ／ｍｌの過硫酸塩溶液を反応混合物に添加した。反応混合物を窒素下で６時間還流した。冷却後、化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した２００ｍｌのアセトンに反応混合物を１滴ずつ滴下した。沈殿物をアセトンで洗浄し、水に溶解させアセトンで沈殿させるサイクルを繰り返すことで精製した。更に、上述したようにカラムクロマトグラフィで精製を行った。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。本合成法で達成される一般的な収率は４０−６０％である。
【００８３】
（実施例３：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃ−テトラメチルプロピレンジアミン（ＴＭＰＤＡ）の電気化学的合成）
ビニルフェロセンの過硫酸塩はシグマ−アルドリッチ社（米国、ミズーリ州セントルイス）から入手した。テトラメチルプロピレンジアミン（ＴＭＰＤＡ）はアボカド リサーチ ケミカルス（英国、ランカシャー、ＬＡ３ ２ＸＹ、ヘイシャム）から入手した。カラムクロマトグラフの分離に使用した弱酸イオン交換樹脂はアンバーライトＩＲＣ−５０（１６−５０メッシュ、シグマ−アルドリッチ社）である。使用した他の全ての試薬は分析グレードが保証されたものであり、全ての溶液は脱イオン水で調製した。
【００８４】
一般的な方法では、支持電解質として０．１０ＭのＴＢＡＰＦ６を含むアセトン中に０．１０ＭのＶＦｃおよび０．５０ＭのＴＭＰＤＡを含む２０ｍｌを０．４０Ｖで電解した。勢いよく窒素をパージしながらの電解の全期間で急速な質量移動を確認した。電極表面上に生成物がその低溶解性のために堆積し電極の汚染や皮膜に通じることを回避するために、セルを超音波槽に入れた。電流が初期値の２％未満に低下した後、電解が完了したと判断した。電解された溶液の溶媒を減圧下でエバポレートした。固化した残渣にアリコートの５．０ｍｌの水を加えた。不溶性物質を濾別した。化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した５０ｍｌのアセトン中に溶質を添加した。水に溶解−アセトンで沈殿のサイクルを繰り返すことで、最初の精製を行った。溶離液として５．０ｍＭの塩酸を使用して弱酸イオン交換樹脂のアンバーライトＩＲＣ−５０でのカラムクロマトグラフィにより化合物を更に精製した。溶離プロセスを電気化学的にモニタし、ボルタンメトリィのテストが０．５５Ｖで酸化還元活性を示したときに溶離液の回収を開始し、ボルタンメトリィのピーク電流が最高値と比較して８０％以上低下したときに溶離プロセスが完了したと判断した。溶離液を５．０％アンモニア溶液で中和し、ほぼ乾燥するまで減圧下でエバポレートした。アセトン／水の混合液で繰り返し洗浄することで塩化アンモニウムを除去した。得られた精製した固形分を５．０ｍｌの水に溶解させ、攪拌しながら３０ｍｌのアセトンをゆっくり添加することで沈殿させた。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。
【００８５】
（実施例４：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃＴＭＰＤＡの化学的合成）
ＶＦｃＴＭＰＤＡ化合物を以下のように化学的に合成してもよい。実験用試薬は実施例３で説明したように入手し、テストも同様の実験装置で行った。
【００８６】
０．２０ｇのビニルフェロセンまたはその誘導体、および、０．６０ｇのＴＢＡＰＦ６を１０ｍｌのアセトン／水（３／１）混合液に溶解させた。１．００−２．００ｍｌのＴＭＰＤＡを添加した。脱酸素化を１０分間した後、ビニルフェロセンの酸化を開始するために、１．０ｍｌのアリコートの酸素フリーな０．５０ｇ／ｍｌの過硫酸塩溶液を反応混合物に添加した。反応混合物を窒素下で６時間還流した。冷却後、化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した２００ｍｌのアセトンに反応混合物を１滴ずつ滴下した。沈殿物をアセトンで洗浄し、水に溶解させアセトンで沈殿させるサイクルを繰り返すことで精製した。更に、上述したようにカラムクロマトグラフィで精製を行った。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。本合成法で達成される一般的な収率は４０−６０％である。
【００８７】
（実施例５：ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡのサイクリックボルタモグラム分析）
０．１０ＭのＶＦｃの２０ｍｌを、種々の濃度、すなわち、０Ｍ、０．０５０Ｍ、０．１０Ｍ、０．２０Ｍおよび０．３０ＭのＴＭＥＤＡの１ｍｌを含むバイアルに入れた。脱酸素化を１０分間した後、ビニルフェロセンの酸化を開始するために、１．０ｍｌのアリコートの酸素フリーな０．５０ｇ／ｍｌの過硫酸塩溶液を反応混合物に添加した。図３に示すように、５つの混合物のサイクリックボルタモグラムを得た。
【００８８】
最初のボルタモグラム（ａ）では、主としてシステムのより高いｉＲドロップのために、若干大きいピーク−トゥ−ピークのポテンシャル分離（６５−７０ｍＶ）を除いて、ＶＦｃ／ＶＦｃ＋の酸化還元結合に帰する０．２５Ｖで可逆的プロセスの全特性を示す。しかしながら、この酸化還元結合のカソード電流ｉｃが、アノード電流ｉａと比較して大きく低下し（ｉｃ／ｉａ＝０．３０）、０．１０ＭのＴＭＥＤＡの存在下で可逆的特性を失う。ＴＭＥＤＡの濃度が上昇すると、一般に電気化学的に可逆的で、化学的に全体として不可逆的なプロセス（ＥＣ）が得られる。これらの変化は、酸化生成物、ＶＦｃ＋が形成されると、即座にＴＭＥＤＡと反応し、これにより電極表面でのＶＦｃ＋の濃度を低下させることを示唆している。スキャンレートを２から２０００ｍＶ／ｓで変化させても、ｉｃ／ｉａ比に変化は見られず、ＶＦｃ＋およびＴＭＥＤＡ間の反応は電気化学的時間スケールで非常に早いことを示している。より高いＴＭＥＤＡ濃度で見られるＶＦｃ／ＶＦｃ＋結合のｉａ／ｉｂの実質的な‘０’値は、化学反応の急速で完全な追跡と一致する。更に正のポテンシャルにスキャンすると、第２プロセスの酸化電流がＴＭＥＤＡの濃度の上昇と共に増加することが見られる。しかしながら、このボルタンメトリィの波形は正弦波状のままである。
【００８９】
更に、テスト後はいつも、電気化学セルの底に少量の褐色の油性物質が見られる。大量のアセトンの添加でそれを固化して反応混合物から分離した。ビニルフェロセンとは異なり、褐色の固形分は容易に水に溶解した。電気化学的テストでは、その中のいくつかの成分が、第２の酸化還元プロセスの挙動に相当するポテンシャルで高度に可逆的な酸化還元挙動を示すことを現している。電気化学的に不活性な成分の除去および溶媒のエバポレーションは、以下に特徴付けされるＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡの結晶化に帰結する。これらは、通常の環境条件下で溶液中における可逆的な鉄（ＩＩＩ）／鉄（ＩＶ）遷移を表す真のＦｃ＋塩のみである。図４および図１３に示すように、サイクリックボルタンメトリィのテストでは、ＴＭＥＤＡ等のアミンの存在下におけるＶＦｃの第２の酸化還元プロセスとよく一致する酸化還元電位差と共に高度に可逆的な一組の電流ピークをはっきりと示している。更に、溶液に対する少量のＴＭＥＤＡの添加は、ＶＦｃＴＭＥＤＡの酸化電流の実質的な増加、還元電流の減少となり一般的な正弦波状のボルタモグラムが得られるが、一方、ＶＦｃＴＭＥＤＡの非存在下で実験したときには酸化電流が見られず、化合物の高酸化状態の鉄（ＩＶ）によるＴＭＥＤＡの急速な電気触媒的酸化を示す。テストした第１級アミン、第２級アミン、第３級アミンの中では、これらの全てがＶＦｃＴＭＥＤＡまたはＶＦｃＴＭＰＤＡにより電気触媒的に酸化されうる。
【００９０】
（実施例６：ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡの特徴付け）
ＶＦｃ、ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡのＵＶスペクトルをアジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）社の８４５３ 紫外可視（ＵＶ−ｖｉｓｉｂｌｅ）吸光光度計を使用して測定した。ＵＶスペクトルを図５に示した。ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡの両者について２５ｎｍのブルーシフトが見られ、このことは、ＶＦｃにおける鉄中心からの１つの電子の除去の結果として、電子のπ結合がＶＦｃの一部に分断されたことを反映する。
【００９１】
メスバウア（Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ）分光分析は、ロジウムマトリックス中の２５ミリキュリィ（ｍＣｉ）のコバルト源を有するイーエステクノロジィ社のエムエス １０５（ＥＳ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＭＳ １０５）分光計で行った。スペクトルは、２９８ケルビン（Ｋ）で鉄箔に対して記録した。ＶＦｃＴＭＥＤＡについて得られたメスバウアスペクトルを図６に示す。四極子分裂ΔＥｑ＝０．６２ｍｍ／ｓおよび異性体シフトδ＝０．３０ｍｍ／ｓのメスバウアパラメータは、低スピンの第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ）種に一般的である。通常、フェロセン誘導体では、０．５０ｍｍ／ｓ以下（〜０．５０ｍｍ／ｓ）のΔＥｑ、２．２０ｍｍ／ｓ以下（〜２．２０ｍｍ／ｓ）のδが得られる。
【００９２】
ＶＦｃＴＭＥＤＡの分子量は、フィニガン／マット社のエルシィキュウ 質量分光計（Ｆｉｎｎｉｇａｎ／ＭＡＴ ＬＣＱ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）（カリフォルニア州サンノゼのサーモフィニガン社）（ＴｈｅｒｍｏＦｉｎｎｉｇａｎ、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ）で決定した。ＶＦｃＴＭＥＤＡの電子スプレーイオン化質量スペクトルを図７Ａに示す。フェロセン誘導体の場合によく見られるように、ＶＦｃＴＭＥＤＡ中の極微量（＜５％）の重合の失敗の生成物によるものであるが、ＶＦｃの二量体が４２５（Ｍ＋１）でより高い相対強度を示している。これはおそらくそのより高い安定性のためである。ＶＦｃＴＭＥＤＡの分子質量は、ｍ／ｚ３２８で見られ、ｍ／ｚ３２７（Ｍ−１）で非常に高い強度が見られる。ビニルフェロセン基に隣接するメチレン基で水素ラジカルが化合物から容易に失われることが考えられる。ＶＦｃ＋に配位したアミン窒素での分子イオンの断片化（フラグメンテーション）により、ｍ／ｚ２５６で他の主要な一次断片イオン、［ＶＦｃ−Ｎ（ＣＨ３）２］＋、が生成される。
【００９３】
ＶＦｃＴＭＰＤＡの分子量も質量分光法で決定した。電子スプレーイオン化質量スペクトルを図７Ｂに示す。ＶＦｃＴＭＰＤＡの分子質量はｍ／ｚ３４２で見られる。この結果は、ＶＦｃＴＭＥＤＡのＭＳスペクトルと一致し、ＶＦｃＴＭＰＤＡが−ＣＨ２−の一部でＶＦｃＴＭＥＤＡと異なるため、１４分子量単位分高くなっている。同様に、非常に高いピークが分子質量（Ｍ）より１単位小さいｍ／ｚ３４１で見られる。第３のピークがｍ／ｚ２５５で見られ、おそらくＶＦｃ＋に配位したアミン窒素での分子イオンの断片化に起因すると考えられる。
【００９４】
パーキンエルマ社のスペクトラム ２０００（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ２０００）ＦＴ−ＩＲ分光計を用いて分解能４ｃｍ−１でＫＢｒペレットとしてフーリエ変換赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトルを測定した。全てのスペクトルは、特に示した以外は室温で測定した。ＦＴ−ＩＲ分光光学的測定（図８Ａおよび８Ｂ）では、（ｉ）酸化的な処理を行ったときにＶＦｃおよびＴＭＥＤＡ／ＴＭＰＤＡの反応の間の真の化学反応が生じること、（ｉｉ）ＶＦｃのビニル基が維持されること、（ｉｉｉ）ＶＦｃ分子間のラジカル結合はほとんど生じないこと、および、（ｉｖ）ＴＭＥＤＡ／ＴＭＰＤＡがＶＦｃ＋と反応し、図１Ａおよび１Ｂに示すように、安定な化合物が生成することが更に確認された。ＶＦｃのシクロペンタジエニル環の一方のビニル基に起因する１６３０ｃｍ−１での強い吸収が認められることが注目に値する。このことは、ビニル基の完全な維持をよく示している。１５００−１２００および７００−６００ｃｍ−１領域にこのことを支持する証拠が認められる。更に、スペクトルは、３３３０および１１４０ｃｍ−１での強い吸収により明らかなように、酸化的な処理の間でシクロペンタジエニル環が安定なことを示している。
【００９５】
３００ＭＨｚで作動するブルカー社のＡＣＦ３０００（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＣＦ３０００）分光計を使用して核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルを測定した。ＶＦｃＴＭＥＤＡ形成の証拠は、図９Ａに示すように、プロトン（１Ｈ）ＮＭＲスペクトルおよび二次元の炭素−水素の異核相関ＮＭＲスペクトルでも示される。図９Ａに見られるように、１ＨＮＭＲスペクトルおよび二次元１３Ｃ−１Ｈ相関スペクトルは互いに補足的であり、所望の化学構造と一致する水素原子の９ケミカルシフトが０から６．０ｐｐｍ間に見られ、炭素原子の１２ケミカルシフトが見られる。これらのスペクトルの分析で、ＶＦｃＴＭＥＤＡの形成が別々に確認された。
【００９６】
（実施例７：ＶＦｃＴＭＥＤＡの挿入剤としての使用）
