PL233413B1 - Sposób wytwarzania czystego optycznie (+)-(R)-7-hydroksyflawanonu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania (+)-(R)-7-hydroksyflawanonu o wzorze 2, przedstawionym na rysunku.

Związek ten może znaleźć zastosowanie jako antyoksydant w przemyśle spożywczym oraz jako składnik środków farmaceutycznych i kosmetycznych.

Flawonoidy to wtórne metabolity roślin o potencjale biologicznym pozwalającym na wykorzys tywanie ich jako farmaceutyki (Calcium Duo Allergo - kwercetyna, Rutinoscorbin® - rutyna, MenoStop® - izoflawony) (B. H. Havsteen, Pharmacology & Therapeutics, 2002, 96, 67-202, I. Erlund, Nutrition Research, 2004, 24, 851-874).

Występowanie 7-hydroksyflawanonu udowodniono w szeregu roślin mających zastosowanie w ziołolecznictwie lub mogących być w przyszłości wykorzystane jako składniki leków. S enancjomer 7-hydroksyflawanonu został wyizolowany m.in. z Dracena loureiri i Muntingia calabura (W.-L. Kuo, H.-R. Liao, J.-J. Chen, Molecules, 2014, 19 (12), 20521-20535, B.-N, Su, E. J. Park, J. S. Vigo, J. G. Graham, F. Cabieses, H. H. S. Fong, J. M. Pezzuto, A. D. Kinghorn, Phytochemistry, 2003, 63 (3), 335341, N. P. Lopes, M. J. Kato, M. Yoshida, Phytochemistry, 1999, 51, 29-33, D. Meksuriyen, G. A. Cordell, Journal of the Science Society of Thailand, 1988, 14, 3-24).

Istnieje szereg badań dotyczących 7-hydroksyflawanonu jako potencjalnego środka terapeutycznego. Związek ten wykazuje aktywność przeciwbakteryjną w stosunku do Streptococcus pneumoniae i może być stosowany w leczeniu infekcji dróg oddechowych (I. C. Zampini, Journal of Ethnopharmacology, 2012, 140, 287-292). Udowodniono, że 7-hydroksyflawanon ma właściwości przeciwprzerzutowe w stosunku do komórek SCC-4 (ludzki płaskonabłonkowy rak jamy ustnej) (Shun-Fa Yang, Archives of oral biology, 2008, 53, 287-294). Ponadto, 7-hydroksyflawanon wykazuje aktywność immunomodulującą (M. L. Sharma, Phytomedicine, 1996, 3 (2), 191-195).

Znana jest metoda otrzymywania R enancjomeru 7-hydroksyflawanonu w wyniku krystalizacji frakcjonowanej (-)-mentyloksyoctanów i łagodnej kwasowej hydrolizy mniej rozpuszczalnego diastereoizomeru (G. Cardillo, L. Merlini, G. Nasini, Journal of the Chemical Society C: Organic, 1971, 3967-3970).

Do tej pory nie uzyskano R enancjomeru 7-hydroksyflawanonu metodą ekstrakcji z materiału roślinnego ani na drodze biotransformacji.

Biotransformacje to przyjazna dla środowiska naturalnego alternatywa w stosunku do syntezy chemicznej. Biokatalizatory mogą modyfikować strukturę związków, co prowadzi do powstania metabolitów np. o zwiększonych właściwościach antyoksydacyjnych i lipofilowych poprawiających ich biodostępność i aktywność biologiczną (E. Kostrzewa-Susłow, J. Dmochowska-Gładysz, J. Oszmiański, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2007, 49 (1—4), 113-117, W. A. Loughlin, Bioresource Technology, 2000, 74, 49-62).

Istotne są badania mające na celu uzyskanie czystych optycznie substancji naturalnych cechujących się właściwościami przeciwutleniającymi, które mogą być wykorzystane w przemyśle farmaceutycznym, ale też kosmetycznym i spożywczym.

