Orientador: Cintia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Maysa Furlan / Banca: Leandro Helgueira Andrade / Resumo:  - aminoésteres/ácidos quirais enantiomericamente puros são blocos construtores quirais economicamente importantes para a indústria farmacêutica, de química fina, e agroquímica. As transaminases, também conhecidas como aminotransferases têm emergido como uma importante classe de enzimas com grande potencial na síntese enantiosseletiva de sses compostos. Neste trabalho foi avaliada a reatividade de  - transaminases frente a  - cet oésteres arílicos (benzoilacetato de etila) e alquílicos (acetoacetato de etila) visando à síntese enantiosseletiva de  - aminoésteres/ácidos . As enzimas utilizadas neste trabalho foram produzidas no laboratório a partir de plasmídeos contendo genes que cod ificam  - transaminases ( R ) e ( S ) - seletivas provenientes de diferentes micro - organismos. Essas enzimas juntamente com uma enzima comercial ( S ) - seletiva foram empregadas em reações de aminação assimétrica utilizando substratos  - cetoésteres, e na resolução c inética da ( R,S ) - feniletilamina. Parâmetros como concentração de enzima:substrato, com postos doadores de grupo amino, temperatura e pH foram avaliados visando à otimização dos rendimentos e enantiosseletividade. As enzimas produzidas apresentaram excel entes conversões (> 99 %) na s reações de síntese assimétrica e elevados excessos enantioméricos (> 99 %) em praticamente todas as reações de resolução cinética nas quais o acetoacetato de etila foi empregado como substrato. Por outro lado, nas reações onde o benzoilacetato de etila foi empregado como aceptor de amina, não se observou a f ormação do produto de interesse. / Abstract: Optically pure  - amino esters/ acids constitute economically important chiral building blocks for the pharmaceutical, fine chemical and agrochemical industries. T ransaminase s, also known as aminotransferases have emerged as an important class of enzymes with great potential in the enantioselective synth esis of these compounds. In this work, was evaluated the reactivity of  - transaminase against aryl ( ethyl benzoylacetate) and alkyl (ethyl acetoacetate)  - keto esters for the enantioselective synthesis of  - amino esters/ acids . The enzymes used in this work were produced in the lab oratory from pla smids containing genes encoding ( R ) and ( S ) - selective  - transaminases from different micro - organisms. These e nzyme s along with a ( S ) - selective commercial enzyme were employed in the asymmetric amination reactio ns using  - keto esters substrates and kinetic resolution of ( R, S ) - phenylethylamine. Parameters s uch as concentration of enzyme:substrate, amino group donors, temperature and pH were evaluated aiming to optimize yields and enantioselectivity. The e nzymes produced showed excellent conversion (> 99%) in the asymmetric synthesis reactions and high enantiomeric excess (> 99%) in practically all kinetic resolution reactions in which ethyl acetoacetate was used as substrate. On the other hand, in reaction s where the ethyl benzoylacetate was used as amino acceptor, was not observed the formation of the product of interest. / Mestre

Orientador: Cintia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Jean leandro dos Santos / Banca: Alvaro Takeo Omori / Resumo: O presente trabalho teve como principal objetivo es tudar a atividade catalítica de soroalbumina bovina (BSA) em reações formadoras de uma nova ligação C-C: Reações aldólica, de Henry e Morita-Baylis-Hillman (MBH). Em todos os casos a BSA atuou como catalisador, visto que quando as rea ções foram realizadas sem sua presença, não houve formação dos produtos desejados . Os rendimentos obtidos para as reações aldólica (37%), Henry (80%) e MBH ( 73%), variaram de bons a moderados e não foi observada enantiosseletividade para nenhuma das reações estudadas. As soroalbuminas são proteínas que forma m muita emulsão dificultando os processos downstream na separação dos produtos e materiais de partida. Visando minimizar este inconveniente, a BSA foi sub metida à imobilização em M- CLEA ( magnetic cross-linking enzyme aggregates ) utilizando nanopartículas magnéticas de óxido de ferro. Nestes casos, o bioca talisador pôde ser facilmente retirado do meio reacional com aplicação de um camp o magnético externo. Esta metodologia afetou diretamente no rendimento da rea ção de Henry, passando de 80% para 89%. Porém, para as outras reações a melho ria no rendimento não foi tão expressiva. A imobilização também não foi eficaz pa ra o aumento dos excessos enantioméricos. Até o momento para a reação de MBH com os substratos utilizados, não há relatos na literatura para a síntese do adut o desejado catalisado pela BSA. Sendo assim, optamos por realizar um planejamento f