PL215427B1 - Sposób wytwarzania 4-metoksydihydrochalkonu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 4-metoksydihydrochalkonu, o wzorze 2 przedstawionym na rysunku.

Sposób, według wynalazku może znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym do produkcji niskokalorycznych środków słodzących, pochodzenia naturalnego (Encyclopedia of Food Science, Food Technology and Nutrition. Academic Press, London 1993, Krutosikowa A., Uher M: Naturalne i syntetyczne substancje o słodkim smaku. PWN, Warszawa 1990) oraz w przemyśle farmaceutycznym do wytwarzania substratów w syntezie naturalnych związków fIawonoidowych wykazujących działanie przeciwnowotworowe oraz antyoksydacyjne.

Znane są metody całkowitej syntezy 4-metoksydihydrochalkonu gdzie jako substrat stosuje się halogenopochodne p-metoksybenzenu (V. Calo, A. Nacci, L. Lopez, A. Napola, Tetrahedron Letters, 2001, vol. 42, s. 4701-4703).

Znane są również sposoby chemicznej syntezy 4-metoksydihydrochalkonu w środowisku cieczy jonowych (G. Aridoss, V. D. Sarca, J.F. Ponder Jr, J. Crowe, K.K Laali, Organic & Biomolecular Chemistry, 2011, vol. 9, s. 2518 - 2529).

Opracowano także metodę chemoselektywnej redukcji α,β-nienasyconego wiązania olefinowego 4-metoksychalkonu z udziałem rodu jako katalizatora (Z. Βαάη, Z. Finta, G. Keglevich, I. Hermecz, Green Chemistry, 2009,11,1937-1940).

Znany jest sposób wysokowydajnej chemoselektywnej mikrobiologicznej biohydrogenacji 4-metoksychalkonu z udziałem drożdży Saccharomyces cerevisiae (Silva V.D., Stambuk B.U., Da Graęa Nascimento M., Journal of MolecuIarCataIysis B: Enzymatic, 2010, vol. 63. nr 3-4, s. 157-163) prowadzonej w układzie dwufazowym woda - rozpuszczalnik organiczny.

Znany jest również sposób mikrobiologicznej hydrogenacji 4-metoksychalkonu z udziałem żywej kultury grzyba Aspergillus flavus (Correa M.J.C., et. al. Journal of the Brazilian Chemical Society, 2011, vol. 22, nr 7, s. 1333-1338).

W dostępnej literaturze nie znaleziono doniesień o sposobie otrzymywania 4-metoksydihydrochalkonu z udziałem szczepów bakterii z rodzaju Gordonia sp.

Istota wynalazku polega na tym, że reakcję hydrogenacji 4-metoksychalkonu prowadzi się za pomocą systemu enzymatycznego szczepu bakterii z rodzaju Gordonia sp., przy czym substrat dodaje się po upływie 24 - 96 godzin a reakcje prowadzi się w temperaturze 283 - 317K. Mieszaninę transformacyjną ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą, ekstrakt osusza się za pomocą środka suszącego i odparowuje rozpuszczalnik oraz oczyszcza chromatograficznie.

Korzystnie jest gdy substrat dodaje się po upływie 48 godzin.

Korzystnie jest także gdy reakcję hydrogenacji prowadzi się wodną kulturą, przy ciągłym mieszaniu, w temperaturze 288 - 307K.

Dodatkowo korzystnie jest gdy rozpuszczalnikiem organicznym jest octan etylu.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach bakterii Gordonia sp., następuje reakcja hydrogenacji α,β-nienasyconego substratu w wyniku czego otrzymuje się 4-metoksydihydrochalkon.

Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się znanym sposobem przez ekstrakcję rozpuszcza lnikiem organicznym oraz oczyszcza za pomocą chromatografii.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 4-metoksydihydrochalkonu jako jedynego produktu reakcji z dostępnego komercyjnie taniego substratu, z całkowitą wydajnością izolowaną na poziome 45%, w temperaturze pokojowej, przy ciśnieniu atmosferycznym, w środowisku wodnym i w pH bliskim obojętnego.

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d 1. Do kolby płaskodennej o pojemności 2000 cm³, w której znajduje się 250 cm³ steryInej pożywki zawierającej 4 g glukozy, 10 g ekstraktu maltozowego, 4 g ekstraktu drożdżowego, g węglanu wapnia, wprowadza się szczep Gordonia sp. Po 48 godzinach wzrostu dodaje się 25 mg ₃

4-metoksychalkonu, o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm³ acetonu. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu przez 72 godziny w temperaturze 301K. Następnie, otrzymaną mieszaninę transformacyjną ekstrahuje się trzykrotn ie za pomocą octanu etylu, osusza za pomocą siarczanu (VI) sodu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymuje się 55 mg surowego produktu, który oczyszcza się chromatograficznie na żelu krzemionkowym, używając jako eluentu mieszaniny heksan-octan etylu w stosunku

PL 215 427 B1 objętościowym 10:2. Na tej drodze otrzymuje się 11,3 mg 4-metoksydihydrochalkonu, z 45%-ową wydajnością.

P r z y k ł a d 2. Postępuje się jak w przykładzie 1, z tym, że do zaszczepionej pożywki,

4-metoksychalkon dodaje się po 72 godzinach.

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:

¹H NMR (300 MHz, aceton-d₆)5: 8,02-7,99 (2H, m), 7,6 (1H, t, J = 7,3 Hz, J = 14,6 Hz), 7,5 (2H, t, J = 7,7 Hz, J = 14,6 Hz), 7,21 (2H, d, J = 8,67 Hz), 6,84 (2H, d, J = 8,67 Hz), 3,75 (3H, s), 3,33 (2H, t, J=7,2 Hz, J = 15,0 Hz), 2,95 (2H, t, J = 7,7 Hz, J = 15,0 Hz).

UV Xmax(nm): 274,8, 243

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania 4-metoksydihydrochalkonu, o wzorze 2, na drodze transformacji mikrobiologicznej, w którym jako substrat stosuje się 4-metoksychalkon, o wzorze 1, znamienny tym, że reakcję hydrogenacji 4-metoksychalkonu prowadzi się za pomocą systemu enzymatycznego szczepu bakterii z rodzaju Gordonia sp., przy czym substrat dodaje się po upływie 24 - 96 godzin a reakcję prowadzi się w temperaturze 283 - 317K, po czym mieszaninę transformacyjną ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą, ekstrakt osusza się za pomocą środka suszącego, odparowuje rozpuszczalnik i tak powstały surowy produkt, oczyszcza się chromatograficznie.

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że substrat dodaje się po upływie 48 godzin

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję hydrogenacji prowadzi się wodną kulturą, przy ciągłym mieszaniu.

4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję hydrogenacji prowadzi się w temperaturze 288 - 307K.

5. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem organicznym jest octan etylu.