初期の実験では、本発明の化合物がＤＮＡ挿入特性を有することを見いだした。本発明の化合物の核酸挿入特性の評価を得るために比較試験を計画した。この方法の基本は、１つは蛍光性、１つは非蛍光性の２つの挿入剤を含むことである。まず、蛍光性の挿入剤で二重らせんＤＮＡを飽和させる。そして、第２の挿入剤、この場合はＶＦｃＴＭＥＤＡを反応系に濃度を徐々に上昇させながら導入する。２つの分子は二重らせんＤＮＡの同様なサイトに結合すると考えられる。比較試験では、その系におけるＶＦｃＴＭＥＤＡの濃度の増加を通じて、ＤＮＡに結合した蛍光性分子のＶＦｃＴＭＥＤＡによる置換の間に蛍光強度の変化をモニタした。公知の糸状（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）挿入剤である臭化エチジウム（ＥＢ）を蛍光性挿入剤に選択した。ＥＢは効率的なＤＮＡ挿入剤として広く研究されており、核酸分析に用いられる最もポピュラーな蛍光性挿入剤の１つである。ＥＢは、二重らせんＤＮＡに結合して２５倍の蛍光強度を示し、蛍光測定でフリーなＥＢ分子に対して十分な感度および良好な識別力を提供する。更に、ＥＢ挿入の動力学は極めて速く、平衡に達するのに要する時間を顕著に低下させる。
【００９７】
このアプローチが適切であることを確かめるために、よく研究された非蛍光性挿入剤であるナフタレンジイミド（ＮＤ）の濃度を増加させて（０−１００μＭ）、ＥＢで飽和した二重らせんＤＮＡ溶液にまず添加したところ、ゲル電気泳動実験では、ＮＤの濃度の増加に対してＤＮＡに挿入したＥＢの蛍光強度が徐々に低下することを示した。実験データから推定した結合定数Ｋｄの４．０×１０５は、文献値とよく一致している。引き続き、同じアプローチを用いてＤＮＡに結合するＥＢと競争する能力について、ＶＦｃＴＭＥＤＡを調査した。その結合能を試験するために、異なる量のＶＦｃＴＭＥＤＡを、ＥＢで飽和した二重らせんＤＮＡと混合した。図９に示すように、ＶＦｃＴＭＥＤＡは二重らせんＤＮＡに対する顕著な結合親和性を示した。レーン１〜５は異なるＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの比に対応する。ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの比が高いほど、蛍光強度が低下する。ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢのより高い比で得られるＤＮＡのより低い蛍光強度（レーン３〜５）は、より多くのＶＦｃＴＭＥＤＡ分子が二重らせんＤＮＡに結合し、より多くの量のＥＢ分子が置換されることを示唆している。第２レーンに示したように、１／５程度の低いＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの分子比で、ＤＮＡ結合ＥＢの５０％以上が置換されており、ＶＦｃＴＭＥＤＡがＥＢより強力なＤＮＡ挿入剤であることを示唆している。実験データから推定される結合定数Ｋｄは、４．４×１０６であり、ＥＢのおよそ２６倍の向上に相当する。しかしながら、ゲルイメージの消光（ｃｌｏｓｅｒ）試験は、蛍光強度が低下するのに伴い、ＤＮＡ移動度のシステム的な変化があることを示している。ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの比が高いほど、ゲルイメージに出現するバンドが高くなり、続いて、ＤＮＡの移動度が遅くなる。ＭＳ分光法で決定されたように、臭化エチジウムの分子質量が３２４であり、ＶＦｃＴＭＥＤＡが３２８である。いずれもモノカチオン性である。それゆえ、ＥＢおよびＶＦｃＴＭＥＤＡ間の質量差２％以下では、そのような大きな移動度変化を引き起こすため除外される。ＶＦｃＴＭＥＤＡがＥＢより多くのＤＮＡ上のサイトに挿入するということがもっともらしい説明である。低ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢ比では、ＶＦｃＴＭＥＤＡがＤＮＡにフリーサイトで好適に挿入し、その濃度の増加によりＥＢに取って代わる。このことは、得られる４．４×１０６のＫｄ値が真値より小さいことを示している。
【００９８】
（実施例８：アミンの触媒的酸化におけるＶＦｃＴＭＥＤＡの使用）
ＶＦｃＴＭＥＤＡの０．０Ｍおよび５．０ｍＭを含む溶液中におけるアミンのガラス状炭素電極でのボルタモグラムを、例としてＴＭＥＤＡについて、図１０に示す。比較のため、ＰＢＳ中におけるＶＦｃＴＭＥＤＡのボルタモグラムについても図１０に示した。純粋なＴＭＥＤＡ溶液では、０．０および０．７０Ｖの間で酸化電流は見られず、ＴＭＥＤＡが０．７０Ｖより低い正のポテンシャルで酸化されないことを示している。事実、ＰＢＳ中におけるアミンの電気化学的酸化は、０．９０Ｖを超えるポテンシャルでのみ生じる。ＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下では、ピークポテンシャルが４００ｍＶ程度で負側にシフトし、ＴＭＥＤＡ酸化のオーバーポテンシャルが概ね０．６０Ｖに低下することが考えられる。一方では、ＶＦｃＴＭＥＤＡの還元ピークが顕著に減少しており、ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＴＭＥＤＡの間の効果的な触媒反応が溶液中で生じることを示唆している。他のアミン酸化でも、第１級、第２級、第３級にかかわらず、同様の触媒効果が得られている。
【００９９】
また、他のアミンの触媒的酸化をＶＦｃＴＭＥＤＡで行った。同量のＰＢＳを含む溶液中での５．０ｍＭの（ａ）アンモニア（ＮＨ３）、（ｂ）エチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２）、（ｃ）エチルメチルアミン（ＣＨ３−ＮＨ−Ｃ２Ｈ５）のサイクリックボルタモグラムを図１２に示す。ＶＦｃＴＭＥＤＡはガラス状炭素電極で０．５ｍＭの濃度で存在する。ＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下では、アンモニアの酸化のピークポテンシャルがエチルアミンの場合と同様に約０．５８Ｖであることが判る。エチルメチルアミンでは、ピークポテンシャルが約０．５９Ｖである。ＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下では、３つの全ての酸化ポテンシャルは、ＶＦｃＴＭＥＤＡを含まないＰＢＳ中におけるアミンの電気化学的酸化の０．９Ｖ以上の一般的に知られた酸化ポテンシャルより小さい。
【０１００】
ＶＦｃＴＭＰＤＡによるアミンの酸化におけるボルタモグラムの応答がＶＦｃＴＭＥＤＡと同様であることが図１３から明らかであり、ピーク酸化ポテンシャルが約０．５８Ｖ、酸化電流が約８×１０−５アンペアである。
【０１０１】
ｐＨ値がアミンの触媒的酸化に十分な効果を有することが見いだされている。電解質溶液のｐＨは、１０ｍｌの０．１０Ｍリン酸（Ｈ３ＰＯ４）溶液に対する０．１０Ｍリン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）溶液の添加により調整される。ＶＦｃＴＭＥＤＡの電気化学的酸化がプロトンを含まないため、その酸化還元ポテンシャルはｐＨに依存する。しかし、効率的な触媒効果を得るために、メディウムのｐＨを７．０以上にする必要があり、アミンの脱プロトン化が酸化プロセスの基本部分であることを示している。従って、酸性メディウムでは、アミンの触媒的酸化が妨げられる。更に、溶解した酸素と反応すると、０．２０ｍｇ／ｍｌのＶＦｃＴＭＥＤＡを含むＴＭＥＤＡの明黄色（ｌｉｇｈｔ ｙｅｌｌｏｗ）溶液が暗黄色（ｐａｌｅ ｙｅｌｌｏｗ）から濃褐色（ｄｅｅｐ ｂｒｏｗｎ）に変化し、アミンが通常の環境条件下で溶解した酸素により化学的に酸化したことを示している。このことは、水中のアンモニア等のアミンに対する汚染除去システムの開発する上で特に魅力的である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１Ａ】本発明の水溶性で高酸化状態の化合物の例、すなわち、ビニルフェロセン テトラメチルエチレンジアミン（以下、ＶＦｃＴＭＥＤＡと略記する。）を示し、ジアミン部分を一座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示す。
【図１Ｂ】本発明の水溶性で高酸化状態の化合物の例、すなわち、ビニルフェロセン テトラメチルプロピレンジアミン（以下、ＶＦｃＴＭＰＤＡと略記する。）を示し、ジアミン部分を一座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示す。
【図１Ｃ】ジアミン部分を二座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示したＶＦｃＴＭＥＤＡを示す。
【図１Ｄ】ジアミン部分を二座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示したＶＦｃＴＭＰＤＡを示す
【図２】ＶＦｃＴＭＥＤＡを調製するための反応式を示す。
【図３】ＴＭＥＤＡの濃度（ａ）０Ｍ、（ｂ）０．０５０Ｍ、（ｃ）０．１０Ｍ、（ｄ）０．２０Ｍ、（ｅ）０．３０Ｍの存在下におけるビニルフェロセン（ＶＦｃ）のサイクリックボルタモグラムである。
【図４】ＴＭＥＤＡの濃度（ａ）０Ｍ、（ｂ）５ｍＭの存在下におけるＶＦｃＴＭＥＤＡのサイクリックボルタモグラムである。
【図５】紫外可視スペクトルを示し、（ａ）はＶＦｃ、（ｂ）はＶＦｃＴＭＥＤＡ、（ｃ）はＶＦｃＴＭＰＤＡである。
【図６】ＶＦｃＴＭＥＤＡのメスバウアスペクトルである。
【図７Ａ】ＶＦｃＴＭＥＤＡの質量スペクトルである。
【図７Ｂ】ＶＦｃＴＭＰＤＡの質量スペクトルである。
【図８Ａ】ＶＦｃＴＭＥＤＡのＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図８Ｂ】ＶＦｃＴＭＰＤＡのＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図９Ａ】ＶＦｃＴＭＥＤＡのＮＭＲスペクトルである。
【図９Ｂ】ＶＦｃＴＭＰＤＡのＮＭＲスペクトルである。
【図１０】ＶＦｃＴＭＥＤＡのＤＮＡ結合特性を示し、エチジウムブロマイド（ＥＢ）に対するＶＦｃＴＭＥＤＡの比が、左側から右側へ、０／１、１／５、１／２、１／１および２／１である。
【図１１】ＶＦｃＴＭＥＤＡの濃度（ａ）０Ｍ、（ｂ）０．５０ｍＭの存在下における５ｍＭのＴＭＥＤＡの酸化のサイクリックボルタモグラムであり、ＰＢＳはいずれのサンプルにも存在し、（ｃ）はＰＢＳ中におけるＶＦｃＴＭＥＤＡのサイクリックボルタモグラムである。
【図１２】ＰＢＳ中で濃度０．５ｍＭのＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下における５．０ｍＭの（ａ）ＮＨ３、（ｂ）Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、（ｃ）ＣＨ３−ＮＨ−Ｃ２Ｈ５の酸化のサイクリックボルタモグラムである。
【図１３】（ａ）ＶＦｃ−ＴＭＰＤＡ、（ｂ）ＰＢＳ中のＶＦｃ−ＴＭＰＤＡによるアミンの触媒的酸化のサイクリックボルタモグラムである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なメタロセン化合物に係り、特に、高酸化状態のメタロセン化合物、並びに、これらの化合物を調製するプロセスおよびそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９５０年代初期におけるフェロセンの発見および構造の解明以来、鉄、ニオブ、バナジウム、タングステン、クロム、ニッケル、コバルト、マンガンやルテニウム等の遷移金属のメタロセンは、化学者や材料科学者にとって常に興味をひく題材であった。
【０００３】
メタロセンの１つの従来の応用は、オレフィン重合の触媒としてそれらが使用されることである；例えば、ヨウンキンらにより、２０００年のサイエンス誌、第２８７巻の４６０−４６２頁（Ｙｏｕｎｋｉｎ ｅｔ ａｌ．、Ｓｃｉｅｎｃｅ、（２０００）Ｖｏｌ．２８７、ｐａｇｅｓ ４６０−４６２）に報告されており、彼らは、均一重合の触媒として使用される“初期（ｅａｒｌｙ）”の遷移金属のビスシクロペンタジエニルメタロセンおよびモノシクロペンタジエニルメタロセンの最新の進展も報告している。
【０００４】
より安定で活性なメタロセンを生産する方法が長くにわたって開発されたため、それらの使用は、それらの電気化学が重要な役割を果たす分子スイッチ、金属プローブ、分子磁石、非線形光学を含む電子的応用、および、より一般的には、酵素電極中の媒体等の他の応用領域に広がっている。
【０００５】
また、急速に成長している材料科学の領域における役割が増加しているために、フェロセン等のメタロセンは現在復活（ｒｅｎａｉｓｓａｎｃｅ）している。例えば、フェロセン含有材料は、触媒ばかりではなく、バイオセンシング、サーモトロピック液晶および非線形光学における広汎な応用が見いだされている（１９９８年にニューヨークでワィリィから発行され、エイ、トグニおよびアール、エル、ハルターマン編集による、エイ、オーサーのメタロセンにおいて、合成、反応性、応用、第１巻第１章、第２巻第１１章、参照）（Ａ．Ａｕｔｈｏｒ、ｉｎ Ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅｓ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．１、Ｃｈａｐｔｅｒ １；Ｖｏｌ．２、Ｃｈａｐｔｅｒ １１；Ａ．Ｔｏｇｎｉ ａｎｄ Ｒ．Ｌ Ｈａｌｔｅｒｍａｎ、Ｅｄｓ、Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９８）。
【０００６】