atorial completo dessa reação visando otimizar as condições reacionais bem como o s rendimentos. As variáveis estudadas foram: temperatura, concentração do bioca talisador e condição do biocatalisador (livre ou imobilizado). Os resultado s obtidos mostraram que a variável com maior influência na reação, é a concentração do biocatalisador. A conversão obtida passou de 30% para 40% utilizando 2,2... / Abstract: This work aimed to study the catalytic activity of bovine serum albumin (BSA) in reactions that form a new C-C bond: aldol reactions, Henry and Morita-Baylis-Hillman (MBH). In all cases BSA served as the catalyst, whe reas when the reactions were carried out without their presence there was no for mation of the desired products. The yields obtained for aldol reactions (37%), Henr y (80%) and MBH (73%), ranged from good to moderate enantioselectivity and was no t observed for any of the studied reactions. The serum albumins are proteins that for m the much emulsion difficulting downstream processes in separation of the products and starting materials. To minimize this inconvenience, the BSA was subjected to immobilization in M-CLEA (magnetic cross-linking enzyme aggregates) using ma gnetic nanoparticles of iron oxide. In these cases the biocatalyst could be easi ly removed from the reaction medium by applying an external magnetic field. This methodology directly affect the yield of the Henry reaction, from 80% to 89%. Howev er, for other reactions the improvement of yields was less pronounced. The immo bilization was also not effective for improving the enantiomeric excess. So far for the MBH reaction with the worked substrates, there are no reports in the lite rature for the synthesis of the desired adduct catalyzed by BSA. So we decided to s tudy a full factorial design of this reaction to optimize the reaction conditions a nd yields. The variables studied were: temperature, the biocatalyst concentration an d biocatalyst conditions (free and immobilized). The concentration of biocatalyst was the major factor with interference in all reactions. The conversion increased from 30% to 40% using 2.2 μ mol of BSA. Then we perform a study of catalyst concentration t o optimize this parameter. The conversion increased to 73% when they were used 3.7 μ mol immobilized biocatalyst. To evaluate the retention... / Mestre

O primeiro capítulo desta tese é dedicado aos estudos que visaram à aplicação da biocatálise na síntese de γ-butirolactonas quirais. Inicialmente investigou-se a preparação de fenilseleno-γ-butirolactonas quirais, através da resolução cinética enzimática dos fenilseleno-γ-hidróxi ésteres correspondentes. Através desta estratégia, ambos os enantiômeros da fenilseleno-γ-butirolactona foram preparados em excessos enantioméricos razoáveis. Ainda no primeiro capítulo é demonstrado o potencial sintético do (R)-3-(5-oxotetraidro-2-furanil)-propanoato de benzila, obtido através de uma enantiolactonização catalisada por PPL na etapa chave. Este intermediário quiral foi utilizado com sucesso na síntese enantiosseletiva da (R)- e da (S)-y-jasmolactona, aromatizantes de interesse industrial, além de ambos enantiômeros da (7Z)-7,15-hexadecadien-4-oIida, feromônio sexual da \"Yellowish Elongate Chafer, Heptophy/a picea\" . A segunda parte deste trabalho foi efetuada na Universidade da Califórnia, EUA, sob a orientação do professor Bruce H. Lipshutz, durante o período de novembro de 2003 a outubro de 2004. Dois novos reagentes foram desenvolvidos e aplicados com sucesso na preparação estereosseletiva de polienos conjugados com estrutura análoga a da vitamina A . / The first chapter of this thesis is dedicated to the studies on the application of biocatalysis in the synthesis of chiral γ-butyrolactones. We started investigating the preparation of phenylselanyl-γ-butyrolactones through the kinetic enzymatic resolution of the corresponding phenylselanyl-γ-hydroxyesters. By using this strategy both enantiomers of phenylselanyl-γ-butyrolactone were prepared in reasonable enantiomeric excesses . In the first chapter is also demonstrated the synthetic potential of benzyl 3[(R)-tetrahydro-5-oxofuran-2-yl] propanoate, obtained through a PPL catalyzed enantiolactonization in the key step. This chiral intermediate was successfully applied in the enantioselective synthesis of (R)- and (S)-γ-jasmolactone, flavors that find industrial use, and both enantiomers of (7Z)-7,15-hexadecadien-4-olide, the sex pheromone of Yellowish Elongate Chafer, Heptophy/a picea. The second part of this work was carried out at University of California, USA, between November 2003 and October 2004, under supervision of Professor Bruce H. Lipshutz. Two new reagents were developed and successfully applied in the stereoselective synthesis of conjugated polienes analogs to vitamin A .

