Orientador: Telma Teixeira Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:05:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_EricaVagetti_M.pdf: 992372 bytes, checksum: 21c68e3e6cf626421f55f2bf6ffd2a90 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O presente trabalho visou o desenvolvimento de um processo de aplicação para o ácido acrílico através de um bioprocesso, o qual envolveu a esterificação enzimática do mesmo em meio orgânico, catalisada por lipases e proteases para obtenção de acrilatos de açúcar. O interesse na produção de ésteres contendo moléculas de açúcar se dá devido à sua promissora aplicação como materiais absorventes de água, aditivos para o tratamento de água e para fins biomédicos. Além disso, os carboidratos são a fonte renovável mais abundante na terra e, conseqüentemente, uma das mais promissoras substâncias da química sustentável para o desenvolvimento de compostos de alta biodegradabilidade. Como reagentes, os ésteres acrílicos de frutose foram obtidos por esterificação direta da frutose com ácido acrílico em terc-butanol na presença de lipases e proteases comerciais. Foram investigados alguns parâmetros que interferem nesse bioprocesso, tais como: razão molar dos reagentes e tipo de catalisador. Verificou-se que meios reacionais contendo excesso de ácido acrílico, favorecem as maiores conversões molares de frutose. Dentre as enzimas testadas, a única a catalisar a reação de esterificação do ácido acrílico com a frutose em terc-butanol foi a lipase Novozym 435. Sendo assim, um planejamento fatorial completo com dois níveis e com repetição foi proposto para verificar a influência simultânea das variáveis x1 (razão molar de frutose/ácido acrílico nos valores de 1:5 e 1:20) e x2 (umidade inicial do sistema nos valores de 0,16% e 0,40%) na conversão molar de frutose, na conversão molar de ácido acrílico e na produção de seus ésteres empregando a lipase Novozym 435. A análise estatística dos dados indicou que ambos os fatores tiveram efeitos significativos na síntese dos ésteres de frutose. Assim, uma aplicação de acido acrílico para a produção de ésteres degradáveis e com redução do impacto ambiental nos parece ser um caminho convergente dentro do âmbito da química sustentável (química verde) / Abstract: In the present work the reaction conditions for the direct enzymatic esterification of sugars with acrylic acid catalyzed by lipases and proteases in organic media was studied. There has been an increasing interest in the production of sugar esters because of their possible use as water absorbent materials, as additives in water treatment and as a biocompatible material. In addition, carbohydrates are the most abundant natural resources on earth and an ideal feedstock for the development of biodegradable materials. The esterification reaction of fructose with acrylic acid in tert-butyl alcohol was catalyzed by the commercial lipases Novozym 435, Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM and the proteases Novozym 539 HPF and Esperase HP F. The effects fructose/acrylic acid molar ratio and type of catalyst on the reaction were investigated. The esterification reaction was dependent on fructose/acrylic acid molar ratio, as follows: the higher the amount of acrylic acid to fructose ratio the higher the fructose conversion. Only lipase Novozym 435 catalyzed the esterification of acrylic acid with fructose. A full 22 factorial design was used to study the simultaneous influence of the effects of molar ratio (1:5 and 1:20) and initial moisture of the system (0,16 and 0,40%) on fructose conversion, acrylic acid conversion and amount of esters produced with the lipase Novozym 435 as catalyst. Statistical analysis of the data indicated that both factors had significant effects on the synthesis of sugar esters. Therefore, an application to acrylic acid in the production of biodegradable esters seems to be an interesting trend according with the white chemistry. The feasibility of the direct synthesis of sugar acrylates was shown in this work as well as the best reaction conditions for the production of sugar acrylates / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Neste trabalho foi realizada a síntese de amidas, bem como de ácidos e ésteres borônicos, derivados dos aminoácidos L-cistina e L-cisteína, através de rota sintética simples, curta e de baixo custo, com o intuito de busca e a identificação de novo(s) inibidor(es) do proteassomo 20S. Esta classe de compostos possui estrutura que permite a inserção de diversos grupos funcionais, o que confere versatilidade e a construção de biblioteca de compostos que contém partes hidrofílicas e hidrofóbicas importantes para posterior avaliação inibitória. Para tanto, empregou-se rota sintética química convencional e rota biocatalisada para a formação da ligação amida. Os compostos derivados de L-cisteína foram obtidos via síntese clássica de peptídeos a qual forneceu os compostos desejados em rendimentos de até 85%. Por outro lado, tentativas de obtenção das amidas via biocatálise não se mostraram efetivas. Já amidas derivadas de L-cistina foram obtidas em rendimentos de até 79%, via síntese tradicional e até 100% de conversão através de rota biocatalítica. A inserção do átomo de boro nas estruturas se deu utilizando-se metodologias sintéticas já bem estabelecidas na literatura. Os ésteres borônicos derivados de L-cisteína foram obtidos em bons rendimentos (até 78%), enquanto que não foi possível obter-se compostos de boro derivados de L-cistina. Por sua vez, os compostos contendo ácido borônico na estrutura foram sintetizados via reação de hidrólise dos respectivos ésteres borônicos, em rendimentos moderados (até 34%). Após a obtenção dos compostos contendo grupamentos organoboro realizou-se avaliação inibitória dos mesmos frente ao proteassomo 20S. Valores de IC50 iguais a 52 µM foram obtidos para composto derivado de L-cisteína contendo grupamento éster borônico, que se mostraram inibidores moderados e reversíveis. Ácidos borônicos se mostraram sem capacidade de inibir o proteassomo 20S. Adicionalmente, realizaram-se estudos de modelagem molecular com a finalidade de elucidar os resultados obtidos experimentalmente. Inicialmente realizaram-se cálculos de modelagem molecular através da realização de docking de alguns compostos e após geração de modelo farmacofórico. De maneira geral observou-se que os inibidores derivados da L-cisteína não ocupam a mesma cavidade que o fármaco bortezomibe, o que pode explicar a diferença na atividade dos compostos frente à inibição do proteassomo 20S. Também se observou que, tendo-se a interação dos inibidores com a enzima, a vizinhança do átomo de boro tem grande influência na capacidade inibitória, uma vez que estes grupamentos determinam qual a região da cavidade do proteassomo 20S será ocupada pelo inibidor. / In our study, amides, boronic acids and esters derivatives from L-cysteine and L-cysteine were synthesized by simple, short and inexpensive synthetic route, in order to search for new inhibitor(s) of the 20S proteasome. This class of compounds has a structure that allows inclusion of various functional groups, giving it versatility and allowing the construction of library compounds containing hydrophilic and hydrophobic moieties, important for further evaluation. To this end, we used conventional chemical synthetic route and biocatalysis for peptide bond formation. The compounds derived from L-cysteine were obtained by classical synthesis of peptides which provided the desired compounds up to 85% yields. On the other hand, attempts to obtain the amides via biocatalysis were not effective. However, amides derived from L-cystine were obtained with up to 79% yields via chemical synthesis and conversion up to 100% using biocatalytic route. The insertion of the boron atom in the structures was possible using synthetic methodologies well established in literature. Boronic esters derived from L-cysteine were obtained in good yields (up to 78%), whereas it was not possible to obtain boron compounds derived from L-cystine. In turn, compounds containing boronic acids in the structure were synthesized by hydrolysis reaction of the respective boronic esters in moderate yields (up to 34%). With organoboron compounds in hand, we turned our attention to inhibitory assessment against the 20S proteasome. IC50 up to 52 µM were obtained when L-cysteine boronic ester derivatives were evaluated. These compounds are moderate and reversible inhibitors. L-cysteine boronic acids derivatives have shown not ability to inhibit the 20S proteasome. Additionally, molecular modeling studies were carried out in order to elucidate the results obtained experimentally. Initially molecular modeling calculations were carried out by performing docking experiments of some compounds. Generation of pharmacophoric model calculations was also executed. In general, it was observed that inhibitors derived from L-cysteine do not occupy the same cavity that drug bortezomib, which may explain the difference in the activity of compounds against the inhibition of 20S proteasome. We also observed that, with the interaction of inhibitors and enzyme, the side chains around boron atom has a great influence on inhibitory capacity, since these groups determine which region of the 20S proteasome cavity is occupied by the inhibitor.

