DE3784450T2 - Enzymatisches verfahren zur herstellung von epoxyverbindungen. - Google Patents

Enzymatisches verfahren zur herstellung von epoxyverbindungen.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kohlehydrats, das einen Epoxyrest als Glucosid-Aglykon trägt, oder, anders ausgedrückt, ein Verfahren zur Herstellung eines epoxy-substituierten Aldose- oder Ketose-Zuckers.
  • Epoxide stellen eine Klasse von organischen Verbindungen mit großer praktischer Bedeutung als Zwischenprodukte in organischen Synthesen und als eine Klasse von Verbindungen, die per se viele nützliche Eigenschaften zeigen, dar. Demgemäß sind über die Jahre viele Verfahren zur Synthese von Epoxiden entwickelt worden, die in den hauptsächlichen Lehrbüchern der organischen Chemie beschrieben sind, wie z. B. in Comprehensive Organic Chemistry, herausgegeben von Barton und Ollis und veröffentlicht von Pergamon Press, 1984. Grundsätzlich werden zwei hauptsächliche Verfahren zur Synthese eines gegebenen Zielmoleküls, das eine Epoxygruppe enthält, verwendet: entweder wird die Epoxygruppe aus richtigen Teilgruppen erzeugt, die in einem Vorläufer des Zielmoleküls vorhanden sind, wie etwa eine Gruppe, die eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält, oder Epoxid wird in das Zielmolekül durch eine Kondensationsreaktion eingeführt, in der einer der Reaktanten eine Epoxygruppe trägt. Die vorliegende Erfindung ist von der letzteren Art.
  • Eine Hauptschwierigkeit, auf die man bei der organischen Synthese von Epoxiden trifft, beruht auf der Reaktivität der Epoxygruppe. Unter einer breiten Vielzahl von Bedingungen werden Epoxide mit Lösungsmitteln und einer großen Anzahl organischer funktioneller Gruppen reagieren, wobei eine Folge ist, daß die Einführung einer Epoxygruppe in ein komplexes, polyfunktionelles organisches Molekül eine außerordentlich schwierige, wenn nicht unmögliche Aufgabe sein kann.
  • Ein Beispiel dieser Art betrifft Kohlehydratmoleküle, die eine Epoxygruppe im Glucosid-Aglykon tragen, vgl. Formel I, Fig. 1. Wegen des Vorhandenseins vieler reaktiver Gruppen in solchen Molekülen, der niedrigen Löslichkeit der Verbindungen in den meisten organischen Lösungsmitteln und des fragilen Charakters der Moleküle ist es eine schwierige und oft recht langwierige Aufgabe, solche Verbindungen durch organische Synthese herzustellen. Ein Beispiel, das von J.E.G. Barnett und A. Ralph in Carbohydr.Res. 17 (1971), 231, beschrieben ist, betrifft die Synthese von 2,3- Epoxypropyl-β-D-glucopyranosid (Formel 11, Fig. 1). Die Synthese von Zuckermolekülen, die eine Epoxygruppe tragen, umfaßt eine recht lange Folge von synthetischen Schritten aus leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien.
  • In den letzten Jahren hat es ein wachsendes Bewußtsein im Hinblick auf das Potential von Enzymen als organische Katalysatoren gegeben. Da diese Katalysatoren in vielen Hinsichten einzigartig sind, sind sie potentiell sehr nützlich in der organischen Synthese. Zum Beispiel eröffnen die Enzyme die Möglichkeit, organische Reaktionen unter außerordentlich milden Bedingungen durchzuführen, und sie sind oft Substrat-selektiv, wodurch z. B. die selektive Umwandlung einer einzelnen Gruppe unter mehreren chemisch sehr ähnlichen Gruppen in organischen Molekülen oder die Synthese von optisch reinen organischen Komponenten aus racemischen Ausgangsmaterialien möglich gemacht wird.
