DE102009051687A1 - Verwendung von Alginit als Reaktionsadditiv bei Biotransformationen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder zum Abbau von chemischen Verbindungen mittels Biotransformation, insbesondere mittels Ganzzellbiotransformation. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird einer Biotransformation zur Umsetzung von chemischen Verbindungen Alginit als Reaktionsadditiv dem Reaktionsmedium zugesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Anwendung beim Abbau von chemischen Umweltgiften und zur mikrobiellen Herstellung von chiralen Zwischenprodukten für die pharmazeutische Industrie. Ferner umfasst die Erfindung die Verwendung von Alginit zum Abbau von Umweltgiften.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder zum Abbau von chemischen Verbindungen mittels Biotransformation. Dabei gilt besonderer Augenmerk auf die Diastereoselektivität und den vollständigen Umsatz. Interessant ist dieses Verfahren vor allem zum vollständigen Abbau von chemischen Umweltgiften und zur mikrobiellen Herstellung von chiralen Zwischenprodukten für die pharmazeutische Industrie.
- Es ist bekannt, dass mit Hilfe von Mikroorganismen sowohl chirale Verbindungen aus achiralen Edukten hergestellt, als auch Umweltgifte abgebaut werden (Bioremediation). Hauptanwendungsgebiet dieser Technologie ist die chemische Industrie, zum einen in der Herstellung von pharmazeutischen Intermediaten, zum anderen im Abbau von biologisch schwer abbaubaren Verunreinigungen der Umwelt.
- Unter Biotransformation werden alle chemischen Umsetzungen verstanden, die unter Beisein von biologischen Systemen wie z. B. Mikroorganisem, Zellkulturen oder freien Enzymen stattfinden. Der Begriff schließt daher auch die Bioremediation ein.
- Chlorbenzol ist ein in der chemischen Industrie verbreitetes Lösungsmittel. Es ist biologisch schwer abbaubar und reichert sich in Gewässersedimenten an. Es greift das Nervengewebe von Menschen und Tieren an.
- Nach Stand der Technik erfolgt der Abbau von Chlorbenzol durch heterogen-katalytische Oxidation mit Wasserstoffperoxid (J. Hofmann et al., Chemie Ingenieur Technik CIT, Volume 78 Issue 5, S. 555–561) oder durch mikrobiellen Abbau mittels Mikroorganismen der Gattung Pseudomonas (Doktorarbeit von Markus Kunze, Wuppertal, September 2002).
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DE 10 2004 062 894 B3 offenbart, dass der Zusatz von Coffein zu Ganzzell-Biotransformationen von α-substituierter β-Ketoester die Diastereomerenreinheit verbessert. - In der
DE 10 2009 014 586.9 (angemeldet am 24.03.2009) wird Alginit als Filtierhilfsmittel verwendet. - Alginit ist ein kerogenhaltiges Sedimentgestein. Es wird eingesetzt zur Bodenverbesserung, wobei seine Eigenschaft zur Speicherung von Wasser und sein Ionenaustauscherpotential hauptsächlich zur Anwendung kommen. Daneben kommt er als Bestandteil von Salben und kosmetischen Produkten und als Mittel in der Rheumatherapie vor.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zusätze zu finden, die den Umsatz, die Diastereomernreinheit und/oder die Enantiomerenreinheit bei Biotransformationen, insbesondere Ganzzell-Biotransformationen verbessern. So sich der Umsatz bei Ganzzell-Biotransformationen steigern läßt, kann davon ausgegangen werden, daß, so die Erfahrung, nicht nur der betrachtete Einsatzstoff, sondern auch andere Substanzen einer Biotransformation unterzogen werden, was insbesondere bei Umweltschadstoffen von Interesse ist, da diese hierdurch ihre umweltschädigenden Eigenschaften zumindest teilweise verlieren. Daher soll auch ein Verfahren zum Abbau von Umweltschadstoffen gefunden werden.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Umsetzung von chemischen Verbindungen mittels Biotransformation, insbesondere Ganzzell-Biotransformation, wobei Alginit als Reationsadditiv dem Reaktionsmedium zugesetzt wird. Unter Umsetzung wird sowohl die Synthese als auch der Abbau von chemischen Verbindungen verstanden. Die Erfindung eignet sich einerseits sowohl zur Verbesserung an sich bekannter Syntheseverfahren mittels Biotransformation in der Synthesechemie, insbesondere für die mikrobielle Herstellung von chiralen Zwischenprodukten für die pharmazeutische Industrie. Eine andere Anwendung ist die Verbessserung von Verfahren zum Abbau von Umweltschadstoffen mittels Biotransformation bzw. Mikroorganismen.
