博 士 （ 薬 学 ） 在 原 僚 一
学 位 論 文 題 名
含 リ ン 脱 離 基 を 機 軸 とす る
2 ―アセトアミド―2 −デオキシ―p ―グ1J コシドの 構 築 法 お よ び 効 率 的 オ リ ゴ 糖 鎖 構 築 法 の 開 発
学 位 論 文 内 容 の 要 旨
近年、 細胞表層 に分布 する複合 糖質糖鎖 部が示 す生理学 的意義が明らかにされるにつ れ、糖 質合成の 根幹をな すグリ コシル化 反応の 開発が重 要な課題のーつとして注目され ている 。我々の 研究室で は、合 ルン脱離 基を組 み込んだ 糖供与体を用いる高立体選択的 グリコ シル化反 応の開発 を行っ てきた。筆者はその一環として2‑アセトアミド‑2‑デオキ シ糖供 与体を用 いるグリ コシル 化反応お よびシ リルエー テルに対する糖供与体の反応性 の差を 利用する 効率的合 成戦略 の開発を 行った 。
I． 玉 ス フZゴ ヒ 法 を 機 軸 と 空42‑7土 ヒZミ ピ‑2：i耋主 ン‑p‑2リ ヨ2上 の 直接 的 構 簒 2ーアセトアミド−2−デオキシ‑6―グリコシドを構築する際、2―アセトアミド‐2―デオキシ糖 供与 体を用 いる直接 法は最 も効率的 と考え られるが 、通常は オキサ ゾルンが 主生成物と して 得られ 目的のグ リコシドはほとんど得られないことが一般に知られている。筆者は、
反応 条件を 精査すれ ば本結 合様式を 直接構 築可能で はないか と考え 、検討を 開始した。
まず 、3、4っ6位を べンジ ル保護した糖供与体を用い、グルコース6位アルコールのグリコ シル 化反応 について 詳細な 反応条件 の検討 を行った 。その結 果、脱 離基とし てジエチル ホス ファイ トを組み 込んだ 糖供与体 を塩化 メチレン 中、−78°Cで 超強酸Tf2NHにより活 性化すると、反応はI時間以内に完結し、最も良い収率（73ワ。）でlB―グリコシドが得られ るこ とを見 出した。 続いて 、本グリ コシル 化反応の 汎用性を 示すた め、最適 化した条件 下、 種々の 糖供与体 と反応 性の異な る糖受 容体との 反応を行 った。 糖供与体 もしくは糖 受容 体を過 剰に用い る必要 はあるも のの、 ベンジル 基あるい はアセ チル基で 保護したグ ルコ 型およ びガラク ト型のホスファイトを用いた場合、4、6位をべンジリデンアセタール とし て保護 したガラ クト型 のホスフ ァイト を用いた 場合には 従来法 では困難 であった反 応性 の高い 第二級ア ルコー ルのグリ コシル 化も可能 であった 。本法 はオキサ ゾリニウム イ オ ン を 経 由 しな い で 進行 す る 本結 合 様 式 の直 接 的 構築 法 の 初め て の 例と な っ た。
2―，018拭匝描成四糖Q合成
2ーアセトアミド−2−デオキシ‑p−グリコシドの直接的構築法の応用研究として、筆者は 018抗 原 構 成 四糖 の 合 成を 行 っ た。018抗 原 は 、1997年 にWilkinsonらに よルバ クテリ アAcinetobacrer baumanniiの 血清グ ループ018関連 株から抽 出された りポ多糖であり、
N−アセ チルマン ノサミン、N―アセチルガラクトサミン、二つのガラクトースからなる分 岐 し た四 糖 の繰り 返し構造 である ことが示 された 。筆者は 、ManNAcl31→4Galユニ ット ‑ 634−
（糖 供与体） とGaINAcl3.1→3Galユニッ卜（糖受容体）をカップリングする収束的な合成 計I面のも と、合成 研究に 着手した 。ManNAc｜31→4Galユニットは、当研究室の津田が開 発した2ーアジド‐2―デオキシマンノシルホスファートを用いるp‐選択的なグリコシル化を 利用することで、高収率(88ワ。）かつ高立体選択的（Q：p＝8：92）に構築可能であった。ア ジ ド基 を ア セ トアミド 基へと変 換し、 還元末端1位 の脱保護 、ホスフ ァート への変換 を 経て 、二糖の 糖供与体 とした 。一方、GaINAcl31→3Galユニットの合成は筆者の開発した 直接 的構築法 を用いた 。