FONSECA, Aluísio Marques da. Contribuição ao Conhecimento Fitoquímico e Biotecnológico da água-de-coco. 2009. 242 f. Tese (Doutorado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2009. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-31T18:45:43Z No. of bitstreams: 1 2009_tese_amfonseca.pdf: 22619313 bytes, checksum: c31cb6d138082e2d8a92196100aaa8df (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-31T20:11:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_tese_amfonseca.pdf: 22619313 bytes, checksum: c31cb6d138082e2d8a92196100aaa8df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T20:11:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_tese_amfonseca.pdf: 22619313 bytes, checksum: c31cb6d138082e2d8a92196100aaa8df (MD5) Previous issue date: 2009 / An analysis of the constituents of coconut (Cocos nucifera L.) water from two fruit varieties (green and yellow) by hydrodistillation and solvent extraction showed the presence of alcohols, ketones, thiols, carboxylic acids, phenols, and esters. The main components found in the coconut water of the green type had been propyl etanoate(53.5%) and 4-metil-pentan-2-one (29.0%) for the solvent extraction. By hydrodistillation, it has been detected hexan-2-ol (14.5%) and 4-hidroxi-4-metilpentan- 2-one (30.5%). Of the coconut water of the yellow type has been detected butane-1,3- diol (67.7%) and 4-metil-pentan-2-one (16.7%) for the solvent extraction. For hydrodistillation, the main compound was the 3-mercapto-decane (46.2%). Substantial antioxidant activity was observed, using the DPPH assay, for the samples obtained by hydrodistillation and petroleum ether extraction of both coconut varieties. A series of aliphatic and aromatic aldehydes and ketones was reduced using plant cell preparations from coconut juice. The reduced products were typically obtained in excellent yields (%) and with very high enantiomeric excess. Esters, amides, and nitrobenzene, yielded acids, amines and an azoxyderivative with satisfactory results. With enantiomeric excesses very raised. One another part of the work consisted of the study of the use of the enzymatic system of the coconut water for esterification of alcohol. In this direction, the quinine was used. In the esterification reactions the immobilized enzymes of the coconut water had been used as biocatalisator, using suitable methodology of literature. The fixed oil of three phases of maturation of solid albumen of the two types from the coconut (green and yellow) after saponification, followed of metilation had been subjected to the CG-MS analysis for the methylic esters identification. Twelve constituent had been found of the oil from young albumen, representing. / A análise dos componentes da água-de-coco (Cocos nucifera) dos dois tipos (verde e amarelo) por hidrodestilação e extração com solvente mostrou a presença de álcoois, cetonas, tiolatos, ácidos carboxílicos, fenóis e ésteres. Os componentes principais encontrados na água-de-coco do tipo verde foram etanoato de propila (53,5%) e 4-metil-pentan-2-ona (29,0%) pela extração com solvente orgânico. Por hidrodestilação, foram detectados hexan-2-ol (14,5%) e 4-hidroxi-4-metilpentan-2-ona (30,5%). Da água-de-coco do tipo amarelo foram detectados butano-1,3-diol (67,7%) e 4-metil-pentan-2-ona (16,7%) pela extração com solvente. Por hidrodestilação o componente principal foi o 3-mercapto-decano (46,2%). Uma atividade antioxidante substancial foi observada, usando o ensaio de DPPH, tanto para as amostras obtidas pela extração com éter de petróleo como por hidrodestilação de ambos os tipos do coco. Uma série de aldeídos e cetonas alifáticos e aromáticos foi reduzida usando células íntegras da água-de-coco. Os produtos obtidos tiveram tipicamente rendimentos que variaram entre 34% a 99%. Com excessos enantioméricos muito elevados. Ésteres, um nitrobenzeno e amidas foram examinados igualmente onde apresentaram resultados bastante satisfatórios. Uma outra parte do trabalho consistiu no estudo da utilização do sistema enzimático da água-de-coco para esterificação de alcoóis. Neste sentido, foi utilizado a quinina. Nas reações de esterificação foram utlizados como biocatalisador as enzimas imobilizadas da água-de-coco, utilizando metodologia adaptada da literatura. O óleo fixo de três fases de maturação do albumen sólido dos dois tipos do coco (verde e amarelo) após saponificação, seguidos de metilação foram sujeitados à análise de GC-EM para a identificação dos ésteres metílicos. Doze constituintes foram encontrados do óleo do albúmen jovem, representando 90,46%/71,00% (verde/amarelo). Estes compostos foram hidrocarbonetos, tioésteres e ácidos carboxílicos. O óleo fixo do albúmen maduro das duas espécies conteve nove compostos, onde aproximadamente 99,59%/68,26% (verde/amarelo) foram caracterizados. Entretanto, os ácidos graxos típicos retidos foram o ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido linoléico, ácido esteárico e o ácido elaidítico. O óleo fixo do albúmen seco das duas espécies conteve uma quantidade maior, nove compostos, representando mais de 99,98%/98,11% (verde/amarelo) caracterizados.

