202283. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbonsavészterek előállítására enzimreakció útján
1 HU 202283 B 2 A találmány tárgya új eljárás (I) általános képletű karbonsavészterek - ahol a képletben Rl jelentése egyenes vagy elágazó szénláncú 1-6 szénatomos alkil- vagy fenilcsoport; R.2 jelentése egyenes vagy elágazó szénláncú, adott esetben hidroxilcsoporttal szubsztituált 1-5 szénatomos alkilcsoport, vagy lankacidin C-ből a 14-helyzetű vagy maridomicinből a 9-helyzetű hidroxilcsoport elhagyásával képzett csoport -előállítására karboxil-észteráz katalizátor jelenlétében. Karbonsavészterek előállítására eddig szintetikus szerveskémiai eljárásokat és enzimreakciókat alkalmaztak. A szerveskémiai folyamatokon alapuló szintetikus reakciók például az észterezési eljárások, így az alábbi reakcióegyenlet szerinti dehidratáló reakció: IWH + Rí,C02H -------► RaO-CORb + H2O [ hidroxil- karbonsav észter \ vegyidet- ahol a hidroxilvegyület az acilcsoport-akceptor, és a karbonsav az acilcsoport-donor. Ilyen szerves reakció továbbá az alábbi egyenlet szerinti átészterező reakció* RaOH + RbCO-ORc —* RaO-CORb + RcOH f hidroxil- észter észter Lvegyület- ahol a hidroxilvegyület az acilcsoport-akceptor, és az észtervegyület az acilcsoport-donor. Az ilyen típusú reakciók ismertek. Az enzimreakció - azaz az enzimes észterező reakció - fordított hidrolízis, ahol a hidroxilvegyület és a karbonsav játssza a szubsztrátum szerepét; az enzimes átészterező reakció során a hidroxilvegyület és valamilyen észtervegyület a szubsztrátum. E reakciók is ismertek. Ha azonban a hidroxilvegyület két vagy több hidroxilcsoportot tartalmaz, akkor az általánosan alkalmazott szerveskémiai szintetikus reakciók útján egy vagy több hidroxilcsoport szelektíven és specifikusan nem alakítható át aciloxicsoporttá (aciloxicsoportokká). így például, ha az (I) képletű lankacidin A vegyületet, amely hatékony antibakteriális és antbiotikus hatású anyag például sertések vérhasfertőzésével szemben - lásd például a 3 676 300 és 4 480 033 számú Egyesült Allamok-beli szabadalmi leírásokat - a (2) képletű lankacidin C vegyületből kívánják előállítani, amely utóbbi vegyületben két hidroxilcsoport van a 8-as és 14-es helyzetben, akkor a 14-es helyzetű hidroxilcsoport szintetikus reakció útján szelektíven nem észterezhető aciloxicsoporttá. Ennek alapján hidroxilcsoport(ok) aciloxicsoporttá (aciloxicsoportokká) szerves kémiai szintetikus reakciókat alkalmazó eljárások útján szelektivitás szempontjából hatékonyan nem alakítható(k) át. A szubsztrátumként hidroxilvegyületet és karbonsavat vagy valamilyen karbonsavésztert alkalmazó enzimreakció lehetővé teszi hidroxilcsoport(ok) szelektív és specifikus átalakítását aciloxicsoporttá (aciloxicsoportokká) __ (lásd a 3 676 300 és 4 480 033 számú Egyesül Allamok-beli szabadalmi leírtásokat). Az ilyen enzimreakciók során azonban nagymennyiségű szubsztrátum - például karbonsav vagy észtervegyület - szükséges, mivel az enzim mind az előrehaladó, mind a megfordított reakciót katalizálja, és ez elsősorban a szubsztrátumok koncentrációjától függ. Ezen túlmenően a célzott észtervegyület hozama is igen csekély. Továbbá, ha az észterezést hidroxilvegyületből és karbonsavból kiindulva enzimreakcióval végzik, akkor a reakciót tökéletesen vízmentes körülmények között kell lejátszani. Ha átészterezést végeznek enzimreakcióval hidroxilvegyületből és valamilyen észtervegyületből kiindulva - aminek során az észtervegyület az acilcsoport-donor - akkor ez az észter gyakran hidrolizál a karboxil-észteráz katalizátor hatására, és ezzel egyidejűleg végbemegy a képződött észter hidrolízise is a karboxil-észteráz hatására. Ez szükségessé teszi a szubsztrátumként alkalmazott észtervegyület - mint acilcsoport-donor - nagy feleslegben történő alkalmazását. Ezen túlmenően hidroxilcsopor(ok) aciloxicsoporttá (aciloxicsoportokká) való teljes átalakítása nehéz, mivel az átészterező enzimreakció megfordítható folyamat. A szerzők vizsgálták annak lehetőségét, hogy enzimreakció útján hidroxilcsoportot (hidroxilcsoportokat) miként lehet szelektíven és specifikusan, magas hozammal, kismennyiségű acilcsoport-donor alkalmazásával aciloxicsoporttá (-csoportokká) átalakítani. Vizsgálataink eredményeként azt találtuk, hogy az enzimreakcióban a célzott észtervegyületek hozama és minősége jelentősen javítható úgy, hogy acilcsoport-donorként valamilyen karbonsavanhidridet alkamazunk szerves oldószerben. E megfigyelésünket további vizsgálatokkal egészítettük ki, és ennek eredményeként dolgoztuk ki a találmányunkat. A jelen találmány tárgya új eljárás (I) általános képletű karbonsavészterek - ahol a képletben Rí és R2 jelentése a fentiekben megadott - előállítására karboxil-észteráz segítségével, amely abban áll, hogy egy (II) általános képletű hidroxilvegyületet - ahol R2 jelentése a fentiekben megadott - egy (III) általános képletű karbonsavanhidriddel - ahol Rí jelentése a fentiekben megadott - szerves oldószerben reagáltatunk. A találmány szerinti eljárás segítségével a célzott karbonsavésztert könnyen, igen jó minőségben, magas hozammal kapjuk. A találmány szerinti eljárás új észteráz enzimreakció, amely mindeddig nem volt ismert. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával hidroxilcsoport(ok) szelektíven és specifikusan alakíthatók aciloxicsoporttá (-csoportokká), és az észtervegyület kismennyiségű acilcsoport-donor alkalmazásával is magas hozammal állítható elő, mivel a találmány szerinti észteráz-reakció csaknem teljesen megfordíthatatlan (irreverzibilis) folyamat. Ennek alapján a találmány szerinti eljárásnak az előnye ipari méretben történő alkalmazás szempontjából is jelentős. A találmány szerinti eljárásban karboxil-észterázként az „Enzyme Nomenclature, IUB, 3-1-1-1, Academic Press Inc. 1984” kézikönyvben meghatározott karboxil-észteráz alkalmazható. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott karboxil-észteráz származhat baktériumokból (például Actinomyces-ből), mikroorganizmusokból (például Eumycetes-bő), valamint állatokból vagy növényekből. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
