リブロース−１，５−二リン酸の固定化方法
【課題】二酸化炭素固定化反応において有用なリブロース−１，５−二リン酸を固定化する手法、及び、有機溶媒に抽出する方法を提供すること。
【解決手段】下記式（１）で示される化合物。
［式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、水素原子、アルキル基、又はアリール基であり、ただし、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環を形成し特に、ピリジン環であり、Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。］
【解決手段】下記式（１）で示される化合物。
［式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、水素原子、アルキル基、又はアリール基であり、ただし、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環を形成し特に、ピリジン環であり、Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カテコール誘導体である新規化合物、それを用いたリブロース−１，５−二リン酸を固定化する方法および抽出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題との関連で、植物の光合成反応による二酸化炭素固定化メカニズムの解明が重要視されている。二酸化炭素を固定化するに際して、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）が最も重要な役割を果たしていることが知られている。Calvinらによって提案されたCalvin-Benson回路（C3回路）によれば、下記に示すように、リブロース−１，５−二リン酸カルボキシラーゼ（RuBisCO）によってRuBPに二酸化炭素が固定化され、ついで、その付加体は加水分解されて、２分子のホスホグリセリン酸（PGA）へと変換するとされている。
【化４】
【０００３】
C3回路は、数多くの酵素が関与する複雑な反応系であるが、そのほとんどのステップについては酵素反応による再現がなされている（例えば、D. W. Lawlor, "Photosynthesis : molecular, physiological and environmental processes. 2nd ed.”, Harlow Essex：非特許文献１）。しかしながら、C3回路で最も重要な二酸化炭素固定に関与しているRuBisCOの構造に関しては多くの議論がおこなわれているが、（例えば、J. Mol. Biol. (1997) 265, 432-444：非特許文献２）二酸化炭素固定反応の再現はなされていない。
【非特許文献１】D. W. Lawlor, "Photosynthesis : molecular, physiological and environmental processes. 2nd ed.”, Harlow Essex
【非特許文献２】J. Mol. Biol. (1997) 265, 432-444
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この理由として以下の２つが提案される。１つ目としては、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）の平衡の偏りが考えられる。すなわち、RuBPは直鎖状構造と環状構造が共存しているが、平衡状態では環状構造に大きく偏っている。
【化５】
これに対し、C3回路では、直鎖状のRuBPに対して二酸化炭素が反応するとされている。しかしながら、直鎖状RuBPを固定する手法が従来存在しなかった。
【０００５】
次に、RuBPの有機溶媒への不溶性・難溶性が考えられる。すなわち、RuBPは水以外の溶媒に対してほとんど溶けないため、その反応性を化学的に検討することが困難であった。
【０００６】
したがって、直鎖状のRuBPを固定化する手法、RuBPを有機溶媒に抽出する方法が望まれていた。
【０００７】
本発明は、二酸化炭素固定化反応において有用なRuBPを固定化する手法、有機溶媒に抽出する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様では、下記式（１）で示される化合物が提供される。
【化６】
［式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基であり、ただし、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環を形成してもよく、かつ、置換基を有していてもよく、Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。］
【０００９】
本発明の第１態様において、前記式（１）中、
【化７】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、上記の意味を有する。］が、それぞれ、
【化８】
［式中、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。］であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第１態様において、前記式（１）中、−Ｌ1−及び−Ｌ2−が、−（ＣＨ2）3−であることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の固定化方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の第３態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の抽出方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、リブロース−１，５−二リン酸を固定化することができ、また、水のみならず有機溶媒に抽出することが可能となる。本発明の化合物によれば、リブロース認識剤、リブロースキレート剤、リブロース分離剤等としての応用が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１態様では、下記式（１）で示される化合物が提供される。
【化９】
【００１５】
上記式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。
【００１６】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ10アルキル基」は、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ3アルキル基であることが更に好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、又はヘキシル等を挙げることができる。
【００１７】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ10アリール基」の例としては、制限するわけではないが、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、又はインデニル等を挙げることができる。
【００１８】
本発明の第１態様において、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6で示される「Ｃ1〜Ｃ10アルキル基」、「Ｃ6〜Ｃ10アリール基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に１個以上導入されていてもよく、置換基数が２個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００１９】
本発明の第１態様において、Ａ1及びＡ2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、合成の簡便性、立体的要因の観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の第１態様において、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環（Ｎ+を含む環）を形成してもよい。これらの置換基が形成する環は、３員環〜１６員環であることが好ましく、４員環〜１２員環であることがより好ましく、５員環〜７員環であることが更に好ましい。これらの置換基が形成する環は芳香族環であってもよく、また、更に単数又は複数の環が形成されていてもよい。
【００２１】
前記飽和環または不飽和環は、Ｎ+のほかに、酸素原子、硫黄原子、または式―Ｎ（Ｐ）―で示される基（式中、Ｐは水素原子またはＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。）で中断されていてもよい。
ここで、Ｐは、水素原子またはＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましく、水素原子またはＣ1〜Ｃ7炭化水素基であることが更に好ましく、Ｂは水素原子、Ｃ1〜Ｃ3アルキル基、フェニル基またはベンジル基であることが更になお好ましい。
【００２２】
前記飽和環または不飽和環としては、例えば、アジリジン環、アジリン環、ピロール環、ピロリジン環、ピラゾール環、ピラゾリジン環、イミダゾール環、イミダゾリジン環、ピリジン環、ピペリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環等であって、環を構成する窒素の一つが第四級アンモニウム形になったものを挙げることができる。
【００２３】
この飽和環又は不飽和環は、置換基を有していてもよく、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル等のＣ1〜Ｃ10アルキル基、フェニル等のＣ6〜Ｃ10アリール基など）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などの置換基が導入されていてもよい。
【００２４】
本発明の第１態様において、本発明にかかる化合物の溶解度を向上させる観点から、前記飽和環又は不飽和環は、１以上の置換基を有することが好ましく、１以上のＣ1〜Ｃ10アルキル基を有することがより好ましい。本発明にかかる化合物の合成および単離を容易にする観点からは、前記飽和環又は不飽和環は、置換基として１以上のブチル基、又は１以上のペンチル基を有することが特に好ましい。
【００２５】
本発明の第１態様において、前記飽和環又は不飽和環は、ピリジン環であることが好ましい。すなわち、前記式（１）中、
【化１０】
が、それぞれ、
【化１１】
であることが好ましい。
【００２６】
上記式中、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。
【００２７】
本発明の第１態様において、本発明にかかる化合物の溶解度を向上させる観点からは、上記２つのピリジン環は、それぞれ、１以上の水素原子以外の置換基を有することが好ましい。すなわち、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4およびＢ5のうちの１以上の基（NMRの解析を簡便にする、分子の対称性をあげ結晶性を向上させる、原料の入手が容易等の観点からはＢ3であることが好ましい）、並びに、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10のうち１以上の基（NMRの解析を簡便にする、分子の対称性をあげ結晶性を向上させる、原料の入手が容易等の観点からはＢ8であることが好ましい）が、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基であることがより好ましく、本発明にかかる化合物の合成および単離を容易にする、溶解度を向上させる観点からは、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のＣ4〜Ｃ6アルキル基であることが更に好ましく、ｎ−ペンチル基であることが特に好ましい。
