Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T19:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294692.pdf: 7569058 bytes, checksum: 36728c4993d0cc8522189bab2d223d90 (MD5) / Este trabalho detalha, por estudos de UV-Vis, 1H e 31P RMN, ESI-MS/MS e cálculos computacionais, algumas reações de interesse biológico, de desfosforilação com grupos nucleofílicos de reatividade excepcional: o hidroxamato e o imidazol, em diversos tipos de sistemas: intra- e intermolecular, polimérico, micelar e DNA plasmídico. Nas reações dos ésteres de fosfato (DEDNPP,EDNPP), confirmou-se a alta reatividade do benzohidroxamato BHO-, que envolve um ataque nucleofílico suicida, onde o nucleófilo de partida é destruído durante a reação, por um rearranjo de Lossen, formando produtos de baixa nucleofilicidade. O fármaco desferoxamina DFO, com três grupos hidroxamatos, também mostrou atividade nucleofílica na reação com BDNPP, que envolve intermediários fosforilados. Ainda, o DFO, amplamente utilizado para fins terapêuticos, foi ativo na quebra do DNA plasmídico em pH fisiológico, justificando a preocupação do uso deste fármaco. Outro interesse desse trabalho foi estudar reações com o grupo imidazol. A reação de hidrólise do diéster bis-imidazolil BMIPP foi estudada em detalhe, onde se corroborou a catálise bifuncional intramolecular nucleofílica-ácida-geral pelos grupos imidazol, envolvendo um intermediário fosforilado cíclico. Nas reações intermoleculares do imidazol IMZ com os ésteres de fosfato derivados do 2,4-dinitrofenol (DNPP, BDNPP, EDNPP, DEDNPP), se evidenciou o alto poder nucleofílico do IMZ. Foram detectados os intermediários fosforilados das reações estudadas, potenciais análogos das fosfohistidinas, e avaliadas suas estabilidades, que podem levar até 43 dias para quebrar. O nucleófilo bis-imidazolil BIMZ também se mostrou um bom nucleófilo na reação com DEDNPP, com os grupos imidazol atuando como catalisadores nucleofílicos. Ainda, os resultados confirmam o potencial catalítico do grupo imidazol ancorado na cadeia polimérica do polivinilimidazol PVI, nas reações com BDNPP e DEDNPP. PVI atua como uma enzima artificial, onde os grupos imidazol reagem por catálise nucleofílica ou bifuncional, por catálise nucleofílica-ácida geral. As reações com BIMZ e PVI foram estudadas na presença de micelas, a fim de avaliar efeitos de aproximação, recorrente nos sistemas enzimáticos, e os resultados mostram uma pronunciada catálise micelar, que surpreendentemente, ocorre tanto com micela catiônica (CTABr) quanto aniônica (SDS). Baseado no modelo de pseudofase propõe-se que os reagentes podem se incorporar na fase micelar por forças eletrostáticas e hidrofóbicas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T18:55:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225985.pdf: 2489469 bytes, checksum: f9317609185391153b21ab5ba854dc83 (MD5) / Os ésteres são importantes compostos orgânicos, utilizados em diversos setores industriais como petroquímica, alimentos, cosméticos, tintas e vernizes, entre outros. Uma grande aplicação deles está relacionada à sua utilização como aromas. Quando sintetizados utilizando enzimas como catalisador podem ser considerados aromas naturais, aumentando seu valor no mercado. Nesse trabalho estudou-se a obtenção do éster alifático (aroma) octanoato do n-pentila por esterificação direta utilizando enzima Lipozyme TL IM como catalisador. Foi verificada a influência da concentração inicial dos reagentes (0,1 a 0,95 mol.L-1) na velocidade inicial da reação em função da temperatura de síntese (30, 40 e 50 ºC). A velocidade inicial da reação foi determinada através do consumo de ácido octanóico ao longo do tempo. A concentração de ácido foi determinada por titulação ácido-base com solução alcoólica de KOH e o éster caracterizado por FTIR. Modelos cinéticos encontrados na literatura foram ajustados aos dados experimentais. Os resultados obtidos demonstram que a enzima sofre inibição em concentrações iniciais de substrato acima de 0,65 mol.L-1, para qualquer valor de temperatura utilizada. A velocidade máxima atingida pela reação possui valores aproximados de 0,0067, 0,0092 e 0,0080mol.L-1.min-1 para 30, 40 e 50ºC, respectivamente. O