FRUKTOZ-STEARATIN T-BUTANOL:DMSO ÇÖZÜCÜ KARIŞIMI VE İYONİK SIVILARDA LİPAZ KATALİZLİ SENTEZ

Lipase-catalyzed Synthesis of Fructose-stearate in T-butanol:DMSO Solvent Mixture and Ionic Liquids

Pınar BASIM                                                                   S. Seyhan TÜKEL
Kimya Anabilim Dali                                                        Kimya Anabilim Dali

ÖZET
Fruktozun stearik asit ile açilasyonu C.antarctica ve M.miehei lipazları kullanılarak, organik çözücü karışımı (t-butanol:DMSO) ve iyonik sıvılarda (1-bütil-3-metilimidazolyum triflorometansülfonat [Bmim][TfO] ve 1-bütil-3-metilimidazolyum hekzaflorofosfat [Bmim][PF6]) araştırılmıştır. T-butanol:DMSO çözücü karışımının fruktoz-stearat sentezi için uygun bir çözücü olduğu fakat [Bmim][TfO] ve [Bmim][PF6]’ın sentez için uygun olmadıkları belirlenmiştir. Fruktozun açilasyonu, reaksiyon süresince açığa çıkan suyun aktive edilmiş moleküler elek kullanılarak reaksiyon karışımından sürekli olarak uzaklaştırılması ile hızlandırılmıştır. Sıcaklık, reaksiyon süresi, enzim konsantrasyonu, metal iyonları (Ca+2, Cu+2, Mg+2, Mn+2 ve  Hg+2)’nın varlığı ve fruktoz/stearik asit mol oranı gibi parametrelerin fruktoz-stearat oluşumu üzerine etkisi incelenmiştir. En yüksek fruktoz-stearat verimi, fruktoz-stearata dönüşen stearik asit cinsinden, % 51 olarak fruktoz/stearik asit mol oranı 0,3/0,06 olduğunda, 1mM Ca+2 içeren t-butanol:DMSO çözücü karışımı içerisinde, 55°C’de 48 saat reaksiyon süresinde tespit edilmiştir. Sentezlenen fruktoz-stearatın varlığı volumetrik titrasyon, HPLC ve FT-IR gibi yöntemlerle incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Fruktoz-stearat, C.antarctica lipazı, esterifikasyon, t-butanol:DMSO

ABSTRACT
The acylation of fructose with stearic acid in a reaction catalysed by immobilized C.antarctica and M.miehei lipases in organic solvent mixture (t-butanol:DMSO) and ionic liquids (1-butyl-3-methyl imidazolium trifluoromethane sulfonate [Bmim][TfO] and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate [Bmim][PF6]) was investigated. T-butanol:DMSO mixture was determined as a suitable reaction solvent, however, [Bmim][TfO] and [Bmim][PF6] were unsuitable as reaction solvents. Acylation of fructose was accelerated by continuous removal of water, generated during the esterification, from the reaction mixture with activated molecular sieve. Influence of different reaction parameters, such as temperature, reaction time, enzyme concentration, fructose/stearic acid molar ratio and various metal ions (Ca2+, Cu2+, Mg2+, Mn2+ and Hg2+) were studied. The highest fructose-stearate yield of 51 % (as stearic acid converted to fructose-stearate) was obtained when fructose to stearic acid ratio was 0.3/0.06 by mole in t-butanol:DMSO solvent mixture containing 1mM of Ca2+  at 55°C in 48 h. The presence of synthesized fructose-stearate was investigated with volumetric titration, HPLC and FT-IR methods.
Key Words: Fructose-stearate, C.antarctica lipase, esterification, t-butanol:DMSO