アミノ化ヘミセルロース分子およびその製造方法
本願発明は水溶性糖質の還元的アミノ化方法に関する。アミノ化水溶性糖質は、セルロースをさらに修飾するための方法における前提条件である。この分子の合成は、水溶性糖質、アミンおよび還元剤を用意し、それを酸性条件下で反応させ、単離し、６０％より大きな收率でアミノ化水溶性糖質を得ることからなる。該方法はまた、分子量が少なくとも１ｋＤａのアミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカンに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は水溶性糖質の還元的アミノ化法に関する。この分子の合成は、水溶性糖質、アミンおよび還元剤を準備し、それらを酸性条件下で反応させて６０％より大きな收率でアミノ化水溶性糖質を得ることを含む。本願発明はまた、分子量が少なくとも１．０ｋＤａのアミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカンに関する。
【背景技術】
【０００２】
還元的アミノ化は、カルボニル基を中間体のイミンを介してアミンに変換することを含む、化学反応である。カルボニル基は、通常、ケトンまたはアルデヒドである。還元的アミノ化はまた、還元末端（ヘミアセタール）を有する糖質についても可能である（反応経路１を参照）。
【０００３】
還元末端を有する糖質の還元的アミノ化は、イミン形成と、同時に起こる還元で、ワンポットにて行われうる。このことは直接的還元的アミノ化として知られており、水中で安定しており、酸性条件下で反応性である、還元剤、例えばシアノ水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ３ＣＮ）を用いて実施される（反応経路１を参照）。
【０００４】
糖質の還元的アミノ化法は多くの用途で必要とされる。一つの例が還元的アミノ化を用いてキシログルカンおよびキシログルカンオリゴ糖を修飾することであり、さらにはセルロースまたはセルロース材料の修飾に用いられ得る。
【０００５】
Charmotらの発明などの特許文献１において、セルロース材料をポリマーで修飾する方法が記載されている。この特許は、４つの参考文献、Danielssonら、Laarmら、特許文献２および特許文献３に従って、セルロース材料の末端グルコース残基が水素化ホウ素ナトリウムまたはシアノ水素化ホウ素ナトリウムのいずれかと共に、高圧の水素下にて、アミンで変換される還元的アミノ化手段を記載する。ジョージア大学の発明者らは、キシログルカンに化学的に結合されている染料が織物の染色に用いられ得ることを示す（特許文献４）。この方法において、彼らはアミノ染料を還元的アミノ化でキシログルカンオリゴ糖（ＸＧＯ）の還元末端に結合させる。
【０００６】
セルロース材料の修飾について記載されているすべての方法において、キシログルカン（ＸＧ）またはキシログルカンオリゴ糖（ＸＧＯ）を還元的アミノ化により還元末端で修飾させる必要がある。その方法は高收率かつ安価で極めて効率的でなければならない。反応経路２はキシログルカンフラグメントについての還元的アミノ化を示す。
【０００７】
（糖質の還元的アミノ化について現在提示されている方法）
分子を糖質に導入するのに一般的に使用される標準方法は、還元的アミノ化によるものであり、それにより糖質の還元末端は過剰量の第一アミンによりイミンに変換され、ついでそれを還元してアミンが得られる。
【０００８】
還元末端で遊離の第一アミン（１−アミノ−１−デオキシ糖）を一工程で得るために、糖質はアンモニウム塩および還元剤、例えばシアノ水素化ホウ素ナトリウムで処理されるのが一般的である。反応経路３は炭酸アンモニウムおよびシアノ水素化ホウ素ナトリウムを用いるキシログルカンフラグメントの還元的アミノ化を示す。
【０００９】
キシログルカンオリゴ糖のこれらの還元的アミノ化操作は低収率（２−５０％）であり、その反応時間は約６−２０日と長い（DanielssonおよびGrey 1986、非特許文献１；非特許文献２および非特許文献３）。
【００１０】
精製操作にも時間を要し、費用がかかり、大規模合成に向いていない。ＸＧＯの還元的アミノ化は、一般に、大過剰量のアンモニウム塩および還元剤、１００−１５０当量の炭酸水素アンモニウムおよび１０−２０当量のシアノ水素化ホウ素ナトリウムと一緒に水中で行われる（非特許文献３）。これらの塩はイオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーまたは透析により反応混合物から除去される必要があり、そのすべては大規模な工業環境で用いられる場合に費用がかかる。
【００１１】
ある著者は、有機第一アミンを用いる場合に、ｐＨが初期反応にて重要であることを示唆している。特許文献４において、反応物は、３ないし４のｐＨを得るように、酢酸で酸性にされ、この米国特許出願に記載の実験の一つでは、３．８５のｐＨが使用されている。Evangelistaら（１９９６）によれば、ｐＨは３より低くする必要があり、酢酸を添加することでこの値が達成される。YoshidaおよびLee（１９９４）は氷酢酸を用いてその反応環境の最適ｐＨ７を含む６−９のｐＨを得る。さらには、Schwartz & Gray（１９７７）は最適ｐＨが８−９の範囲にあることを明らかにした。この部分の反応は高温で実施される。
【００１２】
これらの工程は、各々、酸触媒に供され、酸の存在下での速度の改善はそれ自体意外なものではない［Evangelistaら、1996］。しかしながら、糖を効果的に還元的アミノ化に供するのに必要な酸性度は、単純なアルデヒドの場合に要求される酸性度よりもずっと高く、このことは酸触媒が必要とされることを示唆する。酸性条件を用いると、還元剤、例えばシアノ水素化ホウ素ナトリウムの反応性も高められる。
【００１３】
文献中の還元的アミノ化反応の多くは、マンノース、グルコース、ＮＡｃ−グルコース、ガラクトースなどの単糖類、またはラクトースなどの二糖類でなされている。三糖類および四糖類などのより大きなオリゴ糖を使用する、２または３の例が認められるにすぎない。
【００１４】
数種の提供されている方法の要約を表に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第７０３０１８７号
【特許文献２】ＷＯ９８／１５５６６
【特許文献３】ＥＰ０７２５０８２
【特許文献４】米国２００６／０２４２７７０
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Fryら、Plant J. 1997
【非特許文献２】Bourquinら、Plant cell., 2002
【非特許文献３】Brumerら、J. Am. Soc. 2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
提示されている方法はいずれも、その收率が許容可能な低コストでの工業的規模では十分でなかった。かくして、再現性および收率の高い、還元末端でアミノ化される糖質の生成方法に対する要求がある。さらには、糖質の還元的アミノ化は低コストでなされうることが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
水溶性糖質を還元的アミノ化に付す新規な方法であって、従前に提示されている標準的な方法よりも優れている方法が開発された。合成は、糖質を溶解させ、ベンジルアミン、４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（光学的光沢剤（ＯＢＡ））、４−ニトロアニリン、ドデシルアミンまたはアリルアミンなどのアミンと、還元条件の下で反応させる、ワンポット操作である。該方法を開発する間は、收率が６０％より、さらには８９ないし９８％ほども高くなるとは考えてもいなかった。アミノ化されたヘミセルロース分子、特に分子量が少なくとも１ｋＤａのキシログルカンが生成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本願発明を以下の図面を用いて説明する：
【図１】従来の反応経路１
【図２】本願発明の反応経路２
【図３】従来の反応経路３
【図４】本願発明の反応経路４
【図５】キシログルコースの例
【発明を実施するための形態】
【００２０】
水溶性糖質とアミンとを含む反応混合物中、還元条件下でアミノ化された水溶性糖質を生成する方法であって、
Ｉ）反応混合物を酸性にし（ｐＨを７よりも低く調整し）、ついでインキュベートし、
ＩＩ）インキュベーションの後で、生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよい
ことを含む方法が創作された。
【００２１】
該反応における第一アミンは、式：Ｒ１ＮＨ２で示される。反応経路２に従って、このアミンが第二アミンを生成する。
【００２２】
Ｒ１は、該アミンから除去可能であっても、除去できなくてもよい、化学基である。
【００２３】
一の実施態様によれば、Ｒ１基が除去され、第一アミノ基が糖質上にクリエートされる。このことはアミノ化糖質を加水分解することにより、またはアミノ化糖質を異性化し、加水分解することによってなされうる。
【００２４】
かくして、本願発明はまた、
ＩＩＩ）生成されたアミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを水素気体と触媒の存在下で高圧で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで水素化分解するか、
または
ＩＶ）アミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで異性化および加水分解する、
ことにより、Ｒ１基を除去し、糖質上にアミノ基をクリエートする工程を含む方法にも関する。
【００２５】
本願発明はまた、Ｒ１がベンジル基である場合、
ＩＩＩ）生成されたアミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下、高圧で水素気体と反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで水素化分解することにより、Ｒ１基を除去し、糖質上に第一アミノ基をクリエートする工程をさらに含む方法にも関する（反応経路４）。
【００２６】
Ｒ１がアリル基である場合の本願発明の方法のさらなる変形は、
ＩＶ）アリル基を、
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことでエナミンに異性化し、加水分解する、
ことからなる。
【００２７】
上記した方法の工程Ｉは、塩を付加することなく、例えばアンモニウム塩を付加することなく行われる。
【００２８】
酸性条件下で切断可能である、２，４−ジメトキシベンジルアミン、４−メトキシベンジルアミンまたは２，４，６−トリメトキシベンジルアミンなどの他のアミンは、他の除去可能なＲ１基を導入するのにベンジルアミンまたはアリルアミノの代わりに使用されていてもよい。
【００２９】
当業者であれば認識可能な、除去できるＲ１基を有する他のアミンを用いることもできる。
【００３０】
工程Ｉ）で得られる第二アミンは、反応混合物中に含まれるものとして用いられてもよく、あるいはさらに工程ＩＩＩ）またはＩＶ）にて反応させ、第一アミンに変換される前に、沈殿かつ単離されてもよい。
【００３１】
アミノ化された水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、生成されるアミノ化水溶性糖質の收率は６０％よりも高い。このことは、第二アミンが生成されるなどの工程Ｉ）に、および工程Ｉ）と、第二アミンを第一アミンに変換する工程ＩＩＩ）またはＩＶ）の組み合わせにも関する。
【００３２】
本願発明の方法の一の実施態様において、工程Ｉ）の還元条件は、水素雰囲気、ならびに白金、白金誘導体などの触媒、または好ましくは水中で安定している還元剤、例えばシアノ化水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウムまたはピリジンボラン、ジメチルアミンボランまたは２−ピコリンボランなどのアミンボラン複合体であってもよい。
【００３３】
還元剤および糖質は、１００対１、９０対１、８０対１、７０対１、６０対１、５０対１、４０対１、３０対１、２０対１、１０対１、９対１、８対１、７対１、６対１、５対１、４対１、３対１、２対１、１．５対１、１．２対１、１．１対１、１対１、好ましくは１．２対１の当量比にて用いられ得る。
【００３４】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程Ｉ）のアミンは第一有機アミンである。本願発明の第一アミンは、式：Ｒ１Ｈ２Ｎで示され、ここでＲ１はアルキルまたは芳香族基である。アルキル基は、炭素数１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９および３０のアルキル基より選択され得る。アルキル基は直鎖であっても、分岐鎖であっても、または環状であってもよく、飽和であっても、例えば、上記した炭素原子数を有するアルケンおよびアルキンなどの不飽和であってもよい。アルキル基は、Ｏなどの１個または複数のヘテロ原子を含んでもよい６個の環原子を有する環状飽和基であってもよい。Ｏなどの１個または複数のヘテロ原子を含んでもよい６個の環原子を有するそのような１個または複数の環状飽和基が一緒に結合されていてもよい。当該基が一緒に縮合するか、またはグリコシド結合により相互に結合されてもよい。
