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WO2006123558A1 - 糖質誘導体合成方法 - Google Patents

糖質誘導体合成方法 Download PDF

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WO2006123558A1
WO2006123558A1 PCT/JP2006/309372 JP2006309372W WO2006123558A1 WO 2006123558 A1 WO2006123558 A1 WO 2006123558A1 JP 2006309372 W JP2006309372 W JP 2006309372W WO 2006123558 A1 WO2006123558 A1 WO 2006123558A1
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WO
WIPO (PCT)
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sugar
methylcyclohexane
solvent
reactant
reaction
Prior art date
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Application number
PCT/JP2006/309372
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English (en)
French (fr)
Inventor
Akihiro Ohmori
Kazuhiro Chiba
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Moritex Corp
Original Assignee
Moritex Corp
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.)
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Publication date
Application filed by Moritex Corp filed Critical Moritex Corp
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H15/00—Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
    • C07H15/02—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
    • C07H15/04—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H15/00—Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
    • C07H15/02—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
    • C07H15/04—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical
    • C07H15/10—Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical containing unsaturated carbon-to-carbon bonds

Definitions

  • the present invention relates to a method for synthesizing a carbohydrate derivative that produces a carbohydrate derivative such as a polysaccharide, glycolipid, or sugar amino acid by binding a compound to a sugar.
  • sugar chains have a complex branch structure and can be subjected to a variety of chemical modifications. Function analysis is delayed.
  • sugar chain synthesis methods a solid-phase sugar chain synthesis method, a liquid-phase fluorous sugar chain synthesis method, and the like are known.
  • the liquid-phase fluorous sugar chain synthesis method synthesizes oligosaccharides in a solvent in which a fluorinated alkane and a general organic solvent are combined.
  • the oligosaccharide is selectively used as a fluorinated solvent.
  • an organic compound carrier that can be used as an alternative to a solid phase synthetic resin to synthesize a receptor bound to a sugar.
  • the reaction solvent used for the synthesis reaction is different from the separation solvent used for liquid-liquid separation and purification, it is necessary to first evaporate the reaction solvent after completion of the reaction, and then separate and purify in the separation solvent. There is a hassle that you have to do.
  • a fluorinated solvent is used for both the reaction solvent and the separation solvent.
  • these fluorinated solvents have problems such as high cost.
  • a temperature-dependent compatible Z-phase separable solvent obtained by mixing a low polarity solvent and a high polarity solvent is used as a reaction solvent, and an organic compound that is selectively soluble in a low polarity solvent is used. Then, an organic compound that is selectively soluble in a high-polar solvent is used as a reactant, and these are reacted in a compatible reaction solvent to chemically synthesize a product having a low-polar solvent-selective solubility.
  • a compatible Z-phase separation liquid phase synthesis method has been proposed in which the product is separated into a low-polarity solvent in a separated state.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-62448
  • Patent Document 1 a temperature-dependent compatible Z-phase separation solvent system is proposed, but a solvent system according to the target product is disclosed.
  • the present invention makes it possible to synthesize carbohydrate derivatives such as polysaccharides 'glycolipids' sugar amino acids and the like arbitrarily designed according to the purpose, at low cost and in high yield by a compatible and phase separation liquid phase synthesis method. This is a technical issue.
  • the present invention is a saccharide derivative liquid phase synthesis method for producing a saccharide derivative by combining a saccharide skeleton and a chemically modified product thereof in a liquid, which comprises a low-polarity solvent methylcyclohexane and a high-molecular-weight method.
  • the other is provided with a chemically modified product and has an acceptor having a hydroxyl group at the binding site, and the reaction solvent is maintained in a compatible state so that the sugar skeleton of the sugar donor and the chemically modified product of the acceptor are in a liquid phase. Join in Then, after synthesizing a saccharide derivative exhibiting selective solubility of methylcyclohexane, the reaction solvent is changed to a phase separation state to separate methylcyclohexane in which the saccharide derivative is dissolved.
  • the sugar donor and the acceptor are selectively soluble in the low polarity reaction solvent and the high polarity reaction solvent, respectively. Is dissolved in one reaction solvent and the leaving group is removed from the sugar skeleton, and the receptor having the chemically modified product is dissolved in the other reaction solvent and maintains these in a compatible state, thereby allowing sugars via the hydroxyl group. A binding reaction between the backbone and the chemically modified product occurs, and a carbohydrate derivative is produced.
  • a sugar donor having a sugar skeleton formed by binding a propio-tolyl selective soluble protecting group as the first reactant, and a sugar skeleton exhibiting methylcyclohexane selective solubility as the chemical modification product as the second reactant. Reaction using a receptor equipped with When these are reacted in a solvent, the sugar skeletons of the sugar donor and acceptor are bonded to each other to cause a sugar chain elongation reaction.