A primeira parte desta tese consiste na preparação de compostos aromáticos contendo átomos de selênio e de telúrio. Quatro metodologias foram utilizadas para essa finalidade, a saber: orto-metalação de compostos contendo oxigênio, troca metal-halogênio em haletos aromáticos substituídos, reação de substituição eletrofílica aromática entre tetracloreto de telúrio e compostos aromáticos ativados e reação de sais de diazônio com disselenetos e diteluretos orgânicos. Alguns dos teluretos preparados foram usados em reações de acoplamento com alcinos terminais catalisada por Paládio, em reações de troca telúrio-lítio e em reações de oxidação de Te (II) a Te(IV). A segunda parte da tese consiste no uso de calcogenetos de arila em reações biocatalisadas. Inicialmente foram estudadas biotransformações em substratos não contendo átomo de selênio e de telúrio. Reações de redução de carbonila e de desracemização de álcoois foram observadas por ação de fungos e de raízes de plantas. Meta e para organosseleno acetofenonas foram reduzidas aos organosseleno feniletanóis correspondentes por ação de fermento de pão, células íntegras de fungos e por Daucus carota com conversões e excessos enantioméricos que chegaram a >99%. Orto organosseleno e metiltio feniletanóis foram resolvidos em seus isômeros R e S por ação de lipase imobilizada (Novozyme 435) em presença de acetato de vinila com excessos enantioméricos acima de 99% . / The first part of this thesis shows the preparation of organic compounds containing selenium or tellurium. For this purpose, four methodologies were applied: ortho-metallation of 1-phenylethanol, metal-halogen exchange involving aromatic halides, electrophilic aromatic substitution using tellurium tetrachloride and reactions with aryldiazonium salts and diselenides or ditellurides. Next, the aryl tellurides were applied in Palladium catalyzed coupling reactions with terminal alkynes, tellurium-lithium exchange reactions and oxidation of Te(II) to Te(IV). The second part of this thesis consists in the inverstigation of biocatalyzed reactions. Biotransformations of substrates without Se or Te atoms were initially investigated. Carbonyl reduction reactions and deracemization of secondary alcohols were observed by means of whole fungal cells and plants. Meta and para organoseleno acetophenones were then reduced with baker´s yeast, whole fungal cells and Daucus carota, yielding the corresponding organoseleno phenylethanols optically pure with enantiomeric excess up to >99%. Ortho organoseleno e methylthio phenylethanols were resolved in both enantiomeric forms by reacting them with immobilized lipase (Novozyme 435) and vinyl acetate in hexane. High values of enantiomeric excess (>99%) were obtained.