3位をアセ チル基 、4，6位をべンジル基で保護したガラクトシル ホ スフ ァ イ ト とガ ラ ク トー ス3位ア ル コ ールとの 反応で は糖受容 体を3当量用 いる必要 はあるが、最適化した条件下、良好な収率（64％）でp‐グリコシドが得られた。予め糖受 容 体4位 に 組 み込 ん で おい たMPM基 を 脱保 護して 二糖の 糖受容体 とした 。合成し た二糖 ユ ニッ ト 同 士 のカップ リング反 応を検 討した結 果、TMSCI04を反応 剤とし て塩化ヌ チレ ン中 、O°Cで反 応を行 うと、目的の四糖が収率75 010で単一異性体として得られることを 見 出 し た 。 最 後 に 脱 保 護 を 行 い 、 018抗 原 構 成 四 糖 の 合 成 を 完 了 し た 。 3：2リ2kエ 二 乏2kt三 対 立 歪 反 応 性 の 差 空 垂 』 用 ヒ た 耋 ル ゴ 糖 鎖 構 簒 法(D囲 登 当 研 究 室で は 、 ホ スフ ァ ー トを 組 み込 んだべン ジル保 護糖供与 体をTMSOTfで 活性化 した場 合に、TMSエー テルの グリコシ ル化が ―78゜Cで進行す るのに 対し、同条件下、ホ ス ファ イ ト を組 み 込 ん だ糖 供 与 体に よ るグリコ シル化 は進行し ないこ とを見出 してい る。そ こで筆 者は、こ の知見 を二方向 伸張戦 略へと応 用すべく 検討を 開始した。はじめ に 、6位 水 酸基 をTBDPS基 で保 護 し たグ リ コ シル ホ ス ファ イ ト と6位 グリコシ ドアルコ ー ルの グ リ コシ ル 化 を 試み た と ころ 、‑50゜CでTMSOTfを 作用 さ せ ると、TBDPS基を 損 なうこ となく 、収率97ワ。で目的のグリコシドが得られた。生成物はそのままホスファー トとのグリコシル化に利用可能であり、直鎖型三糖を収率74010で合成することができた。
―一方、BF、．OEt，を反応剤としてTBSエーテルと遊離の水酸基を併せ持つ糖受容体をホス フ ァイ ト と 反応 さ せ る と、 二 糖 が収 率75%で得 られた 。TBSエ ーテル を持つニ 糖とホス ファー トのカ ップリン グはTMSOTf存 在下で 進行し、 分岐型三 糖を収 率％ワ。で与えた。
このよ うにシ1」ル エーテ ルに対す る糖供与 体の反応性の差を利用することにより、直鎖 型 及び 分 岐 型三糖 が効率よ く合成 できるこ とが明ら かとな った。な お、TBDPS工ーテ ル がグ1jコシル化 可能なこ とは本 法の特徴 であり 、適用範 囲を広 げるものと考えられる。
4．2弖シ口2上と！に合圭盤ろ四糖横造c効空的措簒
本合成戦 略の有 用性を実 証する ため、筆 者は殺 細胞活性 を示すサポニン・シラシロシ ドE―1に含 まれる 四糖構造 の合成 に着手し た。シ ラシ口シ ドEー1の構成四糖は分岐した 構造を持 つこと から、直 鎖型三 糖構築法 と分岐型 三糖構 築法を組み合わせた合成ルート を採 用す ること にした。 まず、3位をTBS基、2位を ピバロ イル基で 保護し 、脱離基 とし てホ スフ んイト を組み込 んだグル コース 糖供与体 を合成 して、ア ラピノ ース2位アルコ ールとの カップリング反応を検討した。その結果、反応剤としてB F3'OEt2を用いるとTBS エー テル を損な うことな く、収率80%で 立体選択 的に二 糖が得ら れた。 ピバ口イ ル基を 脱 保護 し た 後、 ベ ン ゾイ ル 基 で保 護 し た ラム ノ シ ルホ ス フ ァイ ト をTBSOTf存 在 下、
140°Cで反 応させる ことによ り、収 率(6I o/o)には 問題を残 したが、三糖を構築するこ とが で き た。 最 後 に三 糖 のTBSエ ー テル をTMSOTf存 在 下 、ベ ンゾイ ル基で保 護したホ スファー トとカップリングさせ、収率81ワ。で立体選択的に四糖を得た。以上のように、
シリルエ ーテル に対する 糖供与 体の反応 性の差を 利用す る本合成戦略では、保護基の着 脱工 程 を 最小 限 に 抑え ら れ るこ とか ら、短工 程での 多糖合成 を可能に する。 さらに、