  • Eine Gruppe von Enzymen, die einiges an Interesse als organische Katalysatoren auf sich gezogen haben, sind Enzyme, die in der Lage sind, Bindungen an der C-1-Position (Aldosen) oder C-2-Position (Ketosen) eines Kohlehydrats zu spalten. Diese Enzyme haben das Interesse organischer Chemiker wegen der Möglichkeit auf sich gezogen, einige chemische Reaktionen an den enzymatischen Spaltungsstellen durchzuführen.
  • Die Verwendung von β-Galactosidasen zur Synthese von Galactosiden veranschaulicht, wie Enzyme, die in der Lage sind Bindungen an der C-1-Position (Aldosen) oder C-2- Position (Ketosen) von Kohlehydraten zu Spalten, für organische Synthese eingesetzt werden können. So beschreiben T.J. Silhavy und Mitarbeiter in J.Biol.Chem. 248 (1973), 6571-6574, wie (2R)-Glyceryl-β-D-galactopyranosid (Schema 1, Formel III) aus Lactose und Isopropylidenglycerin synthetisiert werden kann, die zum entsprechenden Galactosid (Schema 1, Formel IV) kondensiert werden, indem sie der von E. coli produzierten Galactosidase ausgesetzt werden, und anschließend durch Säurekatalyse zu den gewünschten Produkten gespalten, vgl. Schema 1. In ähnlicher Weise beschreiben T. Satoh und Mitarbeiter in Chem.Pharm.Bull. 32 (1984), 1183-1187, die Verwendung von Lactase aus Kleuromyces fragilis für die Synthese einer Reihe von Galactosiden. Wie in Schema 2 veranschaulicht, machen diese Forscher Verwendung von Arylglucosiden als Ausgangsmaterial für eine enzymkatalysierte Austauschreaktion, um eine Reihe von Alkylglucosiden zu synthetisieren. Aus dieser Veröffentlichung zeigt sich, daß prinzipiell dieselbe Reaktion mit sich in weitem Umfang unterscheidenden Resten R durchgeführt werden kann, und in dieser Hinsicht ist diese Reaktion aus dem Stand der Technik ähnlich zum Verfahren gemäß der Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Enzymen zur Synthese von Kohlehydraten, die an ihrer C-1- Position (Aldosen) oder C-2-Position (Ketosen) eine Epoxygruppe tragen. So ist überraschenderweise festgestellt worden, daß Moleküle, die eine hochreaktive Epoxygruppe tragen, in enzymatischen Reaktionen verwendet werden können und daß die Epoxygruppe auf ein anderes organisches Molekül übertragen werden kann, ohne das Enzym zu stören oder zu inaktivieren, trotz der Tatsache, daß Enzyme viele funktionelle Gruppen enthalten, von denen bekannt ist, daß sie mit Epoxiden reagieren.
  • Somit umfaßt das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Epoxy-substituierten Aldose- oder Ketose- Zuckers, daß eine Reaktionsmischung aus einem Aldose- oder Ketose-Zucker oder einem glucosilierten Aldose- oder Ketose- Zucker und einem hydroxylierten oder thiolierten Epoxid, das eine freie Hydroxylgruppe oder Thiolgruppe aufweist einer enzymatischen Übertragungsreaktion durch Anwesenheit, in besagter Reaktionsmischung, einer Glycosidase, die in der Lage ist, einen Zucker in der C-1-Position (Aldose) oder C- 2-Position (Ketose) zu spalten, unterworfen wird, wodurch ein Epoxid-substituierter glucosilierter Aldose- oder Ketose-Zucker gebildet wird, und anschließend der Epoxidsubstituierte Aldose- oder Ketose-Zucker aus der Reaktionsmischung gewonnen wird.
  • Dieses Verfahren ist schematisch in Schema 3 dargestellt.
  • So ist ZUCKER in seinem weitesten Sinn eine Aldose oder eine Ketose, vorzugsweise eine niedermolekulare Aldose oder Ketose, z. B. ein Mono-, Di- oder Trisaccharid.
  • Auch sind, in ihrem weitesten Sinne, Y, R¹, R² und R³ irgendein Rest, der das Enzym nicht hemmt, der keine Unlöslichkeit eines Reaktanten erzeugt und der die Übertragungsreaktion nicht durch sterische Hinderung verhindert.
