Orientador: Anita Jocelyne Marsaioli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T04:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantovani_SimoneMoraes_M.pdf: 1495773 bytes, checksum: 493a0576675a8aad3c2879147aa7745f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nas últimas décadas as reações utilizando biocatalisadores tem sido amplamante aplicadas na síntese orgânica, como componentes chave de muitos processos químicos industriais, levando ao aumento na demanda por novas enzimas. A maneira mais rápida e simples de detectar enzimas é através de metodologias de triagem de alto desempenho (HTS) que permitam identificação rápida da atividade enzimática, como por exemplo, os ensaios utilizando compostos fluorogênicos e cromogênicos. Nesse trabalho nós aplicamos HTS baseado em substratos fluorogênicos para detecção de epóxido-hidrolases e esterases em microrganismos brasileiros. Inicialmente foram selecionados cinco microrganismos com alta atividade epóxido-hidrolase, e 18 pela a presença de esterases. Inspirados nesse principio nós adaptamos a metodolgia conhecida como "Quick E" para a avaliação rápida das enantiosseletividades de epóxido-hidrolases em células íntegras através de medidas das velocidades iniciais de substratos fluorogênicos quirais avaliados separadamente com adição de um competidor. Os ensaios de enantiosseletividade mostraram que os experimentos com competidor apresentaram valores de enatiosseletividade muito próximos dos valores de E determinados via biocatálise convencional. Além disso, alguns microrganismos selecionados por HTS foram testados para reações de biotransformação frente a substratos de interesse sintético, o que permitiu, além da confirmação das atividades enzimáticas e seletividades observadas, detectar a capacidade do microrganismo C. albícans CCT 0776 de desracemizar álcoois secundários por estereoinversão, fornecendo o (S)-1,2-octanodiol com 100 % de rendimento teórico e ee > 99 %, e o (S)-4-fenilmetoxi-1,2-butanodiol com ee 45 % / Abstract: Since the past decades the biocatalysts have been applied in organic chemistry, as key components of many industrial chemical processes, thus increasing the demand for novel enzymes. High-Throughput Screening (HTS), using fluorogenic probes are among the best assays to discovery new enzymes, easily adapted to whole cells format. In this work, have been applied fluorogenic probes to screen epoxide hydrolases and esterases in Brazilian Collection Cultures of microorganisms, which allowed to detect epoxide hydrolases in five microorganisms, and esterases in 18 microrganisms. Additionally, were used chiral probes to implement a Quick E assay, for a fast valuation of epoxide hydrolases enantioselectivity by measuring initial rates of pure enantiomers. Optimization of the methodology revealed that almost true E were obtained by competitive experiments of each enantiomer and a substrate of similar reactivity. The quick E assay was validated by determining conversion and ee using GC/MS and NMR (using mandelic acid derivatives) and is now a new method to determine the enantiomeric ratio for epoxide hidrolases. Finally, the outstanding HTS results were better investigated by conventional catalysis detecting a stereoinversion process performed by C. albicans CCT 0776, which furnished (S)-1 ,2-octanodiol in 100 % theoretical yield and ee of 100%, and (S)-4-fenilmetoxi-1,2-butanodiol in ee of 45% / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: José Augusto Rosário Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cazetta_Tarcila_D.pdf: 6322006 bytes, checksum: 7ade22d0f421a68d569efe2ff834bce5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nesse projeto de pesquisa foram estudadas metodologias visando o preparo de moléculas quirais por meio da utilização de micro-organismos. No Capítulo 1 foram empregados leveduras e fungos para o preparo de álcoois secundários e dióis enantiomericamente puros por meio de resolução cinética oxidativa e de desracemização por estereoinversão. O álcool (R)-1-(3-hidroxifenil)-etanol, um precursor no preparo da Rivastigmina, um medicamento utilizado no tratamento do mal de Alzheimer foi obtido por um processo de resolução cinética altamente eficiente e sua configuração absoluta foi determinada por meio da utilização da técnica de dicroísmo circular. O (R)-1-(3-piridinil)-etanol foi preparado via desracemização por estereoinversão mediada pelo fungo Geotrichum candidum. O mecanismo reacional foi estudado empregando os enantiômeros puros do substrato como material de partida, de forma que foi possível estabelecer uma proposta para o mecanismo de desracemização. O diol (S)-1-fenil-1,2-etanodiol foi preparado por um processo de desracemização por estereoinversão altamente eficiente, com rendimento de 90% e ee 99%, pela levedura Candida albicans. O mecanismo reacional foi estudado, bem como a influência de grupos doadores e retiradores de elétrons ligados ao anel aromático. Verificou-se que a natureza do grupo pode influenciar drasticamente uma das etapas da desracemização. No Capítulo 2 foram estudadas reações de redução de ligações C=C pela ação de enzimas enoato-redutases da levedura Pichia kluyveri. Metilenocetonas foram preparadas e o micro-organismo promoveu a redução da ligação C=C de maneira quimio e estereosseletiva, de modo que a carbonila da cetona permaneceu intacta. Foram obtidas ?-metilcetonas com excelentes rendimentos e excessos enantioméricos. Em particular, a (S)-1-fenil-2-metil-1-hexanona, um composto até então não relatado na literatura, foi preparada com excelentes rendimento (93%) e ee (99%), e sua configuração absoluta foi determinada empregando a técnica de dicroísmo circular / Abstract: In this research project were studied methodologies aimed at the preparation of chiral molecules using microorganisms. In Chapter 1, yeast and fungi were used for the preparation of enantiomerically pure alcohols and diols by kinetic resolution oxidative and desracemização by estereoinversão. The alcohol (R)-1-(3-hydroxyphenyl)ethanol, a precursor in the preparation of Rivastigmine, a drug used in the treatment of Alzheimer's disease was obtained by a process of highly efficient kinetic resolution and its absolute configuration was determined by using the technique of circular dichroism. The (R)-1-(3-pyridinyl)ethanol was obtained by desracemization mediated by fungus Geotrichum candidum. The reaction mechanism was studied using pure enantiomers as starting substrate material, so that it was possible to establish a mechanism for desracemização. The diol (S)-1-phenyl-1,2-ethanediol was prepared by a process of highly efficient estereoinversão by the yeast Candida albicans. The reaction mechanism has been studied, as well as the influence of donating and electron-withdrawing groups attached to the aromatic ring. It has been found that the nature of the group may dramatically influence of the steps of desracemization. In Chapter 2, reduction C=C bonds reactions were studied by the action of enoate-reductase enzymes from yeast Pichia kluyveri. Methyleneketones were prepared and the microorganism caused a reduction of the C=C bond chemotherapy and stereoselective manner, such that the carbonyl group of the ketone remained intact. Chiral ?-methyl ketones were obtained with excellent yields and enantiomeric excesses. In particular, (S)-2-methyl-1-phenylhexan-1-one, a hitherto not reported in literature compound was prepared in excellent yield (93%) and ee (99%) and its absolute configuration was determined using the technique of circular dichroism / Doutorado / Quimica Organica / Doutora em Ciências

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