JP2018030828A - Method of producing galactooligosaccharide, and intermediate thereof - Google Patents

Method of producing galactooligosaccharide, and intermediate thereof Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a galactooligosaccharide that may cause the onset of allergic reaction, and an intermediate thereof.SOLUTION: A method of producing a galactooligosaccharide represented by the general formula (1) comprises addition of the 1-position of protected galactobiose to the 6-position hydroxy group of protected lactose of formula (5), and subsequent deprotection of a hydroxy group protecting group.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、アレルギー反応を発症し得るガラクトオリゴ糖の製造方法及びその中間体に関する。   The present invention relates to a method for producing a galactooligosaccharide capable of causing an allergic reaction and an intermediate thereof.

ガラクトオリゴ糖(GOS)は、ラクトースの非還元末端にD-ガラクトースが複数個グリコシド結合したオリゴ糖の総称である。天然のGOSは人の母乳や牛の初乳中に存在し、その生理学的な機能は、腸内細菌叢のバランスを改善することによる整腸作用やミネラル吸収促進作用、免疫調節作用、及び炎症性腸疾患の予防・改善作用等が報告されている。特に、Bifidobacterium属やLactobacillus属等の腸内細菌に対する増殖を促進するプレバイオティクス効果が大きく注目され、育児用粉乳や乳酸菌飲料等に多く利用されている。日本国内では特定保健食品(トクホ、Food for Specified Health Uses: FOSHU) に認定され、アメリカではFDA(米国食品医薬品局)によってGRASに認定されている(GRAS Notice Nos. GRN 233, 236, 285 , 286, 334, 484, 489, 495, 518, 569)。一般的にGOSは微生物の生産するβガラクトシダーゼ(EC.3.2.1.23)の糖転移反応によって生成される。   Galacto-oligosaccharide (GOS) is a general term for oligosaccharides in which a plurality of D-galactoses are glycoside bonded to the non-reducing end of lactose. Natural GOS is present in human breast milk and cow colostrum, and its physiological function is to improve the balance of intestinal microflora, promote intestinal function, promote mineral absorption, immunomodulate, and inflammation. It has been reported to prevent and improve sexual bowel disease. In particular, the prebiotic effect that promotes the growth of intestinal bacteria such as Bifidobacterium and Lactobacillus is attracting a great deal of attention and is widely used in infant formula, lactic acid bacteria beverages, and the like. Certified in Japan for FOSHU (Food for Specified Health Uses), GRAS certified by the US Food and Drug Administration (FDA) in the United States (GRAS Notice Nos. GRN 233, 236, 285, 286 , 334, 484, 489, 495, 518, 569). Generally, GOS is produced by transglycosylation of β-galactosidase (EC.3.2.1.23) produced by microorganisms.

これまでの研究で、βガラクトシダーゼを生産する多くの微生物(Bacillus circulans, Aspergillus oryzae, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces fragilis, Sporobolomyces singularis, Escherichia coli, Lactobacillus reuter,Bifidobacterium bifidum等)が報告されている。これらのβガラクトシダーゼは酵素の立体構造の違いにより、生成するGOSの結合様式が異なり、Aspergillus等のカビ類はβ1-6結合(6’-GOS)を、Bacillus等の細菌類やS. singularisはβ1-4結合(4’-GOS)を優先的に作ることが知られている。また、B. circulansが生産するβガラクトシダーゼにより製造されたGOSは、フリースランドカンピーナ社(オランダ)よりVivinal(登録商標)GOSとして販売されている。   Many microorganisms (Bacillus circulans, Aspergillus oryzae, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces fragilis, Sporobolomyces singularis, Escherichia coli, Lactobacillus reuter, Bifidobacterium bifidum, etc.) producing β-galactosidase have been reported so far. These β-galactosidases have different GOS binding modes due to differences in the three-dimensional structure of the enzyme, molds such as Aspergillus have β1-6 binding (6'-GOS), bacteria such as Bacillus and S. singularis have It is known to preferentially create β1-4 bonds (4'-GOS). In addition, GOS produced by β-galactosidase produced by B. circulans is sold as Vivinal (registered trademark) GOS by Friesland Campina (Netherlands).

しかしながら、これらGOSのアレルギー症状に関する論文がいくつか報告されている。その発端は1996年に日本で報告されたもので、広島県の牡蠣の養殖場で働く従業員数名が、カビ由来ラクターゼで生成されたガラクトオリゴ糖(6’-GOS)を含む乳酸菌飲料を飲んだ後にアレルギー症状を発症した。ホヤ喘息との関連性が指摘され、6’-GOSとホヤの抗原で共通した部分があるのではないかと推察されている。2014年に金子らによって報告された非特許文献1によると、Bacillus由来の4’-GOSの中で特に強いアレルギーを誘発する糖が明らかにされた。特に、ヒスタミン遊離試験の結果から、最も問題視されたのは通称“4P-X”と呼ばれる中性分岐四糖であった。   However, several papers on these allergic symptoms of GOS have been reported. The beginning was reported in Japan in 1996, and several employees working at an oyster farm in Hiroshima Prefecture drank a lactic acid bacteria beverage containing galactooligosaccharide (6'-GOS) produced by mold-derived lactase Later he developed allergic symptoms. The relationship with ascidian asthma has been pointed out, and it is speculated that there may be a common part between 6'-GOS and ascidian antigen. According to Non-Patent Document 1 reported by Kaneko et al. In 2014, a sugar that induces a particularly strong allergy among 4'-GOS derived from Bacillus was clarified. In particular, from the results of the histamine release test, it was a neutral branched tetrasaccharide called “4P-X” that was most regarded as a problem.

K. Kaneko, Y. Watanabe, K. Kimura, K. Matsumoto, T. Mizobuchi, M. Onoue. Development of hypoallergenic galacto-oligosaccharides on the basis of allergen analysis. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 78, 100-108 (2014)K. Kaneko, Y. Watanabe, K. Kimura, K. Matsumoto, T. Mizobuchi, M. Onoue.Development of hypoallergenic galacto-oligosaccharides on the basis of allergen analysis.Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 78, 100-108 ( 2014) Sander S. van Leeuwen, Bas J. H. Kuipers, Lubbert Dijkhuizen, Johannis P. Kamerling. 1H NMR analysis of the lactose/β-galactosidase-derived galacto-oligosaccharide components of Vivinal GOS up to DP5. Carbohydrate Research, 400, 59-73 (2014)Sander S. van Leeuwen, Bas JH Kuipers, Lubbert Dijkhuizen, Johannis P. Kamerling.1H NMR analysis of the lactose / β-galactosidase-derived galacto-oligosaccharide components of Vivinal GOS up to DP5. Carbohydrate Research, 400, 59-73 ( 2014)

非特許文献1では、βガラクトシダーゼによる糖転移反応の後に、オリゴ糖のピリジルアミン(PA)による誘導体化と3種類のHPLCカラム(Shodex KS-802、Shimadzu STR-ODS-II、Shimadzu ODS)を組み合わせることで4P-Xの単離を行っているが、分析系は非常に複雑である上に、得られた4P-Xはピリジルアミンにより誘導体化されている(非特許文献1)。   In Non-Patent Document 1, after sugar transfer reaction with β-galactosidase, derivatization of oligosaccharide with pyridylamine (PA) and three kinds of HPLC columns (Shodex KS-802, Shimadzu STR-ODS-II, Shimadzu ODS) are combined. Although 4P-X is isolated, the analytical system is very complicated, and the obtained 4P-X is derivatized with pyridylamine (Non-patent Document 1).

他方、Leeuwenらによって報告された非特許文献2では、イオンクロマトグラフィー(Dionex ICS-3000)を用いることで、誘導体化せずに構造異性体間の分離が概ね可能となり、NMRデータが公開された。しかしながら、目的の4P-Xに関しては、他の異性体との混合物であり、異性体等が存在していない単一品(高純度品)のデータは未だ取得されていない。4P-Xは危険性・重要性の高いオリゴ糖であり、今後の詳細の検討のためにも高純度の目的物を取得する重要性は高いと考えられる。   On the other hand, in Non-Patent Document 2 reported by Leeuwen et al., By using ion chromatography (Dionex ICS-3000), separation between structural isomers is generally possible without derivatization, and NMR data has been published. . However, regarding the target 4P-X, data of a single product (high-purity product) that is a mixture with other isomers and has no isomers has not yet been acquired. 4P-X is a highly dangerous and important oligosaccharide, and it is considered highly important to acquire a high-purity target for further study in the future.

即ち、本発明に係る、目的のガラクトオリゴ糖(4P−X)は、従来技術において純度の高い製品として製造する方法が確立されていない。従って、従来の製造方法においては、複雑な単離精製工程を必須とし、この単離精製工程が容易でなく、精製コストの問題がある。他方、種々の合成方法を組み合わせた場合には、収率及び工程数が増加するという点で課題がある。よって、本発明は、工程数が少なく、得られる目的のガラクトオリゴ糖の純度が高い、新規な製造方法、及びその中間体を提供することを課題とする。   That is, the method for producing the target galactooligosaccharide (4P-X) according to the present invention as a highly pure product has not been established in the prior art. Therefore, the conventional production method requires a complicated isolation and purification step, which is not easy and has a problem of purification cost. On the other hand, when various synthesis methods are combined, there is a problem in that the yield and the number of steps increase. Therefore, this invention makes it a subject to provide the novel manufacturing method with few steps, and high purity of the target galactooligosaccharide obtained, and its intermediate body.

本発明者は、新規な化合物である中間体を介した、収率と工程数及び得られる本発明のガラクトオリゴ糖の純度等において優れた、新規な製造方法を見出し、本発明を完成させたものである。
即ち、
本発明[1]は、
一般式(1):

