JPH0533234B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生化学研究用試薬として用いられる重
水素でラベルした糖化合物の製造方法に関する。

さらに詳しくは、本発明は核酸（RNA）の成
分糖として重要なリボースの５位のヒドロキシメ
チル基の水素の一方のみを立体選択的に重水素
（2H、または3H）で置換した重水素化糖を光ハ
ロゲン化反応を用いて高収率、安価に合成する方
法を内容とするものであり、工業的価値が極めて
高い。

重水素化ラベル化合物は現在試薬として主要な
位置を占める糖、アミノ酸をはじめ600種のもの
がMerck，Sharp ＆ Dohme Canada Co.，
から輸入されているがいずれも高価で１グラム数
万円の値段である。特に重水素化糖は生体内での
糖化合物の代謝や立体化学研究において質量分析
法や核磁気共鳴吸収法などの分析法を用いる場合
に有用である。

現在試薬として販売されているリボースの重水
素化物はヒドロキシメチル基が２つとも重水素化
されているものであつて、本発明で合成される５
位に不整炭素をもち立体配置の明らかな化合物は
分析試薬として極めて有用であるにもかかわらず
Ｄ−リボースについて光学純度が30％ee
（enantiomer excess）の化合物が報告されてい
るのみで、高純度の重水素化（５位）リボースの
効率の良い合成法の確立が要望された。

このような背景のもと、本発明者らは研究の結
果、１，５−アンヒドロ−リボースの５位の光ハ
ロゲン化が立体選択的に生起するという重要な事
実を認め、さらにこの中間化合物を用いて種々の
有用化合物に誘導できることを見出した。

すなわち、本発明においてはこの中間化合物を
用い、これに重水素化トリ−ｎ−ブチル錫による
還元的重水素置換法をほどこし（5R）−および
（5S）−（５−2H）−Ｄ−リボースを工業的に製造
する方法を確立した。

本発明での合成工程を示すと次の通りである。

この合成工程の概略は次の通りである。

（5S）−（５−2H）−Ｄ−リボースの場合は、Ｄ
−リボースの２，３位の水酸基を保護した後１，
５−アンヒドロ化を行ない化合物に導き、光ハ
ロゲン化反応によつてエキソ型の水素のみを立体
選択的にハロゲン化した化合物を得る。これを
重水素化トリ−ｎ−ブチル錫を用いて重水素化し
た化合物を得、ついでトリフルオロ酢酸を用い
て１，５−アンヒドロ環の開裂と同時に２，３位
の保護基を除去し（5S）−（５−2H）−Ｄ−リボー
ス（化合物）を得る。

（5R）−（５−2H）−Ｄ−リボースの場合は、
前記の化合物の１，５−アンヒドロ環を開裂し
た化合物を得て、この化合物の５位の水酸基を
スルホン酸エステルにした化合物に導く。これ
を脂肪酸アルカリまたは芳香族カルボン酸アルカ
リで処理しワルデン反転を起こさせ５位の立体配
置が反転した化合物を得た後、アルカリにより
５位の保護基を、ついで酸分解により１，２，３
位の保護基を脱離して（5R）−（５−2H）−Ｄ−
リボース（化合物）を得る。

Ｌ−リボースの場合も前記と同様に処理し、対
応する（5S）−（５−2H）−Ｌ−リボース、（5R）
−（５−2H）−Ｌ−リボースを得る。

前記の光ハロゲン化反応に用いるハロゲン化剤
としては、例えば塩素、臭素、Ｎ−ハロゲノコハ
ク酸イミド、塩基のハイドロジエン トリハライ
ド類例えばピリジニウム ハライド パーハライ
ド、テトラアルキルアンモニウム類の過ハロゲン
化物例えばフエニルトリメチルアンモニウム パ
ーハライド等が挙げられる。また、臭素化は光を
照射するかまたはラジカル反応開始剤例えばアゾ
ビスイソブチロニトリルを添加して有機溶媒中で
行なう。ここで使用する溶媒としてはハロゲン化
炭化水素類、例えば四塩化炭素、クロロホルム、
ジクロロメタン、エーテル類例えばジオキサン、
テトラヒドロフラン等を挙げることができる。ま
た、重水素化トリ−ｎ−ブチル錫を用いる還元反
応の際には、ラジカル反応開始剤としてアゾビス
イソブチロニトリルを加えることが望ましく、こ
こで使用される溶媒としては芳香族炭化水素、エ
ーテル類が挙げられる。ワルデン反転に用いるス
ルホニル基としてはアルキルスルホニル基、例え
ばメタンスルホニル基、およびアリールスルホニ
ル基、例えばｐ−トルエンスルホニル基およびベ
ンジルスルホニル基などを挙げることができる。
また脂肪酸および芳香族カルボン酸アルカリとし
ては酢酸ナトリウムや安息香酸ナトリウムなどを
挙げることができる。

