生物由来の色素および毒の化学的研究
平成１６年度
犀川陽子
Abbreviation
本 論 文 に お い て 以 下 に 示 す 略 号 を 用 い た 。
Ac acetyl
n-Bu normal-butyl t-Bu, tertiary-butyl BPO benzoyl peroxide calcd calculated
cfu colony formation unit CM carboxymethyl
COSY 1H-1H correlation spectroscopy CSA 10-camphorsulfonic acid
DDQ 2,3-dichloro-4,6-dicyano-1,4,-benzoquinone DEAE N,N-diethylaminoethyl
DMF N,N-dimethylformamide DMSO dimethylsulfoxide
DSS 3-(trimethylsilyl)-propanesulfonic acid, sodium salt EI electron impact
ESI electron spray ionization ESR electron
Et ethyl
FAB fast atom bombardment
HMBC heteronuclear multiple bond connectivity HMQC heteronuclear multiple quantum coherenece IR infrared absorption
J coupling constant LC liquid chromatography lit. literature
Me methyl
MeCN acetonitrile MeOH methanol
PDC pyridinium dichromate Pd-C palladium on activated carbon
Ph phenyl
PTLC preparative thin layer chromatography QAE quanternary aminoethyl
rt room temperature
TBS tertiary-butyldimethylsilyl TBAF tetrabutylammonium fluoride
TBAOH tetrabutylammonium hydroxide TEMPO 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy TFA trifluoroacetic acid
Tf trifluoromethanesulfonyl THF tetrahydrofuran
TLC thin layer chromatography
TMEDA N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine TMS trimethylsilyl, tetramethylsilane
UV, UV/vis ultraviolet-visible
目 次
緒 論 1
本 論
第 1 章 カエンタケの毒 成 分 の探 索
第 1 節 概 要 3
第 ２ 節 カ エ ン タ ケ の 培 養 液 か ら の 毒 成 分 の 単 離 と 構 造 決 定 4 第 ３ 節 カ エ ン タ ケ 子 実 体 か ら の 毒 成 分 の 単 離 と 構 造 決 定 10
第 ４ 節 Satratoxin H の 立 体 配 置 14
第 2 章 ロクショウグサレキン属 の色 素 xylindein 類 の構 造 と化 学 的 性 質
第 １ 節 概 要 16
第 ２ 節 Xylindein の 絶 対 立 体 配 置 の 決 定 19
第 ３ 節 Xylindein 類 縁 体 の 探 索 22
第 ４ 節 Xylindein 誘 導 体 の 自 己 酸 化 還 元 反 応 26
第 3 章 カバの汗(分 泌 物)に含 まれる色 素 の化 学 的 研 究
第 １ 節 概 要 35
第 ２ 節 カ バ の 汗 の 採 取 お よ び 色 素 の 抽 出 36 第 ３ 節 色 素 の 分 離 精 製 と 赤 色 色 素 32 の 構 造 解 析 37
第 ４ 節 赤 色 色 素 32 の 化 学 誘 導 41
第 ５ 節 赤 色 色 素 hipposudoric acid (32)の 合 成 46
第 １ 項 合 成 計 画 46
第 ２ 項 フ ル オ レ ン 38 の 合 成 48
第 ３ 項 Hipposudoric acid (32)の 合 成 51
第 ６ 節 橙 色 色 素 33 の 単 離 と 構 造 決 定 54
第 ７ 節 色 素 の 互 変 異 性 と 水 溶 液 中 の 構 造 58
第 ８ 節 汗 の 性 質 と 機 能 64
総 括 68
実 験 編 71
緒 論
自 然 界 に は さ ま ざ ま な 有 機 化 合 物 が 存 在 し て い る 。 そ れ ら は 各 々 の 生 態 系 に お い て の 機 能 を 持 っ て い る と 考 え ら れ る が 、我 々 は 常 々 人 間 と 関 わ り の あ る 化 合 物 に 注 目 し 、 そ の 化 合 物 の 構 造 を 探 り 、 人 間 の 生 活 へ の 有 用 性 を 求 め て 研 究 を 進 め て い る 。 今 回 研 究 対 象 と し て 、 猛 毒 キ ノ コ で あ る カ エ ン タ ケ の 毒 成 分 、 青 い キ ノ コ で あ る ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン 類 の 色 素 、 カ バ の 汗 に 含 ま れ る 赤 色 色 素 の 3 つ を 選 ん だ 。 実 際 に 我 々 に 直 接 関 わ る の は カ エ ン タ ケ に 含 ま れ る 致 死 毒 で あ り 、 青 い キ ノ コ で あ る ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン お よ び カ バ の 赤 い 汗 の 色 素 は 我 々 の 生 活 に 関 わ る 有 用 性 に 直 結 し て い る も の で は な い 。 し か し 、 こ の 3 つ の 研 究 の 対 象 と な っ た 化 合 物 は い ず れ も 稀 少 な 試 料 か ら 得 ら れ る 物 質 も し く は 不 安 定 物 質 で あ り 、 そ の 抽 出 、 単 離 方 法 自 体 に 新 し い 方 法 を 用 い て 研 究 を 進 め 、 新 規 の 骨 格 、 新 規 な 化 学 的 性 質 を 発 見 す る こ と が で き た 。 こ れ は そ の 物 質 が 担 っ て い る 生 体 で の 役 割 を 解 明 す る 手 掛 か り に な る と 共 に 、 我 々 が 恩 恵 に 預 か る こ と の で き る 新 し い 化 学 物 質 と し て の 価 値 を 見 出 す 可 能 性 に 繋 が る と 考 え て い る 。