Figure 2018030828
で示されるガラクトオリゴ糖の製造方法であって、
一般式(2):
Figure 2018030828
(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される化合物の水酸基の保護基を脱保護する工程を含むことを特徴とするガラクトオリゴ糖の製造方法である。
本発明[2]は、
本発明[1]に記載のガラクトオリゴ糖の製造方法であって、
一般式(3):
Figure 2018030828
[式中のRは、水酸基の保護基から選択され、Yは、‐F、‐Cl、‐Br、‐I、‐SCH、‐SCHCH、‐SCH(CH、‐SC及び一般式(4):
Figure 2018030828
(Xが、‐F、‐Cl、‐Br、又は、‐Iである場合、Xは‐Hであり、Xが‐Hである場合、Xは‐CHであり、Xが‐S‐CH4CFである場合、Xは‐CCFである)から選択される]で示される化合物と、一般式(5):
Figure 2018030828
(式中のR、及びRは、それぞれ独立して水酸基の保護基から選択され、RとRは同一であってもよい)で示される化合物と、を反応させ、糖鎖付加物として、一般式(2):
Figure 2018030828
(式中R、R及びRは、それぞれ独立して、水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される化合物を得る工程を含むことを特徴とするガラクトオリゴ糖の製造方法である。
本発明[3]は、
本発明[1]又は[2]に記載のガラクトオリゴ糖の製造方法であって、
ガラクトースとラクトースとから、糖転移反応によってガラクトビオースを得る工程を含むことを特徴とする、ガラクトオリゴ糖の製造方法である。
本発明[4]は、
前記糖転移反応によって生成された、前記ガラクトビオースを含む混合物を精製し精製物を得る第1精製工程と、
第1精製工程によって得られた、前記精製物に含まれる水酸基を保護し保護体を得る保護工程と、
前記保護工程によって得られた、前記保護体を精製する第2精製工程と、
を含む、本発明[3]に記載のガラクトオリゴ糖の製造方法である。
本発明[5]は、
一般式(2):
Figure 2018030828
(式中R、R及びRは、それぞれ独立して、水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される化合物である。 The inventor has found a novel production method excellent in the yield and the number of steps and the purity of the galactooligosaccharide of the present invention obtained through an intermediate which is a novel compound, and has completed the present invention. It is.
That is,
The present invention [1]
General formula (1):
Figure 2018030828
A method for producing a galactooligosaccharide represented by
General formula (2):
Figure 2018030828
(Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl-protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same). A method for producing a galactooligosaccharide, comprising a step of deprotecting the protecting group.
The present invention [2]
The method for producing a galactooligosaccharide according to the present invention [1],
General formula (3):
Figure 2018030828
[Wherein R 2 is selected from a protecting group for a hydroxyl group, and Y is -F, -Cl, -Br, -I, -SCH 3 , -SCH 2 CH 3 , -SCH (CH 3 ) 2 ,- SC 6 H 5 and general formula (4):
Figure 2018030828
(When X is -F, -Cl, -Br, or -I, X 1 is -H, and when X is -H, X 1 is -CH 3 and X is -S. -CH 2 C 6 H 4 CF 3 , X 1 is selected from -C 6 H 5 CF 3 ) and a compound represented by the general formula (5):
Figure 2018030828
(Wherein R and R 1 are each independently selected from a hydroxyl-protecting group, and R and R 1 may be the same), and reacted with a compound as a sugar chain adduct General formula (2):
Figure 2018030828
(Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same). It is a manufacturing method of the galactooligosaccharide characterized by including a process.
The present invention [3]
The method for producing a galactooligosaccharide according to the present invention [1] or [2],
A method for producing a galactooligosaccharide, comprising a step of obtaining galactobiose from galactose and lactose by a sugar transfer reaction.
The present invention [4]
A first purification step of purifying a mixture containing the galactobiose produced by the transglycosylation reaction to obtain a purified product;
A protective step for protecting the hydroxyl group contained in the purified product obtained by the first purification step to obtain a protector;
A second purification step for purifying the protector obtained by the protection step;
Is a method for producing a galactooligosaccharide according to the present invention [3].
The present invention [5]
General formula (2):
Figure 2018030828
(Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl-protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same). .

本発明によれば、新規な化合物である中間体を介した、収率と工程数及び得られる本発明のガラクトオリゴ糖の純度等において優れた、新規な製造方法及びその中間体を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a novel production method and an intermediate thereof excellent in the yield and the number of steps and the purity of the resulting galactooligosaccharide of the present invention through an intermediate which is a novel compound. It becomes possible.

本明細書、又は、請求の範囲の記載において、「水酸基」とは、「−OH」を意味する。
本明細書、又は、請求の範囲の記載において、「水酸基の保護基」(本明細書中、又は、請求の範囲の記載において、R、R1、R)とは、特にことわりが無い限り、水酸基の保護基として知られている公知の保護基を含むものとする。例えば、アシル系保護基(アセチル基、ベンゾイル基、ピバロイル基、クロロアセチル基、レブイノイル基等)、エーテル系保護基(ベンジル基、パラメトキシベンジル基、アリル基、シリルエーテル基、トリチル基等)、1〜3個のアリール基で置換されたメチル基、アルキル、アルコキシ、ハロゲン原子、又は、シアノ及びニトロから選択される1〜3個の置換基で置換されていてもよい1〜3個のアリール基で置換されたメチル基、又はシリル基であり、更に好ましくは、アシル系保護基、エーテル系保護基である。最も好ましくは、アシル系保護基であり、中でも、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基が好ましい。
In the description of this specification or the claims, the “hydroxyl group” means “—OH”.
In the description of the present specification or the claims, the “hydroxyl-protecting group” (in the description of the present specification or the claims, R, R 1 , R 2 ), unless otherwise specified. And a known protecting group known as a protecting group for a hydroxyl group. For example, acyl protecting groups (acetyl group, benzoyl group, pivaloyl group, chloroacetyl group, lebuinoyl group, etc.), ether protecting groups (benzyl group, paramethoxybenzyl group, allyl group, silyl ether group, trityl group, etc.), Methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups, alkyl, alkoxy, halogen atom, or 1 to 3 aryls optionally substituted with 1 to 3 substituents selected from cyano and nitro A methyl group substituted with a group or a silyl group, and more preferably an acyl protecting group or an ether protecting group. Most preferred is an acyl protecting group, and among them, an acetyl group, a pivaloyl group and a benzoyl group are preferred.

図1は、Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranosideの1H NMRスペクトルを示す。FIG. 1 shows the 1H NMR spectrum of Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside . 図2は、2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidateの1H NMRスペクトルを示す。Figure 2 shows 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2 1 shows the 1H NMR spectrum of 2-trichloroacetimidate. 図3は、Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranosideの1H NMRスペクトルを示す。Fig. 3 shows Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- ( 1 → 6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside 1H NMR spectrum is shown. 図4は、β-D-galactopyranosyl-(1→4)-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-β-D-glucopyranose(4P-X)の1H NMRスペクトルを示す。FIG. 4 shows β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -β-D-galactopyranosyl- (1 → 6)-[β-D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-β-D-glucopyranose (4P- 2 shows the 1H NMR spectrum of X). 図5は、図4の1H NMRスペクトルの主要なピーク部分を拡大した、1H NMRスペクトルを示す。FIG. 5 shows a 1H NMR spectrum in which the main peak portion of the 1H NMR spectrum of FIG. 4 is enlarged.

<<<本発明に係るガラクトオリゴ糖>>>
本発明の製造方法の最終産物であるガラクトオリゴ糖(4P-X)は、下記一般式(1):

Figure 2018030828
で示される、中性分岐四糖のオリゴ糖であり、ラクトースに対して、ガラクトースがβ1,6-結合し、そのガラクトースに対して、更にガラクトースがβ1,4-結合した構造を有する(或いは、グルコースに対して、ガラクトースがβ1,4-及びβ1,6-結合し、β1,6-結合したガラクトースに対して、更にガラクトースがβ1,4-結合した構造を有する)。前述のとおり、本化合物4P-XはB. circulans由来の酵素を用いて乳糖からGOSを製造した際に生成することが分かっている。従って、4P-Xを含んだGOSを乳飲料、ヨーグルト、育児用粉乳など各種乳製品に添加することにより、食品中へ混入する危険性が考えられる。尚、4P-Xが高純度であるかについては、NMRスペクトルやマススペクトル等によって確認が可能である。 <<< Galacto-oligosaccharide according to the present invention >>>
The final product of the production method of the present invention, galactooligosaccharide (4P-X), has the following general formula (1):
Figure 2018030828
The oligosaccharide of a neutral branched tetrasaccharide represented by the formula: and having a structure in which galactose is β1,6-linked to lactose and further galactose is β1,4-linked to the galactose (or It has a structure in which galactose is β1,4- and β1,6-linked to glucose, and galactose is further β1,4-linked to β1,6-linked galactose). As described above, this compound 4P-X is known to be produced when GOS is produced from lactose using an enzyme derived from B. circulans. Therefore, adding GOS containing 4P-X to various dairy products such as dairy drinks, yogurt, and infant formula can be considered to be mixed into food. Whether 4P-X is highly pure can be confirmed by NMR spectrum, mass spectrum or the like.

<<<本発明に係るガラクトオリゴ糖の中間体>>>
本発明の製造方法の中間体であるガラクトオリゴ糖は、下記一般式(2):

Figure 2018030828
(式中R、R及びRは、それぞれ独立して、水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される、ガラクトオリゴ糖(4P-X;ラクトースに対して、ガラクトースがβ1,6-結合し、そのガラクトースに対して、更にガラクトースがβ1,4-結合した構造を有する)の水酸基が保護された化合物である。その原料、及び合成経路によって、R、R及びRの水酸基の保護基は相違し得る。また、当該中間体におけるR、R及びRが全て同一の場合であっても、2以上の工程により合成されることが好適である。1の工程としては、例えば、4P-Xを出発物質として、水酸基の保護基を導入する場合が挙げられる。 <<< Intermediate of galactooligosaccharide according to the present invention >>>
The galactooligosaccharide that is an intermediate of the production method of the present invention has the following general formula (2):
Figure 2018030828
(Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl-protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same), It is a compound in which the hydroxyl group of 4P-X; galactose is β1,6-linked to lactose and galactose is further β1,4-linked to the galactose is protected. The protecting groups for the hydroxyl groups of R, R 1 and R 2 can be different depending on the raw material and the synthesis route. Moreover, even if R, R 1 and R 2 in the intermediate are all the same, it is preferable that they are synthesized by two or more steps. Examples of the process 1 include a case where a hydroxyl protecting group is introduced using 4P-X as a starting material.

<<<本発明に係るガラクトオリゴ糖の製造方法>>>
本発明に係るガラクトオリゴ糖の製造方法を説明する。当該ガラクトオリゴ糖は、市場で入手できる原料物質から、後述の製造例、又はそれに準じた方法により合成することができる。例えば、以下に示す方法により製造することができる。
<<< Method for Producing Galactooligosaccharide According to the Present Invention >>>
A method for producing a galactooligosaccharide according to the present invention will be described. The galactooligosaccharide can be synthesized from a commercially available raw material by the following production example or a method analogous thereto. For example, it can be produced by the following method.

本発明に係る製造方法は、ガラクトオリゴ糖(4P-X)を得る工程である。本発明者らは、4P-X を効率よく合成するために、ラクトース部分とガラクトビオース部分をそれぞれ合成し、二糖同士のカップリング反応により、四糖を合成するルートについて検討した。すなわち、4P-Xはラクトース保護体とガラクトビオース保護体のカップリング反応により合成できることを見出した。用いたラクトース保護体は、グルコースから合成したグルコース保護体と市販のガラクトース保護体のグリコシル化により合成できることを見出した。ガラクトビオース保護体は、ラクトースとガラクトースを原料に、β-ガラクトシダーゼによる糖転移反応で調製したガラクトビオースから合成できることを見出した。上述したように、ガラクトビオース保護体の合成に酵素合成法と化学合成法を組み合わせることで、効率的なガラクトビオース保護体の合成が可能となる。   The production method according to the present invention is a step of obtaining a galactooligosaccharide (4P-X). In order to efficiently synthesize 4P-X, the inventors synthesized a lactose moiety and a galactobiose moiety, and studied a route for synthesizing a tetrasaccharide by a coupling reaction between disaccharides. That is, it was found that 4P-X can be synthesized by a coupling reaction between a lactose protector and a galactobiose protector. It was found that the lactose protector used could be synthesized by glycosylation of a glucose protector synthesized from glucose and a commercially available galactose protector. It was found that a protected galactobiose can be synthesized from galactobiose prepared by transglycosylation with β-galactosidase using lactose and galactose as raw materials. As described above, an efficient synthesis of a protected galactobiose can be achieved by combining an enzymatic synthesis method and a chemical synthesis method with the synthesis of a protected galactobiose.

以下に本発明のガラクトオリゴ糖(4P-X)の製造方法の好適な一例を示す。大きく分けて、ラクトース保護体の合成(Scheme 1)、ガラクトビオース保護体の合成(Scheme 2)、及び、前記ラクトース保護体と、前記ガラクトビオース保護体とのカップリングにより、本発明のガラクトオリゴ糖(4P-X)を合成する工程(Scheme 3)である。以下、詳細に説明する。   A preferred example of the method for producing the galactooligosaccharide (4P-X) of the present invention is shown below. The galacto-oligosaccharide of the present invention can be roughly classified into the synthesis of a lactose-protected body (Scheme 1), the synthesis of a galactobiose-protected body (Scheme 2), and the coupling between the lactose-protected body and the galactobiose-protected body. This is a process (Scheme 3) for synthesizing sugar (4P-X). Details will be described below.