【００３５】
芳香族基は３と１４個の間の環原子を有する基より選択され得る。それらは単、二および多環であってもよく、環原子として炭素原子だけを含んでもよく、あるいはＮ、ＳおよびＯより選択される１個または複数のヘテロ原子を含んでもよい。
【００３６】
ヘテロ芳香族基の例は、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ピロール、インドール、イソインドール、チオフェン、ベンゾチオフェン、ベンゾ［ｃ］チオフェン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、プリン、ピラゾール、インダゾール、オキサゾール、ベンズオキサゾール、イソキサゾール、ベンズイソキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾールである。それらはベンゼン、ピリジン、ピラジン、ピリミジンおよびピリダジンなどの６員であってもよい。それらはナフタレン、キノリン、キノキサリン、イソキノリン、キナゾリンおよびシンノリンなどの縮合二環式環であってもよく、アントラセン、アクリジンなどの縮合多環式環であってもよい。
【００３７】
アルキルおよびアリール基は、ＯＨ、ＮＨ２、Ｃｌ、Ｉ、Ｂｒ、Ｆ、上記した炭素数のアルキル、上記した炭素数のアルコキシ、例えばメトキシより選択される１個または複数の基で置換されていてもよい。
【００３８】
さらには、Ｒ１は、カルボニル含有誘導体、リン含有誘導体、ケイ素含有化合物、ホウ素含有誘導体、セレン含有誘導体、含硫黄誘導体、アルコール含有誘導体、エーテル含有誘導体、エポキシド含有誘導体、ヘテロサイクル、アセタール含有化合物、−ＮＨ−アルキル誘導体、−ＮＨ−アリール誘導体、−ＮＨ−ベンジル誘導体、−ＮＨ−ＣＯ−アルキル誘導体、−ＮＨ−ＣＯ−アリール誘導体、−ＮＨ−ＣＯ−ベンジル誘導体、例えば、４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（ＯＢＡ）、ベンジルアミン、アリルアミン、ドデシルアミンまたは４−ニトロアニリンであってもよい。
【００３９】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、水溶性糖質はヘミセルロース、特にキシログルカンである。
【００４０】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、水溶性糖質はキシログルカンオリゴ糖である。
【００４１】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、糖質は三糖類などの少なくとも３個の単糖類を含む。
【００４２】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、水溶性糖質は、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個または少なくとも１０個の単糖類、例えば４ないし１０５００個の、４ないし１３５００個の単糖類を含む、可溶性糖質である。
【００４３】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、水溶性糖質は、分子量が少なくとも１ｋＤａ、少なくとも１．３５ｋＤａ、少なくとも１．４ｋＤａ、少なくとも２ｋＤａ、少なくとも３ｋＤａ、少なくとも４ｋＤａ、または少なくとも１０ｋＤａ、例えば１ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、例、１ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、１．３５ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、１．４ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、２ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、３ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、４ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、１０ｋＤａないし１．５百万Ｄａのキシログルカンである。
【００４４】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、水溶性糖質は、分子量が１ｋＤａないし１．５百万Ｄａの、例えば１３５０Ｄａから５０ｋＤａまでのキシログルカンである。
【００４５】
多糖類の分子量を測定するのは一般に困難である。上記した値は平均分子量である。
【００４６】
本願発明のある実施態様において、澱粉、デキストラン、デキストリン、アガロースまたはセファロースは水溶性糖質として含まれない。
【００４７】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の一の実施態様において、Ｉ）の反応混合物のｐＨは約ｐＨ５に調整される。
【００４８】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、ｐＨ４．７、ｐＨ４．８、ｐＨ４．９、ｐＨ５．０、ｐＨ５．１、ｐＨ５．２、ｐＨ５．３、ｐＨ５．４、ｐＨ５．５、ｐＨ５．６、ｐＨ５．７、ｐＨ５．８またはｐＨ５．９などのｐＨ４．０からｐＨ６．０の範囲にある。
【００４９】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ４．５またはｐＨ４．５より低い値であってはならない。本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ６またはｐＨ６よりも高い値であってはならない。本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ４．５より高く、ｐＨ６よりも低い。
【００５０】
本願発明の一の実施態様において、反応混合物は工程Ｉの後で塩基性（ｐＨ＞７）とされ、その後で生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよい。
【００５１】
工程Ｉ）の後の反応混合物のｐＨは、プロトン化アミンのｐＫａ値より上のｐＨに、例えば、約ｐＨ７、ｐＨ７．５、ｐＨ８、ｐＨ８．５、ｐＨ９、ｐＨ９．５、ｐＨ１０、ｐＨ１０．５、ｐＨ１１、ｐＨ１１．５またはｐＨ１２などのｐＨ７ないしｐＨ１２に、例えば、ｐＨ９などのｐＨ９−１０に調整されてもよい。水性アンモニアが用いられてもよい。
【００５２】
工程Ｉ、工程ＩＩＩ）ａ）およびＩＶ）ａ）において使用される酸は、ＨＣｌなどのいずれの無機酸、あるいは酢酸などのいずれの有機酸であってもよい。
【００５３】
工程Ｉ）、ＩＩ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）において、反応溶媒は、成分の実質的に大部分を溶解する、水または実質的に水であってもよい。
【００５４】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のさらにもう一つ別の実施態様において、メタノール、エタノール、１−または２−プロパノール、１−、２−または３−ブタノール、好ましくはメタノールなどの炭素数１−４のアルコールが、インキュベーションの前に工程Ｉ）の反応混合物に添加される。
【００５５】
アルコールと水の混合物が溶媒として用いられるのに好ましい。というのは、この混合物が高收率を付与するからである。アルコールと水の間で１−１０：１、特に４：１の割合が使用される。一の実施態様に従って、メタノールと水を４：１の割合で用いる。
【００５６】
工程Ｉ）の反応混合物にアルコール、好ましくはメタノールを任意に添加した後で、反応が実質的に完了した後に、例えば、蒸発によりアルコールを除去してもよい。ｐＨを塩基性にする場合、ｐＨを調整し、塩基性にする前に、アルコールが除去されてもよい。
【００５７】
工程Ｉ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）の反応の実質的な完了は、例えばＴＬＣ（薄層クロマトグラフィー）、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ、ＮＭＲ、ＩＲまたはＧＰＣのより決定されてもよい。
【００５８】
好ましい実施態様において、收率は、６０％と１００％の間などの、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または１００％にずっと近い値、あるいは上記した％値を組み合わせて得られるその間にある値である。
【００５９】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）およびＩＶ）は高温で実施される。したがって、温度は約室温、２５℃であってもよいが、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃または１００℃であってもよい。温度は室温と１００℃の間にあればよく、あるいは上記した温度を組み合わせて得られるその間にある値であってもよい。
【００６０】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程Ｉ）の温度は約５５℃である。
【００６１】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）のインキュベーション時間は一晩である。
【００６２】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）のインキュベーション時間は、約１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、４８、６０、７２または８４時間などの１と１００時間の間にある。
【００６３】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）のインキュベーション時間は、約１８時間である。
【００６４】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、触媒が工程ＩＩＩａ）およびＩＶａ）にて添加される。
【００６５】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程ＩＩＩａ）およびＩＶ）の触媒は、活性炭上パラジウムであってもよい。該触媒は活性炭上２％−２５％パラジウムを含んでもよい。
【００６６】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程ＩＩＩａ）およびＩＶ）にて添加される触媒は活性炭上１０％パラジウムである。
【００６７】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、触媒が工程ＩＩＩｂ）およびＩＶｂ）にて添加される触媒は、化合物を沈殿させる前に取り除かれる。
【００６８】
本願発明の方法の一の実施態様において、沈殿はアセトンなどの非プロトン性有機溶媒またはいずれのアルコール、特にエタノールなどのプロトン性有機溶媒でなされてもよい。
【００６９】
合成操作は、糖質が還元条件下でベンジルアミンまたはアリルアミンなどの第一アミンと一緒に濃縮されている、反応混合物を含んでもよい。
【００７０】
多量の第一アミンを用いる代わりに、１．５当量の第一アミンを１．５当量のシアノ水素化ホウ素ナトリウムと一緒に用いるのが好ましい。メタノールなどのアルコールと水の混合物を溶媒として用いることで高收率が達成されるため、そのような混合物が好ましい。４：１の割合のこれらの溶媒は出発物質の良好な溶解度および最高の收率をもたらした。
【００７１】
反応は、塩基性条件と比べてより望ましい結果をもたらした、わずかに酸性の条件にて特に実施される。酢酸を添加することで得られるｐＨ５が最高の結果をもたらした。ほぼ塩不含の反応条件は精製を簡素化し、試薬および副生成物は抽出および蒸発で除去した。生成物を沈殿により単離し、遠心分離により白色固体を集めた。
【００７２】
トリアセトキシボロ水素化物、ピリジンボラン、ジメチルアミンボランまたは２−ピコリンボランなどのアミンボラン、亜ジチオン酸ナトリウムまたは水素化雰囲気下で用いる酸化白金などの他の還元剤を、シアノ水素化ホウ素ナトリウムの代わりに用い、還元条件を生成することができる。
【００７３】
