CN112739723B - 环状低聚糖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种来源于纤维素的新型环状低聚糖。是下述式(1)所表示的具有β‑1,4糖苷键的环状低聚糖。式中，R表示氢原子或其取代基，多个R可以相同也可以不同，n表示0～3的整数。

Description

环状低聚糖及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有β-1,4糖苷键的来源于纤维素的新型环状低聚糖及其制造方法。

背景技术

在现有技术中，作为环状低聚糖，已知环糊精。环糊精如下述通式(X)所示(式中的m为1～3的整数)，具有葡萄糖被α-1,4糖苷键连结而成的环状结构，通常存在6个葡萄糖键合而成的α-环糊精、7个葡萄糖键合而成的β-环糊精、8个葡萄糖键合而成的γ-环糊精。

[化1]

该环糊精在环状结构的内部具有1nm左右大小的空孔，其能够引入被称为客体分子的比较小的分子。环糊精的羟基位于该空孔的外侧，因此环状结构的外侧为亲水性，空孔内部为疏水性。因此，具有在空孔内包合疏水性的客体分子或其一部分的性质，利用该性质，为了使挥发性物质不挥发和持续释放、使不稳定物质稳定、使难溶性物质可溶等目的，环糊精及作为其化学修饰品的环糊精衍生物被利用于食品、化妆品、洗护用品、医药品等(例如，参照下述专利文献1～4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-81403号公报

专利文献2：日本特开平11-60610号公报

专利文献3：日本特开2013-28744号公报

专利文献4：日本特开2016-69652号公报

发明内容

发明欲解决的技术问题

环糊精是来源于作为食用资源的淀粉的环状麦芽低聚糖，将葡萄糖作为结构单元。将葡萄糖作为结构单元的多糖类除了淀粉以外还有纤维素。纤维素是具有β-1,4糖苷键的化合物，是地球上存在量最多的有机化合物并且是可再生的非食用植物资源。因此，只要能够制造来源于纤维素的环状低聚糖，则可实现资源的有效利用。

鉴于以上方面，本发明的实施方式的目的在于提供来源于纤维素的新型环状低聚糖及其制造方法。

用于解决问题的技术手段

根据本发明的实施方式，提供一种由下述通式(1)所表示的环状低聚糖。

[化2]

式中，R表示氢原子或其取代基，多个R可以相同也可以不同，n表示0～3的整数。

根据本发明的实施方式，还提供一种环状低聚糖的制造方法作为上述环状低聚糖的制造方法，其包含使由下述通式(2)所表示的低聚糖的末端的羟基彼此键合而环化的工序。

[化3]