本発明を実施するに当つて原料として用いた
１，５−アンヒドロ−Ｄ−リボフラノース誘導体
の製造法は参考例で説明する。

以下、本発明を実施例と参考例によつて説明す
る。

実施例 １ （5S）−５−ブロモ−１，５−アンヒドロ−
２，３−Ｏ−イソプロピリデン−β−Ｄ−リボ
フラノース（）の製造 200ml容のナスフラスコに１，５−アンヒドロ
−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−β−Ｄ−リボ
フラノース（）1.5g、CCl₄100ml、Ｎ−ブロモ
サクシミド2.584g（２モル当量）を入れた。還流
冷却器を取り付けナスフラスコの下から300Wの
電球を用いて加熱還流させた。なお光を逃さない
ようにアルミホイルでまわりを包んだ。２時間後
反応が終了したことを薄層クロマトグラフイーで
確認してから濾過し、10％のチオ硫酸ナトリウ
ム、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗滌
し、四塩化炭素層を無水硫酸マグネシウムで乾燥
させた。濾過の後減圧濃縮して得られたシラツプ
をケイ酸カラムにかけヘキサン：エーテル（３：
１）の溶媒で精製した。目的のフラクシヨンを集
め減圧濃縮をして（）の白色結晶0.649g（収率
44.5％）を得た。

融 点 137℃ 〔α〕_D ²⁰ −152°（Ｃ＝0.1，CHCl₃） 元素分析値（％）C₈H₁₁O₄Brとして 計算値 C38.27、H4.42、Br31.82 実測値 C38.15、H4.47、Br32.43 実施例 ２ （5S）−（５−²H）−１，５−アンヒドロ−２，
３−Ｏ−イソプロピリデン−β−Ｄ−リボフラ
ノース（）の製造 500ml容の３つ口フラスコに窒素ガス導入器、
還流冷却器を取り付けた装置をつくり、（）
1.492g（5.9×10^-3モル）とアゾビスイソブチロニ
トリル0.008gを蒸留ベンゼン200mlに溶かした。
この溶液にトリ−ｎ−ブチル錫ジユーテライド
（重水素（2H）化トリ−ｎ−ブチル錫）2.238g
（1.3モル当量）をに加え攪拌しながら還流させ
た。２時間後反応が完全に終了したことを薄層ク
ロマトグラフイーで確認後、空冷してから反応液
を濃縮しケイ酸カラム（30g）にかけ（ヘキサ
ン：酢酸エチル（５：１）で溶出）て精製し、
（）の白色結晶0.830g（収率80.7％）を得た。

融 点 61℃ 〔α〕_D ²⁰ −62°（Ｃ＝0.78，メタノール） 元素分析値（％）C₈H₁₁ ²HO₄として 計算値 C55.48、H7.57 実測値 C55.32、H7.64 実施例 ３ （5S）−（５−²H）−Ｄ−リボース（）の製造 （）346mgを90％トリフルオロ酢酸２mlに溶
解し室温で３時間攪拌した。溶媒を留去してシラ
ツプを得、これをケイ酸（5g）のカラムクロマ
トにかけクロロホルム：メタノール（４：１）で
展開し（）を0.186g（収率75％）を得た。