modelo proposto por Wu e colaboradores se adaptou bem ao comportamento reação. Os parâmetros Ki= 0,738 0,032 mol.L-1e n= 17,11 1,83 mostraram ser independentes da temperatura. O parâmetro Vm mostrou ser afetado pelo efeito da temperatura, apresentando valores de 0,0163 (30 ºC), 0,0298 (40ºC) e 0,0155(50ºC)mol.L-1.min-1. Para o parâmetro Ks ele variou de maneira dependente a Vmax atingindo valores de 0,969, 1,473 e 0,702 mol.L-1 para as temperaturas de 30, 40 e 50ºC respectivamente. A enzima pode ser reutilizada por aproximadamente 6, 16 e 26 vezes para as temperaturas de 50, 40 e 30ºC, respectivamente. A maior quantidade de éster produzida pode ser obtida à temperatura de 30ºC (0,057 mol) para bateladas de 10 mL com concentração inicial dos reagentes igual a 0,65 mol.L-1.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T16:46:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262159.pdf: 2117152 bytes, checksum: c44f56c867e74fe05d6798fffc36bd5e (MD5) / No presente trabalho foram estudadas as reações de hidrólise dos ácidos 1-acetóxi 2-naftóico (1Ac), 2-acetóxi 1-naftóico (2Ac), 3-acetóxi 2-naftóico (3Ac) e 8-acetóxi 1-naftóico (8Ac), onde, exceto para o 2Ac, a forma aniônica do éster mostrou-se mais reativa. Dependendo da posição entre o grupo reativos dois mecanismos puderam ser determinados: catálise básica geral com ativação de uma molécula de água e catálise nucleofílica com formação do anidrido. Os resultados indicam que o mecanismo de hidrólise não pode ser correlacionado com os efeitos eletrônicos do grupo de saída mas sim com efeitos espaciais como a distância e orientação entre os grupos reativos. Esses efeitos foram avaliados através de cálculos computacionais em nível B3LYP/6-31+g(d)/SCRF-PCM e análise da estrutura cristalina do 1Ac. Além disso, através dos métodos computacionais em fase gasosa, foram construídas as superfícies de energia potencial para o 1Ac e 3Ac em função do ângulo diedro formado entre o plano do anel e os grupos éster e carboxilato. Dessa forma, no composto onde ocorre o ataque intramolecular (1Ac) existe uma barreira de energia derivada de uma interação repulsiva que impede a livre rotação do grupo éster, fazendo com que o mesmo permaneça por mais tempo em uma posição que favorece o ataque do grupo carboxilato.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:47:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264711.pdf: 606349 bytes, checksum: 76e19c2acdf442a2db9843b746375187 (MD5)

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / La composición aromática es una de las principales características en la que se basa el consumidor al comparar diferentes vinos. En los últimos años, se ha descrito la creciente demanda de los consumidores por nuevos estilos de vinos, que presenten un perfil organoléptico complejo y otorgue tipicidad con características sensoriales distintivas. Con el objetivo de complejizar la mezcla de compuestos aromáticos en el vino, se han realizado múltiples estudios, en relación a la selección y utilización de levaduras no-Saccharomyces durante el proceso de vinificación. Estos estudios han demostrado el potencial tecnológico que tendrían estas levaduras, pertenecientes principalmente a los géneros Torulaspora, Hanseniaspora, Candida, Pichia, Debaryomyces, Kluyveromyces y Metschnikowia. Estas levaduras son capaces de liberar diversos compuestos aromáticos, especialmente ésteres, por acción enzimática. Esto se traduce en un aumento de la componente frutal y floral en los vinos, características altamente apreciadas por los consumidores, a nivel nacional e internacional. / Aromatic composition is one of the main features in which the consumer is based on comparing different wines. In recent years, the growing consumer demand for new styles of wine, which present a complex organoleptic profile and confers typicality with distinctive sensory characteristics has been described. Aiming to obtain a more complex mixture of aromatic compounds in wine, many studies have been conducted in relation to the selection and use of non- Saccharomyces yeast during the vinification process. These studies have demonstrated the technological potential that these yeasts, belonging mainly to the genera Torulaspora, Hanseniaspora, Candida, Pichia, Debaryomyces, Kluyveromyces and Metschnikowia would have. These yeasts are capable of releasing various aromatic compounds, especially esters, by enzymatic action. These results will be described like an increase in fruit and floral component in wines, highly appreciated characteristics by consumers, at national and international level.