  • the produced sugar chain is selectively soluble in methylcyclohexane, so if the reaction solvent is cooled to a phase-separated state, the unreacted excess of unreacted methylcyclohexane in which the saccharide derivative as the target product is dissolved. It will be separated into propionitol with dissolved sugar donor, activator, catalyst, etc., and the carbohydrate derivative can be separated simply by recovering methylcyclohexane.
  • the acceptor's sugar skeleton is all subjected to the reaction, and an unreacted sugar skeleton remains in methylcyclohexane.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are schematic explanatory diagrams showing a sugar derivative liquid phase synthesis method according to the present invention
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a sugar chain elongation reaction
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a sugar chain elimination reaction
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a glycolipid synthesis reaction
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a glycoamino acid synthesis reaction.
  • a temperature-dependent compatible Z-phase separable solvent obtained by mixing methylcyclohexane MCH, which is a low polarity solvent, and propionitryl PN, which is a high polarity solvent, is used. Used as a reaction solvent.
  • This reaction solvent is compatible at room temperature and starts phase separation at 10 ° C or less, but since it has a low melting point, it can freeze even when cooled to a temperature of 0 ° C or less to obtain a sufficient separation state. No liquid phase is maintained.
  • a first reactant exhibiting propio-tolyl selective solubility and a second reactant exhibiting methyl cyclohexane selective solubility are used.
  • a sugar donor D in which one of them has a sugar skeleton s and a leaving group E is introduced at the binding site, and the other has a chemical modification product Q and its binding.
  • Acceptor R having a hydroxyl group F at the site is used.
  • sugar donor D that exhibits propio-tolyl selective solubility is used as the first reactant.
  • a receptor scale that exhibits methylcyclohexane selective solubility is used as the second reactant, and when receptor R that exhibits propio-tolyl selective solubility is used as the first reactant, the second reactant is used as the second reactant.
  • Sugar donor D, which exhibits methylcyclohexane selective solubility is used.
  • the reaction solvent is predetermined. And stirring for a predetermined time.
  • reaction solvent is phase-separated as shown in Fig. 1 (a)
  • acceptor R is dissolved in the upper methylcyclohexane MCH
  • leaving group E is removed from the lower propio-tolyl PN.
  • Body D dissolves and beats.
  • sugar donor D and acceptor R are added while maintaining the reaction solvent at room temperature and in a compatible state as shown in FIG. You may let them.
  • This carbohydrate derivative Y has a low polarity (hydrophobic) when added with a methylcyclohexane-soluble chemical modification product Q, and therefore exhibits a selective solubility in methylcyclohexane.
  • methylcyclohexane MCH is recovered by liquid-liquid separation, and when the methylcyclohexane MCH is distilled off by evaporation or the like, the carbohydrate derivative Y is precipitated.
  • This carbohydrate derivative Y has a low polarity (hydrophobicity) when added with a methylcyclohexane-soluble sugar skeleton S, and thus exhibits a selective solubility in methylcyclohexane.
  • FIG. 3 shows a sugar chain elongation reaction in which the same or different sugar skeleton is bound to sugar skeleton S as chemically modified product Q.
  • oligosaccharide is produced as carbohydrate derivative Y.
  • a trichloroacetimidate group that becomes a propio-tolyl soluble leaving group E is introduced at the 1-position, which is the binding site of the 6-membered sugar skeleton S of the oligosaccharide, 283 mg of propio-tolyl selective soluble 0- (2,3,4,6-tetra-0-benzyl-a-D-darcopyranosyl) trichloroacetimidate protected by benzyl group at positions 2-4 and 6 did.
  • the chemically modified product Q has a sugar skeleton that becomes part of the oligosaccharide structure, and the hydroxyl group F is bonded to the 6-position that is the binding site, Octadecanoic acid 2-hydroxymethyl-6-methoxy 4,5-bisoctadecadecyl, which is bonded with a hydrophobic octadecanol group which is a methylcyclohexane selective soluble protecting group at positions 2-4 102 mg of neutral tetrahydropyran 13-yl ester was dissolved.
  • trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate 13. 1 mg is added as a catalyst, and sugar donor D and acceptor R are mixed in the same phase in a compatible reaction solvent.
  • a sugar chain elongation reaction in which donor D and receptor R are bound is initiated, and in this example, monosaccharides are bound to each other to generate a disaccharide oligosaccharide.
  • Fig. 4 shows a sugar chain deprotection reaction for continuously performing a sugar chain elongation reaction.
  • disaccharide 6 — (3, 4) in which 6-position is protected with a tertiary butyl diphenylsilyl group T in a reaction solvent mixed with methylcyclohexane MCH (5 ml) and propio-tolyl PN (5 ml).
  • reaction solvent is cooled to 0 ° C or lower as it is, and the upper layer of methyl cyclohexyl hexane MCH in a two-phase separated state is liquid-liquid separated and the solvent is distilled off. Get.
