PL237131B1

PL237131B1 - Method for obtaining 3'-O-β-D-glucopyranosyl-4',5.7-trihydroxyflavanone

Info

Publication number: PL237131B1
Application number: PL422813A
Authority: PL
Inventors: Sandra Sordon; Ewa Huszcza
Original assignee: Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2021-03-22
Also published as: PL422813A1

Abstract

Zgłoszenie dotyczy sposobu otrzymywania 3'-O-ß-D-glukopiranozylo-4',5,7-trihydroksyflawonu, o wzorze 2, na drodze transformacji mikrobiologicznej, przy użyciu systemu enzymatycznego grzybów z gatunku Absidia coerulea. Jako substrat stosuje się 3',4',5,7-tetrahydroksyflawon o wzorze 1. Związek będący przedmiotem zgłoszenia, jest biologicznie czynny i może mieć zastosowanie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.The application relates to a method for obtaining 3'-O-ß-D-glucopyranosyl-4',5,7-trihydroxyflavone of the formula 2 by microbial transformation using an enzyme system of the Absidia coerulea fungus. The substrate used is 3',4',5,7-tetrahydroxyflavone of the formula 1. The subject of the application is biologically active and can be used in the food and pharmaceutical industries.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 3’-O-^-D-glukopiranozylo-4’,5,7-trihydroksyflawonu o wzorze 2, przedstawionym na rysunku.The subject of the invention is a method for the preparation of 3'-O - ^ - D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone of the formula 2 shown in the drawing.

Związek ten jest biologicznie czynny, posiada m.in. aktywność przeciwzapalną [I. Tatli, Z.S. Akdemir, E. Yesilada, E. Kupeli: „Anti-inflammatory and antinociceptive potential of major phenolics from Verbascum salviifolium boiss”, Z Naturforsch C, 2008, 63, 196-202] i może mieć zastosowanie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.This compound is biologically active, it has, inter alia, anti-inflammatory activity [I. Tatli, Z.S. Akdemir, E. Yesilada, E. Kupeli: "Anti-inflammatory and antinociceptive potential of major phenolics from Verbascum salviifolium boiss", Z Naturforsch C, 2008, 63, 196-202] and can be used in the food and pharmaceutical industries.

W literaturze znany jest 3’-O-^-D-glukopiranozylo-4’,5,7-trihydroksyflawon naturalnie występujący np. w dziewannie (Verbascum salviifolium) [I. Tatli, Z.S. Akdemir, E. Yesilada, E. Kupeli: „Antiinflammatory and antinociceptive potential of major phenolics from Verbascum salviifolium boiss”, Z Naturforsch C, 2008, 63, 196-202] i arnice górskiej (Arnica montana) [M. López-Lazaro: „Distribution and biological activities of the flavonoid luteolin”, Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 2009, 9, 31-59].In the literature, 3'-O - ^ - D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxyflavone is known, naturally occurring e.g. in mullein (Verbascum salviifolium) [I. Tatli, Z.S. Akdemir, E. Yesilada, E. Kupeli: "Antiinflammatory and antinociceptive potential of major phenolics from Verbascum salviifolium boiss", Z Naturforsch C, 2008, 63, 196-202] and mountain arnica (Arnica montana) [M. López-Lazaro: "Distribution and biological activities of the flavonoid luteolin", Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 2009, 9, 31-59].

W literaturze opisana została metoda pozyskiwania tego związku poprzez ekstrakcję z Verbascum salviifolium, jednakże z bardzo małą wydajnością wynoszącą 0,006% [I. Tatli, Z.S. Akdemir, E. Yesilada, E. Kupeli: „Anti-inflammatory and antinociceptive potential of major phenolics from Verbascum salviifolium boiss”, Z Naturforsch C, 2008, 63, 196-202].A method of obtaining this compound by extraction from Verbascum salviifolium has been described in the literature, but with a very low yield of 0.006% [I. Tatli, Z.S. Akdemir, E. Yesilada, E. Kupeli: "Anti-inflammatory and antinociceptive potential of major phenolics from Verbascum salviifolium boiss", Z Naturforsch C, 2008, 63, 196-202].