【００２８】
本発明の第１態様において、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10で示される「Ｃ1〜Ｃ10アルキル基」、「Ｃ6〜Ｃ10アリール基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に１個以上導入されていてもよく、置換基数が２個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００２９】
本発明の第１態様において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基、Ｃ6〜Ｃ10アリール基であることが好ましく、あるいは、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6が、それぞれ互いに架橋して、置換基を有していてもよい飽和又は不飽和環（N+を含む）を形成することが好ましく、この場合、置換基を有していてもよいピリジン環を形成することがより好ましく、４位にＣ4〜Ｃ6アルキル基を有するピリジン環を形成することが更に好ましく、４位にｎ−ペンチル基を有するピリジン環を形成することが特に好ましい。
【００３０】
本発明の第１態様において、上記式（１）中、Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。連結基は、置換基を有していてもよいアルキレンであることが好ましく、直鎖状のリブロース−１，５−二リン酸に適合させる観点から、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基、オキソ基、ヒドロキシル基等の置換基を有していてもよい直鎖状プロピレンであることがより好ましく、−（ＣＨ2）3−であることが最も好ましい。
【００３１】
本発明の第１態様における化合物は、たとえば、ジヒドロキシテレフタル酸を出発物質として、１０段階の反応を経て合成することができる。本発明の第１態様における化合物がピリジン環を有する場合の合成方法の一例を下記に示す。
【化１２】
上記式中、略語の説明を下記に示す。
ＬＡＨ：水素化アルミニウムリチウム
ＴＨＦ：テトラヒドロフラン
ＰＣＣ：クロロクロム酸ピリジニウム
【００３２】
本発明の第２態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）の固定化方法が提供される。
【００３３】
本発明の第２態様では、溶媒中で、本発明の第１態様にかかる化合物と、RuBPとの直鎖状会合体を形成させることによって、RuBPを固定化させることができる。
典型的には、RuBPの塩（Na塩など）の溶液に、本発明の第１態様にかかる化合物の塩（塩化物など）を添加し、脱塩させる。この際、カテコールは2+のカチオンであるから、RuBPが2-のアニオンであれば電荷が釣り合い、会合が進行しやすくなると考えられる。このような観点からは、RuBP塩の溶液のｐHを４．３〜１．１に調整させることが好ましい。
【００３４】
本発明の第２態様において、固定化反応は、好ましくは１０℃〜６０℃の温度範囲で行われ、特に好ましくは２０℃〜４０℃の温度範囲で行われる。
本発明の第２態様において、圧力は常圧であることが好ましい。
また、溶媒中のRuBP１モルを固定化するためには、０．５モル〜５モルの本発明の第１態様にかかる化合物を使用することが好ましく、より好ましくは０．７５モル〜３モル、更に好ましくは１モル〜１．５モルを使用する。
【００３５】
本発明の第２態様において、溶媒としては、RuBPの塩、および本発明の第１態様にかかる化合物の塩を溶解することができる溶媒を使用することができ、そのような溶媒としては、水を挙げることができる。
【００３６】
本発明の第２態様にかかるRuBPの固定化方法において、直鎖状会合体は下記の要領で形成されていると考えられる。
【化１３】
なお、上記機構は仮説に過ぎず、本発明は上記機構に限定されるものではない。
【００３７】
本発明の第３態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）の抽出方法が提供される。
【００３８】
本発明の第２態様に従って、本発明の第１態様にかかる化合物を使用してRuBPを固定化させることにより、有機溶媒に不溶なRuBPを、有機溶媒に可溶な形態にすることができる。これにより、RuBPを各種の有機溶媒へ抽出させることが可能となる。
【００３９】
本発明の第３態様において、抽出溶媒としては、水のほか、メタノール、エタノールを挙げることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に制限されるものではない。
【００４１】
使用した測定機器は以下のとおりである。
NMR： GX 500 FT （JEOL）
MSの測定：LCMS-2010（島津）およびESI-TOF-MS（Waters micromass LCT）
脱塩装置：Micro-acilyzer S1（旭化成）
【００４２】
実施例で用いた各試薬の入手先を下記に示す。
D-リブロース-1,5-二リン酸 四ナトリウム塩 (RuBP)：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
D(-)-3-ホスホグリセリン酸 二ナトリウム塩（PGA）：SIGMA-Aldrich Corp.（シグマ）
炭酸カリウム ：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
硫酸ジメチル：Wako（和光）
硫酸ナトリウム：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
水素化アルミニウムリチウム：Wako（和光）
クロロクロム酸ピリジニウム：Aldrich（アルドリッチ）
シリカゲル60（230〜400mesh） ：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
フロリジル（100〜200mesh）：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
水素化ナトリウム：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
ジエチルホスホノ酢酸エチル：TCI.（東京化成）
塩化ニッケル・六水和物：Wako（和光）
水素化ホウ素ナトリウム：Wako（和光）
ピリジン：Wako（和光）
メタンスルホニルクロリド：Wako（和光）
ヘキサフルオロリン酸アンモニウム：Wako（和光）
4-t-ブチルピリジン：Aldrich（アルドリッチ）
4-n-アミルピリジン：TCI（東京化成）
48％臭化水素酸水溶液 ：Aldrich（アルドリッチ）
アンバーライト (IRA900J-Cl)：ORGANO（オルガノ）
過ヨウ素酸ナトリウム：Kanto（関東化学）
【００４３】
2,3-ジヒドロキシテレフタル酸 および 2,3-ジヒドロキシテレフタル酸ジメチル は既知化合物でB.-C. Chen, M. S. Bednarz, J. E. Sundeen, Z. J. Zhang, T. J. Caulfield and G. S. Bisacchi, Org. Prep. Proc. Int. 1999, 31, 106-109をもとに合成した。
【００４４】
参考例１および参考例３で得られた既知化合物で、それぞれ文献（Y. Fukuda, S. Seto, H. Furuta, H. Ebisu, Y. Oomori, and S. Terashima, J. Med. Chem. 2001, 44, 1396-1406、S. P. Waters and M. C. Kozlowski, Tetrahedron Lett. 2001, 42, 3567-3570、R. G. Janssen, J. H. P. Utley, E. Carre, E. Simon and H. Schirmer, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2001, 2, 1566-1572.）を参考に（修正して）合成した。
【００４５】
参考例２、参考例４〜６は、T. Koizumi, K. Tsutsui and K. Tanaka, Eur. J. Org. Chem. 2003, 4528-4532.を、参考例７〜９は、米国特許第3,997,519号を、実施例１〜３はW.-P. Deng, K. A. Wong and K.L.Kirk, Tetrahedron Asymmetry. 2002, 13, 1135-1140を、参考例１０は、T. Takata, R. Tajima and W. Ando, J. Org. Chem. 1983, 48, 4764-4766を参考に（修正して）合成した。
以下、詳細に説明する。
【００４６】
参考例１
2,3-ジメトキシテレフタル酸ジメチル
【化１４】
B.-C. Chen, M. S. Bednarz, J. E. Sundeen, Z. J. Zhang, T. J. Caulfield and G. S. Bisacchi, Org. Prep. Proc. Int. 1999, 31, 106-109に従って合成した2,3-ジヒドロキシテレフタル酸ジメチル(5.0 g, 22.1 mmol)のアセトン溶液(200 mL)に炭酸カリウム(18.4 g, 133.1 mmol)と硫酸ジメチル(22.4 g, 177.8 mmol)を加え、16時間加熱還流した。放冷後、反応溶液に水(100 mL)を加え、酢酸エチル(50 mL x 3回)抽出した。有機層を水で洗浄後、硫酸ナトリウムを加え一晩放置した。懸濁液をろ過し、減圧下で濃縮乾固すると茶色のオイルを得た。オイルを真空乾燥することにより収量5.5 g(21.8 mmol)収率98.7％で標題化合物を得た。
【００４７】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ7.50 (s, 2H, H(aromatic)), 3.95 (s, 6H,, COOCH3), 3.93 (s, 6H, OCH3).
【００４８】
参考例２
2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレンジメタノール
【化１５】
水素化アルミニウムリチウム(3.2 g, 84.3 mmol)を懸濁した脱水THF溶液(80 mL)に、参考例１で得られた2,3-ジメトキシテレフタル酸ジメチル(3.0 g, 11.8 mmol)の脱水THF溶液(20 mL)をN2雰囲気下、0 ℃で滴下した。反応溶液の温度を徐々に上げ、室温で二時間撹拌した。再び反応溶液を0 ℃に冷却した後、水(50 mL)をゆっくりと加えた。溶液をエーテル(50 ml x 3回 )で抽出し、有機層を水で洗浄後硫酸ナトリウムを加え一晩放置した。乾燥剤をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮乾固すると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量1.3 g(6.7 mmol)収率57.0％で標題化合物を得た。
【００４９】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ7.06 (s, 2H, H(aromatic)), 4.69 (d, 4H, J = 6.5 Hz, CH2OH), 3.92 (s, 6H, OCH3), 2.11 (t, 2H, J = 6.4 Hz, CH2OH ). C10H14O4 (198.22): 計算値C, 60.59; H, 7.12; 実測値C, 60.45; H, 7.03%.
