PL183290B1 - Sposób otrzymywania 1R-(-)-mentolu drogą biotransformacji - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania 1R-(-)-mentolu, o wzorze 2 przedstawionym na rysunku, drogąbiotransformacji, przy użyciu rozdrobnionychjabłek, znamienny tym, żejako substrat do hydrolizy stosuje się racemicznyoctanmentylu, o wzorze 1 przedstawionymna rysunku.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 1R(-)-mentolu, o wzorze 2 przedstawionym na rysunku, drogą biotransformacji. Związek ten może znaleźć zastosowanie w prowadzeniu stereo specyficznych syntez związków organicznych oraz w chemii związków zapachowych.

Powszechnie znanych jest wiele metod hydrolizy octanów na drodze chemicznej. Znana jest także ich hydroliza na drodze biotransformacji przy użyciu roślin wyższych (A. Mironowicz, B. Jarosz, A. Siewiński, „The ability of fruit and vegetable enzyme system to hydrolyse ester bonds”, Acta Soc. Bot. Polon., vol. 6, Nr 3, ss. 281-285, 1995). W metodzie tej do hydrolizy octanów stosowano jabłka (Malus silvestris) oraz bulwy: topinambura (Helianthus tuberosus) i ziemniaka (Solanum tuberosum).

Znany jest także sposób prowadzenia biotransformacji, w którym wykorzystuje się układy enzymatyczne znajdujące się w rozdrobnionej masie owoców lub warzyw (Nguyen Gia Chan, Z. Prochazka, „Saponification of esters of steroid acids and some other esters by potato tuber slices and some other plant tissues”, Coli. Czech. Commun., vol. 38, ss. 227-234, 1973). W tym sposobie, jako substratów, używa się np. związków steroidowych lub pochodnych kwasu szikimowego, które hydrolizują podczas biotransformacji prowadzonej przy użyciu np. ziemniaków, jabłek, ananasów, kalafiorów·', marchwi.

Ze zgłoszenia patentowego PL P-308034 znany jest sposób otrzymywania S-(-)-1-fenyloetanolu drogą biotransformacji, w którym racemiczny (±)-1-fenyloetanol utlenia się rozdrobnioną masą bulw topinambura (Helianthus tuberosus)..

Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania 1R-(-)-mentolu, o wzorze 2, w którym jako bioreagenta używa się rozdrobnionych jabłek (Malus silvestris).

Istota wynalazku polega na tym, że substratem jest racemiczny octan mentylu o wzorze 1. Korzystne jest, gdy substrat dodaje się do masy roślinnej zawieszonej w roztworze buforu fosforanowego o pH w granicach 4,0-4,5. Korzystne jest też gdy do 50 cm3 roztworu buforowego zawierającego 1,5-1,7 g masy roślinnej, w przeliczeniu na suchą masę, dodaje się 20-30 mg substratu.

Nieoczekiwanie okazało się, że z mieszaniny racemicznej octanu mentylu, o wzorze 1, szybciej powstaje w procesie hydrolizy 1R-(-)-mentol, o wzorze 2, który może być stamtąd wyodrębniony drogą chromatografii kolumnowej.

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że po procesie biotransformacji w mieszaninie poreakcyjnej znajduje się, oprócz nieprzereagowanego octanu mentylu (wzór 1) prawie wyłącznie 1R-(-)-mentol (wzór 2).

183 290

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

Przykład 1. Zdrowe i nie uszkodzone jabłka odmiany „Gloucester”, po dokładnym umyciu i usunięciu gniazd nasiennych, rozdrabnia się, np. przy pomocy elektrycznego miksera „Malakser”, przez okres około 1 minuty. Tak otrzymaną masę roślinną, w ilości 1,8 g - w przeliczeniu na suchą masę - umieszcza się w kolbie stożkowej, w której znajduje się 50 cm³ roztworu buforu fosforanowego o pH = 4,5. Po dokładnym wymieszaniu, do tak przygotowanej zawiesiny, dodaje się 30 mg racemicznego octanu mentylu (wzór 1) i całość wytrząsa przez 48 godzin. W wyniku hydrolizy powstaje mentol, będący mieszaniną enancjomerycznych alkoholi, których łącznie powstaje 16% w stosunku do masy substratu. W mieszaninie tej znajduje się 90% nadmiaru 1R-(-)-mentolu (wzór 2) w stosunku do 1S-(+)-enancjomeru. Związki te ekstrahuje się chloroformem, rozdziela na kolumnie chromatograficznej i identyfikuje przez porównanie z wzorcami, stosując chromatografię gazową oraz polarymetrię. Chromatografię gazową (GC Helwett Packard 5890; FID, gaz nośny wodór) wykonuje się na chiralnej kolumnie Chrimpack WCOT Fused Silica, CP Chirasil-Dex CB, 25 m. 1R-(-)-mentol ma dłuższy Rf, niż jego 1S-enancjomer. Skręcalność właściwa, mierzona w chloroformie jest ujemna.

Przykład 2. Postępuje się analogicznie jak w przykładzie 1, z tym że jako masę roślinną stosuje się jabłka odmiany „Golden”. Do przygotowanej zawiesiny dodaje się 30 mg racemicznego octanu mentylu (wzór 1). Po 48 godzinnej transformacji następuje hydroliza, w wyniku której powstaje mentol, będący mieszaniną enancjomerycznych alkoholi, których łącznie powstaje 15% w stosunku do masy substratu. W mieszaninie tej znajduje się 92% nadmiaru 1R-(-)-mentolu (wzór 2) w stosunku do 1S-(+)-enancjomeru. Dalej postępuje się tak jak w przykładzie 1.

183 290

OAc

Ac = GO-CH3

Wzór 1

OH

Wzór 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania 1R-(-)-mentolu, o wzorze 2 przedstawionym na rysunku, drogą biotransformacji, przy użyciu rozdrobnionych jabłek, znamienny tym, że jako substrat do hydrolizy stosuje się racemiczny octan mentylu, o wzorze 1 przedstawionym na rysunku.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substrat dodaje się do masy roślinnej, która jest zawiesiną w roztworze buforowym fosforanowym o pH w granicach 4,0-4,5.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do 50 cm³ roztworu buforu fosforanowego zawierającego 1,5-1,7 g masy roślinnej, w przeliczeniu na suchą masę, dodaje się 20-30 mg substratu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do biotransformacji używa się jabłek odmiany „Gloucester” albo „Golden”.