Nie jest znana metoda otrzymywania 7-O-^-D-glukopiranozylo-3’,4’,5-trihydroksyflawanonu na drodze syntezy chemicznej ani transformacji mikrobiologicznej.There is no known method of obtaining 7-O - ^ - D-glucopyranosyl-3 ', 4', 5-trihydroxy flavanone by chemical synthesis or microbiological transformation.

Szczep Absidia coerulea AM93 zdeponowany jest w kolekcji mikroorganizmów Katedry Chemii Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (ul. C.K. Norwida 25, 50-375 Wrocław).Absidia coerulea AM93 strain is deposited in the collection of microorganisms of the Department of Chemistry, University of Life Sciences in Wrocław (C.K. Norwida 25, 50-375 Wrocław).

Znane są procesy biotransformacji przy udziale grzybów strzępkowych z gatunku Absidia coerulea . Opisano m.in. jego zdolność do glikozylacji związków flawonoidowych. W wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w żywych komórkach kultury Absidia coerulea otrzymano szereg związków. Z opisu patentowego PL223441(B1) znana jest metoda otrzymywania 4’-O-3-D-glukopiranozylo-4,2’-dihydroksy-6’-metoksy-3’-prenylo-a,3-dihydrochalkonu, z opisu PL226315(B1) znany jest sposób otrzymywania 2’-O-3-D-glukopiranozylo-1”,2”,a,3-tetrahydroksantohumolu C, z PL223446 (B1) - 4’-O-β-D-glukopiranozyloksantohumolu C, opis PL222175 (B1) ujawnia otrzymywanie 4’-O-β-D-glukopiranozylo-β-[1”’-hydroksyizopropylo]-4,2’-dihydroksy-6’-metoksy-3’-prenylo-α,β-dihydrochalkonu, opis PL222731 (B1) wskazuje na otrzymywanie mieszaniny 7-O-^-D-glukopiranozylo-5-hydroksy-4’-metoksyizoflawonu i 5-O-^-D-glukopiranozylo-7-hydroksy-4’-metoksyizoflawonu, natomiast PL210084 (B1) opisuje otrzymywanie 4’-O-β-D-glukozylo-2’,4-dihydroksy-6’-metoksy-3’-prenylochalkonu.Biotransformation processes involving filamentous fungi of the Absidia coerulea species are known. It describes, inter alia, its ability to glycosylate flavonoid compounds. As a result of the action of the enzyme system contained in living cells of Absidia coerulea culture, a number of compounds were obtained. The patent description PL223441 (B1) discloses a method of obtaining 4'-O-3-D-glucopyranosyl-4,2'-dihydroxy-6'-methoxy-3'-prenyl-a, 3-dihydroochalcone, from the description PL226315 (B1 ) there is a known method of obtaining 2'-O-3-D-glucopyranosyl-1 ", 2", a, 3-tetrahydroxanthohumol C, from PL223446 (B1) - 4'-O-β-D-glucopyranosylxanthohumol C, description PL222175 ( B1) discloses the preparation of 4'-O-β-D-glucopyranosyl-β- [1 "'- hydroxyisopropyl] -4,2'-dihydroxy-6'-methoxy-3'-prenyl-α, β-dihydroochalcone, description PL222731 (B1) indicates the preparation of a mixture of 7-O - ^ - D-glucopyranosyl-5-hydroxy-4'-methoxyisoflavone and 5-O - ^ - D-glucopyranosyl-7-hydroxy-4'-methoxyisoflavone, while PL210084 (B1) describes the preparation of 4'-O-β-D-glucosyl-2 ', 4-dihydroxy-6'-methoxy-3'-prenylchalcone.

Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania 3’-O-^-D-glukopiranozylo-4’,5,7-trihydroksyflawonu, polegający na tym, że substrat, którym jest 3’,4’,5,7-tetrahydroksyflawon, poddaje się transformacji mikrobiologicznej, w wyniku czego otrzymuje się 3’-O-^-D-glukopiranozylo-4’,5,7-trihydroksyflawon. Grzyby strzępkowe z gatunku Absidia coerulea namnaża się w płynnym podłożu mikrobiologicznym, przy ciągłym mieszaniu reagentów, w temperaturze 12-40°C. Następnie do narośniętej hodowli dodaje się substrat i dalej prowadzi proces, aż do całkowitego zużycia substratu. Po zakończeniu transformacji roztwór transformacyjny ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą, oddziela frakcję organiczną, osusza bezwodnym siarczanem magnezu, odparowuje rozpuszczalnik i tak otrzymany surowy produkt oczyszcza się za pomocą technik chromatograficznych.The essence of the invention is the method of obtaining 3'-O - ^ - D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone, which consists in that the substrate, which is 3', 4 ', 5,7-tetrahydroxy flavone, is subjected to microbiological transformation to give 3'-O - 1 - D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone. Filamentous fungi of the species Absidia coerulea are multiplied in a liquid microbial medium under constant stirring of the reagents at a temperature of 12-40 ° C. Subsequently, a substrate is added to the grown culture and the process is continued until the substrate is completely consumed. After completion of the transformation, the transformation solution was extracted with a water-immiscible organic solvent, the organic fraction was separated, dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was evaporated and the crude product thus obtained was purified by chromatographic techniques.

Korzystnie jest, gdy transformację prowadzi się szczepem Absidia coerulea AM93.The transformation is preferably carried out with the strain Absidia coerulea AM93.

Korzystnie także jest, gdy reakcję prowadzi się w temperaturze 26°C.It is also preferred that the reaction is carried out at a temperature of 26 ° C.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w żywych komórkach kultury Absidia coerulea następuje reakcja glukozylacji substratu.In accordance with the invention, a glucosylation reaction of the substrate takes place as a result of the enzyme system contained in the living cells of the Absidia coerulea culture.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie, w łagodnych warunkach 3’-O-^-D-glukopiranozylo-4’,5,7-trihydroksyflawonu, jako głównego produktu reakcji w kulturze Absidia coerulea. Wydajność reakcji osiąga poziom ponad 17%.The main advantage of the invention is to obtain, under mild conditions, 3'-O - ^ - D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone as the main reaction product in Absidia coerulea culture. The reaction efficiency is over 17%.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania.The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment.

P r z y k ł a d: Do kolby o pojemności 300 cm³, w której znajduje się 100 cm³ sterylnej pożywki zawierającej 3 g glukozy i 1 g aminobaku na 1 dm³ wody destylowanej, wprowadza się grzyby strzępkowe Absidia coerulea AM93. Po 6 dniach wzrostu drobnoustrojów w temperaturze 26°C i przy ciągłym wstrząsaniu, dodaje się 15 mg 3,’4’,5,7-tetrahydroksyflawonu, o wzorze 1, rozpuszczonego w 1,5 cm³dimetylosulfotlenku. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu przez 10 dób. Po tym czasie hodowlę zakwasza się 1-molowym kwasem chlorowodorowym do pH 4,5. Następnie, uzyskany roztwór transformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie octanem etylu, osusza bezwodnym siarczanem magnezuEXAMPLE: To a flask of 300 cm ^3, which is 100 cm ^{3 of} sterile medium containing 3 g of glucose and 1 g aminobaku per 1 dm ³ of distilled water is introduced into filamentous fungus Absidia coerulea AM93. After 6 days, the growth of microorganisms at 26 ° C with continuous shaking, is added 15 mg of 3 '4', 5,7-tetrahydroksyflawonu of formula 1, dissolved in 1.5 cm ^{3 of} dimethyl sulfoxide. The transformation is carried out under continuous shaking for 10 days. After this time, the culture is acidified with 1 M hydrochloric acid to a pH of 4.5. Then, the resulting transformation solution was extracted three times with ethyl acetate, dried with anhydrous magnesium sulfate.