  • Auch ist, in seinem weitesten Sinne, X eine nichtbeeinträchtigende Blockierungsgruppe.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I
  • in der ZUCKER eine Aldose- oder Ketose-Einheit darstellt, Z Sauerstoff oder Schwefel darstellt, das mit dem terminalen anomeren C-1-Kohlenstoffatom (Aldosen) oder C-2- Kohlenstoffatom (Ketosen) der Zucker-Einheit verbunden ist, Y Alkylen darstellt, das mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein kann, und R¹, R² und R³ identisch oder verschieden sein können, wobei jedes Wasserstoff, Alkyl oder Aryl darstellt, wobei die beiden letzteren durch Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein können, ist dieses Verfahren durch die Tatsache gekennzeichnet, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel V
  • ZUCKER-O-X (V)
  • in der ZUCKER wie oben definiert ist und X Wasserstoff, ein Kohlehydratrest, Alkyl oder Aryl ist, von denen alle mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein können, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel VI
  • in der R¹, R² und R³, Y und Z jedes wie oben definiert sind, zur Reaktion gebracht wird, wobei die Reaktion von einem Enzym katalysiert wird, das in der Lage ist, die Einheit ZUCKER-O- an der durch den Pfeil: Zucker↓-O- angegebenen Position zu spalten.
  • Wenn ZUCKER die α-Glucose-Einheit ist, ist somit das zu verwendende Enzym α-Glucosidase, wenn ZUCKER die β-Maltose- Einheit ist, ist das zu verwendende Enzym β-Maltosidase, etc. Man sollte verstehen, daß diese Enzyme nicht nur eine Spaltungsaktivität zeigen, sondern auch eine entsprechende Obertragungsaktivität im Hinblick auf dieselbe Stelle wie die Spaltungsstelle.
  • Die Aldose- oder Ketose-Einheit, die dem Rest ZUCKER entspricht, ist üblicherweise Ribose, Xylose, Arabinose, Mannose, Galactose, Glucose, Fructose, Lactose, Cellobiose, Maltose oder Raffinose.
  • Ein definierter ZUCKER-Rest in dieser Erfindung kann somit immer mit einem Enzym mit einer definierten Aktivität assoziiert werden, wie sich aus der unten angegebenen Tabelle zeigt, die nur veranschaulichender Natur ist. Man sollte verstehen, daß für einige ZUCKER-Reste eine Glycosidase mit einer relativ unspezifischen Aktivität in der Lage sein wird, die Reaktion zu katalysieren, wohingegen in anderen Fällen spezifischere Glycosidasen benötigt werden.
  • ZUCKER Glycosidase-Aktivität
  • Ribose Ribosidase
  • Xylose Xylosidase
  • Arabinose Arabinosidase
  • Mannose Mannosidase
  • β-Galactose β-Galactosidase
  • Glucose Glucosidase
  • Fructose Fructosidase
  • Lactose Lactosidase
  • Cellobiose Cellobiase
  • Maltose Maltase
  • Wenn irgendeiner der Reste Y, R¹, R², R³ oder X mit einer OH- Gruppe oder einer SH-Gruppe substituiert ist, sind diese Gruppen in einer per se bekannten Art und Weise bevorzugt geschützt, um übermäßige Bildung von Nebenprodukten zu vermeiden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist ZUCKER β-Galactose und das Enzym ist eine β-Galactosidase, vorzugsweise mit Hilfe von E. coli produziert. Sowohl die β-Galactose als auch die β- Galactosidase sind leicht verfügbare Substanzen und das Endprodukt ist ein wertvolles Rohmaterial für die Reaktion mit organischen Säuren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Verbindung von Formel V Lactose und das Enzym ist Galactosidase. Sowohl Lactose als auch Galactosidase sind preiswert und leicht verfügbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Verbindung von Formel V Saccharose und das Enzym ist Glucosidase. Sowohl Saccharose als auch Glucosidase sind preiswert und leicht verfügbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist X eine Arylgruppe mit 6-10 Kohlenstoffatomen. Auf diese Art und Weise wird ein sehr reaktives Substrat verfügbar gemacht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist Z Sauerstoff, ist Y ist Methylen und sind R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; Wasserstoff. Es liegen keine sterischen Hinderungen vor und die Reaktion kann glatt und in hohen Ausbeuten durchgeführt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist das Enzym immobilisiert. Auf diese Art und Weise werden die üblichen Vorteile bei Verwendung eines immobilisierten Enzyms zur Verfügung gestellt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Reaktion in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt. Wenn beide Reaktanten in rein wäßrigen Medien schwer löslich, aber in einer Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel leicht löslich sind, ist diese Ausführungsform bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das Verfahren in einem Zwei-Phasen-System durchgeführt. Wenn ein Reaktant in einem wäßrigen Medium leicht löslich ist und der andere Reaktant in einem organischen Lösungsmittel leicht löslich ist, ist diese Ausführungsform bevorzugt und die Reaktion findet in der Grenzphase statt.
