有機溶媒・試薬を大幅に削減できる連続的配糖化プロセス

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本研究では、従来法において少なくとも4段階を必要としてきた配糖体の合成を、水中においてわずか一段階で合成する画期的な有機合成プロセスを開発することを目的とした。具体的には、1. 多糖バイオマスからリファイン化原料の調製、2. 無保護状態における糖の1位の活性化、3. 各種糖受容体の完全選択的な配糖化を、中間体を分離することなく連続的に行う新しい有機合成プロセスを構築する。オリゴ糖を水中で直接活性中間体へ変換する技術の確立水溶性脱水縮合剤を徹底的にスクリーニングした結果、オリゴ糖を直接活性化中間体へ変換する反応に最も適した試薬としてトリアジン骨格を有する脱水縮合剤ならびにジメチルイミダゾリニウム塩を見出した。これらを用いることにより、糖オキサゾリン、1, 6無水糖、チオグリコシド、アジ化糖の一段階合成に成功した。また、トリアジン骨格を有する活性中間体の構造決定を行い、さらに水中における安定性を評価したところ、比較的安定な化合物であることが分かった。酵素触媒による配糖体の合成配糖化反応は、本研究の根幹をなす部分であり、特に綿密な実験計画が必要であるので、以下の3つの観点から周到な準備を行った。すなわち、a : 活性糖供与体を最もよく認識する酵素触媒の探索、b : 反応系内に混在すると予想されるさまざまな化学種に対する触媒酵素の安定性に関する基礎的知見の集積、c : 配糖体収率向上のために必要な諸条件(温度、濃度、pH等)の最適化、について詳細に検討した。その結果、トリアジン系脱水縮合剤の副産物である、ヒドロキシトリアジンがキチナーゼ酵素触媒の活性に与える影響を調査した結果、酵素活性の低下は見られるものの、かなりの糖転移活性を保持していることを認めた。この知見を基に、適切な反応条件を設定し、糖転移反応を試みたところ、目的とする配糖体が高収率で合成できることを明らかにした。