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T21:08:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho aborda o estudo detalhado da desfoforilação do fosfato de bis(2,4-dinitrofenila), BDNPP, e fosfato de 2,4-dinitrofenila (DNPP) pelos ?-nucleófilos hidroxilamina, derivados metilados da hidroxilamina, hidrazina em água a pH 4-12 e peróxido de hidrogênio alcalino. O trabalho compreende estudos de reatividade através de métodos cinéticos e a determinação das etapas de reação pela caracterização de intermediários e produtos por RMN de 1H, 13C e 31P. Os estudos com os nucleófilos MeNHOH, Me2NOH e NH2OMe foram realizados com o intuito de distinguir entre uma possível fosforilação no oxigênio ou nitrogênio. A utilização dos nucleófilos NH2NH2 e H2O2 foram importantes no sentido de monitorar o efeito ? em diferentes sistemas. A constante de velocidade observada, kobs, da reação do BDNPP com NH2OH é independente do pH na faixa de 7 a 10. A clivagem inicial da NH2OH não iônica envolve o ataque pelo grupo OH e apresentam cinéticas de primeira-ordem, mas a reação total libera ca. de 1,7 moles do íon 2,4-dinitrofenolato (DNP). A reação inicial gera uma espécie transiente do tipo hidroxilamina O-fosforilado, seguido de três possíveis reações: (1) reação do intermediário O-fosforilado com hidroxilamina gerando DNPP que subseqüentemente forma DNP; (2) a saída do segundo grupo DNP e a rápida decomposição do intermediário cíclico para formar O-foforilhidroxilamina e eventualmente ácido fosfórico; (3) um rearranjo inédito com uma substituição nucleofílica aromática gerando um intermediário cíclico e migração do grupo 2,4-dinitrofenil do O para o N. A metilação do nitrogênio da hidroxilamina envolve, na região independente de pH, um pequeno efeito de velocidade, mas a metilação do oxigênio inibe fortemente a reação. Rearranjo também está presente nas reações com MeNHOH e NH2NH2, assim como substituição nucleofílica aromática, que também foi observada na reação com NH2OMe. H2O2 reage muito rapidamente (t1/2=15s) com BDNPP em meio básico, onde a espécie reativa é o íon HO2-. Os produtos encontrados ao final da reação foram DNPP, ácido fosfórico e DNP.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As ciclodextrinas nativas e modificadas vêm sendo estudadas como modelos que mimetizam as reações enzimáticas. Neste trabalho estudou-se os efeitos catalíticos das b-ciclodextrinas nativa (b-CD) e sulfatada (b-CDSO3Na) sobre a reação de hidrólise de alcanoatos de p-nitrofenila e do anidrido benzóico. A hidrólise de acetato de p-nitrofenila foi 2,9 vezes mais rápida que a do octanoato de p-nitrofenila na presença de b-CDSO3Na. Em analogia a hidrólise na presença de b-CD, a b-CDSO3Na demonstrou ser 2 vezes mais efetiva e 3 vezes menos seletiva para a catálise. Com o aumento da concentração de b-CD as reações de hidrólise do anidrido benzóico foram inibidas em pH 6,0 e catalisadas em pH 8,0. No caso da b-CDSO3---Na observou-se somente catálise acima do pH 4,0. As catálises foram de 5 e 10.000 vezes para b-CD e b-CDSO3---Na, respectivamente. A inibição da hidrólise na presença de b-CD a pH 6,0 pôde ser atribuída à diminuição na cavidade da estabilização do estado de transição por menor solvatação do mesmo. No caso da b-CDSO3---Na a ausência de inibição foi atribuída ao fato que o grupo carbonila neste caso não estava completamente dentro da cavidade da ciclodextrina como no caso da b-CD. O mecanismo de catálise nos dois casos ocorreu pelo ataque do íon hidróxido sobre a carbonila do anidrido benzóico e a catálise foi atribuída a desolvatação do nucleófilo na cavidade. No caso da b-CDSO3---Na o efeito das cargas negativas dos grupos sulfatos devem desestabilizar mais ainda o íon hidróxido, diminuindo a energia de ativação e produzindo assim uma catálise mais efetiva.

