PL218577B1 - Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych - Google Patents

Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych

Info

Publication number
PL218577B1
PL218577B1 PL394228A PL39422811A PL218577B1 PL 218577 B1 PL218577 B1 PL 218577B1 PL 394228 A PL394228 A PL 394228A PL 39422811 A PL39422811 A PL 39422811A PL 218577 B1 PL218577 B1 PL 218577B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
group
alkyl
phenyl
branched
straight
Prior art date
Application number
PL394228A
Other languages
English (en)
Other versions
PL394228A1 (pl
Inventor
Ryszard Ostaszewski
Małgorzata Ćwiklak
Anna Wóltańska
Szymon Kłossowski
Anna Żądło
Original Assignee
Inst Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk filed Critical Inst Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL394228A priority Critical patent/PL218577B1/pl
Publication of PL394228A1 publication Critical patent/PL394228A1/pl
Publication of PL218577B1 publication Critical patent/PL218577B1/pl

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania estrów kwasów karboksylowych, zwłaszcza kwasu propionowego, o wzorze ogólnym I, w którym w którym R1 oznacza C1-C6 alkil, a R2, R3, R4 oznaczają niezależnie od siebie atom wodoru, podstawioną lub nie grupę hydroksylową, podstawioną lub nie grupę aminową, lub C1-C20 alkil, C1-C20 alken posiadający co najmniej jedno wiązanie podwójne, aryl, lub grupę (CH2)nCOOH gdzie n oznacza 1-5, lub grupę (CH2)nCOOR gdzie n oznacza 1-5 a R oznacza C1-C6 alkil.
W tradycyjnych metodach wytwarzania estrów kwasu propionowego niezbędne jest zastosowanie pochodnych tego kwasu takich jak chlorki kwasowe, bezwodniki, czy też mieszane bezwodniki, które w reakcji z alkoholami umożliwiają uzyskanie odpowiednich estrów [1]. Metody te generują znaczne ilości produktów ubocznych takich jak chlorowodór w przypadku chlorków kwasowych, lub też nie pozwalają na uzyskanie odpowiednich produktów z wysokimi wydajnościami [2]. Można także zastosować różne czynniki kondensujące jakie jak kwas siarkowy, które umożliwiają przeprowadzenie tej reakcji, ale generują znacznie ilości uciążliwych dla środowiska produktów ubocznych [3]. Synteza enancjomerycznie czystych pochodnych kwasu propionowego jest znacznie bardziej skomplikowana. W przypadku zastosowania jako substratów pochodnych kwasu propionowego posiadających podstawniki w pozycji alfa lub beta, które są mieszaninami racemicznymi, uzyskuje się tylko racemiczne estry. W takim przypadku można zastosować jako substraty enancjomerycznie czyste kwasy, które są trudnodostępnymi i drogimi odczynnikami [4].
Enzymatyczne reakcje tworzenia estrów z kwasów karboksylowych są procesami kilkuetapowymi (Schemat 1). Zgodnie z powszechnie akceptowanym mechanizmem reakcji pierwszy etap polega utworzeniu produktu pośredniego, którym jest acylowany enzym Enz-OOCR. Jeżeli substratem jest racemiczny kwas RCOOH możliwa jest reakcja enzymu tylko z jednym z enancjomerów substratu. Utworzony produkt pośredni w kolejnej reakcji z alkoholem R1-OH daje produkt, który jest estrem kwasu RCOOR1 oraz odtwarzany jest wolny enzym. Cykl katalityczny jest zamykany, ale, niestety, wszystkie etapy tego procesu są reakcjami odwracalnymi. Obniża to znacznie wydajność całego procesu.
Zastosowanie jako substratów estrów alkoholi winylowych (RCOOCH=CHR2) modyfikuje ten schemat reakcji i zamiast cząsteczki wody tworzony jest alkohol winylowy, który w nieodwracalnej reakcji tautomeryzuje do odpowiedniego aldehydu (R2CH2CHO). Tym samym pierwszy etap całego procesu staje się etapem nieodwracalnym, co znacznie przyspiesza kinetykę całego procesu.