Neste trabalho realizou-se o primeiro estudo biocatalítico envolvendo reações de redução de cetonas com fungos de origem marinha. Foram utilizadas 7 cetonas comerciais como substratos e 8 fungos derivados marinhos como biocatalisadores. Os fungos foram isolados das esponjas marinhas Geodia corticostylifera (Trichoderma sp Gc1, Penicillium miczynskii Gc5, Aspergillus sydowii Gc12) e Chelonaplysylla erecta (Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15, Penicillium raistrickii Ce16 e Aspergillus sydowii Ce19). A redução α-cloroacetofenona (1) foi estudada sob várias condições de reação (mudanças de pH, adição ou ausência de glicose) e o melhor resultado foi com fungo P. miczynskii Gc5, pois se obteve um rendimento isolado de 60 % e excesso enantiomérico de 50 % para a (S)-2-cloro-1-feniletanol (1a). O interessante nestes estudos foi que todos os fungos utilizados na triagem com a α-cloroacetofenona (1) apresentaram seletividade anti-Prelog. Na literatura é comum obter redução enzimática com seletividade Prelog. A α-bromoacetofenona (2) foi biotransformada pelo fungo A. sydowii Ce19 nos correspondentes compostos: (S)-2-bromo-1-feniletanol (2a), (S)-2-cloro-1-feniletanol (1a), enquanto que a α-hidroxiacetofenona (2c), α-clorocetofenona (1) e o epóxido-estireno (2b) foram obtidos por reações não enzimáticas. A p-bromo-α-bromoacetofenona (3) e a p-nitro-α-bromoacetofenona (4) foram totalmente biodegradadas pelo fungo A. sydowii Ce19. A redução biocatalítica da orto-iodoacetofenona (5) e meta-iodoacetofenona (6) com o fungo Trichoderma sp Gc1 forneceu o orto-iodo-1-feniletanol (5a) e o meta-iodo-1-feniletanol (6a) com excelentes excessos enantioméricos (e.e. > 99 %). Ficou comprovado também neste trabalho que os fungos derivados marinhos para promover as reações de redução por biocatálise precisam ser cultivados em água do mar artificial. Enquanto a p-iodoacetofenona (7) produziu o p-iodo-1-feniletanol (7a) com e.e. 48 %. / This work carried out the first biocatalytic study involving reactions of reduction of ketones with marine-derived fungi. In this study were utilized 7 commercial ketones as substrates and 8 marine-derived fungi as biocatalysts. The fungi were isolated from the marine sponges Geodia corticostylifera (Trichoderma sp Gc1, Penicillium miczynskii Gc5, Aspergillus sydowii Gc12) and Chelonaplysylla erecta (Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15, Penicillium raistrickii Ce16 and Aspergillus sydowii Ce19). The reduction of 2-chloro-1-phenylethanone 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 it was isolated in modest yield of 60% and enantiomeric excess of 50% for the (S)-(+)-2-chloro-1-phenylethanol. The interesting in these studies was that all the fungi utilized in the screening with the 2-chloro-1- phenylethanone presented selectivity anti-Prelog. In the literature is common to obtain enzymatic reduction with Prelog selectivity. The 2-bromo-1-phenylethanone was biotransformated by the fungus A. sydowii Ce19 in the (S)-2-bromo-1-phenylethanol, (S)-2-cloro-1-phenylethanol, whereas the α-hydroxy-acetophenone, 2-chloro-1- phenylethanone and the 2-phenyloxirane were obtained by no enzymatic reactions. The 2-bromo-1-(4-bromophenyl)ethanone and the 2-bromo-1-(4-nitrophenyl)ethanone were biodegraded by the fungus A. sydowii Ce19. The biocatalytic reduction of 1-(2- iodophenyl)ethanol and 1-(3-iodophenyl)ethanol with the fungus Trichoderma sp Gc1 afforded the 1-(2-iodophenyl)ethanol and the 1-(3-iodophenyl)ethanol in excellent enantiomeric excesses (e.e. >99 %). It was verified that the marine-derived fungi must grow in artificial sea water to catalyze the reduction reactions.

