Acylation of Chiral Alcohols: A Simple Procedure for Chiral GC Analysis

The use of iodine as a catalyst and either acetic or trifluoroacetic acid as a derivatizing reagent for determining the enantiomeric composition of acyclic and cyclic aliphatic chiral alcohols was investigated. Optimal conditions were selected according to the molar ratio of alcohol to acid, the reaction time, and the reaction temperature. Afterwards, chiral stability of chiral carbons was studied. Although no isomerization was observed when acetic acid was used, partial isomerization was detected with the trifluoroacetic acid. A series of chiral alcohols of a widely varying structural type were then derivatized with acetic acid using the optimal conditions. The resolution of the enantiomeric esters and the free chiral alcohols was measured using a capillary gas chromatograph equipped with a CP Chirasil-DEX CB column. The best resolutions were obtained with 2-pentyl acetates (α = 3.00) and 2-hexyl acetates (α = 1.95). This method provides a very simple and efficient experimental workup procedure for analyzing chiral alcohols by chiral-phase GC

Preparation of (S)-1-halo-2-octanols using ionic liquids and biocatalysts

Preparation of (S)-1-chloro-2-octanol and (S)-1-bromo-2-octanol was carried out by the enzymatic hydrolysis of halohydrin palmitates using biocatalysts. Halohydrin palmitates were prepared by various methods from palmitic acid and 1,2-octanediol. A tandem hydrolysis was carried out using lipases from Candida antarctica (Novozym® 435), Rhizomucor miehei (Lipozyme IM), and “resting cells” from a Rhizopus oryzae strain that was not mycotoxigenic. The influence of the enzyme and the reaction medium on the selective hydrolysis of isomeric mixtures of halohydrin esters is described. Novozym® 435 allowed preparation of (S)-1-chloro-2-octanol and (S)-1-bromo-2-octanol after 1–3 h ofreaction at 40 °C in [BMIM][PF6]

Aportacions quimio-enzimàtiques per a l'obtenció de precursos de Lactones i alcohols quirals

L'obtenció de precursors de lactones i d'alcohols asimètrics té gran valor ensíntesi orgànica ja que són intermediaris clau per a la preparació de moltscompostos bioactius, com medicaments, agroquímics i additius alimentaris. Toti que es disposa d'un gran nombre de reaccions selectives per a moltesnecessitats sintètiques, és encara necessari millorar i trobar nous processos quanes vol disposar de productes amb una estereoquímica definida, a més de trobarnous sistemes més respectuosos amb el medi ambient i la salut humana.En aquesta tesi es presenten diferents aproximacions per a l'obtenció d'alcoholsquirals i de precursors de lactones. Una de les aproximacions consisteix en unmètode quimio-enzimàtic, amb un primer pas de síntesi d'èsters α-funcionalitzats seguit d'una hidròlisi estereoselectiva d'aquests èsters amblipases per a l'obtenció d'halohidrines quirals. Es va estudiar l'aplicabilitat delslíquids iònics, l'ús de reactius poc contaminants i l'ús d'enzims comercials iresting-cells d'origen fúngic. Aquesta aproximació ha permès l'obtenció del S-1-cloro-2-octanol i el S-1-bromo-2-octanol. La segona aproximació consisteixen la utilització d'oxidoreductases per a la biotransformació de cetonesproquirals. Aquestes estan presents en cèl·lules en creixement de noves soquesfúngiques aïllades com a endòfits de plantes. S'ha trobat una soca de Rhizopusoryzae amb activitat biocatalítica per a l'obtenció d'alcohols quirals.La obtención de precursores de lactonas y de alcoholes asimétricos tiene granvalor en síntesis orgánica ya que son intermedios clave para la preparación demuchos compuestos bioactivos, como medicamentos, agroquímicos y aditivosalimentarios. Aunque se dispone de un gran número de reacciones selectivaspara muchas necesidades sintéticas, aún es necesario mejorar y encontrar nuevosprocesos cuando se quiere disponer de productos con una estereoquímicadefinida, además de encontrar nuevos procesos más respetuosos con el medioambiente y la salud humana.En la presente tesis se describen varias aproximaciones para la obtención dealcoholes quirales y precursores de lactonas. Una de las aproximaciones consisteen un método quimio-enzimático, con una primera etapa de síntesis de ésteres α-funcionalizados seguida de una hidrólisis estereoselectiva de estos ésteres conlipasas para la obtención de halohidrinas quirales. Se estudió la aplicabilidad delos líquidos iónicos, el uso de reactivos poco contaminantes y el uso de enzimascomerciales y resting-cells de origen fúngico. Esta aproximación ha permitido laobtención del S-1-cloro-2-octanol y el S-1-bromo-2-octanol. La segundaaproximación consiste en la utilización de oxidoreductasas para labiotransformación de cetonas proquirales. Dichas enzimas están presentes encélulas en crecimiento de nuevos microorganismos aislados como hongosendófitos de plantas. Se ha encontrado una cepa de Rhizopus oryzae conactividad biocatalítica para la obtención de alcoholes quirales.Asymmetric lactones and alcohols are valuable building blocks in organicchemistry applicable to the synthesis of many bioactive compounds such asdrugs, agrochemicals and food additives. There are a large range of selectiveorganic reactions available for most synthetic needs, but there is still one weakarea in organic chemical synthesis where stereochemistry is involved. Inaddition, there is a need to develop new syntheses and processes less hazardousto human health and the environment.This thesis reports diverse approaches to prepare chiral alcohols and lactonesprecursors. The first one consists of a chemo-enzymatic method to synthesisechiral halohydrins. This process implies a first step of synthesis of α-functionalesters followed by a stereoselective hydrolysis by lipases. The suitability ofionic liquids as reaction media, the use of less polluting reagents, and theapplication of commercial enzymes and resting-cells from fungus were studied.This methodology permits the preparation of S-1-chloro-2-octanol and S-1-bromo-2-octanol. The second approach consists of the biotransformation ofprochiral ketones by oxidoreductases from new endophytic fungus strainsisolated from diverse plants. One Rhizopus oryzae strain was found to be aputative biocatalyst to provide chiral alcohols

Esterification of oleic acid catalayzed by an Aspergillus niger strain. Influence of water activity and alcohol concentration

Effects of water activity and 1-propanol concentration on synthesis of propyl oleate from oleic acid using Aspergillus niger cell-bound lipases in isooctane are described. A. niger produces lipases (EC 3.1.1.3) which partly bind to the mycelium during growth. Ester production was monitored for 72 hours at different 1-propanol concentrations and water activities. Aliquots were sequentially withdrawn and propyl esters were quantified using GC and methyl palmitate as an internal standard. In all assayed conditions A. niger cell-bound lipases catalysed propyl oleate synthesis, but at different degrees.Los efectos de la actividad de agua y la concentración de 1-propanol en la síntesis de oleato de propilo usando lipasas “bound-Cell” de Aspergillus níger en isooctano, son descritos en este articulo. A.níger produce lipasas (EC 3.1.1.3) que en parte están unidas al micelio durante el crecimiento. La producción de éster fue monitoreada por 72 horas en concentraciones diferentes de 1-propanol y actividades de agua. Alícuotas de las muestras fueron secuencialmente tomadas y los ésteres propílicos fueron cuantificados por GC usando palmitato de metilo como estándar interno. En todas las condiciones analizadas las lipasa “Bound –Cells” de A.níger catalizaron la síntesis de oleato de propilo en diferentes grados