<<ラクトース保護体の合成>>
[Scheme 1]

Figure 2018030828
<< Synthesis of lactose protector >>
[Scheme 1]
Figure 2018030828

<1−1の工程>
本工程は、グルコース I を出発原料に4、6 位の水酸基を選択的に保護したグルコース保護体 II を得る工程である。4、6位の水酸基を選択的に保護する方法としては、イソプロピリデン、ベンジリデン、パラメトキシベンジリデン等の一般的な方法を用いることができるが、後のグリコシル化の収率の観点から、ベンジリデン保護を行うことが好適である。溶媒は、DMF、アセトニトリル、クロロホルムなどを用いることができる。反応は、20〜80℃で、1〜24時間で行うことができる。
<Step 1-1>
This step is a step for obtaining a glucose protector II in which glucose I is a starting material and the hydroxyl groups at positions 4 and 6 are selectively protected. General methods such as isopropylidene, benzylidene, paramethoxybenzylidene and the like can be used as a method for selectively protecting the hydroxyl groups at positions 4 and 6. However, from the viewpoint of the yield of subsequent glycosylation, benzylidene protection is possible. Is preferably performed. As the solvent, DMF, acetonitrile, chloroform or the like can be used. The reaction can be carried out at 20-80 ° C. for 1-24 hours.

<1−2の工程>
次に、グルコース保護体II の1、2、3 位の水酸基を保護する方法として、アシル系保護基(アセチル基、ベンゾイル基、ピバロイル基、クロロアセチル基、レブイノイル基等)やエーテル系保護基(ベンジル基、パラメトキシベンジル基、アリル基、シリルエーテル基、トリチル基)等の一般的な方法を用いることができるが、工程数、反応速度及び収率の観点から、アシル系保護基による保護を行うことが好適であり(具体的には、3‐2の工程において、塩基を用いて一工程で全保護基を脱保護できるため)、溶媒はピリジンを用いることができる。反応は0〜30℃で、0.5〜10時間で行うことができ、グルコース保護体 III とした。
<Step 1-2>
Next, as a method for protecting the hydroxyl groups at the 1, 2 and 3 positions of glucose protector II, acyl protecting groups (acetyl group, benzoyl group, pivaloyl group, chloroacetyl group, levinoyl group, etc.) and ether protecting groups ( General methods such as benzyl group, paramethoxybenzyl group, allyl group, silyl ether group, and trityl group) can be used. From the viewpoint of the number of steps, reaction rate, and yield, protection with an acyl-based protecting group can be used. It is preferable to carry out (specifically, in the step 3-2, since all protecting groups can be deprotected using a base in one step), pyridine can be used as the solvent. The reaction can be carried out at 0 to 30 ° C. for 0.5 to 10 hours to obtain glucose protector III.

<1−3工程>
グルコース保護体 III に酸性条件下、還元剤(トリエチルシランやシアノ水素化ホウ素ナトリウム等)を作用させることで、ベンジリデンアセタールを位置選択的に脱保護し、糖受容体 IV を合成することができる。収率及び反応速度の観点から、還元剤として、トリエチルシランが好適である。溶媒は、ジクロロメタン、THFを用いることができる。反応は-5〜30℃で、1〜10時間で行うことができる。
<1-3 process>
By applying a reducing agent (such as triethylsilane or sodium cyanoborohydride) to glucose protector III under acidic conditions, benzylidene acetal can be deprotected selectively to synthesize sugar receptor IV. From the viewpoint of yield and reaction rate, triethylsilane is preferred as the reducing agent. As the solvent, dichloromethane or THF can be used. The reaction can be carried out at -5 to 30 ° C for 1 to 10 hours.

<1−4の工程>
合成した糖受容体 IV と市販の糖供与体 V のグリコシル化反応を行い、ラクトース保護体 VI を得ることができる。使用する活性化剤としては、BF3・OEt2(三フッ化ホウ素-エーテル錯体)やTMSOTf(トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル)等のルイス酸を使用し得るが、イミデート糖を用いたグルコシル化反応においては、反応速度、収率等の観点から、TMSOTfが好適である。溶媒はジクロロメタン、クロロホルムなどを用いることができる。反応は-50〜0℃で、0.5〜10時間で行うことができる。
<Step 1-4>
Glycosylation of synthesized sugar acceptor IV and commercially available sugar donor V can yield lactose protector VI. As the activator to be used, Lewis acids such as BF3 · OEt 2 (boron trifluoride-ether complex) and TMSOTf (trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate) can be used, but in the glucosylation reaction using imidate sugar From the viewpoints of reaction rate, yield, etc., TMSOTf is preferred. As the solvent, dichloromethane, chloroform and the like can be used. The reaction can be carried out at -50 to 0 ° C for 0.5 to 10 hours.

<1−5の工程>
得られたラクトース保護体 VI のベンジル基を脱保護することで、ラクトース保護体 VII を合成することができる。溶媒は、アセトニトリル、又は、メタノール、エタノール、2−プロパノールなどのアルコール類を用いることができる。反応は0〜60℃で、1〜30時間で行うことができる。
<Step 1-5>
By deprotecting the benzyl group of the obtained lactose protector VI, lactose protector VII can be synthesized. As the solvent, acetonitrile or alcohols such as methanol, ethanol, and 2-propanol can be used. The reaction can be carried out at 0 to 60 ° C. for 1 to 30 hours.

<<ガラクトビオース保護体の合成>>
[Scheme 2]

Figure 2018030828
<< Synthesis of protected galactobiose >>
[Scheme 2]
Figure 2018030828

<2−1の工程>
(酵素による糖転移反応)
本発明の製造方法は、微生物由来の酵素による、糖転移反応の工程を含むことができる。ガラクトビオース保護体XIを得るための好適な例として、ガラクトース VIII をアクセプター、ラクトース IX をドナーとして、B. circulans由来のβ-ガラクトシダーゼの糖転移反応によりガラクトビオース X を含むGOSを合成する方法が挙げられる。尚、その他の方法として、ガラクトース同士の酵素反応によるグルコシル化反応でも調製可能である。
<Step 2-1>
(Glycosyltransferase reaction by enzyme)
The production method of the present invention can include a step of transglycosylation using an enzyme derived from a microorganism. As a preferred example for obtaining galactobiose protector XI, a method of synthesizing GOS containing galactobiose X by transglycosylation of β-galactosidase derived from B. circulans using galactose VIII as an acceptor and lactose IX as a donor Is mentioned. As another method, it can also be prepared by a glucosylation reaction by an enzymatic reaction between galactoses.

(酵素の種類)
使用する酵素は、ガラクトビオースを生成する能力を有する酵素であれば限定されないが、ガラクトースとラクトースから、ガラクトビオースを生成する酵素が好適である。
(Enzyme type)
The enzyme to be used is not limited as long as it has an ability to produce galactobiose, but an enzyme that produces galactobiose from galactose and lactose is preferable.

このような酵素として、例えば、前述のβ-ガラクトシダーゼ以外にホスホリラーゼや他の糖転移酵素なども挙げられる。特に、ガラクトビオース Xのβ1,4グリコシド結合を優先的に作る酵素が好適に使用可能である。ただし、酵素の入手の容易さと反応系の容易さの観点から、β-ガラクトシダーゼが好適である。また、当該酵素を回収できるものであれば、動物、植物、微生物由来であってもよく、特に限定はされない。このような起源となる微生物としては、Bacillus circulans、Kluyveromyces lactis、Aspergillus oryzae、Kluyveromyces fragilis、Sporobolomyces singularis、Escherichia coli、Lactobacillus reuter、Bifidobacterium bifidumが挙げられる。反応効率と入手し易さの観点から、Bacillus circulansが好適である。更に、遺伝子組み換え技術、部分加水分解等による人工酵素であってもよい。また、糖転移酵素の形態は特に限定されず、酵素蛋白質の乾燥物、酵素蛋白質を含む粒子、及び酵素蛋白質を含む液体等を用いることができる。   Examples of such enzymes include phosphorylase and other glycosyltransferases in addition to the aforementioned β-galactosidase. In particular, an enzyme that preferentially creates a β1,4 glycosidic bond of galactobiose X can be suitably used. However, β-galactosidase is preferred from the viewpoint of easy availability of the enzyme and the ease of the reaction system. Moreover, as long as the said enzyme can be collect | recovered, it may be derived from an animal, a plant, and microorganisms, and is not specifically limited. Examples of such microorganisms include Bacillus circulans, Kluyveromyces lactis, Aspergillus oryzae, Kluyveromyces fragilis, Sporobolomyces singularis, Escherichia coli, Lactobacillus reuter, and Bifidobacterium bifidum. From the viewpoint of reaction efficiency and availability, Bacillus circulans is preferred. Further, it may be an artificial enzyme by gene recombination technique, partial hydrolysis or the like. The form of glycosyltransferase is not particularly limited, and a dried product of enzyme protein, particles containing enzyme protein, liquid containing enzyme protein, and the like can be used.

(酵素の使用量)
糖転移酵素の使用量は、糖転移反応の条件、糖の種類等によって異なるが、例えば、β‐ガラクトシダーゼの場合、0.1〜10LU/mLが好ましい。ここで活性は以下に示す方法により測定される。乳糖(終濃度10%)に酵素を添加し、pH 6.0, 40℃で反応後のグルコース量を測定して定量する。1分間に1μmolのグルコースを生成するのに必要な酵素量を1ユニット(LU)とする。
(Enzyme consumption)
The amount of glycosyltransferase used varies depending on the conditions of the glycosyltransferase reaction, the type of sugar, etc. For example, in the case of β-galactosidase, 0.1 to 10 LU / mL is preferable. Here, the activity is measured by the following method. Enzyme is added to lactose (final concentration 10%), and the amount of glucose after reaction is measured at pH 6.0 and 40 ° C to quantify. The amount of enzyme required to produce 1 μmol of glucose per minute is defined as 1 unit (LU).

(反応条件)
糖転移反応の条件は、使用する酵素の特性に合わせて反応温度や反応液のpHを選択することが可能であるが、例えば、pH5〜8とすることが好ましく、更に6〜7とすることが好適である。
(Reaction conditions)
As the conditions for the transglycosylation reaction, the reaction temperature and the pH of the reaction solution can be selected in accordance with the characteristics of the enzyme used. For example, the pH is preferably 5 to 8, more preferably 6 to 7. Is preferred.

また、反応温度は、糖転移酵素の安定性の点、糖転移反応の反応速度向上の点から、30〜70℃とすることが好適であり、40〜60℃とすることがより好適であり、更に45〜55℃とすることが最も好適である。   The reaction temperature is preferably 30 to 70 ° C, more preferably 40 to 60 ° C, from the viewpoint of the stability of glycosyltransferase and the improvement of the reaction rate of the glycosyltransferase reaction. Furthermore, it is most preferable to set it as 45-55 degreeC.

反応時間は、糖転移酵素の種類等によって異なるが、反応効率向上の点から、例えば、1〜100時間が好適であり、12〜60時間とすることがより好適であり、24〜48時間とすることが最も好適である。   The reaction time varies depending on the type of glycosyltransferase and the like, but from the viewpoint of improving reaction efficiency, for example, 1 to 100 hours is preferable, 12 to 60 hours is more preferable, and 24 to 48 hours. Most preferably.

