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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Reações redox em biocatálise : desracemização de álcoois secundários e reações multi-enzimáticas em cascata com álcoois alílicos
Title Alternative: Redox reactions in biocatalysis : deracemization of secondary alcohols and multi-enzymatic cascade reactions with allylic alcohols
Author: Nasário, Fábio Domingues, 1989-
Advisor: Rodrigues, José Augusto Rosário, 1941-
Abstract: Resumo: Nesta tese foram estudadas metodologias biocatalíticas para obtenção de compostos enantiomericamente enriquecidos. O Capítulo 1 foi dedicado a estudos de resolução cinética oxidativa e desracemização de álcoois secundários mediados por microrganismos e álcool desidrogenases. A levedura Candida albicans CCT 0776 apresentou alto potencial oxidativo frente aos substratos estudados, promovendo uma eficiente resolução cinética oxidativa, fornecendo (R)-1-ariletanóis (33-49% com 87-99% ee), além de (R)-1-feniletanol (89% com 98% ee) a partir do racemato por desracemização. Pelo estudo mecanístico foi possível elucidar o tipo de processo ocorrido e classificá-lo como desracemização cíclica. Foi desenvolvida uma metodologia eficaz de desracemização por estereoinversão de álcoois secundários empregando dois biocatalisadores, C. albicans e Lactobacillus brevis CCT 3745. Este procedimento resultou na preparação de (R)-1-feniletanol (99% com 92% ee). A substituição de L. brevis por cetorredutases anti-Prelog comercialmente disponíveis, proporcionou maior eficácia ao processo de desracemização desenvolvido, gerando (R)-1-ariletanóis com elevadas conversões (>90% com 83-99% ee) e menores tempos. Este método foi empregado na síntese de (S)-1-(3-metoxifenil)etilamina (50% com 91% ee), molécula precursora do fármaco (S)-rivastigmina, utilizado no tratamento da doença de Alzheimer. No Capítulo 2 estudou-se reações de oxidação e redução multi-enzimáticas em cascata com álcoois alílicos primários, como (E)-3-fenil-2-metilprop-2-en-1-ol e (E e Z)-3-fenilbut-2-en-1-ol, adsorvidos em resina XAD-7HP, mediadas por células de microrganismos, para obtenção dos respectivos álcoois e ácidos carboxílicos hidrogenados enantiomericamente enriquecidos, como ácido (S)-3-fenil-2-metilpropanóico (90% de conversão e 85% ee) e o ácido 3-fenilbutanóico. Pelo controle do tempo reacional, foi possível preparar o álcool hidrogenado (S)-3-fenilbutan-1-ol com 80% de conversão e >99% ee. A obtenção destes compostos foi possível pela ação de álcool desidrogenases, ene redutases e aldeídos desidrogenases presentes no microrganismo atuando em sincronia nos substratos e promovendo as reações de oxidação e redução em cascata

Abstract: The study of biocatalytic methodologies to obtain enantiomerically enriched compounds was the aim of this thesis. Chapter 1 was concerned with oxidative process, such kinetic resolution and deracemization of secondary alcohols mediated by microorganisms and alcohol dehydrogenases. The yeast Candida albicans CCT 0776 exhibited high (R)-enantioselectivity in the oxidation of 1-arylethanols, yielding (R)-1-arylethanols (33-49%) with 87-99% ee. In addition, the yeast furnished 89% of (R)-1-phenylethanol with 98% ee via deracemization of the racemate. Through the mechanistic study, it was possible to elucidate the process and classify it as cyclic deracemization. An efficient deracemization via stereoinversion of sec-alcohols was developed. It was a tandem process involving two distinct biocatalysts, C. albicans and Lactobacillus brevis CCT 3745. This procedure yielded (R)-1-phenylethanol with 99% conversion and 92% ee. The use of C. albicans and commercially available ketoreductases, improved the efficacy of the deracemization process, yielding (R) -1-arylethanols with high conversions (>90%, 83-99% ee) and shorter reaction time. This procedure was employed in the synthesis of (S)-1-(3-methoxyphenyl)ethylamine (50%, 91% ee), the precursor of (S)-rivastigmine, a drug used in the treatment of Alzheimer's disease. Chapter 2 was related to multi-enzymatic oxidation and reduction cascade reactions with primary allylic alcohols. The process was mediated by resting cells and furnished enantiomerically enriched hydrogenated carboxylic acids and alcohols. (S)-2-Methyl-3-phenylpropanoic acid (90%, 85% ee) was obtained from (E)-3-phenyl-2-methyl-2-propen-1-ol, and 3-phenylbutanoic acid starting from allyl alcohol (E)-3-phenyl-2-buten-1-ol. The enantiopure (S)-3-phenylbutan-1-ol (80%, >99% ee) was also prepared by this procedure with shorter reaction time. The cascade reactions were archived by the action of enzymes such as alcohol dehydrogenases, ene-reductases and aldehydes dehydrogenases present in the microorganism acting in synchrony with the substrates
Subject: Biocatálise
Síntese assimétrica
Desracemização
Cetorredutases
Resolução cinética
Editor: [s.n.]
Citation: NASÁRIO, Fábio Domingues. Reações redox em biocatálise: desracemização de álcoois secundários e reações multi-enzimáticas em cascata com álcoois alílicos. 2017. 1 recurso online (186 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/330243>. Acesso em: 2 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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