Aplicaciones Biocataliticas en la Preparación de Ést eres de
Halohidrinas Bajo Control Regioisomérico a Partir de Dioles
Asimétricos
Aplicaciones Biocataliticas en la Preparación de Ést eres de
Halohidrinas Bajo Control Regioisomérico a Partir de Dioles
Asimétricos
UNIVERSITAT DE LLEIDA
•Jonh Méndez 1, 3 Jordi Eras 1, Mireia Oromi 1, Merce Balcells 1, •Jonh Méndez 1, 3 Jordi Eras 1, Mireia Oromi 1, Merce Balcells 1, Elizabeth Murillo 1, Enrique Ortiz 1 Ramon Canela 1, 2
•1Departamento de Química, Universidad de Lleida, España,3 Departamento de Química, Universidad del Tolima-Colombia
UNIVERSIDAD DEL TOLIMATercer Simposio de Química Aplicada
Universidad del Quindío
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
BIOCATÁLISIS
Las enzimas se han distinguido por su habilidad para catalizar de forma altamente específica, para catalizar de forma altamente específica,
con elevada velocidad y eficiencia diversas reacciones químicas.
Fuente de enzimas: •Animal•Vegetal•Vegetal•Microbiana-Bacteriana-Fúngica
Inmovilización de enzimas: • Unidas a una matriz sólida * Retención física* Retención física* Unión química
• Inmovilización natural“Resting cells”
“RESTING CELLS” vs ENZIMAS AISLADAS
VENTAJAS INCONVENIENTES
*No aislamiento ni purificación de la enzima
*Capaces de aceptar substratos no naturales
*No problemas de inestabilidad de la
*Reacciones secundarias
*Bajos ee: presencia enzimas enantiopreferencia opuesta
*Concentraciones bajas de substrato óptimo
No aislamiento ni purificación
VENTAJAS INCONVENIENTES
*No problemas de inestabilidad de la enzima
*Estables solventes orgánicos
*Amplio rango de pH
óptimo
*Recuperación producto reacción mas complicadas
No necesarios cofactores ni regeneración
Reacciones secundarias
Diversas aplicaciones en diferentes áreas del sector productivo muestran su importancia y
potencial en la industria alimentaria, potencial en la industria alimentaria, petroquímica y fármaco-química
6%6%6%6%6%6%6%6%
24%24%24%24%24%24%24%24%
Alimentación animalAlimentaria
DetergentesDetergentesDetergentesDetergentesDetergentesDetergentesDetergentesDetergentes
Aplicaciones TécnicasAplicaciones TécnicasAplicaciones TécnicasAplicaciones TécnicasAplicaciones TécnicasAplicaciones TécnicasAplicaciones TécnicasAplicaciones Técnicas
48%48%48%48%48%48%48%48%
22%22%22%22%22%22%22%22%
70%70%70%70%70%70%70%70%
Papel
Curtido y desengrasado de pieles
Medio ambiente
22%22%22%22%22%22%22%22%Farmacéutica
Química fina
Cosmética
SELECTIVIDAD
QUIMIOSELECTIVIDADREGIOSELECTIVIDAD
DIASTEREOSELECTIVIDADENANTIOSELECTIVIDAD
métodos químicos
Moléculas ópticamente puras
métodos enzimáticos
ENZIMAS DE INTERÉS INDUSTRIAL
* Amilasas * Proteasas* Hemicelulasas * Celulasas* Lipasas
* Fitasa* Invertasa* Inulinasa* Alfa-galactosidasa* Dextranasa* Lipasas
* Glucosa oxidasa* Catalasa* Pectinasas* Pectin esterasas* Gamanasa* Beta-glucosidasa
* Dextranasa* Lactasa* Beta-gluconasa* Glucosa-isomerasa* Ciclodextrin-Glucotran.* Fenol oxidasa* Transglutaminasa
LAS LIPASAS
Son enzimas clasificadas como hidrolasas o triacilglicerol éster hidrolasas (EC 3.1.1.3) y actúan sobre el enlace
éster de varios compuestos, siendo los acilglicéridos sus mejores substratos.