Orientadora : Profª Drª Elisa Souza Orth / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 10/04/2017 / Inclui referências : f. 147-161 / Área de concentração : Físico-Química / Resumo: A transferência do grupo fosforila está envolvida em muitos processos importantes que vão desde a detoxificação de pesticidas até funções biológicas vitais. Essa reação é eficientemente promovida por imidazol (IMZ) e ainda não há uma compreensão concisa da reatividade de seus derivados, o que poderia nortear desenvolvimento de novas moléculas com propriedades otimizadas. Nesse trabalho, a reatividade de derivados de IMZ frente ao triéster dietil-2,4-dinitrofenilfosfato (DEDNPP) foi investigada por meio de estudos cinéticos por UV-Vis, espectrometria de massas, ressonância magnética nuclear (RMN) e cálculos teóricos, tendo como foco avaliar o efeito de substituintes, do tautomerismo e do meio reacional. Dentre os medicamentos derivados de IMZ estudados, o metimazol (MMZ) foi o que apresentou a maior atividade catalítica, com incrementos na ordem de 106 vezes comparado à hidrólise espontânea do triéster. Foi observado que o fármaco apresenta caráter ambinucleofílico e mecanismo de desfosforilação modulado pelo pH do meio, com MMZ neutro atuando preferencialmente via ataque concertado do nitrogênio ao fósforo. Já sua espécie aniônica leva ao produto de substituição nucleofílica aromática pelo ataque do enxofre ao carbono. Nos estudos referentes ao efeito do substituinte, os derivados metilados monossubstituídos também se mostraram eficientes catalisadores na clivagem do DEDNPP. O 4(5)metilimidazol (4(5)MEI) apresentou a maior atividade catalítica, seguido pelo IMZ, 1-metilimidazol (1MEI) e 2-metilimidazol (2MEI), sendo essa ordem independente da basicidade. O 4(5)MEI é único derivado metilado com tautômeros distintos (4MEI e 5MEI) e foi possível diferenciar suas reatividades por meio de técnicas de RMN, indicando que o 5MEI apresenta maior nucleofilicidade. Ainda, cálculos teóricos revelaram que a atividade catalítica do 2MEI e 4MEI é minimizada por efeitos estéricos, enquanto a maior reatividade do 5MEI é resultante da alta energia do par de elétrons nucleofílico. A influência do meio (misturas DMSO/água) foi avaliada para as reações envolvendo o IMZ e 1MEI, sendo mostrado que ambientes ricos em DMSO potencializam a reatividade de ambos. Por outro lado, composições ricas em água levam a maior solvatação dos nucleófilos, diminuindo sua reatividade, sendo mais evidente no IMZ devido a sua maior capacidade de formação de ligações de hidrogênio com o meio. No estudo da influência do substituinte OH na reatividade do 4(5)hidroximetilimidazol (4(5)HMZ), evidências sugeriram que o intermediário fosforilado detectado, seja formado pelo ataque do nitrogênio ao fósforo do DEDNPP, em detrimento ao ataque pelo oxigênio via catálise básica geral. Cálculos revelaram que o 5HMZ, que não é impedido estericamente, tem barreira de ativação ligeiramente inferior que o 4HMZ. Porém, observou-se que o efeito estérico causado pelo substituinte no ataque nucleofílico do 4HMZ é energicamente compensado por uma ligação de hidrogênio entre o grupo OH e a fosforila do triéster. Essa interação estabiliza o estado de transição, levando o 4HMZ a apresentar reatividade similar ao 5HMZ. Esses resultados motivaram a realização de cálculos visando arquitetar um novo catalisador imidazólico para desfosforilação. Dentre os nove derivados avaliados, a maior reatividade foi apresentada pelo 2-hidroximidazol, no qual o grupo OH ocupa posição adjacente ao par de elétrons nucleofílico, reafirmando a importância da formação da ligação de hidrogênio no desenvolvimento de um catalisador eficiente. Assim, metodologias teórico-experimentais permitiram elucidar a reatividade de diversos derivados de IMZ, levando a uma melhor compreensão da influência de substituintes em processos de transferência do grupo fosforila. Palavras-chave: derivados de imidazol, reatividade de nucleófilos, desfosforilação. / Abstract: Phosphoryl group transfer is involved in many important processes ranging from the detoxification of pesticides to vital biological functions. This reaction is efficiently promoted by imidazole (IMZ) and there is not yet a concise understanding of the reactivity of IMZ derivatives, which could guide the development of new molecules with optimized properties. In this work, the reactivity of IMZ derivatives with the triester diethyl-2,4-dinitrophenylphosphate (DEDNPP) was investigated by means of kinetic studies by UV-Vis, mass spectrometry, nuclear magnetic resonance (NMR) and theoretical calculations. The