O capítulo 1 descreve o estudo da biorredução do grupo carbonílico de cetoazidas e β-ceto-1,2,3-triazois para a produção de β-hidroxi-1,2,3-triazois enantiomericamente puros ou enriquecidos. Cinco linhagens de fungos de origem marinha foram avaliadas para a redução da 2-azido-1-feniletanona 1 e duas linhagens, A. sydowii CBMAI 935 e M. racemosus CBMAI 847, foram selecionadas também para a biorredução das 2-azido-1-feniletanonas 2-4 para a produção dos (R)- e (S)-2-azido-1-feniletanois 2a-4a. Os azidoálcoois enantiomericamente enriquecidos obtidos 1a-4a das reações biocatalíticas foram empregados como material de partida para a síntese dos β-hidroxi-1,2,3-triazois 7a-10a enantiomericamente enriquecidos através da click reaction entre a azida terminal e o alcino, fenilacetileno. Uma segunda abordagem para a obtenção de β-hidroxi-1,2,3-triazois enantiomericamente enriquecidos foi o estudo da biorredução de β-ceto-1,2,3-triazois, que são cetonas contendo dois substituintes volumosos. Uma triagem inicial para a biorredução do β-ceto-1,2,3-triazol 7 foi realizada com seis linhagens de fungos de origem marinha, na qual a linhagem do fungo P. citrinum CBMAI 1186 foi selecionada para estudos de otimização da reação biocatalítica. Estudos com variação do meio reacional, utilização de co-solvente e efeito do pH mostraram que as condições ótimas de reação foram utilizando-se tampão fosfato (Na2HPO4/KH2PO4, 0,07 M) em pH 5 e metanol 5% (v/v) como co-solvente. O fungo P. citrinum CBMAI 1186 foi empregado na biorredução dos β-ceto-1,2,3-triazois 8-12 com excelentes resultados de rendimento e seletividade para a produção dos (S)-β-hidroxi-1,2,3-triazois 8a-12a. O Capítulo 2 apresenta a síntese multienzimática da diidropinidina, um alcaloide de origem natural. A nonano-2,6-diona utilizada como material de partida foi obtida através da descarboxilação do dicetoéster, 2-butiril-5-oxo-hexanoato de etila. Estudos para a otimização tanto da síntese do dicetoéster quanto da etapa de descarboxilação foram realizados. Condições ótimas de produção do 2-butiril-5-oxo-hexanoato de etila foram obtidas através da reação da but-3-em-2-ona com o 3-oxo-hexanoato de metila catalisada por CeCl3/NaI. A descarboxilação do dicetoéster foi avaliada através do método de Krapcho empregando-se sais de cloro e água em altas temperaturas, entretanto, a elevada formação de subprodutos estimulou a busca por uma diferente metodologia para a obtenção da nonano-2,6-diona. Foram avaliadas diferentes lipases e esterases para a hidrólise enzimática do dicetoéster seguida por descarboxilação por HCl, na qual a esterase de fígado de porco foi selecionada e promoveu a hidrólise de até 1,6 M de dicetoéster para a produção da nonano-2,6-diona. Diferentes transaminases (TAs) foram estudadas para a aminação redutiva assimétrica da nonano-2,6-diona e duas linhagens foram selecionadas para a produção da (R)- e (S)-2-metil-6-propil-2,3,4,5-tetra-hidropiridina, as TAs de Arthrobacter sp. e Arthrobacter citreus, respectivamente empregando-se isopropilamina como amino doador. As (R)- e (S)-2-metil-6-propil-2,3,4,5-tetra-hidropiridina foram avaliadas pela redução assimétrica para a síntese da diidropinidina por imina redutases (IREDs) e duas linhagens foram selecionadas, a IRED de Mesorhizobium sp. e Norcardiopsis alba, respectivamente. TAs e IREDs foram acopladas em um sistema one-pot multienzimático utilizando como material de partida a nonano2,6-diona (100 mM) para a obtenção dos isômeros cis da diidropinidina com excelentes excessos diastereoisoméricos. / The Chapter 1 describes the bioreduction of the carbonyl group of ketoazides and β-keto-1,2,3-triazoles to produce enantiomerically pure or enriched β-hydroxy-1,2,3-triazoles. Five marine-derived fungi strains were screened to perform the reduction of 2-azido-1-phenylethanone 1. The strains from A.sydowii CBMAI 935 and M. racemosus CBMAI 847 were selected for the bioreduction of the 2-azido-1-phenylethanones 2-4 to yield the (R)- and (S)-2-azido-1-phenylethanols 2a-4a. The enantiomerically enriched azidoalcohols 1a-4a obtained from biocatalytical reactions were used as starting materials for the synthesis of enantiomerically enriched β-hydroxy-1,2,3-triazoles 7a-10a through the click reaction between the terminal azide and phenylacetylene. A second approach for obtaining enantiomerically enriched β-hydroxy-1,2,3-triazoles was the bioreduction of β-keto-1,2,3-triazoles, which are ketones with two bulky substituents. The screening for the bioreduction of the β-keto-1,2,3-triazol 7 was performed with six marine-derived fungi strains and P. citrinum CBMAI 1186 was selected for the optimization studies for the biocatalytic reduction of β-keto-1,2,3-triazoles 8-12.Studies about the composition of reaction medium, use of cosolvent and pH effect showed that the optimal conditions was in phosphate buffer (Na2HPO4/KH2PO4, 0.07 M) at pH 5 and methanol 5% (v/v) as cosolvent. P. citrinum CBMAI 1186 was applied to the bioreduction of β-keto-1,2,3-triazoles 8-12 and good yields and selectivities were obtained for the (S)-β-hydroxy-1,2,3-triazoles 8a-12a. The Chapter 2 describes the multienzymatic synthesis of dihydropinidine, a natural alkaloid. The nonane-2,6-dione used as starting material was obtained through the reduction of the diketoester, methyl butyryl-5-oxohexanoate, and the optimization studies for both diketoester synthesis and decarboxylation reaction were performed. Optimal conditions for the synthesis of methyl butyryl-5-oxohexanoate were obtained by the reaction between but-3-en-2-one and 3-oxohexanoate catalyzed by CeCl3/NaI. The diketoester decarboxylation step was evaluated by the Krapcho method using chlorine and water at high temperatures. However, because of the production of side products by this method, a different procedure for the synthesis of nonane-2,6-dione was studied. Different enzymes (lipases and esterases) were evaluated for the diketoester hydrolysis followed by decarboxylation by HCl. The porcine liver esterase was selected to promote the diketoester hydrolysis up to 1.6 M, yielding nonane-2,6-dione. Different transaminases (TAs) were applied to the asymmetric reductive amination of the nonane-2,6-dione and TAs from Arthrobacter sp. e Arthrobacter citreus were selected for the production of (R)- and (S)-2-methyl-6-propyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine, respectively, using isopropylamine as the amine donor. The asymmetric reduction of (R)- and (S)-2-methyl-6-propyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine by imine reductases (IREDs) was evaluated and the IREDs from Mesorhizobium sp. and Norcardiopsis alba were selected. TAs and IREDs were coupled in multienzymatic one-pot system using nonane-2,6-dione (100 mM) as starting material for the syntheses of cis isomers of dihydropinidine in excellent diastereoisomeric excess.

