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リサイクル型フルオラス担体を用いた糖鎖合成の研究 日大生産工(院) ○

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Academic year: 2021

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(1)

リサイクル型フルオラス担体を用いた糖鎖合成の研究

日大生産工(院)  ○ 佐藤  愛    日大生産工    清水  正一

(財)野口研    後藤  浩太朗    水野  真盛

1  緒言

  糖鎖は細菌や毒素との接着,受精,ガン細胞 の転位,血液型の決定など様々な生命現象に深 く関わりを持つ。しかしながら,一般的に糖鎖 の合成は難しく,ペプチドや核酸のような自動 合成装置はいまだ市販されていない。そのため,

迅速かつ簡便な糖鎖合成法の開発が期待されて いる。

  フロリナート TM FC-72(n-C 6 F 14 )は水およびほ とんどの有機溶媒と混ざらずに三層を形成する。

この性質を利用し,Curran らによってフルオラ ス保護基を利用したフルオラス合成法が報告さ れた 1 。そこで,我々はフルオラス合成を用い た糖鎖の迅速合成の開発を行っている。現行の フルオラス合成法は,反応担体に合成ターゲッ トとなる化合物の種類に適した「リンカー」を結 合させて反応を行っている。しかし一部のアシ ル型リンカー以外は,担体から化合物の切り出 し工程においてリンカー部位が分解してしまい,

もはや再生再利用が非常に困難,もしくは不可 能となってしまう。従って一般的には反応後,

これらの反応担体は廃棄せざるをえない。

  本研究では簡便かつ効率的にリサイクルでき るフルオラス合成用反応担体の開発を行う。す なわち,フルオラス担体とリンカー部位とが,

比較的容易に切断できる結合様式(本研究では エステル結合)を有している反応担体の開発を 行い,さらに糖鎖合成に応用する(図 1)。

このようなフルオラス担体はリンカー部位と 結合後糖に導入し,目的の化合物へと変換した 後,糖鎖からリンカーと共に脱保護される。最

O O O

O O HO

HO O O

O

Linker F

O O

Linker F

F O

O

Linker F

再生 リンカー誘導体 グリコシル化

脱保護

リンカー 導入

糖鎖合成

HO

O O O

O O HO

HO OH

糖鎖

図 1 フルオラス担体の再生,再利用 後に,フルオラス担体はリンカー誘導体からの 脱離によって回収される。以上の方法により,

簡便な糖鎖合成と共に,目的とするフルオラス 担体のリサイクルが可能となることが期待され る。

2  実験

  化合物 1 に PyBOP, DIEA を用いて Tfp 基を導 入し,化合物 2(リサイクル型タグ)を得た。

次にリンカー部位を導入する。化合物 2 に DIC, DMAP を用いて Fmoc 基で保護したグリシンを 導入し,化合物 3 を得た。化合物 3 の Fmoc 基

を Piperidine で処理し,続けて化合物 5 と反応

させベンジル型フルオラス担体を得た(図 2)。

HO H N

NH

2

O OMpt HO

O N

N H

Tfp

Tfp

Gly

Tfp-OH

PyBOP, DIEA

HO N

N H

Tfp

Tfp

Fmoc-Gly-O N N H

Tfp

Tfp

H-Gly-O N

N H

Tfp

Tfp

novec-CH

2

Cl

2

r.t., 70%

novec-CH

2

Cl

2

-DMF r.t., 2 h, 94 %

novec-CH

2

Cl

2

-NMP r.t.,1.5 h (69%, 2 steps from 3)

ベンジル型フルオラス担体

1 2

3 4

Fmoc-Gly-OH DIC, DMAP

O 10 % Piperidine

in DMF FC-72, r.t., 1 h

5

DIEA

HO

リサイクル型タグ

図 2 ベンジル型フルオラス担体の合成

合成したベンジル型フルオラス担体を用いて 以下のような実験を行っている。

___________________________________________

Synthesis of Oligosaccharide Using a Recyclable Fluorous Support

Ai SATOH, Shoichi SHIMIZU, Kohtaro GOTO and Mamoru MIZUNO

(2)

(1) リサイクル型タグの回収

リサイクル型タグが回収できることを証明す るために,次のような実験を行った。ベンジル 型フルオラス担体とガラクトースのイミデート とをグリコシル化して化合物 6 を合成し,図 3 に示したようにリサイクル型タグ 2 の回収を行 った。