Las aplicaciones de este tipo de enzimas han sido destacadasen numerosos procesos de interés industrial, experimentandoel mayor incremento de mercado de los últimos años.
REACCIONES CATALIZADAS POR LIPASAS
OO
O
R1
O
OH
OR1
OO
R3
OH
O
OHR2
O
OHR1
O
OHR3
OH
O
O R
R1
O
O R
R2
O
O R
R3
O
O O
O
O
OR2 R3
R4
O
OH
R1
H2O
ROH
Alco
hólis
is
O
OHR4
Hidrólisis
O OO
OR2 R3
OH
OH OH
OH
OH
O
O R2
O
O
O O
O
O
OR2 R4
R1
O
O O
O
O
OR5 R6
R4
O
O O
O
O
OR2 R6
R4
O
O O
O
O
OR5 R3
R1
O
OH
R3
GlicerólisisAcidólisis
Transesterificación
OH4
• Transformación de acilglicéridos.
O
OO
O
O
OH
O
+
Rhizomucor mieheiO
O
OO
O
O
O
O
OO
O
O
O
OH
O
+
+
Schmid, R. D.; Verger, R. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 1609-1633.
OH
O
Aspergillus flavus
Hexano
+ OH
O
O
O
>90 % (72 h)
Torres, M.; Barbosa, E.; Loscos, V.; Canela, R. Biotech. Lett. 2000, 22, 1265-1268.
Uso de biocatalizadores
Caracterización cinética del biocatalizador
• Capítulo 1
• Capítulo 2
Uso de biocatalizadoresen transformación de acilglicéridos
Regio y enantioselectividad enzimática sobre ésteres de clorohidrinas
• Capítulo 3
Uso de biocatalizadores
Caracterización cinética del biocatalizador
“Resting cells” de Rhizopus oryzae
• Capítulo 1
Uso de biocatalizadoresen transformación de acilglicéridos
Regio y enantioselectividad enzimática de ésteres de clorohidrinas
Estudio Cinético de la Esterificación de Ácido Palmítico Catalizado por Palmítico Catalizado por
“Resting Cells” de Rhizopus oryzae
Kinetic Study of Palmitic Acid Esterification Catalyzed by Rhizopus oryzae Resting Cells. Méndez J. J, Ospina A. A.
Torres M. and Canela R. Enzyme Microb. Tecnol. Enviado
METODOLOGÍA
Obtención del micelio
Aislado de Aislado de Aislado de Aislado de Foeniculum Foeniculum Foeniculum Foeniculum vulgarevulgarevulgarevulgare (Hinojo)(Hinojo)(Hinojo)(Hinojo)
Medio de cultivo
pH 5,5-6
Filtrado Secado
Rhizopus oryzaeRhizopus oryzaeRhizopus oryzaeRhizopus oryzae
CECT 20476
Esterilizados 15 min 121ºC
100/1
4x106 esporas
Aceite de girasol
200 rpm 28ºC 5 días
Filtrado Secado
Liofilizado
Pulverizado
Ácido Palmítico 5-10-50-100-125-250-500 mM
Influencia de la concentración
n-propanol 5-10-50-100-125-250-500 mM
TBMETBMETBMETBME
TridecanoTridecanoTridecanoTridecano
40ºC40ºC40ºC40ºC
60mg/ml micelio 60mg/ml micelio 60mg/ml micelio 60mg/ml micelio
La cinética fue evaluada manteniendo constante uno de los substratos y variando la concentración del otro
Tiempos: 0-2,5-5-10-20 min
1% v/v agua1% v/v agua1% v/v agua1% v/v agua 200 rpm200 rpm200 rpm200 rpm
210 tratamientos (6x7x5) por triplicado
% conversión < 15% Analizados por GC
Velocidades iniciales/ parámetros cinéticos
Factores que influyen en la actividad enzimática
pH Micelio ajustado a pH (3- 3,5- 4, 4,5- 5- 5,5- 6- 6,5- 7, 7,5- 8)
TEMPERATURA 30- 35- 40- 45- 50 ºCTEMPERATURA 30- 35- 40- 45- 50 ºC
