JPH0335913B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ａ フルクトース−１，６−ジホスフエート
または式： で示される１，３−ジヒドロキシ−アセトンホ
スフエートを、PH7.0の水性媒体中でアルドラ
ーゼおよびトリオースホスフエートイソメラー
ゼから成る酵素系の存在で、Ｄ−および／また
はＬ−ラクトアルデヒドで処理し、 ｂ こうして得られたモノホスフエート塩を加水
分解することを特徴とする、６−デオキシ−Ｄ
−フルクトース−および／または６−デオキシ
−Ｌ−ソルボースの製法。 ２ 使用されるアルドラーゼおよびトリオースホ
スフエートイソメラーゼを固体支持体上に固定す
る、請求の範囲第１項記載の方法。 技術分野 本発明は有機化学合成、特に６−デオキシ糖の
合成に関する。 発明の背景 ６−デオキシ糖は、フラネオール^R
（FURANEOL）（ジユネーブ在Firmenich SA.
の登録商標）の名称でより良く知られている４−
ヒドロキシ−２，５−ジメチル−２，３−ジヒド
ロフラン−３−オンの製造のための有用な出発物
質である。たとえばM.マツイその他（“Chem.
Abstr.”第91巻、20309q項、1978年参照）は、６
−デオキシ−Ｄ−グルコースをフラネオールへ変
換する方法を記載している。この変換の間に観察
される収率は非常に満足なものではあるが、マツ
イの方法は重大な欠点（即ちその製造が４つの反
応工程を必要とする出発物質の高いコスト）を有
する。本発明はこの問題の独自の解決に関する。 それぞれ次式：

【式】

【式】 で示される６−デオキシ−Ｄ−フラクトースおよ
び６−デオキシ−Ｌ−ソルボースは、フラネオー
ルへ遷移出来、変換を有機窒素塩基およびカルボ
ン酸の存在においてマツイより記載された類似の
反応条件下に行なうと、すぐれた収率でフラネオ
ールに変換しうることが判明した。 発明の開示 本発明は次の工程、即ち ａ PH7.0の水性媒体中で、アルドラーゼおよび
トリオースホスフエートイソメラーゼから成る
酵素系の存在におけるＤ−および／またはＬ−
ラクトアルデヒドでのフルクトース−１，６−
ジホスフエートの処理、および ｂ こうして得られたモノホスフエート塩の加水
分解、を連続的に実施する事を特徴とする、６
−デオキシ−Ｄ−フルクトースおよび／または
６−デオキシ−Ｌ−ソルボースの製法に関す
る。また、本発明は式： で示される１，３−ジヒドロキシアセトンホス
フエートをPH7.0の水性媒体中でアルドラーゼ
およびトリオースホスフエートイソメラーゼか
ら成る酵素系の存在でＤ−および／またはＬ−
ラクトアルデヒドで処理し、こうして得られた
モノホスフエート塩を加水分解する事から成
る、６−デオキシ−Ｄ−フルクトースおよび／
または６−デオキシ−Ｌ−ソルボースの製法に
関する。 最後に、本発明は１，３−ジヒドロキシアセト
ンを陰イオン交換樹脂の存在でＤ−および／また
はＬ−ラクトアルデヒドで処理する事から成る、
６−デオキシ−Ｄ−フルクトースおよび／または
６−デオキシ−Ｌ−ソルボースの製法に関する。 上述の方法は次の反応図により表わす事が出来
る： 略語の定義： ６−DF＝６−デオキシフルクトース； ６−DF−１−Ｐ＝６−デオキシフルクトース−
１−ホスフエート ６−DS＝６−デオキシソルボース； ６−DS−１−Ｐ＝６−デオキシソルボース−１
−ホスフエート TPI＝トリオース ホスフエート、イソメラーゼ アルドラーゼおよびトリオースホスフエートイ
ソメラーゼ（TPI）を使用する方法の最初の工程
は、形式的にはアルドールの縮合の１例を構成す
る。この反応は完全に選択的な方法で進行し、分
子中に存在する他の官能基の保護を必要としな
い。また、必要な反応条件は特に穏やかであり
（PH7.0−室温）、当然の結果として６−デオキシ
−Ｄ−フルクトースまたは６−デオキシ−Ｌ−ソ
ルボースの製造のための前述の方法の工業的適用