main focus was to assess the influence of substituents, tautomerism and reaction medium. Among the IMZ-derived drugs studied, methimazole (MMZ) presented the highest catalytic activity with rate enhancements in the order of 106-fold compared to the spontaneous hydrolysis of the triester. It was observed that the drug has an ambident nucleophilic character and the dephosphorylation mechanisms are modulated by the pH. Neutral MMZ reacts preferentially via concerted nucleophilic attack by nitrogen on phosphorus, while the most favorable pathway for the anionic form is the nucleophilic aromatic substitution by sulfur on carbon. Studies concerning on the effect of the substituent showed that the monosubstituted methylated derivatives are also efficient catalysts for the cleavage of DEDNPP. The 4(5)MEI is the only methylated derivative with distinct tautomers (4MEI and 5MEI) and it was possible to distinguish their reactivities by means of NMR techniques. Results indicated that 5MEI has the highest nucleophilicity compared to 4MEI. Furthermore, theoretical calculations have shown that the catalytic activity of 2MEI and 4MEI is minimized by steric effects, while the higher reactivity of 5MEI is correlated to the high energy of the nucleophilic electron pair. The influence of the medium was also evaluated in the reactions involving IMZ and 1MEI. It was quantitatively shown that DMSO-rich environments increase the reactivity of both nucleophiles. On the other hand, water-rich compositions lead to a higher solvation of nucleophiles, reducing their catalytic activity. This effect is more evident for IMZ due to its greater capability to form hydrogen bonds with the medium. The influence of the OH substituent was evaluated assessing the reactivity of 4(5)hydroxymethylimidazole (4(5)HMZ) towards DEDNPP. Evidences indicate that the detected phosphorylated intermediate is formed from the nucleophilic attack by the nitrogen lone pair to the phosphorus, in contrast to a general basic catalysis pathway by the hydroxyl group. Calculations revealed that the 5HMZ, which is not sterically hindered, presents a slightly lower activation barrier. However, it was observed that the steric effect caused by the substituent during the nucleophilic attack of the 4HMZ tautomer is energetically compensated by the formation of a hydrogen bond between the hydroxyl group and the triester phosphoryl oxygen. This interaction stabilizes the transition state, leading the 4HMZ to present similar reactivity compared to 5HMZ. These results instigated us to pursuit theoretical calculations aiming at modeling new imidazole catalysts for dephosphorylation. Among the nine IMZ derivatives evaluated, 2-hydroxymidazole presented the highest reactivity, due to the OH group adjacent to the nucleophilic electron pair. These results reaffirm the importance of the hydrogen bond formation in the development of an efficient catalyst. Therefore, the combination of theoretical and experimental methodologies allowed elucidating the reactivity of several derivatives of IMZ, providing a better understanding of the influence of substituents on phosphoryl group transfer processes. Keywords: imidazole derivatives, reactivity of nucleophiles, dephosphorylationT

Resumo: O objetivo principal do presente trabalho foi estudar o comportamento de fases em altas pressões de sistemas envolvendo dióxido de carbono (CO2), ésteres etílicos de ácidos graxos, etanol e acetona. O conhecimento do comportamento de fases envolvendo estes componentes é fundamental para o projeto e otimização de alguns processos industriais em condições supercríticas. Atualmente, há um grande interesse no processo de produção do biodiesel envolvendo solventes supercríticos ou pressurizados, tal como a produção de biodiesel não catalítica em condições supercríticas. CO2 supercrítico também pode oferecer uma alternativa interessante para a separação do glicerol na etapa de purificação do biodiesel, em um processo livre de água. Dados de equilíbrio de fases de sistemas ternários envolvendo o CO2 e cosolvente são escassos ou inexistentes na literatura. Neste trabalho foram investigados os sistemas binários CO2 + oleato de etila, CO2 + estearato de etila e CO2 + palmitato de etila e ternários CO2 + palmitato de etila + etanol com razão molar de palmitato de etila para etanol de (1:1), (1:3) e (1:6) e CO2 + palmitato de etila + acetona com razão molar de palmitato de etila para acetona de (1:1), (1:3). Os experimentos de equilíbrio de fases foram realizados empregando o método estático sintético em uma célula de equilíbrio com visualização