合成工程は、糖質がベンジルアミンまたはアリルアミンなどのアミンと還元条件下で凝縮されている、反応混合物を含む。さらなる反応において、ベンジル基およびアリル基は、各々、例えば、第一アミノ基を有する糖質に至る加水分解および／または触媒作用により切断されてもよい（反応経路４を参照のこと）。触媒量の活性炭上パラジウムをその切断工程にて触媒として用いるのが好ましく、この触媒は再使用して環境を守り、この工程の製造コストを下げることができる。
【００７４】
工程ＩＩＩａ）の水素化分解反応において、水素化分解は反応速度を上げるのに酸性条件下で実施されてもよい。有機酸（酢酸）は沈殿および遠心分離工程の間に生成物より容易に除去され得るので、該酸が用いられた。この反応の速度をさらに上げるのに、さらに高い水素圧が用いられてもよい。６−１０ｐｓｉの水素圧が用いられたが、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、少なくとも９０、または少なくとも１００ｐｓｉの圧力が使用されてもよく、その上さらに高い、２００、５００、７００または１０００ｐｓｉなどの圧力が使用され得る。６−１０００ｐｓｉの圧力または６−１０ｐｓｉなどの上記した圧力の数値を組み合わせることで得られる中間の値の圧力を用いてもよい。
【００７５】
本願発明はまた、すべての工程Ｉ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）を含み、インキュベーション工程Ｉ）がｐＨを限定することなく実施されてもよい、アミノ基を水溶性糖質に導入する方法に関する。このように、本願発明の方法は、インキュベーション工程Ｉ）においていずれのｐＨで、好ましくは上記したｐＨ値で実施されてもよい。
【００７６】
したがって、本願発明は、水溶性糖質と、式：Ｒ１ＮＨ２（ここで、Ｒ１はアミンより除去可能な化学基である）で示されるアミンを含む、反応混合物中にてアミノ化された水溶性糖質を生成する方法であって、
Ｉ）反応混合物をインキュベートし、
ＩＩ）ついで、生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させ、
ＩＩＩ）Ｒ１基、例えばベンジル基をアミンから
生成されたアミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを水素気体と触媒の存在下で高圧で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで水素化分解することで除去するか、
または
ＩＶ）Ｒ１基、例えばアリル基をアミンから
ＩＶ）アミノ化糖質をエナミンに異性化し、該エナミンを酸加水分解によって除去することにより除去する、方法に関する。
【００７７】
工程ＩＶ）のアミノ化糖質の異性化および加水分解は、
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで実施されてもよい。
【００７８】
工程ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶに関して本願明細書に記載の情報および詳細はすべて、変更すべき個所は変更して、この操作に適用に適用され、およびその逆も同様であり、違いは工程ＩにてｐＨに限定があるかどうかに過ぎない。このように、工程ＩＩ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）はすべて、工程ＩにていかなるｐＨが使用されるかに関わりなく、同じ条件下で実施されてもよい。
【００７９】
この方法のいくつかの利点は、少量のベンジルアミン（１ないし３当量、好ましくは１．５当量）およびＮａＣＮＢＨ４（１ないし３当量、好ましくは１．５当量）が使用されることなどである。触媒量のパラジウム／活性炭が水素化分解工程の触媒として用いられるのに好ましく、この触媒は再使用され、環境を守り、この工程の生産コストを下げることができる。
【００８０】
さらには、該方法は、大規模生産に移行した場合に、好ましい点がいくつかある。該反応では塩がほとんど含まれないため、例えば、蒸発させ、有機溶媒に抽出することで試薬を除去することができ、沈殿および遠心分離を行うのに工業的規模の標準的装置を用いることができる。
【００８１】
該合成は、従前の方法と比べて、大規模で、高收率７５−９８％にて実施され得る。第一工程の反応時間は、５５℃の高温で約１８時間であり、この反応時間はこれまで使用されていた約３ないし２０日間と比べてずっと短い。このことは、該方法が高分子量の多糖類に適用可能であるから、特に顕著である。
【００８２】
さらには、初期の報告でｐＨは４より小さくなければならない、あるいは約７−８でなければならず、收率は８９と９８％の間であったとされていることから、工程Ｉ）の反応環境で最適ｐＨが５であることは予期できないことであった。米国２００６／０２４２７７０（ＷＯ２００４／０９４６４６）にて提供される実験と比較した場合に、ｐＨ４（実施例（ｅｘ．）１にてｐＨ３．８５）およびｐＨ４．５（実施例４のアセテート緩衝液）が用いられており、その收率が約４０％であり、この効果はさらに予期せぬこととなった。
【００８３】
本願発明はまた、少なくとも２ｋＤａの分子量を有する、アミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカン分子に関する。特に、本願発明は、本願明細書に記載の方法により生成され、上記したアミン基を含む、アミノ化ヘミセルロース分子に関する。
【００８４】
一の実施態様において、アミノ化ヘミセルロース分子の分子量は、１ｋＤａから１５ｋＤａ、例えば、１ｋＤから１５ｋＤａ、１．３５ｋＤａから１５ｋＤａ、１．４ｋＤａから１５ｋＤａ、２ｋＤａから１５ｋＤａ、３ｋＤａから１５ｋＤａ、４ｋＤａから１５ｋＤａ、１０ｋＤａから１５ｋＤａのような、少なくとも１ｋＤａ、少なくとも１．３５ｋＤａ、少なくとも１．４ｋＤａ、少なくとも２ｋＤａ、少なくとも３ｋＤａ、少なくとも４ｋＤａ、または少なくとも１０ｋＤａである。
【００８５】
本願発明はまた、式：
【化１】
［式中：
Ｒ１は化学基であり、ＲはＨ、ガラクトース、アラビノースまたはフコースであり；
ｎは２と２０００の間にあるように１よりも大きな数であり、分子量は１３５０Ｄａよりも大きく；
ｎは２と２０００の間にあり；および
分子量は６５００Ｄａよりも大きい］
で示されるアミノ化ヘミセルロース分子に関する。
【００８６】
本願発明の方法を用いて生成されるアミノ化ヘミセルロースの分子量に関して上記されている事項は上記した式の分子にも関する。
【００８７】
引用されているすべての文献は出典明示により本願明細書の一部とする。
【００８８】
本願発明は、次に記載の、発明を限定するものではない、実施例により支持されている。
【００８９】
実施例１−５
ＸＧＯを用い、シアノ水素化ホウ素ナトリウムを還元剤として用いる反応が反応経路２に示される。
【００９０】
実施例１
Ｒ１＝ベンジル基（Ｂｎ）
ＸＧＯ（５０ｇ、３９ミリモル）をＭｅＯＨ／Ｈ２Ｏ（４：１、７００ｍＬ）に５５℃にて溶かした。ベンジルアミン（６．４ｍＬ、５９ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（３．７ｇ、５９ミリモル）を添加した。ついで、酢酸（８ｍＬ）を添加してｐＨを５にし、反応混合物を５５℃で一夜攪拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル／Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って反応が完了した後、反応混合物を蒸発させてメタノールを除去した。ついで、該生成物を冷エタノール（３Ｌ）に沈殿させ、ついで遠心分離により白色固体を集めた。生成物を真空下で乾燥させ、４９ｇの生成物（３６ミリモル、９２％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９１】
実施例２
Ｒ１＝アリル基（Ａｌｌ）
ＸＧＯ（３ｇ、２．３４ミリモル）を２５ｍＬ ＭｅＯＨ、５ｍＬ Ｈ２Ｏおよび０．３０ｍＬ 酢酸の混合物に溶かした。ＮａＣＮＢＨ３（０．２２０ｇ、３．５ミリモル）およびアリルアミン（０．２７７ｍＬ、３．６９ミリモル）を添加し、反応物を５５℃で一夜攪拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って完了した後、該混合物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。凍結乾燥に付して、２．６５ｍｇの生成物（０．２０ミリモル、８５％）（Ｒ１＝Ａｌｌ）を得た。
【００９２】
実施例３
Ｒ１＝４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（ＯＢＡ）
ＸＧＯ（８．１８ｇ、６．４ミリモル）を８０ｍＬの水に溶かした。４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（２３．２ｇ、６２．７ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（２．３６、３７．６ミリモル）を添加し、混合物のｐＨを１Ｍ ＮａＯＨ（１５ｍＬ）で６に調整した。該混合物を４８時間攪拌し、ついで濾過（ガラスフィルター）して過剰な４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸を除去した。濾液に、１Ｍ ＨＣｌ（２５ｍＬ）をｐＨが２−３に達するまで加えた。該混合物を逆相シリカゲルのプラグ（Ｃ−１８）を介する濾過に付して精製した。濃縮および凍結乾燥に付し、１２．５７ｇの生成物を得、それは未反応の４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸の少量の不純物（Ｒ１＝４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸）を含有した。
【００９３】
実施例６−９
異なる還元剤を用いるＸＧＯのベンジルアミンでの還元的アミノ化が反応経路２に示される。
【００９４】
実施例６
還元剤＝トリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウム、Ｎａ（ＯＡｃ）３ＢＨ
ＸＧＯ（１ｇ、０．７８ミリモル）を４ｍＬ ＭｅＯＨ、１ｍＬ Ｈ２Ｏに溶かした。Ｎａ（ＯＡｃ）３ＢＨ（０．３３１ｇ、１．５６ミリモル）およびベンジルアミン（０．１７ｍＬ、１．５６ミリモル）を添加した。酢酸を加え、ｐＨを５にし、反応物を５５℃で一夜攪拌した。さらにＮａ（ＯＡｃ）３ＢＨ（０．３３１ｇ、１．５６ミリモル）およびベンジルアミン（０．１７ｍＬ、１．５６ミリモル）を加え、該混合物を５５℃で４８時間撹拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って完了した後、該混合物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。該生成物をエタノールに再度沈殿させ、生成物の単離を繰り返した。凍結乾燥に付して、６１６ｍｇの生成物（０．４８ミリモル、６２％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９５】
実施例７
還元剤＝ジメチルアミンボラン複合体（（ＣＨ３）２ＮＨ ＢＨ３）
ＸＧＯ（１ｇ、０．７８１ミリモル）を８ｍＬ ＭｅＯＨ、２ｍＬ Ｈ２Ｏおよび０．１ｍＬ 酢酸の混合物に溶かした。ベンジルアミン（０．１２８ｍＬ、１．１７ミリモル）およびジメチルアミンボラン複合体（０．２２０ｇ、３．５ミリモル）を添加し、反応物を３０℃で一夜攪拌した。ＴＬＣによれば、ほんの少量の生成物しか形成されなかった。該混合物をジメチルアミンボラン複合体（３ｘ７０ｍｇ）をさらに３回加えて４０℃で７２時間以上撹拌し、ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦによれば反応は完了した。混合物を濃縮し、生成物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。凍結乾燥に付して、７８８ｍｇの生成物（０．５８ミリモル、７４％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９６】
実施例８
還元剤＝２−ピコリンボラン複合体（Ｃ６Ｈ７Ｎ ＢＨ３）
ＸＧＯ（１ｇ、０．７８１ミリモル）を８ｍＬ ＭｅＯＨ、２ｍＬ Ｈ２Ｏおよび０．１ｍＬ 酢酸の混合物に溶かした。ベンジルアミン（０．１２８ｍＬ、１．１７ミリモル）およびピコリンボラン複合体（１２５ｍｇ）を添加し、反応物を４０℃で一夜攪拌した。ＴＬＣによれば、ほんの少量の出発物質が残っているだけで、さらにピコリンボラン複合体（１２５ｍｇ）を加え、混合物を再度４０℃で一夜撹拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦは、今度は、変換の完了を示し、反応を停止させた。混合物を濃縮し、生成物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。凍結乾燥に付して、７４７ｍｇの生成物（０．５５ミリモル、７０％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９７】
