RU2575609C2 - Method for obtaining glycosides of acrylate derivatives with application of saccharides and glycosidases - Google Patents
Method for obtaining glycosides of acrylate derivatives with application of saccharides and glycosidases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575609C2 RU2575609C2 RU2013108704/10A RU2013108704A RU2575609C2 RU 2575609 C2 RU2575609 C2 RU 2575609C2 RU 2013108704/10 A RU2013108704/10 A RU 2013108704/10A RU 2013108704 A RU2013108704 A RU 2013108704A RU 2575609 C2 RU2575609 C2 RU 2575609C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- saccharide
- formula
- reaction
- enzyme
- water
- Prior art date
Links
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 title claims abstract description 26
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 102000005744 Glycoside Hydrolases Human genes 0.000 title description 19
- 108010031186 Glycoside Hydrolases Proteins 0.000 title description 19
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 title description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 108010047754 beta-Glucosidase Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 102000006995 beta-Glucosidase Human genes 0.000 claims abstract description 12
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- RNHDAKUGFHSZEV-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane;hydrate Chemical compound O.C1COCCO1 RNHDAKUGFHSZEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N Unsaturated alcohol Chemical compound CC\C(CO)=C/C ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N 0.000 claims description 13
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 10
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 8
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N (+)-Galactose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 36
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 36
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 35
- -1 saccharide organic compound Chemical class 0.000 description 22
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 11
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 8
- 229960001031 glucose Drugs 0.000 description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 7
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 7
- 244000144725 Amygdalus communis Species 0.000 description 6
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 6
- NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N p-methoxyphenol Chemical compound COC1=CC=C(O)C=C1 NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 6
- 108010028144 alpha-Glucosidases Proteins 0.000 description 5
- 102000016679 alpha-Glucosidases Human genes 0.000 description 5
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 5
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 5
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- 235000020224 almond Nutrition 0.000 description 4
- 102000005840 alpha-Galactosidase Human genes 0.000 description 4
- 108010030291 alpha-Galactosidase Proteins 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 32-alpha-galactosyl-3-alpha-galactosyl-galactose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(OC2C(C(CO)OC(O)C2O)O)OC(CO)C1O DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000144730 Amygdalus persica Species 0.000 description 3
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 3
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 3
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 3
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 description 3
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 description 3
- RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N D-maltotriose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000141359 Malus pumila Species 0.000 description 3
- 235000011430 Malus pumila Nutrition 0.000 description 3
- 235000015103 Malus silvestris Nutrition 0.000 description 3
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 3
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 description 3
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 3
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 108010019077 beta-Amylase Proteins 0.000 description 3
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N mannotriose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)C(O)C1O FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000006098 transglycosylation Effects 0.000 description 3
- 238000005918 transglycosylation reaction Methods 0.000 description 3
- FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N β-1,4-galactotrioside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N 0.000 description 3
- FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,3s,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N 0.000 description 2
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100033770 Alpha-amylase 1C Human genes 0.000 description 2
- 235000011437 Amygdalus communis Nutrition 0.000 description 2
- 235000011446 Amygdalus persica Nutrition 0.000 description 2
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 description 2
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000905957 Channa melasoma Species 0.000 description 2
- 101710156496 Endoglucanase A Proteins 0.000 description 2
- 244000061508 Eriobotrya japonica Species 0.000 description 2
- 235000009008 Eriobotrya japonica Nutrition 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Natural products CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004366 Glucosidases Human genes 0.000 description 2
- 108010056771 Glucosidases Proteins 0.000 description 2
- 229920002527 Glycogen Polymers 0.000 description 2
- 101000779870 Homo sapiens Alpha-amylase 1B Proteins 0.000 description 2
- 101000779869 Homo sapiens Alpha-amylase 1C Proteins 0.000 description 2
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 2
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 2
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000018633 Prunus armeniaca Species 0.000 description 2
- 235000009827 Prunus armeniaca Nutrition 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N alpha-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-FPRJBGLDSA-N beta-D-galactose Chemical group OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-FPRJBGLDSA-N 0.000 description 2
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 108010061330 glucan 1,4-alpha-maltohydrolase Proteins 0.000 description 2
- 229940096919 glycogen Drugs 0.000 description 2
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004043 trisaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 125000005919 1,2,2-trimethylpropyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005918 1,2-dimethylbutyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006218 1-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 2-(cyclohexen-1-yl)cyclohexan-1-one Chemical compound O=C1CCCCC1C1=CCCCC1 GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006176 2-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- MSXVEPNJUHWQHW-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-ol Chemical compound CCC(C)(C)O MSXVEPNJUHWQHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005916 2-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- RMZNXRYIFGTWPF-UHFFFAOYSA-N 2-nitrosoacetic acid Chemical compound OC(=O)CN=O RMZNXRYIFGTWPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCO GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCOC(=O)C=C QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003542 3-methylbutan-2-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005917 3-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- PJSLJOXGSGROTF-KABOQKQYSA-N 4-[(2r,3r,4s,5s,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxybutyl prop-2-enoate Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](OCCCCOC(=O)C=C)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O PJSLJOXGSGROTF-KABOQKQYSA-N 0.000 description 1
- NDWUBGAGUCISDV-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybutyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCCOC(=O)C=C NDWUBGAGUCISDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- TWCMVXMQHSVIOJ-UHFFFAOYSA-N Aglycone of yadanzioside D Natural products COC(=O)C12OCC34C(CC5C(=CC(O)C(O)C5(C)C3C(O)C1O)C)OC(=O)C(OC(=O)C)C24 TWCMVXMQHSVIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- PLMKQQMDOMTZGG-UHFFFAOYSA-N Astrantiagenin E-methylester Natural products CC12CCC(O)C(C)(CO)C1CCC1(C)C2CC=C2C3CC(C)(C)CCC3(C(=O)OC)CCC21C PLMKQQMDOMTZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100026189 Beta-galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 101150065749 Churc1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 description 1
- 125000002353 D-glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 101710166469 Endoglucanase Proteins 0.000 description 1
- 101710156500 Endoglucanase D Proteins 0.000 description 1
- 229920000926 Galactomannan Polymers 0.000 description 1
- 108010093031 Galactosidases Proteins 0.000 description 1
- 102000002464 Galactosidases Human genes 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 108010059881 Lactase Proteins 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 229920002097 Lichenin Polymers 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 238000004497 NIR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 101710147478 Probable endo-beta-1,4-glucanase D Proteins 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100038239 Protein Churchill Human genes 0.000 description 1
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-UHFFFAOYSA-N alpha-D-galactose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWNKMHIETKEBCA-UHFFFAOYSA-N alpha-Ethylaminohexanophenone Chemical compound CCCCC(NCC)C(=O)C1=CC=CC=C1 CWNKMHIETKEBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 description 1
- 229940025131 amylases Drugs 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000188 beta-D-glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 108010051210 beta-Fructofuranosidase Proteins 0.000 description 1
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 description 1
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000000648 calcium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010410 calcium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229960002681 calcium alginate Drugs 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- OKHHGHGGPDJQHR-YMOPUZKJSA-L calcium;(2s,3s,4s,5s,6r)-6-[(2r,3s,4r,5s,6r)-2-carboxy-6-[(2r,3s,4r,5s,6r)-2-carboxylato-4,5,6-trihydroxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Ca+2].O[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)O[C@@H](C([O-])=O)[C@H]1O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O2)C([O-])=O)O)[C@H](C(O)=O)O1 OKHHGHGGPDJQHR-YMOPUZKJSA-L 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003147 glycosyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- PFOARMALXZGCHY-UHFFFAOYSA-N homoegonol Natural products C1=C(OC)C(OC)=CC=C1C1=CC2=CC(CCCO)=CC(OC)=C2O1 PFOARMALXZGCHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 235000011073 invertase Nutrition 0.000 description 1
- 239000001573 invertase Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J kaolinite Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940116108 lactase Drugs 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- BSCJIBOZTKGXQP-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)-2-methylprop-2-enamide Chemical compound CC(=C)C(=O)NCCO BSCJIBOZTKGXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)prop-2-enamide Chemical compound OCCNC(=O)C=C UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZTUGCJNAJJDKDC-UHFFFAOYSA-N n-(3-hydroxypropyl)-2-methylprop-2-enamide Chemical compound CC(=C)C(=O)NCCCO ZTUGCJNAJJDKDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZEMHQYNMVKDBFJ-UHFFFAOYSA-N n-(3-hydroxypropyl)prop-2-enamide Chemical compound OCCCNC(=O)C=C ZEMHQYNMVKDBFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001209 o-nitrophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C(C([H])=C1[H])[N+]([O-])=O 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 125000000075 primary alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical group 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007447 staining method Methods 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001973 tert-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000003509 tertiary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 1
- 150000008495 β-glucosides Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Настоящее изобретение касается способа получения этиленово-ненасыщенного гликозида путем реакции этиленово-ненасыщенного спирта с сахаридом в присутствии гликозидазы.The present invention relates to a method for producing an ethylenically unsaturated glycoside by reacting an ethylenically unsaturated alcohol with a saccharide in the presence of glycosidase.