de volume variável, em uma faixa de temperaturas de 303,15K a 353,15 K. Para os sistemas investigados foram observadas transições de fase do tipo líquido-vapor (LV), líquido-líquido (LL) e líquido-líquido-vapor (LLV). Considerando todos os sistemas binários estudados, foi observado que a solubilidade aumenta com a presença de insaturação e diminui com o aumento do número de carbono na cadeia do éster, mostrando que os ésteres podem ser fracionados usando CO2 supercrítico. Foi observado que a adição de etanol e acetona eliminou a imiscibilidade liquido-liquido além de reduzir significativamente a pressão de transição aumentando, dessa forma, a solubilidade do éster em CO2. Os dados experimentais para os sistemas CO2 + palmitato de etila e CO2 + palmitato de etila + etanol foram modelados com sucesso usando a equação de estado de Peng-Robinson com a regra de mistura quadrática de van der Waals (PR-vdW2) e de Wong-Sandler (PR-WS). A PR-WS mostrou um bom desempenho na predição da transição de fases para os sistemas ternários com base nos dados dos sistemas tratados.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Pereira Ramos / Co-orientadora : Profª. Drª. Nadia Krieger / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 27/08/2015 / Inclui referências : f. 91-101 / Resumo: O emprego de lipases como catalisadores na síntese de ésteres alquílicos de ácidos graxos (biodiesel) tem sido proposto como uma alternativa aos catalisadores químicos utilizados em processos industriais. Dentre as características que tornam interessante o uso de lipases nestes processos estão a sua biodegradabilidade e alta seletividade ao substrato, o que repercute em menor geração de efluentes. No entanto, estes biocatalisadores apresentam baixas taxas reacionais e para viabilizar a produção de biodiesel enzimático é preciso utilizar métodos de intensificação de reações, como a irradiação de micro-ondas. No presente trabalho, as lipases de Candida antarctica B livre e imobilizada (Novozym 435) foram empregadas na síntese de ésteres etílicos de ácidos graxos (EEAG) em dois diferentes sistemas de aquecimento, convencional e de micro-ondas. As lipases foram caracterizadas quanto ao seu conteúdo de proteínas totais e quanto a suas atividades catalíticas, que demonstraram que a lipase imobilizada tem menor quantidade de proteínas e comportamento distinto da CalB livre quando estas se encontram em diferentes ambientes químicos. A avaliação dos parâmetros reacionais para a síntese de EEAG catalisada pela CalB livre foi realizada primeiramente através de um estudo univariado, que demonstrou que o teor de água é relevante na regulação da atividade enzimática e que a razão molar etanol:óleo é um parâmetro que necessita ser cuidadosamente otimizado, a fim de minimizar a produção de ácidos graxos livres (AGL). Ademais, a adição de 10% de hexano neste sistema levou à dimiuição na produção de ésteres. Posteriormente, um planejamento multivariado contendo as variáveis razão molar etanol:óleo, quantidade de enzima e teor de água foi realizado e este revelou um efeito negativo da razão molar sobre a produção de EEAG e de AGL. Outro planejamento fatorial contendo as mesmas variáveis foi empregado para o estudo da etanólise catalisada pela lipase imobilizada e este confirmou os diferentes comportamentos das lipases nestas reações. Neste caso, a água apresentou um efeito negativo e o teor de enzima um efeito positivo sobre os teores de EEAG obtidos e, além disso, a interação de razão molar e água exibiu um efeito positivo, demonstrando que a lipase imobilizada é mais tolerante ao etanol. As análises estatísticas apontaram a validade dos modelos desenvolvidos para descrever os sistemas reacionais para ambas as lipases sob aquecimento convencional. Quanto ao aquecimento por micro-ondas, este demonstrou não ser adequado para o uso da lipase imobilizada. Já nas reações catalisadas pela lipase livre, um estudo multivariado permitiu a obtenção de um teor em ésteres de 61,6% com o emprego da razão molar de 3:1, 3% de enzima (m m-1) e 20,3% de água (m m-1) em apenas 1 h sob irradiação de micro-ondas. Neste sistema, a razão molar também apresentou um expressivo efeito negativo sobre as reações de etanólise e de hidrólise. Os modelos gerados para descrever as respostas em teores de AGL e de EEAG também foram validados estatisticamente para uso da lipase livre sob micro-ondas. Posteriormente, comprovou-se que em 15 min é obtido um produto com o mesmo teor de EEAG e com o teor de AGL 3 p.p. menor do que o alcançado em 1 h. Além disso, as temperaturas de 50 °C e 70 °C não provocaram aumento nos