【００５０】
参考例３
2,3-ジメトキシテレフタルアルデヒド
【化１６】
300 mLのナスフラスコにクロロクロム酸ピリジニウム(11.0 g, 51.0 mmol)と シリカゲル (11.0 g)を加え、そこへ、参考例２で得られた2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレンジメタノール(2.5 g, 12.6 mmol)の脱水CH2Cl2溶液 (200 mL)をN2雰囲気下、室温で加えた。室温、窒素下で4時間撹拌した後、固体をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮乾固すると茶色のオイルを得た。オイルをCH2Cl2：アセトン＝1：1に溶かし、カラム(フロリジル、CH2Cl2：アセトン＝1：1)で精製した。分取した緑色溶液を減圧下に濃縮乾固すると、みどり色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量2.3 g(12.0 mmol)収率95.3％で標題化合物を得た。
【００５１】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ10.45 (s, 2H, CHO), 7.64 (s, 2H, H(aromatic)), 4.06 (s, 6H, OCH3).
【００５２】
参考例４
3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロペン酸)ジエチルエステル
【化１７】
水素化ナトリウム(0.5 g, 20.8 mmol)を懸濁した脱水ベンゼン(70 mL)に、30-35 ℃ 、N2 雰囲気下で、ジエチルホスホノ酢酸エチル(2.3 g, 10.3 mmol)を加えた。1時間撹拌した後、その溶液に参考例３で得られた2,3-ジメトキシテレフタルアルデヒド (1.0 g, 5.2 mmol)の脱水ベンゼン溶液(40 mL)を20-30 ℃で滴下した。反応溶液を60 ℃で3日間、加熱撹拌した後、不溶物をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮乾固すると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量1.4 g(4.1 mmol)収率77.9％で標題化合物を得た。
【００５３】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ7.93 (d, 2H, J = 16.1Hz, Hα), 7.30 (s, 2H, H(aromatic)), 6.52 (d, 2H, J = 16.1 Hz, Hβ), 4.28 (q, 4H, J = 7.1Hz, CH 2CH3), 3.90 (s, 6H, OCH3), 1.35 (t, 6H, J = 7.1Hz, CH2CH3). C18H22O6 (334.36): 計算値 C, 64.66; H, 6.63; 実測値 C, 64.63; H, 6.63%.
【００５４】
参考例５
3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロパン酸)ジエチルエステル
【化１８】
参考例４で得られた3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロペン酸)ジエチルエステル(3.2 g, 9.6 mmol)のエタノール溶液(200 mL)に塩化ニッケル・六水和物(0.9 g, 3.8 mmol)と 水素化ホウ素ナトリウム(2.9 g, 76.7 mmol)を加え、室温で6時間撹拌した。不溶物をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮乾固した。析出した黒色の粉末をエーテル(150 ml)に溶解し、水で洗浄した後、硫酸ナトリウムを加え、一晩放置した。乾燥剤をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮乾固させると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量3.0 g(8.9 mmol)収率93.0％で標題化合物を得た。
【００５５】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ6.83 (s, 2H, H(aromatic)), 4.13 (q, 4H, J = 7.1 Hz, CH2CH3), 3.85 (s, 6H, OCH3), 2.91 (t, 4H, J = 7.6 Hz, Hα), 2.59 (t, 4H, J = 7.6 Hz, Hβ), 1.24 (t, 6H, J = 7.1Hz, CH2CH3). C18H26O6 (338.40): 計算値 C, 63.89; H, 7.74; 実測値 C, 63.71; H, 7.57%.
【００５６】
参考例６
3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール
【化１９】
【００５７】
水素化アルミニウムリチウム(2.1 g, 55.3 mmol)の脱水THF懸濁液(50 mL)に、参考例５で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロパン酸)ジエチルエステル(2.4 g, 7.1 mmol)の脱水THF溶液(20 mL)をN2雰囲気下、0 ℃で滴下した。反応溶液の温度を徐々に上げ、室温で3.5時間撹拌した。再び反応溶液を0 ℃に冷却した後、水(50 mL)をゆっくりと加えた。溶液をエーテル(50 ml x 3回 )で抽出し、有機層を水で洗浄後、硫酸ナトリウムを加えて一晩放置した。乾燥剤をろ別した後減圧下で濃縮乾固すると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量1.7 g(6.8 mmol)収率95.9％で標題化合物を得た。
【００５８】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ6.86 (s, 2H, H(aromatic)), 3.85 (s, 6H, OCH3), 3.74 (t, 2H, J = 6.4 Hz, OH), 3.60 (t, 4H, J = 6.1 Hz, Hγ), 2.70 (t, 4H, J = 7.8Hz, Hα), 1.84 (m, 4H, Hβ). C14H22O4 (254.32): 計算値 C, 66.12; H, 8.72; 実測値 C, 65.92; H, 8.72%.
【００５９】
参考例７
ジヘキサフルオロリン酸1,1'-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム
【化２０】
【００６０】
参考例６で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール(662 mg, 2.6 mmol)のアセトニトリル溶液(5 mL)に、ピリジン(5.3 mL, 6.6 mmol)と メタンスルホニルクロリド(0.5 mL, 6.5 mmol)を加え、120 ℃で 24 時間撹拌した。反応溶液を氷浴で冷却した後、析出した沈殿をろ過し、ろ液を減圧下で濃縮乾固した。析出したオイルを少量のメタノールに溶かし、そこへNH4PF6 の飽和水溶液を加えると、白色の粉末が析出した。ろ過した粉末を真空乾燥することにより、収量1.26 g(1.9 mmol)収率72.3％で標題化合物を得た。
【００６１】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.68 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hα）, 8.50 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hγ）, 8.02 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hβ）, 6.87 (s, 2H, H(aromatic)), 4.55 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 3.75 (s, 6H, OCH3), 2.64 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hα), 2.23 (tt, 4H, J = 8.0 and 7.5 Hz, Hβ). MS[ESI(MeCN)]: m/z 189 [M-PF6]+. C24H30F12N2O2P2 (668.44): 計算値 C, 43.12; H, 4.52; N, 4.19; 実測値 C, 43.04; H, 4.60; N, 4.19%.
【００６２】
参考例８
ジヘキサフルオロリン酸1,1'-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-t-ブチルピリジニウム)
【化２１】
【００６３】
参考例６で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール(440 mg, 1.7 mmol)のアセトニトリル(4 mL)溶液に、4-t-ブチルピリジン(6.4 mL, 43.7 mmol)と メタンスルホニルクロリド(0.3 mL, 3.9 mmol)を加え、120 ℃で 3日間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、減圧下に濃縮乾固した。析出した粉末を少量のメタノールに溶解し、そこへヘキサフルオロリン酸アンモニウム飽和水溶液を加えると、白色の粉末が析出した。粉末をろ過し、真空乾燥することにより収量778 mg(1.0 mmol)収率57.5％で標題化合物を得た。
【００６４】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.54 (d, 4H, J = 6.5 Hz, Hα）, 7.97 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hβ）, 6.84 (s, 2H, H(aromatic)), 4.47 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 3.74 (s, 6H, OCH3), 2.61 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hα), 2.19 (tt, 4H, J = 7.5 and 7.0 Hz, Hβ), 1.38 (s, 9H, tBu). MS[ESI(MeCN)]: m/z 245 [M-PF6]+. C32H46F12N2O2P2 (780.65): 計算値C, 49.23; H, 5.94; N, 3.59; 実測値 C, 49.05; H, 5.93; N, 3.57%.
【００６５】
参考例９
ジヘキサフルオロリン酸1,1'-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-n-ペンチルピリジニウム)
【化２２】
【００６６】
参考例６で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール(438 mg, 1.7 mmol)のアセトニトリル溶液(4 mL)に、4-n-アミルピリジン(5.0 mg, 33.5 mmol)とメタンスルホニルクロリド(0.3 mL, 3.9 mmol)を加え、120 ℃で 3日間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、減圧下で溶媒を留去した。残ったオイル状の物質にヘキサフルオロリン酸アンモニウム飽和水溶液を加え30分間撹拌すると、水とオイルの相に分離した。水相をデカンテーションにより除き、オイルに少量のアセトンと2M-水酸化ナトリウム(20 mL)を加え、3時間室温で激しく撹拌した。再び水相をデカンテーションにより除いた後、未反応のピリジンを除去するため、残ったオイルをエーテルに懸濁し、ろ過した。オイルを真空乾燥することにより収量457 mg(0.6 mmol)収率32.7％で標題化合物を得た。
【００６７】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.49 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hα）, 7.81 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hβ）, 6.85 (s, 2H, H(aromatic)), 4.56 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 3.74 (s, 6H, OCH3), 2.88 (t, 4H, J = 7.0 Hz, H1), 2.61 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hα), 2.19 (tt, 4H, J = 7.5 and 7.0 Hz, Hβ), 1.69 (m, 4H, H2), 1.32 - 1.37 (m, 8H, H3and H4), 0.89 (t, 6H, J = 7.5 Hz, H5). MS[ESI(MeCN)]: m/z 259 [M-PF6]+. C34H51F12N2O2.5P2 (10c・0.5H2O, 817.32): 計算値C, 49.92; H, 6.24; N, 3.43; 実測値 C, 49.84; H, 6.17; N, 3.48%.