  • this disaccharide deprotected form is soluble in methylcyclohexane and has a hydroxyl group F, it was used as the receptor R and used in the previous sugar chain elongation reaction.
  • 3,4,6-Tetra-0-benzyl-a-D-darcopyranosyl) trichloroacetimidate is used as sugar donor D, and the same procedure as in the previous sugar chain elongation reaction is repeated to further link the glycosidic linkage. What to do And the sugar chain can be continuously extended.
  • Figure 5 shows the glycolipid synthesis reaction in which lipids are bound to sugars.
  • receptor R which is chemically modified Q as a lipid (ceramide), is used as the first reactant having propio-tolyl selective solubility, and has sugar skeleton S as the second reactant having methylcyclohexane selective solubility.
  • sugar donor D is used as the first reactant having propio-tolyl selective solubility, and has sugar skeleton S as the second reactant having methylcyclohexane selective solubility.
  • a trichloroacetimidate group that becomes a propionitrile-soluble leaving group E is introduced at the 1-position, which is the binding site of the 6-membered sugar skeleton S, and the meth- oxymethylated at the 2-4 positions Octadecanoic acid 6- (tertiary butyldiphenyl-lucyla-loxymethyl) to which a hydrophobic octadecanol group serving as a selective protective group for rucyclohexane is bound —4,5-bis-octadecanoyloxy 1- (2,2,2-Trichloromethylacetimidoyloxy) -tetrahydro-pyran-3-inole Estenole was used.
  • an activated molecular sieve (4A) was mixed with a mixed solution of methylcyclohexane MCH (10 ml) and propio-tolyl PN (10 ml), and dehydrated in an N gas atmosphere.
  • FIG. 6 shows a sugar amino acid synthesis reaction in which an amino acid is bound to a sugar.
  • acceptor R in which chemically modified product Q is an amino acid is used as the first reactant having propio-tolyl selective solubility, and second reaction having methylcyclohexane selective solubility is performed.
  • a sugar donor D having a sugar skeleton S is used as a product.
  • tertiary butyl diphenyl- (3,4,5-tris-octadecyloxy-6-phenylsulfuryltetrahydrohydropyran-2-ylmethoxy) -silane (lOOmg) was used as sugar donor D
  • 2- (9H-fluorene 9-ylmethoxycalpolumino) -3-hydroxy-propionic acid methyl ester (Fmoc-Ser-OMe) (108 mg) was used.