Les nanoparticules exposent beaucoup de propriétés uniques en comparaison de la possession de matériels (matières) en gros (vrac) à leur haute surface au ratio de volume. Des nanoparticules de sélénium élémentaires exposent aussi les nouvelles propriétés qui sont exploitées dans la formation de cellules solaires, des redresseurs de semi-conducteur et le déplacement (déménagement) de mercure et le cuivre. Cependant, la synthèse chimique de nanoparticules de sélénium élémentaires est coûteuse, exige des équipements spécialisés et utilise des produits chimiques toxiques. D'autre part, la production biologique de nanoparticules de sélénium élémentaires (BioSeNPs) peut être un remplacement(remplaçant) vert pour les chimiquement produits. BioSeNPs sont produit par la réduction microbienne de sélénite et selenate. La source du sélénium oxyanions peut être le wastewaters, où la réduction microbienne est employée comme une technologie de remédiation pour le déplacement (déménagement) de sélénium (...) / Nanoparticles exhibit many unique properties as compared to the bulk materials owning to their high surface to volume ratio. Elemental selenium nanoparticles also exhibit novel properties that are exploited in formation of solar cells, semiconductor rectifiers and removal of mercury and copper. However, the chemical synthesis of elemental selenium nanoparticles is costly, requires specialized equipments and uses toxic chemicals. On the other hand, biological production of elemental selenium nanoparticles (BioSeNPs) can be a green replacement for the chemically produced ones.BioSeNPs are produced by microbial reduction of selenite and selenate. The source of the selenium oxyanions can be the wastewaters, where microbial reduction is employed as a remediation technology for the removal of selenium. The formed BioSeNPs are colloidal poly-disperse particles with negative surface charge and are present in the effluent of the microbial reactor. However, the properties of these BioSeNPs are not very well understood. This knowledge would help us to produce better quality selenium nanomaterials, exploit produced BioSeNPs in the wastewater treatment and control the fate of these BioSeNPs in the microbial reactors. The characterization of BioSeNPs revealed the presence of the extracellular polymeric substances (EPS) on the surface of BioSeNPs. The EPS was identified to control the surface charge and to some extent the shape of the BioSeNPs. It was also found that the microbial reduction at 55 and 65 °C can lead to the formation of selenium nanowires as compared to nanospheres when the reduction takes place at 30 °C. These selenium nanowires are present in trigonal crystalline structure and are colloidal suspension, unlike the chemically formed trigonal selenium nanorods. This colloidal nature is due to negative ζ-potential values owning to the presence of EPS on the surface of biogenic selenium nanowires. Since proteins are a major component present in the EPS, the presence of various proteins on the surface of BioSeNPs was determined. The interaction of the various amino acids with the BioSeNPs was also evaluated.The interaction of heavy metals and BioSeNPs was studied with a view of developing a technology where BioSeNPs present in the effluent of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor are mixed with heavy metals containing wastewater leading to removal of both BioSeNPs and heavy metals. It was found that Cu, Cd and Zn can be effectively adsorbed onto BioSeNPs. Cu was 4.7 times preferentially adsorbed onto BioSeNPs. The interaction of BioSeNPs with the heavy metals led to less negative ζ-potential of BioSeNPs loaded with heavy metals and thus better settling of BioSeNPs was achieved. The presence of BioSeNPs in the effluent of the microbial reactor treating selenium oxyanions containing wastewaters is undesirable due to higher total selenium concentrations. Thus, the attempts to capture of these BioSeNPs in the biomass/bioreactors were made. The activated sludge reactor system was investigated to aerobically reduce selenite to BioSeNPs and trap them in the activated sludge flocs. Around 80% of the fed selenium was trapped in the biomass. Sequential extraction revealed that the trapped selenium is BioSeNPs. The trapping of BioSeNPs in the sludge improved the settleability and hydrophilicity of the activated sludge flocs. When the UASB reactor were operated under mesophilic and thermophilic conditions, the total selenium concentration in the effluent under thermophilic conditions were lower than that of observed in mesophilic conditions suggesting better trapping of BioSeNPs.Keywords: Selenium, bioreduction, BioSeNPs, EPS, ζ-potential, heavy metals, activated sludge, UASB reactors, thermophilic

