Procedimiento de producción de glicósidos de derivados de acrilato empleando sacáridos y gicosidasas.
Un procedimiento de producción de un glicósido etilénicamente insaturado de Fórmula I**Fórmula**
en la que
n es 1,
2 o 3;
A es alquileno C2-20 o -R6-O-[-R6-O-]x-alquileno C2-20;
X es seleccionado de entre el grupo que consiste en -O-, -NH- y -NR5-,
R3 es seleccionado de entre el grupo que consiste en -H y alquilo C1-10;
R4 es seleccionado de entre el grupo que consiste en -H, -COOH y -COO- M+;
R5 es alquilo C1-10;
R6 es -C2H4- o -C3H6-;
M+ es seleccionado de entre el grupo que consiste en Li+, Na+, K+ y NH4+; y x es un número entero de 0 a 200;
que comprende hacer reaccionar un alcohol etilénicamente insaturado de Fórmula II**Fórmula**
con un sacárido de Fórmula III**Fórmula**
en presencia de una glicosidasa.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/062783.
Solicitante: BASF SE.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.
Inventor/es: KELLER, HARALD, LOOS,KATJA, KLOOSTERMAN,WOUTER.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07H99/00 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07H AZUCARES; SUS DERIVADOS; NUCLEOSIDOS; NUCLEOTIDOS; ACIDOS NUCLEICOS (derivados de ácidos aldónicos o sacáricos C07C, C07D; ácidos aldónicos, ácidos sacáricos C07C 59/105, C07C 59/285; cianohidrinas C07C 255/16; glicales C07D; compuestos de constitución indeterminada C07G; polisacáridos, sus derivados C08B; ADN o ARN concerniente a la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos o su aislamiento, preparación o purificación C12N 15/00; industria del azúcar C13). › ESTEROIDES.
- C12P19/44 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 19/00 Preparación de compuestos que contienen radicales sacárido (ácido cetoaldónico C12P 7/58). › Preparación de O-glucósidos, p. ej. glucósidos.
PDF original: ES-2525832_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de producción de glicósidos de derivados de acrilato empleando sacáridos y gicosidasas La invención se refiere a un procedimiento de producción de un glicósido etilénicamente insaturado haciendo reaccionar un alcohol etilénicamente insaturado con un sacárido en presencia de una glicosidasa.
Los polímeros que comprenden residuos de azúcar (copolímeros de sacáridos) pueden compartir propiedades típicas de los sacáridos, tales como buena solubilidad en agua, alta estabilidad de electrolito, estabilidad coloidal en agua caliente, fuerte interacción con superficies tales como algodón, y no toxicidad. Estas propiedades específicas abren una diversidad de aplicaciones para dichos polímeros. Por lo tanto, es muy importante el desarrollo de procedimientos rentables para la producción de copolímeros de sacáridos bien definidos y sus respectivos monómeros. Dichos monómeros pueden ser glicósidos polimerizables etilénicamente insaturados que son el resultado de un acoplamiento glicosídico de un sacárido y un alcohol etilénicamente insaturado. La síntesis de dichos glicósidos implica una serie de desafíos. Hay muchas posibilidades de formación de isómeros de posición, en los que diferentes grupos hidroxilo del sacárido se ven implicados en la formación de enlaces. Además, existe el potencial de formación de formas anoméricas diferentes. Por lo tanto, la síntesis química de la mayoría de los monómeros con residuos de azúcar no es factible, en general, y resulta en bajos rendimientos del monómero deseado.
La aplicación de enzimas ha sido considerada como un enfoque alternativo para la producción de monómeros glicosídicos. En contraste con la síntesis química, las reacciones catalizadas por enzimas de azúcares no protegidos normalmente producen un producto mucho más homogéneo, en términos estructurales, debido a su alta estereoselectividad.
En general, hay dos enfoques usados para la síntesis enzimática de glicósidos: hidrólisis inversa controlada termodinámicamente y transglicosilación controlada cinéticamente. La transferencia de unidades glicosilo a compuestos sin azúcar con grupos hidroxilo primarios mediante transglicosilación catalizada enzimáticamente ha sido demostrada, por ejemplo, por S. Matsumura et al. (Makromol. Chem., Rapid Commun. 14: 55-58, 1993) . También han existido enfoques para usar glicosidasas, que catalizan la hidrólisis de glicósido in vivo, para la síntesis de glicósido mediante hidrólisis inversa (véase, por ejemplo I. Gill y R. Valivety, Angew. Chem. Int. Ed. 39 (21) : 3.804-3.808, 2000) .