¨armed‑disarmed 糖供与体概念等と組み合わせることで、多様な枝分かれパターンを持つ
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様々なオリゴ糖鎖の効率的合成が実現できるものと期待される。
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学 位 論 文 審 査 の 要 旨 主査
副査 副査 副査
教授 教授 准教授 准教授
橋本俊一 松田 彰 南川典昭 中村精一
学 位 論 文 題 名
含 リ ン 脱 離 基 を 機 軸 と す る
2 ーアセトアミド−2 ―デオキシ―p ーグリコシドの 構 築 法 お よ び 効 率 的 オ リ ゴ 糖 鎖 構 築 法 の 開 発
本 論文 は、ホスファイト法を機軸とする2―アセトアミド―2−デオキシ−p―グリコ シ ド の 直 接 的 構 築 法 お よ び シ リ ル ェ ー テ ル に 対 す る 糖 供 与 体 の 反 応 性 の 違 い を 利 用 し た 効 率 的 オ リ ゴ 糖 鎖 構 築 法 の 開 発 に 関 す る 論 文 で あ る 。 糖 鎖 合 成 の 基 盤 と な る グ リ コ シ ル 化 反 応 の 開 発 は 、1980年 以 降 、 目 覚 ま し い発 展を 遂げ てき た。
著 者 の 研 究 室 で も 種 々 の 含 リ ン 脱 離 基 を 開 発 し 、 様 々 な 結 合 様 式 を 高 収 率 か っ 高 立 体 選 択 的 に 構 築 可 能 な グ リ コ シ ル 化 反 応 を 開 発 し て き た 。 し か し 、 未 だ に 構築 に問 題を 残す 結合 様式 も 存在 し、2‑アセトアミド．2− デオキシ−p一グリコシド 結 合 もそ のー つで ある 。本 結合 は2一 アセ トア ミド ー2ーデ オ キシ 糖供 与体 を用 いて 直 接 構 築 し よ う と す る と オ キ サ ゾ リ ン が 主 生 成 物 と し て 得 ら れ 、 目 的 の グ リ コ シ ド を 収 率 良 く 得 る こ と は 困 難 な こ と が 知 ら れ て い る 。 ま た 新 規 グ リ コ シ ル 化 法 の 開 発 と と も に 、 保 護 基 の 着 脱 や 脱 離 基 の 導 入 に 多 大 な 労 カ を 要 す る 糖 鎖 合 成 を 効 率 的 に 行 う べ く 様 々 な 合 成 戦 略 が 開 発 さ れ て き た 。 異 な る 戦 略 を 組 み 合 わ せ て 用 い る こ と で 合 成 の 更 な る 効 率 化 が 可 能 に な る た め 、 新 た な 戦 略 の 開 発 が 望 ま れ て い る 。 こ の よ う な 背 景 の 下 、 著 者 は 冒 頭 に 述 べ た 新 規 グ リ コ シ ル 化 法お よび 合成 戦略 の開 発研 究 に着 手し た。
ま ず著 者は、3，4，6位をベン ジル基で保護した2―アセ卜 アミド―2―デオキシ糖供 与 体 を 用 い 、 グ ル コ ー ス6位 ア ル コ ー ル の グ リ コ シ ル 化 反 応 に つ い て 反 応 条 件 の 検 討 を 行 っ た 。 そ の 結 果 、 脱 離 基 と し て ジ ェ チ ル ホ ス フ ァ イ ト を 組 み 込 ん だ 糖 供 与 体 を 塩 化 ヌ チ レ ン 中 、‑78 aCで 超 強 酸Tf2NHを 用 い て 活 性 化 す る と 、 反 応 は1時 間以 内に 完結 し、 良好 な 収率(73ワ。 ）でl3― グリ コ シド が得 られ るこ とを 見 出 し た 。 ま た 、 本 法 が オ キ サ ゾ リ ニ ウ ム イ オ ン を 経 由 し な い で 進 行 す る 直 接
法として初めての例であることを示した。