- Alginit ist ein natürlich vorkommendes, kerogenhaltiges Sedimentgestein. Im Stand der Technik findet Alginit als Bodenverbesserunsgmittel und Bestandteil von Salben und kosmetischen Produkten, sowie als Mittel in der Rheumatherapie Anwendung.
- Die Erfinder haben überraschenderweise herausgefunden, dass der Zusatz von Alginit zu Biotransformationen, insbesondere Ganzzell-Biotransformationen den Umsatz (d. h. die Reaktionsausbeute), die Diastereomernreinheit und/oder die Enantiomerenreinheit der erhaltenen Produkte verbessert.
- Im erfindungsgemäßen Einsatz wird Alginit zweckmäßig mit einer Korngröße von ≤ 5 mm bevorzugt ≤ 2 mm, besonders bevorzugt ≤ 100 μm.
- Der Alginit wird zweckmäßig im Verhältnis 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 35 bis 75 Gew.-% eingesetzt.
- Bevorzugt erfolgt die Zugabe des Alginits zu der Zellsuspension vor oder mit Zugabe des Eduktes, d. h. des in der Biotransformation umzusetzenden Stoffes. Besonders bevorzugt erfolgt die Zugabe des Alginits zu der Zellsuspension 30 bis 60 Minuten vor der Zugabe des Eduktes.
- Beispielhaft wird die Erfindung an der bekannten Reduktion von 2-Cyclohexanoncarbonsäure-ethylester (1) zu (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2) und dem Abbau des Umweltschadstoffs Chlorbenzol näher erläutert.
- Die Anwesenheit von Alginit erhöht überraschender Weise den Umsatz und die Diastereoselektivität der mikrobiellen Reduktion von 2-Cyclohexanoncarbonsäure-ethylester (1).
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- Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Reduktion von Verbindung 1 in Gegenwart von Alginit zu der gewünschten Verbindung 2 und vorteilhaft mit einem Diastereomerenüberschuß von ≥ 91% bei ≥ 98% Umsatz erhalten wird. Dies ist überraschend, da nicht bekannt ist und es auch keinen ersichtlichen Grund gibt, dass die Steigerung der Diastereselektivität durch das natürlich vorkommende Sedimentgestein Alginit möglich ist.
- Überraschenderweise führt die Verwendung von Alginit als Reaktionsadditiv während der Ganzzell-Biotransformation mit Saccharomyces cerevisiae zu einem vollständigen Abbau von Chlorbenzol.
- Beim Abbau von Chlorbenzol durch Ganzzell-Biotransformation mit Saccharomyces cerevisiae konnten in einem Vergleichsversuch (ohne Alginit) Umsätze ≤ 1% in 14 Tagen gefunden werden. Überraschenderweise ließ sich nach gleichen Zeitraum kein Chlorbenzol (3) mehr nachweisen, wenn der Zellsuspension Alginit zugesetzt worden war.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne auf diese beschrüänkt zu sein:
- Vergleichsbeispiel 1: Biotransformation von 2-Cyclohexanon-carbonsäure-ethylester (1) zu (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2) ohne Alginit
- Für die Reduktion von 2-Cyclohexanoncarbonsäure-ethylester (1) zu (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2) in einer Ganzzellbiotransformation mit Saccharomyces cerevisiae wird wie folgt verfahren:
In einen mit 1,0 l Leitungswasser gefüllten Fermenter werden 136 g Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) der Firma Fala, F-Strasbourg und 100 g Saccharose gegeben. Nach 30 min. Inkubation bei 30,0°C werden zu der belüfteten Kultur (2,0 l Luft pro Liter Reaktionsmedium und Minute) 8,0 ml 2-Cyclohexanoncarbonsäure-ethylester (1) (entspricht 4,66 g bzw. 27,4 mmol) kontinuierlich innerhalb von 20 h zugegeben, wobei der pH-Wert bei 6,3 gehalten wird. Die Reaktion wird mittels Gaschromatographie überwacht. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch in einem 4 l-Rundkolben mit Wasserdampfdestillationsaufsatz und einer 4 l-Vorlage unter Rühren durch Außenheizung auf 80–90°C Innentemperatur erhitzt. Dann beginnt man mit dem Einblasen von Direktdampf unter die Oberfläche. Anschließend werden die 2600 ml Wasserdampfdestillat in einem 4 l-Rührkolben mit 750 g Kochsalz versetzt, welches durch Rühren gelöst wird. Man extrahiert dreimal mit je 370 g (500 ml) t-Butyl-methylether während je min. 60 Minuten. Danach werden die vereinigten organischen Phasen in einer Destillationsapparatur (bzw. Rotationsverdampfer) vorgelegt, und bei Normaldruck oder bei leicht vermindertem Druck, z. B. 500–600 mbar wird der t-Butyl-methylether abdestilliert. Im Anschluss daran wird das Rohprodukt über eine Destillationskolonne (Sdp.: 120–125°C (20 mm Hg) feindestilliert. - Das Produkt, (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2), wird nach dieser Vorschrift in 66% Ausbeute erhalten und erfüllt folgende Spezifikationen:
Aspekt Farblose Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch IR-Spektrum entspricht Referenzspektrum Gehalt (Summe der Isomeren) (GC) ≥ 97% Enantiomerenüberschuss (ee) 90 bis 93% Diastereomerenüberschuss (de) 65 bis 74% Siedepunkt 70°C–72°C (4 mm Hg) Brechungsindex 1,453 - Ausführungsbeispiel 1: Biotransformation von 2-Cyclohexanon-carbonsäure-ethylester (1) zu (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2) in Alginit/Wasseraufschlämmung:
- Für die Reduktion von 2-Cyclohexanoncarbonsäure-ethylester (1) zu (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2) in einer Ganzzellbiotransformation mit Saccharomyces cerevisiae wird wie folgt verfahren:
In einen mit 1,0 l Leitungswasser gefüllten Fermenter werden 136 g Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) der Firma Fala, F-Strasbourg, 100 g Saccharose sowie 200 g Alginit gegeben. Nach 30 min. Inkubation bei 30,0°C werden zu der belüfteten Kultur (2,0 l Luft pro Liter Reaktionsmedium und Minute) 8,0 ml 2-Cyclohexanoncarbonsäureethylester (1) (entspricht 4,66 g bzw. 27,4 mmol) kontinuierlich innerhalb von 20 h zugegeben, wobei der pH-Wert bei 6,3 gehalten wird. Die Reaktion wird mittels Gaschromatographie überwacht. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch über einen Büchnertrichter filtriert. Man extrahiert dreimal mit je 370 g (500 ml) t-Butyl-methylether während je min. 10 Minuten. Danach werden die vereinigten organischen Phasen in einer Destillationsapparatur (bzw. Rotationsverdampfer) vorgelegt, und bei Normaldruck oder bei leicht vermindertem Druck, z. B. 500–600 mbar wird der t-Butyl-methylether abdestilliert. - Das Produkt (1R,2S)-cis-2-Hydroxycyclohexancarbonsäure-ethylester (2) wird nach dieser Vorschrift in 80% Ausbeute erhalten und erfüllt folgende Spezifikationen:
Aspekt Farblose Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch IR-Spektrum entspricht Referenzspektrum Gehalt (Summe der Isomeren) (GC) ≥ 99% Enantiomerenüberschuss (ee) 93 bis 95% Diastereomerenüberschuss (de) 91 bis 94% Siedepunkt 70°C–72°C (4 mm Hg) Brechungsindex 1,453 - Vergleichbeispiel 2: Biotransformation von Chlorbenzol ohne Alginit:
- Allgemeine Versuchsvorschrift zur Herstellung von chlorbenzolhaltigem Wasser:
Für die Experimente wurden 10 mg Chlorbenzol (5) eingewogen und in einem 11-Maßkolben in destilliertem Wasser gelöst. - Für die Biotransformation von Chlorbenzol in einer Ganzzellbiotransformation mit Saccharomyces cerevisiae wird wie folgt verfahren:
In einen Fermenter werden 136 g Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) der Firma Fala, F-Strasbourg, 100 g Saccharose gegeben und mit 1 l der wie oben herstellten wässrigen Lösung von Chlorbenzol versetzt. Die belüftete Kultur (2,0 l Luft pro Liter Reaktionsmedium und Minute) wird bei 30,0°C für 14 Tage gerührt (120 UpM), wobei der pH-Wert bei 6,3 gehalten wird. Die Reaktion wird mittels Gaschromatographie überwacht. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch über einen Büchnertrichter filtriert. Man extrahiert dreimal mit je 370 g (500 ml) t-Butyl-methylether während je min. 10 Minuten. Danach werden die vereinigten organischen Phasen in einer Destillationsapparatur (bzw. Rotationsverdampfer) vorgelegt, und bei Normaldruck oder bei leicht vermindertem Druck, z. B. 500–600 mbar wird der t-Butyl-methylether abdestilliert. - Es wurden ca. 9 mg Chlorbenzol nachgewiesen.