【００６８】
実施例１
ジ塩化1,1'-(2,3-ジヒドロキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム
【化２３】
【００６９】
参考例７で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム(348 mg, 0.5 mmol)を48% 臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣をメタノールに溶解し、アンバーライト(IRA900J-Cl)を用いてイオン交換した。溶液を減圧下に濃縮乾固し、析出したオイルを真空乾燥することにより収量175 mg(0.4 mmol)収率83.0％で標題化合物を得た。
【００７０】
1H NMR (500 MHz in CD3OD): δ8.96 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hα）, 8.55 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hγ）, 8.06 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hβ）, 6.58 (s, 2H, H(aromatic)), 4.66 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hγ), 2.69 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hα), 2.34 (tt, 4H, J = 7.5 and 7.0 Hz, Hβ). MS[ESI(MeOH)]: m/z 175 [M-Cl]+. C22H26Cl2N2O2 (421.36):含水でオイル性の物質のため、ESI-MSで合成できたことを確認した。
【００７１】
実施例２
ジ塩化1,1'-(2,3-ジヒドロキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-t-ブチルピリジニウム)
【化２４】
【００７２】
参考例８で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-t-ブチルピリジニウム)(390 mg, 0.5 mmol)を48%臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣をメタノールに溶解し、アンバーライト (IRA900J-Cl)を用いてイオン交換した。溶液を減圧下で濃縮乾固し、析出したオイルを真空乾燥することにより収量217 mg(0.4 mmol)収率82.3％で標題化合物を得た。
【００７３】
1H NMR (500 MHz in CD3OD): δ8.78 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hα）, 7.87 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hβ）, 6.56 (s, 2H, H(aromatic)), 4.59 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hγ), 2.90 (t, 4H, J = 7.0 Hz, H1), 2.67 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hα), 2.31 (tt, 4H, J = 7.0 and 6.5 Hz, Hβ), 1.72 (m, 4H, H2), 1.37 (m, 8H, H3and H4), 0.91 (t, 6H, J = 6.5 Hz, H5). MS[ESI(MeOH)]: m/z 245 [M-Cl]+. C32H46Cl2N2O2 (561.62): 含水でオイル性の物質のため、ESI-MSで合成できたことを確認した。
【００７４】
実施例３
ジ塩化1,1'-(2,3-ジヒドロキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-n-ペンチルピリジニウム)
【化２５】
【００７５】
参考例９で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-n-ペンチルピリジニウム)(439.6 mg, 0.5 mmol)を48%臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣をメタノールに溶解し、アンバーライト (IRA900J-Cl)を用いてイオン交換した。溶液を減圧下で濃縮乾固し、析出したオイルを真空乾燥することにより収量221 mg(0.4 mmol)収率78.8％で標題化合物を得た。
【００７６】
1H NMR (500 MHz in CD3OD): δ8.78 (d, 4H, J = 7.0 Hz, Hα）, 8.04 (d, 4H, J = 6.5 Hz, Hβ）, 6.57 (s, 2H, H(aromatic)), 4.58 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hγ), 2.69 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hα), 2.32 (tt, 4H, J = 7.5 and 6.5 Hz, Hβ), 1.69 (m, 4H, H2), 1.42 (s, 9H, tBu). MS[ESI(MeOH)]: m/z 231 [M-Cl]+. C30H42Cl2N2O2 (533.57): 含水でオイル性の物質のため、ESI-MSで合成できたことを確認した。
【００７７】
参考例１０
ジヘキサフルオロリン酸1,4-ジピリジニウムプロピルオルトベンゾキノン
【化２６】
【００７８】
参考例７で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム(348 mg, 0.5 mmol)を48%臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣を水(3.0 mL)に溶解し、過ヨウ素酸ナトリウム (111.3 mg, 0.5 mmol)の水溶液(3.0 mL)を加え、超音波に2分間かけた。沈殿をろ過し、ろ液にNH4PF6 水溶液を加えると、緑がかった赤色の粉末が析出した。粉末をろ過し、水とエーテルで洗浄した後に真空乾燥することにより収量188.0 mg(0.28 mmol)収量56.6％で標題化合物を得た。
【００７９】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.69 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hα）, 8.51 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hγ）, 8.04 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hβ）, 6.86 (s, 2H, H(aromatic)), 4.53 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 2.38 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hα), 2.14 (tt, 4H, J = 8.0 and 7.5 Hz, Hβ). MS[ESI(MeCN)]: m/z 174 [M-PF6]+. C22H24F12N2O2P2 (638.37): 計算値C, 41.39; H, 3.79; N, 4.39; 実測値 C, 41.07; H, 3.88; N, 4.39%.
【００８０】
実施例４
D-リブロース-1,5-二リン酸 四ナトリウム塩（RuBP）(20.0 mg, 0.05 mmol)を水(2.5 mL)に溶かし、塩酸でpHの値が4.3-1.1になるように調整し、実施例３で得られた0.05 mmolのカテコール誘導体の水溶液(0.5 mL)を加えた。反応溶液を図１に示す脱塩装置にかけて塩化ナトリウムを除去した後、水を減圧下に留去し、残渣を乾燥した。生成物（サンプル１）はD2O（重水）もしくはCD3OD（重メタノール）に溶かし、31P-NMRを測定した。
【００８１】
また、対象実験として、RuBP（サンプル２）、カテコール誘導体とRuBP（1：1）の混合物（サンプル３）、D(-)-3-ホスホグリセリン酸 二ナトリウム塩（PGA）（サンプル４）、カテコール誘導体とPGA（1：1）の混合物（サンプル５）、および、カテコール誘導体とPGAの脱塩サンプル（サンプル６）も同様に31P-NMRを測定した。
測定結果を図２Ａ・図２Ｂ（31P-NMRスペクトル(D2O)）および図３Ａ・図３Ｂ（31P-NMRスペクトル(CD2OD)）に示す。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例で用いた脱塩装置の概念図である。
【図２Ａ】サンプル１〜３の31P-NMRスペクトル(D2O)を示す図である。
【図２Ｂ】サンプル４〜６の31P-NMRスペクトル(D2O)を示す図である。
【図３Ａ】サンプル１〜３の31P-NMRスペクトル(CD2OD)を示す図である。
【図３Ｂ】サンプル４〜６の31P-NMRスペクトル(CD2OD)を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カテコール誘導体である新規化合物、それを用いたリブロース−１，５−二リン酸を固定化する方法および抽出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題との関連で、植物の光合成反応による二酸化炭素固定化メカニズムの解明が重要視されている。二酸化炭素を固定化するに際して、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）が最も重要な役割を果たしていることが知られている。Calvinらによって提案されたCalvin-Benson回路（C3回路）によれば、下記に示すように、リブロース−１，５−二リン酸カルボキシラーゼ（RuBisCO）によってRuBPに二酸化炭素が固定化され、ついで、その付加体は加水分解されて、２分子のホスホグリセリン酸（PGA）へと変換するとされている。
【化４】
【０００３】
C3回路は、数多くの酵素が関与する複雑な反応系であるが、そのほとんどのステップについては酵素反応による再現がなされている（例えば、D. W. Lawlor, "Photosynthesis : molecular, physiological and environmental processes. 2nd ed.”, Harlow Essex：非特許文献１）。しかしながら、C3回路で最も重要な二酸化炭素固定に関与しているRuBisCOの構造に関しては多くの議論がおこなわれているが、（例えば、J. Mol. Biol. (1997) 265, 432-444：非特許文献２）二酸化炭素固定反応の再現はなされていない。
【非特許文献１】D. W. Lawlor, "Photosynthesis : molecular, physiological and environmental processes. 2nd ed.”, Harlow Essex
【非特許文献２】J. Mol. Biol. (1997) 265, 432-444
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この理由として以下の２つが提案される。１つ目としては、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）の平衡の偏りが考えられる。すなわち、RuBPは直鎖状構造と環状構造が共存しているが、平衡状態では環状構造に大きく偏っている。