  • Die Reaktionen, die mit dem Verfahren gemäß dieser Erfindung durchgeführt werden können, können so zusammengefaßt werden, wie in Schema 3 angegeben, wobei X Wasserstoff, ein Kohlehydratrest, Alkyl oder Aryl sein kann, von denen jedes mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein kann, Z Sauerstoff oder Schwefel ist, Y Alkylen ist, das mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein kann, und wobei R¹, R² und R³ identisch oder verschieden sind, von denen jedes Wasserstoff, Alkyl oder Aryl darstellt, wobei die beiden letzteren mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein können, wobei die (nichtsubstituierte) Alkylgruppe vorzugsweise 6 Kohlenstoffatome oder weniger als 6 Kohlenstoffatome enthält und wobei die (nicht-substituierte) Arylgruppe vorzugsweise zwischen 6 und 10 Kohlenstoffatome, einschließlich, enthält.
  • Vorzugsweise enthält die Alkylengruppe 8 Kohlenstoffatome oder weniger als 8 Kohlenstoffatome, bevorzugter 4 Kohlenstoffatome oder weniger als 4 Kohlenstoffatome. Beispiele bevorzugter Kohlehydratreste (X) sind
  • Monosaccharidreste, z. B. ein Glucoserest. Vorzugsweise ist Aryl Phenyl oder Naphthyl, das substituiert oder nicht substituiert sein kann. Die substituierten Phenyl- oder Naphthylreste sind bevorzugt, z. B. die nitrosubstituierte Resten, wegen der höheren Reaktivität der Verbindung V. Vorzugsweise ist ZUCKER ein Monosaccharid-, Disaccharid- oder Trisaccharidrest und Beispiele solcher Gruppen sind Glucosyl-, Galactosyl- oder Mannosylrest.
  • Die Enzyme, die im Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind Enzyme, die der Lage sind, die -OX- Bindung des Substratmoleküls von Formel V, das in Schema 3 dargestellt ist, zu spalten. Diese Klasse von Enzymen umfaßt Carbohydrasen, wie etwa Amyloglucosidasen und Lactasen, sowie Galactosidasen, Invertasen und Glucosidasen. Die in dieser Erfindung verwendeten Enzyme können in Lösung oder immobilisiert sein. Auch können die Enzyme durch chemische oder genetische Verfahren modifiziert sein, um ihre Reaktivität im Hinblick auf die fragliche Reaktion zu optimieren.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung kann einfach dadurch durchgeführt werden, daß die Akzeptor- und Donor-Komponente der Reaktion, d. h. die Komponenten von Formel V bzw. VI, in Wasser, das das Enzym enthält, bei Raumtemperatur vermischt werden. Falls gewünscht, kann die Reaktionsmischung erwärmt werden, um die Reaktion zu beschleunigen. Auch können organische Lösungsmittel zur Reaktionsmischung zugegeben werden, um die Löslichkeit der Reaktanten zu erhöhen, und der pH-Wert des Reaktionsmediums kann eingestellt werden, um maximale Enzymaktivität und/oder -stabilität zu erhalten.
