Promiscuidade enzimática de lipases na síntese de aldóis e 2>i<H>/i<-cromenonas

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo de duas classes de reações de amplo uso na síntese de moléculas orgânicas através de formação de ligações carbono-carbono, a adição aldólica e a adição de Michael. O estudo das reações catalisadas por lipases foi dividido em dois capítulos. No Capítulo 1 foi realizado um estudo comparativo da adição aldólica entre a cicloexanona (CHX) e o 4-cianobenzaldeído (4-CNB) catalisada pelas lipases de Pâncreas de Porco tipo II (PPL-II) e a lipase de Rhizopus niveus (LRN). A catálise pela PPL-II destacou-se pelo rendimento e seletividade do produto aldólico anti em 72 h de reação (74%, 81:19 anti:syn, eeanti = 74 % e eesyn = 48%) frente à catálise pela LRN que forneceu os aldóis em menores rendimentos e seletividades (40%, 73:23 anti:syn, eeanti = 52 % e eesyn = 15%). No Capítulo 2 foi abordada a adição de Michael (adição conjugada-1,2) de enolatos de β-dicetonas cíclicas a aldeídos α,β-insaturados, catalisada pelas lipases PPL-II e de Pseudomonas fluorescens (LPF) para a síntese de 2H-cromenonas, compostos presentes em produtos naturais e destacados pelas suas propriedades biológicas e aplicações em materiais fotoativos. A reação entre a 1,3-cicloexanodiona 1a e o crotonaldeído 2a catalisada pela PPL-II forneceu as 2H-cromenonas 3a, 4a e 5a. Seguidamente foi realizado um planejamento fatorial completo 2 4 variando a massa de PPL-II, os equivalentes molares dos reagentes 1a e 2a, o porcentual de água e a temperatura. Foram escolhidas as variáveis massa de PPL-II e a temperatura para um ajuste fino aplicando o planejamento de composto central 2 2 para encontrar a condição que levasse ao melhor rendimento da 2-hidroxi-2H-cromenona 4a. A melhor condição encontrada por esta metodologia (20 mg/0,1 mmol da 1,3-cicloexanodiona 1a e 50 °C) foi utilizada na ampliação do escopo da reação com outros aldeídos α,β-insaturados 2a-e que forneceram as 2-hidroxi-2H-cromenonas 4a-e em rendimentos entre 8-22% favorecendo os diastereoisômeros anti, porém, sem enantiosseletividades. A catálise da reação entre a 1,3-cicloexanodiona 1a e o crotonaldeído 2a pela LPF forneceu a 2-hidroxi-2H-cromenona 4a (93%), mesmo com a enzima inativada pela temperatura (>90 °C), constatando que a enzima realizou uma catálise proteica inespecífica. Portanto, a LPF apresentou uma excelente alternativa para a síntese de 2-hidroxi-2H-cromenonas. Assim, o escopo da reação foi ampliado variando-se os aldeídos α,β-insaturados 2a-c e as β-dicetonas cíclicas 1a-d fornecendo rendimentos entre 37-93% para as 2-hidroxi-2H-cromenonas 4a-c e 4e-h, porém sem enantiosseletividades. Adicionalmente, foi realizada a reação de biotransformação da xxx-2Hcromenona 4a por células totais de fungos de ambiente marinho (Mucor racemosus CBMAI 847, Aspergillus sydowii CBMAI 934, Aspergillus sydowii CBMAI 935, Penicillium citrinum CBMAI 1185, Penicillium citrinum CBMAI 1186 e Cladosporium sp. CBMAI 1237), resultando no produto 6 a partir da redução da ligação dupla conjugada com conversões entre 73-99% via catálise promovida por eneredutases. Conclui-se que...