Ферментативное кинетическое разделение (r,s)!2!феноксипропионовой кислоты Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 547.293; 542.97

С. С. Вершинин (к.х.н., доц.), В. М. Котлов (асп.), Э. Р. Миндиярова (студ.), В. В. Зорин (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав. каф.)

Ферментативное кинетическое разделение (-К,5")-2-феноксипропионовой кислоты

Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431935, e-mail: [email protected]

S. S. Vershinin, V. M. Kotlov, E. R. Mindiyarova, V. V. Zorin

Enzymatic kinetic separation of (^,5")-2-phenoxypropanoic acid

Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2431935, e-mail: [email protected]

Исследована возможность кинетического разделения энантиомеров рацемической 2-фенокси-пропионовой кислоты в реакции энантиоселек-тивной переэтерификации бутилформиата в органических растворителях (ацетон, ТГФ, 1,4-диоксан, бензол+ДМФА) в присутствии триэтаноламина (ТЭА) и ферментного препарата Novozym-435. Установлено, что кинетическое разделение энантиомеров рацемической 2-фе-ноксипропионовой кислоты ацидолизом бутил-формиата в бинарном растворителе бензо-л+ДМФА в присутствии триэтаноламина и ферментного препарата Novozym-435 приводит к (Л)-2-феноксипропионовой кислоте с выходом 46% и оптической чистотой 77% ее.

Ключевые слова: кинетическое разделение; (Л)-2-феноксипропионовая кислота; энантиомеры.

Possibility of kinetic division of enantiomers racemic 2-phenoxypropanoic acid in reaction enantioselective reesterification of butylformiate in organic solvents (acetone, THF, 1,4-dioxan, benzene+DMFA) in the presence of triethano-lamine (TEA) and fermental preparate Novozym-435 is investigated. It is established that kinetic division of enantiomers of racemic 2-phenoxypro-pionic acid by acydolysis of butylformiate in binary solvent benzene + DMFA in the presence of TEA and in the Novozym-435 leads to (R)-2-phenoxypropionic acid with yeild 46% and optical purity 77% ee.

Key words: kinetic division; (R)-2-phenoxyp-ropanoic acid; enantiomers.

Оптически чистая а-феноксипропионовая кислота является важнейшим синтоном фармацевтических препаратов, применяемых при лечении нарушений липидного обмена 1 и онкологических заболеваний 2.

Известно, что липазы способны проявлять каталитическую активность как в водных, так и в органических средах. Они широко используются в реакциях энантиоселективного гидролиза рацемических эфиров и ацилирования рацемических спиртов .

Нами исследована возможность кинетического разделения энантиомеров рацемической 2-феноксипропионовой кислоты в реакции энантиоселективной переэтерификации бу-тилформиата в органических растворителях

(ацетон, ТГФ, 1,4-диоксан, бензол+ДМФА) в присутствии триэтаноламина (ТЭА) и ферментного препарата Novozym-435.

O + HCOOBu

(R,S)

-HCOOH

Novozym-435

HO

Дата поступления 20.10.10

O

O

+

Рацемическую 2-феноксипропионовую кислоту получали по ранее описанной методике 4 5.

При исследовании кинетики переэтерифи-кации бутил формиата с (^,5)-2-феноксипро-пионовой кислотой было установлено, что наиболее эффективно реакция протекает в бинарном растворителе бензол+ДМФА в присутствии ТЭА и ферментного препарата К°у°гуш-435.

В изученных условиях наблюдается кинетика, характерная для энантиоселективных процессов: конверсия рацемической 2-фенок-сипропионовой кислоты при переэтерифика-ции бутилформиатом в течение 3 ч составила -50%. При исследовании оптических свойств продукта было установлено, что преимущественно образуется (^)-2-феноксипропионо-вая кислота с оптической чистотой 77% и выходом 46% на исходный субстрат (92% от теоретического).

1 мл ДМФА, доводили рН реакционной смеси до нейтральной среды триэтаноламином и перемешивали течение 3 ч при 25 °С. Затем смесь отфильтровывали от катализатора и упаривали при пониженном давлении и температуре не выше 50 °С во избежание рацемизации продукта. К остатку прибавляли 10% раствор Ка2С03, нерастворимые в воде органические соединения экстрагировали эфиром, а водный слой подкисляли 10% раствором соляной кислоты. Мутный раствор, содержащий (^)-2-фе-ноксипропионовую кислоту, экстрагировали эфиром, который затем упаривали при нормальных условиях.

Стандартная величина удельного вращения (^)-(+)-2-феноксипропионовой кислоты [а]20 = +41 (с = 0.7-1.05, этанол) 6.

Расчет оптической чистоты (Р, % ее) осуществляли по формуле:

Экспериментальная часть

Хроматографический анализ реакционных смесей проводили на газожидкостном хроматографе ЛХМ-80 с детектором по теплопроводности. Использовали газ-носитель — гелий (расход газа — 30 мл/мин), хроматогра-фическую колонку 2000x3 мм с неподвижной жидкой фазой SE-30 5% на хроматоне N-AW, программированный температурный режим: температура термостата колонки 150—290 oC, скорость подъема температуры 16 0С/мин, температура испарителя 300 0С, температура детектора 280 0С. Внутренний стандарт—декан в количестве, соответствующем образованию 50% бутил-2-феноксипропионата.

Удельное вращение полученного продукта ([a]D) измеряли на автоматическом поляриметре «Perkin Elmer» 341 при А=589 нм, температура 25 °С.

К 1 ммоль (0.166 г) 2-феноксипропионо-вой кислоты добавляли 5 ммоль (0.51 г) бутил-формиата, 25 мг Novozym-435, 3 мл бензола и

P = ■

[а] продукта

-•100%

[а] чистого энантиомера

Выход (И)-2-феноксипропионовой кислоты ([а]20 =+31.5 (с = 0.7—1.05, этанол)) составил 46%, оптическая чистота 77% ее.

Литература

1. Diabetes Care // American Diabetes Association.— 2004.- V.27.— P.1-143.

2. Патент 009679 US / Хорвитц Д. П., Корбетт Т. X., Паломино Э., Полин Л., Хейзелдайн С. Т. // 2007.12.13

3. Вершинин С. С., Хабибуллина И. И., Конь-шин П. С., Петухова Н. И., Зорин В. В. // Баш. хим. ж.— 2006.— Т.13, №1.— С. 74.

4. Коньшин П. С., Вершинин С. С., Котлов В. М., Мифтахова З. Р., Рахманкулов Д. Л., Зорин В. В. // Баш. хим. ж.— 2006.— Т.13, №1.— С. 82.

5. Коньшин П. С., Вершинин С. С., Зорин В. В., Курочкин А. К. // Баш. хим. ж.— 2004.— Т.11, №1.— С. 57.

6. Kato D., Mitsuda S., Ohta H. // J. Org. Chem.— 2003.— Vol. 68.— P. 7234.

Работа выполнена при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009—2010 годы), проект №2.1.2/5048 «Создание научных основ хемо-, регио- и энантиоселективной биотрансформации органических соединений и биоокисления сульфидов металлов»