PL234344B1 - Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego - Google Patents

Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego Download PDF

Info

Publication number
PL234344B1
PL234344B1 PL425896A PL42589618A PL234344B1 PL 234344 B1 PL234344 B1 PL 234344B1 PL 425896 A PL425896 A PL 425896A PL 42589618 A PL42589618 A PL 42589618A PL 234344 B1 PL234344 B1 PL 234344B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
biocatalyst
hydroxyphenylacetic acid
reaction
obtaining
polyurethane foams
Prior art date
Application number
PL425896A
Other languages
English (en)
Other versions
PL425896A1 (pl
Inventor
Beata Szmigiel-Merena
Małgorzata Brzezińska-Rodak
Paulina Majewska
Ewa Żymańczyk-Duda
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
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 Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL425896A priority Critical patent/PL234344B1/pl
Publication of PL425896A1 publication Critical patent/PL425896A1/pl
Publication of PL234344B1 publication Critical patent/PL234344B1/pl

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego z wykorzystaniem szczepu Aspergillus niger (KKP 2301) jako biokatalizatora reakcji. Otrzymany produkt w postaci kwasu 4-hydroksyfenylooctowego znajduje zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym jako substancja o aktywności antyoksydacyjnej, przeciwzapalnej i rozjaśniającej przebarwie nia skóry, a także jest blokiem budulcowym.
W publikacji Allouche N. i inni p.t. “Use of whole cells of Pseudomonas aeruginosa for synthesis of the antioxidant hydroxytyrosol via conversion of tyrosol” w Applied and Environmental Microbiology 2004, 4, 2105-2109 opisano procedurę otrzymywania śladowych ilości kwasu 4-hydroksyfenylooctowego jako produktu ubocznego podczas biotransformacji tyrosolu do hydroksytyrozolu przy użyciu Pseudomonas aeruginosa jako biokatalizatora. W publikacji Zhang Y. i inni p.t. “A new inositol derivative from Prenanthes macrophylla” w Journal of Asian Natural Products Research 2012, 2, 182-185 oraz w publikacji Rojas L.B. i inni p.t. „Colorimetric evaluation of phenolic content and GC-MS characterization of phenolic composition of alimentary and cosmetic argan oil and press cake” w Journal of Agricultural and Food Chemistry 2005, 53, 9122-9127 przedstawiono procedurę izolacji kwasu 4-hydroksyfenylooctowego z roślin. W publikacji Tsuruta T. p.t. Antioxidant substance production by the transformation of sweet potato using Aspergillus niger” w Current Research Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology 2009, 363-367 opisano otrzymywanie kwasu 4-hydroksyfenylooctowego ze słodkich ziemniaków z wykorzystaniem mikroorganizmu Aspergillus niger. W publikacji Koma D. i inni p.t. “Production of aromatic compounds by metabolically engineered Escherichia coli with an expanded shikimate pathway” w Applied and Environmental Microbiology 2012, 17, 6203-6216 i w publikacji Hyun-Sun Ko i inni p.t. „Biocontrol ability of Lysobacter antibioticus HS124 against Phytophthora blight is mediated by the production of 4-hydroxyphenylacetic acid and several lytic enzymes” w Current Microbiology 2009, 59, 608-615 oraz w publikacji Tserkovniak L. S. i inni p.t. “Phosphate-mobilizing bacteria Bacillus subtilis as phenolic producers” w Applied Biochemistry and Microbiology 2009, 3, 279-284, a także w publikacji Sopheareth M. i inni p.t. “Isolation and characterization of antifungal substances from Burkholderia sp. culture broth” w Current Microbiology 2006, 53, 358-364 przedstawiono procedurę otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego ze szczepów bakterii. W publikacji Kumar A. i inni p.t. ''Facile 1,2-aryl migration of 2-halomethyl-2-(4'-hydroxyphenyl) ketals: A novel single step synthesis of 4-hydroxyphenylacetic acid and its derivatives” w Synthetic Communications 1997, 27(7), 1133-1141 opisano procedurę otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego z wykorzystaniem metody chemicznej.
Fenolowe pochodne i m.in. kwas 4-hydroksyfenylooctowy są przedmiotem zainteresowania z uwagi na bardzo wysoką aktywność antyoksydacyjną, a antyoksydanty chronią żywe organizmy przed chorobami nowotworowymi, udarem mózgu, chorobami serca, cukrzycą, a także schorzeniami skóry. Korzystny wpływ antyoksydantów na zdrowie człowieka skłania do ciągłego poszukiwania alternatywnych metod ich otrzymywania. Metody biokatalitycznego otrzymywania produktów, z zastosowaniem mikroorganizmów jako biokatalizatorów reakcji, stanowią ekologiczny i przyjazny dla środowiska sposób. Kwas 4-hydroksyfenylooctowy znajduje zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym jako substancja o aktywności antyoksydacyjnej, przeciwzapalnej i rozjaśniającej przebarwienia skóry, a także jest ważnym prekursorem do dalszych syntez. Wykazuje również aktywność antybiotyczną, wykorzystywaną w przemyśle rolniczym. Ze względu na korzystne działanie kwasu 4-hydroksyfenylooctowego, opracowanie przyjaznych środowisku metod jego otrzymywania jest niezwykle istotne.