【化５】
これに対し、C3回路では、直鎖状のRuBPに対して二酸化炭素が反応するとされている。しかしながら、直鎖状RuBPを固定する手法が従来存在しなかった。
【０００５】
次に、RuBPの有機溶媒への不溶性・難溶性が考えられる。すなわち、RuBPは水以外の溶媒に対してほとんど溶けないため、その反応性を化学的に検討することが困難であった。
【０００６】
したがって、直鎖状のRuBPを固定化する手法、RuBPを有機溶媒に抽出する方法が望まれていた。
【０００７】
本発明は、二酸化炭素固定化反応において有用なRuBPを固定化する手法、有機溶媒に抽出する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様では、下記式（１）で示される化合物が提供される。
【化６】
［式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基であり、ただし、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環を形成してもよく、かつ、置換基を有していてもよく、Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。］
【０００９】
本発明の第１態様において、前記式（１）中、
【化７】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、上記の意味を有する。］が、それぞれ、
【化８】
［式中、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。］であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第１態様において、前記式（１）中、−Ｌ1−及び−Ｌ2−が、−（ＣＨ2）3−であることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の固定化方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の第３態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の抽出方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、リブロース−１，５−二リン酸を固定化することができ、また、水のみならず有機溶媒に抽出することが可能となる。本発明の化合物によれば、リブロース認識剤、リブロースキレート剤、リブロース分離剤等としての応用が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１態様では、下記式（１）で示される化合物が提供される。
【化９】
【００１５】
上記式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。
【００１６】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ10アルキル基」は、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ3アルキル基であることが更に好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、又はヘキシル等を挙げることができる。
【００１７】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ10アリール基」の例としては、制限するわけではないが、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、又はインデニル等を挙げることができる。
【００１８】
本発明の第１態様において、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6で示される「Ｃ1〜Ｃ10アルキル基」、「Ｃ6〜Ｃ10アリール基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に１個以上導入されていてもよく、置換基数が２個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００１９】
本発明の第１態様において、Ａ1及びＡ2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、合成の簡便性、立体的要因の観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の第１態様において、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環（Ｎ+を含む環）を形成してもよい。これらの置換基が形成する環は、３員環〜１６員環であることが好ましく、４員環〜１２員環であることがより好ましく、５員環〜７員環であることが更に好ましい。これらの置換基が形成する環は芳香族環であってもよく、また、更に単数又は複数の環が形成されていてもよい。
【００２１】
前記飽和環または不飽和環は、Ｎ+のほかに、酸素原子、硫黄原子、または式―Ｎ（Ｐ）―で示される基（式中、Ｐは水素原子またはＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。）で中断されていてもよい。
ここで、Ｐは、水素原子またはＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましく、水素原子またはＣ1〜Ｃ7炭化水素基であることが更に好ましく、Ｂは水素原子、Ｃ1〜Ｃ3アルキル基、フェニル基またはベンジル基であることが更になお好ましい。
【００２２】
前記飽和環または不飽和環としては、例えば、アジリジン環、アジリン環、ピロール環、ピロリジン環、ピラゾール環、ピラゾリジン環、イミダゾール環、イミダゾリジン環、ピリジン環、ピペリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環等であって、環を構成する窒素の一つが第四級アンモニウム形になったものを挙げることができる。
【００２３】
この飽和環又は不飽和環は、置換基を有していてもよく、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル等のＣ1〜Ｃ10アルキル基、フェニル等のＣ6〜Ｃ10アリール基など）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などの置換基が導入されていてもよい。
【００２４】
本発明の第１態様において、本発明にかかる化合物の溶解度を向上させる観点から、前記飽和環又は不飽和環は、１以上の置換基を有することが好ましく、１以上のＣ1〜Ｃ10アルキル基を有することがより好ましい。本発明にかかる化合物の合成および単離を容易にする観点からは、前記飽和環又は不飽和環は、置換基として１以上のブチル基、又は１以上のペンチル基を有することが特に好ましい。
【００２５】
本発明の第１態様において、前記飽和環又は不飽和環は、ピリジン環であることが好ましい。すなわち、前記式（１）中、
【化１０】
が、それぞれ、
【化１１】
であることが好ましい。
【００２６】
上記式中、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。
【００２７】
本発明の第１態様において、本発明にかかる化合物の溶解度を向上させる観点からは、上記２つのピリジン環は、それぞれ、１以上の水素原子以外の置換基を有することが好ましい。すなわち、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4およびＢ5のうちの１以上の基（NMRの解析を簡便にする、分子の対称性をあげ結晶性を向上させる、原料の入手が容易等の観点からはＢ3であることが好ましい）、並びに、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10のうち１以上の基（NMRの解析を簡便にする、分子の対称性をあげ結晶性を向上させる、原料の入手が容易等の観点からはＢ8であることが好ましい）が、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基であることがより好ましく、本発明にかかる化合物の合成および単離を容易にする、溶解度を向上させる観点からは、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のＣ4〜Ｃ6アルキル基であることが更に好ましく、ｎ−ペンチル基であることが特に好ましい。
【００２８】
本発明の第１態様において、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10で示される「Ｃ1〜Ｃ10アルキル基」、「Ｃ6〜Ｃ10アリール基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に１個以上導入されていてもよく、置換基数が２個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００２９】
本発明の第１態様において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基、Ｃ6〜Ｃ10アリール基であることが好ましく、あるいは、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6が、それぞれ互いに架橋して、置換基を有していてもよい飽和又は不飽和環（N+を含む）を形成することが好ましく、この場合、置換基を有していてもよいピリジン環を形成することがより好ましく、４位にＣ4〜Ｃ6アルキル基を有するピリジン環を形成することが更に好ましく、４位にｎ−ペンチル基を有するピリジン環を形成することが特に好ましい。
【００３０】
本発明の第１態様において、上記式（１）中、Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。連結基は、置換基を有していてもよいアルキレンであることが好ましく、直鎖状のリブロース−１，５−二リン酸に適合させる観点から、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基、オキソ基、ヒドロキシル基等の置換基を有していてもよい直鎖状プロピレンであることがより好ましく、−（ＣＨ2）3−であることが最も好ましい。
【００３１】
本発明の第１態様における化合物は、たとえば、ジヒドロキシテレフタル酸を出発物質として、１０段階の反応を経て合成することができる。本発明の第１態様における化合物がピリジン環を有する場合の合成方法の一例を下記に示す。
【化１２】
上記式中、略語の説明を下記に示す。
ＬＡＨ：水素化アルミニウムリチウム
ＴＨＦ：テトラヒドロフラン
ＰＣＣ：クロロクロム酸ピリジニウム
【００３２】
本発明の第２態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）の固定化方法が提供される。
【００３３】
本発明の第２態様では、溶媒中で、本発明の第１態様にかかる化合物と、RuBPとの直鎖状会合体を形成させることによって、RuBPを固定化させることができる。
典型的には、RuBPの塩（Na塩など）の溶液に、本発明の第１態様にかかる化合物の塩（塩化物など）を添加し、脱塩させる。この際、カテコールは2+のカチオンであるから、RuBPが2-のアニオンであれば電荷が釣り合い、会合が進行しやすくなると考えられる。このような観点からは、RuBP塩の溶液のｐHを４．３〜１．１に調整させることが好ましい。