カ エ ン タ ケ(Podostroma cornu-damae)は ニ ク ザ キ ン 科 ツ ノ タ ケ 属 の 子 嚢 菌 類 の キ ノ コ で 、 そ の 名 の 通 り 炎 の よ う な 色 形 を し た 猛 毒 キ ノ コ で あ る 。 日 本 と ジ ャ ワ に 生 息 す る が 希 少 種 で あ り 、 数 年 前 ま で は こ の キ ノ コ に よ る 中 毒 例 は ２ 件 し か 報 告 さ れ て い な か っ た が 、 そ の 中 毒 症 状 は 発 熱 、 嘔 吐 な ど の キ ノ コ 中 毒 に よ く 見 ら れ る 症 状 に 加 え 、 脱 毛 、 小 脳 萎 縮 に よ る 運 動 障 害 な ど 特 異 な も の で あ っ た 。1999 年 、 新 潟 県 で 、 ５ 人 の カ エ ン タ ケ 摂 食 に よ る 中 毒 事 故 が お き た 。こ の 時 1 人 は 1g 程 度 を 誤 食 し 、２ 日 後 に は 循 環 器 不 全 、呼 吸 器 不 全 、肝 不 全 、腎 不 全 、脳 障 害 か ら シ ョ ッ ク 状 態 に な り 死 亡 し た 。 ま た 、2000 年 に は 群 馬 県 で 1 人 が 同 様 の 症 状 で 死 亡 し た 。こ の よ う に カ エ ン タ ケ は 他 の キ ノ コ に 類 を 見 な い 高 い 致 死 活 性 と 特 異 な 症 状 を 引 き 起 こ し て い る が 、 毒 成 分 は 全 く 未 知 で あ る こ と か ら 早 急 な 調 査 が 必 要 で あ っ た 。
こ の よ う な 背 景 か ら 、カ エ ン タ ケ を 入 手 し 、一 部 は 培 養 し た の ち 培 養 液 を 分 離 精 製 、 ま た 一 部 は 子 実 体 を そ の ま ま 分 離 精 製 し 、 培 養 液 か ら 3 種 、 子 実 体 か ら 新 た に 3 種 の 系 ６ 種 の マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 を 単 離 、 構 造 決 定 し た 。 こ れ ら の マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 は そ れ ぞ れ マ ウ ス 1匹 当 た り 0.5 mgで 致 死 活 性 を 示 し た 。
ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン 類(Chlorociboria sp.)は ズ キ ン タ ケ 科 ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン 属 の キ ノ コ で 、 こ の 菌 糸 お よ び 子 実 体 は 深 い 緑 青 色 を し て お り 、 こ の 菌 の 着 生 し た 材 は 緑 青 色 に 腐 食 さ れ る 。 こ の 青 色 色 素 は 青 色 と い う 珍 し さ か ら 200 年 以 上 前 か ら 化 学 者 の 注 目 を 集 め て き た が 、 溶 解 性 の 悪 さ や 、 特 異 な 化 学 的 性 質 に よ っ て そ の 構 造 を 定 め る に は か な り の 時 間 を 要 し た 。こ の 青 色 色 素 主 成 分 は ナ フ ト キ ノ ン 系 色 素 xylindein で あ る 。Xylindein は 1965 年 、 ２ つ の グ ル ー プ に よ っ て そ れ ぞ れ 平 面 構 造 が 決 定 さ れ た 。 ま た 、 化 学 的 性 質 と し て 自 己 酸 化 還 元 な ど 興 味 深 い 現 象 が 報 告 さ れ て い る が 、 そ の 扱 い の 難 し さ か ら か 、詳 し い 証 明 な ど は な さ れ て い な い 。今 回 、ま ず xylindein を 化 学 誘 導 し て 得 ら れ た 化 合 物 の X 線 結 晶 構 造 解 析 に よ り 、 こ れ ま で 未 知 で あ っ た 絶 対 立 体 配 置 を(S,S)と 決 定 し た 。 ま た 、 粗 抽 出 物 か ら 数 種 の 類 縁 体 を 単 離 、 構 造 決 定 し た 。 さ ら に 、xylindein 類 の 化 学 的 性 質 と し て 、dimethylxylindein の 不 均 化 反 応 を 見 出 し
1
た 。
カ バ(Hippopotamus amphibius)は 血 の よ う に 赤 い 汗 を か く と 言 わ れ て い る 。し か し 厳 密 に は カ バ に は 汗 腺 に 相 当 す る も の は な く 、 汗 と は 全 く 異 な る 粘 液 を 分 泌 す る 腺 が 皮 膚 上 に 点 在 し て い る 。こ の 汗(分 泌 物)は 分 泌 さ れ た 直 後 は 無 色 透 明 で す ぐ に 真 っ 赤 に 変 わ り 、 そ の 後 褐 色 と な る 。 こ の 汗 は カ バ の 皮 膚 を 紫 外 線 、 細 菌 、 お よ び 乾 燥 か ら 保 護 し て い る と 言 わ れ て い る が 詳 し い 研 究 は さ れ て い な い 。
今 回 、 こ の 色 の 変 化 に 対 応 す る 赤 色 色 素 に 注 目 し 、 単 離 、 構 造 決 定 を 目 的 と し て 研 究 を 行 っ た 。 上 野 動 物 園 と の 共 同 研 究 で 汗 を 採 取 し 、 不 安 定 な 赤 色 色 素 を 単 離 、 構 造 決 定 し た 。 赤 色 色 素 お よ び 共 に 存 在 す る 橙 色 色 素 は 酸 化 度 の 高 い 新 規 フ ル オ レ ン で あ っ た 。 赤 色 色 素 の 厳 密 な 異 性 体 構 造 に つ い て は 合 成 化 学 的 手 法 や 類 縁 体 の 構 造 解 析 を 通 し て 決 定 し た 。 さ ら に 色 素 の 化 学 合 成 、 カ バ の 皮 膚 上 で の 機 能 を 探 る た め の 活 性 試 験 な ど の 研 究 を 行 っ た 。
以 上 の 3 つ の 研 究 に つ い て 本 論 に て 詳 し く 述 べ る 。
本論
第１章
カエンタケの毒 成 分 の探 索
第 １節 概 要
カ エ ン タ ケ(Podostroma cornu-damae)は ニ ク ザ キ ン 科 ツ ノ タ ケ 属 の 子 嚢 菌 類 の 毒 キ ノ コ で 、 そ の 名 の 通 り 炎 の よ う な 色 形 を し て い る 。 本 菌 は 日 本 と ジ ャ ワ で 生 息 が 確 認 さ れ て い る が 、 稀 少 種 で あ り 、 数 年 前 ま で こ の キ ノ コ の 摂 食 に よ る 中 毒 例 は ２ 件 し か 報 告 さ れ て い な か っ た 4。こ の 中 毒 症 状 は 発 熱 、嘔 吐 な ど の キ ノ コ 中 毒 に よ く 見 ら れ る 症 状 に 加 え 、 脱 毛 、 小 脳 萎 縮 に よ る 運 動 障 害 な ど 、 特 異 な も の で あ っ た 。
近 年 、 温 暖 化 に よ り 異 常 繁 殖 し た た め か 、 カ エ ン タ ケ の 摂 食 に よ る 中 毒 事 故 が 相 次 い で 4 件 起 き 、う ち 2 件 で は 中 毒 死 亡 者 が 出 た 4-7。1999 年 に は 新 潟 県 で 、５ 人 が カ エ ン タ ケ を 酒 に 浸 し て 食 べ る な ど し て 1 人 が 死 亡 し た 。 死 亡 し た 患 者 が 誤 食 し た カ エ ン タ ケ の 量 は 1g 程 度 で あ っ た が 、 食 後 30 分 後 か ら 腹 痛 、 悪 寒 、 頭 痛 、 手 足 の し び れ 、 嘔 吐 、下 痢 が 始 ま り 、3 日 目 に は 循 環 器 、呼 吸 器 お よ び 腎 不 全 と な り 、脳 障 害 を 起 こ し 、 シ ョ ッ ク 状 態 に な っ て 死 亡 し た 。2000 年 に は 群 馬 県 で ベ ニ ナ ギ ナ タ タ ケ と 間 違 え て 摂 食 し 、3 日 後 に 腎 不 全 、肝 不 全 を 併 発 し て 死 亡 し た 。回 復 し た 患 者 も 運 動 障 害 、言 語 障 害 に 加 え て 脱 毛 、 顔 面 脱 皮 が 見 ら れ た 。 こ れ ら の 毒 性 を 調 べ る た め に 東 京 都 立 衛 生 試 験 所 で は カ エ ン タ ケ 子 実 体 を マ ウ ス に 経 口 投 与 し た が 、24 時 間 観 察 し て も 異 常 は 見 ら れ な か っ た た め 、 毒 成 分 の 特 定 は で き て い な か っ た 4。