は直接に想定する事が出来る。選択された酵素系
は、ジヤーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・
ソサイエテイー（J.Am.Chem.Soc.）、第102巻、
第6324ページ、1980年に記載されている方法によ
れば固体支持体上に固定されていた。アルドラー
ゼおよびトリオースホスフエートイソメラーゼは
市販の酵素である。 Ｄ−およびＬ−ラクトアルデヒドは、Ｌ−およ
びＤ−トレオニンから、ジヤーナル・オブ・バイ
オロジツク・ケミストリー（J.Biol.Chem）、第
241巻、第3028〜35ページ、（1966年）に記載され
た方法によりニンヒドリンとの反応により製造さ
れた。 １，３−ジヒドロキシアセトンホスフエート
（DHAP）は、ATPおよびホスホエノールピルビ
ン酸のモノカリウム塩を用いる１，３−ジヒドロ
キシアセトン（DHA）の酵素的ホスホリル化に
よるかまたはPOCl₃を用いる同じDHAの化学的
ホスホリル化により得る事が出来る。フルクトー
ス−１，６−ジホスフエート（そのナトリウム塩
またはジカルシウム塩の形）は市販の製品であ
る。必要に応じて、その使用前に、たとえばドウ
エツクス（DOWEX）１型の陰イオン交換樹脂
を用いる処理によつて精製する事が出来る。使用
される特別の精製法は、下記の実施例で詳細に記
載されている。 上述した様に、１，３−ジヒドロキシアセトン
とラクトアルデヒドとの間の反応から成る方法の
１つは、陰イオン交換樹脂の存在で実施される。 この目的のために、アンバーライト
（AMBERLITE^R；The Merck Index.第９版、
Merck ＆ Co.Inc.、USA.Sec.386参照）IRA
−400型が有利に使用される。 上述した方法により製造されたデオキシフラノ
ースは、それをフラネオールへ変換するために直
接に使用する事が出来る。 すぐれた実施態様の説明 本発明を次の実施例につきさらに詳述するが、
実施例中温度は℃を表わし、略語は慣用の意味を
有する。 例 １ ａ ６−デオキシ−Ｄ−フルクトース−１−ホス
フエート（６−DF−１−Ｐ） フルクトース−１，６−ジホスフエート（20
ミリモル；そのバリウム塩からドウエツクス50
型陰イオン交換樹脂で処理し、NaOH溶液で
中和する事によつて製造した溶液）およびＤ−
ラクトアルデヒド（PH＝7.0）25ミリモルを含
有する水溶液100mlをアルゴンで脱酸素した。 ポリアクリルアミドの固形支持体上に固定さ
れた、FDP−アルドラーゼ（500単位ゲル15
ml）およびトリオースホスフエートイソメラー
ゼ（200単位ゲル１ml）から成る酵素系を、室
温で激しくかくはんしながらFDP水溶液に添
加した。反応経過を酵素分析で追跡した。反応
は２ 1/2日かかつた。ゲルの分離後、溶液を
BaCl₂ 45ミリモルと混合し、PHを４℃で7.8に
調節した。この温度でアセトン１を加え、６
−デオキシ−Ｄ−フルクトース−１−ホスフエ
ートのバリウム塩（６−DF−１−PBa₂）34ミ
リモル（収率87％）を含有する沈殿物（14.8
ｇ）が形成した。回収されたアルドラーゼおよ
びイソメラーゼの酵素活性はそれぞれ78％およ
び75％であつた。 NMR（250MHz、D₂O）：1.33および1.35（3H、
ｄ）；3.6−4.2（5H、ｍ）δppm. ｂ ６−デオキシ−Ｌ−ソルボース−１−ホスフ
エート（６−DS−１−Ｐ） この化合物は、Ｌ−ラクトアルデヒドを用い
て、ａ項に記載した方法により製造した。得ら
れた収率は、純度86％を有する生成物80％であ
つた。 NMR（250MHz、D₂O）：1.18および1.29（3H、
ｄ）；3.4−4.5（5H、ｍ）δppm. ｃ （６−DF−１−Ｐ）および（６−DS−１−
Ｐ） 同時に（６−DF−１−Ｐ）および（６−DS
−１−Ｐ）を含有する混合物を、フルクトース
−１，６−ジホスフエート0.2モルおよびDL−
ラクトアルデヒド0.3モルで出発し、アルドラ
