DERACEMIZATION OF SECONDARY ALCOHOLS USING A BIOCATALYTIC APPROACH

DERACEMIZATION OF SECONDARY ALCOHOLS USING A BIOCATALYTIC APPROACH. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
STAMP-NAFIU MS_Thesis_SIGNED AND CORRECTED COPY (1).pdf
Restricted to Repository staff only until 6 May 2021.

Download (3MB)

Arabic Abstract

لقد طورنا طريقة لتحضير كحولات نشطة ضوئيا من كحولاتها الراسيمية وذلك باستخدام W110G و W110V من طفرات Thermoanaerobacter ethanolicus ديهيدروجينيز الكحول (TeSADH). وقد تم استخدام هذه الطريقة الثنائية الانزيم في انتاج كحولات نشطة ضوئيا من كحولاتها الراسيمية بفاعلية وانتقائية عالية. تعتمد هذه الطريقة على أكسدة الكحولاتها الراسيمية بطريقة غير انتقائية باستخدام W110G TeSADH إلى كيتوناتها. يتبع هذه الخطوة معالجة حرارية لإفساد نشاطW110G TeSADH ، والتي تتبعها أيضًا إضافة W110V TeSADH لتحفيز الاختزال الانتقائي للكيتونات الناتجة من الخطوة الأولى إلى الكحولات النشطة ضوئيا وبانتقائية عالية. وللتخلص من خطوة المعالجة الحرارية تم استخدام W110G TeSADH المغلف بطريقة sol-gel. هذا وتم تنفيذ هذا النهج الثنائي الأنزيمي لتحويل الكحولات (R) الى (S) باانتقائية عالية. قمنا أيضًا بتطوير هذه الطريقة لاستراتيجية تتضمن توظيف الاختزال والأكسدة بطريقة متزامنة وبخطوة واحدة بدل اثنتين. تم التشخيص الكيميائي للكحولات الناتجة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي وتم تشخيص مدى الانتقائية الضوئية للمركبات الناتجة باستخدام جهاز كروماتوجراف الغاز.

English Abstract

A one-pot, two-step deracemization approach using W110G and W110V mutants of Thermoanaerobacter ethanolicus secondary alcohol dehydrogenase (TeSADH) was developed. This approach was implemented in deracemization of phenyl-ring containing racemic alcohols. (S)-Configured alcohols were obtained in up to ˃99% enantiomeric excess. The marginally stereoselective W110G TeSADH enables a non-stereoselective oxidation of alcohol racemates to their corresponding prochiral ketones, followed by heat treatment to denature W110G TeSADH, which in turn followed by addition of W110V TeSADH to catalyze enantioselective reduction of the resulted prochiral ketones to their corresponding (S)-configured alcohols. The heat treatment step was eliminated by using sol-gel encapsulated W110G TeSADH to oxidized racemic alcohols. This bi-enzymatic approach was implemented in the stereoinversion of (R)-configured alcohols, and (S)-configured alcohols were obtained from their (R)-alcohols in up to ˃99% enantiomeric excess. We further developed this approach to a one-pot concurrent deracemization strategy via stereoinversion using two mutants of TeSADH that exhibit opposite stereo-preferences towards secondary alcohol substrates and achieved up to >99% enantiomeric excess and quantitative yields of (S)-alcohols. The stereochemical identities of the products of the deracemization and stereoinversion reactions were determined by using a Gas Chromatogram equipped with a chiral column, and their chemical identities were confirmed by mass spectrometry and 1H as well as 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemistry
Divisions: College Of Sciences > Chemistry Dept
Committee Advisor: MUSA, MUSA/MOHAMMED
Committee Members: ASROF, ALI/SHAIKH and BIN ANAND, ALI/RINALDI
Depositing User: Sodiq Sodiq Nafiu
Date Deposited: 11 May 2020 21:19
Last Modified: 11 May 2020 21:19
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141509