Rasemik benzoin asetattan mikrobiyal hidroliz tepkimesi ile enantiyomerik saflıkta benzoin üretimi
Göster/ Aç
Yazar
MEHMETOĞLU, Ülkü (Tez Danışmanı)
SONGÜR, Rahime (Yazar)
Üst veri
Tüm öğe kaydını gösterÖzet
Bu çalışmada farmasötik önemi bulunan α-hidroksi ketonlardan biri olup birçok değerli ilaç etken maddesinin çıkış bileşeni olan optikçe saf benzoinin rasemik benzoin asetattan Rhizopus oryzae mikroorganizması ile hidroliz tepkimesi sonucu üretimi amaçlanmıştır. Substrat olarak kullanılan rasemik benzoin asetat kimyasal olarak sentezlenmiştir. Lipaz kaynağı olarak Rhizopus oryzae (CBS 111718) mikroorganizması kullanılmıştır. Tepkimeler sıcaklık ve karıştırma hızı kontrollü orbital çalkalayıcılarda gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ürünler HPLC’de Chiralcel OB kolonu kullanılarak analizlenmiştir. Çalışmalar sırasında öncelikle enzim kaynağı olan mikroorganizmanın ortamda homojen bir şekilde bulunması için parçalama türünün etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, 20 kHz frekansta ses ötesi dalga ve mekanik parçalama yöntemleri uygulanmış ve en iyi sonuç mikroorganizmaya 20 kHz frekansında ses ötesi dalga uygulandığında 5. günde yaklaşık %100 dönüşüm ve %77 ee olarak bulunmuştur. Daha sonra, önemli bir parametre olan üreme ortamının başlangıç pH’ının etkisi (pH 4, 5, 6, 6.5) 20 kHz frekansta ses ötesi dalga uygulanmış mikroorganizmalarla araştırılmış ve en yüksek ee(P) değeri %89 olarak pH 5’te 6. günde yaklaşık %100 dönüşümde bulunmuştur. Ayrıca ses ötesi dalga uygulanmadan üreme ortamının başlangıç pH’ının (pH 4, 5, 6, 7) etkisi de araştırılmış ve en yüksek ee(P) değeri pH 5’te 4. günde %77 olarak bulunmuştur. Ses ötesi dalganın tepkimeye etkisi incelendiğinde enantiyoseçimliliği artırdığı saptanmıştır. Mikroorganizmanın liyofilizasyonunun etkisi araştırılmış ve enantiyoseçimliliğe önemli bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Farklı mikroorganizma derişimlerinin (40, 20, 13, 3 g/L) etkisi incelenmiştir. En yüksek enantiyomerik aşırılık değerleri 3. günde yaklaşık % 100 dönüşümde deneydeki en yüksek mikroorganizma derişimi olan 40 g/L ve daha seyreltik 13 g/L ile sırasıyla %70 ve %71 olarak elde edilmiştir. Optikçe saf benzoin üretimine substrat derişiminin etkisi (5, 10, 20, 50 mM) incelenmiş ve farklı substrat derişimlerinde %ee değerlerinin zamanla değişiminin birbirine yakın olduğu gözlenmiştir. Yapılan çalışmalar sırasında; mikroorganizma ile gerçekleştirilen tepkimelerde sadece kinetik rezolüsyon değil, bunun yanında rasemizasyon tepkimesinin de gerçekleştiği görülmüştür. Rasemizasyon tepkimesinin varlığını kanıtlamak amacıyla rasemik benzoinin derasemizasyonu incelenmiş ee(P) değeri 5. günde %62 olarak bulunmuştur. Rasemizasyon mekanizmasını araştırmak amacıyla ortamdaki ve hücre içindeki alkol dehidrojenaz (ADH) enzim aktiviteleri belirlenmiş ve rasemizasyonun rasemaz enzimi katalizörlüğünde rasemizasyonun yanında ADH enzimi katalizörlüğünde yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri ile gerçekleştiği sonucuna varılmıştır. Böylece rasemik benzoin asetattan optikçe saf benzoin üretim mekanizması açıklanmıştır. Tüm tepkimeler sonucunda (S)-benzoin elde edilmiştir.