融 点 95℃ 〔α〕_D ²⁰ −23.7°（Ｃ＝1.0，H₂Ｏ） 実施例 ４ メチル（5S）−（５−²H）−２，３−Ｏ−イソプ
ロピリデン−β−Ｄ−リボフラノシド（）の
製造 （）0.260gを無水メタノール25ml、２，２−
ジメトキシプロパン25ml中で酸触媒としてｐ−ト
ルエンスルホニルクロライド1.60gを加え室温中
で48時間攪拌した。反応終了を薄層クロマトグラ
フイーで確認後飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で
中和し減圧濃縮（40℃、100mmHg）した。得られ
たシラツプをケイ酸カラム（20g）にかけ（ベン
ゼン：エーテル（１：１）で溶出）て精製し
（）の淡黄色のシラツプ0.240g（収率78.2％）を
得た。

〔α〕_D ²⁵ −82.2°（Ｃ＝1.0，CHCl₃） 実施例 ５ メチル（5S）−（５−²H）−２，３−Ｏ−イソプ
ロピリデン−５−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニ
ル）−β−Ｄ−リボフラノシド（）の製造 蒸留ピリジン５mlに（）0.240gとｐ−トルエ
ンスルホニルクロライド0.029g（1.5モル当量）を
加え室温中で一昼夜攪拌し、薄層クロマトグラフ
イーで反応が完了した事を確認後、飽和炭酸水素
ナトリウム水溶液で中和し、クロロホルム（10ml
×３）で抽出し、水洗（50ml）した後、無水硫酸
マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮の後得られたシ
ラツプをメタノールで結晶化させ、（）の白色
結晶0.320g（収率76.2％）を得た。

融 点 84℃ 〔α〕_D ²⁰ −34.8°（Ｃ＝1.0，エタノール） 実施例 ６ メチル（5R）−（５−²H）−２，３−Ｏ−イソ
プロピリデン−５−Ｏ−ベンゾイル−β−Ｄ−
リボフラノシド（）の製造 Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド30mlに（）
0.300gと安息香酸ソーダ0.242g（２モル当量）を
加え140℃で２時間加熱還流させた。空冷の後、
水30mlで稀釈しエーテル（50ml×２）で抽出し飽
和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗い、無水硫
酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮を行つてシラ
ツプを得た。このシラツプをケイ酸（10g）、ベ
ンゼン：エーテル（12：１）のカラムクロマトグ
ラフイーにかけて精製し、（）のシラツプ
0.250g（収率96.5％）を得た。

〔α〕_D ¹⁵ −52.08（Ｃ＝1.2，CHCl₃） 元素分析値（％） C₁₆H₁₉ ²HO₆として 計算値 C62.12、H6.84 実測値 C62.25、H6.87 実施例 ７ メチル（5R）−（５−²H）−２，３−Ｏ−イソ
プロピリデン−β−Ｄ−リボフラノシド（）
の製造 （）0.155gおよび20mgの金属ナトリウムを５
mlのメタノールで処理して製造したナトリウムメ
トキシドを10mlのメタノールに溶解し室温で１時
間攪拌した。溶媒を減圧下で留去しシラツプを
得、ケイ酸（5g）のカラムクロマトグラフイー
にかけヘキサン：酢酸エチル（２：１）で展開し
溶媒を留去し、シラツプ状の（）を0.094g（収
率92％）得た。

〔α〕_D ²² −82.5℃（Ｃ＝1.0，CHCl₃） 実施例 ８ （5R）−（５−²H）−Ｄ−リボース（）の製
造 （）400mgを50％酢酸80mlに溶解し、40分加
熱還流した。反応液を減圧下に濃縮し残留シラツ
プを温エタノール80mlに溶解し減圧下に濃縮し、
メチル（5R）−（５−2H）−β−Ｄ−リボフラノ
シド370mgを得た。このうち335mgを水５mlに溶解
しダウエツクス50W（H⁺型、1g、ダウケミカル社
製）を加え室温で５時間攪拌した。樹脂を濾別
後、減圧下で溶媒を留去し（）225mg（収率84
％）を得た。

融 点 95℃ 〔α〕_D ²⁰ −23.5°（Ｃ＝1.0，H₂Ｏ） 参考例 １ １，５−アンヒドロ−２，３−Ｏ−イソプロピ
リデン−Ｄ−リボフラノース（）の製造 攪拌冷却下、アセトン900mlに酸触媒としての
ｐ−トルエンスルホン酸18gとＤ−リボース50g
を加えて反応させた。