Orientador: José Augusto Rosário Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nasario_FabioDomingues_M.pdf: 3028989 bytes, checksum: 95b2af06aacbc6c6c5e2ba6bc63d6acf (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A desracemização de alcoóis secundários por estereoinversão utilizando apenas um microrganismo é um processo ambientalmente compatível que se enquadra nos princípios da química verde, e apresenta grande interesse visto a utilização desses compostos enantiomericamente puros na síntese de fármacos e outras moléculas biologicamente ativas. Nesse estudo foram empregadas as leveduras S. cerevisiae e C. albicans CCT 5847/18804, separadamente para realizar a desracemização de alguns alcoóis secundários como 1-feniletanol, mandelato de etila, 3-fenil-3-hidroxipropanoato de etila, 4-fenil-2-hidroxibutirato de etila. Esse processo mostrou-se bastante eficiente para obtenção de alcoóis enantiomericamente enriquecidos, visto que dispensa a utilização de enzimas isoladas e uso de custosos cofatores. Foi possível obter (R)-1-feniletanol 90% rendimento cromatográfico ee 99% com desracemização do rac-1-feniletanol catalisada por C. albicans, e o outro enantiômero (S)-1-feniletanol a partir da redução de acetofenona com S. cerevisiae tipo II com 75% de conversão e 96% ee. A desracemização do 4-fenil-2-hidroxibutirato de etila foi possível com C. albicans e S. cerevisiae com apenas 2 horas de reação obteve-se o (S)-4-fenil-2-hidroxibutirato de etila com ee de 96% e rendimento de 99%. Foi possível obter o (S)-mandelato de etila ee de 96% e 90% de rendimento a partir da desracemização com C. albicans e o outro enantiômero com redução do respectivo ceto-ester com S. cerevisiae. O (S)-3-hidroxi-3-fenilpropionato de etila foi produzido a partir da desracemização de 3-hidroxi-3-fenilpropionato de etila com S cerevisiae tipo II após 2 dias de reação com 96% ee e 75% de rendimento. O processo de desracemização de alcoóis secundários utilizando um único microrganismo mostrou-se eficiente para obtenção de compostos quirais com alta economia de átomos e baixo fator de impacto ambiental para a maioria dos substratos estudados / Abstract: The deracemization of secondary alcohols by stereoinversion using only one microorganism is an environmentally compatible process that fits the principles of green chemistry and presents great interest since the use of these compounds in the synthesis of enantiomerically pure drugs and other biologically active molecules. In this study we employed the yeasts of S. cerevisiae and C. albicans CCT 5847/18804 separately to perform deracemization of some secondary alcohols such as 1-phenylethanol, ethyl mandelate, ethyl 3-hydroxy-3-phenylpropanoate, ethyl 2-hydroxy -4-phenylbutyrate. This process proved to be very efficient for obtaining enantiomerically enriched alcohols, since it eliminates the use of isolated enzymes and expensive cofactors. It was possible to perform a deracemization of 1-phenylethanol and obtain 90% of the (R)-1-phenylethanol in 99% ee by C. albicans, and the other enantiomer (S)-1-phenylethanol from the enatioselective reduction of acetophenone with S. cerevisiae with 75% conversion and 96% ee. The deracemization of ethyl 2-hydroxy -4-phenylbutyrate was possible to perform with C. albicans and S. cerevisiae with only 2 hours of reaction to obtain the (S)- ethyl 2-hydroxy -4-phenylbutyrate (ee of 96% and yield of 100%) , which is impressive, since the production of (S)- ethyl 2-hydroxy -4-phenylbutyrate may be performed in any chemistry laboratory, since S. cerevisiae type II is lyophilized and dispenses use of sterile materials and laminar flow hood. It was also possible to obtain (S)-ethyl mandelate (ee of 96% and yield of 90%) by deracemization of ethyl mandelate with C. albicans and other enantiomer by reduction of the corresponding ketone with S. cerevisiae. (S) ethyl 3-hydroxy-3-phenylpropionate (96% ee and 75% yield) was produced by deracemization of ethyl 3-hydroxy-3-phenylpropanoate with S cerevisiae Type II after 2 days of reaction. The deracemization of secondary alcohols using a single microorganism was effective for obtaining chiral compounds with high atomic efficiency and low environmental factor to most substrates studied / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Jose Augusto Rosario Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T19:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zampieri_LuizArthur_M.pdf: 1219190 bytes, checksum: 50f1c90b246b806bd16bb30df4ecbbaf (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho estudou-se a bioxidação do sesquiterpeno valenceno (C15H24), produzindo o bioflavorizante nootkatona (C15H22O), buscando as condições ótimas para obtenção do máximo rendimento. Esta reação foi realizada utilizando dois sistemas enzimáticos distintos: o sistema lacase/mediador (LMS) de Trametes versicolor com mediador HBT (hidroxibenzotriazol) ou TEMPO (tetrametilpiperidin-N-oxil) e o sistema utilizando o complexo enzimático do citocromo P-450 de Chaetomium globosum. Outros microorganismos testados foram Botrytis cinerea, Mortierella isabellina e Mortierella ramaniana. As diversas variáveis (pH, tempo de reação, concentrações de enzima, mediadores e indutores, condições de aeração, entre outras) envolvidas nas respectivas reações foram estudadas através de planejamento fatorial e modelagem de superfície de resposta. A utilização do sistema LMS de Trametes versicolor mostrou ser uma ferramenta viável para obtenção de nootkatona a partir de valenceno, embora tenhamos obtido rendimento inferior (17%, agitador orbital em pequena escala e 15 % em escala preparativa, sob aeração externa) descrito na literatura (25%, sob aeração, escala preparativa), o que torna nosso procedimento pouco viável para utilização em maior escala, apesar disso, os resultados foram condizentes com os obtidos em reações semelhantes descritos na literatura científica, onde o rendimento de sistemas LMS dificilmente ultrapassa os 15%. O sistema enzimático CYP-450 apresentou rendimento inferior ao sistema lacase/mediador e, este último sistema, HBT mostrou ser um mediador mais eficiente que TEMPO. / Abstract: In this work, we study the sesquiterpene valencene bioxidation (C15H24), which produces the nootkatona biological flavor substance (C15H22O), in an attempt to achieve the best conditions for optimum yield. This reaction was carried out using two different enzymatic systems: the Trametes versicolor laccase-mediator system with HBT mediators (hydroxybenzotriazol), or TEMPO (tetramethyl-piperidine-N-oxide), and the system using the Chaetomium globosum cythocrome P-450 enzymatic