Zastosowanie enzymów jako biokatalizatorów reakcji estryfikacji kwasów karboksylowych jest dobrze udokumentowane w literaturze [5]. Reakcje takie prowadzone są w rozpuszczalnikach organicznych z zastosowaniem alkoholi jako donorów grupy alkoksylowych [6]. Poważnym ograniczeniem tych metod jest problem związany z usuwaniem wody ze środowiska reakcji. Dlatego enancjomerycznie czyste estry kwasów karboksylowych uzyskuje się najczęściej poprzez kinetyczny rozdział enzymatyczny w reakcjach hydrolizy racemicznych estrów [7]. Reakcje takie prowadzone są w wodzie lub mieszaninach woda - rozpuszczalniki organiczne. Ponadto wydajności nie przekraczają 50%. Istotnym problemem jest więc zaproponowanie nowych metod syntezy kwasów karboksylowych, w których produkty reakcji uzyskiwane są z wysokimi wydajnościami, w łagodnych warunkach i spełniających wymagania narzucane przez zasady zielonej chemii [8]. Celem wynalazku jest zapewnienie alternatywnego sposobu wytwarzania estrów achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych. Cel ten został osiągnięty dzięki opracowaniu sposobu według wynalazku.
PL 218 577 B1
Nieoczekiwanie ustalono, że możliwe jest przesunięcie równowagi całego procesu w kierunku produktu, także poprzez zmianę drugiego etapu procesu (Schemat 2). Zastosowanym substratem może być acetal i wtedy w drugim etapie reakcji poza tworzącym się odpowiednim estrem powstanie także hemiacetal, który w kolejnym etapie ulega nieodwracalnemu rozpadowi do alkoholu i cząsteczki ketonu lub aldehydu. Pojawia się dodatkowa siłą napędowa tego procesu, która znacznie zwiększa całkowitą wydajność.
Innym donorem grupy alkoksylowej do tej reakcji mogą być ortowęglany, których produkty pierwotne reakcji rozpadają się w nieodwracalnej reakcji do węglanów oraz alkoholi (Schemat 3). I w tym przepadku pojawia się dodatkowa siła napędowa reakcji.
Stwierdzono nieoczekiwanie, że kwasy karboksylowe I można poddać reakcji z acetalami o wzorze ogólnym III, w którym R1 oznacza prostą lub rozgałęzioną grupę C1-C6 alkilową, R5 oznacza prostą lub rozgałęzioną grupę C1-C6 alkilową, fenylową, arylową, grupę alkoksylową (O-C1-C6 alkil), atom wodoru, R6 oznacza atom wodoru, w obecności natywnego lub immobilizowanego enzymu w środowisku rozpuszczalnika organicznego lub bez rozpuszczalnika.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania związków o wzorze I
w którym R1 oznacza prostą lub rozgałęzioną grupę C1-C6 alkilową, a R2, R3, R4 oznaczają niezależnie od siebie atom wodoru, grupę hydroksylową, grupę aminową, lub C1-C20 alkil, C1-C20 alken posiadający co najmniej jedno wiązanie podwójne, C6-C10 aryl, lub grupę (CH2)nCOOH, gdzie n oznacza 1-5, lub grupę (CH2)nCOOR gdzie n oznacza 1-5 a R oznacza C1-C6 alkil, charakteryzujący się tym, że związek o wzorze II
PL 218 577 B1
w którym R2, R3, R4 posiadają określone powyżej znaczenie, poddaje się reakcji ze związkiem o wzorze III
w którym R1 posiada określone powyżej znaczenie, R5 oznacza prostą lub rozgałęzioną grupę C1-C6 alkilową, fenylową, C6-C10 arylową, grupę alkoksylową (O-C1-C6 alkil), atom wodoru, R6 oznacza grupę alkoksylową (O-C1-C6 alkil), atom wodoru, C1-C6 alkil, C6-C10 aryl, w obecności enzymu, korzystnie posiadającego aktywność lipazy i/lub proteazy, korzystnie w środowisku rozpuszczalnika organicznego.
