PL242338B1 - Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu - Google Patents

Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu Download PDF

Info

Publication number
PL242338B1
PL242338B1 PL435579A PL43557920A PL242338B1 PL 242338 B1 PL242338 B1 PL 242338B1 PL 435579 A PL435579 A PL 435579A PL 43557920 A PL43557920 A PL 43557920A PL 242338 B1 PL242338 B1 PL 242338B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
dimethoxyflavone
hydroxy
carried out
organic solvent
kch
Prior art date
Application number
PL435579A
Other languages
English (en)
Other versions
PL435579A1 (pl
Inventor
Mateusz Łużny
Ewa Kozłowska
Edyta Kostrzewa-Susłow
Tomasz Janeczko
Original Assignee
Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wrocław University Of Environmental And Life Sciences filed Critical Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority to PL435579A priority Critical patent/PL242338B1/pl
Publication of PL435579A1 publication Critical patent/PL435579A1/pl
Publication of PL242338B1 publication Critical patent/PL242338B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/02Oxygen as only ring hetero atoms
    • C12P17/06Oxygen as only ring hetero atoms containing a six-membered hetero ring, e.g. fluorescein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/04Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring
    • C07D311/22Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 4
    • C07D311/26Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 4 with aromatic rings attached in position 2 or 3
    • C07D311/28Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 4 with aromatic rings attached in position 2 or 3 with aromatic rings attached in position 2 only
    • C07D311/30Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 4 with aromatic rings attached in position 2 or 3 with aromatic rings attached in position 2 only not hydrogenated in the hetero ring, e.g. flavones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/22Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group aromatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania 3'-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu o wzorze 2. Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Beauveria bassiana KCh J 1,5, następuje regioselektywna hydroksylacja substratu. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej kultury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą (octan etylu).

