JPH0696582B2 - アルド−スのエピ化方法 - Google Patents

アルド−スのエピ化方法

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JPH0696582B2
JPH0696582B2 JP16466586A JP16466586A JPH0696582B2 JP H0696582 B2 JPH0696582 B2 JP H0696582B2 JP 16466586 A JP16466586 A JP 16466586A JP 16466586 A JP16466586 A JP 16466586A JP H0696582 B2 JPH0696582 B2 JP H0696582B2
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aldose
epimer
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glc
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貞雄 吉川
重信 矢野
知明 棚瀬
史彦 清水
学 久世
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日本ピー・エム・シー株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルドースのエピ化方法、及びこれを用いたエ
ピマーの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
糖質は生体組織の構造構築、エネルギー貯蔵、或いはそ
の特異な機能の担い手として人間にとって極めて重要な
物質であり、注目されてきた。
特に、近年数々の成功例をみるようになっていた抗生物
質、抗ガン剤への利用の面が開けて以来、さらにその関
心が高まってきたといえる。
ところが、これら糖質の中でその様な用途に用いられる
有用な糖は天然にわずかしか存在しない場合が多く、入
手が困難な事が多い。
従って、有用な稀少糖質を天然に豊富にある糖質から合
成する方法が以前から希求されているのである。
この要望に答えるものとして、古くはアルドースが弱ア
ルカリ性水溶液中で、1.2−enediolを経由して一部C−
2エピマーに変換する、いわゆるエピ化(epimerizatio
n)の反応があった。しかしこの方法ではエピ化率も充
分でない上にケトースが副生してしまい工業的に採用し
難い方法であった。
そこで、これを改善する方法としてもモリブデン酸塩を
用いる方法が開発された(Angew.chem.83〔23〕967(19
71):チェコスロバキア特許第149051号等)。
この方法は確かにケトースの副生もなく、より進歩した
方法にはちがいないが、未だいくつかの問題点を有して
いた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
すなわち、モリブデン酸塩を用いる方法は反応温度が高
く、しかも反応時間が長すぎる上に、肝心のエピ化率も
低いという本質的な問題点の他、反応後のモリブデンの
回収という厄介な問題を抱えているからである。
そこで、これをなんとか改善すべく、モリブデン酸をイ
オン交換樹脂やイオン交換繊維に固定さしめたり(特開
昭51−141807号公報、特開昭55−76894号公報)ホウ酸
化合物を併用したり(特開昭60−81196号公報等)する
方法が提案されているが、いずれも上記問題点の抜本的
解決策にはなり得ていない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、かかる状況に鑑み反応条件が温和で、しか
もエピ化率及び回収率の高いエピ化方法を鋭意研究の結
果、特定の金属塩と特定のジアミンの組み合わせを採用
することにより、その目的を達成出来ることを見出だ
し、本発明に到達した。
即ち本発明はNi,Co,Ca,Sr,Mg,Ba,Znから選ばれた金属の
塩とN,N,N′−トリメチルエチレンジアミノを含む溶液
中にアルドースを加え、加熱反応せしめることを特徴と
するアルドースのエピ化方法である。