<2−2の工程>
活性炭カラムでガラクトビオース X とラクトース の混合画分(ガラクトビオース:ラクトース = 3.3:1)を回収し(第1精製工程と称することがある)、混合物の水酸基をアセチル化することができる。水酸基を保護する方法として、アシル系保護基(アセチル基、ベンゾイル基、ピバロイル基、クロロアセチル基、レブイノイル基等)やエーテル系保護基(アリル基、シリルエーテル基、トリチル基)等の一般的な方法を用いることができる。2−3工程において、アノマー位の脱保護を選択的に行えることから、工程数、反応速度、及び収率の観点から、アシル系保護基による保護を行うことが好適であり、溶媒はピリジンを用いることができる。反応は0〜40℃で、0.5〜24時間で行うことができる。
この反応後のシリカゲルカラムを用いた精製操作(第2精製工程と称することがある)で、ガラクトビオースのアセチル化体 XI をラクトースのアセチル化体から分離することができる。
<Step 2-2>
A mixed fraction of galactobiose X and lactose (galactobiose: lactose = 3.3: 1) can be recovered with an activated carbon column (sometimes referred to as a first purification step), and the hydroxyl group of the mixture can be acetylated. As a method for protecting a hydroxyl group, an acyl protecting group (acetyl group, benzoyl group, pivaloyl group, chloroacetyl group, lebuinoyl group, etc.) or an ether protecting group (allyl group, silyl ether group, trityl group), etc. The method can be used. In step 2-3, deprotection of the anomeric position can be selectively performed, and therefore, from the viewpoint of the number of steps, reaction rate, and yield, it is preferable to perform protection with an acyl protecting group, and the solvent is pyridine. Can be used. The reaction can be carried out at 0 to 40 ° C. for 0.5 to 24 hours.
The acetylated form XI of galactobiose can be separated from the acetylated form of lactose by a purification operation using the silica gel column after this reaction (sometimes referred to as a second purification step).

特に、<2−1の工程>の糖転移酵素による酵素反応終了時点では、単糖(グルコース、ガラクトース)、二糖(ガラクトビオース、ラクトース)、三糖、四糖の6成分以上の混合物である。この混合物を活性炭カラムにより、二糖画分を取得し(第1精製工程)、<2−2の工程>において、この二糖画分の混合物をアセチル化した後、シリカゲルカラムで、アセチル化ガラクトビオースとアセチル化ラクトースに分離する(第2精製工程)ことが好適である。単糖、二糖、三糖、四糖間の分離は、活性炭カラムの方が分離し易く、他方、二糖同士についてはアセチル化後に、シリカゲルカラムにより分離する方が分離し易いからである。よって、二つの工程において、段階的な二つの精製方法を組み合わせることで、効率的に純度の高い目的物を取得することが可能となる。また、<2−1の工程>において、活性炭カラムで粗精製する工程を含むことで、アセチル化剤等の試薬、シリカゲル、有機溶媒の使用量を削減することもできる。尚、第1精製工程において用いる精製方法は、活性炭カラムに限定されず、単糖、二糖、三糖、四糖等の混合物から二糖画分を分離可能な精製方法であればよい。更に、第2精製工程において用いる精製方法もシリカゲルクロマトグラフィーには限定されず、アセチル化された二糖類を効率よく分離可能な精製方法であればよい。   In particular, at the end of the enzymatic reaction by the glycosyltransferase in <2-1 step>, a mixture of 6 or more components of monosaccharide (glucose, galactose), disaccharide (galactobiose, lactose), trisaccharide, tetrasaccharide is there. This mixture is used to obtain a disaccharide fraction using an activated carbon column (first purification step). In <2-2 step>, the mixture of this disaccharide fraction is acetylated, and then the acetylated galacto is purified using a silica gel column. It is preferable to separate into biose and acetylated lactose (second purification step). This is because separation between monosaccharides, disaccharides, trisaccharides and tetrasaccharides is easier with an activated carbon column, while disaccharides are more easily separated with a silica gel column after acetylation. Therefore, by combining two stepwise purification methods in the two steps, it becomes possible to efficiently obtain a target product with high purity. Moreover, in <2-1 process>, the usage-amount of reagents, a silica gel, and an organic solvent, such as an acetylating agent, can also be reduced by including the process refine | purified with an activated carbon column. The purification method used in the first purification step is not limited to the activated carbon column, and may be any purification method that can separate the disaccharide fraction from a mixture of monosaccharide, disaccharide, trisaccharide, tetrasaccharide and the like. Furthermore, the purification method used in the second purification step is not limited to silica gel chromatography as long as it is a purification method capable of efficiently separating acetylated disaccharides.

尚、上述したガラクトビオース保護体XIを得る工程として、化学合成による工程を取り得る。しかし、二糖 XI を合成する場合、化学合成による一般的な方法によれば、例えば6工程が必要となる。一例として以下に示す。具体的には、ガラクトースを出発原料として、4、6位の水酸基を選択的にベンジリデン保護したガラクトース保護体 i を得ることができる(A−1の工程)。更に、ガラクトース保護体 i の1、2、3位の水酸基をアセチル基で保護して、ガラクトース保護体 ii とすることができる(A−2の工程)。ガラクトース保護体 ii に酸性条件下、トリエチルシランを作用させることで、ベンジリデンアセタールを位置選択的に脱保護し、糖受容体 iii を合成することができる(A−3の工程)。合成した糖受容体 iii と市販の糖供与体Vのグリコシル化反応を行い、ガラクトビオース保護体 iv を得ることができる(A−4の工程)。得られたガラクトビオース保護体 iv のベンジル基を脱保護することで、ガラクトビオース保護体 v を得ることができる(A−5の工程)。更に、水酸基をアセチル基で保護することにより、ガラクトビオースのアセチル化体 XI を得ることができる(A−6の工程)。   In addition, the process by chemical synthesis can be taken as a process of obtaining the galactobiose protector XI mentioned above. However, when synthesizing disaccharide XI, according to a general method by chemical synthesis, for example, six steps are required. An example is shown below. Specifically, a galactose protected body i in which the hydroxyl groups at positions 4 and 6 are selectively protected with benzylidene can be obtained using galactose as a starting material (step A-1). Furthermore, the galactose protector ii can be obtained by protecting the 1, 2, and 3 position hydroxyl groups of the galactose protector i with an acetyl group (step A-2). By reacting the galactose protector ii with triethylsilane under acidic conditions, the benzylidene acetal can be regioselectively deprotected and the sugar acceptor iii can be synthesized (step A-3). A glycosylated reaction of the synthesized sugar acceptor iii and a commercially available sugar donor V can be carried out to obtain a protected galactobiose iv (step A-4). The galactobiose protector v can be obtained by deprotecting the benzyl group of the obtained galactobiose protector iv (step A-5). Furthermore, by protecting the hydroxyl group with an acetyl group, an acetylated form XI of galactobiose can be obtained (step A-6).

[Scheme A]

Figure 2018030828
[Scheme A]
Figure 2018030828

しかし、前記工程では6工程という工程数に加えて、特に厳密な条件設定を必要とする工程(A-3の工程)を含み、収率、工程数の面から好ましくない。他方、本発明の糖転移酵素を用いた工程であれば、比較的単離操作が容易であり、収率の面からも有利となる。よって、工程数を減らすことができ、全工程の迅速化の面から糖転移反応を含む工程を採用することが好適である。   However, in addition to the number of steps of six steps, the step includes a step requiring a particularly strict condition setting (step A-3), which is not preferable in terms of yield and number of steps. On the other hand, a process using the glycosyltransferase of the present invention is relatively easy to isolate and is advantageous from the viewpoint of yield. Therefore, the number of steps can be reduced, and it is preferable to employ a step including a transglycosylation reaction from the viewpoint of speeding up all steps.

<2−3の工程>
得られたガラクトビオースのアセチル化体 XI に対し、ピペリジン、N-メチルピペラジン等の2級アミンを作用させることで、アノマー位のアセチル基を位置選択的に脱保護し、ガラクトビオース保護体 XII を合成することができる。溶媒はTHFを用いることができる。反応は0〜30℃で、1〜48時間で行うことができる。
<Step 2-3>
The acetylated form of galactobiose XI is allowed to react with a secondary amine such as piperidine or N-methylpiperazine to selectively deprotect the anomeric acetyl group, thereby protecting the galactobiose protected form. XII can be synthesized. As the solvent, THF can be used. The reaction can be carried out at 0 to 30 ° C. for 1 to 48 hours.

<2−4の工程>
ガラクトビオース保護体 XII のアノマー位の水酸基を置換することにより、糖供与体としての下記一般式(3)で示される、ガラクトビオース保護体 XIII を合成することができる。後述するScheme3におけるカップリング反応(グリコシル化反応)に適用できれば、糖供与体としては特に限定はされないが、例えば、イミデート糖として、イミデート糖、チオホルムイミデート糖、又は、グリコシルハライド、又は、チオグリコシド等が挙げられる。尚、下記に示すY、X、及びX等についても本発明の効果を奏する限り下記に挙げた置換基に限定されるものではない。
<Step 2-4>
By substituting the hydroxyl group at the anomeric position of the protected galactobiose XII, a protected galactobiose XIII represented by the following general formula (3) as a sugar donor can be synthesized. The sugar donor is not particularly limited as long as it can be applied to a coupling reaction (glycosylation reaction) in Scheme 3 described below. For example, as an imidate sugar, an imidate sugar, a thioformimidate sugar, a glycosyl halide, or a thiol Examples include glycosides. It is not limited to the substituents listed below as long as the effect of the present invention also Y, X, and X 1 and the like shown below.

一般式(3):

Figure 2018030828
[式中のRは、水酸基の保護基から選択され、Yは、‐F、‐Cl、‐Br、‐I、‐SCH、‐SCHCH、‐SCH(CH、‐SC及び一般式(4):
Figure 2018030828
(Xが、‐F、‐Cl、‐Br、又は、‐Iである場合、Xは‐Hであり、Xが‐Hである場合、Xは‐CHであり、Xが‐S‐CHCFである場合、Xは‐CCFである)から選択される] General formula (3):
Figure 2018030828
[Wherein R 2 is selected from a protecting group for a hydroxyl group, and Y is -F, -Cl, -Br, -I, -SCH 3 , -SCH 2 CH 3 , -SCH (CH 3 ) 2 ,- SC 6 H 5 and general formula (4):
Figure 2018030828
(When X is -F, -Cl, -Br, or -I, X 1 is -H, and when X is -H, X 1 is -CH 3 and X is -S. If a -CH 2 C 6 H 4 CF 3 , X 1 is selected from a a) -C 6 H 5 CF 3]

(イミデート糖)
ガラクトビオース保護体XIIIの更に好適な一例として、下記の一般式(6)で示されるイミデート糖が、一般的な製法により合成可能である。溶媒はジクロロメタンを用いることができる。反応は0〜30℃で、1〜10時間で行うことができる。
(Imidate sugar)
As a more preferred example of the protected galactobiose XIII, an imidate sugar represented by the following general formula (6) can be synthesized by a general production method. Dichloromethane can be used as the solvent. The reaction can be carried out at 0 to 30 ° C. for 1 to 10 hours.

