DE10255057A1 - Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe - Google Patents
Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe Download PDFInfo
- Publication number
- DE10255057A1 DE10255057A1 DE2002155057 DE10255057A DE10255057A1 DE 10255057 A1 DE10255057 A1 DE 10255057A1 DE 2002155057 DE2002155057 DE 2002155057 DE 10255057 A DE10255057 A DE 10255057A DE 10255057 A1 DE10255057 A1 DE 10255057A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- liquid extraction
- solid
- acyl
- lipase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 title claims abstract description 12
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 title claims abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- -1 vitamins or hormones Chemical class 0.000 title claims description 10
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 title claims description 6
- 230000010933 acylation Effects 0.000 title claims description 5
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 title claims description 5
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 title claims description 5
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 title claims description 5
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 title claims description 5
- 239000005556 hormone Substances 0.000 title claims description 3
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 title claims description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 title 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 title 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 29
- 238000000956 solid--liquid extraction Methods 0.000 claims abstract description 8
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 16
- 239000000386 donor Substances 0.000 claims description 12
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 7
- 150000004665 fatty acids Chemical group 0.000 claims description 7
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MHYCRLGKOZWVEF-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;hydrate Chemical compound O.CCOC(C)=O MHYCRLGKOZWVEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241001661345 Moesziomyces antarcticus Species 0.000 claims description 3
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 3
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 claims description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 3
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940061720 alpha hydroxy acid Drugs 0.000 claims description 2
- 150000001280 alpha hydroxy acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 claims description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 claims description 2
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 claims description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 claims description 2
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 claims description 2
- 125000003835 nucleoside group Chemical group 0.000 claims description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 abstract 1
- LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N pyridoxine Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CO)=C1O LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 235000008160 pyridoxine Nutrition 0.000 description 23
- 239000011677 pyridoxine Substances 0.000 description 23
- 229940011671 vitamin b6 Drugs 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 6
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 5
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 4
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- QAQJMLQRFWZOBN-LAUBAEHRSA-N L-ascorbyl-6-palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O QAQJMLQRFWZOBN-LAUBAEHRSA-N 0.000 description 2
- 239000011786 L-ascorbyl-6-palmitate Substances 0.000 description 2
- FLIACVVOZYBSBS-UHFFFAOYSA-N Methyl palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC FLIACVVOZYBSBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003855 acyl compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010385 ascorbyl palmitate Nutrition 0.000 description 2
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 2
- XIRNKXNNONJFQO-UHFFFAOYSA-N ethyl hexadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC XIRNKXNNONJFQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVNIQBQSYATKKL-UHFFFAOYSA-N Glycerol trihexadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC PVNIQBQSYATKKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010084311 Novozyme 435 Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000011210 chromatographic step Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000287 crude extract Substances 0.000 description 1
- 238000005947 deacylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 229940067592 ethyl palmitate Drugs 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- BEJNERDRQOWKJM-UHFFFAOYSA-N kojic acid Chemical compound OCC1=CC(=O)C(O)=CO1 BEJNERDRQOWKJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004705 kojic acid Drugs 0.000 description 1
- WZNJWVWKTVETCG-UHFFFAOYSA-N kojic acid Natural products OC(=O)C(N)CN1C=CC(=O)C(O)=C1 WZNJWVWKTVETCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004668 long chain fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 150000003227 pyridoxines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
- A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
- A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
- A61K8/67—Vitamins
- A61K8/673—Vitamin B group
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
- A61Q19/00—Preparations for care of the skin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/62—Carboxylic acid esters
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Birds (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe. Das Verfahren ist in der biotechnologischen Industrie anwendbar. Die mit dem Verfahren hergestellten Acyl-Derivate sind in der Pharmazie, in der Kosmetik, in der Feinchemie, in der Lebensmittelindustrie und in der Futtermittelindustrie anwendbar. DOLLAR A Das Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Esterverbindungen durch die Einwirkung einer Lipase auf ein Medium aus einem Acyldonator und einem Acylakzeptor, der eine biologisch wirksame Verbindung darstellt, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Acylierung die Aufarbeitung der Esterverbindung einen Schritt zur Fest-Flüssig-Extraktion des nicht umgesetzten Acyldonators und einen Schritt zur Flüssig-Flüssig-Extraktion des nicht umgesetzten Acylakzeptors enthält. DOLLAR A Im Falle von Laurinsäure als Acyldonator wird die Fest-Flüssig-Extraktion mit Hexan und die Flüssig-Flüssig-Extraktion mit dem System Wasser-Ethylacetat durchgeführt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe. Das Verfahren ist in der biotechnologischen Industrie anwendbar. Die mit dem Verfahren hergestellten Acyl-Derivate sind in der Pharmazie, in der Kosmetik, in der Feinchemie, in der Lebensmittelindustrie und in der Futtermittelindustrie anwendbar.
