UN PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE 1,2-DIACETINA.
Un procedimiento de obtención de 1,2-diacetina.
La invención se refiere a un procedimiento de obtención de 1,
2-diacetina caracterizado porque comprende realizar una hidrólisis de triacetina catalizada por un enzima, preferentemente una lipasa, a un pH comprendido entre 2 y 6, ambos valores incluidos, y a temperaturas variables, preferentemente a una temperatura comprendida entre 4 y 30°C.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201130172.
Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: FERNANDEZ-LAFUENTE,ROBERTO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C12N9/20 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 9/00 Enzimas, p. ej. ligasas (6.); Proenzimas; Composiciones que las contienen (preparaciones para la limpieza de los dientes que contienen enzimas A61K 8/66, A61Q 11/00; preparaciones de uso médico que contienen enzimas A61K 38/43; composiciones detergentes que contienen enzimas C11D ); Procesos para preparar, activar, inhibir, separar o purificar enzimas. › Escisión de triglicéridos, p. ej. por medio de lipasa.
Fragmento de la descripción:
Un procedimiento de obtención de 1, 2-diacetina
Sector de la técnica: Químico-farmacéutico. ESTADO DE LA TÉCNICA
La lipasas son las enzimas más usadas en biocatálisis, porque reconocen muchos sustratos diferentes pero, en muchas ocasiones, con una elevada regio-o enantio-selectividad o especificidad. De esta forma, las lipasas han sido utilizadas en áreas de la química muy diferentes, por ejemplo energía
(producción de biodiesel) , alimentación (producción de lípidos estructurados) ) o química fina (por ejemplo resolución de mezclas racémicas) Además, las lipasas son biocatalizadores bastante robustos, lo que permite su empleo en medios no convencionales, como por ejemplo disolventes orgánicos, líquidos iónicos o fluidos supercríticos, aumentando aun más el rango de posibles aplicaciones. Sin embargo, no hay que
perder de vista que una de las ventajas de las enzimas comparadas con otros catalizadores es que pueden ser utilizadas en medios totalmente acuosos. Los sustratos naturales de las lipasas son los aceites y grasas. De hecho, una de las principales aplicaciones industriales de las lipasas es la hidrólisis deestos sustratos naturales, normalmente para obtener ácidos grasos libres o aceites modificados. Debido a la naturaleza de sus sustratos, la mayoría de las lipasas presentan un peculiar mecanismo de reacción, con el sitio activo aislado del medio de reacción por una cadena peptídica denominada "lid". En presencia de una superficie hidrofóbica (por ejemplo, una gota de aceite) este lid se mueve para exponer el centro activo y la lipasa se adsorbe a la superficie hidrofóbica de la gota de sustrato.
La triacetina es aparentemente una molécula muy sencilla, que puede ser fácilmente producida por la completa acetilación del glicerol. Esta molécula se usa habitualmente en determinaciones de actividad de las lipasas, pero el estudio detallado de esta reacción no se ha publicado, a pesar de que su hidrólisis regioselectiva podría producir compuestos
multifuncionales e incluso quirales. Por ejemplo, la hidrólisis regioselectiva de un único grupo acetil de la triacetina permite producir diacetina, que tiene un único grupo hidroxilo libre en la posición 2 o 3. Este compuesto puede ser útil para algunos usos, como por ejemplo la síntesis de 0- (1, 2-di-0-acetil-glicero-3-fosforil) etanolamina [1]. Referencia lb utiliza lipasas 1, 3 regioespecíficas para conseguir 2-monoacetina, que posteriormente se acila químicamente para conseguir diglicéridos estereoespecíficos. Pero si esta hidrólisis ocurre tan solo en posición 1 o en posición 3, el carbono 2 de la diacetina será un centro quiral, aumentando aún más el interés del proceso.
Sin embargo, la migración de los grupos acilos y la racemización puede producir una mezcla de regio y enantioisómeros, disminuyendo el interés del proceso, de forma que hay que seleccionar condiciones experimentales en las que esto no ocurra.
Aunque habitualmente los triglicéridos presentan una baja solubilidad en agua al estar formados por largas cadenas de acilo, la corta cadena de la triacetina aumenta significativamente su solubilidad en agua (70 g/L at 25°C) , permitiendo realizar la hidrólisis en sistemas acuosos a concentraciones moderadamente elevadas. Sin embargo, se ha descrito que su baja hidrofobicidad causa que este sea un sustrato malo para lipasas cuando está completamente soluble
[2-3] e incluso es bastante poco eficiente en inducir la activación interfacial de lipasas [ 4] . Incluso en ausencia de migración, en un principio, como se muestra en la referencia lb, se esperaría que el uso de lipasas en hidrólisis de triacetina condujera a la formación de 2-monoacetina, pasando por una fase de mezcla de 1, 2-diacetina 1 2-monoacetina. Sin embargo, si la triacetina ya no es muy hidrofóbica y no es muy buen sustrato de la enzima, es muy posible que la 1, 2 (2, 3) diacetina sea aún peor sustrato y en determinadas condiciones pueda conseguirse su acumulación casi total.
