JP6224966B2

JP6224966B2 - クルクミノイドのモノ配糖体の製造方法

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Publication number: JP6224966B2
Application number: JP2013189801A
Authority: JP
Inventors: 浩史笹子; 和夫神山
Original assignee: House Foods Group Inc
Current assignee: House Foods Group Inc
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: JP2015054846A

Description

本発明は、クルクミノイドのモノ配糖体を選択的に製造する方法に関する。

ウコン（ショウガ科ウコン、学名Ｃｕｒｃｕｍａｌｏｎｇａ）の根茎にはポリフェノールの一種であり、黄色色素でもある、クルクミンおよびその類縁体であるクルクミノイドが含まれることが知られている。ウコン抽出物やクルクミンには様々な有用性が知られている。例えば特許文献１には、ウコン抽出物を有効成分として含有する二日酔いの症状の回復剤が開示されている。非特許文献１では、クルクミンが抗がん活性を有することが言及されている。

非特許文献１に記載されているように、クルクミノイドをヒトが経口摂取すると、そのヒトの血漿からは、遊離クルクミンではなく、クルクミンのモノグルクロン酸抱合体（モノ配糖体の一種、モノグルクロニドなどとも称される）またはクルクミンの硫酸エステルが検出されるため、生体内ではこれらのクルクミノイド代謝物が種々の生理活性をもたらしている可能性が考えられる。そこで、クルクミノイドの生理活性のさらなる研究のため、これらの代謝物を合成的に調製する方法を確立することが望まれる。

クルクミノイドのヒト代謝物に含まれるクルクミンのモノグルクロン酸抱合体は、下記式で表されるような、クルクミン中に二つ存在する末端フェニル基上のヒドロキシル基のうち、一方のみにグルクロン酸残基を有するモノ配糖体である。従って、クルクミンのモノ配糖体を高選択的に合成できる方法を見出すことが望ましい。

クルクミンの配糖体の合成方法としては、例えば特許文献２および特許文献３に記載されているものが知られている。

特開２０１２−３１０８０号公報特開２００５−４１８１７号公報米国特許公開２００３／０１５３５１２号

Vareed et. al., Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2008, 17(6), 1411-1417

特許文献２の方法では、予め配糖化した芳香族アルデヒドとアセチルアセトン−酸化ホウ素錯体の縮合反応を行う工程１と、さらに反応生成物をアルコール溶媒と加熱することにより脱ホウ素処理する工程２を経てクルクミノイドの配糖体のエステル保護体を合成している。しかし、該工程１ではモノ配糖体のみならずジ配糖体も得られてしまう。モノ配糖体のみを得るためにはシリカゲルクロマトグラフィーを行わなければならず、手順が煩雑である。

特許文献３の方法では、相間移動触媒である臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの存在下、水酸化ナトリウム水溶液中でアセトブロモグルコースとクルクミンを縮合させてクルクミノイドの配糖体のエステル保護体を合成している。しかし、特許文献２の方法と同様に、この方法でもモノ配糖体のみならずジ配糖体も得られてしまう。

そこで、本発明はクルクミンのモノ配糖体を選択的に合成するための方法を提供することを目的とする。

本発明者は研究の結果、酸化銀（Ｉ）の存在下、反応性基が保護されたハロゲン化グリコシルと反応させることにより、クルクミノイドを選択的にモノ配糖化できることを見出した。本発明の要旨は以下のとおりである。

（１）酸化銀（Ｉ）の存在下、反応性基が保護されたハロゲン化グリコシルとクルクミノイドとを反応させる工程を含む、クルクミノイドのモノ配糖体の製造方法。

（２）クルクミノイドのモノ配糖体が下記式（Ａ）：

［式中、
Ｒ^１は−ＯＲ^４基（Ｒ^４は糖残基である）であり、
Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基およびＣ_１−６アルコキシ基から選択され、
破線ｘおよびｙは、それぞれ結合が単結合または二重結合のいずれかであることを示す］
で表される、（１）に記載の方法。

（３）クルクミノイドのモノ配糖体が下記式（Ｂ）：

［式中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３、ならびに破線ｘおよびｙは上記で定義したとおりである］
で表される、（２）に記載の方法。

（４）糖残基が、ヘキソースもしくはペントースまたはそれらに対応するウロン酸の残基である、（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。