Полимеры, содержащие остатки сахаров (сахаридные сополимеры), могут обладать типичными свойствами сахаридов, такими как хорошая растворимость в воде, высокая устойчивость к электролитам, коллоидная стабильность в горячей воде, сильные взаимодействия с такими субстратами, как хлопок, и отсутствие токсичности. Перечисленные специфические свойства открывают широкие возможности для применения таких полимеров. Поэтому вызывает большой интерес возможность разработки экономически эффективных методов получения определенных сахаридных сополимеров и соответствующих мономеров. Такие мономеры могут представлять собой полимеризуемые, этиленово-ненасыщенные гликозиды, получаемые при гликозидном сочетании сахарида и этиленово-ненасыщенного спирта. Синтез таких гликозидов сталкивается с рядом трудностей. Возможно образование множества изомеров положения, в которых разные гидроксильные группы сахарида участвуют в образовании связи. Кроме того, потенциально возможно образование различных аномерных форм. Поэтому химический синтез большинства мономеров, содержащих остатки сахаров, в целом неосуществим и дает низкие выходы целевого мономера.Polymers containing sugar residues (saccharide copolymers) can have typical saccharide properties, such as good solubility in water, high resistance to electrolytes, colloidal stability in hot water, strong interactions with substrates such as cotton, and the absence of toxicity. These specific properties open up wide possibilities for the use of such polymers. Therefore, of great interest is the possibility of developing cost-effective methods for producing certain saccharide copolymers and the corresponding monomers. Such monomers may be polymerizable, ethylenically unsaturated glycosides obtained by the glycosidic combination of a saccharide and ethylenically unsaturated alcohol. The synthesis of such glycosides faces a number of difficulties. The formation of many isomers of the position, in which different hydroxyl groups of the saccharide are involved in the formation of bonds. In addition, the formation of various anomeric forms is potentially possible. Therefore, the chemical synthesis of most monomers containing sugar residues is generally not feasible and gives low yields of the target monomer.
Применение ферментов рассматривалось как альтернативный подход к получению гликозидных мономеров. В отличие от химического синтеза, катализируемые ферментами реакции незащищенных сахаров обычно дают намного более гомогенный по структуре продукт, благодаря их высокой стереоселективности.The use of enzymes was considered as an alternative approach to the preparation of glycosidic monomers. In contrast to chemical synthesis, enzyme-catalyzed reactions of unprotected sugars usually produce a much more homogeneous product due to their high stereoselectivity.
В целом, применяются два подхода к ферментативному синтезу гликозидов: термодинамически контролируемый обратный гидролиз и кинетически контролируемое трансгликозилирование. Перенос гликозильных фрагментов на несахарные соединения с первичными гидроксильными группами посредством трансгликозилирования, катализируемого ферментами, был показан, например, в публикации S. Matsumura et al. (Makromol. Chem., Rapid Commun. 14: 55-58, 1993). Также применялись подходы с применением гликозидаз, которые катализируют гидролиз гликозидов in vivo, для синтеза гликозидов путем обратного гидролиза (см., например, I. Gill and R. Valivety, Angew. Chem. Int. Ed. 39(21): 3804-3808, 2000).In general, two approaches are applied to the enzymatic synthesis of glycosides: thermodynamically controlled reverse hydrolysis and kinetically controlled transglycosylation. The transfer of glycosyl moieties to non-sugar compounds with primary hydroxyl groups via enzyme-catalyzed transglycosylation was shown, for example, in S. Matsumura et al. (Makromol. Chem., Rapid Commun. 14: 55-58, 1993). Glycosidase approaches that catalyze in vivo hydrolysis of glycosides have also been used to synthesize glycosides by reverse hydrolysis (see, e.g., I. Gill and R. Valivety, Angew. Chem. Int. Ed. 39 (21): 3804-3808 , 2000).
При разработке методов синтеза гликозидов, катализируемого гликозидазами, возникли трудности с подбором оптимального растворителя. С одной стороны, для способствования термодинамически контролируемому обратному гидролизу необходимо минимизировать содержание воды, или точнее даже термодинамическую активность воды aw. С другой стороны, сахариды, которые обычно легко растворимы в воде, часто плохо растворяются в органических средах. Была предложена замена воды на безводные растворители средней полярности как способ удовлетворения обеих потребностей. Однако было показано, что обычно применяемым гликозидазам требуется хотя бы небольшое количество воды для сохранения активности. (F. van Rantwijk et al., J. Mol. Catalysis В: Enzymatic 6: 511-532, 1999). Такие противоречивые требования к растворителю сложно удовлетворить. Это выражается в повышенных температурах и большом времени реакций, которые обычно требуются для известных методов ферментативного синтеза гликозидов.When developing methods for the synthesis of glycosides catalyzed by glycosidases, difficulties arose in selecting the optimal solvent. On the one hand, in order to promote thermodynamically controlled reverse hydrolysis, it is necessary to minimize the water content, or rather even the thermodynamic activity of water a w . On the other hand, saccharides, which are usually readily soluble in water, are often poorly soluble in organic media. It has been proposed to replace water with anhydrous solvents of medium polarity as a way to meet both needs. However, it has been shown that commonly used glycosidases require at least a small amount of water to maintain activity. (F. van Rantwijk et al., J. Mol. Catalysis B: Enzymatic 6: 511-532, 1999). Such conflicting solvent requirements are difficult to satisfy. This is expressed in elevated temperatures and long reaction times, which are usually required for known methods of enzymatic synthesis of glycosides.
Поэтому целью настоящего изобретения была разработка более эффективного способа ферментативного получения этиленово-ненасыщенных гликозидов. Ее можно достичь путем увеличения скорости реакции и/или путем смещения равновесия реакции в сторону синтеза гликозида. Таким образом, образуется большее количество продукта после определенного времени протекания реакции и/или при установлении равновесия.Therefore, the aim of the present invention was to develop a more efficient method for the enzymatic production of ethylenically unsaturated glycosides. It can be achieved by increasing the reaction rate and / or by shifting the reaction equilibrium towards glycoside synthesis. Thus, a greater amount of product is formed after a certain reaction time and / or when equilibrium is established.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что добавление смешивающегося с водой растворителя, не вступающего в реакцию, в реакционную смесь, содержащую сахарид, этиленово-ненасыщенный спирт, гликозидазу и воду, может значительно увеличить количество этиленово-ненасыщенного гликозида, образующегося по истечении определенного времени реакции.The inventors of the present invention unexpectedly found that the addition of a water-miscible, non-reactive solvent to a reaction mixture containing a saccharide, ethylenically unsaturated alcohol, glycosidase and water can significantly increase the amount of ethylenically unsaturated glycoside formed after a certain reaction time.