又、Ni,Co,Ca,Sr,Mg,Ba,Znから選ばれた金属の塩とN,N,
N′−トリメチルエチレンジアミンを含む溶液中にアル
ドースを加え加熱反応せしめ、該アルドースをエピ化し
た後、弱酸性水溶液で処理し、次いでエピマーを分離取
得することを特徴とするアルドースのエピマー製造方法
を提供するものである。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明でエピ化の原料とする糖質はアルドースであり、
特にアルドヘキソース及びアルドペントースが好適であ
る。
このうちアルドヘキソースの例としてはD−グルコース
(D−Glcと略す、以下同様に略す)、D−マンノース
(D−Man)D−アロース(D−All)、D−アルトロー
ス(D−Alt)D−ガラクトース(D−Gal)、D−タロ
ース(D−Tal)、D−グロース(D−Gul)、D−イド
ース(D−Ido)を挙げることができる。
同様にアルドペントースの例としてはD−キシロース
(D−Xyl)、D−リキソース(D−Lyx)、D−アラビ
ノース(D−Ara)、D−リボース(D−Rib)である。
これらのアルドースは本発明の方法によりエピ化され夫
々のエピマーとなる。例えばD−GlcはD−ManにD−Xy
lはD−Lyxになる。
本発明で用いる金属塩は後述する特定のジアミンと錯体
を形成し、その錯体がエピ化反応の触媒となっているも
のと考えられる。
エピ化という微妙な反応において予め触媒となる錯体を
製造してから使用するのでなく、いきなりその原料であ
る金属塩とジアミンを投入し、これにアルドースを添加
するだけでエピ化反応が進行するというのは予測のつか
なかったことであり、工業的にも工程が省略された極め
て有利な方法である(本発明者はこの方法をone pot法
と名付けた)。
本発明のone pot法に用いる金属塩はNi,Co,Ca,Sr,Mg,B
a,Znから選ばれた金属塩、好ましくは塩化物であり、特
に好ましくはNi,Co,Ca,Srから選ばれた金属の塩化物で
ある。
一方のジアミンの選択は特に重要であり、本発明にあっ
てはN,N,N′−トリメチルエチレンジアミン(以下tmen
と略す)が使用される。
本発明者の研究ではこのジアミンのメチレン鎖の長さが
その作用機能に重要な役割を演じていることが判明して
いる。
このジアミンと上記金属の量比は他の条件に合わせ適宜
選択し得るが通常1:1以上の好ましい。
上記金属塩及びジアミンは両者の他、アルドースも溶解
する溶媒に溶かして用いるのが好ましい。この溶媒とし
てはメタノール、エタノール等の低級アルコールが優れ
ているが他にもDMF、DMSO、水等を用いることができ
る。
反応温度は30〜100℃の範囲から設定される。反応圧力
は特に制限されず、常圧でもよい。
反応時間は本発明方法の特徴の一つであるが、従前に比
べ極めて短時間の3分〜30分でよい。通常は5分〜10分
で充分である。
又、反応中は撹拌を行ったほうが良い結果が得られる
が、これは必須のものではない。
以上述べてきたように本発明方法では、上記の金属塩と
ジアミンメタノールなどの溶媒中に添加し、アルドース
を加えて、撹拌下5〜10分加熱してエピ化反応を行わせ
る。
エピ化反応の後にエピマーを取り出すためには、弱酸性
水溶液で処理した後、分離操作を行う必要がある。
弱酸性水溶液での処理は反応液に必要により水を加え、
希塩酸、希硫酸等の酸を添加して弱酸性(通常PH6.5付
近)にして行う。
好ましくは室温以上で、攪拌下約10分以上反応を行う。
分離操作は種々の公知の方法を採用することができる
が、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を用いて、
金属イオン、錯イオン、Cl-イオン等を除去し、次いで
濃縮等により目的のエピマーを取り出す方法が簡便で好
ましい方法として推奨される。
〔実施例〕
以下実施例で本発明を説明するが、本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。
なお、糖の分析は高性能液体クロマトグラフィー(加HP
LCと略記する)で行った具体的には2−シアノアセトア
ミドを発色試薬とするポストカラム検出法(詳しくはS.