中 毒 事 故 を 引 き 起 こ す キ ノ コ は 多 種 に 渡 る が 、 死 亡 事 故 に 至 る も の は 数 種 で あ る 8。 し か し 、 カ エ ン タ ケ が 引 き 起 こ す 特 異 な 中 毒 症 状 は こ れ ら の ど れ に も 当 て は ま ら ず 、 非 常 に 強 い 毒 成 分 を 含 む こ と か ら 早 急 な 調 査 が 必 要 で あ っ た 。
こ の よ う な 背 景 か ら 、 カ エ ン タ ケ を 入 手 し 、 一 部 は 培 養 し た の ち 培 養 液 を 分 離 、 ま た 一 部 は 子 実 体 を そ の ま ま 分 離 精 製 し 、 こ の 強 力 な 毒 の 本 体 を 明 ら か に す る こ と に し た 。
第 ２節 カエンタケ培 養 液 からの毒 成 分 の単 離 と構 造 決 定
新 潟 お よ び 北 海 道 で 採 取 さ れ た カ エ ン タ ケ 数 本 を ご 恵 与 い た だ い た 。 カ エ ン タ ケ は 稀 少 で あ る の で 、 ま ず 弘 前 大 学 で 共 同 実 験 者 に よ り 培 養 が 行 わ れ た 。 シ ョ 糖 、 芋 シ ョ 糖 、 ブ ド ウ 糖 を 培 養 養 分 と し て 培 養 し た 培 養 ろ 液 を 濃 縮 し 、 黄 褐 色 固 体 を 得 た 。 こ れ を 生 理 食 塩 水 に 溶 解 し 、 マ ウ ス 一 匹(体 重 25 - 30 g)当 た り 40 mg ず つ 腹 腔 内 注 射 し た と こ ろ 、 い ず れ の 条 件 で の 培 養 ろ 液 に も 致 死 活 性 が 見 ら れ た 。
次 に こ の 黄 褐 色 固 体 を 水 に 溶 解 し 、 ヘ キ サ ン 、 ジ エ チ ル エ ー テ ル で 順 次 抽 出 し た 。 ヘ キ サ ン 層 を 濃 縮 し て 得 ら れ た 粗 抽 出 物 の 1H NMR ス ペ ク ト ル は 、 共 役 オ レ フ ィ ン と 1,1-二 置 換 オ キ シ ラ ン に 特 徴 的 な シ グ ナ ル を 示 し た 。含 有 量 が 多 く 、安 定 で あ っ た 主 成 分 1 を 、シ リ カ ゲ ル ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー（ ヘ キ サ ン : 酢 酸 エ チ ル = 1 : 1）で 単 離 し た 。 1 の 重 ク ロ ロ ホ ル ム 中 の 1H お よ び 13C NMR ス ペ ク ト ル 、H-H COSY、HMQC、HMBC の 各 ス ペ ク ト ル 解 析 に よ っ て 、α,β-不 飽 和 エ ス テ ル 、α,β,γ,δ-不 飽 和 エ ス テ ル 、1,1,-二 置 換 オ キ シ ラ ン の 部 分 構 造 と 共 に 高 度 に 縮 環 し た エ ー テ ル 部 分 の 存 在 が 明 ら か に な っ た が 、 構 造 決 定 に は 至 ら な か っ た 。 ま た 、FAB マ ス ス ペ ク ト ル か ら 計 算 さ れ る 分 子 量 514 と NMR ス ペ ク ト ル の 結 果 を 合 わ せ て 考 え る と 、水 酸 基 が 1 つ 存 在 す る は ず で あ っ た が 、 水 酸 基 の プ ロ ト ン シ グ ナ ル は 認 め ら れ な か っ た 。
以 上 の 構 造 情 報 を 元 に 類 似 の 構 造 を 検 索 し た と こ ろ 、 カ ビ 毒 と し て 有 名 な マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 で あ る と 推 定 さ れ た 9,10。マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 は 高 度 に 縮 環 し た ジ オ ー ル で あ る verrucarol部 分 と verrucarolに 二 箇 所 で エ ス テ ル 結 合 し て い る 不 飽 和 ジ カ ル ボ ン 酸 か ら 成 る 構 造 が 特 徴 的 で あ る 。1 の 部 分 構 造 解 析 で 構 造 決 定 に 至 ら な か っ た 縮 環 部 分 は verrucarol に 相 当 し た 。 マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 に お け る verrucarol 部 分 は 、 幾 つ か の 例 外 を 除 け ば ほ と ん ど の 場 合 Figure 1 に 示 す 構 造 で あ り 、 逆 の 絶 対 立 体 配 置 を 持 つ も の は 得 ら れ て い な い 。 一 方 、 ジ カ ル ボ ン 酸 部 分 は 非 常 に 多 様 性 に 富 ん で い る 。 ６’位 と 13’位 の 間 で 開 裂 し て 、 炭 素 数 29と な っ た verrucarin 類 、 開 裂 し て い な い 炭 素 数 31 の roridin 類 に 大 き く 分 け ら れ て い る 。 こ れ ら 多 種 の マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 の 構 造 と 比 較 し て 、 今 回 単 離 し た 1 は roridin E類 で あ る こ と が わ か っ た(Figure 1, Table 1)11-15。
O
O O
O
O
H H O
O
OH
O
OH HO
H H O
roridin E : 6'R,13'R isororidin E : 6'S,13'S epiroridin E : 6'R,13'S epiisororidin E : 6'S, 13'R
6' 13'
verrucarol
Figure 1
7' 8' 4 2
13
7 14 11
15 16
3 10
9 8
12
10' 9'
14' 2'
4' 5' 12'
5 6
11' 1'
1
3'
4
Table 1. 1H NMR data of compound 1 and roridin E
1 (300 MHz, CDCl3, TMS=0) roridin E1 5 ) (300 MHz, CDCl3, TMS=0) position ppm (mult, J (Hz)) ppm (mult, J (Hz))
2 3.85 (d, 4.9) 3.8 (m)
3 ~2.50 (m) 2.5 (m)
2.53 (m) 2 (m)
4 6.22 (dd, 8.3, 4.0) 6.22 (dd, 8, 4) 7, 8 ~2.02 (m) 2 (m)