PL237 131 Β1 i odparowuje rozpuszczalnik. Uzyskuje się 10 mg surowego ekstraktu, który oczyszcza się chromatograficznie, używając jako eluentu mieszaninę chloroform : metanol w stosunku objętościowym 7:1. Po oczyszczeniu otrzymuje się 4,2 mg 3’-O-3-D-glukopiranozylo-4’,5,7-trihydroksyflawonu, o wzorze 2 z wydajnością 17,9%.PL237 131 Β1 and the solvent is evaporated. This gives 10 mg of crude extract which is purified by chromatography using 7: 1 by volume chloroform: methanol as eluent. After purification, 4.2 mg of 3'-O-3-D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone of formula 2 are obtained with a yield of 17.9%.

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:The obtained product is characterized by the following spectral data:

¹H NMR (600 MHz, DMSO-c/₆) δ (ppm): 3,18 (1H, m, H-4), 3,30-3,36 (2H, m, H-2, H-3), 3,453,53 (2H, m, H-5, Ha-6), 3,78 (1H, m, Hb-6), 4,90 (1 H, d, J=7,2 Hz, H-1), 6,19 (1H, m, J=2,1 Hz, H-8), 6,53 (1H, m, J=2,1 Hz, H-6), 6,81 (1H, s, H-3), 6,97 (1H, d, J=8,5 Hz, H-5'), 7,64 (1H, dd, J=2,2 Hz; 8,5 Hz, H-6'), 7,79 (1H, d, J=2,2 Hz, H-2'); ¹ H NMR (600 MHz, DMSO-c / ₆ ) δ (ppm): 3.18 (1H, m, H-4), 3.30-3.36 (2H, m, H-2, H-3 ), 3.453.53 (2H, m, H-5, Ha-6), 3.78 (1H, m, Hb-6), 4.90 (1H, d, J = 7.2Hz, H- 1), 6.19 (1H, m, J = 2.1Hz, H-8), 6.53 (1H, m, J = 2.1Hz, H-6), 6.81 (1H, s , H-3), 6.97 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-5 '), 7.64 (1H, dd, J = 2.2 Hz; 8.5 Hz, H-6 '), 7.79 (1H, d, J = 2.2Hz, H -2');

¹³C NMR (150 MHz, DMSO-c/₆) δ (ppm): 60,9 (C-6), 70,0 (C-4), 73,4 (C-2), 76,0 (C-3), 77,4 (C-5), 94,2 (C-6), 98,9 (C-8), 101,9 (C-1), 103,3 (C-3), 103,7 (C-10), 114,4 (C-2'), 116,5 (C-5'), 121,7 (C-6'), 121,9 (C-1'), 145,7 (C-3'), 150,7 (C-4'), 157,4 (C-5), 161,4 (C-9), 163,4 (C-2), 164,3 (C-7), 181,8 (C-4). ¹³ C NMR (150 MHz, DMSO-c / ₆ ) δ (ppm): 60.9 (C-6), 70.0 (C-4), 73.4 (C-2), 76.0 (C -3), 77.4 (C-5), 94.2 (C-6), 98.9 (C-8), 101.9 (C-1), 103.3 (C-3), 103 , 7 (C-10), 114.4 (C-2 '), 116.5 (C-5'), 121.7 (C-6 '), 121.9 (C-1'), 145, 7 (C-3 '), 150.7 (C-4'), 157.4 (C-5), 161.4 (C-9), 163.4 (C-2), 164.3 (C -7), 181.8 (C-4).

Claims

Patent claims

1. The method of obtaining 3'-O - /? - D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone by microbial transformation of the substrate, characterized in that the Absidia coerulea species are multiplied in a liquid microbiological medium, characteristic for fungi, with continuous stirring of the reagents at a temperature of 12 to 40 ° C, then after 3 to 7 days, the substrate, which is 3 ', 4', 5,7-tetrahydroxy flavone of the formula 1, is added to the grown culture and then carried out the process is carried out until the starting material is completely consumed, then, after completion of the transformation, the transformation solution is extracted with a water-immiscible organic solvent, the organic fraction is separated, dehydrated, the solvent is evaporated, and the crude product thus obtained is purified by chromatographic techniques. pure product which is 3'-O - / β-D-glucopyranosyl-4 ', 5,7-trihydroxy flavone of formula 2.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the mushroom of the species Absidia coerulea is Absidia coerulea strain AM93.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the process is carried out at a temperature of 26 ° C.