AGUA Secado al vacío P 2O5 (0-5-10-15-20µL)
MICELIO (20-40-60-90-120 mg/ml)
Constantes calculadas:
Vmax = 2.14 mmol min-1 mg-1
SIMFIT (http:www.simfit.man.ac.uk)
1/Vo = [1 + Km(PA) / [PA] +Km(P) / [P]]1/ Vmax
Km propanol = 158 mmol L-1
Km ácido = 97 mmol L-1
U = 72 µmol min mg
Influencia de la temperatura en la velocidad inicia l de esterificación
Influencia del pH en la velocidad inicial de esteri ficación
Influencia de la cantidad de agua adicionada en la velocidad inicial
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50Tiempo (min)
Con
cent
raci
ón
de ë
ster
(m
M)
20 mg/ml
40 mg/ml
60 mg/ml
90 mg/ml
120 mg/ml
Influencia de la cantidad de micelio en la velocida d inicial de esterificación
Influencia de la cantidad de micelio en la reacción en función del tiempo
• Las condiciones óptimas para la producción de palmitato de propiloa partir de ácido palmítico y n-propanol, mediada por la lipasa dede Rhizopus oryzae son 250 mM de cada uno de los reactantes,60 mg/ml de catalizador, pH 7, temperatura 40 ºC y sin adición deagua
• El proceso catalítico para la obtención de palmitato de propiloobedece la cinética de Michaelis-Menten con inhibición por sustratoobedece la cinética de Michaelis-Menten con inhibición por sustrato
• Las constantes cinéticas calculadas son:-Km (ácido palmítico) = 97mM-Km (Propanol) = 158 mM-Vo = 2.49 mmol/min/mg-Ea=5.3 Kcal/mol
• La lipasa de Rhizopus oryzae tiene preferencia por el ácidopalmítico y se ajusta al modelo cinético tipo “ping-pong”
Caracterización cinética delbiocatalizador
Uso de biocatalizadores en transformación de
• Capítulo 2
Regio y enantioselectividad enzimática sobre ésteres de clorohidrinas
transformación de acilglicéridos
Extracción Reactiva de Triacilglicéridos Presentes en Varios Materiales Usando Rhizopus oryzae
Torres,M;Méndez,J.J; Sanahuja;V; and Canela,R. Reactive Extraction of the Acylglycerides Present in Various Materials using
Rhizopus oryzae Resting Cells,Biocatal.Biotransfor.2003,21(3),129-134.
REACCIÓN GENERAL
CH2
CHCH2
OH
O
OCR1
OCH2
OR2
R C
OBiocatalizador Biocatalitzador CH2
O
CO
R1
CH O
OH
CH2
CH3+
CH2
CHCH2
OH
O
OH
OCR1
OHCH
CH2
O
O
C
CH3
CH3
OCH2
CCH3
(1)
(3)
+
EXTRACCIÓN
HIDRÓLISIS
ESTERIFICACIÓN
Extracción Reactiva de Triacilglicéridos Usando un Biorreactor en Columna y Rhizopus oryzae
Méndez,J.J López ,J. Canela,R and Torres ,M. Reactive Extraction of Acylglycerides Using a Column Bioreactor Containing Rhizopus oryzae Resting–Cells
, Biocatalysis and Biotransformation , 2006
REACCIÓN GENERAL
CH2
CHCH2
OH
O
OCR1
OCH2
OR2
R C
OBiocatalizadorBiocatalitzador
CH2
O
CO
R1
CH O
OH
CH2
CH3+
CH2
CHCH2
OH
O
OH
OCR1
R C
OH
CH
CH2
O
O
C
CH3
CH3
OCH2
CCH3
(1)
(3)
+
EXTRACCIÓN
HIDRÓLISIS
ESTERIFICACIÓN
Caracterización cinética delbiocatalizador
Uso de biocatalizadores en transformación de acilglicéridos
Regio y enantioselectividad enzimática de ésteres de
