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초록

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The enantioselective esterification of racemic ibuprofen catalyzed by a Candida rugosa lipase was studied according to reaction conditions such as a lipase concentration, reaction temperature, alcohol chain length and alcohol concentration. The S-(+)-ibuprofen alkyl esters prepared were converted to S-(+)-ibuprofen by hydrolysis with sulfuric acid as a catalyst. High conversions in the esterifications were obtained at 60℃ and an equimolar ratio of octanol to ibuprofen. The initial reaction rate of the esterification decreased with increasing octanol concentration. Conversion and initial reaction rate increased with increasing alcohol chain length. Values of enantiomeric excess(ee) according to esterification reaction conditions did not change below 60℃. On the other hand, values of conversion and ee for the chemical hydrolysis of S-(+)-ibuprofen alkyl esters were independent of alcohol alkyl chain length. Optical resolution of racemic ibuprofen was achieved by lipase catalyzed esterification and chemical hydrolysis. The separation method provided a high yield and enantioselectivity for the production of S-(+)-ibuprofen from racemic ibuprofen.

한국어

Candida rugosa lipase를 이용하여 효소 농도, 반응온도, 알콜 농도 및 종류 등의 반응조건에 따른 racemic ibuprofen 에 스테르화 반응의 초기반응속도, 전환율 그리고 입체 선택성을 조사하였다. 제조된 S-(+)-ibuprofen alkyl ester는 황산을 촉매로 하는 가수분해반응에 의해 순수한 S-(+)-ibuprofen으로 전환되었다. 에스테르화 반응에서는 반응온도 60℃에서 최대 활성을 보였으며, 그 이상의 온도에서는 효소의 활성 저하로 전환율과 enantiomeric excess값이 동시에 현격하게 감소하는 경향을 보였다. 알코올 농도가 증가할수록 알콜의 효소반응 저해제 작용으로 인하여 초기반응속도가 감소하는 경향을 보였으며, 최종 전환율은 Ibuprofen와 Alcohol의 몰 비가 1/1에서 최고 값을 나타냈다. 알콜 종류에 따른 알코올 체인 길이가(C2～C10) 증가할수록 전환율은 증가하였는데, 특히 알코올 체인 길이가 가장 큰 데칸올이 가장 높은 전환율을 보였다. 반응온도가 60℃ 이상의 높은 경우를 제외하고 에스테르화 반응조건에 따라 입체 선택성 즉 enantiomeric excess의 큰 변화는 없었다.
화학적 가수분해 반응은 비교적 짧은 반응시간(3시간)내에
평형반응에 도달하였으며, 알코올 체인 길이에 관계없이 거
의 95% 이상의 높은 전환율 및 입체 선택성을 나타냈다.
Lipase에 의한 ibuprofen 에스테르화 반응의 최적 조건과
화학적인 가수분해 반응을 통해서 racemic ibuprofen으로부터
높은 수율의 S-(+)-ibuprofen을 확보할 수 있었다.

목차

Abstract
 서론
 재료 및 방법
  재료
  실험방법
  분석
 결과 및 고찰
  에스테르화 반응에 대한 lipase 농도의 영향
  에스테르화 반응에 대한 반응온도의 영향
  에스테르화 반응에 대한 알코올 농도 영향
  에스테르화 반응에 대한 알코올 종류 영향
  화학적인 가수분해반응
  총괄 수율
 요약
 REFERENCES

키워드

저자

• 홍중기 [ Jung-Ki Hong | 한국화학연구원 ]
• 김광제 [ Kwang-Je Kim | 한국화학연구원 ] Corresponding author
• 소원욱 [ Won-Wook So | 한국화학연구원 ]
• 문상진 [ Sang-Jin Moon | 한국화학연구원 ]
• 이용택 [ Yong-Taek Lee | 충남대학교 ]

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발행기관

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• 간행물명

  KSBB Journal

• 간기

  격월간

• pISSN

  1225-7117

• 수록기간

  2009~2013

• 십진분류

  KDC 476 DDC 576