  • an activated molecular sieve (4A) was mixed with a mixed solution of methylcyclohexane MCH (10 ml) and propio-tolyl PN (10 ml), and dehydrated in an N gas atmosphere.
  • the consumption of the sugar donor is confirmed by thin layer chromatography, the reaction solvent is cooled to 0 ° C or lower, the upper methylcyclohexane layer is liquid-liquid separated, the solvent is distilled off, and the sugar donor and serine are bound. Combined sugar amino acids were obtained.
  • the present invention can be applied to the use of mass-producing carbohydrate derivatives such as polysaccharides, glycolipids, and sugar amino acids at high efficiency and at low cost.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a method for synthesizing a carbohydrate derivative according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the carbohydrate derivative synthesis method according to the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an experimental example of a sugar chain elongation reaction.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a sugar chain deprotection reaction.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an experimental example of glycolipid synthesis reaction.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an experimental example of a sugar amino acid synthesis reaction.

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Abstract

【課題】 　目的に応じて設計した多糖・糖脂質・糖アミノ酸などの糖質誘導体を相溶／相分離液相合成法により低コスト高収率で合成できるようにする。 　低極性溶媒であるメチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）と高極性溶媒であるプロピオニトリル（ＰＮ）とを混合して成る温度依存型相溶／相分離性溶媒を反応溶媒として用い、糖骨格（Ｓ）を備えその結合箇所に脱離基（Ｅ）が導入された糖供与体（Ｄ）と、化学修飾物（Ｑ）を備えその結合箇所に水酸基（Ｆ）を有する受容体（Ｑ）を夫々の溶液に選択的に溶解させ、反応溶媒を相溶状態に維持して、糖供与体（Ｄ）の糖骨格（Ｓ）と受容体（Ｒ）の化学修飾物（Ｑ）を液相中で結合させて、メチルシクロヘキサン選択可溶性を呈する糖質誘導体（Ｙ）を合成した後、反応溶媒を相分離状態に変化させて、糖質誘導体が溶解したメチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）を分離するようにした。

Description

明 細 書
糖質誘導体合成方法
技術分野
[0001] 本発明は、糖に化合物を結合させて、多糖、糖脂質、糖アミノ酸などの糖質誘導体 を生成する糖質誘導体合成方法に関する。
背景技術
[0002] 糖鎖は、遺伝子 (核酸)、タンパク質とともに第 3の生体高分子といわれている。
遺伝子の発現産物であるタンパク質の多くは翻訳後修飾と総称される何らかの分 子の修飾を受けており、このうち、糖鎖付カ卩は翻訳後修飾の主役であり、約半分以上 のタンパク質で糖鎖の修飾があると推測され、しかも、糖鎖がタンパク質や脂質の発 揮する機能の重要な部分を担っていることが次第に明らかになつてきた。
[0003] しかし、糖鎖は核酸やタンパク質と異なり、複雑な分岐構造をもち多様な化学修飾 が可能なため、未解明な部分が多ぐ遺伝子 (核酸)やタンパク質に比較して、その 構造や機能の解析が遅れて 、る。
産業界でも、抗体医薬などの新規な糖タンパク質医薬品を開発し、再生医療を推 進するためにも、糖に関する研究の重要性が認識され、目的に応じて様々な糖を任 意に設計し、これを合成する要請が生じてきている。