（５）糖残基が、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、グルクロン酸、ガラクツロン酸、およびマンヌロン酸からなる群から選択されるいずれかの糖の残基である、（４）に記載の方法。

（６）ハロゲン化グリコシルにおける保護がエステル保護であり、クルクミノイドとの反応生成物を塩基性水溶液と接触させることにより脱保護する工程をさらに含む、（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。

本発明によれば、所望のクルクミノイドのモノ配糖体を合成することが可能となる。本発明の方法は、クルクミノイドの生理活性の研究に寄与するものである。

クルクミノイドの具体例の構造式を表す図である。

本明細書においてクルクミノイドとは、クルクミンそれ自体に加え、クルクミンと同様の基本骨格を有し、かつ末端フェニル上の置換基が異なるか、またはカルボニルのα−β炭素間の二重結合が単結合に置換されているかの少なくともいずれかにおいてクルクミンと相違する化合物を含む、一群の化合物を意味する。クルクミノイドの具体例としては、クルクミン、デメトキシクルクミン、ビスデメトキシクルクミン、ジヒドロクルクミン、ジヒドロデメトキシクルクミン、ジヒドロビスデメトキシクルクミン、テトラヒドロクルクミン、テトラヒドロデメトキシクルクミン、テトラヒドロビスデメトキシクルクミン、ジヒドロキシテトラヒドロクルクミン、ジ−Ｏ−デメチルクルクミン、Ｏ−デメチルデメトキシクルクミンなどが挙げられる（図１参照）。これらのなかでも特に重要なクルクミノイドとしては、クルクミン、デメトキシクルクミン、およびビスデメトキシクルクミンが挙げられる。

本発明の方法により製造されるクルクミノイドのモノ配糖体は、クルクミノイド中に二つ存在する末端フェニル基にそれぞれ少なくとも一つずつヒドロキシル基を有するクルクミノイドにおいて、そのうち一方のヒドロキシル基が、糖のヘミアセタール性（アノマー性）のヒドロキシル基と縮合して得られる構造を有する。本発明の方法により製造されるクルクミノイドのモノ配糖体は、好ましくは下記式（Ａ）により表される構造を有する。

式（Ａ）において、Ｒ^１は−ＯＲ^４基（Ｒ^４は糖残基である）であり、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基およびＣ_１−６アルコキシ基から選択され、破線ｘおよびｙは、それぞれ結合が単結合または二重結合のいずれかであることを示す。式（Ａ）において、Ｒ^１およびヒドロキシル基は、フェニル基上のオルト、メタおよびパラ位のいずれにあってもよいが、メタまたはパラ位にあることが好ましい。

より好ましくは、本発明の方法により製造されるクルクミノイドのモノ配糖体は、下記式（Ｂ）により表される構造を有する。

式（Ｂ）において、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３、ならびに破線ｘおよびｙは、上記で式（Ａ）について定義したとおりである。

クルクミノイドおよびクルクミノイドのモノ配糖体には、存在し得る場合にはその塩またはそのエステルも包含される。また、クルクミノイドおよびクルクミノイドのモノ配糖体はケト−エノール互変異性体であり、ケト型およびエノール型のいずれでも存在し得る。本明細書では便宜上ケト型で示しているが、実際は下記式（Ａ’）で表されるようなエノール型でも存在し得る。

本明細書において「Ｃ_１−６アルコキシ基」とは、酸素原子に炭素数が１〜６個の直鎖または分岐鎖状または環状の炭化水素基が結合した基を意味する。Ｃ_１−６アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、シクロプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、シクロブトキシ基、ｎ−ペントキシ基、ｉｓｏ−ペントキシ基、ｎｅｏ−ペントキシ基、シクロペントキシ基、ｎ−ヘキソキシ基、１−メチルペントキシ基、２−メチルペントキシ基、３−メチルペントキシ基、４−メチルペントキシ基、１，１−ジメチルブトキシ基、１，２−ジメチルブトキシ基、１，３−ジメチルブトキシ基、２，２−ジメチルブトキシ基、２，３−ジメチルブトキシ基、３，３−ジメチルブトキシ基、１−エチルブトキシ基、２−エチルブトキシ基、１，１，２−トリメチルプロポキシ基、１，２，２−トリメチルプロポキシ基、１−エチル−１−メチルプロポキシ基、１−エチル−２−メチルプロポキシ基、およびシクロヘキソキシ基が挙げられる。Ｃ_１−６アルコキシ基は、好ましくは酸素原子に結合した炭化水素基の炭素数が１〜４個であるＣ_１−４アルコキシ基、特に好ましくは酸素原子に結合した炭化水素基の炭素数が１〜３個であるＣ_１−３アルコキシ基である。