【００３４】
本発明の第２態様において、固定化反応は、好ましくは１０℃〜６０℃の温度範囲で行われ、特に好ましくは２０℃〜４０℃の温度範囲で行われる。
本発明の第２態様において、圧力は常圧であることが好ましい。
また、溶媒中のRuBP１モルを固定化するためには、０．５モル〜５モルの本発明の第１態様にかかる化合物を使用することが好ましく、より好ましくは０．７５モル〜３モル、更に好ましくは１モル〜１．５モルを使用する。
【００３５】
本発明の第２態様において、溶媒としては、RuBPの塩、および本発明の第１態様にかかる化合物の塩を溶解することができる溶媒を使用することができ、そのような溶媒としては、水を挙げることができる。
【００３６】
本発明の第２態様にかかるRuBPの固定化方法において、直鎖状会合体は下記の要領で形成されていると考えられる。
【化１３】
なお、上記機構は仮説に過ぎず、本発明は上記機構に限定されるものではない。
【００３７】
本発明の第３態様では、本発明の第１態様にかかる化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸（RuBP）の抽出方法が提供される。
【００３８】
本発明の第２態様に従って、本発明の第１態様にかかる化合物を使用してRuBPを固定化させることにより、有機溶媒に不溶なRuBPを、有機溶媒に可溶な形態にすることができる。これにより、RuBPを各種の有機溶媒へ抽出させることが可能となる。
【００３９】
本発明の第３態様において、抽出溶媒としては、水のほか、メタノール、エタノールを挙げることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に制限されるものではない。
【００４１】
使用した測定機器は以下のとおりである。
NMR： GX 500 FT （JEOL）
MSの測定：LCMS-2010（島津）およびESI-TOF-MS（Waters micromass LCT）
脱塩装置：Micro-acilyzer S1（旭化成）
【００４２】
実施例で用いた各試薬の入手先を下記に示す。
D-リブロース-1,5-二リン酸 四ナトリウム塩 (RuBP)：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
D(-)-3-ホスホグリセリン酸 二ナトリウム塩（PGA）：SIGMA-Aldrich Corp.（シグマ）
炭酸カリウム ：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
硫酸ジメチル：Wako（和光）
硫酸ナトリウム：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
水素化アルミニウムリチウム：Wako（和光）
クロロクロム酸ピリジニウム：Aldrich（アルドリッチ）
シリカゲル60（230〜400mesh） ：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
フロリジル（100〜200mesh）：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
水素化ナトリウム：nacalai tesque Inc.（ナカライ）
ジエチルホスホノ酢酸エチル：TCI.（東京化成）
塩化ニッケル・六水和物：Wako（和光）
水素化ホウ素ナトリウム：Wako（和光）
ピリジン：Wako（和光）
メタンスルホニルクロリド：Wako（和光）
ヘキサフルオロリン酸アンモニウム：Wako（和光）
4-t-ブチルピリジン：Aldrich（アルドリッチ）
4-n-アミルピリジン：TCI（東京化成）
48％臭化水素酸水溶液 ：Aldrich（アルドリッチ）
アンバーライト (IRA900J-Cl)：ORGANO（オルガノ）
過ヨウ素酸ナトリウム：Kanto（関東化学）
【００４３】
2,3-ジヒドロキシテレフタル酸 および 2,3-ジヒドロキシテレフタル酸ジメチル は既知化合物でB.-C. Chen, M. S. Bednarz, J. E. Sundeen, Z. J. Zhang, T. J. Caulfield and G. S. Bisacchi, Org. Prep. Proc. Int. 1999, 31, 106-109をもとに合成した。
【００４４】
参考例１および参考例３で得られた既知化合物で、それぞれ文献（Y. Fukuda, S. Seto, H. Furuta, H. Ebisu, Y. Oomori, and S. Terashima, J. Med. Chem. 2001, 44, 1396-1406、S. P. Waters and M. C. Kozlowski, Tetrahedron Lett. 2001, 42, 3567-3570、R. G. Janssen, J. H. P. Utley, E. Carre, E. Simon and H. Schirmer, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2001, 2, 1566-1572.）を参考に（修正して）合成した。
【００４５】
参考例２、参考例４〜６は、T. Koizumi, K. Tsutsui and K. Tanaka, Eur. J. Org. Chem. 2003, 4528-4532.を、参考例７〜９は、米国特許第3,997,519号を、実施例１〜３はW.-P. Deng, K. A. Wong and K.L.Kirk, Tetrahedron Asymmetry. 2002, 13, 1135-1140を、参考例１０は、T. Takata, R. Tajima and W. Ando, J. Org. Chem. 1983, 48, 4764-4766を参考に（修正して）合成した。
以下、詳細に説明する。
【００４６】
参考例１
2,3-ジメトキシテレフタル酸ジメチル
【化１４】
B.-C. Chen, M. S. Bednarz, J. E. Sundeen, Z. J. Zhang, T. J. Caulfield and G. S. Bisacchi, Org. Prep. Proc. Int. 1999, 31, 106-109に従って合成した2,3-ジヒドロキシテレフタル酸ジメチル(5.0 g, 22.1 mmol)のアセトン溶液(200 mL)に炭酸カリウム(18.4 g, 133.1 mmol)と硫酸ジメチル(22.4 g, 177.8 mmol)を加え、16時間加熱還流した。放冷後、反応溶液に水(100 mL)を加え、酢酸エチル(50 mL x 3回)抽出した。有機層を水で洗浄後、硫酸ナトリウムを加え一晩放置した。懸濁液をろ過し、減圧下で濃縮乾固すると茶色のオイルを得た。オイルを真空乾燥することにより収量5.5 g(21.8 mmol)収率98.7％で標題化合物を得た。
【００４７】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ7.50 (s, 2H, H(aromatic)), 3.95 (s, 6H,, COOCH3), 3.93 (s, 6H, OCH3).
【００４８】
参考例２
2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレンジメタノール
【化１５】
水素化アルミニウムリチウム(3.2 g, 84.3 mmol)を懸濁した脱水THF溶液(80 mL)に、参考例１で得られた2,3-ジメトキシテレフタル酸ジメチル(3.0 g, 11.8 mmol)の脱水THF溶液(20 mL)をN2雰囲気下、0 ℃で滴下した。反応溶液の温度を徐々に上げ、室温で二時間撹拌した。再び反応溶液を0 ℃に冷却した後、水(50 mL)をゆっくりと加えた。溶液をエーテル(50 ml x 3回 )で抽出し、有機層を水で洗浄後硫酸ナトリウムを加え一晩放置した。乾燥剤をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮乾固すると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量1.3 g(6.7 mmol)収率57.0％で標題化合物を得た。
【００４９】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ7.06 (s, 2H, H(aromatic)), 4.69 (d, 4H, J = 6.5 Hz, CH2OH), 3.92 (s, 6H, OCH3), 2.11 (t, 2H, J = 6.4 Hz, CH2OH ). C10H14O4 (198.22): 計算値C, 60.59; H, 7.12; 実測値C, 60.45; H, 7.03%.
【００５０】
参考例３
2,3-ジメトキシテレフタルアルデヒド
【化１６】
300 mLのナスフラスコにクロロクロム酸ピリジニウム(11.0 g, 51.0 mmol)と シリカゲル (11.0 g)を加え、そこへ、参考例２で得られた2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレンジメタノール(2.5 g, 12.6 mmol)の脱水CH2Cl2溶液 (200 mL)をN2雰囲気下、室温で加えた。室温、窒素下で4時間撹拌した後、固体をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮乾固すると茶色のオイルを得た。オイルをCH2Cl2：アセトン＝1：1に溶かし、カラム(フロリジル、CH2Cl2：アセトン＝1：1)で精製した。分取した緑色溶液を減圧下に濃縮乾固すると、みどり色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量2.3 g(12.0 mmol)収率95.3％で標題化合物を得た。
【００５１】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ10.45 (s, 2H, CHO), 7.64 (s, 2H, H(aromatic)), 4.06 (s, 6H, OCH3).
【００５２】
参考例４
3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロペン酸)ジエチルエステル
【化１７】
水素化ナトリウム(0.5 g, 20.8 mmol)を懸濁した脱水ベンゼン(70 mL)に、30-35 ℃ 、N2 雰囲気下で、ジエチルホスホノ酢酸エチル(2.3 g, 10.3 mmol)を加えた。1時間撹拌した後、その溶液に参考例３で得られた2,3-ジメトキシテレフタルアルデヒド (1.0 g, 5.2 mmol)の脱水ベンゼン溶液(40 mL)を20-30 ℃で滴下した。反応溶液を60 ℃で3日間、加熱撹拌した後、不溶物をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮乾固すると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量1.4 g(4.1 mmol)収率77.9％で標題化合物を得た。
【００５３】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ7.93 (d, 2H, J = 16.1Hz, Hα), 7.30 (s, 2H, H(aromatic)), 6.52 (d, 2H, J = 16.1 Hz, Hβ), 4.28 (q, 4H, J = 7.1Hz, CH 2CH3), 3.90 (s, 6H, OCH3), 1.35 (t, 6H, J = 7.1Hz, CH2CH3). C18H22O6 (334.36): 計算値 C, 64.66; H, 6.63; 実測値 C, 64.63; H, 6.63%.