[0004] 糖鎖合成法として、固相糖鎖合成法や液相フルオラス糖鎖合成法等が知られてい る。
しかし、固相糖鎖合成法は、不溶性榭脂上にリンカ一を介して結合させた糖と固体 表面近くで糖鎖伸長反応をするため、反応スケールを大きくすることが困難であり、ま た固相担体の価格自体が高価であることから合成コストが嵩み、ひいては研究コスト が嵩んでしまい、重要な糖鎖研究が経済的に阻害されるおそれがある。
[0005] また、液相フルオラス糖鎖合成法は、フッ素化されたアルカン類と一般の有機溶媒 を組み合わせた溶媒中でオリゴ糖を合成するものであるが、フッ素化溶媒に選択的 にオリゴ糖を溶解させるために固相合成樹脂の代替ともなる有機化合物担体をフッ 素化処理して、糖と結合させた受容体を合成する必要がある。 さらに、合成反応時に使用される反応溶媒と、液液分離精製に利用される分離溶 媒が異なるため、反応終了後にまず反応溶媒の留去操作が必要となり、その後、分 離溶媒中で分離精製しなければならないという面倒がある。
しかも、この場合、反応溶媒も分離溶媒もフッ素化溶媒を使用することになるが、こ れらのフッ素化溶媒は高価であるなどの問題があった。
[0006] このため最近では、低極性溶媒と高極性溶媒とを混合して成る温度依存型相溶 Z 相分離性溶媒を反応溶媒として用い、低極性溶媒に選択的に可溶な有機化合物と 、高極性溶媒に選択的に可溶な有機化合物を反応物として、相溶状態の反応溶媒 中でこれらを反応させて低極性溶媒選択可溶性を有する生成物を化学合成し、反応 終了後、相分離状態にして低極性溶媒中に生成物を分離する相溶 Z相分離液相合 成方法が提案されている。
特許文献 1：特開 2003— 62448
[0007] 特許文献 1では、温度依存型相溶 Z相分離溶媒系が提案されているが、目的生成 物に応じた溶媒系は開示されて ヽな ヽ。
すなわち、溶媒系の具体例として、
(1)シクロへキサン -トロメタン 'ニトロェタン
(2)シクロへキサン一ァセトニトリル、
(3)シクロへキサン—ァセトニトリルに任意の有機溶媒 (例えばプロピオ-トリル)をカロ えた混合有機溶媒系
(4)シクロへキサン -トロアルカンに任意の有機溶媒 (例えばジメチルホルムアミド） を加えた混合有機溶媒系
(5)シクロへキサン—ジメチルホルムアミドージメチルァセトアミド
(6)シクロへキサン—ァセトニトリル—プロピオ-トリル
が開示され、それぞれ温度により相溶性 Z相分離性を呈することが確認されている。 し力しながら、夫々の溶媒系はどのような合成反応に適しているか、あるいは、どの ような生成物を合成するために使用されるかについての具体的な言及はなぐ糖鎖 に化学修飾物を結合させる糖質誘導体合成反応を行わせようとすると、どの溶媒系 でも十分な収率を得ることができな力つた。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] そこで本発明は、目的に応じて任意に設計した多糖'糖脂質'糖アミノ酸などの糖 質誘導体を相溶,相分離液相合成法により低コスト高収率で合成できるようにするこ とを技術的課題としている。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、糖骨格とその化学修飾物を液体中で結合させることにより糖質誘導体を 生成する糖質誘導体液相合成方法であって、低極性溶媒であるメチルシクロへキサ ンと高極性溶媒であるプロピオ二トリルとを混合して成る温度依存型相溶 Z相分離性 溶媒を反応溶媒として用い、プロピオ-トリル可溶性及びメチルシクロへキサン難溶 性を呈する第一反応物と、プロピオ-トリル難溶性及びメチルシクロへキサン可溶性 を呈する第二反応物を用いると共に、前記第一反応物及び第二反応物として、一方 が糖骨格を備えその結合箇所に脱離基が導入された糖供与体を用い、他方が化学 修飾物を備えその結合箇所に水酸基を有する受容体を用い、前記反応溶媒を相溶 状態に維持して、糖供与体の糖骨格と受容体の化学修飾物を液相中で結合させて 、メチルシクロへキサン選択可溶性を呈する糖質誘導体を合成した後、反応溶媒を 相分離状態に変化させて、糖質誘導体が溶解したメチルシクロへキサンを分離する ことを特徴とする。
発明の効果
[0010] 本発明に係る糖質誘導体液相合成方法によれば、糖供与体と受容体がそれぞれ 低極性反応溶媒及び高極性反応溶媒に選択可溶性を呈するので、脱離基を有する 糖供与体が一方の反応溶媒に溶けてその糖骨格から脱離基が外れ、化学修飾物を 有する受容体が他方の反応溶媒に溶けて、これらを相溶状態に維持することにより、 水酸基を介して糖骨格と化学修飾物の結合反応を生じ、糖質誘導体が生成される。 例えば、第一反応物として、プロピオ-トリル選択可溶性保護基を結合して成る糖 骨格を備えた糖供与体を用い、第二反応物として前記化学修飾物としてメチルシクロ へキサン選択可溶性を呈する糖骨格を備えた受容体を用い、相溶状態にした反応 溶媒中でこれらを反応させれば、糖供与体及び受容体の糖骨格同士が結合して糖 鎖伸長反応が生じる。
生成された糖鎖は、メチルシクロへキサン選択可溶性を呈するため、反応溶媒を冷 却して相分離状態とすれば、目的生成物である糖質誘導体が溶けたメチルシクロへ キサンと、未反応の余剰糖供与体、活性化剤、触媒などが溶けたプロピオ二トリルと に分離されることとなり、メチルシクロへキサンを回収するだけで糖質誘導体を分離で きる。