Reakcja może być prowadzona w obecności natywnego lub immobilizowanego enzymu w środowisku rozpuszczalnika organicznego lub bez rozpuszczalnika.
Korzystnie, stosuje się enzym wybrany z grupy obejmującej lipazy pochodzenia mikrobiologicznego, roślinnego lub zwierzęcego, zwłaszcza wybraną z grupy obejmującej:
lipazę z kiełków pszenicy, acylazę I z Aspergillus melleus, papainę, NOVO SP 43 5A, Amano lipase AK.
Korzystnie, donorem grupy alkoksylowej jest acetal, przy czym grupa R4 wybrana jest spośród prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10, fenylowej, fenylowej podstawionej grupami wybranymi z hydroksylowej, metoksylowej, chlorowej, bromowej, naftylowej, a grupa R3 wybrana jest spośród grupy alkilowej C1-C10 i benzylowej.
Korzystnie, donorem grupy alkoksylowej jest ketal, przy czym grupa R3 wybrana jest sposób prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10 lub grupy benzylowej, a grupy R4 i R5 są takie same lub różne i wybrane spośród prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10, fenylowej, fenylowej podstawionej grupami wybranymi spośród hydroksylowej, metoksylowej, chlorowej, bromowej, naftylowej.
Korzystnie, donorem grupy alkoksylowej jest ortowęglan, przy czym grupa R3 wybrana jest sposób prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10 lub grupy benzylowej.
Korzystnie, reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym wybranym spośród toluenu, acetonitrylu, lub ich mieszaniny.
Korzystnie, reakcję prowadzi się bez rozpuszczalnika, w nadmiarze reagenta niekwasowego.
Korzystnie, reakcję prowadzi się w temperaturze od 0 do 80 stopni Celsjusza, korzystnie w temperaturze od 30 do 50 stopni Celsjusza.
Korzystnie, jako substrat stosuje się racemiczny kwas o wzorze II, natomiast po reakcji nieprzereagowany kwas jest substancją zawierającą nieidentyczne ilości enancjomerów.
Korzystnie, uzyskuje się enancjomerycznie wzbogacony ester o wzorze I.
Zastosowanie chiralnych i racemicznych kwasów karboksylowych oraz przerwanie reakcje przed uzyskaniem konwersji 95% umożliwia uzyskanie enancjomerycznie wzbogaconych estrów oraz uzyskanie enancjomerycznie wzbogaconych kwasów.
Poniższe przykłady ilustrują, jak można realizować sposób według wynalazku, nie ograniczając jego zakresu.
P r z y k ł a d I. Synteza estrów metylowych kwasu 3-(p-fluoro-fenylo)-4-pentenowego z zastosowaniem acetalu dimetylowego benzaldehydu.
Do roztworu kwasu karboksylowego (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono acetal dimetylowego benzaldehydu (3 mmol) i dodano 10 mg proszek acetonowy z wątroby gęsiej (GLAP) i mieszaninę ogrzewano do temperatury 50°C przez 24 godziny. Następnie warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu do usunięcia nieprzereagowanego kwasu karboksylowego, solanką (2 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu.
Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem i uzyskano odpowiedni ester metylowy z wydajnością podaną w tabeli 1.
PL 218 577 B1
P r z y k ł a d II. Synteza estrów metylowych kwasu 3-(p-fluro-fenylo)-4-pentenowego z zastosowaniem 1,1-dimetoksyetanu.
Do roztworu kwasu karboksylowego (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono acetal (3 mmol) i dodano 10 mg GLAP i mieszaninę ogrzewano do temperatury 50°C przez 3 dni.
Następnie warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu do usunięcia nieprzereagowanego kwasu karboksylowego, solanką (2 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem i uzyskano odpowiedni ester metylowy z wydajnością podaną w tabeli 1.