一般式(6):

Figure 2018030828
(式中のRは、水酸基の保護基から選択され、Xが、‐F、‐Cl、‐Br、及び‐Iから選択される場合、Xは‐Hであり、Xが‐Hである場合、Xは‐CHであり、Xが‐S‐CHCFである場合、Xは‐CCFである) General formula (6):
Figure 2018030828
(Wherein R 2 is selected from hydroxyl protecting groups, and when X is selected from —F, —Cl, —Br, and —I, X 1 is —H, X is —H; In some cases, X 1 is —CH 3 and when X is —S—CH 2 C 6 H 4 CF 3 , X 1 is —C 6 H 4 CF 3 )

(グリコシルハライド、又は、チオグリコシド)
また、ガラクトビオース保護体 XIII のような糖供与体としては、イミデート糖に限定されず、グルコシルハライドや、チオグリコシドを一般的な製法により合成可能であり、糖供与体とすることもできる。具体的には、グリコシルハライドの場合、無保護糖にハロゲンを反応させる方法や、アシル化糖にハロゲン化水素を反応させる方法、アシル化糖にトリメチルシリルブロミドや四塩化チタン、四臭化チタン、塩化アルミニウムを反応させる方法により合成することができる。チオグリコシドの場合、アシル化糖にチオールとルイス酸を反応させる方法や、アシル化糖にチオール(PhSH, MeSH, EtSH, iPrSH等)とルイス酸(BF3・OEt2, TMSOTf, MeOTf 等)を反応させる方法やチオアルキル化剤(Bu3SnSMe, Me3SiSMe等)と親硫黄性重金属塩(SnCl4)を反応させる方法、チオアルキル化剤(Bu3SnSMe, Me3SiSMe等)とルイス酸(BF3・OEt2, TMSOTf, MeOTf 等)をさせる方法により合成することができる。
(Glycosyl halide or thioglycoside)
Further, the sugar donor such as the galactobiose protector XIII is not limited to imidate sugar, and glucosyl halide and thioglycoside can be synthesized by a general production method, and can also be used as a sugar donor. Specifically, in the case of a glycosyl halide, a method of reacting a halogen with an unprotected sugar, a method of reacting a hydrogen halide with an acylated sugar, trimethylsilyl bromide, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, chloride It can be synthesized by a method of reacting aluminum. In the case of thioglycosides, thiols and Lewis acids can be reacted with acylated sugars, and thiols (PhSH, MeSH, EtSH, iPrSH, etc.) and Lewis acids (BF 3 OEt 2 , TMSOTf, MeOTf etc.) can be used with acylated sugars. Method of reacting, method of reacting thioalkylating agent (Bu 3 SnSMe, Me 3 SiSMe, etc.) and sulfurous heavy metal salt (SnCl 4 ), thioalkylating agent (Bu 3 SnSMe, Me 3 SiSMe, etc.) and Lewis acid (BF 3 · OEt 2 , TMSOTf, MeOTf, etc.).

<<ラクトース保護体と、ガラクトビオース保護体とのカップリング>>
[Scheme 3]

Figure 2018030828
<< Coupling of lactose protector and galactobiose protector >>
[Scheme 3]
Figure 2018030828

(3−1の工程)
合成したラクトース保護体 VII とガラクトビオース保護体 XIII のカップリング反応を行い、四糖 XIV を合成することができる。1−3の工程と同様に、使用する活性化剤としては、BF3・OEt2(三フッ化ホウ素-エーテル錯体)やTMSOTf(トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル)等のルイス酸を使用し得るが、イミデート糖を用いたグルコシル化反応の場合、反応速度、収率等の観点から、TMSOTfが好適である。溶媒はジクロロメタン、クロロホルムを用いることができる。反応は-50〜0℃で、0.5〜10時間で行うことができる。
(Step 3-1)
A tetrasaccharide XIV can be synthesized by performing a coupling reaction between the synthesized lactose protector VII and galactobiose protector XIII. As in the step 1-3, the activating agent used may be a Lewis acid such as BF 3 · OEt 2 (boron trifluoride-ether complex) or TMSOTf (trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate). In the case of a glucosylation reaction using an imidate sugar, TMSOTf is preferable from the viewpoint of reaction rate, yield, and the like. As the solvent, dichloromethane or chloroform can be used. The reaction can be carried out at -50 to 0 ° C for 0.5 to 10 hours.

尚、上述したように、イミデート糖以外の糖供与体を用いたグルコシル化反応も可能であり、その場合、イミデート糖とは相違する活性化剤を用いることができる。例えば、糖供与体として、チオホルムイミデート糖を用いる場合には、活性化剤として、TfOH 等のブレンステッド酸を使用することができる。また、糖供与体として、グリコシルハライドを用いる場合には、活性化剤として、第四級アンモニウム塩(Bu4NCl 等)、水銀塩(HgBr2, Hg(CN)2 等)、銀塩(AgOSO2CF3, AgClO4 等」を用いることができる。特に、上記一般式(3)において、Y = F の場合は LiClO4 や強いブレンステッド酸(TfOH 等)を用いても良い。更に、糖供与体として、チオグリコシドを用いる場合には、活性化剤として、水銀塩(HgBr2, Hg(CN)2 等)、銀塩(AgOSO2CF3, AgClO4 等)、ルイス酸(BF3・OEt2, TMSOTf, MeOTf 等)、N-ヨードこはく酸イミド/トリフルオロメタンスルホン酸を用いることができる。 As described above, a glucosylation reaction using a sugar donor other than the imidate sugar is also possible, and in that case, an activator different from the imidate sugar can be used. For example, when thioformimidate sugar is used as a sugar donor, a Bronsted acid such as TfOH can be used as an activator. When glycosyl halides are used as sugar donors, quaternary ammonium salts (Bu 4 NCl, etc.), mercury salts (HgBr 2 , Hg (CN) 2 etc.), silver salts (AgOSO) are used as activators. 2 CF 3 , AgClO 4 etc. ”In particular, in the above general formula (3), when Y = F, LiClO 4 or strong Bronsted acid (TfOH etc.) may be used. When thioglycosides are used as donors, as activators, mercury salts (HgBr 2 , Hg (CN) 2 etc.), silver salts (AgOSO 2 CF 3 , AgClO 4 etc.), Lewis acids (BF 3. OEt 2 , TMSOTf, MeOTf, etc.), N-iodosuccinimide / trifluoromethanesulfonic acid can be used.

(3−2の工程)
合成した四糖 XIV のアセチル基を脱保護することで ガラクトオリゴ糖 XV (4P-X)を合成することができる。脱保護に試薬として、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を使用することができる。溶媒は、水やメタノールを用いることができる。反応は0〜30℃で、1〜24時間で行うことができる。
グルコース I から ガラクトオリゴ糖 XV (4P-X) までの総収率は 5.4% であった。
(Step 3-2)
Galactooligosaccharide XV (4P-X) can be synthesized by deprotecting the acetyl group of the synthesized tetrasaccharide XIV. A base such as sodium methoxide, potassium methoxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like can be used as a reagent for deprotection. Water or methanol can be used as the solvent. The reaction can be carried out at 0 to 30 ° C. for 1 to 24 hours.
The total yield from glucose I to galactooligosaccharide XV (4P-X) was 5.4%.

≪本発明に係るガラクトオリゴ糖及びその中間体の用途≫
本発明に係るガラクトオリゴ糖は、例えば、食物のアレルギー性を評価する場合の標品、又はそのアレルギー反応の発症のメカニズム等を解明する場合の研究材料として有用である。また、本発明のガラクトオリゴ糖の中間体は、本化合物を出発原料とすることで、迅速かつ網羅的な4P-X類縁体及び4P-X構造を含む種々のオリゴ糖及び多糖の創製が可能となる。これら4P-X類縁体を含む化合物の構造活性相関研究から得られる知見は、GOS由来アレルギーのメカニズムの詳細解明、安全性の高い糖転移酵素やGOSの開発研究、或いは糖鎖関連医薬品等の研究開発などに有用と考えられ、学術分野及び食品関連産業及び医薬品産業分野での利用が期待出来、有用である。
<< Uses of Galactooligosaccharides and Intermediates According to the Present Invention >>
The galactooligosaccharide according to the present invention is useful, for example, as a research material for elucidating a preparation for evaluating the allergenicity of food or the onset mechanism of the allergic reaction. In addition, the intermediate of the galacto-oligosaccharide of the present invention can be used to quickly and comprehensively create various oligosaccharides and polysaccharides containing 4P-X analogs and 4P-X structures by using this compound as a starting material. Become. The knowledge gained from the structure-activity relationship studies of compounds containing these 4P-X analogs includes detailed elucidation of the mechanism of GOS-derived allergy, research on the development of highly safe glycosyltransferases and GOS, and sugar chain-related pharmaceuticals It is considered useful for development and can be expected to be used in the academic field, food-related industry and pharmaceutical industry.

以下、実施例により具体的に本発明について説明をするが、本発明はこれらの実施例に記載された態様には何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to the aspect described in these Examples at all.

試薬類は、特に断りがなければ市販品を精製することなく使用した。β-ガラクトシダーゼは、ビオラクタFN5(天野エンザイム社)を用いた。反応の経過は、分析用薄層クロマトグラフィー(Merck社製 TLC Silica gel 60 F254 Glass plate 20×20 cm)で追跡した。呈色はアニスアルデヒドを用いた。シリカゲルクロマトグラフィーは、関東化学社製 Silica Gel 60N (Spherical, neutral, 63-210 μm)、又は関東化学社製 Silica Gel 60N (Spherical, 40-100 μm)、を用いた。また、活性炭クロマトグラフィーは、和光純薬社製の活性炭(酸処理済)を用いた。1H 核磁気共鳴スペクトルは、JEOL JNM-ECX-400P (400 MHz)、もしくはVarian NMR System 600 (600 MHz) を用いて測定した。1H 核磁気共鳴スペクトルにおける化学シフト値は、重クロロホルム溶媒ではトリメチルシラン(0.00 ppm)を内部標準とし、重水溶媒中ではアセトン(2.225 ppm)を内部標準とした。   Reagents were used without purification unless otherwise specified. Biolacta FN5 (Amano Enzyme) was used as β-galactosidase. The progress of the reaction was followed by analytical thin layer chromatography (Merck TLC Silica gel 60 F254 Glass plate 20 × 20 cm). Anisaldehyde was used for coloring. Silica gel chromatography used Silica Gel 60N (Spherical, neutral, 63-210 μm) manufactured by Kanto Chemical Co., or Silica Gel 60N (Spherical, 40-100 μm) manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. was used. For activated carbon chromatography, activated carbon (acid-treated) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. 1H nuclear magnetic resonance spectrum was measured using JEOL JNM-ECX-400P (400 MHz) or Varian NMR System 600 (600 MHz). Chemical shift values in 1H nuclear magnetic resonance spectrum were trimethylsilane (0.00 ppm) as an internal standard in deuterated chloroform solvent and acetone (2.225 ppm) as an internal standard in deuterated solvent.

以下の記載において、4P-Xの製造工程を、ラクトース保護体を製造する工程(実施例1)、ガラクトビオース保護体を製造する工程(実施例2)、ガラクトオリゴ糖(4P-X)を製造する工程(実施例3)に分けて説明する。   In the following description, the production process of 4P-X, the process of producing a lactose protector (Example 1), the process of producing a galactobiose protector (Example 2), and producing a galactooligosaccharide (4P-X) The process will be described separately (Example 3).

[実施例1]
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranosideの合成
(1−1)4,6-O-Benzyliden-D-glucopyranoseの合成
グルコース(1.00g、5.55mmol)をN, N-ジメチルホルムアミド溶液 (11.0 mL)に加え、60 °C に加温し溶解させた。そこへベンズアルデヒドジメチルアセタール (1.24 mL, 8.33 mmol)、パラトルエンスルホン酸一水和物 (10 mg) を加え、60 °C で 6 時間撹拌した。1 時間おきに 10 分間減圧操作を行った。6 時間後、反応溶液を減圧下、溶媒留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、メタノール/酢酸エチル (1/10) 溶出部より、白色結晶として、4,6-O-Benzyliden-D-glucopyranose(799.5 mg, 2.98 mmol, 収率53.7%) を得た。尚、グルコースは、D-(+)-グルコース(関東化学社製)のものを使用した。
[Example 1]
Synthesis of Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside (1-1) 4,6 Synthesis of -O-Benzyliden-D-glucopyranose Glucose (1.00 g, 5.55 mmol) was added to an N, N-dimethylformamide solution (11.0 mL) and heated to 60 ° C to dissolve. Benzaldehyde dimethyl acetal (1.24 mL, 8.33 mmol) and p-toluenesulfonic acid monohydrate (10 mg) were added thereto, and the mixture was stirred at 60 ° C for 6 hours. Depressurization was performed every hour for 10 minutes. After 6 hours, the solvent of the reaction solution was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was subjected to silica gel column chromatography, and 4,6-O-Benzyliden-D-glucopyranose (799.5 mg, 2.98 mmol, yield) was obtained as white crystals from the eluate of methanol / ethyl acetate (1/10). 53.7%). The glucose used was D-(+)-glucose (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.).