Таким образом, в настоящем изобретении описан способ получения этиленово-ненасыщенного гликозида формулы IThus, the present invention describes a method for producing an ethylenically unsaturated glycoside of the formula I
гдеWhere
n равно 1, 2 или 3;n is 1, 2 or 3;
А представляет собой C2-20 алкилен или -R6-O-[-R6-O-]x-C2-20 алкилен;A is C 2-20 alkylene or —R 6 —O - [- R 6 —O—] x —C 2-20 alkylene;
Х выбран из группы, состоящей из -O-, -NH- и -NR5-;X is selected from the group consisting of —O—, —NH— and —NR 5 -;
BR3 выбран из группы, состоящей из -Н и C1-10 алкила;BR 3 is selected from the group consisting of —H and C 1-10 alkyl;
R4 выбран из группы, состоящей из -H, -COOH и -COO- M+;R 4 is selected from the group consisting of —H, —COOH, and —COO — M + ;
R5 представляет собой C1-10 алкил;R 5 represents C 1-10 alkyl;
R6 представляет собой Н или -CH3;R 6 represents H or —CH 3 ;
M+ выбран из группы, состоящей из Li+, Na+, K+ и
x представляет собой целое число от 0 до 200;x is an integer from 0 to 200;
включающий реакцию этиленово-ненасыщенного спирта формулы IIcomprising the reaction of an ethylene unsaturated alcohol of the formula II
с сахаридом формулы IIIwith a saccharide of the formula III
в присутствии гликозидазыin the presence of glycosidase
(i) при начальном молярном соотношении этиленово-ненасыщенного спирта формулы II к сахариду формулы III от 2:1 до 30:1, например от 15:1 до 25:1;(i) in an initial molar ratio of an ethylene unsaturated alcohol of formula II to a saccharide of formula III from 2: 1 to 30: 1, for example from 15: 1 to 25: 1;
(ii) в присутствии смеси растворителей, состоящей из воды и смешивающегося с водой органического растворителя, который не является первичным или вторичным спиртом, при весовом соотношении воды и органического растворителя от 0,1:1 до 9:1, например от 1:1 до 3:1; и(ii) in the presence of a solvent mixture consisting of water and a water-miscible organic solvent that is not a primary or secondary alcohol, in a weight ratio of water to organic solvent of from 0.1: 1 to 9: 1, for example from 1: 1 to 3: 1; and
(iii) при начальном весовом соотношении смеси растворителей к сахариду от 3:1 до 30:1, например от 10:1 до 20:1.(iii) at an initial weight ratio of solvent mixture to saccharide from 3: 1 to 30: 1, for example from 10: 1 to 20: 1.
ОпределенияDefinitions
Термин "моносахарид" при использовании в настоящем тексте относится к отдельному фрагменту полигидроксиальдегида, формирующему внутримолекулярный полуацеталь, структура которого включает шестичленный цикл из пяти атомов углерода и одного атома кислорода. Моносахариды могут присутствовать в разных диастереомерных формах, таких как α или β аномеры, и D или L изомеры. "Олигосахарид" состоит из коротких цепочек ковалентно связанных моносахаридных фрагментов. Олигосахариды включают дисахариды, которые содержат два моносахаридных фрагмента, а также трисахариды, которые содержат три моносахаридных фрагмента. «Полисахарид» состоит из длинных цепочек ковалентно связанных моносахаридных фрагментов.The term "monosaccharide" when used in this text refers to a single fragment of polyhydroxyaldehyde, forming an intramolecular semi-acetal, the structure of which includes a six-membered cycle of five carbon atoms and one oxygen atom. Monosaccharides can be present in different diastereomeric forms, such as the α or β anomers, and the D or L isomers. An "oligosaccharide" consists of short chains of covalently linked monosaccharide moieties. Oligosaccharides include disaccharides that contain two monosaccharide moieties, as well as trisaccharides that contain three monosaccharide moieties. A “polysaccharide” consists of long chains of covalently bonded monosaccharide moieties.
Термин «гликозидная связь» или «гликозидный мостик» означает тип химической связи или мостика, образующегося между аномерной гидроксильной группой сахарида или производного сахарида (гликона) и гидроксильной группой другого сахарида или несахаридного органического соединения (агликона), такого как спирт.Восстанавливающий конец ди- или полисахарида направлен в сторону последнего аномерного атома углерода в структуре, а терминальный конец находится в противоположном направлении.The term “glycosidic bond” or “glycosidic bridge” means a type of chemical bond or bridge formed between the anomeric hydroxyl group of a saccharide or derivative of a saccharide (glycon) and the hydroxyl group of another saccharide or non-saccharide organic compound (aglycone), such as alcohol. or the polysaccharide is directed toward the last anomeric carbon atom in the structure, and the terminal end is in the opposite direction.
«Ферментативно катализируемый» или «биокаталитический» метод при использовании в настоящем тексте означает, что указанный метод осуществляется в условиях каталитического действия фермента, в частности гликозидазы. Данный метод может осуществляться в присутствии указанной гликозидазы в выделенной (очищенной, обогащенной) или неочищенной форме. Термин «гликозидаза» также включает варианты, мутанты и ферментативно активные фрагменты гликозидаз.The "enzymatically catalyzed" or "biocatalytic" method when used in this text means that this method is carried out under the conditions of the catalytic action of the enzyme, in particular glycosidase. This method can be carried out in the presence of the specified glycosidase in an isolated (purified, enriched) or untreated form. The term "glycosidase" also includes variants, mutants and enzymatically active fragments of glycosidases.
Каталитические количества фермента выражаются в "U" («единицах»), где 1 U равняется количеству фермента, который катализирует реакцию 1 мкмоль субстрата в минуту в специфических условиях (обычно 37°C и рН 7,5). Так, 10 U гликозидазы равняется каталитическому количеству фермента, необходимому для реакции 10 мкмоль сахаридного субстрата в минуту. Каталитические количества мальтогенной амилазы можно выражать в "MANU" (Maltogenic Amylase Novo Unit), где 1 MANU равно каталитическому количеству фермента, необходимому для реакции 1 мкмоль мальтотриозы в минуту в стандартных условиях (10 мг/мл мальтотриозы, 37°C, рН 5,0, время реакции 30 мин). Каталитическое количество фермента можно определить хорошо известными способами.Catalytic amounts of the enzyme are expressed in “U” (“units”), where 1 U is the amount of enzyme that catalyzes the reaction of 1 μmol of substrate per minute under specific conditions (usually 37 ° C and pH 7.5). So, 10 U glycosidase is equal to the catalytic amount of the enzyme required for the reaction of 10 μmol of saccharide substrate per minute. Catalytic amounts of maltogenic amylase can be expressed in “MANU” (Maltogenic Amylase Novo Unit), where 1 MANU is equal to the catalytic amount of the enzyme required for the reaction of 1 μmol of maltotriose per minute under standard conditions (10 mg / ml maltotriose, 37 ° C, pH 5, 0, reaction time 30 min). The catalytic amount of the enzyme can be determined by well known methods.
Термин «алкил» охватывает C1-10 алкильные радикалы, линейные или разветвленные, которые содержат от 1 до 10 атомов углерода. Их примерами являются метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, 2-бутил, изобутил или трет-бутил, пентил, 1-метилбутил, 2-метилбутил, 3-метилбутил, 2,2-диметилпропил, 1-этилпропил, гексил, 1,1-диметилпропил, 1,2-диметилпропил, 1-метилпентил, 2-метилпентил, 3-метилпентил, 4-метилпентил, 1,1-диметилбутил, 1,2-диметилбутил, 1,3-диметилбутил, 2,2-диметилбутил, 2,3-диметилбутил, 3,3-диметилбутил, 1-этилбутил, 2-этилбутил, 1,1,2-триметилпропил, 1,2,2-триметилпропил, 1-этил-1-метилпропил, 1-этил-2-метилпропил, гептил, октил, нонил и децил, а также их изомеры положения, такие как 2-этилгексил.The term “alkyl” embraces C 1-10 alkyl radicals, linear or branched, which contain from 1 to 10 carbon atoms. Examples thereof are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl or tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl , hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2 , 2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,2,2-trimethylpropyl, 1-ethyl-1-methylpropyl, 1 ethyl-2-methylpropyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl, as well as their positional isomers, such as 2-these lhexyl.
Термин "алкилен" охватывает C2-20 алкиленовые дирадикалы, которые являются линейными или разветвленными дирадикалами, содержащими от 1 до 20 атомов углерода.The term “alkylene” embraces C 2-20 alkylene diradicals, which are linear or branched diradicals containing from 1 to 20 carbon atoms.
