(57)【要約】【課題】      強い悪臭を有する硫黄化合物を用いることなく、簡便な方法により高効率で糖鎖にシアル酸を導入する方法を提供する。【解決手段】  次式（Ｉ）【化１】2005213195.tif 000020（ただし、Ｒは炭素数６〜１５の長鎖アルキル基であり、Ｒ’は保護基を表す）で表されることを特徴とする新規シアル酸供与体を用いてシアル酸の導入を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
次式（Ｉ）
【化１】
2005213195.tif 000017
（ただし、Ｒは炭素数６〜１５の長鎖アルキル基であり、Ｒ’は保護基を表す）
で表されることを特徴とする新規シアル酸供与体。
【請求項２】
請求項１の新規シアル酸供与体の製造方法であって、次式（II）
【化２】
2005213195.tif 000018
（ただし、Ｒ’は保護基を表す）
で表されるシアル酸メチルエステル完全保護体と炭素数６〜１５の長鎖アルキル基を有するアルカンチオールを反応させ、シアル酸メチルエステル完全保護体におけるアノメリックなＲ'Ｏ基をアルキルチオ基に変換することを特徴とする新規シアル酸供与体の製造方法。
【請求項３】
次式（Ｉ）
【化３】
2005213195.tif 000019
（ただし、Ｒは炭素数６〜１５の長鎖アルキル基であり、Ｒ’は保護基を表す）
で表されるアルキルチオグリコシドを活性化させ、活性化されたアルキルチオグリコシドとシアル酸を導入したい化合物をモレキュラーシーブスの存在下に反応させることを特徴とする糖誘導体へのシアル酸の導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、糖誘導体等にシアル酸を導入するためのシアル酸供与体に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、強い悪臭を有する硫黄化合物を用いることなく、簡便な方法により高効率で糖鎖にシアル酸を導入する方法と、そのためのシアル酸供与体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この出願の発明は、新規分岐状シアロ糖分子に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、インフルエンザウィルスの宿主域の変異や抗原性の変異に対応でき、すべてのヒトおよび動物由来のＡ型インフルエンザウィルスおよびＢ型インフルエンザウィルスの感染を阻止できる医薬品やウィルス除去用フィルター等の吸着剤として有用な新規分岐状シアロ糖分子に関するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
シアル酸は9つの骨格炭素からなるカルボキシル基をもつ2-ケト-3-デオキシノノン酸の総称であり、N-アセチルノイラミン酸（Neu5Ac）、N-グリコリルノイラミン酸（Neu5Gc）、デアミノノイラミン酸（KDN）の３大分子種と、それらのアセチル化、ラクチル化、硫酸化などの修飾シアル酸が知られている。このような単糖の分子種の多様性は、他の単糖にはない特徴であり、シアル酸が独特な生物学的機能をもつと考えられる一つの根拠となっている。
【０００４】
また、シアル酸は糖タンパク質や糖脂質の糖鎖の周辺部分に位置する様々な機能性糖鎖の重要な構成要素であり、ラクトースやN-アセチルラクトサミンに結合することにより、癌や老化などに関与するマーカーやウィルス等のレセプターとなることが知られている。したがって、生化学あるいは生医学的見地からも極めて重要な糖と考えられている。
【０００５】
例えば、日本において、毎年数１０万人〜１００万人を超える患者が発生するインフルエンザへの感染は、ウィルス糖タンパク質であるヘマグルチニン（HA）が宿主細胞表面に存在するシアル酸含有糖鎖に結合することにより起こることが知られている（非特許文献１〜３）。そこで、このシアル酸含有糖鎖が広く研究され、抗インフルエンザウィルス剤として各種のシアル酸含有糖鎖（シアロ糖鎖）化合物が報告されている（非特許文献４〜５、特許文献１）。
【０００６】
しかし、天然から抽出できるシアル酸含有糖の量は限られているため、これらの化合物を市場に大量に供給するためには、化学合成を行う必要がある。シアル酸を導入した糖鎖の構築方法は、これまでにいくつか報告されているが、合成の効率化や誘導体化に関連したさらなる改良が望まれているのが実情である。また、従来報告されている糖鎖へのシアル酸の導入方法では、チオグリコシドを利用したグリコシル化により得られるシアル酸供与体が用いられていたが、このようなグリコシル化反応で使用されるメルカプタン類は、悪臭が強いという問題があった。さらに、生成物の収率や立体選択性が低いため、精製工程が煩雑となるという問題もあった。
【非特許文献１】Suzuki, Y.: Progress in Lipid Research, 33, 429-457 (1994)
【非特許文献２】Paulson, J.C.: The Receptors, Vol.2. Academic Press, Orlando, pp.131-219 (1985)
【非特許文献３】Wiley, D.C. and Skehel, J.J.: Annual Review of Biochemistry, 56, 365-394 (1987)
【非特許文献４】Fujimoto, K., Hayashida, O., Aoyama, Y., Guo, C.T., Hidari, K.I.P.J., and Suzuki, Y.: Chemistry Letter, 1259-1260 (1999)
【非特許文献５】Suzuki, Y., Sato, K., Kiso, M., and Hasegawa, A.: Glycoconj J. 7, 349-54 (1990)
【非特許文献６】Marra, A. and Sinay, P., Carbohydrate Research, 190 (1989) 317-322.
