203793. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-alkoxi- és 2-(fenoxi)-propionsavak enzimkatalítikus rezolválására
1 HU 203 793 B 2 Szerves oldószerekben a lipáz enzimek (E.C. 3.1.1.3) 5-60 *C-on fejtik ki katalitikus hatásukat. A megfeleld reakciósebességet és az enzim magasabb hómérsékleten bekövetkező gyorsabb dezaktiválódását figyelembe véve a reakcióhőmérsékletet 15-45 °C között célszerű tartani. Az enzimakatalitikus reakció kivitelezése rendkívül egyszerű. A rezolválandó savat és az alkoholt feloldjuk a megfelelő oldószerben, és hozzáadjuk a szükséges, ismert víztartalmú enzimet szabad vagy rögzített állapotban. Szükség esetén a reakcióelegy víztartalmát víz hozzáadásával állítjuk be a kívánt értékre. A ieakcióelegyet ezután a reakció hőmérsékletén rázatjuk vagy kevertetjük. Az észterképződés előrehaladását bármilyen alkalmas analitikai módszerrel, például gázkromatográfiás elemzéssel követhetjük. Az optikai tisztaságot a termékek optikai forgatóképességének mérésével vagy folyadékkromatográfiásán, az (S) és (R) optikai izomer mennyiségének királis oszlopon történő meghatározásával ellenőrizhetjük. Amennyiben az (R) optikai izomer tiszta formában történő előállítása a cél, akkor az észterképzési reakciót célszerű az 50%-os konverzió elérése előtt leállítani. Az (S) optikai izomer tiszta formában történő kinyeréséhez a reakciót 50%-osnál nagyobb konverzió eléréséig célszerű végezni. A reakciót például az enzim kiszűrésével állíthatjuk le. A reakcióelegyet az észterek és savak elkülönítésére alkalmas bármilyen módszerrel, például kromatográfiával vagy extrakcióval dolgozhatjuk fel. Extrakciós feldolgozás esetén a reakcióelegyből vízzel kimossuk a reagálatlan savat, a szerves fázisból szárítás után ledesztilláljuk az oldószert, majd a maradékot csökkentett nyomáson desztilláljuk. Az így kapott (R) konfigurációjú észtert szükség esetén lúgos hidrolízissel a megfelelő (R) konfigurációjú (I) általános képletű savvá alakíthatjuk. A vizes fázisból szerves oldószeres extrakcióval kivonjuk az (S) konfigurációjú (I) általános képletű savat, és az extraktumot a fentiek szerint dolgozzuk fel. A nemkívánt izomert racemizálás után visszavezethetjük a folyamatba, és teljes mennyiségét a kívánt konfigurációjú vegyületté alakíthatjuk. A találmány szerinti eljárás lényegesen kevésbé munkaigényes az ismert kémiai rezolválási módszereknél. A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnyei a karbonsav-észterek enzimkatalizált aszimmetrikus hidrolízisével szemben a következők:- nincs szükség az észter előzetes előállítására,- viszonylag tömény oldatokkal lehet dolgozni, mert az (I) általános képletű karbonsavak jól oldódnak szerves oldószerekben (ez jelentős kapacitásnövekedést és eneigiamegtakarítást eredményez), és- az enzim szűréssel egyszerűen visszanyerhető és újból felhasználható. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesebben ismertetjük. A példákban vízmentes oldószereket és reagenseket használtunk; a felhasznált Candida cylindracea eredetű lipáz enzim (Sigma Chemical Co., L 1754) víztartalma 3,3 tömeg% volt Az előállított vegyületek ismert optikai forgatóké' pesség-értékeit az I. táblázatban közöljük. I. táblázat Vegyület Optikai forgatőképesség (irodalmi adatok) (R)-2-metoxi-propionsav [a]#-+72° (S)-2-metoxi-propionsav [aB°—75,47° (R)-2-izopropoxi-propionsav [a]2?-+54° (R)-2-fenoxi-propionsav ta]&>-+39,3° A kapott termékek optikai tisztaságát a következőképpen határoztuk meg: Az észtereket lúgos hidrolízissel átalakítottuk a megfelelő savakká, a savak optikai forgatóképességét mértük, majd az optikai tisztaság, %- »100 egyenlet alapján kiszámítottuk a termék optikai tisztaságát - a képletben [a] az előállított sav optikai forgatóképessége, [a]0 pedig az optikailag tiszta sav irodalmi optikai forgatóképessége. 1. példa 0,04 mól (4,16 g) (S,R)-2-metoxi-propionsavat és 0,16 mól (11,84 g) 1-butanolt 100 ml metil-ciklohexánban oldunk, az oldathoz 1,0 g Candida cylindracea eredetű lipázt adunk, ezután 0,4 g víz hozzáadásával a reakcióelegy víztartalmát 0,43 tömeg%-ra állítjuk be. A reakcióelegyet rázógépben 30 *C hőmérsékleten 250 fordulat/perc sebességgel rázzuk. A reakció előrehaladását a képződő észter mennyiségének gázkromatográfiás meghatározásával követjük. A racemátra vonatkoztatott 45%-os [az (R)-2-metoxi-propionsavra vonatkoztatott 90%-os] konverzió eléréséhez 2 óra reakcióidőre van szükség. Ekkor a reakciót az enzim kiszűrésével leállítjuk. A reakcióelegyet a maradék sav és alkohol eltávolítása céljából háromszor 50 ml 0,5 mólos nátriumhidrogén-karbonát-oldattal, majd háromszor 50 ml desztillált vízzel mossuk. A szerves fázist magnézium-szulfáton szárítjuk, a metil-ciklohexán-oldószert atmoszférikus nyomáson ledesztilláljuk. A maradékot 2 kPa (15 Hgmm) nyomáson desztilláljuk. 73-74'C- on 2,47 g (85,7%) 93%-os optikai tisztaságú (R)-2- /metoxi-propionsav-butil-észtert kapunk. 2. példa Mindenben az 1. példa szerint járunk el, azzal az eltéréssel, hogy metil-ciklohexán helyett oldószerként toluolt használunk. A 45%-os konverzió eléréséhez 1,5 órára van szükség. Az (R)-2-metoxi-propionsav-butilésztert 83,3%-os hozammal kapjuk; a termék optikai tisztasága 88%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