La solicitud de patente europea EP 0 226 563 A1 describe un procedimiento de preparación de dos glicósidos de galactosa etilénicamente insaturados haciendo reaccionar lactosa y metacrilato de hidroxietilo en presencia de βgalactosidasa-agarosa en una mezcla de disolventes de un tampón acuoso de fosfato sódico y DMF.
En el desarrollo de procedimientos para síntesis de glicósidos catalizada por glicosidasa, se han encontrado dificultades en la búsqueda de condiciones de solventes óptimas. Por un lado, para favorecer la hidrólisis inversa controlada termodinámicamente debe minimizarse el contenido de agua, o más bien la actividad aw termodinámica del agua. Por otro lado, los sacáridos, que generalmente son fácilmente solubles en agua, frecuentemente son escasamente solubles en medios orgánicos. Se ha propuesto reemplazar el agua por disolventes anhidros de polaridad media como una manera de cumplir con ambas necesidades. Sin embargo, se demostró que las glicosidasas comúnmente empleadas aparentemente necesitaban al menos un poco de agua para permanecer activas. (F. van Rantwijk et al., J. Mol. Catalysis B: Enzymatic 6:511-532, 1999) . Estos requisitos divergentes relativos a los disolventes son difíciles de satisfacer. Esto se refleja en las elevadas temperaturas y los largos tiempos de reacción que requieren, en general, los procedimientos conocidos para la síntesis enzimática de glicósidos.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención fue desarrollar un procedimiento eficaz para la producción enzimática de glicósidos etilénicamente insaturados. Esto puede conseguirse aumentando la velocidad de reacción y/o desplazando el equilibrio de la reacción en favor de la síntesis de glicósidos. De esta manera, se obtiene una mayor cantidad de producto después de un tiempo de reacción determinado y/o cuando se alcanza el equilibrio.
Ahora, los inventores han encontrado inesperadamente que la adición de 1, 4-dioxano a una mezcla de reacción que comprende sacárido, alcohol etilénicamente insaturado, glicosidasa y agua, puede aumentar significativamente la cantidad de glicósido etilénicamente insaturado obtenida después de un cierto tiempo de reacción.
De esta manera, la presente invención proporciona un procedimiento de producción de un glicósido etilénicamente insaturado de Fórmula I
** (Ver fórmula) **
en la que 10 n es 1, 2 o 3;
A es alquileno C2-20 o -R6-O-[-R6-O-]x-alquileno C2-20;
X es seleccionado de entre el grupo que consiste en -O-, -NH-y -NR5-, R3 es seleccionado del grupo que consiste en -H, y alquilo C1-10;
R4 es seleccionado de entre el grupo que consiste en -H, -COOH y -COO-M+; 15 R5 es alquilo C1-10;
R6 es H o -CH3;
M+ es seleccionado de entre el grupo que consiste en Li+, Na+, K+ y NH4+; y x es un número entero de 0 a 200;
que comprende hacer reaccionar un alcohol etilénicamente insaturado de Fórmula II 20
con un sacárido de Fórmula III
** (Ver fórmula) **
en presencia de una glicosidasa (i) en una relación molar inicial de alcohol etilénicamente insaturado de Fórmula II a sacárido de Fórmula III de 2:1 a 30:1, por ejemplo de 15:1 a 25:1;
(ii) en presencia de una mezcla disolvente de agua y 1, 4-dioxano en una relación de peso de agua a 1, 4-dioxano de 0, 1:1 a 9:1, por ejemplo de 1:1 a 3:1; y (iii) en una relación en peso inicial de la mezcla de disolvente a sacárido de 3:1 a 30:1, por ejemplo de 10:1 a 20:1.