Honda etal.Anal.Chem.52.1079(1982)を参照)により
蛍光検出器を用いて行ったものである。
実施例1 NiCl2・6H2O0.475g(2mmol)及びtmen 0.409g(4mmo
l)をメタノール30mlに溶解し、次でこれにD−Glc 0.3
60g(2mmol)を溶解した後64℃にて還流下、5分間加熱
攪拌した。
次に反応液に水を30ml加え、希硫酸にてPH6.5に調整し
た。これを室温にて30分間攪拌しながら処理せしめた。
この反応液から陽イオン交換樹脂Dowex50W−X2及び陰イ
オン交換樹脂Dowex MSA−1を用いて金属イオン、Cl-
を除去した。
以上の操作によって得られた液中の糖をHPLCにて分析し
た結果、原料D−Glcに対して35%がD−Manにエピ化
(異性化)していた。又D−Manと原料のD−Glc以外の
糖は検出されなかった。
又D−GlcとD−Manを合わせたものの原料D−Glcに対
する糖収率(回収率)は91%の高率を示した。
これらのことから本発明のエピ化方法は極めて選択性の
高い方法であり、又、糖のロスの少ない(回収率の高
い)優れた方法であることがわかる。
実施例2〜16,比較例1〜2 金属塩化物とアルドースを表1に示すようにかえた他は
実施例1と同様にして実施した。結果を表2に示す。
又比較のため金属塩化物をCrCl3・6H2O(比較例1)及
びPbCl2(比較例2)とした以外は実施例1と同様にし
て得た結果を表1に示す。
比較例から明らかなように本発明以外の金属塩では全く
エピ化が進まないことがわかる。
実施例17〜19 表2に示すようにMgCl2・6H2O,及びBaCl2・2H2O,及
びZnCl2,の夫々2mmolをtmen(4mmol)と共にメタノー
ルに溶解し、以後実施例1と同様にして反応させ、糖を
回収分離し、分析した。結果を表2に示す。
これらの例は先に示した好ましい例よりエピ化性能が低
いが、比較例1及び2と異なり、少なくともエピ化を進
める性能を有することが認められる。
実施例20〜27 金属塩化物とアルドースを表3のようにかえ、エピ化の
反応時間を30分にした他は実施例1と同様にして実施し
た結果を表3に示す。
実施例28 CaCl2・2H2O0.29g(2mmol)及びtmen 0.409(4mmol)
をメタノール30mlに溶解し、次でこれにD−Glc 0.360g
(2mmol)を溶解した後65℃にて還流下、5分間加熱攪
拌した。
次に反応液に水を30ml加え、希塩酸にてPH6.5に調整し
た。これを室温にし1時間放置した。
この反応液から陽イオン交換樹脂Dowex50W−X−2及び
陰イオン交換樹脂Dowex MSA−1を用いて金属イオン、C
l-等を除去した。
以上の操作によって得られた液中の糖をHPLCにて分析し
た結果、エピマーの生成比はD−Glc:D−Man=65:35で
あり、D−Manと原料のD−Glc以外の糖は検出されなか
った。
又原料D−Glcに対する糖収率(回収率)は77%を示し
た。
実施例29 CaCl2・2H2O0.147g(1mmol)及びtmen 0.205g(2mmo
l)をメタノール30mlに溶解し、次でこれにD−Glc 0.3
60g(2mmol)を溶解した後オートクレープ中で90℃にて
5分間加熱攪拌した。
次に反応液に水を30ml加え、希塩酸にてPH6.5に調整し
た。これを室温にて30分間攪拌しながら処理した。
この反応液から陽イオン交換樹脂Dowex50W−X−2及び
陰イオン交換樹脂Dowex MSA−1を用いて金属イオン、C
l-等を除去した。
以上の操作によって得られた液中の糖をHPLCにて分析し
た結果、エピマーの生成比はD−Glc:D−Man=69:31で
あった。
なお、D−Manと原料のD−Glc以外の糖は検出されなか
った。又原料D−Glcに対する糖収率(回収率)は55%
を示した。
実施例30 CoCl2・6H2O0.476g(2mmol)及びtmen 1.636g(16mmo
l)をエタノール30mlに溶解し、次でこれにD−Glc 0.3
60g(2mmol)を溶解した後40℃にて5分間加熱攪拌し
た。
次に反応液に水を30ml加え、希塩酸にてPH6.5に調整し
た。これを室温にて30分間攪拌しながら処理した。
この反応液から陽イオン交換樹脂Dowex50W−X−2及び
陰イオン交換樹脂Dowex MSA−1を用いて金属イオン、C
l-等を除去した。