また、鉄（ＩＩＩ）および鉄（ＩＶ）等の高酸化状態における鉄は、生物学的プロセスに含まれることが見いだされている。例えば、広い範囲のヘムおよび非ヘムの鉄含有オキシゲナーゼ酵素が、生物学的システムにおける酸素原子移動の媒介に含まれることが見いだされている。更に、金属酵素やバイオミメティック錯体による二酸素活性化は、生体触媒用モデルとして高価金属錯体における興味を支持している。（１９９６年のケミカル レビュー誌、第９６巻の２６０７−２６２４頁、２６２５−２６５頁、２６５９−２７５６頁、２８４１−２８８７頁、参照）（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９６（１９９６）２６０７−２６２４、１６２５−２６５、２６５９−２７５６、２８４１−２８８７）
【０００７】
しかしながら、それらの安定性のため、フェロセン化合物は、一般的に鉄原子が鉄（ＩＩＩ）として存在するフェロセニウムイオン（Ｆｃ＋）を基礎としているが、鉄が酸化状態（ＩＶ）で存在する（Ｆｃ２＋）種は、Ｆｃ２＋の安定性が著しく低下するため単離されていない。このようなフェロセン誘導体の存在は、厳密な条件下で電気化学的に確認されるのみである（シャープおよびバード（１９８３年の無機化学誌、第２２巻第１９号）（Ｓｈａｒｐ ＆ Ｂａｒｄ；Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．１９、１９８３）やゲールら（１９８０年の有機金属科学ジャーナル誌、第１９９巻のＣ４４−Ｃ４６）（Ｇａｌｅ ｅｔ ａｌ；Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍ．Ｃｈｅｍ．１９９（１９８０）Ｃ４４−Ｃ４６）によれば、−４０℃で液体二酸化硫黄中）。
【０００８】
同様の不安定さは他の高酸化状態メタロセンについてより早く報告された。例えば、ウィルソンらは、アセトニトリル溶液中でのサイクリックボルタンメトリィを用いてニッケロセン（ｎｉｃｋｅｌｏｃｅｎｅ）における酸化状態（ＩＩＩ）から（ＩＶ）のニッケルの可逆酸化を達成している（１９６９年のＪＡＣＳ誌、第９１巻の７５８頁）（Ｗｉｌｓｏｎ ｅｔ ａｌ．；ＪＡＣＳ ９１、７５８、（１９６９））。しかしながら、ニッケル（ＩＶ）種が急速に分解することを避けるために、−４０℃のプロセス温度を使用することが必要である。同様に、クワナらは、ルテノセン（ｒｕｔｈｅｎｏｃｅｎｅ）のワンステップでの２電子酸化を報告している（１９６０年のＪＡＣＳ誌、第８２巻の５８１１頁）（Ｋｕｗａｎａ ｅｔ ａｌ．；ＪＡＣＳ、８２、５８１１、（１９６０））。不活性媒体中で通常の温度下では、得られたルテノセンの２価の正イオンが約１０時間以上で分解する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、上述した生体触媒やバイオセンシング等の領域では、モデル化合物として、または、直接的な実際の応用のいずれかに使用可能で安定な金属錯体の必要性が残されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１態様は、下記化学式（Ｉ）で表される化合物を提供する。
【００１１】
【化１５】
【００１２】
化学式（Ｉ）において、Ｍは４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択される遷移金属を表し、Ｒａは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、ｙは１または２の整数を表し、Ｒｂは水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基を表す。
【００１３】
【化１６】
【００１４】
【化１７】
【００１５】
【化１８】
【００１６】
化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）、化学式（ＩＩＢ）において、Ｒｃは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、Ｒ１およびＲ２は選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、Ｒ３およびＲ４は水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、ｎは２または３の整数を表す。
【００１７】
本発明の別の態様は、有機金属化合物を調製するプロセスであって、下記化学式（ＩＩＩ）で表される化合物を、下記化学式（ＩＶ）で表される化合物と反応させる。
【００１８】
【化１９】
【００１９】
【化２０】
【００２０】
化学式（ＩＩＩ）、化学式（ＩＶ）において、Ｍは４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属を表し、Ｒａは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、ｙは１または２の整数を表し、Ｒｂは水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基を表す。
【００２１】
【化２１】
【００２２】
【化２２】
【００２３】
【化２３】
【００２４】
化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）、化学式（ＩＩＢ）において、Ｒｃは水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、Ｒ１およびＲ２は別々に選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、Ｒ３およびＲ４は別々に水素または選択的に置換されたメチル基を表し、ｎは２または３の整数を表し、反応が酸化エージェントの存在下で行われる。
【００２５】
本発明の別の態様は、本発明の化合物の種々の使用であり、例えば、核酸挿入（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｎｇ）剤またはアミンの酸化用触媒としての使用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を、非制限的な実施例および図面と共に、詳細な説明に関して一層詳細に説明する。
【００２７】
１態様では、本発明は、酸化エージェントの存在下でメタロセンを第３級アミンと反応させることで最初に安定な高酸化状態のメタロセン化合物を得ることができる、という意外な知見に基づいている。従来、安定性の問題のため、高酸化状態のメタロセン化合物はほとんど得られていなかった。このため、本発明は、通常の環境条件でも実行し、保管し、および、使用することが可能な安定な高酸化状態のメタロセンを得るための方法を提供する。また、本発明は、多くの応用に活用できる有用な性質を備えた新しいメタロセン化合物を提供する。
【００２８】
化学式（Ｉ）に示すように、本発明の化合物は、メタロセン部分およびジアミン部分を含む錯体である。
【００２９】
メタロセン部分では、Ｍは４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）のいずれかの適正な遷移金属である。Ｍは、化合物中に帯電したカチオンまたは非帯電の種のいずれかとして存在している。好適な遷移金属は、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、ジルコニウム、チタン、バナジウム、オスミウムおよびルテニウムから選択される。従って、化学式（Ｉ）の化合物のメタロセン部分は、例えば、フェロセン、コバルトセン、ニッケロセン、マンガノセン、クロモセン、ジルコノセン、チタノセン、バナドセン、オスモセンおよびルテノセンから誘導される。これらの金属における部分的に満たされたｄ殻またはｆ殻は、メタロセンについて可逆的な酸化状態に達することを可能にし、このため適正なリガンドと配位結合を形成することを可能にする。特に好適な遷移金属は、適正なリガンドと配位結合を形成するために、＋１、＋２、＋３、＋４または＋５の酸化状態をとることが可能な金属である。
【００３０】
メタロセンのＭに配位的に結合する２つのリガンドは、それぞれシクロペンタジエニル（以下、Ｃｐと略記する。）環である（基づいている）。各Ｃｐ環は置換基ＲａおよびＲｂを含んでいる。
【００３１】
化学式（Ｉ）に示すように、Ｒａは、水素原子（すなわち、Ｒａが付加する環構成炭素原子は未置換である。）または主鎖炭素原子１〜６を含むアルキル基である。Ｒａは直鎖または分岐鎖でもよく、各Ｒａが選択的に置換されていてもよい。Ｒａの置換基の例は、フェニル基、ベンジル基等の芳香族置換基、ニトロ基（−ＮＯ２）、アミノ基（−ＮＨ２）、Ｒがアルキル基を示すイミノ基（−ＮＨＲ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、シアノ基（−ＣＮ）、水酸基（−ＯＨ）、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）またはハロゲンである。各Ｃｐ環は、Ｃｐ環上の環構成炭素原子のいずれかに結合した１つまたは２つのＲａ置換基を有してもよい。例えば、各Ｃｐ環に１つのＲａ置換基が存在する場合、置換基Ｒｂについては、α位またはβ位のいずれに存在してもよい。１実施形態では、Ｒａがα位に存在し、このＣｐ環は１，２位が２置換された環である。本実施形態では、本発明の化合物が下記化学式（ＩＡ）の構造を有している：化学式（ＩＡ）において、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、上述したのと同じである。
【００３２】
【化２４】
【００３３】
各Ｃｐ環に１つのＲａ置換基が存在する別の実施形態では、Ｒａがβ位に存在し、各Ｃｐ環は１，３位が２置換された環である。本実施形態では、本発明の化合物が下記化学式（ＩＢ）の構造を有している：化学式（ＩＢ）において、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、上述したのと同じである。
【００３４】
【化２５】
【００３５】
２つのＲａ置換基が存在する場合、各Ｒａ置換基は、置換基Ｒｂについて、α位に存在してもよく、結果として１，２，５位が３置換されたＣｐ環となる。これに代えて、置換基Ｒｂについて、一方のＲａ置換基がα位に位置し、他方のＲａ置換基がβ位に位置してもよく、結果として１，２，４位が３置換されたＣｐ環となる。また、１，２，３位が３置換されたＣｐ環および１，３，４位が３置換されたＣｐ環の一部を、本発明の化合物に使用してもよい。
【００３６】
置換基Ｒｂは、水素原子または下記化学式（ＩＩ）で表されるビニル側鎖である。
【００３７】
【化２６】
【００３８】
このビニルラジカルは、側鎖Ｒｃが置換されてもよく未置換でもよい。メタロセンおよびＲｃの一部について、ビニル基のシス型およびトランス型の両方の異性体が化学式（Ｉ）の化合物には存在している。これに代えて、Ｒｂが下記化学式（ＩＩＡ）または化学式（ＩＩＢ）の構造を有してもよい：化学式（ＩＩＡ）、化学式（ＩＩＢ）において、Ｒｃは、水素原子またはＣ１〜６アルキル基のいずれでもよく、それらのそれぞれが選択的に置換されていてもよい。
【００３９】
【化２７】
【００４０】
【化２８】
【００４１】
１実施形態では、化学式（Ｉ）に示す一部のＲａおよびＲｃは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ−プロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソ−ヘキシル基で構成するグループからそれぞれ別々に選択される。アルキル基の各炭素原子の水素原子は、選択的に置換されていてもよい。これらの各アルキル置換基は、直鎖または分岐鎖構造を含むいずれの適正な構造であってもよい。
【００４２】
化学式（Ｉ）の化合物に存在する各Ｒａは、別々に選択される。このことは、化合物におけるＣｐ環が、例えば、２つの異なるＲａを有していてもよいことを示している。更に、各環のＲｂも別々に選択される。このことは、化学式（Ｉ）における一方の環のＲａおよびＲｂが他方の環のＲａおよびＲｂと同じでもよく、または、異なっていてもよいことを示している。一方の環の置換基が他方の環の置換基と異なる場合、例えば、一方の環をビニルシクロペンタジエンとし、他方の環を未置換のシクロペンタジエンとすれば、例として、非対称化合物の１−ビニル−メタロセンとなる。両方の環が同じ置換基を有する場合、例えば、両方の環をビニルシクロペンタジエンとすれば、化合物は対称となり、例として、１，１’−ビス−ビニルフェロセンとなる。
【００４３】
本発明に関連して、選択的に置換された炭素原子は、結合した水素原子が、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の芳香族残基に限らず、ニトロ基（−ＮＯ２）、アミノ基（−ＮＨ２）、Ｒがアルキル基を示すイミノ基（−ＮＨＲ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、シアノ基（−ＣＮ）、水酸基（−ＯＨ）、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）またはハロゲン等の１またはそれ以上のラジカルに置き換えられた炭素原子に関連する。ここで用いられるハロゲンは、塩素、臭素、フッ素およびヨウ素である。
【００４４】
本発明の化合物を生産するために使用されるメタロセンの特徴的な例では、制限されるものではないが、次のものを含む：
メチルフェロセン、エチルフェロセン、プロピルフェロセン、ブチルフェロセン、ｔ−ブチルフェロセン、１，１’−ジメチルフェロセン、１，１’−ジエチルフェロセン、１，１’−ジプロピルフェロセン、ビニルフェロセン、３−メチルビニルフェロセン、３−エチルビニルフェロセン、３，３’−ジメチル−ビニルフェロセン、３，３’−ジエチル−ビニルフェロセンまたは１，１’−ビス−ビニルフェロセン等のフェロセンまたはフェロセン誘導体；
１，１’−ジメチルコバルトセン、１，１’−ジエチルコバルトセン、１，１’−ビス（１−メチルプロピル）コバルトセン、１，１’−ビス（１−メチルエチル）コバルトセン、ビニルコバルトセンまたは３−メチルビニルコバルトセン等のコバルトセンまたはコバルトセン誘導体；