Orientador: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Antonio Carlos Guastaldi / Banca: Hernane da Silva Barud / Resumo: A utilização da enzima lipase em processos industriais é crescente, devido a capacidade de catalisar reações de hidrólise total ou parcial de acil ésteres de cadeia longa, podendo assim ser empregadas em tratamento de resíduos oleosos, cosméticos, preparo de detergentes e surfactantes e na produção de biodiesel. No entanto a dificuldade de isolamento e purificação das enzimas lipases, assim como a dificuldade de separação do meio reacional, a torna um insumo caro. Com a finalidade de tornar este processo economicamente mais vantajoso, nos últimos anos tem se intensificado o uso de diferentes tipos de suportes enzimáticos, para melhorar a estabilidade durante estocagem, aumentar a atividade catalítica, além da possibilidade da utilização de suportes que permitem o reciclo da enzima. Neste trabalho optou-se por utilizar como suporte para enzimas o óxido de grafeno, este foi obtido a partir da modificação do grafite, utilizando o método de Hummers modificado, que por meio de agentes oxidantes separaram as lamelas da estrutura do grafite e adicionam em sua estrutura diferentes grupos oxigenados. O caráter magnético do suporte foi adquirido pela síntese de nanopartículas magnéticas de óxido de ferro diretamente nas folhas de óxido de grafeno, possibilitando sua remoção a partir da aplicação de um campo magnético externo. Óxido de grafeno decorado com nanopartículas magnéticas foi modificado com grupos aminosilanos para posterior imobilização de lipase através de ligações cruzadas ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of the lipase enzyme in industrials processes is increasing due to its ability to catalyze total or partial hydrolysis reactions of fatty acids, allowing it to be used in oily residues treatment, cosmetics, detergents, surfactants and in biodiesel production. However, due to the difficulty of isolation and purification of lipases, as well as the separation of the reaction medium, it becomes an expensive input. In order to make this process more economically advantageous, in the last years the use of different types of enzyme supports has been intensified because they promote new characteristics of the enzyme of interest, such as, improved storage stability, increased catalytic activity, added to the possibility of being recycled. In this study it was used graphene oxide as support for enzymes. Graphene Oxide was obtained from the modification of graphite, using the modified Hummers method. The magnetic properties of the support were obtained through surface decoration with magnetic iron oxide nanoparticles directly on the sheets of graphene oxide. RAMAN, XRD and SEM were used to elucidate the structure and morphology of the compounds obtained. By measuring hydrologic activity, it was possible to determine the optimum pH and temperature for three different types of immobilized lipases, being 37 °C and pH 8 (porcine pancreatic lipase), 50 °C and pH 6 (Candida rugosa lipase and 40 °C and pH 9 (Aspergillus niger lipase). The enzymatic recovery test showed the immobilized ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Neste trabalho realizaram-se reações de resolução enzimática de alcoóis secundários utilizando a enzima imobilizada lipase de Candida antarctica (NOVOZYME 435). Os alcoóis utilizados foram: (RS)-1-(4-metoxifenil)etanol (1a); (RS)-4-metil-2-pentanol (3a); (RS)-2-metil-3-hexanol (4a); (RS)-5-metil-2-hexanol (5a); (RS)-2-octanol (6a); (RS)-3-heptanol (7a); (RS)-6-metil-5-hepten-2-ol (8a); (RS)-1-octen-3-ol (9a). Todos os alcoóis foram resolvidos pela lipase, com exceção do álcool 4a. Nas resoluções enzimáticas os excessos enantioméricos dos álcoois e acetatos foram superiores a 98 %, havendo a conversão total (50 %) dos enantiômeros S nos respectivos acetatos: (S)-1-acetato-4-metoxifenil (1b); (S)-2-acetato-4-metil-pentano (3b); (S)-2-acetato-5-metil-hexano (5b); (S)-2-acetato-octano (6b); (S)-3-acetato-heptano (7b); (S)-2-acetato-6-metil-5-hepteno (8b); (S)-3-acetato-1-octeno (9b). Realizou-se ainda um estudo biocatalítico envolvendo reações de redução de cetonas com fungos de origem marinha. Foram utilizadas na reduções as cetonas: 4-metoxiacetofenona (1), 1-fenil-etanona (2), 4-metil-2-pentanona (3), 2-octanona (6) e a 6-metil-5-hetpen-2-ona (8) e como biocatalisadores três fungos de origem marinha (Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15 e Aspergillus sydowii Ce19). A 4-metoxiacetofenona (1) foi reduzida pelos fungos Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15 e Aspergillus sydowii Ce19 com excesso enantiomérico de 98% e rendimento de 65 %. A 2-octanona (6) e a 6-metil-5-hepten-2-ona (8) foram reduzidas pelo fungo A. sydowii Ce15 nos respectivos (S)-álcoois 6a e 8a com pureza enantiomérica > 98 %. Já a 1-fenil-etanona (2) foi reduzida somente pelo fungo Bionectria sp Ce5 com excesso enantiomérico de 50 % e rendimento de 25 %. A 4-metil-2-pentanona (3) não foi reduzida por nenhum dos microrganismos estudados. / This work carried out the enzymatic reactions of alcohols by using a lipase from immobilized Candida Antarctica (NOVOZYME 435). The alcohols used were: (RS)-1- (4-methoxyphenyl) ethanol (1a), (RS)-4-methyl-2-pentanol (3a), (RS)-2-methyl-3- hexanol (4a), (RS)-5-methyl-2-hexanol (5a), (RS)-2-octanol (6a), (RS)-3-heptanol (7a), (RS)-6-methyl-5-hepten-2-ol (8a) and (RS)-1-octen-3-ol (9a). All the alcohols were catalyzed by lipase, except for the alcohol 4a. In this enzymatic resolutions the enantiomeric excesses of alcohols and acetates were more than 98% and total conversions (50%) for enantiomers of the acetates: (R)-1-acetate-4-methoxyphenyl (1b), (R)-2-acetate-4-methyl-pentane (3b), (R)-2-acetate-5-methyl-hexane (5b), (R)-2-acetateoctane (6b), (R)-3-acetate-heptane (7b), (R)-2-acetate-6-methyl-5-hepteno (8b) and (S)- 3-acetate-1-octene (9b). In addition it was studied the biocatalytic reduction of ketones with marine-derived fungi. The ketones used were the 4-metoxyacetophenone (1), 1- phenyl-etanone (2), 4-methyl-2-pentanone (3), 2-octanone (6) and 6-methyl-5-hetpen-2- one (8). The marine-derived fungi used as biocatalysts were Bionectria sp Ce5, Aspergillus sydowii Ce15 and Aspergillus sydowii Ce19. The 4-metoxyacetophenone (1) was reduced by Bionectria sp Ce5 by Aspergillus sydowii Ce15 and Aspergillus sydowii Ce19 in high enantiomeric excess (98% e.e.) and good yield, i.g., 65%. The 2- octanone (6) and 6-methyl-5-hepten-2-one (8) were reduced by A. sydowii Ce15 in the (R)-alcohols 6a and 8a in high enantiomeric purities, > 98% e.e. However the 1-phenyletanone (2) was reduced only by the fungus Bionectria sp Ce5 with enantiomeric excess of 50% and yield of 25%. The 4-methyl-2-pentanone (3) was not reduced by the microorganisms studied.