- Ausführungsbeispiel 2: Biotransformation von Chlorbenzol in einer Alginit/Wasseraufschlämmung:
- Für die Biotransformation von Chlorbenzol in einer Alginit/Wasseraufschlämmung in einer Ganzzellbiotransformation mit Saccharomyces cerevisiae wird wie folgt verfahren:
In einen Fermenter werden 136 g Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) der Firma Fala, F-Strasbourg, 100 g Saccharose sowie 200 g Alginit gegeben und mit 1 l der nach Vergleichsbeispiel 2 herstellten wässrigen Lösung von Chlorbenzol versetzt. Die belüftete Kultur (2,0 l Luft pro Liter Reaktionsmedium und Minute) wird bei 30,0°C für 14 Tage gerührt (120 UpM), wobei der pH-Wert bei 6,3 gehalten wird. Die Reaktion wird mittels Gaschromatographie überwacht. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch über einen Büchnertrichter filtriert. Man extrahiert dreimal mit je 370 g (500 ml) t-Butyl-methylether während je min. 10 Minuten. Danach werden die vereinigten organischen Phasen in einer Destillationsapparatur (bzw. Rotationsverdampfer) vorgelegt, und bei Normaldruck oder bei leicht vermindertem Druck, z. B. 500–600 mbar wird der t-Butyl-methylether abdestilliert. Es wurde kein Chlorbenzol mehr nachgewiesen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004062894 B3 [0006]
- DE 102009014586 [0007]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- J. Hofmann et al., Chemie Ingenieur Technik CIT, Volume 78 Issue 5, S. 555–561 [0005]
- Doktorarbeit von Markus Kunze, Wuppertal, September 2002 [0005]
Claims (11)
- Verfahren zur Umsetzung von chemischen Verbindungen mittels Biotransformation, insbesondere Ganzzellbiotransformation, dadurch gekennzeichnet, dass Alginit als Reaktionsadditiv dem Reaktionsmedium zugesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des Alginits zu der Zellsuspension vor oder mit Zugabe des Eduktes erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des Alginits zu der Zellsuspension 30 bis 60 Minuten vor der Zugabe des Eduktes erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in wäßrigem Medium oder in einem 2-Phasen-Medium stattfindet.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Edukt ein β-Ketoester eingesetzt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Edukt ein Halogenaliphat, Halogenaromat, eine alicyclische, polycyclische Verbindung, insbesondere ein Steroid, oder ein Steroidderivat eingesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellsuspension Hefe enthält.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hefezellen der Gattung Saccharomyces angehörig ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verfahren Umweltschadstoffe abgebaut werden.
- Verwendung von Alginit als Reaktionsadditiv bei Biotransformationen, insbesondere Ganzzellbiotransformationen.
- Verwendung von Alginit zum Abbau von Umweltgiften.
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| DE102009051687A DE102009051687A1 (de) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Verwendung von Alginit als Reaktionsadditiv bei Biotransformationen |
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Publications (1)
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| DE102009051687A1 true DE102009051687A1 (de) | 2011-04-28 |
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Country Status (1)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633164A (en) * | 1994-12-16 | 1997-05-27 | Cytec Technology Corporaton | Methods for fluid phase biodegradation |
| DE102004062894B3 (de) | 2004-12-20 | 2006-05-18 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur Optimierung der Diastereoselektivität von Ganzzell-Biotransformationen prochiraler alpha-substituierter beta-Ketoester |
| DE102006010994A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von chiralen Alkoholen |
| DE102009014586A1 (de) | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Verwendung von Alginit als Filtrierhilfsmittel in der Bio- und Lebensmitteltechnologie |
-
2009
- 2009-10-23 DE DE102009051687A patent/DE102009051687A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633164A (en) * | 1994-12-16 | 1997-05-27 | Cytec Technology Corporaton | Methods for fluid phase biodegradation |
| DE102004062894B3 (de) | 2004-12-20 | 2006-05-18 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur Optimierung der Diastereoselektivität von Ganzzell-Biotransformationen prochiraler alpha-substituierter beta-Ketoester |
| DE102006010994A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von chiralen Alkoholen |
| DE102009014586A1 (de) | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Verwendung von Alginit als Filtrierhilfsmittel in der Bio- und Lebensmitteltechnologie |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| Chemical Abstracts 149:420540 & HU 2005000193 A2 * |
| Chemical Abstracts 149:420540 und HU 2005000193 A2 |
| Doktorarbeit von Markus Kunze, Wuppertal, September 2002 |
| J. Hofmann et al., Chemie Ingenieur Technik CIT, Volume 78 Issue 5, S. 555-561 |
| R. Földenyi et al.: "The applicability of alginite in the treatment of contaminated groundwater", SETAC Europe 12th Annual Meeting, Vienna, Austria, 12-16 May, 2002, Abstract Book p.149, Internet: http://abstracts.co.allenpress.com/pweb/setaceu200 / document/1290 * |
| R. Földenyi et al.: "The applicability of alginite in the treatment of contaminated groundwater", SETAC Europe 12th Annual Meeting, Vienna, Austria, 12-16 May, 2002, Abstract Book p.149, Internet: http://abstracts.co.allenpress.com/pweb/setaceu2002/ document/1290 |
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