  • Verbindungen der allgemeinen Formel I, die mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt werden können, können für viele Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel macht die reaktive Epoxygruppe in Molekülen der allgemeinen Formel I ihre Kopplung an andere Moleküle möglich. Daher können Zucker-Einheiten z. B. leicht auf eine Matrix übertragen werden, die Hydroxygruppen trägt, wie etwa Sepharose oder Cellulose, oder Zuckerreste können an Proteine gekoppelt werden, die dadurch in Glycoproteine umgewandelt werden.
  • Eine Reaktion von besonderem Interesse, die gemäß dem Verfahren der Erfindung durchgeführt werden kann, ist in Schema 4 veranschaulicht. Wie angegeben, kann ein Substratmolekül der allgemeinen Formel V, indem es dem Epoxid von Formel VIII ausgesetzt wird, zur epoxidierten Verbindung von Formel IX umgewandelt werden, die, wie angegeben, durch Reaktion mit einer Fettsäure weiter zu Monoglycerid von Formel X umgewandelt werden kann. Die Verbindung der allgemeinen Formel X, die somit aus Verbindungen der allgemeinen Formel IX durch das Verfahren dieser Erfindung hergestellt werden können, sind oberflächenaktive Verbindungen von großer Nützlichkeit. So können diese Verbindungen in Nahrungsmitteln und Futtermitteln als Emulgatoren verwendet werden oder sie können verwendet werden, um viele funktionelle Eigenschaften von Nahrungsmitteln oder Futtermitteln zu verbessern. Die reaktiven Verbindungen der allgemeinen Formel IX können auch an Aminosäuren, z. B. in Proteinen, gekoppelt werden, wodurch ihre funktionellen Eigenschaften verändert werden.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele 1 und 2 veranschaulicht, die jedoch lediglich als Veranschaulichung für die Erfindung angesehen werden sollen. Die Beispiele 3, 4 und 5 veranschaulichen die Anwendung der Epoxyverbindungen, die mit Hilfe der Erfindung hergestellt sind.
    • BEISPIEL 1 Darstellung von 2,3-Epoxypropyl-β-D-galactopyranosid
  • β-Galactosidase (geliefert von Boehringer Mannheim und gewonnen aus E. coli, 830 ul, etwa 50 U, suspendiert in (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4;) wurde zu einer Mischung aus 5 g (16.6 mmol) o- Nitrophenylgalactopyranosid und 17,5 ml (0,26 mmol) 2,3- Epoxy-1-propanol in 400 ml Puffer (0,07 M Phosphatpuffer, 10 mM MgCl&sub2;, pH = 7) zugegeben. Auf die Reaktion folgte Dünnschichtchromatographie (im weiteren bezeichnet als TLC) und Hochdruckflüssigkeitschromatographie (im weiteren bezeichnet als HPLC). Nach 4 Stunden wurde die Mischung mit Ether (4·100 ml) extrahiert, um Nitrophenol zu entfernen, und die Wasserphase wurde bei verringertem Druck abgedampft. Das Produkt wurde in Ethanol aufgenommen und von anorganischen Salzen frei gefiltert. Eindampfung lieferte 6,4 g Rohprodukt. Dieses Produkt wurde Chromatographie auf SiO&sub2; unterworfen und weiter aus absolutem Ethanol kristallisiert, was 1,1 g (28%) Produkt lieferte. Schmelzpunkt: 126-127ºC.
  • 'H NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 2.6 (m, 1H), 2.74 (m, 1H), 3.14 (m, 1H), 3.2-3.4 (m, 3H), 3.45-3.55 (m, 2H), 3.56-3.65 (m, 2H), 3.73 (dd, 1H), 4.13 (d, 1H), 4.38 (d, 1H), 4.56 (m, 1H), 4.72 (d, 1H), 4.94 (d, 1H).
  • ¹³C NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 43.8, 50.1, 60.5, 68.2. 69.3, 70.5, 73.4, 75.2, 103.4.
