DD152329A1

DD152329A1 - Verfahren zur herstellung von unloeslichen redoxaustauschern

Info

Publication number: DD152329A1
Application number: DD22295680A
Authority: DD
Inventors: Dieter Kirstein; Manfred Kuehn; Frieder Scheller; Florian Schubert
Original assignee: Dieter Kirstein; Manfred Kuehn; Frieder Scheller; Florian Schubert
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1981-11-25

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines unloeslichen Redoxaustauschers, mit dem durch einfache Hilfsmittel Redoxreaktionen durchgefuehrt werden koennen, zu entwickeln. Erfindungsgemaess wird eine substituierte Pyridinverbindung der allgemeinen Formel mit chlormethyliertem vernetztem Polystyrol in Wasser oder einem organischen Loesungsmittel unter Erhitzen auf 50 Grad C bis 80 Grad C, fuer mindestens 24 Stunden zur Reaktion gebracht. Anschliessend wird durch Reduktionsmittel, vorzugsweise durch einen Ueberschuss von Natriumdithionit in Natriumkarbonatloesung, die oxydierte Form in das Endprodukt ueberfuehrt.

Description

,4- 222S5 6

Dr. Kirstein Dr. Kühn Dr.- Scheller Schubert

Verfahren zur Herstellung; von unlöslichen Redoxaustauschern Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von un?- löslichen Redoxaustauschern. Anwendungsgebiete sind Biotechnologie und Affinitätschromatographie·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Redoxreaktionen in der Biotechnologie, insbesondere die Oxydation von 1,4 Dihydronicotinamiddinucleotid (ITADH) und 1,4 Dihydronicotinamiddinucleotidphosphat (IiADPH) oder die Reduktion von llicotinamiddinucleotid (NAD) und von Nicotinamiddinucleotidphosphat (ITADP) werden elektrochemisch, enzymatisch, chemisch oder durch Einsatz von lebenden Zellen durchgeführt» Bezüglich der Durchführung von Redoxreaktionen mit chemischen Methoden sind Pyridinabkömiulinge der allgemeinen Formel

oder

benutzt worden. Die folgende Tabelle gibt Aufschluß über die Lage des Redoxpotentials dieser Verbindungen im Gleichgewicht mit ihren 1,4-Dihydroderivaten (E₀ E. Taylor und J. B. Jones J. Am. Chem. ^Soc. £8 ,5*689 /1976/):

Tabelle

- COlTH₂

- CO₂C₂H₅.

- CONH₂

- соіт(сн₃)₂

- COOH

- COlTH₂

- COCH₃

- ITOo

- ITO,

- ITO

с.

- COCH,

- сосн"

- ITOo

- 2	У	- 2 22	95 6
"H	R	E₀' MJ
COpCpHj-	CH₂Ph	- 361
- H	-H	- 370
- H	-C₃H₇	- 387
- H	- C₃H₇	- 434
- H	- C₃H₇	- 442
- H	-0(-TAG² )	- 292
- H^	-ß-TAG	- 267
- н'	-ß-TAG	- 222
- H	- DCB	- 195
- H	- PlTB	- 195
COCH₃	- CH₂COPh	-
COCH.	- DCB	- 120
	-Oi,- TAG	- 100
- CH.	> - 100

UAD

KADH

- 315

Wie aus dem ebenfalls aufgeführten Redoxpotential des Redoxpaares HAD/LTADH hervorgeht, können durch geeignete Substitutionen im Pyridinring Verbindungen hergestellt werden_sdie die Reaktion

UAD(P) ' HAD(P)H

sowohl von rechts nsch links als auch umgekehrt bewirken. Ein großer Nachteil dieser bekannten Verfahren ist die Verunreinigung der Produkte durch Fremdstoffe oder Reaktionspartner, die durch geeignete Verfahren abgetrennt werden müssen.

' Standard Redoxpotential bei 20°,

pH 7

' (^.-TAG: 2, 3, 4, G-Tetraacetyl-^-D-glucopyranosidyl DCD: 2,6 Dichlorbenzyl ШѢ: 4-lTitrobenzyl

- з - 22295 S

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen unlöslichen Redoxaustauscher herzustellen, mit dem Redoxreaktionen durchgeführt werden können, bei denen das Produkt durch einfache Hilfsmittel wie Siebe oder Filter abgetrennt werden kann₀