Orientadora: Cintia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Alberto José Cavalheiro / Banca: Ian Castro Gamboa / Banca: José Augusto Rosário Rodrigues / Banca: Alvaro Takeo Omori / Resumo: O emprego da Biocatálise utilizando enzimas isoladas ou células íntegras fornece alternativas eficientes e potencialmente quimio-, regio- e estereosseletivas para a transformação de uma ampla variedade de compostos orgânicos. Neste trabalho aplicamos a Biocatálise na síntese quimioenzimática de derivados de α-metil-β-hidroxiéster utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae na redução de α-metileno-β-cetoésteres e também na síntese de 4-tiazolidinonas através de uma reação multicomponente one-pot combinada com o uso de biocatalisadores. Dessa forma esta tese é composta de três capítulos, sendo o primeiro uma introdução geral seguida de dois capítulos de trabalho experimental, resultados e discussão. Os α-metil-β-hidroxiésteres são compostos importantes para a síntese orgânica assimétrica, onde são aplicados como blocos construtores para a síntese de diversos compostos. Nesse contexto, existe um grande interesse na busca por métodos convenientes e seletivos para sua síntese. Dentre as estratégias mais estudadas, a redução assimétrica de α-metileno-β-cetoésteres tem sido a via mais investigada. Neste trabalho, a rota sintética proposta para a obtenção dos substratos α-metileno-β-cetoéster consistiu na obtenção dos α-metileno-β-hidroxiésteres através da reação de Morita-Baylis-Hillman (rendimentos de 64 a 96%), seguida por uma reação de oxidação utilizando o ácido 2-iodoxibenzóico (IBX) (rendimentos de 88 a 95%). Os substratos α-metileno-β-cetoésteres foram submetidos a reação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The application of biocatalysis using isolated enzymes and entire cells is a powerful tool to transform a wide range of organic compounds in chemo-, regio- and stereoselective mode. In this work, we applied the biocatalysis in the chemical enzymatic synthesis of α-methyl-β-hydroxy ester using Saccharomyces cerevisiae by the bioreduction of α-methylene-β-keto ester and 4-thiazolidinones by a one-pot multicomponent reaction combined biocatalysts. This work is composed by a general introduction followed by two chapters of experimental work, results and discussion. The α-methyl-β-hydroxy ester is an important compound for asymmetric organic synthesis, where they are applied as building blocks to the synthesis of several compounds. This synthesis is getting attention following appropriate methodologies and high selectivity. In the most studied strategies, the asymmetric reduction of α-methylene-β-keto ester in the chemical or enzymatic path are one of the most investigated approaches. The synthesis route to the formation of α-methylene-β-keto ester was the conversion of α-methylene-β-hydroxy ester by Morita-Baylis-Hillman reaction (yields of 64 to 96%), followed by an oxidation reaction using IBX (yields of 88 to 95%). The α-methylene-β-keto ester substrates were exposed as a reactant to the bioreduction reaction applying Saccharomyces cerevisiae. The product α-methyl-β-hydroxy ester were produced with 66 to 99% of conversion, the diasteroselectivity of 91:9 and enantiomeric excess higher than 99% to all diasteroisomers. Concluding, the S. cerevisiae could bioreduce the α-methylene-β-keto ester to α-methyl-β-hydroxy ester with high diastereo- and enantioselectivity. The 4-thiazolidinones are an important heterocyclic scaffolds present in many biologically and pharmacologically active compounds. Therefore, the development of a proper methodology to synthesize this compound is an actual concer... / Doutor

Orientador: José Augusto Rosário Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T20:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_MichelRicardodeBarros_M.pdf: 6595019 bytes, checksum: 834b04f04c23dc9c48e6103fda01f3ae (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A redução microbiológica de a-metileno-b-cetoésteres é capaz de fornecer produtos com redução quimio, enantio e diasterosseletiva da ligação C=C, da ligação C=O, ou mesmo de ambas, fazendo uso das enoato redutases e álcool desidrogenases presentes nos microrganismos. Sendo assim, os substratos em estudo foram sintetizados empregando diferentes protocolos, entretanto, o que mostrou ser mais eficiente consistiu do preparo a-metileno-b-hidroxi-ésteres, conhecidos como adutos de Morita-Baylis-Hillman, seguido de oxidação com ácido 2-iodoxibenzóico. Os substratos 2-(benzoil)-prop-2-enoato de metila, 2-[(4-clorofenil)carbonil]-prop-2-enoato de metila e 2-[(4-bromofenil)carbonil]-prop-2-enoato de metila foram biorreduzidos com Saccharomyces cerevisiae tipo II (Sigma-Aldrich®), Pichia stiptis CCT 2617, Rhodotorula glutinis CCT 2182 e Pichia kluyveri CCT 3365 como biocatalisadores. Os a-metil-b-hidróxi-ésteres foram formados tendo Saccharomyces cerevisiae tipo II como melhor biocatalisador, com rendimentos de 70 a 79% além de apresentarem razões syn/anti de até 9:1 com excessos enantioméricos de 99% para ambos diastereoisômeros e predominância do diastereoisômero syn (2S,3S) sobre