次 に著 者 は 、本 法 の応 用 研 究と して りポ多糖018抗原の構 成四糖の 合成を行 っ た 。018抗 原 は、N‑アセ チ ル マン ノサミ ン、N‑アセ チルガラ クトサミ ン、二 つ の ガ ラ ク ト ー ス か ら な る 分 岐 し た 四 糖 の 繰 り 返し 構 造 をも つ 。著 者 は 、 ManNAcl31→4Galユ ニ ット （ 糖 供与 体 ）とGaINAcl31→3Galユ ニッ ト（糖受 容 体 ）をカッ プリング する収束的な合成計画のもと、合成研究に着手した。まず、
GaINAcl31→3Galユ ニ ット は 著 者の 開発 した直接的 構築法を 用いて効 率的に合 成 し 、 続い て 別途 合 成 したManNAcl31→4Galユニッ トとのカ ップリン グ反応の 検 討 を行 った。そ の結果、TMSCIOユを反応剤 として塩 化ヌチレ ン中、0°Cで反 応 を行うと 、目的の 四糖が収 率75010で単一 異性体とし て得られることを見出し た 。 最 後 に 脱 保 護 を 行 い 、 018抗 原 構 成 四 糖 の 合 成 を 完 了 し た 。 著 者 の 研 究 室 で は ホ ス フ ァ ー ト を 組 み 込 ん だ べ ン ジ ル 保 護 糖 供 与 体 を TMSOTfで 活性 化 した 場 合 に、TMSエ ーテ ル のグ リ コ シル 化 が―78°Cで進行す る の に対 し、同条 件下、ホ スファイト を組み込 んだ糖供 与体によ るグリコ シル 化 は 進行 しないこ とを見出 している。 そこで著 者は、こ の知見を 糖鎖の二 方向 伸 張 戦 略へ と 応用 す べ く検 討 を 開始 し た。 は じ めに 、6位 水酸 基 をTBDPS基で 保 護 し たグ リ コシ ル ホ スフ ァ イ トと6位グリコ シドアル コールの グリコシ ル化 を 試 み たと こ ろ、 ―50 0CでTMSOTfを 作 用さ せ る と、TBDPS基 を 損なうこ とな く 、収率97u/oで 目的のグ リコシド が得られ た。生成物 はそのままホスファート と の グ リコ シ ル化 に 利 用可 能 で あり 、直鎖型 三糖を収 率74%で合成 すること が で き た。 一方、BF3'OEtっ を反応剤 としてTBS工ー テルと遊 離の水酸 基を併せ 持 つ 糖 受 容体 を ホス フ ん イト と 反 応さ せ ると 、 二 糖が 収 率75%で 得ら れた。TBS 工 一 テ ル を 持 つ 二 糖 と ホ ス フ ァ ー ト の カ ッ プ リ ング はTMSOTf存 在 下で 進 行 し 、分岐型 三糖を収 率96u/oで与え た。以上 のように、 著者はシリルエーテルに 対 す る糖 供与体の 反応性の 差を利用す ることに より、直 鎖型及び 分岐型三 糖が 効率よく合成できることを明らかにした。
最 後に著 者は、本 合成戦略 の応用研究 として殺 細胞活性 を示すサ ポニン・ シ ラ シ 口シ ドE―1に含 まれる分 岐した四糖 の合成を 行ない、 直鎖型三 糖構築法 と 分 岐型三糖 構築法を 組み合わ せた合成 戦略を用い ると、四糖がわずか4工程（収 率38c70)で立体選択的に構築可能なことを見出した。
以上、著者はホスファイトを組み込んだ2一アセ卜アミドー2−デオキシ糖供与体 を用いる2―アセトアミド―2―デオキシ−p―グリコシドの直接的構築法を開発し、
018抗 原構成四 糖の構築 に応用す ることに より本反応 の有用性を示した。また、
含 リ ン脱 離基を組 み込んだ 糖供与体の シリルエ ーテルに 対する反 応性の差 に着 目 し、糖鎖 のニ方向 伸長戦略へと展開した。さらに、本戦略をシラシ口シドE．I に 含 まれ る四糖の 合成に応 用し、本戦 略が効率 的オリゴ 糖鎖合成 に向けた 強カ な 手 法の ーっとな る可能性 を示した。 これらの 結果は、 糖鎖の化 学合成に おけ る含リン脱離基法の更なる有用性を示すものである。
従 って、 審査委員 会は在原 僚一氏の論 文が博士 （薬学） の学位を 受けるの に 十分値するものと認めた。
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