teores de ésteres obtidos nas mesmas condições, mas a 70 °C o teor de AGL foi inferior ao conseguido a 40 °C. Por fim, foi comprovada a possibilidade de reuso da lipase livre em reações de síntese de ésteres sob aquecimento convencional e de micro-ondas. Portanto, este trabalho demonstrou a viabilidade do uso de micro-ondas para acelerar a etanólise catalisada por CalB livre em sistemas livres de solventes. Além disso, foi possível reutilizar a lipase, o que contribui para a viabilidade econômica do processo. Todavia, o teor de AGL do produto final ainda é um inconveniente a ser contornado / Abstract: The use of lipases as catalysts for the synthesis of fatty acid alkyl esters (biodiesel) has been proposed as an alternative to the traditional chemical conversion technologies. In general, the use of lipases is attractive because of its biodegradability and high selectivity to the reaction substrate, which can be advantageous because it leads to a lower generation of effluent streams. However, these biocatalysts are costly and usually present low reaction rates. Hence, reaction intensification methods such as microwave irradiation have been investigated to facilitate the development of an enzyme-mediated biodiesel production process. In the present study, free and immobilized (Novozym 453) C. antarctica B lipases were employed in the synthesis of fatty acid ethyl esters (FAEE) using two different heating systems, conventional and based on microwave irradiation. Both lipases were characterized with regard to their total protein content and catalytic performance on model compounds. Th immobilized CalB had a lowest protein content and a distinct behavior compared to free CalB under different chemical environments. The synthesis of FAEE with free CalB was initially evaluated through an univariate study, demonstrating that the total water content of the reaction medium was the most relevant parameter for determining reaction efficiency and that the ethanol:oil molar ratio is a parameter that needs to be carefully optimized in order to minimize the release of free fatty acids (FFA). Moreover, the addition of 10% n-hexane to the reaction system led to a decrease in the total FAEE production. Afterwards, a multivariate experimental design was performed having the ethanol:oil molar ratio, the enzyme concentration, and the water content as process variables. This experimental design showed that the molar ratio has a negative effect on both FAEE and FFA production. Another factorial design with the same variables was employed to study the performance of the immobilized lipase in the ethanolysis of soybean oil and this confirmed that these enzymes are characterized by a totally different catalytic behavior. In this case, water presented a negative and enzyme loading had a positive effect on the FAEE contents of the final reaction products. Furthermore, the interaction between molar ratio and water showed a positive effect, demonstrating that the immobilized lipase is more tolerant to ethanol. Mathematical models were developed to demonstrate the statistical validation of the reaction systems that were carried out with both lipases under conventional heating. However, the use of microwave heating was proved inadequate as a heating source for the immobilized lipase. For free lipase reaction systems, the best condition of the multivariate study resulted in a product with 61,6% total ester content and this include the use of an etanol:oil molar ratio of 3:1, 3 wt% of enzyme and 20,3 wt% of water in only 1 h under microwave irradiation. In this system, the molar ratio also showed an expressive negative effect on both ethanolysis and hydrolysis. Moreover, the models created to predict both FFA and FAEE contents were statistically validated. The same results in FAEE were obtained when the reaction time was decreased to 15 min but the FFA content of the final product was 3.3. p.p. lower than that obtained in 1 h. Higher temperatures of 50 °C and 70 °C did not improve the observed FAEE content but at 70 °C the FFA content decreased in 3 p.p. in relation to reactions carried out 40 °C. At last, the reuse of the free lipase for ester synthesis was demonstrated under conventional and microwave heating. In conclusion, the benefits of using microwave heating to accelerate the free CalB catalyzed ethanolysis of soybean oil in an organic solvent-free system were demonstrated. Moreover, it was possible to reuse the free lipase and this contributes to the economic feasibility of the process. Nevertheless, the FFA content of the final product is still a drawback to be overcome.