Neste trabalho realizou-se uma triagem com os fungos de origem marinha Trichoderma sp Gc1, Penicillium miczynskii Gc5, Penicillium raistrickii Ce16 e Aspergilus sydowii Gc12 para catalisar a abertura do (RS)-2-(benziloximetil)oxirano (2). O melhor resultado foi obtido com o fungo Trichoderma sp Gc1, pois forneceu o (R)-(-)-2-(benziloximetil)oxirano (2) com excesso enantiomérico de 60 % e rendimento isolado de 39 %; o diol (S)-(+)-1,2-propanodiol-3-fenilmetóxi (2a) com excesso enantiomérico de 32 % e rendimento de 19 %. Posteriormente otimizou-se as condições experimentais com o epóxido 2 e o fungo Trichoderma sp Gc1, variando-se a massa de biocatalisador, o meio de cultura e o tempo de reação. Os melhores resultados sob essas condições foram aplicadas para os epóxidos 3-5 fornecendo o (S)-(+)-2-[4-metoxifenoxi)metil]oxirano (3a), (S)-(+)-2-(propeniloxi)oriano (4), (R)-(+)-1-alilóxi-2,3-propanodiol (4a) e o (-)-9-deceno-1,2-diol (5a). Nesses estudos embora ocorreu a abertura seletiva dos epóxidos com as células totais do fungo Trichoderma sp Gc1, não obteve-se altas purezas enantioméricas dos produtos. Ainda nesse trabalho realizou-se a síntese das cloroidrinas racêmicas, a (RS)- 1-cloro-2-propanol- 3-fenilmetóxi (2b), (RS)- 1-cloro-2-propanol- 3-(4-metoxifenóxi) (3b) e (RS)- 1-alilóxi-3-cloro-2-propanol (4b) em bons rendimentos e uma metodologia sintética ambientalmente apropriada, pois os compostos foram preparados em meio aquoso na presença de íons cloreto. Em seguida realizou-se uma resolução enzimática da (RS)-1-alilóxi-3-cloro-2-propanol (4b) com a lipase de Candida antarctica onde obteve-se a clorodrina 4a (e.e. 72 %) e o seu correspondente produto acetilado 4c (e.e. 82 %) em bons excessos enantioméricos. Conclui-se que os fungos de origem marinha utilizados neste trabalho são potenciais fontes de epóxido-hidrolases para promover a abertura seletiva de epóxidos. / In this work carried out itself the first study biocatalytic involving reactions of reduction of cetonas with fungi of marine origin. They were utilized 7 cetonas commercial as substratos and 8 fungi derived little seas like biocatalisadores. The fungi were isolated of the sponges little seas Geodia corticostylifera (Trichoderma sp Gc1, Penicillium miczynskii Gc5, Aspergillus sydowii Gc12) and Chelonaplysylla erect (Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15, Penicillium raistrickii Ce16 and Aspergillus sydowii Ce19). The reduction 2-chloro-1-phenylethanone (1) was studied under several conditions of reaction (changes of pH, addition or absence of glucose) and the best result was with fungus P. miczynskii Gc5, therefore itself obteve an isolated performance of 60% and excess enantiomeric of 50% for the (S)- 2-chloro-1- phenylethanol (1a). The interesting one in these studies was that all of the fungi utilized in the selection with the 2-chloro-1-phenylethanone (1) presented selectivity anti- Prelog. In the literature is common obtain reduction enzymatic with selectivity Prelog. To 2-bromo-1-phenylethanone (2) was biotransformaded by the fungus A. sydowii Ce19 you correspond composed: (S)-2-bromo-1-phenylethanol (2a), (S)-2-cloro-1- phenylethanol (1a), whereas to (2c), 2-chloro-1-phenylethanone (1) and the 2- phenyloxirane (2b) were obtained by reactions not enzymatic. To 2-bromo-1-(4- bromophenyl)ethanone (3) and to 2-bromo-1-(4-nitrophenyl)ethanone (4) were entirely biodegradadas by the fungus A. sydowii Ce19. The reduction biocatalytic of the 1-(2- iodophenyl)ethanol (5) and 1-(3-iodophenyl)ethanol (6) with the fungus Trichoderma sp Gc1 supplied the 1-(2-iodophenyl)ethanol (5a) and the 1-(3-iodophenyl)ethanol (6a) with excellent excesses enantiomeric (e.e. > 99%). It stayed verified also that the fungi derived little seas for promote the reactions of reduction by biocatalysis are going to be cultivated in water of the artificial sea.

