PL438645A1 - 3-Hydroksy-2-metylo-2'-O-β-D-(4''-O-metyloglukopiranozylo)-dihydrochalkon i sposób wytwarzania 3-hydroksy-2-metylo-2'-O-β-D-(4'' O-metyloglukopiranozylo)-dihydrochalkonu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest 3-hydroksy-2-metylo-2'-O-β-D-(4"-O-metyloglukopiranozylo)-dihydrochalkon o wzorze 2 oraz sposób wytwarzania 3-hydroksy-2-metylo-2'-O-β-D-(4"-O-metyloglukopiranozylo-)dihydrochalkonu charakteryzujący się tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Isaria fumosorosea KCH J2, następnie po upływie co najmniej 72 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 2'-hydroksy-2-metylochalkon 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 96 godzin, po czym produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie, przy czym 3-hydroksy-2-metylo-2'-O-β-D-(4"-O-metyloglukopiranozylo)-dihydrochalkon o wzorze 2 znajduje się we frakcji o pośredniej polarności, w drugim paśmie od linii startu.

Description

3-Hydroksy-2-metylo-2' -O-/3-D-( 4" -O-metyloglukopiranozylo )­ dihydrochalkon i sposób wytwarzania 3-hydroksy-2-metylo-2' -O-/3-D-( 4" -O-metyloglukopiranozylo )­ dihydrochalkonu Przedmiotem wynalazku jest 3-hydroksy-2-m etylo-2' -O-/3-D-( 4" -O­ metyloglukopiranozylo )-d ihydrochalkon o wzorze 2 przedstawionym na rysunku. Przedmiotem wynalazku jest równiez sposób wytwarzania 3-hydroksy-2-metylo-2' -O-/3-D-( 4" -O-metyloglukopiranozylo )­ dihydrochalkonu. 3-Hydroksy-2-metylo-2' -O-/3-D-( 4"-O-m etyloglukopiranozylo )­ dihydrochalkon moze znalezc zastosowanie jako zwiazek przeciwutleniajacy, przeciwdrobnoustrojowy, substancja wzmacniajaca smak i potencjalny slodzik w preparatach farmaceutycznych, produktach spozywczych oraz formulacjach kosmetycznych. Naturalne flawonoidy z jedna lub kilkoma grupami metylowymi wystepuja w roslinach sporadycznie. Z azjatyckiego drzewa Syzygium nervosum (Cleistocalyx operculatus) izolowano C- i O-metylowane chalkony: (E)-4,2' ,4' -trihydroksy-6' -metoksy-3' ,5' -dimetylochalkon, (E)-2' ,4'-dihydroksy-6'-metoksy-3' ,5'-dimetylochalkon, (E)-2' ,4'-dihydroksy- 6' -metoksy-3' -metylochalkon, (E)-2,2' ,4' -trihydroksy-6' -metoksy-3' ,5' - dimetylochalkon. Zwiazki te wykazywaly silna inhibicje wobec enzymów pochodzacych od dwóch szczepów wirusa grypy: H1 N1 oraz H9N2. Blokowaly one dzialanie neuraminidaz, umozliwiajacych wirusom opuszczanie zakazonych komórek poprzez rozklad ich blon PL 438645 A1 2/10komórkowych (Dao T. T. , Tung B. T., Nguyen P. H., Thuong P. T., Yoo S. S., Kim E. H., Kim S. K., Oh W. K. C-methylated flavonoids form Cleistocalyx operculatus and their inhibitory effects on novel influenza A (H1 N1) neuram inidase. Journal of Natura! Products 201 O, 73, 1636-1642). Naturalne dihydrochalkony floretyna i jej glikozyd florydzyna, które wystepuja w skórce i miazszu jablka, wykazuja licznie udokumentowane wlasciwosci prozdrowotne: antyoksydacyjna, przeciwzapalna, przeciwcukrzycowa, przeciwnowotworowa i kardioprotekcyjna (Choi Y. Biochemical basis of anti-cancer-effects of phloretin - a natural dihydrochalcone. Mo/ecu/es 2018, 24,278; Tian L., Cao J., Zhao T., Liu Y, Khan A., Cheng G. The bioavailability, extraction, biosynthesis and distribution of natural dihydrochalcone: phloridzin. International Journal of Mo/ecu/ar Sciences 2021, 22, 962). W badaniach nad dihydrochalkonem naringiny z udzialem transgenicznych myszy jako modeli zwierzecych choroby Alzheimera, zaobserwowano efekt zlagodzenia deficytów poznawczych, co stwarza mozliwosc zastosowania tego zwiazku jako srodka leczniczego (Yang W., Zhou K., Zhou Y., An Y, Hu T., Lu J., Huang S., Pei G. Narindin dihydrochalcone ameliorates cognitive deficits and neuropatholody in APP /PS 1 Transgenic Mice. Frontiers