CARVALHO, A. C. L. M.; Bioreduction of prochiral aromatic ketones using Pseudomonas sp. Nopalea cochenellifera isolated (L.) Salm Dyck. 2012. 118 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-15T19:34:40Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_aclmcarvalho 2012.pdf: 4626285 bytes, checksum: c2be4c1d49e2de0cd4ba70bd10a2158c (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-11-03T19:50:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_aclmcarvalho 2012.pdf: 4626285 bytes, checksum: c2be4c1d49e2de0cd4ba70bd10a2158c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T19:50:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_aclmcarvalho 2012.pdf: 4626285 bytes, checksum: c2be4c1d49e2de0cd4ba70bd10a2158c (MD5) Previous issue date: 2012 / Herein we describe the study biocatalytic potential of the whole cell of microorganisms isolated from a plant belonging to Cactacea family, Nopalea cochenillifera (L.) Salm- Dyck, popularly known as “palma doce” or “palma forrageira”. The microorganisms were isolated by induction technique using as acetophenone susbtrate. Among the microorganisms strains (I-1, I-2, I-3, I-4) only I-2, (Pseudomonas sp), was effective as biocatalyst in reducing the acetophenone. The best conditions for carrying out the bioreduction of acetophenone were as follows: 1g of resting cells of Pseudomonas sp, resuspended in buffer solution pH 7, at 28 ° C and rotation of 175 r.p.m for 4 days, obtaining the (S)-1-phenylethanol with conversion of 77% e.e. and 89%. The bioreduction study, using the Pseudomonas sp strain, was extended to the following derivatives of acetophenone, 4-methoxy-acetophenone (2a), 4-methyl acetophenone (3a), 4-nitro-acetophenone (4a), 4 -bromo-acetophenone (5a), 4-chloro-acetophenone (6a), 4-fluoro-acetophenone (7a), 3-methoxy-acetophenone (8a), 3-methyl acetophenone (9a), 3-nitro-acetophenone (10a) 2-methoxy-acetophenone (11a), 2-methyl acetophenone (12a), 2-nitro-acetophenone (13a), 2-bromo-acetophenone (14a), 2-chloro-acetophenone (15a), 2 - fluoro-acetophenone (16a). It is not worthy that all the alcohols were obtained with Prelog selectivity (S configuration). In general, the best results were obtained for the derivatives of acetophenone with substituent methoxyl, methyl, nitro and bromine in position - ortho (e.e. of 94 to > 99% conversion and 23-80%). With respect to the chlorine and fluorine substituents, the best results of selectivity and enzymatic activity were obtained for the – para substituted derivatives (e.e. 93% and 73% conversion, 83% e.e. and conversion of 51%, respectively). / Neste trabalho descrevemos o estudo do potencial biocatalítico de células íntegras de micro-organismos isolados de um vegetal da família das Cactaceas, Nopalea cochenillifera (L.) Salm-Dyck, popularmente conhecido como “palma doce” ou “palma forrageira”. Os micro-organismos foram isolados pela técnica de indução utilizando o substrato acetofenona. Dos quatro micro-organismo isolados (I-1, I-2, I-3, I-4) apenas o I-2, identificado como Pseudomonas sp, foi eficiente como biocatalisador na redução do substrato padrão acetofenona. As melhores condições para a realização da biorredução da acetofenona foram as seguintes: 1g de células em repouso de Pseudomonas sp, ressuspendidas em solução tampão de pH 7, temperatura de 28 °C e rotação de 175 r.p.m por 4 dias, com obtenção do (S)-1-feniletanol com conversão de 77% e e.e. de 89%. O estudo da biorredução, utilizando a cepa isolada de Pseudomonas sp, foi estendido para os seguintes derivados da acetofenona: 4-metóxi-acetofenona (2a), 4-metil-acetofenona (3a), 4-nitro-acetofenona (4a), 4-bromo-acetofenona (5a), 4-cloro-acetofenona (6a), 4-fluoro-acetofenona (7a), 3-metóxi-acetofenona (8a), 3-metil-acetofenona (9a), 3-nitro-acetofenona (10a), 2-metóxi-acetofenona (11a), 2-metil-acetofenona (12a), 2-nitro-acetofenona (13a), 2-bromo-acetofenona (14a), 2-cloro-acetofenona (15a), 2-fluoro-acetofenona (16a). Cabe ressaltar que todos os álcoois foram obtidos com seletividade Prelog (configuração S). Em geral, os melhores resultados foram obtidos para os derivados da acetofenona com substituintes metoxila, metila, nitro e bromo na posição – orto (e.e. de 94 a > 99% e conversão de 23 a 80%). Com relação aos substituintes cloro e flúor, os melhores resultados de seletividade e atividade enzimática foram obtidos para os derivados –para substituídos (e.e. 93% e conversão 73%; e.e. 83% e conversão de 51%, respectivamente).