    • BEISPIEL 2 Darstellung von 2,3-Epoxypropyl-β-D-galactopyranosid
  • &beta;-Galactosidase (geliefert von Boehringer Mannheim und gewonnen aus E. coli, 12 mg gefriergetrocknet, etwa 2400 U) wurde zu einer Mischung aus 5 g (13,9 mmol) Lactose und 20< ml (0,3 mol) 2,3-Epoxy-1-propanol in 300 ml Puffer (0,07 M Phosphatpuffer, 10 mM MgCl&sub2;, pH = 7) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde für 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschließend auf 80ºC für 10 Minuten erhitzt. Die Wasserphase wurde bei verringertem Druck verdampft. Das. Produkt wurde in Ethanol aufgenommen und von anorganischen Salzen freigefiltert. Die Verdampfung lieferte das Rohprodukt als einen gelben Sirup. Weitere Reinigung wurde analog durchgeführt, wie in Beispiel 1 beschrieben, und die Daten waren mit den oben angegebenen konsistent.
    • BEISPIEL 3 Darstellung von 1-O-Tetradecanoyl-3-O-&beta;-D-galactopyranosylglycerin
  • 2,3-Epoxypropyl-&beta;-D-galactopyranosid (1 g, 4,2 mmol) wurde bei 80ºC zu Myristinsäure (1,06 g, 1,1 Aquivalent) zugegeben. Dann wurde Tetraethylammoniumbromid (40 mg, 0,05 Milliäquivalent) zugegeben. Die halbfeste Mischung wurde für 3 Stunden gerührt. Das Produkt wurde in Ethylketon/Methanol (im weiteren als Et&sub2;O-MeOH) (50:50) aufgenommen und auf SiO&sub2; verdampft, gefolgt von Chromatographie, was 1,2 g (61%) lieferte. Das Produkt wurde aus Aceton kristallisiert.
  • 'H NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 0.88 (t, 3H), 1.25 (bs, 20H), 1.54 (m, 2H), 2.32 (t, 2H), 3.25-3.6 (mm, 6H), 3.65 (bs, 1H), 3.72 (dd, 1H), 3.83 (m, 1H), 4.0 (m, 1H), 4.08 im, 2H), 4.4 (d, 1H), 4.6 (t, 1H), 4.75 (d, 1H), 4.9 (d, 1H), 5.0 (d, 1H).
  • ¹³C NMR(DMSO-d&sup6;) delta: 13.8, 22.0, 24.4, 28.5, 28.6, 28.7, 28.8, 28.9-29.0 (4c), 31.2, 33.5, 60.4, 65.4, 67.5, 68.1, 70.4, 70.6, 73.41 75.3, 104.0, 172.8.
    • BEISPIEL 4 Die Darstellung von 1-O-Hexadecanoyl-3-O-&beta;-D- galactopyranosylglycerin wurde ähnlich zu Beispiel 3 durchgeführt
  • 'H NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 0.86 (t, 3H), 1.25 (bs, 24H), 1.5 (m, 2H), 2.3 (t, 2H), 3.25-3.55 (mm, 6H), 3.62 (bs, 1H), 3.7 (m, 1H), 3.8 im, 1H), 3.96 (m, 1H), 4.05 (m, 2H), 4.4 (a, 1H), 4.55 (t, 1H), 4.7 (a, 1H), 4.85 (bs, 1H), 4.98 (a, 1H).
  • ¹³C NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 13.8, 22.0, 24.4, 28.5, 28.7 (2c), 28.9 (2c), 29.0 (5c), 31.2, 33.5, 60.4, 65.4, 67.5, 68.1, 70.4, 70.6, 73.4, 75.3, 104.0, 172.8.