【００５４】
参考例５
3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロパン酸)ジエチルエステル
【化１８】
参考例４で得られた3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロペン酸)ジエチルエステル(3.2 g, 9.6 mmol)のエタノール溶液(200 mL)に塩化ニッケル・六水和物(0.9 g, 3.8 mmol)と 水素化ホウ素ナトリウム(2.9 g, 76.7 mmol)を加え、室温で6時間撹拌した。不溶物をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮乾固した。析出した黒色の粉末をエーテル(150 ml)に溶解し、水で洗浄した後、硫酸ナトリウムを加え、一晩放置した。乾燥剤をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮乾固させると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量3.0 g(8.9 mmol)収率93.0％で標題化合物を得た。
【００５５】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ6.83 (s, 2H, H(aromatic)), 4.13 (q, 4H, J = 7.1 Hz, CH2CH3), 3.85 (s, 6H, OCH3), 2.91 (t, 4H, J = 7.6 Hz, Hα), 2.59 (t, 4H, J = 7.6 Hz, Hβ), 1.24 (t, 6H, J = 7.1Hz, CH2CH3). C18H26O6 (338.40): 計算値 C, 63.89; H, 7.74; 実測値 C, 63.71; H, 7.57%.
【００５６】
参考例６
3,3'-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール
【化１９】
【００５７】
水素化アルミニウムリチウム(2.1 g, 55.3 mmol)の脱水THF懸濁液(50 mL)に、参考例５で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ビス(2-プロパン酸)ジエチルエステル(2.4 g, 7.1 mmol)の脱水THF溶液(20 mL)をN2雰囲気下、0 ℃で滴下した。反応溶液の温度を徐々に上げ、室温で3.5時間撹拌した。再び反応溶液を0 ℃に冷却した後、水(50 mL)をゆっくりと加えた。溶液をエーテル(50 ml x 3回 )で抽出し、有機層を水で洗浄後、硫酸ナトリウムを加えて一晩放置した。乾燥剤をろ別した後減圧下で濃縮乾固すると白色の粉末が析出した。粉末を真空乾燥することにより収量1.7 g(6.8 mmol)収率95.9％で標題化合物を得た。
【００５８】
1H NMR (500 MHz in CDCl3): δ6.86 (s, 2H, H(aromatic)), 3.85 (s, 6H, OCH3), 3.74 (t, 2H, J = 6.4 Hz, OH), 3.60 (t, 4H, J = 6.1 Hz, Hγ), 2.70 (t, 4H, J = 7.8Hz, Hα), 1.84 (m, 4H, Hβ). C14H22O4 (254.32): 計算値 C, 66.12; H, 8.72; 実測値 C, 65.92; H, 8.72%.
【００５９】
参考例７
ジヘキサフルオロリン酸1,1'-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム
【化２０】
【００６０】
参考例６で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール(662 mg, 2.6 mmol)のアセトニトリル溶液(5 mL)に、ピリジン(5.3 mL, 6.6 mmol)と メタンスルホニルクロリド(0.5 mL, 6.5 mmol)を加え、120 ℃で 24 時間撹拌した。反応溶液を氷浴で冷却した後、析出した沈殿をろ過し、ろ液を減圧下で濃縮乾固した。析出したオイルを少量のメタノールに溶かし、そこへNH4PF6 の飽和水溶液を加えると、白色の粉末が析出した。ろ過した粉末を真空乾燥することにより、収量1.26 g(1.9 mmol)収率72.3％で標題化合物を得た。
【００６１】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.68 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hα）, 8.50 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hγ）, 8.02 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hβ）, 6.87 (s, 2H, H(aromatic)), 4.55 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 3.75 (s, 6H, OCH3), 2.64 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hα), 2.23 (tt, 4H, J = 8.0 and 7.5 Hz, Hβ). MS[ESI(MeCN)]: m/z 189 [M-PF6]+. C24H30F12N2O2P2 (668.44): 計算値 C, 43.12; H, 4.52; N, 4.19; 実測値 C, 43.04; H, 4.60; N, 4.19%.
【００６２】
参考例８
ジヘキサフルオロリン酸1,1'-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-t-ブチルピリジニウム)
【化２１】
【００６３】
参考例６で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール(440 mg, 1.7 mmol)のアセトニトリル(4 mL)溶液に、4-t-ブチルピリジン(6.4 mL, 43.7 mmol)と メタンスルホニルクロリド(0.3 mL, 3.9 mmol)を加え、120 ℃で 3日間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、減圧下に濃縮乾固した。析出した粉末を少量のメタノールに溶解し、そこへヘキサフルオロリン酸アンモニウム飽和水溶液を加えると、白色の粉末が析出した。粉末をろ過し、真空乾燥することにより収量778 mg(1.0 mmol)収率57.5％で標題化合物を得た。
【００６４】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.54 (d, 4H, J = 6.5 Hz, Hα）, 7.97 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hβ）, 6.84 (s, 2H, H(aromatic)), 4.47 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 3.74 (s, 6H, OCH3), 2.61 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hα), 2.19 (tt, 4H, J = 7.5 and 7.0 Hz, Hβ), 1.38 (s, 9H, tBu). MS[ESI(MeCN)]: m/z 245 [M-PF6]+. C32H46F12N2O2P2 (780.65): 計算値C, 49.23; H, 5.94; N, 3.59; 実測値 C, 49.05; H, 5.93; N, 3.57%.
【００６５】
参考例９
ジヘキサフルオロリン酸1,1'-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-n-ペンチルピリジニウム)
【化２２】
【００６６】
参考例６で得られた3,3’-(2,3-ジメトキシ-1,4-フェニレン)ジプロパノール(438 mg, 1.7 mmol)のアセトニトリル溶液(4 mL)に、4-n-アミルピリジン(5.0 mg, 33.5 mmol)とメタンスルホニルクロリド(0.3 mL, 3.9 mmol)を加え、120 ℃で 3日間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、減圧下で溶媒を留去した。残ったオイル状の物質にヘキサフルオロリン酸アンモニウム飽和水溶液を加え30分間撹拌すると、水とオイルの相に分離した。水相をデカンテーションにより除き、オイルに少量のアセトンと2M-水酸化ナトリウム(20 mL)を加え、3時間室温で激しく撹拌した。再び水相をデカンテーションにより除いた後、未反応のピリジンを除去するため、残ったオイルをエーテルに懸濁し、ろ過した。オイルを真空乾燥することにより収量457 mg(0.6 mmol)収率32.7％で標題化合物を得た。
【００６７】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.49 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hα）, 7.81 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hβ）, 6.85 (s, 2H, H(aromatic)), 4.56 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 3.74 (s, 6H, OCH3), 2.88 (t, 4H, J = 7.0 Hz, H1), 2.61 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hα), 2.19 (tt, 4H, J = 7.5 and 7.0 Hz, Hβ), 1.69 (m, 4H, H2), 1.32 - 1.37 (m, 8H, H3and H4), 0.89 (t, 6H, J = 7.5 Hz, H5). MS[ESI(MeCN)]: m/z 259 [M-PF6]+. C34H51F12N2O2.5P2 (10c・0.5H2O, 817.32): 計算値C, 49.92; H, 6.24; N, 3.43; 実測値 C, 49.84; H, 6.17; N, 3.48%.