実施例９
還元剤＝亜ジチオン酸ナトリウム
０．５ｇのＸＧＯを０．５Ｍ ＮａＯＡｃ緩衝液（ｐＨ５．５）（２ｍＬ）に溶かし、つづいて８４ｍｇ（２当量）のベンジルアミンおよび０．２７ｇ（４当量）のＮａ２Ｓ２Ｏ４を添加した。反応物を５５℃撹拌し、ＴＬＣ（水：アセトニトリル １：２）でモニター観察した。（Ｒ１＝Ｂｎ）
【００９８】
実施例１０−１１
ベンジル基およびアリル基の切断、反応経路４
【００９９】
実施例１０
Ｒ１＝Ｈ（ベンジル基の水素化分解）
ＸＧＯＮＨＢｎ（５０ｇ、３６．６ミリモル）をＨ２Ｏ（１５０ｍＬ）に溶かし、酢酸（３ｍＬ）を加え、ｐＨを５にした。活性炭上１０％パラジウム（２．５ｇ）を加え、混合物を６−１０ｐｓｉの圧で水素化分解に付した。反応をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦでモニターし、７２時間後に反応が完了した。遠心分離により触媒を除去し、ついで、透明な溶液を濃縮した。生成物を冷エタノール（３Ｌ）中に沈殿させ、遠心分離により白色物質を集めた。沈殿物をＨ２Ｏに溶かし、凍結乾燥に付して、３８ｇの生成物（２９．７ミリモル、８１％）（Ｒ１＝Ｈ）を得た。
【０１００】
実施例１１
Ｒ１＝Ｈ（アリル基の除去）
ＸＧＯＮＨＡｌｌ（０．１ｇ、０．０７６ミリモル）を３ｍＬのＭｅＯＨ、２ｍＬのＨ２Ｏおよび４０μＬの酢酸に溶かした。微量（スパテラ先端量）の活性炭上１０％パラジウムを加え、混合物を６０℃で４８時間撹拌した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って完了した後、遠心分離により活性炭上パラジウムを除去し、透明な溶液を濃縮し、凍結乾燥に付して、８５ｍｇの生成物（０．０６６ミリモル、８７％）（Ｒ１＝Ｈ）を得た。
【０１０１】
実施例１２−１３
分子量が１５ｋＤのキシログルカンを用いた、反応経路２
【０１０２】
実施例１２
Ｒ１＝４，４−ジアミノスチルベン−２，２‘−ジスルホン酸（ＯＢＡ）
キシログルカン １５ｋＤ（１ｇ、０．０６７ミリモル）を２０ｍＬの水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ）に溶かした。４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（ＯＢＡ）（１２３ｍｇ、０．３３ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（２１ｍｇ、０．３３ミリモル）を加えた。１Ｍ ＮａＯＨでｐＨを５に調整した。混合物を５５℃で撹拌した。反応経路をＧＰＣでモニター観察し、４８時間後には、出発物質はすべて消費された。混合物を遠心分離に付し、透明な溶液を濃縮し、ＮＨ３（２５％）で塩基性（ｐＨ９）にした。生成物をエタノール（５００ｍＬ）に沈殿させ、沈殿物を遠心分離（４４００ｒｐｍ）で集めた。沈殿操作を繰り返し、すべての４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸を除去した。ついで、生成物を水に溶かし、エタノールを蒸発させ、凍結乾燥に付して９９０ｍｇ（９７％）の生成物を得た（Ｒ１＝４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸）。
【０１０３】
実施例１３
Ｒ１＝ベンジル基（Ｂｎ）
キシログルカン １５ｋＤ（１ｇ、０．０６７ミリモル）を１５ｍＬの水に溶かした。ベンジルアミン（３６μＬ、０．３３ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（２１ｍｇ、０．３３ミリモル）を加えた。酢酸を加え、反応混合物のｐＨを５にした。混合物を５５℃で１８時間撹拌し、生成物をエタノールに沈殿させ、遠心分離により集め、沈殿操作を繰り返した。生成物を水に溶かし、エタノールを蒸発させ、凍結乾燥に付して９００ｍｇ（８９％）の生成物を得た（Ｒ１＝Ｂｎ）。
【０１０４】
実施例１４−１６
分子量が４ｋＤａのキシログルカン（ＸＧＯ３）を用いた、反応経路２
【０１０５】
実施例１４
Ｒ１＝４，４−ジアミノスチルベン−２，２‘−ジスルホン酸（ＯＢＡ）
ＸＧＯ３（１ｇ，０．２５ミリモル）を２０ｍＬのＭｅＯＨ／水（２：１）に溶かした。４，４−ジアミノスチルベン−２，２‘−ジスルホン酸（ＯＢＡ）（４６３ｍｇ、１．２５ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（７９ｍｇ、１．２５ミリモル）を加えた。１Ｍ ＮａＯＨでｐＨを５に調整した。混合物を５５℃で撹拌した。反応経路をＧＰＣでモニター観察し、１８時間後には、出発物質はすべて消費された。混合物を遠心分離に付し、透明な溶液を濃縮し、メタノールを除去した。溶液をＮＨ３（２５％）を添加して塩基性（ｐＨ９）にした。生成物をエタノール（５００ｍＬ）に沈殿させ、沈殿物を濾過で集めた。濾液をエタノールで十分に洗浄し、それを水に溶かし、濃縮した。該溶液を凍結乾燥に付して１．０ｇ（９８％）の生成物を得た（Ｒ１＝４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸）。
【０１０６】
実施例１５
Ｒ１＝ベンジル基（Ｂｎ）
ＸＧＯ３（１ｇ，０．２５ミリモル）を２０ｍＬのＭｅＯＨ／水（２：１）に溶かした。ベンジルアミン（１３６μＬ、１．２５ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（７９ｍｇ、１．２５ミリモル）を加えた。酢酸を加え、反応混合物のｐＨを５にした。混合物を５５℃で撹拌し、１８時間後、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦによれば反応が完了した。混合物を濃縮し、生成物をエタノール（５００ｍＬ）に沈殿させた。混合物を濾過し、沈殿物をエタノールで洗浄し、それを水に溶かした。濃縮し、つづいて凍結乾燥に付して９７０ｍｇ（９６％）の生成物を得た（Ｒ１＝Ｂｎ）。
【０１０７】
実施例１６
Ｒ１＝ドデシル
ＸＧＯ３（１ｇ，０．２５ミリモル）を２０ｍＬのＭｅＯＨ／水（１：１）に溶かした。ドデシルアミン（１４０ｍｇ、０．７５ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（５０ｍｇ、０．７５ミリモル）を加えた。酢酸を加え、反応混合物のｐＨを５にした。混合物を５５℃で１８時間撹拌した。さらにドデシルアミン（１４０ｍｇ）およびＮａＣＮＢＨ３（５０ｍｇ）を加え、反応物を５５℃で１８時間撹拌した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦによれば反応が完了した。混合物を濃縮し、生成物をアセトンに沈殿させた。白色物質を遠心分離により集め、水に溶かし、濃縮し、凍結乾燥に付して０．７１ｇ（７１％）の生成物を得た（Ｒ１＝ドデシル）。
【０１０８】
表１ 文献に記載の糖質についての還元的アミノ化反応の要約
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は水溶性糖質の還元的アミノ化法に関する。この分子の合成は、水溶性糖質、アミンおよび還元剤を準備し、それらを酸性条件下で反応させて６０％より大きな收率でアミノ化水溶性糖質を得ることを含む。本願発明はまた、分子量が少なくとも１．０ｋＤａのアミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカンに関する。
【背景技術】
【０００２】
還元的アミノ化は、カルボニル基を中間体のイミンを介してアミンに変換することを含む、化学反応である。カルボニル基は、通常、ケトンまたはアルデヒドである。還元的アミノ化はまた、還元末端（ヘミアセタール）を有する糖質についても可能である（反応経路１を参照）。
【０００３】
還元末端を有する糖質の還元的アミノ化は、イミン形成と、同時に起こる還元で、ワンポットにて行われうる。このことは直接的還元的アミノ化として知られており、水中で安定しており、酸性条件下で反応性である、還元剤、例えばシアノ水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ３ＣＮ）を用いて実施される（反応経路１を参照）。
【０００４】
糖質の還元的アミノ化法は多くの用途で必要とされる。一つの例が還元的アミノ化を用いてキシログルカンおよびキシログルカンオリゴ糖を修飾することであり、さらにはセルロースまたはセルロース材料の修飾に用いられ得る。
【０００５】
Charmotらの発明などの特許文献１において、セルロース材料をポリマーで修飾する方法が記載されている。この特許は、４つの参考文献、Danielssonら、Laarmら、特許文献２および特許文献３に従って、セルロース材料の末端グルコース残基が水素化ホウ素ナトリウムまたはシアノ水素化ホウ素ナトリウムのいずれかと共に、高圧の水素下にて、アミンで変換される還元的アミノ化手段を記載する。ジョージア大学の発明者らは、キシログルカンに化学的に結合されている染料が織物の染色に用いられ得ることを示す（特許文献４）。この方法において、彼らはアミノ染料を還元的アミノ化でキシログルカンオリゴ糖（ＸＧＯ）の還元末端に結合させる。
【０００６】
セルロース材料の修飾について記載されているすべての方法において、キシログルカン（ＸＧ）またはキシログルカンオリゴ糖（ＸＧＯ）を還元的アミノ化により還元末端で修飾させる必要がある。その方法は高收率かつ安価で極めて効率的でなければならない。反応経路２はキシログルカンフラグメントについての還元的アミノ化を示す。
【０００７】
（糖質の還元的アミノ化について現在提示されている方法）
分子を糖質に導入するのに一般的に使用される標準方法は、還元的アミノ化によるものであり、それにより糖質の還元末端は過剰量の第一アミンによりイミンに変換され、ついでそれを還元してアミンが得られる。
【０００８】
還元末端で遊離の第一アミン（１−アミノ−１−デオキシ糖）を一工程で得るために、糖質はアンモニウム塩および還元剤、例えばシアノ水素化ホウ素ナトリウムで処理されるのが一般的である。反応経路３は炭酸アンモニウムおよびシアノ水素化ホウ素ナトリウムを用いるキシログルカンフラグメントの還元的アミノ化を示す。
【０００９】
キシログルカンオリゴ糖のこれらの還元的アミノ化操作は低収率（２−５０％）であり、その反応時間は約６−２０日と長い（DanielssonおよびGrey 1986、非特許文献１；非特許文献２および非特許文献３）。
【００１０】
精製操作にも時間を要し、費用がかかり、大規模合成に向いていない。ＸＧＯの還元的アミノ化は、一般に、大過剰量のアンモニウム塩および還元剤、１００−１５０当量の炭酸水素アンモニウムおよび１０−２０当量のシアノ水素化ホウ素ナトリウムと一緒に水中で行われる（非特許文献３）。これらの塩はイオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーまたは透析により反応混合物から除去される必要があり、そのすべては大規模な工業環境で用いられる場合に費用がかかる。
【００１１】
ある著者は、有機第一アミンを用いる場合に、ｐＨが初期反応にて重要であることを示唆している。特許文献４において、反応物は、３ないし４のｐＨを得るように、酢酸で酸性にされ、この米国特許出願に記載の実験の一つでは、３．８５のｐＨが使用されている。Evangelistaら（１９９６）によれば、ｐＨは３より低くする必要があり、酢酸を添加することでこの値が達成される。YoshidaおよびLee（１９９４）は氷酢酸を用いてその反応環境の最適ｐＨ７を含む６−９のｐＨを得る。さらには、Schwartz & Gray（１９７７）は最適ｐＨが８−９の範囲にあることを明らかにした。この部分の反応は高温で実施される。
【００１２】
これらの工程は、各々、酸触媒に供され、酸の存在下での速度の改善はそれ自体意外なものではない［Evangelistaら、1996］。しかしながら、糖を効果的に還元的アミノ化に供するのに必要な酸性度は、単純なアルデヒドの場合に要求される酸性度よりもずっと高く、このことは酸触媒が必要とされることを示唆する。酸性条件を用いると、還元剤、例えばシアノ水素化ホウ素ナトリウムの反応性も高められる。
【００１３】
文献中の還元的アミノ化反応の多くは、マンノース、グルコース、ＮＡｃ−グルコース、ガラクトースなどの単糖類、またはラクトースなどの二糖類でなされている。三糖類および四糖類などのより大きなオリゴ糖を使用する、２または３の例が認められるにすぎない。
【００１４】
数種の提供されている方法の要約を表に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第７０３０１８７号
【特許文献２】ＷＯ９８／１５５６６
【特許文献３】ＥＰ０７２５０８２
【特許文献４】米国２００６／０２４２７７０
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Fryら、Plant J. 1997
【非特許文献２】Bourquinら、Plant cell., 2002
【非特許文献３】Brumerら、J. Am. Soc. 2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
