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JP2001247591A - 重合性グルコフラノース誘導体およびその製造方法 - Google Patents

重合性グルコフラノース誘導体およびその製造方法

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Publication number
JP2001247591A
JP2001247591A JP2000057604A JP2000057604A JP2001247591A JP 2001247591 A JP2001247591 A JP 2001247591A JP 2000057604 A JP2000057604 A JP 2000057604A JP 2000057604 A JP2000057604 A JP 2000057604A JP 2001247591 A JP2001247591 A JP 2001247591A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerizable
glucofuranose
derivative
vinyl
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000057604A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Tokiwa
豊 常盤
Masaru Kitagawa
優 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Toyobo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Toyobo Co Ltd filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2000057604A priority Critical patent/JP2001247591A/ja
Publication of JP2001247591A publication Critical patent/JP2001247591A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】疎水性有機溶媒中での重合反応が容易な新規重
合性糖質誘導体およびその製造方法を提供する。 【解決手段】1,2:5,6−ジ−O−イソプロピリデ
ングルコフラノースの3位の水酸基に、炭素数4以上の
ジカルボン酸を介してビニル基が結合した重合性グルコ
フラノース誘導体。1,2:5,6−ジ−O−イソプロ
ピリデングルコフラノースとジカルボン酸ビニルエステ
ルとを、酵素触媒もしくは塩基触媒の存在下に反応させ
ることによる上記重合性グルコフラノース誘導体の製
造。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規重合性グルコ
フラノース誘導体およびその製造方法に関する。より詳
細には、本発明は、1,2:5,6−ジ−O−イソプロ
ピリデングルコフラノースの3位の水酸基に、適当な疎
水性を付与し得る炭素鎖を介してビニル基が結合した重
合性グルコフラノース誘導体、並びにその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、糖鎖が細胞間認識や情報伝達に寄
与することが解明されたのを受けて、糖含有ポリマーが
開発され、医薬や化粧品などの機能性材料としての利用
が期待されている。これまでに、重合性糖質誘導体とし
て、例えばグルコシルエチルメタクリレート(GEM
A)が北沢ら(Kitazawa et al., Chem. Lett., 1733,
1990)によって報告されている。
【0003】GEMAは水溶性が高く、疎水性ポリマー
鎖に導入することにより該ポリマーに親水性を付与する
ことができる。しかし、疎水性モノマーとの共重合体を
合成する上においては、高い水溶性のために疎水性有機
溶媒中での共重合反応が行い難く、従ってその利用範囲
が限られているのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、他の疎水性モノマーとの共重合反応を容易に行
うことができる、疎水性の新規重合性糖エステル誘導体
を提供することである。また、本発明の別の目的は、そ
のような新規重合性糖エステル誘導体の製造方法を提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】重合性糖質誘導体は、糖
部分の水酸基に重合性の置換基を導入することにより製
造することができる。例えば、ビニル基を有する置換基
を化学的に導入するか、あるいは酵素触媒を用いて導入
する方法が知られている(Miyata and Nakamae, Trend
Polym. Sci., 5, 198, 1997)。本発明者らは、これま
でに水酸基を保護することなく特定の水酸基のみを選択
的にエステル化する合成方法について研究を重ね、アジ
ピン酸ジビニルと未保護の糖から直接その一級水酸基を
修飾する方法の開発に成功している(特許第27572
52号公報)。
【0006】本発明においては、糖部分として1,2:
5,6−ジ−O−イソプロピリデングルコフラノースを
用い、これとジカルボン酸ビニルエステルとを、酵素触
媒(例えば、放線菌等の微生物由来のアルカリ性プロテ
アーゼなど)もしくは塩基触媒(例えば、ジメチルアミ
ノピリジン等)の存在下に反応させることにより、該グ
ルコフラノース誘導体の3位の水酸基に効率よくジカル
ボン酸エステル基を導入することができ、結果として疎
水性の重合性糖エステル誘導体が得られることを見出し
て、本発明を完成させるに至った。
【0007】すなわち、本発明は以下の通りである。 1.下記一般式(1)