本発明の方法により製造されるクルクミノイドのモノ配糖体において、Ｒ^４で表される糖残基は好ましく単糖の残基、より好ましくはヘキソースもしくはペントースまたはそれらに対応するウロン酸の残基である。特に好ましい糖残基の具体例としては、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、グルクロン酸、ガラクツロン酸、およびマンヌロン酸の残基が挙げられる。これらの中でも、ヘキソースまたはペントースに対応するウロン酸、特にグルクロン酸、ガラクツロン酸およびマンヌロン酸の残基であることが好ましい。糖残基とは、糖のヘミアセタール性（アノマー性）のヒドロキシル基を除いた残部を意味する。

本発明の方法は、酸化銀（Ｉ）の存在下、反応性基が保護されたハロゲン化グリコシルとクルクミノイドとを反応させる工程を含む。ハロゲン化グリコシルとは、糖のヘミアセタール性（アノマー性）のヒドロキシル基がハロゲン原子により置換された化合物を意味する。ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選択される。本発明の方法で用いるハロゲン化グリコシルは、反応性基、具体的にはヒドロキシル基および存在する場合にはカルボキシル基などが保護されている。該保護は、好ましくはエステル保護である。ヒドロキシル基の保護の具体例としては、アセチル化、ピバロイル化、およびベンゾイル化などによる保護が挙げられ、保護・脱保護の容易さの観点からアセチル化による保護が好ましい。カルボキシル基の保護の具体例としては、メチルエステル化、エチルエステル化、ベンジルエステル化、およびｔｅｒｔ−ブチルエステル化などによる保護が挙げられ、脱保護の観点からメチルエステル化、またはエチルエステル化による保護が好ましい。

上記の工程において、モノ配糖体を高収率で得るために、ハロゲン化グリコシルはクルクミノイドに対してほぼモル当量となる量か、あるいはそれよりも少ない量で用いることが好ましい。クルクミノイド：ハロゲン化グリコシルのモル比は、１：０．２〜１：１．２、特に１：０．５〜１：１．１の範囲とすることが好ましい。

また、上記工程において、酸化銀（Ｉ）はハロゲン化グリコシルに対してほぼモル当量となる量か、あるいはそれよりも多い量で用いることが好ましい。過剰量の酸化銀（Ｉ）を用いても収率には影響しないため特に限定しないが、コスト等を考慮すると、ハロゲン化グリコシル：酸化銀（Ｉ）のモル比は０．８〜１．３、特に０．９〜１．２の範囲とすることが好ましい。上記工程に用いることができる溶媒としては、キノリン、トリエチルアミン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、およびアセトンなどが挙げられる。

上記の酸化銀（Ｉ）の存在下、反応性基が保護されたハロゲン化グリコシルとクルクミノイドとを反応させる工程により、クルクミノイドのモノ配糖体であって、糖残基上の反応性基が保護された化合物が選択的に得られる。当該工程で得られる生成物中、モノ配糖体およびジ配糖体全体におけるモノ配糖体の割合（モノ配糖化選択率）は好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上、特に好ましくは９９％以上である。最も好ましくは、ジ配糖体はＨＰＬＣまたはＮＭＲによる測定で検出不能であり、すなわちモノ配糖体およびジ配糖体全体におけるモノ配糖体の割合は実質的に１００％である。

得られたクルクミノイドモノ配糖体における糖上の反応性基の保護は、例えば保護がエステル化により行われている場合、加水分解を行うことにより脱保護ができる。エステル化による保護の適切な脱保護の条件としては、塩基性水溶液、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたは水酸化リチウムの希水溶液（好ましくは０．０５〜０．５Ｎの範囲の濃度）と短時間（好ましくは１０分以内、より好ましくは５分以内）反応させることが挙げられる。そのような条件で脱保護することにより、目的生成物が塩基により分解されることを防ぐことができる。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

