PL221641B1

PL221641B1 - Sposób wytwarzania (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu

Info

Publication number: PL221641B1
Application number: PL404757A
Authority: PL
Inventors: Agnieszka Leśniak; Czesław Wawrzeńczyk; Magdalena Sikora; Józef Kula
Original assignee: Univ Przyrodniczy We Wrocławiu
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2016-05-31
Also published as: PL404757A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu o wzorze 2 przedstawionym na rysunku.

Związek ten dzięki swym interesującym właściwościom zapachowym (posiada trwały zapach kwiatowy, hiacyntowo-akacjowy) może znaleźć zastosowanie w przemyśle kosmetycznym.

Związek ten jest znany w literaturze i został otrzymany na drodze enancjoselektywnej hydrolizy racemicznych δ-acetoksy-y-laktonów, opisanych przez Olejniczak T. i wsp. (Olejniczak, T., Ciunik, Z. Enantioselective hydrolysis of 5-acetoxy-y-lactones. Tetrahedron: Asymmetry 2004,15, 3743-3749).

Wynalazek dotyczy mikrobiologicznego sposobu wytwarzania (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu, z substratu, którym jest 5-jodo-4,4-dimetylo-6-(2-metylopropylo)tetrahydro-2H-piran-2-on.

Istota wynalazku polega na tym, że drożdże z gatunku Candida pelliculosa, namnaża się w płynnym podłożu mikrobiologicznym, charakterystycznym dla tego rodzaju, przy ciągłym mieszaniu reagentów, w temperaturze od 20 do 30°C do momentu osiągnięcia przez nie fazy logarytmicznej wzrostu. Do narośniętej hodowli dodaje się substrat w stężeniu od 150 mg/L do 350 mg/L i dalej prowadzi się proces przy ciągłym wstrząsaniu, aż do całkowitego przereagowania substratu. Po zakończeniu transformacji roztwór potransformacyjny ekstrahuje się rozpuszczalnikami organicznymi niemieszającymi się z wodą, oddziela frakcję organiczną, osusza, odparowuje rozpuszczalnik i tak otrz ymany surowy produkt oczyszcza sięga pomocą technik chromatograficznych.

Korzystnie jest, gdy proces prowadzi się w temperaturze 28°C.

Korzystnie także jest, gdy do hodowli dodaje się substrat w stężeniu 200 mg/L.

Korzystnie również jest, gdy rozpuszczalnikiem stosowanym o ekstrakcji jest chloroform.

Korzystnie także frakcję organiczną osusza się bezwodnym siarczanem magnezu.

Dodatkowo, korzystnie jest, gdy oczyszczanie prowadzi się na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksan-aceton 3:1.

Postępując zgodnie ze sposobem wytwarzania, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w żywych komórkach kultury Candida pelliculosa na 5-jodo-4,4-dimetylo-6-(2-metylopropylo)tetrahydro-2H-piran-2-on, następuje reakcja jednoetapowego procesu dehydrohalogenacji i translaktonizacji substratu.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie, w łagodnych warunkach (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu, z wydajnością 55%. Związek ten otrzymano w postaci oleistej cieczy o skręcalności [a]_D = +1,8 (c= 0,5; CHCI₃), z dobrą czystością optyczną, ee = 15%.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1. Do kolby o pojemności 300 cm , w które znajduje się 100 cm sterylnej pożywki zawierającej 3 g glukozy i 1 g aminobaku, wprowadza się drożdże Candida pelliculosa. Po 2 dniach wzrostu drobnoustrojów w temperaturze 28°C i przy ciągłym wstrząsaniu, dodaje się 20 mg jest 5-jodo-4,4-dimetylo-6-(2-metylopropylo)tetrahydro-2H-piran-2-onu, o wzorze 1, rozpuszczonego ₃ w 1 cm acetonu. Stężenie substratu w mieszaninie reakcyjnej wynosi 200 mg/L. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu przez 7 dni. Następnie, uzyskany roztwór transformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie chloroformem, osusza siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrz ymuje się 18 mg surowego produktu, który oczyszcza się chromatograficznie, używając jako eluentu mieszaniny heksan-aceton w stosunku 3:1.

Na tej drodze otrzymuje się 6,5 mg (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu (wydajność 55%).

P r z y k ł a d 2. Postępuje się jak w przykładzie 1, z tym że stężenie substratu w mieszaninie reakcyjnej wynosi 350 mg/L. Otrzymuje się 31,5 mg surowego produktu, który oczyszcza się chrom atograficznie na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksan-aceton w stosunku 3:1.

W ten sposób otrzymuje się 11,4 mg (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu (wydajność 55 ).

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:

IR (film, cm^-1): 3476 (s), 1784 (s), 1012 (m);

¹H NMR (300 MHz, CDCI₃) δ: 0,86 i 0,98 (dwa d, J = 6,7 Hz, 6H, -CH(CH₃)₂), 1,19 i 1,22 (dwa s, 6H, (CH3)2-4), 1,31 i 1,58 (m, 2H, CH₂-2’), 1,65 (bs, 1H, -OH), 1,79 (m, 1 H, H-3'), 2,23 i 2,63 (dwa d, J = 17,0 Hz, 2H, CH₂-3), 3,82-3,89 (m, 2H, H-5, H-1');

PL 221 641 B1 ¹³C NMR (75,5 MHz, CDCI3) δ: 21,74 i 22,13 ((CH₃)2-4), 23,38 i 24,26 (-CH(CH₃)2), 28,94 (C-3'), 38,52 (C-4), 43,17 (C-3), 43,91 (C-2'), 68,81 (C-1'), 90,57 (C-5), 177,04 (C-2).

Claims

1. Sposób wytwarzania (+)-5-(1-hydroksy-3-metylobutylo)-4,4-dimetylotetrahydrofuran-2-onu o wzorze 2, z 5-jodo-4,4-dimetylo-6-(2-metylopropylo)tetrahydro-2H-piran-2-onu o wzorze 1, znamienny tym, że drożdże z gatunku Candida pelliculosa, namnaża się w płynnym podłożu mikrobiologicznym, charakterystycznym dla tego rodzaju, przy ciągłym mieszaniu reagentów, w temperaturze od 20 do 30°C do momentu osiągnięcia przez nie fazy logarytmicznej wzrostu, po czym do narośniętej hodowli dodaje się substrat w stężeniu od 150 mg/L do 350 mg/L i dalej prowadzi się proces przy ciągłym wstrząsaniu, aż do całkowitego przereagowania substratu, po czym po zakończeniu transformacji roztwór potransformacyjny ekstrahuje się rozpuszczalnikami organicznymi niemieszającymi się z wodą, oddziela frakcję organiczną, osusza, odparowuje rozpuszczalnik i tak otrzymany surowy produkt oczyszcza się pomocą technik chromatograficznych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 28°C.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do hodowli dodaje się substrat w stężeniu 200 mg/L.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem stosowanym o ekstrakcji jest chloroform.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że frakcję organiczną osusza się bezwodnym siarczanem magnezu.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszczanie prowadzi się na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę heksan-aceton 3:1.