PL240566B1 - Sposób otrzymywania butanolanu 1-(S)-fenyloetylu oraz 1-(R)- -fenyloetanolu na drodze biotransformacji z wykorzystaniem szczepu Synechococcus bigranulatus CCALA 187 - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania butanolanu 1-( S )-fenyloetylu oraz 1-( R )-fenyloetanolu na drodze biotransformacji z wykorzystaniem szczepu Synechococcus bigranulatus CCALA 187 znajdujących zastosowanie jako chiralne bloki budulcowe wykorzystywane do syntez w przemyśle chemicznym czy farmaceutycznym.

Znacząco rosnący udział metod biotechnologicznych (biotransformacji) w procesach otrzymywania związków chemicznych/biologicznie aktywnych związany jest między innymi z możliwością otrzymywania czystych enancjomerów, między innymi sposobem rozdziału mieszaniny racemicznej w prosty i wydajny - zwykle jednoetapowy sposób, co w przypadku syntez chemicznych jest często procesem żmudnym, wieloetapowym i kosztownym. Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania butanolanu 1-( S )-fenyloetyIu oraz 1-( R )-fenyloetanolu na drodze biotransformacji z wykorzystaniem sinic. Wymienione związki są ważnymi chiralnymi blokami budulcowymi wykorzystywanymi do syntez w przemyśle chemicznym czy farmaceutycznym.

W patencie PL 194403 B1 został opisany sposób otrzymywania 1-( R )-fenyloetanolu drogą biotransformacji. W sposobie tym racemiczny 1-( R,S )-fenyloetanol zostaje poddany utlenieniu przy wykorzystaniu korzeni selera (Apium graveolens).

Wynalazek dotyczy sposobu, w którym do otrzymania butanolanu 1-( S )-fenyloetylu oraz 1-( R )-fenyloetanolu wykorzystuje się organizmy żywe do przeprowadzenia procesu biotransformacji.

Dotychczas otrzymywanie butanolanu 1-( S )-fenyloetylu oraz 1-( R )-fenyloetanolu drogą biotransformacji z wykorzystaniem sinic jako biokatalizatorów, dokładnie szczepu Synechococcus bigranulatus CCALA 187 nie zostało opisane w literaturze. Wynalazek przedstawiony poniżej otwiera drogę do syntezy innych związków, ze względu na możliwość otrzymania konkretnych izomerów optycznych (R bądź S), które stanowią cenny blok budulcowy. Wynalazek pozwala na otrzymanie w jednym procesie wzbogaconych mieszanin enancjomerycznych zarówno alkoholu: 1-( R )-fenyloetanolu, jak i estru: butanolanu 1-( S )-fenyloetylu, który pozostaje jako nieprzereagowany substrat z mieszaniny racemicznej butanolanu-1-( R,S )-fenyloetylu, użytego jako materiał wyjściowy.

Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania chiralnego 1-( R )-fenyloetanolu o wzorze 2 oraz chiralnego butanolanu 1-( S )-fenyloetylu o wzorze 1, polegający na tym, że butanolan 1-( R,S )-fenyloetylu poddaje się biotransformacji z wykorzystaniem trzytygodniowej hodowli szczepu cyjanobakterii Synechococcus bigranulatus CCALA 187 inkubowanej w temperaturze około 25°C, przy ciągłym naświetlaniu hodowli światłem fluorescencyjnym (SunGlo, 8W) w ciągu 5 dni.

Korzystnie trzytygodniową hodowlę szczepu cyjanobakterii Synechococcus bigranulatus CCALA 187 prowadzi się na podłożu BG 11 (Blue-Green Medium).

Korzystnie produkt w postaci 1-( R )-fenyloetanolu wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej za pomocą dwukrotnej ekstrakcji około 50 ml octanu etylu.

Korzystnie produkt w postaci butanolanu 1-( S )-fenyloetyIu wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej za pomocą dwukrotnej ekstrakcji około 50 ml octanu etylu.

Korzystnie optymalne stężenie substratu - butanolanu 1-( R,S )-fenyloetylu wynosi 1 mM.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony za pomocą schematu reakcji oraz w przykładach jego wykonania i określony wzorami.

P r z y k ł a d 1:

Proces zakładania hodowli wykonuje się poprzez przenoszenie trzytygodniowego inokulum szczepu w objętości 10 ml do świeżego podłoża o objętości 100 ml. Hodowle badanego szczepu prowadzi się w warunkach stałego naświetlania świetlówką fluorescencyjną Power-Glo (8W, T5, Hagen), w temperaturze około 25°C w kolbach Erlenmeyer’a o objętości 250 ml. Hodowle zawierają po 100 ml podłoża BG 11 (BlueGreen Medium). Substrat - butanolan-1-( R,S )-fenyloetylu dodaje się do trzytygodniowych hodowli, w stężeniu 1 mM. Biotransformację prowadzi się przez 5 dni, w warunkach stacjonarnych, w temperaturze około 25°C, przy ciągłym naświetlaniu świetlówką fluorescencyjną Power-Glo (8W, T5, Hagen). W celu zakończenia biotransformacji po 5 dniach supernatant ekstrahuje się dwukrotnie octanem etylu porcjami po około 50 ml. Powstałą w wyniku ekstrakcji frakcję organiczną suszy się bezwodnym siarczanem magnezu. Następnie środek suszący usuwa się przez filtrację, a przesącz zatęża się w wyparce rotacyjnej. Identyfikacji produktu oraz sprawdzenia wydajności reakcji dokonuje się z wykorzystaniem chromatografii gazowej. Wykorzystano kolumnę Varian CP Chirasil-Dex CB, 25 m x 0.25 mm, ID x 0.25 μm. Próbki

PL 240 566 Β1 przygotowano w octanie etylu. Po biotransformacji przeprowadzonej w powyższy sposób otrzymano butanolan-1-(S)-fenyloetylu z nadmiarem enancjomerycznym wynoszącym e.e% = 100% oraz 1-(R)-fenyloetanol nadmiarem enancjomerycznym wynoszącym e.e% = 90,95%.

Claims (5)

1. Sposób otrzymywania 1-(R)-fenyloetanolu o wzorze 2 oraz butanolanu 1-(S)-fenyloetylu o wzorze 1, znamienny tym, że butanolan 1-(R,S)-fenyloetylu poddaje się biotransformacji z wykorzystaniem trzytygodniowej hodowli szczepu cyjanobakterii Synechococcus bigranulatus CCALA 187 inkubowanej w temperaturze około 25°C, przy ciągłym naświetlaniu hodowli światłem fluorescencyjnym (SunGlo, 8W) w ciągu 5 dni.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że trzytygodniową hodowlę szczepu cyjanobakterii Synechococcusbigranulatus CCALA 187 prowadzi się na podłożu BG 11 (Blue-Green-Medium).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt w postaci 1-(R)-fenyloetanolu wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej za pomocą dwukrotnej ekstrakcji około 50 ml octanu etylu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt w postaci butanolanu 1 (S)-fenyloetylu wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej za pomocą dwukrotnej ekstrakcji około 50 ml octanu etylu.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że optymalne stężenie substratu - butanolanu 1-(R,S)-fenyloetylu wynosi 1 mM.