Síntesis Estereoselectiva de (S)-3-hidroxibutirato de etilo utilizando semillas enteras de Lupinus Albus L. (Fabaceae) como biocatalizador

SEBASTIÁN TORTAROLO; DANIELA L. BORDON,; GABRIELA I. DEMMEL; ANA M. VÁZQUEZ; DÍAZ PANERO, MARIÁNGELES; JUAN J. CANTERO; LAURA I. ROSSI; MARIO L. AIMAR

Rosario

Simposio; XXIV Simposio Nacional de Química Orgánica; 2023

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica (SAIQO)

(S)-3-hidroxibutirato de etilo [(S)-3-EHB] es un intermediario clave en la síntesis de compuestos bioactivos (fármacos, productos naturales, feromonas, etc.)1-6. En la búsqueda de nuevos métodos biocatalíticos para su producción, se llevó a cabo un screening utilizando semillas enteras para tratar de identificar aquellas que sean capaces de reducir estereoselectivamente el acetoacetato de etilo (EAA). Como resultado, las semillas de Lupinus albus L. (Fabaceae) demostraron ser las más eficientes. Para optimizar el proceso se utilizó una Metodología de Superficie de Respuesta (diseño experimental Box–Behnken) analizando el efecto de cinco variables independientes sobre el porcentaje de conversión (%) y exceso enantiomérico (e.e.%). Las condiciones óptimas fueron: 50 mM de concentración de sustrato; 3,77 %v/v de concentración de co-solvente (DMSO); 36 ºC de temperatura; 7,8 de pH; 100 rpm de velocidad de agitación; 48 h de tiempo de reacción; 5 g de masa de semillas en un volumen final de 40 mL. En estas condiciones, se realizó una reacción a mayor escala (12,5x), se aisló, purificó y se caracterizó el producto (100% de conversión; >99 e.e.%; rendimiento: 60,1%; productividad: 3,95 gL-1 (82,75 mgL-1h-1)). Utilizando las semillas de L. albus, se logró una productividad cuatro veces superior a la mejor metodología descrita7 utilizando un vegetal como biocatalizador. El procedimiento desarrollado incentiva a la realización de más estudios para extender su uso como una metodología ambientalmente amigable y económica para la síntesis estereoselectiva de intermediarios quirales claves utilizados en la producción de moléculas de importancia industrial.Referencias:1. Clark, J.S.; Fessard, T.C.; Whitlock, G.A. Tetrahedron 2006, 62, 73-78.2. He J.Y.; Zhou L.M.; Wang P.; Zu L. (2009). Process Biochem. 2009, 44, 316-321.3. Li F.; Guo Z.; Wang N.; Xia H.; Liu D.; Chen S. Polym. Degrad. Stabil. 2019, 159, 107-115.4. Tebaldi M.L.; Chaves Maia A.L.; Poletto F.; Andrade F.; Ferreira Soares D.L. J. Drug Del. Sci. Technol. 2019, 51, 115-126. 5. Cainelli G.; Panunzio M.; Basile T.; Bongini A.; Giacomini D. J. Chem. Soc. Perkin Trans. I. 1987, 2637-2642.6. Wang X.-T.; Chen X.-H.; Xu Y.; Lou W.-Y.; Wu H.; Zong M.-H. J. Biotech. 2013, 163, 292-300.7. Machado L.L.; Monte F.J.Q.; de Oliveira M.C.F.; de Mattos M.; Lemos T.L.G. J. Mol. Catal. B: Enzym. 2008, 54, 130-133.