in Aging Neuroscience 2018, 1 O, 169). Dihydrochalkony wykazuja slodki smak i moga znalezc zastosowanie jako prozdrowotne slodziki (Janeczko T., Gladkowski W., Kostrzewa-Suslow E. Microbial transformations of chalcones to produce food sweetener derivatives. Journal of Mo/ecu/ar Catalysis B: Enzymatic 2013, 98, 55-61; Luzny M., Kozlowska E., Kostrzewa-Suslow E., Janeczko T. Highly efective, regiospecific hydrogenation of methoxychalcone by Yarrowia lipolytica enables production of food sweeteners. Catalysts 2020, 1 O, 1135). Najlepiej poznany i zbadany dihydrochalkon pozyskiwany ze skórek owoców cytrusowych dihydrochalkon neohesperydyny (E-959) zostal dopuszczony do stosowania jako slodzik i substancja wzmacniajaca smak, a jego zastosowanie reguluje Rozporzadzenie Komisji Europejskiej nr PL 438645 A1 3/101129/2011 z 11 listopada 2011 r. Wiekszosc flawonoidów, poza katechinami, jest obecna w roslinach w polaczeniu z cukrami, jako /3-glikozydy. Glikozylacja skutkuje: wzrostem rozpuszczalnosci w wodzie i stabilnosci czasteczki flawonoidu oraz przyswajalnosci przyjmowanych z pokarmem zwiazków flawonoidowych. Zasadniczo glukozydy sa jedynymi glikozydami, które moga byc absorbowane w jelicie cienkim. Natomiast flawonoidy niezaabsorbowane w jelicie cienkim oraz zaabsorbowane flawonoidy wydzielone z zólcia ulegaja degradacji wraz z rozerwaniem struktury pierscieniowej przez mikroorganizmy (Hollman, P. C. Absorption, bioavailability, and metabolism of flavonoids. Pharmaceutical Biology, 2004, 42, 7 4-83; Plaza, M.; Pozzo, T.; Liu, J.; Gulshan Ara, K. Z.; Turner, C.; Nordberg Karlsson, E. Substituent effects on in vitro antioxidizing properties, stability, and solubility in flavonoids. Journal of Agricultural Food Chemistry, 2014, 62, 3321-3333). Hollman i in., wykazali, ze czasteczka glukozy przylaczona w pozycji 3 kwercetyny (3,3',4',5,7-pentahydroksyflawon) zwieksza absorpcje tego zwiazku w jelicie cienkim do 52%, w porównaniu z 24% absorpcja aglikonu kwercetyny i 17% rutynozydu kwercetyny (Hollman, P. C.; Bijsman, M. N. C. P.; van Gameren, Y.; Cnossen, E. P. J.; de Vries, J. H.; Katan, M. B. The sugar moiety is a major determinant of the absorption of dietary flavonoid glycosides in man. Free Radical Research, 1999, 31, 569-573). Znany jest szczep lsaria fumosorosea KCH J2 ujawniony w zgloszeniu patentowym o numerze P.416996. W ostatnich latach, w leczeniu róznych chorób i ich zapobieganiu, coraz wieksze znaczenie zyskuja zwiazki pochodzenia naturalnego oraz ich odpowiedniki uznawane za naturalne, które uzyskano na drodze przeksztalcen mikrobiologicznych. Dlatego istotne jest opracowywanie nowych metod wytwarzania zwiazków aktywnych biologicznie na drodze biotransformacji, uzytecznych dla przemyslu farmaceutycznego, kosmetycznego i spozywczego. PL 438645 A1 4/10W dostepnej literaturze brak jest informacji na temat otrzymywania 3-hydroksy-2-metylo-2' -O-,B-D-( 4" -O-metyloglukopiranozylo )­ dihydrochalkonu. Istota wynalazku jest 3-hydroksy-2-m etylo-2' -O-,B-D-( 4" -O- metyloglukopiranozylo )-dihydrochalkon. Istota sposobu polega na tym, ze do podloza odpowiedniego dla grzybów strzepkowych wprowadza sie szczep lsaria fumosorosea KCH J2. Po uplywie co najmniej 72 godzin do hodowli wprowadza sie substrat, którym jest 2'-hydroksy-2-metylochalkon, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszajacym sie z woda Transformacje prowadzi sie w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciaglym wstrzasaniu, przez co najmniej 96 godzin. Nastepnie produkt ekstrahuje sie rozpuszczalnikiem organicznym niemieszajacym sie z woda oraz oczyszcza chromatograficznie. 