JP3937014B2 - モノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体及び該誘導体からなる界面活性剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体及びこれらの誘導体からなる界面活性剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、バクテリアからは生理活性を有する様々な化学物質が発見されており、現在でも生物活性を有する化学物質の探索が行われ、医薬品及び研究用試薬の開発のためのリード化合物として供されている。従って、バクテリアから得られる生物活性物質に関する研究は、バクテリアの生態を解明するための基礎的な研究にとどまらず、広く天然化合物の有効利用の観点において産業的にも注目されている。
【0003】
本発明者らも、機能性成分をスクリーニングしているとき、Deleya属の生合成産物中から新規なN−アシルアミノ酸やグリセロール誘導体、さらにグリコシルフォスファチジルグリセロール誘導体等が得られることを報告している(非特許文献1)。
しかし、バクテリアからは未だ見出されていない化合物が数多く存在するものと推定され、詳しくは解明されていない。
【0004】
【非特許文献1】
H.Yagi and A.Maruyama, J. Nat. Prod. 62 (1999) 631-632
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バクテリアを由来とし、界面活性能等を有する新規な化学物質及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく、Thermus属細菌を対象とし、当該菌体によって産生される物質に着目して鋭意研究をした結果、界面活性剤などとして有用な特有な新規物質を見出し、それを単離するとともに構造を決定することに成功し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明によれば以下の発明が提供される。
(1)下記一般式(I)
【化3】
(式中、Rは互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、脂肪族アシル基、芳香族アシル基、リン酸基、スルホン酸基、またはスルホン酸塩基を表し、R1 ,R2及びR3は、それぞれ独立して、脂肪酸由来の炭化水素残基を表す。)
で示されるモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体。
(2)下記一般式(II)
【化4】
(式中、R1 ,R2及びR3は、それぞれ独立して、脂肪酸由来の炭化水素残基を表す。)
で示されるモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体。
(3)R1 ,R2及びR3が、それぞれ独立して、炭素数7〜29の飽和或いは不飽和炭化水素であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体。
(4)Thermus属に属する細菌より産生される物質を抽出し、得られた抽出物を精製することを特徴とする上記(2)または(3)に記載の化合物の製造方法。
(5)上記(1)乃至(3)何れか記載のモノアシルジグリコシルジアシルグリセロール誘導体からなる界面活性剤。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明に係る前記一般式(I)及び(II)で示されるモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体は新規化合物である。
一般式(I)及び(II)において、R1 ,R2及びR3は、それぞれ独立して、脂肪酸由来の炭化水素残基である。その炭化水素としては、炭素数8以上の飽和又は不飽和脂肪酸の炭化水素であり、好ましくは炭素数8〜30の飽和又は不飽和脂肪酸の炭化水素、より好ましくは炭素数12〜22の飽和又は不飽和脂肪酸の炭化水素、さらにより好ましくは炭素数15〜19の飽和或いは不飽和脂肪酸の炭化水素である。
また、一般式(I)において、Rは、水素原子、脂肪族アシル基、芳香族アシル基、リン酸基、スルホン酸基、またはスルホン酸塩基であり、それぞれのRは、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。
【0009】
脂肪族アシル基の代表例としては、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基などが挙げられるが、中でもアセチル基が好ましい。
芳香族アシル基の代表例としては、置換若しくは無置換のベンゾイル基又はナフトイル基等のアロイル基が挙げられるが、ベンゾイル基が好ましい。また、その置換基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル等のアルキル基、メトキシ、エトキシ、プロポキシ等のアルコキシ基、ハロゲン元素、ニトロ基、アミノ基、又はスルホン酸基、又はスルホン酸塩酸基等が挙げられる。
【0010】
スルホン酸塩の代表例としては、スルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩等が挙げられる。
【0011】
本発明に係る前記一般式(I)又は(II)で示される化合物は、Thermus属に属する細菌、好ましくはThermus thermophilus (ATCC27634)の産生する物質を常法により抽出し、その抽出物を精製することにより、また得られた物質を適宜誘導体化することにより簡単に合成することができる。