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu.
Metoda, według wynalazku może znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym do otrzymywania preparatów stosowanych w prewencji chorób układu krążenia oraz w profilaktyce przeciwnowotworowej.
Na dzień dzisiejszy, szacuje się, że występuje ponad 9000 związków flawonoidowych pochodzenia roślinnego (Yonekura-Sakakibara, K.; Higashi, Y.; Nakabayashi, R. The Origin and Evolution of Plant Flavonoid Metabolism. Front. Plant Sci. 2019, 10, 1-16), które jako wtórne metabolity spełniają szereg funkcji m.in. regulujących ogólny rozwój roślin, pigmentację, czy zapewniających ochronę przed UV (Gall, M.; Thomsen, M.; Peters, C.; Pavlidis, I. V.; Jonczyk, P.; Grunert, P.P.; Beutel, S.; Scheper, T.; Gross, E.; Backes, M.; et al. Enzymatic Conversion of Flavonoids using Bacterial Chalcone Isomerase and Enoate Reductase. Angew. Chemie Int. Ed. 2014, 53, 1439-1442; Pathak, S.; Kesavan, P.; Banerjee, A.; Banerjee, A.; Celep, G.S.; Bissi, L.; Marotta, F. Metabolism of Dietary Polyphenols by Human Gut Microbiota and Their Health Benefits. In Polyphenols: Mechanisms of Action in Human Health and Disease; Elsevier, 2018; pp. 347-359 ISBN 9780128130063; Hassan, S.; Mathesius, U. Flavonoids Play Multiple Roles in Symbiotic Root-Rhizosphere Interactions. In Biological Nitrogen Fixation; 2015; Vol. 2-2, pp. 499-510 ISBN 9781119053095). Dodatkowo, ciągle są opisywane nowe właściwości biologiczne flawonów, które wykazują pozytywny wpływ na organizmy modelowe po ich spożyciu, w tym na organizm ludzki. Począwszy od często opisywanych zdolności antyoksydacyjnych, przeciwnowotworowych, przeciwzapalnych (Cao, H.; Chen, X.; Jassbi, A.R.; Xiao, J. Microbial biotransformation of bioactive flavonoids. Biotechnol. Adv. 2015, 33, 214-223; Xiao, Z.; Wang, Y.; Wang, J.; Li, P.; Ma, F. Structure-antioxidant capacity relationship of dihydrochalcone compounds in Malus. Food Chem. 2019, 275, 354-360), przeciwgrzybiczych, przeciwbakteryjnych czy przeciwwirusowych (Yao, L.H.; Jiang, Y.M.; Shi, J.; Tomas-Barberan, F. a; Datta, N.; Singanusong, R.; Chen, S.S. Flavonoids in food and their health benefits. Plant Foods Hum. Nutr. 2004, 59, 113-122) aż do wykorzystania tych związków do leczenia Choroby Alzheimera (Bei, D.; An, G. Pharmacokinetics and tissue distribution of 5,7-dimethoxyflavone in mice following single dose oral administration. J. Pharm. Biomed. Anal. 2016, 119, 65-70), czy obniżania poziomu glukozy we krwi (testowane na modelach szczurzych) (Xie, Y.; Zhang, Y.; Su, X. Antidiabetic and Hypolipidemic Effects of 5,7-Dimethoxyflavone in Streptozotocin-lnduced Diabetic Rats. Med. Sci. Monit. 2019, 25, 9893-9901), pokazują, że związki te można wykorzystać na bardzo szeroką skalę.
5,7-Dimetoksyflawon jest wytwarzany przez rośliny stosowane w medycynie naturalnej: można go wyizolować m.in. z kłącza Boesenbergia pandurata (Roxb.), czyli w roślinie, która jest od dawna wykorzystywana w tajskiej medycynie tradycyjnej (Panthong, A.; Tassaneeyakul, W.; Kanjanapothi, D.; Tantiwac, P.; Reutrakul, V. Anti-Inflammatory activity of 5,7-dimethoxyflavone. Planta Medic 1989, 55, 133-136), z liści i nasion Piper caninum (Salleh, W.; Ahmad, F.; Yen, K. Chemical constituents from Piper caninum and antibacterial activity. J. Appl. Pharm. Sci. 2015, 5, 020-025) czy z liści Kaempferia parviflora (Yenjai, C.; Wanich, S.; Pitchuanchom, S.; Sripanidkulchai, B. Structural modification of 5,7-dimethoxyflavone from Kaempferia parviflora and biological activities. Arch. Pharm. Res. 2009, 32, 1179-1184). Co więcej, związek ten, przetestowany na szczurach wykazywał bardzo niską toksyczność, praktycznie bez skutków ubocznych (nawet w dawkach do 3 g/kg masy ciała) (Panthong, A.; Tassaneeyakul, W.; Kanjanapothi, D.; Tantiwac, P.; Reutrakul, V. Anti-Inflammatory activity of 5,7-dimethoxyflavone. Planta Medic 1989, 55, 133-136). Autorzy porównali tutaj właściwości przeciwzapalne 5,7-DMF z aspiryną i stwierdzili, iż związek ten jednocześnie hamuje wytwarzanie prostaglandyn (działanie p/zapalne) oraz w tym przypadku obniża (rektalną) temperaturę organizmu szczura. Dodatkowo wykazano również, iż 5,7-DMF działa jako inhibitor sarcopenii oraz powoduje jednocześnie rozwój masy i objętości mięśniowej na modelu mysim - czyli wykazuje właściwości bardzo zbliżone do wykorzystywanej w badaniach biologicznych chryzyny (5,7-dihydroksyflawonu) (Kim, C.; Hwang, J.-K. The 5,7-Dimethoxyflavone Suppresses Sarcopenia by Regulating Protein Turnover and Mitochondria Biogenesis-Related Pathways. Nutrients 2020, 12, 1079).
Szczep Beauveria bassiana KCh J1.5 był wcześniej ujawniony w literaturze (Kozłowska E., Urbaniak M., Hoc N., Grzeszczuk J., Dymarska M., Stępień Ł., Pląskowska E., Kostrzewa-Susłow E., Janeczko T. (2018) Cascade biotransformation of dehydroepiandrosterone (DHEA) by Beauveria species. Scientific Reports, 8:13449).
Znana jest chemiczna metoda uzyskiwania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu w wyniku debenzylacji 3’-benzyloksy-5,7-dimetoksyflawonu (Shaw, B. L., & Simpson, T. H. (1952). 981. Chelate Systems. Part II. Journal of the Chemical Society, 5027-5032. doi:10.1039/jr9520005027). W literaturze nie ma doniesień dotyczących biotechnologicznego uzyskania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu.
Istota wynalazku polega na tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Beauveria bassiana KCh J1.5. Po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 5,7-dimetoksyflawon o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą. Transformację prowadzi się w temperaturze od 15 do 35 stopni Celsjusza, przy ciągłym wstrząsaniu, od 24 do 72 godzin. Kolejno produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.
W wyniku regioselektywnej hydroksylacji otrzymuje się 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawon, a reakcję prowadzi się w wodnej kulturze szczepu Beauveria bassiana KCh J1.5.
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 chloroform: metanol w stosunku objętościowym 18:1.
Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Beauveria bassiana KCh J1.5, następuje regioselektywna hydroksylacja substratu.
Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu, z wydajnością izolowaną na poziomie 40% (konwersją według GC >50%), w temperaturze pokojowej i przy pH naturalnym dla szczepu.
Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.
P rzy kła d. 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 Beauveria bassiana KCh J1.5. Po 72 godzinach jego wzrostu dodaje się 100 mg 5,7-dimetoksyflawonu o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm3 tetrahydrofuranu (THF). 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 chloroform i metanol 18:1.
Na tej drodze otrzymuje się 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawon (konwersja według GC na poziomie >50%).
Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:
1H NMR (600 MHz) (CDCh) δ (ppm): 3.83 (s, 3h, C-5-OCH3), 3.90 (s, 3H, C-7-OCH3), 6.51 (d, 1H, J = 2.3 Hz, H-6), 6.64 (s, 1H, H-3), 6.82 (d, 1H, J = 2.3 Hz, H-8), 6.96 (ddd, 1H, J = 8.1, 2.4, 0.5 Hz, H-4’), 7.33 (t, 1H, J = 7.9 Hz, H-5’), 7.37 (t, 1H, J = 2.2 Hz, H-2’), 7.45 (brd, 1H, J = 7.8 Hz, H-6’), 9.87 (s, C-3’-OH).