clorohidrinas
transformación de acilglicéridos
• Capítulo 3
DIAGRAMA GENERAL
R
O
OH
CH3OH
OH
+
R
O
O CH3
ClR
O
O
ClCH3
CTMS
+
Ácido 1,3-butanodiolOBTENCIÓN
Ester de 4-cloro-2-butanol Ester de 3-cloro-1-butanol
R
O
O
ClCH3
+ R
O
OH
+ OH CH3
Cl
3-cloro-1-butanol
Éster de 4-cloro-2-butanolÁcido
OH
ClCH3
OH
ClCH3+
(R)-4-cloro-2-butanol (S)-4-cloro-2-butanol
HIDRÓLISISREGIOSELECTIVA
HIDRÓLISISENANTIOSELECTIVA
Influencia de los Reactivos en la Síntesis de Ésteres Clorohidrinas de 1,3-butanodiol
Méndez, J.J,Eras,J.Balcells,M.Canela, R. Influence of the reagents on the synthesis of chlorohydrin esters from 1,3-butanediol. Synthetic Communicationsw, 36: 1167–1175, 2006
CH3(CH2)14COOCH3+CTMS
+
n= 0-4, R1 = H, CH3, CH2CH3, CH2O- R2= H, CH3, -(CH3)2C-
R1(CH2)
OH
OHR2
n
R1(CH2)
Cl
OCO(CH2)14CH3
R2n
R1(CH2)
OCO(CH2)14CH3
ClR2
n
Reacción del clorotrimetilsilano con diferentes dioles
R1
O
O (CH2)n
(CH2)n'
CH3Cl
R1
O
Cl (CH2)n
(CH2)n'
CH3O
n = 1 a 4n’ = 0, 1
primario
primario
secundario secundario
Eras,J;Méndez, J.J.; Balcells,M;Canela, R. J.Org.Chem .2002, 67(24),8631-8634.
OH OH
CH3
O Cl
CH3
R
O
Cl O
CH3
R
O
R = (CH2)14CH3
+
Relación de regioisómeros: 1 3
Rendimiento: 88 %
CH3O CH3 O
mmol de ácido + 1,3-butanodiol + CTMS
a) Temp. 80ºC
PROCEDIMIENTO:
1111 1
CTMSCTMSCTMSCTMS
7777
11111111
16161616
19191919
1111
16161616
Diol Diol Diol Diol 1111----3333----4444----5555----22222222----44444444
R=
CCl3
CHCl2
CH2Cl
CH3
CH2C(CH3)3
C3H7
C5H9
111116161616
1111
Éster
a) Temp. 80ºCb) Tiempo 48 h
19191919
23232323
30303030
C7H13
C9H17
C(CH3)3
C11H21
C13H25
C15H29
C17H33
Rendimiento (%)b
CTMSa 3m 4m 5 6
7 43.6 12.4 24.4 15.6 11 47.5 14.9 20.0 15.4 16 60.3 18.3 12.0 8.0 19 67.4 23.6 4.8 -
Influencia del contenido de CTMS cuando se usa ácido palmítico
OH
OHCH3(CH2)14COOH+
CTMS
1 2m
OCO(CH2)14CH3OCO(CH2)14CH3 OHOH
19 67.4 23.6 4.8 - 23 72.3 25.9 - - 30 72.1 24.1 - -
3mCl
4m
+Cl
5Cl
6
+Cl
+
a Exceso molar. b Determinado por GC usando tridecano como standard interno. tR = 5.01 min para 5, tR = 5.70 min para 6, tR = 32.60 min para 3m y tR = 32.87 min para 4m.
Tiempo (h)b
1a 0.5 6 24 48
1 31(9.3) 83(4.4) 84(4.9) 87(3.6) 3 78(5.3) 94(3.3) 68(2.0) 86(2.9) 4 72(5.4) 89(3.2) 67(1.9) 67(1.8)
Influencia del contenido de 1,3-butanodiol y el tiempo
OH
OHCH3(CH2)14COOH+
CTMS
1 2m
OCO(CH2)14CH3OCO(CH2)14CH3 OHOH OCO(CH2)14CH34 72(5.4) 89(3.2) 67(1.9) 67(1.8) 5 69(9.0) 94(3.0) 69(1.5) 72(1.6) 22 80(6.9) 75(14.9) 53(7.6) 15(1.3) 44 70(11.2) 64(9.8) 11(2.9) 3(0.1)
3mCl
OCO(CH2)14CH3
4m
+OCO(CH2)14CH3
Cl
5Cl
OH
6
+OH
Cl
+OH
OCO(CH2)14CH3
+
7m
a Exceso molar con relación al ácido palmítico. Las reacciones fueron llevadas a cabo usando exceso molar de CTMS. b Rendimientos en % (3m+4m) fueron determinados por GC usando tridecano como standard interno. La posición secundaria y primaria de (3m:4m) es indicada por el uso de paréntesis.