Darlegung des '"esens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine substituierte Pyridinverbindung der allgemeinen Formel

wobei X =	-COlIHp	Y	= .-H	= -H
X =	-CO₂ C₂H₅	Y	= -CO₂C₂H₁-	= -H
γ· _	-C Oi: (CH₃) ₂	Y	L~ £_ ^	= -H
X =	-COOH	Y	=-COCH,
X =	-COCH,	Y	= -IiO₀ bedeuten,
X =		Y
X =	-COCH₃	Y
X =	-UO_n	Y

mit chlormethyliertem vernetzten! Polystyrol zur Reaktion gebracht * Beide Komponenten werden in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise !.!ethanol, gelöst bzw«, suspendiert und längere Zeit, mindestens 24 h, auf Temperaturen zwischen 50 und 80⁰C, vorzugsweise 60⁰C, erhitzt, Uach Beendigung der Reaktion wird das unlösliche Produkt abfiltriert und mit dem Lösungsmittel so lange gewaschen, bis keine Pyridinverbindungen im Eluat nachweisbar sind. Das Produkt wird dann erforderlichenfalls durch Reduktionsmittel, vorzugsweise durch einen Überschuß von liatriumdithionit (Ilolverhältnis 1j5 " 1) in Hatriumkarboiiatlösung, in das 1,4 Dihydropyridinderivat überführt. Das Produkt dieser Reaktion wird auf einem Tilter mit destillierten V/asser gewaschen, bis weder liatriundithionit noch Sulfit im Eluat nachweisbar sind.

_₄_ 2 2 2 S 5 6

Die erhaltenen Redoxaustauscher sind frei von Verunreinigungen und gestatten bei geeigneter Substitution in der Pyridinform die Durchführung von Oxydationen insbesondere von NADH und IiADPH zu IiAD bzw. NADP oder in der 1,4 Dihydropyridinf orm die Reduktion von UAD zu I¹JADH oder von IiADP zu ITADPH in einfachen Säulen oder Tankverfahren. Die Abtrennung von den Produkten erfolgt durch einfache Verfahren wie Filtration oder Zentrifugation ohne Verunreinigung durch lösliche Bestandteile

Die Erfindung soll anhand einiger Beispiele erläutert werden:

AüsführunfTsbei spiel

1, 20 g chlormethyliertes, vernetztes Polystyrol wird mit einer Lösung von 16 g Nikotinamid in 500 ml Ethanol 20 h auf 60⁰C erwärmt* Danach wird das unlösliche Produkt von der Lösung abfiltriert und in einer Pritte mit Alkohol und Wasser gewaschen, bis das Filtrat frei von liikotinamid ist* Das unlösliche Nikotinamidderivat wird anschließend in 100 ml V/asser suspendiert und mit einer wäßrigen Lösung von 46 g I'Tatriumdithionit und 55,5 g Natriumkarbonat-portionsweise versetzt» liach beendeter Zugabe wird die Laschung noch zwei Stunden bei Zimmertemperatur geschüttelt. Die reduzierten unlöslichen Partikel werden abfiltriert und unter Luftabschluß mit luftfreiem Wasser gewaschen,bis kein Salz im Waschwasser nachweisbar ist. Das Produkt wird dann zur Reduktion von IiAD(P) zu IiAD(P)H benutzt.

2. 20 g chlormethyliertes vernetztes Polystyrol werden mit einer Lösung von 22 g 3,5-Dinitropyridin in 600 ml Ethanol 30 h auf 60° erwärmt. Das Produkt wird abfiltriert und mit Ethanol und Wasser gewaschen, bis keine löslichen Bestandteile im 7/aschwasser nachweisbar sind_o Das reine Produkt wird zur Oxydation von ITAD(P)H zu ITAD(P) eingesetzt.

-⁵~ 2 2 295 S

500 g Polystyrylnethylen-N-I,4-dihydronikotinamid werden mit 2,5 1 einer Lösung von 1,6 g IiAD in 1 1 Phosphatpuffer (pH 8, I = 0,3) bei 55 C in einem Tankreaktor zur Reaktion 'gebracht. Die Anfangsreaktionsgeschwindigkeit beträgt 1 g IIADH/h.

Claims

2 2 295 S -fc-

Erfinduiiftsanspruch

Verfahren zur Herstellung unlöslicher Redoxaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß eine substituierte Pyridinverbindung der allgemeinen Formel,

bedeuten,

mit chlormethyliertem vernetztem Polystyrol in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen 50 C und 8O⁰C, vorzugsweise 6O⁰C, über einen Zeitraum von mindestens 24 Stunden zur Reaktion gebracht wird und die oxydierte Form des entstandenen Redoxaustauschers durch Reduktionsmittel, vorzugsweise mit einem UberschuJEVlTatriumdithionif in ITatriumkarbonatlösung, in das Endprodukt . überführt wird.