Термин "этиленово-ненасыщенный" относится к соединению, содержащему неароматическую двойную связь C=C. В частности, термин "этиленово-ненасыщенный гликозид" при использовании в настоящем тексте означает гликозид, состоящий из сахарида, гликозидно связанного с этиленово-ненасыщенным спиртом.The term "ethylenically unsaturated" refers to a compound containing a non-aromatic C = C double bond. In particular, the term “ethylenically unsaturated glycoside” as used herein means a glycoside consisting of a saccharide glycosidically linked to ethylenically unsaturated alcohol.
Под термином "смешивающийся с водой органический растворитель" понимается органический растворитель, формирующий гомогенную смесь с водой при используемом весовом соотношении воды к органическому растворителю.By the term “water miscible organic solvent” is meant an organic solvent that forms a homogeneous mixture with water at the weight ratio of water to organic solvent used.
Органический растворитель не является первичным или вторичным спиртом и, соответственно, не реагирует с сахаридом. В целом, органический растворитель выбран из группы, состоящей из алканонов, алкилнитрилов, третичных спиртов и циклических простых эфиров, и их смесей.The organic solvent is not primary or secondary alcohol and, accordingly, does not react with saccharide. In general, the organic solvent is selected from the group consisting of alkanones, alkyl nitriles, tertiary alcohols and cyclic ethers, and mixtures thereof.
Предпочтительные растворители выбраны из группы, состоящей из ацетона, ацетонитрила, трет-пентанола, трет-бутанола, 1,4-диоксана и тетрагидрофурана, и их смесей. 1,4-Диоксан является особенно предпочтительным.Preferred solvents are selected from the group consisting of acetone, acetonitrile, tert-pentanol, tert-butanol, 1,4-dioxane and tetrahydrofuran, and mixtures thereof. 1,4-dioxane is particularly preferred.
Этиленово-ненасыщенный спирт формулы II выбран изThe ethylene unsaturated alcohol of formula II is selected from
гидроксиалкил (мет)акрилатов;hydroxyalkyl (meth) acrylates;
N-гидроксиалкил (мет)акриламидов; илиN-hydroxyalkyl (meth) acrylamides; or
моно(гидроксиалкиловых) эфиров малеиновой кислоты или их солей.mono (hydroxyalkyl) esters of maleic acid or their salts.
В других вариантах осуществления изобретения этиленово-ненасыщенный спирт формулы II представляет собой этоксилированное, пропоксилированное или этоксилированное и пропоксилированное производное указанных выше этиленово-ненасыщенных спиртов.In other embodiments, an ethylene unsaturated alcohol of formula II is an ethoxylated, propoxylated or ethoxylated and propoxylated derivative of the above ethylene unsaturated alcohols.
Предпочтительные этиленово-ненасыщенные спирты формулы II выбраны из 2-гидроксиэтил акрилата, 2-гидроксиэтил метакрилата, 3-гидроксипропил акрилата, 3-гидроксипропил метакрилата, N-(2-гидроксиэтил)акриламида, N-(2-гидроксиэтил)метакриламида, N-(3-гидроксипропил)акриламида, N-(3-гидроксипропил)метакриламида, (2-гидроксиэтил)гидромалеата.Preferred ethylene unsaturated alcohols of formula II are selected from 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) methacrylamide, N- ( 3-hydroxypropyl) acrylamide, N- (3-hydroxypropyl) methacrylamide, (2-hydroxyethyl) hydro maleate.
В некоторых вариантах осуществления изобретения n равен 1; А представляет собой алкилен с 2-6 атомами углерода; Х представляет собой -O-; и R3 представляет собой -H или -CH3.In some embodiments, n is 1; A represents alkylene with 2-6 carbon atoms; X represents —O—; and R 3 represents —H or —CH 3 .
Сахарид может представлять собой моносахарид, такой как глюкоза, галактоза или манноза; дисахарид, такой как мальтоза, лактоза или целлобиоза; трисахарид, такой как мальтотриоза; или их смесь. Способ по настоящему изобретению не требует того, чтобы сахарид был активирован, например присутствием алкильной или о-нитрофенильной группы, связанной простоэфирной связью с атомом углерода в положении 1 (C-1) сахарида. Подходящим является сахарид, выбранный из группы, состоящей из D-глюкозы, D-галактозы, D-маннозы и их смесей.The saccharide may be a monosaccharide, such as glucose, galactose or mannose; a disaccharide such as maltose, lactose or cellobiose; a trisaccharide such as maltotriose; or a mixture thereof. The method of the present invention does not require that the saccharide be activated, for example by the presence of an alkyl or o-nitrophenyl group, linked by an ether bond to the carbon atom at position 1 (C-1) of the saccharide. Suitable is a saccharide selected from the group consisting of D-glucose, D-galactose, D-mannose and mixtures thereof.
В способе по настоящему изобретению реакция сахарида и этиленово-ненасыщенного спирта катализируется гликозидазой, ферментом, известным также как гликозид гидролаза. В типичном случае, ферменты обладают высокой специфичностью в отношении реакций, которые они катализируют, и к субстратам, которые вступают в данные реакции. Гликозидазы представляют собой ферменты, способные катализировать гидролиз О- и S-гликозидных соединений. Кроме того, гликозидазы могут применяться для катализа образования гликозидных связей посредством обратного гидролиза, в котором положение равновесия в реакции обращено, или трансгликозилирования, при котором гликозидный фрагмент переносится с одного гликозида, т.е. донорного гликозида, к другому гликозиду, т.е. акцепторному гликозиду, с образованием нового гликозида. Гликозидазам присвоен классификационный номер фермента EC 3.2.1.x.In the method of the present invention, the reaction of a saccharide and an ethylenically unsaturated alcohol is catalyzed by glycosidase, an enzyme also known as hydrolase glycoside. Typically, enzymes are highly specific with respect to the reactions that they catalyze and to the substrates that enter into these reactions. Glycosidases are enzymes capable of catalyzing the hydrolysis of O- and S-glycosidic compounds. In addition, glycosidases can be used to catalyze the formation of glycosidic bonds by reverse hydrolysis, in which the equilibrium position in the reaction is reversed, or by transglycosylation, in which the glycosidic fragment is transferred from one glycoside, i.e. donor glycoside, to another glycoside, i.e. acceptor glycoside, with the formation of a new glycoside. Glycosidases assigned the classification number of the enzyme EC 3.2.1.x.
Гликозидазу можно применять в очищенном виде, в виде обогащенного концентрата или в виде неочищенного ферментного препарата.Glycosidase can be used in purified form, as an enriched concentrate, or as a crude enzyme preparation.
Таким образом, гликозидаза для способа по настоящему изобретению выбрана из группы, состоящей из амилаз, целлюлаз, глюкозидаз и галактозидаз.Thus, the glycosidase for the method of the present invention is selected from the group consisting of amylases, cellulases, glucosidases and galactosidases.
α-Амилаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.1, и также известна как гликогеназа, эндоамилаза, така-амилаза А или 1,4-α-D-глюкан глюканогидролаза. α-Амилазы способны катализировать эндогидролиз (1→4)-α-D-глюкозидных связок в полисахаридах, содержащих три или более (1→4)-α-связанных фрагментов D-глюкозы, таких как крахмал и гликоген, таким образом высвобождая восстанавливающие группы в α-конфигурации.α-Amylase is an enzyme having an EU enzyme classification number of 3.2.1.1, and is also known as glycogenase, endoamylase, such as amylase A or 1,4-α-D-glucan glucanohydrolase. α-Amylases are capable of catalyzing the endohydrolysis of (1 → 4) -α-D-glucoside bonds in polysaccharides containing three or more (1 → 4) -α-linked D-glucose fragments, such as starch and glycogen, thereby releasing reducing groups in the α configuration.
β-Амилаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.2, и известна также как сахароген амилаза, гликогеназа или 1,4-α-D-глюкан мальтогидролаза. β-Амилазы способны катализировать гидролиз (1→4)-α-D-глюкозидных связок в полисахаридах, таких как крахмал и гликоген, таким образом высвобождая последовательные фрагменты β-мальтозы с не восстанавливающих концов полисахаридных цепочек.β-amylase is an enzyme having an EU enzyme classification number of 3.2.1.2, and is also known as sucogen amylase, glycogenase or 1,4-α-D-glucan maltohydrolase. β-amylases are capable of catalyzing the hydrolysis of (1 → 4) -α-D-glucoside bonds in polysaccharides such as starch and glycogen, thereby releasing successive β-maltose fragments from non-reducing ends of the polysaccharide chains.
Целлюлаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.4, и известна также как эндо-1,4-β-D-глюканаза, β-1,4-глюканаза, β-1,4-эндоглюкан гидролаза, целлюлаза А, целлюлозин АР, эндоглюканаза D, щелочная целлюлаза, целлюлаза А 3, целлудекстриназа, 9,5 целлюлаза, авицелаза, панцеллаза SS или 1,4-(1,3;1,4)-β-D-глюкан 4-глюканогидролаза. Целлюлазы способны катализировать эндогидролиз (1→4)-β-D-глюкозидных связок в целлюлозе, лихенине и β-D-глюканах зерновых, а также 1,4-связок в β-D-глюканах, содержащих также 1,3-связки.Cellulase is an enzyme having an EU enzyme classification number of 3.2.1.4, and is also known as endo-1,4-β-D-glucanase, β-1,4-glucanase, β-1,4-endoglucan hydrolase, cellulase A, cellulosin AR, endoglucanase D, alkaline cellulase, cellulase A 3, cellulodextrinase, 9.5 cellulase, aercelase, pancellase SS or 1,4- (1,3; 1,4) -β-D-glucan 4-glucanohydrolase. Cellulases are capable of catalyzing the endohydrolysis of (1 → 4) -β-D-glucosidic ligaments in cellulose, lichenin and β-D-glucans of cereals, as well as 1,4-bonds in β-D-glucans, which also contain 1,3-bonds.
α-Глюкозидаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.20, и известна также как мальтаза, глюкоинвертаза, глюкозидосахараза, мальтаза-глюкоамилаза, α-глюкопиранозидаза, глюкозидоинвертаза, α-D-глюкозидаза, α-глюкозид гидролаза или α-1,4-глюкозидаза. α-Глюкозидазы способны катализировать гидролиз терминальных невосстанавливающих (1→4)-связанных остатков α-D-глюкозы, высвобождая тем самым α-D-глюкозу.α-Glucosidase is an enzyme having an EU enzyme classification number 3.2.1.20, and is also known as maltase, glucoin invertase, glucosidosaccharase, maltase glucoamylase, α-glucopyranosidase, glucosidoinvertase, α-D-glucosidase, α-glucosidase or 4-glucosidase. α-glucosidases are capable of catalyzing the hydrolysis of terminal non-reducing (1 → 4) -linked residues of α-D-glucose, thereby releasing α-D-glucose.
β-Глюкозидаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.21, и известна также как гентиобиаза, целлобиаза, эмульсин, элатераза, арил-β-глюкозидаза, β-D-глюкозидаза, β-глюкозид глюкогидролаза, арбутиназа, амигдалиназа, п-нитрофенил β-глюкозидаза, примаверозидаза, амигдалаза, лимараза, салицилиназа или β-1,6-глюкозидаза. β-Глюкозидазы способны катализировать гидролиз терминальных невосстанавливающих β-D-глюкозильных фрагментов, высвобождая тем самым β-D-глюкозу.β-Glucosidase is an enzyme having an EU enzyme classification number 3.2.1.21, and is also known as gentiobiasis, cellobiase, emulsin, elaterase, aryl-β-glucosidase, β-D-glucosidase, β-glucoside glucohydrolase, arbutinase, amygdalinase, n β-nitrophenyl β-glucosidase, primaverosidase, amygdalase, limarase, salicylinase or β-1,6-glucosidase. β-Glucosidases are capable of catalyzing the hydrolysis of terminal non-reducing β-D-glucose fragments, thereby releasing β-D-glucose.
α-Галактозидаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.22, и известна также как мелибиаза, α-D-галактозидаза, α-галактозидаза А или α-галактозид галактогидролаза. α-Галактозидазы способны катализировать гидролиз терминальных невосстанавливающих фрагментов α-D-галактозы в α-D-галактозидах, включая олигосахариды галактозы и галактоманнаны.α-Galactosidase is an enzyme having an EU enzyme classification number of 3.2.1.22, and is also known as melibiasis, α-D-galactosidase, α-galactosidase A or α-galactoside galactohydrolase. α-Galactosidases are capable of catalyzing the hydrolysis of terminal non-reducing fragments of α-D-galactose in α-D-galactosides, including galactose and galactomannan oligosaccharides.
β-Галактозидаза представляет собой фермент, имеющий классификационный номер фермента ЕС 3.2.1.23, и известна также как лактаза, β-лактозидаза, максилакт, гидролакт, β-D-лактозидаза, S 2107, лактозим, трилактаза, β-D-галактаназа, оризатим или сумиклат. β-Галактозидазы способны катализировать гидролиз терминальных невосстанавливающих остатков β-D-галактозы в β-D-галактозидах.β-Galactosidase is an enzyme having an EU enzyme classification number of 3.2.1.23, and is also known as lactase, β-lactosidase, maxilact, hydrolact, β-D-lactosidase, S 2107, lactosim, trilactase, β-D-galactanase, orizatim or sumiclate. β-Galactosidases are capable of catalyzing the hydrolysis of terminal non-reducing β-D-galactose residues in β-D-galactosides.
Неочищенной формой глюкозидазы, которая может применяться в способе по настоящему изобретению, является фруктовая жмыховая мука. Фруктовая жмыховая мука представляет собой устойчивый и пригодный для повторного использования катализатор, который можно получать легким и экономически эффективным способом. Получение и специфическая ферментативная активность фруктовой жмыховой муки были описаны в статьях Lu et al. (Practical methods for Biocatalysts, Whittall and Satton (eds.), Wiley, 2010, chapter 7,3, pages 236-239). Фруктовая жмыховая мука, которая может применяться в способе по настоящему изобретению, включает муку косточек Prunus dulcis (миндаль), муку косточек Prunus persica (персик), муку косточек Prunus armeniaca (абрикос), муку семян Malus pumila (яблоко) и муку семян Eriobotrya japonica (японская мушмула). Предпочтительно, применяемая фруктовая жмыховая мука выбрана из группы, состоящей из муки косточек Prunus dulcis, муки косточек Prunus persica и муки семян Malus pumila.The crude form of glucosidase that can be used in the method of the present invention is fruit meal. Fruit meal is a stable and reusable catalyst that can be prepared in an easy and cost-effective way. The preparation and specific enzymatic activity of fruit cake meal have been described in articles by Lu et al. (Practical methods for Biocatalysts, Whittall and Satton (eds.), Wiley, 2010, chapter 7.3, pages 236-239). Fruit cake meal that can be used in the method of the present invention includes Prunus dulcis seed flour (almonds), Prunus persica seed flour (peach), Prunus armeniaca seed flour (apricot), Malus pumila seed flour (apple), and Eriobotrya japonica seed flour (Japanese medlar). Preferably, the fruit cake used is selected from the group consisting of Prunus dulcis seed meal, Prunus persica seed meal and Malus pumila seed meal.
