JPH06796B2 - ガングリオシドgm▲下3▼の製造方法 - Google Patents

ガングリオシドgm▲下3▼の製造方法

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JPH06796B2
JPH06796B2 JP12395285A JP12395285A JPH06796B2 JP H06796 B2 JPH06796 B2 JP H06796B2 JP 12395285 A JP12395285 A JP 12395285A JP 12395285 A JP12395285 A JP 12395285A JP H06796 B2 JPH06796 B2 JP H06796B2
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ganglioside
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智也 小川
守 杉本
善保 志鳥
正善 伊藤
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Mekuto KK
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Mekuto KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はガングリオシドGM3の製造方法に関する。
〔発明の背景〕
哺乳動物細胞の糖脂質(グリコリピド)は、スフィンゴ
シンという長鎖アミノアルコールに脂肪酸がアミド結合
したセラミドという脂質構造に、グルコース、ガラクト
ース、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルガラク
トサミン、フコース、シアル酸などの糖が種々の組み合
せでグリコシド結合したもので、いわゆるスフィンゴ糖
脂質とんわれる範疇に属する。このうちシアル酸を有す
るものを特にガングリオシドと称する。
これらの化合物は一般にその大部分が細胞膜2分子層の
外側分子層に局在し、最近の研究によれば細胞における
識別や情報の受容と応答、レセプター機能、分化、細胞
の増殖・悪性変化・行動などにおいて重要な役割を果し
ているものと考えられている。
これらのガングリオシドのうち、ガングリオシドGM3
は、脳、ヒト脾臓およびイヌの赤血球が単離され、その
構造は式(11)であることがわかっている〔ハコモリ(1
983)、ハンドブック・オブ・リピッド・リサーチ、
Vol.3、スフィンゴ脂質生化学、カンファー、ハコモリ
編、プレナム・プレス、ニューヨーク、p89−16
6、 (Handbook of Lipid Research,Vol.3,Sphingolipid Bio
chemistry,eds.Kanfer JN,Hakomori S,Plenum Press,Ne
w York,p89-166)〕。
GM3ガングリオシドの生合成は、腸上皮組織分化およ
び細胞成長の接触阻害と相関があることがわかってい
る。繊維芽球成長要因の存在下におけるベビーハムスタ
ー腎繊維芽球細胞の成長は、外部から加えられたGM3
ガングリオシドの存在により特異的に阻害される。生物
膜の成分であるガングリオシドがこのように重要な機能
を有しているにもかかわらず、GM3ガングリオシドお
よび関連するガングリオシドの全合成は、これまでに達
成されていない。
シャピロは、GM3ガングリオシドの合成のためのアプ
ローチを報告している(Shapiro D(1974)、24th,Int.Cor
gr.Pure Appl.Chem.2:153−66;(1976)Ch
em.Abstr.85:177800)。しかし、合成GM3ガングリオ
シドのC−2cの立体配置は明らかにされていない。
したがってGM3ガングリオシドを立体選択的に精密合
成することは、ガングリオシドの分子構造と生物情報と
の相関を解明するうえで必要不可欠なことである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ガングリオシドGM3を立体選択的に
合成する方法を提供することである。
〔発明の構成〕