P r z y k ł a d III. Synteza estrów metylowych kwasu 3-(p-fluro-fenylo)-4-pentenowego z zastosowaniem ortowęglanu metylowego.
Do roztworu kwasu (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono ortowęglan metylowy (3 mmol) i dodano 10 mg GLAP i mieszaninę ogrzewano do temperatury 50°C przez 3 dni. Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu do usunięcia kwasu, a następnie solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli 1.
P r z y k ł a d IV. Synteza estrów metylowych kwasu 3-(p-fluro-fenylo)-4-pentenowego z zastosowaniem 2,2-dimetoksypropanu.
Do roztworu kwasu (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono acetal (3 mmol) i dodano 10 mg GLAP i mieszaninę ogrzewano do temperatury 50°C przez 3 dni. Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu do usunięcia kwasu, a następnie solanką (1x) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli 1.
T a b e l a 1
Enzymatyczna estryfikacja kwasu 3-(p-fluro-fenylo)-4-pentenowego acetalami i ortowęglanamia katalizowana GLAP.
L.p. Donor grupy alkoksylowej Wydajność (%) Φ <> φ E
1 C(OMe)4 15 72 7
2 (CHa)2C(OMe)2 3 85 13
3 CHaCH(OMe)2 5 79 9
4 PhCH(OMe)2 11 91 24
a Bez biokatalizatora wydajności wszystkich reakcji nie przekraczają 1% i otrzymywane są tylko racemiczne produkty
W Tabeli 1 zestawiono wyniki enzymatycznej estryfikacji kwasu 3-(p-fluro-fenylo)-4-pentenowego prowadzącymi do powstania estru metylowego tego kwasu. Jako biokatalizator zastosowano proszek acetonowy z wątroby gęsiej. Niezależenie od zastosowanego donora grupy którym był acetalu dimetylowego benzaldehydu, 1,1-dimetoksyetan, ortowęglanu metylowego lub ortowęglanu metylowego otrzymano ten sam nieracemiczny produkt z wydajnościami od 3 do 15%.
P r z y k ł a d V. Enzymatyczna synteza nieracemicznych estrów kwasu 3-fenylo-penten-4-owego z zastosowaniem acetalu dietylowego aldehydu benzoesowego.
Do roztworu kwasu 3-fenylo-4-pentenowego (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono acetal dietylowego aldehydu benzoesowego (3 mmol) i dodano 10 mg odpowiedniego enzymu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 50°C przez 24 godziny, schłodzono i dodano kwas solny (2 M, 1.1 ml). Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu (1 ml), a następnie solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt wydzielono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym układem heksan/octan etylu.
Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli 2.
P r z y k ł a d VI. Enzymatyczna synteza nieracemicznych estrów kwasu 3-fenylo-penten-4-owego z zastosowaniem acetalu dimetylowego aldehydu benzoesowego.
Do roztworu kwasu 3-fenylo-4-pentenowego (1 mmol; 0.1762 g) w toluenie (1.21 ml) wkroplono acetal dimetylowy aldehydu benzoesowego (3 mmol; 0.12 g) i dodano 10 mg odpowiedniego enzymu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 50°C przez 24 godziny, schłodzono i dodano kwas solny (2 M, 1.1 ml). Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu (1 ml), a na6
PL 218 577 B1 stępnie solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt wydzielono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym układem heksan/octan etylu. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli 2.
P r z y k ł a d VII. Enzymatyczna synteza nieracemicznych estrów kwasu 3-fenylo-penten-4-owego z zastosowaniem 1,1-dimetoksyetanu.
Do roztworu kwasu 3-fenylo-4-pentenowego (1 mmol; 0.1762 g) w toluenie (1.21 ml) wkroplono 1,1-dimetoksyetanu (3 mmol; 0.32 ml) i dodano 10 mg odpowiedniego enzymu.
Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 50°C przez 24 godziny, schłodzono i dodano kwas solny (2 M, 1.1 ml). Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu (1 ml), a następnie solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt wydzielono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym układem heksan/octan etylu.
Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli 2.
P r z y k ł a d VIII. Enzymatyczna synteza nieracemicznych estrów kwasu 3-(4-fluorofenylo)-penten-4-owego z zastosowaniem 1,1-dimetoksyetanu.
Do roztworu kwasu 3-(4-fluorofenylo)-penten-4-owego (1 mmol ) w toluenie (1.21 ml) wkroplono 1,1-dimetoksyetanu (3 mmol) i dodano 10 mg proszku acetonowego z wątroby gęsiej (GLAP). Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 50°C przez 24 godziny, schłodzono i dodano kwas solny (2 M, 1.1 ml). Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu (1 ml), a następnie solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt wydzielono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym układem heksan/octan etylu. Uzyskano ester metylowy z wydajnością 5% posiadający 79% nadmiar enancjomeryczny.
P r z y k ł a d IX. Enzymatyczna synteza nieracemicznych estrów kwasu 3-fenylo-penten-4-owego z zastosowaniem ortowęglanu tetrametylowego lub tetraizopropylowego.
Do roztworu kwasu 3-fenylo-4-pentenowego (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono ortowęglan tetrametylowy (3 mmol) lub tetraizopropylowy i dodano 10 mg enzymu.
Mieszaninę reakcyjną ogrzewano do temperatury 40°C przez 24 godziny, następnie schłodzono do temperatury pokojowej i dodano kwas solny (2M, 1.1 ml). Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu (1 ml), solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem i produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym układem heksan/octan etylu. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli 2.
Wyniki pokazane w tabeli 2 wskazują, że proces enzymatycznej estryfikacji z zastosowaniem takich donorów jak: ortowęglan tetrametylowy lub tetraizopropylowy, 1,1-dimetoksyetan, acetal dimetylowego aldehydu benzoesowego można wykonać nie tylko zastosowaniem proszku acetonowego z wątroby gęsiej, ale także szeregu innych enzymów takich jak pokazano w tabeli, oraz rożnych donorów grupy alkoksylowej. Prowadzi to do uzyskania różnych estrów tego samego kwasu.
T a b e l a 2
Enzymatyczna estryfikacja kwasu 3-fenylo-penten-4-owego acetalami i ortowęglanamia.
L.p. Enzym PhCH(OEt)2 Wyd. [%]/e.e.a/Eb PhCH(OMe)2 Wyd. [%],/e.e./E MeCH(OMe)2 Wyd.[%],/e.e./E C(OMe)4 Wyd. [%]/e.e./E C(Oi-Pr)4
1 Lipaza z kiełków pszenicy 50/99/1057 7.4/94/38 6.2/46/2.8 1.1/32/2 31/4/1.1
2 Lipaza z Rhizopus arrhizus - - 6.7/98/106 - 1
3 Lipaza z Aspergillus oryzae 3.4/98/102 - -
4 Lipaza z Penicillium roqueforti 30/92/35 22/99/215 5.4/68/5.5 41/23/1.9
5 GLAP 35/81/15 24/98/139 5.3/68/4.9 47/26 2.1
a Bez biokatalizatora wydajności wszystkich reakcji nie przekraczają 1% i otrzymywane są tylko racemiczne produkty
PL 218 577 B1
P r z y k ł a d X. Enzymatyczna synteza nieracemicznych estrów metylowych kwasu 3-(4-fluorofenylo)-penten-4-owego i kwasu 3-(4-fluorofenylo)-penten-4-owego z zastosowaniem 1,1-dimetoksyetanu.
Do roztworu kwasu karboksylowego (1 mmol; 0.1762 g) w toluenie (1.21 ml) wkroplono 2,2-dimetoksypropan (3 mmol; 0.3 g; 0.37 ml) i dodano 10 mg enzymu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano do temperatury 40°C przez 24 godziny, następnie schłodzono, dodano kwas solny (2M,1.1 ml). Warstwę organiczną przemyto nasyconym wodorowęglanem sodu (1 ml), a następnie solanką (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym układem heksan/octan etylu. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli 3.