Фермент может быть растворен в реакционной смеси или иммобилизован на твердой подложке, контактирующей с реакционной смесью. Если фермент иммобилизован, это означает, что он закреплен на инертном носителе. Подходящие материалы носителя известны в данной области техники. Примеры подходящих материалов носителя представляют собой глины, глинистые минералы, такие как каолинит, диатомовая земля, перлит, оксид кремния, оксид алюминия, карбонат натрия, карбонат кальция, порошок целлюлозы, анионообменные материалы, синтетические полимеры, такие как полистирол, акриловые смолы, фенолформальдегидные смолы, полиуретаны и полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен. При приготовлении ферментов, связанных с носителем, материал носителя обычно применяется в виде тонко измельченного порошка, где предпочтительной является пористая форма. Размер частиц материала носителя обычно не превышает 5 мм, в частности 2 мм. Кроме того, подходящими материалами носителя являются альгинат кальция и каррагинан. Ферменты могут быть связаны напрямую глутаровым альдегидом. В данной области техники известен широкий набор методов иммобилизации (например, J. Lalonde and A. Margolin "Immobilization of Enzymes" в K. Drauz und H. Waldmann, Enzyme Catalysis in Organic Synthesis 2002, Vol.III, 991-1032, Wiley-VCH, Weinheim).The enzyme can be dissolved in the reaction mixture or immobilized on a solid substrate in contact with the reaction mixture. If the enzyme is immobilized, this means that it is attached to an inert carrier. Suitable carrier materials are known in the art. Examples of suitable carrier materials are clays, clay minerals such as kaolinite, diatomaceous earth, perlite, silica, alumina, sodium carbonate, calcium carbonate, cellulose powder, anion exchange materials, synthetic polymers such as polystyrene, acrylic resins, phenol-formaldehyde resins , polyurethanes and polyolefins, such as polyethylene and polypropylene. In the preparation of enzymes associated with the carrier, the carrier material is usually used in the form of a finely divided powder, where the porous form is preferred. The particle size of the carrier material usually does not exceed 5 mm, in particular 2 mm Further suitable carrier materials are calcium alginate and carrageenan. Enzymes can be directly linked by glutaraldehyde. A wide range of immobilization methods are known in the art (e.g., J. Lalonde and A. Margolin "Immobilization of Enzymes" in K. Drauz und H. Waldmann, Enzyme Catalysis in Organic Synthesis 2002, Vol. III, 991-1032, Wiley- VCH, Weinheim).
Реакцию, катализируемую ферментами, можно проводить партиями, полунепрерывным методом или непрерывным методом. Реагенты можно загружать в начале реакции или можно добавлять последовательно, полунепрерывно или непрерывно. Каталитическое количество гликозидазы, необходимое для способа по настоящему изобретению, зависит от условий реакции, таких как температура, растворители и количество субстрата.The enzyme-catalyzed reaction can be carried out in batches, by the semi-continuous method or by the continuous method. Reagents can be loaded at the beginning of the reaction or can be added sequentially, semi-continuously or continuously. The catalytic amount of glycosidase required for the method of the present invention depends on the reaction conditions, such as temperature, solvents and the amount of substrate.
Реакцию проводят в смеси растворителей, состоящей из воды и смешивающегося с водой органического растворителя, как описано выше. Реакционная смесь может (необязательно) дополнительно содержать подходящий буферный раствор, для доведения значения рН до значения в интервале от 6,0 до 9,0, например в интервале от 6,5 до 8,0, например в интервале от 7,0 до 7,8. Подходящие буферные системы включают (но не ограничены только ими) ацетат натрия, трис(гидроксиметил)аминометан ("TRIS") и фосфатные буферы.The reaction is carried out in a solvent mixture consisting of water and an organic solvent miscible with water, as described above. The reaction mixture may (optionally) additionally contain a suitable buffer solution, to bring the pH to a value in the range from 6.0 to 9.0, for example in the range from 6.5 to 8.0, for example in the range from 7.0 to 7 ,8. Suitable buffer systems include, but are not limited to, sodium acetate, tris (hydroxymethyl) aminomethane ("TRIS"), and phosphate buffers.
Концентрацию реагентов, т.е. сахарида и этиленово-ненасыщенного спирта, можно изменять для достижения оптимальных условий реакции. Например, начальная концентрация сахарида может находиться в интервале от 100 мМ до 3000 мМ, например от 200 мМ до 500 мМ. Один реагент, например этиленово-ненасыщенный спирт, используется в молярном избытке для сдвига равновесия реакции в сторону продукта.The concentration of reagents, i.e. saccharide and ethylenically unsaturated alcohol can be changed to achieve optimal reaction conditions. For example, the initial concentration of saccharide may be in the range from 100 mm to 3000 mm, for example from 200 mm to 500 mm. One reagent, for example ethylenically unsaturated alcohol, is used in molar excess to shift the reaction equilibrium toward the product.
Температуру реакции можно регулировать для достижения оптимальных условий реакции, которые могут зависеть от конкретного применяемого фермента. Реакцию рационально проводить при температурах между температурой замерзания реакционной смеси и температурой денатурирования фермента. После достижения температуры денатурирования, каталитическая активность фермента теряется. Например, реакцию можно проводить при температуре в интервале от 0°C до 80°C, например от 40°C до 60°C, или при температуре около 50°C.The reaction temperature can be adjusted to achieve optimal reaction conditions, which may depend on the particular enzyme used. It is rational to carry out the reaction at temperatures between the freezing point of the reaction mixture and the denaturing temperature of the enzyme. After reaching the denaturing temperature, the catalytic activity of the enzyme is lost. For example, the reaction can be carried out at a temperature in the range from 0 ° C to 80 ° C, for example from 40 ° C to 60 ° C, or at a temperature of about 50 ° C.
Процесс можно проводить до тех пор, пока не установится равновесие между реагентами и продуктами, но можно остановить раньше. Обычное время реакции составляет от 6 ч до 96 ч, например около 24 ч.The process can be carried out until a balance is established between the reactants and the products, but can be stopped earlier. Typical reaction times are from 6 hours to 96 hours, for example about 24 hours.
Методология настоящего изобретения может дополнительно включать стадию выделения получаемого этиленово-ненасыщенного гликозида. Термин «выделение» включает экстракцию, сбор, извлечение или очистку соединения из реакционной смеси. Выделение соединения можно проводить по любой обычной методике выделения или очистки, известной в данной области техники, включая (но не ограничиваясь только ими) обработку с помощью общеприменимых смол (например, анионо- или катионообменных смол, неионогенных адсорбирующих смол и т.д.), обработку общеприменимыми адсорбентами (например, активированным углем, кремниевой кислотой, силикагелем, целлюлозой, оксидом алюминия и т.д.), изменение рН, экстракцию растворителем (например, общеизвестным растворителем, таким как спирт, этилацетат, гексан и т.п.), перегонку, диализ, фильтрование, концентрирование, кристаллизацию, перекристаллизацию, корректировку значения рН, лиофилизацию и т.п.The methodology of the present invention may further include the step of isolating the resulting ethylenically unsaturated glycoside. The term “isolation” includes the extraction, collection, recovery or purification of a compound from the reaction mixture. Isolation of the compound can be carried out by any conventional isolation or purification technique known in the art, including (but not limited to) treatment with generally applicable resins (e.g., anion or cation exchange resins, nonionic adsorbent resins, etc.), treatment with generally applicable adsorbents (e.g., activated carbon, silicic acid, silica gel, cellulose, alumina, etc.), changing the pH, extraction with a solvent (for example, a well-known solvent, such as alcohol, ethyl acetate, hex en, etc.), distillation, dialysis, filtration, concentration, crystallization, recrystallization, pH adjustment, lyophilization, etc.
Подлинность и чистоту полученного продукта можно определить известными методами, такими как тонкослойная хроматография (ТСХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), газовая хроматография (ГХ), спектроскопия (например, ИК, УФ, ЯМР спектроскопия), методы окрашивания, спектроскопия в ближней ИК-области или ферментативные исследования.The authenticity and purity of the obtained product can be determined by known methods, such as thin layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC), spectroscopy (e.g. IR, UV, NMR spectroscopy), staining methods, near infrared spectroscopy -regions or enzymatic studies.
Представленные ниже примеры имеют своей целью проиллюстрировать настоящее изобретение, без ограничения его каким-либо образом.The following examples are intended to illustrate the present invention, without limiting it in any way.
Пример 1. Катализируемый β-глюкозидазой синтез 2-(β-глюкозилокси)-этилакрилата из D-глюкозы.Example 1. Catalyzed by β-glucosidase synthesis of 2- (β-glucosyloxy) ethyl acrylate from D-glucose.