Orientador: Paulo José Samenho Moran / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T09:45:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zampieri_DaviladeSouza_D.pdf: 19778215 bytes, checksum: 98414fd3042304cf48795db2917aaaac (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi realizado o estudo de biorreduções utilizando microrganismos em sistema bifásico: água/líquido iônico. As reduções de (Z)-3-cloro-4-fenil-3-buten-2-ona, (E)-3-cloro-4-fenil-3-buten-2-ona e (Z)-3-bromo-4-fenil- 3-buten-2-ona a-haloenonas foram realizadas em meio aquoso e na presença de hexaflourofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio, usando como biocatalisadores Saccharomyces cerevisiae CCT 3019, Pichia stipitis CCT 2617, Geotrichum candidum CCT 1205, Candida albicans CCT 0776, Rhodotorula glutinis CCT 0783 e Micrococcus luteus CCT 2283. Em geral, os resultados obtidos na redução das a-haloenonas catalisadas pelos microrganismos supracitados, em sistema bifásico: água/líquido iônico, foram melhores do que em meio aquoso, obtendo-se aumentos consideráveis nos excessos enantioméricos das correspondentes haloidrinas produzidas atingindo valores de até 97% ee. Esse fato pode ser devido as constantes de partição (K = 257 a 316) das a-haloenonas que indicam a presença da maior parte dessas enonas no líquido iônico, classificando essas reações como biocatálise extrativa in situ. A determinação da configuração das haloidrinas obtidas juntamente com o monitoramento dos produtos formados durante a biorredução, permitiram a elaboração de uma proposta de mecanismo onde a ligação dupla C=C é reduzida antes da ligação da C=O. A utilizacao de P. stipitis como biocatalisador em meio aquoso levou a formação do produto desalogenado 4-fenil-2-butanona após 72 h de reação, porém, com a adição de um inibidor de radicais livres (DNB), foi observado à formação das correspondentes a-halocetonas e haloidrinas. Com base no teste dos halos de inibição dos microrganismos frente as a-haloenonas, conclui-se que as mesmas possuem efeitos inibitórios para os biocatalisadores empregados e a presença do líquido iônico diminui o efeito de inibição. Os resultados da biorredução das a- halo-cicloexenonas e a-halo-ciclopentenonas mostraram que o processo e mais reativo do que com as a-haloenonas supracitados / Abstract: In this work, the study of enantioselective reduction of a-haloenones using microorganisms was carried out in biphasic system: water/ionic liquid. Therefore, reductions of (Z)-3-chloro-4-phenyl-3-buten-2-one, (E)-3-chloro-4-phenyl-3-buten- 2-one and (Z)-3-bromo-4-phenyl-3-buten-2-one were carried out in aqueous medium, and in the presence of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, using as biocatalysts the following microorganisms: Saccharomyces cerevisiae CCT 3019, Pichia stipitis CCT 2617, Geotrichum candidum CCT 1205, Candida albicans CCT 0776, Rhodotorula glutinis CCT 0783, and Micrococcus luteus CCT 2283. In general, the results obtained in the reduction of the a-haloenones catalyzed by those microorganisms in the water/ionic liquid biphasic system were better than in aqueous medium, giving considerable increases in enantiomeric excesses of the corresponding halohydrins, reaching values up to 97% ee. This fact may be due to the constants of partition (K = 257 to 316) of a-haloenones that indicate the most quantity of the enones is in the ionic liquid phase, classifying these reactions as in situ extractive biocatalysis since the cells are in the water phase. The determination of the halohydrins¿ configuration, as well as the monitoring of intermediates and products during the reaction allowed the elaboration of a plausible mechanism, where the C=C bond is reduced before the C=O bond. The use of P. stipitis as a biocatalyst in aqueous medium gave the dehalogenated product 4-phenyl-2-butanone after 72 hours of reaction. On the other hand, the addition of a radical inhibitor (DNB) to the medium avoids the undesired dehalogetation and thus the corresponding á-haloketones and halohydrins were produced. It was observed that the haloenones have an inhibitory effect to the biocatalysts. This inhibitory effect was