Enzymatic Formation and Physico-Chemical Behaviour of Uncommon Monoglycerides

摘要

Ergebnisse zur enzymatischen Monoacylierung von Glycerin mit Hilfe von Phenylborsäure in organischen Lösungsmitteln werden vorgestellt. Aus dem Vergleich zweier Methoden ergibt sich, daß das „2-Stufen-Verfahren" (Synthese in einem Batch-Ansatz ohne Isolierung der Zwischenprodukte) dem „3-Stufen-Verfahren" (Synthese in zwei Batch-Ansätzen mit Isolierung der Zwischenprodukte) vorzuziehen ist, obgleich seine Produktausbeuten etwas geringer ausfallen. Dieser Nachteil resultiert wahrscheinlich aus einer Enzyminhibierung durch Reste an freier Phenylborsäure im Reaktionssystem. Verschiedene ungewöhnliche Fettsäuren, wie die (S)-17-Hydroxyoctadecansäurc, die 12-Hydroxyoctadecansäure und die 2-Hydroxyhexadecansäure, sind als Oleo-Komponenten eingesetzt worden. Soweit durch sie keine ste-rische Hinderung ausgelöst wird, liegt die Produktausbeute der Monoacylierung bei 80% (Basis „2-Stufen-Verfahren"). Untersuchungen an der Langmuir Filmwaage zeigten für die Monoglyceride der (S)-17-Hydroxy- und der 12-Hydroxyoctadecansäure verschiedene Filmzustände mit spezifischen Phasenübergängen. Das Monoglycerid der 2-Hydroxyhexadecansäure ist nach den Ergebnissen der Ober- und Grenzflächenspannungsmessungen sowie der Emulsionstests gut als Emulgator geeignet. Die enzymatische Acylierung eines Diols, 1,3-Propandiol, führte zum 1-(17-Hydroxy)-octadecanoyl-3-propanol (Ausbeute: 50%). Der Ester zeigt ein weitgehend ähnliches Filmdruckverhalten wie das entsprechende Monoglycerid.%Results on the enzymatic monoacylation of glycerol by aid of phen-ylboronic acid in organic solvents are presented. The comparison of two alternative methods indicates that the "2-step-method" (synthesis in one batch unit without isolation of intermediates) is in total more favourable than the "3-step-method" (synthesis in two batch units including isolation of intermediates), although yields are somewhat lower. Probably this disadvantage originates from an enzyme inhibition caused by residual free phenylboronic acid in the reaction system. Several varying uncommon fatty acids like (S)-17-hydroxyoctadecanoic acid, 12-hydroxyoctadecanoic acid and 2-hydroxyhexadecanoic acid have been used as oleo-components. As far as no steric hindrance is caused by these substrates, product formation is about 80% (basis "2-step-method"). Investigations at the Langmuir film balance showed different film states with specific transition phases for the 1(3)-(17-hydroxy)-octadecanoyl and the 1(3)-(12-hydroxy)-octadecanoyl glycerol. The monoglyceride of the 2-hydroxyhexadecanoic acid proved to be a good emulsifier. Its qualities in this respect were confirmed by the data of the surface and interfacial tension versus n-hexadecane and also by the outcome of the emulsification tests. The enzymatic acyla-tion of a diol like 1,3-propanediol led to the 1-(17-hydroxy)-octadecanoyl-3-propanol (yield: 50%). The film behaviour of this ester was similar to that of the corresponding monoglyceride.