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu, znamienny tym, że do podłoża odpowiedniego dla drożdży wprowadza się szczep Beauveria bassiana KCh J1.5, następnie po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 5,7-dimetoksyflawon o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, transformację prowadzi się od 24 do 72 godzin, w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciągłym wstrząsaniu, 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 0,2 g: 1 L.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 25 stopni Celsjusza.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszczanie prowadzi się wykorzystując cienkowarstwową chromatografię preparatywną w układzie eluującym chloroform:metanol w stosunku objętościowym 18:1.
PL435579A 2020-10-05 2020-10-05 Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu PL242338B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL435579A PL242338B1 (pl) 2020-10-05 2020-10-05 Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL435579A PL242338B1 (pl) 2020-10-05 2020-10-05 Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL435579A1 PL435579A1 (pl) 2022-04-11
PL242338B1 true PL242338B1 (pl) 2023-02-13

Family

ID=81076634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL435579A PL242338B1 (pl) 2020-10-05 2020-10-05 Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242338B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL435579A1 (pl) 2022-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wahyuni et al. Effects of light, sucrose concentration and repetitive subculture on callus growth and medically important production in Justicia gendarussa Burm. f.
Spivak et al. Synthesis and activity of new triphenylphosphonium derivatives of betulin and betulinic acid against Schistosoma mansoni in vitro and in vivo
AbouZid Silymarin, natural flavonolignans from milk thistle
Xu et al. Unusual withanolides from aeroponically grown Withania somnifera
US20130197071A1 (en) Production of lipoxygenase inhibitors via fungal biosynthetic pathway
Xu et al. New polyketides with anti-inflammatory activity from the fungus Aspergillus rugulosa
Yen et al. Anti-cancer agents derived from solid-state fermented Antrodia camphorata mycelium
Wang et al. Two pairs of farnesyl phenolic enantiomers as natural nitric oxide inhibitors from Ganoderma sinense
Bulgakov et al. Shikonin production by p-fluorophenylalanine resistant cells of Lithospermum erythrorhizon
Obaroakpo et al. Bioactive assessment of the antioxidative and antidiabetic activities of oleanane triterpenoid isolates of sprouted quinoa yoghurt beverages and their anti-angiogenic effects on HUVECS line
US20110033904A1 (en) Method for preparing orthodihydroxyisoflavones using a biotransformation system
CN111377994A (zh) 七种来源于灯笼果的醉茄内酯类化合物及其制备方法和用途
CN114409625A (zh) 一种具有神经保护活性的炭角酮及其制备方法和应用
CN105920064A (zh) 以西洋参茎叶为原料提取分离出的天然活性成分及其应用
KR20130051181A (ko) 새싹보리 추출물 및 이로부터 분리된 폴리코사놀계 화합물을 포함하는 대사성 질환 예방 및 치료용 약학 조성물
Jia et al. Advances in militarine: Pharmacology, synthesis, molecular regulation and regulatory mechanisms
TWI321052B (en) Composition for treating cancer cells and preparation method thereof
PL242338B1 (pl) Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu
CN108017600B (zh) 六种来源于荔枝草的萜类化合物及其制备方法和用途
PL242340B1 (pl) Sposób wytwarzania 3’-hydroksy-5,7-dimetoksyflawonu
PL242337B1 (pl) Sposób wytwarzania 3’4’-dihydroksy-5,7-dimetoksyflawonu
PL242339B1 (pl) Sposób wytwarzania 3’4’-dihydroksy-5,7-dimetoksyflawonu
Oh et al. Diacylglycerol acyltransferase-inhibitory compounds from Erythrina senegalensis
CN111454153B (zh) 五种来源于火殃勒的ent-atisane型二萜类化合物及其制备方法和用途
CN111777588B (zh) 假臭草苯丙素类化合物及其应用