hrvatski

Matematički model dinamičke kinetičke rezolucije katalizirane halogenhidrin-dehalogenazom

Optički čiste tvari imaju veliku važnost u farmaceutskoj industriji, a mogu se dobiti enantioselektivnom biokatalizom čije su dvije metode kinetička rezolucija i asimetrična sinteza. Konverzija početnih spojeva u optički čiste produkte pri kinetičkoj rezoluciji iznosi do 50%. Ovaj nedostatak se rješava dinamičkom kinetičkom rezolucijom (DKR) koja se temelji na kinetičkoj rezoluciji kombiniranoj s in situ racemizacijom sporije reagirajućeg enantiomera. Pri odgovarajućim uvjetima dinamičkom kinetičkom rezolucijom se racemična smjesa može prevesti u jedan enantiomer. Efikasnost DKR ovisi o strukturnim parametrima supstrata i katalizatora te uvjetima in situ racemizacije. Matematički modeli se sastoje od kinetičkog i reaktorskog modela. U ovom radu je provedena validacija matematičkog modela dinamičke kinetičke rezolucije dobivanja (S)-5-bromometil- 5-metiloksazolidin-2-ona iz rac-2-bromometil-2- metil-oksirana katalizirana enzimom halogenhidrin-dehalogenazom HheC iz Agrobacterium radiobacter AD1. Reakcijska shema je podijeljena na tri reakcijska stupnja, pri čemu je prvi reakcija između (S)-epoksida i cijanatnih iona uz nastajanje (S)- oksazolidinona. Istovremeno dolazi do reakcije (R)-epoksida i cijanatnih iona uz nastajanje (R)-oksazolidinona. Nadalje, drugi stupanj je nastajanje dibromoalkohola iz (R)-epoksida i bromidnih iona te iz (S)-epoksida i bromidnih iona, dok je treći stupanj nastajanje rac- epoksida iz dibromoalkohola. Korišteni HheC enzim jedan je od nekolicine strukturno okarakteriziranih halogenhidrin-dehalogenaza. Kinetika ove reakcije određena je u ranijim radovima. Provođenjem eksperimenata validacije u kotlastom reaktoru uočeno je kako ovi enzimi imaju različit afinitet prema enantiomerima. Eksperimentalni podaci pokazali su zadovoljavajuće slaganje s ranije postavljenim modelom te su utvrđeni optimalni uvjeti pri kojima se dinamičkom kinetičkom rezolucijom može sintetizirati čisti (S)-5-bromometil-5- metiloksazolidin-2-on.

halogenhidrin-dehalogenaza, epoksid, oksazolidinon, validacija, matematički model, dinamička kinetička rezolucija

nije evidentirano