メチルニッケロセン、エチルニッケロセン、プロピルニッケロセン、１，１’−ジメチルニッケロセン、ビニルニッケロセンまたは３−メチルビニルニッケロセン等のニッケロセンまたはニッケロセン誘導体；
１，１’−ジブチルクロモセン、１，１’−ビス（１，１’−ジメチルエチル）クロモセン、１，１’−ジエチルクロモセン、ビニルクロモセンまたは３−メチル−ビニルクロモセン等のクロモセンまたはクロモセン誘導体；
メチルジルコノセン、１，１’−ジエチルジルコノセン、ビニルジルコノセンまたは３−メチル−ビニルクロモセン等のジルコノセンまたはジルコノセン誘導体；
メチルチタノセン、１，１’−ジメチルチタノセン、ジブチル−チタノセン、ビニルチタノセンまたは３−メチルチタノセン等のチタノセンまたはチタノセン誘導体；
１，１’−ジメチルバナドセン、１，１’−ジエチルバナドセン、１，１’−ジブチルバナドセン、ビニルバナドセンまたは３−メチルビニルバナドセン等のバナドセンまたはバナドセン誘導体；
１，１’−ジメチルオスモセン、ビニルオスモセンまたは３−メチルビニルオスモセン等のオスモセンまたはオスモセン誘導体；または
１，１’−ジメチルルテノセン、ビニルルテノセンまたは３−メチルビニルルテノセン等のルテノセンまたはルテノセン誘導体である。
【００４５】
本発明の化合物は、いかなる３次元構造をとることもできる。まず、Ｃｐリガンドにより形成される錯体には種々の回転配向が考えられることに注意する。例えば、これらの環はねじれ配置または重なり配置に整理することができる。重なり配置では、一方の環の各炭素原子は、他方の環のそれぞれの炭素原子と同じ軸上に存在する。ねじれ配置では、一方の環のそれぞれの炭素原子は、他方の環の炭素原子と異なる軸上に存在する。化合物の回転配置の一方または両方は、化合物のいかなる試料（ｓａｍｐｌｅ）に存在してもよい。更に、本発明の化合物は、まっすぐな、または、曲がったメタロセン部分を有していてもよい。２つのリガンドとＭとの間に形成される角度が約１８０度のとき、メタロセン部分はまっすぐになる。また、１８０度より小さい角度も可能であり、曲がった配置が得られる。いずれの配置が本発明の化合物のいかなる試料に存在してもよい。しかしながら、各配置の量は、異なるジアミン部分により引き起こされる立体障害効果等の因子に依存して変化する。
【００４６】
化学式（Ｉ）に示すように、Ｍはジアミン部分に配位的に結合しており、その結合を矢印で示している。ジアミン部分は、下記化学式（ＩＶ）で表される構造を有している：化学式（ＩＶ）において、ｎは２または３の整数を示す。
【００４７】
【化２９】
【００４８】
ジアミン部分は、それゆえ、２つの末端の第３級アミノ基を有している。化学式（ＩＶ）のジアミンにおけるＲ１およびＲ２はそれぞれ、別々に、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基である。アルキル基の各炭素は選択的に置換されていてもよく、アルキル基が直鎖または分岐鎖であってもよい。好適な本実施形態では、Ｒ１およびＲ２は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソ−プロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソ−ヘキシル基で構成するグループからそれぞれ別々に選択される。
【００４９】
本発明の化合物では、ｎは２または３の整数であり、化学式（ＩＶ）のジアミンにおける炭素鎖が２炭素の鎖または３炭素の鎖のいずれかであることを示している。置換基Ｒ３およびＲ４は、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキル基からそれぞれ別々に選択される。Ｒ３およびＲ４がアルキル基の場合、それらは上述した１またはそれ以上の残基で選択的に置換されてもよい。それらが直鎖または分岐鎖であってもよい。他の好適な実施形態では、Ｒ３およびＲ４は、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ−プロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソ−ヘキシル基からそれぞれ別々に選択される。
【００５０】
化学式（Ｉ）におけるジアミン部分として適正なジアミンの特徴的な例は、制限されるものではないが：テトラメチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラエチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラプロピル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジプロピルエチレンジアミン、テトラメチル−プロピレンジアミン、テトラエチル−２−エチル−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−プロピレンジアミン、および、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，３−プロパンジアミンを含む。
【００５１】
理論に拘束されることなく、下記化学式（Ｖ）に（明瞭にするためにＣｐの一部の置換基を示していない）一例として示すように、Ｍに結合したジアミンは、Ｍとの配位結合を形成するために窒素原子の１つだけが一対の不対電子を供与する一座配位として挙動することが考えられている。
【００５２】
【化３０】
【００５３】
これに代えて、例えば、本発明の化合物の優れた核酸挿入特性から、以下に示すように、このジアミノ基の一部が二座配位リガンドとしてＭに結合する可能性も意図している。二座配位リガンドとして挙動するとき、下記化学式（ＶＩ）に（明瞭にするためにＣｐの一部の置換基を示していない）一例として示すように、２つの末端のアミノ基の両方の窒素原子が、２つの配位結合を確立するためにＭに電子対をそれぞれ供与する：
【００５４】
【化３１】
【００５５】
それゆえ、化学式（Ｉ）においてジアミン化合物の配位を示すために用いた矢印は、特異的な配位や立体化学に限定されるものではなく、単に、アミンが金属Ｍに非共有的に結合していることを示すものである。
【００５６】
１実施形態では、化学式（Ｉ）の化合物の全体の電荷は正である。Ｍの酸化状態に依存して、Ｍは無帯電または正に帯電する。Ｍの酸化状態が付加したリガンドの数と釣り合う場合、Ｍは無帯電となる。しかしながら、例えば、用いた調製プロセスにおけるｐＨ、温度や酸化電位差（ｏｘｉｄｉｓｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）の存在を変えることにより、付加したリガンドの数より遥かに大きなより高い酸化状態にＭを酸化することが可能である。この場合、Ｍは正に帯電する。中性（ｎｅｕｔｒａｌ）な化合物を得るために、負に帯電した対イオンの存在により正電荷を中性化することができる。対イオンは、化合物の合成中に提供され、結果として化学式（Ｉ）の化合物の塩が形成される。本発明で適正な対イオンの例では、ＳＯ４２−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、ＮＯ３−、Ｈ２ＰＯ４−、ＨＳＯ４−、ＰＦ６−、ＣｌＯ４−、ＢＦ４−、Ｆ−、Ｉ−、ＣＯ３２−、ＨＣＯ３−、ＮＯ２−、ＢｒＯ３−、ＣｌＯ３−、ＳｉＯ３２−、ＣｒＯ４２−、ＩＯ４−、ＳＯ３２−、ＨＳＯ３−およびＡｓＯ３２−を含む。
【００５７】
化学式（Ｉ）に示した４族〜１０族のいかなる遷移金属を本発明の化合物のメタロセン部分における遷移金属として用いてもよいが、上述したように、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、ジルコニウム、チタン、バナジウム、オスミウムおよびルテニウムが好ましい。これらの金属は一般に用いられ、詳細に研究されており、このため十分に特徴付けされている。本発明の好適な実施形態では、メタロセン部分は、フェロセン、ニッケロセンまたはコバルトセンを含む。別の実施形態では、フェロセン、ニッケロセンまたはコバルトセンにおけるＣｐ環の炭素原子は、ビニル基で置換されており、メタロセン部分がそれぞれビニルフェロセン、ビニルニッケロセンまたはビニルコバルトセンとなる。
【００５８】
好適な１実施形態では、本発明の化合物は下記化学式（ＶＩＩ）で表される構造を有している：化学式（ＶＩＩ）に示すように、この実施形態はビニルフェロセン部分およびテトラメチルエチレンジアミン部分を含んでいる。
【００５９】
【化３２】
【００６０】
別の好適な実施形態では、本発明の化合物は下記化学式（ＶＩＩＩ）で表される構造を有している：化学式（ＶＩＩＩ）に示すように、この実施形態はビニルフェロセン部分およびテトラメチルプロピレンジアミン部分を含んでいる。
【００６１】
【化３３】
【００６２】
本発明の別の態様は、化学式（Ｉ）で表される化合物を調製するプロセスである。このプロセスは、化学式（ＩＩＩ）で表される所望の化合物のメタロセン部分の構造に相当するメタロセンを、化学式（ＩＶ）で表される化合物の所望のジアミン部分に相当する構造を有するジアミンと反応させることを含む。本発明では、この反応を、通常、酸化エージェントの存在下で行う。
【００６３】
以下に説明する化学的合成または電気化学的合成である本発明のプロセスの１つの利点は、例えば、低温条件を要求する従来知られたプロセスと違って、室温および大気圧の環境下（すなわち、標準条件）で効果的に行うことができることである。一方、用いた厳密な反応スキームに依存して、反応をスピードアップするために、反応を上昇した温度、例えば、化学的合成を用いるなら還流下で行うことも可能である。反応完了後、適正な手段で生成物を反応混合物から分離する、例えば、極性有機溶媒の存在下で沈殿させ、続いて濾過し、乾燥させる。
【００６４】
本発明で用いるメタロセン化合物は、市販のものでもよく、合成したものでもよい。１つの可能な化学的合成ルートは、開始材料として適正なシクロペンタジエニドまたはシクロペンタジエニド誘導体の使用を含む。シクロペンタジエニドナトリウムを形成するために、ナトリウムをシクロペンタジエニドと反応させる。続いて、遷移金属Ｍを含む溶液、例えば、遷移金属のハロゲン化塩の溶液が、シクロペンタジエニドナトリウムに添加される。シクロペンタジエニドが金属と反応して所望のメタロセンを生成する。（マーチの高等有機化学、第５版、８０３頁、参照）（Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、ｐａｇｅ ８０３）。例えば、２つの異なるシクロペンタジエニドを等モル量で反応させることで、２つの異なるＣｐリガンドを有するメタロセンを意味する、非対称の置換されたメタロセンが代わりに得られる。そのような非対称のメタロセンを得る別の可能性は、開始材料として未置換のメタロセンを用いることである。未置換のメタロセンは、生成混合物中にモノアルキル置換またはＮ，Ｎ’−ジアルキル置換されたメタロセンの両者を得るために、（リン酸等のブレンステッド（Ｂｒｏｎｓｔｅｄ）の酸の存在を要求する）フリーデルクラフツアルキル化（Ｆｒｉｅｄｅｌ Ｃｒａｆｔｓ ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ）を経て適正なアルキルハロゲン化物と反応し、前者が非対称メタロセンである。各メタロセンは、蒸留やフラッシュクロマトグラフィ等のいずれかの分離技術を経て分離される。また、本発明に適正なメタロセンは、例えば、英国特許第７６７，２９８号公報（ＧＢ７６７，２９８）および英国特許第８９６，３９１号公報（ＧＢ８９６，３９１）に記載されたように得ることができる。
【００６５】
Ｃｐ環の一方または両方に２つまたは３つの置換基を含むメタロセンを得ることを望むなら、文献等で知られた標準的な化学的合成手法は以下の通りである。例えば、Ｒｂをビニル基とし、置換基ＲａがＲｂについてα位に位置するメタロセン、すなわち、化学式（ＩＩＡ）に示すように１，２−置換されたＣｐ環を有するメタロセンを得ることを望むなら、例えば、２００２年のオーガニックレター誌、第４巻の７０７頁（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ ４（２００２）７０７）、１９９２年のテトラへドロン：アシメトリィ、第３巻の７５３−７５８頁（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ ３（１９９２）７５３−７５８）またはそれぞれに記載された参照文献に記載された合成ルートに従い得ることができる。これら２つの文献に記載されたようにカルボニル置換基を含むメタロセン誘導体から開始し、カルボニルの機能性を従来知られた方法でＣ＝Ｃ二重結合に変換することで本発明の化合物を得ることができる。例えば、ウィッティッヒ反応（Ｗｉｔｔｉｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を経てビニル基を形成するために、アルデヒドやケトンをホスホランやアルキルハロゲン化物と反応させ、これによりビニルメタロセンを得ることができる。置換基ＲａがＲｂについてβ位に位置するメタロセン、すなわち、化学式ＩＩＢに示すように１，３−置換されたＣｐ環を有するメタロセンを得ることを望むなら、例えば、２０００年のオルガノメタリクス誌、第１９巻の３８７４−３８７８頁（Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ １９（２０００）３８７４−３８７８）、２０００年のオルガノメタリック化学誌、第５９８巻の３６５−３７３頁（Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍ．Ｃｈｅｍ．５９８（２０００）３６５−３７３）またはそれぞれに記載された参照文献に記載された合成ルートに従い得ることができる。これに代えて、１つまたは２つの１，３−置換されたＣｐ環を有する本発明の化合物の生成用に、市販されているビニル−フェロセンを開始材料として使用することも可能である。ビニルフェロセンは、例えば、適正なアルキルハロゲン化物を使用することでフリーデル−クラフツアルキル化を経てアルキル化してもよい。このように生産された所望のメタロセンは、蒸留やクロマトグラフィ等の適正な分離技術で、他の一緒に生成した副生成物から分離される。
