PL245490B1 - Sposób wytwarzania 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-onu - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania 1-(2'-hydroksyfenylo)-3-(4"-bromofenylo)-propan-1-onu o wzorze 2. Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Candida viswanathii KCh 120, następuje regioselektywna redukcji podwójnego wiązania w substracie. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej kultury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą (chloroform).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-onu.

Metoda, według wynalazku może znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym do otrzymywania środka słodzącego oraz w przemyśle farmaceutycznym do otrzymywania prekursora leków regulujących pracę serca.

Dihydrochalkony są syntezowane przez rośliny i charakteryzują się słodkim smakiem. Również syntetyczne związki posiadające ugrupowanie dihydrochalkonu wykazują wysokie wrażenie słodkości (Winnig M, Bufe B, Kratochwil NA, Slack JP, Meyerhof W. 2007 BMC Struct. Biol. 7, 66; Krammer G, Ley J, Riess T, Haug M, Paetz S, Kindel G, Schmidtmann R. Patent No.: US 20100233102; Sep, 16, 2010. 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; 2’-Hydroksydihydrochalkon jest wykorzystywany jako blok budulcowy w syntezie propafenonu - substancji czynnej leków przeciwarytmicznych (Noe CR, Knollmuller M, Oberhauser B, Steinbauer G, Wagner E. 1986 Chemische Berichte, 119, 729-743; Ecker G, Chiba P, Hitzler M, Schmid D, Visser K, Cordes HP, Csollei J, Seydel JK, Schaper K-J. 1996 J. Med. Chem. 39, 4767-4774; Ecker G, Noe CR, Fleischhacker W. 1997 Monatsh. Chem. 128, 53-59). Znana jest również ich aktywność tej grupy związków względem patogennych mikroorganizmów, w tym gram-dodatnich i gram-ujemnych bakterii oraz grzybów (Awouafack MD, Kusari S, Lamshoft M, Ngamga D, Tane P, Spiteller M. 2010 Planta Med. 76, 640-643). Dihydrochalkon (floretyna) jest aktywnym inhibitorem tyrozynazy grzybowej (Zhang L-Q, Yang X-W, Zhang Y-B, Zhai Y-Y, Xu W, Zhao B, Liu D-L, Yu H-J. 2012 Food Chem. 132, 936-942).

Szczep Candida viswanathii KCh 120 był wcześniej ujawniony w literaturze (Janeczko T, Gładkowski W, Kostrzewa-Susłow E. 2013 J. Mol. Cat. B-Enzym. 98, 55-61; Janeczko T, Dymarska M, Siepka M, Gniłka R, Leśniak A, Popłoński J, Kostrzewa-Susłow E. 2014 J. Mol. Cat. B-Enzym. 109, 47-52; Janeczko T, Kostrzewa-Susłow E. 2014 Tetrahedron: Asymmetry, 25, 1264-1269; Łużny M, Krzywda M, Kozłowska E, Kostrzewa-Susłow E, Janeczko T. (2019) Effective hydrogenation of 3-(2”-furyl)- and 3-(2”-thienyl)-1-(2’-hydroxyphenyl)-prop-2-en-1-one in selected yeast cultures. Molecules, 24, 3185).

Znana jest chemiczna metoda uzyskiwania 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-onu w wyniku działania NaOH w obecności związków kompleksowych irydu przeprowadzono kondensację alkoholu 2’-4’-bromobenzylowego z 2’-hydroksyacetofenonem (Jamie Hunter, Scott Rice, Robert Lowe, Christopher M. Pask, Stuart Warriner, Visuvanathar Sridharan Iridium catalyzed alkylation of 2’-hydroxyacetophenone with alcohols under thermal or microwave conditions. Tetrahedron Letters 58 (2017) 4400-4402). W literaturze nie ma doniesień dotyczących biotechnologicznego uzyskania 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-onu.