Influencia del acido sobre la relación regioisomérica
Rendimiento (%) b
R 3 4
a CCl3 23.8 76.2
b CHCl2 31.0 69.0
c CH2Cl 42.4 57.6
d CH3 46.8 53.3
e CH2C(CH3)3 60.1 39.0
f C H 62.2 37.8
OH
OHRCOOH+
CTMSOCOR
+OCOR
f C3H7 62.2 37.8
g C5H9 63.0 36.4
h C7H13 68.6 31.5
i C9H17 65.7 34.3
j C(CH 3)3 69.9 30.1
k C11H21 69.5 30.5
l C13H25 71.6 28.4
m C15H29 74.7 25.3
n C17H33 79.7 20.3
OH
1 2a-n 3a-nCl
4a-n
+Cl
b Determinado por GC usando tridecano
como standard interno .
• Los resultados descritos permiten determinar que la cantidad de CTMSañadido no influyó de una manera significativa en la proporción de losregioisómeros formados.
• La cantidad de diol empleado influye en el rendimiento de lareacción y en larelación regioisomérica obtenida dependiendo del tiempo de reacción.
• La longitud de cadena del ácido, influye sobre la relación de regioisómeros, ya que se presenta un aumento de la concentración del éster de clorohidrinacon el cloro en la posición secundaria, hasta alcanzar una proporción 1:1 parael caso del ácido acético, mientras en ácidos con longitud decadena superior a14 se ve favorecida la formación del éster con el átomo de cloro en posición primaria
Combinación Regio y Esteroselectiva de Lipasas Para la
Preparación de (R)-4-cloro-2-butanol
Combining Regio- and Enantioselectivity of Lipases for the Preparation of (R)-4-Chloro-2-butanolJONH J. MENDEZ, MIREIA OROMI, MARIA CERVERO, MERCE BALCELLS,MERCE TORRES, AND RAMON CANELA
Chemistry Department, Lleida University, Lleida, Spain, Chemistry Department, Tolima University, ColombiaFood Technology Department, Lleida University, Lleida, Spain
Chirality 2007
OBTENCIÓN
1 : 11 : 11 : 11 : 1
RO
OHOH
OH
R
O
O
ClR
O
O
Cl
CTMS
80ºC, 48h
Ácido 1,3- butanodiol a b
+ +
aaaa----dddd
1 : 11 : 11 : 11 : 1
Acido R-Ester
a Relación b Relación
(a) Ácido acético
(b) Ácido caprílico
(c) Ácido palmítico
(d) Ácido esteárico
CH3-
C7H13-
C15H29-
C17H33-
Acetato de 4-cloro-2-butanol 49
Octanoato de 4-cloro-2-butanol 69
Palmitato de 4-cloro-2-butanol 75
Estearato de 4-cloro-2-butanol 79
Acetato de 3-cloro-1-butanol 51
Octanoato de 3-cloro-1-butanol 31
Palmitato de 3-cloro-1-butanol 25
Estearato de 3-cloro-1-butanol 21
Hidrólisis regioselectiva
Condiciones (40ºC, 24h, 200 rpm)
ClOCO-ROCO-RCl
Éster de 4-cloro-2-butilo
Resolución regioselectiva
Rhizopus oryzae
Aspergillus flavusResting cells
1 a-d 2 a-d
Éster de 3-cloro-1-butilo
Amano lipasa AYS
Amano lipasa PSCondiciones (40ºC, 24h, 200 rpm)
Estudios:
Influencia del disolventeInfluencia de la longitud de cadenaEfecto de la temperatura
ClOHR-COOH OCO-RCl
3-cloro-1-butanol
+ +
Enzimas comerciales
Éster de 4-chloro-2-butanol
Amano lipasa PS