なお、糖供与体を受容体に比して十分多く供給すれば、受容体の糖骨格は全て反 応に供され、メチルシクロへキサン中に未反応の糖骨格が残ることもな 、。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本例では、目的に応じて任意に設計した糖'糖脂質'糖アミノ酸などの糖質誘導体 を相溶 Z相分離液相合成法により低コスト高収率で合成するという目的を、メチルシ クロへキサン一プロピオ-トリルを使用することにより達成した。
[0012] 図 1及び図 2は本発明に係る糖質誘導体液相合成方法を示す概略説明図、図 3は 糖鎖伸長反応を示す説明図、図 4は糖鎖脱離反応を示す説明図、図 5は糖脂質合 成反応を示す説明図、図 6は糖アミノ酸合成反応を示す説明図である。
[0013] 本発明方法では、図 1に示すように低極性溶媒であるメチルシクロへキサン MCHと 高極性溶媒であるプロピオ二トリル PNとを混合して成る温度依存型相溶 Z相分離性 溶媒を反応溶媒として用いる。
この反応溶媒は、室温で相溶性を呈し、 10°C以下で相分離を開始するが、融点が 低 、ので、十分な分離状態が得られる 0°C以下の温度まで冷却しても凍ることがなく 液相状態が維持される。
[0014] そして、反応物として、プロピオ-トリル選択可溶性を呈する第一反応物と、メチル シクロへキサン選択可溶性を呈する第二反応物を用いる。
この第一反応物及び第二反応物としては、一方が糖骨格 sを備えその結合箇所に 脱離基 Eが導入された糖供与体 Dが用いられ、他方が化学修飾物 Qを備えその結合 箇所に水酸基 Fを有する受容体 Rが用いられる。
すなわち、第一反応物としてプロピオ-トリル選択可溶性を呈する糖供与体 Dを用 ヽた場合は、第二反応物としてメチルシクロへキサン選択可溶性を呈する受容体尺が 用いられ、第一反応物としてプロピオ-トリル選択可溶性を呈する受容体 Rを用いた 場合は、第二反応物としてメチルシクロへキサン選択可溶性を呈する糖供与体 Dが 用いられる。
[0015] 例えば、第一反応物としてプロピオ-トリル選択可溶性を呈する糖供与体 Dを用い 、第二反応物としてメチルシクロへキサン選択可溶性を呈する受容体 Rを用いた場合 、まず、反応溶媒を所定の溶解温度に維持して所定時間攪拌する。
これにより反応溶媒は、図 1 (a)に示すように相分離状態となり、上層のメチルシクロ へキサン MCHに受容体 Rが溶解し、下層のプロピオ-トリル PNに脱離基 Eが取れた 糖供与体 Dが溶解して ヽる。
なお、分離状態で攪拌する必要がなければ、反応溶媒を室温に維持して図 1 (b) に示すように相溶状態としたまま、糖供与体 D及び受容体 Rを投入し、反応開始させ ても良い。
[0016] 相溶状態では、上層と下層の境界がなくなって単層となっているので、受容体尺と 糖供与体 Dが同一相内に存在することとなり、糖骨格 Sの脱離基 Eの取れた箇所に 水酸基 Fを介して化学修飾物 Qが結合する反応が開始されて、糖骨格 Sと化学修飾 物 Qが結合し、糖質誘導体 Yが生成される。
この糖質誘導体 Yは、メチルシクロへキサン可溶性の化学修飾物 Qが付加されるこ とにより低極性 (疎水性）となるので、メチルシクロへキサン選択可溶性を呈する。
[0017] したがって、反応が終了した時点で、反応溶媒を 0°C近くまで冷却すれば、図 1 (c) に示すように、反応溶媒は再び相分離状態となり、反応溶媒中の未反応の糖供与体 Dや、反応に使用した活性化剤'触媒などが溶解して ヽる下層のプロピオ-トリル PN と、生成された糖質誘導体 Yが溶解して ヽる上層のメチルシクロへキサン MCHに分 かれる。
これにより、メチルシクロへキサン MCHを液液分離して回収し、メチルシクロへキサ ン MCHを蒸発等により留去すれば、糖質誘導体 Yが析出する。
[0018] また、第一反応物としてプロピオ-トリル選択可溶性を呈する受容体 Rを用い、第二 反応物としてメチルシクロへキサン選択可溶性を呈する糖供与体 Dを用いた場合は、 図 2 (a)に示すように相分離状態となり、上層のメチルシクロへキサン MCHに糖供与 体 Dが溶解し、下層のプロピオ-トリル PNに受容体 Rが溶解する。
[0019] 反応溶媒を室温に維持して図 2 (b)に示すように相溶状態とすると、前述同様、受 容体 Rと糖供与体 Dが同一相内に存在することとなり、糖骨格 Sの脱離基 Eの取れた 箇所に水酸基 Fを介して化学修飾物 Qが結合する反応が開始されて、糖骨格 Sと化 学修飾物 Qが結合し、糖質誘導体 Yが生成される。
この糖質誘導体 Yは、メチルシクロへキサン可溶性の糖骨格 Sが付加されることによ り低極性 (疎水性）となるので、メチルシクロへキサン選択可溶性を呈する。
[0020] 反応が終了した時点で、反応溶媒を 0°C近くまで冷却すれば、図 2 (c)に示すように 、反応溶媒は再び相分離状態となり、反応溶媒中の未反応の糖供与体 Dや、反応に 使用した活性化剤'触媒などが溶解して 、る下層のプロピオ-トリル PNと、生成され た糖質誘導体 Yが溶解している上層のメチルシクロへキサン MCHに分かれる。 これにより、メチルシクロへキサン MCHを液液分離して回収し、メチルシクロへキサ ン MCHを留去すれば、糖質誘導体 Yが得られる。