o anti (2R,3S). Foram avaliados como suporte para o substrato a resina polimérica XAD7HP, que, apesar de fornecer incrementos na diastereosseletividade, apresentou resultados insatisfatórios para a conversão dos a-metil-b-hidroxi-ésteres. A alternativa empregada para contornar os baixos rendimentos apresentados foi o uso de papéis de filtro como suporte para o substrato, realizando o fornecimento do substrato ao meio reacional. O produto 3-(p-bromofenil)-3-hidroxi-2-metil-propanoato de metila teve sua configuração absoluta determinada por RMN de H empregando o método de Mosher, obtendo a configuracao (2S,3S). / Abstract: The microbial reduction of a-methylene-b-ketoesters can furnish products with chemio, enantio and diasteroselective reduction of C=C, C=O or both bonds, making use of the enoate reductases and alcohol dehydrogenases present on microorganisms. Thus, the substrates studied here were prepared using different protocols, but, the one that showed better results consisted of the preparing of Morita-Baylis-Hillman aducts followed by their oxidation with 2-iodoxybenxoic acid. Methyl 2-benzoylprop-2-enoate, methyl 2-[(4-chlorophenyl)carbonyl]prop-2-enoate and methyl 2-[(4-bromophenyl)carbonyl]prop-2-enoate were bioreduced by type II Saccharomyces cerevisiae (Sigma-Aldrich®), Pichia stiptis CCT 2617, Rhodotorula glutinis CCT 2182 and Pichia kluyveri CCT 3365 as biocatalysts and the first one showed better activity. The a-methyl-b-hydroxy-esters were obtained up to 79% yield, showing syn/anti ratio up to 9:1 and e.e. of 99% for both diastereoisomers, also was observed that the syn (2S, 3S) prevailed over its anti diastereoisomer (2R,3S). The use of the polymeric resin XAD7HP as substrate reservoir was evaluated, obtaining good improvement on the diastereoselectivity, although the conversion was unsatisfactory. The chosen alternative to achieve the presented yields was the use of filter paper as substrate reservoir, performing the substrate feeding to the medium. Assignment of the absolute configuration of methyl 3-(p-bromophenyl)-3-hydroxy-2-methyl propanoate was determined by Mosher Ls method, obtaining the configuration (2S,3S). / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Paulo José Samenho Moran / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:43:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_BrunoRicardoSilvade_M.pdf: 10291593 bytes, checksum: c054e04292035c00a7e70ac53eea2231 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesse projeto investigou-se o uso de líquidos iônicos na preparação de compostos carbonílicos a,b-insaturados por meio da condensação de Knoevenagel e na biorredução dos produtos sintetizados. Na primeira etapa do projeto, estudou-se a aplicação de um protocolo desenvolvido pelo grupo de pesquisa para a condensação de Knoevenagel entre b-cetoésteres e aldeídos aromáticos em líquidos iônicos. Utilizaram-se os líquidos iônicos [bmim(PF6)] e [bmim(NTf2)], e em ambos os casos, obtiveram-se rendimentos de moderado a alto para as condensações envolvendo o acetoacetato de etila e o 4-cloroacetoacetato de etila. Os produtos obtidos, que em todos os casos foram misturas de diastereoisômeros, foram separados e caracterizados individualmente, e a configurações das olefinas (E ou Z) puderam ser determinadas com base na cristalografia de raios-X de dois dos compostos preparados, e posterior comparação dos espectros de RMN de C de todos os compostos sintetizados. O acetoacetato de etila forneceu como isômero majoritário o Z, enquanto o 4-cloroacetoacetato de etila forneceu como isômero majoritário o E. Na segunda etapa do projeto, estudaram-se as biorreduções dos compostos preparados em sistemas bifásicos água/líquido iônico hidrofóbico. Em geral, verificou-se que na biorredução dos derivados do acetoacetato de etila por Saccharomyces cerevisiae, a existência de um sistema bifásico fez com que houvesse a redução da olefina, mantendo a carbonila intacta, enquanto no sistema monofásico (aquoso) houve a redução tanto da olefina quanto da carbonila. O comportamento da reação de biorredução foi bastante sensível a natureza do anel aromático, sendo que em alguns casos os produtos de retro-Knoevenagel foram formados em quantidades significativas. No caso do 2-benzilidenoacetoacetato de etila, pôde-se verificar que um comportamento semelhante foi observado em termos de quimiosseletividade para a redução dos derivados do acetoacetato de etila na presença de uma resina acrílica (Amberlite XAD-7). No caso dos derivados do 4-cloroacetoacetato de etila, as biorreduções por Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces boulardii, Candida albicans, Pichia stipitis e Geotrichum candidum forneceram como majoritários os produtos de retro-Knoevenagel. No caso da biorredução por Rhodotorula glutinis, houve apenas um aumento do tempo de reação, com manutenção da redução dos dois grupos funcionais / Abstract: In this project, we studied the use of