Acilezőszerek optimalizálása királis aminok enzimkatalizált kinetikus rezolválásához
A modern vegyipar egyik legnagyobb kihívása a királis végtermékek enantiomertiszta előállítása. Mind fiziológiai, gazdasági és környezeti szempontból fontos cél, hogy a lehető legnagyobb termelést és tisztaságot érjük el az ilyen vegyületek szintézisénél. Ehhez számos technológia áll rendelkezésre az aszimmetrikus szintézisektől a rezolválási módszerekig. Folytonos üzemű reaktorokban kézenfekvő módszer a kinetikus rezolválás használata. A biokatalízis térhódításával és a forgalomban kapható enzimkészítmények számának növekedésével teret hódított az enzimkatalizált kinetikus rezolválás. Ennek a módszernek az alapja a racém elegy elválasztása olyan reagens használatával, amely enzimkatalizátor nélkül a racém eleggyel nem reagál és biokatalizátor jelenlétében is csak kinetikusan kontrollált módon, az egyik enantiomerrel lép reakcióba.
A királis aminok fontos építőelemei a gyógyszereknek és növényvédő szereknek. N-Acilezési reakcióikra számos ipari példa létezik, de ezek többsége katalizátor nélkül játszódik le, enantiomerszelektivitást nem mutatva. Kinetikus rezolválás megvalósításához olyan acilezőszerre van szükségünk, ami a biokatalizátor nélkül egyáltalán nem reagál az aminnal. Korábbi kutatások alapján aminok Candida antarctica B lipáz által katalizált kinetikus rezolválására alkalmasak az alkoxi-csoporttal szubsztituált ecetsavak izopropil-észterei. A már vizsgált észterek közül az etoxi-csoporttal módosított észter jobb szelektivitást és termelést biztosított, mint a metoxi-csoporttal módosított. Munkám célja volt, hogy ebbe a homológ sorba tartozó, eddig elő nem állított propoxi- és butoxi-ecetsav izopropil-észtereit előállítsam és vizsgáljam alkalmazhatóságukat enzimkatalizált kinetikus rezolválások során szakaszos és folyamatos, átfolyásos reaktorokban (ábra).
A vizsgált észterek közül a propoxi-ecetsav izopropil-észtere hatékonyabb acilezőszernek adódott, mint az eddigi legjobb etoxi-ecetsav izopropilészter és az újonnan előállított butoxi-ecetsav izopropilészter. Ezért ebben a homológ sorban optimális rezolválószer királis aminok enzimkatalizált elválasztására. Azonos idő alatt akár több mint kétszer akkora konverzió elérésére alkalmas, mint az iparban elterjedten alkalmazott metoxi-ecetsav izopropil-észter, valamint nagyobb enantiomertisztaságú terméket biztosít.
K. Faber In Biotransformations in organic chemistry, Springer: Berlin, 2011; 6th ed., 31–313.
M. Oláh, Z. Boros, G. Hornyánszky, L. Poppe, Tetrahedron, 2016, 72, 7249–7255.
M. A. J. Veld, K. Hult, A. R. A. Palmans, E. W. Meijer, Eur. J. Org. Chem. 2007, 32, 5416–5421.
szerző
-
Kovács Dániel
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Hornyánszky Gábor
egyetemi docens, Szerves Kémia és Technológia Tanszék -
Dr. Poppe László
egyetemi tanár, Szerves Kémia és Technológia Tanszék