complex. Other microorganisms were tested, such as Botrytis cinerea, Mortierella isabellina and Mortierella ramaniana. The different variables involved in the respective reactions were studied by means of factorial planning and modeling the response system. The use of the Trametes versicolor LMS system proved to be a viable tool to obtain nootkatone from valencene, although we have obtained an inferior yield (17% with orbital agitator in small scale and 15% in preparatory scale, under external aeration) in comparison with the highest value described in literature (25% under aeration). Thus, our procedure presents little viability for large scale use, although results were in agreement with those obtained in similar reactions described in scientific literature, in which the yield produced by LMS systems rarely exceeds 15%. The CYP-450 enzymatic system presented lower yield in comparison with the laccase-mediator system and in the latter, HBT turned out to be more efficient than TEMPO. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Xilitol é um açúcar-álcool com propriedades de interesse para as indústrias alimentícia, odontológica e farmacêutica. É tradicionalmente produzido em processo químico, sendo que a via fermentativa é a forma mais extensivamente estudada, entretanto, ainda possui limitações técnicas. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo determinar condições de obtenção de xilitol por via enzimática utilizando a enzima xilose redutase de Candida guilliermondii FTI 20037. Numa primeira etapa, esta enzima foi produzida e pré-purificada e em seguida foi realizada a seleção do sistema de regeneração enzimática in situ de coenzima NADPH. Foram considerados sistemas hipotéticos com formato desidrogenase, glicose desidrogenase e álcool desidrogenase, sendo determinado o efeito dos possíveis substratos e produtos sobre a xilose redutase pré-purificada. O sistema de regeneração escolhido foi o que utilizou a enzima glicose desidrogenase, sendo o substrato glicose e o produto gluconato. Em seguida, foi realizada a avaliação e seleção de variáveis do processo enzimático segundo planejamento fatorial fracionado 25-1. Foi avaliada a influência da concentração de xilose, de NADPH e de glicose, a carga de xilose redutase e de glicose desidrogenase sendo que a variável resposta foi considerada a produtividade volumétrica em xilitol. As duas variáveis selecionadas para otimização foram a concentração de xilose e de NADPH. Para a otimização do processo de produção de xilitol em meio sintético sob regime de batelada empregou-se um planejamento composto central rotacional (estrela) 22. A partir dos resultados pode-se construir um modelo quadrático que relacionou a produtividade com os fatores na região de estudo. De acordo com este modelo, a melhor condição operacional resulta em alto valor de produtividade e eficiência em xilitol, 1,68 g.l-1.h-1 e 100 %, respectivamente. Visando a viabilidade econômica do processo foram avaliadas membranas de ultra e nanofiltração para retenção das enzimas e coenzimas no sistema reacional. Foi constatado que a membrana de tamanho de poro de 1 kDa permitiu a retenção de 99 % da coenzima. Adicionalmente, foi avaliado o desempenho da enzima obtida a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar, comparando-se os resultados obtidos com aquela obtida pelo cultivo da levedura em meio baseado em xilose comercial. Foi comprovado que a fonte de carbono não teve efeito sob a produção enzimática de xilitol. Finalmente, foram realizados testes preliminares com a produção enzimática de xilitol em meio de hidrolisado de bagaço de canade- açúcar. Foi observado que a produção de xilitol não se alterou com meio contendo 20 e 40 % v.v-1 de hidrolisado. Em função dos resultados, foi concluído que a produção enzimática de xilitol é tecnicamente viável e que possui grande potencial como bioprocesso para aproveitamento de bagaço de cana-de-açúcar. / Xylitol is a sugar-alcohol with proven interesting properties for food, odontological and pharmaceutical industries. It is traditionally produced in chemical process and the fermentative way, the most extensively studied alternative, nevertheless, still has disadvantages. In this context, the present work has as objective to determinate optimal conditions for xylitol attainment by enzymatic way using xylose redutase from Candida guilliermondii FTI 20037. Firstly, xylose redutase was produced, pre-purified and then the selection of an in situ enzymatic regeneration of coenzyme NADPH was carried out. Hypothetical regeneration systems were considered: formate dehydrogenase, glucose dehydrogenase and alcohol dehydrogenase, being determined the effect of the possible substrates and products under pre-purified xylose redutase. The glucose dehydrogenase regeneration system, being glucose the substrate and gluconate the product. Afterwards, it was carried out the screening and evaluation of the enzymatic process variables according to a fractioned factorial design 25-1. It was evaluated the influence of xylose, NADPH and glucose concentrations, xylose reductase and glucose dehydrogenase loads using xylitol volumetric productivity as response. Xylose and NADPH concentrations were selected for further optimization. A rotational central composite design (star) 22 was used for optimization of xylitol enzymatic process in synthetic media under batch regime. From the results, a quadratic model could be elaborated which relates the productivity with the factors in the studied region. According to this model, the best operational condition resulted in high productivity and efficiency values, 1,68 g.l-1.h-1 and 100 %, respectively. Aiming economical viability of the process, ultra and nanomembranes were studied for coenzyme and enzymes retention. It was verified that the 1 kDa cut off membrane allowed 99 % retention of the coenzyme. Additionally, it was evaluated the enzyme performance produced from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate, comparing the results attained with the enzyme produced from synthetic media. It was evidenced that the carbon source did not affected xylitol enzymatic production. Finally, xylitol enzymatic production preliminary assays were carried out using media containing sugarcane bagasse hydrolysate. It was observed that xylitol enzymatic production was not altered when compared to the control, in the experiments media containing 20 and 40 % v.v-1 hydrolysate. Based on the results, it was concluded that xylitol enzymatic production is technically viable and has great potential as a bioprocess for sugarcane bagasse use as raw material.