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。   The structure of the target product was confirmed by 1H NMR.

(1−2)Acetyl 2,3-di-O-acetyl-4,6-O-benzyliden-D-glucopyranosideの合成
4,6-O-Benzyliden-D-glucopyranose(1.416 g, 5.28 mmol) のピリジン溶液 (26 mL) に無水酢酸 (7.5 mL, 79.2 mmol) と 4-ジメチルアミノピリジン (193.0 mg, 1.58 mmol) を加え、室温で 1 時間撹拌した。1 時間後、反応溶液を減圧下、溶媒留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン (1/1) 溶出部より、白色結晶として、Acetyl 2,3-di-O-acetyl-4,6-O-benzyliden-D-glucopyranoside (1.954 g, 4.955 mmol, 収率93.8%) を得た。
(1-2) Synthesis of Acetyl 2,3-di-O-acetyl-4,6-O-benzyliden-D-glucopyranoside
Acetic anhydride (7.5 mL, 79.2 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (193.0 mg, 1.58 mmol) were added to a pyridine solution (26 mL) of 4,6-O-Benzyliden-D-glucopyranose (1.416 g, 5.28 mmol). And stirred at room temperature for 1 hour. After 1 hour, the solvent of the reaction solution was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography. From the eluate of ethyl acetate / hexane (1/1), Acetyl 2,3-di-O-acetyl-4,6-O-benzyliden-D-glucopyranoside ( 1.954 g, 4.955 mmol, 93.8% yield).

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。   The structure of the target product was confirmed by 1H NMR.

(1−3)Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranosideの合成
Acetyl 2,3-di-O-acetyl-4,6-O-benzyliden-D-glucopyranoside (1.012 g, 2.57 mmol) のジクロロメタン溶液 (26 mL) にモレキュラーシーブス4A を加え、室温で 10 分間撹拌した。その後、トリエチルシラン (4.09 mL, 25.7 mmol) を加えた。反応溶液を 0 ℃に冷却し、トリフルオロ酢酸 (1.97 mL, 25.7 mmol) を 5 分かけてゆっくり加えた。反応溶液を室温で 4.5 時間撹拌した。4.5 時間後、0 ℃でトリエチルアミン (4.0 mL)、水 (40 mL) を加えた。溶液の水層とジクロロメタン層を分離後、水層を酢酸エチル (50 mL×2) で抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層をろ過後、減圧下溶媒を留去した。残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン (1/1) 溶出部より、無色油状物質として、Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside(621.9 mg, 1.569 mmol, 収率 61.0%) を得た。
(1-3) Synthesis of Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside
Molecular Sieves 4A was added to a dichloromethane solution (26 mL) of Acetyl 2,3-di-O-acetyl-4,6-O-benzyliden-D-glucopyranoside (1.012 g, 2.57 mmol) and stirred at room temperature for 10 minutes. Then, triethylsilane (4.09 mL, 25.7 mmol) was added. The reaction solution was cooled to 0 ° C., and trifluoroacetic acid (1.97 mL, 25.7 mmol) was slowly added over 5 minutes. The reaction solution was stirred at room temperature for 4.5 hours. After 4.5 hours, triethylamine (4.0 mL) and water (40 mL) were added at 0 ° C. The aqueous layer and dichloromethane layer of the solution were separated, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate (50 mL × 2), and the organic layer was dried over sodium sulfate. After filtering the organic layer, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to flash silica gel column chromatography.From the eluate of ethyl acetate / hexane (1/1), as a colorless oily substance, Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside ( 621.9 mg, 1.569 mmol, yield 61.0%).

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。   The structure of the target product was confirmed by 1H NMR.

(1−4)Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranosideの合成
Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside (200.7 mg, 0.506 mmol) と2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyl 2,2,2-Trichloroacetimidate (373.9 mg, 0.759 mmol)(東京化成工業社製)をトルエン溶液 (2 mL) に溶解し、減圧下溶媒を留去した。Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside及び2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyl 2,2,2-Trichloroacetimidateの水分を除去した。溶媒留去後の結晶にジクロロメタン溶液 (2 mL)、モレキュラーシーブス4A を加え、室温で 30 分間撹拌した。その後、-40 °C (ドライアイスによりアセトン溶液を冷却し調製) で TMSOTf のジクロロメタン溶液 (50.6 mM, 1 mL, 50.6 μmol) を 2 分かけて滴下し、撹拌を続けた。反応開始から 30 分後、TMSOTf のジクロロメタン溶液 (506 mM, 0.2 mL, 101 μmol) を滴下し、撹拌を続けた。反応開始から 1 時間後、反応温度を -40 °C から -20 °C に昇温した。-20 °C にて 2 時間撹拌を続けた。反応開始から 3 時間後、-20 °C にてジクロロメタン溶液 (10 mL) を加えて反応溶液を希釈し、30 分間撹拌を続けた。この溶液を別途調製した飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 (20 mL) に、0 °C にて加え、撹拌した。溶液の水層とジクロロメタン層を分離後、水層を酢酸エチル (50 mL×2) で抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層をろ過後、減圧下溶媒を留去した。残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン (1/1→2/1) 溶出部より、白色結晶として、Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside(195.4 mg, 0.269 mmol, 収率 53.1%) を得た。NMRで分析したところ、グリコシル化反応が進行し、下記式で表される Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranosideが得られており、その収率は53.1%であった。
(1-4) Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D- Synthesis of glucopyranoside
Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside (200.7 mg, 0.506 mmol) and 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyl 2,2 , 2-Trichloroacetimidate (373.9 mg, 0.759 mmol) (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in a toluene solution (2 mL), and the solvent was distilled off under reduced pressure. Acetyl 2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside and 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyl 2,2,2-Trichloroacetimidate Removed. A dichloromethane solution (2 mL) and molecular sieves 4A were added to the crystals after the solvent was distilled off, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Then, TMSOTf in dichloromethane (50.6 mM, 1 mL, 50.6 μmol) was added dropwise over 2 minutes at −40 ° C. (prepared by cooling the acetone solution with dry ice), and stirring was continued. Thirty minutes after the start of the reaction, a solution of TMSOTf in dichloromethane (506 mM, 0.2 mL, 101 μmol) was added dropwise and stirring was continued. One hour after the start of the reaction, the reaction temperature was increased from -40 ° C to -20 ° C. Stirring was continued at -20 ° C for 2 hours. Three hours after the start of the reaction, a dichloromethane solution (10 mL) was added at −20 ° C. to dilute the reaction solution, and stirring was continued for 30 minutes. This solution was added to a separately prepared saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (20 mL) at 0 ° C. and stirred. The aqueous layer and dichloromethane layer of the solution were separated, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate (50 mL × 2), and the organic layer was dried over sodium sulfate. After filtering the organic layer, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to flash silica gel column chromatography. From the eluate of ethyl acetate / hexane (1/1 → 2/1), Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D -galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside (195.4 mg, 0.269 mmol, yield 53.1%) was obtained. As a result of NMR analysis, the glycosylation reaction proceeds, and Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3- Di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside was obtained, and the yield was 53.1%.

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。   The structure of the target product was confirmed by 1H NMR.

(1−5)Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranosideの合成
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside (150.6 mg, 75.4 μmol) のメタノール溶液 (4.1 mL) に窒素雰囲気下、パラジウム炭素(パラジウム 5% 担持、55% 水湿潤品、150.6 mg)を加えた。フラスコ内の窒素ガスを水素ガスに置換し、室温で 22 時間撹拌した。22 時間後、反応溶液中のパラジウム炭素をセライトでろ過した。このとき、セライトは酢酸エチル (10 mL×4)、メタノール (10 mL×4) で洗浄した。 ろ液を回収し、減圧下、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン (2/1→4/1→1/0) 溶出部より、無色油状物質として、Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside (122.9 mg, 0.1932 mmol, 収率 93.3%) を得た。
(1-5) Synthesis of Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-6-O-benzyl-D-glucopyranoside (150.6 mg, To a methanol solution (4.1 mL) of 75.4 μmol) was added palladium carbon (palladium 5% supported, 55% water wet product, 150.6 mg) under a nitrogen atmosphere. The nitrogen gas in the flask was replaced with hydrogen gas, and the mixture was stirred at room temperature for 22 hours. After 22 hours, palladium carbon in the reaction solution was filtered through celite. At this time, celite was washed with ethyl acetate (10 mL × 4) and methanol (10 mL × 4). The filtrate was collected and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography. From the eluate of ethyl acetate / hexane (2/1 → 4/1 → 1/0), Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl was obtained as a colorless oil. -β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside (122.9 mg, 0.1932 mmol, yield 93.3%) was obtained.

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。その1H NMRスペクトルを図1に示す。
(α:β= 3:1): 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): σ6.27 (d, J = 3.7 Hz, 0.75H), 5.69 (d, J = 8.2 Hz, 0.25H), 5.47 (t, J = 9.9 Hz, 0.75H), 5.35 (dd, J = 3.24, 3.20Hz, 1H), 5.24 (t, J = 9.4 Hz, 0.25H), 5.15-5.08 (m, 1H), 5.05-4.95 (m, 2H), 4.64 (d, J = 8.2 Hz, 0.75H), 4.63 (d, J = 8.2 Hz, 0.25H), 4.17-4.05 (m, 2.25H), 4.03-3.89 (m, 2.25H), 3.87-3.74 (m, 2.5H), 3.54 (d, J = 9.6 Hz, 0.25H), 2.18 (s, 2.25H), 2.16 (s, 2.25H), 2.15 (s, 0.75H), 2.10 (s, 0.75H), 2.06 (s, 7.5H), 2.052 (s, 0.75H), 2.048 (s, 0.75H), 2.03 (s, 0.75H), 2.02 (s, 2.25H), 1.971 (s, 2.25H), 1.968 (s, 0.75H);
The structure of the target product was confirmed by 1H NMR. The 1H NMR spectrum is shown in FIG.
(α: β = 3: 1): 1H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): σ6.27 (d, J = 3.7 Hz, 0.75H), 5.69 (d, J = 8.2 Hz, 0.25H), 5.47 (t, J = 9.9 Hz, 0.75H), 5.35 (dd, J = 3.24, 3.20Hz, 1H), 5.24 (t, J = 9.4 Hz, 0.25H), 5.15-5.08 (m, 1H), 5.05- 4.95 (m, 2H), 4.64 (d, J = 8.2 Hz, 0.75H), 4.63 (d, J = 8.2 Hz, 0.25H), 4.17-4.05 (m, 2.25H), 4.03-3.89 (m, 2.25 H), 3.87-3.74 (m, 2.5H), 3.54 (d, J = 9.6 Hz, 0.25H), 2.18 (s, 2.25H), 2.16 (s, 2.25H), 2.15 (s, 0.75H), 2.10 (s, 0.75H), 2.06 (s, 7.5H), 2.052 (s, 0.75H), 2.048 (s, 0.75H), 2.03 (s, 0.75H), 2.02 (s, 2.25H), 1.971 ( s, 2.25H), 1.968 (s, 0.75H);

