Nida Sezin Çolak

Ketonların biyokatalizörler ile asimetrik indirgenmesi kiral organik moleküllerin sentezinde temel bir prosestir. Prokiral ketonların asimetrik indirgenmesi ile elde edilen kiral sekonder alkoller zirai kimya, ilaç sanayi, tatlandırıcı sentezi, doğal ürünlerin sentezlenmesi gibi çeşitli alanlarda önemli kiral yapı taşları olarak kullanılmaktadırlar. Tüm hücre biyokatalizör ile yapılan uygulamalar, esas olarak biyokatalizörün kültür parametrelerinden etkilenen enantiyomerik açıdan zengin kiral sekonder alkolleri elde etmek için prokiral ketonların biyokatalitik olarak indirgenmesi ile sağlanılan yöntemlerden biridir. Bu çalışmada, model substrat asetofenonun asimetrik indirgenmesi için güvenli bir Laktik Asit Bakterisi (LAB) olarak tüm hücre Lactobacillus senmaizukei biyokatalizörü kullanılmıştır ve en yüksek dönüşüm ve enantiyomerik aşırılığı elde etmek için sıcaklık, pH, inkübasyon süresi ve çalkalama hızı gibi kültür parametrelerini optimize etmek için Yanıt Yüzey Metodolojisi (RSM) uygulaması kullanılmıştır. Asetofenonun asimetrik indirgenmesi, kültür parametrelerinin doğrusal ve kuadratik etkilerinden önemli ölçüde etkilenmiştir. Bu bulgular, biyo-indirgeme reaksiyonları için kültür parametrelerinin rolünü ve ayrıca bu parametreleri optimize etmek için RSM tekniğinin etkinliğini göstermek açısından önemlidir. RSM ile elde edilen optimize şartlar altında çeşitli prokiral ketonların asimetrik indirgenmesi gerçekleştirilmiştir.

Çolak, Nida Sezin; Kalay, Erbay; Şahin, Engin

Asymmetric bioreduction of aromatic and heteroaromatic ketones is an important process in the production of precursors of biologically active molecules. In this study, the bioreduction of aromatic and hetero aromatic prochiral ketones into optically active alcohols was investigated using Lactobacillus senmaizukei as a whole-cell catalyst, since whole-cells are less expensive than pure enzymes. The study indicates enantioselective bioreduction of various substituted aromatic ketones (1–16) to the corresponding (R)-and (S)-chiral secondary alcohols (1a–16a) in low to excellent enantioselectivity (6–94%) with good yields (58–95%). In addition, heteroaromatic prochiral ketones 1-(pyridin-2-yl)ethanone (17) and 1-(furan-2-yl)ethanone (18) were reduced to (R)-17a and (R)-18a in enantiopure form with excellent conversion (>99%) and yields. These findings show that L. senmaizukei is a very important biocatalyst for asymmetric reduction of both 6-membered and 5-member heteroaromatic methyl ketones. This method promising a green synthesis for the synthesis of biologically important secondary chiral alcohols in an environmentally friendly and inexpensive process.

AtıfScopus20·WoS20·OpenAlex19

İncele

Çolak, Nida Sezin; Şahin, Engin; Dertli, Enes; Yilmaz, Mustafa Tahsin; Taylan, Osman

Whole cell applications are one of the main methodologies for the bioreduction of prochiral ketones to obtain enantiomerically rich chiral secondary alcohols which are mainly affected by the culture parameters of the whole cell. In this study, whole cell of Lactobacillus senmaizukei as a safe Lactic Acid Bacteria (LAB) was used for the reduction of acetophenone and Response Surface Methodology (RSM) application was used to optimize the culture parameters in terms of temperature, pH, incubation time, and agitation level to obtain the highest enantiomeric excess (ee) and conversion rate. The predicted optimum conditions for the bioreduction with whole cell Lactobacillus senmaizukei were found to be pH of 5.25, temperature of 25 °C, incubation time of 72 hr, and agitation level of 100 rpm. Importantly, the efficiency of the reduction of the acetophenone was significantly affected by the linear and quadratic effects of culture parameters. These findings are important to show the role of culture parameters for the bioreduction reactions and also the efficiency of the RSM technique to optimize these parameters.

AtıfScopus10·WoS10·OpenAlex11

İncele