Istota wynalazku polega na tym, że do podłoża odpowiedniego dla drożdży wprowadza się szczep Candida viswanathii KCh 120. Po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-prop-2-en-1-on o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą. Transformację prowadzi się w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciągłym wstrząsaniu, co najmniej 1 godzinę. Kolejno produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.

W wyniku regioselektywnej redukcji podwójnego wiązania otrzymuje się 1 -(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-on, a reakcję prowadzi się w wodnej kulturze szczepu Candida viswanathii KCh 120.

Korzystnie jest, gdy stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,2 g : 1 L.

Korzystnie także jest, gdy proces prowadzi się w temperaturze 25 stopni Celsjusza.

Korzystnie także jest, gdy oczyszczanie prowadzi się wykorzystując cienkowarstwową chromatografię preparatywną w układzie eluującym hexan : aceton w stosunku objętościowym 9 : 1.

Dodatkowo, korzystnie jest, gdy transformację prowadzi się przez 12 godzin.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Candida viswanathii KCh 120, następuje regioselektywna redukcji podwójnego wiązania w substracie. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej ku ltury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą (chloroform).

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-onu, z wydajnością izolowaną na poziomie 40% (konwersją według GC > 94%), w temperaturze pokojowej i przy pH naturalnym dla szczepu.

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

Przykład. Do kolby Erlenmajera o pojemności 2000 cm³, w której znajduje się 500 cm³ sterylnej pożywki zawierającej 5 g aminobaku i 15 g glukozy, wprowadza się szczep Candida viswanathii KCh 120. Po 72 godzinach jego wzrostu dodaje się 100 mg 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-prop-2-en-1-onu o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm³ tetrahydrofuranu (THF). Transformację prowadzi się w 25 stopniach Celsjusza przy ciągłym wstrząsaniu przez 12 godzin. Następnie mieszaninę poreakcyjną ekstrahuje się trzykrotnie chloroformem, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymany ekstrakt oczyszcza się chromatograficznie, używając jako eluentu mieszaniny heksan i aceton 9 : 1.

Na tej drodze otrzymuje się 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-on (konwersja według GC na poziomie > 94%).

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi: Ή NMR (600 MHz) (CDCb) δ (ppm): 3.00-3.06 (m, 2H, H-3), 3.28-3.34 (m, 2H, H-2), 6.87 (ddd, 1H, J = 8.2, 7.1, 1.1 Hz, H-5’), 6.99 (dd, 1H, J = 8.3, 1.1 Hz, H-3’), 7.11-7.15 (m, 2H, H-3”, H-5”), 7.40-7.44 (m, 2H, H-2”, H-6”), 7.47 (dddd, 1H, J = 8.6, 7.0, 1.7, 0,4 Hz, H-4’), 7.73 (dd, 1H, J = 8.1, 1.5 Hz, H-6’), 12.23 (s, 1H, -OH).

¹³C NMR (151 MHz, CDCb) δ = 29.44 (C-3), 39.82 (C-2), 118.77 (C-3’), 119.12 (C-5’), 119.34 (C-1), 120.24 (C-4”), 129.86 (C-6’), 130.34 (C-3”, C-5”), 131.47 (C-2”, C-6”), 136.62 (C-4’), 139.83 (C-1”), 162.59 (C-2), 205.03 (C-1).

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-propan-1-onu, znamienny tym, że do podłoża odpowiedniego dla drożdży wprowadza się szczep Candida viswanathii KCh 120, następnie po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 1-(2’-hydroksyfenylo)-3-(4”-bromofenylo)-prop-2-en-1-on o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, transformację prowadzi się w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciągłym wstrząsaniu, co najmniej 1 godzinę, po czym produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.

2. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,2 g : 1 L.

3. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 25 stopni Celsjusza.

4. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że transformację prowadzi się przez 12 godzin.

5. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że oczyszczanie prowadzi się wykorzystując cienkowarstwową chromatografię preparatywną w układzie eluującym hexan : aceton w stosunku objętościowym 9 : 1.