- Lipasen sind in der Lage, Acyltransferreaktionen zu katalysieren. Diese Art von Reaktion läuft nach folgendem allgemeinen Schema ab:
- Je nach gewährtem Donator und Akzeptor entspricht dieses Schema verschiedenen Reaktionen:
- – Mit Wasser als Akzeptor-OH und einem Triglycerid als Acylgruppen-Donator entspricht diese Reaktion der Hydrolyse von Triglyceriden.
- – Mit einem Alkohol (z.B. Ethanol) als Akzeptor-OH und einer Fettsäure (z.B. Palmitinsäure) als Acylgruppen-Donator entspricht diese Reaktion der enzymatischen Kondensierung zur Synthese von Estern.
- – Mit einem Alkohol (z.B. Butanol) als Akzeptor-OH und einem Ester (z.B. Palmitinsäureethylester) als Acylgruppen-Donator entspricht diese Reaktion einer
- Wie man aus diesen Beispielen sieht, läßt sich die Basisreaktion für einen breiten Anwendungsbereich realisieren.
- Als Acylgruppen-Donator können Fettsäuren und Fettsäureester eingesetzt werden. Die transferierte Acylgruppe ist in der Regel eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kette, deren Länge von kurz (z.B. Acetyl) bis lang (z.B. Stearyl) variieren kann.
- Als Akzeptor-OH kann eine breite Auswahl von Stoffen dienen, wie z.B. Wasser in der Hydrolysereaktion oder aliphatische Alkohole in Transesterifikationen. Auch zahlreiche andere Stoffe, die eine OH-Gruppe tragen, können als Akzeptor-OH in der Reaktion dienen.
- Der Akzeptor von Acylgruppen kann eine wasserlösliche bioaktive Verbindung sein, die eine oder mehrere OH-Gruppen trägt. Wasserlösliche Vitamine wie Ascorbinsäure (Vitamin C) oder Pyridoxin können in der Acylierungsreaktion eingesetzt werden, ebenso sekundäre Metaboliten aus Pflanzen oder Mikroorganismen wie Kojinsäure. Die Acylierung solcher Verbindungen mit einer mittellangen (z.B. Lauryl-) bis langen (z.B. Stearyl-) aliphatischen Kette dieser Klasse von Stoffen stellt die Zielreaktion der Erfindung dar.
- Die enzymatische Reaktion von bioaktiven Stoffen als Akzeptor von Acylgruppen ist bekannt. Baldessari et al (Baldessari A, Mangone CP, Gros EG (1998). Lipasecatalyzed acylation and deacylation reactions of pyridoxin, a member of vitamin-B6 group. Helvetica chimica acta 81 2407-2413) haben eine Reihe von Acyl-Derivaten von Pyridoxin durch Transesterifikation von Pyridoxin mit Ethylestern synthetisiert. Insbesondere wurde ein Myristylester von Pyridoxin mit der Lipase von Candida antarctica im Aceton synthetisiert. Das erhaltene Produkt wurde durch eine chromatographische Methode mit Kieselgel als Feststoffphase gereinigt.
- Humeau et al (Humeau C, Girardin M, Rovel B, Miclo A (1998). Effect of the thermodynamic water activity and the reaction medium hydrophobicity on the enzymatic synthesis of ascorbyl palmitate. Journal of Biotechnology 63 1-8) haben die enzymatische Synthese von Ascorbylpalmitat im t-Butanol aus Palmitinsäuremethylester und Ascorbinsäure durchgeführt. Die Autoren untersuchten den Einfluss der thermodynamischen Aktivität des Wassers auf die Reaktion.