式中，R表示氢原子或其取代基，多个R可以相同也可以不同，k表示3～6的整数。

发明效果

本实施方式能够提供来源于纤维素的新型环状低聚糖，能够实现资源的有效利用。

附图说明

图1是示出一个实施方式涉及的环状低聚糖的合成步骤的图。

图2是示出另一个实施方式涉及的环状低聚糖的合成步骤的图。

图3是示出一个实施方式涉及的环状低聚糖的分子结构的分子模型的照片。

图4是示出环糊精的分子结构的分子模型的照片。

图5是实施例1中的完全甲基化纤维素以及部分甲基化纤维素的FT-IR谱图。

图6是实施例1中的完全甲基化纤维素的¹H-NMR谱图。

图7是实施例1中的6聚体分离前的粗产物的MALDI-TOF MS谱图。

图8是实施例1的甲基化环状纤维低聚糖(6聚体)的¹H-NMR谱图。

图9是实施例1的甲基化环状纤维低聚糖(6聚体)的NOESY谱图。

图10是图9的部分放大图。

图11是实施例1的甲基化环状纤维低聚糖(6聚体)的¹³C-NMR谱图。

图12是实施例1的甲基化环状纤维低聚糖(6聚体)的MALDI-TOF MS谱图。

图13是实施例1的甲基化环状纤维低聚糖(6聚体)以及完全甲基化α-环糊精的基于HPLC的色谱。

图14是实施例2中的部分乙酰化纤维低聚糖的MALDI-TOF MS谱图。

图15是实施例2中的包含乙酰化环状纤维低聚糖的粗产物的MALDI-TOF MS谱图。

图16是实施例2中的包含环状纤维低聚糖的粗产物的MALDI-TOF MS谱图。

具体实施方式

本实施方式涉及的环状低聚糖(也称为环状纤维低聚糖。)是由上述通式(1)所表示的化合物，具有利用β-1,4糖苷键将葡萄糖或其衍生物即结构单元连结而成的环状结构。式(1)中的n表示0～3的整数，因此，式(1)所表示的环状低聚糖是上述结构单元的5聚体、6聚体、7聚体、8聚体或这些的2种以上的混合物。

式(1)中的R表示氢原子或其取代基，多个R可以相同或不同。在式(1)中的R全部是氢原子的情况下，其为由下述式(3)所表示的未被化学修饰的(即，非取代的)环状低聚糖(在此，式(3)中的n表示0～3的整数)。

[化4]

式(3)的环状低聚糖与上述式(X)的环糊精的不同点仅在于葡萄糖间的连结结构为β-1,4键和α-1,4键，因此，基本上能够使用可对环糊精应用的公知的化学修饰法来导入取代基。因此，式(1)的环状低聚糖能够具有与公知的环糊精的取代基同样的取代基。

式(1)中的R可以如上所述全部为氢原子，也可以全部为取代基，也可以是氢原子与取代基共存。在共存的情况下，两者的比率没有特别限制。例如，将OR区分为与葡萄糖结构单元的伯羟基相当的基团(OR¹)和与仲羟基相当的基团(OR²)，将式(1)如下述通式(1-1)所示进行改写时，可以是全部R¹为取代基且全部R²为氢原子，也可以是一部分R¹为取代基且其余R¹和全部R²为氢原子，还可以是全部R¹和一部分R²为取代基且其余R²为氢原子。另外，可以是全部R²为取代基且全部R¹为氢原子，也可以是一部分R²为取代基且其余R²和全部R¹为氢原子，还可以是全部R²和一部分R¹为取代基且其余R¹为氢原子。并且，也可以是R¹和R²两者均是一部分为取代基且其余为氢原子。

[化5]

作为式(1)中的R示出的取代基是取代葡萄糖的羟基氢的基团，可举出能够经过1个或多个反应而从葡萄糖的羟基氢衍生的各种基团。

具体而言，作为R示出的取代基(以下也称为取代基R。)，可举出：取代或非取代的烷基、取代或非取代的环烷基、取代或非取代的烯基、取代或非取代的环烯基、取代或非取代的芳基(例如，苯基、甲苯基等)、取代或非取代的芳烷基(例如，苄基、苯乙基、三苯甲基等)、酰基、甲硅烷基、磺酰基、糖残基、取代或非取代的聚氧亚烷基等。作为取代基R的碳原子数，没有特别限制，例如可以是1～40，也可以是1～30，还可以是1～20。

作为取代基R的例子的上述取代烷基、取代环烷基、取代烯基、取代环烯基、取代芳基、取代芳烷基，例如可举出：像羟烷基那样具有羟基作为取代基的基团、像磺烷基或其盐或者酯基那样具有磺基或其衍生物基团作为取代基的基团、像羧甲基或其盐或者酯基那样具有羧基或其衍生物基团作为取代基的基团。作为构成此处的酯基的烃，例如可举出碳原子数1～20的烷基、碳原子数3～20的环烷基。

作为取代基R的例子的上述酰基，例如：可以是像乙酰基、苯甲酰基那样与-OR中的氧原子形成酯键的单羧酸的残基(例如，R：-CO-Q¹)，并且，可以是琥珀酸等二羧酸的残基，在二羧酸残基的情况下，未与葡萄糖形成酯键的羧基不论是酸型还是金属盐均可以形成酯基(例如R：-CO-Q²-COO-Q³)。在此，Q¹表示氢原子或碳原子数1～10(优选为1～6)的有机基团，作为有机基团，可举出烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基、芳烷基。Q²表示碳原子数1～6的烃基(例如烷二基等)。Q³表示氢原子、碱金属或碳原子数1～10(优选为1～6)的有机基团，作为有机基团，可举出烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基、芳烷基。