1,0 г D(+)-глюкозы растворяли в 2 мл воды. В полученный раствор глюкозы добавляли 12 мл 2-гидроксиэтилакрилата (содержащего 200 част./млн пара-метоксифенола) и 1 мл 1,4-диоксана. Реакцию начинали добавлением 0,070 г (364 U) β-глюкозидазы из миндаля. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 50°C. Продукт детектировали методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) (хлороформ/метанол 4/1 (об./об.), Rf 0,55) и очищали методом колоночной хроматографии (силикагель, элюент: хлороформ/метанол 7/1 (об./об.)). Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли и удаляли растворитель на роторном испарителе. Выход: 0,459 г (46%). Чистота: 99%.1.0 g of D (+) - glucose was dissolved in 2 ml of water. To the resulting glucose solution was added 12 ml of 2-hydroxyethyl acrylate (containing 200 ppm of para-methoxyphenol) and 1 ml of 1,4-dioxane. The reaction was started by adding 0.070 g (364 U) of β-glucosidase from almonds. The reaction mixture was stirred for 24 hours at 50 ° C. The product was detected by thin layer chromatography (TLC) (chloroform / methanol 4/1 (v / v), Rf 0.55) and purified by column chromatography (silica gel, eluent: chloroform / methanol 7/1 (v / v) )). Fractions containing the desired product were combined and the solvent was removed on a rotary evaporator. Yield: 0.459 g (46%). Purity: 99%.
1H-ЯМР δ (м.д.): 3,2-4,2 GlucOCH2CH2R (8H); 4,39 GlucOCH2CH2R (2H, т, J 4,38 и 4,38 Гц); 4,50 GlucHα, (1H, д, J 7,91 Гц); 5,99 HтрансCH=CHR (1H, д, J 10,46 Гц); 6,22 CH2=CHR (1H, дд, J 17,29 и 10,46 Гц); 6,46 HцисCH=CHR (1H, A,J 17,30 Гц). 1 H-NMR δ (ppm): 3.2-4.2 GlucOCH 2 CH 2 R (8H); 4.39 GlucOCH 2 CH 2 R (2H, t, J 4.38 and 4.38 Hz); 4.50 GlucH α , (1H, d, J 7.91 Hz); 5.99 H trans CH = CHR (1H, d, J 10.46 Hz); 6.22 CH 2 = CHR (1H, dd, J 17.29 and 10.46 Hz); 6.46 H cis CH = CHR (1H, A, J 17.30 Hz).
13C-ЯМР δ (м.д.): 60,9 GlucC6; 64,4 OCH2CH2; 68,1 OCH2CH2; 69,8 GlucC5; 73,3 GlucC2; 75,9 GlucC3; 76,1 GlucC4; 102,7 GlucC1β; 127,6 H2C=CHR; 132,9 H2C=CHR; 168,6 O(O)CR. 13 C-NMR δ (ppm): 60.9 GlucC 6 ; 64.4 OCH 2 CH 2 ; 68.1 OCH 2 CH 2 ; 69.8 GlucC 5 ; 73.3 GlucC 2 ; 75.9 GlucC 3 ; 76.1 GlucC 4 ; 102.7 GlucC 1β ; 127.6 H 2 C = CHR; 132.9 H 2 C = CHR; 168.6 O (O) CR.
ESI-MS (полож.): вычислено: 301,0894 (C11H18O8Na); найдено: 301,2500.ESI-MS (positive): calculated: 301.0894 (C11H18O8Na); Found: 301.2500.
Пример 2: Катализируемый β-глюкозидазой синтез 2-(β-глюкозилокси)-этилметакрилата из D-глюкозы.Example 2: Catalyzed by β-glucosidase synthesis of 2- (β-glucosyloxy) ethyl methacrylate from D-glucose.
1,0 г D(+)-глюкозы растворяли в 2 мл воды. В полученный раствор глюкозы добавляли 12 мл 2-гидроксиэтилметакрилата (содержащего 200 м.д. пара-метоксифенола) и 1 мл 1,4-диоксана. Реакцию начинали добавлением 0,070 г (364 U) β-глюкозидазы из миндаля. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 50°C. Продукт детектировали методом ТСХ (хлороформ/метанол 4/1 (об./об.), Rf 0,59) и очищали методом колоночной хроматографии (силикагель, элюент: хлороформ/метанол 7/1 (об./об.)). Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли и удаляли растворитель на роторном испарителе. Выход: 0,514 г (51%). Чистота: 97%.1.0 g of D (+) - glucose was dissolved in 2 ml of water. To the resulting glucose solution was added 12 ml of 2-hydroxyethyl methacrylate (containing 200 ppm of para-methoxyphenol) and 1 ml of 1,4-dioxane. The reaction was started by adding 0.070 g (364 U) of β-glucosidase from almonds. The reaction mixture was stirred for 24 hours at 50 ° C. The product was detected by TLC (chloroform / methanol 4/1 (v / v), Rf 0.59) and purified by column chromatography (silica gel, eluent: chloroform / methanol 7/1 (v / v)). Fractions containing the desired product were combined and the solvent was removed on a rotary evaporator. Yield: 0.514 g (51%). Purity: 97%.
1H-ЯМР δ (м.д.): 1,91 CH2=C(CH3)R (3H, с); 3,2-4,2 GlucOCH2CH2R (8H); 4,35 GlucOCH2CH2R (2H, т, J 4,37 и 4,37 Гц); 4,48 GlucHα (1H, д, J 7,92 Гц); 5,70 HтрансCH=CCH3R (1H, с); 6,14 HцисCH=CHCH3R (1H, с). 1 H-NMR δ (ppm): 1.91 CH 2 = C (CH 3 ) R (3H, s); 3.2-4.2 GlucOCH 2 CH 2 R (8H); 4.35 GlucOCH 2 CH 2 R (2H, t, J 4.37 and 4.37 Hz); 4.48 GlucH α (1H, d, J 7.92 Hz); 5.70 H trans CH = CCH 3 R (1H, s); 6.14 H cis CH = CHCH 3 R (1H, s).
13C-ЯМР δ (м.д.): 17,5 H2C=C(CH3)R; 60,8 GlucC6; 64,5 OCH2CH2; 68,1 OCH2CH2; 69,7 GlucC5; 73,2 GlucC2; 75,8 GlucC3; 76,1 GlucC4; 102,7 GlucC1β; 127,1 H2C=C(CH3)R; 135,9 H2C=C(CH3)R; 169,8 O(O)CR. 13 C-NMR δ (ppm): 17.5 H 2 C = C (CH 3 ) R; 60.8 GlucC 6 ; 64.5 OCH 2 CH 2 ; 68.1 OCH 2 CH 2 ; 69.7 GlucC 5 ; 73.2 GlucC 2 ; 75.8 GlucC 3 ; 76.1 GlucC 4 ; 102.7 GlucC 1β ; 127.1 H 2 C = C (CH 3 ) R; 135.9 H 2 C = C (CH 3 ) R; 169.8 O (O) CR.
Пример 3: Катализируемый β-глюкозидазой синтез 4-(β-глюкозилокси)-бутилакриалата из D-глюкозы.Example 3: Catalyst β-glucosidase synthesis of 4- (β-glucosyloxy) -butyl acrylate from D-glucose.
1,0 г D(+)-глюкозы растворяли в 2 мл воды. В полученный раствор глюкозы добавляли 12 мл 4-гидроксибутилакрилата (содержащего 200 м.д. пара-метоксифенола) и 1 мл 1,4-диоксана. Реакцию начинали добавлением 0,070 г (364 U) β-глюкозидазы из миндаля. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 50°C. Продукт детектировали методом ТСХ (хлороформ/метанол 4/1 (об/об), Rf 0,69) и очищали методом колоночной хроматографии (силикагель, элюент: хлороформ/метанол 7/1 (об/об)). Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли, и удаляли растворитель на роторном испарителе. Выход: 0,310 г (31%). Чистота >85%.1.0 g of D (+) - glucose was dissolved in 2 ml of water. To the resulting glucose solution was added 12 ml of 4-hydroxybutyl acrylate (containing 200 ppm of para-methoxyphenol) and 1 ml of 1,4-dioxane. The reaction was started by adding 0.070 g (364 U) of β-glucosidase from almonds. The reaction mixture was stirred for 24 hours at 50 ° C. The product was detected by TLC (chloroform / methanol 4/1 (v / v), Rf 0.69) and purified by column chromatography (silica gel, eluent: chloroform / methanol 7/1 (v / v)). Fractions containing the desired product were combined and the solvent was removed on a rotary evaporator. Yield: 0.310 g (31%). Purity> 85%.