【特許文献１】特願２００１−７５０８１
【０００７】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、強い悪臭を有する硫黄化合物を用いることなく、簡便な方法により高効率で糖鎖にシアル酸を導入する方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、次式（Ｉ）
【０００９】
【化４】
2005213195.tif 000002
【００１０】
（ただし、Ｒは炭素数６〜１５の長鎖アルキル基であり、Ｒ’は保護基を表す）
で表される新規シアル酸供与体を提供する。
【００１１】
この出願の発明は、第２には、次式（II）
【００１２】
【化５】
2005213195.tif 000003
【００１３】
（ただし、Ｒ’は保護基を表す）
で表されるシアル酸メチルエステル完全保護体と炭素数６〜１５の長鎖アルキル基を有するアルカンチオールを反応させ、シアル酸メチルエステル完全保護体におけるアノメリックなＲ'Ｏ基をアルキルチオ基に変換することを特徴とする新規シアル酸供与体の製造方法を提供する。
【００１４】
そして、この出願の発明は、第３には、次式（Ｉ）
【００１５】
【化６】
2005213195.tif 000004
【００１６】
（ただし、Ｒは炭素数６〜１５の長鎖アルキル基であり、Ｒ’は保護基を表す）
で表されるアルキルチオグリコシドを活性化させ、活性化されたアルキルチオグリコシドとシアル酸を導入したい化合物をモレキュラーシーブスの存在下に反応させることを特徴とする糖誘導体へのシアル酸の導入方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
前記第１の発明の新規シアル酸供与体は、臭いの少ない長鎖アルカンチオールとシアル酸の完全保護体を反応することにより効率よく容易に合成されることから、従来のシアル酸供与体に比較して作業性が高い。また、このような新規シアル酸供与体の５位のＲＨＮ基をアミノ基に変換すれば、アジド体を得ることも可能となる。
【００１８】
また、前記第２の発明の方法により生成される新規シアル酸供与体は、アノマー混合物として得られるが、これらの分離は容易であることから、煩雑な精製工程を要しない。
【００１９】
さらに、前記第３の発明のシアル酸の導入方法では、新規シアル酸供与体を用いて糖鎖等のグリコシル化反応を行うが、いずれのアノマー（α体、β体）を使用した場合にも、α体が立体選択性高く得られる。したがって、利便性の高いシアル酸導入方法であるといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この出願の発明の新規シアル酸供与体は、次式（Ｉ）
【００２１】
【化７】
2005213195.tif 000005
【００２２】
で表されるものである。このとき、Ｒは長鎖アルキル基、具体的には、炭素数６〜１５の長鎖アルキル基である。また、Ｒ’は保護基を表し、Ａｃ（アセチル）、Ｂｚ（ベンゾイル）等のエステル系やＢｎ（ベンジル）等のアルキル系の保護基が例示される。中でもエステル系保護基が好ましい。
【００２３】
このような新規シアル酸供与体は、シアル酸の完全保護体、すなわち、次式（II）
【００２４】
【化８】
2005213195.tif 000006
【００２５】
で表されるアセトシアル酸メチルエステルと、アルキル基の長さがＣ６〜１５であるアルカンチオールを反応させることにより得られるものである。アルカンチオールとしては、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、ウンデカンチオール、ドデカンチオール、トリデカンチオール、テトラデカンチオール、ペンタデカンチオールが例示される。このとき、アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。
【００２６】
このような反応において、反応基質の濃度や反応温度、反応系の雰囲気等はとくに限定されないが、例えば、アセトシアル酸メチルエステル１当量に対してアルカンチオールを過剰量、具体的には1.2〜４当量加え、氷冷することができる。このとき、反応溶媒としてクロロホルム、ジクロロメタン、トルエン等の有機溶媒を使用してもよい。なお、アノメリックなＲ'Ｏ基を活性化し、アルカンチオールによる攻撃が起こりやすくするために、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネートや三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体等のルイス酸を加えることができる。中でも三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体は、安価で入手が容易なことから、好ましく用いられる。
【００２７】