- In der ersten dieser Arbeiten wurde das Produkt der Reaktion (Pyridoxinester) durch eine aufwändige Prozedur, chromatographische Schritte beinhaltend, gewonnen. Zur Extraktion und Reinigung des Produkts wurde in der zweiten Arbeit keine Information gegeben. Ganz allgemein läßt sich feststellen, dass das Problem der Extraktion und der Reinigung des Esterprodukts die bisherigen Verfahren für eine technologische Anwendung ungeeignet macht.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die enzymatische Synthese von Acylderivaten soweit zu verbessern, dass eine technische Anwendung möglich ist. Insbesondere sollen die Reinigungs- und Isolierungsschritte so gestaltet werden, dass Ausgangs- und Nebenprodukte weitgehend abgetrennt und das Endprodukt in hoher Reinheit erhalten wird.
- Das Verfahren nutzt die Erkenntnis, dass das erhaltene Endprodukt (Esterprodukt der Lipase-katalysierten Reaktion) weder im Wasser noch in apolaren Lösungsmitteln löslich ist. Die Aufarbeitung der Reaktionsprodukte erfolgt erfindungsgemäß durch einen Schritt zur Fest-Flüssig-Extraktion des nicht umgesetzten Acylgruppen-Donators und einen Schritt zur Flüssig-Flüssig-Extraktion des nicht umgesetzten Akzeptors von Acylgruppen. Das Reaktionsmedium enthält nach der Kondensierungsreaktion Esterprodukt, nicht-umgesetzten Donator (Fettsäure), nicht-umgesetzten Akzeptor (bioaktiven wasserlöslichen Stoff) und das Enzym. Die Lipase ist im Lösungsmittel unlöslich und kann einfach abfrltriert oder abzentrifugiert werden. Der nicht umgesetzte Akzeptor ist wasserlöslich im Gegenteil zum Esterprodukt. Er kann durch Flüssig-Flüssig Extraktion (z.B. mit dem System Ethylacetat-Wasser) aus dem Reaktionsprodukt entfernt werden.
- Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass beim Einsatz von Laurinsäure als Acyl-Donator der gebildete Laurinsäureester nicht nur in Wasser, sondern auch in Hexan unlöslich ist, die Laurinsäure selbst dagegen ist in Hexan löslich. Das ist ein unerwarteter Unterschied zum analogen Einsatz von Palmitin- und Stearinsäure.
- Die restliche Laurinsäure kann dadurch aus dem rohen Reaktionsprodukt durch Feststoff-Flüssig Extraktion entfernt werden. Auf diese Weise kann das Produkt der Acylierung auf einfache Weise in zwei Extraktionsschritten mit hoher Reinheit gewonnen werden.
- Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird ein Medium aus wasserlöslichem Akzeptor (bioaktive Verbindung) und Laurinsäure hergestellt. Diese Ausgangsstoffe werden in einem polaren Lösungsmittel gelöst bzw. suspendiert, dazu eignet sich z.B. Aceton. Die Laurinsäure ist in Aceton löslich, der wasserlösliche Akzeptor (bioaktive Verbindung) ist in Aceton nur partiell löslich. Die Lipase wird dem Medium zugegeben. Als Lipase eignet sich das Präparat Novozym 435, eine immobilisierte Lipase aus Candida antarctica. Zum Medium wird ein Molekularsieb 3 Angström gegeben. Das Molekularsieb dient zur Trocknung des Reaktionsmediums, es dient dazu, das bei der Reaktion entstehende Wasser aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen. Dadurch werden die Reaktionsausbeuten erhöht. Das Medium wird unter Rührung inkubiert, die Inkubationstemperaturen betragen 20 – 50°C, die erforderlichen Inkubationszeiten betragen 6 – 96 h.