10 5.48 (brd, 4.3) 5.5 (d, 5) 11 3.90 (d, 4.3) 3.7 (m)
13 2.82 (d, 4.1) 3.0 (AX, 4)
3.14 (d, 4.1)
14 0.79 (s) 0.82 (s)
15 3.94 (d, 12.0) 4.15 (AX, 12) 4.32 (d, 12.0)
16 1.71 (br s) 1.75 (s)
2' 5.96 (br) 5.98 (s)
4' ~2.50 (m) 2.4-2.7 (m)
5' ~3.56 (m) 3.5-4.0 (m)
7' 5.90 (dd, 15.4, 3.2) 5.7-6.0 (m) 8' 7.52 (dd, 15.4, 11.4) 7.53 (dd, 15, 11) 9' 6.58 (dd, 11.4, 11.4) 6.58 (t, 11) 10' 5.75 (d, 11.4) 5.75 (d, 11)
12' 2.27 (d, 1.4) 2.30 (d, 1.5)
13' 3.64 (q, 6.1) 3.7 (q, 6)
14' 1.20 (d, 6.1) 1.22 (d, 6)
13’-OH not detected (br)
な お 、roridin E の 文 献 15に お い て も 1H NMR ス ペ ク ト ル 上 13’位 の 水 酸 基 の シ グ ナ ル は 観 察 さ れ て い な い 。ス ペ ク ト ル 上 で は 1.5〜2.5 ppm に 非 常 に 広 い ブ ロ ー ド ピ ー ク が 広 が っ て お り 、13’位 の 水 酸 基 の シ グ ナ ル は 水 の シ グ ナ ル と 重 な っ て ブ ロ ー ド ピ ー ク
Table 2 13C NMR chemical shifts14) and optical rotations of epimers of roridin E compounds δ 13C/ppm
C-7' C-8' ∆ δ of C7'/C8' ( ppm)
roridin E isororidin E epiroridin E epiisororidin E
138.1 126.6 135.2 131.0 137.8 126.8 134.7 131.0
11.5 4.2 11.0 3.7
1 138.0 126.5 11.5
[α]D (CHCl3)
+0.70 (c 1.8, 30 oC)14a) -29.2 (c 1.5, 30 oC)14a) -24+2 (c 0.8, 25 oC)14a) -22 (c 0.38, 22.5 oC)
-65.1 (24 oC)14c)
1は 1 Lの カ エ ン タ ケ 培 養 液 を ヘ キ サ ン で 抽 出 し 、濃 縮 し た 粗 抽 出 物 28 mgか ら 22.1 mg 得 ら れ た 。ヘ キ サ ン 層 で は 圧 倒 的 な 主 成 分 で あ る 。ヘ キ サ ン 層 の 成 分 を さ ら に 調 べ る と 、1 と よ く 似 た 1H NMRス ペ ク ト ル を 示 す 2 が 3.2 mg 得 ら れ た 。2 は 1 と 同 様 の 解 析 を 経 て 、verrucarin J11-12, 16-18と 同 定 し た(Figure 2, Table 3)。 培 養 液 を ヘ キ サ ン で 抽 出 し た 後 、 水 層 を さ ら に エ ー テ ル で 抽 出 し 、 エ ー テ ル 層 を 濃 縮 し た 粗 抽 出 物 か ら は 1、2 と よ く 類 似 し た ス ペ ク ト ル を 示 す 化 合 物 3 が 主 成 分(1.5 mg)と し て 得 ら れ た 。 3 は 1、2 と 同 様 の 解 析 を 経 て satratoxin H (Figure 2, Table 4)と 同 定 し た 15, 19-20。 以 上 、 カ エ ン タ ケ の 培 養 液 か ら 主 な 成 分 と し て roridin E (1), verrucarin J (2), satratoxin H (3)を 単 離 、 構 造 決 定 し た 。
O
O O
O O
H H O
O
OH OH
roridin E (1)
Figure 2
O
O O
O
O
H H O
O
verrucarin J (2)
6' 7' 8'
O
satratoxin H (3)
O
O O
O
O
H H O
O
OH 6'
13' 7' 8' 4 2
13
7 14 11
15 16
3 10
9 8
12
10' 9'
14' 2'
4' 5' 12'
5 6
11' 1'
1
3'
12' 4' 5'
4' 5' 12' 6'
13' 14'
7' 8'
1と 3 を 0.5 mgず つ 20％ エ タ ノ ー ル − 生 理 食 塩 水 に 溶 解 し て マ ウ ス に 腹 腔 内 注 射 し た と こ ろ 、 致 死 活 性 が 見 ら れ た 。2 に つ い て は 20％ エ タ ノ ー ル − 生 理 食 塩 水 に 溶 解 し な か っ た た め 活 性 試 験 は 行 わ な か っ た 。1〜3 は い ず れ も Stachybotrys atra の 培 養 液 か ら も 単 離 さ れ て い る 15, 19-20。 こ の 菌 が 繁 殖 し た ワ ラ を 食 べ た 家 畜 に 重 度 の 血 球 減 少 を 伴 う ス タ キ ボ 中 毒 症 が み ら れ る と い う 。ま た 、Stachybotrys atra に 感 染 し た ワ ラ を
6
扱 っ た ヒ ト に も 皮 膚 発 疹 、 咽 頭 炎 、 軽 度 の 白 血 球 減 少 な ど の 症 状 が 見 ら れ て い る 。 症 状 の 類 似 性 か ら も カ エ ン タ ケ の 中 毒 は マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 に よ る も の と 考 え ら れ る 。
こ の よ う に し て 、 カ エ ン タ ケ の 培 養 液 に は ３ 種 の マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 が 主 に 含 ま れ て い る こ と が わ か っ た 。 そ こ で 次 に 、 カ エ ン タ ケ の 子 実 体 か ら の 毒 成 分 の 探 索 を 行 っ た 。
Table 3. 1H NMR data of compound 2 and verrucarin J
2 (300 MHz, CDCl3, TMS=0) verrucarin J1 7 a ) (270 MHz, CDCl3, TMS=0) position ppm (mult, J (Hz)) ppm (mult, J (Hz))
2 3.85 (d, 5.2) 3.86 (d, 5)
3 2.16 (ddd, 15.2, 5.2, 5.2) ~2 (m) 2.45-2.60 (m) 2.53 (m) 4 6.00 (dd, 8.2, 4.3) 6.01 (dd, 8, 4)
7, 8 1.7-2.1 (m) ~2 (m)
10 5.47 (brd, 5.1) 5.47 (d, 5) 11 3.75 (d, 5.1) 3.76 (d, 5)
13 2.83 (d, 4.1) 2.84 (d, 4) 3.14 (d, 4.1) 3.15 (d, 4)
14 0.83 (s) 0.83 (s)
15 3.97 (d, 12.2) 3.97 (d, 13) 4.42 (d, 12.2) 4.44 (d, 13)
16 1.72 (br s) 1.72 (s)