作为取代基R的例子的上述甲硅烷基，例如可举出叔丁基二甲基甲硅烷基等三烷基甲硅烷基。另外，作为上述磺酰基，例如可举出p-甲苯磺酰基等芳基磺酰基等。此外，作为糖残基，例如可举出糖基、麦芽糖基等。

作为取代基R的例子的上述取代或非取代的聚氧亚烷基，可举出聚氧亚乙基等具有碳原子数1～4的环氧烷的重复单元的基团，末端的OH可以被氨基、叠氮基、三苯甲基等取代基取代。需要说明的是，氧亚烷基的重复数没有特别限制，例如可以是2～20。

对式(1)中的多个R，以上列举的取代基R可以仅导入1种，也可以组合导入2种以上。

本实施方式涉及的具有β-1,4糖苷键的环状低聚糖能够经过使由上述通式(2)所表示的低聚糖的末端羟基彼此键合而环化的工序来制造。式(2)中的R表示氢原子或其取代基。作为式(2)的R所表示的取代基，能够例示与上述式(1)的取代基同样的基团，优选R为烷基或酰基，例如，式(2)中的OR可举出：对葡萄糖的羟基进行酰基化(更优选为乙酰基化)而得到的基团(即酰氧基、优选为乙酰氧基)、对葡萄糖的羟基进行烷基化(更优选甲基化)而得到的基团(即烷氧基，优选为甲氧基)。

作为本实施方式的环状低聚糖，根据图1，对制造来源于纤维素的环状纤维低聚糖的方法进行说明。

在图1示出的制造方法中，首先，对式(4)所表示的纤维素进行乙酰化(在此，式中的p是相当于纤维素中的2分子葡萄糖份的重复数量的数)。纤维素具有葡萄糖被β-1,4糖苷键连结成的结构，成为相邻的葡萄糖单元彼此翻转地排成一列的直链状的结构。因此，纤维素具有牢固的分子内、分子间氢键，不溶于水。对该纤维素的羟基进行乙酰化而使氢键消失，从而对分子链赋予柔软性。需要说明的是，可以使用部分乙酰化后的纤维素作为初始原料。

乙酰化例如能够在高氯酸的存在下通过使乙酸酐与纤维素反应来进行(例如，参照P.Arndt et al.,Cellulose,2005,12,317.)。通过乙酰化，可得到使纤维素的各结构单元的3个羟基全部乙酰化后的由式(5)所表示的三乙酸纤维素(完全乙酰化纤维素)。

接着，通过对三乙酸纤维素进行糖苷键的裂解，从而合成式(6)所表示的部分乙酰化纤维低聚糖。糖苷键的裂解能够通过在三乙酸纤维素中加入硫酸而进行(例如，参照H.Namazi et al.,J.Appl.Polym.Sci.,2008,110,4034.以及T.Kondo,D.G.Gray,J.Appl.Polym.Sci.1992,45,417)。然后，通过在裂解后进行分离纯化，从而可得到如式(6)所示这样的链状的部分乙酰化纤维低聚糖，其具有如下结构：具有5～8个葡萄糖单元，在其两末端的葡萄糖单元的1位和4位具有羟基，其他羟基已全部被乙酰化。式(6)的纤维低聚糖是在上述式(2)所表示的低聚糖中-OR为-O-Ac的低聚糖(在此，Ac为乙酰基)。

接着，使式(6)所表示的部分乙酰化纤维低聚糖的两末端的羟基彼此键合而环化。环化方法没有特别限制，例如可以使式(6)所表示的部分乙酰化纤维低聚糖的末端的1位羟基进行三氯乙酰亚胺酯化后进行环化反应。三氯乙酰亚胺酯化能够通过使三氯乙腈与部分乙酰化纤维低聚糖反应从而进行，接着，通过在三氯乙酰亚胺酯化后的部分乙酰化纤维低聚糖中加入三氟化硼二乙醚络合物并进行反应，从而两末端的葡萄糖单元被β-1,4糖苷键连结而成为环状。