- Nach der Inkubation wird das Gemisch aufgearbeitet. Das unlösliche Enzym und das unlösliche Molekularsieb werden abzentrifugiert bzw. abfiltriert. Aus dem Überstand bzw. Filtrat wird das Aceton durch Verdampfung entfernt. Es wird ein sirupartiger Rohextrakt der Reaktion erhalten. Dieser Extrakt wird mit Hexan in Kontakt gebracht, dadurch wird die restliche Laurinsäure in die Hexanphase extrahiert. Die Hexanphase wird durch Zentrifugation abgetrennt und für die Wiederverwendung der Laurinsäure zur Verfügung gestellt. Der Feststoff wird in Ethylacetat gelöst und Wasser zugegeben. Der nicht umgesetzte Akzeptor wird dadurch in die wässrige Phase extrahiert. Die wässrige Phase steht für die Wiederverwendung des Pyridoxins zur Verfügung. Die organische Phase wird durch Verdampfung des Ethylacetats konzentriert und aus dem Ethylacetat wird das Produkt der Reaktion kristallisiert. Durch diese Methode wird ein pulvriges Produkt mit 90 % Reinheit oder höher gewonnen.
- Beim Einsatz von langkettigen Fettsäuren wie Palmitinsäure oder Stearinsäure wird das erfindungsgemäße Verfahren etwas modifiziert. Die Esterprodukte dieser Säuren sind zum Unterschied von den Esterprodukten der Laurinsäure in Hexan löslich, dagegen unlöslich in Wasser. Deshalb wird die erfindungsgemäße Fest-Flüssig-Extraktion mit Octan, Isooctan, Decan oder Dodecan durchgeführt, die Flüssig-Flüssig-Extraktion dagegen ebenfalls mit dem System Wasser-Ethylacetat.
- Mit der vorliegenden Erfindung wird ein technisch anwendbares Verfahren für die Extraktion und Reinigung des Esterproduktes aus dem Reaktionsmedium vorgestellt. Unter bestimmten Reaktionsbedingungen kann das Reaktionsprodukt erfindungsgemäß sehr einfach aus dem Reaktionsmedium mit hoher Reinheit extrahiert werden.
- Die erfindungsgemäß hergestellten Acyl-Verbindungen besitzen die Funktionalität (z.B. als Vitamin) der entsprechenden nicht-acylierten Verbindung und weisen durch die Anlagerung des Fettsäurerestes modifizierte, vorteilhafte Eigenschaften bezüglich der Molekulargröße, Löslichkeit, Diffusionsfähigkeit, Stabilität und Metabolisierungsgeschwindigkeit auf.
- Diese gewonnenen Acylderivate werden als solche oder in verschiedenen Präparaten eingesetzt. Abhängig von den Eigenschaften der als Akzeptor von Acylgruppen eingesetzten Rohstoffen können durch dieses Verfahren Acylderivate hergestellt werden, die wie Antibiotika, Vitamine, Hormone, Aminosäuren, Peptide, Antioxidationsmittel, sekundäre Metaboliten aus Pflanzen oder Mikroorganismen, Hydroxysäure und alpha-Hydroxysäure, Poly-, Oligo- und Mononucleotide, Nucleoside, Antioxidationsmittel, Radikalfänger, Arzneistoffe, Aroma- und Geschmacksstoffe, Duftstoffe und Farbstoffe wirken.
- Diese neuen Eigenschaften machen die Produkte der Erfindung in der Pharmazie, in der Kosmetik, in der Feinchemie, in der Lebensmittelindustrie und in der Futtermittelindustrie besonders wertvoll.
- Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich insbesondere als Wirkstoffe zur topischen Anwendung, z.B. in kosmetischen Mitteln.
- So kann durch die Verwendung einer geeigneten Acyl-Akzeptor Verbindung eine verbesserte Verfügbarkeit des Wirkstoffes erreicht werden, was auf die verbesserte Löslichkeit der Verbindung in Fettphase und somit der Bioverfügbarkeit des Wirkstoffs zurückzuführen ist, bzw. auf den langsameren Abbau der Verbindung auf der Haut, wodurch eine langhaltende Pflege ermöglicht wird.
- Darüber hinaus können durch die Verwendung einer geeigneten Acyl-Verbindung die üblichen Nebenwirkungen eines Wirkstoffes erheblich vermindert werden.