提示されている方法はいずれも、その收率が許容可能な低コストでの工業的規模では十分でなかった。かくして、再現性および收率の高い、還元末端でアミノ化される糖質の生成方法に対する要求がある。さらには、糖質の還元的アミノ化は低コストでなされうることが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
水溶性糖質を還元的アミノ化に付す新規な方法であって、従前に提示されている標準的な方法よりも優れている方法が開発された。合成は、糖質を溶解させ、ベンジルアミン、４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（光学的光沢剤（ＯＢＡ））、４−ニトロアニリン、ドデシルアミンまたはアリルアミンなどのアミンと、還元条件の下で反応させる、ワンポット操作である。該方法を開発する間は、收率が６０％より、さらには８９ないし９８％ほども高くなるとは考えてもいなかった。アミノ化されたヘミセルロース分子、特に分子量が少なくとも１ｋＤａのキシログルカンが生成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本願発明を以下の図面を用いて説明する：
【図１】従来の反応経路１
【図２】本願発明の反応経路２
【図３】従来の反応経路３
【図４】本願発明の反応経路４
【図５】キシログルコースの例
【発明を実施するための形態】
【００２０】
水溶性糖質とアミンとを含む反応混合物中、還元条件下でアミノ化された水溶性糖質を生成する方法であって、
Ｉ）反応混合物を酸性にし（ｐＨを７よりも低く調整し）、ついでインキュベートし、
ＩＩ）インキュベーションの後で、生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよい
ことを含む方法が創作された。
【００２１】
該反応における第一アミンは、式：Ｒ１ＮＨ２で示される。反応経路２に従って、このアミンが第二アミンを生成する。
【００２２】
Ｒ１は、該アミンから除去可能であっても、除去できなくてもよい、化学基である。
【００２３】
一の実施態様によれば、Ｒ１基が除去され、第一アミノ基が糖質上にクリエートされる。このことはアミノ化糖質を加水分解することにより、またはアミノ化糖質を異性化し、加水分解することによってなされうる。
【００２４】
かくして、本願発明はまた、
ＩＩＩ）生成されたアミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを水素気体と触媒の存在下で高圧で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで水素化分解するか、
または
ＩＶ）アミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで異性化および加水分解する、
ことにより、Ｒ１基を除去し、糖質上にアミノ基をクリエートする工程を含む方法にも関する。
【００２５】
本願発明はまた、Ｒ１がベンジル基である場合、
ＩＩＩ）生成されたアミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下、高圧で水素気体と反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで水素化分解することにより、Ｒ１基を除去し、糖質上に第一アミノ基をクリエートする工程をさらに含む方法にも関する（反応経路４）。
【００２６】
Ｒ１がアリル基である場合の本願発明の方法のさらなる変形は、
ＩＶ）アリル基を、
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことでエナミンに異性化し、加水分解する、
ことからなる。
【００２７】
上記した方法の工程Ｉは、塩を付加することなく、例えばアンモニウム塩を付加することなく行われる。
【００２８】
酸性条件下で切断可能である、２，４−ジメトキシベンジルアミン、４−メトキシベンジルアミンまたは２，４，６−トリメトキシベンジルアミンなどの他のアミンは、他の除去可能なＲ１基を導入するのにベンジルアミンまたはアリルアミノの代わりに使用されていてもよい。
【００２９】
当業者であれば認識可能な、除去できるＲ１基を有する他のアミンを用いることもできる。
【００３０】
工程Ｉ）で得られる第二アミンは、反応混合物中に含まれるものとして用いられてもよく、あるいはさらに工程ＩＩＩ）またはＩＶ）にて反応させ、第一アミンに変換される前に、沈殿かつ単離されてもよい。
【００３１】
アミノ化された水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、生成されるアミノ化水溶性糖質の收率は６０％よりも高い。このことは、第二アミンが生成されるなどの工程Ｉ）に、および工程Ｉ）と、第二アミンを第一アミンに変換する工程ＩＩＩ）またはＩＶ）の組み合わせにも関する。
【００３２】
本願発明の方法の一の実施態様において、工程Ｉ）の還元条件は、水素雰囲気、ならびに白金、白金誘導体などの触媒、または好ましくは水中で安定している還元剤、例えばシアノ化水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウムまたはピリジンボラン、ジメチルアミンボランまたは２−ピコリンボランなどのアミンボラン複合体であってもよい。
【００３３】
還元剤および糖質は、１００対１、９０対１、８０対１、７０対１、６０対１、５０対１、４０対１、３０対１、２０対１、１０対１、９対１、８対１、７対１、６対１、５対１、４対１、３対１、２対１、１．５対１、１．２対１、１．１対１、１対１、好ましくは１．２対１の当量比にて用いられ得る。
【００３４】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程Ｉ）のアミンは第一有機アミンである。本願発明の第一アミンは、式：Ｒ１Ｈ２Ｎで示され、ここでＲ１はアルキルまたは芳香族基である。アルキル基は、炭素数１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９および３０のアルキル基より選択され得る。アルキル基は直鎖であっても、分岐鎖であっても、または環状であってもよく、飽和であっても、例えば、上記した炭素原子数を有するアルケンおよびアルキンなどの不飽和であってもよい。アルキル基は、Ｏなどの１個または複数のヘテロ原子を含んでもよい６個の環原子を有する環状飽和基であってもよい。Ｏなどの１個または複数のヘテロ原子を含んでもよい６個の環原子を有するそのような１個または複数の環状飽和基が一緒に結合されていてもよい。当該基が一緒に縮合するか、またはグリコシド結合により相互に結合されてもよい。
【００３５】
芳香族基は３と１４個の間の環原子を有する基より選択され得る。それらは単、二および多環であってもよく、環原子として炭素原子だけを含んでもよく、あるいはＮ、ＳおよびＯより選択される１個または複数のヘテロ原子を含んでもよい。
【００３６】
ヘテロ芳香族基の例は、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ピロール、インドール、イソインドール、チオフェン、ベンゾチオフェン、ベンゾ［ｃ］チオフェン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、プリン、ピラゾール、インダゾール、オキサゾール、ベンズオキサゾール、イソキサゾール、ベンズイソキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾールである。それらはベンゼン、ピリジン、ピラジン、ピリミジンおよびピリダジンなどの６員であってもよい。それらはナフタレン、キノリン、キノキサリン、イソキノリン、キナゾリンおよびシンノリンなどの縮合二環式環であってもよく、アントラセン、アクリジンなどの縮合多環式環であってもよい。
【００３７】
アルキルおよびアリール基は、ＯＨ、ＮＨ２、Ｃｌ、Ｉ、Ｂｒ、Ｆ、上記した炭素数のアルキル、上記した炭素数のアルコキシ、例えばメトキシより選択される１個または複数の基で置換されていてもよい。
【００３８】
さらには、Ｒ１は、カルボニル含有誘導体、リン含有誘導体、ケイ素含有化合物、ホウ素含有誘導体、セレン含有誘導体、含硫黄誘導体、アルコール含有誘導体、エーテル含有誘導体、エポキシド含有誘導体、ヘテロサイクル、アセタール含有化合物、−ＮＨ−アルキル誘導体、−ＮＨ−アリール誘導体、−ＮＨ−ベンジル誘導体、−ＮＨ−ＣＯ−アルキル誘導体、−ＮＨ−ＣＯ−アリール誘導体、−ＮＨ−ＣＯ−ベンジル誘導体、例えば、４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（ＯＢＡ）、ベンジルアミン、アリルアミン、ドデシルアミンまたは４−ニトロアニリンであってもよい。
【００３９】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、水溶性糖質はヘミセルロース、特にキシログルカンである。
【００４０】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の好ましい実施態様において、水溶性糖質はキシログルカンオリゴ糖である。
【００４１】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、糖質は三糖類などの少なくとも３個の単糖類を含む。
【００４２】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、水溶性糖質は、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個または少なくとも１０個の単糖類、例えば４ないし１０５００個の、４ないし１３５００個の単糖類を含む、可溶性糖質である。
【００４３】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、水溶性糖質は、分子量が少なくとも１ｋＤａ、少なくとも１．３５ｋＤａ、少なくとも１．４ｋＤａ、少なくとも２ｋＤａ、少なくとも３ｋＤａ、少なくとも４ｋＤａ、または少なくとも１０ｋＤａ、例えば１ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、例、１ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、１．３５ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、１．４ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、２ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、３ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、４ｋＤａないし１．５百万Ｄａ、１０ｋＤａないし１．５百万Ｄａのキシログルカンである。
【００４４】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、水溶性糖質は、分子量が１ｋＤａないし１．５百万Ｄａの、例えば１３５０Ｄａから５０ｋＤａまでのキシログルカンである。
【００４５】
多糖類の分子量を測定するのは一般に困難である。上記した値は平均分子量である。
【００４６】
本願発明のある実施態様において、澱粉、デキストラン、デキストリン、アガロースまたはセファロースは水溶性糖質として含まれない。
【００４７】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法の一の実施態様において、Ｉ）の反応混合物のｐＨは約ｐＨ５に調整される。
【００４８】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、ｐＨ４．７、ｐＨ４．８、ｐＨ４．９、ｐＨ５．０、ｐＨ５．１、ｐＨ５．２、ｐＨ５．３、ｐＨ５．４、ｐＨ５．５、ｐＨ５．６、ｐＨ５．７、ｐＨ５．８またはｐＨ５．９などのｐＨ４．０からｐＨ６．０の範囲にある。
【００４９】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ４．５またはｐＨ４．５より低い値であってはならない。本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ６またはｐＨ６よりも高い値であってはならない。本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）の反応混合物のｐＨは、ｐＨ４．５より高く、ｐＨ６よりも低い。
【００５０】
本願発明の一の実施態様において、反応混合物は工程Ｉの後で塩基性（ｐＨ＞７）とされ、その後で生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよい。
【００５１】