本発明は化合物(3): (3) R1=Bn(β)、R2=Bn、R3=H (4) R1=Bn(β)、R2=Bn、R3=Ac (5) R1=R2=H、R3=Ac (6) R1=R2=R3=Ac (7) R1=H、R2=R3=Ac (8) R1=CNHCCl3(α)、R2=R3=Ac をアセチル化して化合物(4)を得、これを脱ベンジル化
して化合物(5)を得、これをアセチル化して化合物(6)を
得、この化合物(6)をヒドラジニウムアセテートで処理
して化合物(7)を得、これをNaH−Cl3CCNで処理
して化合物(8)を得、この化合物(8)を化合物(9) (式中Bzはベンゾイル基を示す) と反応させて化合物(10)を得、さらに脱アセチル化およ
びケン化を行うことを特徴とする式(11)で表わされるガ
ングリオシドGM3の製造方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず本発明方法の出発物質として使用される化合物(3)
は、クーンの方法により合成されるN−アセチルノイラ
ミン酸アセテートメチルエステル〔化合物(1)〕と、ベ
ンジル2、3、6、2′、6′−ペンタ−O−ベンジル
ラクトース〔化合物(2)〕を、ジクロロメタン、1,2
−ジクロロエタン等の溶媒中、Hg(CN)2、HgB
2、モレキユラーシーブ、Ag2CO3、AgClO4
AgOSO2CF3、(CH33COSO2CF3等のグリ
コシデーション触媒存在下に、−20℃〜150℃で1
〜120時間程度反応させることにより得られる。また
化合物(2)は、ベンジル3′,4′−O−イソプロピリ
デンラクトースをDMF中、NaH存在下に、ベンジル
ブロマイドで処理してベンジル体としたのち、これを酢
酸水溶液で処理してイソプロピリデン基を脱離すること
により得られる。
一方、ガングリオシドのセラミド化合物(9)は、スキー
ム1bに示す方法により合成することができる。化合物
(I)はスキーム1aに示すような方法により合成する
ことができる(特願昭59−44913号明細書参
照)。
化合物は、1−ブロモテトラデカンのようなアルキル
ハライドと、トリフェニルホスフィンをキシレン等の溶
媒中で一夜還流することにより得られる。
1,2−O−イソプロピリデン−α−D−キシロ−ペン
トジアルド−1,4−フラノースと化合物を、TH
F、ヘキサン等の溶媒中、BuLi存在下に反応させると4
−アルキルビニル体が得られる。反応温度は−15℃
〜25℃、時間は0.5〜24時間が適当である。
化合物を、乾燥ピリジン中、メタンスルホニルクロラ
イドで処理して3−メタンスルホニル体とする。この
反応温度は0℃〜25℃、時間は2〜24時間が適当で
ある。
次に化合物を酢酸/水中で処理して、イソプロピリデ
ン基を脱離し、ジオール体を得る。この反応温度は7
0〜90℃、時間は0.5〜5時間が適当である。
化合物を、エタノール等の溶媒中、メタ過ヨウ素酸ナ
トリウム等の酸化剤で処理してジオール部分を開裂し、
次いで水素化ホウ素ナトリウムのような還元剤で処理し
てジオール体を得る。この酸化反応の温度は0℃〜2
5℃、時間は0.5〜24時間、また還元反応の温度は0
℃〜10℃、時間は0.5〜2時間が適当である。
次に化合物を、ジクロロメタン等の溶媒中、ピリジニ
ウムp−トルエンスルホネートのような触媒の存在下
に、エチルビニルエーテルのようなアルキルビニルエー
テルと反応させ、ジ−アルキルビニルエーテル体を得
る。この反応の温度は0℃〜30℃、時間は0.5〜24
時間が適当である。
さらに化合物を、DMF等の溶媒中、アジ化ナトリウ
ムのようなアジ化物で処理してアジドを得る。この反
応の温度は70℃〜120℃、時間は1夜〜6日間が適
当である。
アジドを、エタノール、イソプロパノールのような溶
媒中、水素化ホウ素ナトリウム、リンドラー溶媒/H2
のような還元剤で還元してアミンとする。水素化ホウ
素ナトリウムを使用するばあいの反応温度は還流温度、
時間は1日〜6日間が適当であり、リンドラー溶媒/H
2を使用するばあいの反応温度は0℃〜30℃、時間は
2〜24時間、また水素の圧力は1〜4気圧が適当であ
る。
こうして得られたアミンを、ピリジン、ジメチルアミ
ノピリジン等の存在下に、アシルハライ 応の温度は0℃〜30℃、時間は0.5〜24時間が適当
である。また、アミンをジクロロメタン等に溶解し、
2−クロロ−1−メチルピリジニウムアイオダイド、ト
リーn−ブチルアミンなどの を得ることができる。この反応は、アルゴンなどの不活
性気流中、温度は還流温度、時間0.5〜13時間程度で
十分に進行する。
ロロメタン等の溶媒中、ピリジニウムp−トルエンスル