Os objetivos do presente trabalho foram: i) aprimorar o procedimento alternativo de mediação por íons metálicos da alcoólise da ligação peptidil-resina com vistas à obtenção de ésteres metílicos de peptídeos protegidos (Nα-acil-peptídeo protegido-OMe) em condição reacional branda e com alta eficiência; ii) investigar a aplicabilidade do procedimento para a preparação de Nα-acil-peptídeo protegido-SR e de Nα-acil-aminoácido-OR; iii) verificar se os Nα-acil-peptídeo-OMe obtidos atuariam como doadores de acila em reações de formação de ligação peptídica catalisadas por lipases. Para tanto, na busca da melhor condição de metanólise e comparação com os procedimentos usuais de alcoólise de ligação peptidil-resina, foram usados: o fragmento 22-24 da colecistocinina-33 humana (tripeptídeo modelo), Ca2+, Zn+2, Co+2 e Cu+2 (mediadores), as resinas oxima de Kaiser (KOR), p-hidroximetilfenil acetamidometil, ácido p-hidroximetilbenzóico e álcool p-benziloxibenzil (suportes poliméricos), misturas de MeOH com DCM, DMSO, NMP, THF ou DMF (solventes) e 25, 37, 50 ou 60°C. A condição ótima encontrada [KOR, Ca+2 (1 eq./eq. de peptídeo), 50% MeOH/DMF, 50°C] foi empregada com sucesso na preparação do Nα--acil-heptapeptídeo protegido-OMe, fragmento do peptídeo quimiotático M de Vespa mandarinia. Variações dessa condição foram usadas com sucesso nas preparações dos Nα-acil-tripeptídeo protegido-S(CH2)2COOEt e Nα-acil-Ala-OR (R: Me; Bzl), pois eles foram gerados com boas qualidades e rendimentos similares ou superiores aos obtidos via procedimentos usuais. Após desproteção de cadeias laterais, os Nα-acil-tripeptídeo-OMe e Nα-acil-heptapeptídeo-OMe foram usados em reações de acoplamento com Gly-NH2 em presença de preparações lipásicas comerciais. Estes ensaios inéditos também foram bem sucedidos, pois após adequação das condições reacionais, os Nα-acil-tetrapeptídeo-NH2 e Nα-acil-octapeptídeo-NH2 foram obtidos com boas qualidades e rendimentos de 65% (1 h) e 55% (24 h), respectivamente. / The present work aimed to: i) improve the alternative procedure based on mediation by metal ions of peptide-resin linkage alcoholysis to obtain fully protected peptide methyl esters (Nα-acyl-protected peptide-OMe) under mild reaction condition and with high efficiency; ii) investigate the usefulness of the alternative procedure for preparing Nα-acyl-protected peptide-SR and Nα-acyl-amino acid-OR; iii) verify whether the resulting Nα-acyl-peptide-OMe would act as acyl donors in peptide bond formation catalyzed by lipases. Thus, in the search for the best methanolysis condition and comparison with the usual procedures for that, we used: fragment 22-24 of human cholecystokinin-33 (model tripeptide), Ca+2, Zn+2, Co+2 and Cu+2 (mediators), Kaiser oxime resin (KOR), p-hydroxymethylphenylacetamido methyl resin, p-hydroxymethylbenzoic acid resin and p-benzyloxy benzyl alcohol resin (polymeric supports), mixtures of MeOH and DCM, DMSO, NMP, THF or DMF (solvents) and 25, 37, 50 or 60°C. The optimal condition found [KOR, Ca+2 (1 eq./eq. of peptide), 50% MeOH/DMF, 50°C] was used successfully for preparing Nα-acyl-protected heptapeptide-OMe, fragment 1-7 of the chemotactic peptide M produced by Vespa mandarinia. Variations of this condition were employed successfully for preparing Nα-acyl-protected tripeptide-SR and Nα-acyl-Ala-OR (R: Me, Bzl): indeed, these compounds were obtained in good quality and with similar or superior yields than those provided by usual procedures. After side chain deprotections, the Nα-acyl-tripeptide and Nα-acyl-heptapeptide methyl esters obtained were used in coupling reactions with Gly-NH2 in the presence of commercial lipase preparations. Those pioneer reactions were also successful, since after optimizing the conditions, Nalfa-acyl-tetrapeptide-NH2 and Nα-acyl-octapeptide-NH2 were obtained in good qualities with yields of 65% (1 h) and 55% (24 h), respectively.

Neste trabalho foi avaliado a seletividade de reações biocatalisadas por fungos basidiomicetos frente a compostos bifuncionalizados com os grupos cetona e seleneto (1-2) ou cetona e sulfeto (3-4). Os compostos 1-4 foram sintetizados de acordo com metodologias descritas na literatura. Na síntese dos padrões racêmicos dos β-hidróxi-selenetos 1a-2a e β-hidróxi-sulfetos 3a-4a observou-se que a redução química utilizando NaBH4 levou a formação preferencial dos estereoisômeros cis-(1a-4a). Enquanto que a redução promovida na utilização dos fungos basidiomicetos levou a formação preferencial do estereoisômero trans-(1a-4a). Desta forma duas metodologias complementares para a preparação de β-hidróxi-selenetos e β-hidróxi-sulfetos foram estabelecidas. Cinco linhagens destes fungos (Irpex lacteus CCB 196, Trametes rigida CCB 285, Pycnoporus sanguineus CCB 501, Trametes byssogenum CCB 203, Trametes versicolor CCB 202 ) foram testadas visando à obtenção de β-hidróxi-selenetos (1a-2a) e β-hidróxi-sulfetos (3a-4a) na forma enantiomericamente pura ou enriquecida. Um estudo qualitativo indicou que o fungo Trametes rigida CCB 285 apresentou alta seletividade frente aos compostos utilizados levando aos produtos cis-(1a-4a) e trans-(1a-4a) com elevados valores de excessos enantioméricos (e.e. 99 %). Posteriormente, um estudo quantitativo permitiu o isolamento dos produtos, a determinação dos rendimentos isolados e também a configuração absoluta para os compostos isolados. Na segunda parte deste trabalho avaliou-se a aplicação de fungos Aspegillus terreus em reações de desmetilação/desalquilação de aminas terciárias. Os resultados obtidos indicam que os estes fungos apresentam grande potencial para reações de desmetilação de aminas terciárias aromáticas, sendo que as reações conduzidas em meio neutro (pH = 7) levaram aos produtos desmetilados com bons valores de conversão. No entanto, não foram observadas reações de desalquilação com grupos etila nas condições utilizadas. / In this work was considered the selectivity of reactions biocatalysted by basidiomycetes fungi with bifuncionalized compounds with ketone and selenide groups (1-2) or ketone and thio groups (3-4). The compounds 1-4 were prepared in according with methodologies from literature. During the synthesis of standard racemic β-hydroxyselenides 1a-4a and β-hydroxysulfides 3a-4a we noticed that chemical reduction using NaBH4 led to the preferential formation of the cis-(1a-4a) isomers. On the other hand, the bioreduction promoted by basidiomycetes fungi led to the preferential formation of trans-(1a-4a) isomers. Therefore, two complementary methodologies for preparation of β-hydroxyselenides and β-hydroxysulfides were established. Five strains of basidiomycetes fungi (Irpex lacteus CCB 196, Trametes rigida CCB 285, Pycnoporus sanguineus CCB 501, Trametes byssogenum CCB 203, Trametes versicolor CCB 202) were examined to aim at the preparation of β-hydroxyselenides and β-hydroxysulfides on the enantiomerically pure form. A qualitative study indicated that cells of T. rigida CCB 285 showed high selectivity led to the products cis-(1a-4a) and trans-(1a-4a) in high enantiomeric excess (ca 99 %). After that, a quantitative study allowed us to determine the isolated yields and the absolute configuration for the compounds cis-(1a-4a) and trans-(1a-4a). In the second part of this work was considered the application of Aspergillus terreus fungi in demethylation/dealkylation reactions by tertiary amines. The results indicated that those fungi showed a big potencial for demethylation reaction of aromatic tertiary amines. The reaction done on the pH = 7 led to the demethylated products with good values of conversion. Dealkylation reactions were not observed.