始めに化合物 6 の①の部分で接触還元を行い,

7 とリンカー誘導体 8 とを分液操作によって 分けた。次に化合物 8 の②の部分を NaOMe で 処理し,分液操作によってリサイクル型タグの 回収を行った。

O N

N H Tfp

Tfp H O

N O H3C

H O N O H3C

OMe

OH N

NH Tfp

Tfp

6

7

8

9

2

O

AcO AcO

AcOO OAc

O N

NH Tfp

Tfp H O

N O

O AcO AcO

AcO OH OAc

H

2

, Pd/C

NaOMe

図 3 リサイクル型タグの回収

(2) ベンジル型フルオラス担体上でのグリコシ ル化の検討

  あらかじめ合成したドナー16 とベンジル型 フルオラス担体とをグリコシル化し,これをア クセプターとしてベンジル型フルオラス担体上 での二級水酸基との反応性を確認する。

まずドナー16 の調製を行った(図 4)。

NaOMe MeOH, r.t., 5h, quant

NaH, BnBr DMF, 0

o

C, 15 h, 74 %

1) 80% aq. AcOH, 1 h 2) Pyr, Ac

2

O, 18 h (98 %, 2 steps from 8)

PhSH, BF

3

OEt

2

CH

2

Cl

2

, r.t., 35 min, 84 %

Fmoc-Cl Pyr, r.t., 23 h, 81 %

10 11

12

13 14

15 16

NaOMe MeOH, r.t., 30 h, 91 %

AcO AcO

AcO O O

O

HO HO

HO O

O O

BnO BnO

BnO O

O O

BnO BnO

BnO OAc

OAc

BnO BnO

BnO OAc

SPh

BnO BnO

BnO OH SPh

BnO BnO

BnO OFmoc SPh

図 4 マンノースを用いたドナーの合成 化合物 10 を出発原料とし,脱アセチル化,

ベンジル化により化合物 12 を得た。化合物 12

のオルソエステルを酢酸処理し,アセチル化, 1 位のチオグリコシド化を経て化合物 14 を得た。

最後に 2 位の脱アセチル化,Fmoc 化を行い,

目的とするドナー16 を得た。

次に化合物 16 とベンジル型フルオラス担体と のグリコシル化を行い, 化合物 17 を得た(図 5)。

さらに Fmoc 基の脱保護を行い,化合物 18 を 得た。

BnO BnO

BnO OFmoc SPh BnO

BnO BnO OFmoc

O N

NH Tfp

Tfp Gly

O NIS, TfOH O

EtOC4F9-CH2Cl2 r.t., 30 min, 63%

16

BnO BnO

BnO OH

O N

NH Tfp

Tfp Gly

O 10 % Piperidine in DMF O

FC-72, r.t., 1 h, quant

O N

NH Tfp

Tfp Gly

O HO

17

18

図 5 グリコシル化および脱保護 3 結果と考察

(1) 図 3 より,化合物 6 の①の部分で接触還元 を行い,分液操作によって有機層から糖 7(収率

98%),フルオラス層からリンカー誘導体 8 を得

た。さらに,化合物 8 の②の部分を NaOMe で 処理し,分液操作によってフルオラス層からリ サイクル型タグ 2 を収率 66%(2 steps from 6)で 回収することに成功した。(1)の実験から,図 1 に示した方法により,目的とするリサイクル型 タグの回収は可能であることが証明された。

(2) ドナー16 は化合物 10 を出発物質として七 段階の工程を経て得た。各工程において収率良 く合成された。さらに合成した化合物 16 とベ ンジル型フルオラス担体とをグリコシル化した ところ収率 63%で化合物 17 を得た。化合物 17 は糖の 2 位に Fmoc 基を有しているため,ほと んどがα結合である。次に Fmoc 基の脱保護を

Piperidine を用いて行ったところ,定量的に化

合物 18 が得られた。

今後は化合物 18 と化合物 16 とをグリコシル 化し,ベンジル型フルオラス担体上での二級水 酸基との反応性をドナーの当量を最適化しなが ら検討する予定である。

4 参考文献

1) D. P. Curran, et al., Science, 275, 823 (1997).

参照

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東京大学 大学院情報理工学系研究科 数理情報学専攻. [email protected]

FPSO

) ︑高等研

関西学院大学産業研究所×日本貿易振興機構(JETRO)×産経新聞

向井 康夫 : 東北大学大学院 生命科学研究科 助教 牧野 渡 : 東北大学大学院 生命科学研究科 助教 占部 城太郎 :

Doi, N., 2010, “IPR-Standardization Interaction in Japanese Firms: Evidence from Questionnaire Survey,” Working Paper, Kwansei