3-hydroksy-2-metylo-2' -O-,B-D-( 4" -O- metyloglukopiranozylo )-dihydrochalkon znajduje sie we frakcji o posredniej polarnosci, w drugim pasmie od linii startu. Korzystnie jest, gdy stosunek masy dodawanego substratu do objetosci hodowli wynosi 0,1 mg:1 cm 3 . Korzystnie takze jest, gdy proces prowadzi sie w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Dodatkowo, korzystnie jest, gdy transformacje prowadzi sie przez 9 dni. Korzystnie równiez jest, gdy oczyszczanie prowadzi sie wykorzystujac cienkowarstwowa chromatografie preparatywna w ukladzie eluujacym z chloroformem i metanolem w stosunku objetosciowym 9: 1. Postepujac zgodnie z wynalazkiem, w wyniku dzialania ukladu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu lsaria fumosorosea KCH J2, nastepuje redukcja wiazania podwójnego, hydroksylacja przy C-3 oraz hydroksylacja i przylaczenie 4-metoksy-,B-D-glukozy przy C-2'. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela sie z wodnej kultury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcje rozpuszczalnikiem PL 438645 A1 /10organicznym niemieszajacym sie z woda (octan etylu). Zasadnicza zaleta wynalazku jest otrzymanie 3-hydroksy-2-metylo-2'­ O-,B-D-( 4" -O-metyloglukopiranozylo )-d ihydrochalkonu w tern peraturze pokojowej i przy pH naturalnym dla szczepu oraz wykorzystujac mikroorganizm niebedacy patogenem ludzkim. Wykorzystanie biotransformacji, zamiast syntezy chemicznej, umozliwia, w sposób przyjazny dla srodowiska, uzyskanie zwiazków o wiekszej biodostepnosci i aktywnosci biologicznej, niz uzyte substraty. Wynalazek jest blizej objasniony na przykladzie wykonania. Przyklad. Do kolby stozkowej o pojemnosci 2000 cm 3 , w której znajduje sie 500 cm 3 sterylnej pozywki zawierajacej 1 O g aminobaku i 30 g glukozy, wprowadza sie szczep lsaria fumosorosea KCH J2. Po 72 godzinach jego wzrostu dodaje sie 50 mg 2' -hydroksy-2-metylochalkonu o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm 3 dimetylosulfotlenku. Transformacje prowadzi sie w 25 stopniach Celsjusza przy ciaglym wstrzasaniu przez 9 dni. Nastepnie mieszanine poreakcyjna ekstrahuje sie dwukrotnie octanem etylu, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymany ekstrakt oczyszcza sie chromatograficznie z zastosowaniem jako eluentu mieszaniny chloroformu i metanolu w stosunku objetosciowym 9: 1. Produkt znajduje sie we frakcji o posredniej polarnosci, w drugim pasmie od linii startu. Na tej drodze otrzymuje sie 4,8 mg 3-hydroksy-2-metylo-2'-O-,B-D­ (4"-O-metyloglukopiranozylo)-dihydrochalkonu (wydajnosc 5,3%). Stopien konwersji substratu wedlug HPLC 99%. Uzyskany produkt charakteryzuje sie nastepujacymi danymi spektralnymi. Opis sygnalów pochodzacych z widma 1 H NMR (601 MHz, Aceton-dB) PL 438645 A1 6/10Sygnaly pochodzace od szkieletu Sygnaly pochodzace od jednostki flawonoidowego cukrowej ó [ppm] J [Hz] H ó [ppm] J [Hz] H 3,34 (m) a 5,04 (d) 7,8 1" 2,95 (t) 7,7 ~ 3,53 (m) 2" 6,68 (d) 8,0 4 3,63 (td) 9,0; 4,3 3" 6,90 (t) 7,8 5 3,20 (m) 4" 6,71 (d) 7,5 6 3,49 (ddd) 9,7; 4,6; 5" 2,0 7,30 (dd) 8,4; 0,5 3' 3,83 (ddd) 7,3; 4,7; 6" 2,2 3,68 (m) 7,47 (ddd) 8,5; 7,3; 1,8 4' 3,55 (s) C4"- OCH3 7,11 (td) 7,6; 0,9 5' 4,65 (d) 4, 1 C2"-OH 7,58 (dd) 7,7; 1,8 6' 4,48 (d) 4,3 C3"-OH 2,19(s) C2-CH3 3, 71 (dd) 9,3; 4,5 C6"-OH 8,08 (s) C3-OH PL 438645 A1 7/10Zastrzezenia patentowe 1. 3-Hydroksy-2-metylo-2' -O-13-D-( 4"-O-metyloglukopiranozylo )­ dihydrochalkon o wzorze 2. 