PL194403B1 - Sposób otrzymywania R-(+)-1-fenyloetanolu drogą biotransformacji - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania R-(+)-1-fenyloetanolu, o wzorze 2, drogą biotransformacji, w którym do utleniania używa się rozdrobnionej tkanki roślinnej, znamienny tym, że substrat, którym jest racemiczny (±)-1-fenyloetanol, o wzorze 1, utlenia się korzeniami selera (Apium graveolens)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania R-(+)-1-fenyloetanolu, o wzorze 2, drogą biotransformacji. Uzyskany w ten sposób alkohol charakteryzuje się znaczną czystością optyczną, w wyniku, czego może mieć zastosowanie w prowadzeniu stereospecyficznych syntez związków organicznych.

Znanych jest wiele metod biotransformacji związków chemicznych, prowadzonych przy pomocy enzymów zawartych w organizmach żywych.

Znane są sposoby użycia kultur komórkowych takich roślin jak marchew, tytoń, gardenia do otrzymywania aromatycznych alkoholi z ketonów (Yoshinobu Naoshima, Yoshihiko Akakabe, „Biotransformation of aromatic ketones with celi cultures of carrot, tobacco and Gardenia”, Phytochemistry, 30, str. 35 - 3597, 1991).

Z opisu patentowego PL 144396 oraz z publikacji: A. Mironowicz, K. Kukułczanka, K. Krasiński, A. Siewiński, „Transformation of isoprenoids by orchid in tissue culture”, Phytochemistry, 26, str. 1959 1960, 1987) znany jest sposób otrzymywania mentolu przez transformację octanu mentylu przy użyciu kultur tkankowych roślin z rodziny Orchidaceae.

Znane są także sposoby prowadzenia biotransformacji, w których wykorzystuje się układy enzymatyczne znajdujące się w rozdrobnionej masie niektórych owoców lub warzyw (opisy patentowe: PL 179778, PL 179812, PL 179959, zgłoszenie patentowe P 319003 oraz publikacja: A. Mironowicz „Biotransformations of racemic acetates by potato and topinambur tubers”, Phytochemistry, 47, str. 1531 - 1534, 1998). W sposobach tych biotransformacje prowadzono układami enzymatycznymi zawartymi: w rozdrobnionych bulwach topinambura (Helianthus tuberosus), ziemniaka (Solanum tuberosum) oraz w jabłkach (Malus silvestris).

W tych sposobach jako substratów używa się związków steroidowych lub pochodnych kwasu szikimowego, zawierających różnorodne grupy funkcyjne, np. grupy karbonylowe, hydroksylowe, estrowe oraz podwójne wiązania między atomami węgla, które mogą być przekształcane podczas biotransformacji.

Z opisu patentowego PL 180792 oraz z publikacji: A. Mironowicz, „Apples as en-antiospecific bioreagents in the hydrolysis of racemic esters and oxygenation of alcohols obtained Acta Soc. Botan. Poloniae, 66, str. 325 - 328, 1997, znany jest sposób otrzymywania odpowiednio: R-(+)-1-fenyloetanolu i S-(-)-fenyloetanolu z substratu, którym był racemiczny octan (±)-1-fenyloetanolu, a biotransformacje prowadzono przy użyciu rozdrobnionych jabłek.

Wynalazek dotyczy sposobu, w którym do biotransformacji używa się rozdrobnionej tkanki roślinnej.

Istota wynalazku polega na tym, że substrat, którym jest racemiczny (+)-1-fenyloetanol, o wzorze 1, utlenia się korzeniami selera (Apium graveolens).

Korzystnie jest, gdy substrat dodaje się do masy roślinnej, która jest zawiesiną w roztworze buforu fosforanowego o pH 5,4 - 6,7.

Korzystnie też jest, gdy do 50 ml buforu fosforanowego zawierającego 0,3 - 1,0 g masy roślinnej, w przeliczeniu na suchą masę, dodaje się 20 - 40 mg substratu rozpuszczonego w 0,5 ml acetonu.

Nieoczekiwanie okazało się, że z racemicznego substratu, będącego równomolową mieszaniną dwóch enancjomerycznych 1-fenyloetanoli, szybciej jest utleniany S-(-)-1-fenyloetanol (wzór 3). W wyniku tego, po transformacji, w mieszaninie poreakcyjnej pozostają alkohole R-(+)-1-fenyloetanol (wzór 4) i S-(-)-1-fenyloetanol (wzór 3), w stosunku odpowiednio 69:31.

Zaletą wynalazku jest to, że w procesie biotransformacji, z substratu racemicznego otrzymuje się związki o wysokim stopniu czystości optycznej.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d.

Ze zdrowych i nieuszkodzonych korzeni selera wymywa się dokładnie wszelkie zanieczyszczenia, poczym seler rozdrabnia się np. przy pomocy elektrycznego miksera „Malakser”, przez okres około 2 minut. Tak otrzymaną masę roślinną, w ilości 0,5 g - w przeliczeniu na suchą masę - umieszcza się w kolbie stożkowej, w której znajduje się 50 ml roztworu buforu fosforanowego o pH 6,2. Po dokładnym wymieszaniu, do tak przygotowanej zawiesiny dodaje się 20 mg racemicznego (+)-1-fenyloetanolu (wzór 1). W wyniku utleniania substratu otrzymuje się 29% acetofenonu (wzór 2). W mieszaninie poreakcyjnej pozostają jeszcze nieprzereagowane alkohole, w których zdecydowanie przeważa R-(+)-1-fenyloetanol (69%; wzór 4) nad S-(-)-1-fenyloetanolem (31%; wzór 3).

PL 194 403 B1

Produkty te ekstrahuje się chloroformem, i identyfikuje przez porównanie z wzorcami, stosując chromatografię cienkowarstwową i gazową, analizę spektralną IR oraz polarymetrię. Chromatografię gazową (GC Hewlett Packard 5890; FID, gaz nośny wodór) wykonuje się na chiralnej kolumnie

Chrimpack WCOT Fused Silica, Chirasil-Val-L, 25m.

Dane fizyczne:

^IR v (cm'¹), ^dla 1-^fen^yloe^tano^lu: 334^0, 146^0, 13⁸⁰.

Skręcalność właściwa, mierzona w chloroformie dla R-(+)-1-fenyloetanolu (wzór 4) jest dodatnia, a Rt w chromatografii gazowej - dłuższy. IR v (cm-¹), dla acetofenonu (wzór 2): 3090 - 3030, 1690, 1610.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania R-(+)-1-fenyloetanolu, o wzorze 2, drogą biotransformacji, w którym do utleniania używa się rozdrobnionej tkanki roślinnej, znamienny tym, że substrat, którym jest racemiczny (±)-1-fenyloetanol, o wzorze 1, utlenia się korzeniami selera (Apium graveolens).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substrat dodaje się do masy roślinnej, która jest zawiesiną w roztworze buforu fosforanowego o pH 5,4 - 6,7.

3. Sppsóóweeług zastrz.1, z znmieenntym. żżdd55ml buforufosforannweegzzwierającceg 0,3 - 1,0 g masy roślinnej, w przeliczeniu na suchą masę, dodaje się 20 - 40 mg substratu rozpuszczonego w 0,5 ml acetonu.