菌体としては、Thermus属に属し、前記一般式(I)及び(II)で表される本発明の化合物を産生するものであれば特に限定されないが、Thermus thermophilus (ATCC27634)が好ましい。
【0012】
上記細菌の培養は、資化可能な炭素源、窒素源を含む培地で行うことが好ましい。所望により、上記培地にその他の無機物、生育促進物質等の必要な物質を加えてもよい。そのような培地であれば、合成培地、天然培地のいずれも使用可能である。
【0013】
上記の炭素源としては、アラビノース、フラクトース、グルコース、イノシトール、マンニトール、ラフィノース、ラムノース、シュクロース、キシロース、澱粉、デキストリン、マンノース、ラクトース、糖蜜等の糖類、酢酸などの有機酸、グリセリンなどのアルコール類が挙げられ、D−グルコースが好ましく、これら炭素源を、単独でも又は組み合わせて用いてもよい。
【0014】
上記の窒素源としては、ペプトン、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、尿素、肉エキス、酵母エキス、乾燥酵母、コーンスチープリカー、大豆粉、カザミノ酸等があげられ、ペプトン、乾燥酵母エキス、乾燥酵母が好ましく、これら窒素源を、単独でも又は組み合わせて用いてもよい。
【0015】
上記の無機物としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、硫酸第一鉄、塩化カルシウム、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸銅等の無機塩類があげられ、これら無機塩類を必要に応じて培地に加えてもよい。培養温度は、通常50〜80℃、好ましくは65〜75℃である。培地のpHは、通常5〜8、好ましくはpH6.5〜7.5である。
【0016】
具体的に、本発明において、前記一般式(II)で示される化合物を得るには、培養した培養物から菌体を遠心分離法などにより分離した後、直接または乾燥してから溶媒により抽出し、抽出液を濃縮した後、分離精製すればよい。
【0017】
抽出に使用する溶媒としては、有機溶媒もしくは2種以上の有機溶媒の混合溶媒、又は有機溶媒と水との混合溶媒があげられる。
有機溶媒の代表例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール、クロロホルム等の塩素化炭化水素等があげられるが、クロロホルム/メタノールの混合溶媒が好ましい。
【0018】
抽出液を濃縮した後、抽出物から目的とする本発明の化合物(II)を分離精製する方法としては、例えばODSカラムクロマトグラフィー、順相シリカゲルクロマトグラフィー、HPLC,ゲルろ過、分取TLC等があげられ、これらを適宜組み合わせて行うことができる。
【0019】
本発明において、好ましく使用される精製方法は、抽出物をODSカラムクロマトグラフィーにより、メタノール、クロロホルム、および水から選択される1種以上の溶媒を組み合わせた混合溶媒により極性の高い溶媒から極性の低い溶媒へと順次溶出させ、目的とする化合物を含む画分を分取用TLCによりクロロホルム、メタノール、および水から選択される1種以上の溶媒を組み合わせた混合溶媒で展開して他の成分と分離する方法である。
【0020】
また、新規化合物(I)は、上記で得た新規化合物(II)を、常法によりアセチル化、ベンゾイル化等のアシル化反応、又はスルホン化反応などを行った後、通常の精製操作を施すことにより、簡便に合成することができる。
なお、スルホン化した場合は、さらに常法により前述した種々の塩の形に変換することができる。
【0021】
以上のようにして得られる、本発明のモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体は、その構造中に疎水基としての炭化水素残基と親水基としての水酸基等を有することから、界面活性剤としての用途が期待される。
本発明の化合物を界面活性剤として用いるとき、その有効濃度は、界面活性を発揮できる範囲内であれば特に限定されないが、5〜10mg/mlが好ましい。
【0022】
【実施例】
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【0023】
実施例1
[化合物(II)の単離操作]
Thermus thermophilus (ATCC27634)を、0.4%乾燥酵母エキス、0.8%ペプトン、0.2 %NaClを含む培地中(pH7.5)で60℃で培養した。培養液を6000gで10分間遠心分離にかけ菌体を分離し、これを蒸留水で1回洗浄し凍結乾燥した。得られた乾燥菌体をクロロホルム/メタノール(2/1)で抽出し、抽出液をODSに吸着させ、50%メタノール、90%メタノール、メタノール、メタノール/クロロホルム(1/4)、メタノール/クロロホルム(1/1)、クロロホルム、クロロホルム/メタノール/水(65/25/4)の順で溶出した。メタノール/クロロホルム(4/1)で溶出した画分を分取用TLCにのせ、クロロホルム/メタノール/水(65/25/4)で展開し、目的の成分をかきとってクロロホルム/メタノール(2/1および1/2)で溶出した。その後溶媒を留去して目的の化合物(II)を含む画分を得た。
【0024】
実施例2
(1)化合物(I)(R;アセチル基)の製造
実施例1で得た化合物(II)を含む画分をピリジン/無水酢酸(2/1)中に溶解し、室温で18時間撹拌して水酸基をアセチル化した。反応終了後、溶媒を留去して、反応物を分取用TLCにのせ、クロロホルムで展開し、目的の成分をかきとってクロロホルム/メタノール(4/1)で溶出した。溶媒を留去して化合物(I)(R;アセチル基:化合物(II)のアセチル化体)を得た。
【0025】
(2)化合物(I)(R;アセチル基)の構造解析
