PL215429B1 - Sposób wytwarzania dihydrochalkonu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dihydrochalkonu, 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 naturalnych związków flawonoidowych wykazujących działanie przeciwnowotworowe oraz antyoksydacyjne.

Znane są sposoby chemicznego uwodornienia chalkonu za pomocą wodoru w obecności katalitycznych ilości palladu (D. B. Bagal, Z. S. Qureshi, K.P. Dhake, S. R. Khan, B.M. Bhanage, 2011, vol.13, s. 1490-1494), niklu, irydu lub rodu (Z. Βαάη, Z. Finta, G. Keglevich, I. Hermecz, Green Chemistry, 2009,11, 1937-1940).

Znany jest sposób chemicznej syntezy dihydrochalkonu katalizowanej rutenem (C.S. Cho, S.C. Shim, Journal of Organometallic Chemistry, 2006, vol 691, s. 4329-4332).

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

Znany jest również sposób mikrobiologicznej hydrogenacji chalkonu 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 dihydrochalkonu z udziałem szczepów bakterii z rodzaju Gordonia sp.

Istota wynalazku polega na tym, że reakcję hydrogenacji chalkonu 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. 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.

Korzystnie jest gdy substrat dodaje się po upływie 48 godzin.

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

Dodatkowo korzystnie jest, że rozpuszczalnikiem organicznym jest octan etylu.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach bakterii Gordonia sp., następuje reakcja redukcji α,β-nienasyconego wiązania olefinowego substratu w wyniku czego otrzymuje się dihydrochalkon.

Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z kultury mikroorganizmu, znanym sposobem przez ekstrakcję oraz oczyszcza za pomocą chromatografii.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie dihydrochalkonu jako jedynego produktu reakcji z dostępnego komercyjnie taniego substratu, z całkowitą wydajnością izolowaną na poziomie 65%, 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 sterylnej 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 chalkonu, o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm³ acetonu. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu przez 72 godziny w temperaturze pokojowej. Następnie uzyskany roztwór transformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie za pomocą octanu etylu, osusza za pomocą siarczanu (VI) sodu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymuje się 46 mg surowego produktu, który oczyszcza się chromatograficznie na żelu krzemionkowym, używając jako eluentu mieszaniny heksan-aceton w stosunku objętościowym 5:1. Na tej drodze otrzymuje się 16,3 mg dihydrochalkonu, z 65%-ową wydajnością.

PL 215 429 B1

P r z y k ł a d 2. Postępuje się jak w przykładzie 1, z tym, że do zaszczepionej pożywki, chalkon dodaje się po 72 godzinach.

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:

¹H NMR (300 MHz, CDCI₈)5: 7,96-8,0 (2H, m), 7,57 (1H, t, J = 7,26 Hz, J = 14,7 Hz), 7,46 (2H, t, J = 7,6 Hz, J = 14,8 Hz), 7,19-7,34 (5H, m), 3,32 (2H, t, J = 7,6 Hz, J = 15,6 Hz), 3,08 (2H, t, J = 8,0 Hz, J = 15,5 Hz).

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania dihydrochalkonu o wzorze 2, na drodze transformacji mikrobiologicznej, w którym jako substrat stosuje się chalkon o wzorze 1, znamienny tym, że reakcję hydrogenacji chalkonu 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 proces hydrogenacji prowadzi się wodną kulturą, przy ciągłym mieszaniu.

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

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