Novozyme
Lipozyme
Influencia del Disolvente
(mM) A ceto ne
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Amano PS 21,7 67,6 24,1 73,2 27,0 77,5 43,2 70,2 34,2 67,9Amano AYS 17,6 40,3 8,9 24,1 17,0 35,8 17,0 35,8 10,2 24,1Lipozyme 33,0 65,0 28,9 81,6 34,7 78,0 8,9 91,1 18,9 90,1Novozyme 72,1 55,7 80,5 66,0 79,2 67,5 80,5 66,0 85,5 67,2
T ert -butano lT B M E D C M T H F
Novozyme 72,1 55,7 80,5 66,0 79,2 67,5 80,5 66,0 85,5 67,2A. flavus 12,1 84,5 15,1 84,9 20,2 78,3 0,0 92,5 9,7 88,3R. oryzae 21,8 82,3 12,1 88,0 22,4 78,0 0,0 96,4 19,5 89,5
Influencia del solvente y la lipasa en la hidrólisis regioselectiva depalmitato de 4-cloro-2-butilo (1) y palmitato de 3-cloro-1-butilo (2),empleando Rhizopus oryzae y Aspergillus flavus y diversas enzimascomerciales. Condiciones de reacción 40ºC y 24 h, 5 µL de agua.
Influencia de la longitud de cadena
mM1 2 1 2 1 2 1 2
Amano PS 16,5 85,2 38,9 69,8 43,2 70,2 51,0 72,6Amano AYS 4,1 9,5 18,9 45,6 17,0 35,8 8,7 23,6Lipozyme 3,9 58,1 14,4 84,6 8,9 91,1 18,4 89,4Novozyme 63,2 90,8 77,7 62,9 80,5 66,0 78,4 64,8
C2 C8 C16 C18
Novozyme 63,2 90,8 77,7 62,9 80,5 66,0 78,4 64,8A. flavus 0,0 13,8 7,9 85,9 0,0 92,5 0,0 92,0R. oryzae 0,6 3,7 5,5 82,6 0,0 96,4 0,0 94,9
Influencia de la longitud de cadena en la hidrólisis regioselectiva depalmitato de 4-cloro-2-butilo (1) y palmitato 3-cloro-1-butilo (2) empleandoRhizopus oryzae y Aspergillus flavus y diversas enzimas comerciales.Condiciones de reacción 40ºC y 24h, 5µL de agua
Influencia de la temperaturaC 2 C 8 C 16
1 2 1 2 1 2
5ºC PS 21,7 67,6 17,0 47,5 25,7 58,0
L 33,0 65,0 34,7 78,0 28,9 81,6
RO 21,8 82,3 22,4 78,0 12,1 88,015ºC PS 8,12 3,28 21,5 45 43,5 63,4
L 30,2 44 16,23 70,2 3,9 73,1
RO 9,41 5,81, 3,3 70,4 2,6 71,630ºC PS 13,06 67,2 30,2 55,2 53,2 68,5
L 19,4 48,5 14,6 73,5 1,5 82,47L 19,4 48,5 14,6 73,5 1,5 82,47
RO 4,11 8 5,8 75,6 1,2 72,36
40ºC PS 16,1 85,2 38,9 69,9 43,2 70,2
L 3,9 58,1 14,4 84,6 4,8 91,1RO 0,5 3,3 5,5 82,6 0 88,1
50ºC PS 18,17 70,24 25,50 78,00 65,20 66,50
L 30,76 48,00 21,10 76,00 3,68 78,00
RO 7,97 4,19 12,22 82,98 3,31 78,29
Influencia de la temperatura en la hidrólisis regioselectiva de palmitato de4-cloro-2-butilo(1) y palmitato de 3-cloro-1-butilo (2), empleando Rhizopusoryzae y diversas enzimas comerciales. Condiciones de reacción 40ºC ,24h, 5µL de agua
Hidrólisis enantioselectiva
ClOHR-COOH OCO-RCl
3-clorobutan-1-butanol
OH
+ +
Resolución enantioselectiva
Novozyme
Éster de 4-cloro-2-butilo
CH3
OH
Cl
CH3
OCO-R
Cl
R-COOH+(R)-4-cloro-2-butanol
(S)- Éster de 4-cloro-2-butilo
3
HIDRÓLISIS ENANTIOSELECTIVA
% conv. % eeR % conv. % eeR E- rat io % conv. % eeR E- rat io % conv. % eeR E- rat io