SILVA, M. R. Resolução cinética enzimática de precursores da fenilalanina obtidos via catálise de transferência de fase (CTF). 2009. 105 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-24T22:34:23Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_mrsilva.pdf: 6741934 bytes, checksum: 282fae2b3252175c3dc34a4ddd1f07c7 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-29T20:29:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_mrsilva.pdf: 6741934 bytes, checksum: 282fae2b3252175c3dc34a4ddd1f07c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-29T20:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_mrsilva.pdf: 6741934 bytes, checksum: 282fae2b3252175c3dc34a4ddd1f07c7 (MD5) Previous issue date: 2009 / In this work reactions of C-alkylation were carried out via Phase Transfer Catalysis (PTC) in order to obtain precursors of amino acids and them to perform enzymatic kinetic resolution. The reactions of C-alkylation occurred at 70 °C, several phase transfer agents were tested, and the most promising was the benzyltributylammonium chloride (CBTBA). The reaction were performed using 3 mmol of ethyl cianoacetoamidoacetate, 3 mmol of potassium carbonate, 6 mmol of alkylating agent, benzylchloride. After purification of the product, a reaction of total hydrolysis was carried out with subsequent protection of amino and carboxyl groups resulting in three different compounds rac-33 rac-34 and rac-35. The enzymatic kinetic resolution of rac-33 via interesterification with butyl butyrate (PrCO2Bu) was initially tested with different lipases (Candida antarctica Lipase B and it’s isoenzyme, Lipase Candida antarctica Lipase A, ACYLASE I obtained from Aspergillus melleus, PSL-C I, Lipase from Candida rugosa and Lipozyme RM IM) varying time, temperature and solvent. The Lipozyme RM IM was the only enzyme capable of promoting the reaction of interesterification and with high values of enantioselectivity (E). The best reactions occurred at 55 °C. The resolution of rac-33 at 55 ° C occurred in eight hours and fifteen minutes in system solvent free, with conversion of 50%, eeS>99%, eeP>99% with a high value of enantioselectivity, E > 200 (10633), Scheme 3. The kinetic resolution of allyl 2-acetylamino-3-phenyl-propanoate (rac-35) occurred in four hours and thirty minutes, without any solvent at 55 ° C, resulting in 49% of conversion, eeS>98%, eeP>99% and E > 200 (9278). / Neste trabalho foram realizadas reações de C-alquilação via Catálise de Transferência de Fase (CTF) com a finalidade de obter os precursores de aminoácidos para uma posterior resolução cinética enzimática. As reações de C-alquilação ocorreram a 70 °C, vários agentes transferidores de fase foram testados, e o mais promissor foi o cloreto de benziltributilamônio (CBTBA). As reações se processaram com o uso de 3 mmol do cianoacetoamido acetato de etila, 3 mmol de carbonato de potássio, 6 mmol do agente alquilante, cloreto de benzila. Após purificação do produto, realizou-se uma reação de hidrólise total com posterior proteção dos grupos amino e carboxila resultando em três diferentes compostos rac-33, rac-34 e rac-35. A resolução cinética enzimática do rac-33 por reação de interesterificação usando o butirato de butila (PrCO2Bu) foi inicialmente testada com diversas lipases (Candida antarctica Lipase B e sua isoenzima Candida antarctica Lipase A, ACYLASE I obtida de Aspergillus melleus, PSL-C I, Lipase a partir da Candida rugosa e a LIPOZYME RM IM) variando tempo, temperatura e solvente. A LIPOZYME RM IM foi a única enzima capaz de promover a reação de interesterificação e com altos valores de enantiosseletividade (E). As melhores reações ocorreram à temperatura de 55 °C. A resolução do rac-33 a 55 °C ocorreu em oito horas e quinze minutos, em sistema sem solvente, com uma conversão de 50%, ees >99%, eeP>99% com um alto valor de enantiosseletividade, E>200 (10633), Esquema 3. A resolução cinética do 2-acetilamino-3-fenil-propanoato de alila (rac-35) ocorreu em quatro horas e trinta minutos, sem solvente à temperatura de 55 °C, resultando em 49% de conversão, eeS98%, eeP>99% e E>200 (9278).