【００６６】
このプロセスでの使用に適正なジアミンは、市販のものでもよく、公知の化学的合成ルートで合成したものでもよい。例えば、ジアミノ化およびアルキル化で構成する２段階プロセスを用いてもよい。公知のジアミノ化ルートの１例は、第１級ジアミンを形成するために、酢酸中でのアジ化ナトリウム（ＮａＮ３）およびヨードソベンゼン（ＰｈＩＯ）の処理による二重結合に対する２つのアジド基の付加である。ジアミノ化ルートの別の例は、第２級１，２−ジアミンを得るためのイミンの２量体化である。第１級または第２級ジアミンが一度形成されると、アルキルハロゲン化物とのアルキル化を経て化学式（ＩＶ）で表される構造を有する所望の第３級ジアミンに変換することができる（マーチの高等有機化学、第５版、１０５６−１０５７頁、参照）（Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、ｐａｇｅ １０５６−１０５７）。
【００６７】
好適な１実施形態では、極性有機溶媒の存在が反応を促進することを見いだしたため、合成を極性有機溶媒の存在下で行う。用いることができる適正な極性有機溶媒の例は、短鎖または長鎖、分岐または未分岐、直鎖状または環状、脂肪族または芳香族のアルコール（エタノール、プロパノール、イソ−プロパノール、ブタノール、ペンタノール、シクロペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール等）、ケトン（アセトン、シクロヘキサノン、２，３−ブタンジオン、１，３−ヘキサンジオン、４−ヘプタノン等）、アルデヒド（ブタルアルデヒド、２−エチルヘキサナール、イソブチルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ペンタナール、フェニルアセトアルデヒド、ｐ−トルアルデヒド等）、カルボン酸、エーテル、およびアミンを含む。
【００６８】
本発明の化合物は、化学的酸化エージェント（化学的酸化剤）が用いられるか、または、電源から供給される電気化学的酸化ポテンシャル（電気化学的電位差）が用いられるかにより、化学的または電気化学的に合成してもよい。
【００６９】
理論的には、化学的酸化エージェントが適正な酸化ポテンシャルを提供する限り、いかなる公知の化学的酸化エージェント（分子または化合物）を化学式（Ｉ）の化合物の化学的合成に用いてもよい。このような酸化エージェントの例は、限定されるものではないが、クロム酸（Ｈ２ＣｒＯ４）、酸化クロム（ＣｒＯ３）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、ペルオキソ二硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８）、塩素（Ｃｌ２）、臭素（Ｂｒ２）、ヨウ素（Ｉ２）、硝酸（ＨＮＯ３）、亜硝酸（ＨＮＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、四酸化オスミウム（ＯｓＯ４）、過ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ４）、過臭素酸ナトリウム（ＮａＢｒＯ４）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）、および酸化銀（ＡｇＯ２）を含む。フェロセン化合物の合成の場合、好適な酸化エージェントは、反応を行うために適正な酸化能を提供する過硫酸塩を含む。過硫酸塩の例は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムおよび過硫酸ナトリウムを含む。
【００７０】
この化合物は、以下に示す一般的な手法で化学的に合成することができる。必要なメタロセンの化学量論的量を最初に極性有機溶媒や有機溶媒を含む混合液等の適正な溶媒に溶解させる。次に、化学式（ＩＶ）で表されるジアミンを得られた溶液に添加する。これに代えて、必要なメタロセンやその誘導体を添加する前に溶媒にジアミンを最初に溶解させることも可能である。そして、メタロセンの酸化を開始するために酸化エージェントを添加し、これにより本発明の化合物を形成させる。
【００７１】
反応を行うのに要する時間の長さは、温度、反応混合物に添加した反応物の量等のいくつかの因子に依存する。一般に、反応は１〜３０時間行うが、反応時間を延長または短縮してもよい。
【００７２】
化学的合成法に加えて、電気化学的ルートを経て本発明の化合物を合成することも可能である。１実施形態では、反応を支持電解質の存在下で行う。この場合、酸化エージェントは電源で供給される電位差である。電気化学法では、供給可能な電位差は、反応混合物を直流電源の正極に接続された電極と接触させることによる等の種々の方法で供給される。塩酸（ＨＣｌ）、過臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ４）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）等の適正な支持電解質のいずれのタイプを使用してもよい。本発明の好適な支持電解質はテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェートである。
【００７３】
１実施形態では、本発明の化合物が一度形成されると、沈殿剤中で沈殿させてもよい。沈殿剤は、アセトンやアセトアルデヒド等の上述したような適正な極性有機溶媒のいずれでもよい。沈殿剤は、生成物を沈殿させるために反応混合物に直接添加してもよい。これに代えて、反応混合物を沈殿剤に滴下することも可能である。
【００７４】
本発明の別の態様は、化学式（Ｉ）の化合物の使用である。本発明の化合物は、バイオセンシングやメディカルケアデバイスとして、公害コントロールや有機材料の酸化合成における触媒として、分子生物学研究、ガンや種々の腫瘍等の疾患の診断や処置におけるツールとして等の広汎な種々の応用に使用することができることが見いだされている。
【００７５】
本発明の種々の化合物の中では、フェロセン誘導体が、生化学および触媒の応用での使用に活用することができる特に有用な特性を有している。フェロセン誘導体をこれらの応用に適正な有用な性質は、水溶性、カチオン性、通常の環境条件下における安定性、および銀／塩化銀電極に対するそれぞれ２００〜６００ｍＶの酸化還元電位を含む。メタロセンは、エレクトロニクス、薬学、接着剤やテープ等の異なった応用における重要な応用を有している。フェロセン、ニッケロセンおよびコバルトセンは、例えば、ポリオレフィン触媒、バイオセンシング、サーモトロピック液晶や非線形光学、ダイオード、薄膜トランジスタおよびマラリア医薬等の応用にも含まれる。
【００７６】
好適な１実施形態では、本発明は、核酸挿入剤としての化学式（Ｉ）のメタロセン化合物の使用である。以下の実施例に示すように、このようなメタロセンは、核酸二重らせんに対する優れた挿入能を示す。ＶＦｃＴＭＥＤＡがＤＮＡ二重らせんに挿入され、その上側および下側の塩基対がねじれたＤＮＡらせんを引き起こすために構造を‘ねじれ（ｂｕｃｋｌｅ）’させ、それによりＤＮＡヘリカーゼ（ｈｅｌｉｃａｓｅ）、ＤＮＡトポイソメラーゼや、ＲＮＡ合成やタンパク形成のためにＤＮＡ複製を開始する酵素のポリメラーゼファミリィ等の酵素との結合を妨げ、そして細胞の再生を停止する、ことが可能である。腫瘍処置の目的のため、本発明のフェロセン化合物は、例えば、経口、静脈内、または、皮下のいずれか適正なルートで投与される。一般に、フェロセン化合物の抗腫瘍活性は、例えば、２００４年のポリへドロン、第２３巻の８２３−８２９頁（Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ ２３（２００４）８２３−８２９）、エフエーエスイービージャーナルエクスプレスアーティクル（ＦＡＳＥＢ Ｊｏｕｒｎａｌ ｅｘｐｒｅｓｓ ａｒｔｉｃｌｅ）の１０．１０９６／ｆｊ．０２−０５５８ｆｊｅ、２００２年のジャーナル オブ メディカル ケミストリィ誌、第４５巻の５７８６−５７９６頁（Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．２００２，４５，５７８６−５７９６）、２０００年のインオーガニカ ヒミカ アクタ誌、第３０６巻の４２−４８頁（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ ３０６（２０００）４２−４８）、および、１９９１年のオルガノメタリック化学誌、第４１８巻の１０７−１１２頁（Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍ．Ｃｈｅｍ．４１８（１９９１）１０７−１１２）に報告されている。従って、本発明は、化学式（Ｉ）の化合物を含む製薬成分でもあり、同様にそのような化合物の治療上の使用でもある。
【００７７】
上述した生化学的応用と別に、本発明のフェロセン化合物は、触媒としての使用も可能である。好適な使用はアミンの触媒的酸化である。アミンの触媒的酸化は、廃水処理および産業排気ガス流からの揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）、有害大気汚染物（ＨＡＰｓ）や悪臭の除去において広く行われている。いずれの応用も多くの産業で要望されている。本発明のフェロセン化合物は、第１級アミン、第２級アミンまたは第３級アミンの酸化に対し触媒的活性を示す。ＶＯＣ処理の場合、本発明のフェロセン化合物は、従来の２段階または３段階の悪臭浄化プロセスに使用することができる。例えば、本発明のフェロセン誘導体は、アンモニアおよび種々のアミンを除去するための第１段階浄化プロセスで使用される浄化液（一般的には希硫酸で構成される）に直接含有させてもよい。廃水処理に使用するときは、フェロセン化合物は、第１、第２および中間処理プラントに直接混合され、続いて、沈殿や濾過を経て沈殿され除去され、そして、リサイクルされる。
【実施例】
【００７８】
以下の合成例では、汎用電気化学システム（ＧＰＥＳ）マネージャ バージョン４．９で作動するオートラボ ポテンショスタット／ガルバノスタット（Ａｕｔｏｌａｂ ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔ／ｇａｌｖａｎｏｓｔａｔ）で電気化学的テストを行った。銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）の参照（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）電極、白金線の対（ｃｏｕｎｔｅｒ）電極およびガラス状炭素の作用（ｗｏｒｋｉｎｇ）電極（表面積７．９ｍｍ２）で構成する従来の３電極セルをボルタンメトリィの実験に使用した。コントロールしたポテンシャルクーロメトリィおよび予備コントロールしたポテンシャル電解を２槽（ｔｗｏ−ｃｈａｍｂｅｒ）電気化学セルで行った。電解に使用する作用電極は、３つの金コートされた１．５×２．０ｃｍ２のシリコンウェハで構成するアッセンブリである。密閉型（ｎｏｎ−ｌｅａｋ）の銀／塩化銀電極を参照電極（カンザス州ローレンスのサイプレス システムズ社）（Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｌａｗｒｅｎｃｅ、ＫＳ）として使用した。作用電極および参照電極は一方の槽に取り付け、対電極は他方の槽に取り付けた。
【００７９】
（実施例１：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃＴＭＥＤＡの電気化学的合成）
過硫酸ナトリウム塩およびビニルフェロセンはシグマ−アルドリッチ社（米国、ミズーリ州セントルイス）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｕｉｓ、ＭＯ、ＵＳＡ）から購入した。テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）はアボカド リサーチ ケミカルス社（英国、ランカシャー、ＬＡ３ ２ＸＹ、ヘイシャム）（Ａｖｏｃａｄｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｈｅｙｓｈａｍ、Ｌａｎｃａｓｈｉｒｅ、ＬＡ３ ２ＸＹ ＵＫ）から入手した。カラムクロマトグラフの分離に使用する弱酸イオン交換樹脂はアンバーライト（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ）（登録商標）ＩＲＣ−５０（１６−５０メッシュ、シグマ−アルドリッチ社）である。使用した他の全ての試薬は分析グレードが保証されたものであり、全ての溶液は脱イオン水で調製した。
【００８０】
通常の方法では、支持電解質として０．１０ＭのＴＢＡＰＦ６を含むアセトン中に０．１０ＭのＶＦｃおよび０．５０ＭのＴＭＥＤＡを含む２０ｍｌを０．４０Ｖで電解した。勢いよく窒素をパージしながらの（Ｎ２ ｐｕｒｇｉｎｇ）電解の全期間で急速な質量移動を確認した。電極表面上に生成物がその低溶解性のために堆積し電極の汚染や皮膜に通じることを回避するために、セルを超音波槽に入れた。電流が初期値の２％未満に低下した後、電解が完了したと判断した。電解された溶液の溶媒を減圧下でエバポレートした。固化した残渣にアリコート（ａｌｉｑｕｏｔ）の５．０ｍｌの水を加えた。不溶性物質を濾別した。化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した５０ｍｌのアセトン中に溶質（ｓｏｌｕｔｅ）を添加した。水に溶解−アセトンで沈殿のサイクルを繰り返すことで、最初の精製を行った。溶離液として５．０ｍＭの塩酸を使用して弱酸イオン交換樹脂のアンバーライトＩＲＣ−５０でのカラムクロマトグラフィにより化合物を更に精製した。溶離プロセスを電気化学的にモニタし、ボルタンメトリィのテストが０．５５Ｖで酸化還元活性を示したときに溶離液の回収を開始し、ボルタンメトリィのピーク電流が最高値と比較して８０％以上低下したときに溶離プロセスが完了したと判断した。溶離液を５．０％アンモニア溶液で中和し、ほぼ乾燥するまで減圧下でエバポレートした。アセトン／水の混合液で繰り返し洗浄することで塩化アンモニウムを除去した。得られた精製した固形分を５．０ｍｌの水に溶解させ、攪拌しながら３０ｍｌのアセトンをゆっくり添加することで沈殿させた。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。