【0008】
【化2】
【0009】(式中、nは2〜10の整数)からなる重
合性グルコフラノース誘導体。 2.1,2:5,6−ジ−O−イソプロピリデングルコ
フラノースおよびジカルボン酸ビニルエステルを、酵素
触媒もしくは塩基触媒存在下に反応せしめることを特徴
とする上記1記載の重合性グルコフラノース誘導体の製
造方法。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の重合性グルコフラノース
誘導体は、1,2:5,6−ジ−O−イソプロピリデン
グルコフラノースの3位の水酸基に、ジカルボン酸ビニ
ルエステル基が結合した構造を有する。該分子を構成す
るジカルボン酸ビニルエステルは、炭素数4以上12以
下のジカルボン酸のビニルエステルであれば特に制限さ
れず、例えば、アジピン酸やセバチン酸等のビニルエス
テルが挙げられる。
【0011】本発明の重合性グルコフラノース誘導体
は、1,2:5,6−ジ−O−イソプロピリデングルコ
フラノースとジカルボン酸ビニルエステルとを、酵素触
媒もしくは塩基触媒の存在下にエステル化反応させるこ
とにより製造することができる。ジカルボン酸ビニルエ
ステルは、炭素数4以上12以下のジカルボン酸のモノ
ビニルエステルまたはジビニルエステルであれば特に制
限はなく、例えば、アジピン酸ジビニルやセバチン酸ジ
ビニル等が挙げられる。
【0012】酵素触媒は、1,2:5,6−ジ−O−イ
ソプロピリデングルコフラノースの3位の水酸基に、ジ
カルボン酸ビニルエステル基を結合させるエステル化反
応を触媒し得るものであれば特に制限はなく、従来公知
の酵素を適宜使用することができる。該酵素はいかなる
生物由来のものであってよく、天然の酵素およびその自
然または人工突然変異体、あるいは遺伝子工学的手法に
より得られる組換え酵素のいずれであってもよい。ま
た、使用する酵素は完全に精製されたものであってもよ
いし、塩析物等の部分精製物であってもよい。例えば、
アルカリゲネス属由来のリパーゼ等の各種リパーゼや放
線菌由来のアルカリ性プロテアーゼが挙げられる。好ま
しくは、放線菌由来のアルカリ性プロテアーゼである。
【0013】酵素触媒を使用する場合、反応は10〜1
00℃、好ましくは50〜70℃で行われる。また、反
応時間は1〜168時間、好ましくは24〜72時間で
ある。
【0014】塩基触媒は、1,2:5,6−ジ−O−イ
ソプロピリデングルコフラノースの3位の水酸基に、ジ
カルボン酸ビニルエステル基を結合させるエステル化反
応を触媒し得るものであれば特に制限はなく、従来公知
の塩基を適宜使用することができる。例えば、ジメチル
アミノピリジン、トリエチルアミン、ピリジン、炭酸ナ
トリウム等が挙げられる。好ましくはジメチルアミノピ
リジンである。
【0015】塩基触媒を用いる場合、反応は10〜20
0℃、好ましくは80〜120℃で行われる。また、反
応時間は1〜168時間、好ましくは24〜72時間で
ある。
【0016】反応は、1,2:5,6−ジ−O−イソプ
ロピリデングルコフラノース、ジカルボン酸ビニルエス
テルおよび使用する触媒が溶解し得る親水性有機溶媒、
好ましくはジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチ
ルホルムアミド(DMF)、トルエン等の溶媒中で行わ
れる。反応溶液中の糖化合物の濃度は1〜40重量%、
好ましくは10〜20重量%である。ジカルボン酸ビニ
ルエステルは糖化合物1当量あたり1〜10当量、好ま
しくは1〜5当量の割合で使用される。酵素触媒を使用
する場合、酵素は反応溶媒に対して0.1〜20重量
%、好ましくは0.1〜1重量%の割合で使用される。
また、塩基触媒を用いる場合、糖化合物1モル当量あた
り0.001〜1モル当量、好ましくは0.01〜1モ
ル当量の割合で使用することができる。
【0017】生成したビニル基を有するグルコフラノー
ス誘導体は、慣用の方法を用いて精製することができ
る。
【0018】このようにして製造される本発明のグルコ
フラノース誘導体は、3位の水酸基に結合する炭素鎖に
よって適当な疎水性を付与されるとともに、ビニル基に
よる重合反応性を示し、その単独重合体もしくは他の重
合性モノマー、特に疎水性モノマーとの共重合体を得る
ことができる。
【0019】例えば、本発明の重合性グルコフラノース
誘導体を単独で、もしくは他の重合性モノマーとともに
適当な有機溶媒に溶解し、適当な重合開始剤、例えば、
アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系のラジカル重合
開始剤などの存在下に、0〜100℃、好ましくは50
〜60℃で、1〜48時間、好ましくは12〜24時間
重合反応させることにより上記の重合体を得ることがで
きる。
【0020】また、重合反応後、酸触媒存在下にイソプ
ロピリデン基のみを脱保護することにより、疎水性ポリ
マー鎖の中に容易に親水性基を導入することができる。
【0021】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、これらは単なる例示であって、本発明の範
囲を何ら限定するものではない。
【0022】実施例1 酵素触媒による重合性グルコフ
ラノース誘導体の製造 ジイソプロピリデングルコース(IPG) 1.3g
(0.75M)、ジビニルアジピン酸 3.5ml(3
M)および放線菌由来プロテアーゼ塩析物(ALP−9
01) 750mgを含むDMSO 5mlを、60℃
で3日間反応させた。該反応液を酢酸エチルと水で抽出
し、酢酸エチル層を濃縮後、シリカゲルカラム(50
g)にアプライし、溶出液(ヘキサン:酢酸エチル=1
0:1)で分離して、無色油状生成物(ジイソプロピリ
デングルコース−3−ビニルアジピン酸エステル;IP
G−E)1.14gを得た(収率55%)。構造は、下
記に示した通りNMRにより確認したところ、化3に示