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347264.pdf: 3295549 bytes, checksum: 2e65bd5e451cb04a3e40aad702db8678 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nanopartículas magnéticas como a magnetita (NPM) são materiais amplamente empregados na área de biotecnologia, incluindo a aplicação como suportes para a imobilização de enzimas. Neste trabalho foram sintetizadas NPMs modificadas superficialmente com lauril sulfato de sódio (SDS) através da coprecipitação dos íons de Fe2+/Fe3+ em duas etapas, sendo a primeira a precipitação da NPM com oxalato de amônio, seguida da substituição do ânion dicarboxílico do oxalato por SDS (NPM-SDS). As NPM-SDS foram caracterizadas através de difração de raios-x, espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier, microscopia de transmissão eletrônica, microscopia eletrônica de varredura, magnetização da amostra vibrante e determinação do potencial zeta. As NPM-SDS foram aplicadas como suporte para a imobilização e coimobilização de enzimas através dos métodos de adsorção, ligação covalente e entrecruzamento de ligações. A estratégia abordada de forma inédita baseou-se na adsorção da lipase de Thermomyces lanuginosus (TLL) na NPM-SDS seguido da modificação química dos grupos carboxílicos superficiais da TLL com etilenodiamina pelo método de acoplamento com 1-etil-3- (dimetilaminopropil) carbodiimida. Na segunda etapa o derivado aminado foi aplicado na coimobilização das enzimas ß-D-galactosidase de Kluyveromyces lactis (ßGal) através de adsorção e entrecruzamento de ligações com dextrano-aldeído e glutaraldeído. O derivado com a lipase aminada foi modificado com dextrano-aldeído e glutaraldeído e aplicados, na coimobilização da TLL e da a-quimotripsina de pâncreas bovino (QM) através de adsorção, ligação covalente e entrecruzamento de ligações com glutaraldeído. Todos os derivados coimobilizados apresentaram uma estabilidade operacional superior às enzimas na sua forma livre, frente às temperaturas e faixa de pH estudadas, com a TLL ativa mesmo após a desnaturação térmica das demais enzimas coimobilizadas. Os derivados mais estáveis foram obtidos com a TLL/ßGal coimobilizadas e entrecruzadas com glutaraldeído 0,5% (v/v) e da TLL/QM coimobilizadas no suporte aminado por adsorção iônica. A ßGal coimobilizada suportou temperaturas de até 80 °C retendo 56 % da atividade inicial após 13 h de incubação, enquanto a ßGal livre perdeu mais de 50 % de sua atividade após 2 h à 30°C. Já a QM teve a estabilidade térmica aumentada após a coimobilização, sendo estável à 50 °C com mais de 80 % de atividade recuperada, comparada com a enzima livre estável apenas até 30 °C. / Abstract: Magnetic nanoparticles, such as magnetite (NPM), are widely used in biotechnology, including support for enzyme immobilization. In the present work NPM surface-modified with sodium lauryl sulfate (SDS) were synthesized by co-precipitation of Fe2+/Fe3+ ions. The methodology was carried in two steps, first, the precipitation of the NPM with ammonium oxalate, followed by the replacement of dicarboxylic anions, from oxalate, for lauryl sulfate groups (NPM SDS). The NPM-SDS were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, magnetization of vibrating sample, and determination of the zeta potential. NPM-SDS nanoparticles were applied as support for the immobilization and co-immobilization of enzymes through adsorption, covalent, and cross-linking methods. The adopted strategy based on the adsorption of lipases present in Thermomyces lanuginosus (TLL) onto NPM-SDS, followed by, chemical amination of surface carboxylic groups from TLL with ethylenediamine by 1-ethyl-3-(dimethylamino-propyl) carbodiimide coupling method. Subsequently, the aminated derivative was applied on the co-immobilization of ß-D-galactosidase from Kluyveromyces lactis (ßGal), by adsorption and cross-linking with dextran-aldehyde and glutaraldehyde. The aminated derivate, with the modified lipase, was also modified with dextran-aldehyde and glutaraldehyde, thereafter, applied on the co-immobilization of a-chymotrypsin from bovine pancreas (QM) by adsorption, covalent bonding, and cross-linking with glutaraldehyde. All immobilization mechanism generated co- immobilized derivate with higher operational stability, when compared with the free enzyme, according temperatures and pH range studied. The TLL remained active after the thermal inactivation of ßGal and QM co- immobilized. The most stable derivative was obtained by the co- immobilized preparations of TLL/ßGal cross-linked with 0.5% glutaraldehyde (v / v), and TLL/ QM co-immobilized directly onto the aminated derivate by ionic adsorption. The co-immobilized ßGal remained stable at temperatures up to 80 °C, retaining 56 % of the initial activity after 13 h of incubation, while the free ßGal lost more than 50% of its activity after 2 h at 30 °C. The QM increased the thermal stability after the co-immobilization, and may be applied at temperature of 50 °C with more than 80 % recovered activity, compared with the free enzyme that was stable only up to 30 °C.