工程Ｉ）の後の反応混合物のｐＨは、プロトン化アミンのｐＫａ値より上のｐＨに、例えば、約ｐＨ７、ｐＨ７．５、ｐＨ８、ｐＨ８．５、ｐＨ９、ｐＨ９．５、ｐＨ１０、ｐＨ１０．５、ｐＨ１１、ｐＨ１１．５またはｐＨ１２などのｐＨ７ないしｐＨ１２に、例えば、ｐＨ９などのｐＨ９−１０に調整されてもよい。水性アンモニアが用いられてもよい。
【００５２】
工程Ｉ、工程ＩＩＩ）ａ）およびＩＶ）ａ）において使用される酸は、ＨＣｌなどのいずれの無機酸、あるいは酢酸などのいずれの有機酸であってもよい。
【００５３】
工程Ｉ）、ＩＩ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）において、反応溶媒は、成分の実質的に大部分を溶解する、水または実質的に水であってもよい。
【００５４】
アミノ化水溶性糖質を生成する本願発明の方法のさらにもう一つ別の実施態様において、メタノール、エタノール、１−または２−プロパノール、１−、２−または３−ブタノール、好ましくはメタノールなどの炭素数１−４のアルコールが、インキュベーションの前に工程Ｉ）の反応混合物に添加される。
【００５５】
アルコールと水の混合物が溶媒として用いられるのに好ましい。というのは、この混合物が高收率を付与するからである。アルコールと水の間で１−１０：１、特に４：１の割合が使用される。一の実施態様に従って、メタノールと水を４：１の割合で用いる。
【００５６】
工程Ｉ）の反応混合物にアルコール、好ましくはメタノールを任意に添加した後で、反応が実質的に完了した後に、例えば、蒸発によりアルコールを除去してもよい。ｐＨを塩基性にする場合、ｐＨを調整し、塩基性にする前に、アルコールが除去されてもよい。
【００５７】
工程Ｉ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）の反応の実質的な完了は、例えばＴＬＣ（薄層クロマトグラフィー）、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ、ＮＭＲ、ＩＲまたはＧＰＣのより決定されてもよい。
【００５８】
好ましい実施態様において、收率は、６０％と１００％の間などの、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または１００％にずっと近い値、あるいは上記した％値を組み合わせて得られるその間にある値である。
【００５９】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）およびＩＶ）は高温で実施される。したがって、温度は約室温、２５℃であってもよいが、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃または１００℃であってもよい。温度は室温と１００℃の間にあればよく、あるいは上記した温度を組み合わせて得られるその間にある値であってもよい。
【００６０】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程Ｉ）の温度は約５５℃である。
【００６１】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）のインキュベーション時間は一晩である。
【００６２】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）のインキュベーション時間は、約１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、４８、６０、７２または８４時間などの１と１００時間の間にある。
【００６３】
本願発明の方法のもう一つ別の実施態様において、工程Ｉ）のインキュベーション時間は、約１８時間である。
【００６４】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、触媒が工程ＩＩＩａ）およびＩＶａ）にて添加される。
【００６５】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程ＩＩＩａ）およびＩＶ）の触媒は、活性炭上パラジウムであってもよい。該触媒は活性炭上２％−２５％パラジウムを含んでもよい。
【００６６】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、工程ＩＩＩａ）およびＩＶ）にて添加される触媒は活性炭上１０％パラジウムである。
【００６７】
本願発明の方法の好ましい実施態様において、触媒が工程ＩＩＩｂ）およびＩＶｂ）にて添加される触媒は、化合物を沈殿させる前に取り除かれる。
【００６８】
本願発明の方法の一の実施態様において、沈殿はアセトンなどの非プロトン性有機溶媒またはいずれのアルコール、特にエタノールなどのプロトン性有機溶媒でなされてもよい。
【００６９】
合成操作は、糖質が還元条件下でベンジルアミンまたはアリルアミンなどの第一アミンと一緒に濃縮されている、反応混合物を含んでもよい。
【００７０】
多量の第一アミンを用いる代わりに、１．５当量の第一アミンを１．５当量のシアノ水素化ホウ素ナトリウムと一緒に用いるのが好ましい。メタノールなどのアルコールと水の混合物を溶媒として用いることで高收率が達成されるため、そのような混合物が好ましい。４：１の割合のこれらの溶媒は出発物質の良好な溶解度および最高の收率をもたらした。
【００７１】
反応は、塩基性条件と比べてより望ましい結果をもたらした、わずかに酸性の条件にて特に実施される。酢酸を添加することで得られるｐＨ５が最高の結果をもたらした。ほぼ塩不含の反応条件は精製を簡素化し、試薬および副生成物は抽出および蒸発で除去した。生成物を沈殿により単離し、遠心分離により白色固体を集めた。
【００７２】
トリアセトキシボロ水素化物、ピリジンボラン、ジメチルアミンボランまたは２−ピコリンボランなどのアミンボラン、亜ジチオン酸ナトリウムまたは水素化雰囲気下で用いる酸化白金などの他の還元剤を、シアノ水素化ホウ素ナトリウムの代わりに用い、還元条件を生成することができる。
【００７３】
合成工程は、糖質がベンジルアミンまたはアリルアミンなどのアミンと還元条件下で凝縮されている、反応混合物を含む。さらなる反応において、ベンジル基およびアリル基は、各々、例えば、第一アミノ基を有する糖質に至る加水分解および／または触媒作用により切断されてもよい（反応経路４を参照のこと）。触媒量の活性炭上パラジウムをその切断工程にて触媒として用いるのが好ましく、この触媒は再使用して環境を守り、この工程の製造コストを下げることができる。
【００７４】
工程ＩＩＩａ）の水素化分解反応において、水素化分解は反応速度を上げるのに酸性条件下で実施されてもよい。有機酸（酢酸）は沈殿および遠心分離工程の間に生成物より容易に除去され得るので、該酸が用いられた。この反応の速度をさらに上げるのに、さらに高い水素圧が用いられてもよい。６−１０ｐｓｉの水素圧が用いられたが、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、少なくとも９０、または少なくとも１００ｐｓｉの圧力が使用されてもよく、その上さらに高い、２００、５００、７００または１０００ｐｓｉなどの圧力が使用され得る。６−１０００ｐｓｉの圧力または６−１０ｐｓｉなどの上記した圧力の数値を組み合わせることで得られる中間の値の圧力を用いてもよい。
【００７５】
本願発明はまた、すべての工程Ｉ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）を含み、インキュベーション工程Ｉ）がｐＨを限定することなく実施されてもよい、アミノ基を水溶性糖質に導入する方法に関する。このように、本願発明の方法は、インキュベーション工程Ｉ）においていずれのｐＨで、好ましくは上記したｐＨ値で実施されてもよい。
【００７６】
したがって、本願発明は、水溶性糖質と、式：Ｒ１ＮＨ２（ここで、Ｒ１はアミンより除去可能な化学基である）で示されるアミンを含む、反応混合物中にてアミノ化された水溶性糖質を生成する方法であって、
Ｉ）反応混合物をインキュベートし、
ＩＩ）ついで、生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させ、
ＩＩＩ）Ｒ１基、例えばベンジル基をアミンから
生成されたアミノ化糖質を
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを水素気体と触媒の存在下で高圧で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで水素化分解することで除去するか、
または
ＩＶ）Ｒ１基、例えばアリル基をアミンから
ＩＶ）アミノ化糖質をエナミンに異性化し、該エナミンを酸加水分解によって除去することにより除去する、方法に関する。
【００７７】
工程ＩＶ）のアミノ化糖質の異性化および加水分解は、
ａ）その生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）その後でアミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい
ことで実施されてもよい。
【００７８】
工程ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶに関して本願明細書に記載の情報および詳細はすべて、変更すべき個所は変更して、この操作に適用に適用され、およびその逆も同様であり、違いは工程ＩにてｐＨに限定があるかどうかに過ぎない。このように、工程ＩＩ）、ＩＩＩ）およびＩＶ）はすべて、工程ＩにていかなるｐＨが使用されるかに関わりなく、同じ条件下で実施されてもよい。
【００７９】
この方法のいくつかの利点は、少量のベンジルアミン（１ないし３当量、好ましくは１．５当量）およびＮａＣＮＢＨ４（１ないし３当量、好ましくは１．５当量）が使用されることなどである。触媒量のパラジウム／活性炭が水素化分解工程の触媒として用いられるのに好ましく、この触媒は再使用され、環境を守り、この工程の生産コストを下げることができる。
【００８０】
さらには、該方法は、大規模生産に移行した場合に、好ましい点がいくつかある。該反応では塩がほとんど含まれないため、例えば、蒸発させ、有機溶媒に抽出することで試薬を除去することができ、沈殿および遠心分離を行うのに工業的規模の標準的装置を用いることができる。
【００８１】
該合成は、従前の方法と比べて、大規模で、高收率７５−９８％にて実施され得る。第一工程の反応時間は、５５℃の高温で約１８時間であり、この反応時間はこれまで使用されていた約３ないし２０日間と比べてずっと短い。このことは、該方法が高分子量の多糖類に適用可能であるから、特に顕著である。
【００８２】
さらには、初期の報告でｐＨは４より小さくなければならない、あるいは約７−８でなければならず、收率は８９と９８％の間であったとされていることから、工程Ｉ）の反応環境で最適ｐＨが５であることは予期できないことであった。米国２００６／０２４２７７０（ＷＯ２００４／０９４６４６）にて提供される実験と比較した場合に、ｐＨ４（実施例（ｅｘ．）１にてｐＨ３．８５）およびｐＨ４．５（実施例４のアセテート緩衝液）が用いられており、その收率が約４０％であり、この効果はさらに予期せぬこととなった。
【００８３】
本願発明はまた、少なくとも２ｋＤａの分子量を有する、アミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカン分子に関する。特に、本願発明は、本願明細書に記載の方法により生成され、上記したアミン基を含む、アミノ化ヘミセルロース分子に関する。
【００８４】
一の実施態様において、アミノ化ヘミセルロース分子の分子量は、１ｋＤａから１５ｋＤａ、例えば、１ｋＤから１５ｋＤａ、１．３５ｋＤａから１５ｋＤａ、１．４ｋＤａから１５ｋＤａ、２ｋＤａから１５ｋＤａ、３ｋＤａから１５ｋＤａ、４ｋＤａから１５ｋＤａ、１０ｋＤａから１５ｋＤａのような、少なくとも１ｋＤａ、少なくとも１．３５ｋＤａ、少なくとも１．４ｋＤａ、少なくとも２ｋＤａ、少なくとも３ｋＤａ、少なくとも４ｋＤａ、または少なくとも１０ｋＤａである。
【００８５】
本願発明はまた、式：
【化１】
［式中：
Ｒ１は化学基であり、ＲはＨ、ガラクトース、アラビノースまたはフコースであり；
ｎは２と２０００の間にあるように１よりも大きな数であり、分子量は１３５０Ｄａよりも大きく；
ｎは２と２０００の間にあり；および
分子量は６５００Ｄａよりも大きい］
で示されるアミノ化ヘミセルロース分子に関する。
【００８６】
本願発明の方法を用いて生成されるアミノ化ヘミセルロースの分子量に関して上記されている事項は上記した式の分子にも関する。
【００８７】
引用されているすべての文献は出典明示により本願明細書の一部とする。
【００８８】
本願発明は、次に記載の、発明を限定するものではない、実施例により支持されている。
【００８９】
実施例１−５
ＸＧＯを用い、シアノ水素化ホウ素ナトリウムを還元剤として用いる反応が反応経路２に示される。
【００９０】
実施例１
Ｒ１＝ベンジル基（Ｂｎ）