Istota wynalazku polega na tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Aspergillus niger SBP. Po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest (±)-propionian 7-hydroksyflawanonu o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu, co najwyżej 80 godzin. Kolejno produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.

Korzystnie jest, gdy stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,1 mg : 1 mL.

Korzystnie także jest. gdy proces prowadzi się w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, zwłaszcza 25 stopni Celsjusza.

Dodatkowo, korzystnie jest, gdy transformację prowadzi się przez 72 godziny.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Aspergillus niger SBP, następuje deestryfikacja przy C-7. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej kultury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą (octan etylu).

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie (+)-(R)-7-hydroksyflawanonu z nadmiarem enancjomerycznym wynoszącym 100% ee, w temperaturze pokojowej i przy pH naturalnym dla szczepu.

PL 233 413 B1

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d. Do kolby Erlenmajera o pojemności 2000 cm³, w której znajduje się 500 cm³ sterylnej pożywki zawierającej 10 g aminobaku i 30 g glukozy, wprowadza się szczep A. niger SBP. Po 96 godzinach jego wzrostu dodaje się 50 mg (±)-propionianu 7-hydroksyflawanonu o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm³ tetrahydrofuranu. Transformację prowadzi się w 25 stopniach Celsjusza przy ciągłym wstrząsaniu przez 72 godziny. Następnie mieszaninę poreakcyjną ekstrahuje się trzykrotnie octanem etylu, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymany ekstrakt oczyszcza się chromatograficznie, używając jako eluentu mieszaniny octanu etylu i chlorku metylenu w stosunku 1:1. Na tej drodze otrzymuje się 18,5 mg (+)-(R)-7-hydroksyflawanonu (wydajność 37%).

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi.

Opis sygnałów pochodzących z widma 1H NMR (THF-d8): δ = 7.72 ppm (1H, d, J5,6 = 8.3 Hz, H-5), δ = 7.49 ppm (2H, d, J2-,3-(6-,5·) = 7.5 Hz, H-2', H-6'), δ = 7.37 ppm (2H, t, J3-,2-,(5-,6·) = 7.5 Hz, H-3', H-5'), δ = 7.31 ppm (1H, t, J = 7.3 Hz, H-4'), δ = 6.45 ppm (1H, dd, Jąs = 8.7 Hz, Jąs = 1.9 Hz, H-6), δ = 6.34 ppm (1H, d, Js,6 = 2.3 Hz, H-8), δ = 5.45 ppm (1H, dd, J2,3ax = 12.99 Hz, J2,3eq = 2.82 Hz, H-2), δ = 2.93 ppm (1H, dd, J3ax,3eq = 16.6 Hz, J3ax,2 = 13.2 Hz, H-3ax), δ = 2.68 ppm (1H, dd, J3eq,3ax = 16.6 Hz, J3eq,2 = 3.0 Hz, H-3eq).

Opis sygnałów pochodzących z widma ¹³C NMR (THF-d8): δ = 188.52 ppm (C-4), δ = 164.54 ppm (C-7), δ = 163.41 ppm (C-9), δ =139.90 ppm (C-1'), δ = 128.47 ppm (C5), δ = 128.30 ppm (C-3', C-5'), δ = 128.04 ppm (C-4'), δ = 126.09 ppm (C-2', C-6'), δ = 114.26 ppm (C-10), δ = 110.23 ppm (C-6), δ = 102.56 ppm (C-8), δ = 79.84 ppm (C-2), δ = 44.25 ppm (C-3).

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania (+)-(R)-7-hydroksyflawanonu, znamienny tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Aspergillus niger SBP, następnie po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest (±)-propionian 7-hydroksyflawanonu o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, transformację prowadzi się, przy ciągłym wstrząsaniu, co najwyżej 80 godzin, po czym produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,1 mg : 1 mL.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 25 stopni Celsjusza
5. 5. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że transformację prowadzi się przez 72 godziny.