ionic liquids in the preparation of a,b-unsaturated compounds by the Knoevenagel condensation, and in their bioreductions by yeasts. In the first stage, a methodology developed by our research group for the a-methylenation of carbonyl compounds in ionic liquids was applied to the condensation of b-ketoesters and aromatic aldehydes. In condensations involving ethyl acetoacetate and 4-chloroacetoacetate, moderate to high yields were obtained using [bmim(PF6)] and [bmim(NTf2)]. In all cases, diastereomeric mixtures were obtained, and both isomers were separated and characterized individually. The determination of the olefin configuration was based on X-ray crystallography of two of the synthesized compounds, and further comparison of their C NMR spectra with those of the remaining products. Although the reactions proceeded with only low to moderate diastereoselectivity, it was noteworthy that, whereas ethyl acetoacetate favored the Z isomer as the major reaction product, ethyl 4-chloroacetoacetate favored the E isomer as the major one. In the second stage, the bioreductions of the synthetized compounds in water/[bmim(PF6)] were studied. For the reduction of ethyl 2-benzylideneacetoacetate by Saccharomyces cerevisiae, the use of a water/[bmim(PF6)] system resulted in the maintenance of the C=O bond, with reduction only of the C=C bond. In contrast, in water, both the C=O and C=C bonds are reduced. When other acetoacetate derivatives were employed, it was noted that both reaction rates and the byproducts varied greatly varying the aromatic ring. When the reaction was performed in a aqueous system with the substrate adsorbed in an acrylic resin (Amberlite XAD-7), a similar result in terms of chemoselectivity was observed. When reductions of ethyl 2-benzylidene-4-chloroacetoacetate were carried out with Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces boulardii, Candida albicans, Pichia stipitis and Geotrichum candidum, the major observed products were those of a retro-Knoevenagel reaction. Only when Rhodotorula glutinis was employed, the major products were the bioreduction ones. In this case, however, the use of a water/[bmim(PF6)] system only resulted in a decrease of both C=O and C=C reduction rates, but not in a favoring of C=C reduction / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

The primary purpose of this study is to identify the 'universal' rate formulations with scaled-dependent parameters for the biological reduction of hematite. Three possible rate formulations were proposed to describe the bioreduction rate of hematite, and two kinds of simulation were conducted to validate the formulations and parameters with both batch and column experimental data: a reaction-based biogeochemical (batch) modeling with BIOGEOCHEM 1.0 and a reactive biogeochemical transport (column) modeling via HYDROGEOCHEM 4.0. Based on the results of simulations, only the dual Monod kinetic with inhibition rate formulation with respect to the concentrations of lactate, ßFeOOH, and Fe2+ under certain initial concentration of dissimilatory metal-reducing bacterium could fit the experimental data well. Our results also revealed that the equilibrium reaction rate for the surface hydration of hematite may have to be substituted with the kinetic rate formulation.

Os flavonoides são um grupo diversificado de compostos polifenólicos que podem ser encontrados na natureza e também sintetizados. A gama de atividades biológicas e o potencial para reduzir o risco de doenças crônicas tem motivado a comunidade científica a desenvolver métodos de síntese de compostos desta classe. Neste sentido, as reações de biotransformação são estratégias interessantes com grande potencial para modificar as estruturas de flavonoides naturais e sintéticos. Este estudo teve como objetivo a biotransformação de derivados de flavonoides por fungos de ambiente marinho. Assim, os derivados de flavonoides 2\'-hidroxichalconas (1a-h), 2\'-hidroxi-diidrochalcona (2a), flavanona (3a) e flavan-4-ol (4a) foram usados como substratos em reações biocatalisadas por células totais de fungos de ambiente marinho. As condições reacionais foram otimizadas variando-se o pH e a composição nutricional do meio reacional. Dessa forma, foi realizada uma triagem com oito fungos derivados de ambiente marinho (Penicillium raistrickii CBMAI 931, Cladosporium sp. CBMAI 1237, Aspergillus sydowii CBMAI 935, Penicillium oxalicum CBMAI 1996, Penicillium citrinum CBMAI 1186, Mucor racemosus CBMAI 847, Westerdykella sp. CBMAI 1679 e Aspergillus sclerotiorum CBMAI 849) utilizando a 2\'-hidroxichalcona 1a como substrato. A partir da triagem foram selecionados os fungos P. raistrickii CBMAI 931 e A. sydowii CBMAI 935 para serem aplicados com outros derivados de flavonoides. As reações empregando o fungo P. raistrickii CBMAI 931 resultou preferencialmente na hidrogenação da ligação Cα=Cβ das 2\'-hidroxichalconas substituídas (1a-h) com a formação das 