【００６８】
実施例１
ジ塩化1,1'-(2,3-ジヒドロキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム
【化２３】
【００６９】
参考例７で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム(348 mg, 0.5 mmol)を48% 臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣をメタノールに溶解し、アンバーライト(IRA900J-Cl)を用いてイオン交換した。溶液を減圧下に濃縮乾固し、析出したオイルを真空乾燥することにより収量175 mg(0.4 mmol)収率83.0％で標題化合物を得た。
【００７０】
1H NMR (500 MHz in CD3OD): δ8.96 (d, 4H, J = 6.0 Hz, Hα）, 8.55 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hγ）, 8.06 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hβ）, 6.58 (s, 2H, H(aromatic)), 4.66 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hγ), 2.69 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hα), 2.34 (tt, 4H, J = 7.5 and 7.0 Hz, Hβ). MS[ESI(MeOH)]: m/z 175 [M-Cl]+. C22H26Cl2N2O2 (421.36):含水でオイル性の物質のため、ESI-MSで合成できたことを確認した。
【００７１】
実施例２
ジ塩化1,1'-(2,3-ジヒドロキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-t-ブチルピリジニウム)
【化２４】
【００７２】
参考例８で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-t-ブチルピリジニウム)(390 mg, 0.5 mmol)を48%臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣をメタノールに溶解し、アンバーライト (IRA900J-Cl)を用いてイオン交換した。溶液を減圧下で濃縮乾固し、析出したオイルを真空乾燥することにより収量217 mg(0.4 mmol)収率82.3％で標題化合物を得た。
【００７３】
1H NMR (500 MHz in CD3OD): δ8.78 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hα）, 7.87 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hβ）, 6.56 (s, 2H, H(aromatic)), 4.59 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hγ), 2.90 (t, 4H, J = 7.0 Hz, H1), 2.67 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hα), 2.31 (tt, 4H, J = 7.0 and 6.5 Hz, Hβ), 1.72 (m, 4H, H2), 1.37 (m, 8H, H3and H4), 0.91 (t, 6H, J = 6.5 Hz, H5). MS[ESI(MeOH)]: m/z 245 [M-Cl]+. C32H46Cl2N2O2 (561.62): 含水でオイル性の物質のため、ESI-MSで合成できたことを確認した。
【００７４】
実施例３
ジ塩化1,1'-(2,3-ジヒドロキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-n-ペンチルピリジニウム)
【化２５】
【００７５】
参考例９で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビス(4-n-ペンチルピリジニウム)(439.6 mg, 0.5 mmol)を48%臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣をメタノールに溶解し、アンバーライト (IRA900J-Cl)を用いてイオン交換した。溶液を減圧下で濃縮乾固し、析出したオイルを真空乾燥することにより収量221 mg(0.4 mmol)収率78.8％で標題化合物を得た。
【００７６】
1H NMR (500 MHz in CD3OD): δ8.78 (d, 4H, J = 7.0 Hz, Hα）, 8.04 (d, 4H, J = 6.5 Hz, Hβ）, 6.57 (s, 2H, H(aromatic)), 4.58 (t, 4H, J = 6.5 Hz, Hγ), 2.69 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hα), 2.32 (tt, 4H, J = 7.5 and 6.5 Hz, Hβ), 1.69 (m, 4H, H2), 1.42 (s, 9H, tBu). MS[ESI(MeOH)]: m/z 231 [M-Cl]+. C30H42Cl2N2O2 (533.57): 含水でオイル性の物質のため、ESI-MSで合成できたことを確認した。
【００７７】
参考例１０
ジヘキサフルオロリン酸1,4-ジピリジニウムプロピルオルトベンゾキノン
【化２６】
【００７８】
参考例７で得られたジヘキサフルオロリン酸1,1’-(2,3-ジメトキシ-1,4フェニレンジ-3,1-プロパンジイル)ビスピリジニウム(348 mg, 0.5 mmol)を48%臭化水素酸水溶液(4.0 mL)に懸濁させ、N2雰囲気下、3.5時間加熱還流した。室温まで冷却後、溶媒を減圧下で留去した。残渣を水(3.0 mL)に溶解し、過ヨウ素酸ナトリウム (111.3 mg, 0.5 mmol)の水溶液(3.0 mL)を加え、超音波に2分間かけた。沈殿をろ過し、ろ液にNH4PF6 水溶液を加えると、緑がかった赤色の粉末が析出した。粉末をろ過し、水とエーテルで洗浄した後に真空乾燥することにより収量188.0 mg(0.28 mmol)収量56.6％で標題化合物を得た。
【００７９】
1H NMR (500 MHz in CD3CN): δ8.69 (d, 4H, J = 5.5 Hz, Hα）, 8.51 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hγ）, 8.04 (t, 4H, J = 7.0 Hz, Hβ）, 6.86 (s, 2H, H(aromatic)), 4.53 (t, 4H, J = 7.5 Hz, Hγ), 2.38 (t, 4H, J = 8.0 Hz, Hα), 2.14 (tt, 4H, J = 8.0 and 7.5 Hz, Hβ). MS[ESI(MeCN)]: m/z 174 [M-PF6]+. C22H24F12N2O2P2 (638.37): 計算値C, 41.39; H, 3.79; N, 4.39; 実測値 C, 41.07; H, 3.88; N, 4.39%.
【００８０】
実施例４
D-リブロース-1,5-二リン酸 四ナトリウム塩（RuBP）(20.0 mg, 0.05 mmol)を水(2.5 mL)に溶かし、塩酸でpHの値が4.3-1.1になるように調整し、実施例３で得られた0.05 mmolのカテコール誘導体の水溶液(0.5 mL)を加えた。反応溶液を図１に示す脱塩装置にかけて塩化ナトリウムを除去した後、水を減圧下に留去し、残渣を乾燥した。生成物（サンプル１）はD2O（重水）もしくはCD3OD（重メタノール）に溶かし、31P-NMRを測定した。
【００８１】
また、対象実験として、RuBP（サンプル２）、カテコール誘導体とRuBP（1：1）の混合物（サンプル３）、D(-)-3-ホスホグリセリン酸 二ナトリウム塩（PGA）（サンプル４）、カテコール誘導体とPGA（1：1）の混合物（サンプル５）、および、カテコール誘導体とPGAの脱塩サンプル（サンプル６）も同様に31P-NMRを測定した。
測定結果を図２Ａ・図２Ｂ（31P-NMRスペクトル(D2O)）および図３Ａ・図３Ｂ（31P-NMRスペクトル(CD2OD)）に示す。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例で用いた脱塩装置の概念図である。
【図２Ａ】サンプル１〜３の31P-NMRスペクトル(D2O)を示す図である。
【図２Ｂ】サンプル４〜６の31P-NMRスペクトル(D2O)を示す図である。
【図３Ａ】サンプル１〜３の31P-NMRスペクトル(CD2OD)を示す図である。
【図３Ｂ】サンプル４〜６の31P-NMRスペクトル(CD2OD)を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で示される化合物。
【化１】
［式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基であり、
ただし、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環を形成してもよく、かつ、置換基を有していてもよく、
Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。］
【請求項２】
前記式（１）中、
【化２】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、上記の意味を有する。］
が、それぞれ、
【化３】
［式中、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。］
である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
前記式（１）中、−Ｌ1−及び−Ｌ2−が、−（ＣＨ2）3−である、請求項１または２に記載の化合物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の固定化方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の抽出方法。
【請求項１】
下記式（１）で示される化合物。
【化１】
［式中、Ａ1、Ａ2、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基であり、
ただし、Ｒ1〜Ｒ3、及び、Ｒ4〜Ｒ6は、それぞれ、互いに架橋し飽和又は不飽和環を形成してもよく、かつ、置換基を有していてもよく、
Ｌ1及びＬ2は連結基を表す。］
【請求項２】
前記式（１）中、
【化２】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、上記の意味を有する。］
が、それぞれ、
【化３】
［式中、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9及びＢ10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10アルキル基、又は置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ10アリール基である。］
である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
前記式（１）中、−Ｌ1−及び−Ｌ2−が、−（ＣＨ2）3−である、請求項１または２に記載の化合物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の固定化方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の化合物を使用することを特徴とする、リブロース−１，５−二リン酸の抽出方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【公開番号】特開２００７−６３１４８（Ｐ２００７−６３１４８Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４７７６０（Ｐ２００５−２４７７６０）
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１７年３月１１日 社団法人日本化学会発行の「日本化学会第８５春季年会 講演予稿集 ２」に発表
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１７年３月１１日 社団法人日本化学会発行の「日本化学会第８５春季年会 講演予稿集 ２」に発表
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【Ｆターム（参考）】
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