１．クルクミン−モノグルクロン酸エステルの合成
クルクミン５０ｍｇとアセトブロモグルクロン酸メチル５０ｍｇを秤量し、ナスフラスコに加え、キノリンを１ｍＬ加えた。氷冷下、酸化銀３０ｍｇをゆっくり加え、１０分間撹拌した。反応液を室温に戻し、１６時間撹拌した。次いで反応液に酢酸１ｍＬをゆっくり加え、２分間撹拌した。

蒸留水５０ｍＬにジクロロメタン３０ｍＬを加え、そこに得られた反応液を加えて分液し、有機層を回収した。有機層を０．１Ｎ塩酸１００ｍＬで二回洗浄し、硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた。これを減圧濃縮し、クルクミン−モノグルクロン酸エステルの粗精製物を得た。

２．クルクミン−モノグルクロン酸抱合体の合成
上記１の手順で得られたクルクミン‐モノグルクロン酸エステルの粗精製物に、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を５ｍＬ加え、１分間ボルテックスで撹拌した後、さらに０．１Ｎ水酸化ナトリウムを４５ｍＬ加えて１分間振盪した。そこに酢酸エチル５０ｍＬと０．１２５Ｎ塩酸５０ｍＬを加え、よく振盪した後、有機層を回収した。硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧濃縮にて有機溶媒を取り除いた。これに２ｍＬのクロロホルムを加え、超音波を用いて分散させた。分散液を濾過し、残渣をクロロホルム２ｍＬで３回洗浄した。得られた残渣をメタノールに溶解し、減圧濃縮で溶媒を取り除いた。これにより、クルクミン−モノグルクロン酸抱合体を９．４ｍｇ得た。原料であるクルクミンに対する収率は１３．７％であった。ＨＰＬＣにより測定したところ、クルクミン-ジグルクロン酸抱合体は不検出であった。得られたクルクミン−モノグルクロン酸抱合体の同定データは以下のとおりである。

¹H NMR (CD₃OD, 500MHz)：δ7.55 (1H, d, 16.1Hz, H-7), 7.53 (1H, d, 16.1 Hz, H-13), 7.23 (1H, s, H-3), 7.17 (1H, s, H-15), 7.14 (3H, m, H-5, 6, 18), 6.79 (1H, d, 8.6H-19), 6.66 (2H, d, 16.1 Hz, H-8, 12), 5.95 (1H, brsm H-10), 5.03 (1H, d, 8Hz, H-1'), 3.97 (1H, d, 9.75 Hz, H-3'), 3.88 (6H, s, 2-OMe, 16-OMe), 3.55 (3H, m, H-4', 5', 6')。LC/MS: m/z = 545.16473 [M＋H]⁺ (calcd 545.16535)。

Claims

酸化銀（Ｉ）の存在下、反応性基が保護されたハロゲン化グリコシルと、クルクミン、デメトキシクルクミン、ビスデメトキシクルクミン、ジヒドロクルクミン、ジヒドロデメトキシクルクミン、ジヒドロビスデメトキシクルクミン、テトラヒドロクルクミン、テトラヒドロデメトキシクルクミン、テトラヒドロビスデメトキシクルクミン、ジヒドロキシテトラヒドロクルクミン、ジ−Ｏ−デメチルクルクミンおよびＯ−デメチルデメトキシクルクミンから選択されるクルクミノイドとを反応させる工程を含む、クルクミノイドのモノ配糖体の製造方法。
クルクミノイドのモノ配糖体が下記式（Ａ）：

［式中、
Ｒ^１は−ＯＲ^４基（Ｒ^４は糖残基である）であり、
Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基およびＣ_１−６アルコキシ基から選択され、
破線ｘおよびｙは、それぞれ結合が単結合または二重結合のいずれかであることを示す］で表される、請求項１に記載の方法。
クルクミノイドのモノ配糖体が下記式（Ｂ）：

［式中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３、ならびに破線ｘおよびｙは上記で定義したとおりである］
で表される、請求項２に記載の方法。
糖残基が、ヘキソースもしくはペントースまたはそれらに対応するウロン酸の残基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
糖残基が、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、グルクロン酸、ガラクツロン酸、およびマンヌロン酸からなる群から選択されるいずれかの糖の残基である、請求項４に記載の方法。
ハロゲン化グリコシルにおける保護がエステル保護であり、クルクミノイドとの反応生成物を塩基性水溶液と接触させることにより脱保護する工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。