2\'-hidroxi-diidrochalconas (2a-h) com conversões que variaram de 25 a 83% em 14 dias de reação. Também foi realizada uma triagem com dez fungos derivados de ambiente marinho (Fusarium sp. CBMAI 1830, Acremonium sp. CBMAI 1676, Aspergillus sp. CBMAI 1829, A. sydowii CBMAI 935, P.oxalicum CBMAI 1996, P. citrinum CBMAI 1186, P. raistrickii CBMAI 931, Cladosporium sp. CBMAI 1237, M. racemosus CBMAI 847 e Westerdykella sp. CBMAI 1679) para a biotransformação da flavanona 3a. A biotransformação da flavanona 3a resultou na formação de produtos de biorredução, hidroxilação e clivagem de anel. As reações empregando os fungos Cladosporium sp. CBMAI 1237, Westerdykella sp. CBMAI 1679 e Acremonium sp. CBMAI 1676 levou preferencialmente a biorredução do grupo cetônico da flavanona 3a para formação do flavan-4-ol 4a correspondente. Os fungos Acremonium sp. CBMAI 1676 e Cladosporium sp. CBMAI 1237 foram então utilizados para reduzir uma série de flavanonas 3b-g meta e para substituídas, onde os flavan-4-ois foram isolados com bons rendimentos (67-87%), porém com baixa seletividade. O fungo P. raistrickii CBMAI 931 também apresentou potencial para obtenção de diidrochalconas a partir de flavanonas, assim como os fungos A. sydowii CBMAI 935 e Fusarium sp. CBMAI que além de produzirem diidrochalconas ainda promoveram a hidroxilação da mesma. Assim, os fungos de ambiente marinho P. raistrickii CBMAI 931 e A. sydowii CBMAI 935 foram eficientes na biotransformação de derivados de flavonoides com controle quimio- e regiosseletivo. Os fungos de ambiente marinhoutilizados mostraram-se como uma fonte de enzimas ene redutases, álcool desidrogenases e monoxigenases ao mediar eficientemente a biotransformação de derivados de flavanoides. / Flavonoids are a diverse group of polyphenolic compounds that can be found in nature and synthesized. The range of biological activities and the potential to reduce the risk of chronic diseases has motivated the scientific community to develop methods of synthesis of compounds of this class. In this sense, biotransformation reactions are interesting strategies with great potential to modify the structures of natural and synthetic flavonoids. This study aimed at the biotransformation of flavonoid derivatives by marine environment fungi. Thus, the flavonoid derivatives 2\'-hydroxychalconas (1a-h), 2\'-hydroxy dihydrochalcone (2a), flavanone (3a) and flavan-4-ol (4a) were used as substrates in biocatalysed reactions by total cells of fungi of marine environment. The reaction conditions were optimized by varying the pH and nutritional composition of the reaction medium. In this way, eight marine-derived fungi (Penicillium raistrickii CBMAI 931, Cladosporium sp. CBMAI 1237, Aspergillus sydowii CBMAI 935, Penicillium oxalicum CBMAI 1996, Penicillium citrinum CBMAI 1186, Mucor racemosus CBMAI 847, Westerdykella sp. 1679 and Aspergillus sclerotiorum CBMAI 849) were screened to perform the biotransformation of 2\'-hydroxychalcone 1a. From the screening, the fungi P. raistrickii CBMAI 931 and A. sydowii CBMAI 935 were selected for applied with other flavonoid derivatives. The reactions using the fungus P. raistrickii CBMAI 931 resulted preferentially in the hydrogenation of the Cα-Cβ double bond of the substituted 2\'-hydroxychalconas (1a-h) to led formation of 2\'-hydroxy-dihydrochalcones (2a-h) with good conversions (25 to 83%) in 14 days of reaction. It was also carried out a screening with ten fungi derived from marine environment (Fusarium sp. CBMAI 1830, Acremonium sp. CBMAI 1676, Aspergillus sp. CBMAI 1829, A. sydowii CBMAI 935, P. oxalicum CBMAI 1996, P. citrinum CBMAI 1186, P. raistrickii CBMAI 931, Cladosporium sp, CBMAI 1237, M. racemosus CBMAI 847 and Westerdykella sp, CBMAI 1679) for the biotransformation of flavanone 3a. The biotransformation reaction resulted in the biorreduction of flavanona 3a, hydroxylation and ring cleavage of the products. Reactions by Cladosporium sp. CBMAI 1237, Westerdykella sp. CBMAI 1679 and Acremonium sp. CBMAI 1676 preferably led to the reduction of the pro-chiral ketone of flavanone to form the corresponding flavan-4-ol. The fungi Acremonium sp. CBMAI 1676 and Cladosporium sp. CBMAI 1237 were used to reduce a series of substituted flavanones, where flavan-4-ols were isolated in good yields (67-87%), but with low selectivity. The fungus P. raistrickii CBMAI 931 presented potential for produce dihydrochalcones from flavanones, as well as the fungi A. sydowii CBMAI 935 and Fusarium sp. CBMAI that in addition to producing dihydrochalcones still promoted the hydroxylation thereof. Thus, the marine environment fungi P. raistrickii CBMAI 931 and A. sydowii CBMAI 935 were efficient in biotransformation of flavonoid derivatives with chemo- and regioselective control. Marine-derived fungi have been shown to be a source of ene reductase enzymes, alcohol dehydrogenases and monoxigenases by efficiently mediating the biotransformation of flavonoid derivatives.

