CS231401B1 - Způsob výroby opticky aktivního fenylacetylkarbinolu biochemickou syntézou - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby opticky aktivního fenylacetylkarbinolu biochemickou syntézou z benzaldehydu a ethanolu, vznikajícího Činností kvasinek v živném prostředí obsahujícím cukry. Biochemická syntéza se provádí v přítomnosti.látky sloužící jako akceptor vodíku, s výhodou acetaldehydu. Acetaldehyd se přidává v množství, které činí 50 až 100 b hmotnostního množství použitého benzaldehydu a^je ho možno přidávat souCasnS s benzaldehydem

Description

Vydález se týká způsobu výroby opticky aktivního fenylacetylkarbinolu biochemickou syntézou z benzaldehydu a meziproduktů alkoholického kvašení, vznikajícího činností kvasinek v živném prostředí obsahujícím cukry.

Biochemická syntéza opticky aktivního fenylacetylkarbinolu, důležitého farmaceutického meziproduktu pro výrobu efedrinu a fenmetrazinu, je založena na pozorování C. Neuberga se spol. (Biochem. Ztg. 15, 1921; 127, 1922; 126, 1923), že po přísadě benzaldehydu do násady cukru, rozkvaSené pomocí kvasinek, vzniká vedle benzylalkoholu opticky aktivní látka charakteru alfa-ketolu. Na tomto principu je opticky aktivní fenylacetylkarbinol již po léta průmyslově vyráběn, a to extrakcí kvasného média vhodným, s vodou nemísitelným rozpouštědlem.

Nyní bylo zjiStěno, že přísada benzaldehydu silně inhibuje alkoholické kvaSení, a to zásahem do jednotlivých oxidoredukčních stupňů tohoto pochodu. Redukující enzymy kvasinek převádějí přitom asi 50 % benzaldehydu v benzylalkohol, takže pro vznik ketolu se zužitkuje jen jeho menší část. »

Za optimálních podmínek se získá celkem asi 35 % fenylacetylkarbinolu počítáno stechíometricky na výchozí benzaldehyd. ·

Tento nepříznivý celkový bilanční poměr se nepodařilo zlepšit ani různými úpravami fyzikálně chemických podmínek při kvašení, ani použitím různých sort kvasinek.

Při studiu optimálnlbh podmínek pro vznik fenylacetylkarbinolu jsme shledali, že pro kondensační reakci mezi benzaldehydem a meziprodukty alkoholického kvašení není třeba Neubergem předpokládaného enzymu karboligázy, nýbrž že pochod probíhá v přítomnosti benzaldehydu a pyrohroznové kyseliny v prostředí tlumivého roztoku již za přítomnosti pouhé kvasničné karboxylázy (Naturwiss. 43, 496, 1956)-, v obdobě k biosyntéze acetoinu z acetaldehydu a kyseliny pyrohroznové.

Vyšetřování podmínek pro potlačení redukce benzaldehydu v benzylalkohol přísadou některých akoeptorů vodíku, které by mohly působit při této reakci soutěživě, podařilo se nelézt látku, která ze všech zkoušených látek projevovala nejpříznivější vliv na průběh biosyntézy fenylacetylkarbinolu.

Předmětem vynálezu je způsob výroby opticky aktivního fenylacetylkarbinolu biochemickou syntézou z benzaldehydu a meziproduktů alkoholického kvašení, vznikajících činností kvasinek v živném prostředí obsahujícím cukry. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se biochemická syntéza provádí v přítomnosti látky sloužící jako akceptor vodíku.

Nejlepších výsledků lze dosáhnout tehdy, když se jako akceptoru vodíku používá acetaldehydu, který se přidává do živného prostředí v takovém množství, které činí 50 - 100 % váhového množství použitého benzaldehydu. _t

Do živného prostředí se acetaldehyd přidává současně s benzaldehydem. V průběhu vyhledávání optimálních podmínek pro biosyntetickou výrobu opticky aktivního fenylaoetylkarbinolu byly vyzkoušeny tetrazoliové soli, metylenová modř, aceton a další podobné látky, které však většinou působily silně inhibičně na celý průběh kvašení, zvláště také na dekarboxylaci kyseliny pyrohroznové, jek bylo zjištěno měřením vývoje CO₂·

Teprve, použití fyziologicky poměrně inertního acetaldehydu, vhodně dávkovaného, vedlo k příznivým výsledkům. Podařilo se tak zvýšit výtěžek fenylacetylkarbinolu až o 50 % při současném potlačení vzniku benzylalkoholu.

Použitím snadno přístupného a levného acetaldehydu způsobem podle vynálezu se pods3 řilo podstatná zhospodárnit výrobu opticky aktivního fenylacetylkarbinolu, aniž by bylo nutno měnit technologii a způsob izolace konečného produktu.

Příklad 1

Ve 20 1 vody byl rozpuštěn 1 kg surové sacharosy, 100 g kukuřičné máčecí vody, 8 ml kyseliny fosforečné a roztokem KOH bylo pH upraveno na hodnotu 5,5.

Po vyhřátí ns 30. °C bylo do roztoku za míchání vneseno 600 g droždí. Po 1 hodině kvašení bylo započato s přidáváním benzaldehydu, a to v 10 dávkách po 16 g, celkem 160 g.

S každou dávkou benzaldehydu by^o přidáno současně poloviční váhové množství acetaldehydu.

Fermentace bylo skončena po 12 hodinách. Obsah vzniklého L-fenylacetylkarbinolu byl hodnocen jednak po extrakci alikvotního podílu násady polarograficky a ehromatograficky, jednak po extrakci a analýze celého množství. Celkem bylo podle provedených analýz získá_f no 112 g čistého L-fenylacetylkarbinolu.

< Příklad 2

Do živné půdy, obsahující v 1 litru vody 50 g sacharosy, 2 g KHgPO^, 1 g MgSO^ a 2 g peptonu (pH 5,5), přidáno 3Q g pekařského droždí. Za míchání fermentováno při 27 °C po dobu 3 hodin, pak postupně přidáván benzaldehyd a acetaldehyd vždy po 3 hodinách, až do celkového množství 8 g každé složky na 1 litr živné půdy.

Vždy před přidáním další dávky aldehydů bylo polarograficky sledováno mizení,benzaldehydu a vznik L-fenylacetylkarbinolu. ,

Po 12 hodinách byla fermentace zastavena, násada byla zbavena kvasinek odstředěním a filtrací a filtrát pak extrahován éterem.

Po odpaření rozpouštědla byla zbylá kapalina hodnocena jednak přímou analýzou, jednak po provedení hydrogenační aminace v efedrin. Po přepočtení na výchozí benzaldehyd bylo získáno podle analýz 65 5» L-fenylacetylkarbinolu, podle převedení v efedrin 55 %; v souběžném pokuse bez přísady acetaldehydu získáno toliko 43 % L-fenylacetylkarbinolu podle analýzy a asi 35 % podle převedení v efedrin.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby opticky aktivního fenylacetylkarbinolu biochemickou syntézou z benzaldehydu a meziproduktů alkoholického kvašení, vznikajících činnosti kvasinek v živném prostředí obsahujícím cukry, vyznašující se tím, Že se biochemické syntéza provádí v přítomnosti látky sloužící jako akceptor vodíku.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že ee jako akceptoru vodíku používá acetaldehydu.
3. 3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že se acetaldehyd přidává do živného prostředí v takovém množství, které činí 50 - 100 % hmotnostního množství použitého benzaldehydu.
4. 4. Způsob podle bodu 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že se acetaldehyd přidává současné s benzaldehydem. .