ＸＧＯ（５０ｇ、３９ミリモル）をＭｅＯＨ／Ｈ２Ｏ（４：１、７００ｍＬ）に５５℃にて溶かした。ベンジルアミン（６．４ｍＬ、５９ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（３．７ｇ、５９ミリモル）を添加した。ついで、酢酸（８ｍＬ）を添加してｐＨを５にし、反応混合物を５５℃で一夜攪拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル／Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って反応が完了した後、反応混合物を蒸発させてメタノールを除去した。ついで、該生成物を冷エタノール（３Ｌ）に沈殿させ、ついで遠心分離により白色固体を集めた。生成物を真空下で乾燥させ、４９ｇの生成物（３６ミリモル、９２％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９１】
実施例２
Ｒ１＝アリル基（Ａｌｌ）
ＸＧＯ（３ｇ、２．３４ミリモル）を２５ｍＬ ＭｅＯＨ、５ｍＬ Ｈ２Ｏおよび０．３０ｍＬ 酢酸の混合物に溶かした。ＮａＣＮＢＨ３（０．２２０ｇ、３．５ミリモル）およびアリルアミン（０．２７７ｍＬ、３．６９ミリモル）を添加し、反応物を５５℃で一夜攪拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って完了した後、該混合物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。凍結乾燥に付して、２．６５ｍｇの生成物（０．２０ミリモル、８５％）（Ｒ１＝Ａｌｌ）を得た。
【００９２】
実施例３
Ｒ１＝４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（ＯＢＡ）
ＸＧＯ（８．１８ｇ、６．４ミリモル）を８０ｍＬの水に溶かした。４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（２３．２ｇ、６２．７ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（２．３６、３７．６ミリモル）を添加し、混合物のｐＨを１Ｍ ＮａＯＨ（１５ｍＬ）で６に調整した。該混合物を４８時間攪拌し、ついで濾過（ガラスフィルター）して過剰な４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸を除去した。濾液に、１Ｍ ＨＣｌ（２５ｍＬ）をｐＨが２−３に達するまで加えた。該混合物を逆相シリカゲルのプラグ（Ｃ−１８）を介する濾過に付して精製した。濃縮および凍結乾燥に付し、１２．５７ｇの生成物を得、それは未反応の４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸の少量の不純物（Ｒ１＝４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸）を含有した。
【００９３】
実施例６−９
異なる還元剤を用いるＸＧＯのベンジルアミンでの還元的アミノ化が反応経路２に示される。
【００９４】
実施例６
還元剤＝トリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウム、Ｎａ（ＯＡｃ）３ＢＨ
ＸＧＯ（１ｇ、０．７８ミリモル）を４ｍＬ ＭｅＯＨ、１ｍＬ Ｈ２Ｏに溶かした。Ｎａ（ＯＡｃ）３ＢＨ（０．３３１ｇ、１．５６ミリモル）およびベンジルアミン（０．１７ｍＬ、１．５６ミリモル）を添加した。酢酸を加え、ｐＨを５にし、反応物を５５℃で一夜攪拌した。さらにＮａ（ＯＡｃ）３ＢＨ（０．３３１ｇ、１．５６ミリモル）およびベンジルアミン（０．１７ｍＬ、１．５６ミリモル）を加え、該混合物を５５℃で４８時間撹拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って完了した後、該混合物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。該生成物をエタノールに再度沈殿させ、生成物の単離を繰り返した。凍結乾燥に付して、６１６ｍｇの生成物（０．４８ミリモル、６２％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９５】
実施例７
還元剤＝ジメチルアミンボラン複合体（（ＣＨ３）２ＮＨ ＢＨ３）
ＸＧＯ（１ｇ、０．７８１ミリモル）を８ｍＬ ＭｅＯＨ、２ｍＬ Ｈ２Ｏおよび０．１ｍＬ 酢酸の混合物に溶かした。ベンジルアミン（０．１２８ｍＬ、１．１７ミリモル）およびジメチルアミンボラン複合体（０．２２０ｇ、３．５ミリモル）を添加し、反応物を３０℃で一夜攪拌した。ＴＬＣによれば、ほんの少量の生成物しか形成されなかった。該混合物をジメチルアミンボラン複合体（３ｘ７０ｍｇ）をさらに３回加えて４０℃で７２時間以上撹拌し、ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦによれば反応は完了した。混合物を濃縮し、生成物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。凍結乾燥に付して、７８８ｍｇの生成物（０．５８ミリモル、７４％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９６】
実施例８
還元剤＝２−ピコリンボラン複合体（Ｃ６Ｈ７Ｎ ＢＨ３）
ＸＧＯ（１ｇ、０．７８１ミリモル）を８ｍＬ ＭｅＯＨ、２ｍＬ Ｈ２Ｏおよび０．１ｍＬ 酢酸の混合物に溶かした。ベンジルアミン（０．１２８ｍＬ、１．１７ミリモル）およびピコリンボラン複合体（１２５ｍｇ）を添加し、反応物を４０℃で一夜攪拌した。ＴＬＣによれば、ほんの少量の出発物質が残っているだけで、さらにピコリンボラン複合体（１２５ｍｇ）を加え、混合物を再度４０℃で一夜撹拌した。ＴＬＣ（アセトニトリル−Ｈ２Ｏ ２：１）およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦは、今度は、変換の完了を示し、反応を停止させた。混合物を濃縮し、生成物を氷冷エタノール中に沈殿させた。遠心分離により白色物質を集め、水に溶かし、濃縮させた。凍結乾燥に付して、７４７ｍｇの生成物（０．５５ミリモル、７０％）（Ｒ１＝Ｂｎ）を得た。
【００９７】
実施例９
還元剤＝亜ジチオン酸ナトリウム
０．５ｇのＸＧＯを０．５Ｍ ＮａＯＡｃ緩衝液（ｐＨ５．５）（２ｍＬ）に溶かし、つづいて８４ｍｇ（２当量）のベンジルアミンおよび０．２７ｇ（４当量）のＮａ２Ｓ２Ｏ４を添加した。反応物を５５℃撹拌し、ＴＬＣ（水：アセトニトリル １：２）でモニター観察した。（Ｒ１＝Ｂｎ）
【００９８】
実施例１０−１１
ベンジル基およびアリル基の切断、反応経路４
【００９９】
実施例１０
Ｒ１＝Ｈ（ベンジル基の水素化分解）
ＸＧＯＮＨＢｎ（５０ｇ、３６．６ミリモル）をＨ２Ｏ（１５０ｍＬ）に溶かし、酢酸（３ｍＬ）を加え、ｐＨを５にした。活性炭上１０％パラジウム（２．５ｇ）を加え、混合物を６−１０ｐｓｉの圧で水素化分解に付した。反応をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦでモニターし、７２時間後に反応が完了した。遠心分離により触媒を除去し、ついで、透明な溶液を濃縮した。生成物を冷エタノール（３Ｌ）中に沈殿させ、遠心分離により白色物質を集めた。沈殿物をＨ２Ｏに溶かし、凍結乾燥に付して、３８ｇの生成物（２９．７ミリモル、８１％）（Ｒ１＝Ｈ）を得た。
【０１００】
実施例１１
Ｒ１＝Ｈ（アリル基の除去）
ＸＧＯＮＨＡｌｌ（０．１ｇ、０．０７６ミリモル）を３ｍＬのＭｅＯＨ、２ｍＬのＨ２Ｏおよび４０μＬの酢酸に溶かした。微量（スパテラ先端量）の活性炭上１０％パラジウムを加え、混合物を６０℃で４８時間撹拌した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦに従って完了した後、遠心分離により活性炭上パラジウムを除去し、透明な溶液を濃縮し、凍結乾燥に付して、８５ｍｇの生成物（０．０６６ミリモル、８７％）（Ｒ１＝Ｈ）を得た。
【０１０１】
実施例１２−１３
分子量が１５ｋＤのキシログルカンを用いた、反応経路２
【０１０２】
実施例１２
Ｒ１＝４，４−ジアミノスチルベン−２，２‘−ジスルホン酸（ＯＢＡ）
キシログルカン １５ｋＤ（１ｇ、０．０６７ミリモル）を２０ｍＬの水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ）に溶かした。４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸（ＯＢＡ）（１２３ｍｇ、０．３３ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（２１ｍｇ、０．３３ミリモル）を加えた。１Ｍ ＮａＯＨでｐＨを５に調整した。混合物を５５℃で撹拌した。反応経路をＧＰＣでモニター観察し、４８時間後には、出発物質はすべて消費された。混合物を遠心分離に付し、透明な溶液を濃縮し、ＮＨ３（２５％）で塩基性（ｐＨ９）にした。生成物をエタノール（５００ｍＬ）に沈殿させ、沈殿物を遠心分離（４４００ｒｐｍ）で集めた。沈殿操作を繰り返し、すべての４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸を除去した。ついで、生成物を水に溶かし、エタノールを蒸発させ、凍結乾燥に付して９９０ｍｇ（９７％）の生成物を得た（Ｒ１＝４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸）。
【０１０３】
実施例１３
Ｒ１＝ベンジル基（Ｂｎ）
キシログルカン １５ｋＤ（１ｇ、０．０６７ミリモル）を１５ｍＬの水に溶かした。ベンジルアミン（３６μＬ、０．３３ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（２１ｍｇ、０．３３ミリモル）を加えた。酢酸を加え、反応混合物のｐＨを５にした。混合物を５５℃で１８時間撹拌し、生成物をエタノールに沈殿させ、遠心分離により集め、沈殿操作を繰り返した。生成物を水に溶かし、エタノールを蒸発させ、凍結乾燥に付して９００ｍｇ（８９％）の生成物を得た（Ｒ１＝Ｂｎ）。
【０１０４】
実施例１４−１６
分子量が４ｋＤａのキシログルカン（ＸＧＯ３）を用いた、反応経路２
【０１０５】
実施例１４
Ｒ１＝４，４−ジアミノスチルベン−２，２‘−ジスルホン酸（ＯＢＡ）
ＸＧＯ３（１ｇ，０．２５ミリモル）を２０ｍＬのＭｅＯＨ／水（２：１）に溶かした。４，４−ジアミノスチルベン−２，２‘−ジスルホン酸（ＯＢＡ）（４６３ｍｇ、１．２５ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（７９ｍｇ、１．２５ミリモル）を加えた。１Ｍ ＮａＯＨでｐＨを５に調整した。混合物を５５℃で撹拌した。反応経路をＧＰＣでモニター観察し、１８時間後には、出発物質はすべて消費された。混合物を遠心分離に付し、透明な溶液を濃縮し、メタノールを除去した。溶液をＮＨ３（２５％）を添加して塩基性（ｐＨ９）にした。生成物をエタノール（５００ｍＬ）に沈殿させ、沈殿物を濾過で集めた。濾液をエタノールで十分に洗浄し、それを水に溶かし、濃縮した。該溶液を凍結乾燥に付して１．０ｇ（９８％）の生成物を得た（Ｒ１＝４，４‘−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸）。
【０１０６】
実施例１５
Ｒ１＝ベンジル基（Ｂｎ）
ＸＧＯ３（１ｇ，０．２５ミリモル）を２０ｍＬのＭｅＯＨ／水（２：１）に溶かした。ベンジルアミン（１３６μＬ、１．２５ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（７９ｍｇ、１．２５ミリモル）を加えた。酢酸を加え、反応混合物のｐＨを５にした。混合物を５５℃で撹拌し、１８時間後、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦによれば反応が完了した。混合物を濃縮し、生成物をエタノール（５００ｍＬ）に沈殿させた。混合物を濾過し、沈殿物をエタノールで洗浄し、それを水に溶かした。濃縮し、つづいて凍結乾燥に付して９７０ｍｇ（９６％）の生成物を得た（Ｒ１＝Ｂｎ）。
【０１０７】
実施例１６
Ｒ１＝ドデシル
ＸＧＯ３（１ｇ，０．２５ミリモル）を２０ｍＬのＭｅＯＨ／水（１：１）に溶かした。ドデシルアミン（１４０ｍｇ、０．７５ミリモル）およびＮａＣＮＢＨ３（５０ｍｇ、０．７５ミリモル）を加えた。酢酸を加え、反応混合物のｐＨを５にした。混合物を５５℃で１８時間撹拌した。さらにドデシルアミン（１４０ｍｇ）およびＮａＣＮＢＨ３（５０ｍｇ）を加え、反応物を５５℃で１８時間撹拌した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦによれば反応が完了した。混合物を濃縮し、生成物をアセトンに沈殿させた。白色物質を遠心分離により集め、水に溶かし、濃縮し、凍結乾燥に付して０．７１ｇ（７１％）の生成物を得た（Ｒ１＝ドデシル）。
【０１０８】
表１ 文献に記載の糖質についての還元的アミノ化反応の要約
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性糖質および第一アミンを含む反応混合物中、還元条件下でアミノ化水溶性糖質を製造する方法であって、