15' 51,2 1,0 >49,5 > 98,0 194 >49,5 > 98,0 194 >49,5 > 98,0 194
30' 57,5 1,4 >49,5 > 98,0 194 >49,5 > 98,0 194 >49,5 > 98,0 194
1h 58,3 4,1 59,8 78,7 7 58,1 60,0 2 54,0 79,7 7
3h 58,0 4,4 61,2 73,2 4 64,7 64,6 2 62,4 74,7 5
1c 1d
30ºC
T emp T ime1a 1b
1a: % conversión del acetato de 3-cloro-1-butilo y % eeR del 4-cloro-2-butanol. 1b: % conversión del octanoatode 3-cloro-1-butilo y % eeR del 4-cloro-2-butanol. 1c: % conversión del palmitato de 3-cloro-1-butilo y % eeR del4-cloro-2-butanol. 1d: % conversión del estearato de 3-cloro-1-butilo y % eeR del 4-cloro-2-butanol.
6h 60,4 1,2 69,2 42,4 1 61,2 37,9 0 70,5 42,4 1
12h 62,6 1,8 76,9 28,9 0 72,5 23,4 0 78,6 30,2 0
15' 59,2 0,5 >49,5 > 98,0 194 46,2 > 98,0 194 >49,5 > 98,0 194
30' 59,7 1,0 >49,5 > 98,0 194 46,9 > 98,0 194 >49,5 > 98,0 194
1h 60,9 0,5 60,6 70,1 3 55,5 70,9 4 60,6 78,9 7
3h 62,2 1,8 65,2 56,0 1 61,0 52,3 1 57,6 59,8 2
6h 65,7 2,7 68,6 45,8 1 70,0 40,3 1 71,6 44,3 1
12h 69,7 9,1 78,9 23,4 0 74,0 19,1 0 81,5 24,0 0
40ºC
• Novozyme® no presenta enantioselectividad para este tipode sustrato.Sin embargo las velocidades de hidrólisis de uno de los ésteres de la mezclaracémica es mayor, para ésteres de cadena larga, permitiendo obtener porresolución cinética el (R)-4-cloro-2-butanol con unee>98%.Cuando lareaccióndehidrólisisse llevaacaboa30ºCy sedetieneentreun tiempodereaccióndehidrólisisse llevaacaboa30ºCy sedetieneentreun tiempode15 y 30 minutos, con porcentajes de hidrólisis >49.5%
La transformación enzimática de ésteres de clorohidrinas permite lapreparación de (R)-4-cloro-2-butanol con un ee del 98%. En un primerpaso el empleo de micelio deRhizopus oryzae y Aspergillus flavus, asícomo de distintas enzimas comerciales, permite obtener a partir de lamezclade regioisómeros,uno de los regioisómerosiniciales con una
CONCLUSIONES
mezclade regioisómeros,uno de los regioisómerosiniciales con unapureza >98%. Dicha reacción es afectada por el tipo de solvente,mostrando los mejores resultados en terc-butanol. El producto asíobtenido, mediante resolución cinética con Novozyme® 435,rinde elcorrespondiente cloroalcohol enantiomérico. El coeficiente E delproceso optimizado es 194.
Por lo que respecta a la preparación de ésteres de clorohidrinas seobserva que la concentración de clorotrimetilsilano y 1,3-butanodioltienen poco efecto sobre la regioselectividad de la reacción.
CONCLUSIONES
tienen poco efecto sobre la regioselectividad de la reacción.Sin embargo, la regioselectividad de la reacción, que permite el uso dediferentes tipos de ácidos carboxílicos, esta claramente afectada por elpKa de dichos ácidos.
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