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347271.pdf: 1812223 bytes, checksum: 09f8cc677acec07082dc91acd68e89f4 (MD5) Previous issue date: 2017 / A possibilidade de incremento na atividade enzimática oriunda da interação entre as enzimas e os fluidos pressurizados vem impulsionando inúmeras pesquisas na área da enzimologia. A tecnologia de alta pressão é uma técnica promissora como pré-tratamento de enzimas e o estudo das alterações das estruturas dos biocatalisadores são importantes, uma vez que há poucos trabalhos publicados na literatura e existe a necessidade de desvendar algumas indefinições sobre a estabilidade e a atividade enzimática em fluidos pressurizados. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo investigar a influência da pressão, força iônica e taxa de despressurização na atividade e conformação estrutural da lisozima, utilizando CO2 supercrítico (scCO2), GLP e R134a como solventes. Para tanto, os experimentos foram realizados utilizando um reator de volume variável sob tempo de exposição de 2 h, temperatura de 40 ºC, variando a pressão (100 a 200 bar), taxa de despressurização (10 a 50 bar.min-1) e concentração de cloreto de sódio (0 a 50 mmol.L-1). Planejamentos experimentais 23 e 22 com três repetições no ponto central foram utilizados para identificar o efeito das variáveis do processo bem como das possíveis interações entre elas na perda/ganho da atividade da lisozima. Por fim, estudos de estabilidade da enzima em baixas temperaturas (4 ºC e -10 ºC) após tratamento com fluidos pressurizados também foram realizados. A maior atividade residual observada foi de 141,01 ± 1,80 % para a condição de 150 bar e taxa de despressurização de 30 bar.min-1, sem o CO2 em contato com a enzima. As análises de alterações conformacionais da enzima demonstraram que a estrutura primária permaneceu inalterada em todas as condições estudadas. Em temos de estrutura secundária e terciária as análises mostraram alterações conformacionais da lisozima para as condições testadas. Estes estudos permitiram uma melhor compreensão das alterações da estrutura da enzima em pressões elevadas, resultando em uma melhor utilização e otimização das condições experimentais em processos de biocatálise futuros. / Abstract: The possibility of increase in the enzymatic activity from the interaction between the enzymes and the pressurized fluids has stimulated numerous researches in enzymology. High-pressure technology is a promising technique as a pretreatment enzyme and the study of changes in the structure of the biocatalysts are important, since there are few papers published in the literature and there is a need to reveal some uncertainties about the stability and enzymatic activity in pressurized fluids. In this context, the objective of this work was to investigate the influence of pressure, ionic strength and depressurizing rate on the activity and structural conformation of the lysozyme using supercritical CO2 (scCO2), GLP and R134a as solvents. For this purpose, the experiments were carried out using a variable volume reactor under a 2 h exposure time, at a temperature of 40 °C, varying the pressure (100 to 200 bar), the depressurizing rate (10 to 50 bar.min-1) and concentration of sodium chloride (0 to 50 mmol.L-1). Experimental design 23 e 22 with three replications at the center point were used to identify the effect of process variables and the possible interactions among them in the loss/gain of the lysozyme activity. Finally, enzyme stability studies at low temperatures (4 °C and -10 °C) after treatment with pressurized fluids were also performed. The highest residual activity observed was 141.01 ± 1.80 % for the condition of 150 bar and depressurizing rate of 30 bar.min-1, with no CO2 in contact with the enzyme. The lowest residual activity was 88.3 % for the 200 bar condition and 10 bar.min-1 depressurizing rate, with CO2 in contact with the enzyme. Analyzes of conformational changes of the enzyme demonstrated that the primary structure remained unchanged in all conditions studied. The secondary and tertiary structure analyzes showed conformational changes of lysozyme for the conditions tested. These studies allowed a better understanding of the changes in the enzyme structure at high pressures, resulting in a better use and optimization of the experimental conditions in future biocatalysis processes.