ホネート、アンバーリストA−15などで処理して、保
護基を脱離すると、目的のセラミド化合物 または(9)を得る。
このようにして得られた化合物(I)をピリジン中、ト
リチルクロライドで処理してトリチル体(II)としたの
ち、塩化ベンゾイル、ジメチルアミノピリジンで処理し
てトリチル−ベンゾイル体(III)を得、これをパラトル
エンスルホン酸で処理してトリチル基を脱離し、セラミ
ドのベンゾイル体(IV)を得る。化合物(II)、(III)を単
離することなく反応を行うこともできる。
こうして得られた化合物(3)を、無水酢酸/ピリジンに
よりアセチル化して化合物(4)を得る。
化合物(4)を、たとえば、メタノール中、10%Pd−
Cを加えて接触還元して脱ベンジル体(5)を得る。化合
物(5)を無水酢酸/ピリジンによりアセチル化してパー
アセテート(6)としたのち、DMF等の溶媒中、ヒドラ
ジニウムアセテートを加え、30℃〜80℃で、5分〜
30分程度処理して1−位のアセチル基を脱離して化合
物(7)を得る。この化合物(7)を塩化メチレン等の溶媒
中、氷冷下、NaH存在下、トリクロロアセトニトリル
と反応させて化合物(8)を得る。これにセラミド化合物
(9)を、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、グリコシル
化触媒、たとえばBF3・Et2O/モレキユラ−シーブ
4存在下に反応させて、化合物(10)を得る。化合物(1
0)を常法により、たとえばMeONa/MeOHにより
アセチル基およびベンゾイル基を脱離し、次いでアンバ
ーリスト15で中和し、目的のガングリオシドGM3(1
1)を得る。本発明方法の一具体例を次のスキームに示
す。
実施例1 化合物(3)507mg(0.373mmol)を無水酢酸5.0m
l、ピリジン5.0mlに溶かし、室温で一昼夜攪拌する。
反応液を減圧乾固したのちシリカゲルカラム(ワコーゲ
ルC−300 50g)を用いて精製する。10%メタ
ノール含有トルエンによる溶出、化合物(4)484mg
(93%)を得る。
〔化合物(4)の性質〕 ▲〔α〕27 D▼−3.33 C=1.17 CHCl3 元素分析 計算値 C,65.27 H,6.27,N,1.00 測定値 C,65.25,H,6.47,N,1.03 PMR 400MHz CDCl3 ppm(TMS) 1.762,1.855,1.973,2.000,2.013, 2.073 s, 2.598,q,J=12.69,4.64 H-3Caq, 3.834, 実施例2 化合物(4)427mg(0.305mmol)をメタノール1
5mlに溶かし、10%Pd−c200mgを加え、接触還
元を行なう。化合物(5)の生成を確認し、(TLC、B
uOH−EtOH−H2O(4:2:2)、Rf0.5
5)反応終了後、ろ過してPd−cを除き、減圧濃縮
し、残渣を無水酢酸5ml、ピリジン5mlに溶かし、室温
で2時間攪拌する。減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラ
ムC−300 10gを用いて精製する。EtOAcに
より溶出することにより化合物(6)235mgを得た(収
率69.3%)。
〔化合物(6)の性質〕 Rf 0.28(EtOAc) 元素分析 計算値 C,49.77,H,5.72,N,1.26 測定値 C,49.85,H,5.77,N,1.45 PMR 400MHz:CDCl3,ppm(TMS),1.68,t, J=12.45,H-3c,ax,1.86〜2.25, 36H,2.58,m,H-3c,eq, 3.84,3.85,s,OCH3 実施例3 化合物(6)190mg(0.171mmol)をDMF1.0mlに
溶かし、50℃で加熱し、ヒドラジニウムアセテート1
9mgを加え5分間攪拌する。冷却したのち、EtOAc
10mlを加え、30分攪拌する。EtOAcで希釈し、
飽和食塩水で洗浄する。有機層をMgSO4で乾燥し、
減圧乾固する。残渣をシリカゲルカラム(ワコーゲルC
−300、10g、1%メタノール含有酢酸エチル)で
精製し、化合物(7)を148mg(8.1%)得た。
〔化合物(7)の性質〕 Rf 0.29 1%メタノール含有酢酸エチル 元素分析 計算値 C,49.48 H,5.76,N,1.31 測定値 C,49.25,H,5.81,N,1.56 実施例4 化合物(7)145mg(0.136mmol)を塩化メチレン1.