另外，也可以不进行三氯乙酰亚胺酯化，而是通过在部分乙酰化纤维低聚糖中加入三氟化硼二乙醚络合物并进行反应，利用β-1,4糖苷键将两末端的葡萄糖单元连结而形成环状。

由此，可得到式(7)所表示的乙酰化环状纤维低聚糖。式(7)的乙酰化环状纤维低聚糖是在上述式(1)所表示的环状低聚糖中-OR全部为-O-Ac的低聚糖。

接着，通过使用例如碱催化剂(氢氧化钠、三乙胺等)对式(7)所表示的乙酰化环状纤维低聚糖的乙酰氧基进行水解，从而得到上述的式(3)所表示的环状低聚糖。

图2是示出其他实施方式涉及的环状低聚糖的合成步骤的图。在图2的例子中，使用纤维素的羟基被部分地甲基化而得到的式(10)所表示的部分甲基化纤维素作为初始原料，合成式(13)所表示的甲基化环状纤维低聚糖。

在图2所示的制造方法中，首先，对部分甲基化纤维素进行甲基化而合成完全甲基化纤维素。作为例子，甲基化能够通过使氢氧化钠和碘甲烷与部分甲基化纤维素反应从而进行(例如，参照J.N.Bemiller,Earle E.Allen,JR.,J.Polym.Sci.1967,5,2133.)。由此，可得到使纤维素的各结构单元的3个羟基全部甲基化而成的式(11)所表示的完全甲基化纤维素。

接着，通过对完全甲基化纤维素进行糖苷键的裂解来合成式(12)所表示的部分甲基化纤维低聚糖。糖苷键的裂解与图1的情况相同。然后，通过在裂解后进行分离纯化，可得到如式(12)所示这样的链状的部分甲基化纤维低聚糖，其具有如下结构：具有5～8个葡萄糖单元，在其两末端的葡萄糖单元的1位和4位具有羟基，其他羟基全部被甲基化。式(12)的纤维低聚糖是在上述式(2)所表示的低聚糖中-OR为-O-Me的低聚糖(在此，Me表示甲基)。

接着，使式(12)所表示的部分甲基化纤维低聚糖的两末端的羟基彼此键合而环化。环化方法没有特别限制，例如能够通过使三氟甲磺酸酐(Tf₂O)和2,6-二叔丁基吡啶(DBP)与部分甲基化纤维低聚糖进行反应从而进行。由此，两末端的葡萄糖单元被β-1,4糖苷键连结而成为环状，可得到式(13)所表示的甲基化环状纤维低聚糖。该甲基化环状纤维低聚糖是在上述式(1)所表示的环状低聚糖中全部-OR为-O-Me的环状低聚糖。

在式(1)所表示的环状低聚糖中，如上所述，式中的R的取代基基本上能够使用通常应用于环糊精的公知的化学修饰法来导入。例如，在导入甲氧基等烷氧基作为-OR时，可以利用日本特开昭61-200101号公报所记载的对羟基进行烷基化的方法。另外，作为R是取代烷基的情况，在经由醚氧导入磺烷基、羧甲基酯基时，可以利用日本特开平11-60610号公报、日本特开2013-28744号公报所记载的方法。另外，作为R是酰基的情况，在导入琥珀酸等二羧酸的残基时，可以利用日本特开平4-81403号公报所记载的方法。另外，作为R是磺酰基的情况，在经由醚氧导入甲苯磺酰基时，可以利用日本特开2016-69652号公报所记载的方法。

需要说明的是，作为导入取代基的方法，并非必须如上所述在合成乙酰化环状纤维低聚糖后，暂时通过水解制成式(3)的环状低聚糖后导入取代基，也可以在环化后直接转换成其他取代基。