ーゼゲル25ml（100単位）およびトリオースホ
スフエートイソメラーゼゲル３ml（500単位）
の存在で上記ａ項に記載した方法によつて製造
した。生成物は82％の純度を有するバリウム塩
（152ｇ；328ミリモル）の形で単離した（収率
82％）。 ６−デオキシフルクトースおよび６−デオキ
シソルボースは、それぞれのホスフエートから
次のようにして製造される： 上述のようにして得られたホスフエート塩10ミ
リモルを水50ml中に懸濁し、混合物をドウエツク
ス50型酸性交換樹脂10ｇで処理した。得られた酸
性溶液（PH1.0）を、濾過後、90℃で８時間加熱
し、それから塩基性ドウエツクスX1型交換樹脂
を、溶液が25℃でほぼ６〜７のPHに達するまで添
加した。次いで、混合物を濾過し、澄明な濾液を
存在する水を除去するため濃縮した。残渣にメタ
ノール（10ml）およびアセトン（10ml）の混合物
を添加し、これから得られた沈殿物を分離した。
次いで澄明な濾液を、所望のデオキシ糖から成る
油性残渣が得られるまで濃縮した。 ６−デオキシ−Ｄ−フルクトース（D₂O、DSS、
250MHz）：1.32（3H、ｄ、Ｊ＝6.1）；3.52（1H、
ｑ）； 3.65−3.88（2H、ｍ）；4.06（1H、ｍ）；4.88（1H）
δppm；６−デオキシ−Ｌ−ソルボース（D₂O、
DSS、250MHz）：1.16（3H、ｄ、Ｊ＝6.7）；
1.27（3H、ｄ、Ｊ＝6.1）； 3.55（2H、ｄ、Ｊ＝4.9）；4.05（1H、ｄ、Ｊ＝
4.3）；4.18（1H、ｍ）；4.38（1H、ｍ）；4.84
（1H）δppm。 上述した方法において出発物質として使用した
フルクトース−１，６−ジホスフエートのバリウ
ム塩は次の様に製造した； 水300ml中のフルクトース−１，６−ジホスフ
エートのジカルシウム塩（純度63％を有する市販
製品）20ｇをドウエツクス50型酸性交換樹脂400
ｇで処理した。濾過し、水100mlで洗浄した後、
溶液を塩基性ドウエツクス１型交換樹脂400ｇを
含有する焼結されたガラスフイルターに通した。
次いで、希HCl（2.5）で洗浄した。得られた溶
液に塩化バリウム90ミリモルを加え、該溶液のPH
をNaOH溶液の添加により8.0にした。その後、
４℃冷却された溶液にエタノール500mlを添加し、
このようにして形成した沈殿物を濾過により集め
た。アルドラーゼおよびグリセロールホスフエー
トデヒドロゲナーゼを用いる酵素分析は、Ｆ−
１，６−ジホスフエートのバリウム塩（Ｆ−1.6
−DPBa₂）86％の含量を示した。 例 ２ １，３−ジヒドロキシアセトン4.5ｇ（50ミリ
モル）およびDL−ラクトアルデヒド4.5ｇ（50ミ
リモル）を含有する水溶液50mlにアンバーライト
IRA−400（OH形）５ｇを添加した。混合物を室
温でかくはんし、反応をクロマトグラフイー分析
（HPLC）により追跡した。10分後に反応は完結
し、混合物を濾過して樹脂を分離し、澄明な溶液
を真空下で濃縮した。こうして、油性の残渣8.1
ｇ（収率90％）が得られた。HPLC分析は、混合
物中に６−デオキシ−Ｄ−フルクトース54％およ
び６−デオキシ−Ｌ−ソルボース36％の含量を示
した。 例 ３ ６−DF−１−Ｐおよび６−DS−１−Ｐを含有
する混合物は、反応成分とて１，３−ジヒドロキ
シアセトンホスフエート（DHAP）を用いる、
例１に記載されたのと同様の方法でも製造され
た。DHAPモノカリウム塩（0.2モル）およびＤ，
Ｌ−ラクトアルデヒド（0.2）を含有する溶液
（１、PH7.0）にアルドラーゼ（750U）を添加
した。混合物をアルゴン下に保ち、20時間にわた
つて攪拌しながら反応を完成させた。６−DF−
１−Ｐおよび６−DS−１−P148モルを含有する
溶液を直接６−デオキシフルクトースおよび６−
デオキシソルボースの製造、引続き例１に記載さ
れたのと同一の方法での、６−デオキシ−Ｄ−フ
ルクトースの製造のために使用した。