Neste trabalho foram realizadas reações de resolução enzimática de ciano-hidrinas [(±)-mandelonitrila 1a, (±)-2-(4-clorofenil)-2-hidroxiacetonitrila 2a, (±)-2-hidroxi-2-(4- hidroxifenil)acetonitrila 3a, (±)-2-hidroxibutanonitrila 4a, (±)-2-(4- fluorofenil)acetonitrila 5a, (±)-2-hidroxi-2-(4-metoxifenil)acetonitrila 6a, (±)-2-hidroxi- 2-(3-fenoxifenil)acetonitrila 7a e (±)-(E)-2-hidroxi-4-fenilbut-3-enonitrila 8a] e de álcoois organofluorados [(±)-2,2,2-trifluoro-1-feniletanol ±9a, ±±)-1-(2,4,5- trifluorofenil)etanol 10a, (±)-1-(3-bromofenil)-2,2,2-trifluoroetanol 11a, (±)-1-(4- bromofenil)-2,2,2-trifluoroetanol 12a e (±)-1-(2-trifluorometil)feniletanol 13a] utilizando a lipase imobilizada de Candida antarctica (CALB). As reações foram realizadas em agitador orbital por um período de tempo que variou entre 24-168 h de reação apresentando diferentes conversões e excessos enantioméricos: [(R)-álcool 1a (c = 51%, ee = 51%), (S)-acetato 1b (c = 49%, ee = 98%); (R)-álcool 2a (c = 42%, ee > 99%), (S)-acetato 2b (c = 58%, ee = 94%); (R)-álcool 3a (c = 34%), (S)-acetato 3b (c = 32%, ee = 28%); (R)-álcool 4a (c = 82%), (S)-acetato 4b (c = 18%, ee = 25%); (R)-álcool 5a (c = 5%), (S)-acetato 5b (c = 55%, ee = 97%); (R)-álcool 6a (c = 44%), (S)-acetato 6b (c = 56%, ee = 99%); (R)-álcool 7a (c = 53%), (S)-acetato 7b (c = 47%, ee = 92%); (R)-álcool 8a (c = 40%), (S)-acetato 8b (c = 60%, ee = 80%); (R)-álcool 9a (c = 51%, ee = 62%), (S)- acetato 9b (c = 49%, ee > 99%); (S)-álcool 10a (c = 50%, ee > 99%), (R)-acetato 10b (c = 50%, ee > 99%); (R)-álcool 11a (c = 49%, ee = 61%), (S)-acetato 11b (c = 51%, ee = 82%); (R)-álcool 12a (c = 51%, ee = 72%), (S)-acetato 12b (c = 49%, ee > 99%); (S)-álcool 13a (c = 88%), (R)-acetato 13b (c = 12%, ee > 99). Os resultados por irradiação micro-ondas para os compostos obtidos apresentaram menores tempos de reação (1-14 h) comprovando a sua eficiência na resolução quimio-enzimática de compostos organofluorados e ciano-hidrinas: [(R)-álcool 1a (c = 60%, ee = 89%), (S)-acetato 1b (c = 40%, ee = 92%); (R)-álcool 2a (c = 47%, ee = 82%), (S)-acetato 2b (c = 53%, ee = 90%); (R)-álcool 3a (c = 34%), (S)-acetato 3b (c = 17%, ee = 59%); (R)-álcool 5a (c = 4%, ee = 88%), (S)-acetato 5b (c = 50%, ee = 92%); (R)-álcool 6a (c = 44%, ee = 73%), (S)-acetato 6b (c = 56%, ee = 90%); (R)-álcool 7a (c = 50%, ee = 84%), (S)-acetato 7b (c = 50%, ee = 84%); (R)-álcool 8a (c = 41%, ee = 91%), (S)-acetato 8b (c = 59%, ee = 74%); (S)-álcool 9a (c = 95%), (R)-acetato 9b (c = 5%, ee > 99%); (R)-álcool 10a (c = 50%, ee >99%), (S)- acetato 10b (c = 50%, ee >99%); (R)-álcool 11a (c = 58%, ee = 43%), (S)-acetato 11b (c = 42%, ee = 78%); (S)-álcool 12a (c = 51%, ee = 70%), (R)-acetato 12b (c = 49%, ee = 98%); (S)-álcool 13a (c = 85%), (R)-acetato 13b (c = 15%, ee > 99)]. Em especial destaca-se, neste trabalho o uso de células microbianas utilizando a irradiação micro-ondas na redução de fluorocetonas. Sendo assim, foi realizada reações de biorredução da (±)- 2,2,2-trifluoroacetofenona 3 em agitador orbital e irradiação micro-ondas pelo fungo marinho Mucor racemosus CBMAI 847 nas concentrações de (2,9; 5,7; 8,5 e 14 mmol/L) em pH 8 e na concentração de 14 mmol/L em pH 5. Após 6 h de reação obtiveram-se conversões entre 39-100% e excessos enantioméricos entre 74-96% em agitador orbital e por irradiação micro-ondas obteve-se uma variação de 28-64% de conversão e excesso enantiomérico entre 73-96%. Também foram realizadas reações de biorredução com as bactérias termofílicas SPZSP005, SPZSP088, SPZSP051 e SPZSP055 para cetonas organofluoradas obtendo-se elevadas enantiosseletividades (>99%) e conversões (>99%). Esse estudo relata a primeira investigação da literatura frente ao uso de fungo e bactérias termofílicas por irradiação micro-ondas aplicada em biocatálise. Foram também realizadas reações de adição de aza-Michael entre a benzilamina e cetonas ?,β-insaturadas (ciclo-hexenona, 3-metil-2-ciclo-hexen-1-ona e a 2,5-dimetil-para-benzoquinona) utilizando a CALB em diferentes solventes orgânicos (EtOAc, CH2Cl2, n-hexano, MeOH, tolueno, éter etílico e THF) em agitador orbital e por irradiação micro-ondas. Através das reações de adição de aza-Michael foi obtido por adição-1,2 e adição-1,4 como adutos iminas, os quais foram caracterizadas por espectrometria de massas. Finalmente neste trabalho aplicou a irradiação micro-ondas em biocatálise via resolução cinética, redução de cetonas e adição de Michael. / In