薄層クロマトグラフイーで２，３−Ｏ−イソプ
ロピリデン−Ｄ−リボフラノースに反応が進んだ
のを確認の後、還流装置を付けベンゼン1.5を
加えて共沸させアンヒドロ化させた。アセトンと
水を除去したベンゼン層を飽和炭酸水素ナトリウ
ム水溶液で中和し、無水硫酸マグネシウムで乾燥
させ減圧濃縮した。得られる黄色のシラツプ
（１，５−アンヒドロ−２，３−Ｏ−イソプロピ
リデン−β−Ｄ−リボフラノースの他に1′，５：
１，5′−ジアンヒドロ体が含まれている）を蒸留
装置にて昇華分別した。１，５−アンヒドロ−
２，３−イソプロピリデン−β−Ｄ−リボフラノ
ース（）は90〜100℃／５mmで昇華し白色結晶
として得られた。ヘキサンより再結すると（）
の結晶21.3g（収率37.13％）を得た。

融 点 61℃ 〔α〕_D ²⁰ −62°（Ｃ＝0.78，メタノール） 元素分析値（％） C₈H₁₂O₄として 計算値 C58.81、H7.02 実測値 C55.97、H7.16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式； 〔式中R₁は水素、または水酸基の保護基（ア
   シル基、アルキル基）を示すが、２つのR₁が一
   緒になつてアルキリデン基例えばイソプロピリデ
   ンを構成してもよい〕で表わされる１，５−アン
   ヒドロ−β−Ｄ−リボフラノース誘導体に立体選
   択的な光ハロゲン化反応を行ない、 一般式； （式中R₁は前記と同じ、Ｘは塩素または臭素
   を示す）で表わされる（5S）−１，５−アンヒド
   ロ−５−ハロゲノ−β−Ｄ−リボフラノース誘導
   体とし、これに重水素（2H）化トリ−ｎ−ブチ
   ル錫を作用させて還元脱ハロゲン化して 一般式； （式中R₁は前記と同じ）で表わされる（5S）−
   （５−2H）−１，５−アンヒドロ−β−Ｄ−リボ
   フラノース誘導体に導き、これを開環、脱保護す
   ることを特徴とする（5S）−（５−2H）−Ｄ−リボ
   ースの製造方法。 ２ 一般式； 〔式中R₁は水素、または水酸基の保護基（ア
   シル基、アルキル基）を示すが、２つのR₁が一
   緒になつてアルキリデン基例えばイソプロピリデ
   ンを構成してもよい〕で表わされる１，５−アン
   ヒドロ−β−Ｄ−リボフラノース誘導体に立体選
   択的な光ハロゲン化反応を行ない、 一般式； （式中R₁は前記と同じ、Ｘは塩素または臭素
   を示す）で表わされる（5S）−１，５−アンヒド
   ロ−５−ハロゲノ−β−Ｄ−リボフラノース誘導
   体とし、これに重水素（2H）化トリ−ｎ−ブチ
   ル錫を作用させて還元脱ハロゲン化して得られる 一般式； （式中R₁は前記と同じ）で表わされる（5S）−
   （５−2H）−１，５−アンヒドロ−β−Ｄ−リボ
   フラノース誘導体を開環した後スルホニル化し
   て、 一般式； （式中R₁は前記と同じ、R₂はアルキル、アリ
   ール、アリルまたはアシル基等の水酸基の保護基
   を、R₃はメタンスルホニル基、ｐ−トルエンス
   ルホニル基またはベンジルスルホニル基を示す）
   で表わされる（5S）−（５−2H）−５−Ｏ−スルホ
   ニル−β−Ｄ−リボフラノシド誘導体とし、これ
   に脂肪酸アルカリまたは芳香族脂肪酸アルカリを
   反応させてワルデン反転を起こさせて５位の立体
   配置を反転させた後、脱保護することを特徴とす
   る（5R）−（５−2H）−Ｄ−リボースの製造方法。