如上所述，本实施方式涉及的环状低聚糖是地球上存在量最多的有机化合物，且能够由可再生的非食用植物资源即纤维素合成，因此能够实现资源的有效利用。

另外，比较本实施方式涉及的环状低聚糖与环糊精的分子结构可知，本实施方式涉及的环状低聚糖比环糊精的空孔内的疏水性高。详细而言，式(X)所表示的环糊精的分子结构如图4所示，而式(3)所表示的环状低聚糖的分子结构如图3所示。在图3和图4中，白色的原子表示氢原子，黒色的原子表示碳原子，其间的灰色的原子表示氧原子。

如图4所示，在环糊精中，连结葡萄糖单元间的糖苷氧朝向空孔的内侧，因此，空孔内处于醚程度的疏水性环境。与此相对，如图3所示，在本实施方式涉及的环状低聚糖中，糖苷氧朝向外侧，氧原子未朝向空孔的内侧。因此，在本实施方式涉及的环状低聚糖中，与环糊精相比，空孔内处于疏水性更高的环境，能够引入疏水性高的物质。由此，例如在水中，能够期待具有更高的壳体包合能力和壳体选择性。

本实施方式涉及的环状低聚糖由于具有在空孔内包合疏水性的客体分子或其一部分的性质，因此与环糊精相同，为了使挥发性物质不挥发化和持续释放、使不稳定物质稳定、使难溶性物质可溶等目的，可用于食品、化妆品、洗护用品、医药品等用途。

实施例

以下基于实施例进一步详细说明，但本发明不限定于此。需要说明的是，在以下的实施例中，除非另有说明，否则“％”是指“质量％”。

分析和测定方法如下所述。

[红外吸收光谱(FT-IR)]

利用傅里叶变换红外光谱仪(日本分光(株)制“FT/IR4700ST型”)进行测定(ATR法)。

[NMR]

利用日本电子(株)制“JNM-ECS400”进行测定。

[质量分析]

利用基质辅助激光解吸电离飞行时间型质谱分析仪(MALDI-TOF MS)(日本Perceptive有限公司制“Voyager^TM RP”)进行测定。

[HPLC]

色谱柱：ODS(和光纯药工业株式会社制“Wakosil 5C18 AR”、内径4.6mm、长度150mm)

移动相：乙腈/水＝8/2(体积比)

流速：1.0mL/分钟

温度：30℃

检测：ELSD(美国SofTA公司制“Model400 ELSD”)。

[TLC]

展开剂：甲醇/氯仿＝1/40(体积比)。

1.实施例1：甲基化环状纤维低聚糖的合成

1-1.从部分甲基化纤维素向完全甲基化纤维素的合成

按照J.N.Bemiller,Earle E.Allen,JR.,J.Polym.Sci.1967,5,2133.所记载的方法来进行。反应式和合成方法的细节如下所述。

[化6]

将在80℃下进行了一夜真空干燥的部分甲基化纤维素(2.01g、5.03×10^-5mol、Sigma-Aldrich制“乙酸纤维素(Mn～30,000)”)在氮氛围下溶解于DMSO(110mL)中。将该溶液加入氢氧化钠(含量：60％、1.81g、4.53×10^-2mol)，在50℃搅拌16小时。在其中历时30分钟滴加碘甲烷(2.95mL、4.74×10^-2mol)，在50℃搅拌24小时。在体系中加入甲醇(3.85mL)，使未反应的氢氧化钠失活，将得到的溶液加入水(350mL)中使其再沉淀。通过离心分离对产生的固体进行分离，在60℃进行真空干燥而得到生成物(白色粉末状固体)(产量1.90g、产率95％)。

在图5中示出生成物的FT-IR谱图以及原料的部分甲基化纤维素的FT-IR谱图。在原料的部分甲基化纤维素中，如图5(a)所示，在3400cm^-1附近观测到基于OH伸缩振动的吸收峰。与此相对，在生成物的FT-IR谱图中，如图5(b)所示，在2915、1455、1050cm^-1观测到吸收峰，但是3400cm^-1附近的基于OH伸缩振动的吸收峰消失，确认全部羟基被甲基化。