[実施例2]
2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidateの合成
(2−1)β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-galactopyranoseの合成
β-ガラクトシダーゼの糖転移反応によりガラクトビオースを合成した。アクセプターをガラクトース、ドナーをラクトースとし、β-ガラクトシダーゼは B. circulans 由来のビオラクタFN5使用した。10 mlの基質溶液〔ガラクトース25%(2.5 g, 13.9 mmol), ラクトース25%(2.50 g, 7.30 mmol), 100 mMリン酸ナトリウムBuffer(pH 6.5)〕に0.01%となるよう酵素を添加し、50 ℃で24 時間穏やかに振とうした。その後、100 ℃で5 分間加熱して酵素を失活させ、遠心(15,000 rpm, 5 min, 4 ℃)により上清を回収した。上清を活性炭カラム(φ4.6 cm×20 cm)にアプライし、エタノール濃度を段階的に上昇させてガラクトビオース(β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-galactopyranose)とラクトースが含まれたエタノール画分を濃縮し、白色結晶として、ガラクトビオースとラクトースの混合物(1.13 g、混合物としての収率45%、ガラクトビオース:ラクトース = 3.3:1)を回収した。ガラクトビオースとラクトースの混合比はHPLCで確認した。HPLCのカラムはToransgenomic社のCARBOSep CHO-620CAを用いた。尚、ガラクトースは、特級ガラクトース(和光純薬社製)、ラクトースは、ラクトース一水和物(関東化学社製)を使用した。
[Example 2]
2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidate (2-1) Synthesis of β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D-galactopyranose Galactobiose was synthesized by a transglycosylation reaction of β-galactosidase. The acceptor was galactose, the donor was lactose, and β-galactosidase was biolacta FN5 derived from B. circulans. Add enzyme to 0.01 ml to 10 ml of substrate solution [galactose 25% (2.5 g, 13.9 mmol), lactose 25% (2.50 g, 7.30 mmol), 100 mM sodium phosphate buffer (pH 6.5)] Shake gently for 24 hours at 50 ° C. Thereafter, the enzyme was inactivated by heating at 100 ° C. for 5 minutes, and the supernatant was collected by centrifugation (15,000 rpm, 5 min, 4 ° C.). Apply the supernatant to an activated carbon column (φ4.6 cm × 20 cm), and gradually increase the ethanol concentration to obtain galactobiose (β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D-galactopyranose) and lactose. The contained ethanol fraction was concentrated to recover a mixture of galactobiose and lactose (1.13 g, yield 45% as a mixture, galactobiose: lactose = 3.3: 1) as white crystals. The mixing ratio of galactobiose and lactose was confirmed by HPLC. As the HPLC column, CARBOSep CHO-620CA manufactured by Toransgenomic was used. In addition, galactose used special grade galactose (made by Wako Pure Chemical Industries), and lactose used lactose monohydrate (made by Kanto Chemical Co., Inc.).

Figure 2018030828
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(2−2)Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranosideの合成
ガラクトビオースとラクトースの混合物 (554.7 mg, 1.62 mmol) のピリジン溶液 (16 mL) に無水酢酸 (2.3 mL, 24.3 mmol) と 4-ジメチルアミノピリジン (19.5 mg, 0.16 mmol) を加え、室温で 3 時間撹拌した。3 時間後、無水酢酸 (2.3 mL, 24.3 mmol) と 4-ジメチルアミノピリジン (19.5 mg, 0.16 mmol) を追加で加え、室温で 18.5 時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を減圧下、溶媒留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン (1/1.5→1/1→1/0) → メタノール/酢酸エチル (1/10) 溶出部より、白色結晶として、Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranoside(748.4 mg, 1.10 mmol, 収率67.9%) を得た。
(2-2) Synthesis of Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranoside Galacto Acetic anhydride (2.3 mL, 24.3 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (19.5 mg, 0.16 mmol) are added to a pyridine solution (16 mL) of a mixture of biose and lactose (554.7 mg, 1.62 mmol), and the mixture is stirred at room temperature for 3 hours. Stir. Three hours later, acetic anhydride (2.3 mL, 24.3 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (19.5 mg, 0.16 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 18.5 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography, ethyl acetate / hexane (1 / 1.5 → 1/1 → 1/0) → methanol / ethyl acetate (1/10) from the eluate, as white crystals, Acetyl 2,3, 4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranoside (748.4 mg, 1.10 mmol, yield 67.9%) Obtained.

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。   The structure of the target product was confirmed by 1H NMR.

(2−3)2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranoseの合成
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranoside (86.7 mg, 0.128 mmol) のテトラヒドロフラン溶液 (2.4 mL) にピペリジンのテトラヒドロフラン溶液 (2 M, 0.25 mL, 0.500 mmol) を加え、室温で 30 時間撹拌した。その後、0 °C で 1 N 塩酸 (1 mL)、水 (10 mL) を順に加え撹拌した。反応溶液を酢酸エチル (30 mL×2) で抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層をろ過後、減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン(2/1→4/1) 溶出部より、白色結晶として、2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranose (61.9 mg, 0.0973 mmol, 収率 76.0%) を得た。
(2-3) Synthesis of 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranose
Of Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranoside (86.7 mg, 0.128 mmol) To the tetrahydrofuran solution (2.4 mL) was added piperidine in tetrahydrofuran (2 M, 0.25 mL, 0.500 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 30 hours. Thereafter, 1 N hydrochloric acid (1 mL) and water (10 mL) were added in order at 0 ° C., and the mixture was stirred. The reaction solution was extracted with ethyl acetate (30 mL × 2), and the organic layer was dried over sodium sulfate. After filtering the organic layer, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography, and 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl as white crystals from the eluate of ethyl acetate / hexane (2/1 → 4/1) -(1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranose (61.9 mg, 0.0973 mmol, yield 76.0%) was obtained.

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。   The structure of the target product was confirmed by 1H NMR.

(2−4)2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidateの合成
2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranose (270.2 mg, 0.425 mmol) のジクロロメタン溶液 (8.4 mL)にトリクロロアセトニトリル (17.2 mL, 17.0 mmol)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセンのジクロロメタン溶液 (0.85 mM, 0.3 mL, 0.255 mmol) を加え、室温で 4 時間撹拌した。その後、反応溶液を減圧濃縮し溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、0.5% トリエチルアミン含有酢酸エチル/ヘキサン (2/1) 溶出部より、白色結晶として、2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidate (285.7 mg, 0.366 mmol, 収率 86.1%) を得た。
(2-4) 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2, Synthesis of 2,2-trichloroacetimidate
2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-D-glactopyranose (270.2 mg, 0.425 mmol) in dichloromethane To the solution (8.4 mL) was added trichloroacetonitrile (17.2 mL, 17.0 mmol) and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene in dichloromethane (0.85 mM, 0.3 mL, 0.255 mmol), and then at room temperature for 4 hours. Stir. Thereafter, the reaction solution was concentrated under reduced pressure, and the solvent was distilled off. The residue was subjected to silica gel column chromatography.From the eluate of ethyl acetate / hexane (2/1) containing 0.5% triethylamine, 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl was obtained as white crystals. -(1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidate (285.7 mg, 0.366 mmol, yield 86.1%) was obtained.

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。目的物の1H NMRスペクトルを図2に示す。
(α:β = 1:0): 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): σ8.64 (s, 1H), 6.51 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 5.40-5.35 (m, 2H), 5.28 (dd, J = 2.8, 11.0 Hz, 1H), 5.20 (dd, J = 7.8, 10.5 Hz, 1H), 5.00 (dd, J = 3.2, 10.5 Hz, 1H), 4.43 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 4.38 (dd, J = 4.1, 11.9 Hz, 1H), 4.31 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 4.29 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 4.15 (dd, J = 7.3, 11.5 Hz, 1 H), 4.10 (d, J = 6.4 Hz, 2H), 3.86 (t, J = 6.6 Hz, 1H), 2.17 (s, 3H), 2.14 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 2.02 (s, 3H), 2.01 (s, 3H), 2.00 (s, 3H);
The structure of the target product was confirmed by 1H NMR. The 1H NMR spectrum of the target product is shown in FIG.
(α: β = 1: 0): 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): σ8.64 (s, 1H), 6.51 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 5.40-5.35 (m, 2H), 5.28 (dd, J = 2.8, 11.0 Hz, 1H), 5.20 (dd, J = 7.8, 10.5 Hz, 1H), 5.00 (dd, J = 3.2, 10.5 Hz, 1H), 4.43 (d, J = 8.2 Hz , 1H), 4.38 (dd, J = 4.1, 11.9 Hz, 1H), 4.31 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 4.29 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 4.15 (dd, J = 7.3, 11.5 Hz, 1 H), 4.10 (d, J = 6.4 Hz, 2H), 3.86 (t, J = 6.6 Hz, 1H), 2.17 (s, 3H), 2.14 (s, 3H), 2.12 (s, 3H ), 2.05 (s, 3H), 2.02 (s, 3H), 2.01 (s, 3H), 2.00 (s, 3H);

[実施例3]
β-D-galactopyranosyl-(1→4)-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-β-D-glucopyranose(4P-X)の合成
(3−1)Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside の合成
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside(26.0 mg, 40.9 μmol) と2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidate (47.9 mg, 61.4 μmol)にトルエン溶液 (2 mL) を加え、減圧下溶媒を留去した。溶媒留去後の結晶にジクロロメタン溶液 (1 mL)、モレキュラーシーブス4A (0.5 g) を加え、-40 °C で 30 分間撹拌した。その後、 -40 °C (ドライアイスによりアセトン溶液を冷却し調製) で TMSOTf のジクロロメタン溶液 (4.09 mM, 1 mL, 4.09 μmol) を 3 分かけて滴下し、撹拌を続けた。2 時間後、室温にてジクロロメタン溶液 (10 mL) を加え、反応溶液を希釈した。別途調製した飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 (30 mL) の入った 100 mL ナス型フラスコに 0 °C 下、希釈した反応溶液を加え、10分間撹拌した。溶液の水層とジクロロメタン層を分離後、水層を酢酸エチル (50 mL×2) で抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層をろ過後、減圧下溶媒を留去した。残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル/ヘキサン (4/1→1/0) 溶出部より、無色油状物質として、Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside (22.3 mg, 17.8 μmol, 収率 43.4%) を得た。
[Example 3]
Synthesis of β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -β-D-galactopyranosyl- (1 → 6)-[β-D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-β-D-glucopyranose (4P-X) (3-1) Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside Composition
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3-di-O-acetyl-D-glucopyranoside (26.0 mg, 40.9 μmol) and 2, 3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-α-D-glactopyranosyl 2,2,2-trichloroacetimidate (47.9 mg, 61.4 μmol) was added toluene solution (2 mL), and the solvent was distilled off under reduced pressure. A dichloromethane solution (1 mL) and molecular sieves 4A (0.5 g) were added to the crystals after the solvent was distilled off, and the mixture was stirred at −40 ° C. for 30 minutes. Then, TMSOTf in dichloromethane (4.09 mM, 1 mL, 4.09 μmol) was added dropwise at -40 ° C (prepared by cooling the acetone solution with dry ice) over 3 minutes, and stirring was continued. After 2 hours, a dichloromethane solution (10 mL) was added at room temperature to dilute the reaction solution. The diluted reaction solution was added to a 100 mL eggplant-shaped flask containing a separately prepared saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution (30 mL) at 0 ° C. and stirred for 10 minutes. The aqueous layer and dichloromethane layer of the solution were separated, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate (50 mL × 2), and the organic layer was dried over sodium sulfate. After filtering the organic layer, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to flash silica gel column chromatography. From the eluate of ethyl acetate / hexane (4/1 → 1/0), Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β- D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β -D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside (22.3 mg, 17.8 μmol, yield 43.4%) was obtained.