2' 5.83 (br s) 5.85 (d, 1.5)
4' 2.45-2.60 (m) 2.50 (t)
5' 4.15 (ddd, 11.7, 8.0, 5.3) 4.15 (m)
~4.45 (m) 4.47 (m)
7' 6.00 (d, 15.2) 6.01 (d, 16) 8' 8.07 (dd, 15.2, 11.5) 8.07 (dd, 16, 11) 9' 6.63 (dd, 11.5, 11.5) 6.63 (t, 11) 10' 6.10 (d, 11.5) 6.11 (d, 11)
12' 2.28 (d, 1.5) 2.28 (d, 1.5)
8
Table 4. 1H NMR data of compound 3 and satratoxin H
3 (300 MHz, CDCl3, TMS=0.00) satratoxin H1 5 ) (300 MHz, CDCl3, TMS=0) position ppm (mult, J (Hz)) ppm (mult, J (Hz))
2 3.85 (d, 4.9) 3.9 (m)
3 2.20 (ddd, 15.2, 4.9, 4.9) 2.20 (dt, 15, 4.5) 2.45 (dd, 15.2, 8.2) 2.45 (dd, 15, 7.5) 4 5.90 (m) 5.9 (m)
7, 8 1.88-1.96 (m) 1.9 (m)
8 2.00-2.09 (m) 2.1 (m)
10 5.45 (brd, 5.1) 5.46 (d, 5) 11 3.60 (d, 5.1) 3.62 (d, 5)
13 2.83 (d, 4.1) 2.81 (d, 4) 3.14 (d, 4.1) 3.12 (d, 4)
14 0.82 (s) 0.83 (s)
15 3.86 (d, 12.5) 3.88 (d, 12) 4.56 (d, 12.5) 4.56 (d,12)
16 1.73 (br s) 1.74 (s)
2' 5.84 (d, 2.2) 5.85 (d, 2) 4' 2.66 (m) 2.6 (m)
~3.85 (m) 3.74 (dt, 10, 3)
5' 3.74 (ddd, 11.7, 11.7, 2.9) 3.9 (m) ~3.85 (m)
7' 6.08 (d, 16.7) 6.09 (d, 17.5)
8' 7.35 (dd, 16.7, 10.0) 7.36 (dd, 17.5, 10.5) 9' 6.61 (dd, 10.0, 10.0) 6.63 (t, 10.5) 10' 5.90 (d, 10.0) 5.91 (d, 10.5)
12' 3.99 (d, 6.5) 3.97 (s)
13' 4.36 (q, 6.6) 4.38 (q, 7) 14' 1.16 (d, 6.6) 1.16 (d, 7)
12’-OH 2.36 (d, 6.5)
13’-OH 2.41 (s)
第 ３節 カエンタケ子 実 体 からの毒 成 分 の単 離 と構 造 決 定
北 海 道 お よ び 新 潟 で 採 取 さ れ た カ エ ン タ ケ を メ タ ノ ー ル で 抽 出 し 、 濃 縮 し た の ち 水 と 酢 酸 エ チ ル で 分 配 し 、 酢 酸 エ チ ル 層 を 濃 縮 し た 。 粗 抽 出 物 の 1H NMR ス ペ ク ト ル か ら 数 種 の マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 の 存 在 を 確 認 し た 。TLC 分 析 で は 主 に ４ 種 の 化 合 物 が 存 在 し て い る こ と が わ か っ た 。 こ の う ち 最 も 極 性 の 高 い も の は satratoxin H (3)で あ る こ と を 確 認 し た 。 水 層 に も マ ウ ス に 対 す る 致 死 活 性 が 見 ら れ た が 、 こ れ は 水 に も 溶 解 性 の あ る 3 に よ る も の で あ る こ と を 確 認 し た 。 酢 酸 エ チ ル 層 の 主 成 分 4 は 培 養 液 か ら 得 ら れ た 1〜3 の い ず れ と も 異 な る ス ペ ク ト ル を 示 し た 。最 も 類 似 し て い る の は 3 で あ り 、2.09, 2.14 ppmに ア セ チ ル 基 と 見 ら れ る シ グ ナ ル が 見 ら れ た 。 そ こ で 4 は 3 の 2 つ の 水 酸 基 が ア セ ト キ シ 基 と な っ た satratoxin H 12’,13’-diacetate で あ る と 推 定 し た 。Satratoxin H 12’,13’-diacetate は 、 天 然 物 と し て は 新 規 物 質 で あ る が 、Eppley ら が 3 か ら 誘 導 し て 得 て い る 15。こ の 文 献 値 と 4 の デ ー タ を 比 較 し た と こ ろ 、 良 い 一 致 を 示 し た 。 さ ら に 、 残 り の 化 合 物 5､6 を 単 離 し 、1H NMR を 測 定 し た と こ ろ 、 ど ち ら も 3、4 と 類 似 し た ス ペ ク ト ル で あ り 、 ア セ チ ル 基 が そ れ ぞ れ 1 つ 存 在 す る こ と か ら 5､6 は satratoxin H monoacetate で あ る と 推 定 し た 。 5、6 は 二 次 元 NMR 解 析 を 経 て satratoxin H 12’-acetate お よ び satratoxin H 13’-acetate と 決 定 し た(Figure 3, Table 5)。4〜6 は カ エ ン タ ケ 子 実 体 の 抽 出 物 を 水 − ク ロ ロ ホ ル ム で 分 配 し た ク ロ ロ ホ ル ム 層 か ら も 得 ら れ る た め 、 酢 酸 エ チ ル で の 抽 出 操 作 に よ り 3 か ら 誘 導 さ れ た ア ー テ ィ フ ァ ク ト で は な い こ と が わ か っ た 。
の 4〜6 を 0.5 mg ず つ マ ウ ス に 腹 腔 内 注 射 し た と こ ろ 、 い ず れ も 致 死 活 性 が 見 ら れ
O
O O
O O
H H O
O OR1 OR2
satratoxin H (3) : R1=R2=H
satratoxin H 12',13'-diacetate (4) : R1=R2=Ac satratoxin H 12'-acetate (5) : R1=Ac, R2=H satratoxin H 13'-acetate (6) : R1=H, R2=Ac Figure 3
13' 12'
こ
た 。 こ の 結 果 か ら 、 カ エ ン タ ケ の 毒 と し て satratoxin H お よ び そ の ア セ テ ー ト 群 が 主 成 分 と し て 中 毒 症 状 を お こ し て い る 可 能 性 が 高 い 。 カ エ ン タ ケ は 子 嚢 菌 類 で あ り 、 カ ビ に 近 い 種 で あ る こ と か ら 、 カ ビ 毒 と し て 有 名 な マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 が 単 離 さ れ た こ と は 不 思 議 で は な い 。 先 に 述 べ た ス タ キ ボ 中 毒 症 の 例 で は ワ ラ に つ い た Stachybotrys atra が 大 気 中 に も 放 出 さ れ た こ と で 、そ れ を ヒ ト が 吸 入 し て 中 毒 を お こ し て い る が 、 吸 入 し た 量 は 毒 本 体 の 量 を 考 え れ ば ご く 少 量 で あ ろ う 。 一 方 、 カ エ ン タ ケ の 子 実 体 1 g に は 概 算 し て satratoxin H 類 が 3 mg 近 く も 含 ま れ て い る こ と に な る 。少 量 の 子 実 体 を 誤 食 し た 場 合 で も Stachybotrys atra の 例 と は 比 べ も の に な ら な い ほ ど 大 量 の satratoxin H 類 を 摂 取 し て し ま っ た こ と に な る 。 こ れ に よ り 、 カ エ ン タ