T a b e l a 3
Enzymatyczna estryfikacja kwasu 3-fenylo-penten-4-owego ketalamia
L.p. Enzym kwasu 3-fenylopenten-4-owego kwasu 3-(4-fluorofenylo)-penten-4-owego
Wyd. [%] e.e. [%] E Wyd. [%] e.e. [%] E
1. Lipaza z kiełków pszenicy 11.3 89 19.1
2. GLAP 1.1 57 3.7 3.0 85 13
a Bez biokatalizatora wydajności wszystkich reakcji nie przekraczają 1% i otrzymywane są tylko racemiczne produkty
Wyniki pokazane w tabeli 3 pokazują, że proces przebiega efektywnie dla substratów posiadających w swojej strukturze grupę fenylową a także grupę 4-fluorofenylową.
P r z y k ł a d XI. Enzymatyczna synteza nieracemicznych monoestrów metylowych kwasu 3-fenylo-glutarowego i kwasu 3-(4-fluorofenylo)-penten-4-owego z zastosowaniem 1,1-dimetoksyetanu
Do roztworu kwasu 3-fenylo glutarowego (1 mmol) w toluenie (1.21 ml) wkroplono acetal dietylowy aldehydu benzoesowego (1 mmol) i dodano 10 mg Novozymu 435. Mieszaninę ogrzewano w temperaturze 50°C przez 24 godziny, schłodzono do temperatury pokojowej i dodano wodny roztwór nasyconego wodorowęglan sodu (1 ml). Fazy rozdzielono i fazę organiczną przemyto (1 ml) i suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Po odparowaniu rozpuszczalnika uzyskano czysty produkt z wydajnością 20%. Zmiana enzymu na Amano PS podniosła wydajności procesu do 51%.
Skład enancjomeryczny uzyskanych produktów określono metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) stosując kolumnę chiralną Chiracel OD-H i stosując jako eluent mieszaninę heksanu oraz izopropanolu (9:1; v/v).
- Czasy retencji dla estrów metylowych: pierwszy enancjomer 4.7 min., drugi 7 min
- Czasy retencji dla estrów etylowych: pierwszy enancjomer 4.3 min., drugi 5.3 min
Nadmiary enancjomeryczne (e.e.) obliczano ze wzoru:
e.e. = (P-Q)/(P+Q) gdzie P i Q to ilość enancjomerów R i S.
Enancjoselektywności (E) obliczano ze wzoru:
E = (In[1-c(1+e.e.p)])/ (In[1-c(1-e.e.p)]) gdzie c- konwersja substratu,
e.e.p. nadmiar enancjomeryczny produktu.
P r z y k ł a d XII. Enzymatyczna synteza estrów kwasu oleinowego.
Do roztworu kwasu oleinowego (0.5 mmol) w toluenie (1.2 ml) dodano ortowęglan metylowy (2 mmol) lub acetal etylowy aldehydu benozesowego (2 mmol) i dodano lipazę Amano AK (25 mg) i mieszaninę ogrzewano w temperaturze 50°C przez 24 godziny, schłodzono do temperatury pokojowej, przesączono przez cellit i odparowano rozpuszczalnik. Produkt oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej uzyskując ester metylowy z wydajnością 78%) oraz etylowy z wydajnością 12%.
PL 218 577 B1
Powyższe dwa przykłady pokazują, że jako substraty do reakcji enzymatycznej estryfikacji można zastosować także kwasy karboksylowe posiadające w dwie grupy COOH co prowadzi do uzyskania nieracemicznych produktów ich enzymatycznej de symetryzacji. Ponadto ostatni przykład pokazuje, że podana metoda umożliwia uzyskanie chiralnych estrów kwasów karboksylowych.