O trabalho abrange o estudo de biorreduções de cetonas por espécies vegetais, empregando-se homogenatos de células de tecidos de plantas já desenvolvidas (folhas) ou culturas de células de Rauwolfia sellowii e Cereus peruvianus em suspensão. Dentre os objetivos principais do trabalho estão: reduzir cetonas-modelo por culturas de células vegetais, avaliando a eficiência e estereosseletividade do processo. Desenvolver um procedimento de triagem por enzimas vegetais solúveis entre diversas espécies obtidas no campus \"Armando Salles de Oliveira\", através da manipulação de variáveis que sabidamente alteram a atividade enzimática. Este tipo de preparação enzimática é utilizado no estudo de rotas biossintéticas, mas o emprego de homogenatos de células vegetais na triagem por novos biocatalisadores é inovador, tendo sido demonstrado seu potencial como ferramenta na seleção de enzimas vegetais para a biotransformação de xenobióticos. A metodologia é simples e confiável, possibilitando o estudo de biotransformações por enzimas diferentes daquelas expressas em culturas de células e oferecendo maior garantia de que a atividade enzimática observada é originária da espécie vegetal em estudo, e não de microorganismos endofíticos, que podem atuar nas biotransformações em que se utilizam partes de plantas desenvolvidas como biocatalisador / The work focuses on the study of the bioreduction of ketones by plant species, using homogenates of already developed plant tissues cells (leaves) or of Rauwolfia sellowii and Cereus peruvianus cell cultures suspensions. Among the main objectives of the study are the evaluation of the efficiency and stereoselectivity of the ketone-reduction process in plant cell cultures. It was employed a screening procedure for soluble enzymes from different plant species found on campus \"Armando Salles de Oliveira\", through the manipulation of variables known to be related to the enzyme activity. This type of enzyme preparation has been already reported in studies of biosynthetic routes, but the use of homogenates of plant cells to the screening for new biocatalysts is innovative. In this work we could demonstrate the potential of this approach as a tool in the selection of plant enzymes for the biotransformation of xenobiotics. The methodology is simple and reliable, allows the study of biotransformations by enzymes different from those expressed in cultured cells, and provides greater assurance that the enzymatic activity observed originated in plant species under study, rather than in endophytic microorganisms, which can act in biotransformations that employ parts of developed plants as biocatalyst.

O trabalho abrange o estudo de biorreduções de cetonas por espécies vegetais, empregando-se homogenatos de células de tecidos de plantas já desenvolvidas (folhas) ou culturas de células de Rauwolfia sellowii e Cereus peruvianus em suspensão. Dentre os objetivos principais do trabalho estão: reduzir cetonas-modelo por culturas de células vegetais, avaliando a eficiência e estereosseletividade do processo. Desenvolver um procedimento de triagem por enzimas vegetais solúveis entre diversas espécies obtidas no campus \"Armando Salles de Oliveira\", através da manipulação de variáveis que sabidamente alteram a atividade enzimática. Este tipo de preparação enzimática é utilizado no estudo de rotas biossintéticas, mas o emprego de homogenatos de células vegetais na triagem por novos biocatalisadores é inovador, tendo sido demonstrado seu potencial como ferramenta na seleção de enzimas vegetais para a biotransformação de xenobióticos. A metodologia é simples e confiável, possibilitando o estudo de biotransformações por enzimas diferentes daquelas expressas em culturas de células e oferecendo maior garantia de que a atividade enzimática observada é originária da espécie vegetal em estudo, e não de microorganismos endofíticos, que podem atuar nas biotransformações em que se utilizam partes de plantas desenvolvidas como biocatalisador / The work focuses on the study of the bioreduction of ketones by plant species, using homogenates of already developed plant tissues cells (leaves) or of Rauwolfia sellowii and Cereus peruvianus cell cultures suspensions. Among the main objectives of the study are the evaluation of the efficiency and stereoselectivity of the ketone-reduction process in plant cell cultures. It was employed a screening procedure for soluble enzymes from different plant species found on campus \"Armando Salles de Oliveira\", through the manipulation of variables known to be related to the enzyme activity. This type of enzyme preparation has been already reported in studies of biosynthetic routes, but the use of homogenates of plant cells to the screening for new biocatalysts is innovative. In this work we could demonstrate the potential of this approach as a tool in the selection of plant enzymes for the biotransformation of xenobiotics. The methodology is simple and reliable, allows the study of biotransformations by enzymes different from those expressed in cultured cells, and provides greater assurance that the enzymatic activity observed originated in plant species under study, rather than in endophytic microorganisms, which can act in biotransformations that employ parts of developed plants as biocatalyst.