1H-ЯМР δ (м.д.): 1,75 OCH2CH2CH2CH2O (4H); 3,2-4,2 GlucOCH2CH2R (8H); 4,21 (O)COCH2R (2H, т, J 5,90 и 5,90 Гц); 4,43 GlucHα (1H, д, J 7,96 Гц); 5,95 HтрансCH=CHR (1H, д, J 10,43 Гц); 6,22 CH2=CHR (1H, дд, J 17,36 и 10,35 Гц); 6,41 HцисCH=CHR (1H, д, J 17,32 Гц). 1 H-NMR δ (ppm): 1.75 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O (4H); 3.2-4.2 GlucOCH 2 CH 2 R (8H); 4.21 (O) COCH 2 R (2H, t, J 5.90 and 5.90 Hz); 4.43 GlucH α (1H, d, J 7.96 Hz); 5.95 H trans CH = CHR (1H, d, J 10.43 Hz); 6.22 CH 2 = CHR (1H, dd, J 17.36 and 10.35 Hz); 6.41 H cis CH = CHR (1H, d, J, 17.32 Hz).
13C-ЯМР δ (м.д.): 24,7 OCH2CH2CH2CH2O; 25,6 OCH2CH2CH2CH2O; 61,0 GlucC6; 61,7 OCH2R; 65,4 (O)COCH2R; 69,9 GlucC5; 73,3 GlucC2; 76,0 GlucC3; 76,1 GlucC4; 102,4 GlucC1β; 127,9 H2C=CHR; 132,4 H2C=CHR; 168,9 RO(O)CR. 13 C-NMR δ (ppm): 24.7 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O; 25.6 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O; 61.0 GlucC 6 ; 61.7 OCH 2 R; 65.4 (O) COCH 2 R; 69.9 GlucC 5 ; 73.3 GlucC 2 ; 76.0 GlucC 3 ; 76.1 GlucC 4 ; 102.4 GlucC 1β ; 127.9 H 2 C = CHR; 132.4 H 2 C = CHR; 168.9 RO (O) CR.
ESI-MS (полож.): вычислено: 329,1207 (C13H22O8Na); найдено: 329,1188.ESI-MS (positive): calculated: 329.1207 (C13H22O8Na); Found: 329.1188.
Claims (3)
где
n равно 1, 2 или 3;
А представляет собой С2-20 алкилен или R6-O-[R6-O-]х-С2-20 алкилен;
X выбран из группы, состоящей из -О-, -NH- и -NR5-;
R3 выбран из группы, состоящей из -Н и С1-10 алкила;
R4 выбран из группы, состоящей из -Н, -СООН и -СОО- М+;
R5 представляет собой С1-10 алкил;
R6 представляет собой -С2Н4- или -С3Н6-;
М+ выбран из группы, состоящей из Li+, Na+, К+ и NH4 +; и
x представляет собой целое число от 0 до 200;
включающий реакцию этиленово-ненасыщенного спирта формулы II
с сахаридом формулы III
в присутствии β-глюкозидазы
(i) при молярном соотношении этиленово-ненасыщенного спирта формулы II к сахариду формулы III от 2:1 до 30:1;
(ii) в присутствии смеси растворителей, состоящей из воды и 1,4-диоксана, при весовом соотношении воды и 1,4-диоксана от 0,1:1 до 9:1; и
(iii) при весовом соотношении смеси растворителей к сахариду от 3:1 до 30:1.1. The method of obtaining ethylenically unsaturated glycoside of the formula I
Where
n is 1, 2 or 3;
A represents C 2-20 alkylene or R 6 —O— [R 6 —O—] x —C 2-20 alkylene;
X is selected from the group consisting of —O—, —NH— and —NR 5 -;
R 3 is selected from the group consisting of —H and C 1-10 alkyl;
R 4 selected from the group consisting of -H, -COOH and -COO - M + ;
R 5 represents C 1-10 alkyl;
R 6 represents —C 2 H 4 - or —C 3 H 6 -;
M + is selected from the group consisting of Li + , Na + , K + and NH 4 + ; and
x is an integer from 0 to 200;
comprising the reaction of an ethylene unsaturated alcohol of the formula II
with a saccharide of the formula III
in the presence of β-glucosidase
(i) in a molar ratio of an ethylenically unsaturated alcohol of formula II to a saccharide of formula III from 2: 1 to 30: 1;
(ii) in the presence of a solvent mixture consisting of water and 1,4-dioxane, with a weight ratio of water and 1,4-dioxane of from 0.1: 1 to 9: 1; and
(iii) when the weight ratio of the mixture of solvents to saccharide is from 3: 1 to 30: 1.
А представляет собой С2-6 алкилен;
X представляет собой -О-; и
R3 представляет собой -Н или -СН3.2. The method according to claim 1, in which
A represents C 2-6 alkylene;
X represents —O—; and
R 3 represents —H or —CH 3 .
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10171322.0 | 2010-07-29 | ||
| EP10171322 | 2010-07-29 | ||
| PCT/EP2011/062783 WO2012013648A1 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-26 | Process for producing glycosides of acrylate derivatives employing saccharides and glycosidases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013108704A RU2013108704A (en) | 2014-09-10 |
| RU2575609C2 true RU2575609C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96115931A (en) * | 1994-01-06 | 1998-11-20 | Биофлексин АБ | METHOD FOR PRODUCING LACTOSYMIN DERIVATIVES |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96115931A (en) * | 1994-01-06 | 1998-11-20 | Биофлексин АБ | METHOD FOR PRODUCING LACTOSYMIN DERIVATIVES |
Non-Patent Citations (1)
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Williams et al. | Glycosynthases: mutant glycosidases for glycoside synthesis | |
| US8486664B2 (en) | Enzymatic production of an ethylenically unsaturated glycoside using polysaccharides | |
| JP7569565B2 (en) | Enzymatic production of mannose. | |
| Rémond et al. | Synthesis of pentose-containing disaccharides using a thermostable α-L-arabinofuranosidase | |
| EP2598647B1 (en) | Process for producing glycosides of acrylate derivatives employing saccharides and glycosidases | |
| RU2570556C2 (en) | Method of producing glycosides of acrylate derivatives using polysaccharides and glycosidases or glycosyltransferases | |
| US8580538B2 (en) | Enzymatic production of an ethylenically unsaturated glycoside | |
| JPH01199592A (en) | Production of isomaltulose | |
| RU2575609C2 (en) | Method for obtaining glycosides of acrylate derivatives with application of saccharides and glycosidases | |
| Planas et al. | Glycosidases and glycosynthases in enzymatic synthesis of oligosaccharides: an overview | |
| JP2001046096A (en) | PRODUCTION OF GLYCOSIDE WITH alpha-GLUCOSIDASE AND NEW alpha- GLUCOSIDASE AND ITS PRODUCTION | |
| DE69519112T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING DERIVATIVES OF GLC-BETA 1-4-GLC-N-ACETYL | |
| Tong et al. | Construction and optimization of a monophasic organic–water system for enzymatic synthesis of p-nitrobenzyl β-d-glucopyranosides by reverse hydrolysis | |
| Stevenson et al. | High-yield syntheses of ethyl and 2-fluoroethyl β-d-galactopyranosides using Streptococcus thermophilus β-galactosidase | |
| US5068186A (en) | Process for the enzymatic preparation of disaccharide fluorides using α-glycosyl fluorides as substrates | |
| JP2004222506A (en) | Method for producing cellobiose from α-glucan | |
| JP3070709B2 (en) | Method for producing maltooligosaccharide derivatives | |
| SK872021A3 (en) | Method for purification of lower alkyl galactosides | |
| Kim et al. | Enzymatic synthesis of α-2-deoxyglucosyl derivatives catalyzed by organic solvent-resistant α-glucosidase | |
| JPH04279596A (en) | New oligosaccharide and its production method | |
| JP2004222507A (en) | Method for producing oligosaccharide sugar alcohol | |
| Tramice et al. | Enzymatic transglycosylation | |
| JPH04144693A (en) | Production of oligosaccharide | |
| JPH0488996A (en) | Process for producing 3-ketobutylidene 2-chloro-4-nitrophenyl-β-maltopentaoside | |
| JPH07107987A (en) | Process for producing non-reducing end-modified maltooligosaccharide derivative |