以上のとおりの反応により、アセトシアル酸メチルエステルにおける２位のアノメリックなＲ'Ｏ基がアルキルチオ基に変換され、前記の新規シアル酸供与体が得られる。このような反応では、使用されるアルカンチオールのアルキル鎖長がＣ６〜１５と長く、臭いが少ないため、悪臭を有する硫黄化合物を使用する従来のシアル酸供与体に比べ、作業性がよい。
【００２８】
また、この出願の発明の新規シアル酸供与体は、アノマー混合物として生成されるが、洗浄、抽出、乾燥、カラムクロマトグラフィー等の一般的な精製工程を経て容易にα−アルキルチオグリコシドとβ−アルキルチオグリコシドに単離できる。α−アルキルチオグリコシドとβ−アルキルチオグリコシドの生成比は反応条件等によっても若干異なるが、通常β−アルキルチオ体が選択的に生成される。
【００２９】
以上のとおりのこの出願の発明の新規シアル酸供与体は、有機化合物や糖鎖にシアル酸を簡便に導入するために使用できるものである。具体的には、アルキルチオグリコシドと、シアル酸を導入したい化合物をモレキュラーシーブスの存在下に反応させることにより、該化合物にシアル酸を導入することができる。このとき、モレキュラーシーブスは反応系中に存在する水分を除去するものとして作用する。
【００３０】
また、このような反応においては、チオグリコシドを活性化する必要があるが、そのための試薬はとくに限定されない。例えば、Ｎ−ヨウドコハク酸イミドとトリメチルシリルトリフレートの組み合わせが適用できる。
【００３１】
なお、アルキルグリコシドは、α体、β体のいずれであってもよく、アノマー混合体であってもよい。
【００３２】
また、アルキルチオグリコシドと反応させる化合物は特に限定されず、各種のものが適用できる。シアル酸の導入は、保護されていないＯＨ基でのアルキルチオグリコシドとの縮合反応により起こる。つまり、シアル酸残基は、化合物とＯ原子を介して結合する。したがって、アルキルチオグリコシドと反応させる化合物は、水酸基を有するものとすることが望ましい。具体的には、グルコースＯＨ誘導体、ラクトースＯＨ誘導体等の糖鎖や、シクロヘキサノール等のアルコール類が例示される。シアル酸を導入する化合物が糖鎖の場合、単糖であっても、オリゴ糖や多糖であってもよく、アルコールの場合、その分子量や構造はとくに限定されない。
【００３３】
以下、実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００３４】
＜実施例１＞  メチル(5-アセトアミド-4,7,8,9-テトラ-O-アセチル-3,5-ジデオキシ-2-ラウリルチオ-α/β-D-グリセロ-D-ガラクト-2-ノヌロピラノシド)オネート（Methyl(5-acetoamido-4,7,8,9-tetra-O-acetyl-3,5-dideoxy-2-lauryl thio-α/β-D-glycero-D-galacto-2-nonulopyranoside)onate）（以下、化合物２αおよび化合物２βと示す）の合成
以下の反応式（Ａ）に従い、化合物２αおよび化合物２βを合成した。
【００３５】
【化９】
2005213195.tif 000007
【００３６】
まず、アセトシアル酸メチルエステル体（メチル 5-アセトアミド-2,4,7,8,9-ペンタ-O-アセチル-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-D-ガラクト-2-ノヌロピラノソネート；化合物１：非特許文献６の方法により合成）（5.6 g, 10.5 mmol）をジクロロメタン（60 mL）に溶解させ、ドデカンチオール（10.1 mL, 42.0mmol, 4 eq）を加えて氷冷した。
【００３７】
次に、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体（東京化成工業）（4.0 mL, 31.5 mmol, 3 eq）を滴下し、30分攪拌した。室温まで昇温させ、さらに3時間攪拌した。
【００３８】
反応液をクロロホルムにより希釈し、有機層を冷水、冷飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水により順次洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。この有機層をろ過し、ろ液を濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー［トルエン−酢酸エチル（1:2）、600 mL］により精製し、β−ラウリルチオ体（化合物２β）（4.3g, 59.2%）とα−ラウリルチオ体（化合物２α）（1.9g, 26.2%）をそれぞれ単離した。
【００３９】
化合物２αおよび２βの同定結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】
2005213195.tif 000008
【００４１】