Piśmiennictwo
1. Otera J. Esterification, 2003, Wiley VCH, Weinheim.
2. Otera J. Esterification, 2003, Wiley VCH, Weinheim.
3. Otera J. Esterification, 2003, Wiley VCH, Weinheim.
4. Sigma Aldrich, CAS-7782-24-3.
5. Van der Deen H., Cuiper A. D., Hof R. P., van Oeveren A., Feringa B. L., Kellogg R. M. J. Am. Chem. Soc, 1996, 118, 3801.
6. Da Graca Nascimento M., Rezende M. C, Vecchia R. D., De Jesus P. C, Aguiar L. M. Z. Tetrahedron Lett., 1992, 33, 5891.
7. a) Morgan B., Oehlschlager A. C, Stokes T. M. J. Org. Chem., 1992, 57, 3231; b) Koszelewski D., Redzej A., Ostaszewski R. J. Mol. Cat. B: Enzymatic, 2007, 47, 51.
8. Anastas P. T., Warner J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, 1998, Oxford University Press, Oxford.

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania związków o wzorze 1
    R3 Ο
    R2 w którym R1 oznacza prostą lub rozgałęzioną grupę C1-C6 alkilową, a R2, R3, R4 oznaczają niezależnie od siebie atom wodoru, grupę hydroksylową, grupę aminową, lub C1-C20 alkil, C1-C20 alken posiadający co najmniej jedno wiązanie podwójne, C6-C10 aryl, lub grupę (CH2)nCOOH gdzie n oznacza 1-5, lub grupę (CH2)nCOOR gdzie n oznacza 1-5 a R oznacza C1-C6 alkil, znamienny tym, że związek o wzorze II w którym R2, R3, R4 posiadają określone powyżej znaczenie, poddaje się reakcji ze związkiem o wzorze III w którym R1 posiada określone powyżej znaczenie, R5 oznacza prostą lub rozgałęzioną grupę C1-C6 alkilową, fenylową, C6-C10 arylową, grupę alkoksylową (O-C1-C6 alkil), atom wodoru, R6 oznacza grupę alkoksylową (O-C1-C6 alkil), atom wodoru, C1-C6 alkil, C6-C10 aryl, w obecności enzymu, korzystnie posiadającego aktywność lipazy i/lub proteazy, korzystnie w środowisku rozpuszczalnika organicznego.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się enzym wybrany z grupy obejmującej lipazy pochodzenia mikrobiologicznego, roślinnego lub zwierzęcego, zwłaszcza wybraną z grupy obejmującej: lipazę z kiełków pszenicy, acylazę I z Aspergillus melleus, papainę, NOVO SP 435A, Amano lipase AK.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że donorem grupy alkoksylowej jest acetal, przy czym grupa R4 wybrana jest spośród prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10, fenylowej,
    PL 218 577 B1 fenylowej podstawionej grupami wybranymi z hydroksylowej, metoksylowej, chlorowej, bromowej, naftylowej, a grupa R3 wybrana jest spośród grupy alkilowej C1-C10 i benzylowej.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że donorem grupy alkoksylowej jest ketal, przy czym grupa R3 wybrana jest sposób prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10 lub grupy benzylowej, a grupy R4 i R5 są takie same lub różne i wybrane spośród prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10, fenylowej, fenylowej podstawionej grupami wybranymi spośród hydroksylowej, metoksylowej, chlorowej, bromowej, naftylowej.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że donorem grupy alkoksylowej jest ortowęglan, przy czym grupa R3 wybrana jest sposób prostych lub rozgałęzionych grup alkilowych C1-C10 lub grupy benzylowej.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym wybranym spośród toluenu, acetonitrylu, lub ich mieszaniny.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się bez rozpuszczalnika, w nadmiarze reagenta niekwasowego.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze od 0 do 80 stopni Celsjusza, korzystnie w temperaturze od 30 do 50 stopni Celsjusza.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substrat stosuje się racemiczny kwas o wzorze II, natomiast po reakcji nieprzereagowany kwas jest substancją zawierająca nieidentyczne ilości enancjomerów.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uzyskuje się enancjomerycznie wzbogacony ester o wzorze I.