以下示出生成物的¹H-NMR分析的结果，并且在图6中示出NMR谱图。

¹H-NMR(400MHz,chloroform-d):δ2.92(t,1H),3.19(t,1H),3.27(m,1H),3.37(s,3H),3.52(s,3H),3.56(s,3H),3.69-3.61(m,2H),3.75(m,1H),4.31(d,1H)。

根据以上，确认了生成物为完全甲基化纤维素。

1-2.从完全甲基化纤维素向部分甲基化纤维低聚糖的合成

参考T.Kondo,D.G.Gray,J.Appl.Polym.Sci.1992,45,417所记载的方法，进行从完全甲基化纤维素向部分甲基化纤维低聚糖(5～8葡萄糖单元)的合成。反应式和合成方法的细节如下所述。

[化7]

将在80℃下进行了真空干燥的完全甲基化纤维素(0.55g、1.2×10^-2mmol)在氮氛围下溶解于脱水二氯甲烷(30mL)。在其中添加三氟化硼二乙醚络合盐(7.2mL、56mmol、和光纯药工业(株)制、含量：46.0～49.0％(BF₃))，在室温搅拌6小时。在得到的溶液中加入饱和碳酸氢钠水溶液(15mL)而结束反应。使用二氯甲烷(30mL)进行2次萃取，将收集到的二氯甲烷溶液用无水硫酸镁进行干燥后，蒸馏除去溶剂而得到褐色粘性液体(粗产量0.52g、粗产率93％)。

通过MALDI-TOF-MS测定，可知得到的生成物是由2～11葡萄糖单元形成的部分甲基化纤维低聚糖的混合物。对其施加尺寸排除色谱而分离出包含5～8葡萄糖单元的部分甲基化纤维低聚糖(产量88mg、产率16％)。

尺寸排除色谱中，使用以下装置作为分离装置。

·装置：日本分析工业(株)制、回收分离HPLC LC-9210NEXT·色谱柱：日本分析工业(株)制、JAIGEL-2HR(排除极限分子量5000)×2根

·流速：9.5mL/分钟

·洗脱液：氯仿

·每1次的注入量：67mg(氯仿1mL)

·检测器：日本分析工业(株)制、RI-700II NEXT。

1-3.从部分甲基化纤维低聚糖向甲基化环状纤维低聚糖的合成

[化8]

在氮氛围下，使上述1-2中得到的部分甲基化纤维低聚糖(75mg、5.2×10^-5mol)溶解于甲苯(18mL)。在此，滴加溶解于甲苯(3mL)的三氟甲磺酸酐(Tf₂O)(15μL、9.0×10^{- 5}mol)，在室温搅拌1小时。然后，滴加溶解于甲苯(3mL)的2,6-二叔丁基吡啶(DBP)(185μL、8.4×10^-4mol)，在室温搅拌17小时。然后，加入饱和碳酸氢钠水溶液(50mL)，用甲苯(100mL)进行了萃取。用无水硫酸镁对甲苯层进行了干燥后，蒸馏除去溶剂，对得到的粗产物(白色固体)施加尺寸排除色谱、进而施加中压柱色谱并进行纯化，得到甲基化环状纤维低聚糖(6聚体)(产量1mg、产率1.5％、白色固体)。反应式如上所述。

尺寸排除色谱与上述1-2同样地进行。基于中压柱色谱的分离条件如下所述。

·色谱柱：ODS(山善株式会社制“Universal column ODS”、内径20mm、长度84mm)