＜実施例２＞  メチル O-(メチル 5-アセトアミド-4,7,8,9-テトラ-O-アセチル3,5-デオキシ-D-グリセロ-D-ガラクト-2-ノヌロピラノシロネート)-(2→6)-2,3,4-トリ-O-ベンジル-α-D-グリコピラノシド（Methyl O-(Methyl 5-acetoamido-4,7,8,9-tetra-O-acetyl3,5-deoxy-D-glycero-D-galacto-2-nonulopyranosylonate)-(2→6)-2,3,4-tri-O-benzyl-α-D-glcopyranoside）（以下、化合物７αおよび７β）の合成
次の反応式（Ｂ）に従い、化合物７αおよび化合物７βを合成した。
【００４２】
【化１０】
2005213195.tif 000009
【００４３】
化合物２β（390 mg, 0.58 mmol）とグルコース6-OH誘導体（化合物３）（130 mg, 0.28 mmol）をアセトニトリル（2.6 ml）に溶解し、そこにMS3A（260 mg）を加え、室温にて数時間攪拌した。この反応混合物を-35℃に冷却し、N-ヨードコハク酸イミド（260 mg, 1.15 mmol）およびトリメチルシリルトリフレート（21 μL, 0.12 mmol）を順次加え、同温において3時間攪拌した。
【００４４】
反応液をクロロホルムにより希釈し、セライトろ過を行った。ろ液を、冷飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1 Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水により順次洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。ろ過後、ろ液を濃縮し、残渣の精製をシリカゲルカラムクロマトグラフィー［トルエン−酢酸エチル(1:2), 60 mL］により行い、α-(2→6)結合した２糖誘導体（化合物７α）（160 mg, 61.1%）、β-(2→6)結合した２糖誘導体（化合物７β）（85 mg, 32.4%）をそれぞれ単離した。
【００４５】
同定結果を表２に示した。
【００４６】
【表２】
2005213195.tif 000010
【００４７】
＜実施例３＞  メチル(シクロヘキシル5-アセトアミド-4,7,8,9-テトラ-O-アセチル-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-D-ガラクト-2-ノヌロピラノシド)オネート（Methyl (cyclohexyl 5-acetoamido-4,7,8,9-tetra-O-acetyl-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-2-nonulopyranoside) onate）（以下、化合物８αおよび化合物８βとする）の合成
以下の反応式（Ｃ）に従い、化合物８αおよび化合物８βを合成した。
【００４８】
【化１１】
2005213195.tif 000011
【００４９】
化合物２β（180 mg, 0.27 mmol）をアセトニトリル（1.5 mL）に溶解し、さらにMS3A（120 mg）とシクロヘキサノール（化合物４）（14μL, 0.13 mmol）を加え、数時間攪拌した。反応混合物を-35℃に冷却し、N-ヨードコハク酸イミド（東京化成工業）（120 mg, 0.53 mmol）、トリメチルシリルトリフレート（9μL, 0.05 mmol）を順次加え、3時間、同温において攪拌した。
【００５０】
反応液をクロロホルムにより希釈し、セライトろ過を行った。ろ液を、冷飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1 Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水により順次洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。ろ過後、ろ液を濃縮し、残渣の精製をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製［トルエン−酢酸エチル（1:2）30 mL］により行い、α−シクロヘキシルグリコシド（化合物８α）（40 mg, 52%）、およびβ−シクロヘキシルグリコシド（化合物８β）（30 mg, 39%）をそれぞれ単離した。
【００５１】
同定結果を表３に示した。
【００５２】
【表３】
2005213195.tif 000012
【００５３】
＜実施例４＞  ベンジル[メチル(5-アセトアミド-4,7,8,9-テトラ-O-アセチル-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-D-ガラクト-2-ノヌロピラノシル)オネート]-(2→6)-O-(2,3,4-トリ-O-ベンジル-β-D-ガラクトピラノシル)-(1→4)-2,3,6-トリ-O-ベンジル-β-D-グルコピラノシド（Benzyl [Methyl (5-acetamido-4,7,8,9-tetra-O-acethyl-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-2-nonulopyranosyl)onate]-(2→6)-O-(2,3,4-tri-O-benzyl-β-D-galactopyranosyl)-(1→4)-2,3,6-tri-O-benzyl-β-D-glucopyranoside（以下、化合物９αおよび化合物９β）の合成