[0021] [糖鎖伸長反応]
図 3は糖骨格 Sに化学修飾物 Qとして同種又は異種の糖骨格を結合させる糖鎖伸 長反応を示し、本例では糖質誘導体 Yとしてオリゴ糖を生成する場合を示す。
反応溶媒は、メチルシクロへキサン MCH (6.5ml)及びプロピオ-トリル PN (6.4ml )を混合したものを窒素ガス下で脱水処理した。
そして、第一反応物となる糖供与体 Dとして、オリゴ糖の 6員環糖骨格 Sの結合箇所 である 1位にプロピオ-トリル可溶性脱離基 Eとなるトリクロロアセトイミデート基が導入 され、 2〜4、 6位がベンジル基で保護されたプロピオ-トリル選択可溶性の 0-(2, 3,4 ,6-テトラ- 0-ベンジル- a -D -ダルコピラノシル）トリクロロアセトイミデートを 283mg溶 解した。
また、第二反応物となる受容体 Rとして、化学修飾物 Qがオリゴ糖の構造の一部とな る糖骨格を有しており、その結合箇所となる 6位に水酸基 Fが結合され、 2〜4位にメ チルシクロへキサン選択可溶性保護基となる疎水性のォクタデカノィル基が結合され たォクタデカノイツクアシッド 2-ヒドロキシメチルー 6—メトキシ 4, 5—ビスーォクタデカ ノィルーテトラヒドロピラン一 3 ィルエステルを 102mg溶解した。
[0022] 次に、触媒としてトリフルォロメタンスルホン酸トリメチルシリル（13. lmg)を加え、相 溶状態の反応溶媒中で糖供与体 Dと受容体 Rが同一相内で混合されるので、糖供 与体 Dと受容体 Rが結合する糖鎖伸長反応が開始され、本例では単糖同士が結合さ れて 2糖のオリゴ糖が生成される。
[0023] そして、室温 (25°C)で 1時間攪拌した後、反応溶媒を 0°Cに冷却し、二相分離状態 の上層、下層を薄層クロマトグラフィーで確認すると、上層のメチルシクロへキサン M CH層に選択的に目的生成物が溶解し、下層のプロピオ-トリル PN層に過剰のドナ 一、副生成物が溶解していた。
そして、上層のメチルシクロへキサン MCHを液液分離して回収し、溶解している生 成物を分離したところ、糖質誘導体 Yとして 2糖のオリゴ糖が収率 79%で得られた。
[0024] [糖鎖脱保護反応]
図 4は連続して糖鎖伸長反応を行わせるための糖鎖脱保護反応を示す。 例えば、メチルシクロへキサン MCH (5ml)及びプロピオ-トリル PN (5ml)を混合し た反応溶媒に、 6位がターシャルプチルジフエニルシリル基 Tで保護されて ヽる 2糖 6 — (3, 4, 5 トリヒドロキシ一 6 ヒドロキシメチル一テトラヒドローピラン一 2—イロキシ メチル）ーテトラヒドロ-ピラン 2, 3, 4, 5—テトラオールーデリバティブ 103mgを溶 解させ、脱保護試薬として酢酸 25.3mg、テトラプチルアンモ -ゥムフロライド 165mg の順に混ぜて、室温（25°C)で 24時間反応させると、 2糖の 6位に保護基として結合 して ヽるターシャルプチルジフエニルシリル基 Tが選択的に脱保護され、水酸基 Fに なる。
その後、反応溶媒をそのまま 0°C以下に冷却して、 2相分離状態の上層のメチルシ クロへキサン MCHを液液分離し溶媒を留去すれば、 2糖脱保護体を収率 68%で得 る。
[0025] この 2糖脱保護体は、メチルシクロへキサンに可溶であり水酸基 Fを有しているので、 これを受容体 Rとして用い、先の糖鎖伸長反応で用いた 0-(2,3,4,6-テトラ- 0-ベン ジル- a -D -ダルコピラノシル）トリクロロアセトイミデートを糖供与体 Dとして用いて、 先の糖鎖伸長反応と同様の手順を繰り返せば、さらにグリコシド結合を行わせること ができ、糖鎖の連続伸長反応が可能になる。
このように、糖鎖伸長'脱保護反応が共にメチルシクロへキサン—プロピオ-トリルの 溶媒で進行しており、同溶媒で分離精製も可能であるためオリゴ糖の連続的な合成 ができる。
[0026] [糖脂質合成反応]
図 5は糖に脂質を結合する糖脂質合成反応を示す。
本例では、プロピオ-トリル選択可溶性を有する第一反応物として化学修飾物 Qが 脂質 (セラミド)である受容体 Rを用い、メチルシクロへキサン選択可溶性を有する第 二反応物として糖骨格 Sを有する糖供与体 Dを用いて 、る。
具体的には、糖供与体 Dとして、 6員環糖骨格 Sの結合箇所である 1位にプロピオ 二トリル可溶性脱離基 Eとなるトリクロロアセトイミデート基が導入され、 2〜4位にメチ ルシクロへキサン選択可溶性保護基となる疎水性のォクタデカノィル基が結合された ォクタデカノイツクアシッド 6— (ターシャルブチルジフエ-ルシラ -ルォキシメチル） —4,5—ビス一ォクタデカノィルォキシ一 2— (2,2,2—トリクロ口一ァセトイミドイロキシ) ーテトラヒドローピランー3—ィノレ エステノレを用いた。
また、受容体 Rとして、ベンゾイツクアシッド 1— (2—ヒドロキシ一 1—ォクタデカノィ ルァミノ ェチル) へキサデック 2—ェ-ルエステルを用 、た。
[0027] そして、メチルシクロへキサン MCH ( 10ml)及びプロピオ-トリル PN ( 10ml)の混 合溶液に活性ィ匕したモレキュラーシーブ (4A)を混ぜ、 Nガス雰囲気下で脱水処理