Ｉ）反応混合物を酸性にし（ｐＨを７よりも低く調整し）、インキュベートし、および
ＩＩ）ついで、アミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよい
ことを含む、方法。
【請求項２】
第一アミンが、式：Ｒ１ＮＨ２で示され、ここでＲ１がアミンより除去可能な、または除去できない化学基である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
Ｒ１基を除去し、第一アミノ基を糖質上にクリエートする工程をさらに含む、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ＩＩＩ）Ｒ１がベンジル基である場合、
ａ）生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下、高圧下で水素気体と反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）ついで、アミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい、
ことで生成されたアミノ化糖質を水素化分解に付すことにより、Ｒ１基を除去し、第一アミノ基を糖質上にクリエートする工程をさらに含む、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ＩＶ）Ｒ１基がアリル基である場合、
ａ）生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）ついで、アミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい、
ことで生成されたアミノ化糖質を異性化および加水分解に付すことにより、Ｒ１基を除去し、第一アミノ基を糖質上にクリエートする工程をさらに含む、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
工程Ｉ）の還元条件が、水素雰囲気と、白金、白金誘導体などの触媒、またはイミンおよびエナミンを還元する還元剤、好ましくはシアノ水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウムまたはピリジンボラン、ジメチルアミンボランまたは２−ピコリンボランなどのアミンボラン複合体である、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
アミンが、ベンジルアミン、アリルアミン、ドデシルアミン、４−ニトロアニリンまたは４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸などの有機第一アミンである、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
水溶性糖質が、キシログルカンなどのヘミセルロースである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
水溶性糖質がキシログルカンオリゴ糖である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
炭素数１−４のアルコール、例えばメタノールなどのアルコールを、工程Ｉ）の反応の前に反応混合物に添加する、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工程Ｉ）の反応混合物のｐＨが約５に調整される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
アルコールの任意の添加および反応の実質的な完了後に、アルコールが除去されるように、工程ＩＩ）が修飾されている、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
水溶性糖質および式：Ｒ１ＮＨ２（ここでＲ１はアミンより除去可能な化学基である）で示されるアミンを含む反応混合物中にてアミノ化水溶性糖質を製造する方法であって、
Ｉ）反応混合物をインキュベートし、
ＩＩ）ついで、生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよく、
ＩＩＩ）
ａ）生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下、高圧下で水素気体と反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）ついで、アミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい、
ことで生成されたアミノ化糖質を水素化分解に付すことにより、Ｒ１基、例えばベンジル基をアミンより除去するか、
ＩＶ）アミノ化糖質をエナミンに異性化し、該エナミンを酸加水分解により除去することでＲ１基、例えばアリル基をアミンより除去する
ことを含む、方法。
【請求項１４】
分子量が６４００Ｄａより大きなアミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカン分子。
【請求項１５】
分子量が少なくとも１ｋＤａである、ＯＢＡ−キシログルカン分子である、請求項１２記載のアミノ化ヘミセルロース分子。
【請求項１６】
式：
【化１】
［式中：
Ｒ１が化学基であり、
ＲがＨ、ガラクトース、アラビノースまたはフコースであり、
ｎが２と２０００の間にあるような１より大きな数であって、分子量が１３５０Ｄａより大きく、
ｎが２と２０００の間にあり、および
分子量が６５００Ｄａより大きい］
で示される、アミノ化ヘミセルロース分子。
【請求項１】
水溶性糖質および第一アミンを含む反応混合物中、還元条件下でアミノ化水溶性糖質を製造する方法であって、
Ｉ）反応混合物を酸性にし（ｐＨを７よりも低く調整し）、インキュベートし、および
ＩＩ）ついで、アミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよい
ことを含む、方法。
【請求項２】
第一アミンが、式：Ｒ１ＮＨ２で示され、ここでＲ１がアミンより除去可能な、または除去できない化学基である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
Ｒ１基を除去し、第一アミノ基を糖質上にクリエートする工程をさらに含む、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ＩＩＩ）Ｒ１がベンジル基である場合、
ａ）生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下、高圧下で水素気体と反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）ついで、アミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい、
ことで生成されたアミノ化糖質を水素化分解に付すことにより、Ｒ１基を除去し、第一アミノ基を糖質上にクリエートする工程をさらに含む、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ＩＶ）Ｒ１基がアリル基である場合、
ａ）生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下で反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）ついで、アミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい、
ことで生成されたアミノ化糖質を異性化および加水分解に付すことにより、Ｒ１基を除去し、第一アミノ基を糖質上にクリエートする工程をさらに含む、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
工程Ｉ）の還元条件が、水素雰囲気と、白金、白金誘導体などの触媒、またはイミンおよびエナミンを還元する還元剤、好ましくはシアノ水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウムまたはピリジンボラン、ジメチルアミンボランまたは２−ピコリンボランなどのアミンボラン複合体である、請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
アミンが、ベンジルアミン、アリルアミン、ドデシルアミン、４−ニトロアニリンまたは４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸などの有機第一アミンである、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
水溶性糖質が、キシログルカンなどのヘミセルロースである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
水溶性糖質がキシログルカンオリゴ糖である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
炭素数１−４のアルコール、例えばメタノールなどのアルコールを、工程Ｉ）の反応の前に反応混合物に添加する、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工程Ｉ）の反応混合物のｐＨが約５に調整される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
アルコールの任意の添加および反応の実質的な完了後に、アルコールが除去されるように、工程ＩＩ）が修飾されている、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
水溶性糖質および式：Ｒ１ＮＨ２（ここでＲ１はアミンより除去可能な化学基である）で示されるアミンを含む反応混合物中にてアミノ化水溶性糖質を製造する方法であって、
Ｉ）反応混合物をインキュベートし、
ＩＩ）ついで、生成されたアミノ化水溶性糖質を沈殿させてもよく、
ＩＩＩ）
ａ）生成されたアミノ化糖質を水および酸に溶かし、それを触媒の存在下、高圧下で水素気体と反応させ、
ｂ）触媒を除去し、
ｃ）ついで、アミノ化水溶性糖質の生成物を沈殿させてもよい、
ことで生成されたアミノ化糖質を水素化分解に付すことにより、Ｒ１基、例えばベンジル基をアミンより除去するか、
ＩＶ）アミノ化糖質をエナミンに異性化し、該エナミンを酸加水分解により除去することでＲ１基、例えばアリル基をアミンより除去する
ことを含む、方法。
【請求項１４】
分子量が６４００Ｄａより大きなアミノ化ヘミセルロース分子、特にキシログルカン分子。
【請求項１５】
分子量が少なくとも１ｋＤａである、ＯＢＡ−キシログルカン分子である、請求項１２記載のアミノ化ヘミセルロース分子。
【請求項１６】
式：
【化１】
［式中：
Ｒ１が化学基であり、
ＲがＨ、ガラクトース、アラビノースまたはフコースであり、
ｎが２と２０００の間にあるような１より大きな数であって、分子量が１３５０Ｄａより大きく、
ｎが２と２０００の間にあり、および
分子量が６５００Ｄａより大きい］
で示される、アミノ化ヘミセルロース分子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【公表番号】特表２０１２−５１６９２８（Ｐ２０１２−５１６９２８Ａ）
【公表日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４９１２３（Ｐ２０１１−５４９１２３）
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０５０１３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９０５９１
【国際公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（５０２３２５７０８）スウェツリー・テクノロジーズ・アクチボラゲット (4)
【氏名又は名称原語表記】ＳｗｅＴｒｅｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＢ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０５０１３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９０５９１
【国際公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（５０２３２５７０８）スウェツリー・テクノロジーズ・アクチボラゲット (4)
【氏名又は名称原語表記】ＳｗｅＴｒｅｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＢ
【Ｆターム（参考）】
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