Enzymatic resolution of (R, S)-ibuprofen and (R, S)-ketoprofen by microbial lipases from native and commercial sources

ABSTRACT

The enantioselectivity (E) of native lipases from Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Fusarium oxysporum, Mucor javanicus, Penicillium solitum and Rhizopus javanicus in the resolution of (R,S)-ibuprofen and (R,S)-ketoprofenenantiomers by esterification reaction with 1-propanol in isooctane was compared with known commercial Candida rugosa (Sigma) and Candida antarctica (Novozym®435) lipases. In the resolution of (R,S)-ibuprofen, C. rugosa lipase showed good selectivity (E = 12) while Novozym®435 (E = 6.7) and A. niger (E = 4.8) lipases had intermediate selectivities. Other enzymes were much less selective (E around 2.3 and 1.5), under tested conditions. After preliminary optimization of reaction conditions (water content, enzyme concentration and presence of additives) the enantioselectivity of native A. niger lipase could be enhanced substantially (E = 15). All tested lipases showed low selectivity in the resolution of (R,S)-ketoprofen because poor ester yields and low enantiomeric excess of the acid remaining were achieved.

RESUMO

A enantioseletividade (E) das lipases nativas de Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Fusarium oxysporum, Mucor javanicus, Penicillium solitum e Rhizopus javanicus na resolução dos enantiômeros do (R,S)-ibuprofeno e (R,S)-cetoprofeno na reação de esterificação com 1-propanol em isoctano foi comparada com as lipases comerciais de Candida rugosa (Sigma) e Candida antarctica (Novozym®435). A lipase de C. rugosa mostrou boa enantioseletividade (E = 12) comparada com as da Novozym®435 (E = 6.7), de A. niger (E=4.8) e com as outras lipases que foram muito menos seletivas (E por volta de 2.3 e 1.5) na resolução do (R,S)-ibuprofeno, dentro das condições testadas. Após uma otimização preliminar das condições da reação (conteúdo de água, concentração da enzima e presença de aditivos) a enantioseletividade da lipase de A. niger pôde ser substancialmente aumentada (E = 15). Todas as lipases testadas mostraram baixa seletividade na resolução de (R,S)-cetoprofeno, resultando baixos rendimentos de éster e de excesso enantiomérico do ácido não esterificado.