以上の操作によって得られた液中の糖をHPLCにて分析し
た結果、エピマーの生成比はD−Glc:D−Man=81:19で
あり、D−Manと原料のD−Glc以外の糖は検出されなか
った。
又原料D−Glcに対する糖収率(回収率)は80%を示し
た。
実施例31 CoCl2・6H2O0.476g(2mmol)及びtmen 1.636g(16mmo
l)をメタノール30mlに溶解し、次でこれにD−Glc 0.3
60g(2mmol)を溶解した後40℃にて5分間加熱攪拌し
た。
次に反応液に水を30ml加え、希塩酸にてPH6.5に調整し
た。これを室温にて30分間攪拌しながら処理した。
この反応液から陽イオン交換樹脂Dowex50W−X−2及び
陰イオン交換樹脂Dowex MSA−1を用いて金属イオン、C
l-等を除去した。
以上の操作によって得られた液中の糖をHPLCにて分析し
た結果、エピマーの生成比はD−Glc:D−Man=84:16で
あり、D−Manと原料のD−Glc以外の糖は検出されなか
った。
又原料D−Glcに対する糖収率(回収率)は71%を示し
た。
〔発明の効果〕
本発明によって、従来にはなかった温和な条件でエピ化
率も高く、しかも選択性抜群で目的エピマーを取得でき
る道が拓かれ、その有用性の発見と共に高まってきた稀
少糖を、天然に豊富にある糖から転換することが可能と
なった。
又、本発明の特定金属塩の中には後処理で公害問題等の
心配のないアルカリ土類金属塩も含まれているので、こ
れを用いれば後処理の有利な工業的なプロセスが実現す
る。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Ni,Co,Ca,Sr,Mg,Ba,Znから選ばれた金属の
    塩とN,N,N′−トリメチルエチレンジアミンを含む溶液
    中にアルドースを加え、加熱反応せしめることを特徴と
    するアルドースのエピ化方法。
  2. 【請求項2】金属がNi,Co,Ca,Srから選ばれたものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアルド
    ースのエピ化方法。
  3. 【請求項3】金属の塩が塩化物であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のアルドースのエピ化方法。
  4. 【請求項4】溶液が低級アルコール溶液であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のアルドースのエピ
    化方法。
  5. 【請求項5】加熱反応が30〜100℃で行われることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のアルドースのエピ
    化方法。
  6. 【請求項6】原料アルドースがアルドヘキソース又はア
    ルドペントースであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のアルドースのエピ化方法。
  7. 【請求項7】Ni,Co,Ca,Sr,Mg,Ba,Znから選ばれた金属の
    塩とN,N,N′−トリメチルエチレンジアミンを含む溶液
    中にアルドースを加え加熱反応せしめ、該アルドースを
    エピ化した後、弱酸性水溶液で処理し、次いでエピマー
    を分離取得することを特徴とするアルドースのエピマー
    製造方法。
  8. 【請求項8】金属がNi,Co,Ca,Srから選ばれたものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載のエピマ
    ー製造方法。
  9. 【請求項9】金属の塩が塩化物であることを特徴とする
    特許請求の範囲第7項記載のエピマー製造方法。
  10. 【請求項10】溶液が低級アルコール溶液であることを
    特徴とする特許請求の範囲第7項記載のエピマー製造方
    法。
  11. 【請求項11】加熱反応が30〜100℃で行われることを
    特徴とする特許請求の範囲第7項記載のエピマー製造方
    法。
  12. 【請求項12】原料アルドースがアルドヘキソース又は
    アルドペントースであることを特徴とする特許請求の範
    囲第7項記載のエピマー製造方法。
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