2
して攪拌し、 150mgの糖供与体 Dと 295mgの受容体を溶解させた。
[0028] 次に、触媒として、トリフルォロメタンスルホン酸トリメチルシリル 12. 2mgを混ぜ室 温 (25°C)で 2時間撹拌して反応させる。薄層クロマトグラフィーで糖供与体の消費を 確認し、反応溶媒を 0°C以下に冷却し、上層のメチルシクロへキサン層を液液分離し 、溶媒を留去して糖担体とセラミドがエステル結合した糖脂質が高効率で得られた。
[0029] [糖アミノ酸合成反応]
図 6は糖にアミノ酸を結合する糖アミノ酸合成反応を示す。
本例では、プロピオ-トリル選択可溶性を有する第一反応物として化学修飾物 Qが アミノ酸である受容体 Rを用い、メチルシクロへキサン選択可溶性を有する第二反応 物として糖骨格 Sを有する糖供与体 Dを用いて 、る。
具体的には、糖供与体 Dとしてターシャルブチルジフエ-ル— (3、 4、 5—トリス―ォ クタデシロキシ 6 フエ-ルスルフエ-ル一テトラヒドロ一ピラン一 2 ィルメトキシ） -シラン（ lOOmg)を用い、受容体 Rとして 2— (9H -フルオレン 9—ィルメトキシカ ルポ-ルァミノ)— 3—ヒドロキシ -プロピオニックアシッドメチルエステル（Fmoc - Se r-OMe) (108mg)を用いた。
[0030] そして、メチルシクロへキサン MCH (10ml)及びプロピオ-トリル PN (10ml)の混 合溶液に活性ィ匕したモレキュラーシーブ (4A)を混ぜ、 Nガス雰囲気下で脱水処理
2
し、室温（25°C)で 1時間攪拌した後、 lOOmgの糖供与体 Dと、 108mgの受容体 Rを 溶解し攪拌する。
その後、 61. 9mgの N ブロモスクシンイミドと、 21. 7mgのトリフルォロメタンスルホ ン酸を加え 3時間撹拌して反応させる。
薄層クロマトグラフィーで糖供与体の消費を確認し、反応溶媒を 0°C以下に冷却し、 上層のメチルシクロへキサン層を液液分離し、溶媒を留去し、糖供与体とセリンが結 合した糖アミノ酸が得られた。
産業上の利用可能性
[0031] 以上述べたように、本発明は、多糖、糖脂質、糖アミノ酸などの糖質誘導体を高効 率で安価に大量合成する用途に適用することができる。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]本発明に係る糖質誘導体合成方法の一例を示す説明図。
[図 2]本発明に係る糖質誘導体合成方法の他の例を示す説明図。
[図 3]糖鎖伸長反応の実験例を示す説明図。
[図 4]糖鎖脱保護反応の例を示す説明図。
[図 5]糖脂質合成反応の実験例を示す説明図。
[図 6]糖アミノ酸合成反応の実験例を示す説明図。
符号の説明
[0033] MCH メチルシクロへキサン
PN プロピオ二トリル D 糖供与体
R 受容体
Y 糖質誘導体
S 糖骨格
E プロピオ-トリル可溶性脱離基 Q 化学修飾物
F 水酸基
T ターシャルブチルジフエ-ルシリル基

Claims

請求の範囲
[1] 糖骨格とその化学修飾物を液体中で結合させることにより糖質誘導体を生成する 糖質誘導体液相合成方法であって、
低極性溶媒であるメチルシクロへキサンと高極性溶媒であるプロピオ-トリルとを混 合して成る温度依存型相溶 Z相分離性溶媒を反応溶媒として用い、
プロピオ-トリル選択可溶性を呈する第一反応物と、メチルシクロへキサン選択可 溶性を呈する第二反応物を用いると共に、前記第一反応物及び第二反応物として、 一方が糖骨格を備えその結合箇所に脱離基が導入された糖供与体を用い、他方が 化学修飾物を備えその結合箇所に水酸基を有する受容体を用い、
前記反応溶媒を相溶状態に維持して、糖供与体の糖骨格と受容体の化学修飾物 を液相中で結合させて、メチルシクロへキサン選択可溶性を呈する糖質誘導体を合 成した後、反応溶媒を相分離状態に変化させて、糖質誘導体が溶解したメチルシク 口へキサンを分離することを特徴とする糖質誘導体液相合成方法。
[2] 第一反応物がプロピオ-トリル選択可溶性を呈する糖骨格を備えた糖供与体であ り、第二反応物が前記化学修飾物としてメチルシクロへキサン選択可溶性保護基を 結合して成る糖骨格を備えた受容体であり、相溶状態にした前記反応溶媒中で糖供 与体及び受容体の糖骨格同士が結合する糖鎖伸長反応を行わせる請求項 1記載の 糖質誘導体液相合成方法。
[3] 第一反応物がプロピオ-トリル選択可溶性を呈し、化学修飾物がセラミドである受 容体であり、第二反応物がメチルシクロへキサン選択可溶性保護基を結合して成る 糖骨格を備えた糖供与体であり、相溶状態にした前記反応溶媒中で糖骨格にセラミ ドを結合する糖脂質合成反応を行わせる請求項 1記載の糖質誘導体液相合成方法
[4] 第一反応物がプロピオ-トリル選択可溶性を呈し、化学修飾物がアミノ酸である受 容体であり、第二反応物がメチルシクロへキサン選択可溶性保護基を結合して成る 糖骨格を備えた糖供与体であり、相溶状態にした前記反応溶媒中で糖骨格にァミノ 酸を結合する糖アミノ酸合成反応を行わせる請求項 1記載の糖質誘導体液相合成 方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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