Biokatalityczny sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego z wykorzystaniem szczepu Aspergillus niger jako biokatalizatora reakcji oraz 2-fenyloetanolu jako substratu, nie została dotychczas opisana w literaturze naukowej ani patentowej.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego, który polega na tym, że 2-fenyloetanol poddaje się 3-dniowej reakcji biotransformacji z użyciem szczepu Aspergillus niger (KKP 2301) jako biokatalizatora reakcji, przy czym biokatalizator stanowi wypełnienie kolumny z ciągłą recyrkulacją medium reakcyjnego.
Korzystnie biokatalizator otrzymuje się w trakcie hodowli na podłożu ziemniaczanym (PDB) z równoczesną immobilizacją na piankach poliuretanowych.
Korzystnie optymalny czas hodowli Aspergillus niger to 3 dni w 23°C, na wytrząsarce rotacyjnej (135 rpm).
Korzystnie biokatalizator immobilizowany jest na piankach poliuretanowych o średnicy porów w zakresie 1060-1600 μm.
PL 234 344 B1
Zaletą sposobu według wynalazku jest umożliwienie uzyskania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego metodą biokatalityczną przyjazną dla środowiska oraz otrzymanie 11 mg związku (wydajność reakcji 10%).
Sposób wynalazku został przedstawiony w przykładzie jego wykonania oraz na rysunku na którym na:
fig. 1 przedstawiono widmo masowe MS (TOF MS ES+) obliczone dla C8H8O3Na [M+Na]+ 175.0552, znaleziono: 175.0728 dla otrzymanego związku według sposobu, fig. 2 przedstawiono widmo masowe MS (TOF MS ES+) obliczone dla C8H9O3 [M+H]+ 153.0552, znaleziono: 153.0944 dla otrzymanego związku według sposobu.
P r z y k ł a d
Hodowlę badanego szczepu Aspergillus niger prowadzi się z równoczesną jego immobilizacją na piankach poliuretanowych Filtren TM 25133 o kształcie sześcianów o długości boku 1 cm i średnicy porów 1060-1600 μm, 20 sztuk pianek poliuretanowych dodaje się do kolby Erlenmayer'a (250 mL) zawierającej 100 mL podłoża PDB i sterylizuje w autoklawie. Podłoże PDB przygotowuje się według przepisu nr 129 dostępnym w bazie DSMZ. 200 g umytych, pokrojonych w kostkę ziemniaków gotuje się przez 1 h w 1 litrze wody, a następnie otrzymany wywar przesącza się przez gazę, uzupełnia wodą destylowaną do 1 L, dodaje 20 g glukozy i sterylizuje w autoklawie.
Do 100 mL medium dodaje się 50 μL inokulum A. niger (20 000 zarodników^l) otrzymanego przez przemycie hodowli na stałym podłożu ziemniaczanym (PDA) sterylnym 0,05% roztworem Tritonu X-100 w ilości 10 mL. Hodowlę A. niger prowadzi się na wytrząsarce rotacyjnej 135 rpm w temperaturze 23°C w obecności pianek poliuretanowych. Proces wzrostu mycelium prowadzi się do osiągnięcia fazy wzrostu logarytmicznego, którą wyznaczono na podstawie krzywej wzrostu, w tym przypadku były to 3 dni. Następnie zimmobilizowaną biomasę oddziela się poprzez filtrację na sączku karbowanym i przemywa wodą destylowaną.
Tak przygotowanym biokatalizatorem wypełnia się kolumnę. Proces prowadzi się przez 3 dni z ciągłą recyrkulacją medium reakcyjnego, które stanowi 150 mL wody destylowanej oraz 90 mg (5 mM) substratu-2-fenyloetanolu. Cyrkulacja medium (3 mL/min) przez upakowaną biokatalizatorem kolumnę jest zapewniona dzięki pompie perystaltycznej.
Po zakończeniu procesu, zimmobilizowana biomasa A. niger zostaje odseparowana od medium reakcyjnego na sączku karbowanym i przemyta wodą destylowaną. Mieszaninę reakcyjną ekstrahuje się octanem etylu, frakcję organiczną suszy bezwonnym siarczanem magnezu i odparowuje na wyparce rotacyjnej pod zmniejszonym ciśnieniem.
Próbki analizowano za pomocą HPLC, 1H NMR, 13C NMR, COSY, HSQC, HMBC, MS. Metoda HPLC pozwala porównać czasy retencji kwasu 4-hydroksyfenylooctowego w próbce z jego komercyjnie dostępnym wzorcem oraz dzięki wykonaniu krzywej kalibracyjnej określić ilość kwasu 4-hydroksyfenylooctowego w próbce. Spektroskopie NMR oraz MS pozwalają potwierdzić obecność kwasu 4-hydroksyfenylooctowego w próbce.
Trzeci dzień biotransformacji jest czasem potrzebnym do uzyskania największej ilości kwasu 4-hydroksyfenylooctowego i wynosi ono 11 mg związku otrzymanego w całej objętości reakcyjnego medium.
Produktem reakcji jest kwas 4-hydroksyfenylooctowy - widmo 1,2 przedstawiono na fig. 1 i fig. 2.
Produkt otrzymany według przykładu posiada następujące dane spektralne:
MS (TOF MS ES+) obliczono dla C8H9O3 [M+H]+ 153.0552, znaleziono: 153.0944;
MS (TOF MS ES+) obliczono dla C8H8O3Na [M+Na]+ 175.0552, znaleziono: 175.0728.