Referencias
[1] a) Puricelli, L. 0- (1, 2di-O-acetyl-glycero-3phosphor y l) ethanolamine, a process for its preparation and its therapeutic use. European patent O 335 331. 1989. b) . Mazur et al. "REGIO ANO STEREOSELECTIVE SYNTHESIS OF TRIGLYCERIDES" W09116442, 1991
[2] Sarda, L. Desnuelle P. Action de la lipase pancreatique sur les esters en emulsion Biochim. Biophys. Acta, 1958; 30: 513-521
[3] Ferrato, F., Carriere, F., Sarda, L., Verger R., in:, Methods in Enzymology, B. Rubin, E.A. Dennis (Eds.) Academic Press, New York. 1997; 286: 327-34
[4] Pernas, M.A., Pastrana, L., Fuciños, P., Rúa, M. L. Regulation of the interfacial activation within the Candida rugosa lipase family. J. Phys. Org. Chem., 2009; 22: 508-514.
Breve descripción de la invención
En esta solicitud de patente se describe un procedimiento de hidrólisis regioselectiva, preferentemente en medios acuosos, de triacetina soluble para producir 1, 2diacetina con altos rendimientos catalizada por diferentes enzimas, preferentmente, lipasas. Se diseña la reacción de forma que se minimiza la migración de grupos acilos y gracias a la diferente hidrofobicidad de diacetina y triacetina, al uso de enzimas 1, 3 específicas, se consigue acoplar 1, 2diacetina.
Así esta solicitud se refiere a un procedimiento de obtención de 1, 2-diacetina caracterizado porque comprende realizar una hidrólisis de triacetina catalizada por un
enzima, preferentemente una lipasa, a un pH comprendido entre 2 y 6, ambos valores incluidos. La hidrólisis se realiza a temperaturas variables ypreferentemente a una temperatura comprendida entre 4 y 30°C. Según este procedimiento el pH es preferentemente entre 4 y 5.5. La enzima, tal como una lipasa, para su uso en este procedimiento puede estar inmovilizada sobre un soporte. Dicho soporte puede ser a modo de ejemplo un soporte acrílico, vidrio poroso, agarosa, sílice, celulosa, poliestireno, poliestireno divinilbenceno o poliuretano. Además, las lipasas pueden estar inmovilizadas por 5 adsorción física, por ejemplo, por adsorción física sobre soportes hidrofóbicos. Según otras realizaciones, la lipasa se inmoviliza como agregado enzimático covalente entrecruzado o cristal enzimático entrecruzado. 1 O Lipasas útiles pueden ser lipasas de microorganismos de los géneros Can di da, Thermomyces, Bacillus, Aspergillus, Mucor, Rhizomucor. Según realizaciones particulara además se pueden añadir disolventes solubles en agua entre el 10-90% v/v. Esos 15 disolventes pueden ser por ejemplo, acetonitrilo, dioxano, tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol o propanol. También se puede realizar la hidrólisis en un disolvente inmiscible con el agua, saturado en agua. 20 Según otras realizaciones particulares se usa como disolvente dietil éter. Según otras realizaciones particulares adicionales el procedimiento comprende la adición de disolventes solubles en agua entre el 10-90%. v/v, los cuales pueden estar 25 seleccionados entre, por ejemplo, acetonitrilo, dioxano, tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol, propanol y mezclas de ellos. Breve descripción de las figuras 30 La Figura 1 muestra la reacción así como las posibles reacciones no deseadas La figura 2 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5, 5 y 22°C catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads glutaraldehido. (Círculos: triacetina, 35 Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina.)
La figura 3 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5, 5 y 22°C catalizada por CALE inmovilizada en Sepabeads C18. Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados: monoacetina. La figura 4 muestra el curso de reacción de la hidrólisis de triacetina a pH 5, 5 y 22°C catalizada por RML inmovilizada en Sepabeads C18. (Círculos: triacetina, Triángulos: diacetina; cuadrados:...
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de obtención de 1, 2-diacetina caracterizado porque comprende realizar una hidrólisis de triacetina catalizada por un enzima a un pH comprendido entre 2 y 6, ambos valores incluidos.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el enzima es una lipasa.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza a una temperatura comprendida entre 4 y 30°C.
4. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende hidrolizar triacetina a un pH de entre 4 y 5.5.
5. Un procedimiento según la reivindicación 1 Ó 2, caracterizado porque la lipasa está inmovilizada sobre un soporte.
6. Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el soporte está seleccionado entre soportes acrílicos, vidrio poroso, agarosa, sílice, celulosa, poliestireno, poliestireno divinilbenceno y poliuretano.
7. Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la hidrólisis se realiza utilizando lipasas inmovilizadas por adsorción física.
8. Un procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la hidrólisis se realiza utilizando lipasas inmovilizadas por adsorción física sobre soportes hidrofóbicos.
9. Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la enzima es una lipasa y se inmoviliza como agregado enzimático covalente entrecruzado o cristal enzimático entrecruzado.
1O. Un procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado porque la lipasa está seleccionada entre lipasas de microorganismos de los géneros Candida, Thermomyces, Bacillus, Aspergillus, Mucor y Rhizomucor.
11. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además adición de disolventes solubles en agua en una cantidad comprendida entre el 10-90% v/v.
12. Un procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque dichos disolventes están seleccionados entre acetonitrilo, dioxano, tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol y propanol.
13. Un procedimiento según la reivindicación 1,
1 O caracterizado porque se realiza en un disolvente inmiscible con el agua, saturado en agua.
14. Un procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque se usa como disolvente dietil éter.
15. Un procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque comprende además adición de disolventes solubles en agua en una cantidad comprendida entre el 10-90%. v/v.
16. Un procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque dichos disolventes están seleccionados
entre acetonitrilo, dioxano, tetrahidrofurano, dimetil formamida, metanol, etanol, propanol y mezclas de ellos.
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