次の反応式（Ｄ）に従い、化合物９αおよび化合物９βを合成した。
【００５４】
【化１２】
2005213195.tif 000013
【００５５】
化合物２β（206 mg, 0.30 mmol）およびラクトース6'-OH誘導体（化合物５）（157 mg, 0.16 mmol）をアセトニトリル(1.5 mL)に溶解させ、そこにMS3A（150 mg）を加え、室温にて数時間攪拌した。この反応混合物を-35℃に冷却し、N-ヨードコハク酸イミド（137 mg、0.61 mmol）、トリメチルシリルトリフレート（11μL, 0.06 mmol）を順次加え、同温において三時間攪拌した。
【００５６】
反応液をクロロホルムにより希釈し、セライトろ過を行った。ろ液を、冷飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1 Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水により順次洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。ろ過後、ろ液を濃縮し、残渣の精製をシリカゲルカラムクロマトグラフィー［トルエン−酢酸エチル（1:1）, 40 mL］で精製し、α-(2→6)結合した３糖誘導体（化合物９α）（110 mg, 47.2%）およびβ-(2→6)結合した３糖誘導体（化合物９β）（84 mg, 36.1%）をそれぞれ単離した。
【００５７】
同定結果を表４に示した。
【００５８】
【表４】
2005213195.tif 000014
【００５９】
＜実施例５＞  2-(トリメチルシリル)エチル[メチル(5-アセトアミド-4,7,8,9-テトラ-O-アセチル-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-α-D-ガラクト-2-ノヌロピラノシル)オネート]-(2→3)-O-(2,6-ジ-O-ベンジル-β-D-ガラクトピラノシル)-(1→4)-2,3,6-トリ-O-ベンジル-β-D-グルコピラノシド（2-(Trimethylsilyl)ethyl [Methyl (5-acetamido-4,7,8,9-tetra-O-acethyl-3,5-dideoxy-D-glycero-α-D-galacto-2-nonulopyranosyl)onate]-(2→3)-O-(2,6-di-O-benzyl-β-D-galactopyranosyl)-(1→4)-2,3,6-tri-O-benzyl-β-D-glucopyranoside）（以下、化合物１０）
次の反応式（Ｅ）に従い、化合物１０を合成した。
【００６０】
【化１３】
2005213195.tif 000015
【００６１】
化合物２β（5.0 g, 7.2 mmol）とラクトース3', 4'-OH誘導体（3.2 g, 3.6 mmol）にMS3A（6.4 g）を加え、アセトニトリル（64 mL）に溶解して数時間攪拌した。反応液を-35℃に冷却し、N-ヨードコハク酸イミド（3.3 g, 14.5 mmol）とトリメチルシリルトリフレート（265 mL, 1.5 mmol）を順に加え、3時間攪拌した。
【００６２】
反応液をクロロホルムで希釈し、セライトろ過を行った。ろ液を、冷飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1 Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ液を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー［トルエン−酢酸エチル（1:1→0:1）, 500 mL］で精製し、α-(2→3)結合した３糖誘導体（2.7 g, 55.0 %）を得た。
＜実施例６＞
実施例１において合成された化合物２αを用いて、実施例２〜５のと同様の反応を行った。得られた生成物の収率および立体選択性を表５に示した。
【００６３】
【表５】
2005213195.tif 000016
【００６４】
以上より、この出願の発明の新規シアル酸供与体を用いることにより、化合物へのシアル酸の導入が、簡便に、収率および立体選択性高く進行することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上詳しく説明したとおり、この発明によって、強い悪臭を有する硫黄化合物を用いることなく、簡便な方法により高効率で糖鎖にシアル酸を導入する方法が提供される。