PL394228A 2011-03-16 2011-03-16 Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych PL218577B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394228A PL218577B1 (pl) 2011-03-16 2011-03-16 Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394228A PL218577B1 (pl) 2011-03-16 2011-03-16 Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL394228A1 PL394228A1 (pl) 2012-09-24
PL218577B1 true PL218577B1 (pl) 2014-12-31

Family

ID=46882849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL394228A PL218577B1 (pl) 2011-03-16 2011-03-16 Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL218577B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL394228A1 (pl) 2012-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ132286A3 (en) Process of enzymatic preparation of optical isomers of 2-halogenpropionic acids
Ahmed et al. Enantioselectivity of Candida rugosa lipase toward carboxylic acids: a predictive rule from substrate mapping and X-ray crystallography
Lin et al. Dynamic kinetic resolution of suprofen thioester via coupled trioctylamine and lipase catalysis
Fryszkowska et al. Enzymatic desymmetrization of 3-arylglutaric acid anhydrides
Kimura et al. Chemo-enzymatic synthesis of enantiomerically pure (R)-2-naphthylmethoxyacetic acid
US20060003428A1 (en) Enzymatic resolution of an alpha-substituted carboxylic acid or an ester thereof by Carica papaya lipase
CA2576080A1 (en) Method for producing the enantiomer forms of cis-configured 3-hydroxycyclohexane carboxylic acid derivatives using hydrolases
Ren et al. Multienzymatic cascade synthesis of an enantiopure (2R, 5R)-1, 3-oxathiolane anti-HIV agent precursor
PL218577B1 (pl) Sposób wytwarzania achiralnych i chiralnych, nieracemicznych estrów kwasów karboksylowych
KR20070076549A (ko) 광학적으로 활성인 사이클로펜텐온의 제조방법 및 그로부터제조된 사이클로펜텐온
Skrobo et al. On the lipase-catalyzed resolution of functionalized biaryls
Berti et al. Chemoenzymatic synthesis of diastereomeric ethyl γ-benzyl paraconates and determination of the absolute configurations of their acids
Feichter et al. Chemoenzymatic preparation of optically active long-chain 3-hydroxyalkanoates
KR100918285B1 (ko) 알코올 화합물 라세미체의 광학 분할방법 및 잔토리졸이성질체의 제조방법
KR100341256B1 (ko) 리파제를 이용한 베라파밀 중간체의 분할 및 (r)- 및 (s)-베라파밀의 제조 방법
JP2008526254A (ja) ヒンバシン類似物のキラルプロパルギルアルコールおよびエステル中間体の調製
JP2002171994A (ja) 光学活性なテトラヒドロフラン−2−カルボン酸またはその対掌体エステルの製造方法
JP3704731B2 (ja) 光学活性3−ヒドロキシヘキサン酸類の製造方法
Yıldız et al. Synthesis of new (R)-secondary carbinols with different structures via enzymatic resolution
PL219067B1 (pl) Sposób biokatalitycznego wytwarzania chiralnych, nieracemicznych kwasów (54) i estrów kwasów karboksylowych oraz zastosowanie ortoestrów kwasów aromatycznych w tym sposobie
Varga et al. Heterocycles 35. CaL-B mediated synthesis of enantiomerically pure (R)-and (S)-ethyl 3-(2-arylthiazol-4-yl)-3-hydroxypropanoates
PL218348B1 (pl) Sposób otrzymywania enancjomerów 2-(1-metylo-2-pirolidyno)etanolu
EP1196622B1 (en) The use of orthoesters for the synthesis of chiral acids in biocatalyzed irreversible esterification processes
Zhao et al. A chemo-enzymatic route for the preparation of chiral (S)-3-hydroxy-3-phenylpropanoic acid
JP2000023693A (ja) 光学活性な2−アセチルチオ−3−フェニルプロピオン酸の製造方法