2. Sposób wytwarzania 3-hydroksy-2-metylo-2'-O-13-0-(4"-O- metyloglukopiranozylo )-dihydrochalkonu znamienny tym, ze do podloza odpowiedniego dla grzybów strzepkowych wprowadza sie szczep lsaria fumosorosea KCH J2, nastepnie po uplywie co najmniej 72 godzin do hodowli wprowadza sie substrat, którym jest 2'-hydroksy-2- metylochalkon o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszajacym sie z woda, transformacje prowadzi sie w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciaglym wstrzasaniu, co najmniej 96 godzin, po czym produkt ekstrahuje sie rozpuszczalnikiem organicznym niemieszajacym sie z woda i oczyszcza chromatograficznie, przy czym 3-hydroksy-2-metylo- 2' -0-13-0-(4" -O-metyloglukopiranozylo )-dihydrochalkon o wzorze 2 znajduje sie we frakcji o posredniej polarnosci, w drugim pasmie od linii startu. 3. Sposób wedlug zastrz. 2., znamienny tym, ze stosunek masy dodawanego substratu do objetosci hodowli wynosi O, 1 mg: 1 cm 3. 4. Sposób wedlug zastrz. 2., znamienny tym, ze proces prowadzi sie w temperaturze 25 stopni Celsjusza. . Sposób wedlug zastrz. 2., znamienny tym, ze transformacje prowadzi sie przez 9 dni. 6. Sposób wedlug zastrz. 2., znamienny tym, ze oczyszczanie prowadzi sie wykorzystujac cienkowarstwowa chromatografie preparatywna w ukladzie eluujacym chloroform:metanol w stosunku objetosciowym 9:1. PL 438645 A1 8/105' 4' 3' OH 3 wzór1 4 ' lsaria fumosorosea KCH J2 4'~6' 3' H t..:" ... '-' '-.~"V Q Q J 1"i HO 2"oH 3" wzór2 OH 2 4 PL 438645 A1 9/10al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr, poczt, 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 OS SS I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www,uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI DO ZGLOSZENIA NR P.438645 Klasyfikacja zgloszenia: C07H15/203 (2006.01 ), C12Pl 9 / 44 (2006.01 ), C12Rl/645 (2006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: C07H, C12P Bazy komputerowe w których prowadzono poszukiwania: EPODOC, WP!, BAZY DANYCH UPRP, STN: REGISTRY, CAPLUS, REAXYSFILEBib, REAXYSFILESub Kategoria dokumentu A A Dokumenty - z podana identyfikacja Krawczyk-Lebek A, Dymarska M, Janeczko T, Kostrzewa-Suslow E. Entomopathogenic Filamentous Fungi as Biocatalysts in Glycosylation ofMethylflavonoids. Catalysts. 2020; 10(10):1148. https:/ /doi.org/10.3390 /catallO 101148 PL234086 Bl (UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCLAWIU) 2020-01-31 D Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A dokument okrcsl.1.j0cy ogólny st:m techniki, któr? nic jc,st uw;iz:my z.1. posi.:id;ijqcy szczególne zn;iczcnic, F. - dokument st.ctnmvi0cy wczesniejsze zgloszenie luh patent, ale opuhlikow;iny w luh po dacie zgloszenia, Odniesienie do zastrz. 1-6 1-6 L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszenstwo[-wa), lub przytoczony w celu ustalenia daty publikacji innego cytowanego dokumentu lub z mnego szczególnego powodu, O doluuncnl odnoszacy siq do ujawnil.!nia uslrn .. !go prt:L!Z :,,:aslosowanie, vvyslawicnic lub ujawnieni\..! w inny ::.µo::.ób, P dokum1.:nl opublikmv;::my przed d T dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenb lub w dacie pierwszenstwa i niehQd~cy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytow:my \'\' celu zrozumienia z;:is;:i_d lub teorii lez;icych u podstaw wynctl8.zku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze hyc uwazany za nm,y luh nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom ½ynalazczy, je zel! ten dokument brany Jest pod uwage samodzielnie, Y - dokumenl o :'iZGt:ególnym znaczeniu; zaslrzegany wynalazek nie moze byc uvvazany za µo::.ia polq1.,-1.:ony z julnym lub kilkoma Lego Lyµu dokumenlami, a LalUe µolZ!czenil! bl{dzie oczywi::.Le Jla znawcy, & dokument nalcz~cy do tej samej rodziny palcnlowcj. Sprawozdanie wykonalj-a: Agnieszka Ucinska Ekspert Data: 31.03.2022 Uwagi do zgloszenia Podpis: /podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym/ Pismo wydane w formie dokumentu elektronicznego Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersje zastrzezen patentowych z 30.07.2021 r. PL 438645 A1 /10 PL