10
ケ 中 毒 の 一 連 の 症 状 が 現 わ れ 、 死 に 至 っ た と 考 え ら れ る 。 カ エ ン タ ケ は 致 死 活 性 の 高 い 猛 毒 で あ る satratoxin H 類 を 凝 縮 し て 子 実 体 を 形 成 し て い る 恐 ろ し い 毒 キ ノ コ で あ る と い え る 。 な お 、Fong ら と の 共 同 研 究 に よ り 、1、3、4、6 に つ い て 抗 マ ラ リ ア 活 性 を 調 べ た と こ ろ 21、 い ず れ の 化 合 物 に も 強 い 活 性 が 見 ら れ た 。 マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク ト リ コ テ セ ン 類 は そ の 強 い 毒 性 の た め 多 種 の 菌 と の 生 存 競 争 の た め の 抗 菌 物 質 と 考 え ら れ て お り 、カ エ ン タ ケ の 菌 糸 お よ び 子 実 体 中 で も 1〜6 全 体 と し て 生 体 防 御 に 関 わ っ て い る と 考 え ら れ る 。
こ の 研 究 に お い て 興 味 深 い 点 は 、 子 実 体 と 培 養 液 か ら は 異 な る マ ク ロ サ イ ク リ ッ ク トリ コ テ セ ン 類 が 得 ら れ た こ と で あ る 。 子 実 体 に は 、 培 養 液 の 主 成 分 だ っ た roridin E (1)や verrucarin J (2)は 存 在 し な い か 、存 在 し て も 非 常 に 微 量 で あ る と 考 え ら れ る 。逆 に 、 培 養 液 を 詳 細 に 調 べ て も 、4〜6 の よ う な satratoxin H (3)の ア セ テ ー ト 類 は 確 認 で き な か っ た 。1~6 は い ず れ も 同 様 の 毒 性 を 示 す(2 に つ い て は 前 述 の 理 由 に よ り 確 認 し て い な い)の で 毒 成 分 の 解 明 の 点 で は あ ま り 問 題 に は な ら な い が 、 こ れ ら の 生 合 成 を 考 え る 上 で は 有 意 義 で あ る 。2 は 1 を 化 学 的 に 酸 化(PDC / DMF)し た 時 6’位 か ら 酸 化 的 開 裂 を お こ し て 生 成 す る こ と か ら 14d､菌 体 中 で も 容 易 に 1 か ら 誘 導 さ れ る と 考 え ら れ る 。ま た 、Eppley に よ れ ば 、3 は 生 合 成 的 に 1 か ら 12’位 へ の 水 酸 基 の 導 入 お よ び 、6’-12’
位 間 の 脱 水 素 を 伴 う 環 化 に よ り 得 ら れ る 15。3〜6 は 1 の 代 謝 産 物 で あ り 、 こ れ ら の satratoxin H 類 が 子 実 体 形 成 時 に 生 体 内 で 盛 ん に 合 成 さ れ る と い う こ と は satratoxin H 類 に は 特 に 子 実 体 に 必 要 な 大 切 な 役 割 が あ る の で は な い か と 思 わ れ る 。
Table 5 1H NMR data of compounds 4, 5, and 6 (300 MHz, CDCl3)
4 5 6
position ppm (mult, J (Hz)) ppm (mult, J (Hz)) ppm (mult, J (Hz)) 2 3.84 (d, 5.1) 3.80~4.00 (m) 3.85 (d, 5.1)
3 2.19 (ddd, 15.3, 5.1, 5.1) 2.20 (ddd, 15.6, 4.8, 4.8) 2.20 (ddd, 15.3, 5.4, 5.4) 2.44 (dd, 15.3, 8.4) 2.44 (dd, 15.6, 8.1) 2.45 (dd, 15.3, 8.2) 4 5.89 (dd, 8.4, 4.9) 5.90 (dd, 8.1, 4.8) 5.90 (dd, 8.2, 5.4) 7, 8 1.8~2.1 (m) 1.86~2.14 (m) 1.86~2.12 (m) 10 5.43 (brd, 5.1) 5.44 (br d, 4.5) 5.45 (brd, 4.0) 11 3.58 (d, 5.1) 3.58 (d, 4.5) 3.60 (d, 4.0) 13 2.84 (d, 4.1) 2.84 (d, 3.9) 2.83 (d, 4.1)
3.14 (d, 4.1) 3.14 (d, 3.9) 3.14 (d, 4.1)
14 0.83 (br s) 0.82 (s) 0.83 (s)
15 3.85 (d, 12.2) 3.85 (d, 12.8) 3.86 (d, 12.3) 4.52 (d, 12.2) 4.54 (d, 12.8) 4.55 (d, 12.3)
16 1.72 (s) 1.72 (s) 1.73 (br s)
2' 6.02 (d, 2.2) 6.02 (brd, 2.0) 5.85 (d, 2.2)
4' 2.56 (m) 2.55 (m) 2.62 (m)
~3.85 (m) 3.80~4.00 (m) ~3.85 (m)
5' 3.70 (ddd, 12.0, 12.0, 3.1) 3.73 (ddd, 11.8, 11.8, 3.0) 3.66 (ddd, 11.8, 11.8, 3.1) ~3.85 (m) 3.80~4.00 (m) ~3.85 (m)
7' 6.03 (d, 16.8) 6.08 (d, 17.3) 6.04 (d, 16.7)
8' 7.38 (dd, 16.8, 10.0) 7.41 (dd, 17.3, 10.1) 7.33 (ddd, 16.7, 10.1, 1.0) 9' 6.63 (dd, 10.0, 10.0) 6.61 (dd, 10.1, 10.1) 6.64 (dd, 10.1, 10.1) 10' 5.93 (d, 10.0) 5.92 (d, 10.1) 5.93 (d, 10.1) 12' 5.26 (s) 5.29 (s) 3.95 (d, 8.6) 13' 5.41 (q, 6.6) 4.22 (q, 6.7) 5.54 (q, 6.2) 14' 1.08 (d, 6.6) 1.02 (d, 6.7) 1.22 (d, 6.2) -OR 2.09 (s) 2.12 (s) (-OAc) 2.10 (s) (-OAc)
2.14 (s) not detected (OH) 2.38 (d, 8.6) (-OH)
12
Table 6. 13C NMR data of compounds 4, 5, and 6 (75 MHz, CDCl3)
4 5 6 4 5 6
position ppm ppm ppm position ppm ppm ppm