0mlに溶かし氷冷下トリクロロアセトニトリル54μ
l、NaH(60%油性)7.0mgを加え、2時間攪拌す
る。反応液を減圧乾固し、シリカゲルカラム(ワコーゲ
ルC−300 10g酢酸エチル)を用いて精製し、化
合物(8)を110mg(66.8%)得た。
〔化合物(8)の性質〕 PMR 400MHz,CDCl3,ppm(TMS),1.68,t, J=12,45,H-3c,ax,1.86〜2.10, 33H,2.58,q,J=12.69,4.63,H-3c,eq,3.848,s, 6.49,d,J=3.67,H-1a,8.66,s, CMR 25MHz,CDCl3 ppm 93.13,c-1a, 96.88.-2c.101.15,C-16,161.13, 実施例5 化合物(8)60mg(0.049mmol)、及びセラミド化合
物(9)37mg(0.049mmol)をクロロホルム0.5mlに
溶かし、活性化したMS4A0.5gと共にアルゴン雰囲
気下、氷冷しつつ、この溶液にBF3・Et2O7μを
加え2時間攪拌する。さらに室温で一昼夜攪拌したの
ち、反応液をクロロホルムで希釈し、セライトろ過し、
不溶物をろ去する。母液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲ
ルカラム(ワコーゲルC−300 12g 3%メタノ
ール含有クロロホルム)を用いて精製し、化合物(10)3
2mgを得た。
〔化合物(10)の性質〕 ▲〔α〕25゜ ▼+4.51゜(CHCl3、C=1
−13) Rf 0.39(EtOAc) 元素分析 計算値 C,61.91 H,8.16,N,1.55 測定値 C,61.93,H,8.22,N,1.58 PMR 400MHz,CDCl3,ppm,TMS,0.88,t, J=6.35,-CH3×2,1.25,-CH2-×32, 1.67,t,J=12.46,H-3c,ax,1.86〜 2.22, 2.57,q,J=12.69, 4.67,H-3c,eq,3.84,s, 7.44,m,2H,7.60,m,1H,7.99,芳香族プロトン CMR 22.5MHz,CDCl3,ppm,96.93,c-2c,100.56,c-1a,1
01.05,c-1b. 実施例6 化合物(10)25mg(0.014mmol)をメタノール0.5ml
に溶かし、N・CHONa56μを加え室温で一昼
夜攪拌する。反応液を減圧乾固し、残渣をH2O0.1m
l、テトラヒドロフラン0.5ml、メタノール0.5ml
の混合溶媒に溶かし、5時間攪拌する。反応液をアンバ
ーリスト152中和したのち減圧濃縮し、残渣をメタノ
ールから再結晶し、目的のガングリオシドGM3を11m
g(61.7%)得た。
〔化合物(11)の性質〕 PMR 400MHz,Me2SO-d6-D2O(98:2V/V),TMS,ppm,1.23,
s,64H-CH2,1.89,s,3H,NHCOCH3 ,1.92,bs,2H,H-6′,1.37,
H-3c,ax,2.75,H-3c,eq,4.16,d,J=7.57,Hla,4.19,d,J=7.
56,H-1b

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】化合物(3): (3) R1=Bn(β)、R2=Bn、R3=H (4) R1=Bn(β)、R2=Bn、R3=Ac (5) R1=R2=H、R3=Ac (6) R1=R2=R3=Ac (7) R1=H、R2=R3=Ac (8) R1=CNHCCl3(α)、R2=R3=Ac をアセチル化して化合物(4)を得、これを脱ベンジル化
    して化合物(5)を得、これをアセチル化して化合物(6)を
    得、この化合物(6)をヒドラジニウムアセテートで処理
    して化合物(7)を得、これをNaH−Cl3CCNで処理
    して化合物(8)を得、この化合物(8)を化合物(9) (式中Bzはベンゾイル基を示す) と反応させて化合物(10)を得、さらに脱アセチル化およ
    びケン化を行うことを特徴とする式(11)で表わされるガ
    ングリオシドGM3の製造方法。
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