【００８１】
（実施例２：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃＴＭＥＤＡの化学的合成）
ＶＦｃＴＭＥＤＡ化合物を以下のように化学的に合成してもよい。実験用試薬は実施例１で説明したように入手し、テストも同様の実験装置で行った。
【００８２】
０．２０ｇのビニルフェロセンおよび０．６０ｇのＴＢＡＰＦ６を１０ｍｌのアセトン／水（３／１）混合液に溶解させた。１．００−２．００ｍｌのＴＭＥＤＡを添加した。脱酸素化を１０分間した後、ビニルフェロセンの酸化を開始するために、１．０ｍｌのアリコートの酸素フリーな０．５０ｇ／ｍｌの過硫酸塩溶液を反応混合物に添加した。反応混合物を窒素下で６時間還流した。冷却後、化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した２００ｍｌのアセトンに反応混合物を１滴ずつ滴下した。沈殿物をアセトンで洗浄し、水に溶解させアセトンで沈殿させるサイクルを繰り返すことで精製した。更に、上述したようにカラムクロマトグラフィで精製を行った。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。本合成法で達成される一般的な収率は４０−６０％である。
【００８３】
（実施例３：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃ−テトラメチルプロピレンジアミン（ＴＭＰＤＡ）の電気化学的合成）
ビニルフェロセンの過硫酸塩はシグマ−アルドリッチ社（米国、ミズーリ州セントルイス）から入手した。テトラメチルプロピレンジアミン（ＴＭＰＤＡ）はアボカド リサーチ ケミカルス（英国、ランカシャー、ＬＡ３ ２ＸＹ、ヘイシャム）から入手した。カラムクロマトグラフの分離に使用した弱酸イオン交換樹脂はアンバーライトＩＲＣ−５０（１６−５０メッシュ、シグマ−アルドリッチ社）である。使用した他の全ての試薬は分析グレードが保証されたものであり、全ての溶液は脱イオン水で調製した。
【００８４】
一般的な方法では、支持電解質として０．１０ＭのＴＢＡＰＦ６を含むアセトン中に０．１０ＭのＶＦｃおよび０．５０ＭのＴＭＰＤＡを含む２０ｍｌを０．４０Ｖで電解した。勢いよく窒素をパージしながらの電解の全期間で急速な質量移動を確認した。電極表面上に生成物がその低溶解性のために堆積し電極の汚染や皮膜に通じることを回避するために、セルを超音波槽に入れた。電流が初期値の２％未満に低下した後、電解が完了したと判断した。電解された溶液の溶媒を減圧下でエバポレートした。固化した残渣にアリコートの５．０ｍｌの水を加えた。不溶性物質を濾別した。化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した５０ｍｌのアセトン中に溶質を添加した。水に溶解−アセトンで沈殿のサイクルを繰り返すことで、最初の精製を行った。溶離液として５．０ｍＭの塩酸を使用して弱酸イオン交換樹脂のアンバーライトＩＲＣ−５０でのカラムクロマトグラフィにより化合物を更に精製した。溶離プロセスを電気化学的にモニタし、ボルタンメトリィのテストが０．５５Ｖで酸化還元活性を示したときに溶離液の回収を開始し、ボルタンメトリィのピーク電流が最高値と比較して８０％以上低下したときに溶離プロセスが完了したと判断した。溶離液を５．０％アンモニア溶液で中和し、ほぼ乾燥するまで減圧下でエバポレートした。アセトン／水の混合液で繰り返し洗浄することで塩化アンモニウムを除去した。得られた精製した固形分を５．０ｍｌの水に溶解させ、攪拌しながら３０ｍｌのアセトンをゆっくり添加することで沈殿させた。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。
【００８５】
（実施例４：高酸化状態のフェロセン誘導体、ＶＦｃＴＭＰＤＡの化学的合成）
ＶＦｃＴＭＰＤＡ化合物を以下のように化学的に合成してもよい。実験用試薬は実施例３で説明したように入手し、テストも同様の実験装置で行った。
【００８６】
０．２０ｇのビニルフェロセンまたはその誘導体、および、０．６０ｇのＴＢＡＰＦ６を１０ｍｌのアセトン／水（３／１）混合液に溶解させた。１．００−２．００ｍｌのＴＭＰＤＡを添加した。脱酸素化を１０分間した後、ビニルフェロセンの酸化を開始するために、１．０ｍｌのアリコートの酸素フリーな０．５０ｇ／ｍｌの過硫酸塩溶液を反応混合物に添加した。反応混合物を窒素下で６時間還流した。冷却後、化合物を沈殿させるために、急速に攪拌した２００ｍｌのアセトンに反応混合物を１滴ずつ滴下した。沈殿物をアセトンで洗浄し、水に溶解させアセトンで沈殿させるサイクルを繰り返すことで精製した。更に、上述したようにカラムクロマトグラフィで精製を行った。精製した生成物を真空下５０℃で一晩乾燥させた。本合成法で達成される一般的な収率は４０−６０％である。
【００８７】
（実施例５：ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡのサイクリックボルタモグラム分析）
０．１０ＭのＶＦｃの２０ｍｌを、種々の濃度、すなわち、０Ｍ、０．０５０Ｍ、０．１０Ｍ、０．２０Ｍおよび０．３０ＭのＴＭＥＤＡの１ｍｌを含むバイアルに入れた。脱酸素化を１０分間した後、ビニルフェロセンの酸化を開始するために、１．０ｍｌのアリコートの酸素フリーな０．５０ｇ／ｍｌの過硫酸塩溶液を反応混合物に添加した。図３に示すように、５つの混合物のサイクリックボルタモグラムを得た。
【００８８】
最初のボルタモグラム（ａ）では、主としてシステムのより高いｉＲドロップのために、若干大きいピーク−トゥ−ピークのポテンシャル分離（６５−７０ｍＶ）を除いて、ＶＦｃ／ＶＦｃ＋の酸化還元結合に帰する０．２５Ｖで可逆的プロセスの全特性を示す。しかしながら、この酸化還元結合のカソード電流ｉｃが、アノード電流ｉａと比較して大きく低下し（ｉｃ／ｉａ＝０．３０）、０．１０ＭのＴＭＥＤＡの存在下で可逆的特性を失う。ＴＭＥＤＡの濃度が上昇すると、一般に電気化学的に可逆的で、化学的に全体として不可逆的なプロセス（ＥＣ）が得られる。これらの変化は、酸化生成物、ＶＦｃ＋が形成されると、即座にＴＭＥＤＡと反応し、これにより電極表面でのＶＦｃ＋の濃度を低下させることを示唆している。スキャンレートを２から２０００ｍＶ／ｓで変化させても、ｉｃ／ｉａ比に変化は見られず、ＶＦｃ＋およびＴＭＥＤＡ間の反応は電気化学的時間スケールで非常に早いことを示している。より高いＴＭＥＤＡ濃度で見られるＶＦｃ／ＶＦｃ＋結合のｉａ／ｉｂの実質的な‘０’値は、化学反応の急速で完全な追跡と一致する。更に正のポテンシャルにスキャンすると、第２プロセスの酸化電流がＴＭＥＤＡの濃度の上昇と共に増加することが見られる。しかしながら、このボルタンメトリィの波形は正弦波状のままである。
【００８９】
更に、テスト後はいつも、電気化学セルの底に少量の褐色の油性物質が見られる。大量のアセトンの添加でそれを固化して反応混合物から分離した。ビニルフェロセンとは異なり、褐色の固形分は容易に水に溶解した。電気化学的テストでは、その中のいくつかの成分が、第２の酸化還元プロセスの挙動に相当するポテンシャルで高度に可逆的な酸化還元挙動を示すことを現している。電気化学的に不活性な成分の除去および溶媒のエバポレーションは、以下に特徴付けされるＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡの結晶化に帰結する。これらは、通常の環境条件下で溶液中における可逆的な鉄（ＩＩＩ）／鉄（ＩＶ）遷移を表す真のＦｃ＋塩のみである。図４および図１３に示すように、サイクリックボルタンメトリィのテストでは、ＴＭＥＤＡ等のアミンの存在下におけるＶＦｃの第２の酸化還元プロセスとよく一致する酸化還元電位差と共に高度に可逆的な一組の電流ピークをはっきりと示している。更に、溶液に対する少量のＴＭＥＤＡの添加は、ＶＦｃＴＭＥＤＡの酸化電流の実質的な増加、還元電流の減少となり一般的な正弦波状のボルタモグラムが得られるが、一方、ＶＦｃＴＭＥＤＡの非存在下で実験したときには酸化電流が見られず、化合物の高酸化状態の鉄（ＩＶ）によるＴＭＥＤＡの急速な電気触媒的酸化を示す。テストした第１級アミン、第２級アミン、第３級アミンの中では、これらの全てがＶＦｃＴＭＥＤＡまたはＶＦｃＴＭＰＤＡにより電気触媒的に酸化されうる。
【００９０】
（実施例６：ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡの特徴付け）
ＶＦｃ、ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡのＵＶスペクトルをアジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）社の８４５３ 紫外可視（ＵＶ−ｖｉｓｉｂｌｅ）吸光光度計を使用して測定した。ＵＶスペクトルを図５に示した。ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＶＦｃＴＭＰＤＡの両者について２５ｎｍのブルーシフトが見られ、このことは、ＶＦｃにおける鉄中心からの１つの電子の除去の結果として、電子のπ結合がＶＦｃの一部に分断されたことを反映する。
【００９１】
メスバウア（Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ）分光分析は、ロジウムマトリックス中の２５ミリキュリィ（ｍＣｉ）のコバルト源を有するイーエステクノロジィ社のエムエス １０５（ＥＳ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＭＳ １０５）分光計で行った。スペクトルは、２９８ケルビン（Ｋ）で鉄箔に対して記録した。ＶＦｃＴＭＥＤＡについて得られたメスバウアスペクトルを図６に示す。四極子分裂ΔＥｑ＝０．６２ｍｍ／ｓおよび異性体シフトδ＝０．３０ｍｍ／ｓのメスバウアパラメータは、低スピンの第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ）種に一般的である。通常、フェロセン誘導体では、０．５０ｍｍ／ｓ以下（〜０．５０ｍｍ／ｓ）のΔＥｑ、２．２０ｍｍ／ｓ以下（〜２．２０ｍｍ／ｓ）のδが得られる。
【００９２】
ＶＦｃＴＭＥＤＡの分子量は、フィニガン／マット社のエルシィキュウ 質量分光計（Ｆｉｎｎｉｇａｎ／ＭＡＴ ＬＣＱ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）（カリフォルニア州サンノゼのサーモフィニガン社）（ＴｈｅｒｍｏＦｉｎｎｉｇａｎ、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ）で決定した。ＶＦｃＴＭＥＤＡの電子スプレーイオン化質量スペクトルを図７Ａに示す。フェロセン誘導体の場合によく見られるように、ＶＦｃＴＭＥＤＡ中の極微量（＜５％）の重合の失敗の生成物によるものであるが、ＶＦｃの二量体が４２５（Ｍ＋１）でより高い相対強度を示している。これはおそらくそのより高い安定性のためである。ＶＦｃＴＭＥＤＡの分子質量は、ｍ／ｚ３２８で見られ、ｍ／ｚ３２７（Ｍ−１）で非常に高い強度が見られる。ビニルフェロセン基に隣接するメチレン基で水素ラジカルが化合物から容易に失われることが考えられる。ＶＦｃ＋に配位したアミン窒素での分子イオンの断片化（フラグメンテーション）により、ｍ／ｚ２５６で他の主要な一次断片イオン、［ＶＦｃ−Ｎ（ＣＨ３）２］＋、が生成される。
【００９３】
ＶＦｃＴＭＰＤＡの分子量も質量分光法で決定した。電子スプレーイオン化質量スペクトルを図７Ｂに示す。ＶＦｃＴＭＰＤＡの分子質量はｍ／ｚ３４２で見られる。この結果は、ＶＦｃＴＭＥＤＡのＭＳスペクトルと一致し、ＶＦｃＴＭＰＤＡが−ＣＨ２−の一部でＶＦｃＴＭＥＤＡと異なるため、１４分子量単位分高くなっている。同様に、非常に高いピークが分子質量（Ｍ）より１単位小さいｍ／ｚ３４１で見られる。第３のピークがｍ／ｚ２５５で見られ、おそらくＶＦｃ＋に配位したアミン窒素での分子イオンの断片化に起因すると考えられる。
【００９４】
パーキンエルマ社のスペクトラム ２０００（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ２０００）ＦＴ−ＩＲ分光計を用いて分解能４ｃｍ−１でＫＢｒペレットとしてフーリエ変換赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトルを測定した。全てのスペクトルは、特に示した以外は室温で測定した。ＦＴ−ＩＲ分光光学的測定（図８Ａおよび８Ｂ）では、（ｉ）酸化的な処理を行ったときにＶＦｃおよびＴＭＥＤＡ／ＴＭＰＤＡの反応の間の真の化学反応が生じること、（ｉｉ）ＶＦｃのビニル基が維持されること、（ｉｉｉ）ＶＦｃ分子間のラジカル結合はほとんど生じないこと、および、（ｉｖ）ＴＭＥＤＡ／ＴＭＰＤＡがＶＦｃ＋と反応し、図１Ａおよび１Ｂに示すように、安定な化合物が生成することが更に確認された。ＶＦｃのシクロペンタジエニル環の一方のビニル基に起因する１６３０ｃｍ−１での強い吸収が認められることが注目に値する。このことは、ビニル基の完全な維持をよく示している。１５００−１２００および７００−６００ｃｍ−１領域にこのことを支持する証拠が認められる。更に、スペクトルは、３３３０および１１４０ｃｍ−１での強い吸収により明らかなように、酸化的な処理の間でシクロペンタジエニル環が安定なことを示している。
【００９５】