2 79.06 79.06 79.07 4' 25.84 25.82 25.20
3 34.30 34.28 34.33 5' 60.30 60.40 60.24
4 74.17 74.10 74.17 6' 79.39 80.22 80.72
5 48.89 48.89 48.87 7' 131.42 131.04 131.98
6 43.26 43.28 43.33 8' 134.33 134.25 134.59
7 20.25 20.25 20.28 9' 142.40 142.65 142.57
8 27.45 27.45 27.57 10' 120.90 120.64 120.71
9 140.40 140.38 140.40 11' 166.98 167.06 167.01 10 118.77 118.78 118.78* 12' 73.23 73.25 73.33
11 68.10 68.05 68.13 13' 71.32 69.24 71.83
12 65.45 65.44 65.47 14' 14.89 15.30 15.13
13 48.08 48.08 48.10 -OCOMe 21.20 21.04 21.42
14 7.65 7.63 7.58 21.33
15 64.15 64.15 64.14 -OCOMe 169.88 169.61 170.35
16 23.36 23.34 23.36 170.20
1' 166.04 166.04 166.19 2' 122.34 122.14 119.21*
3' 149.84 149.97 154.68 *interchangeable
第 ４節 Satratoxin Hの立 体 配 置
Satratoxin H (3)は 6’､12’､13 ‘位 の 立 体 配 置 が 未 だ に 未 決 定 で あ る 。 し か し 、Epply ら に よ り 以 下 の 構 造 が 提 唱 さ れ て い る 15。テ ト ラ ヒ ド ロ ピ ラ ン 環 部 分 に お い て 、2’- 12’
位 の プ ロ ト ン シ グ ナ ル 間 で 24％ の NOE が み ら れ る こ と お よ び 、 ロ ン グ レ ン ジ カ ッ プ リ ン グ が 全 く 見 ら れ な い こ と か ら 図 の よ う に 12’位 の 水 素 が 擬 イ ス 形 配 座 の エ カ ト リ ア ル に 位 置 し 、2’‐3’位 の オ レ フ ィ ン の 平 面 上 に あ る と し た(Figure 4)。 し か し 、 こ れ 以 上 の 構 造 情 報 は 得 ら れ て い な い 。
O
OH OH
Me H H
H
24% 12' 6' 13'
Figure 4 (arrow : NOE on 3, Epplys' work)
2'
そ こ で 今 回 3 の テ ト ラ ヒ ド ロ ピ ラ ン 環 部 分 の 相 対 お よ び 絶 対 立 体 配 置 を 決 定 す る こ と を 目 的 と し て 、3 の 誘 導 化 を 行 っ た 。 ま ず 、 相 対 立 体 配 置 を 決 定 す る た め に 、3 の 2 つ の 水 酸 基 を ア セ ト ニ ド と し て コ ン フ ォ メ ー シ ョ ン を 固 定 す る こ と を 考 え た 。3 は ア セ ト ン ジ メ チ ル ア セ タ ー ル お よ び CSA を 用 い て 容 易 に ア セ ト ニ ド 7へ 導 く こ と が で き た (Scheme 1)。
O
O O
O O
H H O
O O
O
7
O
O O
O O
H H O
O HO
HO
satratoxin H (3)
Me2C(OMe)2, CSA
Scheme 1
7' 8'
13' 12' 6'
1,3‐ ジ オ ー ル の 相 対 立 体 配 置 を 決 め る 方 法 の 一 つ と し て ア セ ト ニ ド の 13C NMR ス ペ ク ト ル の ケ ミ カ ル シ フ ト を 利 用 す る 方 法 が 知 ら れ て い る 22。 こ れ に な ら い ア セ ト ニ ド 7 の 13C NMR を 測 定 し た と こ ろ 、ア セ タ ー ル 炭 素 は 98.54 ppm、メ チ ル 基 は 19.36、 29.82 ppmと な り 、 典 型 的 な シ ン ジ オ ー ル の ア セ ト ニ ド の 値 を 示 し た 。 ま た 、7 の 13’
位 の プ ロ ト ン シ グ ナ ル を 照 射 し た と こ ろ 、12’位 の 水 素 、14’位 の メ チ ル 基 、ジ メ チ ル ア セ タ ー ル の ア キ シ ャ ル 位 の メ チ ル 基 と 共 に 7’位 の 水 素 に シ グ ナ ル 強 度 の 増 加 が み ら れ
14
た 。こ の 結 果 か ら 7’‐8’位 の 二 重 結 合 は ア セ ト ニ ド に よ っ て 形 成 さ れ た イ ス 形 配 座 の ６ 員 環 の エ カ ト リ ア ル 位 に あ り 、6’,12’,13’位 の 立 体 配 置 は 6’S,12’S,13’R (Figure 5-a)も し く は 6’R,12’R,13’S (Figure 5-b)で あ る こ と が 明 ら か に な っ た 。
3 と 共 に 培 養 液 か ら 得 ら れ た roridin E (1)の 13’位 の 絶 対 立 体 配 置 が Rで あ る 12こ と か
O O
Figure 5 (arrow : NOE on 7)
O H
H H Me
Me
Me
O
O O Me Me
H H
Me O
H O
a : 6'S, 12'S, 13'R b : 6'R, 12'R, 13'S
12' 13'
13' 12'
6' 6' 7'
7' 3%
2%
4%
6%
14'
14'
ら 6’、12’位 が S で あ る 可 能 性 が 高 い が 、1 は 生 産 す る 菌 種 に よ っ て 立 体 異 性 体 が 生 成 さ れ る こ と も あ る 14。 そ こ で 3 を MTPA エ ス テ ル に 導 き 、 新 Mosher 法 23を 適 用 す る こ と を 考 え た 。12’位 の 水 酸 基 の み が 遊 離 し て い る satratoxin H 13’-acetate (6)を (+)-MTPA エ ス テ ル 8 お よ び(-)-MTPA エ ス テ ル 9 に 変 換 し 、 そ れ ら の ケ ミ カ ル シ フ ト の 差 を 計 算 し た と こ ろ 、12’位 近 傍 で は エ ス テ ル の 右 側 が − 、 左 側 が ＋ と な っ た が 化 合 物 全 体 の 符 号 は 複 雑 と な っ た(Figure 6)。 こ れ は 12’位 の 水 酸 基 が テ ト ラ ヒ ド ロ ピ ラ ン 環 の ア キ シ ャ ル 位 に 位 置 し て い る た め と 考 え ら れ る 24。 近 傍 の ケ ミ カ ル カ ル シ フ ト 差 の 分 布 を 新 Mosher 法 に 適 用 す る と 、3 つ の 不 斉 炭 素 の 絶 対 立 体 配 置 は 6’R,12’R,13’S と な る が 、 こ の 結 果 は roridin E (1)の 13’位 の 絶 対 立 体 配 置(R)と 逆 と な る 25。 こ の た め 、 こ の 環 部 分 の 絶 対 立 体 配 置 の 決 定 に つ い て は 再 度 検 討 す る 必 要 が あ る と 考 え て い る 。
O
O O H
H O
