ES2386918B1 - A PROCEDURE FOR OBTAINING 1,2-DIACETINE - Google Patents
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Abstract
Description
Un procedimiento de obtención de 1,2-diacetina A procedure for obtaining 1,2-diacetin
Sector de la técnica: Químico-farmacéutico. ESTADO DE LA TÉCNICA Technical sector: Chemist-pharmacist. STATE OF THE TECHNIQUE
La lipasas son las enzimas más usadas en biocatálisis, porque reconocen muchos sustratos diferentes pero, en muchas ocasiones, con una elevada regio-o enantio-selectividad o especificidad. De esta forma, las lipasas han sido utilizadas en áreas de la química muy diferentes, por ejemplo energía Lipases are the enzymes most used in biocatalysis, because they recognize many different substrates but, in many cases, with a high regio-or enantio-selectivity or specificity. In this way, lipases have been used in very different areas of chemistry, for example energy
(producción de biodiesel), alimentación (producción de lípidos estructurados)) o química fina (por ejemplo resolución de mezclas racémicas) Además, las lipasas son biocatalizadores bastante robustos, lo que permite su empleo en medios no convencionales, como por ejemplo disolventes orgánicos, líquidos iónicos o fluidos supercríticos, aumentando aun más el rango de posibles aplicaciones. Sin embargo, no hay que (production of biodiesel), food (production of structured lipids)) or fine chemistry (for example resolution of racemic mixtures) In addition, lipases are quite robust biocatalysts, which allows their use in unconventional media, such as organic solvents, ionic liquids or supercritical fluids, further increasing the range of possible applications. However, there is no need
- perder to lose
- de vista que una de las ventajas de las enzimas from view that a from the advantages from the enzymes
- comparadas compared
- con otros catalizadores es que pueden ser with others catalysts is that they can be
- utilizadas used
- en medios totalmente acuosos. in media totally aqueous.
- Los The
- sustratos naturales de las lipasas son los substrates natural from the lipases They are the
- aceites oils
- y grasas. De hecho, una de las principales Y fat From done, a from the main
- aplicaciones Applications
- industriales de las lipasas es la hidrólisis de industrial from the lipases is the hydrolysis from
estos sustratos naturales, normalmente para obtener ácidos grasos libres o aceites modificados. Debido a la naturaleza de sus sustratos, la mayoría de las lipasas presentan un peculiar mecanismo de reacción, con el sitio activo aislado del medio de reacción por una cadena peptídica denominada quot;lidquot;. En presencia de una superficie hidrofóbica (por ejemplo, una gota de aceite) este lid se mueve para exponer el centro activo y la lipasa se adsorbe a la superficie hidrofóbica de la gota de sustrato. these natural substrates, usually to obtain free fatty acids or modified oils. Due to the nature of their substrates, most lipases have a peculiar reaction mechanism, with the active site isolated from the reaction medium by a peptide chain called quot; lidquot ;. In the presence of a hydrophobic surface (for example, a drop of oil) this lid moves to expose the active center and the lipase is adsorbed to the hydrophobic surface of the substrate drop.
La triacetina es aparentemente una molécula muy sencilla, que puede ser fácilmente producida por la completa acetilación del glicerol. Esta molécula se usa habitualmente en determinaciones de actividad de las lipasas, pero el estudio detallado de esta reacción no se ha publicado, a pesar de que su hidrólisis regioselectiva podría producir compuestos Triacetin is apparently a very simple molecule, which can be easily produced by the complete acetylation of glycerol. This molecule is commonly used in lipase activity determinations, but the detailed study of this reaction has not been published, although its regioselective hydrolysis could produce compounds
multifuncionales e incluso quirales. Por ejemplo, la hidrólisis regioselectiva de un único grupo acetil de la triacetina permite producir diacetina, que tiene un único grupo hidroxilo libre en la posición 2 o 3. Este compuesto puede ser útil para algunos usos, como por ejemplo la síntesis de 0-(1,2-di-0-acetil-glicero-3-fosforil)etanolamina [1]. Referencia lb utiliza lipasas 1,3 regioespecíficas para conseguir 2-monoacetina, que posteriormente se acila químicamente para conseguir diglicéridos estereoespecíficos. Pero si esta hidrólisis ocurre tan solo en posición 1 o en posición 3, el carbono 2 de la diacetina será un centro quiral, aumentando aún más el interés del proceso. multifunctional and even chiral. For example, regioselective hydrolysis of a single acetyl group of triacetin allows diacetin to be produced, which has a single free hydroxyl group at position 2 or 3. This compound may be useful for some uses, such as the synthesis of 0- ( 1,2-di-0-acetyl-glycerol-3-phosphoryl) ethanolamine [1]. Reference lb uses regiospecific lipases 1.3 to achieve 2-monoacetin, which is subsequently chemically acylated to achieve stereospecific diglycerides. But if this hydrolysis occurs only in position 1 or position 3, the carbon 2 of the diacetin will be a chiral center, further increasing the interest of the process.
Sin embargo, la migración de los grupos acilos y la racemización puede producir una mezcla de regio y enantioisómeros, disminuyendo el interés del proceso, de forma que hay que seleccionar condiciones experimentales en las que esto no ocurra. However, the migration of acyl groups and racemization can produce a mixture of regal and enantioisomers, decreasing the interest of the process, so that experimental conditions must be selected in which this does not occur.
Aunque habitualmente los triglicéridos presentan una baja solubilidad en agua al estar formados por largas cadenas de acilo, la corta cadena de la triacetina aumenta significativamente su solubilidad en agua (70 g/L at 25°C), permitiendo realizar la hidrólisis en sistemas acuosos a concentraciones moderadamente elevadas. Sin embargo, se ha descrito que su baja hidrofobicidad causa que este sea un sustrato malo para lipasas cuando está completamente soluble Although triglycerides usually have a low water solubility as they are formed by long acyl chains, the short triacetin chain significantly increases its water solubility (70 g / L at 25 ° C), allowing hydrolysis in aqueous systems at moderately high concentrations. However, it has been described that its low hydrophobicity causes this to be a bad substrate for lipases when it is completely soluble.
[2-3] e incluso es bastante poco eficiente en inducir la activación interfacial de lipasas [ 4] . Incluso en ausencia de migración, en un principio, como se muestra en la referencia lb, se esperaría que el uso de lipasas en hidrólisis de triacetina condujera a la formación de 2-monoacetina, pasando por una fase de mezcla de 1, 2-diacetina 1 2-monoacetina. Sin embargo, si la triacetina ya no es muy hidrofóbica y no es muy buen sustrato de la enzima, es muy posible que la 1, 2 (2, 3) diacetina sea aún peor sustrato y en determinadas condiciones pueda conseguirse su acumulación casi total. [2-3] and is even quite inefficient in inducing interfacial activation of lipases [4]. Even in the absence of migration, initially, as shown in the lb reference, the use of lipases in triacetin hydrolysis would be expected to lead to the formation of 2-monoacetin, passing through a 1,2-diacetin mixing phase 1 2-monoacetin. However, if triacetin is no longer very hydrophobic and is not a very good enzyme substrate, it is very possible that 1, 2 (2, 3) diacetin is even worse substrate and under certain conditions its almost total accumulation can be achieved.
Referencias
References
[1] a) Puricelli, L. 0-(1,2di-O-acetyl-glycero-3-phosphoryl)ethanolamine, a process for its preparation and its therapeutic use. European patent O 335 331. 1989. b) . Mazur et al. quot;REGIO ANO STEREOSELECTIVE SYNTHESIS OF TRIGLYCERIDESquot; W09116442, 1991 [1] a) Puricelli, L. 0- (1,2di-O-acetyl-glycero-3-phosphoryl) ethanolamine, a process for its preparation and its therapeutic use. European patent O 335 331. 1989. b). Mazur et al. quot; REGIO ANO STEREOSELECTIVE SYNTHESIS OF TRIGLYCERIDESquot; W09116442, 1991
[2] Sarda, L. Desnuelle P. Action de la lipase pancreatique sur les esters en emulsion Biochim. Biophys. Acta, 1958; 30: 513-521 [2] Sarda, L. Desnuelle P. Action of the lipase pancreatique sur les esters in Biochim emulsion. Biophys Acta, 1958; 30: 513-521
[3] Ferrato, F., Carriere, F., Sarda, L., Verger R., in:, Methods in Enzymology, B. Rubin, E.A. Dennis (Eds.)Academic Press, New York. 1997; 286: 327-34 [3] Ferrato, F., Carriere, F., Sarda, L., Verger R., in :, Methods in Enzymology, B. Rubin, E.A. Dennis (Eds.) Academic Press, New York. 1997; 286: 327-34
[4] Pernas, M.A., Pastrana, L., Fuciños, P., Rúa, M. L. Regulation of the interfacial activation within the Candida rugosa lipase family. J. Phys. Org. Chem., 2009; 22: 508-514. [4] Pernas, M.A., Pastrana, L., Fuciños, P., Rúa, M. L. Regulation of the interfacial activation within the Candida rugosa lipase family. J. Phys. Org. Chem., 2009; 22: 508-514.
Breve descripción de la invención Brief Description of the Invention
En esta solicitud de patente se describe un procedimiento de hidrólisis regioselectiva, preferentemente en medios acuosos, de triacetina soluble para producir 1,2-diacetina con altos rendimientos catalizada por diferentes enzimas, preferentmente, lipasas. Se diseña la reacción de forma que se minimiza la migración de grupos acilos y gracias a la diferente hidrofobicidad de diacetina y triacetina, al uso de enzimas 1, 3 específicas, se consigue acoplar 1, 2-diacetina. This patent application describes a regioselective hydrolysis process, preferably in aqueous media, of soluble triacetin to produce 1,2-diacetin in high yields catalyzed by different enzymes, preferably lipases. The reaction is designed so that the migration of acyl groups is minimized and thanks to the different hydrophobicity of diacetin and triacetin, the use of specific enzymes 1, 3, 1,2-diacetin is coupled.
Así esta solicitud se refiere a un procedimiento de obtención de 1,2-diacetina caracterizado porque comprende realizar una hidrólisis de triacetina catalizada por un Thus, this application refers to a process for obtaining 1,2-diacetin characterized in that it comprises performing a hydrolysis of triacetin catalyzed by a
- enzima, enzyme,
- preferentemente una lipasa, a un pH comprendido entre preferably a lipase, to a pH understood between
- 2 2
- y 6, ambos valores incluidos. Y 6, both of them values included
- La The
- hidrólisis se realiza a temperaturas variables y hydrolysis be makes to temperatures variables Y
preferentemente a una temperatura comprendida entre 4 y 30°C. Según este procedimiento el pH es preferentemente entre 4 y 5.5. La enzima, tal como una lipasa, para su uso en este procedimiento puede estar inmovilizada sobre un soporte. Dicho
preferably at a temperature between 4 and 30 ° C. According to this procedure the pH is preferably between 4 and 5.5. The enzyme, such as a lipase, for use in this procedure may be immobilized on a support. Saying
- soporte puede ser a modo de ejemplo un soporte acrílico, support can be by way of example an acrylic support,
- vidrio poroso, agarosa, sílice, celulosa, poliestireno, porous glass, agarose, silica, cellulose, polystyrene,
- poliestireno divinilbenceno o poliuretano. polystyrene divinylbenzene or polyurethane.
- Además, las lipasas pueden estar inmovilizadas por In addition, lipases may be immobilized by
- 5 5
- adsorción física, por ejemplo, por adsorción física sobre physical adsorption, for example, by physical adsorption on
- soportes hidrofóbicos. hydrophobic supports.
- Según otras realizaciones, la lipasa se inmoviliza como According to other embodiments, the lipase is immobilized as
- agregado enzimático covalente entrecruzado o cristal crosslinked covalent enzymatic aggregate or crystal
- enzimático entrecruzado. cross-linked enzyme.
- 1 O 1 o
- Lipasas útiles pueden ser lipasas de microorganismos de Useful lipases can be lipases from microorganisms of
- los géneros Can di da, Thermomyces, Bacillus, Aspergillus, the genera Can di da, Thermomyces, Bacillus, Aspergillus,
- Mucor, Rhizomucor. Mucor, Rhizomucor.
- Según realizaciones particulara además se pueden añadir According to particular embodiments, they can also be added
- disolventes solubles en agua entre el 10-90% v/v. Esos water soluble solvents between 10-90% v / v. Those
- 15 fifteen
- disolventes pueden ser por ejemplo, acetonitrilo, dioxano, solvents can be for example acetonitrile, dioxane,
- tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol o tetrahydrofuran, dimethyl formamide, methanol, ethanol or
- propanol. propanol
- También se puede realizar la hidrólisis en un disolvente Hydrolysis can also be performed in a solvent
- inmiscible con el agua, saturado en agua. immiscible with water, saturated in water.
- 20 twenty
- Según otras realizaciones particulares se usa como According to other particular embodiments it is used as
- disolvente dietil éter. diethyl ether solvent.
- Según otras realizaciones particulares adicionales el According to other additional particular embodiments the
- procedimiento comprende la adición de disolventes solubles en process comprises the addition of solvents soluble in
- agua entre el 10-90%. v/v, los cuales pueden estar Water between 10-90%. v / v, which may be
- 25 25
- seleccionados entre, por ejemplo, acetonitrilo, dioxano, selected from, for example, acetonitrile, dioxane,
- tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol, propanol tetrahydrofuran, dimethyl formamide, methanol, ethanol, propanol
- y mezclas de ellos. and mixtures of them.
- Breve descripción de las figuras Brief description of the figures
- 30 30
- La Figura 1 muestra la reacción así como las posibles Figure 1 shows the reaction as well as the possible
- reacciones no deseadas unwanted reactions
- La figura 2 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de Figure 2 shows the reaction course of the hydrolysis of
- triacetina a pH 5,5 y 22°C catalizada por CALE inmovilizada triacetin at pH 5.5 and 22 ° C catalyzed by immobilized CALE
- en Sepabeads glutaraldehido. (Círculos: triacetina, in Glutaraldehyde Sepabeads. (Circles: triacetin,
- 35 35
- Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina.) Triangles: diacetin; Squares: monoacetin.)
La figura 3 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5,5 y 22°C catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads C18. Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina. La figura 4 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5,5 y 22°C catalizada por RML inmovilizada en Sepabeads C18. (Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina). La figura 5 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5, 5 y 22°C en 20% aceonitrilo catalizada por RML inmovilizada en Sepabeads C18. Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina. La figura 6 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5,5 y 22°C en 20% aceonitrilo catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads glutaraldehido (Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina). Figure 3 shows the reaction course of the hydrolysis of triacetin at pH 5.5 and 22 ° C catalyzed by immobilized CALE in Sepabeads C18. Circles: triacetin, Triangles: diacetin; Squares: monoacetin. Figure 4 shows the hydrolysis reaction course of triacetin at pH 5.5 and 22 ° C catalyzed by RML immobilized in C18 sepabeads. (Circles: triacetin, Triangles: diacetin; squares: monoacetin). Figure 5 shows the hydrolysis reaction course of triacetin at pH 5, 5 and 22 ° C in 20% aceonitrile catalyzed by RML immobilized in Sepabeads C18. Circles: triacetin, Triangles: diacetin; Squares: monoacetin. Figure 6 shows the hydrolysis reaction course of triacetin at pH 5.5 and 22 ° C in 20% aceonitrile catalyzed by CALE immobilized in Glutaraldehyde Sepabeads (Circles: triacetin, Triangles: diacetin; squares: monoacetin).
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
Se pretende conseguir frenar la hidrólisis de triacetina catalizada por diferentes lipasas 1, 3 específicas It is intended to stop the hydrolysis of triacetin catalyzed by different specific lipases 1, 3
(e.g., las de los géneros Candida, Thermomyces, Bacillus, Aspergillus, Mucor, Rhizomucor) de forma libre o inmovilizada en diferentes soportes (e. g. soportes acrílicos, vidrio poroso, agarosa, sílice, celulosa, poliestireno, poliestireno divinilbenceno, poliuretano), bien de forma covalente o bien por absorción física, en 1, 2-diacetina (figura 1), para su posterior empleo en el diseño de diferentes productos regio y enantioespecíficos. (eg, those of the genera Candida, Thermomyces, Bacillus, Aspergillus, Mucor, Rhizomucor) freely or immobilized on different supports (eg acrylic supports, porous glass, agarose, silica, cellulose, polystyrene, divinylbenzene polystyrene, polyurethane), either covalently or by physical absorption, in 1, 2-diacetin (figure 1), for later use in the design of different regal and enantiospecific products.
A pH 7 y 4°C o 25°C se produce la migración de acilos obteniéndose en el momento en el que se consume toda la triacetina una mezcla de 1,2-y 1,3-diacetina, además de una cierta cantidad de 1-y 2-monoacetina e incluso glicerol. At pH 7 and 4 ° C or 25 ° C, acyl migration occurs, obtaining at the moment that all triacetin is consumed a mixture of 1,2- and 1,3-diacetin, in addition to a certain amount of 1 -and 2-monoacetin and even glycerol.
Sin embargo en el intervalo de pH 6-3 y en el intervalo de temperaturas de 4 a 37°C se consigue evitar la formación de 1,3-diacetina por migración y además se produce la acumulación de 1,2-diacetina, con muy alto rendimiento (por encima del 80% totalmente soluble) a 5 M de triacetina (en este caso se forma un sistema bifásico con parte de la triacetina soluble y el resto en una fase insoluble triacetina, que se va consumiendo hasta producir entre un 80% ygt; 98% de 1,2-diacetina).
However, in the range of pH 6-3 and in the temperature range of 4 to 37 ° C it is possible to avoid the formation of 1,3-diacetin by migration and in addition the accumulation of 1,2-diacetin occurs, with very high yield (above 80% fully soluble) at 5 M triacetin (in this case a biphasic system is formed with part of the soluble triacetin and the rest in an insoluble triacetin phase, which is consumed until producing between 80% > 98% 1,2-diacetin).
- e and
- incluso cercano al 100%), para todas las preparaciones de even near to the 100%), for all the preparations from
- las the
- diferentes lipasas utilizadas. Los resultados no se different lipases used The results no be
- afectaban they affected
- apenas por el uso de diferentes concentraciones de barely by he use from different concentrations from
- triacetina, triacetin,
- desde 100 mM (en el que la triacetina es since 100 mM (in he that the triacetin is
El control del pH es crítico. Se recomienda utilizar tampones muy concentrados (e.g., 1 molar de fosfato o de acetato) y solo subir el pH hasta 5.5 cuando el pH desciende por debajo de pH 3 utilizando un tampón saturado a pH 7 y muy buena agitación para evitar gradientes de pH donde se producirá la migración de los grupos acilos PH control is critical. It is recommended to use very concentrated buffers (eg, 1 molar phosphate or acetate) and only raise the pH to 5.5 when the pH drops below pH 3 using a saturated buffer at pH 7 and very good agitation to avoid pH gradients where the migration of the acyl groups will occur
La reacción bajaba en velocidad pero aumentaba los rendimientos de 1,2-diacetina si se utilizan codisolventes miscible (5-75% v/v) con agua (por ejemplo acetonitrilo, dioxano, tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol, propanol, etc), posiblemente al inhibir de forma más acusada la hidrólisis de la 1,2 diacetina que al de triacetina. The reaction slowed down but increased yields of 1,2-diacetin if miscible co-solvents (5-75% v / v) were used with water (for example acetonitrile, dioxane, tetrahydrofuran, dimethyl formamide, methanol, ethanol, propanol, etc. ), possibly by inhibiting the hydrolysis of 1,2 diacetin more strongly than that of triacetin.
Se ensayó también la reacción de hidrólisis en dietil éter saturado en agua, un disolvente descrito como inhibidor de la migración de acilos. En este caso se utilizaron solo enzimas inmovilizadas o agregadas, el disolvente está saturado previamente en tampón acetato a pH 5, añadiéndose progresivamente este tampón a lo largo de la reacción para compensar el agua consumida por la hidrólisis. La velocidad de reacción fue menor con la mayoría de las preparaciones de lipasas, pero los rendimientos conseguidos de 1, 2 diacetina fueron similares (80-gt;98%). The hydrolysis reaction was also tested in diethyl ether saturated with water, a solvent described as an inhibitor of acyl migration. In this case only immobilized or aggregated enzymes were used, the solvent is previously saturated in acetate buffer at pH 5, this buffer being added progressively throughout the reaction to compensate for the water consumed by hydrolysis. The reaction rate was lower with most of the lipase preparations, but the yields of 1.2 diacetin were similar (80-gt; 98%).
Para todos los casos ensayados, usando las diferentes lipasas descritas anteriormente libres o inmovilizadas en diferentes soportes, en condiciones donde la migración de acilo era disminuida o eliminada se conseguían rendimientos superiores al 80% de 1,2-diacetina.
For all the cases tested, using the different lipases described above free or immobilized on different supports, under conditions where the acyl migration was reduced or eliminated yields greater than 80% of 1,2-diacetin were achieved.
- Ejemplos de la invención Examples of the invention
- Ejemplo l. Hidrólisis de triacetina a pH 5.5 por la lipasa B Example l. Hydrolysis of triacetin at pH 5.5 by lipase B
- de Candida antarctica inmovilizada sobre Sepabeads C 18. of antarctic Candida immobilized on Sepabeads C 18.
- 5 5
- Glutaraldehído-Sepabeads fue preparado suspendiendo 10 g Glutaraldehyde-Sepabeads was prepared by suspending 10 g
- de soporte EC-HA-Sepabeads húmedo en 20 mL de15% EC-HA-Sepabeads wet in 20 mL of 15%
- glutaraldehido (v/v) en fosfato 200 mM a pH 7.0. La glutaraldehyde (v / v) in 200 mM phosphate at pH 7.0. The
- suspensión se mantuvo bajo agitación suave a 25 oc durante 15 suspension was kept under gentle agitation at 25 oc for 15
- h. Después de ese tiempo, el soporte activado se filtró y se h. After that time, the activated support was filtered and
- 1 O 1 o
- lavó exhaustivamente con agua destilada. Este tratamiento se washed thoroughly with distilled water. This treatment is
- realizó para activar todos los aminos primarios del soporte performed to activate all primary support terms
- con dos moléculas de glutaraldehido. El soporte activado se with two glutaraldehyde molecules. The activated support is
- utilizó inmediatamente después de su preparación. used immediately after preparation.
- 10 g de glutaraldehido-Sepabeads se añadieron a 400 mL de 10 g of glutaraldehyde-Sepabeads were added to 400 mL of
- 15 fifteen
- una disolución de lipasa (0, 5 mg/mL) en fosfato sódico 10 mM a solution of lipase (0.5 mg / mL) in 10 mM sodium phosphate
- a pH 7 en presencia de 0.1 % (v/v) Triton X -100. Tras 7 horas at pH 7 in the presence of 0.1% (v / v) Triton X -100. After 7 hours
- a 22 oc bajo agitación a 250 rpm, la suspensión se filtro y la at 22 oc under stirring at 250 rpm, the suspension was filtered and the
- lipasa inmovilizada se lavó 5 veces con 10 volúmenes de agua immobilized lipase was washed 5 times with 10 volumes of water
- destilada, el biocatalizador húmedo se almacenó a 4°C. distilled, the wet biocatalyst was stored at 4 ° C.
- 20 twenty
- Por otro lado se preparó una disolución de 100 mM de On the other hand, a solution of 100 mM of
- triacetina en 500 mM de fosfato sódico y su pH se ajustó a pH triacetin in 500 mM sodium phosphate and its pH was adjusted to pH
- 5.5. El sustrato era completamente soluble en estas 5.5. The substrate was completely soluble in these
- condiciones. terms.
- Se añade una muestra de 1,5 g de biocatalizador húmedo a A 1.5 g sample of wet biocatalyst is added to
- 25 25
- 40 mL de la disolución de triacetina y las suspensiones de 40 mL of the triacetin solution and suspensions of
- reacción se agitaron suavemente en un agitador a 250 rpm y reaction was gently stirred on a stirrer at 250 rpm and
- 22°C. Periódicamente se sacaron muestras de esta suspensión, 22 ° C Samples were periodically taken from this suspension,
- se descartó el biocatalizador por centrifugación y la the biocatalyst was discarded by centrifugation and the
- concentración de los productos de reacción se analizó por concentration of reaction products was analyzed by
- 30 30
- HPLC. Diacetina y triacetina se analizaron usando 10% HPLC Diacetin and triacetin were analyzed using 10%
- acetonitrilo/ 90% agua (v/v) como fase móvil a un flujo de 1 acetonitrile / 90% water (v / v) as mobile phase at a flow of 1
- ml/min y una columna RP-HPLC (con una bomba Spectra Physic SP ml / min and an RP-HPLC column (with a Spectra Physic SP pump
- 100 y un detector UV Spectra Physic SP 8450) usando una 100 and a Spectra Physic SP 8450 UV detector) using a
- columna Kromasil C18 (15 cm x 0,46 cm), los volúmenes de Kromasil C18 column (15 cm x 0.46 cm), the volumes of
- 35 35
- retención fueron 32. O ml para triacetina, 5, 8 ml para 1, 2- retention were 32. O ml for triacetin, 5.8 ml for 1, 2-
- diacetina, 4. 8 ml para 1, 3-diacetina. Las concentraciones de diacetin, 4. 8 ml for 1,3-diacetin. The concentrations of
triacetinas y ambas diacetinas se calcularon usando muestras curvas de referencia usando muestras comerciales. Monoacetina se analizó usando la misma columna y flujo, pero la fase móvil, fue 1,5% acetonitrilo/ 98,5% agua (v/v), con un volumen de retención de 3.6 ml mientras el ácido acético eluye en 3.0 ml. Triacetins and both diacetins were calculated using curved reference samples using commercial samples. Monoacetin was analyzed using the same column and flow, but the mobile phase was 1.5% acetonitrile / 98.5% water (v / v), with a retention volume of 3.6 ml while acetic acid eluted at 3.0 ml.
Tras 2 horas de reacción se había consumido toda la triacetina, con un 95% de de 1, 2-diacetina y un 5% de 2-monoacetina. El catalizador pudo reutilizarse en 5 ciclos sin que se observase variación en velocidad o rendimiento. La figura 2 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads glutaraldehido at pH 5,5 y 22°C. (Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina.) After 2 hours of reaction, all triacetin had been consumed, with 95% of 1,2-diacetin and 5% of 2-monoacetin. The catalyst could be reused in 5 cycles without any variation in speed or performance. Figure 2 shows the reaction course of CALE catalyzed triacetin hydrolysis immobilized in Sepabeads glutaraldehyde at pH 5.5 and 22 ° C. (Circles: triacetin, Triangles: diacetin; squares: monoacetin.)
Ejemplo 2. Hidrólisis de triacetina a pH 5.5 por la lipasa B de Candida antarctica inmovilizada sobre Sepabeads-C 18. Example 2. Hydrolysis of triacetin at pH 5.5 by Lipase B from Candida antarctica immobilized on Sepabeads-C 18.
10 gramos de octadecil-Sepabeads se añadieron a 400 mL de CALE en una disolución de lipasa (O. 5 mg/mL) en tampón fosfato 1 O mM a pH 7 y 22 oc. Después de 7 h bajo agitación a 250 rpm, la suspensión se filtro y la lipasa se lavó 5 veces con 10 volúmenes de agua destilada. La preparación húmeda se almacenó a 4°C. 10 grams of octadecyl-Sepabeads were added to 400 mL of CALE in a lipase solution (O. 5 mg / mL) in 1 M mM phosphate buffer at pH 7 and 22 oc. After 7 h under stirring at 250 rpm, the suspension was filtered and the lipase was washed 5 times with 10 volumes of distilled water. The wet preparation was stored at 4 ° C.
Por otro lado se preparó una disolución de 100 mM de triacetina en 500 mM de fosfato sódico y su pH se ajustó a pH On the other hand, a solution of 100 mM triacetin in 500 mM sodium phosphate was prepared and its pH adjusted to pH
5. 5. El sustrato era completamente soluble en estas condiciones. 5. 5. The substrate was completely soluble under these conditions.
Se añade una muestra de 1, 5 g de biocatalizador húmedo a 40 mL de la disolución de triacetina y las suspensiones de reacción se agitaron suavemente en un Shaker a 250 rpm y 22°C. A sample of 1.5 g of wet biocatalyst is added to 40 mL of the triacetin solution and the reaction suspensions are gently stirred in a Shaker at 250 rpm and 22 ° C.
- Periódicamente Periodically
- se sacaron muestras de esta suspensión, se be they took out samples from is suspension, be
- descartó discarded
- el biocatalizador por centrifugación y la he biocatalyst by centrifugation Y the
- concentración concentration
- de los productos de reacción se analizó por from the products from reaction be analyzed by
- HPLC. HPLC
- Diacetina y triacetina se analizaron usando 10% Diacetin Y triacetin be analyzed using 10%
acetonitrilo/ 90% agua (v/v) como fase móvil a un flujo de 1 ml/min y una columna RP-HPLC (con una bomba Spectra Physic SP
acetonitrile / 90% water (v / v) as a mobile phase at a flow of 1 ml / min and an RP-HPLC column (with a Spectra Physic SP pump
100 y un detector UV Spectra Physic SP 8450) usando una columna Kromasil C18 (15 cm x 0,46 cm), volúmenes de retención fueron 32.0 ml para triacetina, 5,8 ml para 1,2-diacetina, 4.8 ml para 1, 3-diacetina. Las concentraciones de triacetinas y ambas diacetinas se calcularon usando muestras curvas de referencia usando muestras comerciales. Monoacetina se analizó usando la misma columna y flujo, pero la fase móvil, fue 1,5% acetonitrilo/ 98,5% agua (v/v), con un volumen de retención de 3.6 ml mientras el ácido acético eluye en 3.0 ml. 100 and a Spectra Physic SP 8450 UV detector) using a Kromasil C18 column (15 cm x 0.46 cm), retention volumes were 32.0 ml for triacetin, 5.8 ml for 1,2-diacetin, 4.8 ml for 1, 3-diacetin. The concentrations of triacetins and both diacetins were calculated using curved reference samples using commercial samples. Monoacetin was analyzed using the same column and flow, but the mobile phase was 1.5% acetonitrile / 98.5% water (v / v), with a retention volume of 3.6 ml while acetic acid eluted at 3.0 ml.
Tras 60 minutos de reacción se agota la triacetina y se consigue un rendimiento del 87% de 1,2 diacetina y 13% de 2-monoacetina. La figura 3 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads C18 at pH 5,5 y 22°C. Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina. After 60 minutes of reaction, triacetin is depleted and a yield of 87% of 1.2 diacetin and 13% of 2-monoacetin is achieved. Figure 3 shows the reaction course of CALE catalyzed triacetin hydrolysis immobilized in Sepabeads C18 at pH 5.5 and 22 ° C. Circles: triacetin, Triangles: diacetin; Squares: monoacetin.
Ejemplo 3. Hidrólisis de triacetina a pH 5.5 por la lipasa de Rhizomucor miehei (RML) inmovilizada sobre Sepabeads-C 18. Example 3. Hydrolysis of triacetin at pH 5.5 by Rhizomucor miehei lipase (RML) immobilized on Sepabeads-C 18.
10 gramos de octadecil-Sepabeads se añadieron a 55 mL (RML) de una disolución de lipasa (0.5 mg/mL) en tampón fosfato 10 mM a pH 7 y 22°C. Después de 7 h bajo agitación a 250 rpm, la suspensión se filtró y la lipasa se lavó 5 veces con 1 O volúmenes de agua destilada. La preparación húmeda se almacenó a 4°C. 10 grams of octadecyl-Sepabeads were added to 55 mL (RML) of a lipase solution (0.5 mg / mL) in 10 mM phosphate buffer at pH 7 and 22 ° C. After 7 h under stirring at 250 rpm, the suspension was filtered and the lipase was washed 5 times with 1 O volumes of distilled water. The wet preparation was stored at 4 ° C.
Por otro lado se preparó una disolución de 100 mM de triacetina en 500 mM de fosfato sódico y su pH se ajustó a pH On the other hand, a solution of 100 mM triacetin in 500 mM sodium phosphate was prepared and its pH adjusted to pH
5.5. El sustrato era completamente soluble en estas condiciones. 5.5. The substrate was completely soluble under these conditions.
Se añade una muestra de 1,5 g de biocatalizador húmedo a 40 mL de la disolución de triacetina y las suspensiones de reacción se agitaron suavemente en un Shaker a 250 rpm y 22°C. Periódicamente se sacaron muestras de esta suspensión A 1.5 g sample of wet biocatalyst is added to 40 mL of the triacetin solution and the reaction suspensions are gently stirred in a Shaker at 250 rpm and 22 ° C. Samples of this suspension were taken periodically
- se be
- descarto el biocatalizador por centrifugación y la discard he biocatalyst by centrifugation Y the
- concentración concentration
- de los productos de reacción se analizó por from the products from reaction be analyzed by
- HPLC. HPLC
- Diacetina y triacetina se analizaron usando 10% Diacetin Y triacetin be analyzed using 10%
acetonitrilo/ 90% agua (v/v) como fase móvil a un flujo de 1
acetonitrile / 90% water (v / v) as mobile phase at a flow of 1
ml/min y una columna RP-HPLC (con una bomba Spectra Physic SP 100 y un detector UV Spectra Physic SP 8450) usando una columna Kromasil C18 (15 cm x 0,46 cm), los volúmenes de retención fueron 32. O ml para triacetina, 5, 8 ml para 1, 2-diacetina, 4. 8 ml para 1, 3-diacetina. Las concentraciones de triacetinas y ambas diacetinas se calcularon usando muestras curvas de referencia usando muestras comerciales. Monoacetina se analizó usando la misma columna y flujo, pero la fase móvil fue 1, 5% acetonitrilo/ 98, 5% agua (v/v) , con un volumen de retención de 3.6 ml mientras el ácido acético eluye en 3.0 ml. ml / min and an RP-HPLC column (with a Spectra Physic SP 100 pump and a Spectra Physic SP 8450 UV detector) using a Kromasil C18 column (15 cm x 0.46 cm), retention volumes were 32. O ml for triacetin, 5.8 ml for 1,2-diacetin, 4. 8 ml for 1,3-diacetin. The concentrations of triacetins and both diacetins were calculated using curved reference samples using commercial samples. Monoacetin was analyzed using the same column and flow, but the mobile phase was 1.5% acetonitrile / 98.5% water (v / v), with a retention volume of 3.6 ml while acetic acid eluted at 3.0 ml.
Tras 1 hora se consigue un 88% de 1,2 diacetina y un 12% de 2-monoacetina. La figura 4 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina catalizada por RML inmovilizada en Sepabeads C18 at pH 5,5 y 22°C. (Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina). After 1 hour, 88% of 1.2 diacetin and 12% of 2-monoacetin are achieved. Figure 4 shows the reaction course of the RML catalyzed hydrolysis of immobilized triacetin in Sepabeads C18 at pH 5.5 and 22 ° C. (Circles: triacetin, Triangles: diacetin; squares: monoacetin).
Ejemplo 4. Hidrólisis de triacetina a pH 5. 5 en presencia de 20% acetonitrilo por la lipasa de Rhizomucor miehei (RML) inmovilizada sobre Sepabeads-C 18. Example 4. Hydrolysis of triacetin at pH 5.5 in the presence of 20% acetonitrile by Rhizomucor miehei lipase (RML) immobilized on Sepabeads-C 18.
10 gramos de octadecil-Sepabeads se añadieron a 55 mL (RML) de una disolución de lipasa (0.5 mg/mL) en tampón fosfato 1 O mM a pH 7 y 22 oc. Después de 7 h bajo agitación a 250 rpm, la suspensión se filtró y la lipasa se lavó 5 veces 10 grams of octadecyl-Sepabeads were added to 55 mL (RML) of a lipase solution (0.5 mg / mL) in mO 1 O phosphate buffer at pH 7 and 22 oc. After 7 h under stirring at 250 rpm, the suspension was filtered and the lipase was washed 5 times.
- con with
- 1 O volúmenes de agua destilada. La preparación húmeda se 1 o volumes from Water distilled The preparation wet be
- almacenó stored
- a 4°C. to 4 ° C
- Por By
- otro lado se preparó una disolución de 100 mM de other side be prepared a dissolution from 100 mM from
triacetina en 500 mM de fosfato sódico /20% acetonitrilo (v/v) y su pH se ajustó a pH 5. 5. El sustrato era completamente soluble en estas condiciones. triacetin in 500 mM sodium phosphate / 20% acetonitrile (v / v) and its pH was adjusted to pH 5. 5. The substrate was completely soluble under these conditions.
Se añade una muestra de 1,5 g de biocatalizador húmedo a 40 mL de la disolución de triacetina y las suspensiones de reacción se agitaron suavemente en un Shaker a 250 rpm y 22°C. Periódicamente se sacaron muestras de esta suspensión, se descartó el biocatalizador por centrifugación y la concentración de los productos de reacción se analizó por HPLC. Diacetina y triacetina se analizaron usando 10% acetonitrilo/ 90% agua (v/v) como fase móvil a un flujo de 1 ml/min y una columna RP-HPLC (con una bomba Spectra Physic SP 100 y un detector UV Spectra Physic SP 8450) usando una columna Kromasil C18 (15 cm x 0,46 cm), volúmenes de retención fueron 32.0 ml para triacetina, 5,8 ml para 1,2 diacetina, 4.8 ml para 1, 3-diacetina. Las concentraciones de triacetinas y ambas diacetinas se calcularon usando muestras curvas de referencia usando muestras comerciales. Monoacetina se analizó usando la misma columna y flujo, pero la fase móvil, fue 1,5% acetonitrilo/ 98,5% agua (v/v), con un volumen de retención de 3.6 ml mientras el ácido acético eluye en 3.0 ml.
A 1.5 g sample of wet biocatalyst is added to 40 mL of the triacetin solution and the reaction suspensions are gently stirred in a Shaker at 250 rpm and 22 ° C. Samples were periodically taken from this suspension, the biocatalyst was discarded by centrifugation and the concentration of the reaction products was analyzed by HPLC. Diacetin and triacetin were analyzed using 10% acetonitrile / 90% water (v / v) as a mobile phase at a flow of 1 ml / min and an RP-HPLC column (with a Spectra Physic SP 100 pump and a Spectra Physic SP UV detector 8450) using a Kromasil C18 column (15 cm x 0.46 cm), retention volumes were 32.0 ml for triacetin, 5.8 ml for 1.2 diacetin, 4.8 ml for 1,3-diacetin. The concentrations of triacetins and both diacetins were calculated using curved reference samples using commercial samples. Monoacetin was analyzed using the same column and flow, but the mobile phase was 1.5% acetonitrile / 98.5% water (v / v), with a retention volume of 3.6 ml while acetic acid eluted at 3.0 ml.
Tras 4 h de reacción, el rendimiento supera el 95%. After 4 h of reaction, the yield exceeds 95%.
La figura 5 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina catalizada por RML inmovilizada en Sepabeads C18 at pH 5,5 y 22°C en 20% aceonitrilo. Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina. Figure 5 shows the reaction course of the hydrolysis of triacetin catalyzed by RML immobilized in Sepabeads C18 at pH 5.5 and 22 ° C in 20% aceonitrile. Circles: triacetin, Triangles: diacetin; Squares: monoacetin.
Ejemplo 5. Hidrólisis de triacetina a pH 5.5 en 20% acetonitrilo catalizada por la lipasa B de Candida antarctica inmovilizada sobre Sepabeads-glutaraldehido. Example 5. Hydrolysis of triacetin at pH 5.5 in 20% acetonitrile catalyzed by lipase B from Candida antarctica immobilized on Sepabeads-glutaraldehyde.
10 gramos de octadecil-Sepabeads se añadieron a 400 mL de CALE en una disolución de lipasa (O. 5 mg/mL) en tampón fosfato 10 mM a pH 7 y 22°C. Después de 7 h bajo agitación a 250 rpm, la suspensión se filtró y la lipasa se lavó 5 veces con 1O volúmenes de agua destilada. La preparación húmeda se almacenó a 4°C. 10 grams of octadecyl-Sepabeads were added to 400 mL of CALE in a lipase solution (O. 5 mg / mL) in 10 mM phosphate buffer at pH 7 and 22 ° C. After 7 h under stirring at 250 rpm, the suspension was filtered and the lipase was washed 5 times with 1O volumes of distilled water. The wet preparation was stored at 4 ° C.
Por otro lado se preparó una disolución de 100 mM de triacetina en 500 mM de fosfato sódico y su pH se ajustó a pH On the other hand, a solution of 100 mM triacetin in 500 mM sodium phosphate was prepared and its pH adjusted to pH
5.5. El sustrato era completamente soluble en estas condiciones. 5.5. The substrate was completely soluble under these conditions.
Se añade una muestra de 1,5 g de biocatalizador húmedo a 40 mL de la disolución de triacetina y las suspensiones de reacción se agitaron suavemente en un Shaker a 250 rpm y 22°C. Periódicamente se sacaron muestras de esta suspensión se descarto el biocatalizador por centrifugación y la
A 1.5 g sample of wet biocatalyst is added to 40 mL of the triacetin solution and the reaction suspensions are gently stirred in a Shaker at 250 rpm and 22 ° C. Samples were periodically taken from this suspension, the biocatalyst was discarded by centrifugation and the
concentración de los productos de reacción se analizó por HPLC. Diacetina y triacetina se analizaron usando 10% acetonitrilo/ 90% agua (v/v) como fase móvil a un flujo de 1 ml/min y una columna RP-HPLC (con una bomba Spectra Physic SP 5 100 y un detector UV Spectra Physic SP 8450) usando una columna Kromasil C18 (15 cm x 0,46 cm), volúmenes de retención fueron 32.0 ml para triacetina, 5,8 ml para 1,2-diacetina, 4.8 ml para 1, 3-diacetina. Las concentraciones de triacetinas y ambas diacetinas se calcularon usando muestras curvas de Concentration of reaction products was analyzed by HPLC. Diacetin and triacetin were analyzed using 10% acetonitrile / 90% water (v / v) as a mobile phase at a flow of 1 ml / min and an RP-HPLC column (with a Spectra Physic SP 5 100 pump and a Spectra Physic UV detector SP 8450) using a Kromasil C18 column (15 cm x 0.46 cm), retention volumes were 32.0 ml for triacetin, 5.8 ml for 1,2-diacetin, 4.8 ml for 1,3-diacetin. The concentrations of triacetins and both diacetins were calculated using curved samples of
10 referencia usando muestras comerciales. Monoacetina se analizo usando la misma columna y flujo, pero la fase móvil, fue 1,5% acetonitrilo/ 98,5% agua (v/v), con un volumen de retención de 3.6 ml mientras el ácido acético eluye en 3.0 ml. 10 reference using commercial samples. Monoacetin was analyzed using the same column and flow, but the mobile phase was 1.5% acetonitrile / 98.5% water (v / v), with a retention volume of 3.6 ml while acetic acid eluted at 3.0 ml.
Tras 2 un 97% de 1,2 diacetina podia ser observado con un After 2 97% of 1.2 diacetin could be observed with a
15 1% de triacetina aun presente en el medio de reacción, a las 3 h un 98% de diacetina podía ser observado y a las 4 aun se mantiene un 87%. La figura 6 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads glutaraldehido at pH 5,5 y 22°C en 20% 15 1% of triacetin still present in the reaction medium, at 3 h 98% of diacetin could be observed and at 4 o'clock it still maintains 87%. Figure 6 shows the reaction course of CALE catalyzed triacetin hydrolysis immobilized in Sepabeads glutaraldehyde at pH 5.5 and 22 ° C at 20%
20 aceonitrilo. (Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina).
20 aceonitrile. (Circles: triacetin, Triangles: diacetin; squares: monoacetin).
Claims (14)
- 1. one.
- Un procedimiento de obtención de 1, 2-diacetina caracterizado porque comprende realizar una hidrólisis de triacetina catalizada por un enzima a un pH comprendido entre 2 y 6, ambos valores incluidos. A process for obtaining 1,2-diacetin characterized in that it comprises performing a hydrolysis of triacetin catalyzed by an enzyme at a pH between 2 and 6, both included.
- 2. 2.
- Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el enzima es una lipasa. A method according to claim 1, characterized in that the enzyme is a lipase.
- 3. 3.
- Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza a una temperatura comprendida entre 4 y 30°C. A process according to claim 1, characterized in that it is carried out at a temperature between 4 and 30 ° C.
- 4. Four.
- Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende hidrolizar triacetina a un pH de entre 4 y 5.5. A process according to claim 1, characterized in that it comprises hydrolyzing triacetin at a pH between 4 and 5.5.
- 5. 5.
- Un procedimiento según la reivindicación 1 Ó 2, caracterizado porque la lipasa está inmovilizada sobre un soporte. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the lipase is immobilized on a support.
- 6. 6.
- Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el soporte está seleccionado entre soportes acrílicos, vidrio poroso, agarosa, sílice, celulosa, poliestireno, poliestireno divinilbenceno y poliuretano. A process according to claim 5, characterized in that the support is selected from acrylic supports, porous glass, agarose, silica, cellulose, polystyrene, polystyrene divinylbenzene and polyurethane.
- 7. 7.
- Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la hidrólisis se realiza utilizando lipasas inmovilizadas por adsorción física. A process according to claim 5, characterized in that the hydrolysis is carried out using lipases immobilized by physical adsorption.
- 8. 8.
- Un procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la hidrólisis se realiza utilizando lipasas inmovilizadas por adsorción física sobre soportes hidrofóbicos. A method according to claim 7, characterized in that the hydrolysis is carried out using lipases immobilized by physical adsorption on hydrophobic supports.
- 9. 9.
- Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la enzima es una lipasa y se inmoviliza como agregado enzimático covalente entrecruzado o cristal enzimático entrecruzado. A method according to claim 5, characterized in that the enzyme is a lipase and is immobilized as a cross-linked covalent enzyme aggregate or cross-linked enzymatic crystal.
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