すようなものであった。
【0023】NMR分析装置:Varian UNITY-500 溶媒:DMSO−d δ 1.24, 1.25, 1.32, 1.43 (s, 12H, -CH 3),1.57 (m,
4H, 2',3'-CH 2-), 2.37(m, 2H, 1'-CH 2-), 2.46 (m, 2
H, 4'-CH 2-), 3.84, 4.02 (dd, 2H, J5,6=6.5Hz,J6,6=
2.0Hz, H-6), 4.13 (q, 1H, H-4), 4.18(q,1H,H-
5),4.54 (d, 1H, H-2), 4.66 (dd, 1H, J=7.6Hz, -CH=
CH 2, cis), 4.90 (dd, 1H, J=13.9Hz, -CH=CH 2, tran
s), 5.04 (d, 1H, H-3), 5.90 (d, 1H, H-1), 7.22 (q,
1H, -CH=CH 2)
【0024】
【化3】
【0025】また、酵素反応で生成してくるエステル
(IPG−E)と原料のIPGの消費をHPLCで調べ
た。タイムコースを図1に示す。
【0026】HPLC装置:Shimadzu LC-10AT 溶媒:メタノール:水=7:3 流速:0.5ml/分 カラム:YMC-Pack ODS-A 検出:示差屈折
【0027】実施例2 塩基触媒による重合性グルコフ
ラノース誘導体の製造 ジイソプロピリデングルコース 1.63gをトルエン
30mlに溶かし、ジメチルアミノピリジン 0.2
5g、アジピン酸ジビニル 5mlを加えて一晩還流し
た。反応液を濃縮後、シリカゲル 100gを用いて、
ヘキサン/酢酸エチル(10/1)で3−ビニルアジピ
ン酸エステルを単離した。収量は1.27gであった。
生成物をNMRで調べたところ、実施例1で示したもの
と同様の結果であった。
【0028】実施例3 グルコフラノース誘導体の単重
合体の製造 ジシソプロピリデングルコース3−ビニルアジピン酸エ
ステル 1gをジメチルホルムアミド 1mlに溶か
し、アゾビスイソブチロニトリル 5mgを加えて60
℃で24時間放置した。反応液を室温まで冷却後、石油
エーテル中に注ぎポリマーを得た。収量は0.94gで
あった。ゲル浸透クロマトグラフィー(図2)で測定し
た分子量は、数平均分子量(Mn)14,000、重量
平均分子量(Mw)46,000であった。
【0029】ゲル浸透クロマトグラフィー装置:Shodex
GPC System-21 溶媒:クロロホルム 流速:0.7ml/分 カラム:TOSOH TSK-gel GMXLM+G2000 検出:示差屈折
【0030】また、ポリマーの構造単位はNMRにより
化4のようなものであることが確認された。
【0031】δ 1.30, 1.40, 1.51 (s, 12H, -CH 3),
1.65 (br, 4H, 2',3'-CH 2-), 1.7-1.9(br, 2H, H-6'),
2.28 (br, 2H, 4'-CH 2-), 2.37 (br, 2H, 1'-CH 2-), 4.
00,4.07 (md, 2H, H-6), 4.19 (m, 2H, H-4, H-5), 4.
49 (d, 1H, H-2), 4.7-4.9 (br, 1H, H-5'), 5.24 (br,
1H, H-3), 5.87 (d, 1H, H-1)
【0032】
【化4】
【0033】
【発明の効果】上述のように、本発明のグルコフラノー
ス誘導体は、3位の水酸基に炭素数4以上のジカルボン
酸を介してビニル基を結合させたもので、ビニル基によ
る重合性を有するとともに、適当な疎水性を有するもの
である。したがって、本発明の重合性グルコフラノース
誘導体は、疎水性有機溶媒中で単独重合または他の疎水
性モノマーとの共重合反応を容易に行うことできる。し
かも、重合後にイソプロピリデン基のみを容易に脱保護
することができるので、疎水性ポリマー鎖中に親水性基
を簡単に導入することができる。したがって、本発明の
重合性糖質誘導体はGEMA等の従来の重合性糖質誘導
体に比べて利用範囲が広いという点で極めて有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1におけるIPG−Eの生成とIPGの
消費のタイムコースを示す図である。
【図2】実施例3において得られたポリマーのゲル浸透
クロマトグラフィー分析結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常盤 豊 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院 生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 北川 優 滋賀県大津市堅田2丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4C057 AA01 AA03 BB02 DD03 HH03 4J100 AG08P BA15P BC59P CA01 JA53 JA61

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中nは2〜10の整数)からなる重合性グルコフラ
    ノース誘導体。
  2. 【請求項2】 1,2:5,6−ジ−O−イソプロピリ
    デングルコフラノースおよびジカルボン酸ビニルエステ
    ルを、酵素触媒もしくは塩基触媒存在下に反応せしめる
    ことを特徴とする請求項1記載の重合性グルコフラノー
    ス誘導体の製造方法。
JP2000057604A 2000-03-02 2000-03-02 重合性グルコフラノース誘導体およびその製造方法 Pending JP2001247591A (ja)

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