·移动相：乙腈/水＝8/2(体积比)。

在图7中示出对纯化为6聚体前的粗产物的质量分析(MALDI-TOF MS)的结果。如图7所示，可观察到与5～8聚体的甲基化环状纤维低聚糖相当的峰。

以下示出纯化后的生成物(6聚体)的¹H-NMR分析的结果，并且在图8中示出NMR谱图。

¹H NMR(400MHz,chloroform-d)：5.08(d,J＝2.3Hz,6H),4.33(dd,J＝2.3,7.7Hz,6H),4.20(ddd,J＝2.3,4.5,7.3Hz,6H),4.03(dd,J＝2.3,6.8Hz,6H),3.96(dd,J＝6.8,7.7Hz,6H),3.67(dd,J＝8.2,9.9Hz,6H),3.50(dd,J＝4.5,9.5Hz,6H),3.42(s,18H),3.40(s,18H),3.32(s,18H)ppm。

另外，在图9中示出生成物的NOESY谱，在图10中示出其中的与葡萄糖单元的1位碳键合的氢(H₁)附近的放大图。

以下示出生成物的¹³C-NMR分析的结果，并在图11中示出NMR谱图。

¹³C NMR(400MHz,chloroform-d)：105.38,90.72,87.34,79.27,74.20,72.59,59.11,58.86,57.69ppm。

以下示出生成物的质量分析(MALDI-TOF MS)的结果，并且在图12中示出该图谱。

MALDI-TOF MS(m/z)：1246[M+Na]⁺。

生成物的TLC的结果中Rf值＝0.48。

在图13中示出生成物的HPLC的结果(图13(a))以及完全甲基化α-环糊精(将α-环糊精的羟基全部甲基化的产物)的测定结果(图13(b))。

从MS谱图和HPLC的结果可知，本生成物虽然与完全甲基化α-环糊精具有相同分子量，但是为与其不同的化合物。另外，根据¹H-NMR谱图和¹³C-NMR谱图，可认为本生成物是由2位、3位、6位的羟基被甲基化后的葡萄糖单元构成的对称性高的化合物。并且，根据NOESY谱图(图9、图10)，葡萄糖单元的1位质子与2位、3位、5位、6位质子表现出相关，而与4位的质子未表现出相关，因此，可认为1位质子与4位质子距离很远，葡萄糖单元间被β-1,4键连结。由此，能够确定甲基化环状纤维低聚糖的化学结构是式(1)(R＝甲基、n＝1)所示的结构。

2.实施例2：从部分乙酰化纤维素向环状纤维低聚糖的合成

2-1.从部分乙酰化纤维素向完全乙酰化纤维素的合成

根据P.Arndt et al.,Cellulose,2005,12,317.所记载的方法，进行完全乙酰化纤维素的合成。反应式和合成方法的细节如下所述。

[化9]

使部分乙酰化纤维素(Sigma-Aldrich制、Mn＝30000、乙酰化度＝1.48)(4.0g、9.3×10^-5mol)溶解于乙酸(80mL)，加入乙酸酐(26mL、2.7×10^-1mol)和高氯酸(1.6mL、2.8×10^-2mol)，在室温搅拌2小时。在水(100mL)中注入反应混合物，通过抽滤来回收产生的固体。将其用饱和碳酸氢钠水溶液(500mL)进行清洗，接着用水(500mL)进行清洗，再进行1次该清洗操作后，使固体在70℃进行真空干燥，得到白色粉末状固体(产量3.9g、产率80％)。

在得到的固体的红外吸收光谱中，确认了羰基的吸收峰(1735cm^-1)的存在以及原料中观察到的羟基的吸收峰(3400cm^-1付近)消失。

2-2.参考从完全乙酰化纤维素向部分乙酰化纤维低聚糖的合成T.Kondo,D.G.Gray,J.Appl.Polym.Sci.1992,45,417所记载的方法，进行从完全乙酰化纤维素向部分乙酰化纤维低聚糖的合成。反应式和合成方法的细节如下所述。

[化10]

使上述2-1中合成的完全乙酰化纤维素(0.45g、8.3×10^-6mol)在80℃溶解在乙酸(9.0mL)中，依次加入乙酸酐(150μL、1.6×10^-3mol)、浓硫酸(35μL、6.5×10^-4mol)、水(54μL、3.0×10^-3mol)，在80℃进行16小时。将反应溶液放置冷却至室温，添加20％乙酸镁水溶液(70μL)后，将反応混合物注入到二乙基醚(100mL)中，通过抽滤来回收生成的固体，用水(100mL)清洗后进行真空干燥(产量0.16g)。