Definiciones El término "monosacárido", tal como se usa en la presente memoria, se refiere a una única unidad de un polihidroxialdehído que forma un hemiacetal intramolecular, cuya estructura incluye un anillo de seis miembros de cinco átomos de carbono y un átomo de oxígeno. Los monosacáridos pueden estar presentes en diferentes formas diasteroméricas, tales como anómeros α o β, e isómeros D o L. Un "oligosacárido" consiste en cadenas cortas de unidades de monosacáridos unidas covalentemente. Los oligosacáridos comprenden disacáridos que incluyen dos unidades de monosacárido, así como trisacáridos que incluyen tres unidades de monosacárido. Un "polisacárido" consiste en largas cadenas de unidades de monosacárido unidas covalentemente.
La expresión "unión glicosídica" o "enlace glicosídico" es un tipo de unión o enlace químico formado entre el grupo hidroxilo anomérico de un sacárido o un derivado de sacárido (glicona) y el grupo hidroxilo de otro sacárido o compuesto orgánico no-sacárido (aglicona) , tal como un alcohol. El extremo reductor del di-o poli-sacárido se encuentra hacia el último carbono anomérico de la estructura, y el extremo terminal está en la dirección opuesta.
Un procedimiento "catalizado enzimáticamente" o "biocatalítico", tal como se usa en la presente en la presente memoria, significa que dicho procedimiento es realizado bajo la acción catalítica de una enzima, en particular, una glicosidasa. El procedimiento puede ser realizado en presencia de dicha glicosidasa en forma aislada (purificada, enriquecida) o cruda.
El término "glicosidasa" incluye también variantes, mutantes y porciones enzimáticamente activas de glicosidasas.
Las cantidades catalíticas de la enzima se expresan en "U" ("Unidad" o "unidad") , en la que 1 U es igual a la cantidad de enzima que cataliza la reacción de 1 Îmol de sustrato por minuto bajo condiciones específicas (normalmente, 37º C y pH 7, 5) . De esta manera, 10 U de glicosidasa es igual a una cantidad catalítica de enzima requerida para la reacción de 10 Îmol de sustrato sacárido por minuto. Las cantidades catalíticas de amilasa maltogénica pueden ser expresadas en "MANUâ?? (Maltogenic Amylase Novo Unit, Novo Unidad de Amilasa Maltogénica) , en la que 1 MANU es igual a la cantidad catalítica de enzima requerida para la reacción de 1 Îmol de maltotriosa por minuto bajo condiciones estándar (10 mg/ml de maltotriosa, 37º C, pH 5, 0, tiempo de reacción de 30 min) . La cantidad catalítica de una enzima puede ser determinada mediante procedimientos bien conocidos en la técnica.
El término "alquilo" comprende radicales alquilo... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de producción de un glicósido etilénicamente insaturado de Fórmula I
** (Ver fórmula) **
en la que n es 1, 2 o 3; A es alquileno C2-20 o -R6-O-[-R6-O-]x-alquileno C2-20; X es seleccionado de entre el grupo que consiste en -O-, -NH-y -NR5-, R3 es seleccionado de entre el grupo que consiste en -H y alquilo C1-10;
R4 es seleccionado de entre el grupo que consiste en -H, -COOH y -COO-M+; R5 es alquilo C1-10; R6 es -C2H4-o -C3H6-; M+ es seleccionado de entre el grupo que consiste en Li+, Na+, K+ y NH4+; y x es un número entero de 0 a 200;
que comprende hacer reaccionar un alcohol etilénicamente insaturado de Fórmula II 20
** (Ver fórmula) **
con un sacárido de Fórmula III
** (Ver fórmula) **
en presencia de una glicosidasa (i) en una relación molar de alcohol etilénicamente insaturado de Fórmula II a sacárido de Fórmula III de 2:1 a 30:1;
(ii) en presencia de una mezcla disolvente de agua y 1, 4-dioxano en una relación en peso de agua a 1, 4-dioxano de 0, 1:1 a 9:1; y (iii) en una relación en peso de mezcla disolvente a sacárido de 3:1 a 30:1.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que A es alquileno C2-6; X es -O-; y R3 es -H o -CH3.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que el sacárido es seleccionado de entre el grupo que consiste en Dglucosa, D-galactosa, D-manosa y sus mezclas.
4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la glicosidasa es seleccionada de entre el grupo que consiste en amilasas, celulasas, glucosidasas y galactosidasas.
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