化合物(I)(R;アセチル基)の1H−NMR(CDCl3)及び13C−NMR(CDCl3)のNMRデータを以下の表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
COSYとHOHAHAスペクトルの解析から、H1−H6,H7−H12,H13−H18,H19−H21の結合が決定され、これらのプロトンに結合しているカーボンをHSQCの測定から決定した。
H1−H21のプロトンと、このプロトンに結合しているカーボンのケミカルシフトから、H1−H6,H7−H12,H13−H18は糖、H19−H21はグリセロール骨格に結合したプロトンであることがわかった。アセチル化体において観測されたカップリング定数J1−23.6Hz,J2 ― 311.0Hz、J3−43.2Hz,J4−5 0.9Hz、J7−8 1.5Hz,J8-9 10.7Hz,J9−10 9.9Hz,J10−11 9.2Hz, J13-14 3.7Hz, J14-15 9.8Hz, J15-16 9.8Hz,J16-17 9.5Hzの値から、H2,H3,H8,H9,H10,H11, H14,H15,H16,H17 はaxialの配置であることがわかり、H1,H4,H7,H13 はequatorialの配置であることがわかった。
【0028】
プロトンとカーボンのNMRスペクトルから脂肪酸の存在が推定されたので、化合物(I)(R;アセチル基)を塩酸メタノールでメタノリシスして溶媒を留去した後、ヘキサンと水とで2相分配してヘキサン層をとり、ヘキサン層をGCーMSで分析し脂肪酸組成を決定した。マスフラグメントと分子イオンピーク(m/z=256, 270, 284)から、炭素数15、16、17の飽和脂肪酸が存在することを確認した。
【0029】
次にHMBCスペクトルの解析から、糖、グリセロール、脂肪酸残基がそれぞれどの位置で結合しているかを調べた。H12からC1、H14からC7へHMBCの相関が出ていることより、糖は1→6および1→2結合していることがわかった。H19からC13へHMBCの相関が出ていることから、グリセロール骨格は酸素を介して13位に結合していることがわかった。アミノ基のプロトンから脂肪酸のカルボニル炭素C24へHMBCの相関が出ていることから、糖のアミノ基はアシル化されていることがわかった。H21から脂肪酸のカルボニル炭素C23へHMBCの相関が出ていることから、脂肪酸はC21の酸素に結合していることがわかった。また、H20のケミカルシフトはアセチル化しても低磁場にシフトしないことから、H20の酸素もアシル化されていることがわかった。以上の解析から決定された化合物(I)(R;アセチル基)の分子構造及びHMBCの主要な相関を図1に示す。なお、図において、Rはアセチル基を表し、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して炭素数15、16又は17の脂肪酸由来の炭化水素基を表す。矢印はHMBCの相関を表す。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、その構造中に疎水基としての炭化水素残基と親水基としての水酸基等を有する新規なモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体が提供される。この化合物は、分子内に疎水基と親水基の両方を持つことから、界面活性剤としての用途が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモノアシルジトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体の分子構造及びHMBCの主要な相関を示した図である。
Claims (5)
- R1 ,R2及びR3が、それぞれ独立して、炭素数7〜29の飽和或いは不飽和炭化水素であることを特徴とする請求項1又は2に記載のモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体。
- Thermus属に属する細菌より産生される物質を抽出し、得られた抽出物を精製することを特徴とする請求項2又は3記載の化合物の製造方法。
- 請求項1乃至3何れか記載のモノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体からなる界面活性剤。
Priority Applications (1)
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JP2003016947A JP3937014B2 (ja) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | モノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体及び該誘導体からなる界面活性剤 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003016947A JP3937014B2 (ja) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | モノアシルトリグリコシルジアシルグリセロール誘導体及び該誘導体からなる界面活性剤 |
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- 2003-01-27 JP JP2003016947A patent/JP3937014B2/ja not_active Expired - Lifetime
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