Figure 2018030828
Figure 2018030828

目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。目的物の1H NMRスペクトルを図3に示す。
(α:β= 4:1): 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): σ6.25 (d, J = 3.7 Hz, 0.8H), 5.62 (d, J = 8.2 Hz, 0.2H), 5.42 (dd, J = 7.8, 8.3 Hz, 1H), 5.37 (t, J = 3.6 Hz, 2H), 5.22-5.05 (m, 4.8H), 5.03-4.97 (m, 2.2H), 4.89 (dd, J = 3.2, 10.3 Hz, 1H), 4.66 (d, J = 7.3 Hz, 0.8H), 4.60-4.56 (m, 1H), 4.46-4.37 (m, 1H), 4.23-4.05 (m, 6.4H), 4.00 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 3.94-3.85 (m, 4.8 H), 3.72 (dd, J = 5.0, 6.0 Hz, 1H), 2.19 (s, 3H), 2.16 (s, 3H), 2.150 (s, 3H), 2.146 (s, 3H), 2.13 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.09 (s, 3H), 2.06 (s, 3H), 2.054 (s, 3H), 2.047 (s, 3H), 2.002 (s, 3H), 2.000 (s, 3H), 1.96 (s, 3H);
The structure of the target product was confirmed by 1H NMR. The 1H NMR spectrum of the target product is shown in FIG.
(α: β = 4: 1): 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): σ6.25 (d, J = 3.7 Hz, 0.8H), 5.62 (d, J = 8.2 Hz, 0.2H), 5.42 ( dd, J = 7.8, 8.3 Hz, 1H), 5.37 (t, J = 3.6 Hz, 2H), 5.22-5.05 (m, 4.8H), 5.03-4.97 (m, 2.2H), 4.89 (dd, J = 3.2, 10.3 Hz, 1H), 4.66 (d, J = 7.3 Hz, 0.8H), 4.60-4.56 (m, 1H), 4.46-4.37 (m, 1H), 4.23-4.05 (m, 6.4H), 4.00 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 3.94-3.85 (m, 4.8 H), 3.72 (dd, J = 5.0, 6.0 Hz, 1H), 2.19 (s, 3H), 2.16 (s, 3H), 2.150 (s, 3H), 2.146 (s, 3H), 2.13 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.09 (s, 3H), 2.06 (s, 3H), 2.054 (s, 3H), 2.047 ( s, 3H), 2.002 (s, 3H), 2.000 (s, 3H), 1.96 (s, 3H);

(3−2)β-D-galactopyranosyl-(1→4)-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-β-D-glucopyranoseの合成
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→6)-[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl-(1→4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside (21.9 mg, 17.4 μmol) の 45% メタノール水溶液 (1 mL) に、ナトリウムメトキシドの45% メタノール水溶液 (34.8 mM, 1 mL, 34.8 μmol) を加え、室温で 9 時間撹拌した。9 時間後、減圧下溶媒を留去した。残渣を MQ (2 mL) に溶解し、透析膜(Spectra 社製、Biotech 透析膜、MWCO: 0.1 ‐ 0.5 kDa、FW: 31 mm、Dia: 20 mm、vol/L: 3.1 mL/cm)を用いて、MQ 水 (1 L) に対して透析を 6 時間行った。精製した溶液を凍結乾燥し、白色結晶として、4P-X (9.5 mg, 14.25 μmol, 81.9%) を取得した。
(3-2) Synthesis of β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -β-D-galactopyranosyl- (1 → 6)-[β-D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-β-D-glucopyranose
Acetyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -2,3,6-tri-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 6) -[2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4)]-2,3-di-O-acetyl-β-D-glucopyranoside (21.9 mg, 17.4 μmol ) Was added to a 45% aqueous methanol solution (1 mL) of sodium methoxide (34.8 mM, 1 mL, 34.8 μmol), and the mixture was stirred at room temperature for 9 hours. After 9 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. Dissolve the residue in MQ (2 mL) and use a dialysis membrane (Spectra, Biotech dialysis membrane, MWCO: 0.1-0.5 kDa, FW: 31 mm, Dia: 20 mm, vol / L: 3.1 mL / cm) Then, dialysis was performed for 6 hours against MQ water (1 L). The purified solution was lyophilized to obtain 4P-X (9.5 mg, 14.25 μmol, 81.9%) as white crystals.

Figure 2018030828
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目的物の1H NMRにより、その構造を確認した。目的物の1H NMRスペクトルを図4、及び、その拡大図を図5に示す。
(α:β= 1:1.5); 1H-NMR (600 MHz, D2O): σ5.23 (d, J = 4.2 Hz, 0.4H), 4.68 (d, J = 8.4 Hz, 0.6H), 4.59 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 4.50 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 4.49 (d, J = 7.8 Hz, 0.6H), 4.48 (d, J = 7.8 Hz, 0.4H), 4.28 (dd, J = 11.1, 1.8 Hz, 0.6H), 4.20 (dd, J = 11.1, 2.4 Hz, 0.4H), 4.18 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 4.10-4.07 (m, 0.4H), 3.96 (dd, J = 11.4, 3.6 Hz, 0.4H), 3.93-3.52 (m, 20.6H), 3.30 (dd, J = 6.2, 5.2 Hz, 0.6H);
The structure of the target product was confirmed by 1H NMR. The 1H NMR spectrum of the target product is shown in FIG. 4 and its enlarged view is shown in FIG.
(α: β = 1: 1.5); 1H-NMR (600 MHz, D2O): σ5.23 (d, J = 4.2 Hz, 0.4H), 4.68 (d, J = 8.4 Hz, 0.6H), 4.59 ( d, J = 7.8 Hz, 1H), 4.50 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 4.49 (d, J = 7.8 Hz, 0.6H), 4.48 (d, J = 7.8 Hz, 0.4H), 4.28 ( dd, J = 11.1, 1.8 Hz, 0.6H), 4.20 (dd, J = 11.1, 2.4 Hz, 0.4H), 4.18 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 4.10-4.07 (m, 0.4H), 3.96 (dd, J = 11.4, 3.6 Hz, 0.4H), 3.93-3.52 (m, 20.6H), 3.30 (dd, J = 6.2, 5.2 Hz, 0.6H);

本発明者らはアレルゲン性四糖4P-Xを初めて合成することに成功した。グルコースからの総収率は5.4%であった。これまでの酵素反応だけによる調製では、本発明のガラクトオリゴ糖(4P-X)を他の構造の四糖から精製するのが困難であった。4P-Xをピリジルアミノ化などで誘導体化することなしに、効率的に取得することができる製法は前例がない。今後は、本発明の高純度品の4P-Xを用いることで、市販されている様々なGOS含有食品に対して、迅速かつ正確な定量分析系の確立することが大いに期待される。   The present inventors have succeeded in synthesizing allergenic tetrasaccharide 4P-X for the first time. The total yield from glucose was 5.4%. Until now, it has been difficult to purify the galactooligosaccharide (4P-X) of the present invention from tetrasaccharides having other structures by preparation using only enzymatic reaction. There is no precedent for a production method that can be efficiently obtained without derivatizing 4P-X by pyridylamination or the like. In the future, it is highly expected to establish a rapid and accurate quantitative analysis system for various GOS-containing foods on the market by using 4P-X of the high purity product of the present invention.

本発明は、前述の説明及び実施例に特に記載した以外も、実行できることは明らかである。上述の教示に鑑みて、本発明の多くの改変及び変形が可能であり、従ってそれらも本件添付の請求の範囲の範囲内のものである。   It will be apparent that the invention may be practiced otherwise than as particularly described in the foregoing description and examples. Many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings, and thus are within the scope of the claims appended hereto.

Claims (5)

一般式(1):
Figure 2018030828
で示されるガラクトオリゴ糖の製造方法であって、
一般式(2):
Figure 2018030828
(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される化合物の水酸基の保護基を脱保護する工程を含むことを特徴とするガラクトオリゴ糖の製造方法。
General formula (1):
Figure 2018030828
A method for producing a galactooligosaccharide represented by
General formula (2):
Figure 2018030828
(Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl-protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same). The manufacturing method of the galactooligosaccharide characterized by including the process of deprotecting said protecting group.
請求項1に記載のガラクトオリゴ糖の製造方法であって、
一般式(3):
Figure 2018030828
[式中のRは、水酸基の保護基から選択され、Yは、‐F、‐Cl、‐Br、‐I、‐SCH、‐SCHCH、‐SCH(CH、‐SC及び一般式(4):
Figure 2018030828
(Xが、‐F、‐Cl、‐Br、又は、‐Iである場合、Xは‐Hであり、Xが‐Hである場合、Xは‐CHであり、Xが‐S‐CHCFである場合、Xは‐CCFである)から選択される]で示される化合物と、一般式(5):
Figure 2018030828
(式中のR、及びRは、それぞれ独立して水酸基の保護基から選択され、RとRは同一であってもよい)で示される化合物と、を反応させ、糖鎖付加物として、一般式(2):
Figure 2018030828
(式中R、R及びRは、それぞれ独立して、水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される化合物を得る工程を含むことを特徴とするガラクトオリゴ糖の製造方法。
A method for producing a galactooligosaccharide according to claim 1,
General formula (3):
Figure 2018030828
[Wherein R 2 is selected from a protecting group for a hydroxyl group, and Y is -F, -Cl, -Br, -I, -SCH 3 , -SCH 2 CH 3 , -SCH (CH 3 ) 2 ,- SC 6 H 5 and general formula (4):
Figure 2018030828
(When X is -F, -Cl, -Br, or -I, X 1 is -H, and when X is -H, X 1 is -CH 3 and X is -S. -CH 2 C 6 H 4 CF 3 , X 1 is selected from -C 6 H 5 CF 3 ) and a compound of the general formula (5):
Figure 2018030828
(Wherein R and R 1 are each independently selected from a hydroxyl-protecting group, and R and R 1 may be the same), and reacted with a compound as a sugar chain adduct General formula (2):
Figure 2018030828
(Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same). The manufacturing method of the galactooligosaccharide characterized by including a process.
請求項1又は2に記載のガラクトオリゴ糖の製造方法であって、
ガラクトースとラクトースとから、糖転移反応によってガラクトビオースを生成する工程を含むことを特徴とするガラクトオリゴ糖の製造方法。
A method for producing a galactooligosaccharide according to claim 1 or 2,
A method for producing a galactooligosaccharide, comprising a step of producing galactobiose from galactose and lactose by a sugar transfer reaction.
前記糖転移反応によって生成された、前記ガラクトビオースを含む混合物を精製し精製物を得る第1精製工程と、
第1精製工程によって得られた、前記精製物に含まれる水酸基を保護し保護体を得る保護工程と、
前記保護工程によって得られた、前記保護体を精製する第2精製工程と、
を含む、請求項3に記載のガラクトオリゴ糖の製造方法。
A first purification step of purifying a mixture containing the galactobiose produced by the transglycosylation reaction to obtain a purified product;
A protective step for protecting the hydroxyl group contained in the purified product obtained by the first purification step to obtain a protector;
A second purification step for purifying the protector obtained by the protection step;
The manufacturing method of the galactooligosaccharide of Claim 3 containing this.
一般式(2):
Figure 2018030828
(式中R、R及びRは、それぞれ独立して、水酸基の保護基から選択され、R、R及びRは2種以上が同一であってもよい)で示される化合物。
General formula (2):
Figure 2018030828
Wherein R, R 1 and R 2 are each independently selected from hydroxyl protecting groups, and two or more of R, R 1 and R 2 may be the same.
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