- Die Erfindung wird durch folgendes Ausführungsbeispiel erläutert:
- 1. Laurinsäurederivat aus Pyridoxin
- Zur Synthese von Laurinsäurederivat aus Pyridoxin wurde ein Medium mit 2 g (11,8 mmol) Pyridoxin, 2,36 g (11,8 mmol) Laurinsäure und 50 ml Aceton hergestellt. Pyridoxin war im Medium partiell gelöst, Laurinsäure war vollständig löslich. Es wurden 2,2 g Lipase (Novozym 435) und 2,2 g Molekularsieb 3 Angström zum Medium zugegeben. Das Medium wurde unter Rührung 24 h inkubiert.
- Nach der Inkubation wurde das Medium aufgearbeitet. Zunächst wurde 10 min bei 30°C und 5.000 min–1 zentrifugiert. Das Sediment wurde mit 50 ml Aceton gewaschen und wieder zentrifugiert. Die Acetonphasen wurden vereinigt, das Aceton wurde im Rotationsverdampfer unter reduziertem Druck bei 50°C Badtemperatur verdampft, wonach man einen weißen Sirup erhielt.
- Dieser Rückstand wurde in 25 ml Hexan suspendiert und 5 min kräftig geschüttelt. Die Suspension wurde anschließend zentrifugiert. Es wurde ein klarer, leicht gelb gefärbter Überstand und ein weißes Sediment erhalten. Der Überstand wurde abgegossen.
- Das Sediment wurde in 30 ml Ethylacetat suspendiert und 10 ml Wasser zugegeben. Das Medium wurde klar. Es enthielt eine organische obere Phase und eine wässrige untere Phase. Das Medium wurde 5 min langsam geschüttelt und anschließend zentrifugiert, die wässrige Phase wurde abpipettiert.
- Die organische Phase wurde im Rotationsverdampfer konzentriert. An die Oberfläche der Verdampferflasche lagerte sich ein weißer Feststoff an. 1,5 g dieses Produktes wurden der Verdampferflasche entnommen.
- Das Produkt wurde durch HPLC in direkter Phase zur Analyse von Ester und Pyridoxin und in der Umkehrphase zur Analyse von Fettsäure analysiert.
-
1 zeigt die Chromatogramme einer 10 g/l Lösung von Esterprodukt. Es wurden 0,2 g/l Pyridoxin und 0,7 g/l Laurinsäure detektiert. Die Fläche des Peaks des Esterprodukts bei 284 nm entsprach der Fläche von 5,6 g/l Pyridoxin. -
2 stellt das UV-Spektrum des Esterproduktes und das der Pyridoxin dar. Beide sind durch ein Maximum bei 284 nm charakterisiert. Pyridoxin und das Esterpro dukt besitzen einen ähnlichen UV-aktiven Strukturteil. Es wird davon ausgegangen, dass die molaren Extinktionskoeffizienten für Pyridoxin und Pyridoxinester ähnlich groß sind. - Die Molgewichte betragen 169 für Pyridoxin, 200 für Laurinsäure, 351 für den Monoester und 533 für den Diester. Unter der Annahme, dass das Esterprodukt ein Monoester bzw. ein Diester ist, ergibt sich aus 9,1 g/l Pyridoxinester 4,4 g/l bzw. 2,9 g/l im Ester kovalent gebundenes Pyridoxin. Die durch UV-Detektor gemessene Menge an im Ester kovalent gebundenem Pyridoxin beträgt 5,6 g/l. Dieses experimentelle Ergebnis entspricht der Annahme, dass das Produkt ein Monoester ist.
- Das durch das Verfahren der Erfindung synthetisierte und gereinigte Produkt war ein Monoester von Laurinsäure und Pyridoxin. Es enthielt 2% restliches Pyridoxin und 7% restliche Laurinsäure.
Claims (7)
- Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Esterverbindungen durch die Einwirkung einer Lipase auf ein Medium aus einem Acyldonator und einem Acylakzeptor, der eine biologisch wirksame Verbindung darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Acylierung die Aufarbeitung der Esterverbindung einen Schritt zur Fest-Flüssig-Extraktion des nicht umgesetzten Acyldonators und einen Schritt zur Flüssig-Flüssig-Extraktion des nicht umgesetzen Acylakzeptors enthält.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Acyldonator eine Fettsäure ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Acyldonator Laurinsäure ist und dass die Fest-Flüssig-Extraktion mit Hexan und die Flüssig-Flüssig-Extraktion mit dem System Wasser-Ethylacetat durchgeführt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Acyldonator eine längerkettige Fettsäure wie Palmitinsäure oder Stearinsäure ist und dass die Fest-Flüssig-Extraktion mit Octan, Isooctan, Decan oder Dodecan und die Flüssig-Flüssig-Extraktion mit dem System Wasser-Ethylacetat durchgeführt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Flüssig-Extraktion und die Flüssig-Flüssig-Extraktion bei einer Temperatur im Bereich 5 – 20 °C vorzugsweise 10–15 °C stattfinden.