+0.6 +0.3 -0.9 +4.8
-3.3
+0.6 -1.8 0
-1.2 -0.3 -2.5
第２章
ロクショウグサレキン属 の色 素
xylindein
類 の構 造 と化 学 的 性 質
第 １節 概 要
ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン(Chlorociboria aeruginosa)お よ び ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン モ ド キ(Chlorociboria aeruginascens)は ズ キ ン タ ケ 科 ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン 属 の キ ノ コ で 、 こ の 菌 糸 お よ び 子 実 体 は 深 い 緑 青 色 を し て い る 。 こ の 菌 は 温 帯 に 分 布 し 、 関 東 で は 標 高 1000 ｍ 付 近 の ブ ナ 林 に よ く 生 息 し 、 本 菌 の 着 生 し た 材 は 緑 青 色 に 腐 食 さ れ る 。 こ の 青 色 色 素 主 成 分 が xylindein (10)26-32で あ る(Figure 7)。
本 菌 の 美 し い 緑 青 色 は 200年 以 上 前 か ら 人 々 の 興 味 を ひ い て き た 。1728 年 、Geffroy は パ リ 科 学 会 で こ の 色 素 に つ い て 言 及 し て い る 32。Rommier は こ の 色 素 を xylindein と 命 名 し 、Fodosら は こ の 色 素 の 抽 出 を 行 っ て い る26a,b。ま た 、Liebermannは xylindein の 効 率 的 な 抽 出 方 法 を 開 発 し 、 初 め て xylindein の 結 晶 を 得 る こ と に 成 功 し た ほ か 、 xylindein の 類 縁 体 色 素 の 存 在 に つ い て も 報 告 し て い る 27。 構 造 研 究 は Kögl ら の 精 力 的 な 研 究 に よ っ て 骨 格 が ほ と ん ど 解 明 さ れ 28-29、1962 年 、Blackburn ら に よ っ て 平 面 構 造 が 提 出 さ れ た 30。1965 年 に は Edwards ら が さ ら に 詳 細 な 解 析 を 経 て Blackburn ら の 提 出 し た 構 造 を 支 持 し て い る 31。 構 造 決 定 ま で 実 に 200 年 以 上 が 費 や さ れ た 理 由 に は 、当 時 の 分 析 技 術 の 限 界 の み な ら ず 、xylindein の 溶 解 性 の 問 題 、解 析 の 困 難 な 構 造 異 性 体 の 問 題 が 構 造 決 定 を 混 迷 さ せ た こ と が 考 え ら れ る 。
0 の 平 面 構 造 の 特 徴 と し て 、δ-ラ ク ト ン を 持 つ ナ フ ト キ ノ ン が 二 分 子 縮 合 し て い る こ
Figure 7 Xylindein (10)
O
O
O
O O OH O O
OH O
O
O
O
O O
O OH OH
OH OH
Xylaphin
1
と 、C2対 称 軸 を 持 つ こ と 、extended quinone 構 造 が 存 在 す る こ と 、キ ノ ン 、ラ ク ト ン と 強 固 な 水 素 結 合 を す る と 考 え ら れ る フ ェ ノ ー ル 水 酸 基 が 存 在 す る こ と が 挙 げ ら れ る 。 生 合 成 に つ い て の 報 告 は な い が 、 類 縁 体 で あ る xylaphin (Figure 7)の 生 合 成 及 び
Scheme 2
10
O
O
O
O O OH O O
OH O O
HO
OH
O OH O O OH O O
O O
O
OH OH O O
O
11 12
10 の 平 面 構 造 は 赤 外 線 吸 収 ス ペ ク ト ル の 詳 細 な 解 析 に よ っ て 、 可 能 な 幾 つ か の 構 造 異 性 体 の う ち 、 も っ と も 水 素 結 合 を 安 定 に 保 つ Figure 7 に 示 し た 構 造 と 決 定 さ れ た
30-31。し か し 、Edwardsら は 10 を ア セ チ ル 化 す る 条 件 で は 3,9-キ ノ ン 型 構 造 へ と 平 衡
が 動 き 、4,10位 に ア セ チ ル 基 が 導 入 さ れ た 13が 生 成 す る と 報 告 し て い る(Scheme 3)31。 こ の こ と か ら 10 は 互 変 異 性 体 の 混 合 物 で あ る と 考 え る こ と も で き る 。 こ の よ う に 、 Figure 7以 外 の 互 変 異 性 体 の 寄 与 が 反 応 進 行 中 に 見 ら れ る こ と も10の 構 造 研 究 を 困 難 に し た 一 因 で あ ろ う 。10 に は 2 つ の 不 斉 炭 素 が 存 在 す る が 、 絶 対 立 体 配 置 は 決 定 さ れ て い な か っ た 。10 に 関 す る 研 究 は そ の 後 途 絶 え て お り 、1979 年 、1990 年 に Giles ら が 合 成 研 究 を 報 告 し て い る の み で あ る 33-34。
Scheme 3 10
O
O
O
O O OH O
O OH O
O
O
O
O O O OAc
OAc O O 4
10
3
9
acetylation
13
Xylindein (10)の 化 学 的 性 質 に つ い て は 、Köglら が 10 の 化 学 誘 導 を 行 い 、そ の 生 成 物 の 解 析 を 通 し て 報 告 し て い る 28-29。10 を 無 水 酢 酸 、 酢 酸 ナ ト リ ウ ム に よ っ て ア セ チ ル 化 し た 際 、10の キ ノ ン 部 位 が 還 元 さ れ て ア セ チ ル 化 さ れ た tetraacetylxylindein (14) が 生 成 物 と し て 得 ら れ た と い う(Scheme 4)。Blackburn ら は こ の 反 応 に お い て 10 が ベ ン ジ ル 位 で 酸 化(脱 水 素 化)さ れ た 15 と 推 定 さ れ る 化 合 物 が 同 時 に 得 ら れ た と 報 告 し て お り 、 ア セ チ ル 化 の 反 応 条 件 下 で 自 己 酸 化 還 元 反 応 を 起 こ し て い る と し た 35。
17
O
O
O
O O OH O
O OH O
Scheme 4 10
acetylation O
O
O
O O OAc OAc
OAc OAc O
14
O
O
O
O O OAc OAc
OAc OAc O
15
こ れ ら の 生 成 物 が 真 に 自 己 酸 化 還 元 反 応 で 生 じ て い る こ と を 証 明 で き れ ば 不 均 化 反 応 の 一 例 と し て 新 し い 知 見 に な る と 期 待 で き る 。
以 上 の 背 景 か ら 、ロ ク シ ョ ウ グ サ レ キ ン 類 の 生 産 す る xylindein (10)の 絶 対 立 体 配 置 の 決 定 、類 縁 体 の 構 造 研 究 と 共 に xylindein 類 の 化 学 的 性 質 を 詳 細 に 調 べ る こ と に し た 。