this study, enzymatic kinetic resolutions of cyanohydrins [(±)-mandelonitrile 1a, (±)-2-(4-chlorophenyl)-2-hydroxyacetonitrile 2a, (±)-2-hydroxy-2-(4- hydroxyphenyl)acetonitrile 3a, (±)-2-hydroxybutanenitrile 4a, (±)-2-(4- fluorophenyl)acetonitrile 5a, (±)-2-hydroxy-2-(4-metoxiphenyl)acetonitrile 6a, (±)-2- hydroxy-2-(3-fenoxyphenyl)acetonitrile 7a and (±)-(E)-2-hydroxy-4-phenylbut-3- enonitrile 8a], and organofluorine alcohols [(±)-2,2,2-trifluoro-1-phenylethanol 9a, (±)-1-(2,4,5-trifluorophenyl)ethanol 10a, (±)-1-(3-bromophenyl)-2,2,2-trifluoroethanol 11a, (±)-1-(4-bromophenyl)-2,2,2-trifluoroethanol 12a and (±)-1-(2- trifluoromethyl)phenylethanol 13a] were performed using immobilized lipase from Candida Antarctica (CALB). The reactions were performed on an orbital shaking for a period ranging from 24 to 168 h with different conversions and enantiomeric excesses. [(R)- alcohol 1a (c = 51%, ee = 51%), (S)-acetate 1b (c = 49%, ee = 98%); (R)- alcohol 2a (c = 42%, ee > 99%), (S)-acetate 2b (c = 58%, ee = 94%); (R)-alcohol 3a (c = 34%), (S)-acetate 3b (c = 32%, ee = 28%); (R)-alcohol 4a (c = 82%), (S)-acetate 4b (c = 18%, ee = 25%); R)-alcohol 5a (c = 5%), (S)-acetate 5b (c = 55%, ee = 97%); (R)-alcohol 6a (c = 44%), (S)-acetate 6b (c = 56%, ee = 99%); (R)-alcohol 7a (c = 53%), (S)-acetate 7b (c = 47%, ee = 92%); (R)-alcohol 8a (c = 40%), (S)-acetate 8b (c = 60%, ee = 80%); (R)- alcohol 9a (c = 51%, ee = 62%), (S)-acetate 9b (c = 49%, ee > 99%); (S)-alcohol 10a (c = 50%, ee > 99%), (R)-acetate 10b (c = 50%, ee > 99%); (R)-alcohol 11a (c = 49%, ee = 61%), (S)-acetate 11b (c = 51%, ee = 82%); (R)-alcohol 12a (c = 51%, ee = 72%), (S)- acetate 12b (c = 49%, ee > 99%); (S)-alcohol 13a (c = 88%), (R)-acetate 13b (c = 12%, ee > 99). The results obtained by microwave irradiation for the substrates showed shorter reaction times (1 to 14 h) demonstrating its efficiency in chemoenzymatic esterifications of organofluorine compounds and cyanohydrins [(R)-alcohol 1a (c = 60%, ee = 89%), (S)-acetate 1b (c = 40%, ee = 92%); (R)-alcohol 2a (c = 47%, ee = 82%), (S)-acetate 2b (c = 53%, ee = 90%); (R)-alcohol 3a (c = 34%), (S)-acetate 3b (c = 17%, ee = 59%); (R)-alcohol 5a (c = 4%, ee = 88%), (S)-acetate 5b (c = 50%, ee = 92%); (R)-alcohol 6a (c = 44%, ee = 73%), (S)-acetate 6b (c = 56%, ee = 90%); (R)-alcohol 7a (c = 50%, ee = 84%), (S)-acetate 7b (c = 50%, ee = 84%); (R)-alcohol 8a (c = 41%, ee = 91%), (S)-acetate 8b (c = 59%, ee = 74%); (S)-alcohol 9a (c = 95%), (R)-acetate 9b (c = 5%, ee > 99%); (R)- alcohol 10a (c = 50%, ee >99%), (S)-acetate 10b (c = 50%, ee >99%); (R)-alcohol 11a (c = 58%, ee = 43%), (S)-acetate 11b (c = 42%, ee= 78%); (S)-alcohol 12a (c = 51%, ee = 70%), (R)-acetate 12b (c = 49%, ee = 98%); (S)-alcohol 13a (c = 85%), (R)-acetate 13b (c = 15%, ee > 99)]. In particular, this thesis show the use of microbial cells in reduction of fluoroketones by microwave irradiation. Thus, bioreduction reactions of (±)-2,2,2- trifluoroacetophenone 3 was performed in orbital shaking and microwave irradiation by marine fungus Mucor racemosus CBMAI 847 in different concentrations (2.9, 5.7, 8.5 and 14 mmol/L) at pH 8 and in the concentration of 14 mmol/L at pH 5. In the reactions after 6 h were obtained a conversion of 39 to 100% and enantiomeric excess of 74-96%, in orbital shaking. The reaction on microwave irradiation gave an increase conversion of 28-64% and enantiomeric excess of 73-96%. Bioreduction reactions were also performed with the thermophilic bacteria SPZSP005, SPZSP088, SPZSP051 and SPZSP055 for organofluorine ketones obtaining high enantioselectivities (> 99%) and conversions (> 99%). This study describes the first investigation on the literature regarding the use of thermophilic bacteria and fungus by microwave irradiation applied to biocatalysis. Were also carried out reactions of aza-Michael addition of benzylamine and ?, β-unsaturated cyclohexenones (cyclo- hexenone, 3-methyl-2-cyclo-hexen-1-one and 2,5-dimethyl-para-benzoquinone) were investigated, using CALB in different organic solvents (EtOAc, CH2Cl2, n-hexane, MeOH, toluene, ethylic ether and THF) in orbital shaking and microwave irradiation. From aza-Michael addition reactions was possible to obtain by 1,2- and 1,4-adition the adduct imines, which were characterized by mass spectrometry. Finally this thesis applied the microwave irradiation in biocatalysis via kinetic resolution, reduction of ketones and aza-Michael addition.