    • BEISPIEL 5 Die Darstellung von 1-O-Octadecanoyl-3-O-&beta;-D- galactopyranosylglycerin wurde ähnlich zu Beispiel 3 durchgeführt
  • 'H NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 0.84 (t, 3H), 1.24 (bs, 28H), 1.5 (m, 2H), 2.28 (t, 2H), 3.25-3.55 (mm, 6H), 3.6 (bs, 1H), 3.68 (m, 1H), 3.8 (m, 1H), 3.95 Im, 1H), 4.05 (m, 2H), 4.35 (a, 1H), 4.55 (t, 1H), 4.7 (a, 1H), 4.85 (a, 1H), 4.95 (a, 1H).
  • ¹³C NMR(DMSO-d&sup6;) delta; 13.8, 22.0, 24.4, 28.5, 28.6, 28.7, 28.9, 29.0 (8c), 31.3, 33.5, 60.4, 65.4, 67.5, 68.2, 70.5, 70.7, 73,4, 75.3, 104.0, 172.8. Fig. 1 Schema 1
  • GAL-GLU bezeichnet Lactose und GAL bezeichnet Galactose. Schema 3
  • in denen R¹, R², R³, ZUCKER, X, Y und Z jeweils wie in Anspruch 1 unten definiert sind.
    • Schema 4
  • wobei R einen Carbonsäurerest darstellt, zum Beispiel Alkyl, und ZUCKER und X jeweils wie in Anspruch 1 unten definiert sind.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung und in den folgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale können, sowohl einzeln als auch in irgendeiner Kombination derselben, Gegenstand für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Epoxy-substituierten Aldose- oder Ketose-Zuckers, welches umfaßt, daß eine Reaktionsmischung aus einem Aldose- oder Ketose-Zucker oder einem glucosilierten Aldose- oder Ketose-Zucker und einem hydroxylierten oder thiolierten Epoxid mit einer freien Hydroxylgruppe oder Thiolgruppe einer enzymatischen Übertragungsreaktion durch Anwesenheit in besagter Reaktionsmischung einer Glycosidase, die in der Lage ist, einen Zucker in der C-1-Position (Aldose) oder C-2-Position (Ketose) zu spalten, unterworfen wird, wodurch ein Epoxidsubstituierter glucosilierter Aldose- oder Ketose-Zucker gebildet wird, und anschließend der Epoxid-substituierte Aldose- oder Ketose-Zucker aus der Reaktionsmischung gewonnen wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I
wobei ZUCKER eine Aldose- oder Ketose-Einheit darstellt, Z Sauerstoff oder Schwefel darstellt, das an dem terminalen anomeren C-1-Kohlenstoffatom (Aldosen) oder C-2- Kohlenstoffatom (Ketosen) der Zucker-Einheit gebunden ist, Y Alkylen darstellt, das mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein kann, und R¹, R² und R³ identisch oder verschieden sind, von denen jedes Wasserstoff Alkyl oder Aryl darstellt, wobei die beiden letzteren mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein können, in dem eine Verbindung der allgemeinen Formel V
ZUCKER-O-X (V),
in der ZUCKER wie oben definiert ist und X Wasserstoff, ein Kohlehydratrest, Alkyl oder Aryl ist, von denen alle mit Hydroxy, Mercapto, Nitro, Alkoxy, Carboxy oder Amino substituiert sein können, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel VI
in der R¹, R², R³, Y und Z jeweils wie oben definiert sind, zur Reaktion gebracht wird, wobei die Reaktion mit einem Enzym katalysiert wird, das in der Lage ist, die Einheit ZUCKER-O- an der durch den Pfeil: Zucker-O- angegebenen Position zu spalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ZUCKER &beta;-Galactose ist und das Enzym eine &beta;-Galactosidase ist, vorzugsweise produziert mit Hilfe von E. coli.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Formel V Lactose ist und das Enzym Galactosidase ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Formel V Saccharose ist und das Enzym Glucosidase ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß X eine Arylgruppe mit 6-10 Kohlenstoffatomen ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß Z Sauerstoff ist, Y Methylen ist und R¹, R² und R³ jeweils Wasserstoff sind.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym immobilisiert ist.
9. Verfahren nach den Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion mit einem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem Gemisch aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem 2-Phasen-System durchgeführt wird.
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