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego, znamienny tym, że 2-fenyloetanol poddaje się 3-dniowej reakcji biotransformacji z użyciem szczepu Aspergillus niger (KKP 2301) jako biokatalizatora reakcji, przy czym biokatalizator stanowi wypełnienie kolumny z ciągłą recyrkulacją medium reakcyjnego.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że biokatalizator otrzymuje się w trakcie hodowli na podłożu ziemniaczanym (PDB) z równoczesną immobilizacją na piankach poliuretanowych.
    PL 234 344 Β1
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że optymalny czas hodowli Aspergillus nigerto 3 dni w 23°C, na wytrząsarce rotacyjnej o obrotach 135 rpm.
  4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że biokatalizator immobilizowany jest na piankach poliuretanowych o średnicy porów 1060-1600 μητ
    Rysunki
    Fig. 2
PL425896A 2018-06-12 2018-06-12 Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego PL234344B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL425896A PL234344B1 (pl) 2018-06-12 2018-06-12 Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL425896A PL234344B1 (pl) 2018-06-12 2018-06-12 Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL425896A1 PL425896A1 (pl) 2018-12-03
PL234344B1 true PL234344B1 (pl) 2020-02-28

Family

ID=64460800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL425896A PL234344B1 (pl) 2018-06-12 2018-06-12 Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234344B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL425896A1 (pl) 2018-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
El-Sheekh et al. Production and characterization of antimicrobial active substance from the cyanobacterium Nostoc muscorum
Heng et al. Streptomyces ambofaciens S2—A potential biological control agent for Colletotrichum gleosporioides the causal agent for anthracnose in red chilli fruits
Hemeda et al. Maximization of red pigment production from Streptomyces sp. LS1 structure elucidation and application as antimicrobial/antifouling against human pathogens and marine microbes
Wolters et al. Efficient conversion of pretreated brewer’s spent grain and wheat bran by submerged cultivation of Hericium erinaceus
Abd El-Monem et al. Effect of pH on phytochemical and antibacterial activities of Spirulina platensis
CN106916853A (zh) 利用植物基原料和内生菌共培养制备生物活性物质的方法
US10364446B2 (en) Streptomyces psammoticus and methods of using the same for vanillin production
Volk Studies on culture age versus exometabolite production in batch cultures of the cyanobacterium Nostoc insulare
PL234344B1 (pl) Sposób otrzymywania kwasu 4-hydroksyfenylooctowego
Wang et al. A novel macrocyclic lactone with insecticidal bioactivity from Streptomyces microflavus neau3
KR102873254B1 (ko) 미강발효물 제조 방법 및 이 미강발효물을 포함하는 수면질 개선용 조성물
Roat et al. Isolation and screening of resveratrol producing endophytes from wild grape Cayratia trifolia
EP3380625B1 (de) Verfahren zur herstellung verzweigter aldehyde
RShalinimol A study on optimization of microbial alpha-amylase production
KR101671325B1 (ko) 신규한 고리형 뎁시펩타이드계 화합물, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물
JP4176077B2 (ja) 新規fki−1033物質およびその製造法
SI9300047A (en) Microbiological method for preparation of lovostatin and/or mevinoline acid
Jennings et al. Study of the potential for Streptomyces coelicolor to produce bioactive compounds from flower waste as a sustainable feedstock
JP2007527192A (ja) 同一物由来のマンニトールを得る真菌株及び方法
RU2627182C1 (ru) Штамм Aneurinibacillus migulanus и его применение для получения грамицидина С
KR101771841B1 (ko) 식물 생장 촉진 및 살충 활성을 가지는 세라티아 그로시내 gs2 균주 및 이의 이용
Karpenko et al. PRODUCTION OF ANTISTAPHYLOCOCCAL ANTIBIOTIC BATUMIN UNDER CONDITIONS OF BATCH CULTIVATION PROCESS
Hawranik et al. The isolation of citric acid derivatives from Aspergillus niger
PL240683B1 (pl) Sposób otrzymywania (S)-1-fenyloetan-1,2-diolu
RU2243259C2 (ru) Штамм актиномицета streptomyces hygroscopicus subsp. цкм в-4561, обладающий фунгицидными, бактерицидными и инсектицидными свойствами