- Verfahren nach Anspruch 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lipase eine Lipase von Candida antarctica ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Acylakzeptor biologisch wirksame Verbindungen wie Antibiotika, Vitamine, Hormone, Aminosäu ren, Peptide, Antioxidationsmittel, sekundäre Metaboliten aus Pflanzen oder Mikroorganismen, Hydroxysäure und alpha-Hydroxysäure, Poly-, Oligo- und Mononucleotide, Nucleoside, Antioxidationsmittel, Radikalfänger, Arzneistoffe, Aroma- und Geschmacksstoffe, Duftstoffe und Farbstoffe eingesetzt werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2002155057 DE10255057A1 (de) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2002155057 DE10255057A1 (de) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10255057A1 true DE10255057A1 (de) | 2004-06-03 |
Family
ID=32240425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2002155057 Withdrawn DE10255057A1 (de) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10255057A1 (de) |
-
2002
- 2002-11-25 DE DE2002155057 patent/DE10255057A1/de not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Haraldsson et al. | The preparation of triglycerides highly enriched with ω-3 polyunsaturated fatty acids via lipase catalyzed interesterification | |
| DE69711374T3 (de) | Verfahren zum extrahieren von sterol mit einem polaren lösungsmittel zur herstellung eines mikrobiellen öles mit niedrigem sterolgehalt | |
| DE69011739T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Phosphatidsäure. | |
| DE3430944C2 (de) | ||
| EP1500645B1 (de) | Astaxanthin-fettsäureester mit mittlerer kettenlänge, verfahren zu dessen herstellung und zusammensetzung, die den ester enthält | |
| EP0129748A1 (de) | Hexadecansäure- und Hexadecadiensäurederivate | |
| DE68906447T2 (de) | Oberflaechenaktive verbindungen und verfahren zu deren herstellung. | |
| DE69508558T2 (de) | Verfahren zur Fraktionierung von Fettsäuren | |
| DE102005003625A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer DHA-haltigen Fettsäure-Zusammensetzung | |
| DE2402452A1 (de) | Enzymreaktionsverfahren durch zweiphasige wasser-/organische systeme | |
| EP1792999B1 (de) | Verfahren zur enzymatischen Synthese von Triglyceriden | |
| US6316032B1 (en) | Barley malt oil containing vegetable ceramide-associated substances and process for producing the same | |
| DE69322067T2 (de) | Verfahren zur enzymatischen herstellung von aromatischen substanzen | |
| US5077202A (en) | Process for producing a glycolipid having a high eicosapentaenoic acid content | |
| DE10255057A1 (de) | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Acyl-Derivaten bioaktiver Stoffe | |
| DE10119972A1 (de) | Enzymatisches Verfahren zur Herstellung von Fettsäuresterylestern aus Dämpferdestillaten der Fettraffination und Tallöl | |
| EP1426445A1 (de) | Herstellung von Flavonoidderivaten | |
| EP1285968B1 (de) | Selektive Transesterifikation von Stanole in Mischungen die Sterole und Stanole enthalten | |
| DE60215729T2 (de) | Selektive Transesterifikation von Stanole in Mischungen die Sterole und Stanole enthalten | |
| DE10019255A1 (de) | Glykosid-Ester und ihre Herstellung sowie Verwendung in Kosmetika, Pharmazeutika und Nahrungs- bzw. Futtermitteln | |
| DE69819738T2 (de) | Verfahren zur enzymatischen synthese von saccharid-estern | |
| EP1175500B1 (de) | Verfahren zur selektiven veresterung von polyolen | |
| DE3841914C1 (de) | ||
| EP0770685B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von trans-2, cis-4-Decadiensäureethylester | |
| JPH022594B2 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |