ITMI20070904A1 - Metodo chimico-catalitico per la manipolazione dell'oleuropeina per la sintesi del suo aglicone. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO:
METODO CHIMICO-CATALITICO PER LA MANIPOLAZIONE DELL ’OLEUROPEINA PER LA SINTESI DEL SUO AGLICONE.
Settore tecnico dell’invenzione
Il trovato, oggetto della presente invenzione, riguarda un metodo per la manipolazione deH’oleuropeina.
In particolare, la presente invenzione, si riferisce ad una metodologia per la manipolazione chimica dell’oleuropeina per la sintesi del suo aglicone, impiegando catalizzatori acidi di Lewis a basso impatto ambientale.
Stato della tecnica
Un interesse sempre crescente per i composti fenolici è dovuto alle loro proprietà antiossidanti e ai loro molteplici effetti benefici sulla salute umana. I composi fenolici dell’olivo sono distribuiti in tutte le parti della pianta, ma la loro natura e concentrazione varia estremamente tra i vari tessuti. Nel Olea europea , ritroviamo Γ idrassitirosolo e l’oleuropeina (Fig. 1) che rappresenta il composto fenolico predominante e può raggiungere concentrazioni di 140 mg/g nelle olive verdi seccate e di 60-90 mg/g nelle foglie seccate.
Ciò nonostante è raro ritrovare l’oleuropeina nell’olio extra-vergine d’oliva e molti autori hanno suggerito che questo sia dovuto alle varie degradazioni che l’oleuropeina stessa subisce durante la lavorazione delle olive quando viene liberata una β-glucosidasi endogena che idrolizza selettivamente il legame glicosidico dell’oleuropeina trasformandola nel suo aglicone (Figura 2), una complessa miscela di tautomeri dotati di molteplici attività biologiche.
L’idrolisi selettiva del legame glicosidico dell’oleuropeina per formare il suo aglicone è un processo che avviene naturalmente nelle drupe d’ulivo ad opera delle βglucosidasi endogene, la cui stimolazione è una risposta immunitaria della drupa in seguito a shock meccanici o infestazioni parassitarle.
Tuttavia è difficile riprodurre sinteticamente tale idrolisi selettiva a causa della presenza, sulla molecola di oleuropeina, di molteplici funzionalità acido o base labili oltre al legame glicosidico. Del resto, non esistono metodi chimici di manipolazione controllata dell’oleuropeina capaci di fornire i suoi derivati.
Sono ampiamente conosciuti in questo settore diverse tecniche di idrolisi quali:
• Idrolisi acida: L'oleuropeina (0.5 g) viene disciolta in 100 mi di H2S04IN e scaldata a 100°C per 1 ora. La miscela di reazione viene quindi raffreddata, poratata pH 2.0 ed estratta con acetato di etile. Il prodotto grezzo così ottenuto, purificato per cromatografia dà l'idrossitirosolo (65 mg), l'acido elenolico (15 mg) e laglicone (14 mg) deH'oleuropeina con rese molto basse.
· Idrolisi alcalina: L'oleuropeina (1 g) viene disciolta in 50 mi di metanolo. La soluzione sotto agitazione viene raffreddata a 10 °C e trattata con circa 2 g di idrossido di potassio in pastiche. Si lascia riscaldare la miscela di reazione a temperatura ambiente e dopo circa 6 ore, si diluisce la stessa miscela con circa 60 mi di HC1 6N (pH circa 7.5) e poi portata a secco per evaporazione. La purificazione cromatografia della miscela di prodotti così ottenuti dà l'oleoside.
Dette tecniche tuttavia presentano degli inconvenienti o problematiche legate alle scarse rese quantitative di aglicone deH’oleuropeina, ai catalizzatori utilizzati che risultano essere molto costosi, tossici e non riciclabili.
Per ovviare in parte alle problematiche di cui sopra sono state proposte delle soluzioni, oggetto di domanda di brevetto n US6117844 aventi come elemento base la seguente tecnica:
• Idrolisi enzimatica con glucosidasi: L'oleuropeina (5 g) viene disciolta in 500 mi di tampone a pH 5.0 e trattata glucosidasi fino a che la miscela di reazione monitorata per t.l.c. non indica la completa scomparsa dell'oleuropeina. Dopo il trattamento classico della miscela di reazione, la purificazione cromatografia dà i vari prodotti d'idrolisi deH'oleuropeina. Tuttavia né lo stato della tecnica attualmente in uso né le soluzioni di brevetto esistenti superano gli aspetti critici citati.
Presentazione dell’invenzione
La presente invenzione si propone il fine di superare le difficoltà e gli svantaggi presenti nelle soluzioni attualmente in uso.
Uno dei compiti precipui del presente trovato consiste nel risolvere gli inconvenienti sopra lamentati realizzando un metodo chimico-catalitico per la manipolazione delToleuropeina per la sintesi del suo aglicone.
Un altro scopo consiste nella realizzazione di un metodo d’idrolisi controllata delToleuropeina che riproduca quanto realizzato mediante degradazione enzimatica.
Non ultimo scopo consiste nel realizzare un metodo chimico-catalitico che utilizza catalizzatori non tossici ed a basso impatto ambientale.
Alla luce dei sopradetti scopi e di altri ancora, viene fornito in accordo con l’invenzione un metodo chimico-catalitico per la manipolazione delToleuropeina per la sintesi del suo aglicone caratterizzato dal fatto che comprendere le seguenti fasi:
• l’oleuropeina, allo scopo di degradare chimicamente in maniera controllata viene fatta reagire in solvente organico acquoso a riflusso in presenza del mol % catalitiche di trillati o alogenuri di lantanidi (ΙΠ);
• la reazione viene terminata per aggiunta di qualche mi di H20 ed il prodotto è estratto in CH2C12per tre volte.
• Le fasi organiche riunite sono seccate su Na2S04anidro ed evaporate.
• H prodotto grezzo è purificato per cromatografia flash su gel di silice (miscela eluente CH2Cl2/MeOH 8/2 v/v).
Vantaggiosamente vengono utilizzati catalizzatori acidi di Lewis degli alogenuri e trillati di lantanidi (ΠΙ).
L’intero processo, sfruttando un catalizzatore poco tossico e facilmente recuperabile dalla fase acquosa del trattamento di reazione, rappresenta un esempio di “greenchemistry”.
La caratterizzazione dell’aglicone mostra che ciò che cromatograficamente è separabile come un’unica frazione è in realtà una miscela di almeno tre forme tautomeriche (composti 4-6, Figura 3) più una forma idrata (composto 8, Figura 3) e una metanolata (composto 7, Figura 3), così come accertato per analisi strutturale NMR e per spettrometria di massa.
I componenti della miscela, visibili ad un’analisi HPLC come cinque picchi distinti sono dovuti da un lato all’ equilibrio tautomerico della forma dialdeidica (composto 5, Figura 3) capace di interconvertirsi rapidamente nella sua forma enolica (composto 4, Figura 3) e nella forma chiusa (composto 6, Figura 3), dall’altro dall’attacco nucleofilo dell’ acqua (presente nell’ ambiente di reazione) e del metanolo (presente nella fase eluente) sul carbonile dell’aldeide, per dare la forma idrata (composto 7, Figura 3) e quella metanolata (composto 8, Figura 3).
L’analisi H-NMR della miscela mostra che la forma tautomerica presente in maggiore quantità all’ equilibrio è la forma dialdeidica, come testimoniato dai due doppietti a 9.56 e 9.53 ppm caratteristici dei due protoni aldeidici, ma possono scorgersi anche in minore quantità i picchi caratteristici dei restanti due tautomeri.
Dall’analisi LC/MS-ESI si evince, infine, la presenza di tre picchi significativi a tre valori di m/z differenti attribuibili alle forme protonate dei tautomeri (tutti i tautomeri hanno la stessa massa e contribuiscono dunque allo stesso picco), della molecola idrata e della molecola metanolata.
Un metodo preferito per la manipolazione deH’oleuropeina per la sintesi del suo aglicone, secondo l’oggetto della presente invenzione, prevede che venga utilizzato l’acido Er(OTf)3come catalizzatore.
L’oleuropeina viene fatta reagire in solvente organico acquoso a riflusso per 8 ore in presenza del mol % di acido Er(OTf)3(Figura 3).
La reazione viene terminata per aggiunta di qualche mi di H20 ed il prodotto è estratto in CH2C12per tre volte. Le fasi organiche riunite sono seccate su Na2S04anidro ed evaporate. Il prodotto grezzo è purificato per cromatografia flash su gel di silice (miscela eluente CH2Cl2/MeOH 8/2 v/v).
L'uso della catalisi acida di Lewis nella manipolazione deH'oleuropeina presenta numerosi vantaggi riportati qui di seguito:
• sintetico : la manipolazione dell’oleuropeina si avvale di metodi innovativi e annoverabili come processi “verdi” per il risparmio o Γ eliminazione di solventi organici nello stadio di sintesi ed il recupero dei catalizzatori, per altro poco tossici, nello stadio di trattamento.
• Riciclabilità : i catalizzatori utilizzati sono riciclabili, poco tossici, poco costosi e usati appunto in quantità catalitiche, presentando, quindi, un indubbio vantaggio nei confronti di acido solforico o idrossidi alcalini utilizzati a concentrazioni elevate per ottenere solo rese molto basse del prodotto.
Nella Fig. 1 è rappresentata la molecola dell’Olea Europea in cui ritroviamo l’oleuropeina che rappresenta il composto fenolico predominante e l’idrossitirosolo.
Nella Fig. 2 è rappresentata la trasformazione naturale dell’oleuropeina nel suo aglicone, una complessa miscela di tautomeri dotati di molteplici attività biologiche, quando viene liberata una β-glucosidasi endogena che idrolizza selettivamente il legame glicosidico deH’oleuropeina stessa.
Nella Fig. 3 è rappresentato il procedimento di sintesi deH’oleuropeina per Γ ottenimento del suo aglicone ottenuto come una miscela di tre forme tautomeriche, una forma idrata e una metanolata.
Il trovato, bene inteso, non si limita alla descrizione data ma può ricevere perfezionamenti e modifiche dall’uomo del mestiere senza uscire per altro dal quadro del brevetto.
La presente invenzione consente di avere numerosi vantaggi e di superare difficoltà che non possono essere vinte con i sistemi attualmente in commercio.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo chimico-catalìtico per la manipolazione dell’oleuropeina per la sintesi del suo aglicone, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: • l’oleuropeina, allo scopo di degradare chimicamente in maniera controllata viene fatta reagire in solvente organico acquoso a riflusso in presenza del mol % catalitiche di trillati o alogenuri di lantanidi (III); • la reazione viene terminata per aggiunta di qualche mi di H20 ed il prodotto è estratto in CH2C12per tre volte; • le fasi organiche riunite sono seccate su Na2S04anidro ed evaporate; • il prodotto grezzo è purificato per cromatografia flash su gel di silice (miscela eluente CH2Cl2/MeOH 8/2 v/v).
- 2. Metodo chimico -catalìtico per la manipolazione dell’oleuropeina per la sintesi del suo aglicone, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che vengono utilizzati catalizzatori acidi di Lewis degli alogenuri e trillati di lantanidi (III).
- 3. Metodo chimico -catalìtico per la manipolazione dell’oleuropeina per la sintesi del suo aglicone, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che consente l’idrolisi controllata dell’oleuropeina, riproducendo quanto realizzato mediante degradazione enzimatica.
- 4. Metodo chimico -catalìtico per la manipolazione dell’oleuropeina per la sintesi del suo aglicone, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l’intero processo, sfruttando un catalizzatore poco tossico e facilmente recuperabile dalla fase acquosa del trattamento di reazione, rappresenta un esempio di “green-chemistry”.
Priority Applications (3)
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| ITMI20070904 ITMI20070904A1 (it) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Metodo chimico-catalitico per la manipolazione dell'oleuropeina per la sintesi del suo aglicone. |
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