３００ＭＨｚで作動するブルカー社のＡＣＦ３０００（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＣＦ３０００）分光計を使用して核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルを測定した。ＶＦｃＴＭＥＤＡ形成の証拠は、図９Ａに示すように、プロトン（１Ｈ）ＮＭＲスペクトルおよび二次元の炭素−水素の異核相関ＮＭＲスペクトルでも示される。図９Ａに見られるように、１ＨＮＭＲスペクトルおよび二次元１３Ｃ−１Ｈ相関スペクトルは互いに補足的であり、所望の化学構造と一致する水素原子の９ケミカルシフトが０から６．０ｐｐｍ間に見られ、炭素原子の１２ケミカルシフトが見られる。これらのスペクトルの分析で、ＶＦｃＴＭＥＤＡの形成が別々に確認された。
【００９６】
（実施例７：ＶＦｃＴＭＥＤＡの挿入剤としての使用）
初期の実験では、本発明の化合物がＤＮＡ挿入特性を有することを見いだした。本発明の化合物の核酸挿入特性の評価を得るために比較試験を計画した。この方法の基本は、１つは蛍光性、１つは非蛍光性の２つの挿入剤を含むことである。まず、蛍光性の挿入剤で二重らせんＤＮＡを飽和させる。そして、第２の挿入剤、この場合はＶＦｃＴＭＥＤＡを反応系に濃度を徐々に上昇させながら導入する。２つの分子は二重らせんＤＮＡの同様なサイトに結合すると考えられる。比較試験では、その系におけるＶＦｃＴＭＥＤＡの濃度の増加を通じて、ＤＮＡに結合した蛍光性分子のＶＦｃＴＭＥＤＡによる置換の間に蛍光強度の変化をモニタした。公知の糸状（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）挿入剤である臭化エチジウム（ＥＢ）を蛍光性挿入剤に選択した。ＥＢは効率的なＤＮＡ挿入剤として広く研究されており、核酸分析に用いられる最もポピュラーな蛍光性挿入剤の１つである。ＥＢは、二重らせんＤＮＡに結合して２５倍の蛍光強度を示し、蛍光測定でフリーなＥＢ分子に対して十分な感度および良好な識別力を提供する。更に、ＥＢ挿入の動力学は極めて速く、平衡に達するのに要する時間を顕著に低下させる。
【００９７】
このアプローチが適切であることを確かめるために、よく研究された非蛍光性挿入剤であるナフタレンジイミド（ＮＤ）の濃度を増加させて（０−１００μＭ）、ＥＢで飽和した二重らせんＤＮＡ溶液にまず添加したところ、ゲル電気泳動実験では、ＮＤの濃度の増加に対してＤＮＡに挿入したＥＢの蛍光強度が徐々に低下することを示した。実験データから推定した結合定数Ｋｄの４．０×１０５は、文献値とよく一致している。引き続き、同じアプローチを用いてＤＮＡに結合するＥＢと競争する能力について、ＶＦｃＴＭＥＤＡを調査した。その結合能を試験するために、異なる量のＶＦｃＴＭＥＤＡを、ＥＢで飽和した二重らせんＤＮＡと混合した。図９に示すように、ＶＦｃＴＭＥＤＡは二重らせんＤＮＡに対する顕著な結合親和性を示した。レーン１〜５は異なるＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの比に対応する。ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの比が高いほど、蛍光強度が低下する。ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢのより高い比で得られるＤＮＡのより低い蛍光強度（レーン３〜５）は、より多くのＶＦｃＴＭＥＤＡ分子が二重らせんＤＮＡに結合し、より多くの量のＥＢ分子が置換されることを示唆している。第２レーンに示したように、１／５程度の低いＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの分子比で、ＤＮＡ結合ＥＢの５０％以上が置換されており、ＶＦｃＴＭＥＤＡがＥＢより強力なＤＮＡ挿入剤であることを示唆している。実験データから推定される結合定数Ｋｄは、４．４×１０６であり、ＥＢのおよそ２６倍の向上に相当する。しかしながら、ゲルイメージの消光（ｃｌｏｓｅｒ）試験は、蛍光強度が低下するのに伴い、ＤＮＡ移動度のシステム的な変化があることを示している。ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢの比が高いほど、ゲルイメージに出現するバンドが高くなり、続いて、ＤＮＡの移動度が遅くなる。ＭＳ分光法で決定されたように、臭化エチジウムの分子質量が３２４であり、ＶＦｃＴＭＥＤＡが３２８である。いずれもモノカチオン性である。それゆえ、ＥＢおよびＶＦｃＴＭＥＤＡ間の質量差２％以下では、そのような大きな移動度変化を引き起こすため除外される。ＶＦｃＴＭＥＤＡがＥＢより多くのＤＮＡ上のサイトに挿入するということがもっともらしい説明である。低ＶＦｃＴＭＥＤＡ／ＥＢ比では、ＶＦｃＴＭＥＤＡがＤＮＡにフリーサイトで好適に挿入し、その濃度の増加によりＥＢに取って代わる。このことは、得られる４．４×１０６のＫｄ値が真値より小さいことを示している。
【００９８】
（実施例８：アミンの触媒的酸化におけるＶＦｃＴＭＥＤＡの使用）
ＶＦｃＴＭＥＤＡの０．０Ｍおよび５．０ｍＭを含む溶液中におけるアミンのガラス状炭素電極でのボルタモグラムを、例としてＴＭＥＤＡについて、図１０に示す。比較のため、ＰＢＳ中におけるＶＦｃＴＭＥＤＡのボルタモグラムについても図１０に示した。純粋なＴＭＥＤＡ溶液では、０．０および０．７０Ｖの間で酸化電流は見られず、ＴＭＥＤＡが０．７０Ｖより低い正のポテンシャルで酸化されないことを示している。事実、ＰＢＳ中におけるアミンの電気化学的酸化は、０．９０Ｖを超えるポテンシャルでのみ生じる。ＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下では、ピークポテンシャルが４００ｍＶ程度で負側にシフトし、ＴＭＥＤＡ酸化のオーバーポテンシャルが概ね０．６０Ｖに低下することが考えられる。一方では、ＶＦｃＴＭＥＤＡの還元ピークが顕著に減少しており、ＶＦｃＴＭＥＤＡおよびＴＭＥＤＡの間の効果的な触媒反応が溶液中で生じることを示唆している。他のアミン酸化でも、第１級、第２級、第３級にかかわらず、同様の触媒効果が得られている。
【００９９】
また、他のアミンの触媒的酸化をＶＦｃＴＭＥＤＡで行った。同量のＰＢＳを含む溶液中での５．０ｍＭの（ａ）アンモニア（ＮＨ３）、（ｂ）エチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２）、（ｃ）エチルメチルアミン（ＣＨ３−ＮＨ−Ｃ２Ｈ５）のサイクリックボルタモグラムを図１２に示す。ＶＦｃＴＭＥＤＡはガラス状炭素電極で０．５ｍＭの濃度で存在する。ＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下では、アンモニアの酸化のピークポテンシャルがエチルアミンの場合と同様に約０．５８Ｖであることが判る。エチルメチルアミンでは、ピークポテンシャルが約０．５９Ｖである。ＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下では、３つの全ての酸化ポテンシャルは、ＶＦｃＴＭＥＤＡを含まないＰＢＳ中におけるアミンの電気化学的酸化の０．９Ｖ以上の一般的に知られた酸化ポテンシャルより小さい。
【０１００】
ＶＦｃＴＭＰＤＡによるアミンの酸化におけるボルタモグラムの応答がＶＦｃＴＭＥＤＡと同様であることが図１３から明らかであり、ピーク酸化ポテンシャルが約０．５８Ｖ、酸化電流が約８×１０−５アンペアである。
【０１０１】
ｐＨ値がアミンの触媒的酸化に十分な効果を有することが見いだされている。電解質溶液のｐＨは、１０ｍｌの０．１０Ｍリン酸（Ｈ３ＰＯ４）溶液に対する０．１０Ｍリン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）溶液の添加により調整される。ＶＦｃＴＭＥＤＡの電気化学的酸化がプロトンを含まないため、その酸化還元ポテンシャルはｐＨに依存する。しかし、効率的な触媒効果を得るために、メディウムのｐＨを７．０以上にする必要があり、アミンの脱プロトン化が酸化プロセスの基本部分であることを示している。従って、酸性メディウムでは、アミンの触媒的酸化が妨げられる。更に、溶解した酸素と反応すると、０．２０ｍｇ／ｍｌのＶＦｃＴＭＥＤＡを含むＴＭＥＤＡの明黄色（ｌｉｇｈｔ ｙｅｌｌｏｗ）溶液が暗黄色（ｐａｌｅ ｙｅｌｌｏｗ）から濃褐色（ｄｅｅｐ ｂｒｏｗｎ）に変化し、アミンが通常の環境条件下で溶解した酸素により化学的に酸化したことを示している。このことは、水中のアンモニア等のアミンに対する汚染除去システムの開発する上で特に魅力的である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１Ａ】本発明の水溶性で高酸化状態の化合物の例、すなわち、ビニルフェロセン テトラメチルエチレンジアミン（以下、ＶＦｃＴＭＥＤＡと略記する。）を示し、ジアミン部分を一座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示す。
【図１Ｂ】本発明の水溶性で高酸化状態の化合物の例、すなわち、ビニルフェロセン テトラメチルプロピレンジアミン（以下、ＶＦｃＴＭＰＤＡと略記する。）を示し、ジアミン部分を一座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示す。
【図１Ｃ】ジアミン部分を二座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示したＶＦｃＴＭＥＤＡを示す。
【図１Ｄ】ジアミン部分を二座配位リガンドとしてメタロセン部分に結合するように示したＶＦｃＴＭＰＤＡを示す
【図２】ＶＦｃＴＭＥＤＡを調製するための反応式を示す。
【図３】ＴＭＥＤＡの濃度（ａ）０Ｍ、（ｂ）０．０５０Ｍ、（ｃ）０．１０Ｍ、（ｄ）０．２０Ｍ、（ｅ）０．３０Ｍの存在下におけるビニルフェロセン（ＶＦｃ）のサイクリックボルタモグラムである。
【図４】ＴＭＥＤＡの濃度（ａ）０Ｍ、（ｂ）５ｍＭの存在下におけるＶＦｃＴＭＥＤＡのサイクリックボルタモグラムである。
【図５】紫外可視スペクトルを示し、（ａ）はＶＦｃ、（ｂ）はＶＦｃＴＭＥＤＡ、（ｃ）はＶＦｃＴＭＰＤＡである。
【図６】ＶＦｃＴＭＥＤＡのメスバウアスペクトルである。
【図７Ａ】ＶＦｃＴＭＥＤＡの質量スペクトルである。
【図７Ｂ】ＶＦｃＴＭＰＤＡの質量スペクトルである。
【図８Ａ】ＶＦｃＴＭＥＤＡのＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図８Ｂ】ＶＦｃＴＭＰＤＡのＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図９Ａ】ＶＦｃＴＭＥＤＡのＮＭＲスペクトルである。
【図９Ｂ】ＶＦｃＴＭＰＤＡのＮＭＲスペクトルである。
【図１０】ＶＦｃＴＭＥＤＡのＤＮＡ結合特性を示し、エチジウムブロマイド（ＥＢ）に対するＶＦｃＴＭＥＤＡの比が、左側から右側へ、０／１、１／５、１／２、１／１および２／１である。
【図１１】ＶＦｃＴＭＥＤＡの濃度（ａ）０Ｍ、（ｂ）０．５０ｍＭの存在下における５ｍＭのＴＭＥＤＡの酸化のサイクリックボルタモグラムであり、ＰＢＳはいずれのサンプルにも存在し、（ｃ）はＰＢＳ中におけるＶＦｃＴＭＥＤＡのサイクリックボルタモグラムである。
【図１２】ＰＢＳ中で濃度０．５ｍＭのＶＦｃＴＭＥＤＡの存在下における５．０ｍＭの（ａ）ＮＨ３、（ｂ）Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、（ｃ）ＣＨ３−ＮＨ−Ｃ２Ｈ５の酸化のサイクリックボルタモグラムである。
【図１３】（ａ）ＶＦｃ−ＴＭＰＤＡ、（ｂ）ＰＢＳ中のＶＦｃ−ＴＭＰＤＡによるアミンの触媒的酸化のサイクリックボルタモグラムである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式（Ｉ）で表され、Ｍが４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属であり、Ｒａが水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、ｙが１または２の整数であり、Ｒｂが水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基であって、Ｒｃが水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ１およびＲ２が選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、Ｒ３およびＲ４が水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、ｎが２若しくは３の整数であることを特徴とする化合物。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【請求項２】
下記化学式（ＩＡ）で表され、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が請求項１で定義されたものと同じであることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化５】
【請求項３】
下記化学式（ＩＢ）で表され、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が請求項１で定義されたものと同じであることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化６】
【請求項４】
水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびイソ−ヘキシル、並びに、これらが選択的に置換された全ての基で構成するグループから、ＲａおよびＲｃがそれぞれ別々に選択されたことを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびイソ−ヘキシル、並びに、これらが選択的に置換された全ての基で構成するグループから、Ｒ１および／またはＲ２がそれぞれ別々に選択されたことを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