通过MALDI-TOF-MS测定，可知得到的生成物是包含2～13葡萄糖单元的部分乙酰化纤维低聚糖的混合物(参照图14)。

2-3.从部分乙酰化纤维低聚糖向乙酰化环状纤维低聚糖的合成

[化11]

使上述2-2中得到的部分乙酰化纤维低聚糖(500mg、2.0×10^-4mol)溶解于脱水二氯甲烷(27mL)与脱水甲苯(3.0mL)的混合溶液。在其中加入三氟化硼二乙醚络合物(800μL、7.0×10^-3mol、和光纯药工业(株)制、含量：46.0～49.0％(BF₃))，在40℃搅拌15小时。然后，添加饱和碳酸氢钠水溶液(50mL)，用100mL氯仿进行萃取后，蒸馏除去溶剂，得到茶黄白色固体(200mg)。使其溶解于脱水吡啶(3.0mL)，加入乙酸酐(1.5mL，1.5×10^-2mol)，在室温搅拌24小时，由此进行游离羟基的乙酰化。用饱和食盐水(100mL)和氯仿(100mL)进行萃取，从氯仿层蒸馏除去溶剂而得到茶黄白色固体(250mg)。进行2次硅胶柱色谱(第1次的移动层：甲醇/氯仿(1/99)、第2次的移动层：甲醇/氯仿(1/150))，得到粗产物(6mg)。反应式如上所述。

对得到的粗产物进行MALDI-TOF-MS测定。将其结果示于图15。如图15所示，与实施例1的甲基化体的情况相同，观察到与5～8聚体的环状体相当的峰。详细而言，在实施例2中，观察到与未环状化的直链状的6～8聚体相当的峰以及与5～8聚体的乙酰化环状纤维低聚糖相当的峰。

2-4.从乙酰化环状纤维低聚糖向环状纤维低聚糖的合成

[化12]

使乙酰化环状纤维低聚糖(4.0mg)溶解于甲醇(1.2mL)，在其中加入水(0.8mL)。进而加入三乙胺(0.8mL、5.5×10^-3mol)，在40℃搅拌24小时。蒸馏除去溶剂而得到粗产物(4mg)。反应式如上所述。

对得到的粗产物进行MALDI-TOF-MS测定。将其结果示于图16。如图16所示，观察到与6～8聚体的直链状纤维低聚糖相当的峰，并且观察到与6～8聚体的环状纤维低聚糖相当的峰。

以上，尽管对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式仅作为例示，并非意图限制发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换和变更。这些实施方式或其省略、替换、变更等不仅包含在发明的范围、主旨中，同样也包含在权利要求书所记载的发明以及与其等同的范围中。

Claims (2)

1.一种环状低聚糖，其特征在于，

所述环状低聚糖由下述通式（1）表示，

[化1]

式中，R表示氢原子或者取代或非取代的烷基、取代或非取代的环烷基、取代或非取代的烯基、取代或非取代的环烯基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的芳烷基、酰基、甲硅烷基、磺酰基、糖残基、取代或非取代的聚氧亚烷基，多个R可以相同也可以不同，n表示0～3的整数，

所述环状低聚糖具有利用β-1,4糖苷键将结构单元连结而成的环状结构，所述结构单元为葡萄糖或其衍生物。

2.一种环状低聚糖的制造方法，其特征在于，

为权利要求1所述的环状低聚糖的制造方法，

所述制造方法包含使由下述通式（2）所表示的低聚糖的末端的羟基彼此键合而环化的工序，

[化2]

式中，R表示氢原子或者取代或非取代的烷基、取代或非取代的环烷基、取代或非取代的烯基、取代或非取代的环烯基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的芳烷基、酰基、甲硅烷基、磺酰基、糖残基、取代或非取代的聚氧亚烷基，多个R可以相同也可以不同，k表示3～6的整数。

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