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O presente trabalho relata a utilizaÃÃo do caldo de cana e suas enzimas imobilizadas como biocatalisadores em reaÃÃes de reduÃÃo e acetilaÃÃo. Numa primeira parte, uma sÃrie de reaÃÃes de reduÃÃo utilizando como catalisador o sistema enzimÃtico contido no caldo de cana (CC) foi realizada, tendo como substratos: acetofenona, 3-metoxi-acetofenona, benzaldeÃdo, anisaldeÃdo, m-anisaldeÃdo, vanilina, cinamaldeido, -metilcinamaldeÃdo, furfural, citronelal, 3-hexanona, ciclopentanona, ciclohexanona, pulegona, carvona, acetoacetato de etila, benzoato de etÃla, butirato de etÃla, benzonitrila, benzamida, isoniazida e nitrobenzeno. A metodologia aplicada consistiu na utilizaÃÃo de proporÃÃes definidas dos substratos e do sistema biocatalisador. Para vÃrios dos compostos citados, os alcoÃis foram obtidos com excelentes rendimentos, em alguns casos as reaÃÃes procederam com quimiosseletividade e, em outros, com enantiosseletividade. A segunda parte do trabalho consistiu na utilizaÃÃo do sistema enzimÃtico do caldo de cana em reaÃÃes de esterificaÃÃo. Nestas reaÃÃes foram utlizados como biocatalisador as enzimas imobilizadas do caldo de cana (EICC), aplicando metodologia adaptada da literatura. O Ãlcool anÃsico, selecionado como substrato padrÃo para os testes iniciais, em mistura com anidrido acÃtico e em presenÃa de EICC originou o produto identificado como acetato de anisila. Em seguida, apÃs vÃrios experimentos, os parÃmetros reacionais: quantidade de EICC, quantidade de substrato, tempo reacional, solvente, velocidade de agitaÃÃo, temperatura e reutilizaÃÃo do sistema enzimÃtico foram determinados. As condiÃÃes que permitiram a obtenÃÃo do produto esterificado com melhor rendimento foram: 150 mg de EICC, 200 mg de substrato, 20 mL de hexano, 150 rotaÃÃes por minuto (rpm), 60 horas de reaÃÃo a 30ÂC e 24 h a 70ÂC. Estas condiÃÃes foram utilizadas nas reaÃÃes de acetilaÃÃo de outros compostos, obtendo-se bons rendimentos de conversÃo. Assim, as reaÃÃes com os alcoÃis: anÃsico, benzÃlico, 3- metoxi-benzÃlico, cinÃmico, furfurÃlico, 1-fenil-etan-1-ol e 3-metoxi-1-fenil-etan-1-ol e alcoÃis alifÃticos: amÃlico, octÃlico, decanÃico, citronelol, alÃlico, ciclopentanol, ciclohexanol, 3-hidroxi-butirato de etila, -terpineol e com um composto fenÃlico o carvacrol foram testadas, demonstrando a eficiÃncia de EICC nestas reaÃÃes. Os produtos, nas misturas reacionais, foram analisados atravÃs de CCD, CG-EM e RMN 1H. / The present work reports the use of integral cells and immobilized enzymes of the sugar cane (Saccharum officinarum) juice as biocatalyst applied in reactions of reduction and acetylation reactions. In a first part, a set of reduction reactions was carried out using sugar cane juice (CC) as catalyst and, as substrates: acetophenone, 3-methoxyacetophenone,benzaldehyde, anisaldehyde, m-anisaldehyde, vanillin, cinnamaldehyde, -methyl-cinnamaldehyde, furfuryl, citronellal, 3-hexanone, cyclopentanone, cyclohexanone, pulegone, carvone, -keto ethyl butyrate, ethyl benzoate, ethyl butyrate, benzonitrile, benzamide, isoniazide, nitrobenzene. For several of the mentioned compounds, were obtained alcohols with excellent yields, in some cases the reactions proceded with chemoselectivity and, in other, with enantioselectivity. The second part of this work it was used immobilized enzymes of cane juice in esterification reactions of alcohols. In this sense, the alcohols: anisyc, benzylic, 3-methoxy-benzylic, cinnamyc, furfurylic, 1-phenylethan-1-ol, 3-methoxy-1-phenyl-ethan-1-ol, amylic, octylic, decanoic, citronellol, allylic, cyclopentanol, cyclohexanol, 3-hydroxy-ethyl-butyrate, -terpineol and carvacrol were tested. In the esterifications reactions were using as biocatalisador the immobilized enzymes of the cane juice (EICC), using adapted methodology of the literature. The alcohol anisyc, selected as substrate for the tests initials, in mixture with acetic anhydride and in presence of EICC it afforded an identified product as anisyl acetate. After several experiments, reactional parameters: amount of EICC, amount of substrate, time reacional, solvent, agitation speed, temperature and reuse of the enzymatic system were determined. The conditions that allowed the obtaining of the esterified derivative with better yields were: 150 mg of EICC, 200 mg substrate, 20 mL hexane, 150 rpm, 60 hours of reaction to 30ÂC and 24 h to 70ÂC. So, acetylation reactions with other alcohols were processed, being obtained good yelds. Consequently, the immobilized enzymes of Saccharum officinarum constitute a promising biocatalysts in acetylation reactions, although, other tests need to be made in the sense of optimizing the potential of the biocatalysts. The products, in the reactional mixtures were analyzed by TLC, GC-MS and 1H NMR.