Acylation des flavonoïdes par la lipase de Candida antarctica : influence du donneur d'acyle sur la sélectivité et la cinétique de biotransformation

Acylation of flavonoids using Candida antarctica lipasa : effects of the acyl donor on the selectivity and the biotransformation kinetics

• Auteur / Autrice : Malika Ardhaoui
• Direction : Mohamed Ghoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies et industries alimentaires
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solvants organiques

Estérification

Acylation

Lipases

Flavonoïdes

Résumé

L'objectif général de ce travail est l'étude et l'optimisation des réactions de synthèse enzymatique de nouveaux esters de flavonoide. Ce travail a été réalisé en présence de la lipase immobilisée de Candida antarctica et dans un milieu organique à faible teneur en eau (<300 ppm). Dans une première étape, une étude préliminaire des paramètres clef de la réaction a montré que la transestérification est moins performante que l'estérification directe car l'hydrolyse du donneur d'acyle prédomine la synthèse d'ester de flavonoide. La quantité d'eau du milieu présente au cours de la synthèse joue un rôle essentiel. Elle provoque un déplacement de l'équilibre vers l'hydrolyse, ce qui conduit à une diminution du rendement. Parmi les différents solvants testés, le méthyl-2-butanol 2 donne les meilleurs résultats. L'étude de l'effet de structure du donneur d'alcool et d'acyle sur la performance d'acylation montre que les meilleures vitesses initiales et rendements de conversion ont été obtenus avec la rutine (71 %, 3. 1 [mu]mole. H-1) et l'estuline (80%,8. 7 [mu]mole. H-1) et les acides gras ayant une chaîne carbonée supérieure à C12 (87%, 15 [mu]mole. H-1). L'acylation des flavonoides mène uniquement à de monoesters et l'acylation a lieu au niveau du 6"-OH primaire de l'egcutine etdu 4"'-OH secondaire de la rutine. Cette étude a montré aussi que la synthèse d'ester aromatique de flavonoïde est faisable et le rendement d'acylation peut atteindre 75%. Une optimisation par la méthode de plan d'expériences a montré que la vitesse initiale de conversion et la séléctivité de la réaction dépend de la nature du solvant et des concentrations initiales des substrats.

The general objective of this work is to study and to optimise the enzymatic synthesis of new esters of tlavonoide. Immobilized lipase of Candida antarctica was used as biocatalyst in an organic medium with low waler content (< 300 ppm). The obtained results showed that trans-esterification is less performant than direct esterification due to the fact that the hydrolytic reaction is predominant compared to the flavonoids ester synthesis. The water content of the medium along the time course of the reaction plays an essential role. Even if at a low level It provokes a drastic decrease of the conversion yield. Among, the various sol vents tested methyl- 2-butanol 2 gives the best results. The study of the effect of structure of the donors of alcohol and acyl on the performance of acylation shown that best initial rates and conversion yields were obtained with rutin (71 %, 3. 1. [mu]ole. H-1 and the esculin (80%, 8. 7 [mu]ole. H-1) in the presence of fatty acids with carbon chain higher than C12 (87%, 15 [mu]ole. H-1). The acylation of the flavonoides leads only to monoesters and the it takes place on the primary 6''-OH of the esculin and secondary 4''-OH of rotin. This study showed also that the aromatic ester synthesis of flavonoide is feasible and the conversion yield of this acylation can reach in some cases 75 %. The use of an experimental design showed that the initial rates of substrates conversion and the selectivity of the reaction depends on the nature ofsolvent and the initial concentrations of the substrates.