decreased in the biphasic system due to the decrease of enones concentration in the aqueous phase. The results for the bioreductions of a-halocyclohexenones and a-halocyclopentenones showed that these substrates are more reactive than the acyclic a-haloenones / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Neste trabalho realizou-se uma triagem com os fungos de origem marinha Trichoderma sp Gc1, Penicillium miczynskii Gc5, Penicillium raistrickii Ce16 e Aspergilus sydowii Gc12 para catalisar a abertura do (RS)-2-(benziloximetil)oxirano (2). O melhor resultado foi obtido com o fungo Trichoderma sp Gc1, pois forneceu o (R)-(-)-2-(benziloximetil)oxirano (2) com excesso enantiomérico de 60 % e rendimento isolado de 39 %; o diol (S)-(+)-1,2-propanodiol-3-fenilmetóxi (2a) com excesso enantiomérico de 32 % e rendimento de 19 %. Posteriormente otimizou-se as condições experimentais com o epóxido 2 e o fungo Trichoderma sp Gc1, variando-se a massa de biocatalisador, o meio de cultura e o tempo de reação. Os melhores resultados sob essas condições foram aplicadas para os epóxidos 3-5 fornecendo o (S)-(+)-2-[4-metoxifenoxi)metil]oxirano (3a), (S)-(+)-2-(propeniloxi)oriano (4), (R)-(+)-1-alilóxi-2,3-propanodiol (4a) e o (-)-9-deceno-1,2-diol (5a). Nesses estudos embora ocorreu a abertura seletiva dos epóxidos com as células totais do fungo Trichoderma sp Gc1, não obteve-se altas purezas enantioméricas dos produtos. Ainda nesse trabalho realizou-se a síntese das cloroidrinas racêmicas, a (RS)- 1-cloro-2-propanol- 3-fenilmetóxi (2b), (RS)- 1-cloro-2-propanol- 3-(4-metoxifenóxi) (3b) e (RS)- 1-alilóxi-3-cloro-2-propanol (4b) em bons rendimentos e uma metodologia sintética ambientalmente apropriada, pois os compostos foram preparados em meio aquoso na presença de íons cloreto. Em seguida realizou-se uma resolução enzimática da (RS)-1-alilóxi-3-cloro-2-propanol (4b) com a lipase de Candida antarctica onde obteve-se a clorodrina 4a (e.e. 72 %) e o seu correspondente produto acetilado 4c (e.e. 82 %) em bons excessos enantioméricos. Conclui-se que os fungos de origem marinha utilizados neste trabalho são potenciais fontes de epóxido-hidrolases para promover a abertura seletiva de epóxidos. / In this work carried out itself the first study biocatalytic involving reactions of reduction of cetonas with fungi of marine origin. They were utilized 7 cetonas commercial as substratos and 8 fungi derived little seas like biocatalisadores. The fungi were isolated of the sponges little seas Geodia corticostylifera (Trichoderma sp Gc1, Penicillium miczynskii Gc5, Aspergillus sydowii Gc12) and Chelonaplysylla erect (Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15, Penicillium raistrickii Ce16 and Aspergillus sydowii Ce19). The reduction 2-chloro-1-phenylethanone (1) was studied under several conditions of reaction (changes of pH, addition or absence of glucose) and the best result was with fungus P. miczynskii Gc5, therefore itself obteve an isolated performance of 60% and excess enantiomeric of 50% for the (S)- 2-chloro-1- phenylethanol (1a). The interesting one in these studies was that all of the fungi utilized in the selection with the 2-chloro-1-phenylethanone (1) presented selectivity anti- Prelog. In the literature is common obtain reduction enzymatic with selectivity Prelog. To 2-bromo-1-phenylethanone (2) was biotransformaded by the fungus A. sydowii Ce19 you correspond composed: (S)-2-bromo-1-phenylethanol (2a), (S)-2-cloro-1- phenylethanol (1a), whereas to (2c), 2-chloro-1-phenylethanone (1) and the 2- phenyloxirane (2b) were obtained by reactions not enzymatic. To 2-bromo-1-(4- bromophenyl)ethanone (3) and to 2-bromo-1-(4-nitrophenyl)ethanone (4) were entirely biodegradadas by the fungus A. sydowii Ce19. The reduction biocatalytic of the 1-(2- iodophenyl)ethanol (5) and 1-(3-iodophenyl)ethanol (6) with the fungus Trichoderma sp Gc1 supplied the 1-(2-iodophenyl)ethanol (5a) and the 1-(3-iodophenyl)ethanol (6a) with excellent excesses enantiomeric (e.e. > 99%). It stayed verified also that the fungi derived little seas for promote the reactions of reduction by biocatalysis are going to be cultivated in water of the artificial sea.