水素原子、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびイソ−ヘキシル、並びに、これらが選択的に置換された全ての基で構成するグループから、Ｒ３および／またはＲ４がそれぞれ別々に選択されたことを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
化学式（Ｉ）の下記化学式で表される一部が、テトラメチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラエチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラプロピル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジプロピルエチレンジアミン、テトラメチル−プロピレンジアミン、テトラエチル−２−エチル−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−プロピレンジアミン、およびＮ，Ｎ’−ジイソプロピル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，３−プロパンジアミンで構成するグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化７】
【請求項８】
Ｍが、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、ジルコニウム、クロム、チタン、バナジウム、オスミウム、ルテニウムで構成するグループから選択される金属であることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
前記化合物の総電荷が正であることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
前記化合物が下記化学式（ＶＩＩ）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化８】
【請求項１１】
前記化合物が下記化学式（ＶＩＩＩ）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化９】
【請求項１２】
有機金属化合物を調製するプロセスであって、
下記化学式（ＩＩＩ）で表される化合物を、下記化学式（ＩＶ）で表される化合物と反応させ、化学式（ＩＩＩ）、化学式（ＩＶ）において、Ｍが４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属であり、Ｒａが水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒｂが水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基であって、Ｒｃが水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ１およびＲ２が別々に選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ３およびＲ４が別々に水素若しくは選択的に置換されたメチル基であり、ｎが２または３の整数であり、
前記反応が酸化エージェントの存在下で行われることを特徴とするプロセス。
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【請求項１３】
前記反応の混合物が極性有機溶剤を含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記酸化エージェントが、過硫酸塩、塩素酸塩、臭素酸塩、過酸化物の塩、またはこれらの混合物で構成するグループから選択された化学酸化エージェントを含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記反応が支持電解質の存在下で行われる電解反応であり、前記酸化エージェントが電源により供給される電位差であることを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記支持電解質が、テトラブチルアンモニウム ヘキサフルオロフォスフェートであることを特徴とする請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記生成物を沈殿化剤中で沈殿させるステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１８】
請求項１で定義された化学式（１）で表される化合物の核酸挿入剤としての使用。
【請求項１９】
請求項１で定義された化学式（１）で表される化合物のアミン酸化用触媒としての使用。
【請求項１】
下記化学式（Ｉ）で表され、Ｍが４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属であり、Ｒａが水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、ｙが１または２の整数であり、Ｒｂが水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基であって、Ｒｃが水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ１およびＲ２が選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、Ｒ３およびＲ４が水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基から別々に選択され、ｎが２若しくは３の整数であることを特徴とする化合物。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【請求項２】
下記化学式（ＩＡ）で表され、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が請求項１で定義されたものと同じであることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化５】
【請求項３】
下記化学式（ＩＢ）で表され、Ｍ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が請求項１で定義されたものと同じであることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化６】
【請求項４】
水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびイソ−ヘキシル、並びに、これらが選択的に置換された全ての基で構成するグループから、ＲａおよびＲｃがそれぞれ別々に選択されたことを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびイソ−ヘキシル、並びに、これらが選択的に置換された全ての基で構成するグループから、Ｒ１および／またはＲ２がそれぞれ別々に選択されたことを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
水素原子、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびイソ−ヘキシル、並びに、これらが選択的に置換された全ての基で構成するグループから、Ｒ３および／またはＲ４がそれぞれ別々に選択されたことを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
化学式（Ｉ）の下記化学式で表される一部が、テトラメチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラエチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１−メチル−エチレンジアミン、テトラプロピル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジプロピルエチレンジアミン、テトラメチル−プロピレンジアミン、テトラエチル−２−エチル−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−プロピレンジアミン、およびＮ，Ｎ’−ジイソプロピル−Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，３−プロパンジアミンで構成するグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化７】
【請求項８】
Ｍが、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、ジルコニウム、クロム、チタン、バナジウム、オスミウム、ルテニウムで構成するグループから選択される金属であることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
前記化合物の総電荷が正であることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
前記化合物が下記化学式（ＶＩＩ）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化８】
【請求項１１】
前記化合物が下記化学式（ＶＩＩＩ）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【化９】
【請求項１２】
有機金属化合物を調製するプロセスであって、
下記化学式（ＩＩＩ）で表される化合物を、下記化学式（ＩＶ）で表される化合物と反応させ、化学式（ＩＩＩ）、化学式（ＩＶ）において、Ｍが４族〜１０族（ＩＵＰＡＣ、１９９０）から選択された遷移金属であり、Ｒａが水素または選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒｂが水素、または、下記化学式（ＩＩ）、化学式（ＩＩＡ）若しくは化学式（ＩＩＢ）で表されるビニル基であって、Ｒｃが水素若しくは選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ１およびＲ２が別々に選択的に置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり、Ｒ３およびＲ４が別々に水素若しくは選択的に置換されたメチル基であり、ｎが２または３の整数であり、
前記反応が酸化エージェントの存在下で行われることを特徴とするプロセス。
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【請求項１３】
前記反応の混合物が極性有機溶剤を含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記酸化エージェントが、過硫酸塩、塩素酸塩、臭素酸塩、過酸化物の塩、またはこれらの混合物で構成するグループから選択された化学酸化エージェントを含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記反応が支持電解質の存在下で行われる電解反応であり、前記酸化エージェントが電源により供給される電位差であることを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記支持電解質が、テトラブチルアンモニウム ヘキサフルオロフォスフェートであることを特徴とする請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記生成物を沈殿化剤中で沈殿させるステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１８】
請求項１で定義された化学式（１）で表される化合物の核酸挿入剤としての使用。
【請求項１９】
請求項１で定義された化学式（１）で表される化合物のアミン酸化用触媒としての使用。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２００８−５０４２３０（Ｐ２００８−５０４２３０Ａ）
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０８３０７（Ｐ２００７−５０８３０７）
【出願日】平成１７年４月１２日（２００５．４．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＧ２００５／０００１２０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１００３７２
【国際公開日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５０６３４１９８４）エージェンシィ フォア サイエンス、テクノロジィ アンド リサーチ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１２日（２００５．４．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＧ２００５／０００１２０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１００３７２
【国際公開日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５０６３４１９８４）エージェンシィ フォア サイエンス、テクノロジィ アンド リサーチ (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]